ES2220114T3 - Variantes de proteinas poco alergenicas. - Google Patents
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Abstract
Método para seleccionar una variante de proteína con inmunogenicidad reducida en comparación con una proteína precursora, que incluye las etapas de: selección de una biblioteca de paquetes de visualización de péptidos aleatorios con anticuerpos preparados contra cualquier proteína de interés, secuenciación de la secuencia de aminoácidos de los péptidos de unión a anticuerpos, o la secuencia de ADN que codifica los péptidos de unión a anticuerpos, identificación de modelos de epítopos por alineación de secuencias de la secuencia peptídica reactiva, localización de modelos de epítopos estructurales en la estructura tridimensional de la proteína precursora, definición de una región de epítopos que incluye aminoácidos situados a una distancia de 5 A de los aminoácidos del epítopo, cambio de los modelos de epítopos localizados, o los aminoácidos que definen la región de epítopos de la proteína precursora, mediante mutaciones por ingeniería genética de una secuencia de ADN que codifica la proteína precursora sin perjudicar la funcionalidad de la proteína, usando la base de datos de epítopos emergentes para eliminar las sustituciones de aminoácidos que crean nuevos modelos de epítopos o duplican los ya existentes, introducción de la secuencia de ADN mutada en un huésped adecuado, cultivo de dicho huésped y expresión de la variante de proteína, y evaluación de la inmunogenicidad de la variante de proteína usando la proteína precursora como referencia.
Description
Variantes de proteínas poco alergénicas.
La presente invención se refiere a un método para
seleccionar una variante de proteína con inmunogenicidad reducida en
comparación con la proteína precursora.
Un número cada vez mayor de proteínas, incluyendo
las enzimas, son producidas industrialmente para su uso en diversas
industrias, productos del hogar y medicamentos. Al tratarse de
proteínas, es posible que estimulen una respuesta inmunológica en el
ser humano y en animales, incluyendo una respuesta alérgica.
En el presente contexto los términos respuesta
alérgica, alergia, alergénico y alergenicidad se usan según sus
definiciones usuales, es decir, para describir la reacción debida a
las respuestas inmunes, siendo el anticuerpo más habitual el IgE y
en menos ocasiones el IgG_{4}, y las enfermedades debidas a esta
respuesta inmune. Las enfermedades alérgicas comprenden urticaria,
fiebre del heno, asma y dermatitis atópica. Pueden incluso
evolucionar a un shock anafiláctico.
La prevención de la alergia en individuos
susceptibles es, en consecuencia, un área de investigación de gran
importancia. Dependiendo de la aplicación, los individuos son
sensibilizados a los respectivos alérgenos por inhalación, contacto
directo con la piel y los ojos o inyección. El mecanismo general que
hay detrás de una respuesta alérgica se divide en una fase de
sensibilización y una fase sintomática. La fase de sensibilización
implica una primera exposición de un individuo a un alérgeno. Este
acto activa los linfocitos T y B específicos y favorece la
producción de anticuerpos de inmunoglobulina E específicos al
alérgeno (IgE) . Estos anticuerpos IgE facilitan eventualmente la
captura y presentación del alérgeno a los linfocitos T en el inicio
de la fase sintomática. Esta fase se inicia con una segunda
exposición al mismo antígeno o a un antígeno parecido. Los
anticuerpos IgE específicos se unen a receptores IgE específicos en
los mastocitos y basófilos, entre otros, y capturan al mismo tiempo
el alérgeno. La naturaleza policlonal de este proceso ocasiona una
conexión y un reagrupamiento de los receptores IgE, y posteriormente
la activación de los mastocitos y los basófilos. Esta activación
desencadena la liberación de varios mediadores químicos implicados
en las reacciones de fase temprana y tardía de la fase sintomática
de la alergia.
En el presente contexto, los anticuerpos se
denominan de la forma habitual, es decir la inmunoglobulina E es
IgE, etc.
Se han llevado a cabo varios intentos para
reducir la inmunogenicidad de polipéptidos y proteínas. Se ha
descubierto que pequeños cambios en un epítopo pueden influir en su
unión a un anticuerpo. Esto puede dar como resultado una
importancia menor de dicho epítopo, convirtiéndolo quizá de un
epítopo de alta afinidad a un epítopo de baja afinidad, o quizá
incluso puede dar como resultado la pérdida del epítopo, es decir,
que el epítopo no pueda unirse suficientemente a un anticuerpo para
suscitar una respuesta inmune.
En el documento WO92/10755 se describe un método
para modificar proteínas con el objetivo de obtener variantes menos
inmunogénicas. Las variantes de proteína construidas de forma
aleatoria que revelan un enlace reducido de los anticuerpos a la
enzima precursora, en comparación con la propia enzima precursora,
son seleccionadas para su medición en modelos animales en términos
de alergenicidad. Finalmente, se valora si la reducción de la
inmunogenicidad se debe a una eliminación real de un epítopo o una
reducción en la afinidad de los anticuerpos. Un inconveniente de
este planteamiento es su carácter "prueba y error", lo cual
supone un proceso largo y caro. Además, no se proporciona
información sobre el epítopo como tal, lo cual implica que la
información obtenida para una proteína puede no aplicarse en otra,
puesto que el limitado número de animales implicados no permite la
identificación de modelos de epítopos. S.C. Wiliams et al, J.
Immunol. Meth., 213, págs. 1-17, 1998, revela la
identificación de epítopos en betalactoglobulina reconocidos por
anticuerpos policlonales usando la visualización de fagos y PEPSCAN.
Moola et al. Biochem. J. (Inglaterra), 302, págs
921-927, 1994, se refiere a la antigenicidad de
Erwinia chrisantemi L-asparainasa sometida a
mutagénesis dirigida.
La presente invención se refiere a un método de
selección de una variante de proteína con inmunogenicidad reducida
en comparación con la proteína precursora, que incluye las etapas
de:
- \sqbullet
- selección de una biblioteca de paquetes de visualización de péptidos aleatorios con anticuerpos preparados contra cualquier proteína de interés,
- \sqbullet
- secuenciación de la secuencia de aminoácidos de los péptidos de unión al anticuerpo, o de la secuencia de ADN que codifica los péptidos de unión al anticuerpo,
- \sqbullet
- identificación de los modelos de epítopos mediante la alineación secuencial de la secuencia peptídica reactiva,
- \sqbullet
- localización de los modelos de epítopos en la estructura primaria y tridimensional de la proteína precursora,
- \sqbullet
- definición de una región de epítopos incluyendo los aminoácidos situados a una distancia de 5 A de los aminoácidos del epítopo,
- \sqbullet
- cambio de los modelos de epítopos localizados, o de los aminoácidos que definen la región de los epítopos de la proteína precursora, mediante mutaciones por ingeniería genética de una secuencia de ADN que codifica la proteína precursora, sin perjudicar la funcionalidad de la proteína, usando la base de datos de epítopos emergentes para eliminar las sustituciones de aminoácidos que crean nuevos modelos de epítopos o duplican los ya existentes,
- \sqbullet
- introducción de la secuencia de ADN mutada en un huésped adecuado, cultivo de dicho huésped y expresión de la variante de proteína, y
- \sqbullet
- evaluación de la inmunogenicidad de la variante de la proteína usando la proteína precursora como referencia.
La secuencia de aminoácidos de la variante de
proteína difiere de la secuencia de aminoácidos de la proteína
precursora con respecto a al menos un modelo de epítopo de la
proteína precursora, de manera que la inmunogenicidad de la variante
de proteína se reduce en comparación con la inmunogenicidad de la
proteína precursora. Preferiblemente, la inmunogenicidad de la
variante de proteína de una enzima detergente es al menos 10 veces
inferior a la inmunogenicidad de la proteína precursora,
preferiblemente 25 veces inferior a la inmunogenicidad de la
proteína precursora. En particular para una variante de proteína
usada en productos para el cuidado personal, la inmunogenicidad es
preferiblemente 100 veces inferior, más preferiblemente 200 veces
inferior, incluso más preferiblemente 500 veces inferior a la
inmunogenicidad de la proteína precursora. Además,para productos
alimenticios y fármacos, la inmunogenicidad es preferiblemente 1000
veces inferior a la inmunogenicidad de la proteína precursora.
Normalmente, una inmunogenicidad reducida como mucho 50.000 veces es
suficiente para cualquier objetivo de una aplicación de la proteína.
En este contexto la inmunogenicidad es evaluada según el potencial
de la proteína para inducir una respuesta de anticuerpo, centrándose
en las respuestas IgE.
La reducción de la inmunogenicidad en el contexto
anterior se define por las diferencias observadas entre la cinética
obtenida con diferentes dosis de la proteína precursora en
comparación con las variantes en investigación. En el presente
estudio, el efecto de la ingeniería de proteínas guiada por epítopos
es evaluado por estudios cinéticos que usan una dosis individual de
la proteína en investigación.
La inmunogenicidad de la variante de proteína es
medida en ensayos con animales, en los cuales los animales son
inmunizados con la variante de proteína y se mide la respuesta
inmune. En la presente invención la inmunogenicidad es reducida al
menos 100 veces en comparación con la inmunogenicidad de la
proteína precursora, preferiblemente reducida 200 veces, más
preferiblemente 500 veces.
No obstante, los presentes inventores han
demostrado que el rendimiento según el ensayo competitivo ELISA
concuerda aproximadamente con las respuestas inmunogénicas medidas
en los ensayos con animales.
Para obtener una reducción útil de la
inmunogenicidad de una proteína, la inmunogenicidad de la variante
de proteína debe ser reducida por lo menos por debajo del 75%,
preferiblemente por debajo del 50%, de la inmunogenicidad de la
proteína precursora, medida según el rendimiento en el ensayo
competitivo ELISA, suponiendo que el valor para la inmunogenicidad
de la proteína precursora se establece en el 100%. Cuando la
inmunogenicidad es inferior al 50% de la inmunogenicidad de la
proteína precursora, la variante de proteína es prácticamente no
alérgica, es decir, no se podrá medir ninguna respuesta IgE en los
ensayos animales.
La figura 1 muestra la estructura 3D de Savinase
y Lipoprime con la localización de 4 epítopos y sus regiones de
epítopos correspondientes.
La figura 2 muestra los datos del ensayo
competitivo ELISA.
Mediante el término "variante de proteína con
inmunogenicidad reducida en comparación con la proteína
precursora" se entiende una variante de proteína que difiere de
la proteína precursora en uno o más aminoácidos, por lo cual se
reduce la inmunogenicidad de la variante. La reducción de la
inmunogenicidad puede ser confirmada mediante la evaluación de la
capacidad de la variante de proteína para suscitar una respuesta
IgE.
En el presente contexto, el término
"proteína" incluye oligopéptidos, polipéptidos, así como
proteínas como tales.
El paquete de visualización puede ser, por
ejemplo, derivado de virus bacterianos. Un paquete de visualización
preferido puede ser un sistema de visualización de fagos. En un
sistema de visualización de fagos, una secuencia que codifica una
secuencia de aminoácidos deseada es incorporada en un gen de fago
que codifica una proteína visualizada en la superficie del fago.
Así, el fago hará y visualizará la proteína híbrida en su
superficie, donde ésta podrá interactuar con agentes objetivo
específicos. Suponiendo que a cada fago se le da una secuencia
específica de una longitud determinada, una biblioteca de
visualización de fagos media puede expresar 10^{8} - 10^{12}
secuencias aleatorias diferentes. Si la secuencia incorporada es un
epítopo, el agente objetivo podría ser por ejemplo un anticuerpo
específico del epítopo. Por tanto, es posible seleccionar fagos
específicos de un gran número de fagos, cada uno expresando su
propia proteína híbrida.
En una forma de realización preferida, la
longitud del péptido incorporado es de 9 aminoácidos.
Los anticuerpos usados para reaccionar con el
paquete de visualización son preferiblemente anticuerpos IgE, para
asegurar que los epítopos identificados son epítopos IgE, es decir,
epítopos que inducen y se unen al IgE. En una forma de realización
preferida, los anticuerpos son anticuerpos policlonales,
opcionalmente anticuerpos monoespecíficos.
Mediante el término "anticuerpos
monoespecíficos" se entiende anticuerpos policlonales aislados
según su especificidad para un determinado modelo de epítopo. Dichos
anticuerpos monoespecíficos sólo se unirán a un modelo de epítopo,
pero más a menudo serán producidos por un número de células de
producción de anticuerpos, que reconocen modelos de epítopos
similares, siendo de este modo policlonales.
Para los objetivos de la presente invención se
prefieren anticuerpos policlonales con el fin de obtener un
conocimiento más amplio sobre los epítopos de una proteína.
Además, el anticuerpo IgE normalmente se
encuentra en concentraciones muy bajas en suero. La concentración
normal de anticuerpos IgE en suero es inferior a 10^{-3} g/l, en
comparación con la concentración normal de IgG de 12 g/l. En
consecuencia, en la práctica es muy difícil obtener una biblioteca
de anticuerpos monoclonales que cubra todos los modelos de epítopos
posibles en una proteína intacta. No obstante, después de una
purificación de afinidad de los anticuerpos IgE de suero preparados
contra la proteína, es posible obtener anticuerpos IgE policlonales
o monoespecíficos adecuados para la presente invención.
En general, las partes de una proteína
reconocidas y unidas por los anticuerpos, es decir, los epítopos,
pueden ser lineales o estructurales. Por epítopo lineal se entiende
que los aminoácidos del epítopo están colocados secuencialmente en
la estructura primaria de la proteína. Los epítopos estructurales
difieren de los epítopos lineales en que no aparecen hasta que se
forma la estructura tridimensional de la proteína. Un epítopo
estructural está compuesto por secuencias de aminoácidos de
distintas partes de la estructura primaria de la proteína, que sólo
se juntan tras el pliegue de la secuencia de la proteína que forma
las estructuras secundaria y/o terciaria, formando de este modo una
superficie contigua del epítopo. Mediante el término "modelo de
epítopo" o "motivo de epítopo" se entiende la superficie
constitutiva del epítopo de la proteína, independientemente de si
el epítopo es lineal o estructural. Algunos epítopos son más
importantes (epítopos de alta afinidad) que otros (baja afinidad)
con respecto a la afinidad de enlace.
Una proteína puede tener más de un epítopo. A
partir de modelos teóricos se cree que las proteínas con un tamaño
molecular de 30.000 Daltons pueden contener hasta 6 regiones de
epítopos en su superficie. El número total de epítopos reales, no
obstante, debe ser mucho más alto. Por ejemplo, una secuencia de
aminoácidos de 9-meros proporciona una unión por lo
menos a 5 anticuerpos monoclonales diferentes, considerando
5-meros como el tamaño de epítopo mínimo.
Se ha descubierto que algunos de los epítopos que
se unen al anticuerpo IgG1 no se unen a los anticuerpos IgE, y
viceversa. En consecuencia, los epítopos pueden ser más o menos
específicos para clases específicas de anticuerpos.
Más del 80% de los epítopos de IgE se consideran
epítopos estructurales, de tal manera que los epítopos pueden ser
destruidos mediante el calentamiento de la proteína, el uso de
detergentes u otros procedimientos que implican su
desnaturalización. Este porcentaje puede variar para proteínas
diferentes. Consecuentemente, el uso de fragmentos superpuestos de
péptidos que cubren toda la proteína para la identificación de los
epítopos de IgE no es aplicable. No obstante, los presentes
inventores consideran que mediante el uso de pequeñas secuencias de
aminoácidos en un paquete de visualización es posible identificar
modelos de epítopos lineales así como estructurales, debido al
carácter aleatorio de la secuencia de los oligopéptidos
expresados.
Los péptidos presentados en los paquetes de
visualización e identificados por los anticuerpos son posteriormente
secuenciados, o su secuencia es derivada mediante la traducción de
la correspondiente secuencia de ADN. Ambas secuencias se obtienen
mediante técnicas conocidas por los expertos en la técnica de la
ingeniería genética.
