EA046580B1 - CATIONIC NEUROTOXINS - Google Patents
CATIONIC NEUROTOXINS Download PDFInfo
- Publication number
- EA046580B1 EA046580B1 EA202191745 EA046580B1 EA 046580 B1 EA046580 B1 EA 046580B1 EA 202191745 EA202191745 EA 202191745 EA 046580 B1 EA046580 B1 EA 046580B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- asn
- amino acid
- bont
- engineered
- modification
- Prior art date
Links
- 239000002581 neurotoxin Substances 0.000 title claims description 11
- 231100000618 neurotoxin Toxicity 0.000 title claims description 11
- DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N Asparagine Natural products OC(=O)C(N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 497
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 claims description 488
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 484
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 claims description 483
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 436
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 436
- 231100001102 clostridial toxin Toxicity 0.000 claims description 199
- 101710117542 Botulinum neurotoxin type A Proteins 0.000 claims description 168
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 127
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 claims description 123
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 123
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 claims description 122
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 claims description 122
- 239000003053 toxin Substances 0.000 claims description 119
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 claims description 119
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 claims description 97
- 108030001720 Bontoxilysin Proteins 0.000 claims description 70
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 claims description 47
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 40
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims description 30
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 claims description 29
- 239000004365 Protease Substances 0.000 claims description 29
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 25
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 25
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 claims description 23
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 22
- 108010055044 Tetanus Toxin Proteins 0.000 claims description 21
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims description 20
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims description 20
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims description 20
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 20
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000037396 body weight Effects 0.000 claims description 14
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 claims description 13
- 201000010099 disease Diseases 0.000 claims description 11
- 125000003588 lysine group Chemical group [H]N([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 claims description 10
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims description 10
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 claims description 10
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 claims description 10
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000003556 assay Methods 0.000 claims description 8
- 206010044074 Torticollis Diseases 0.000 claims description 7
- 125000000637 arginyl group Chemical group N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)* 0.000 claims description 7
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 7
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 claims description 7
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 7
- 241001112695 Clostridiales Species 0.000 claims description 6
- 108010057266 Type A Botulinum Toxins Proteins 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 6
- 206010005159 blepharospasm Diseases 0.000 claims description 6
- 230000000744 blepharospasm Effects 0.000 claims description 6
- 238000012217 deletion Methods 0.000 claims description 6
- 230000037430 deletion Effects 0.000 claims description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 6
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000000404 glutamine group Chemical group N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)* 0.000 claims description 5
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N phenylalanine group Chemical group N[C@@H](CC1=CC=CC=C1)C(=O)O COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 claims description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 5
- 208000019505 Deglutition disease Diseases 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 4
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-Proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 3
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000613 asparagine group Chemical group N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)* 0.000 claims description 3
- 125000002091 cationic group Chemical class 0.000 claims description 3
- 206010008129 cerebral palsy Diseases 0.000 claims description 3
- 201000002866 cervical dystonia Diseases 0.000 claims description 3
- 125000000151 cysteine group Chemical group N[C@@H](CS)C(=O)* 0.000 claims description 3
- 210000000744 eyelid Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000004237 neck muscle Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000002027 skeletal muscle Anatomy 0.000 claims description 3
- 125000001493 tyrosinyl group Chemical group [H]OC1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 claims description 3
- 208000004130 Blepharoptosis Diseases 0.000 claims description 2
- 206010015995 Eyelid ptosis Diseases 0.000 claims description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 2
- 208000010428 Muscle Weakness Diseases 0.000 claims description 2
- 206010028372 Muscular weakness Diseases 0.000 claims description 2
- 208000000112 Myalgia Diseases 0.000 claims description 2
- 210000003451 celiac plexus Anatomy 0.000 claims description 2
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 claims description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 2
- 125000000487 histidyl group Chemical group [H]N([H])C(C(=O)O*)C([H])([H])C1=C([H])N([H])C([H])=N1 0.000 claims description 2
- 208000018197 inherited torticollis Diseases 0.000 claims description 2
- 125000001360 methionine group Chemical group N[C@@H](CCSC)C(=O)* 0.000 claims description 2
- 208000013465 muscle pain Diseases 0.000 claims description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 2
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 claims description 2
- 201000003004 ptosis Diseases 0.000 claims description 2
- 125000003607 serino group Chemical group [H]N([H])[C@]([H])(C(=O)[*])C(O[H])([H])[H] 0.000 claims description 2
- 125000000341 threoninyl group Chemical group [H]OC([H])(C([H])([H])[H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 claims description 2
- 101710138657 Neurotoxin Proteins 0.000 claims 8
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims 4
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 claims 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims 2
- 230000005021 gait Effects 0.000 claims 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims 2
- 241000283073 Equus caballus Species 0.000 claims 1
- 208000034819 Mobility Limitation Diseases 0.000 claims 1
- 125000003295 alanine group Chemical group N[C@@H](C)C(=O)* 0.000 claims 1
- 230000007012 clinical effect Effects 0.000 claims 1
- 229940126534 drug product Drugs 0.000 claims 1
- 125000003630 glycyl group Chemical group [H]N([H])C([H])([H])C(*)=O 0.000 claims 1
- 125000000741 isoleucyl group Chemical group [H]N([H])C(C(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])[H])C(=O)O* 0.000 claims 1
- 125000001909 leucine group Chemical group [H]N(*)C(C(*)=O)C([H])([H])C(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims 1
- 210000003300 oropharynx Anatomy 0.000 claims 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims 1
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 claims 1
- 125000000430 tryptophan group Chemical group [H]N([H])C(C(=O)O*)C([H])([H])C1=C([H])N([H])C2=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C12 0.000 claims 1
- 125000002987 valine group Chemical group [H]N([H])C([H])(C(*)=O)C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- PICXIOQBANWBIZ-UHFFFAOYSA-N zinc;1-oxidopyridine-2-thione Chemical class [Zn+2].[O-]N1C=CC=CC1=S.[O-]N1C=CC=CC1=S PICXIOQBANWBIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N L-asparagine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N 0.000 description 472
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 134
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 description 99
- 231100001103 botulinum neurotoxin Toxicity 0.000 description 60
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 52
- 241001112696 Clostridia Species 0.000 description 50
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 50
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 50
- 101710117515 Botulinum neurotoxin type E Proteins 0.000 description 33
- 101710117524 Botulinum neurotoxin type B Proteins 0.000 description 31
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 30
- 101710117520 Botulinum neurotoxin type F Proteins 0.000 description 27
- 101000985020 Clostridium botulinum D phage Botulinum neurotoxin type D Proteins 0.000 description 21
- 101000933563 Clostridium botulinum Botulinum neurotoxin type G Proteins 0.000 description 18
- 101000985023 Clostridium botulinum C phage Botulinum neurotoxin type C Proteins 0.000 description 18
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 18
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 14
- -1 SNAP-25 Proteins 0.000 description 13
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 12
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 12
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 12
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 10
- 102000000583 SNARE Proteins Human genes 0.000 description 10
- 108010041948 SNARE Proteins Proteins 0.000 description 10
- 102100030552 Synaptosomal-associated protein 25 Human genes 0.000 description 10
- 235000009582 asparagine Nutrition 0.000 description 10
- 229960001230 asparagine Drugs 0.000 description 10
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 235000004554 glutamine Nutrition 0.000 description 10
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 10
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 10
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 9
- 208000007101 Muscle Cramp Diseases 0.000 description 7
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 7
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 231100000065 noncytotoxic Toxicity 0.000 description 7
- 230000002020 noncytotoxic effect Effects 0.000 description 7
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 7
- 208000014094 Dystonic disease Diseases 0.000 description 6
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 6
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 6
- 208000004350 Strabismus Diseases 0.000 description 6
- 208000010118 dystonia Diseases 0.000 description 6
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 6
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 5
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 5
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 5
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 5
- 208000005392 Spasm Diseases 0.000 description 5
- 108030001722 Tentoxilysin Proteins 0.000 description 5
- AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N Threonine Natural products CC(O)C(N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 5
- BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside Chemical compound CC(C)S[C@@H]1O[C@H](CO)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000002374 tyrosine Nutrition 0.000 description 5
- 101710117518 Botulinum neurotoxin type D Proteins 0.000 description 4
- 101710117519 Botulinum neurotoxin type G Proteins 0.000 description 4
- 206010019233 Headaches Diseases 0.000 description 4
- AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N L-threonine Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N 0.000 description 4
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 208000008238 Muscle Spasticity Diseases 0.000 description 4
- 206010029216 Nervousness Diseases 0.000 description 4
- 108010010469 Qa-SNARE Proteins Proteins 0.000 description 4
- 102000005917 R-SNARE Proteins Human genes 0.000 description 4
- 108010005730 R-SNARE Proteins Proteins 0.000 description 4
- 102000050389 Syntaxin Human genes 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 108010069023 botulinum toxin type E Proteins 0.000 description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 4
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 4
- 125000000291 glutamic acid group Chemical group N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)* 0.000 description 4
- 231100000869 headache Toxicity 0.000 description 4
- 238000001155 isoelectric focusing Methods 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N serine Chemical compound OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 208000018198 spasticity Diseases 0.000 description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 4
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 4
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 4
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 4
- 230000005945 translocation Effects 0.000 description 4
- 241000186542 Clostridium baratii Species 0.000 description 3
- 241000193155 Clostridium botulinum Species 0.000 description 3
- 241000193171 Clostridium butyricum Species 0.000 description 3
- 241000193449 Clostridium tetani Species 0.000 description 3
- 102100025698 Cytosolic carboxypeptidase 4 Human genes 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N L-Ornithine Chemical compound NCCC[C@H](N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 3
- ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P L-argininium(2+) Chemical class NC(=[NH2+])NCCC[C@H]([NH3+])C(O)=O ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P 0.000 description 3
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 3
- AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N L-isoleucine Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 3
- 208000021642 Muscular disease Diseases 0.000 description 3
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 3
- 206010043269 Tension headache Diseases 0.000 description 3
- 208000008548 Tension-Type Headache Diseases 0.000 description 3
- 239000004473 Threonine Substances 0.000 description 3
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 3
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 3
- 229940053031 botulinum toxin Drugs 0.000 description 3
- 206010006514 bruxism Diseases 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 3
- PMMYEEVYMWASQN-UHFFFAOYSA-N dl-hydroxyproline Natural products OC1C[NH2+]C(C([O-])=O)C1 PMMYEEVYMWASQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 231100000673 dose–response relationship Toxicity 0.000 description 3
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 3
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000014304 histidine Nutrition 0.000 description 3
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 208000018360 neuromuscular disease Diseases 0.000 description 3
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 3
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 210000003105 phrenic nerve Anatomy 0.000 description 3
- 231100000654 protein toxin Toxicity 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 210000000278 spinal cord Anatomy 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 235000008521 threonine Nutrition 0.000 description 3
- 230000034512 ubiquitination Effects 0.000 description 3
- 238000010798 ubiquitination Methods 0.000 description 3
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 3
- MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N (2S)-2-Amino-3-hydroxypropansäure Chemical compound OC[C@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- PDRJLZDUOULRHE-ZETCQYMHSA-N (2s)-2-amino-3-pyridin-2-ylpropanoic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=N1 PDRJLZDUOULRHE-ZETCQYMHSA-N 0.000 description 2
- DFZVZEMNPGABKO-ZETCQYMHSA-N (2s)-2-amino-3-pyridin-3-ylpropanoic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CN=C1 DFZVZEMNPGABKO-ZETCQYMHSA-N 0.000 description 2
- FQFVANSXYKWQOT-ZETCQYMHSA-N (2s)-2-azaniumyl-3-pyridin-4-ylpropanoate Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=NC=C1 FQFVANSXYKWQOT-ZETCQYMHSA-N 0.000 description 2
- XWHHYOYVRVGJJY-QMMMGPOBSA-N 4-fluoro-L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(F)C=C1 XWHHYOYVRVGJJY-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 2
- 208000008035 Back Pain Diseases 0.000 description 2
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 2
- 206010013975 Dyspnoeas Diseases 0.000 description 2
- 208000000289 Esophageal Achalasia Diseases 0.000 description 2
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 2
- PMMYEEVYMWASQN-DMTCNVIQSA-N Hydroxyproline Chemical compound O[C@H]1CN[C@H](C(O)=O)C1 PMMYEEVYMWASQN-DMTCNVIQSA-N 0.000 description 2
- 208000008454 Hyperhidrosis Diseases 0.000 description 2
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-HWQSCIPKSA-N L-arabinopyranose Chemical compound O[C@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-HWQSCIPKSA-N 0.000 description 2
- 125000000010 L-asparaginyl group Chemical group O=C([*])[C@](N([H])[H])([H])C([H])([H])C(=O)N([H])[H] 0.000 description 2
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 2
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 2
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 2
- 208000029578 Muscle disease Diseases 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 101100068676 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) gln-1 gene Proteins 0.000 description 2
- 108020004485 Nonsense Codon Proteins 0.000 description 2
- 108091060545 Nonsense suppressor Proteins 0.000 description 2
- 206010030136 Oesophageal achalasia Diseases 0.000 description 2
- AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N Orn-delta-NH2 Natural products NCCCC(N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 description 2
- 208000018737 Parkinson disease Diseases 0.000 description 2
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 206010043118 Tardive Dyskinesia Diseases 0.000 description 2
- 206010043376 Tetanus Diseases 0.000 description 2
- 241000723792 Tobacco etch virus Species 0.000 description 2
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 description 2
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 201000000621 achalasia Diseases 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004899 c-terminal region Anatomy 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000001713 cholinergic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 2
- PMMYEEVYMWASQN-IMJSIDKUSA-N cis-4-Hydroxy-L-proline Chemical compound O[C@@H]1CN[C@H](C(O)=O)C1 PMMYEEVYMWASQN-IMJSIDKUSA-N 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 208000030533 eye disease Diseases 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000001605 fetal effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 230000037315 hyperhidrosis Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N isoleucine Natural products CCC(C)C(N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960000310 isoleucine Drugs 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 2
- 235000006109 methionine Nutrition 0.000 description 2
- 201000006417 multiple sclerosis Diseases 0.000 description 2
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 2
- 239000002858 neurotransmitter agent Substances 0.000 description 2
- 230000037434 nonsense mutation Effects 0.000 description 2
- 229960003104 ornithine Drugs 0.000 description 2
- 230000006320 pegylation Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- FSYKKLYZXJSNPZ-UHFFFAOYSA-N sarcosine Chemical compound C[NH2+]CC([O-])=O FSYKKLYZXJSNPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000004400 serine Nutrition 0.000 description 2
- 210000002460 smooth muscle Anatomy 0.000 description 2
- 230000001148 spastic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 230000009747 swallowing Effects 0.000 description 2
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 2
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- 210000004291 uterus Anatomy 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 2
- UJXJZOCXEZPHIE-YFKPBYRVSA-N (2s)-2-(2-hydroxyethylamino)-4-sulfanylbutanoic acid Chemical compound OCCN[C@H](C(O)=O)CCS UJXJZOCXEZPHIE-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- FXGZFWDCXQRZKI-VKHMYHEASA-N (2s)-5-amino-2-nitramido-5-oxopentanoic acid Chemical compound NC(=O)CC[C@@H](C(O)=O)N[N+]([O-])=O FXGZFWDCXQRZKI-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- CCAIIPMIAFGKSI-DMTCNVIQSA-N (2s,3r)-3-hydroxy-2-(methylazaniumyl)butanoate Chemical compound CN[C@@H]([C@@H](C)O)C(O)=O CCAIIPMIAFGKSI-DMTCNVIQSA-N 0.000 description 1
- CNPSFBUUYIVHAP-WHFBIAKZSA-N (2s,3s)-3-methylpyrrolidin-1-ium-2-carboxylate Chemical compound C[C@H]1CCN[C@@H]1C(O)=O CNPSFBUUYIVHAP-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 1
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUOOLUPWFVMBKG-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoisobutyric acid Chemical compound CC(C)(N)C(O)=O FUOOLUPWFVMBKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDUUKBXTEOFITR-BYPYZUCNSA-N 2-methyl-L-serine Chemical compound OC[C@@]([NH3+])(C)C([O-])=O CDUUKBXTEOFITR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- XEVFXAFXZZYFSX-UHFFFAOYSA-N 3-azabicyclo[2.1.1]hexane-4-carboxylic acid Chemical compound C1C2CC1(C(=O)O)NC2 XEVFXAFXZZYFSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010068327 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase Proteins 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-UHFFFAOYSA-N Alanine Chemical compound CC([NH3+])C([O-])=O QNAYBMKLOCPYGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000004384 Alopecia Diseases 0.000 description 1
- 206010002153 Anal fissure Diseases 0.000 description 1
- 208000016583 Anus disease Diseases 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 206010069632 Bladder dysfunction Diseases 0.000 description 1
- 206010005949 Bone cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000020084 Bone disease Diseases 0.000 description 1
- 208000018084 Bone neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 101710117523 Botulinum neurotoxin type C Proteins 0.000 description 1
- 102000014914 Carrier Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010078791 Carrier Proteins Proteins 0.000 description 1
- 108010009685 Cholinergic Receptors Proteins 0.000 description 1
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 1
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 1
- 108091035707 Consensus sequence Proteins 0.000 description 1
- 230000006820 DNA synthesis Effects 0.000 description 1
- 208000003164 Diplopia Diseases 0.000 description 1
- 206010013887 Dysarthria Diseases 0.000 description 1
- 206010013952 Dysphonia Diseases 0.000 description 1
- 208000017701 Endocrine disease Diseases 0.000 description 1
- 108010013369 Enteropeptidase Proteins 0.000 description 1
- 102100029727 Enteropeptidase Human genes 0.000 description 1
- 101710204837 Envelope small membrane protein Proteins 0.000 description 1
- 241001198387 Escherichia coli BL21(DE3) Species 0.000 description 1
- 108010074860 Factor Xa Proteins 0.000 description 1
- 208000001640 Fibromyalgia Diseases 0.000 description 1
- 208000009531 Fissure in Ano Diseases 0.000 description 1
- 208000023783 Genitourinary tract disease Diseases 0.000 description 1
- 208000004095 Hemifacial Spasm Diseases 0.000 description 1
- 229920002971 Heparan sulfate Polymers 0.000 description 1
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000002972 Hepatolenticular Degeneration Diseases 0.000 description 1
- 101000932590 Homo sapiens Cytosolic carboxypeptidase 4 Proteins 0.000 description 1
- 101000652315 Homo sapiens Synaptosomal-associated protein 25 Proteins 0.000 description 1
- YZJSUQQZGCHHNQ-UHFFFAOYSA-N Homoglutamine Chemical compound OC(=O)C(N)CCCC(N)=O YZJSUQQZGCHHNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010020853 Hypertonic bladder Diseases 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- SNDPXSYFESPGGJ-BYPYZUCNSA-N L-2-aminopentanoic acid Chemical compound CCC[C@H](N)C(O)=O SNDPXSYFESPGGJ-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 125000000998 L-alanino group Chemical group [H]N([*])[C@](C([H])([H])[H])([H])C(=O)O[H] 0.000 description 1
- 125000000570 L-alpha-aspartyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[C@]([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N L-lysine Chemical class NCCCC[C@H](N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- SNDPXSYFESPGGJ-UHFFFAOYSA-N L-norVal-OH Natural products CCCC(N)C(O)=O SNDPXSYFESPGGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HXEACLLIILLPRG-YFKPBYRVSA-N L-pipecolic acid Chemical compound [O-]C(=O)[C@@H]1CCCC[NH2+]1 HXEACLLIILLPRG-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 231100000111 LD50 Toxicity 0.000 description 1
- 208000034626 LUMBAR syndrome Diseases 0.000 description 1
- 102000003960 Ligases Human genes 0.000 description 1
- 108090000364 Ligases Proteins 0.000 description 1
- 208000008930 Low Back Pain Diseases 0.000 description 1
- 101710145006 Lysis protein Proteins 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 208000019695 Migraine disease Diseases 0.000 description 1
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 1
- 101001033003 Mus musculus Granzyme F Proteins 0.000 description 1
- 208000029549 Muscle injury Diseases 0.000 description 1
- 201000009623 Myopathy Diseases 0.000 description 1
- GHAZCVNUKKZTLG-UHFFFAOYSA-N N-ethyl-succinimide Natural products CCN1C(=O)CCC1=O GHAZCVNUKKZTLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HDFGOPSGAURCEO-UHFFFAOYSA-N N-ethylmaleimide Chemical compound CCN1C(=O)C=CC1=O HDFGOPSGAURCEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000007920 Neurogenic Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 208000000693 Neurogenic Urinary Bladder Diseases 0.000 description 1
- 206010029279 Neurogenic bladder Diseases 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 208000005225 Opsoclonus-Myoclonus Syndrome Diseases 0.000 description 1
- UTJLXEIPEHZYQJ-UHFFFAOYSA-N Ornithine Chemical class OC(=O)C(C)CCCN UTJLXEIPEHZYQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000009722 Overactive Urinary Bladder Diseases 0.000 description 1
- 208000016222 Pancreatic disease Diseases 0.000 description 1
- 102000016611 Proteoglycans Human genes 0.000 description 1
- 108010067787 Proteoglycans Proteins 0.000 description 1
- 206010039424 Salivary hypersecretion Diseases 0.000 description 1
- 108010077895 Sarcosine Proteins 0.000 description 1
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 1
- 241001522306 Serinus serinus Species 0.000 description 1
- 206010040954 Skin wrinkling Diseases 0.000 description 1
- 102000006384 Soluble N-Ethylmaleimide-Sensitive Factor Attachment Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010019040 Soluble N-Ethylmaleimide-Sensitive Factor Attachment Proteins Proteins 0.000 description 1
- 206010067672 Spasmodic dysphonia Diseases 0.000 description 1
- 201000010829 Spina bifida Diseases 0.000 description 1
- 208000006097 Spinal Dysraphism Diseases 0.000 description 1
- 102000016253 Synaptobrevin/Vesicle-associated membrane proteins Human genes 0.000 description 1
- 108050004777 Synaptobrevin/Vesicle-associated membrane proteins Proteins 0.000 description 1
- 206010043169 Tearfulness Diseases 0.000 description 1
- 108090000190 Thrombin Proteins 0.000 description 1
- 208000024799 Thyroid disease Diseases 0.000 description 1
- 108020004566 Transfer RNA Proteins 0.000 description 1
- 208000025865 Ulcer Diseases 0.000 description 1
- 206010046543 Urinary incontinence Diseases 0.000 description 1
- 208000018839 Wilson disease Diseases 0.000 description 1
- 241000269370 Xenopus <genus> Species 0.000 description 1
- 102000036861 Zinc-dependent endopeptidases Human genes 0.000 description 1
- 108091006982 Zinc-dependent endopeptidases Proteins 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OIPILFWXSMYKGL-UHFFFAOYSA-N acetylcholine Chemical compound CC(=O)OCC[N+](C)(C)C OIPILFWXSMYKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004373 acetylcholine Drugs 0.000 description 1
- 102000034337 acetylcholine receptors Human genes 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- CDUUKBXTEOFITR-UHFFFAOYSA-N alpha-methylserine Natural products OCC([NH3+])(C)C([O-])=O CDUUKBXTEOFITR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006229 amino acid addition Effects 0.000 description 1
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000036528 appetite Effects 0.000 description 1
- 235000019789 appetite Nutrition 0.000 description 1
- 206010003549 asthenia Diseases 0.000 description 1
- 208000006673 asthma Diseases 0.000 description 1
- 230000002567 autonomic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- XNBJHKABANTVCP-REOHCLBHSA-N beta-guanidino-L-alanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CN=C(N)N XNBJHKABANTVCP-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000006172 buffering agent Substances 0.000 description 1
- 210000005252 bulbus oculi Anatomy 0.000 description 1
- 244000309466 calf Species 0.000 description 1
- 125000001314 canonical amino-acid group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 210000004671 cell-free system Anatomy 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 206010009887 colitis Diseases 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 210000000172 cytosol Anatomy 0.000 description 1
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000002716 delivery method Methods 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 208000037765 diseases and disorders Diseases 0.000 description 1
- 208000032625 disorder of ear Diseases 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 208000030172 endocrine system disease Diseases 0.000 description 1
- 210000001163 endosome Anatomy 0.000 description 1
- 201000006517 essential tremor Diseases 0.000 description 1
- 239000006277 exogenous ligand Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 1
- 210000004709 eyebrow Anatomy 0.000 description 1
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 201000002904 focal dystonia Diseases 0.000 description 1
- 108010055409 ganglioside receptor Proteins 0.000 description 1
- 150000002270 gangliosides Chemical class 0.000 description 1
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 1
- 210000004051 gastric juice Anatomy 0.000 description 1
- 208000021302 gastroesophageal reflux disease Diseases 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003779 hair growth Effects 0.000 description 1
- 208000024963 hair loss Diseases 0.000 description 1
- 230000003676 hair loss Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- MWFRVMDVLYIXJF-BYPYZUCNSA-N hydroxyethylcysteine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CSCCO MWFRVMDVLYIXJF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 229960002591 hydroxyproline Drugs 0.000 description 1
- 230000001660 hyperkinetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 1
- 208000026278 immune system disease Diseases 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000000126 in silico method Methods 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 208000027866 inflammatory disease Diseases 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000007972 injectable composition Substances 0.000 description 1
- 230000030214 innervation Effects 0.000 description 1
- 230000017730 intein-mediated protein splicing Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000010189 intracellular transport Effects 0.000 description 1
- 238000007918 intramuscular administration Methods 0.000 description 1
- 238000010255 intramuscular injection Methods 0.000 description 1
- 239000007927 intramuscular injection Substances 0.000 description 1
- 238000007913 intrathecal administration Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- GCHPUFAZSONQIV-UHFFFAOYSA-N isovaline Chemical compound CCC(C)(N)C(O)=O GCHPUFAZSONQIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000366 juvenile effect Effects 0.000 description 1
- HXEACLLIILLPRG-RXMQYKEDSA-N l-pipecolic acid Natural products OC(=O)[C@H]1CCCCN1 HXEACLLIILLPRG-RXMQYKEDSA-N 0.000 description 1
- 238000002357 laparoscopic surgery Methods 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 231100000636 lethal dose Toxicity 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000008297 liquid dosage form Substances 0.000 description 1
- 239000003589 local anesthetic agent Substances 0.000 description 1
- 229960005015 local anesthetics Drugs 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 1
- 230000002934 lysing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 1
- 238000000520 microinjection Methods 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 206010027599 migraine Diseases 0.000 description 1
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 1
- 230000004899 motility Effects 0.000 description 1
- 238000002887 multiple sequence alignment Methods 0.000 description 1
- 230000003387 muscular Effects 0.000 description 1
- 238000002663 nebulization Methods 0.000 description 1
- 210000001640 nerve ending Anatomy 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 230000001272 neurogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000926 neurological effect Effects 0.000 description 1
- 210000000715 neuromuscular junction Anatomy 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000957 no side effect Toxicity 0.000 description 1
- 206010029864 nystagmus Diseases 0.000 description 1
- 210000000287 oocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 208000020629 overactive bladder Diseases 0.000 description 1
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 208000028440 pelvis syndrome Diseases 0.000 description 1
- 210000001428 peripheral nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 230000004481 post-translational protein modification Effects 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000003518 presynaptic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 230000017854 proteolysis Effects 0.000 description 1
- 230000006337 proteolytic cleavage Effects 0.000 description 1
- 210000000664 rectum Anatomy 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 1
- 208000026451 salivation Diseases 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 206010039722 scoliosis Diseases 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 230000018448 secretion by cell Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000002741 site-directed mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 206010040882 skin lesion Diseases 0.000 description 1
- 231100000444 skin lesion Toxicity 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 201000002849 spasmodic dystonia Diseases 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007920 subcutaneous administration Methods 0.000 description 1
- 210000000106 sweat gland Anatomy 0.000 description 1
- 102000003137 synaptotagmin Human genes 0.000 description 1
- 108060008004 synaptotagmin Proteins 0.000 description 1
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- NPDBDJFLKKQMCM-UHFFFAOYSA-N tert-butylglycine Chemical compound CC(C)(C)C(N)C(O)=O NPDBDJFLKKQMCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940118376 tetanus toxin Drugs 0.000 description 1
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 description 1
- 231100001274 therapeutic index Toxicity 0.000 description 1
- 229960004072 thrombin Drugs 0.000 description 1
- 238000011200 topical administration Methods 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 231100000397 ulcer Toxicity 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 238000002424 x-ray crystallography Methods 0.000 description 1
Description
Настоящее изобретение относится к сконструированным токсинам клостридий, включающим по меньшей мере одну аминокислотную модификацию, а также к применению таких сконструированных токсинов клостридий в медицине и терапии.The present invention relates to engineered clostridia toxins including at least one amino acid modification, as well as the use of such engineered clostridia toxins in medicine and therapy.
