FI119373B - Bone proteins - Google Patents

Bone proteins Download PDF

Info

Publication number
FI119373B
FI119373B FI20055258A FI20055258A FI119373B FI 119373 B FI119373 B FI 119373B FI 20055258 A FI20055258 A FI 20055258A FI 20055258 A FI20055258 A FI 20055258A FI 119373 B FI119373 B FI 119373B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
morphogenetic protein
bmp
bone
protein
ben
Prior art date
Application number
FI20055258A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20055258A (en
FI20055258A0 (en
Inventor
Elli Birr
Mari Ulmanen
Oili Hietala
Marja Juustila
Heli Korkala
Pekka Jalovaara
Original Assignee
Bbs Bioactive Bone Substitutes
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bbs Bioactive Bone Substitutes filed Critical Bbs Bioactive Bone Substitutes
Publication of FI20055258A0 publication Critical patent/FI20055258A0/en
Priority to FI20055258A priority Critical patent/FI119373B/en
Priority to US11/921,069 priority patent/US7910552B2/en
Priority to AT06743555T priority patent/ATE520711T1/en
Priority to EP06743555A priority patent/EP1885750B1/en
Priority to PCT/FI2006/050213 priority patent/WO2006125867A1/en
Priority to US11/921,103 priority patent/US7807627B2/en
Priority to PCT/FI2006/050214 priority patent/WO2006125868A1/en
Priority to EP06743556A priority patent/EP1885751B1/en
Priority to AT06743556T priority patent/ATE533781T1/en
Publication of FI20055258A publication Critical patent/FI20055258A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI119373B publication Critical patent/FI119373B/en

Links

Description

119373119373

Luun proteiineja Keksinnön alue 5 Tämä keksintö liittyy luun muodostusta indusoiviin proteiineihin, joita kutsutaan luun morfogeneettisiksi proteiineiksi (BMP), varsinkin BMP-4-proteiiniin; nukleiinihappomolekyyleihin, jotka koodaavat mainittuja proteiineja, vektoreihin, jotka sisältävät mainittuja nukleiinihappomolekyylejä sekä isäntäsoluihin, jotka ekspressoivat mainittua proteiinia. Tämä keksintö liittyy myös näiden luun 10 morfogeneettisten proteiinien käyttöön hoidettaessa häiriöitä, kuten häiriöitä, jotka liittyvät luun ja ruston muodostukseen. Tämä keksintö lisäksi liittyy osteogeenisiin välineisiin ja farmaseuttisiin koostumuksiin, jotka sisältävät kyseisiä proteiineja.FIELD OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to bone formation inducing proteins called bone morphogenetic proteins (BMPs), particularly BMP-4; nucleic acid molecules encoding said proteins; vectors containing said nucleic acid molecules; and host cells expressing said protein. The present invention also relates to the use of these bone morphogenetic proteins in the treatment of disorders such as those associated with bone and cartilage formation. The present invention further relates to osteogenic devices and pharmaceutical compositions containing said proteins.

Keksinnön tausta 15BACKGROUND OF THE INVENTION

Lancroix havaitsi vuonna 1945 luun muodostukseen liittyvän ilmiön, kun hän osoitti, että hapan alkoholi-luuekstrakti indusoi heterotrooppisen luun muodostuksen ektooppisissa paikoissa. Kaksikymmentä vuotta myöhemmin Urist työtovereineen dekalsifioi luumatriksin ja kun tätä implantoitiin lihakseen, hän 20 huomasi implantointikohtaan muodostuvan uutta rustoa ja luuta. Nämä havainnot johtivat luuta indusoivan aineen, joka nimettiin BMP:ksi, eristämiseen ja : V: puhdistamiseen eri eläinlajien luumatriksista ja vuosia myöhemmin näiden uusien • · : .*. proteiinien cDNA:n kloonaukseen ja karakterisointiin. BMP:n biologista aktiivisuutta · on määritetty bioanalyysillä, joissa BMP implantoidaan rotan tai hiiren • · · 25 lihastaskuun, tai nisäkässoluviljelmissä, joissa mitataan alkaalista fosfataasia :*Y (ALP).In 1945, Lancroix discovered a phenomenon related to bone formation when he showed that acidic alcohol-bone extract induces heterotropic bone formation at ectopic sites. Twenty years later, Urist and his colleagues decalcified the bone matrix, and when it was implanted into muscle, he noticed new cartilage and bone forming at the implant site. These findings led to the isolation and: V: purification of a bone inducing agent, designated BMP, from bone matrices of various animal species and, years later, of these new. cloning and characterization of cDNA for proteins. BMP biological activity · has been determined by bioassay in BMP implanted into rat or mouse muscle muscle or in mammalian cell cultures measuring alkaline phosphatase: * Y (ALP).