Los modelos de epítopos son identificados
mediante la comparación de las secuencias de los péptidos unidos
por el anticuerpo. Posteriormente, los modelos identificados son
localizados en la estructura primaria así como en la 5 estructura
tridimensional de la proteína precursora, y eventualmente en
cualquier proteína de interés. Dentro de los modelos de epítopos
algunos aminoácidos pueden ser altamente conservadores, denominados
aminoácidos de anclaje. Los aminoácidos de anclaje serán
recurrentes en todos los péptidos unidos por anticuerpos
monoespecíficos, y definen el modelo de epítopo.
Es muy importante que la secuencia de aminoácidos
de los péptidos presentada por los paquetes de visualización sea lo
suficientemente larga para presentar una parte significativa del
epítopo que debe identificarse. En una forma de realización
preferida de la invención, los péptidos de la biblioteca de
paquetes de visualización de péptidos son oligopéptidos que tienen
de 5 a 25 aminoácidos, preferiblemente al menos 8 aminoácidos, como
9 aminoácidos. La complejidad de la biblioteca de paquetes, que es
el número de paquetes de visualización necesarios para obtener una
representación adecuada de todos los epítopos posibles, puede
calcularse en base a la longitud estimada del epítopo que debe
identificarse, como en la siguiente fórmula:
Número de paquetes = 20^{n}, siendo n el número
de residuos en el epítopo.
Las acciones típicas requeridas para la
construcción de una estructura modelo son: alineación de secuencias
homólogas para las que existen estructuras tridimensionales,
definición de Regiones Estructuralmente Conservadas (SCR),
asignación de coordenadas a las SCR, búsqueda de fragmentos/bucles
estructurales en bases de datos de estructuras para reemplazar las
Regiones Variables, asignación de coordenadas a estas regiones, y
refinamiento estructural por minimización de energía. Se sabe que
las regiones que contienen insertos grandes (\geq3 residuos) en
relación con las estructuras tridimensionales conocidas son bastante
difíciles de modelar, y las predicciones estructurales deben ser
consideradas cuidadosamente.
Una vez obtenida la estructura tridimensional del
polipéptido en cuestión, o un modelo de la estructura basado en la
homología con estructuras conocidas, esta estructura sirve como un
requisito previo esencial para el cumplimiento del método descrito
más abajo.
Una vez identificado el epitopo o epítopos, se
puede producir una variante de proteína que exhiba una
inmunogenicidad reducida cambiando el modelo de epítopo identificado
en la proteína precursora por mutación y/o 5 ingeniería genética de
una secuencia de ADN que codifica la proteína precursora.
El epítopo identificado puede ser cambiado
sustituyendo al menos un aminoácido de la región del epítopo. En
una forma de realización preferida, se cambia al menos un
aminoácido de anclaje. El cambio se hará a menudo sustituyendo un
aminoácido de diferente tamaño, hidrofilicidad y/o polaridad, por
ejemplo un aminoácido pequeño versus un aminoácido grande, un
aminoácido hidrofílico versus un aminoácido hidrofóbico, un
aminoácido polar versus un aminoácido no polar y un aminoácido
básico versus un aminoácido ácido.
Otros cambios pueden ser la adición o eliminación
de al menos un aminoácido del epítopo, preferiblemente la
eliminación de un aminoácido de anclaje. Además, un modelo de
epítopo puede ser cambiado sustituyendo algunos aminoácidos, y
eliminando/añadiendo otros.
Qué aminoácidos deben ser sustituidos y/o
insertados depende en principio de la química de acoplamiento que
se vaya a aplicar. La química para la preparación de bioconjugados
covalentes puede encontrarse en "Bioconjugate
Techniques", Hermanson, G.T. (1996), Academic Press Inc.
Es preferible conjugar polímeros activados a
aminoácidos en la región del epítopo.
Es preferible hacer sustituciones conservadoras
en el polipéptido cuando el polipéptido tiene que ser conjugado,
puesto que las sustituciones conservadoras aseguran que el impacto
de la sustitución en la estructura del polipéptido sea
limitado.
En el caso de proporcionar grupos amino
adicionales, esto se puede llevar a cabo mediante la sustitución de
Arginina a Lisina, ambos residuos estando cargados positivamente,
pero sólo la Lisina teniendo un grupo amino libre adecuado como
grupo de fijación.
En el caso de proporcionar grupos de ácido
carboxílico adicionales, la substitución conservadora puede ser por
ejemplo una sustitución de Asparraguina a Ácido aspártico o
de Glutamina a Ácido glutámico. Estos residuos se parecen en tamaño
y forma, excepto los grupos carboxílicos que están presentes en los
residuos ácidos.
En el caso de proporcionar grupos SH, la
substitución conservadora puede hacerse por sustitución de Treonina
o Serina a Cisteína.
Si las moléculas poliméricas que van a ser
conjugadas con el polipéptido en cuestión no son activas, deben ser
activadas mediante el uso de una técnica adecuada. Se contempla
igualmente, según la invención, la posibilidad de acoplar las
moléculas poliméricas al polipéptido a través de un enlace. Los
enlaces adecuados son bien conocidos por los expertos en la
materia.
Los métodos y la química para la activación de
moléculas poliméricas, así como para la conjugación de
polipéptidos, se describen extensamente en la literatura. Los
métodos usados de forma común para la activación de polímeros
insolubles comprenden la activación de grupos funcionales con
bromuro cianógeno, periodato, glutaraldehído, biepóxidos,
epiclorohidrina, divinilsulfona, carbodiimida, sulfonil haluros,
triclorotriazina, etc. (ver R.F. Taylor, (1991), "Protein
immobilisation. Fundamental and applications", Marcel Dekker,
N.Y.; D S.S. Wong, (1992), "Chemistry of Protein Conjugation
and Crosslinking", CRC Press, Boca Raton; G.T. Hermanson
et al., (1993), "Immobilized Affinity Ligand
Techniques", Academic Press, N.Y.). Algunos de los métodos se
refieren a la activación de polímeros insolubles, pero también son
aplicables a la activación de polímeros solubles p. ej. periodato,
triclorotriazina, sulfonilhaluros, divinilsulfona, carbodiimida etc.
Los grupos funcionales son amino, hidroxilo, tiol, carboxilo,
aldehído o sulfidril en el polímero, y el grupo de fijación elegido
en la proteína debe ser tenido en cuenta en la elección de la
química de activación y conjugación, que normalmente consiste en i)
activación del polímero, ii) conjugación y iii) bloqueo de los
grupos activos residuales.
A continuación se describirán brevemente varios
métodos adecuados de activación de polímeros. No obstante, debe
entenderse que también pueden usarse otros métodos.
El acoplamiento de moléculas poliméricas a grupos
de ácidos libres de polipéptidos puede realizarse con la ayuda de
diimida y, por ejemplo, amino-PEG o
hidracino-PEG (Pollak et al., (1976), J. Amr.
Chem. Soc., 98, 289-291) o diazoacetato/amida (Wong
et al., (1992), "Chemistry of Protein Conjugation and
Crosslinking", CRC Press).
El acoplamiento de moléculas poliméricas a grupos
hidroxi es generalmente muy difícil, puesto que debe realizarse en
agua. Normalmente la hidrólisis predomina sobre la reacción con los
grupos hidroxilo.
El acoplamiento de moléculas poliméricas a grupos
sulfhidrilo libres puede lograrse con grupos especiales, como
maleimido u orto-piridil disulfuro. También la
vinilsulfona (patente US no. 5,414,135, (1995), Snow et al.)
tiene preferencia por los grupos sulfhidrilo, pero no es tan
selectiva como los otros mencionados.
Los residuos accesibles de Arginina en la cadena
polipeptídica pueden ser el objetivo de grupos que comprenden dos
grupos carbonilo vecinos.
También pueden resultar útiles las técnicas que
implican el acoplamiento electrofílico de PEG activados a grupos
amino de Lisinas. Muchos de los grupos de salida habituales para
los alcoholes originan un enlace de amina. Por ejemplo, se pueden
usar sulfonatos de alquilo, como tresilatos (Nilsson et al.,
(1984), Methods in Enzymology vol. 104, Jacoby, W. B., Ed.,
Academic Press: Orlando, p. 56-66; Nilsson et
al., (1987), Methods in Enzymology vol. 135; Mosbach, K.,
Ed.; Academic Press: Orlando, págs. 65-79; Scouten
et al., (1987), Methods in Enzymology vol. 135,
Mosbach, K., Ed., Academic Press: Orlando, 1987; págs
79-84; Crossland et al., (1971), J. Amr.
Chem. Soc. 1971, 93, págs. 4217-4219), mesilatos
(Harris, (1985), supra; Harris et al., (1984), J.
Polym. Sci. Polym. Chem. Ed. 22, págs.
341-352), sulfonatos de arilo como tosilatos, y
sulfonatos de para-nitrobenzeno.
Los sulfonil cloruros orgánicos, p. ej. Tresil
cloruro, convierten eficazmente los grupos hidroxi de diferentes
polímeros, p. ej. PEG, en buenos grupos de salida (sulfonatos) que,
cuando son hechos reaccionar con nucleófilos, como los grupos amino
en los polipéptidos, permiten la formación de enlaces estables
entre el polímero y el polipéptido. Además de los buenos
rendimientos de la conjugación, las condiciones de reacción son en
general suaves (pH neutro o ligeramente alcalino, para evitar la
desnaturalización y poca o ninguna ruptura de la actividad), y
satisfacen los requisitos no destructivos del polipéptido.
El tosilato es más reactivo que el mesilato pero
también más inestable al descomponerse en PEG, dioxano y ácido
sulfónico (Zalipski, (1995), Bioconjugate Chem., 6,
150-165). También se pueden usar epóxidos para crear
enlaces de amina, pero son mucho menos reactivos que los grupos
anteriormente mencionados.
La conversión de PEG en un cloroformato con
fosgeno ocasiona la aparición de enlaces de carbamato con Lisinas.
Este aspecto puede ser tratado en muchas variantes sustituyendo el
cloro por N-hidroxi succinimida (patente US no.
5,122,614, (1992); Zalipsky et al., (1992), Biotechnol.
Appl. Biochem., 15, p. 100-114; Monfardini et
al., (1995), Bioconjugate Chem., 6,
62-69), por imidazola (Allen et al., (1991),
Carbohydr. Res., 213, pp 309-319), por
para-nitrofenol, DMAP (EP 632 082 A1, (1993), Looze,
Y.), etc. Los derivados se hacen normalmente reaccionando el
cloroformato con el grupo de salida deseado. Todos estos grupos
originan enlaces de carbamato con el péptido.
Además, se pueden emplear isocianatos e
isotiocianatos que producen ureas y tioureas, respectivamente.
Se pueden obtener amidas a partir de ácidos PEG
usando los mismos grupos de salida mencionados anteriormente, y
imid tronas cíclicas (patente US no. 5,349,001, (1994), Greenwald
et al.). La reactividad de estos compuestos es altísima pero
puede acelerar la hidrólisis.
El succinato PEG realizado a partir de la
reacción con anhídrido succínico también puede ser usado. El grupo
éster comprendido aquí hace el conjugado mucho más susceptible a la
hidrólisis (patente US no. 5,122,614, (1992), Zalipsky). Este grupo
puede ser activado con N-hidroxi succinimida.
Además, se puede introducir un enlace especial.
El más antiguo es cloruro de cianuro (Abuchowski et al.,
(1977), J. Biol. Chem., 252, 3578-3581; Patente US
no. 4,179,337, (1979), Davis et al.; Shafer et al.,
(1986), J. Polym. Sci. Polym. Chem. Ed., 24,
375-378.
El acoplamiento de PEG a una amina aromática,
seguido por diazotación, produce una sal de diazonio muy reactiva
que puede ser hecha reaccionar con un péptido in situ. Un
enlace de amida puede también obtenerse reaccionando una azlactona
derivada de PEG (Patente US no. 5,321,095, (1994), Greenwald, R.
B.) introduciendo así un enlace de amida adicional.
Como algunos péptidos no comprenden muchas
Lisinas, puede ser ventajoso fijar más de un PEG a la misma Lisina.
Esto puedo hacerse p. ej. usando
1,3-diamino-2-propanol.
Los PEG también pueden ser fijados a los grupos
amino de la enzima con enlaces de carbamato (WO 95/11924, Greenwald
et al.). Los residuos de Lisina también pueden usarse como
esqueleto.
La técnica de acoplamiento usada en los ejemplos
es la técnica de conjugación de N-succinimidil
carbonato descrita en WO 90/13590 (Enzon).
Sólo las sustituciones y/o inserciones que
proporcionan conjugados de polipéptidos con respuesta inmune
reducida al ser evaluados en modelos animales están dentro del
concepto de la presente invención.
Las mutaciones realizadas pueden realizarse
mediante técnicas estándares conocidas en la técnica, como
mutagénesis dirigida (ver, p. ej., Sambrook et al. (1989),
Sambrook et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual,
Cold Spring Harbor, NY.
Una descripción general de sustitución de
nucleótidos puede encontrarse en p. ej. Ford et al., 1991,
Protein Expression and Purification 2, p.
95-107.
La secuencia de ADN anteriormente mencionada
puede ser producida por cualquier técnica adecuada conocida por los
expertos en la técnica de la ingeniería genética. La secuencia de
ADN es introducida en un huésped adecuado, que es cultivado, y la
variante de proteína es expresada.
El riesgo asociado al uso de la ingeniería de
proteínas con el objetivo de eliminar epítopos, es que se pueden
crear nuevos epítopos, o que los epítopos existentes pueden
duplicarse. Para reducir este riesgo, las mutaciones planificadas
en una posición dada fueron colocadas en una estructura
tridimensional de la proteína de interés, y la constelación de
aminoácidos emergente fue examinada en la base de datos de
epítopos. Esta invención prueba que el riesgo de mutaciones puede
ser identificado por este procedimiento, reduciendo de este modo el
número de mutaciones posibles por posición.
Es un hecho bien establecido que los aminoácidos
que rodean los epítopos de las células B y T pueden influir en la
unión de los anticuerpos o los receptores de células T con el
ligando. Para anticiparse a esta posibilidad, se definió una región
de epítopos en la estructura tridimensional de la proteína de
interés.
Resulta de gran importancia el hecho de que los
cambios del epítopo o los epítopos no interfieran ni perjudiquen la
funcionalidad de la proteína precursora. En consecuencia, los
cambios no deben cambiar significativamente la estructura
secundaria de la proteína. Mediante modelización por ordenador es
posible evaluar si los cambios realizados en uno o más epítopos
interferirán sustancialmente en la funcionalidad de la proteína.
Mediante el término "funcionalidad" se entiende la función
normal de la proteína, como la actividad enzimática, la
termoestabilidad, la estabilidad química y la glicosilación.
En una forma de realización preferida de la
invención, más de un residuo aminoácido es sustituido, añadido o
eliminado, dichos aminoácidos preferiblemente estando localizados
en regiones de epítopos diferentes. En este caso, puede ser difícil
de evaluar a priori como de bien se mantiene la
funcionalidad de la proteína, mientras se reduce la antigenicidad,
la inmunogenicidad y/o la alergenicidad, especialmente debido a que
el número posible de combinaciones de mutaciones es muy grande,
incluso para un número pequeño de mutaciones. En este caso, será una
ventaja establecer una biblioteca de mutantes diversificados, cada
uno teniendo uno o más aminoácidos cambiados introducidos, y
seleccionando aquellas variantes que muestren un buen mantenimiento
de la función y al mismo tiempo una buena reducción de la
antigenicidad. En el caso de la proteasa, ésta puede ser evaluada
valorando las variantes segregadas según su actividad enzimática y
según su unión al antígeno (p. ej. mediante ELISA competitivo) (tal
y como se describe abajo en la sección experimental). El alcance de
estas formas de realización de la invención no se limita de ningún
modo a la proteasa, que sirve tan sólo para proporcionar un ejemplo.
Una biblioteca diversificada puede ser establecida mediante una
serie de técnicas conocidas por los expertos en la técnica (Reetz
MT; Jaeger KE, en Biocatalysis - from Discovery to
Application editado por Fessner WD, Vol. 200, págs.
31-57 (1999); Stemmer, Nature, vol. 370,
p.389-391, 1994; Zhao y Arnold, Proc. Natl. Acad.
Sci., USA, vol. 94, págs. 7997-8000, 1997; o Yano
et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, vol. 95, págs.