Бактерии рода Clostridia продуцируют в высокой степени активные и специфические белковые токсины, обладающие способностью повреждать нейроны и другие клетки, в которые они проникают. Примерами таких токсинов клостридий являются нейротоксины, продуцируемые С. tetani (TeNT) и С. botulinum (BoNT) серотипов A-G, а также нейротоксины, продуцируемые С. baratii и С. butyricum.Bacteria of the genus Clostridia produce highly active and specific protein toxins that have the ability to damage neurons and other cells into which they penetrate. Examples of such clostridial toxins are the neurotoxins produced by C. tetani (TeNT) and C. botulinum (BoNT) serotypes A-G, as well as the neurotoxins produced by C. baratii and C. butyricum.
Некоторыми из наиболее известных активных токсинов являются токсинов клостридий. Так, например, средняя летальная доза (LD50) ботулинических нейротоксинов для мышей составляет в пределах от 0,5 до 5 нг/кг, в зависимости от серотипа. Столбнячные и ботулинические токсины действуют посредством ингибирования функции поврежденных нейронов, а в частности, высвобождения специфическх нейромедиаторов. Ботулинические токсины действуют на нервномышечный синапс и ингибируют холинергическую передачу сигнала в периферической нервной системе, а столбнячные токсины действуют в центральной нервной системе.Some of the best known active toxins are clostridial toxins. For example, the median lethal dose (LD50) of botulinum neurotoxins in mice ranges from 0.5 to 5 ng/kg, depending on the serotype. Tetanus and botulinum toxins act by inhibiting the function of damaged neurons, and in particular the release of specific neurotransmitters. Botulinum toxins act at the neuromuscular junction and inhibit cholinergic signaling in the peripheral nervous system, while tetanus toxins act in the central nervous system.
По своей природе, токсины клостридий синтезируются как одноцепочечный полипептид, который подвергается посттрансляционной модификации посредством протеолитического расщепления с образованием двух полипептидных цепей, связанных друг с другом дисульфидной связью. Расщепление происходит в специфическом сайте расщепления, часто называемом сайтом активации, который локализуется между цистеиновыми остатками, образующими межцепьевую дисульфидную связь. В результате этого образуется двухцепочечная молекула, которая представляет собой активную форму токсина. Двухцепочечная молекула состоит из тяжелой цепи (Н-цепи), которая имеет молекулярную массу приблизительно 100 кДа, и легкой цепи (L-цепи), которая имеет молекулярную массу приблизительно 50 кДа. Н-цепь содержит N-концевой компонент транслокации (HN-домен) и С-концевой нацеливающий компонент (HCдомен). Сайт расщепления находится L-цепью и компонентами домена транслокации. После связывания HC-домена с его нейроном-мишенью и интернализации связанного токсина в клетку посредством эндосомы, HN-домен перемещает L-цепь через мембрану эндосомы и цитозоль, и эта L-цепь обеспечивает протеазную функцию (также известную как нецитотоксическая протеаза).By their nature, clostridial toxins are synthesized as a single-chain polypeptide that undergoes post-translational modification through proteolytic cleavage to form two polypeptide chains linked to each other by a disulfide bond. Cleavage occurs at a specific cleavage site, often called an activation site, which is located between cysteine residues forming an interchain disulfide bond. As a result, a double-stranded molecule is formed, which is the active form of the toxin. The double-stranded molecule consists of a heavy chain (H chain), which has a molecular weight of approximately 100 kDa, and a light chain (L chain), which has a molecular weight of approximately 50 kDa. The H chain contains an N-terminal translocation component (HN domain) and a C-terminal targeting component ( HC domain). The cleavage site is located by the L chain and translocation domain components. After binding of the HC domain to its target neuron and internalization of the bound toxin into the cell via the endosome, the HN domain translocates the L chain across the endosomal membrane and the cytosol, and this L chain provides protease function (also known as a noncytotoxic protease).
Нецитотоксические протеазы действуют посредством протеолитического расщепления внутриклеточных транспортных белков, известных как белки SNARE (например, SNAP-25, VAMP или синтаксин) см. Gerald K (2002) Cell and Molecular Biology (4th edition) John Wiley & Sons, Inc. Акроним SNARE происходит от термина растворимый рецептор, связывающийся с NSF (Soluble NSF Attachment Receptor), где NSF означает фактор восприимчивости к N-этилмалеимиду. Белки SNARE представляют собой интегральные белки внутриклеточных везикул, которые секретируют молекулы посредством транспорта везикулы из клетки. Протеазной функцией является цинк-зависимая эндопептидазная активность, где такая протеазная функция обеспечивает высокую степень специфичности белков SNARE к субстрату. В соответствии с этим, нецитотоксическая протеаза, после ее проникновения в нужную клетку-мишень, обладает способностью ингибировать клеточную секрецию из клетки-мишени. L-цепьевые протеазы токсинов клостридий представляют собой нецитотоксические протеазы, расщепляющие белки SNARE.Noncytotoxic proteases act by proteolytically cleaving intracellular transport proteins known as SNARE proteins (e.g. SNAP-25, VAMP or syntaxin) see Gerald K (2002) Cell and Molecular Biology ( 4th edition) John Wiley & Sons, Inc. The acronym SNARE comes from the term Soluble NSF Attachment Receptor, where NSF stands for N-ethylmaleimide susceptibility factor. SNARE proteins are integral intracellular vesicle proteins that secrete molecules by transporting the vesicle out of the cell. The protease function is zinc-dependent endopeptidase activity, where such protease function provides a high degree of substrate specificity for SNARE proteins. Accordingly, the noncytotoxic protease, once it enters the desired target cell, has the ability to inhibit cellular secretion from the target cell. Clostridia toxin L-chain proteases are noncytotoxic proteases that cleave SNARE proteins.
Поскольку белки SNARE широко распространены в природе, то токсины клостридий, такие как ботулинический токсин, с успехом применяются в способах терапии широкого ряда.Because SNARE proteins are widely distributed in nature, clostridial toxins, such as botulinum toxin, have been successfully used in a wide range of therapies.
Так, например, авторы ссылаются на публикацию William J. Lipham, Cosmetic and Clinical Applications of Botulinum Toxin (Slack, Inc., 2004), в которой описано применение токсинов клостридий в различных терапевтических и косметических целях, например, таких токсинов, как ботулинические нейротоксины (BoNTs), BoNT/A, BoNT/B, BoNT/Cl, BoNT/D, BoNT/E, BoNT/F и BoNT/G и столбнячный нейтоксин (TeNT), используемые для ингибирования трансмиссии нейронов, например, применение ВОТОХ™, который в настоящее время используется как терапевтическое средство для лечения таких заболеваний, как: ахалазия, спазмы у взрослых, трещины в анальной области, боли в спине, блефароспазм, бруксизм, цервикальная дистония, эссенциальный тремор, образование глабеллярных складок или гиперкинетических лицевых складок, головная боль, спазмы в гемифациальной области, гиперактивность мочевого пузыря, гипергидроз, ювенильный церебральный паралич, рассеянный склероз, болезнь пляшущих глаз, образование морщин в области переносицы, спастическая дисфония, косоглазие и нервное расстройство VII. Кроме того, описано терапевтическое применение токсинов клостридий для лечения нервно-мышечных расстройств (см. патент США 6872397); для лечения заболеваний матки (см. заявку США 2004/0175399); для лечения язв и гастроэзофагального рефлюкса (см. заявку США 2004/0086531); для лечения дистонии (см. патент США 6319505); для лечения глазных болезней (см. заявку США 2004/0234532); для лечения блефароспазма (см. заявку США 2004/0151740); для лечения косоглазия (см. заявку США 2004/0126396); для купирования болей (см. патенты США 6869610, 6641820, 6464986 и 6113915); для лечения фибромиалгии (см. патент США 6623742, заявку США 2004/0062776); для купирования болей в нижней части спины (см. заявку США 2004/0037852); для лечения мышечных повреждений (см. патент США 6423319); для купирования головной боли в области синуса (см. патент США 6838434); для купирования головной боли напряжения (см. патент США 6776992); для купирования головной боли (см. патент США 6458365); для головной боли при мигрени (см. патент СШАFor example, the authors refer to the publication William J. Lipham, Cosmetic and Clinical Applications of Botulinum Toxin (Slack, Inc., 2004), which describes the use of clostridial toxins for various therapeutic and cosmetic purposes, for example, toxins such as botulinum neurotoxins (BoNTs), BoNT/A, BoNT/B, BoNT/Cl, BoNT/D, BoNT/E, BoNT/F and BoNT/G and tetanus neutoxin (TeNT) used to inhibit neuronal transmission, for example, the use of BOTOX™, which is currently used as a therapeutic agent for the treatment of diseases such as: achalasia, adult spasms, anal fissures, back pain, blepharospasm, bruxism, cervical dystonia, essential tremor, glabellar folds or hyperkinetic facial folds, headache , hemifacial spasms, overactive bladder, hyperhidrosis, juvenile cerebral palsy, multiple sclerosis, dancing eye disease, nasal wrinkles, spasmodic dysphonia, strabismus and nervous disorder VII. In addition, the therapeutic use of clostridial toxins for the treatment of neuromuscular disorders has been described (see US Pat. No. 6,872,397); for the treatment of diseases of the uterus (see US application 2004/0175399); for the treatment of ulcers and gastroesophageal reflux (see US application 2004/0086531); for the treatment of dystonia (see US patent 6319505); for the treatment of eye diseases (see US application 2004/0234532); for the treatment of blepharospasm (see US application 2004/0151740); for the treatment of strabismus (see US application 2004/0126396); for pain relief (see US patents 6869610, 6641820, 6464986 and 6113915); for the treatment of fibromyalgia (see US patent 6623742, US application 2004/0062776); for the relief of low back pain (see US application 2004/0037852); for the treatment of muscle damage (see US patent 6423319); for relief of headaches in the sinus region (see US patent 6838434); for the relief of tension headaches (see US patent 6776992); for relief of headaches (see US patent 6458365); for migraine headache (see US patent
- 1 046580- 1 046580
5714469); для лечения сердечно-сосудистых заболеваний (см. патент США 6767544); для лечения нервных расстройств, таких как болезнь Паркинсона (см. патенты США 6620415 и 6306403); для лечения нервно-психических расстройств (см. заявки США 2004/0180061 и 2003/0211121); для лечения эндокринных заболеваний (см. патент США 6827931); для лечения заболеваний щитовидной железы (см. патент США 6740321); для лечения заболеваний потовых желез, вызываемых действием холинергических рецепторов (см. патент США 6683049); для лечения диабета (см. патенты США 6337075 и 6416765); для лечения заболевания поджелудочной железы (см. патенты США 6261572 и 6143306); для лечения рака, такого как рак кости (см. патенты США 6565870, 6368605 и 6139845, и заявку США 2005/0031648); для лечения ушных болезней (см. патенты США 6358926 и 6265379); для лечения вегетативных расстройств, таких как расстройства мышц желудочно-кишечного тракта и других дисфункций гладких мышц (см. патент США 5437291); для лечения кожных поражений, ассоциированных с кожными клеточнопролиферирующими заболеваниями (см. патент США 5670484); для лечения нейрогенных воспалительных расстройств (см. патент США 6063768); для снижения потери волос и стимуляции роста волос (см. патент США 6299893); для лечения косоротия (см. патент США 6358917); для снижения аппетита (см. заявку США 2004/40253274); для лечения и удаления зубов (см. заявку США 2004/0115139); для лечения нервно-мышечных расстройств и патологий (см. заявку США 2002/0010138); для лечения различных расстройств и состояний и для купирования боли, вызываемой такими расстройствами и состояниями (см. заявку США 2004/0013692); для лечения состояний, вызываемых гиперсекрецией слизистой, таких как астма и ХОБЛ (см. заявку WO 00/10598); и для лечения состояний, не относящихся к нервным расстройствам, таких как воспаление, эндокринные расстройства, экзокринные расстройства, иммунологические расстройства, сердечно-сосудистые заболевания, заболевания костей (см. заявку WO 01/21213). Все вышеуказанные публикации во всей своей полноте вводятся в настоящее описание посредством ссылки.5714469); for the treatment of cardiovascular diseases (see US patent 6767544); for the treatment of nervous disorders such as Parkinson's disease (see US patents 6620415 and 6306403); for the treatment of neuropsychiatric disorders (see US applications 2004/0180061 and 2003/0211121); for the treatment of endocrine diseases (see US patent 6827931); for the treatment of thyroid diseases (see US patent 6740321); for the treatment of diseases of the sweat glands caused by the action of cholinergic receptors (see US patent 6683049); for the treatment of diabetes (see US patents 6337075 and 6416765); for the treatment of pancreatic disease (see US patents 6261572 and 6143306); for the treatment of cancer, such as bone cancer (see US patents 6565870, 6368605 and 6139845, and US application 2005/0031648); for the treatment of ear diseases (see US patents 6358926 and 6265379); for the treatment of autonomic disorders such as gastrointestinal muscle disorders and other smooth muscle dysfunctions (see US Pat. No. 5,437,291); for the treatment of skin lesions associated with cutaneous cell proliferating diseases (see US Pat. No. 5,670,484); for the treatment of neurogenic inflammatory disorders (see US patent 6063768); to reduce hair loss and stimulate hair growth (see US patent 6299893); for the treatment of scoliosis (see US patent 6358917); to reduce appetite (see US application 2004/40253274); for the treatment and removal of teeth (see US application 2004/0115139); for the treatment of neuromuscular disorders and pathologies (see US application 2002/0010138); for the treatment of various disorders and conditions and for the management of pain caused by such disorders and conditions (see US application 2004/0013692); for the treatment of conditions caused by mucosal hypersecretion, such as asthma and COPD (see application WO 00/10598); and for the treatment of conditions other than nervous disorders such as inflammation, endocrine disorders, exocrine disorders, immunological disorders, cardiovascular diseases, bone diseases (see application WO 01/21213). All of the above publications are incorporated herein by reference in their entirety.
Предполагается, что нецитотоксические протеазы, такие как токсины клостридий (например, BoNT и TeNT), могут быть использованы для терапевтического лечения человека и других млекопитающих, а также в косметике, и кроме того, эти протеазы могут быть использованы для лечения заболеваний и расстройств широкого ряда, которые могут поддаваться лечению под действием полезных свойств этих токсинов.It is envisaged that noncytotoxic proteases, such as clostridial toxins (eg, BoNT and TeNT), can be used for the therapeutic treatment of humans and other mammals, as well as in cosmetics, and in addition, these proteases can be used to treat a wide range of diseases and disorders , which may be treatable due to the beneficial properties of these toxins.
Во избежание системных неврологических эффектов, во многих способах лечения, проводимого с использованием токсинов клостридий, терапевтические токсины клостридий непосредственно вводят в данный участок-мишень (такой как ткань-мишень). Способ терапии, проводимый путем введения токсинов клостридий, связан с проблемами, заключающимися в распространении токсина за пределы участка введения и его попадания в окружающую ткань или в кровоток. Очевидно, что диффузия токсина из ткани-мишени может приводить к нежелательным побочным эффектам, которые, в исключительных случаях, могут представлять угрозу для жизни пациента. Это, в частности, касается применения терапевтических токсинов клостридий (таких как терапевтические средства BoNT) в высоких дозах, концентрациях и объемах инъекций. Побочными эффектами, связанными с проблемами, возникающими при введении коммерчески доступных терапевтических средств BoNT/A, являются астения, общая мышечная слабость, диплопия, блефароптоз, дисфагия, дисфония, дисартрия, недержание мочи и затруднение дыхания. Затруднение глотания и дыхания могут представлять угрозу для жизни, и, как сообщалось, могут приводить к летальному исходу в результате распространения токсинов с цитотоксическим действием.To avoid systemic neurological effects, in many treatments using clostridia toxins, therapeutic clostridia toxins are directly administered to a given target site (such as target tissue). Therapy administered by administering clostridial toxins has problems with the spread of the toxin beyond the injection site and into surrounding tissue or the bloodstream. It is clear that diffusion of the toxin from the target tissue can lead to undesirable side effects, which, in exceptional cases, may pose a threat to the patient's life. This particularly applies to the use of therapeutic clostridial toxins (such as BoNT therapeutics) in high doses, concentrations and injection volumes. Side effects associated with problems encountered with the administration of commercially available BoNT/A therapeutics include asthenia, general muscle weakness, diplopia, blepharoptosis, dysphagia, dysphonia, dysarthria, urinary incontinence, and difficulty breathing. Difficulty in swallowing and breathing can be life-threatening and has been reported to be fatal due to the spread of cytotoxic toxins.
Поэтому, необходимо получить такие токсины клостридий, которые, в отличие от известных токсинов клостридий, обладали бы повышенной способностью удерживаться в ткани на участке их введения и пониженной способностью диффундировать из участка введения.Therefore, it is necessary to obtain clostridial toxins that, unlike known clostridial toxins, would have an increased ability to be retained in the tissue at the site of their introduction and a reduced ability to diffuse from the site of administration.
Настоящее изобретение позволяет решить вышеуказанные проблемы путем конструирования токсинов клостридий, заявленных в настоящем изобретении.The present invention solves the above problems by constructing the clostridia toxins claimed in the present invention.
В одном из своих аспектов, настоящее изобретение относится к сконструированному токсину клостридий, включающему по меньшей мере одну аминокислотную модификацию, где по меньшей мере одна указанная аминокислотная модификация способствует увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного токсина клостридий до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы выше, чем pI какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации. В одном из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере одна указанная аминокислотная модификация способствует увеличению pI сконструированного токсина клостридий до величины, которая по меньшей мере на 0,4 единицы выше, чем pI какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации. В одном из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере одна указанная аминокислотная модификация способствует увеличению pI сконструированного токсина клостридий до величины, которая по меньшей мере на 0,5 единицы выше, чем pI какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации. В одном из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере одна указанная аминокислотная модификация способствует увеличению pI сконструированного токсина клостридий до величины, которая по меньшей мере наIn one aspect, the present invention relates to an engineered clostridia toxin comprising at least one amino acid modification, wherein the at least one amino acid modification causes the isoelectric point (pI) of the engineered clostridia toxin to increase to a value that is at least 0. 2 (e.g., at least 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, or 1) units higher than the pI of any another identical clostridial toxin that does not contain at least one specified amino acid modification. In one embodiment, the at least one amino acid modification increases the pI of the constructed clostridia toxin to a value that is at least 0.4 units higher than the pI of any other identical clostridia toxin not containing at least one the specified amino acid modification. In one embodiment, the at least one amino acid modification increases the pI of the constructed clostridia toxin to a value that is at least 0.5 units higher than the pI of any other identical clostridia toxin not containing at least one the specified amino acid modification. In one embodiment of the invention, at least one specified amino acid modification increases the pI of the constructed clostridial toxin to a value that is at least
- 2 046580- 2 046580
0,6 единицы выше, чем pI какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации. В одном из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере одна указанная аминокислотная модификация способствует увеличению pI сконструированного токсина клостридий до величины, которая по меньшей мере на 0,8 единицы выше, чем pI какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации. В одном из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере одна указанная аминокислотная модификация способствует увеличению pI сконструированного токсина клостридий до величины, которая по меньшей мере на 1 единицу выше, чем pI какоголибо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации.0.6 units higher than the pI of any other identical clostridial toxin that does not contain at least one specified amino acid modification. In one embodiment, the at least one amino acid modification increases the pI of the constructed clostridia toxin to a value that is at least 0.8 units higher than the pI of any other identical clostridia toxin not containing at least one the specified amino acid modification. In one embodiment, the at least one amino acid modification increases the pI of the constructed clostridia toxin to a value that is at least 1 unit higher than the pI of any other identical clostridia toxin not containing at least one amino acid modification.
В одном из своих аспектов, настоящее изобретение относится к сконструированному токсину клостридий, включающему по меньшей мере одну аминокислотную модификацию, где по меньшей мере одна указанная аминокислотная модификация способствует увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного токсина клостридий до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем pI какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации.In one aspect, the present invention provides an engineered clostridial toxin comprising at least one amino acid modification, wherein the at least one amino acid modification increases the isoelectric point (pI) of the engineered clostridial toxin to a value that is at least one unit The pI is higher than the pI of any other identical clostridial toxin that does not contain at least one specified amino acid modification.
В некоторых вариантах осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий содержит по меньшей мере 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 или 8 0 аминокислотных модификаций.In some embodiments, the engineered clostridium toxin contains at least 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, or 8 0 amino acid modifications.
В некоторых вариантах осуществления изобретения, по меньшей мере одна указанная аминокислотная модификация способствует увеличению pI сконструированного токсина клостридий до величины, которая по меньшей мере на 2, 3, 4 или 5 единиц pI выше, чем pI какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации.In some embodiments, the at least one amino acid modification increases the pI of the engineered clostridia toxin to a value that is at least 2, 3, 4, or 5 pI units higher than the pI of any other identical clostridia toxin that does not contain at least one specified amino acid modification.
Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что при увеличении pI токсина клостридий, например, по меньшей мере на 0,2 единицы pI или на 0,5 единицы pI или на одну единицу pI (посредством введения в белковый токсин клостридий по меньшей мере одной аминокислотной модификации), способность полученного сконструированного токсина клостридий к удерживанию в ткани преимущественно повышается, а его способность диффундировать из участков введения снижается, при сохранении способности клеток-мишеней к связыванию с белком(ами)-мишенью(ями) SNARE, а также способность к транспорту этого(их) белка(ов) и к его (их) расщеплению. Таким образом, степень распространения токсина клостридий из участка введения значительно снижается по сравнению со степенью распространения какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации.The present inventors have discovered that by increasing the pI of the clostridium toxin, for example, by at least 0.2 pI unit or 0.5 pI unit or one pI unit (by introducing at least one amino acid modification into the clostridium toxin protein) , the ability of the resulting engineered clostridial toxin to be retained in tissue is preferentially increased, and its ability to diffuse from injection sites is reduced, while maintaining the ability of target cells to bind to the target SNARE protein(s), as well as the ability to transport this(their ) protein(s) and its (their) breakdown. Thus, the spread of the clostridia toxin from the injection site is significantly reduced compared to the spread of any other identical clostridia toxin that does not contain at least one of the specified amino acid modifications.
Сконструированные токсины клостридий согласно изобретению могут быть применены в любом из описанных выше способов лечения, и эти токсины, по сравнению с известными терапевтическими токсинами клостридий, дают преимущественно меньше побочных эффектов, или вообще не дают побочных эффектов.The engineered clostridial toxins of the invention can be used in any of the treatment methods described above, and these toxins, compared with known therapeutic clostridial toxins, have substantially fewer or no side effects.