• · * • · · · • · · • · *···* Aikaisemmat tutkimukset vuodesta 1965 alkaen ovat osoittaneet, että BMP:t kuuluvat TGF-p-superperheeseen, ja kuten muillakin tämän geeniperheen :.:Y 30 jäsenillä, niillä on moninaisia vaikutuksia solun liikkuvuuteen, kasvuun ja erilaistumiseen, varsinkin luun muodostuksen ja kudosten korjausprosessien : !·. aikana, mutta myös embryogeneesiin ja syöpiin. Ne ovat molekyylikooltaan pieniä, • · · "·/ hydrofobisia glykoproteiineja, jotka liukenevat kaotrooppisiin aineisiin, kuten • · ureaan ja guanidiinihydrokloridiin mutta ovat resistantteja useiden proteaasien, • · : '·· 35 kuten kollagenaasien, vaikutukselle.Earlier studies since 1965 have shown that BMPs belong to the TGF-β superfamily, and like other members of this gene family: .Y 30 multiple effects on cell motility, growth, and differentiation, particularly bone formation and tissue repair processes:. but also in embryogenesis and cancer. They are small molecular size, hydrophobic glycoproteins that are soluble in chaotropic agents such as urea and guanidine hydrochloride but are resistant to several proteases, such as collagenases.

• · BMP:t tuotetaan suurina prekursorimolekyyleinä, jotka prosessoidaan proteolyyttisesti kypsiksi peptideiksi translaation jälkeen. Kuten muutkin TGF-β- 2 119373 superperheen jäsenet, BMP:t sisältävät seitsemän kysteiinitähteen jonon kypsässä C-terminaalisessa osassa. Kypsissä BMP-monomeereissä näiden kysteiinien välissä on kolme disulfidisidosta ja yksi disulfidisidos, joka yhdistää kaksi monomeeriä, jolloin syntyy biologisesti aktiivinen dimeeri.BMPs are produced as large precursor molecules that are processed into proteolytically mature peptides after translation. Like other members of the TGF-β-2 119373 superfamily, BMPs contain a sequence of seven cysteine residues in the mature C-terminal portion. In mature BMP monomers, between these cysteines, there are three disulfide bonds and one disulfide bond that combines the two monomers to form a biologically active dimer.

5 BMP:n vaikutus välittyy kohdesolujen solukalvolla sijaitsevien spesifisten reseptoreiden kautta. BMP-reseptorit ovat seriini-treoniini-kinaaseja, jotka ovat samankaltaisia TGF-p-reseptoreiden kanssa ja ne jaetaan kahteen alaryhmään: tyypin I ja tyypin II reseptoreihin. BMP:t kykenevät sitoutumaan tiukasti ainoastaan 10 sellaiseen reseptoriin, joka muodostaa heterotetrameerisen kompleksin. Tällaisen kompleksin muodostuminen on edellytys sille, että tapahtuu BMP:n signaalin siirtyminen (signal transduction). Kohdesolun sisällä BMP-signaalit siirretään tumaan käyttäen spesifisiä signaalin siirtoon erikoistuneita molekyylejä nimeltään Smadit, jotka kykenevät myös vaimentamaan BMP-signaaleja.The effect of BMP is mediated through specific receptors on the cell membrane of target cells. BMP receptors are serine-threonine kinases that are similar to TGF-? Receptors and are divided into two subgroups: type I and type II receptors. BMPs can bind tightly to only 10 receptors that form a heterotetrameric complex. The formation of such a complex is a prerequisite for BMP signal transduction. Within the target cell, BMP signals are transferred to the nucleus using specific molecules specialized in signal transduction called Smadit, which are also capable of attenuating BMP signals.