5511-5515, 1998). En una forma de realización más
preferida, las sustituciones se consiguen por un método que
comprende las siguientes fases: 1) catalogación de una serie de
sustituciones, adiciones y/o eliminaciones conteniendo diferentes
regiones de epítopos, 2) diseño de una biblioteca que introduce un
subconjunto aleatorio de estos cambios en la secuencia de
aminoácidos en el gen objetivo, p. ej. por mutagénesis aleatoria, 3)
expresión de la biblioteca, y selección de las variantes
preferidas. En la forma de realización más preferida, este método
se complementa con turnos adicionales de selección y/o
redistribución en familias de los valores principales del primer
turno de selección (J.E. Ness, et al, Nature Biotechnology,
vol. 17, págs. 893-896, 1999) y/o la combinación con
otros métodos de reducción de la alergenicidad por medios genéticos
(como los que se describen en WO 92/10755).
La reducción de la inmunogenicidad puede ser
confirmada mediante un ensayo de la capacidad de la variante de
proteína para suscitar una respuesta IgE en una prueba con animales.
El animal de la prueba puede ser cualquier animal adecuado.
Preferiblemente, el animal de la prueba puede ser una rata, como
las ratas Brown Norway, o un ratón, como las cepas BaBallb/c, BDF1 y
CB6F1. El ensayo con animales puede realizarse como se describe
a
continuación.
continuación.
La siguiente descripción muestra los procesos
implicados en la determinación de la inmunogenicidad en animales de
prueba. En el ejemplo los 5 animales de prueba son ratas Brown
Norway.
Reactivos
ELISA:
Ig de cerdo anti-conejo marcado
con peroxidasa de rábano (Dako, DK, P217, dilución 1:1000).
IgE de rata anti-ratón (Serotec
MCA419; dilución 1:100).
IgE de ratón anti-rata (Serotec
MCA193; dilución 1:200).
Anticuerpo monoclónico IgG1 de ratón
anti-rata marcado con biotina (Zymed
03-9140; dilución 1:1000)
Anticuerpo monoclónico IgG1 de rata
anti-ratón marcado con biotina (Serotec MCA336B;
dilución 1:2000)
Peroxidasa de rábano estreptavidina
(Kirkeg\ring{a}rd & Perry
14-30-00; dilución 1:1000).
Tampones y
Soluciones:
- PBS (pH 7.2 (1
litro))
NaCI
\hskip1,4cm8.00 g
KCI
\hskip1,6cm0.20 g
K_{2}HPO_{4}
\hskip1cm1.04 g
KH_{2}PO_{4}
\hskip1cm0.32 g
- tampón de lavado PBS, 0.05% (v/v)
Tween
20
- tampón de bloqueo PBS, 2% (p/v)
Leche desnatada en
polvo
- tampón de dilución PBS, 0.05%
(v/v) Tween 20, 0.5% (p/v) Leche desnatada en
polvo
- tampón de citrato (0.1 M, pH
5.0-5.2 (1
litro))
NaCitrato
\hskip1cm20.60 g
Acido cítrico
\hskip0,7cm6.30 g
- solución de parada (tampón
DMG)
- Borato de sodio, borax
(Sigma)
- Ácido 3,3-dimetil
glutárico
(Sigma)
- CaCl_{2}
(Sigma)
- Tween 20: poli oxietileno
sorbitán mono laurato (Merck cat no.
822184)
- N-Hidroxi
succinimida (Fluka art.
56480))
- Fosgeno (Fluka art.
79380)
- Lactosa (Merck
7656)
- PMSF (fenil metil sulfonil
floururo) de
Sigma
-
Succinil-Alanina-Alanina-Prolina-Fenilalanina-paranitro-anilida
(Suc-AAPF-pNP) Sigma no.
S-7388, PM 624.6
g/mol.
- mPEG
(Fluka)
Sustrato
colorante:
OPD:
o-fenileno-diamina, (Kementec cat
no. 4260)
Animales de
prueba:
Ratones hembra Balb/C (aproximadamente 20 gramos)
adquiridos de Bomholdtgaard Ry, Dinamarca.
Equipamiento:
XCEL II (Novex)
Lector ELISA (UVmax, Molecular Devices)
HPLC (Waters)
PFLC (Pharmacia)
Columna Superdex-75,
Mono-Q, mono S de Pharmacia, SW.
SLT: Fotometer de SLT LabInstruments
Cromatógrafo de exclusión por tamaño (Spherogel
TSK-G2000 SW).
Cromatógrafo de exclusión por tamaño (Superdex
200, Pharmacia, SW)
Célula de amicón
Para la administración SC de moléculas, se
depositan 0.05 ml de una solución de las moléculas. Los animales de
prueba son ratones Balb/C en grupos de 10. El peso en el momento de
inicio es superior a 20 gramos.
Se utiliza un sándwich ELISA de tres capas para
determinar las concentraciones relativas de anticuerpos IgE
específicos en suero.
- 1)
- Revestimiento de la placa Elisa con 10 mg de tampón 1 de IgE de rata anti-ratón (50 microL/pocillo). Incubar durante una noche a 4°C.
- 2)
- Vacío de las placas y bloqueo con un tampón de bloqueo durante al menos 1/2 hora a temperatura ambiente (200 microL/pocillo). Agitar suavemente. Lavar las placas 3 veces con un tampón de lavado.
- 3)
- Incubación con sueros de ratón (50 microL/pocillo), empezando por uno no diluido y continuando con diluciones dobles. Mantener algunos pocillos libres sólo para el tampón 4 (blanco). Incubar durante 30 minutos a temperatura ambiente. Agitar suavemente. Lavar las placas 3 veces con un tampón de lavado.
- 4)
- Dilución de la enzima en un tampón de dilución hasta la concentración de proteína apropiada. Incubar 50 microL/pocillo durante 30 minutos a temperatura ambiente. Agitar suavemente. Lavar las placas 3 veces en un tampón de lavado.
- 5)
- Dilución del suero de antisuero específico de anti-enzima policlonal (plg) para detectar el anticuerpo enlazado en el tampón de dilución. Incubar 50 microl/pocillo durante 30 minutos a temperatura ambiente. Agitar suavemente. Lavar las placas 3 veces en un tampón de lavado.
- 6)
- Dilución del anti-plg-anticuerpo conjugado con peroxidasa de rábano en un tampón de dilución. Incubar 50 microL/pocillo a temperatura ambiente durante 30 minutos. Agitar suavemente. Lavar las placas 3 veces en un tampón de lavado.
- 7)
- Mezcla de 0.6 mg de ODP/ml + 0.4 microL de H_{2}O_{2}/ml en un tampón de substrato. La solución se prepara justo antes del uso. Incubar durante 10 minutos. 50 microL/pocillo.
- 8)
- Para parar la reacción, añadir 50 microL de solución de parada/pocillo.
- 9)
- Lectura de las placas a 492 nm con 620 nm como referencia.
Se lleva a cabo una separación electroforética de
proteínas por métodos estándares usando geles de poliacrilamida SDS
en gradiente 4-20% (Novex). Las proteínas fueron
detectadas por coloración en plata. El peso molecular fue medido en
relación a la movilidad de los estándares de peso molecular de
amplia gama Mark-12® de Novex.
Las proteasas disocian el enlace entre el péptido
y la p-nitroanilina dando un color amarillo visible
absorbente a 405 nm.
Tampón: p. ej. tampón Britton y Robinson pH
8.3
Substrato: 100 mg de
suc-AAPF-pNa se disuelven en 1 ml de
dimetilsulfóxido
(DMSO). Se diluyen 100 \muL en 10 ml con tampón
Britton y Robinson.
El substrato y la solución de proteasa se mezcla
y la absorbencia se controla a 405 nm como una función del tiempo y
ABS_{405} nm/minutos. La temperatura debería ser controlada
(20-50°C dependiendo de la proteasa). Ésta es una
medida de la actividad proteasa en la muestra.
La proteína precursora puede ser cualquier
proteína, como cualquier proteína de origen natural así como
cualquier variante de las mismas, opcionalmente una variante con el
fin de obtener una mejor funcionalidad de la proteína en
cuestión.
El término "polipéptidos farmacéuticos" se
define como polipéptidos, incluyendo péptidos, como hormonas
peptídicas, proteínas y/o enzimas, que son fisiológicamente activos
cuando se introducen en el sistema circulatorio del cuerpo de seres
humanos y/o animales.
Los polipéptidos farmacéuticos son potencialmente
inmunogénicos cuando son introducidos en el sistema
circulatorio.
Ejemplos de "polipéptidos farmacéuticos" tal
como se contemplan en la invención comprenden insulina, ACTH,
glucagón, somatostatina, somatotropina, timosina, hormona
paratiroidea, hormonas pigmentarias, somatomedina, eritropoyetina,
hormona luteinizante, gonadotropina coriónica, factores de
liberación hipotalámicos, hormonas antidiuréticas, hormona
estimuladora del tiroides, relaxina, interferón, trombopoietina
(TPO) y prolactina.
No obstante, las proteínas son usadas
preferiblemente en la industria, en productos del hogar y/o en
medicamentos, por ejemplo, las proteínas usadas en productos para
el cuidado personal (por ejemplo champús; jabones; lociones de
piel, manos y cara; cremas para piel, manos y cara; tintes de pelo;
pasta dental), alimentos (por ejemplo en la industria panadera),
detergentes y fármacos.
En una forma de realización de la invención, la
proteína es una enzima, como glicosil hidrolasas, carbohidrasas,
peroxidasas, proteasas, lipasas, fitasas, liasas polisacáridas,
oxidorreductasas, transglutaminasas y glicosaisomerasas, en
particular las siguientes.
\newpage
Las proteasas precursoras (es decir las enzimas
clasificadas bajo el Número de clasificación de Enzimas E.C. 3.4,
según las "Recommendations (1992) of the International Union
of Biochemistry and Molecular Biology" (IUBMB)) comprenden
las proteasas dentro de este grupo.
Algunos ejemplos comprenden las proteasas
seleccionadas entre aquellas clasificadas bajo los Números
Clasificación de Enzimas (E.C.):
3.4.11 (es decir las denominadas
aminopeptidasas), incluyendo 3.4.11.5 (Prolil aminopeptidasa),
3.4.11.9 (X-pro aminopeptidasa), 3.4.11.10
(leucil-aminopeptidasa bacteriana), 3.4.11.12
(aminopeptidasa termófila), 3.4.11.15 (Lisil aminopeptidasa),
3.4.11.17 (Triptofanil aminopeptidasa), 3.4.11.18 (Metionil
aminopeptidasa).
3.4.21 (es decir, las denominadas endopeptidasas
de serina), incluyendo 3.4.21.1 (Quimiotripsina), 3.4.21.4
(Tripsina), 3.4.21.25 (Cucumisina), 3.4.21.32 (Brachiurina),
3.4.21.48 (Cerevisina) y 3.4.21.62 (Subtilisina);
3.4.22 (es decir, las denominadas endopeptidasas
de cisteína), incluyendo 3.4.22.2 (Papaína), 3.4.22.3 (Ficaína),
3.4.22.6 (Quimopapaína), 3.4.22.7 (Asclepaína), 3.4.22.14
(Actinidaína), 3.4.22.30 (Caricaína) y 3.4.22.31 (Ananaína);
3.4.23 (es decir, las denominadas endopeptidasas
aspárticas), incluyendo 3.4.23.1 (Pepsina A), 3.4.23.18
(Aspergilopepsina 1), 3.4.23.20 (Penicilopepsina) y 3.4.23.25
(Saccharopepsina); y
3.4.24 (es decir, las denominadas
metaloendopeptidasas), incluyendo 3.4.24.28 (Bacilolisina).
Ejemplos de subtilisinas relevantes comprenden
subtilisina BPN', subtilisin amylosacchariticus, subtilisina 168,
subtilisin mesentericopeptidasa, subtilisina Carlsberg, subtilisina
DY, subtilisina 309, subtilisina 147, termitasa, aqualisina,
proteasa Bacillus PB92, endopeptidasa K, proteasa TW7 y Proteasa
TW3.
Ejemplos específicos de estas proteasas
comerciales fácilmente disponibles comprenden Esperase®, Alcalase®,
Neutrase®, Dyrazym®, Savinase®, Pyrase®, Pancreatic Trypsin NOVO
(PTN), Bio-FeedTM Pro, Clear-Lens
Pro (todas las enzimas disponibles por Novo Nordisk A/S).
Ejemplos de otras proteasas comerciales
comprenden Maxtase®, Maxacal®, Maxapem® comercializadas por
Gist-Brocades N.V., Opticlean® comercializada por
Solvay et Cie. y Purafect® comercializada por Genencor
International.
Debe entenderse que también las variantes de
proteasa se consideran como proteasa precursora. Ejemplos de dichas
variantes de proteasa están descritos en EP 130.756 (Genentech), EP
214.435 (Henkel), WO 87/04461 (Amgen), WO 87/05050 (Genex), EP
251.446 (Genencor), EP 260.105 (Genencor), Thomas et al.,
(1985), Nature. 318, P. 375-376, Thomas et
al., (1987), J. Mol. Biol., 193, págs. 803-813,
Russel et al., (1987), Nature, 328, p.
496-500, WO 88/08028 (Genex), WO 88/08033 (Amgen),
WO 89/06279 (Novo Nordisk A/S), WO 91/00345 (Novo Nordisk A/S), EP
525 610 (Solvay) y WO 94/02618 (Gist-Brocades
N.V.).
La actividad de las proteasas puede ser
determinada como se describe en "Metods of Enzymatic
Analysis", tercera edición, 1984, Verlag Chemie, Weinheim,
vol. 5.
Las lipasas precursoras (es decir, las enzimas
clasificadas bajo el Número de Clasificación de Enzimas E.C. 3.1.1
(Hidrolasas de éster carboxílico) según las Recommendations
(1992) of the International Union of Biochemistry and Molecular
Biology (IUBMB)) comprenden las lipasas dentro de este
grupo.
Ejemplos que comprenden lipasas seleccionadas
entre aquellas clasificadas bajo los Números de Clasificación de
Enzimas (E.C.):
3.1.1 (es decir, las denominadas Hidrolasas de
éster carboxílico), incluyendo (3.1.1.3) triacilglicerol Lipasas,
(3.1.1.4.) Fosforlipasa A_{2}.
Ejemplos de lipasas que comprenden lipasas
derivadas de los siguientes microorganismos. Las publicaciones de
patentes indicadas se incorporan en la presente a modo de
referencia:
Humicola, p. ej. H. brevispora, H.
lanuginosa, H. brevis var. thermoidea y H. insolens (US
4,810,414).
Pseudomonas, p. ej. Ps. fragi, Ps.
stutzeri, Ps. cepacia y Ps. fluorescens (WO 89/04361), o Ps.
plantarii o Ps. gladioli (US n°. 4,950,417 (Solvay
enzymes)) o Ps. alcaligenes y Ps. pseudoalcaligenes
(EP 218 272) o Ps. mendocina (WO 88/09367; US 5,389,536).
Fusarium, p. ej. F. oxysporum (EP
130,064) o F. solani pisi (WO 90/09446).
Mucor (también llamado Rhizomucor),
p. ej. M. miehei (EP 238 023).
Chromobacterium (especialmente C.
viscosum).
Aspergillus (especialmente A.
Níger).
Candida, p. ej. C. cylindracea
(también llamada C.rugosa) o C. antarctica (WO
88/02775) o lipasa A o B C. antarctica (WO 94/01541 y WO
89/02916).
Geotricum, p. ej. G. candidum
(Schimada et al., (1989), J. Biochem., 106,
383-388).
Penicillium, p. ej. P. camembertii
(Yamaguchi et al.,(1991)), Gene 103,
61-67).
Rhizopus, p. ej. R. delemar (Hass
et al., (1991), Gene 109, 107-113) o R.
niveus (Kugimiya et al., (1992) Biosci. Biotech. Biochem
56, 716-719) o R. oryzae.
Bacillus, p. ej. B. subtilis
(Dartois et al., (1993) Biochemica et Biophysica acta 1131,
253-260) o B. stearothermophilus (J P
64/7744992) o B. pumilus (WO 91/16422).