Повышенная способность сконструированных токсинов клостридий согласно изобретению к удерживанию в ткани также обеспечивает их повышенную активность и/или более продолжительное действие, а поэтому, эти токсины, по сравнению с известными терапевтическими токсинами клостридий, могут быть использованы в более низких дозах (или в более высоких дозах без каких-либо других побочных эффектов), что указывает на их дополнительные преимущества.The increased ability of the engineered clostridial toxins according to the invention to remain in tissue also provides their increased activity and/or longer duration of action, and therefore, these toxins, in comparison with known therapeutic clostridial toxins, can be used in lower doses (or in higher doses without any other side effects), indicating their additional benefits.
Как подробно обсуждается ниже, увеличение pI, достигаемое путем введения по меньшей мере одной аминокислотной модификации, означает, что сконструированный токсин клостридий согласно изобретению имеет, при данном рН, суммарный заряд, превышающий суммарный заряд какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации. Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, авторы лишь отмечают, что такой повышенный положительный заряд сообщает сконструированным токсинам клостридий согласно изобретению способность удерживаться в ткани на участке введения в течение более длительного периода времени, что обусловлено благоприятными электростатическими взаимодействиями между сконструированным токсином клостридий и анионными внеклеточными компонентами (такими как клеточные мембраны и протеогликаны на основе сульфата гепарина) на участке введения. Такие благоприятные электростатические взаимодействия снижают способность сконструированного токсина клостридий диффундировать из участка введения и, тем самым, увеличивают время удерживания в ткани.As discussed in detail below, the increase in pI achieved by introducing at least one amino acid modification means that the engineered clostridial toxin of the invention has, at a given pH, a net charge greater than the net charge of any other identical clostridial toxin not containing at least at least one specified amino acid modification. Without wishing to be bound by any particular theory, we merely note that this increased positive charge provides the engineered clostridial toxin of the invention with the ability to be retained in the tissue at the site of administration for a longer period of time due to favorable electrostatic interactions between the engineered clostridial toxin and anionic extracellular components (such as cell membranes and heparin sulfate-based proteoglycans) at the injection site. Such favorable electrostatic interactions reduce the ability of the engineered clostridial toxin to diffuse from the injection site and thereby increase tissue retention time.
Так, например, повышенная способность сконструированного токсина клостридий согласно изобретению удерживаться в ткани позволяет вводить (i) более высокие дозы этого токсина в отдельные мышцы, такие как грудино-ключично-сосцевидные мышцы, без опасения распространения этого токсина на участки, находящиеся рядом с шейными мышцами, которое приводит к затруднению глотания, и (ii) более высокие общие дозы (во все мышцы) за один курс терапии, без опасения распространения этого токсина в кровоток, которое вызывает системные побочные эффекты, такие как затруднение дыхания. Для пациентов, преимущество такого введения токсина заключается в том, что оно обеспечивает более эффективное лечение заболеваний крупных мышц, таких как грудино-ключично-сосцевидные мышцы, иFor example, the increased tissue retention capacity of the engineered clostridial toxin of the invention allows (i) higher doses of the toxin to be administered to individual muscles, such as the sternocleidomastoid muscles, without fear of spreading the toxin to areas adjacent to the neck muscles , which leads to difficulty swallowing, and (ii) higher total doses (to all muscles) per course of therapy, without the fear of spreading this toxin into the bloodstream, which causes systemic side effects such as difficulty breathing. For patients, the advantage of this toxin administration is that it provides more effective treatment for diseases of large muscles, such as the sternocleidomastoid muscles, and
- 3 046580 позволяет вводить инъекции в несколько различных мышц в каждом отдельном курсе лечения, а также, благодаря введению более высоких доз, проводить, по возможности, более продолжительное эффективное лечение (в течение более длительного периода времени до проведения повторного цикла лечения, если в нем возникнет необходимость).- 3 046580 allows for injections into several different muscles in each individual course of treatment, and also, thanks to the administration of higher doses, to carry out, if possible, a longer effective treatment (for a longer period of time before repeating the treatment cycle, if it includes the need arises).
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий, используемый в настоящем изобретении, имеет положительный суммарный заряд (например, если указанный сконструированный токсин клостридий локализуется в нужном участке введения в ткань).In one embodiment, the engineered clostridial toxin used in the present invention has a positive net charge (eg, if the engineered clostridial toxin is localized at the desired site of tissue administration).
Изоэлектрическая точка (pI) является специфическим параметром данного белка. Как хорошо известно специалистам, белки состоят из специфической аминокислотной последовательности (также называемой аминокислотными остатками белка). Каждая аминокислота стандартного набора из двадцати аминокислот имеет конкретную боковую цепь (или группу R), а это означает, что каждый аминокислотный остаток в белке обладает различными химическими свойствами, такими как зарядовые свойства и гидрофобность. На эти свойства могут влиять химическое окружение белка, такое как его температура и pH. Общие химические свойства белка зависят от суммы этих различных факторов.The isoelectric point (pI) is a specific parameter of a given protein. As is well known in the art, proteins are composed of a specific amino acid sequence (also called protein amino acid residues). Each amino acid in the standard set of twenty amino acids has a specific side chain (or R group), meaning that each amino acid residue in a protein has different chemical properties, such as charge properties and hydrophobicity. These properties can be influenced by the protein's chemical environment, such as its temperature and pH. The overall chemical properties of a protein depend on the sum of these various factors.
Некоторые аминокислотные остатки (подробно описанные ниже) имеют ионизируемые боковые цепи, которые могут нести определенный электрический заряд в зависимости от pH окружающей среды. Является ли боковая цепь заряженной или незаряженной при данном pH, зависит от рКа релевантной ионизируемой группы, где рКа представляет собой отрицательный логарифм константы диссоциации кислоты (Ка) для конкретного протона, происходящего от сопряженного основания.Some amino acid residues (detailed below) have ionizable side chains that can carry a specific electrical charge depending on the pH of the environment. Whether a side chain is charged or uncharged at a given pH depends on the pKa of the relevant ionizable group, where pKa is the negative logarithm of the acid dissociation constant (Ka) for the particular proton originating from the conjugate base.
Так, например, кислотные остатки, такие как остатки аспарагиновой кислоты и глутаминовой кислоты, имеют карбоксильные группы боковой цепи с величинами рКа приблизительно 4,1 (точные величины рКа могут зависеть от температуры, ионной силы и микроокружения ионизируемой группы).Thus, for example, acidic residues such as aspartic acid and glutamic acid residues have side chain carboxyl groups with pKa values of approximately 4.1 (the exact pKa values may depend on temperature, ionic strength, and the microenvironment of the ionizable group).
Таким образом, эти боковые цепи имеют отрицательный заряд при pH 7,4 (часто называемым физиологическим pH). При низких значениях pH, эти боковые цепи становятся протонированными и теряют свой заряд.Thus, these side chains have a negative charge at pH 7.4 (often called physiological pH). At low pH values, these side chains become protonated and lose their charge.
В противоположность этому, основные остатки, такие как лизин и аргинин, имеют азотсодержащие группы боковой цепи с величиными рКа приблизительно 10-12. Следовательно, эти боковые цепи имеют положительный заряд при pH 7,4. Такие боковые цепи становятся депротонированными и теряют свой заряд при высоких значениях pH.In contrast, basic residues such as lysine and arginine have nitrogen-containing side chain groups with pKa values of approximately 10-12. Therefore, these side chains have a positive charge at pH 7.4. Such side chains become deprotonated and lose their charge at high pH values.
Поэтому, общий (суммарный) заряд белковой молекулы зависит от числа кислотных и основных остатков, присутствующих в белке (и от степени их доступности на поверхности белка), и от pH окружающей среды. Изменение pH окружающей среды приводит к изменению общего заряда белка. В соответствии с этим, для каждого белка существует определенный pH, при котором величины положительного и отрицательного зарядов равны, а поэтому данный белок является незаряженным. Этот параметр известен как изоэлектрическая точка (pI). Изоэлектрическая точка представляет собой стандартный параметр, который используется в биохимии белков и известен специалистам в данной области.Therefore, the net charge of a protein molecule depends on the number of acidic and basic residues present in the protein (and on the degree of their accessibility on the protein surface) and on the pH of the environment. Changing the pH of the environment leads to a change in the overall charge of the protein. In accordance with this, for each protein there is a certain pH at which the magnitude of the positive and negative charges are equal, and therefore the protein is uncharged. This parameter is known as the isoelectric point (pI). The isoelectric point is a standard parameter that is used in protein biochemistry and is known to those skilled in the art.
Следовательно, изоэлектрическая точка (pI) определена как величина pH, при которой белок имеет суммарный заряд, равный нулю. Увеличение pI означает, что белку, для достижения суммарного заряда, равного нулю, требуется более высокое значение pH. Таким образом, увеличение pI означает увеличение суммарного положительного заряда белка при данном pH. И наоборот, снижение pI означает, что в данном случае, белку, для достижения суммарного заряда, равного нулю, требуется более низкое значение pH. Таким образом, снижение pI означает снижение суммарного положительного заряда белка при данном pH.Therefore, the isoelectric point (pI) is defined as the pH value at which a protein has a net charge of zero. An increase in pI means that the protein requires a higher pH to achieve a net charge of zero. Thus, an increase in pI means an increase in the net positive charge of the protein at a given pH. Conversely, a decrease in pI means that in this case, the protein requires a lower pH value to achieve a net charge of zero. Thus, a decrease in pI means a decrease in the net positive charge of the protein at a given pH.
Методы определения pI белка описаны в литературе и известны специалистам в данной области. Так, например, pI может быть вычислена исходя из средних величин рКа для каждой аминокислоты, присутствующей в белке. Альтернативно, pI может быть определена экспериментально методом изоэлектрического фокусирования. В этом методе применяется электрофорез для разделения белков по их pI. Изоэлектрическое фокусирование обычно осуществляют с использованием геля, имеющего постоянный градиент pH. После приложения электрического поля, белки мигрируют в направлении градиента pH до тех пор, пока pH не достигнет значения, при котором суммарный заряд будет равен нулю, и такое значение называется pI белка.Methods for determining protein pI are described in the literature and are known to specialists in the field. For example, pI can be calculated from the average pKa values for each amino acid present in a protein. Alternatively, pI can be determined experimentally by the isoelectric focusing method. This method uses electrophoresis to separate proteins based on their pI. Isoelectric focusing is usually carried out using a gel having a constant pH gradient. After applying an electric field, proteins migrate in the direction of the pH gradient until the pH reaches a value at which the net charge is zero, a value called the pI of the protein.
Изоэлектрическая точка белка может быть увеличена или снижена путем изменения числа основных и/или кислотных групп, представленных на поверхности белка. Это может быть достигнуто путем модификации одной или более аминокислот белка. Так, например, увеличение pI может быть достигнуто путем уменьшения числа кислотных остатков или увеличения числа основных остатков. Такие аминокислотные модификации более подробно обсуждаются ниже.The isoelectric point of a protein can be increased or decreased by changing the number of basic and/or acidic groups present on the surface of the protein. This can be achieved by modifying one or more amino acids of the protein. For example, an increase in pI can be achieved by reducing the number of acidic residues or increasing the number of basic residues. Such amino acid modifications are discussed in more detail below.
Нативные (немодифицированные) токсины клостридий имеют pI приблизительно 5-6. Таким образом, при pH 7,4, нативные ботулинические токсины имеют суммарный отрицательный заряд. Так, например, pI для BoNT/A составялет 6,4, а молекула BoNT/A имеет суммарный заряд при pH 7,4, равный 8. Эти величины pI вычисляют как описано выше.Native (unmodified) clostridia toxins have a pI of approximately 5-6. Thus, at pH 7.4, native botulinum toxins have a net negative charge. For example, the pI for BoNT/A is 6.4, and the BoNT/A molecule has a net charge at pH 7.4 of 8. These pI values are calculated as described above.
- 4 046580- 4 046580
Таблица 1Table 1
Как описано выше, в одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий согласно изобретению включает по меньшей мере одну аминокислотную модификацию, где по меньшей мере одна указанная аминокислотная модификация способствует увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного токсина клостридий до величины, которая по меньшей мере на 0,2 единицы pI выше, чем pI какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации.As described above, in one embodiment of the invention, the engineered clostridial toxin of the invention includes at least one amino acid modification, wherein the at least one amino acid modification increases the isoelectric point (pI) of the engineered clostridial toxin to a value that is at least 0.2 pI units higher than the pI of any other identical clostridial toxin that does not contain at least one specified amino acid modification.
Таким образом, в контексте настоящего изобретения, увеличение pI сконструированного токсина клостридий BoNT/A на 0,2 единицы означает увеличение pI от 6,4 до 6,6.Thus, in the context of the present invention, an increase in the pI of the engineered clostridial toxin BoNT/A by 0.2 units means an increase in the pI from 6.4 to 6.6.
Как описано выше, в одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий согласно изобретению включает по меньшей мере одну аминокислотную модификацию, где по меньшей мере одна указанная аминокислотная модификация способствует увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного токсина клостридий до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем pI какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации.As described above, in one embodiment of the invention, the engineered clostridial toxin of the invention includes at least one amino acid modification, wherein the at least one amino acid modification increases the isoelectric point (pI) of the engineered clostridial toxin to a value that is at least one pI unit higher than the pI of any other identical clostridial toxin that does not contain at least one specified amino acid modification.
Таким образом, в контексте настоящего изобретения, увеличение pI сконструированного токсина клостридий BoNT/A на 1 единицу означает увеличение pI от 6,4 до 7,4.Thus, in the context of the present invention, an increase in the pI of the engineered clostridial toxin BoNT/A by 1 unit means an increase in the pI from 6.4 to 7.4.
В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная по меньшей мере одна аминокислотная модификация способствует увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного токсина клостридий до величины, которая по меньшей мере на две единицы pI выше, чем pI какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации.In one embodiment, the at least one amino acid modification increases the isoelectric point (pI) of the engineered clostridial toxin to a value that is at least two pI units higher than the pI of any other identical clostridial toxin that does not contain at least one specified amino acid modification.
В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная по меньшей мере одна аминокислотная модификация способствует увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного токсина клостридий до величины, которая по меньшей мере на 2-5 единиц pI выше, чем pI какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего по меньшей мере одной указанной аминокислотной модификации.In one embodiment, the at least one amino acid modification increases the isoelectric point (pI) of the engineered clostridia toxin to a value that is at least 2-5 pI units higher than the pI of any other identical clostridia toxin, not containing at least one specified amino acid modification.
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий имеет pI по меньшей мере 6 (например, по меньшей мере 6, по меньшей мере 7, по меньшей мере 8 или по меньшей мере 9).In one embodiment, the engineered clostridium toxin has a pI of at least 6 (eg, at least 6, at least 7, at least 8, or at least 9).
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий имеет pI по меньшей мере 7.In one embodiment of the invention, the engineered clostridium toxin has a pI of at least 7.
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий имеет pI от 6 до 10 (например, от 7 до 9 или от 8 до 9).In one embodiment of the invention, the engineered clostridial toxin has a pI of 6 to 10 (eg, 7 to 9 or 8 to 9).
Как обсуждалось выше, сконструированные токсины клостридий согласно изобретению обладают повышенной способностью удерживаться в ткани, что также обеспечивает их повышенную активность и/или более продолжительное действие, а поэтому, эти токсины могут быть использованы в более низких дозах (или в более высоких дозах без каких-либо других побочных эффектов) по сравнению с известными терапевтическими токсинами клостридий. Один из показателей таких преимущественных свойств (которым является увеличение терапевтического индекса) может быть определен как коэффициент безопасности сконструированного токсина клостридий. С этой точки зрения, нежелательные эффекты токсина клостридий (вызываемые диффузией токсина из участка введения) могут быть экспериментально оценены путем измерения процента потери массы тела у релевантного животного-модели (например, у мыши, где потерю массы тела детектируют на 7-й день после введения). В противоположность этому, желательные эффекты нацеливания токсина клостридий на мишень могут быть экспериментально оценены с помощью анализа методом оценки абдукции пальцев задних конечностей (DAS), то есть, измерения степени паралича мышц. Анализ DAS может быть осуществлен путем инъекции 20 мкл токсина клостридий, приготовленного в желатин-фосфатном буфере, в икроножную мышцу/солнечное сплетение мышей, с последующей оценкой абдукции пальцев задних конечностей методом Aoki (Aoki KR, Toxicon 39: 1815-1820; 2001). При проведении анализа DAS, мышей на короткое время подвешивали за хвост вAs discussed above, the engineered clostridial toxins of the invention have an increased ability to be retained in tissue, which also provides them with increased potency and/or longer duration of action, and therefore, these toxins can be used in lower doses (or in higher doses without any or other side effects) compared to known therapeutic clostridial toxins. One of the indicators of such advantageous properties (which is an increase in the therapeutic index) can be defined as the safety factor of the constructed clostridia toxin. From this point of view, the adverse effects of Clostridium toxin (caused by diffusion of the toxin from the injection site) can be experimentally assessed by measuring the percentage of body weight loss in a relevant animal model (for example, a mouse, where body weight loss is detected on the 7th day after administration ). In contrast, the desired effects of targeting a clostridial toxin can be experimentally assessed using a hindlimb digit abduction assessment (DAS) assay, a measure of the degree of muscle paralysis. The DAS assay can be performed by injecting 20 μl of clostridial toxin prepared in gelatin phosphate buffer into the gastrocnemius muscle/solar plexus of mice, followed by assessment of hindlimb digit abduction using the Aoki method (Aoki KR, Toxicon 39: 1815-1820; 2001). For the DAS assay, mice were briefly suspended by the tail in
- 5 046580 целях регистрации характерного для них старт-рефлекса, при котором наблюдается удлинение задних конечностей мышей и абдукция пальцев задних конечностей. После инъекции токсина клостридий, различные степени абдукции пальцев задних конечностей вычисляют по пятибалльной шкале (0=нормальная абдукция - 4=максимальное снижение абдукции пальцев задних конечностей и удлинение стопы).- 5 046580 for the purpose of recording their characteristic start reflex, in which elongation of the hind limbs of mice and abduction of the fingers of the hind limbs are observed. After injection of clostridial toxin, various degrees of abduction of the hind digits are calculated on a five-point scale (0 = normal abduction - 4 = maximum reduction in abduction of the hind digits and lengthening of the foot).
Коэффициент безопасности токсина клостридий может быть затем выражен как отношение количества токсина, необходимого для 10% снижения массы тела (измеренной при максимальном эффекте за первые семь дней после введения дозы мышам), к количеству токсина, необходимому для получения оценки по DAS, равной 2. Поэтому желательно получить высокое значение коэффициента безопасности, которое указывает на то, что данный токсин будет эффективно парализовать мышцу-мишень с минимальными нежелательными побочными эффектами. Сконструированный токсин согласно изобретению имеет коэффициент безопасности, превышающий коэффициент безопасности эквивалентного немодифицированного (нативного) ботулинического токсина.The safety quotient of a clostridial toxin can then be expressed as the ratio of the amount of toxin required to produce a 10% reduction in body weight (measured at the maximum effect over the first seven days post-dose in mice) divided by the amount of toxin required to obtain a DAS score of 2. Therefore, It is desirable to obtain a high safety factor value, which indicates that a given toxin will effectively paralyze the target muscle with minimal unwanted side effects. The engineered toxin of the invention has a safety factor greater than that of the equivalent unmodified (native) botulinum toxin.
Таким образом, в одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий согласно изобретению имеет коэффициент безопасности, равный по меньшей мере 8 (например, по меньшей мере 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 или 50), где коэффициент безопасности вычисляют как дозу токсина, необходимую для ~10% изменения массы тела (пг/мышь) и деленную на ED50 (пг/мышь) по DAS [ED50=доза, необходимая для получения оценки по DAS, равной 2].Thus, in one embodiment of the invention, the engineered clostridium toxin of the invention has a safety factor of at least 8 (e.g., at least 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, or 50), where the safety factor is calculated as the dose of toxin required to produce ~10% change in body weight (pg/mouse) divided by the DAS ED 50 (pg/mouse) [ED 50 = dose required to obtain a DAS score of 2].
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий согласно изобретению имеет коэффициент безопасности, равный по меньшей мере 10. В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий согласно изобретению имеет коэффициент безопасности, равный по меньшей мере 15.In one embodiment, the engineered clostridium toxin of the invention has a safety factor of at least 10. In one embodiment, the engineered clostridium toxin of the invention has a safety factor of at least 15.
Сконструированный токсин клостридий согласно изобретению имеет по меньшей мере одну аминокислотную модификацию. По меньшей мере одна указанная аминокислотная модификация способствует увеличению pI токсина клостридий, как обсуждалось выше. В контексте настоящего изобретения, аминокислотной модификацией является модификация аминокислотной последовательности токсина клостридий. Такая модификация может быть осуществлена путем замены одной аминокислоты в последовательности на другую аминокислоту (то есть, аминокислотной замены), путем введения новой аминокислоты в последовательность или путем делеции аминокислоты в этой последовательности. Аминокислоты, вводимые в аминокислотную последовательность белка, также называются аминокислотными остатками.The constructed clostridium toxin according to the invention has at least one amino acid modification. At least one specified amino acid modification increases the pI of the clostridial toxin, as discussed above. In the context of the present invention, an amino acid modification is a modification of the amino acid sequence of a clostridial toxin. Such a modification can be made by replacing one amino acid in a sequence with another amino acid (ie, an amino acid substitution), by introducing a new amino acid into the sequence, or by deleting an amino acid in the sequence. Amino acids introduced into the amino acid sequence of a protein are also called amino acid residues.
стандартных аминокислот, присутствующих в белках, представлены ниже:The standard amino acids present in proteins are given below:
- 6 046580- 6 046580
Таблица 2table 2
Заряженными аминокислотами являются следующие аминокислоты:The following amino acids are charged amino acids:
аспарагиновая кислота (отрицательно заряженная), глутаминовая кислота (отрицательно заряженная), аргинин (положительно заряженный) и лизин (положительно заряженный).aspartic acid (negatively charged), glutamic acid (negatively charged), arginine (positively charged) and lysine (positively charged).
При pH 7,4, боковые цепи аспарагиновой кислоты (рКа 3,1) и глутаминовой кислоты (рКа 4,1) имеют отрицательный заряд, а боковые цепи аргинина (рКа 12,5) и лизина (рКа 10,8) имеют положительный заряд. Аспарагиновая кислота и глутаминовая кислота называются кислотными аминокислотными остатками. Аргинин и лизин называются основными аминокислотными остатками.At pH 7.4, the side chains of aspartic acid (pKa 3.1) and glutamic acid (pKa 4.1) have a negative charge, and the side chains of arginine (pKa 12.5) and lysine (pKa 10.8) have a positive charge . Aspartic acid and glutamic acid are called acidic amino acid residues. Arginine and lysine are called basic amino acid residues.
Незаряженными полярными аминокислотами (которые могут участвовать в образовании водородных связей) являются следующие аминокислоты: аспарагин, глутамин, гистидин, серин, треонин, тирозин, цистеин, метионин, триптофан.Uncharged polar amino acids (which can participate in the formation of hydrogen bonds) are the following amino acids: asparagine, glutamine, histidine, serine, threonine, tyrosine, cysteine, methionine, tryptophan.
Незаряженными гидрофобными аминокислотами являются следующие аминокислоты: аланин, валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, пролин и глицин.Uncharged hydrophobic amino acids are the following amino acids: alanine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, proline and glycine.
Увеличение pI токсина клостридий может быть достигнуто путем введения в токсин клостридий одной или более аминокислотных модификаций, способствующих увеличению отношения положительного заряда к отрицательному заряду токсина клостридий.Increasing the pI of the clostridia toxin can be achieved by introducing one or more amino acid modifications into the clostridia toxin to increase the ratio of positive charge to negative charge of the clostridia toxin.
В одном из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере одна аминокислотная модификация выбрана из аминокислотной замены, аминокислотной инсерции и аминокислотной делеции.In one embodiment of the invention, the at least one amino acid modification is selected from an amino acid substitution, an amino acid insertion, and an amino acid deletion.
При аминокислотной замене, аминокислотный остаток, образующий часть аминокислотной последовательности токсина клостридий, заменяют другим аминокислотным остатком. Замещающим аминокислотным остатком может быть один из остатков 20 стандартных аминокислот, описанных выше.In amino acid substitution, an amino acid residue that forms part of the amino acid sequence of the clostridium toxin is replaced with another amino acid residue. The substituting amino acid residue may be one of the 20 standard amino acid residues described above.
Альтернативно, при осуществлении аминокислотной замены, замещающей аминокислотой может быть нестандартная аминокислота (аминокислота, которая не входит в ряд 20 стандартных аминокислот, описанных выше). Так, например, замещающей аминокислотой может быть основная нестандартная аминокислота, например, L-орнитин, L-2-амино-3-гуанидинопропионовая кислота или D-изомеры лизина, аргинина и орнитина. Методы введения нестандартных аминокислот в белки известны специалистам и включают синтез рекомбинантных белков с использованием ауксотрофных хозяев Е. coli, в которых экспрессируются эти белки.Alternatively, when performing an amino acid substitution, the replacement amino acid may be a non-standard amino acid (an amino acid that is not one of the 20 standard amino acids described above). Thus, for example, the replacement amino acid may be a basic non-standard amino acid, for example, L-ornithine, L-2-amino-3-guanidinopropionic acid or the D-isomers of lysine, arginine and ornithine. Methods for introducing non-standard amino acids into proteins are known to those skilled in the art and involve the synthesis of recombinant proteins using auxotrophic E. coli hosts in which the proteins are expressed.