15 Tähän mennessä on karakterisoitu 16 erilaista BMP-molekyyliä, joista seitsemän (BMP:t 2-7 ja 9) on osoitettu kykenevän indusoimaan luun muodostuksen kun ne on implantoitu ektooppisiin kohtiin. Kypsän osan aminohapposekvenssin perusteella BMP:t jaetaan kahteen alaryhmään. BMP:t 2 ja 4 ovat 86 % identtisiä 20 keskenään ja BMP:t 5, 6 ja 7 ovat 78 % identtisiä. Näiden kahden alaryhmän välinen identtisyys on vain noin 56 %. BMP-3:n aminohapposekvenssi on noin 45 % samankaltainen kuin BMP-2:n ja BMP-4:n sekvenssi ja BMP-9 on 50-55 % : :*· identtinen BMP:iden 2, 4, 5, 6 ja 7:n kanssa. Johtuen suuresta homologiasta ja • · · · vähäisestä eroavuudesta molekyylien koossa, BMP:iden erottaminen toisistaan, : ,·.* 25 puhdistaminen ja identifioiminen proteiinitasolla on melko vaikeaa, aikaa vievää ja • tl "V kallista. Tästä syystä nykyään useimmat BMP:t tuotetaan käyttäen hyväksi * · · \\V molekyylibiologian menetelmiä. Erilaisia rekombinanttiproteiinitekniikoita on '*··’ kokeiltu ja sekä eukaryootti- että prokaryoottisysteemejä on käytetty.To date, 16 different BMP molecules have been characterized, seven of which (BMPs 2-7 and 9) have been shown to be able to induce bone formation when implanted into ectopic sites. Based on the amino acid sequence of the mature portion, the BMPs are divided into two subgroups. BMPs 2 and 4 are 86% identical to each other and BMPs 5, 6 and 7 are 78% identical. The identity between the two subgroups is only about 56%. The amino acid sequence of BMP-3 is approximately 45% similar to that of BMP-2 and BMP-4 and BMP-9 is 50-55%:: * · identical to BMPs 2, 4, 5, 6 and 7 with. Due to the high homology and small differences in size of the molecules, purification and identification of the BMPs at the protein level is quite difficult, time consuming and expensive. Therefore, most BMPs are produced today. utilizing the molecular biology methods of * · · \\ V. Various recombinant protein techniques have been tried, and both eukaryotic and prokaryotic systems have been used.