Ejemplos específicos de lipasas comerciales
fácilmente disponibles comprenden Lipolase®, Lipolase^{TM} Ultra,
Lipozyme®, Palatase®, Novozym® 435, Lecitase® (todas disponibles
por Novo Nordisk A/S).
Ejemplos de otras lipasas son Lumafast^{TM},
lipasa Ps. mendocian de Genencor Int. Inc.; Lipomax^{TM},
lipasa Ps. pseudoalcaligenes de Gist Brocades/Genencor Int.
Inc.; lipasa Fusarium solani (cutinasa) de Unilever; lipasa
Bacillus sp. de Solvay enzymes. Existen otras lipasas
disponibles por otras empresas.
Debe entenderse que también las variantes de
lipasa están contempladas como enzimas precursoras. Ejemplos de
éstas se describen en p. ej. WO 93/01285 y WO 95/22615. La actividad
de las lipasas puede ser determinada como se describe en
"Metods of Enzymatic Analysis", tercera Edición, 1984,
Verlag Chemie, Weinhein, vol. 4, o como se describe en AF 95/5 GB
(disponible contra pedido a Novo Nordisk A/S).
Las oxidorreductasas precursoras (es decir, las
enzimas clasificadas bajo el Número de Clasificación de Enzimas
E.C.1 (Oxidorreductasas) según las "Recommendations (1992) of
the International Union of Biochemistry and Molecular
Biology" (IUBMB)) comprenden las oxidorreductasas dentro de
este grupo.
Los ejemplos comprenden oxidorreductasas
seleccionadas entre aquellas clasificadas bajo los Números de
Clasificación de enzimas (E.C.):
Glicerol-3-fosfato-deshidrogenasa_NAD^{+}_(1.1.1.8),
glicerol-3-fosfato-deshidrogenasa_NAD(P)^{+}
fato 1-deshidrogenasa_NADP_(1.1.1.94),
glucosa oxidasa (1.1.3.4), hexosa oxidasa (1.1.3.5), catecol oxidasa
(1.1.3.14), bilirrubina oxidasa (1.3.3.5),
alanina-deshidrogenasa (1.4.1.1),
glutamato-deshidrogenasa (1.4.1.2),
glutamato-deshidrogenasa_NAD(P)^{+}_(1.4.1.3),
glutamato-deshidrogenasa_NADP^{+}_(1.4.1.4),
ácido L-Amino deshidrogenada (1.4.1.5), serina
deshidrogenada (1.4.1.7), valina
deshidrogenada_NADP^{+}_(1.4.1.8), leucina deshidrogenada
(1.4.1.9), glicina-deshidrogenasa (1.4.1.10), ácido
L-Amino oxidasa (1.4.3.2.), ácido
D-Amino oxidasa (1.4.3.3)),
L-Glutamato oxidasa (1.4.3.11),
proteína-lisina 6-oxidasa
(1.4.3.13), L-lisina oxidasa (1.4.3.14),
L-Aspartato oxidasa (1.4.3.16), ácido
D-amino deshidrogenada (1.4.99.1), proteína
disulfuro reductasa (1.6.4.4),Tioredoxin reductasa (1.6.4.5),
proteína disulfuro reductasa (glutatión) (1.8.4.2), lacasa
(1.10.3.2), catalasa (1.11.1.6), peroxidasa (1.11.1.7), lipoxigenasa
(1.13.11.12), superóxido dismutasa (1.15.1.1)
Estas Glucosa oxidasas pueden ser derivadas de
Aspergillus niger.
Dichas Lacasas pueden ser derivadas de
Polyporus pinsitus, Myceliophtora thermophila, Coprinus
cinereus, Rhizoctonia solani, Rhizoctonia praticola, Scytalidium
thermophilum y Rhus vemicifera.
Las bilirrubina oxidasas pueden ser derivadas de
Myrothechecium verrucaria.
Las peroxidasas pueden ser derivadas de p. ej.
soja, rábano o Coprinus cinereus.
La proteína disulfuro reductasa puede ser
cualquiera de las mencionadas en WO 95/00636 y WO 95/11964 (Novo
Nordisk A/S), incluyendo proteínas disulfuro reductasas de origen
bovino, proteínas disulfuro reductasas derivadas de Aspergillus
oryzae o Aspergillus niger, y DsbA o DsbC derivadas de
Escherichia coli.
Ejemplos específicos de oxidorreductasas
comerciales fácilmente disponibles comprenden Gluzyme^{TM}
(enzima disponible por Novo Nordisk A/S). No obstante, existen
otras oxidorreductasas disponibles por otras empresas.
Debe entenderse que también las variantes de
oxidorreductasas están contempladas como enzimas precursoras.
La actividad de las oxidorreductasas puede ser
determinada como se describe en "Methods of Enzymatic
Analysis", tercera edición, 1984, Verlag Chemie, Weinheim,
vol. 3.
Las carbohidrasas precursoras pueden definirse
como cualquier enzima capaz de romper las cadenas de carbohidratos
(p. ej. almidones) de estructuras de anillos de especialmente cinco
y seis elementos (es decir las enzimas clasificadas bajo el Número
de Clasificación de Enzimas E.C.3.2 (glicosidasas) según las
"Recommendations (1992) of the Intemational Union of
Biochemistry and Molecular Biology (IUBMB))". También
incluidas en el grupo de las carbohidrasas según la invención están
las enzimas capaces de isomerizar carbohidratos, p. ej. estructuras
de anillos de seis elementos, como D-glucosa, en p.
ej. estructuras de anillos de cinco elementos como
D-fructosa.
Los ejemplos comprenden carbohidrasas
seleccionadas entre aquellas clasificadas bajo los Números de
Clasificación de Enzimas (E.C.):
\alpha-amilasa (3.2.1.1)
\beta-amilasa (3.2.1.2), glucano
1,4-\alpha-glucosidasa (3.2.1.3),
celulasa (3.2.1.4), endo-1,3
(4)-\beta-glucanasa (3.2.1.6),
endo-1,4-\beta-xilanasa
(3.2.1.8), dextranasa (3.2.1.11), chitinasa (3.2.1.14),
poligalacturonasa (3.2.1.15), lisozima (3.2.1.17),
\beta-glucosidasa (3.2.1.21),
\alpha-galactosidasa (3.2.1.22),
\beta-galactosidasa (3.2.1.23),
amilo-1,6-glucosidasa (3.2.1.33),
xilano 1,4-\beta-xilosidasa
(3.2.1.37), glucano
endo-1,3-\beta-D-glucosidasa
(3.2.1.39), \alpha-dextrina
endo-1,6-glucosidasa (3.2.1.41),
sacarosa \alpha-glucosidasa (3.2.1.48), glucano
endo-1,3-\alpha-glucosidasa
(3.2.1.59), glucano
1,4-\beta-glucosidasa (3.2.1.74),
glucan
endo-1,6-\beta-glucosidasa
(3.2.1.75), arabinano
endo-1,5-\alpha-arabinosidasa
(3.2.1.99), lactasa (3.2.1.108), chitonanasa (3.2.1.132) y xilosa
isomerasa (5.3.1.5).
Ejemplos de carbohidrasas relevantes comprenden
\alpha-1,3-glucanasas derivadas
de Trichoderma harzianum;
\alpha-1,6-glucanasas derivadas de
una cepa de Paecilomyces; \beta-glucanasas
derivadas de Bacillus subtilis;
\beta-glucanasas derivadas de Humicola
insolens; \beta-glucanasas derivadas de
Aspergillus niger, \beta-glucanasas
derivadas de una cepa de Trichoderma;
\beta-glucanasas derivadas de una cepa de
Oerskovia xanthineolytica;
exo-1,4-\alpha-D-glucosidasas
(glucoamilasas) derivadas de Aspergillus niger,
\alpha-amilasas derivadas de Bacillus
subtilis; \alpha-amilasas derivadas de
Bacillus amiloliquefaciens; \alpha-amilasas
derivadas de Bacillus stearothermophilus;
\alpha-amilasas derivadas de Aspergillus
oryzae; \alpha-amilasas derivadas de
microorganismos no patógenos;
\alpha-galactosidasas derivadas de Aspergillus
niger, Pentosanasas, xilanasas, celobiasas, celulasas,
hemi-celulasas derivadas de Humicola
insolens; celulasas derivadas de Trichoderma reesei;
celulasas derivadas de mohos no patógenos; pectinasas, celulasas,
arabinasas, hemicelulosas derivadas de Aspergillus niger,
dextranasas derivadas de Penicillium lilacinum;
endoglucanasa derivada de mohos no patógenos; pululanasas derivadas
de Bacillus acidopullyticus;
\beta-galactosidasas derivadas de Kluyveromyces
fragilis; xilanasas derivadas de Trichoderma reesei;
Ejemplos específicos de carbohidrasas comerciales
fácilmente disponibles comprenden Alpha-Ga^{TM},
Bio-Feed^{TM} Alpha,
Bio-Feed^{TM} Beta,
Bio-Feed^{TM} Plus,
Bio-Feed^{TM} Plus, Novozyme® 188, Carezyme®,
Celluclast®, Cellusoft®, Ceremyl®, Citrozym^{TM}, Denimax^{TM},
Dezyme^{TM}, Dextrozyme^{TM} Finizym®, Fungamyl^{TM},
Gamanase^{TM}, Glucanex®, Lactozym®, Maltogenase^{TM}
Pentopan^{TM}, Pectinex^{TM}, Promozyme®, Pulpzyme^{TM},
Novamyl^{TM}, Termamyl®, AMG (Amyloglucosidase Novo),
Maltogenase®, Sweetzyme®, Aquazym®, Natalase® (todas las enzimas
están disponibles por Novo Nordisk A/S). Otras carbohidrasas están
disponibles por otras empresas.
Debe entenderse que también las variantes de
carbohidrasas están contempladas como enzimas precursoras.
La actividad de las carbohidrasas puede ser
determinada como se describe en "Methods of Enzymatic
Analysis", tercera edición, 1984, Verlag Chemie, Weinheim,
vol. 4.
Las transferasas precursoras (es decir, las
enzimas clasificadas bajo el Número de Clasificación de enzimas
E.C.2 según las "Recommendations (1992) of the International
Union of Biochemistry and Molecular Bíology" (IUBMB))
comprenden las transferasas dentro de este grupo.
Las transferasas precursoras pueden ser cualquier
transferasa en los subgrupos de transferasas: transferasas que
transfieren grupos de un carbono (E.C.2.1); transferasas que
transfieren aldehído o residuos (E.C.2.2); aciltransferasas
(E.C.2.3); glucosiltransferasas (E.C.2.4); transferasas que
transfieren grupos alquilo o arilo, excepto grupos metilo (E.C.2.5);
transferasas que transfieren grupos nitrogenados (2.6).
En una forma de realización preferida la
transferasa precursora es una transglutaminasa E.C 2.3.2.13
(Protein-glutamina
(\mu-glutamiltransferasa).
Las transglutaminasas son enzimas capaces de
catalizar una reacción de transferencia de ácilo, en la que un
grupo gamma-carboxiamida de un residuo de glutamina
unido al péptido es el donante de ácilo. Los grupos amino primarios
en una variedad de compuestos pueden funcionar como aceptores de
acilo con la formación posterior de gamma amidas monosustituidas de
ácido glutámico unido al péptido. Cuando el grupo epsilon amino de
un residuo de lisina en una cadena peptídica sirve como aceptor de
acilo, las transferasas forman reticulaciones intramoleculares o
intermoleculares de
gamma-glutamil-epsilon-lisilo.
Ejemplos de transglutaminasas se describen en WO
96/06931 (Novo Nordisk A/S).
La transglutaminasa precursora puede ser de
origen humano, animal (p. ej. bovino) o microbiano.
Ejemplos de estas transglutaminasas precursoras
son las transglutaminasas derivadas de animal, FXIIIa; las
transglutaminasas microbianas derivadas de Physarum
polycephalum (Klein et al., Journal of Bacteriology, Vol.
174, P. 2599-2605); las transglutaminasas derivadas
de Streptomyces sp., incluyendo Streptomyces lavendulae,
Streptomyces lydicus (antes Streptomyces liban) y
Streptoverticillium sp., incluyendo Streptoverticillium
mobaraense, Streptoverticillium cinnamoneum, y
Streptoverticillium griseocameum (Motoki et al., US
5,156,956; Andou et al., US 5,252,469; Kaempfer et al.,
Journal of General Microbiology, Vol. 137, p.
1831-1892; Ochi et al., International Journal of
Sytematic Bacteriology, Vol. 44, p. 285-292;
Andou et al., US 5,252,469; Williams et al., Journal of
General Microbiology, Vol. 129, p.
1743-1813).
Debe entenderse que también las variantes de
transferasas están contempladas como enzimas precursoras.
La actividad de las transglutaminasas puede ser
determinada como se describe en "Methods of Enzymatic
Analysis", tercera edición, 1984, Verlag Chemie, Weinheim,
vol. 1-10.
Las fitasas precursoras están incluidas en el
grupo de enzimas clasificadas bajo el Número de Clasificación de
Enzimas E.C.3.1.3 (Hidrolasas de monoéster fosfórico) según las
"Recommendations (1992) of the International Union of
Biochemistry and Molecular Biology" (IUBMB)).
Las fitasas son enzimas producidas por
microorganismos que catalizan la conversión de pitato a inositol, y
los microorganismos que producen fitasa de fósforo inorgánica
comprenden bacterias como Bacillus subtilis, Bacillus natto y
Pseudomonas; levaduras como Saccharomyces cerevisiae;
y hongos tales como Aspergillus niger, Aspergillus ficuum,
Aspergillus awamori, Aspergillus oryzae, Aspergillus terreus o
Aspergillus nidulans, y otras varias especies de
Aspergillus).
Ejemplos de fitasas precursoras comprenden las
fitasas seleccionadas entre las clasificadas bajo los Números de
Clasificación de Enzimas (E.C.): 3-fitasa (3.1.3.8)
y 6-fitasa (3.1.3.26).
La actividad de las fitasas puede ser determinada
como se describe en "Methods of Enzymatic Analysis",
tercera edición, 1984, Verlag Chemie, Weinheim, vol.
1-10, o puede ser medida según el método descrito en
EP-A1-0 420 358, ejemplo 2 A.
Liasas adecuadas comprenden liasas polisacáridas:
pectato liasas (4.2.2.2) y pectin liasas (4.2.2.10), como aquellas
de Bacillus licheniformis descritas en WO 99/27083.
La variante de proteína que se puede obtener
según el método de la invención puede ser usada en una composición.
La composición puede comprender otros polipéptidos, proteínas o
enzimas y/o ingredientes normalmente usados en productos para el
cuidado personal, como champús, pastillas de jabón, lociones para
la piel, cremas para la piel, tintes de pelo, pasta dental,
artículos para el hogar, productos agroquímicos, productos de
cuidado personal, como preparaciones de limpieza p. ej. para lentes
de contacto, cosméticos, artículos de baño, fármacos orales y
dermales, composiciones usadas para el tratamiento de textiles,
composiciones usadas para la producción de alimentos, p. ej.
cocción, y piensos, etc.
Ejemplos de variantes de proteínas que se pueden
obtener a partir del método de la invención comprenden enzimas que
exponen actividad proteasa, lipasa, oxidorreductasa, carbohidrasa,
transferasa, como transglutaminasa, fitasa y/o polipeptídica
anti-microbiana. Estas enzimas pueden estar
presentes como conjugados con actividad reducida.