При осуществлении аминокислотной инсерции, дополнительную аминокислоту (аминокислоту, которая обычно не присутствует в данной последовательности) вводят в аминокислотную последовательность токсина клостридий, что приводит к увеличению общего числа аминокислотных остатков в укаWhen performing an amino acid insertion, an additional amino acid (an amino acid that is not normally present in the sequence) is introduced into the amino acid sequence of the clostridium toxin, which results in an increase in the total number of amino acid residues in the amino acid.
- 7 046580 занной последовательности. При осуществлении аминокислотной делеции, аминокислотный остаток удаляют из аминокислотной последовательности токсина клостридий, что приводит к снижению общего числа аминокислотных остатков в указанной последовательности.- 7 046580 given sequence. When performing an amino acid deletion, an amino acid residue is removed from the amino acid sequence of the clostridium toxin, which leads to a decrease in the total number of amino acid residues in the specified sequence.
Методы модификации белков путем замены, инсерции или делеции аминокислотных остатков известны специалистам. Так, например, аминокислотные модификации могут быть введены путем модификации последовательности ДНК, кодирующей токсин клостридий. Это может быть достигнуто стандартными методами молекулярного клонирования, например, путем сайт-направленного мутагенеза, где короткие цепи ДНК (олигонуклеотидов), кодирующие нужную(ые) аминокислоту(ы), вводят вместо исходной кодирующей последовательности с использованием фермента полимеразы, или путем инсерции/делеции частей гена с использованием различных ферментов (например, лигаз и рестриктирующих эндонуклеаз). Альтернативно, модифицированная генная последовательность может быть химически синтезированной.Methods for modifying proteins by substitution, insertion or deletion of amino acid residues are known to those skilled in the art. For example, amino acid modifications can be introduced by modifying the DNA sequence encoding the clostridial toxin. This can be achieved by standard molecular cloning techniques, for example by site-directed mutagenesis, where short strands of DNA (oligonucleotides) encoding the desired amino acid(s) are introduced in place of the original coding sequence using the enzyme polymerase, or by insertion/deletion parts of a gene using various enzymes (for example, ligases and restriction endonucleases). Alternatively, the modified gene sequence may be chemically synthesized.
В одном из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере одна из аминокислотных модификаций выбрана из замены кислотного аминокислотного остатка основным аминокислотным остатком; замены кислотного аминокислотного остатка незаряженным аминокислотным остатком; замены незаряженного аминокислотного остатка основным аминокислотным остатком; инсерции основного аминокислотного остатка и делеции кислотного аминокислотного остатка.In one embodiment of the invention, at least one of the amino acid modifications is selected from replacing an acidic amino acid residue with a basic amino acid residue; replacing an acidic amino acid residue with an uncharged amino acid residue; replacing an uncharged amino acid residue with a basic amino acid residue; insertion of a basic amino acid residue and deletion of an acidic amino acid residue.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере одной из аминокислотных модификаций являются замена, при которой преимущественно сохраняется одно и то же число аминокислотных остатков в токсине клостридий. В одном из вариантов осуществления изобретения, замена выбрана из замены кислотного аминокислотного остатка основным аминокислотным остатком; замены кислотного аминокислотного остатка незаряженным аминокислотным остатком и замены незаряженного аминокислотного остатка основным аминокислотным остатком. В одном из вариантов осуществления изобретения, основным аминокислотным остатком является лизин или аргинин. В одном из вариантов осуществления изобретения, основным аминокислотным остатком является лизин. В одном из вариантов осуществления изобретения, основным аминокислотным остатком является аргинин. В одном из вариантов осуществления изобретения, если указанной заменой является замена кислотного аминокислотного остатка незаряженным аминокислотным остатком, то это означает, что кислотный аминокислотный остаток заменяют соответствующий незаряженным амидным аминокислотным остатком (то есть, аспарагиновую кислоту заменяют аспарагином, а глутаминовую кислоту заменяют глутамином).In a preferred embodiment of the invention, at least one of the amino acid modifications is a substitution that predominantly maintains the same number of amino acid residues in the clostridial toxin. In one embodiment of the invention, the substitution is selected from replacing an acidic amino acid residue with a basic amino acid residue; replacing an acidic amino acid residue with an uncharged amino acid residue; and replacing an uncharged amino acid residue with a basic amino acid residue. In one embodiment of the invention, the main amino acid residue is lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the main amino acid residue is lysine. In one embodiment of the invention, the main amino acid residue is arginine. In one embodiment of the invention, if said replacement is the replacement of an acidic amino acid residue with an uncharged amino acid residue, then this means that the acidic amino acid residue is replaced with a corresponding uncharged amide amino acid residue (i.e., aspartic acid is replaced with asparagine, and glutamic acid is replaced with glutamine).
Сконструированный токсин клостридий согласно изобретению может иметь более чем одну аминокислотную модификацию. Таким образом, в одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий (описанный выше) имеет от 1 до 80 аминокислотных модификаций (например, от 1 до 70, от 1 до 60, от 1 до 50, от 4 до 40, от 4 до 30, от 5 до 40, от 5 до 30 или от 10 до 25 аминокислотных модификаций). В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий (описанный выше) имеет от 4 до 40 аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий имеет по меньшей мере 2, по меньшей мере 3, по меньшей мере 4, по меньшей мере 5 или по меньшей мере 10 аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий имеет по меньшей мере 4 аминокислотных модификации (например, по меньшей мере 4 аминокислотных замены). Каждая из указанных аминокислотных модификаций представляет собой аминокислотную модификацию, описанную выше. Таким образом, каждая из указанных аминокислотных модификаций способствует увеличению pI сконструированного токсина клостридий (по сравнению с pI какого-либо другого идентичного токсина клостридий, не содержащего указанных аминокислотных модификаций).The constructed clostridial toxin according to the invention may have more than one amino acid modification. Thus, in one embodiment of the invention, the engineered clostridium toxin (described above) has from 1 to 80 amino acid modifications (e.g., 1 to 70, 1 to 60, 1 to 50, 4 to 40, 4 to 30, 5 to 40, 5 to 30, or 10 to 25 amino acid modifications). In one embodiment of the invention, the engineered clostridium toxin (described above) has from 4 to 40 amino acid modifications. In one embodiment, the engineered clostridium toxin has at least 2, at least 3, at least 4, at least 5, or at least 10 amino acid modifications. In one embodiment, the engineered clostridium toxin has at least 4 amino acid modifications (eg, at least 4 amino acid substitutions). Each of these amino acid modifications is an amino acid modification described above. Thus, each of these amino acid modifications increases the pI of the constructed clostridia toxin (compared to the pI of any other identical clostridia toxin that does not contain these amino acid modifications).
Любая аминокислота токсина клостридий (то есть аминокислотный остаток) может быть модифицирована, как описано выше, при условии, что такая модификация будет приводить к увеличению pI токсина клостридий (как описано выше). Однако авторами настоящего изобретения были идентифицированы субсерии аминокислот токсина клостридий, которые являются особенно подходящими мишенями для модификации.Any amino acid of the clostridial toxin (ie, amino acid residue) can be modified as described above, provided that such modification will result in an increase in the pI of the clostridial toxin (as described above). However, the present inventors have identified subseries of clostridial toxin amino acids that are particularly suitable targets for modification.
Предпочтительные аминокислоты-мишени могут обладать некоторыми ценными свойствами. Так, например, предпочтительной аминокислотой-мишенью может быть: (i) аминокислота, присутствующая на поверхности; (ii) аминокислота, расположенная за пределами вторичной структуры белка токсина клостридий; (iii) аминокислота, расположенная в области белка токсина клостридий, которая не играет важной роли в функционировании белка; (iv) аминокислота, которая не является консервативной для различных типов, подтипов или серотипов токсина клостридий; (v) аминокислота, модификация которой не приводит к образованию предсказанного сайта убихитинизации; или (vi) любая комбинация из вышеуказанных аминокислот.Preferred target amino acids may have certain valuable properties. Thus, for example, the preferred target amino acid may be: (i) an amino acid present on the surface; (ii) an amino acid located outside the secondary structure of the clostridia toxin protein; (iii) an amino acid located in the region of the clostridial toxin protein that does not play an important role in the function of the protein; (iv) an amino acid that is not conserved across different types, subtypes or serotypes of clostridial toxin; (v) an amino acid whose modification does not result in the formation of the predicted ubiquitination site; or (vi) any combination of the above amino acids.
Как обсуждалось выше, токсины клостридий состоят из двух полипептидных цепей, а именно, тяжелой цепи (Н-цепи), которая имеет молекулярную массу приблизительно 100 кДа, и легкой цепи (Lцепи), которая имеет молекулярную массу приблизительно 50 кДа. Н-цепь содержит С-концевой нацеливающий компонент (домен, связывающийся с рецептором, или Hc-домен) и N-концевой компонент транслокации (HN-домен).As discussed above, clostridial toxins consist of two polypeptide chains, namely, a heavy chain (H chain), which has a molecular weight of approximately 100 kDa, and a light chain (L chain), which has a molecular weight of approximately 50 kDa. The H chain contains a C-terminal targeting component (receptor binding domain or Hc domain) and an N-terminal translocation component (HN domain).
- 8 046580- 8 046580
В одном из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере одна аминокислотная модификация (описанная выше) присутствует в рецептор-связывающем домене токсина клостридий (HCдомене).In one embodiment of the invention, at least one amino acid modification (described above) is present in the receptor-binding domain of the clostridium toxin (HC domain).
Примерами исходных последовательностей легкой цепи являются: ботулинический нейротоксин типа А: аминокислотные остатки 1-448, ботулинический нейротоксин типа В: аминокислотные остатки 1-440, ботулинический нейротоксин типа C1: аминокислотные остатки 1-441, ботулинический нейротоксин типа D: аминокислотные остатки 1-445, ботулинический нейротоксин типа Е: аминокислотные остатки 1-422, ботулинический нейротоксин типа F: аминокислотные остатки 1-439, ботулинический нейротоксин типа G: аминокислотные остатки 1-441, столбнячный нейротоксин: аминокислотные остатки 1-457.Examples of parent light chain sequences are: botulinum neurotoxin type A: amino acid residues 1-448, botulinum neurotoxin type B: amino acid residues 1-440, botulinum neurotoxin type C 1 : amino acid residues 1-441, botulinum neurotoxin type D: amino acid residues 1- 445, botulinum neurotoxin type E: amino acid residues 1-422, botulinum neurotoxin type F: amino acid residues 1-439, botulinum neurotoxin type G: amino acid residues 1-441, tetanus neurotoxin: amino acid residues 1-457.
Вышеупомянутые исходные последовательности должны рассматриваться как последовательностигиды, поскольку в последовательностях различных субсеротипов могут присутствовать небольшие изменения. Так, например, в заявке США 2007/0166332 (которая во всей своей полноте вводится в настоящее описание посредством ссылки) кратко описаны различные последовательности клостридий: ботулинический нейротоксин типа А: аминокислотные остатки M1-K448, ботулинический нейротоксин типа В: аминокислотные остатки M1-K441, ботулинический нейротоксин типа C1: аминокислотные остатки M1-K449, ботулинический нейротоксин типа D: аминокислотные остатки M1-R445, ботулинический нейротоксин типа Е: аминокислотные остатки M1-R422, ботулинический нейротоксин типа F: аминокислотные остатки M1-K439, ботулинический нейротоксин типа G: аминокислотные остатки M1-K446, столбнячный нейротоксин: аминокислотные остатки М1-А457.The above reference sequences should be considered as guide sequences since slight variations may be present in the sequences of different subserotypes. For example, US Application No. 2007/0166332 (which is incorporated herein by reference in its entirety) briefly describes various Clostridia sequences: botulinum neurotoxin type A: amino acid residues M1-K448, botulinum neurotoxin type B: amino acid residues M1-K441 , botulinum neurotoxin type C1: amino acid residues M1-K449, botulinum neurotoxin type D: amino acid residues M1-R445, botulinum neurotoxin type E: amino acid residues M1-R422, botulinum neurotoxin type F: amino acid residues M1-K439, botulinum neurotoxin type G: amino acid residues M1-K446, tetanus neurotoxin: amino acid residues M1-A457.
Примерами исходных последовательностей HC-домена токсина клостридий являются: BoNT/A - N872-L1296, BoNT/B - E859-E1291, BoNT/C1 - N867-E1291, BoNT/D - S863-E1276, BoNT/E - R846-K1252, BoNT/F - K865-E1274, BoNT/G - N864-E1297, TeNT - I880-D1315.Examples of the original sequences of the HC domain of the clostridium toxin are: BoNT/A - N872-L1296, BoNT/B - E859-E1291, BoNT/C1 - N867-E1291, BoNT/D - S863-E1276, BoNT/E - R846-K1252, BoNT/F - K865-E1274, BoNT/G - N864-E1297, TeNT - I880-D1315.
Нс-домен токсина клостридий (такой как BoNT) имеет два характерных структурных признака, называемых HCC- и HCN-доменами. Аминокислотные остатки, участвующие в связывании с рецептором, очевидно локализуются, главным образом, в HCC-домене.The Hc domain of a clostridium toxin (such as BoNT) has two characteristic structural features called the HCC and HCN domains. The amino acid residues involved in binding to the receptor are apparently localized mainly in the HCC domain.
В одном из вариантов осуществления изобретения, где по меньшей мере одна аминокислотная модификация (описанная выше) присутствует в рецептор-связывающем домене токсина клостридий (HCдомене), указанная по меньшей мере одна аминокислотная модификация присутствует в HCN-домене токсина клостридий (также называемом доменом, стимулирующим транслокацию). В одном из вариантов осуществления изобретения, где по меньшей мере одна аминокислотная модификация (описанная выше) присутствует в рецептор-связывающем домене токсина клостридий (HC-домене), указанная по меньшей мере одна аминокислотная модификация присутствует в HCC-домене токсина клостридий.In one embodiment of the invention, where at least one amino acid modification (described above) is present in the receptor-binding domain of the clostridium toxin ( HC domain), the at least one amino acid modification is present in the HCN domain of the clostridium toxin (also called the H C domain stimulating translocation). In one embodiment, where at least one amino acid modification (described above) is present in the receptor binding domain of the clostridium toxin (HC domain), the at least one amino acid modification is present in the HCC domain of the clostridium toxin.
Примерами исходных последовательностей HCN-домена токсина клостридий являются: ботулинический нейротоксин типа А: аминокислотные остатки 872-1110, ботулинический нейротоксин типа В: аминокислотные остатки 859-1097, ботулинический нейротоксин типа С1: аминокислотные остатки 867-1111, ботулинический нейротоксин типа D: аминокислотные остатки 863-1098, ботулинический нейротоксин типа Е: аминокислотные остатки 846-1085, ботулинический нейротоксин типа F: аминокислотные остатки 865-1105, ботулинический нейротоксин типа G: аминокислотные остатки 864-1105, столбнячный нейротоксин: аминокислотные остатки 880-1127.Examples of the original sequences of the HCN domain of clostridial toxin are: botulinum neurotoxin type A: amino acid residues 872-1110, botulinum neurotoxin type B: amino acid residues 859-1097, botulinum neurotoxin type C1: amino acid residues 867-1111, botulinum neurotoxin type D: amino acid residues 863-1098, botulinum neurotoxin type E: amino acid residues 846-1085, botulinum neurotoxin type F: amino acid residues 865-1105, botulinum neurotoxin type G: amino acid residues 864-1105, tetanus neurotoxin: amino acid residues 880-1127.
Положения вышеуказанных последовательностей могут несколько отличаться в зависимости от серотипа/подтипа, и другими примерами подходящих (исходных) последовательностей HCN-домена токсина клостридий являются:The positions of the above sequences may vary slightly depending on the serotype/subtype, and other examples of suitable clostridial toxin HCN domain sequences are:
ботулинический нейротоксин типа А: аминокислотные остатки 874-1110, ботулинический нейротоксин типа В: аминокислотные остатки 861-1097, ботулинический нейротоксин типа Ci: аминокислотные остатки 869-1111, ботулинический нейротоксин типа D: аминокислотные остатки 865-1098, ботулинический нейротоксин типа Е: аминокислотные остатки 848-1085, ботулинический нейротоксин типа F: аминокислотные остатки 867-1105, ботулинический нейротоксин типа G: аминокислотные остатки 866-1105,botulinum neurotoxin type A: amino acid residues 874-1110, botulinum neurotoxin type B: amino acid residues 861-1097, botulinum neurotoxin type Ci: amino acid residues 869-1111, botulinum neurotoxin type D: amino acid residues 865-1098, botulinum neurotoxin type E: amino acids residues 848-1085, botulinum neurotoxin type F: amino acid residues 867-1105, botulinum neurotoxin type G: amino acid residues 866-1105,
- 9 046580 столбнячный нейротоксин: аминокислотные остатки 882-1127.- 9 046580 tetanus neurotoxin: amino acid residues 882-1127.
В одном из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере одна аминокислотная модификация (описанная выше) представляет собой модификацию аминокислотного остатка, расположенного на поверхности. Поверхностные аминокислотные остатки присутствуют во внешней части укладки белка, а поэтому они доступны для окружающего растворителя по сравнению с аминокислотными остатками, расположенными внутри укладки белка. Степень доступности аминокислотного остатка на поверхности, а значит и его доступность для окружающего растворителя зависит от положения в укладке белка, а также от конформации, которую может принимать данный белок. Поэтому, модификация аминокислотного остатка с высокой степенью его доступности на поверхности может оказывать большее влияние на изоэлектрическую точку белка, чем модификация аминокислотного остатка, имеющего низкую степень доступности на поверхности. Методы определения степени доступности аминокислотного остатка на поверхности известны специалистам. Так, например, для вычисления степени доступности аминокислотных остатков на поверхности данного белка может быть использована компьютерная программа ArealMol (которая входит в пакет компьютерных программ ССР4). Поверхностные аминокислотные остатки могут быть также идентифицированы путем визуальной оценки кристаллической структуры белка (например, с помощью рентгеновской кристаллографии). В одном из вариантов осуществления изобретения, поверхностный аминокислотный остаток имеет суммарную величину по ArealMol, равную по меньшей мере 40.In one embodiment of the invention, the at least one amino acid modification (described above) is a modification of an amino acid residue located on the surface. Surface amino acid residues are present on the outside of the protein fold and are therefore accessible to the surrounding solvent compared to amino acid residues located inside the protein fold. The degree of accessibility of an amino acid residue on the surface, and therefore its accessibility to the surrounding solvent, depends on the position in the protein fold, as well as on the conformation that a given protein can take. Therefore, modification of an amino acid residue with a high degree of surface accessibility may have a greater effect on the isoelectric point of the protein than modification of an amino acid residue with a low degree of surface accessibility. Methods for determining the degree of accessibility of an amino acid residue on a surface are known to those skilled in the art. For example, to calculate the degree of accessibility of amino acid residues on the surface of a given protein, the ArealMol computer program (which is included in the CCP4 computer program package) can be used. Surface amino acid residues can also be identified by visual assessment of the protein crystal structure (eg, X-ray crystallography). In one embodiment, the surface amino acid residue has a total ArealMol value of at least 40.
В одном из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере одна аминокислотная модификация включает модификацию аминокислотного остатка, выбранного из остатка аспарагиновой кислоты, остатка глутаминовой кислоты, остатка гистидина, остатка серина, остатка треонина, остатка аспарагина, остатка глутамина, остатка цистеина или остатка тирозина. Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что аминокислотные остатки, входящие в эту группу (отрицательно заряженные остатки и полярные остатки), являются особенно подходящими мишенями для модификации согласно изобретению. Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, авторы лишь отмечают, что аминокислотные остатки, входящие в эту группу, присутствуют на поверхности токсина клостридий чаще, чем гидрофобные остатки, не входящие в этот список.In one embodiment of the invention, the at least one amino acid modification includes a modification of an amino acid residue selected from an aspartic acid residue, a glutamic acid residue, a histidine residue, a serine residue, a threonine residue, an asparagine residue, a glutamine residue, a cysteine residue, or a tyrosine residue. The present inventors have found that amino acid residues included in this group (negatively charged residues and polar residues) are particularly suitable targets for modification according to the invention. Without being limited to any particular theory, the authors only note that amino acid residues included in this group are present on the surface of the clostridia toxin more often than hydrophobic residues not included in this list.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если аминокислотная модификация включает модификацию аминокислотного остатка, выбранного из аспарагиновой кислоты, глутаминовой кислоты, гистидина, серина, треонина, аспарагина, глутамина, цистеина или тирозина (описанных выше), то такой аминокислотный остаток заменяют лизином или аргинином. Таким образом, в одном из вариантов осуществления изобретения, отрицательно заряженный остаток или полярный остаток заменяют положительно заряженным остатком, что приводит к увеличению отношения положительного заряда к отрицательному заряду и к увеличению pI токсина клостридий.In one embodiment, if the amino acid modification involves modification of an amino acid residue selected from aspartic acid, glutamic acid, histidine, serine, threonine, asparagine, glutamine, cysteine or tyrosine (described above), then such amino acid residue is replaced by lysine or arginine. Thus, in one embodiment of the invention, the negatively charged residue or polar residue is replaced by a positively charged residue, resulting in an increase in the ratio of positive charge to negative charge and an increase in the pI of the clostridial toxin.
В одном из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере одна аминокислотная модификация (описанная выше) включает модификацию аминокислотного остатка, такого как аспарагин или глутамин (где оба эти остатка являются незаряженными и полярными). В одном из вариантов осуществления изобретения, аминокислотный остаток, такой как аспарагин или глутамин, заменяют лизином или аргинином (где оба эти остатка являются положительно заряженными). В одном из вариантов осуществления изобретения, аминокислотный остаток, такой как аспарагин или глутамин, заменяют лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, аминокислотный остаток, такой как аспарагин или глутамин, заменяют аргинином.In one embodiment, the at least one amino acid modification (described above) includes modification of an amino acid residue such as asparagine or glutamine (both of which are uncharged and polar). In one embodiment of the invention, an amino acid residue such as asparagine or glutamine is replaced with lysine or arginine (both of which are positively charged). In one embodiment of the invention, an amino acid residue such as asparagine or glutamine is replaced with lysine. In one embodiment of the invention, an amino acid residue such as asparagine or glutamine is replaced with arginine.
Такие остатки, как аспарагин и глутамин, являются особенно предпочтительными для модификации, поскольку они являются полярными, образуют только слабые дипольные связи с другими остатками и составляют 14% от всей молекулы типичного токсина клостридий (такого как BoNT/A).Residues such as asparagine and glutamine are particularly preferred for modification because they are polar, form only weak dipole bonds with other residues, and constitute 14% of the total molecule of a typical clostridial toxin (such as BoNT/A).
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированным токсином клостридий является BoNT/A. Исходная последовательность BoNT/A имеет регистрационный номер UniProtKB Р10845.In one embodiment of the invention, the engineered clostridial toxin is BoNT/A. The original BoNT/A sequence has UniProtKB accession number P10845.