30 Suurin osa tutkimuksesta on kohdistunut ihmisen rekombinantti-BMP:hen, mutta ·*· mielenkiintoisen tutkimusalueen muodostaa myös Cervidae-heimo, koska niissä : tapahtuu tehokas luun induktio sarvissa. Sarvet ovat luuta sisältäviä kallon .···.' rakennelmia, jotka ovat tyypillisiä Ce/v/dae-heimolle, ja jotka eroavat Bovidaen • · sarvista kasvutapansa vuoksi. Sarvet kasvavat sarven kärjestä ja urokset : *·· 35 pudottavat ne kerran vuodessa. On väitetty, että sarvet ovat nisäkkäiden keskuudessa nopeimmin kasvavat rakennelmat ja näiden rakenteiden tiedetään olevan ainoita, jotka uusiutuvat täydellisesti joka vuosi. Sarvien muodostuessa tapahtuu tietynlainen endokondraalinen ossifikaatio, jossa prosessi etenee 3 119373 runsaan verisuoniston omaavan ruston kautta, joka kalsifioituessaan muodostuu lopulta luuksi. Sarvet muodostavat mielenkiintoisen mallin mineralisoituvan kudoksen regeneraatiosta täysikasvuisessa eläimessä ja luun uusiutuminen jatkuu siihen saakka kunnes sarvet pudotetaan. Vaikka sarvien hämmästyttävän 5 kasvunopeuden perimmäistä syytä ei ole selvitetty, sarvissa tiedetään olevan useita BMP-proteiineja. Hirvieläimen sarvien on osoitettu tuottavan BMP-2:ta ja BMP-4:ää (Feng et ai. 1997 Biochim Biophys Acta 1350:47-52; Feng et ai. 1995 Biochim Biophys Acta 1263:163-168). Lisäksi poron sarvissa ekspressoidaan BMP-3b-proteiinia (Kapanen et ai. 2002 J Biomed Mat Res 59:78-83). Kuitenkin, 10 on myös mahdollista, että sarvissa on yksi tai useampi tuntematon tekijä/tekijöitä, joka saa aikaan sarven nopean kasvun.30 Most of the research has focused on recombinant human BMP, but the Cervidae is also an interesting area of study because of: efficient bone induction in horns. The horns are bone-bearing skull. ···. ' structures typical of the Ce / v / dae family, which differ from the Bovidae • · horns due to their growth pattern. Horns grow from the tip of the horn and males: * ·· 35 drop them once a year. It has been claimed that horns are the fastest growing structures in mammals and these structures are known to be the only ones that renew completely every year. A certain type of endochondral ossification occurs during the formation of horns, in which the process proceeds through 3,119,373 rich vascular cartilage, which eventually becomes bone upon calcification. The horns provide an interesting model for the regeneration of mineralizing tissue in an adult animal, and bone regeneration continues until the horns are dropped. Although the root cause of the astonishing 5 growth rate of horns has not been elucidated, several hormone BMPs are known to exist in horns. Deer horns have been shown to produce BMP-2 and BMP-4 (Feng et al. 1997 Biochim Biophys Acta 1350: 47-52; Feng et al. 1995 Biochim Biophys Acta 1263: 163-168). In addition, BMP-3b is expressed in reindeer horns (Kapanen et al. 2002 J Biomed Mat Res 59: 78-83). However, it is also possible that the horns have one or more unknown factor (s) causing rapid horn growth.

Osteoinduktiivisen ominaisuutensa vuoksi sekä BMP:t, jotka on uutettu demineralisoidusta luumatriksista että BMP:t, jotka on tuotettu käyttäen 15 rekombinanttitekniikkaa, ovat hyvin mielenkiintoisia ja erittäin potentiaalisia vaihtoehtoja luusiirrännäisille. Erilaisia BMP-proteiineja on käytetty useissa kokeellisissa ja kliinisissä tutkimuksissa.Because of their osteoinductive properties, both BMPs extracted from demineralized bone matrix and BMPs produced using recombinant techniques are very interesting and highly potential alternatives for bone graft. Various BMP proteins have been used in several experimental and clinical studies.

Luun morfogeneettinen proteiini 4 on eristetty eri lähteistä käsittäen eräät 20 nisäkäslajit, kuten ihminen, hiiri, rotta, kaniini ja koira. Kuten BMP-2, se on myös eristetty Cerv/dae-perheeseen kuuluvasta Teksasin kuusipeuran sarvesta (Feng et ai. 1997; Feng et ai. 1995). Kuitenkaan hirvieläimen BMP-4:n toimintaa ja • · l vaikutuksia ei ole osoitettu, koska sitä ei ole tuotettu millään ekspressiosysteemillä.Bone morphogenetic protein 4 has been isolated from various sources, including some mammalian species such as human, mouse, rat, rabbit and dog. Like BMP-2, it is also isolated from the Texas deer horn of the Cerv / dae family (Feng et al. 1997; Feng et al. 1995). However, the function and effects of the deer BMP-4 have not been demonstrated as it has not been produced by any expression system.