Las variantes de proteínas que se pueden obtener
a partir del método de la invención pueden además ser usadas
normalmente en composiciones de detergente. Pueden estar incluidas
en una composición de detergente en forma de un granulado no
espolvoreado, un líquido estabilizado, o una enzima protegida. Los
granulados no espolvoreados pueden ser producidos, p. ej., como se
describe en US 4,106,991 y 4,661,452 (ambas de Novo Industri A/S) y
pueden ser revestidos opcionalmente por métodos conocidos en la
técnica. Ejemplos de materiales de revestimiento cerosos son
productos de óxido de poli(etileno) (polietileno glicol, PEG)
con pesos moleculares medios de 1000 a 20000; nonilfenoles
etoxilados que tienen de 16 a 50 unidades de óxido de etileno;
alcoholes grasos etoxilados en los que el alcohol contiene de 12 a
20 átomos de carbono y en los que hay 15 a 80 unidades de óxido de
etileno; alcoholes grasos; ácidos grasos; y mono-, di- y
triglicéridos de ácidos grasos. Ejemplos de materiales de
revestimiento que forman una película, adecuados para ser aplicados
mediante técnicas de lecho fluidificado, se dan en la patente GB
1483591. Las preparaciones enzimáticas líquidas pueden ser
estabilizadas, por ejemplo, añadiendo un poliol, como
propilenoglicol, un azúcar o un alcohol de azúcar, ácido láctico o
ácido bórico, según métodos establecidos. Otros estabilizadores
enzimáticos se conocen bien en la técnica. Las enzimas protegidas
pueden ser preparadas según los métodos descritos en EP 238,216.
La composición de detergente puede estar en
cualquier forma conveniente, p. ej. polvo, gránulos, pasta o
líquido. Un detergente líquido puede ser acuoso, normalmente
conteniendo hasta un 70% de agua y un 0-30% de
solvente orgánico, o no acuoso.
La composición de detergente comprende uno o más
agentes tensioactivos, cada uno de los cuales puede ser aniónico,
no fónico, catiónico, o anfotérico. El detergente contendrá
normalmente un 0-50% de un agente tensioactivo
aniónico, como alquilobencenosulfonato lineal (LAS),
alfa-olefinsulfonato (AOS), alquil sulfato (sulfato
de alcohol graso) (AS), etoxisulfato de alcohol (AEOS o AES),
alcanosulfonatos secundarios (SAS), alfa-sulfo metil
ésteres de ácidos grasos, ácido alquil o alquenilsuccínico, o jabón.
También pueden contener un 0-40% de un agente
tensioactivo no iónico, como etoxilato de alcohol (AEO o AE),
etoxilatos de alcohol carboxilado, etoxilato de nonilfenol,
alquilpoliglicósido, óxido de alquildimetilamina, monoetanolamida de
ácidos grasos etoxilados, monoetanolamida de ácidos grasos, o
polihidroxi alquil amida de ácidos grasos (p. ej. como se describe
en WO 92/06154).
La composición de detergente puede comprender
además una o más enzimas diferentes, como p. ej. proteasas,
amilasas, lipasas, cutinasas, celulasas, peroxidasas, oxidasas, y
otros polipéptidos anti-microbianos.
El detergente puede contener un
1-65% de un constructor de detergente o un agente
de complejación como zeolita, difosfato, trifosfato, fosfonato,
citrato, ácido nitrilotriacético (NTA), ácido
etilenodiaminatetraacético (EDTA), ácido
dietilenotriaminapentaacético (DTMPA), ácido alquil o
alquenilsuccínico, silicatos solubles o silicatos estratificados
(p. ej. SKS-6 de Hoechst). El detergente puede
también ser no construido, es decir, esencialmente sin constructor
de detergente.
El detergente puede comprender uno o más
polímeros. Algunos ejemplos son carboximetilcelulosa (CMC),
poli(vinilpirrolidona) (PVP), polietilenoglicol (PEG),
alcohol (polivinílico) (PVA), policarboxilatos como poliacrilatos,
copolímeros de ácido maléico/acrílico y copolímeros de ácido lauril
metacrilato/acrílico.
El detergente puede contener un sistema
blanqueador que puede comprender una fuente de H_{2}O_{2}, como
perborato o percarbonato, la cual puede ser combinada con un
activador del blanqueamiento formador de perácidos, como
tetraacetiletilenodiamina (TAED) o nonanoiloxibenzenosulfonato
(NOBS). De forma alternativa, el sistema blanqueador puede
comprender peroxiácidos, p. ej. de tipo amida, imida o sulfona.
La composición de detergente puede ser
estabilizada usando agentes estabilizantes convencionales, p. ej.
un poliol, como propilenoglicol o glicerol, un azúcar o un alcohol
de azúcar, ácido láctico, ácido bórico, o un derivado de ácido
bórico como, p. ej., un éster de borato aromático, y la composición
puede ser formulada como se describe en, p. ej., WO 92/19709 y WO
92/19708.
El detergente puede también contener otros
ingredientes de detergente convencionales como acondicionadores del
tejido incluyendo arcillas, desencadenadores de espuma, supresores
de espuma, agentes anticorrosivos, agentes de supensión de la
suciedad, agentes anti-redeposición de la suciedad,
tintes, bactericidas, blanqueadores ópticos o perfumes.
El pH (medido en solución acuosa en la
concentración de uso) normalmente será neutro o alcalino, p. ej. en
la gama de 7-11.
Además, una enzima modificada que puede obtenerse
a partir del método según la invención pueden también ser usada en
detergentes para lavavajillas.
Las composiciones detergentes para lavavajillas
comprenden un agente tensioactivo que puede ser aniónico, no
iónico, catiónico, anfotérico o una mezcla de estos tipos. El
detergente contendrá un 0-90% de agente tensioactivo
no-fónico, como alcoholes de cadena recta
propoxilados etoxilados con de poca a ninguna espumación.
La composición de detergente puede contener sales
constructoras de detergente de tipo inorgánico y/o orgánico. Los
constructores de detergente pueden ser subdivididos en dos tipos,
con contenido en fósforo y sin contenido en fósforo. La composición
de detergente normalmente contiene un 1-90% de
constructores de detergente.
Ejemplos de constructores de detergente alcalinos
inorgánicos con contenido en fósforo, cuando están presentes,
comprenden sales hidrosolubles, especialmente pirofosfatos de metal
alcalino, ortofosfatos, y polifosfatos. Un ejemplo de constructor
de detergente alcalino orgánico con contenido en fósforo, cuando
está presente, incluye las sales hidrosolubles de fosfonatos.
Ejemplos de constructores inorgánicos sin contenido en fósforo,
cuando están presentes, comprenden carbonatos de metal alcalino
hidrosolubles, boratos y silicatos, así como varios tipos de alumino
silicatos insolubles en agua cristalinos o amorfos, de los cuales
las zeolitas son los ejemplos representativos más conocidos.
Ejemplos de constructores orgánicos adecuados
comprenden metal alcalino, amonio y amonio sustituido, citratos,
succinatos, malonatos, sulfonatos de ácidos grasos, carboximetoxi
succinatos, amonio poliacetatos, carboxilatos, policarboxilatos,
aminopolicarboxilatos, poliacetil carboxilatos y
polihidroxsulfonatos.
Otros constructores orgánicos adecuados
comprenden polímeros y copolímeros de peso molecular alto conocidos
por tener propiedades constructoras, por ejemplo, ácido
poliacrílico apropiado, ácido polimaleico y
poliacrílico/polimaleico, copolímeros y sus sales derivadas.
La composición de detergente para lavavajillas
puede contener agentes blanqueadores de tipo
cloro-bromo o de tipo oxígeno. Ejemplos de
blanqueadores inorgánicos de tipo cloro-bromo son
hipoclorito de litio, sodio o calcio, así como fosfato de trisodio
clorado. Ejemplos de blanqueadores orgánicos de tipo
cloro-bromo son imidas heterocíclicas de
N-bromo y N-cloro, como los ácidos
tricloroisocianúrico, tribromoisocianúrico, dibromoisocianúrico y
dicloroisocianúrico, y sales derivadas con cationes de
solubilización en agua como el potasio y el sodio. Los compuestos de
hidantoína son también adecuados.
Los blanqueadores de oxígeno son los preferidos,
por ejemplo en forma de una percal inorgánica, preferiblemente con
un precursor del blanqueamiento o como un compuesto de ácido
peróxido. Ejemplos típicos de compuestos blanqueadores de peróxido
adecuados son perboratos de metal alcalino, tanto tetrahidratos
como monohidratos, percarbonatos de metal alcalino, persilicatos y
perfosfatos. Los materiales activadores preferidos son TAED y
triacetato de glicerol.
La composición de detergente para lavavajillas
puede ser estabilizada usando agentes estabilizantes convencionales
para enzima(s), p. ej. un poliol como p. ej.
propilenoglicol, un azúcar o un alcohol de azúcar, ácido láctico,
ácido bórico, o un derivado de ácido bórico, p. ej. un éster de
borato aromático.
La composición de detergente para lavavajillas
también puede contener otros ingredientes convencionales de los
detergentes, p. ej. un material defloculante, un material de
relleno, depresores de espuma, agentes anticorrosivos, agentes de
suspensión de la suciedad, agentes aislantes, agentes
antiredeposición de la suciedad, agentes deshidratantes, tintes,
bactericidas, fluorescentes, espesantes y perfumes.
Finalmente, la enzima que puede obtenerse por el
método de la invención puede ser usada en detergentes
convencionales para lavavajillas, p. ej. en cualquiera de los
detergentes descritos en cualquiera de las siguientes publicaciones
de patente:
EP 518719, EP 518720, EP 518721, EP 516553, EP
516554, EP 516555, GB 2200132, DE 3741617, DE 3727911, DE 4212166,
DE 4137470, DE 3833047, WO 93/17089, DE 4205071, WO 52/09680, WO
93/18129, WO 93/04153, WO 92/06157, WO 92/08777, EP 429124, WO
93/21299, US 5141664, EP 561452, EP 561446, GB 2234980, WO
93/03129, EP 481547, EP 530870, EP 533239, EP 554943, EP 346137, US
5112518, EP 318204, EP 318279, EP 271155, EP 271156, EP 346136, GB
2228945, CA 2006687, WO 93/25651, EP 530635, EP 414197, US
5240632.
La proteína que puede obtenerse a partir del
método según la invención es también interesante en cuanto a sus
aplicaciones para el cuidado personal.
Las proteasas son ingredientes activos muy
conocidos para la limpieza de lentes de contacto. Hidrolizan la
suciedad proteínica sobre la lente y de ese modo la hacen soluble.
La eliminación de la suciedad proteínica es esencial para la
comodidad durante el uso.
Las proteasas son también ingredientes eficaces
en productos para la limpieza de la piel, donde eliminan la capa
superior de células muertas de piel queratinosa y de ese modo hacen
que la piel parezca más brillante y fresca.
Las proteasas se usan también en productos para
el cuidado bucal, especialmente para la limpieza de dentaduras,
pero también en dentífricos. Además, las proteasas se usan en
productos de aseo, baño y ducha, incluyendo champús,
acondicionadores, lociones, cremas, pastillas de jabón, jabones de
baño y jabones líquidos.
Las lipasas pueden ser aplicadas en usos
cosméticos como ingredientes activos en productos para la limpieza
de la piel y productos anti-acné para la
eliminación del exceso de lípidos en la piel, y en productos de baño
y ducha como cremas y lociones como ingredientes activos para el
cuidado de la piel.
Las lipasas también pueden ser usadas en
productos para la limpieza del pelo (p. ej. champús) para la
eliminación eficaz del sebo y otras materias grasas de la
superficie del pelo.
Las lipasas son también ingredientes eficaces en
productos para la limpieza de lentes de contacto, donde eliminan
los depósitos de lípidos de la superficie de la lente.
La oxidorreductasa más común para objetivos de
cuidado personal es una oxidasa (normalmente glucosa oxidasa) con
un substrato (p. ej. glucosa) que asegura la producción de
H_{2}O_{2}, el cual iniciará la oxidación de por ejemplo
SCN^{-} o I^{-} en reactivos antimicrobianos (SCNO^{-} o
I_{2}) por una peroxidasa (normalmente lactoperoxidasa). Este
complejo enzimático es conocido en la naturaleza en p. ej. la leche
y la saliva.
Se suele usar comercialmente como sistema
anti-microbiano en productos para el cuidado bucal
(enjuague bucal, dentífrico, goma de mascar), donde también puede
ser combinado con una amiloglucosidasa para producir la glucosa.
Estos sistemas son también conocidos en productos cosméticos para su
conservación.
Se conocen sistemas
anti-microbianos que comprenden la combinación de
una oxidasa y una peroxidasa para la limpieza de lentes de
contacto.
Otra aplicación de las oxidorreductasas son los
tintes de pelo oxidantes que usan oxidasas, peroxidasas y
lacasas.
Los radicales libres que se forman en la
superficie de la piel (y pelo) están relacionados con el proceso de
envejecimiento de la piel (deterioro del pelo). Los radicales
libres activan reacciones en cadena que conducen a la destrucción
de membranas, colágeno y células grasas. La aplicación de
barredores de radicales libres como Superóxido dismutasa en
cosméticos se conoce muy bien (R. L. Goldemberg, DCI, Nov. 93, P.
48-52).
La proteína disulfuro isomerasa (PDI) es también
una oxidorreductasa. Puede utilizarse para ondular el cabello
(reducción y reoxidación de los enlaces disulfuro en el pelo) y
para reparar el pelo dañado (cuando el daño es principalmente la
reducción de los enlaces disulfuro existentes).
La placa formada en la superficie de los dientes
está compuesta principalmente por polisacáridos. Éstos se pegan a
la superficie de los dientes y de los microorganismos. Los
polisacáridos son principalmente \alpha-1,6
glucosa unida (dextrano) y \alpha-1,3 glucosa
unida (mutano). La aplicación de diferentes tipos de glucanasas,
como mutanasa y dextranasa, ayuda a hidrolizar la red pegajosa de la
placa, haciéndola más fácil de eliminar mediante acción
mecánica.
También otros tipos de biopelículas, por ejemplo
la biopelícula que se forma en las cajitas de las lentes de
contacto, pueden ser extraídas por la acción de las glucanasas.
Además, las enzimas o polipéptidos conjugados con
inmunogenicidad reducida que pueden obtenerse mediante el método
según la invención pueden usarse ventajosamente en la producción de
alimentos y piensos.
El gluten en la harina de trigo es el ingrediente
esencial responsable de la capacidad de la harina para ser usada en
productos alimenticios horneados. Las enzimas proteolíticas son a
veces necesarias para modificar la fase del gluten de la masa, p.
ej. una harina de trigo dura puede ser suavizada por una
proteasa.
Neutrase® es una metaloproteasa neutral
comercialmente disponible que puede utilizarse para asegurar una
calidad de la masa y una textura uniforme del pan, y para mejorar
el sabor. Las proteínas de gluten se degradan moderadamente o más
extensamente en péptidos, por lo que es necesario un control con el
objetivo de evitar un reblandecimiento excesivo de la masa.
Las proteasas también se usan para modificar la
proteína de la leche. Para coagular caseína en la leche durante la
producción de queso, se pueden usar proteasas tales como el cuajo o
la quimosina.
En la industria de la producción de cerveza, se
usan proteasas para la cocción de los cereales no maltados, y para
controlar el contenido de nitrógeno.
En productos de alimentación de animales se usan
proteasas para de alguna manera expandir el sistema de digestión de
los animales.
La aplicación de lipasas en la industria panadera
es más bien nueva. La adición de lipasa proporciona mejoras en las
propiedades de la masa y en la calidad de producción del pan en lo
que se refiere a un volumen más grande, una mejor estructura de la
miga y un color de la miga más blanco. El efecto observado puede
explicarse por un mecanismo en el que la lipasa cambia la
interacción entre el gluten y algunos fragmentos de lípidos durante
la mezcla de la masa. Esto proporciona una red de gluten
mejorada.
El desarrollo del sabor del queso de roano azul
(p. ej. Danablue), cierto queso de tipo italiano y otros productos
lácteos que contienen mantequilla grasa, depende de la degradación
de la grasa de leche en ácidos grasos libres. Las lipasas pueden
usarse para desarrollar el sabor en este tipo de productos.
En la industria de la producción de aceite y
grasas, las lipasas se usan p. ej. para minimizar la cantidad de
productos secundarios indeseables, para modificar las grasas por
interesterificación y para la síntesis de los ésteres.
Otras oxidorreductasas con inmunogenicidad
reducida que se pueden obtener según el método de la invención
pueden ventajosamente ser usadas en la producción de alimentos y
piensos.
Diferentes oxidorreductasas son usadas para
hornear, como glucosa oxidasa, lipoxigenasa, peroxidasa, catalasa y
combinaciones de éstas.