Авторами настоящего изобретения были идентифицированы некоторые аминокислоты, которые яваляются предпочтительными мишенями для аминокислотной модификации в токсине клостридий BoNT/A.The present inventors have identified certain amino acids that are preferred targets for amino acid modification in the clostridial toxin BoNT/A.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 или 25), выбранных из: ASN 886, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1032, ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083, ASP 1086 и GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантовIn one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (e.g., at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 or 25), selected from: ASN 886, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1032, ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083, ASP 1086, and GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to increase to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0 .3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified ) amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one of the options
- 10 046580 осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.- 10 046580 implementation of the invention, the specified modification includes the replacement of an amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 или 25), выбранных из: ASN 886, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1032, ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083, ASP 1086 и GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (e.g., at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 or 25), selected from: ASN 886, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1032, ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083, ASP 1086, and GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to increase to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 или 25), выбранных из: ASN 8 8 6, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1032, ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083, ASP 1086 и GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной (ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (e.g., at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 or 25), selected from: ASN 8 8 6, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1032, ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083, ASP 1086, and GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A A, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 или 20), выбранных из: ASN 886, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1032, ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083 и ASP 1086; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 or 20), selected from: ASN 886, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1032 , ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083, and ASP 1086; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A A, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25 или 30), выбранных из: ASN 886, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1032, ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083, ASP 1086, ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, GLN 1229, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274 и THR 1277; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (e.g., at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25 or 30), selected from: ASN 886, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1032, ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083, ASP 1086, ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, GLN 1 229, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, and THR 1277; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to increase to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0 .3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified ) amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25 или 30), выбранных из: ASN 8 8 6, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1032, ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083, ASP 1086, ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, GLN 1229, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274 и THR 1277; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшейIn one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (e.g., at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25 or 30), selected from: ASN 8 8 6, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025 , ASN 1026, ASN 1032, ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083, ASP 1086, ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, GLN 1229, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, and THR 1277; and such amino acid modification(s) contribute(s) to increasing the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least
- 11 046580 мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации^). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.- 11 046580 at least 0.5 (for example, at least 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT /A, not having the specified amino acid modification(s^). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25 или 30), выбранных из: ASN 886, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1032, ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083, ASP 1086, ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, GLN 1229, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274 и THR 1277; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 1 единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (e.g., at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25 or 30), selected from: ASN 886, ASN 905, GLN 915, ASN 918, GLU 920, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, GLU 992, GLN 995, ASN 1006, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1032, ASN 1043, ASN 1046, ASN 1052, ASP 1058, HIS 1064, ASN 1080, GLU 1081, GLU 1083, ASP 1086, ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, GLN 1 229, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, and THR 1277; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least 1 pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A A, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5 или 6), выбранных из: ASN 886, ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5 or 6) selected from: ASN 886, ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 or GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to increase to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0 .3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified ) amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5 или 6), выбранных из: ASN 886, ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5 or 6) selected from: ASN 886, ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 or GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to increase to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5 или 6), выбранных из: ASN 886, ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5 or 6) selected from: ASN 886, ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 or GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A A, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию нижеследующих семи аминокислот: ASN 886, ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такие аминокислотные модификации способствуют увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанных аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантовIn one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of the following seven amino acids: ASN 886, ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052, or GLN 1229; and such amino acid modifications serve to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified amino acid modifications. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one of the options
- 12 046580 осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.- 12 046580 implementation of the invention, the specified modification includes the replacement of an amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию нижеследующих семи аминокислот: ASN 886, ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такие аминокислотные модификации способствуют увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанных аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of the following seven amino acids: ASN 886, ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052, or GLN 1229; and such amino acid modifications serve to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0 .9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified amino acid modifications. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию нижеследующих семи аминокислот: ASN 886, ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такие аминокислотные модификации способствуют увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанных аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of the following seven amino acids: ASN 886, ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052, or GLN 1229; and such amino acid modifications serve to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A not having said amino acid modifications. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5 или 6), выбранных из: ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5 or 6) selected from: ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 or GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to increase to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0 .3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified ) amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5 или 6), выбранных из: ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5 or 6) selected from: ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 or GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to increase to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5 или 6), выбранных из: ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной (ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5 or 6) selected from: ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 or GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A A, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию нижеследующих семи аминокислот: ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такие аминокислотные модификации способствуют увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5,In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of the following seven amino acids: ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052, or GLN 1229; and such amino acid modifications serve to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0.3, 0.4, 0.5,
- 13 046580- 13 046580
0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанных аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified amino acid modifications. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию нижеследующих семи аминокислот: ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такие аминокислотные модификации способствуют увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанных аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of the following seven amino acids: ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052, or GLN 1229; and such amino acid modifications serve to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0 .9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified amino acid modifications. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию нижеследующих семи аминокислот: ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такие аминокислотные модификации способствуют увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанных аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of the following seven amino acids: ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052, or GLN 1229; and such amino acid modifications serve to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A not having said amino acid modifications. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5 или 6), выбранных из: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5 or 6) selected from: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052 or GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to increase to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0 .3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified ) amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5 или 6), выбранных из: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5 or 6) selected from: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052 or GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to increase to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5 или 6), выбранных из: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052, или GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная (ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной (ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5 or 6) selected from: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052, or GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A A, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию нижеследующих семиIn one embodiment of the invention, if the engineered clostridium toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of the following seven
- 14 046580 аминокислот: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такие аминокислотные модификации способствуют увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанных аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.- 14 046580 amino acids: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052 or GLN 1229; and such amino acid modifications serve to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified amino acid modifications. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию нижеследующих семи аминокислот: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такие аминокислотные модификации способствуют увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанных аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of the following seven amino acids: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052, or GLN 1229; and such amino acid modifications serve to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0 .9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified amino acid modifications. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию нижеследующих семи аминокислот: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052 или GLN 1229; и такие аминокислотные модификации способствуют увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанных аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of the following seven amino acids: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052, or GLN 1229; and such amino acid modifications serve to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A not having said amino acid modifications. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7), выбранных из: ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, THR 1277; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7) , selected from: ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, THR 1277; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to increase to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0 .3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified ) amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7), выбранных из: ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, THR 1277; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7) , selected from: ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, THR 1277; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to increase to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7), выбранных из: ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, THR 1277; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7) , selected from: ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, THR 1277; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A A, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine.
- 15 046580- 15 046580
В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию нижеследующих восьми аминокислот: ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, THR 1277; и такие аминокислотные модификации способствуют увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанных аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of the following eight amino acids: ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, THR 1277; and such amino acid modifications serve to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified amino acid modifications. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию нижеследующих восьми аминокислот: ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, THR 1277; и такие аминокислотные модификации способствуют увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанных аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of the following eight amino acids: ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, THR 1277; and such amino acid modifications serve to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0 .9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/A that does not have the specified amino acid modifications. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию нижеследующих восьми аминокислот: ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, THR 1277; и такие аминокислотные модификации способствуют увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанных аминокислотных модификаций. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of the following eight amino acids: ASN 1188, ASP 1213, GLY 1215, ASN 1216, ASN 1242, ASN 1243, SER 1274, THR 1277; and such amino acid modifications serve to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A not having said amino acid modifications. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 6 или всех 7), выбранных из: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052, HIS 1064 и GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then the engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 6 or all 7 ), selected from: ASN 930, SER 955, GLN 991, ASN 1026, ASN 1052, HIS 1064, and GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A A, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или всех 11), выбранных из: ASN 886, ASN 905, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052, HIS 1064, ASN 1080, ASN 1147 и GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (e.g., at least 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or all 11), selected from: ASN 886, ASN 905, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052, HIS 1064, ASN 1080, ASN 1147 and GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A A, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/A, то указанный сконструированный BoNT/A имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 или всех 13), выбранных из: ASN 886, ASN 905, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052, HIS 1064,In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/A, then said engineered BoNT/A has a modification of at least one of the amino acids (e.g., at least 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 or all 13), selected from: ASN 886, ASN 905, ASN 930, ASN 954, SER 955, GLN 991, ASN 1025, ASN 1026, ASN 1052, HIS 1064,
- 16 046580- 16 046580
ASN 1080, ASN 1147 и GLN 1229; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/A до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/A, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.ASN 1080, ASN 1147, and GLN 1229; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/A to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/A A, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированным токсином клостридий является BoNT/B. Исходная последовательность BoNT/B имеет регистрационный номер UniProtKB Р10844.In one embodiment of the invention, the engineered clostridial toxin is BoNT/B. The original BoNT/B sequence has the UniProtKB accession number P10844.
Авторами настоящего изобретения были идентифицированы некоторые аминокислоты, которые являются предпочтительными мишенями для аминокислотной модификации в токсине клостридий BoNT/B.The present inventors have identified certain amino acids that are preferred targets for amino acid modification in the clostridial toxin BoNT/B.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/B, то указанный сконструированный BoNT/B имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 или 25), выбранных из: ASN 873, ASN 874, GLU 892, ASP 895, ASN 906, ASP 940, ASN 948, GLU 949, ASN 958, ASN 959, ASN 979, ASN 990, GLU 993, ASP 994, GLU 997, ASN 1012, ASN 1019, ASP 1030, ASP 1047, ASP 1049, GLU 1065, GLU 1072, GLN 1176, GLU 1189, GLU 1252 и ASN 1273; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/B до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/B, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/B, then the engineered BoNT/B has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 or 25), selected from: ASN 873, ASN 874, GLU 892, ASP 895, ASN 906, ASP 940, ASN 948, GLU 949, ASN 958, ASN 959, ASN 979, ASN 990, GLU 993, ASP 994, GLU 997, ASN 1012, ASN 1019, ASP 1030, ASP 1047, ASP 1049, GLU 1065, GLU 1072, GLN 1176, GLU 1189, GLU 1252 and ASN 1273; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/B to increase to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0 .3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/B that does not have the specified ) amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/B, то указанный сконструированный BoNT/B имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 или 25), выбранных из: ASN 873, ASN 874, GLU 892, ASP 895, ASN 906, ASP 940, ASN 948, GLU 949, ASN 958, ASN 959, ASN 979, ASN 990, GLU 993, ASP 994, GLU 997, ASN 1012, ASN 1019, ASP 1030, ASP 1047, ASP 1049, GLU 1065, GLU 1072, GLN 1176, GLU 1189, GLU 1252 и ASN 1273; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/B до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/B, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/B, then the engineered BoNT/B has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 or 25), selected from: ASN 873, ASN 874, GLU 892, ASP 895, ASN 906, ASP 940, ASN 948, GLU 949, ASN 958, ASN 959, ASN 979, ASN 990, GLU 993, ASP 994, GLU 997, ASN 1012, ASN 1019, ASP 1030, ASP 1047, ASP 1049, GLU 1065, GLU 1072, GLN 1176, GLU 1189, GLU 1252 and ASN 1273; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/B to increase to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/B not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/B, то указанный сконструированный BoNT/B имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 или 25), выбранных из: ASN 873, ASN 874, GLU 892, ASP 895, ASN 906, ASP 940, ASN 948, GLU 949, ASN 958, ASN 959, ASN 979, ASN 990, GLU 993, ASP 994, GLU 997, ASN 1012, ASN 1019, ASP 1030, ASP 1047, ASP 1049, GLU 1065, GLU 1072, GLN 1176, GLU 1189, GLU 1252 и ASN 1273; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/B до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/B, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/B, then the engineered BoNT/B has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 or 25), selected from: ASN 873, ASN 874, GLU 892, ASP 895, ASN 906, ASP 940, ASN 948, GLU 949, ASN 958, ASN 959, ASN 979, ASN 990, GLU 993, ASP 994, GLU 997, ASN 1012, ASN 1019, ASP 1030, ASP 1047, ASP 1049, GLU 1065, GLU 1072, GLN 1176, GLU 1189, GLU 1252 and ASN 1273; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/B to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/B B, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированным токсином клостридий является BoNT/C'1. Исходная последовательность BoNT/C'1 имеет регистрационный номер UniProtKB Р18640.In one embodiment of the invention, the engineered clostridial toxin is BoNT/C'1. The original BoNT/C'1 sequence has UniProtKB accession number P18640.
Авторами настоящего изобретения были идентифицированы некоторые аминокислоты, которые являются предпочтительными мишенями для аминокислотной модификации в токсине клостридий BoNT/C1.The present inventors have identified certain amino acids that are preferred targets for amino acid modification in the clostridial toxin BoNT/C1.
Таким образом, в одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/C'1. то указанный сконструированный BoNT/C'1 имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10 или 15), выбранных из: ASN 881, ASP 898, GLU 916, GLU 927, ASN 952, ASN 964, ASN 965, ASN 984, GLU 985, ASP 986, ASPThus, in one embodiment of the invention, if the constructed clostridial toxin is BoNT/C'1. then said engineered BoNT/C'1 has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10 or 15) selected from: ASN 881, ASP 898, GLU 916, GLU 927, ASN 952, ASN 964, ASN 965, ASN 984, GLU 985, ASP 986, ASP
- 17 046580- 17 046580
996, ASN 1000, GLU 1036, ASN 1041, ASP 1062, ASP 1064, GLU 1079 и ASP 1081; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/B до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/C,, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.996, ASN 1000, GLU 1036, ASN 1041, ASP 1062, ASP 1064, GLU 1079, and ASP 1081; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/B to increase to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0 ,3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/C that does not have the specified ( s) amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
Таким образом, в одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/Ci, то указанный сконструированный BoNT/Ci имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10 или 15), выбранных из: ASN 881, ASP 898, GLU 916, GLU 927, ASN 952, ASN 964, ASN 965, ASN 984, GLU 985, ASP 986, ASP 996, ASN 1000, GLU 1036, ASN 1041, ASP 1062, ASP 1064, GLU 1079 и ASP 1081; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/C1 до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/C1, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.Thus, in one embodiment of the invention, if the engineered clostridium toxin is BoNT/Ci, then the engineered BoNT/Ci has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10 or 15), selected from: ASN 881, ASP 898, GLU 916, GLU 927, ASN 952, ASN 964, ASN 965, ASN 984, GLU 985, ASP 986, ASP 996, ASN 1000, GLU 1036, ASN 1041, ASP 1062, ASP 1064, GLU 1079 and ASP 1081; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/C1 to increase to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/C1 not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/C1, то указанный сконструированный BoNT/C1 имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10 или 15), выбранных из: ASN 881, ASP 898, GLU 916, GLU 927, ASN 952, ASN 964, ASN 965, ASN 984, GLU 985, ASP 986, ASP 996, ASN 1000, GLU 1036, ASN 1041, ASP 1062, ASP 1064, GLU 1079 и ASP 1081; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация^) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/C1 до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/C1, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/C1, then said engineered BoNT/C1 has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10 or 15) , selected from: ASN 881, ASP 898, GLU 916, GLU 927, ASN 952, ASN 964, ASN 965, ASN 984, GLU 985, ASP 986, ASP 996, ASN 1000, GLU 1036, ASN 1041, ASP 1062, ASP 1064, GLU 1079 and ASP 1081; and such amino acid modification(s) contribute(s) to increasing the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/C1 to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/C1 , not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированным токсином клостридий является BoNT/D. Исходная последовательность BoNT/D имеет регистрационный номер UniProtKB Р19321.In one embodiment of the invention, the engineered clostridial toxin is BoNT/D. The original BoNT/D sequence has the UniProtKB accession number P19321.
Авторами настоящего изобретения были идентифицированы некоторые аминокислоты, которые являются предпочтительными мишенями для аминокислотной модификации в токсине клостридий BoNT/D.The present inventors have identified certain amino acids that are preferred targets for amino acid modification in the clostridial toxin BoNT/D.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/D, то указанный сконструированный BoNT/D имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 или 20), выбранных из: ASN 877, ASP 893, ASN 894, ASN 898, ASN 920, ASN 945, ASN 948, GLU 957, GLN 958, ASN 959, ASN 968, ASN 979, GLU 1030, ASP 1031, ASP 1033, GLU 1047, GLU 1051, ASN 1052, GLU 1066 и GLN 1122; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/D до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/D, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/D, then the engineered BoNT/D has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 or 20), selected from: ASN 877, ASP 893, ASN 894, ASN 898, ASN 920, ASN 945, ASN 948, GLU 957, GLN 958, ASN 959, ASN 968, ASN 979, GLU 1030, ASP 1031, ASP 1033 , GLU 1047, GLU 1051, ASN 1052, GLU 1066, and GLN 1122; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/D to increase to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0 .3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/D that does not have the specified ) amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/D, то указанный сконструированный BoNT/D имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 или 20), выбранных из: ASN 877, ASP 893, ASN 894, ASN 898, ASN 920, ASN 945, ASN 948, GLU 957, GLN 958, ASN 959, ASN 968, ASN 979, GLU 1030, ASP 1031, ASP 1033, GLU 1047, GLU 1051, ASN 1052, GLU 1066 и GLN 1122; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/D до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/D, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одномIn one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/D, then the engineered BoNT/D has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 or 20), selected from: ASN 877, ASP 893, ASN 894, ASN 898, ASN 920, ASN 945, ASN 948, GLU 957, GLN 958, ASN 959, ASN 968, ASN 979, GLU 1030, ASP 1031, ASP 1033 , GLU 1047, GLU 1051, ASN 1052, GLU 1066, and GLN 1122; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/D to increase to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/D not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one
- 18 046580 из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.- 18 046580 of the embodiments of the invention, said modification involves replacing an amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/D, то указанный сконструированный BoNT/D имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 или 20), выбранных из: ASN 877, ASP 893, ASN 894, ASN 898, ASN 920, ASN 945, ASN 948, GLU 957, GLN 958, ASN 959, ASN 968, ASN 979, GLU 1030, ASP 1031, ASP 1033, GLU 1047, GLU 1051, ASN 1052, GLU 1066 и GLN 1122; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/D до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/D, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/D, then the engineered BoNT/D has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 or 20), selected from: ASN 877, ASP 893, ASN 894, ASN 898, ASN 920, ASN 945, ASN 948, GLU 957, GLN 958, ASN 959, ASN 968, ASN 979, GLU 1030, ASP 1031, ASP 1033 , GLU 1047, GLU 1051, ASN 1052, GLU 1066, and GLN 1122; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/D to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/D D, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированным токсином клостридий является BoNT/E. Исходная последовательность BoNT/E имеет регистрационный номер UniProtKB Q00496.In one embodiment of the invention, the engineered clostridial toxin is BoNT/E. The original BoNT/E sequence has UniProtKB accession number Q00496.
Авторами настоящего изобретения были идентифицированы некоторые аминокислоты, которые являются предпочтительными мишенями для аминокислотной модификации в токсине клостридий BoNT/E.The present inventors have identified certain amino acids that are preferred targets for amino acid modification in the clostridial toxin BoNT/E.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/E, то указанный сконструированный BoNT/E имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 или 25), выбранных из: ASN 859, ASP 860, ASN 892, ASP 893, ASP 904, ASP 909, ASN 928, ASN 932, ASN 934, ASN 935, GLU 936, ASP 945, ASN 946, ASN 947, ASN 966, ASN 976, ASN 979, ASN 981, ASP 985, GLN 1014, ASN 1019, ASN 1022, ASP 1027, ASN 1035 и ASN 1140; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/E до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/E, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/E, then the engineered BoNT/E has a modification of at least one of the amino acids (e.g., at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 or 25), selected from: ASN 859, ASP 860, ASN 892, ASP 893, ASP 904, ASP 909, ASN 928, ASN 932, ASN 934, ASN 935, GLU 936, ASP 945, ASN 946, ASN 947, ASN 966, ASN 976, ASN 979, ASN 981, ASP 985, GLN 1014, ASN 1019, ASN 1022, ASP 1027, ASN 1035, and ASN 1140; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/E to increase to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0 .3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/E that does not have the specified ) amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/E, то указанный сконструированный BoNT/E имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 или 25), выбранных из: ASN 859, ASP 860, ASN 892, ASP 893, ASP 904, ASP 909, ASN 928, ASN 932, ASN 934, ASN 935, GLU 936, ASP 945, ASN 946, ASN 947, ASN 966, ASN 976, ASN 979, ASN 981, ASP 985, GLN 1014, ASN 1019, ASN 1022, ASP 1027, ASN 1035 и ASN 1140; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/E до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/E, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/E, then the engineered BoNT/E has a modification of at least one of the amino acids (e.g., at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 or 25), selected from: ASN 859, ASP 860, ASN 892, ASP 893, ASP 904, ASP 909, ASN 928, ASN 932, ASN 934, ASN 935, GLU 936, ASP 945, ASN 946, ASN 947, ASN 966, ASN 976, ASN 979, ASN 981, ASP 985, GLN 1014, ASN 1019, ASN 1022, ASP 1027, ASN 1035, and ASN 1140; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/E to increase to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/E not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/E, то указанный сконструированный BoNT/E имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 или 25), выбранных из: ASN 859, ASP 860, ASN 892, ASP 893, ASP 904, ASP 909, ASN 928, ASN 932, ASN 934, ASN 935, GLU 936, ASP 945, ASN 946, ASN 947, ASN 966, ASN 976, ASN 979, ASN 981, ASP 985, GLN 1014, ASN 1019, ASN 1022, ASP 1027, ASN 1035 и ASN 1140; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/E до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/E, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/E, then the engineered BoNT/E has a modification of at least one of the amino acids (e.g., at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 or 25), selected from: ASN 859, ASP 860, ASN 892, ASP 893, ASP 904, ASP 909, ASN 928, ASN 932, ASN 934, ASN 935, GLU 936, ASP 945, ASN 946, ASN 947, ASN 966, ASN 976, ASN 979, ASN 981, ASP 985, GLN 1014, ASN 1019, ASN 1022, ASP 1027, ASN 1035, and ASN 1140; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/E to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/E E, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированным токсином клостридий является BoNT/F. Исходная последовательность BoNT/F имеет регистрационный номер UniProtKB YP 001390123.In one embodiment of the invention, the engineered clostridial toxin is BoNT/F. The original BoNT/F sequence has the UniProtKB accession number YP 001390123.
- 19 046580- 19 046580
Авторами настоящего изобретения были идентифицированы некоторые аминокислоты, которые являются предпочтительными мишенями для аминокислотной модификации в токсине клостридий BoNT/F.The present inventors have identified certain amino acids that are preferred targets for amino acid modification in the clostridial toxin BoNT/F.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/F, то указанный сконструированный BoNT/F имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 или 20), выбранных из: ASN 879, ASP 896, ASN 922, ASN 923, ASN 928, ASN 947, ASN 950, ASN 952, ASN 953, GLU 954, ASN 963, ASN 964, ASN 965, ASN 987, GLN 997, ASN 1037, ASP 1040, ASP 1045, ASN 1055 и ASP 1056; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/F до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/F, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/F, then the engineered BoNT/F has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 or 20), selected from: ASN 879, ASP 896, ASN 922, ASN 923, ASN 928, ASN 947, ASN 950, ASN 952, ASN 953, GLU 954, ASN 963, ASN 964, ASN 965, ASN 987, GLN 997 , ASN 1037, ASP 1040, ASP 1045, ASN 1055, and ASP 1056; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/F to increase to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0 .3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/F that does not have the specified ) amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/F, то указанный сконструированный BoNT/F имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 или 20), выбранных из: ASN 879, ASP 896, ASN 922, ASN 923, ASN 928, ASN 947, ASN 950, ASN 952, ASN 953, GLU 954, ASN 963, ASN 964, ASN 965, ASN 987, GLN 997, ASN 1037, ASP 1040, ASP 1045, ASN 1055 и ASP 1056; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/E до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/F, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/F, then the engineered BoNT/F has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 or 20), selected from: ASN 879, ASP 896, ASN 922, ASN 923, ASN 928, ASN 947, ASN 950, ASN 952, ASN 953, GLU 954, ASN 963, ASN 964, ASN 965, ASN 987, GLN 997 , ASN 1037, ASP 1040, ASP 1045, ASN 1055, and ASP 1056; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/E to increase to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/F not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/F, то указанный сконструированный BoNT/F имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 или 20), выбранных из: ASN 879, ASP 896, ASN 922, ASN 923, ASN 928, ASN 947, ASN 950, ASN 952, ASN 953, GLU 954, ASN 963, ASN 964, ASN 965, ASN 987, GLN 997, ASN 1037, ASP 1040, ASP 1045, ASN 1055 и ASP 1056; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/F до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/F, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is BoNT/F, then the engineered BoNT/F has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15 or 20), selected from: ASN 879, ASP 896, ASN 922, ASN 923, ASN 928, ASN 947, ASN 950, ASN 952, ASN 953, GLU 954, ASN 963, ASN 964, ASN 965, ASN 987, GLN 997 , ASN 1037, ASP 1040, ASP 1045, ASN 1055, and ASP 1056; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/F to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/F F, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированным токсином клостридий является BoNT/G. Исходная последовательность BoNT/G имеет регистрационный номер UniProtKB Q60393.In one embodiment of the invention, the engineered clostridial toxin is BoNT/G. The original BoNT/G sequence has UniProtKB accession number Q60393.
Авторами настоящего изобретения были идентифицированы некоторые аминокислоты, которые являются предпочтительными мишенями для аминокислотной модификации в токсине клостридий BoNT/G.The present inventors have identified certain amino acids that are preferred targets for amino acid modification in the clostridial toxin BoNT/G.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/G, то указанный сконструированный BoNT/G имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10 или 15), выбранных из: ASP 900, ASN 909, ASN 910, GLU 912, ASN 913, ASN 945, ASN 947, GLU 956, ASN 965, ASP 966, ASN 986, ASN 1001, ASN 1038, ASP 1040, ASN 1046, ASP 1057, GLU 1073, ASN 1075 и ASN 1090; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/E до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/G, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/G, then said engineered BoNT/G has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10 or 15) , selected from: ASP 900, ASN 909, ASN 910, GLU 912, ASN 913, ASN 945, ASN 947, GLU 956, ASN 965, ASP 966, ASN 986, ASN 1001, ASN 1038, ASP 1040, ASN 1046, ASP 1057, GLU 1073, ASN 1075, and ASN 1090; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/E to increase to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0 .3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/G that does not have the specified ) amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/G, то указанный сконструированный BoNT/G имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10 или 15), выбранных из: ASP 900, ASNIn one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/G, then said engineered BoNT/G has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10 or 15) , selected from: ASP 900, ASN
- 20 046580- 20 046580
909, ASN 910, GLU 912, ASN 913, ASN 945, ASN 947, GLU 956, ASN 965, ASP 966, ASN 986, ASN 1001, ASN 1038, ASP 1040, ASN 1046, ASP 1057, GLU 1073, ASN 1075 и ASN 1090; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/E до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/G, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.909, ASN 910, GLU 912, ASN 913, ASN 945, ASN 947, GLU 956, ASN 965, ASP 966, ASN 986, ASN 1001, ASN 1038, ASP 1040, ASN 1046, ASP 1057, GLU 1073, ASN 1075 and ASN 1090; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/E to increase to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0 .6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical BoNT/G not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является BoNT/G, то указанный сконструированный BoNT/G имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10 или 15), выбранных из: ASP 900, ASN 909, ASN 910, GLU 912, ASN 913, ASN 945, ASN 947, GLU 956, ASN 965, ASP 966, ASN 986, ASN 1001, ASN 1038, ASP 1040, ASN 1046, ASP 1057, GLU 1073, ASN 1075 и ASN 1090; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/E до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного BoNT/G, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment, if the engineered clostridial toxin is BoNT/G, then said engineered BoNT/G has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10 or 15) , selected from: ASP 900, ASN 909, ASN 910, GLU 912, ASN 913, ASN 945, ASN 947, GLU 956, ASN 965, ASP 966, ASN 986, ASN 1001, ASN 1038, ASP 1040, ASN 1046, ASP 1057, GLU 1073, ASN 1075, and ASN 1090; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/E to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical BoNT/E G, not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированным токсином клостридий является TeNT. Исходная последовательность TeNT имеет регистрационный номер UniProtKB Р04958.In one embodiment of the invention, the engineered clostridial toxin is TeNT. The original TeNT sequence has the UniProtKB accession number P04958.