·♦· · • · # · · • ♦· 25 Tähän mennessä BMP-3b on ainoa BMP, joka on karakterisoitu poron j*V sarvikudoksesta (Kapanen et ai. 2002).To date, BMP-3b is the only BMP that has been characterized by j * V in reindeer (Kapanen et al. 2002).

• · · ·♦· • · *···* Useat in vitro -tutkimukset ovat osoittaneet, että BMP-4:n signalointi on tarpeen kondrogeneesissä muutettaessa rustosolujen esiasteet rustosoluiksi. Sen 30 ekspressio kohoaa murtuman vaikutuksesta ja kuten BMP-3, -7, ja -8, sitä ekspressoidaan rajoitettuna aikana päivästä 14 alkaen päivään 21 saakka. Sitä : !·. ekspressoidaan kadusta muodostavassa kudoksessa ennen kalluksen • · · V/ muodostumista. Se toimii myös kemiallisena houkutinproteiinina ihmisen V primääreille mesenkymaalisille kantasoluille. Lisäksi BMP-4:llä on osoitettu olevan : *·· 35 tärkeä rooli luun muodostuksen indusoinnissa sekä in vivo että in vitro ja, kuten "**: BMP-2, sen vaikutusta embryogeneesiin ei voi korvata millään muulla BMP:llä.Several in vitro studies have shown that BMP-4 signaling is required in chondrogenesis to convert chondrocyte precursors to cartilage cells. Its expression is elevated by the fracture and, like BMP-3, -7, and -8, is expressed for a limited time from day 14 to day 21. It:! ·. expressed in street-forming tissue prior to call · · · V / formation. It also acts as a chemical attractant for human V primary mesenchymal stem cells. In addition, BMP-4 has been shown to play an important role in the induction of bone formation, both in vivo and in vitro, and, like "**: BMP-2, its effect on embryogenesis cannot be replaced by any other BMP.

Vaikka BMP-4 tehtävät ja aktiivisuus ovat olleet tasaisen tutkimuksen kohteena jo yli kymmenen vuotta ja vaikka ihmisen BMP-4 on tuotettu rekombinanttiproteiinina, 119373 4 ei kukaan, ainakaan vielä tähän mennessä, ole esittänyt tietoja sarvi kudoksesta kloonatun BMP-4:n biologisesta aktiivisuudesta, joka on peräisin Ce/v/afae-perheen jäsenestä.Although the functions and activity of BMP-4 have been the subject of steady research for over ten years, and although human BMP-4 is produced as a recombinant protein, 119373 4, at least to date, has not provided data on the biological activity of BMP-4 cloned in horn tissue, from a member of the Ce / v / afae family.

5 US 6245889 esittää puhdistetut BMP-2- ja BMP-4-proteiinit ja niiden tuottomenetelmät. On myös esitetty farmaseuttinen koostumus, joka sisältää BMP-4:ää. Kuten yleisesti alalla tunnetaan, näitä proteiineja ja koostumuksia voidaan käyttää luu- ja rustodefektien hoidossa sekä haavojen parantamisessa ja samankaltaisten muiden kudosvaurioiden korjauksessa. Lisäksi, edellä esitetty 10 farmaseuttinen koostumus voi sisältää matriksin, joka kykenee luovuttamaan mainitun BMP-proteiinin luun ja/tai ruston vauriokohdassa ja tarjoamaan rakenteen kehittyvälle luulle ja rustolle ja joka myös kyetään optimaalisesti resorboimaan kehoon. Tällaiset matriksit voidaan muodostaa materiaaleista, jotka ovat tällä hetkellä jo käytössä muissa lääketieteellisissä implanttisovelluksissa.US 6245889 discloses purified BMP-2 and BMP-4 proteins and methods for their production. Also disclosed is a pharmaceutical composition containing BMP-4. As is generally known in the art, these proteins and compositions may be used in the treatment of bone and cartilage defects, as well as in the treatment of wounds and the repair of similar other tissue lesions. In addition, the above pharmaceutical composition may include a matrix capable of delivering said BMP protein at the site of bone and / or cartilage injury and providing structure to the developing bone and cartilage, and also capable of being optimally resorbed by the body. Such matrices can be formed from materials currently in use in other medical implant applications.