Tradicionalmente, los panaderos refuerzan el
gluten añadiendo ácido ascórbico y bromato de potasio. Algunas
oxidorreductasas pueden utilizarse para reemplazar el bromato en
los sistemas de masa mediante la oxidación de las unidades de
sulfidril libres en proteínas de gluten. En la presente invención
se forman enlaces de disulfuro, dando como resultado masas más
fuertes, más elásticas y con una resistencia mayor.
Gluzyme^{TM} (Novo Nordisk A/S) es una
preparación de glucosa oxidasa con actividad catalasa que puede
utilizarse para reemplazar el bromato. La fuerza de la masa se mide
como una mayor resistencia al impacto mecánico, una mejor subida de
la masa en el horno y un mayor volumen de la barra de pan.
La harina tiene un contenido variable de
amilasas, lo cual produce diferencias en la calidad del horneado.
La adición de amilasas puede ser necesaria con el fin de
estandarizar la harina. Las amilasas y pentosanasas generalmente
proporcionan azúcar para la fermentación de levadura, mejoran el
volumen del pan, retardan la retrogradación y reducen la velocidad
de endurecimiento y la viscosidad producida de las gomas pentosano.
A continuación se dan ejemplos de carbohidrasas.
Ciertas amilasas maltogénicas pueden ser usadas
para prolongar el tiempo de conservación del pan durante dos o más
días sin provocar la gomosidad en el producto. Selectivamente
modifican el almidón gelatinizado disociando desde el extremo no
reductor de las moléculas de almidón, azúcares y dextrinas de bajo
peso molecular. El almidón es modificado de tal manera que es menos
probable que se produzca la retrogradación. Los azúcares de bajo
peso molecular producidos mejoran la capacidad de retención de agua
de los productos horneados sin crear las dextrinas de longitud
intermedia que darían como resultado la gomosidad del producto
final. La enzima es desactivada durante la cocción del pan, por lo
que se puede considerar un aditivo del tratamiento que no tiene que
ser declarado en la etiqueta. Una sobredosis de Novamyl puede ser
casi descartada.
El volumen del pan puede ser mejorado por
\alpha-amilasas fúngicas que proporcionan una
mejor estructura y una miga de pan más uniforme. Dichas
\alpha-amilasas son endoenzimas que producen
maltosa, dextrinas y glucosa. Las \alpha-amilasas
de cereales y algunas bacterianas son inactivadas a temperaturas por
encima de la temperatura de gelatinización del almidón, en
consecuencia, cuando son añadidas a la masa de trigo producen poco
volumen del pan y un pan viscoso en el interior. El Fungamyl tiene
la ventaja de que es termolábil y es inactivado justo por debajo de
la temperatura de gelatinización.
Las preparaciones enzimáticas que contienen
diferentes actividades pentosanasa y hemicelulasa pueden mejorar la
manipulación y la estabilidad de la masa y mejora la frescura, la
estructura de la miga y el volumen del pan.
Al hidrolizar la fracción de pentosanas en la
harina, perderá gran parte de su capacidad de enlace con el agua, y
el agua estará disponible para el almidón y el gluten. El gluten se
hace más plegable y extensible, y el almidón se gelatiniza más
fácilmente. Las pentosanasas pueden ser usadas en combinación con
emulgentes o como una alternativa a los mismos.
Otras carbohidrasas son usadas para producir
jarabes de almidón, que se usan generalmente en refrescos, dulces,
productos cárnicos, productos lácteos, productos de panadería,
helados, alimentos para bebés, mermeladas, etc.
La conversión del almidón normalmente se lleva a
cabo en tres fases. En primer lugar el almidón es licuado mediante
el uso de \alpha-amilasas. Se obtienen
maltodextrinas, que consisten principalmente en oligosacáridos y
dextrinas.
La mezcla es posteriormente tratada con una
amiloglucosidasa para hidrolizar los oligosacáridos y las dextrinas
en glucosa. De este modo se obtiene un producto más dulce. Si se
desean jarabes con mucha maltosa, se pueden usar
\alpha-amilasas solas o en combinación con una
pululanasa (enzima desramificada).
La mezcla de glucosa puede hacerse incluso más
dulce mediante la isomerización a fructosa. Para lograr esto se
puede usar una isomerasa de glucosa inmovilizada.
En la industria azucarera, es práctica común
acelerar la ruptura del almidón presente en el zumo de las cañas.
De este modo el contenido de almidón en el azúcar en bruto se
reduce y se facilita la filtración en el refinería.
Además, se utilizan dextranasas para romper el
dextrano en los zumos y jarabes de azúcar bruto .
En la industria alcohólica, las
\alpha-amilasas se usan ventajosamente para
clarear el almidón en las infusiones de destilación.
En la industria de la producción de cerveza, las
\alpha-amilasas se usan para la licuefacción
complementaria.
En la industria lechera, las
\beta-galactosidasas (lactasa) se usan para la
producción de leche con poca lactosa para personas que sufren una
mala absorción de la lactosa.
En la producción de bebidas lácteas aromatizadas
a partir de leche tratada con lactasa, se puede reducir la adición
de azúcar sin reducir el dulzor del producto.
En la producción de leche condensada, la
cristalización de la lactosa puede evitarse mediante el tratamiento
de la lactasa y, de esta manera, se reduce el riesgo de
espesamiento provocado por la coagulación de la caseína n cristales
de lactosa.
En la producción de helados hechos a partir de
leche tratada con lactasa (o lactosuero) no se formarán cristales
de lactosa ni se producirá el defecto de arenilla.
Además, las xilanasas son conocidas por su uso en
varias aplicaciones industriales para alimentos/piensos, como se
describe en WO 94/21785 (Novo Nordisk A/S).
Las \alpha-amilasas se usan en
la industria de piensos para animales añadidas a los piensos que
contienen cereales para mejorar la digestibilidad del almidón.
Ciertas enzimas bacteriolíticas pueden ser usadas
p. ej. para el lavado de carcasas en la industria del embalaje de
carne (ver patente US no. 5,354,681 de Novo Industri A/S)
Las transglutaminasas con inmunogenicidad
reducida que se pueden obtener según el método de la invención
pueden ventajosamente ser usadas en la producción de alimentos y
piensos.
Las transglutaminasas tienen la capacidad de
reticular las proteínas.
Esta propiedad puede ser usada para gelificar las
fases acuosas que contienen proteínas. Esto se puede usar en la
producción de productos para untar (WO 96/08156 de Novo Nordisk
A/S).
Las transglutaminasas se usan para mejorar la
calidad de la cocción de la harina p. ej. para modificar la harina
de trigo usada en la preparación de pasteles con propiedades
mejoradas, como un mejor sabor y sensación en la boca y dientes, y
un mayor volumen (ver JP 1-110147).
Otros materiales para la producción de alimentos
en forma de pastas p. ej. usados como sustitutos de la grasa en
alimentos como helados, guarniciones, postres congelados, mayonesas
y productos para untar con poca grasa (ver WO 93/22930 de Novo
Nordisk A/S).
Además, para la preparación de geles para
yogures, mousses, quesos, pudines, zumos de naranja, productos
lácteos y pseudo-lácteos, y la unión de productos
cárnicos troceados, la mejora del sabor y la textura de proteínas
alimenticias (ver WO 94/21120 y WO 94/21129 de Novo Nordisk
A/S).
Las fitasas que se pueden obtener por el método
de la invención pueden ser usadas ventajosamente en la producción
de alimentos, como cereales de desayuno, pasteles, dulces, bebidas,
pan o sopas etc., y piensos animales.
Las fitasas pueden ser usadas para aprovechar el
fósforo unido en el ácido pitato/fítico presente en las fuentes de
proteínas vegetales, o bien para aprovechar los minerales
importantes nutricionalmente unidos a los complejos de ácido
fítico.
La fitasa microbiana puede ser añadida a los
preparados alimenticios para animales monogástricos con el objetivo
de evitar los suplementos alimenticios de fosfato inorgánico (ver
patente US n° .3,297,548).
Otras fitasas pueden ser usadas en el tratamiento
de la soja. La harina de soja puede contener altos niveles de
pitato de factor anti-nutritivo, lo cual hace esta
fuente proteínica inadecuada para su aplicación en alimentos para
bebés y alimentos para peces, vacas y otros no rumiantes, puesto que
el pitato forma quelatos en los minerales esenciales presentes (ver
EP 0 420 358).
Las fitasas también pueden usarse con fines de
panadería. Se puede preparar un pan de mejor calidad horneando
pedazos divididos de una masa que contiene harina de trigo etc. y
fitasas (ver
JP-0-3076529-A).
Una alta actividad fitasa, como en el moho koji,
es conocida por ser usada en la producción de sake refinado (ver
JP-0-6070749-A).
Las proteasas se usan para desgomar y lavar con
arena la seda.
Las lipasas se usan para la eliminación de
materias grasas que contienen ésteres hidrofóbicos (p. ej.
triglicéridos) durante el acabado de los textiles (ver p. ej. WO
93/13256 de Novo Nordisk A/S).
En el lavado blanqueador de textiles, las
catalasas pueden servir para eliminar el peróxido de hidrógeno en
exceso.
Las enzimas celulolíticas se usan ampliamente en
el acabado de prendas de tela vaquera con el objetivo de
proporcionar una variación localizada de la densidad del color del
tejido ("lavado a la piedra" facilitado por la enzima).
Las enzimas celulolíticas también encuentran uso
en el proceso de bio-pulido. El
bio-pulido es un tratamiento específico de la
superficie del hilado que mejora la calidad del tejido con respecto
al manejo y la apariencia sin perder la humectabilidad del tejido.
El bio-pulido puede obtenerse aplicando el método
descrito p. ej. en WO 93/20278.
Durante el tejido de los textiles, los hilos son
expuestos a una tensión mecánica considerable. Con el objetivo de
evitar la rotura, los hilos son normalmente reforzados mediante un
revestimiento (encolado) con una sustancia gelatinosa (cola). El
agente de encolado más común es el almidón en forma nativa o
modificada. Un acabado uniforme y duradero sólo puede lograrse, por
tanto, después de la eliminación del encolado del tejido, el
denominado desencolado. El desencolado de tejidos encolados con una
cola que contiene almidón o almidón modificado es facilitado
preferiblemente usando enzimas amilolíticas.
Combinaciones diferentes de proteasas altamente
purificadas (p. ej. Tripsina y Quimiotripsina) se usan en fármacos
orales y en fármacos dermales para combatir p. ej. inflamaciones,
edemas y heridas.
Se sabe que la transglutaminasa se usa para el
acabado del cuero con caseína, actuando como un agente de
endurecimiento (ver WO 94/13839 de Novo Nordisk).
La limpieza de superficies duras p. ej. en la
industria alimentaria es a menudo difícil, ya que el equipamiento
usado para la producción de productos lácteos, carnes, productos
derivados de mariscos, bebidas, etc. a menudo tienen una forma
complicada. El uso de composiciones con agentes tensioactivos en
forma de geles y espumas que contienen enzimas ha demostrado que
facilitan y mejoran la limpieza de las superficies duras. Las
enzimas que pueden añadirse ventajosamente a tales composiciones de
agentes tensioactivos son en particular proteasas, lipasas, amilasas
y celulasas.
Estas composiciones para la limpieza de
superficies duras que comprenden enzimas pueden también
ventajosamente ser usadas en el sector del transporte, por ejemplo
para el lavado de coches y para el lavado de recipientes en
general.
Ante todo, el conjugado o las composiciones que
se pueden obtener mediante el método de la invención pueden
ventajosamente ser usadas en productos para el cuidado personal,
tales como productos para el cuidado y el tratamiento del cabello.
Se incluyen productos como champús, bálsamos, acondicionadores del
cabello, composiciones que ondulan el cabello, composiciones para
el tinte del cabello, tónicos capilares, líquidos capilares, cremas
para el cabello, champús, enjuagues capilares, fijadores.
Además se contemplan productos para el cuidado
bucal como dentífricos, enjuagues bucales o goma de mascar.
También se contemplan productos para el cuidado
de la piel y cosméticos, como cremas para la piel, leche hidratante
para la piel, crema limpiadora, loción limpiadora, leche
limpiadora, crema de efecto frío, jabón en crema, esencia
nutritiva, loción para la piel, loción lechosa, loción de calamina,
crema de manos, jabón en polvo, jabón transparente, aceite solar,
pantalla solar, espuma de afeitado, crema de afeitado, lápiz de
labios, aceite para bebés, crema de labios, base cremosa, polvos
para la cara, sombra de ojos en polvo, polvos, bases, bases de
maquillaje, polvos de esencia, polvos de blanqueamiento.
El conjugado que se puede obtener mediante el
método de la invención también se puede usar ventajosamente para
productos de la higiene de las lentes de contacto. Tales productos
comprenden productos de limpieza y desinfección de lentes de
contacto.
También se contempla el uso de detergentes como
polvo de lavado, jabón, barras de jabón y jabón líquido.
Además, las variantes de proteínas que se pueden
obtener mediante el método de la invención pueden ser sintetizadas
y expresadas en células huésped. Esto se consigue mediante el
cultivo de células huésped capaces de expresar un polipéptido en un
medio de cultivo adecuado con el fin de obtener la expresión y
secreción del polipéptido en el medio, seguido del aislamiento del
polipéptido del medio de cultivo. La célula huésped puede ser
cualquier célula adecuada para la producción a gran escala de
proteínas, siendo capaz de expresar una proteína y siendo
transformada por un vector de expresión.
La célula huésped comprende una construcción de
ADN, tal como se ha definido anteriormente, opcionalmente las
células pueden ser transformadas con un vector de expresión que
comprende una construcción del ADN tal como se ha definido
anteriormente. La célula huésped es seleccionada de cualquier
célula adecuada, como una célula bacteriana, una célula micótica,
una célula animal, por ejemplo una célula de insecto o una célula
de mamífero, o una célula vegetal.
Las células huésped recombinantes, que comprenden
una secuencia de ácido nucleico que codifica las variantes de
polipéptidos que se pueden obtener mediante el método de la
invención, son usadas ventajosamente para la producción
recombinante de los polipéptidos. El término "célula huésped"
incluye cualquier progenie de una célula precursora que no es
idéntica a la célula precursora debido a las mutaciones que se
producen durante la replicación.
La célula es preferiblemente transformada con un
vector que comprende una secuencia de ácido nucleico que codifica
una variante de proteína que se puede obtener según el método de la
invención, seguido de la integración del vector en el cromosoma
huésped.
"Transformación" significa la introducción
de un vector que comprende una secuencia de ácido nucleico que
codifica una variante de proteína que se puede obtener según el
método de la presente invención, en una célula huésped, de tal modo
que el vector se mantiene como un integrante cromosómico o como un
vector extracromosómico autoreplicante. La integración se considera
generalmente una ventaja, puesto que la secuencia de ácido nucleico
es más probable que se mantenga estable en la célula. La
integración del vector en el cromosoma huésped puede ocurrir por
recombinación homóloga o no homóloga del modo descrito
anteriormente.
La elección de una célula huésped depende en gran
parte del gen que codifica el polipéptido y su fuente.
La célula huésped puede ser un microorganismo
unicelular, p. ej. un procariote, o un microorganismo no
unicelular, p. ej. un eucariote. Las células unicelulares útiles
son las células bacterianas, como las bacterias gram positivas que
incluyen, pero sin limitarse, una célula Bacillus, p. ej.,
Bacillus alkalophilus, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus
brevis, Bacillus circulans, Bacillus coagulans, Bacillus lautus,
Bacillus lentus, Bacillus licheniformis, Bacillus megaterium,
Bacillus stearothermophilus, Bacillus subtilis, y Bacillus
thuringiensis; o una célula Streptomyces, p. ej.,
Streptomyces lividans o Streptomyces murinus, o
bacterias gram negativas como E. coli y Pseudomonas
sp. En una forma de realización preferida, la célula huésped
bacteriana es un célula Bacillus lentus, Bacillus licheniformis,
Bacillus stearothermophilus or Bacillus subtilis. La
transformación de una célula huésped bacteriana puede, por ejemplo,
ser efectuada mediante la transformación del protoplasto (ver, p.
ej., Chang y Cohen, 1979, Molecular General Genetics
168:111-115), usando células competentes (ver, p.
ej., Young y Spizizin, 1961, Journal of Bacteriology
81:823-829, o Dubnar y
Davidoff-Abelson, 1971, Journal of Molecular
Biology 56:209-221), por electroporación (ver,
p. ej., Shigekawa y Dower, 1988, Biotechniques
6:742-751), o por conjugación (ver, p. ej., Koehler
y Thorne, 1987, Journal of Bacteriology
169:5771-5278).