Авторами настоящего изобретения были идентифицированы некоторые аминокислоты, которые являются предпочтительными мишенями для аминокислотной модификации в токсине клостридий TeNT.The present inventors have identified certain amino acids that are preferred targets for amino acid modification in the clostridial toxin TeNT.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является TeNT, то указанный сконструированный BoNT/G имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10 или 15), выбранных из: ASN 893, ASP 894, ASP 911, ASN 919, ASN 927, ASN 928, GLU 929, GLN 968, ASN 972, GLU 973, GLU 1010, ASP 1018, ASN 1079, ASN 1080, ASN 1081 и ASN 1097; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного BoNT/E до величины, которая по меньшей мере на 0,2 (например, по меньшей мере на 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного TeNT, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is TeNT, then the engineered BoNT/G has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10 or 15) selected from: ASN 893, ASP 894, ASP 911, ASN 919, ASN 927, ASN 928, GLU 929, GLN 968, ASN 972, GLU 973, GLU 1010, ASP 1018, ASN 1079, ASN 1080, ASN 1081, and ASN 1097; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered BoNT/E to increase to a value that is at least 0.2 (e.g., at least 0.2, 0 .3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical TeNT that does not have the specified amino acid(s) modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является TeNT, то указанный сконструированный TeNT имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10 или 15), выбранных из: ASN 893, ASP 894, ASP 911, ASN 919, ASN 927, ASN 928, GLU 929, GLN 968, ASN 972, GLU 973, GLU 1010, ASP 1018, ASN 1079, ASN 1080, ASN 1081 и ASN 1097; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного TeNT до величины, которая по меньшей мере на 0,5 (например, по меньшей мере на 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1) единицы pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного TeNT, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is TeNT, then the engineered TeNT has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10 or 15) selected from: ASN 893, ASP 894, ASP 911, ASN 919, ASN 927, ASN 928, GLU 929, GLN 968, ASN 972, GLU 973, GLU 1010, ASP 1018, ASN 1079, ASN 1080, ASN 1081, and ASN 1097; and such amino acid modification(s) cause the isoelectric point (pI) of the engineered TeNT to increase to a value that is at least 0.5 (e.g., at least 0.5, 0.6 , 0.7, 0.8, 0.9 or 1) pI units higher than the pI value of any other identical TeNT not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
В одном из вариантов осуществления изобретения, если сконструированным токсином клостридий является TeNT, то указанный сконструированный TeNT имеет модификацию по меньшей мере одной из аминокислот (например, по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 10 или 15), выбранных из: ASN 893, ASP 894, ASP 911, ASN 919, ASN 927, ASN 928, GLU 929, GLN 968, ASN 972, GLU 973, GLU 1010, ASP 1018, ASN 1079, ASN 1080, ASN 1081 и ASN 1097; и такая(ие) аминокислотная(ые) модификация(и) способствует(ют) увеличению изоэлектрической точки (pI) сконструированного TeNT до величины, которая по меньшей мере на одну единицу pI выше, чем величина pI какого-либо другого идентичного TeNT, не имеющего указанной(ых) аминокислотной(ых) модификации(й). В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином или аргинином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты лизином. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная модификация включает замену аминокислоты аргинином.In one embodiment of the invention, if the engineered clostridial toxin is TeNT, then the engineered TeNT has a modification of at least one of the amino acids (for example, at least 1, 2, 3, 4, 5, 10 or 15) selected from: ASN 893, ASP 894, ASP 911, ASN 919, ASN 927, ASN 928, GLU 929, GLN 968, ASN 972, GLU 973, GLU 1010, ASP 1018, ASN 1079, ASN 1080, ASN 1081, and ASN 1097; and such amino acid modification(s) cause(s) to increase the isoelectric point (pI) of the engineered TeNT to a value that is at least one pI unit higher than the pI value of any other identical TeNT not having the specified amino acid modification(s). In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine or arginine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with lysine. In one embodiment of the invention, the modification includes replacing the amino acid with arginine.
- 21 046580- 21 046580
В настоящем изобретении могут быть использованы токсины клостридий различных видов широкого ряда. Таким образом, в контексте настоящего изобретения, термин токсин клостридий озватывает токсины, продуцируемые бактерией С. botulinum (ботулинический нейротоксин серотипов А, В, C1, D, E, F и G), С. tetani (столбнячный нейротоксин), С. butyricum (ботулинический нейротоксин серотипа Е) и С. baratii (ботулинический нейротоксин серотипа F), а также модифицированные токсины клостридий или их производные, происходящие от любых вышеуказанных токсинов. Термин токсин клостридий также охватывает ботулинический нейротоксин серотипа Н.Clostridia toxins from a wide range of different species can be used in the present invention. Thus, in the context of the present invention, the term clostridium toxin covers the toxins produced by the bacterium C. botulinum (botulinum neurotoxin serotypes A, B, C 1 , D, E, F and G), C. tetani (tetanus neurotoxin), C. butyricum (botulinum neurotoxin serotype E) and C. baratii (botulinum neurotoxin serotype F), as well as modified clostridial toxins or their derivatives derived from any of the above toxins. The term clostridium toxin also covers botulinum neurotoxin serotype H.
Ботулинический нейротоксин (BoNT) продуцируется бактерией С. botulinum в форме крупного белкового комплекса, состоящего из самого BoNT, образующего комплекс с различными вспомогательными белками. В настоящее время известно восемь различных классов ботулинических нейротоксинов, а именно, ботулинических нейротоксинов серотипов А, В, C1, D, E, F, G и Н, и все эти токсины имеют сходные структуры и механизмы действия. BoNT различных серотипов могут быть идентифицированы по их инактивации специфическими нейтрализующими антисыворотками, причем такая классификация по серотипам коррелирует с процентом идентичности последовательностей на аминокислотном уровне. Белки BoNT данного серотипа также подразделяются на различные подтипы по проценту идентичности аминокислотных последовательностей.Botulinum neurotoxin (BoNT) is produced by the bacterium C. botulinum in the form of a large protein complex consisting of BoNT itself complexed with various accessory proteins. There are currently eight different classes of botulinum neurotoxins known, namely botulinum neurotoxins serotypes A, B, C1, D, E, F, G and H, and all of these toxins have similar structures and mechanisms of action. BoNTs of different serotypes can be identified by their inactivation by specific neutralizing antisera, and this serotype classification correlates with the percentage of sequence identity at the amino acid level. BoNT proteins of a given serotype are also divided into different subtypes based on the percentage of amino acid sequence identity.
BoNT абсорбируются в желудочно-кишечном тракте, и после попадания в общий кровоток, они связываются с пресинаптической мембраной холинергических нервных окончаний, что способствует предупреждению высвобождения нейромедиатора ацетилхолина. BoNT/B, BoNT/D, BoNT/F и BoNT/G расщепляют синаптобревин/мембранный белок, ассоциированный с везикулой (VAMP); BoNT/C1, BoNT/A и BoNT/E расщепляют ассоциированный с синаптосомой белок размером 25 кДа (SNAP-25), a BoNT/C1 расщепляет синтаксин.BoNTs are absorbed in the gastrointestinal tract, and after entering the general circulation, they bind to the presynaptic membrane of cholinergic nerve endings, which helps prevent the release of the neurotransmitter acetylcholine. BoNT/B, BoNT/D, BoNT/F, and BoNT/G cleave synaptobrevin/vesicle-associated membrane protein (VAMP); BoNT/C 1 , BoNT/A and BoNT/E cleave synaptosome-associated protein 25 kDa (SNAP-25), and BoNT/C1 cleaves syntaxin.
Столбнячный токсин продуцируется бактерией С. tetani одного серотипа. С. butyricum продуцирует BoNT/E, а С. baratii продуцирует BoNT/F.Tetanus toxin is produced by the bacterium C. tetani of one serotype. C. butyricum produces BoNT/E, and C. baratii produces BoNT/F.
Термин токсин клостридий также охватывает модифицированные токсины клостридий и их производные, включая, но не ограничиваясь ими, токсины, описанные ниже. Модифицированный токсин клостридий или его производное могут содержать одну или более аминокислот, которые были модифицированы по сравнению с аминокислотами нативной (немодифицированной) формы токсина клостридий, либо они могут содержать одну или более встроенных аминокислот, которые отсутствуют в нативной (немодифицированной) форме токсина клостридий. Так, например, модифицированный токсин клостридий может иметь модифицированные аминокислотные последовательности в одном или более доменах по сравнению с последовательностями нативного (немодифицированного) токсина клостридий. Такие модификации могут способствовать изменению функциональных свойств токсина, например, его биологической активности или персистентности. Таким образом, в одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий согласно изобретению представляет собой сконструированный модифицированный токсин клостридий или сконструированное модифицированное производное токсина клостридий или сконструированное производное токсина клостридий.The term clostridial toxin also includes modified clostridial toxins and derivatives thereof, including, but not limited to, the toxins described below. A modified clostridial toxin or derivative thereof may contain one or more amino acids that have been modified from those of the native (unmodified) form of the clostridial toxin, or they may contain one or more inserted amino acids that are not present in the native (unmodified) form of the clostridial toxin. For example, a modified clostridial toxin may have modified amino acid sequences in one or more domains compared to the sequences of the native (unmodified) clostridial toxin. Such modifications may alter the functional properties of the toxin, such as its biological activity or persistence. Thus, in one embodiment of the invention, the engineered clostridia toxin of the invention is an engineered modified clostridia toxin or an engineered modified derivative of clostridia toxin or an engineered derivative of clostridia toxin.
Модифицированный токсин клостридий может иметь одну или более модификаций в аминокислотной последовательности тяжелой цепи (такой как модифицированный HC-домен), где указанная модифицированная тяжелая цепь связывается с нервными клетками-мишенями с более высокой или более низкой аффинностью, чем нативный (немодифицированный) токсин клостридий. Такие модификации в HCдомене могут включать модификацию остатков в ганглиозид-связывающем сайте HC-домена или в сайте связывания с белком (SV2 или синаптотагмином), где указанная модификация приводит к изменению уровня связывания с рецептором ганглиозида и/или с белковым рецептором нервных клеток-мишеней. Примеры таких модифицированных токсинов клостридий описаны в заявках WO 2006/027207 и WO 2006/114308, которые во всей своей полноте вводятся в настоящее описание посредством ссылки.The modified clostridial toxin may have one or more modifications in the amino acid sequence of the heavy chain (such as a modified HC domain), wherein the modified heavy chain binds to target nerve cells with a higher or lower affinity than the native (unmodified) clostridial toxin. Such modifications in the HC domain may include modification of residues in the ganglioside-binding site of the HC domain or in the protein binding site (SV2 or synaptotagmin), where this modification leads to a change in the level of binding to the ganglioside receptor and/or to the protein receptor of nerve cells - targets. Examples of such modified clostridial toxins are described in WO 2006/027207 and WO 2006/114308, which are incorporated herein by reference in their entirety.
Модифицированный токсин клостридий может иметь одну или более модификаций в аминокислотной последовательности легкой цепи, например, модификации в субстрат-связывающем домене или в каталитическом домене, где указанные модификации могут изменять или модифицировать специфичность модифицированной LC к белку SNARE. Примеры таких модифицированных токсинов клостридий описаны в заявке WO 2010/120766 и в заявке США 2011/0318385, которые во всей своей полноте вводятся в настоящее описание посредством ссылки.The modified clostridium toxin may have one or more modifications in the amino acid sequence of the light chain, for example, modifications in the substrate binding domain or in the catalytic domain, where these modifications can alter or modify the specificity of the modified LC for the SNARE protein. Examples of such modified clostridial toxins are described in WO 2010/120766 and US Application 2011/0318385, which are incorporated herein by reference in their entirety.
Модифицированный токсин клостридий может иметь одну или более модификаций, которые повышают или снижают биологическую активность и/или биологическую персистентность модифицированного токсина клостридий. Так, например, модифицированный токсин клостридий может содержать мотив на основе лейцина или тирозина, где указанный мотив стимулирует повышение или снижение биологической активности и/или биологической персистентности модифицированного токсина клостридий. Подходящими мотивами на основе лейцина являются xDxxxLL, xExxxLL, xExxxIL и xExxxLM (где x означает любую аминокислоту). Подходящим мотивом на основе тирозина является Y-x-x-Hy (где Hy означает собой гидрофобную аминокислоту). Примеры модифицированных токсинов клостридий, содержащих мотивы на основе лейцина и тирозина, описаны в заявке WO 2002/08268, которая во всей своей полноте вводится в настоящее описание посредством ссылки.The modified clostridial toxin may have one or more modifications that increase or decrease the biological activity and/or biological persistence of the modified clostridial toxin. For example, a modified clostridial toxin may contain a leucine- or tyrosine-based motif, wherein the motif promotes an increase or decrease in the biological activity and/or biological persistence of the modified clostridial toxin. Suitable leucine-based motifs are xDxxxLL, xExxxLL, xExxxIL and xExxxLM (where x is any amino acid). A suitable tyrosine-based motif is Y-x-x-Hy (where Hy is a hydrophobic amino acid). Examples of modified clostridial toxins containing leucine and tyrosine motifs are described in WO 2002/08268, which is incorporated herein by reference in its entirety.
- 22 046580- 22 046580
Термин токсин клостридий охватывает гибридные и химерные токсины клостридий. Гибридный токсин клостридий содержит по меньшей мере часть легкой цепи, происходящей от одного токсина клостридий или его подтипа, и по меньшей мере часть тяжелой цепи, происходящей от другого токсина клостридий или его подтипа. В одном из вариантов осуществления изобретения, гибридный токсин клостридий может содержать полноразмерную легкую цепь, происходящую от токсина клостридий одного подтипа, и тяжелую цепь, происходящую от токсина клостридий другого подтипа. В другом варианте осуществления изобретения, химерный токсин клостридий может содержать часть (например, связывающий домен) тяжелой цепи токсина клостридий одного подтипа и часть тяжелой цепи, происходящей от токсина клостридий другого подтипа. Аналогично или альтернативно, терапевтический элемент может содержать части легкой цепи, происходящие от различных токсинов клостридий. Такие гибридные или химерные токсины клостридий могут быть использованы, например, в качестве средств для доставки терапевтически ценных элементов этих токсинов клостридий пациентам с иммунологической резистентностью к токсину клостридий данного подтипа; пациентам, у которых концентрация рецепторов для домена, связывающегося с тяжелой цепью данного токсина клостридий, может составлять ниже средней величины; или пациентам, у которых может присутствовать резистентный к протеазе вариант субстрата мембранного или везикулярного токсина (например, SNAP-25, VAMP и синтаксин). Гибридные и химерные токсины клостридий описаны в публикации заявки США 8071110, которая во всей своей полноте вводится в настоящее описание посредством ссылки. Таким образом, в одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий согласно изобретению представляет собой сконструированный гибридный токсин клостридий или сконструированный химерный токсин клостридий.The term clostridial toxin covers hybrid and chimeric clostridial toxins. The hybrid clostridial toxin contains at least a portion of a light chain derived from one clostridial toxin or a subtype thereof and at least a portion of a heavy chain derived from another clostridial toxin or a subtype thereof. In one embodiment, the hybrid clostridial toxin may comprise a full-length light chain derived from one subtype of clostridial toxin and a heavy chain derived from a different subtype of clostridial toxin. In another embodiment of the invention, the chimeric clostridial toxin may comprise a portion (eg, a binding domain) of a heavy chain of a clostridial toxin of one subtype and a portion of a heavy chain derived from a clostridial toxin of another subtype. Likewise or alternatively, the therapeutic element may comprise light chain portions derived from various clostridial toxins. Such hybrid or chimeric clostridia toxins can be used, for example, as vehicles for delivering the therapeutically valuable elements of these clostridia toxins to patients with immunological resistance to a given subtype of clostridia toxin; patients in whom the concentration of receptors for the heavy chain binding domain of a given clostridial toxin may be below average; or patients who may have a protease-resistant variant of a membrane or vesicular toxin substrate (eg, SNAP-25, VAMP, and syntaxin). Hybrid and chimeric clostridial toxins are described in US Application Publication 8,071,110, which is incorporated herein by reference in its entirety. Thus, in one embodiment of the invention, the engineered clostridial toxin of the invention is an engineered hybrid clostridium toxin or an engineered chimeric clostridium toxin.
Термин токсин клостридий охватывает ретаргетированные токсины клостридий. Ретаргетированный токсин клостридий представляет собой токсин клостридий, который был модифицирован так, чтобы он включал экзогенный лиганд, известный как таргетирующая молекула (ТМ). ТМ выбирают так, чтобы она обеспечивала специфичность связывания с нужной клеткой-мишенью, и в процессе ретаргетинга, нативная связывающая часть токсина клостридий (например, HC-домен или HCC-домен) могла быть удалена. Технология ретаргетинга описана, например, в ЕР-В-0689459; WO 1994/021300; ЕР-В-0939818; US 6461617; US 7192596; WO 1998/007864; ЕР-В-0826051; US 5989545; US 6395513; US 6962703; WO 1996/033273; EP-B-0996468; US 7052702; WO 1999/017806; EP-B-1107794; US 6632440; WO 2000/010598; WO 2001/21213; WO 2006/059093; WO 2000/62814; WO 2000/04926; WO 1993/15766; WO 2000/61192; и WO 1999/58571, где все указанные публикации во всей своей полноте вводятся в настоящее описание посредством ссылки. Таким образом, в одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий согласно изобретению представляет собой сконструированный ретаргетированный токсин клостридий.The term clostridial toxin covers retargeted clostridial toxins. Retargeted clostridial toxin is a clostridial toxin that has been modified to include an exogenous ligand known as a targeting molecule (TM). The TM is selected so that it provides binding specificity to the desired target cell, and during the retargeting process, the native binding portion of the clostridia toxin (eg, the HC domain or HCC domain) can be removed. Retargeting technology is described, for example, in EP-B-0689459; WO 1994/021300; EP-V-0939818; US 6461617; US 7192596; WO 1998/007864; EP-V-0826051; US 5989545; US 6395513; US 6962703; WO 1996/033273; EP-B-0996468; US 7052702; WO 1999/017806; EP-B-1107794; US 6632440; WO 2000/010598; WO 2001/21213; WO 2006/059093; WO 2000/62814; WO 2000/04926; WO 1993/15766; WO 2000/61192; and WO 1999/58571, all of which are incorporated herein by reference in their entirety. Thus, in one embodiment of the invention, the engineered clostridia toxin of the invention is an engineered retargeted clostridia toxin.
Настоящее изобретение также относится к токсинам клостридий, которые имеют HC-нативный сайт расщепления протеазой. В таких токсинах клостридий, нативный сайт расщепления протеазой (также известный как сайт активации, описанный выше) был модифицирован или заменен сайтом расщепления протеазой, который не является нативным для данного токсина клостридий (то есть, экзогенным сайтом расщепления). Для расщепления этого сайта требуется экзогенная протеаза, которая позволяет лучше регулировать продолжительность и локализацию событий расщепления. HC-нативными сайтами расщепления протеазой, которые могут быть использованы в токсинах клостридий, являются:The present invention also relates to clostridial toxins that have an HC-native protease cleavage site. In such clostridial toxins, the native protease cleavage site (also known as the activation site described above) has been modified or replaced by a protease cleavage site that is not native to the clostridial toxin (ie, an exogenous cleavage site). Cleavage at this site requires an exogenous protease, which allows for better regulation of the duration and location of cleavage events. HC-native protease cleavage sites that can be used in clostridial toxins are:
энтерокиназа (DDDDKj), фактор Ха (IEGRj/IDGRj),enterokinase (DDDDKj), factor Xa (IEGRj/IDGRj),
TEV (вирус гравировки табака) (ENLYFQIG), тромбин (LVPRjGS),TEV (tobacco etch virus) (ENLYFQIG), thrombin (LVPRjGS),
PreScission (LEVLFOJGP).PreScission (LEVLFOJGP).
Другими сайтами расщепления протеазой являются последовательности распознавания, которые расщепляются нецитотоксической протеазой, например, легкой цепью нейротоксина клостридий. Такими сайтами являются последовательности, распознающие белки SNARE (например, SNAP-25, синтаксин, VAMP), которые расщепляются нецитотоксическими протеазами, такими как легкая цепь нейротоксина клостридий. Токсины клостридий, содержащие HC-нативные сайты расщепления протеазой, описаны в патенте США 7132259, патенте ЕР1206554-В2 и в заявке США 2007/0166332, которые во всей своей полноте вводятся в настоящее описание посредством ссылки. Термин сайт расщепления протеазой также охватывает интеин, который представляет собой саморасщепляющуюся последовательность. Реакция аутосплайсинга регулируется, например, путем изменения концентрации присутствующего восстановителя.Other protease cleavage sites are recognition sequences that are cleaved by a noncytotoxic protease, such as the light chain of a clostridial neurotoxin. Such sites are sequences that recognize SNARE proteins (eg, SNAP-25, syntaxin, VAMP), which are cleaved by noncytotoxic proteases such as the clostridial neurotoxin light chain. Clostridial toxins containing HC-native protease cleavage sites are described in US Pat. No. 7,132,259, EP1206554-B2, and US Application No. 2007/0166332, which are incorporated herein by reference in their entirety. The term protease cleavage site also covers an intein, which is a self-cleaving sequence. The autosplicing reaction is regulated, for example, by changing the concentration of the reducing agent present.
Настоящее изобретение также охватывает токсины клостридий, содержащие сайт деструктивного расщепления. В указанных токсинах клостридий, HC-нативный сайт расщепления протеазой вводят в токсин клостридий в положение, выбранное так, чтобы расщепление в указанном сайте приводило к снижению активности или к инактивации токсина клостридий. Сайт деструктивного расщепления протеазой может быть восприимчивым к расщеплению локальной протеазой, в результате чего токсин клостридий, после его введения, может мигрировать в положение, не являющееся мишенью. ПодходящимиThe present invention also covers clostridial toxins containing a destructive cleavage site. In these clostridial toxins, the HC native protease cleavage site is introduced into the clostridial toxin at a position selected such that cleavage at the site results in decreased activity or inactivation of the clostridial toxin. The destructive protease cleavage site may be susceptible to local protease cleavage such that the clostridial toxin, once administered, may migrate to a non-target position. Suitable
- 23 046580- 23 046580
HC-нативными сайтами расщепления протеазой являются сайты, описанные выше. Токсины клостридий, содержащие сайт деструктивного расщепления, описаны в заявках WO 2010/094905 и WO 2002/044199, которые во всей своей полноте вводятся в настоящее описание посредством ссылки.The HC native protease cleavage sites are those described above. Clostridial toxins containing a destructive cleavage site are described in WO 2010/094905 and WO 2002/044199, which are incorporated herein by reference in their entirety.
Сконструированные токсины клостридий согласно изобретению, особенно их компонент, такой как легкая цепь, могут быть ПЭГ илированы для повышения стабильности, например, увеличения продолжительности действия такого компонента, как легкая цепь. ПЭГилирование является особенно предпочтительным, если легкая цепь содержит протеазу BoNT/A, В или C1. ПЭГилирование предпочтительно включает присоединение ПЭГ к N-концу такого компонента, как легкая цепь. Так, например, N-конец легкой цепи может быть удлинен за счет присоединения одного или более аминокислотных остатков (например, цистеина), которые могут быть одинаковыми или различными. Один или более из указанных аминокислотных остатков могут иметь свою собственную молекулу ПЭг, присоединенную к этим остаткам (например, ковалентно связанную молекулу). Пример такой технологии описан в заявке WO 2007/104567, которая во всей своей полноте вводится в настоящее описание посредством ссылки.The engineered clostridial toxins of the invention, especially the light chain component thereof, can be PEGylated to improve stability, eg, increase the duration of action of the light chain component. PEGylation is particularly preferred if the light chain contains a BoNT/A, B or C 1 protease. PEGylation preferably involves adding PEG to the N-terminus of a component such as a light chain. For example, the N-terminus of the light chain may be extended by the addition of one or more amino acid residues (eg, cysteine), which may be the same or different. One or more of these amino acid residues may have its own PEG molecule attached to these residues (eg, a covalently linked molecule). An example of such technology is described in WO 2007/104567, which is incorporated herein by reference in its entirety.
Сконструированные токсины клостридий согласно изобретению могут не содержать комплексобразующих белков, которые обычно присутствуют в природном комплексе токсина клостридий.The engineered clostridia toxins of the invention may not contain complexing proteins that are typically present in the natural clostridia toxin complex.
Сконструированный токсин клостридий согласно изобретению может также содержать ограниченное число нестандартных аминокислот. Таким образом, в сконструированных токсинах клостридий согласно изобретению, аминокислоты могут быть заменены, не только 20 стандартными аминокислотами, но и нестандартными аминокислотами (такими как 4-гидроксипролин, 6-Ы-метиллизин, 2аминоизомасляная кислота, изовалин и α-метилсерин). Аминокислотные остатки полипептида клостридий могут быть заменены ограниченным числом неконсервативных аминокислот; аминокислот, которые не кодируются генетическим кодом; и неприродных аминокислот. Сконструированные токсины клостридий согласно изобретению могут также содержать неприродные аминокислотные остатки.The engineered clostridium toxin according to the invention may also contain a limited number of non-standard amino acids. Thus, in the constructed clostridial toxins according to the invention, amino acids can be replaced not only by 20 standard amino acids, but also by non-standard amino acids (such as 4-hydroxyproline, 6-N-methyllysine, 2-aminoisobutyric acid, isovaline and α-methylserine). Amino acid residues of the clostridia polypeptide can be replaced by a limited number of non-conservative amino acids; amino acids that are not encoded by the genetic code; and unnatural amino acids. The engineered clostridial toxins of the invention may also contain unnatural amino acid residues.