15 US 5399677 esittää DNA molekyylejä, jotka koodaavat luun morfogeneettisten proteiinien mutanttimuotoja. BMP:n mutanttimuotoja voidaan tuottaa bakteereissa ja laskostaa biologisesti aktiiviseen muotoon joko BMP:n homodimeeriksi tai heterodimeeriksi. Menetelmä, jolla kyseinen mutantti BMP tehdään, on myös 20 esitetty. Kyseiset mutanttimuodot ovat hyödyllisiä, koska bakteeri-isännässä tuotettuna ne ovat laskostuneet virheettömästi.US 5,399,677 discloses DNA molecules encoding mutant forms of bone morphogenetic proteins. Mutant forms of BMP can be produced in bacteria and folded into a biologically active form either as a homodimer or heterodimer of BMP. The method by which the mutant BMP in question is made is also shown. These mutant forms are useful because they are flawlessly folded when produced in a bacterial host.

• · • · · • · · φ · ; WO 98/51354 esittää osteogeenisiä välineitä ja niiden käyttömenetelmiä luu- ja • · · · : rustovikojen korjaamiseksi. Menetelmä uuden luun kasvattamiseksi 25 vaurioituneeseen luun kohtaan nisäkkäällä sisältää vaiheen, jossa • · · |‘V kalsiumfosfaattimatriksi, joka sisältää ainakin yhtä osteogeenistä proteiinia, implantoidaan vauriokohtaan. Kyseiset osteogeeniset proteiinit käsittävät useita · *·*·* morfogeenejä, kuten luun morfogeneettisiä proteiineja.• · • · · · · · ·; WO 98/51354 discloses osteogenic devices and methods of using them for the repair of bone and cartilage defects. A method for growing new bone at 25 lesioned bone sites in a mammal comprises the step of implanting a? · ·? V calcium phosphate matrix containing at least one osteogenic protein into the lesion site. These osteogenic proteins comprise a number of · * · * · * morphogens, such as bone morphogenetic proteins.

30 EP 1131087 esittää morfogeneettisten proteiinien, kuten BMP:n, lisäkäytön. On * · · ·*„.·* osoitettu, että syöpäsolujen joutuminen kosketuksiin morfogeenien kanssa inhiboi : .·. syöpäsolujen kasvua ja saa aikaan niiden erilaistumisen pois syöpäsolun .’••V fenotyypistä. Morfogeenien käyttö voi vaikuttaa syöpäsolujen solukohtaloon ja • · osaltaan lieventää syövän oireita. BMP-4 kuuluu esitettyihin edullisiin • · : *·· 35 morfogeeneihin.EP 1131087 discloses the additional use of morphogenetic proteins such as BMP. It has been shown that the contact of cancer cells with morphogens inhibits:. cancer cells and causes their differentiation away from the cancer cell. '•• V phenotype. The use of morphogens can affect the cellular fate of cancer cells and · · contribute to reducing the symptoms of cancer. BMP-4 belongs to the preferred morphogens • ·: * ·· 35.

• ·• ·

Vaikka joidenkin BMP-proteiinien käyttösovelluksia luun ja ruston muodostuksen indusoijina, samoin kuin syövän oireiden lievittämisessä, tunnetaan, tarvetta on 119373 5 kuitenkin saada vieläkin parempia menetelmiä näiden proteiinien eristämiseksi ja varsinkin parempien morfogeneettisten proteiinien saamiseksi, esimerkiksi sellaisten, jotka toimivat tehokkaammin luun indusoijina tai ovat liukoisempia kuin aikaisemmin. Sellaisilla proteiineilla olisi käyttöä paremmissa terapeuttisissa 5 menetelmissä ja sovelluksissa.Although the applications of some BMPs as inducers of bone and cartilage formation, as well as in the alleviation of the symptoms of cancer, are known, there is a need to obtain even better methods for isolating these proteins, than before. Such proteins would be of use in better therapeutic methods and applications.