La célula huésped puede ser un eucariote, como
una célula de mamífero, una célula de insecto, una célula vegetal o
una célula micótica. Las células mamíferas útiles comprenden
células de ovario de hámster chino (CHO), células HeLa, células de
riñón de hámster joven (BHK), células COS, o cualquier número de
otra línea disponible de células inmortalizadas, p. ej. de la
American Type Culture Collection.
En una forma de realización preferida, la célula
huésped es una célula micótica. Los "hongos", como se utiliza
en este caso, incluyen phyla Ascomycota, Basidiomycota,
Chytridiomycota, y Zygomycota (tal como se define en
Hawksworth et al., In, Ainsworth and Bisby's Dictionary of The
Fungi, 8' edición, 1995, CAB International, University Press,
Cambridge, UK) así como Oomycota (como se cita en Hawkswort et
al., 1995, supra, página 171) y todos los hongos mitospóricos
(Hawkswort et al., 1995, supra). Grupos representativos de
Ascomycota comprenden, p. ej., Neurospora, Eupenicillium
(=Penicillium), Emericella (=Aspergillus), Eurotium
(=Aspergillus), y las levaduras reales catalogadas
anteriormente. Ejemplos de Basidiomycota comprenden hongos,
royas y tizones. Grupos representativos de Chytridiomycota
comprenden, p. ej., Allomyces, Blastocladiella, Coelomomyces,
y hongos acuáticos. Grupos representativos de Oomycota
comprenden, p. ej., hongos acuáticos Saprolegniomycetous
(moho de agua) como el Achlya. Ejemplos de hongos
mitospóricos comprenden Aspergillus, Penicillium, candida y
Alternaria. Grupos representativos de Zygomycota
comprenden, p. ej., Rhizopus y Mucor.
En una forma de realización preferida, la célula
huésped micótica es una célula de levadura. Las "levaduras",
como se utilizan en este caso, incluyen levadura ascosporogenous
(Endomycetales), levadura basidiosporogenous, y
levadura que pertenece a los Fungi Imperfecti
(Blastomycetes). Las levaduras ascosporogenous están
divididas en las familias Spermophtoraceae y
Saccharomycetaceae. Ésta última está compuesta por cuatro
subfamilias, Schizosaccharomycoideae (p. ej. del género
Schizosaccharomyces), Nadsonioideae, Lipomycoideae y
Saccharomycoideae (p. ej., de los géneros Pichia,
Kluyveromyces y Saccharomyces). Las levaduras
basidiosporogenous comprenden los géneros Leucosporidim,
Rhodosporidium, Sporidiobolus, Filobasidium y
Filobasidiella. Las levaduras que pertenecen a los Fungui
Imperfecti están divididas en dos familias,
Sporobolomycetaceae (p. ej., los géneros Sorobolomyces
y Bullera) y Cryptococcaceae (p. ej., género Candida).
Puesto que la clasificación de las levaduras puede cambiar en el
futuro, para los objetivos de esta invención, la levadura será
definida tal como se describe en Biology and Activities of
Yeast (Skinner, F.A., Passmore, S.M., y Davenport, R.R.,
eds, Soc. App. Bacteriol. Symposium Series No. 9, 1980). La
biología de las levaduras y la manipulación genética de las
levaduras se conoce bien en la técnica (ver, p. ej.,
Biochemistry and Genetics of Yeast, Bacil, M., Horecker,
B.J., y Stopani, A.O.M., editores, 2ª edición, 1987; The Yeasts,
Rose, A.H., y Harrison, J.S., editores, 2ª edición, 1987; y
The Molecular Biology of the Yeast Saccharomyces, Strathern et
al., editores, 1981).
En una forma de realización más preferida, la
célula huésped de levadura es una célula de las especies
Candida, Kluyveromyces, Saccharomyces, Schizosaccharomyces,
Pichia, o Yarrowia.
En otra forma de realización preferida, la célula
huésped de levadura es una Saccharomyces uvae, Saccharomyces
kluyveri, Schizosaccharomyces pombe, Saccharomyces uvarum,
Kluyveromyces lactis, Hansenula polymorpha, Pichia pastoris, Pichia
methanolica, Pichia kluyveri, Yarrowia lipolytica, Gandida sp.,
Candida utilis, Candida cacaoi, Geotrichum sp., Geotrichum
fermentans, preferiblemente Saccharomyces cerevisiae.
En otra forma de realización, las variantes de
proteínas pueden ser producidas en células seleccionadas entre
otros hongos, como Aspergillus spp, o Humicola
lanuginosa o Aspergillus oryzae.
En una forma de realización preferida, la célula
huésped micótica es una célula micótica filamentosa. Los "hongos
filamentosos" comprenden todas las formas filamentosas de la
subdivisión Eumycota y Oomycota (tal como se define
en Hawkswort et al., 1995, supra). Los hongos filamentosos
están caracterizados por un micelio vegetativo compuesto por
quitina, celulosa, glucano, quitosana, manana, y otros
polisacáridos complejos. El crecimiento vegetativo es por el
alargamiento hifal, y el catabolismo del carbono es
obligatoriamente aeróbico. Por el contrario, el crecimiento
vegetativo por levaduras como Saccharomyces cerevisiae es
mediante el brote de un talo unicelular, y el catabolismo del
carbono puede ser fermentativo.
En una forma de realización más preferida, la
célula huésped micótica filamentosa es una célula de una de las
siguientes especies, pero sin limitarse a las mismas,
Acremonium, Aspergillus, Fusarium, Humicola, Mucor,
Myceliophthora, Neurospora, Penicillium, Thielavia,
Tolypocladium y Trichoderma o un teleomorfo o un
sinónimo del mismo.
Además, en una forma de realización preferida, la
célula huésped micótica filamentosa es una célula
Aspergillus.
En otra forma de realización más preferida, la
célula huésped micótica filamentosa es una célula
Acremonium, una célula Fusarium, una célula
Humicola, una célula Mucor, una célula
Myceliophthora, una célula Neurospora, una célula
Penicillium, una célula Thielavia, una célula
Tolypocladium o una célula Trichoderma.
En una forma de realización más preferida, la
célula huésped micótica filamentosa es una célula Aspergillus
awamori, Aspergillus foetidus, Aspergillus japonicus, Aspergillus
niger o Aspergillus oryzae.
En otra forma de realización preferida, la célula
huésped micótica filamentosa es una célula Fusarium de la
sección Discolor (también conocida como sección
Fusarium). Por ejemplo, la célula precursora micótica
filamentosa puede ser una célula Fusarium bactridioides, Fusarium
cerealis, Fusarium crookwellense, Fusarium culmorum, Fusarium
graminearum, Fusarium graminum, Fusarium heterosporum, Fusarium
negundi, Fusarium reticulatum, Fusarium roseum, Fusarium sambucinum,
Fusarium sarcochroum, Fusarium sulphureum, o Fusarium
trichothecioides.
En otra forma de realización más preferida, la
célula precursora micótica filamentosa es una cepa de
Fusarium de la sección Elegans, p. ej., Fusarium
oxysporum.
Además en otra forma de realización preferida, la
célula huésped micótica filamentosa es una Humicola
insolens, una célula Humicola lanuginosa, una célula
Mucor miehei, una célula Myceliophthora thermophilum,
una célula Neurospora crassa, una célula Penicillium
purpurogenum, una célula Thielavia terrestris.
En otra forma de realización preferida, la célula
Trichoderma es una célula Trichoderma harzianum,
Trichoderma koningii, Trichoderma longibrachiatum, Trichoderma
reesei o Trichoderma viride.
Las células micóticas pueden ser transformadas
mediante un proceso que implica la formación de protoplastos, la
transformación de los protoplastos y la regeneración de la membrana
celular de una manera conocida per se. Procedimientos adecuados
para la transformación de células huésped Aspergillus están
descritos en EP 238 023 y Yelton et al., 1984,Proceedings
of the National Academy of Sciences USA
81:1470-1474. Un método adecuado para la
transformación de especies de Fusarium está descrito en
Malardier et al., 1989, Gene 78:147-156 o en
US 5,837,847. La levadura puede ser transformada usando los
procedimientos descritos por Becker y Guarente, en Abelson, J.N. y
Simon, M.I., editores, Guide to Yeast Genetics and Molecular
Biology, Methods in Enzymology, Volumen 194, pp
182-187, Academic Press, Inc., New York; Ito et
al., 1983, Journal of Bacteriology 153:163; y Hinnen
et al., 1978, Proceedings of the National Academy of
Sciences USA 75:1920. Las células mamíferas pueden ser
transformadas por absorción directa usando el método de
precipitación de fosfato de calcio de Graham y Van der Eb (1978,
Virology 52:546).
En otra forma más de realización, el huésped es
seleccionado entre células vegetales, como células de patata, o
bien el huésped es seleccionado entre células animales, como
células de insecto, por ejemplo células de ovario de Spodoptera
frugiperda Sf9 y Sf21 y la línea High Five de los huevos de
Trichoplusia ni, o células mamíferas, como células de mono
CV1 y COS, fibroblastos murina C127 y células de ovario de hámster
chino (CHO).
El vector de expresión puede ser cualquier vector
sometido al procedimiento de ADN recombinante, seguido de una
expresión satisfactoria en un organismo huésped. Una vez
introducido en la célula, el vector puede funcionar de forma
autónoma. Con un origen de replicación, un plásmido puede replicar
independientemente de la célula huésped. De forma alternativa puede
ser incorporado en el genoma de la célula huésped, y ser replicado
con el genoma de la célula huésped.
Otra forma de realización de la invención se
refiere al uso de una biblioteca de paquetes de visualización de
péptidos aleatorios, como un sistema de visualización de fagos para
seleccionar una variante de proteína del modo descrito
anteriormente.
Una selección de una biblioteca de visualización
de fagos de péptidos aleatorios con anticuerpos IgG preparados
contra la proteína precursora reveló los siguientes modelos de
epítopos.
Las secuencias marcadas con (*) pueden existir en
el contexto de un puente Cys-Cys.
Negrita: aminoácido de
anclaje
Cursiva: mutaciones
conservadoras
\newpage
Tabla
1
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Se seleccionaron bibliotecas de gran diversidad
(10^{12}) de fagos que expresaban hexa-, nona- o dodecapétidos
aleatorios como parte de sus proteínas de membrana, según su
capacidad para unirse a anticuerpos IgG específicos de conejo
purificado y a anticuerpos IgG1 y IgE purificados de rata y ratón.
Las bibliotecas de fagos fueron obtenidas según la técnica
precedente (ver WO 9215679 incorporada en la presente como
referencia).
Los anticuerpos fueron preparados en los
respectivos animales por inyección subcutánea, intradermal o
intratraqueal de proteínas relevantes (p. ej.proteasas, lipasas,
amilasas, oxidorreductasas) disueltas en suero salino tamponado con
fosfato (PBS). Los respectivos anticuerpos fueron purificados del
suero de los animales inmunizados por cromatografía de afinidad
usando inmunoesferas paramagnéticas (Dynal AS) cargadas con
anticuerpos IgG de cerdo anticonejo, IgG1 o IgE de ratón
anti-rata o de rata anti-ratón.
Las respectivas bibliotecas de fagos fueron
incubadas con esferas revestidas por los anticuerpos IgG, IgGl y
IgE. Los fagos que expresaron oligopéptidos con afinidad a los
anticuerpos IgG de conejo o IgG1 o IgE de rata o ratón fueron
recogidos exponiendo estas esferas paramagnéticas a un campo
magnético. Los fagos recogidos fueron eluidos de los anticuerpos
inmovilizados por tratamiento suave de ácido, o por elución con la
enzima intacta. Los fagos aislados fueron amplificados de la manera
conocida por los expertos. De forma alternativa, los fagos
inmovilizados fueron incubados directamente en E .coli para
la infección. En resumen, E. coli de factor F positivo (p.
ej. XL-1 Blue, JM101, TG1) fueron infectados con un
vector derivado M13 en presencia de un fago auxiliar (p. ej.
M13K07), e incubados, normalmente en 2xYT con contenido en glucosa
o IPTG, y antibióticos apropiados para la selección. Finalmente, las
células fueron extraídas por centrifugado. Este ciclo de acciones
fue repetido en los respectivos sobrenadantes de la célula, como
mínimo 2x y como máximo 5x. Después de las rondas de selección 2,
3, 4 y 5, una fracción del E. coli infectada fue incubada en placas
de ágar 2xYT selectivas, y la especificidad de los fagos emergentes
fue evaluada immunológicamente. De esta manera, los fagos fueron
transferidos a una membrana de nitrocelulasa (NC). Para cada placa
se hicieron 2 réplicas NC. Una réplica fue incubada con los
anticuerpos de selección, la otra réplica fue incubada con los
anticuerpos de selección y el inmunogen fue usado como competidor
para obtener los anticuerpos. Las placas que estuvieron ausentes en
presencia del inmunogen fueron consideradas específicas, y fueron
amplificadas según el procedimiento anteriormente descrito.
Los clones de fagos específicos fueron aislados
del sobrenadante de la célula por centrifugado en presencia de
polietilenoglicol. El ADN fue aislado, la secuencia de ADN que
codifica el oligopéptido fue amplificada por PCR, y se determinó la
secuencia de ADN, todo según procedimientos estándar. La secuencia
de aminoácidos del oligopéptido correspondiente fue deducida de la
secuencia de ADN.
De esta manera se obtuvieron varias secuencias de
péptidos con especificidad a los anticuerpos específicos de la
proteína anteriormente descrita. Estas secuencias fueron recogidas
en una base de datos y analizadas por alineación de secuencias para
identificar los modelos de epítopos. Los cambios conservadores (p.
ej. aspartato por glutamato, lisina por arginina, serina por
treonina) fueron considerados como uno. Esto mostró que la mayoría
de las secuencias eran específicas para la proteína contra la que
los anticuerpos habían sido preparados. No obstante, se obtuvieron
diferentes secuencias de reacción cruzada a partir de los fagos que
sólo habían pasado a través de 2 rondas de selección. Aún así, se
identificaron 22 modelos de epítopos.
Los modelos de epítopos se muestran en la
siguiente Tabla 2.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
En este ejemplo, el epítopo S R S A fue
encontrado en cuatro enzimas diferentes (lacasa, una lipasa
micótica y dos proteasas bacterianas). De forma similar, el epítopo
L > G R S S fue también encontrado en proteínas de precursores
diferentes. Esto demuestra que proteínas de diferente estructura,
función y origen microbiano pueden compartir uno o más modelos de
epítopos.
Cada epítopo fue evaluado en la estructura 3D de
la proteína de interés usando un software apropiado (p. ej. Swiss
Pdb Viewer, WebLite Viewer).
En una primera fase, los modelos de epítopos
identificados fueron ajustados a la estructura 3D de las enzimas.
Una secuencia de al menos 3 aminoácidos, que define un modelo de
epítopo específico, fue localizada en la estructura 3D de la
proteína. Las mutaciones conservadoras (p. ej. aspartato por
glutamato, lisina por arginina, serina por treonina) fueron
consideradas como una para aquellos modelos para los cuales la
visualización de fagos había mostrado que tales cambios ocurrirían.
Entre las posibles secuencias proporcionadas por la estructura de
la proteína, sólo fueron retenidas aquellas donde la secuencia
coincidía con una secuencia primaria, o donde coincidía con una
secuencia estructural de aminoácidos, donde cada aminoácido estaba
situado dentro de una distancia de 5\ring{A} del siguiente.
Ocasionalmente, la movilidad de las cadenas secundarias de
aminoácidos, proporcionadas según el programa de software, tuvo que
ser tenida en cuenta para que este criterio se cumpliera. Esta fase
dio normalmente entre 0 y 7 epítopos posibles por proteína.