Неприродными аминокислотами являются, но не ограничиваются ими, транс-3-метилпролин, 2,4метанопролин, цис-4-гидроксипролин, транс-4-гидроксипролин, N-метилглицин, аллотреонин, метилтреонин, гидроксиэтилцистеин, гидроксиэтилгомоцистеин, нитроглутамин, гомоглутамин, пипеколиновая кислота, трет-лейцин, норвалин, 2-азафенилаланин, 3-азафенилаланин, 4-азафенилаланин и 4фторфенилаланин.Unnatural amino acids include, but are not limited to, trans-3-methylproline, 2,4-methanoproline, cis-4-hydroxyproline, trans-4-hydroxyproline, N-methylglycine, allothreonine, methylthreonine, hydroxyethylcysteine, hydroxyethylhomocysteine, nitroglutamine, homoglutamine, pipecolic acid, tert-leucine, norvaline, 2-azaphenylalanine, 3-azaphenylalanine, 4-azaphenylalanine and 4fluorophenylalanine.
Специалистам известно несколько методов введения неприродных аминокислотных остатков в белки. Так, например, может быть использована in vitro система, в которой нонсенс-мутации были ингибированы посредством химически аминоацилированных супрессорных тРНК. Методы синтеза аминокислот и методы аминоацилирования тРНК известны специалистам. Транскрипцию и трансляцию плазмид, содержащих нонсенс-мутации, осуществляют в бесклеточной системе, содержащей экстракт S30 Е. coli и коммерчески доступные ферменты, а также другие реагенты. Белки очищают с помощью хроматографии. См., например, Robertson et al., J. Am. Chem. Soc. 113: 2722. 1991; Ellman et al., Methods Enzymol. 202:301, 1991; Chung et al., Science 259: 806-9, 1993; и Chung et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 10145-9, 1993). Bo втором методе, трансляцию осуществляют в ооцитах Xenopus путем микроинъекции мутированной мРНК и химически аминоацилированных супрессорных тРНК (Turcatti et al., J. Biol. Chem. 271: 19991-8, 1996). В третьем методе, клетки Е. coli культивируют в отсутствии природной аминокислоты, которая должна быть заменена (например, фенилаланина), и в присутствии нужной(ых) неприродной(ых) аминокислоты (аминокислот) (например, 2-азафенилаланина, 3-азафенилаланина, 4-азафенилаланина и 4-фторфенилаланина).Specialists know several methods for introducing unnatural amino acid residues into proteins. For example, an in vitro system can be used in which nonsense mutations have been inhibited by chemically aminoacylated suppressor tRNAs. Methods for the synthesis of amino acids and methods for aminoacylation of tRNA are known to specialists. Transcription and translation of plasmids containing nonsense mutations is carried out in a cell-free system containing E. coli S30 extract and commercially available enzymes, as well as other reagents. Proteins are purified using chromatography. See, for example, Robertson et al., J. Am. Chem. Soc. 113: 2722. 1991; Ellman et al., Methods Enzymol. 202:301, 1991; Chung et al., Science 259: 806-9, 1993; and Chung et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 10145-9, 1993). In the second method, translation is carried out in Xenopus oocytes by microinjection of mutated mRNA and chemically aminoacylated suppressor tRNAs (Turcatti et al., J. Biol. Chem. 271: 19991-8, 1996). In the third method, E. coli cells are cultured in the absence of the natural amino acid to be replaced (e.g., phenylalanine) and in the presence of the desired unnatural amino acid(s) (e.g., 2-azaphenylalanine, 3-azaphenylalanine, 4-azaphenylalanine and 4-fluorophenylalanine).
Неприродную аминокислоту вводят в полипептид вместо ее природного аналога. См., Koide et al., Biochem. 33: 7470-6, 1994.An unnatural amino acid is introduced into the polypeptide in place of its natural counterpart. See Koide et al., Biochem. 33:7470-6, 1994.
Сконструированные токсины клостридий согласно изобретению могут быть получены с применением методов рекомбинантных нуклеиновых кислот. Таким образом, в одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированный токсин клостридий (описанный выше) представляет собой рекомбинантно сконструированный токсин клостридий.The engineered clostridial toxins of the invention can be produced using recombinant nucleic acid techniques. Thus, in one embodiment of the invention, the engineered clostridium toxin (described above) is a recombinantly engineered clostridium toxin.
В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к нуклеиновой кислоте (например, ДНК), содержащей последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированный токсин клостридий, описанный выше. В одном из вариантов осуществления изобретения, последовательность нуклеиновой кислоты получают как часть ДНК-вектора, содержащего промотор и терминатор.In another aspect, the present invention provides a nucleic acid (eg, DNA) containing a nucleic acid sequence encoding the engineered clostridium toxin described above. In one embodiment of the invention, the nucleic acid sequence is obtained as part of a DNA vector containing a promoter and terminator.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, вектор имеет промотор, выбранный из промоторов, индуцируемых агентом в типичных условиях индуцирования:In a preferred embodiment of the invention, the vector has a promoter selected from promoters induced by the agent under typical induction conditions:
Тас (гибрид), IPTG, 0,2 мМ (0,05-2,0 мМ),Tas (hybrid), IPTG, 0.2 mM (0.05-2.0 mM),
AraBAD, L-арабиноза, 0,2% (0,002-0,4%),AraBAD, L-arabinose, 0.2% (0.002-0.4%),
Т7-lac-оператор, IPTG, 0,2 мМ (0,05-2,0 мМ).T7-lac operator, IPTG, 0.2 mM (0.05-2.0 mM).
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, вектор имеет промотор, выбранный из промоторов, индуцируемых агентом в типичных условиях индуцирования:In another preferred embodiment of the invention, the vector has a promoter selected from promoters induced by the agent under typical induction conditions:
Тас (гибрид), IPTG, 0,2 мМ (0,05-2,0 мМ),Tas (hybrid), IPTG, 0.2 mM (0.05-2.0 mM),
AraBAD, L-арабиноза, 0,2% (0,002-0,4%),AraBAD, L-arabinose, 0.2% (0.002-0.4%),
Т7-lac-оператор, IPTG, 0,2 мМ (0,05-2,0 мМ),T7-lac operator, IPTG, 0.2 mM (0.05-2.0 mM),
- 24 046580- 24 046580
Т5-1ас-оператор, IPTG, 0,2 мМ (0,05-2,0 мМ).T5-1ac operator, IPTG, 0.2 mM (0.05-2.0 mM).
Молекулы нуклеиновой кислоты согласно изобретению могут быть получены любым подходящим способом, известным специалистам. Таким образом, молекулы нуклеиновой кислоты могут быть получены методами химического синтеза. Альтернативно, молекулы нуклеиновой кислоты согласно изобретению могут быть получены методами молекулярной биологии.The nucleic acid molecules according to the invention can be obtained by any suitable method known to those skilled in the art. Thus, nucleic acid molecules can be obtained by chemical synthesis methods. Alternatively, the nucleic acid molecules of the invention can be obtained by molecular biology methods.
ДНК-конструкцию согласно изобретению, предпочтительно, конструируют in silico, а затем синтезируют стандартными методами синтеза ДНК.The DNA construct of the invention is preferably designed in silico and then synthesized using standard DNA synthesis methods.
Данные, полученные для вышеупомянутой последовательности нуклеиновой кислоты, модифицируют, но необязательно, путем смещения кодонов в соответствии с используемой экспрессионной системой конечных клеток-хозяев (например, Е. coli).The data obtained for the above nucleic acid sequence is optionally modified by codon shifting according to the end host cell (eg E. coli) expression system used.
В одном из вариантов осуществления изобретения, последовательностью нуклеиновой кислоты, кодирующей сконструированный токсин клостридий, описанный выше, является последовательность нуклеиновой кислоты, которая по меньшей мере на 70% (например, по меньшей мере на 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98 или 99%) идентична последовательности нуклеиновой кислоты, выбранной из SEQ ID NN: 3, 5, 7 и 9.In one embodiment, the nucleic acid sequence encoding the engineered clostridium toxin described above is a nucleic acid sequence that is at least 70% (e.g., at least 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98 or 99%) identical to the nucleic acid sequence selected from SEQ ID NN: 3, 5, 7 and 9.
В одном из своих аспектов, настоящее изобретение относится к последовательности нуклеиновой кислоты, которая по меньшей мере на 70% (например, по меньшей мере на 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98 или 99%) идентична последовательности нуклеиновой кислоты, выбранной из SEQ ID NN: 3, 5, 7 и 9. В одном из вариантов осуществления изобретения, последовательность нуклеиновой кислоты по меньшей мере на 90% идентична последовательности нуклеиновой кислоты, выбранной из SEQ ID NN: 3, 5, 7 и 9.In one aspect, the present invention provides a nucleic acid sequence that is at least 70% (e.g., at least 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, or 99%) identical to a nucleic acid sequence selected from SEQ ID NN: 3, 5, 7 and 9. In one embodiment, the nucleic acid sequence is at least 90% identical to the nucleic acid sequence selected from SEQ ID NN: 3, 5, 7 and 9.
Настоящее изобретение также относится к полипептидам, кодируемым последовательностями нуклеиновой кислоты, описанными выше. Таким образом, в одном из своих аспектов, настоящее изобретение относится к полипептиду, содержащему аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 70% (например, по меньшей мере на 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98 или 99%) идентична аминокислотной последовательности, выбранной из SEQ ID NN: 4, 6, 8 и 10. В одном из вариантов осуществления изобретения, аминокислотная последовательность по меньшей мере на 90% идентична аминокислотной последовательности, выбранной из SEQ ID NN: 4, 6, 8 и 10.The present invention also relates to polypeptides encoded by the nucleic acid sequences described above. Thus, in one aspect, the present invention provides a polypeptide comprising an amino acid sequence that is at least 70% (e.g., at least 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, or 99%) identical to the amino acid sequence selected from SEQ ID NN: 4, 6, 8 and 10. In one embodiment, the amino acid sequence is at least 90% identical to the amino acid sequence selected from SEQ ID NN: 4, 6, 8 and 10 .
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированным токсином клостридий согласно изобретению является сконструированный BoNT/A, описанный выше, где указанный сконструированный BoNT/A включает аминокислотную последовательность которая по меньшей мере на 70% (например, по меньшей мере на 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99, 99,5 или 99,9%) идентична аминокислотной последовательности, выбранной из SEQ ID NN: 4, 6, 8 и 10.In one embodiment, the engineered clostridial toxin of the invention is the engineered BoNT/A described above, wherein said engineered BoNT/A comprises an amino acid sequence that is at least 70% (e.g., at least 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99, 99.5 or 99.9%) identical to the amino acid sequence selected from SEQ ID NN: 4, 6, 8 and 10.
В одном из вариантов осуществления изобретения, сконструированным токсином клостридий согласно изобретению является сконструированный BoNT/A, описанный выше, где указанный сконструированный BoNT/A включает аминокислотную последовательность (или состоит из нее) SEQ ID NO: 4, 6, 8 или 10.In one embodiment, the engineered clostridial toxin of the invention is the engineered BoNT/A described above, wherein the engineered BoNT/A comprises (or consists of) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, 6, 8, or 10.
В одном из своих аспектов, настоящее изобретение относится к полипептиду, который включает аминокислотную последовательность (или состоит из нее) SEQ ID NO: 4, 6, 8 или 10.In one aspect, the present invention provides a polypeptide that includes (or consists of) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, 6, 8, or 10.
В одном из своих аспектов, настоящее изобретение относится к нуклеиновой кислоте, кодирующей сконструированный токсин клостридий, описанный выше, где указанная нуклеиновая кислота содержит последовательность нуклеиновой кислоты, которая по меньшей мере на 70% (например, по меньшей мере на 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99, 99,5 или 99,9%) идентична последовательности нуклеиновой кислоты, выбранной из SEQ ID NN: 3, 5, 7 и 9. В одном из вариантов осуществления изобретения, нуклеиновая кислота содержит последовательность нуклеиновой кислоты (или состоит из нее) SEQ ID NO: 3, 5, 7 или 9.In one aspect, the present invention provides a nucleic acid encoding an engineered clostridium toxin described above, wherein said nucleic acid comprises a nucleic acid sequence that is at least 70% (e.g., at least 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, 99, 99.5, or 99.9%) identical to a nucleic acid sequence selected from SEQ ID NN: 3, 5, 7, and 9. In one embodiment, the nucleic acid comprises a nucleic acid sequence acid (or consists of it) SEQ ID NO: 3, 5, 7 or 9.
В одном из своих аспектов, настоящее изобретение относится к нуклеиновой кислоте, содержащей последовательность нуклеиновой кислоты (или состоящей из нее) SEQ ID NO: 3, 5, 7 или 9.In one aspect, the present invention provides a nucleic acid comprising (or consisting of) a nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 3, 5, 7 or 9.
Процент идентичности последовательностей двух или более нуклеиновых кислот или аминокислотных последовательностей зависит от числа идентичных положений в этих последовательностях. Так, например, % идентичности может быть вычислен как отношение числа идентичных нуклеотидов/аминокислот к общему числу нуклеотидов/аминокислот, умноженное на 100. Процент идентичности последовательностей может быть также вычислен с учетом числа пробелов и общей длины каждого пробела, который необходимо ввести для оптимизации выравнивания двух или более последовательностей. Сравнение последовательностей и определение процента идентичности двух или более последовательностей может быть осуществлено с помощью специально разработанных математических алгоритмов, хорошо известных специалистам, таких как BLAST.The percentage of sequence identity between two or more nucleic acid or amino acid sequences depends on the number of identical positions in those sequences. For example, % identity can be calculated as the ratio of the number of identical nucleotides/amino acids to the total number of nucleotides/amino acids multiplied by 100. Percent sequence identity can also be calculated taking into account the number of gaps and the total length of each gap that must be introduced to optimize the alignment two or more sequences. Comparing sequences and determining the percent identity of two or more sequences can be accomplished using specially designed mathematical algorithms well known to those skilled in the art, such as BLAST.
В одном из своих аспектов, настоящее изобретение относится к способу получения одноцепочечного сконструированного белкового токсина клостридий, имеющего легкую цепь и тяжелую цепь, где указанный способ включает экспрессию нуклеиновой кислоты (нуклеиновой кислоты, описанной выше) в подходящей клетке-хозяине; лизис клетки-хозяина с получением гомогената клетки-хозяина, содержащего одноцепочечный сконструированный белковый токсин клостридий; и выделение указанного одноцепочечного сконструированного белкового токсина клостридий.In one aspect, the present invention relates to a method for producing a single-chain engineered clostridial protein toxin having a light chain and a heavy chain, the method comprising expressing a nucleic acid (the nucleic acid described above) in a suitable host cell; lysing the host cell to produce a host cell homogenate containing the single-chain engineered protein clostridium toxin; and isolating said single-chain engineered clostridial protein toxin.
- 25 046580- 25 046580
В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к способу активации сконструированного токсина клостридий, где указанный способ включает получение одноцепочечного сконструированного белкового токсина клостридий как описано выше; контактирование полипептида с протеазой, расщепляющей полипептида в сайте распознавания (сайте расщепления), расположенном между легкой цепью и тяжелой цепью; и превращение полипептидв в двухцепочечный полипептид, в котором легкая цепь и тяжелая цепь связаны друг с другом дисульфидной связью.In another aspect, the present invention relates to a method for activating an engineered clostridia toxin, wherein the method comprises producing a single chain engineered protein clostridia toxin as described above; contacting the polypeptide with a protease that cleaves the polypeptide at a recognition site (cleavage site) located between the light chain and the heavy chain; and converting the polypeptide into a double-chain polypeptide in which the light chain and the heavy chain are linked to each other by a disulfide bond.
Сконструированные токсины клостридий согласно изобретению могут быть использованы для предупреждения или лечения некоторых заболеваний и состояний, а также в косметических целях. Таким образом, в другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к применению сконструированного токсина клостридий, описанного выше, в медицине.The engineered clostridial toxins of the invention can be used to prevent or treat certain diseases and conditions, as well as for cosmetic purposes. Thus, in another aspect, the present invention relates to the use of the engineered clostridial toxin described above in medicine.
В своем родственном аспекте, настоящее изобретение относится к применнению сконструированного токсина клостридий, описанного выше, в целях предупреждения или лечения заболевания или состояния, выбранного из: косоглазия; блефароспазма;In a related aspect, the present invention relates to the use of the engineered clostridial toxin described above for the purpose of preventing or treating a disease or condition selected from: strabismus; blepharospasm;
гетеротропии; дистонии (например, спастической дистонии, нижнечелюстной дистонии, очаговой дистонии, поздней дистонии, дистонии ротоглотки, дистонии конечностей, шейной дистонии); кривошеи (например, спастической кривошеи);heterotropia; dystonia (eg, spastic dystonia, mandibular dystonia, focal dystonia, tardive dystonia, oropharyngeal dystonia, limb dystonia, cervical dystonia); torticollis (eg, spasmodic torticollis);
снижения клеточной/мышечной активности (посредством ингибирования или инактивации SNARE), которое может быть предотвращено методами, применяемыми в косметологии (с использованием косметических средств); нервномышечного заболевания или нарушения моторики глазного яблока (например, сопутствующего косоглазия, вертикального косоглазия, паралича бокового отдела прямой кишки, нистагма, дистиреоидной миопатии);reduction of cellular/muscular activity (through inhibition or inactivation of SNAREs), which can be prevented by methods used in cosmetology (using cosmetics); neuromuscular disease or impaired motility of the eyeball (for example, concomitant strabismus, vertical strabismus, paralysis of the lateral rectum, nystagmus, disthyroid myopathy);
писчего спазма;writing cramp;
блефароспазма; бруксизма; болезни Вильсона; тремора; тиков; сегментарного синдрома пляшущих глаз; спазмов; спастичности, вызываемой хроническим рассеянным склерозом; спастичности, приводящей к нарушению функции мочевого пузыря; анимуса; спазмов в области спины; судорог икроножной мышцы (болезни всадников); головной боли напряжения; синдрома поднимающей мышцы таза; синдрома расщепленного позвоночника; поздней дискинезии; болезни Паркинсона; тугоподвижности; спазмов в гемифациальной области; поражения век; церебрального паралича; фокальной спастичности; спастического колита; нейрогенного мочевого пузыря; анизма; спастичности конечностей; тиков; треморов; бруксизма; трещин в анальной области; ахалазии; дисфагии; слезливости; гипергидроза;blepharospasm; bruxism; Wilson's disease; tremor; tics; segmental dancing eye syndrome; spasms; spasticity caused by chronic multiple sclerosis; spasticity leading to bladder dysfunction; animus; spasms in the back; calf muscle cramps (rider's disease); tension headache; levator pelvis syndrome; spina bifida syndrome; tardive dyskinesia; Parkinson's disease; stiffness; spasms in the hemifacial area; eyelid lesions; cerebral palsy; focal spasticity; spastic colitis; neurogenic bladder; anism; spasticity of the limbs; tics; tremors; bruxism; cracks in the anal area; achalasia; dysphagia; tearfulness; hyperhidrosis;
избыточного слюноотделения; избыточной секреции желудочного сока; боли в мышцах (например, боли, вызываемой мышечными спазмами); головной боли (например, головной боли напряжения); глубоких морщин в области бровей; рака; заболеваний матки; расстройств мочеполовых путей; мочеполовых-нервных расстройств; хроноческого нейрогенного воспаления и расстройств гладких мышц.excessive salivation; excessive secretion of gastric juice; muscle pain (such as pain caused by muscle spasms); headache (eg tension headache); deep wrinkles in the eyebrow area; cancer; diseases of the uterus; genitourinary tract disorders; genitourinary-nervous disorders; chronic neurogenic inflammation and smooth muscle disorders.
В настоящем изобретении используется фармацевтическая композиция, содержащая сконструированный токсин клостридий в комбинации по меньшей мере с одним компонентом, выбранным из фармацевтически приемлемого носителя, наполнителя, адъюванта, пропеллента и/или фармацевтически приемлемой соли.The present invention uses a pharmaceutical composition containing an engineered clostridium toxin in combination with at least one component selected from a pharmaceutically acceptable carrier, excipient, adjuvant, propellant and/or a pharmaceutically acceptable salt.
Сконструированные токсины клостридий согласно изобретению могут быть введены перорально, парентерально, путем непрерывного вливания, путем ингаляции или путем местного применения. Композиции для инъекций могут быть введены в форме растворов, суспензий или эмульсий, или в форме сухих порошков, которые, перед их применением, растворяют или суспендируют в подходящем носителе.The engineered clostridial toxins of the invention can be administered orally, parenterally, by continuous infusion, by inhalation or by topical application. Injectable compositions may be administered in the form of solutions, suspensions or emulsions, or in the form of dry powders which, prior to use, are dissolved or suspended in a suitable vehicle.
В случае местного применения сконструированного токсина клостридий, такой сконструированный токсин клостридий может быть приготовлен в виде крема (например, для местного нанесения) или субдермальной инъекции.In the case of topical administration of an engineered clostridial toxin, the engineered clostridial toxin may be formulated as a cream (eg, for topical application) or as a subdermal injection.
Методы местной доставки могут включать применение аэрозоля или другого спрея (например, введение с помощью ингалятора). В соответствии с этим, аэрозольная композиция, включающая сконструированный токсин клостридий, обеспечивает доставку токсина в легкие и/или в другие носовые и/или бронхиальные или дыхательные пути.Methods of local delivery may include the use of an aerosol or other spray (eg, administration through an inhaler). Accordingly, an aerosol composition comprising an engineered clostridial toxin provides delivery of the toxin to the lungs and/or other nasal and/or bronchial or respiratory tracts.
Сконструированные токсины клостридий согласно изобретению могут быть введены пациенту путем интратекальной или эпидуральной инъекции в позвоночный столб на уровне сегмента позвоночника, ответственного за иннервацию пораженного органа.The constructed clostridial toxins according to the invention can be administered to the patient by intrathecal or epidural injection into the spinal column at the level of the spinal segment responsible for the innervation of the affected organ.
Предпочтительным способом введения является лапароскопия и/или местная, а в частности, внутримышечная инъекция.The preferred route of administration is laparoscopy and/or local, and in particular intramuscular injection.
Сконструированные токсины клостридий согласно изобретению вводят в дозах, достаточных для достижения желаемого терапевтического эффекта. Следует отметить, что необходимый интервал доз зависит от конкретной природы сконструированного токсина клостридий или его состава; от способа введения и свойства композиции; от возраста пациента; от характера, степени или тяжести состояния пациента; от противопоказаний, если они имеются, и от назначения лечащего врача. Эти дозы могут варьироваться, и они могут быть скорректированы с применением стандартных эмпирических рутинных методов оптимизации.The engineered clostridial toxins of the invention are administered in doses sufficient to achieve the desired therapeutic effect. It should be noted that the required dosage range depends on the specific nature of the engineered clostridial toxin or its composition; on the method of administration and properties of the composition; on the age of the patient; on the nature, extent or severity of the patient's condition; from contraindications, if any, and from the prescription of the attending physician. These doses may vary and can be adjusted using standard empirical routine optimization techniques.
- 26 046580- 26 046580
Подходящие суточные дозы (на кг массы тела пациента) составляют в пределах 0,0001-1 нг/кг, предпочтительно 0,0001-0,5 нг/кг, более предпочтительно 0,002-0,5 нг/кг, а особенно предпочтительно 0,004-0,5 нг/кг. Унифицированная доза может варьироваться от менее чем 1 пикограмма до 30 нг, а обычно, она составляет в пределах от 0,01 до 1 нг, и такая доза может быть введена ежедневно или, предпочтительно, реже, например, раз в неделю или раз в шесть месяцев.Suitable daily doses (per kg of patient body weight) are in the range of 0.0001-1 ng/kg, preferably 0.0001-0.5 ng/kg, more preferably 0.002-0.5 ng/kg, and particularly preferably 0.004- 0.5 ng/kg. The unit dose may vary from less than 1 picogram to 30 ng, and is typically in the range of 0.01 to 1 ng, and such dose may be administered daily or, preferably, less frequently, such as once a week or every six months. months.
Особенно предпочтительной схемой введения доз является введение 0,05 нг сконструированного токсина клостридий в 1х-дозе. В этом случае, предпочтительные дозы составляют в пределах 1х - 100х (то есть, 0,05-5 нг).A particularly preferred dosing schedule is to administer 0.05 ng of engineered clostridial toxin in a 1x dose. In this case, preferred doses are in the range of 1x - 100x (ie, 0.05-5 ng).
Жидкие лекарственные формы обычно содержат сконструированный токсин клостридий и апирогенный стерильный носитель. Сконструированный токсин клостридий, в зависимости от используемого носителя и его концентрации, может быть растворен или суспендирован в этом носителе. При получении растворов, сконструированный токсин клостридий может быть растворен в носителе, а затем полученный раствор может быть сделан изотоничным, если это необходимо, путем добавления хлорида натрия с последующей стерилизацией путем фильтрации через стерильный фильтр в асептических условиях, после чего, полученным раствором заполняют подходящие стерильные емкости или ампулы и эти емкости или ампулы герметично запаивают. Альтернативно, если стабильность раствора является приемлемой, то этот раствор, находящийся в герметично запаянных контейнерах, может быть стерилизован путем автоклавирования. Предпочтительно, в носителе могут быть растворены добавки, такие как забуферивающие агенты, солюбилизаторы, стабилизаторы, консерванты или бактерицидные, суспендирующие или эмульгирующие агенты и/или местные анестетики.Liquid dosage forms typically contain an engineered clostridium toxin and a pyrogen-free sterile carrier. The engineered clostridium toxin, depending on the vehicle used and its concentration, may be dissolved or suspended in the vehicle. When preparing solutions, the engineered clostridium toxin can be dissolved in a vehicle and then the resulting solution can be made isotonic, if necessary, by adding sodium chloride followed by sterilization by filtration through a sterile filter under aseptic conditions, after which the resulting solution is filled with suitable sterile containers or ampoules and these containers or ampoules are hermetically sealed. Alternatively, if the stability of the solution is acceptable, the solution, contained in hermetically sealed containers, can be sterilized by autoclaving. Preferably, additives such as buffering agents, solubilizers, stabilizers, preservatives or bactericidal, suspending or emulsifying agents and/or local anesthetics may be dissolved in the carrier.