Keksinnön yhteenvetoSummary of the Invention

Yllättäen tämän keksinnön uudella BMP-4-proteiinilla, joka on eristetty porosta, ja 10 jolla on suuri homologia sekvenssin suhteen verrattuna muihin jo tunnettuihin luun morfogeneettisiin proteiineihin, on erittäin hyödyllisiä ominaisuuksia, jotka liittyvät luun ja ruston muodostukseen. Kyseiset ominaisuudet ovat huomattavasti parempia kuin jo tunnetuilla BMP-proteiineilla. Kyseiset, tämän keksinnön mukaiset luun morfogeneettiset proteiinit ja niiden homologit ovat hyödyllisiä luun ja ruston 15 indusoijina useanlaisissa sovelluksissa, kuten terapeuttisissa sovelluksissa.Surprisingly, the novel BMP-4 protein of the present invention, isolated from a reindeer and having high sequence homology to other already known bone morphogenetic proteins, has highly beneficial properties related to bone and cartilage formation. These properties are significantly better than those of the already known BMP proteins. The bone morphogenetic proteins of the present invention and their homologs are useful as bone and cartilage inducers in a variety of applications, such as therapeutic applications.

Tämän keksinnön yksi näkökulma liittyy eristettyyn morfogeneettiseen proteiiniin tai sen homologiin, analogiin, johdannaiseen tai fragmentteihin, jotka sisältävät aminohapposekvenssin SEQ ID NO: 1:n oleelliset aminohapot.One aspect of the present invention pertains to an isolated morphogenetic protein, or homologue, analogue, derivative or fragment thereof, which contains the essential amino acids of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

2020

Toinen tämän keksinnön näkökulma liittyy eristettyyn DNA-molekyyliin, joka koodaa mainittua morfogeneettistä proteiinia.Another aspect of this invention relates to an isolated DNA molecule encoding said morphogenetic protein.

• · • · • · · ··* * ;\j Vielä lisäksi tämän keksinnön eräs näkökulma liittyy nukleiinihappovektoriin, joka :*.·! 25 sisältää mainitun eristetyn DNA-molekyylin.Furthermore, another aspect of the present invention pertains to a nucleic acid vector which: *. ·! 25 contains said isolated DNA molecule.

• · · ··# · • · • * * “Y Vielä lisäksi tämän keksinnön eräs näkökulma liittyy rekombinantti-isäntäsoluun, • · *···* joka sisältää mainitun DNA-molekyylin tai edellä mainitun nukleiinihappovektorin.In another aspect, the present invention relates to a recombinant host cell comprising said DNA molecule or the aforementioned nucleic acid vector.

:.:V 30 Vielä lisäksi tämän keksinnön eräs näkökulma liittyy luun morfogeneettiseen proteiiniin, jota on tuotettu kasvattamalla kyseistä isäntäsolua siten, että se : .**. ekspressoi mainittua luun morfogeneettistä proteiinia ja mainittu luun • · · morfogeneettinen proteiini on otettu talteen mainitusta isäntäsolusta.A further aspect of this invention relates to a bone morphogenetic protein produced by growing said host cell so that it:. expresses said bone morphogenetic protein and said bone morphogenetic protein is recovered from said host cell.

• · * · · ·· : '·· 35 Vielä lisäksi tämän keksinnön eräs näkökohta liittyy rekombinantti-isäntäsoluun, *·**: joka ekspressoi mainittua luun morfogeneettistä proteiinia.Another aspect of this invention relates to a recombinant host cell, * · **: which expresses said bone morphogenetic protein.

119373 6119373 6

Vielä lisäksi tämän keksinnön eräs näkökohta liittyy farmaseuttiseen koostumukseen, joka sisältää mainitun luun morfogeneettisen proteiinin.Yet another aspect of the present invention pertains to a pharmaceutical composition comprising said bone morphogenetic protein.