En segundo lugar, los aminoácidos de anclaje
restantes, así como los aminoácidos variables, es decir los
aminoácidos que no definían un modelo pero que estaban presentes en
las secuencias individuales identificadas por la selección de la
biblioteca de fagos, fueron evaluados en la región alrededor de las
distintas secuencias de aminoácidos localizadas en el paso 1. Sólo
los aminoácidos situados dentro de una distancia de 5\ring{A} del
siguiente fueron incluidos. Esta fase normalmente dio entre 0 y 3
posibles candidatos.
Finalmente, se introdujo un criterio de
accesibilidad. El criterio fue que al menos la mitad de los
aminoácidos de anclaje tenían una superficie >30% accesible.
Normalmente, <2 epítopos fueron retenidos.
De este modo, un número de secuencias de epítopos
fue identificado y localizado en la superficie de varias proteínas.
Como se ha sugerido por la alineación de secuencias, el análisis
estructural confirmó que la mayoría de los epítopos eran enzimas
específicas, con solo unas pocas excepciones. Normalmente, los
epítopos fueron localizados en regiones muy discretas de las
enzimas, y diferentes epítopos a menudo compartían aminoácidos
(puntos
clave).
clave).
Es un conocimiento común que los aminoácidos que
rodean las secuencias de unión pueden afectar la unión de un
ligando sin participar activamente en el proceso de unión.
Basándose en este conocimiento, las regiones cubiertas por
aminoácidos con efectos estéricos potenciales en la interacción
epítopos-anticuerpos, fueron definidas alrededor de
los epítopos identificados. En la práctica se incluyeron todos los
aminoácidos situados a una distancia de 5\ring{A} de los
aminoácidos que definen el epítopo. El criterio de accesibilidad no
fue incluido, ya que los aminoácidos escondidos pueden tener un
efecto en las estructuras de alrededor.
Las estructuras 3D que muestran los epítopos y
las regiones de epítopos respectivos de las diferentes enzimas se
muestran en la Figura 1.
Los puntos clave o epítopos fueron mutados usando
técnicas conocidas por los expertos en la materia (p. ej.
mutagénesis dirigida, PCR con propensión a error).
En los ejemplos mostrados abajo, las variantes se
realizaron por mutagénesis dirigida. Los cambios en los aminoácidos
que daban nuevos epítopos o duplicaban epítopos ya existentes según
la información recogida en la base de datos de epítopos (Ver
Ejemplo 1) fueron evitados en el proceso de mutagénesis.
Las variantes enzimáticas fueron seleccionadas
según su unión reducida a anticuerpos preparados contra el
esqueleto de la enzima. Esta unión de los anticuerpos fue evaluada
por ensayos establecidos (p. ej. ensayo competitivo ELISA, ensayo
de aglutinación).
Las variantes con capacidad reducida de unión al
anticuerpo fueron evaluadas posteriormente en estudios de
animales.
Se inmunizaron ratones de forma subcutánea
semanalmente durante un periodo de 20 semanas, con 50 \mul 0.9%
(p/v) NaCl (grupo de control), o 50 \mul 0.9% (p/v) NaCl
conteniendo 10 mg de proteína. Una semana después de cada segunda
inmunización se recogieron muestras de sangre (100 \mul) del ojo.
El suero se obtuvo por coagulación sanguínea y centrifugado.
Se determinaron niveles específicos de IgG1 y IgE
usando el ensayo ELISA específico para IgG1 o IgE de ratón o rata.
Se analizaron las diferencias entre grupos de datos usando métodos
estadísticos apropiados.
A. Mutagénesis dirigida de aminoácidos que
definen epítopos, con un efecto en las respuestas IgG1 y/o IgE en
ratones.
Epítopo: A172/A169 R170 A194 G193 N261
Modelo: A R> R> A> N
Anticuerpo: IgG1 + IgE
Esqueleto: Savinase
La variante dio la mutación R170F. En un ensayo
competitivo ELISA para IgE, esta variante fue menos efectiva al
competir por los anticuerpos anti-savinase, dando
una inhibición del extremo final un 15% inferior en comparación con
el esqueleto de savinase.
Estudios con ratones han revelado una reducción
del 80% de los niveles específicos de IgE, en comparación con el
esqueleto de savinase (p<0.01). Los niveles de IgG1 no se vieron
afectados significativamente.
Epítopo: S216 E219 Y220
Modelo: E Y > M
Anticuerpo: IgG1
Esqueleto: Lipoprime
La variante dio la mutación S216W. En un ensayo
competitivo ELISA para IgG, la variante fue menos efectiva al
competir por los anticuerpos Lipolase, dando una reducción del 38%
en la inhibición del extremo final en comparación con el esqueleto
de la enzima.
Estudios con ratones han revelado una reducción
del 69% en los niveles específicos de IgG1, en comparación con el
esqueleto de lipolasa (p<0.05). Los niveles de IgE no se vieron
afectados significativamente.
B. Mutagénesis dirigida de epítopos, con ejemplos
de duplicación de epítopos y formación de nuevos epítopos,
respectivamente, predicha por la base de datos de epítopos.
Epítopo: T143 N173 N140 E136 L135
Modelo: S/T N N > E L
Anticuerpo: IgG1
Esqueleto: Savinase
La variante dio la mutación E136R. En un ensayo
competitivo ELISA de IgG, la variante fue menos efectiva al
competir por anticuerpos savinase, dando una reducción del 38% en
la inhibición del extremo final en comparación con el esqueleto de
savinase.
Estudios con ratones han revelado un aumento
espectacular en los niveles específicos de IgGl, en comparación con
el esqueleto de savinase (p<0.01). Los niveles de IgE no se
vieron afectados significativamente.
La mutación E136R establece un epítopo de IgG1
del modelo R Y P R/K, previamente identificado en PD498.
Aparentemente, este nuevo epítopo era más antigénico en ratones que
el epítopo existente. La introducción de un epítopo de savinase no
relacionado en el esqueleto de savinase podría explicar la
discrepancia observada entre el ensayo competitivo ELISA y los
estudios en animales.
En este ejemplo se descubrió que usando la
información derivada exclusivamente de la selección de las
bibliotecas de fagos con anticuerpos anti-PD498
(para identificar el modelo de epítopo R Y P R/K de la Tabla 2) se
pudo predecir el resultado de un experimento de ingeniería genética
con Savinase en el que la mutación E136R creó el epítopo PD498 en la
superficie de Savinase, ocasionando una inmunogenicidad aumentada
de esta variante de Savinase. Esto demuestra que los modelos de
epítopo identificados pueden ser usados para predecir el efecto en
la inmunogenicidad de las sustituciones en proteínas que son
diferentes de las proteínas precursoras usadas para identificar el
modelo de epítopo.
C. Mutagénesis dirigida de aminoácidos que
definen regiones de epítopos, con un efecto diferencial en los
niveles de los anticuerpos IgG1 y IgE en ratones, y un efecto de
inhibición en la unión del IgG, respectivamente. Epítopo: A172/A169
R170 A194 G193 N261
Modelo: A R> R> A> N
Anticuerpo: IgG1 + IgE
Esqueleto: Savinase
Región de epítopos: P131, S132, A133, L135, E136,
V139, A151, A152, S153, G161, S162, 1165, S166, Y167, P168, Y171,
N173, A174, A176, Q191, Y192, G195, L196, R247, S259, T260, L262,
Y263, G264.
La variante fue diferente en la posición Y167 por
la mutación de Y1671. En un ensayo competitivo ELISA para IgE, la
variante fue menos efectiva al competir por anticuerpos
anti-savinase, dando una inhibición del extremo
final del 8% más inferior en comparación con su esqueleto.
Estudios con ratones han revelado una reducción
del 75% de los niveles específicos de IgE, en comparación con el
esqueleto (p<0.01). Por el contrario, los niveles de IgG1
aumentaron espectacularmente (p<0.01).
Epítopo: T143 N173 N140 E136 L135
Modelo: S/T N N > E L
Anticuerpo: IgG 1
Esqueleto: Savinase
Región de epítopos: V10A, 1107, A108, L111, E112,
G115, S132, A133, T134, Q137, A138, V139, S141, A142, S144, R145,
G146, V147, V149, Y167, P168, Y171, A172, A174, M175, N243,
R247.
Mientras que la variante n° 1 fue mutada en la
posición de epítopo (N140D), la variante n° 2 fue mutada en N140
(N140D), pero también en la posición de la región de epítopos
(A172D).
En un ensayo competitivo ELISA de IgG, la
variante n° 1 fue menos efectiva al competir por anticuerpos
anti-savinase, en comparación con savinase. Esta
variante reveló una reducción del 21% de la inhibición del extremo
final en comparación con su esqueleto.
La variante n° 2 ocasionó una inhibición del
extremo final del 60% más inferior en comparación con savinase, y
del 40% en comparación con la variante n° 1.
Se incubaron 4,9 mg de la variante de Savinase en
50 mM de Borato de Sodio pH 9.5 con 12 mg de
bis-PEG 1000 activado con
N-succinimidil carbonato en un volumen de reacción
de aproximadamente 2 ml. La reacción se efectuó a temperatura
ambiente usando agitación magnética mientras se mantenía el pH
dentro del intervalo 9.0-9.5 mediante la adición de
NaOH 0.5 M. El tiempo de reacción fue de 2 horas.
Los derivados fueron purificados y los reactivos
en exceso extraídos por cromatografía de exclusión por tamaño en
una columna Superdex-75 (Pharmacia) equilibrada en
50 mM de Borato de Sodio, 5 mM de ácido succínico, 150 mM de NaCI,
1 mM de CaCl_{2} pH 6.0.
El conjugado fue almacenado a - 20°C, en el
tampón anteriormente descrito.
En comparación con la variante de la enzima
precursora, la actividad proteasa del conjugado se mantuvo (97%
usando Dimetil-caseína como substrato a un pH
9).
Se realizó un ensayo competitivo ELISA según
procedimientos establecidos. En resumen, una placa ELISA de 96
pocillos fue revestida con la proteína precursora. Después del
bloqueo y lavado apropiados, el antígeno revestido fue incubado con
antisuero policlonal anti-enzima de conejo en
presencia de varias cantidades de proteína modificada (el
competidor).
Las cantidades de antisuero de conejo residual
fueron detectadas por inmunoglobulina de cerdo anticonejo marcada
con peroxidasa de rábano.
Epítopo: T143 N173 N140 E136 L135
Modelo: S/T N N > E L
Anticuerpo: IgG 1
esqueleto: Savinase
Mutación: E136K
Modificación:
bis-NHS-PEGI000
Ensayo competitivo ELISA en la enzima no
modificada del derivado de PEG-ilado. El resultado
se muestra en la Figura 2.
Los datos muestran que el derivado (inhibición
del 60% del extremo final) tiene una capacidad reducida para unirse
a las inmunoglobulinas específicas de las enzimas, en comparación
con la proteína precursora (inhibición del 100% del extremo
final).
Claims (22)
1. Método para seleccionar una variante de
proteína con inmunogenicidad reducida en comparación con una
proteína precursora, que incluye las etapas de:
selección de una biblioteca de paquetes de
visualización de péptidos aleatorios con anticuerpos preparados
contra cualquier proteína de interés,
secuenciación de la secuencia de aminoácidos de
los péptidos de unión a anticuerpos, o la secuencia de ADN que
codifica los péptidos de unión a anticuerpos,
identificación de modelos de epítopos por
alineación de secuencias de la secuencia peptídica reactiva,
localización de modelos de epítopos estructurales
en la estructura tridimensional de la proteína precursora,
definición de una región de epítopos que incluye
aminoácidos situados a una distancia de 5 A de los aminoácidos del
epítopo,
cambio de los modelos de epítopos localizados, o
los aminoácidos que definen la región de epítopos de la proteína
precursora, mediante mutaciones por ingeniería genética de una
secuencia de ADN que codifica la proteína precursora sin perjudicar
la funcionalidad de la proteína, usando la base de datos de
epítopos emergentes para eliminar las sustituciones de aminoácidos
que crean nuevos modelos de epítopos o duplican los ya
existentes,
introducción de la secuencia de ADN mutada en un
huésped adecuado, cultivo de dicho huésped y expresión de la
variante de proteína, y
evaluación de la inmunogenicidad de la variante
de proteína usando la proteína precursora como referencia.
2. Método según la reivindicación 1, por el que
la variante de proteína tiene una alergenicidad reducida.
3. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, por el que las variantes de proteína
son seleccionadas según la evaluación de la antigenicidad y/o
funcionalidad antes de la evaluación de la alergenicidad.
4. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, por el que los anticuerpos preparados
contra la proteína precursora son usados para la selección de la
biblioteca de paquetes de visualización de péptidos aleatorios.
5. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, por el que los modelos de epítopos de
una proteína precursora son identificados mediante la comparación
de las secuencias peptídicas con la estructura secuencial y
tridimensional de la proteína precursora.
6. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, por el que la región de epítopos de
la proteína precursora es identificada mediante la comparación de
las secuencias peptídicas con la estructura secuencial y
tridimensional de la proteína.
7. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, por el que la proteína precursora es
una enzima.
8. Método según la reivindicación 7, por el que
la enzima es seleccionada del grupo consistente en glicosil
hidrolasas, carbohidrasas, peroxidasas, proteasas, lipasas,
fitasas, liasas polisacáridas, oxidorreductasas, transglutaminasas
y glicosaisomerasas.
9. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, por el que los anticuerpos son
anticuerpos IgG o IgE.
10. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, por el que la biblioteca de paquetes
de visualización de péptidos es una biblioteca de visualización de
fagos.
11. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, por el que los péptidos de la
biblioteca de paquetes de visualización de péptidos son
oligopéptidos que tienen de 5 a 25 aminoácidos.
12. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, por el que la región de epítopos es
cambiada mediante la substitución de al menos un aminoácido de la
región de epítopos.
13. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1-11, por el que la región de
epítopos es cambiada mediante la adición o eliminación de al menos
un aminoácido de la región de epítopos.
14. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1-11, por el que el modelo de
epítopo es cambiado mediante la substitución de al menos un
aminoácido del modelo de epítopo.
15. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1-11, por el que el modelo de
epítopo es cambiado mediante la adición o eliminación de al menos
un aminoácido del modelo de epítopo.
16. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, por el que los aminoácidos en la
región de epítopos son cambiados mediante la substitución y/o
inserción de al menos un aminoácido por un aminoácido que hace que
el aminoácido sustituido y/o insertado sea el objetivo de la
conjugación covalente para un molécula activada.
17. Método según la reivindicación 16, por el que
el aminoácido para la sustitución y/o inserción es seleccionado del
grupo consistente en K, R, C, D, E.
18. Método según la reivindicación 16, por el que
la molécula para la conjugación covalente es seleccionada del grupo
de polímeros activados sintéticos o naturales.
19. Método según la reivindicación 18, por el que
el polímero sintético activado es un polietileno glicol.
20. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, por el que la inmunogenicidad se mide
mediante el ensayo competitivo ELISA.
21. Método según la reivindicación 20, por el que
la inmunogenicidad de la variante de proteína es inferior al 75%,
preferiblemente inferior al 50% de la inmunogenicidad de la
proteína precursora.
22. Uso de una biblioteca de paquetes de
visualización de péptidos aleatorios para la selección de una
variante de proteína con inmunogenicidad reducida en comparación
con la proteína precursora, que incluye las etapas de:
selección de una biblioteca de paquetes de
visualización de péptidos aleatorios con anticuerpos preparados
contra la proteína precursora,
secuenciación de la secuencia de aminoácidos de
los péptidos de unión a los anticuerpos, o la secuencia de ADN que
codifica los péptidos de unión a los anticuerpos,
identificación de modelos de epítopos
estructurales de la proteína precursora mediante la comparación de
las secuencias peptídicas con la estructura secuencial y
tridimensional de la proteína precursora,
cambio del modelo de epítopo identificado de la
proteína precursora mediante mutaciones por ingeniería genética de
una secuencia de ADN que codifica la proteína precursora sin
perjudicar la funcionalidad de la proteína,
introducción de la secuencia de ADN mutada en un
huésped adecuado, cultivo de dicho huésped y expresión de la
variante de proteína, y
evaluación de la inmunogenicidad de la variante
de proteína usando la proteína precursora como referencia.
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