Сухие порошки, которые, перед их применением, растворяют или суспендируют в подходящем носителе, могут быть получены путем заполнения стерильного контейнера предварительно стерилизованными ингредиентами с применением методов стерилизации в стерильных условиях. Альтернативно, эти ингредиенты могут быть растворены в подходящих контейнерах с применением методов стерилизации в стерильных условиях. Затем продукт подвергают сушке вымораживанием, и контейнеры герметично запаивают в асептических условиях.Dry powders, which are dissolved or suspended in a suitable vehicle before use, can be prepared by filling a sterile container with pre-sterilized ingredients using sterile sterilization techniques. Alternatively, these ingredients may be dissolved in suitable containers using sterilization techniques under sterile conditions. The product is then freeze-dried and the containers are hermetically sealed under aseptic conditions.
Суспензии для парентерального введения, подходящие для внутримышечной, подкожной или интрадермальной инъекции, приготавливают, в основном, тем же самым способом, за исключением того, что стерильные компоненты, вместо их растворения, суспендируют в стерильном носителе, причем, в данном случае, стерилизация не может быть осуществлена путем фильтрации. Эти компоненты могут быть выделены в стерильном состоянии, или, альтернативно, они могут быть стерилизованы после их выделения, например, путем гамма-облучения.Parenteral suspensions, suitable for intramuscular, subcutaneous or intradermal injection, are prepared in essentially the same manner, except that the sterile components, instead of being dissolved, are suspended in a sterile vehicle, in which case sterilization cannot be done by filtering. These components can be isolated in a sterile state, or, alternatively, they can be sterilized after their isolation, for example by gamma irradiation.
Для обеспечения равномерного распределения компонентов, в композицию(и), предпочтительно, включают суспендирующий агент, например, поливинилпирролидон.To ensure uniform distribution of the components, a suspending agent, for example polyvinylpyrrolidone, is preferably included in the composition(s).
В соответствии с настоящим изобретением, введение может быть осуществлено с применением различных методов доставки, включая инкапсуляцию микрочастиц, доставку с использованием вирусной системы или аэрозолное распыление при высоком давлении.In accordance with the present invention, administration can be accomplished using various delivery methods, including microparticle encapsulation, delivery using a viral system, or high pressure aerosol nebulization.
Описание чертежейDescription of drawings
Фиг. 1. Изоэлектрическое фокусирование (ИЭФ) в геле, содержащем катионные конструкции.Fig. 1. Isoelectric focusing (IEF) in a gel containing cationic constructs.
Фиг. 2. Процент расщепления SNAP-25 в нейронах спинного мозга крысиных эмбрионов (eSCN) под действием Cat5v2(K1064H/N954K) (А), Cat5v2(K1064H/N886K) (В) и Cat5v2(K1064H/N1025K) (С), и суммараня доза рЕС50 для nBoNT/A1. (А, В, С) Нейроны спинного мозга крысиных эмбрионов культивировали в течение трех недель, обрабатывали Cat5v4 в течение 24 ч, а затем осуществляли вестернблоттинг с использованием SNAP-25-специфического антитела. Данные представлены как среднее ± ср. кв. ош. для трех независимых экспериментов, проводимых с тремя повторностями. (D) Относительная активность Cat5v2(K1064H/N886K), Cat5v2(K1064H/N954K) и Cat5v2(K1064H/N1025K) по отношению к nBoNT/A1 (List Biological Laboratories) в анализе на активность расщепления SNAP-25 в крысиных eSCN. Каждая точка соответствует отдельной партии и означает среднее для 3 независимых определений рЕС50 по кривой зависимости концентрация - ответ (CRC), построенной по 8 точкам. Каждая концентрация на CRC была оценена с тремя повторностями. Данные сравнения активности представлены как среднее для партий, входящих в список, совокупные данные, n=24. Данные представлены как среднее ± ср. кв. ош. для n=3 партий на Cat5v4.Fig. 2. Percentage of SNAP-25 cleavage in rat embryonic spinal cord neurons (eSCN) under the influence of Cat5v2(K1064H/N954K) (A), Cat5v2(K1064H/N886K) (B) and Cat5v2(K1064H/N1025K) (C), and sum dose pEC 50 for nBoNT/A1. (A, B, C) Fetal rat spinal cord neurons were cultured for three weeks, treated with Cat5v4 for 24 h, and then Western blotted using a SNAP-25-specific antibody. Data are presented as mean ± avg. sq. osh. for three independent experiments performed in triplicate. (D) Relative activities of Cat5v2(K1064H/N886K), Cat5v2(K1064H/N954K), and Cat5v2(K1064H/N1025K) toward nBoNT/A1 (List Biological Laboratories) in a SNAP-25 cleavage activity assay in rat eSCN. Each point corresponds to an individual batch and represents the average of 3 independent determinations of pEC 50 using a concentration-response curve (CRC) constructed from 8 points. Each CRC concentration was assessed in triplicate. Activity comparison data are presented as the average of the parties included in the list, cumulative data, n=24. Data are presented as mean ± avg. sq. osh. for n=3 games on Cat5v4.
Фиг. 3. Активность (t50) nBoNT/A1 и Cat5v4 в анализе, проводимом для правого или левого купола мышиного диафрагмального нерва (mPNHD). Ткань правого или левого купола мышиного диафрагмального нерва инкубировали с Cat5v4 или с нативным BoNT/A1, как указано на фигуре. Сократительную способность диафрагмы регистрировали до тех пор, пока сокращения больше не детектировались, или по прошествии 140 мин. Каждая точка соответствует независимым определениям. Величина t50 означает время, необходимое для ингибирования сократительной способности правого или левого купола мышиной диафрагмы на 50%.Fig. 3. Activity (t 50 ) of nBoNT/A1 and Cat5v4 in an assay performed on the right or left dome of the mouse phrenic nerve (mPNHD). Right or left murine phrenic nerve dome tissue was incubated with Cat5v4 or native BoNT/A1 as indicated in the figure. Diaphragm contractility was recorded until contractions were no longer detected or after 140 min. Each point corresponds to independent definitions. The value of t 50 means the time required to inhibit the contractility of the right or left dome of the mouse diaphragm by 50%.
Последовательности SEQ ID NO: 1.Sequences SEQ ID NO: 1.
Последовательность нуклеиновой кислоты BoNT/A1. SEQ ID NO: 7.BoNT/A1 nucleic acid sequence. SEQ ID NO: 7.
- 27 046580- 27 046580
Сконструированная последовательность нуклеиновой кислоты BoNT/Al Cat-C. SEQ ID NO: 8.Designed BoNT/Al Cat-C nucleic acid sequence. SEQ ID NO: 8.
Сконструированная аминокислотная последовательность BoNT/A1 Cat-C. SEQ ID NO: 9.Designed amino acid sequence of BoNT/A1 Cat-C. SEQ ID NO: 9.
Сконструированная последовательность нуклеиновой кислоты BoNT/A1 Cat-D.Designed BoNT/A1 Cat-D nucleic acid sequence.
SEQ ID NO: 10. Сконструированная аминокислотная последовательность BoNT/A1 Cat-D.SEQ ID NO: 10. Designed amino acid sequence of BoNT/A1 Cat-D.
ПримерыExamples
Нижеследующие примеры приводятся в целях иллюстрации конкретных вариантов осуществления изобретения и не должны рассматриваться как ограничение объема изобретения, заявленного в формуле изобретения.The following examples are provided for the purpose of illustrating specific embodiments of the invention and should not be construed as limiting the scope of the invention as claimed.
Пример 1.Example 1.
Было получено три различных варианта сконструированной молекулы BoNT/A1 в соответствии с настоящим изобретением.Three different variants of the engineered BoNT/A1 molecule were prepared in accordance with the present invention.
Аминокислоты для модификации (в сайтах мутации) были выбраны с учетом ряда различных критериев.The amino acids to be modified (at mutation sites) were selected based on a number of different criteria.
Замены остатков были осуществлены по следующим критериям:Residues were replaced according to the following criteria:
1) тип остатка;1) type of remainder;
2) степень доступности остатка на поверхности;2) the degree of accessibility of the residue on the surface;
3) локализация во вторичной/третичной структуре;3) localization in the secondary/tertiary structure;
4) локализация известных функциональных доменов BoNT;4) localization of known functional domains of BoNT;
5) степень консервативности последовательностей для подтипов BoNT/A или BoNT/E;5) the degree of sequence conservation for the BoNT/A or BoNT/E subtypes;
6) возможность введения дополнительного сайта убихитинизации.6) the possibility of introducing an additional ubiquitination site.
В этом примере, для мутации были выбраны аспарагин (Asn, N) и глутамин (Gln, Q), поскольку они являются полярными, имеют размер, аналогичный размеру Lys, образуют только слабые дипольны связи с другими остатками, и составляют 14% от всех остатков в молекуле.In this example, asparagine (Asn, N) and glutamine (Gln, Q) were chosen for mutation because they are polar, have a similar size to Lys, form only weak dipole bonds with other residues, and make up 14% of all residues in a molecule.
Остатки Asn и Gln, которые визуально обнаруживаются на поверхности молекулы, были идентифицированы по кристаллической структуре BoNT/A1 (PDB ID: 3BTA). Это означает, что все замененные остатки имеют внешний заряд. Из этого списка можно исключить те остатки, которые являются наименее подходящими для замены в соответствии с пунктами 3-5 вышеуказанных критериев отбора (операция повторной итерации).The Asn and Gln residues, which are visually detectable on the surface of the molecule, were identified from the crystal structure of BoNT/A1 (PDB ID: 3BTA). This means that all replaced residues have an external charge. From this list, you can exclude those residues that are least suitable for replacement in accordance with paragraphs 3-5 of the above selection criteria (re-iteration operation).
Неконсервативные остатки в BoNT/A1 были идентифицированы посредством их выравнивания с остатками в BoNT/A других подтипов и функционально аналогичных серотипов BoNT/E. Остатки, выявленные как основные остатки в других последовательностях, были выбраны как наилучшие кандидаты для замены.Non-conserved residues in BoNT/A1 were identified through their alignment with residues in BoNT/A of other subtypes and functionally similar serotypes of BoNT/E. Residues identified as core residues in other sequences were selected as the best candidates for replacement.
После проведения последовательных раундов итерации в соответствии с критериями отбора, указанными в разделах, приведенных выше, был идентифицирован конечный список остатков-кандидатов. Эти остатки были скринированы на возможное присутствие дополнительных консенсусных последовательностей убихитинизации (с использованием сервера CKSAAP_UbSite). Несколько идентифицированных остатков лизина были удалены путем их замены на аргинин.After conducting successive rounds of iteration according to the selection criteria specified in the sections above, a final list of candidate residues was identified. These residues were screened for the possible presence of additional ubiquitination consensus sequences (using the CKSAAP_UbSite server). Several identified lysine residues were removed by replacing them with arginine.
Конечные репрезентативные синтезированные катионные конструкции, имеющие последовательности BoNT/A1, перечислены ниже, и обозначены Cat-A, Cat-B и Cat-C. Каждая конструкция имеет молекулярную массу 149637 Дальтон.The final representative synthesized cationic constructs having BoNT/A1 sequences are listed below and are designated Cat-A, Cat-B and Cat-C. Each construct has a molecular weight of 149637 Daltons.
Cat-A: N930K, S955K, Q991K, N1026K, N1052K, Q1229K, N886K.Cat-A: N930K, S955K, Q991K, N1026K, N1052K, Q1229K, N886K.
Cat-B: N930K, S955K, Q991K, N1026K, N1052K, Q1229K, N954K.Cat-B: N930K, S955K, Q991K, N1026K, N1052K, Q1229K, N954K.
Cat-C: N930K, S955K, Q991K, N1026K, N1052K, Q1229K, N1025K.Cat-C: N930K, S955K, Q991K, N1026K, N1052K, Q1229K, N1025K.
Пример 2.Example 2.
Аминокислотные последовательности BoNT/B, F и Е были оценены на остатки-кандидаты, которые могут быть заменены остатками Lys или Arg. Такая предварительная оценка позволяет идентифицировать остатки, которые могут быть заменены с получением белка BoNT/B, Е или F, имеющего более высокую pIThe amino acid sequences BoNT/B, F and E were evaluated for candidate residues that could be replaced by Lys or Arg residues. This preliminary assessment allows the identification of residues that can be replaced to produce a BoNT/B, E or F protein having a higher pI
Была проанализирвоана первичная последовательность BoNT/B (Ac: P10844), BoNT/E (Ac: Q00496) и BoNT/F (Ac: P30996), и аминокислотный состав этой последовательности систематизирован в нижеследующей таблице:The primary sequence of BoNT/B (Ac: P10844), BoNT/E (Ac: Q00496) and BoNT/F (Ac: P30996) was analyzed, and the amino acid composition of this sequence is systematized in the following table:
Таблица 3Table 3
Как видно из таблицы, указанные аминокислотные последовательности имеют такое же большое число полярных остатков Asn/Gln, как это наблюдается в BoNT/A1. В этих последовательностях также присутствует относительно большое число кислотных (Asp/Glu) остатков, которые могут быть замененыAs can be seen from the table, the indicated amino acid sequences have the same large number of polar Asn/Gln residues as observed in BoNT/A1. These sequences also contain a relatively large number of acidic (Asp/Glu) residues that can be replaced
- 28 046580 либо соответствующими нейтральными остатками (Asn/Gln), либо основными остатками (Lys или Arg).- 28 046580 either corresponding neutral residues (Asn/Gln) or basic residues (Lys or Arg).
Пример 3.Example 3.
Идентификация предпочтительных для модификации аминокислот токсина клостридий.Identification of amino acids preferred for modification of clostridia toxin.
Для последовательностей BoNT/A, BoNT/B и BoNT/E имеются данные об их полноразмерной структуре, однако, для остальных четырех серотипов, исходя из информации о последовательностях и их структурной гомологии, была построена теоретическая модель с помощью компьютерной программы LOOPP.For the sequences BoNT/A, BoNT/B and BoNT/E, data on their full-length structure is available, however, for the remaining four serotypes, based on information about the sequences and their structural homology, a theoretical model was built using the computer program LOOPP.
Каждая структура была проанализирована с помощью программы ArealMol (входящей в пакет программ ССР4), и доступные остатки были идентифицированы как остатки, имеющие суммарное число более, чем 40. Из этого списка были выбраны остатки с полярными боковыми цепями, и было отдано предпочтение остаткам, которые являются либо кислотными (Asp и Glu), либо имеют акцепторную боковую цепь с Н-связью (Asn и Gln). Конечная стадия компьютерного анализа включает отбор остатков, находящихся между α-спиралями и β-цепями, по данным анализа, проводимого на сервере Stride. Структура каждой молекулы была визуально оценена для идентификации остатков, находящихся в пограничных областях, и эти остатки отбрасывали.Each structure was analyzed using the ArealMol program (part of the CCP4 software package), and the available residues were identified as residues having a total number of more than 40. From this list, residues with polar side chains were selected, and preference was given to residues that are either acidic (Asp and Glu) or have an acceptor side chain with an H bond (Asn and Gln). The final stage of the computer analysis involves selecting residues located between the α-helices and β-strands, according to the analysis carried out on the Stride server. The structure of each molecule was visually assessed to identify residues located in border regions, and these residues were discarded.
Для BoNT/A1, список предпочтительных остатков был дополнен функционально неконсервативными остатками, составляющими по меньшей мере 90% от всех остатков сопоставляемых последовательностей [остатки с крупными неполярными боковыми цепями (Met, Pro, Phe, Trp) рассматривались как эквивалентные; остатки с небольшими неполярными боковыми цепями (Gly, Ala, Val, Leu, Ile) рассматривались как эквивалентные; остатки с кислотными боковыми цепями (Asp, Glu) рассматривались как эквивалентные; и остатки с основными боковыми цепями (Arg, Lys) рассматривались как эквивалентные]. Более конкретно, эти неконсервативные остатки, которые были идентифицированы как основные остатки, составляющие по меньшей мере 10% от всех остатков в последовательностях, и неконсервативные остатки Asn, Gln, Asp или Glu, присутствующие в исходной последовательности, были выбраны в качестве кандидатов.For BoNT/A1, the list of preferred residues was supplemented with functionally non-conserved residues representing at least 90% of all residues of the matched sequences [residues with large non-polar side chains (Met, Pro, Phe, Trp) were considered equivalent; residues with small nonpolar side chains (Gly, Ala, Val, Leu, Ile) were considered equivalent; residues with acidic side chains (Asp, Glu) were considered equivalent; and residues with basic side chains (Arg, Lys) were considered equivalent]. More specifically, those non-conserved residues that were identified as core residues constituting at least 10% of the total residues in the sequences and the non-conserved Asn, Gln, Asp or Glu residues present in the original sequence were selected as candidates.
Для оставшихся серотипов было проведено выравнивание множества последовательностей различных подтипов в целях выявления функционально неконсервативных остатков, которые были идентифицированы как основные остатки, составляющие по меньшей мере 10% от всех остатков в последовательностях.For the remaining serotypes, multiple sequence alignments of different subtypes were performed to identify functionally non-conserved residues, which were identified as core residues representing at least 10% of the total residues in the sequences.
Ниже представлены предпочтительные для модификации аминокислоты токсина клостридий:Below are the preferred clostridium toxin amino acids for modification:
BoNT/A:BoNT/A:
используемые последовательности:used sequences:
идентификационные номера:identification numbers:
BoNT/A: P10845,BoNT/A: P10845,
BoNT/B: P10844,BoNT/B: P10844,
BoNT/Ci Р18640,BoNT/Ci Р18640,
BoNT/D: P19321,BoNT/D: P19321,
BoNT/E: Q00496,BoNT/E: Q00496,
BoNT/F: YP_001390123,BoNT/F: YP_001390123,
BoNT/G: Q60393,BoNT/G: Q60393,
TeNT: P04958.TeNT: P04958.
Источник получения структурных данных.Source of structural data.
Кристаллические структуры BoNT/A (3BTA.pdb), BoNT/B (1EPW) и BoNT/E (3FFZ.pdb) были получены от RCSB.The crystal structures of BoNT/A (3BTA.pdb), BoNT/B (1EPW) and BoNT/E (3FFZ.pdb) were obtained from RCSB.
Моделирование гомологии BoNT/C.'|. BoNT/D, BoNT/F, BoNT/G и TeNT осуществляли с использованием программы LOOPP и следующих последовательностей, соответственно: Р18640, Р19321, YP_001390123, Q60393 и Р04958.Homology modeling of BoNT/C.'|. BoNT/D, BoNT/F, BoNT/G and TeNT were carried out using the LOOPP program and the following sequences, respectively: P18640, P19321, YP_001390123, Q60393 and P04958.
Структурный анализ.Structural analysis.
Доступные остатки определяли с использованием программы ArealMol, входящей в пакет программ ССР4.Available residues were determined using the ArealMol program included in the CCP4 software package.
Присваивание вторичной структуры осуществляли с использованием программы Stride.Secondary structure assignment was performed using the Stride program.
Пограничные остатки определяли путем визуальной оценки с использованием программы RasMol. Анализ последовательностей.Borderline residues were determined by visual assessment using the RasMol program. Sequence analysis.
Полноразмерные последовательности BoNT были получены от NCBI.Full-length BoNT sequences were obtained from NCBI.
Выравнивание проводили с использованием компьютерной программы ClustalX.Alignment was performed using the ClustalX computer program.
Пример 4.Example 4.
Клонирование, экспрессия и очистка.Cloning, expression and purification.
ДНК-конструкции, кодирующие сконструированные молекулы BoNT/A, описанные в примере 1, синтезировали, клонировали в экспрессионный вектор pJ401, а затем переносили в BL21 (DE3) Е. coli. В результате была достигнута сверхэкспрессия растворимых рекомбинантных белков Cat-A, Cat-B и Cat-C в BL21(DE3) Е. coli.DNA constructs encoding the engineered BoNT/A molecules described in Example 1 were synthesized, cloned into the pJ401 expression vector, and then transferred into E. coli BL21 (DE3). As a result, overexpression of soluble recombinant proteins Cat-A, Cat-B and Cat-C in BL21(DE3) E. coli was achieved.
Рекомбинантно сконструированные BoNT очищали из лизатов Е. coli классическими методамиRecombinantly engineered BoNTs were purified from E. coli lysates using classical methods
- 29 046580 хроматографии. Сначала осуществляли стадию очистки с использованием катионообменной смолы, а затем осуществляли стадию промежуточной очистки с использованием гидрофобной смолы. После этого, рекомбинантный одноцепочечный сконструированный BoNT расщепляли посредством протеолиза, в результате чего получали активированный двухцепочечный BoNT. Затем проводили конечную стадию очистки для удаления остальных примесей.- 29 046580 chromatography. First, a purification step using a cation exchange resin was carried out, and then an intermediate purification step was carried out using a hydrophobic resin. Thereafter, the recombinant single-chain engineered BoNT was cleaved through proteolysis to obtain activated double-chain BoNT. A final purification step was then carried out to remove remaining impurities.
Пример 5.Example 5.
Характеризация очищенных сконструированных BoNT.Characterization of purified engineered BoNTs.
Сконструированные BoNT, описанные выше в примере 1, характеризовали экспериментально способом, описанным ниже.The constructed BoNTs described in Example 1 above were characterized experimentally in the manner described below.
Измерение pI показало, что сконструированные BoNT имели более высокое значение изоэлектрической точки, чем немодифицированный (нативный) BoNT/A1 - см. фиг. 1 и таблицу, представленную ниже.The pI measurement showed that the engineered BoNTs had a higher isoelectric point value than the unmodified (native) BoNT/A1 - see FIG. 1 and the table below.
Таблица 4Table 4
Способность сконструированных BoNT проникать в нейроны и расщеплять SNAP-25 (мишень для BoNT/A1) оценивали с использованием нейронов спинного мозга крысиных эмбрионов (eSCN). На фиг. 2 показано, что сконструированные BoNT сохраняли такую же способность проникать в нейрон и расщеплять SNAP-25, как и нативный BoNT/A1.The ability of engineered BoNTs to enter neurons and cleave SNAP-25 (a target of BoNT/A1) was assessed using fetal rat spinal cord neurons (eSCN). In fig. Figure 2 shows that the engineered BoNT retained the same ability to enter the neuron and cleave SNAP-25 as native BoNT/A1.
Активность сконструированных BoNT дополнительно оценивали с помощью анализа, проводимого с использованием правого или левого купола мышиного диафрагмального нерва (mPNHD). На фиг. 3 показано, что сконструированные BoNT сохраняли такую же способность ингибировать сокращение правого или левого купола мышиной диафрагмы, как и нативный BoNT/A1.The activity of the engineered BoNTs was further assessed using an assay performed using the right or left mouse phrenic nerve dome (mPNHD). In fig. Figure 3 shows that the engineered BoNTs retained the same ability to inhibit contraction of the right or left dome of the mouse diaphragm as native BoNT/A1.
Был проведен in vivo анализ методом оценки абдукции пальцев задних конечностей (DAS) для определения активности, а также коэффициента безопасности сконструированного BoNT по сравнению с активностью и коэффициентом безопасности нативного BoNT/A1. Обе эти молекулы имели более высокий коэффициент безопасности, чем нативный BoNT/A1, и были несколько более активными. Полученные данные представлены ниже (табл. 4).An in vivo Digit Abduction Score (DAS) assay was performed to determine the activity as well as the safety factor of the engineered BoNT compared to the activity and safety factor of native BoNT/A1. Both of these molecules had a higher safety factor than native BoNT/A1 and were slightly more active. The obtained data are presented below (Table 4).
Таблица 4Table 4
DAS ED50: Вычисленная доза, индуцирующая DAS 2.DAS ED 50 : Calculated dose to induce DAS 2.
Доза DAS 4: Экспериментальная доза, индуцирующая DAS 4.DAS 4 Dose: Experimental DAS 4 inducing dose.
BW: Масса тела.BW: Body weight.
Доза для ~ 10% ABW: вычисленная доза, вызывающая 10% снижение BW по сравнению с BW на день 0.Dose for ~10% ABW: Calculated dose to cause a 10% reduction in BW compared to BW on day 0.
Коэффициент безопасности: доза для ~ 10% ABW/DAS ED50 Коэффициент безопасности представляет собой показатель негативного эффекта после введения BoNT (потеря массы) по отношению к активности BoNT (полумаксимальная оценка абдукции пальцев задних конечностей (DAS)). Этот коэффициент был вычислен как отношение ~ 10% массы тела (BW) к DAS ED50, где ~ 10% BW означает количеSafety quotient: Dose for ~10% ABW/DAS ED50 The safety quotient is a measure of the post-BoNT adverse effect (weight loss) relative to BoNT activity (half-maximal hindlimb digit abduction score (DAS)). This ratio was calculated as the ratio of ~10% body weight (BW) to DAS ED50, where ~10% BW means the amount
--
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1312317.9 | 2013-07-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA046580B1 true EA046580B1 (en) | 2024-03-27 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7434263B2 (en) | Cationic neurotoxin | |
US20200291073A1 (en) | Cationic neurotoxins | |
TW202120530A (en) | Treatment of neurological disorders | |
EA046580B1 (en) | CATIONIC NEUROTOXINS | |
US20240082368A1 (en) | Treatment of Brain Damage | |
JP2022502446A (en) | Therapeutic and cosmetic use of botulinum neurotoxin serotype E | |
NZ715570B2 (en) | Cationic neurotoxins |