Vielä lisäksi tämän keksinnön eräs näkökohta liittyy mainittuun, eristettyyn luun 5 morfogeneettiseen proteiiniin käytettäväksi lääkeaineena.Still another aspect of the present invention relates to said isolated bone morphogenetic protein for use as a medicament.

Vielä lisäksi tämän keksinnön eräs näkökohta liittyy mainitun, eristetyn luun morfogeneettisen proteiinin käyttöön valmistettaessa lääkeainetta, jota voidaan käyttää luuhun ja rustoon liittyviin häiriöihin, joissa regeneraatio, vaurion 10 korjaaminen tai kasvu on toivottavaa, tai muihin tauteihin, kuten syöpiin.Yet another aspect of the present invention pertains to the use of said isolated bone morphogenetic protein in the manufacture of a medicament for use in the treatment of bone and cartilage disorders where regeneration, repair or growth is desirable, or other diseases such as cancers.

Vielä lisäksi tämän keksinnön eräs näkökohta liittyy osteogeeniseen välineeseen, jolla hoidetaan mainittuja häiriöitä, joka väline sisältää kyseisen luun morfogeneettisen proteiinin.Yet another aspect of the present invention pertains to an osteogenic device for treating said disorders, which device comprises a morphogenetic protein of said bone.

1515

Vielä lisäksi tämän keksinnön eräs näkökohta liittyy menetelmään, jolla ruston ja/tai luun muodostusta indusoidaan käsittelemällä mainittua rustoa ja/tai luuta mainitulla eristetyllä luun morfogeneettisellä proteiinilla.Yet another aspect of the present invention pertains to a method of inducing cartilage and / or bone formation by treating said cartilage and / or bone with said isolated bone morphogenetic protein.

20 Vielä lisäksi tämän keksinnön eräs näkökohta liittyy menetelmään, jolla hoidetaan kyseisiä luuhun ja rustoon liittyviä häiriöitä, joissa regeneraatio, vaurion korjaaminen tai kasvu on toivottavaa, tai muita sairauksia, kuten syöpiä, antamalla • · : mainittua eristettyä luun morfogeneettistä proteiinia potilaalle, joka kärsii mainitusta .·,* · häiriöstä.Yet another aspect of the present invention pertains to a method of treating such bone and cartilage disorders where regeneration, repair, or growth is desirable, or other diseases such as cancer by administering said isolated bone morphogenetic protein to a patient suffering from said disease. . ·, * · Malfunction.

• · · 25 • · * " \ * Kuvien lyhyt yhteenveto • · · • · · *** · ·***# *·*·* Kuva 1 esittää plasmideja, jotka sisältävät rdBMP-4-insertit PCR-vektorissa pGEM-T® (Promega).Brief Summary of the Figures Figure 1 shows plasmids containing rdBMP-4 inserts in the PCR vector pGEM- T® (Promega).

30 s.y Kuva 2 esittää plasmideja, jotka sisältävät rdBMP-4-insertit ekspressiovektorissa : pTrcHis2A (Invitrogen).Figure 2 shows plasmids containing rdBMP-4 inserts in the expression vector: pTrcHis2A (Invitrogen).

• · ·• · ·

Ml IMl I

• l* • ® *:*’ Kuva 3 esittää plasmideja, jotka sisältävät rdBMP-4-insertit ekspressiovektorissa :”··· 35 pET-22b(+) (Novagen).Figure 1 shows plasmids containing rdBMP-4 inserts in the expression vector: · ··· 35 pET-22b (+) (Novagen).

♦ • ·♦ • ·

Kuva 4 esittää plasmideja, jotka sisältävät rdBMP-4-insertin ekspressiovektorissa plVEX2.4c (Roche).Figure 4 shows plasmids containing the rdBMP-4 insert in the expression vector p1VEX2.4c (Roche).

119373 7119373 7

Kuva 5 esittää pTrcrd4/116-ekspressioplasmidissa tuotetun poron BMP-4-proteiinin kypsän osan aminohappo- ja nukleotidisekvenssit. Kypsä osa poron BMP-4-proteiinista on reunustettu. Kysteiinit, jotka ovat tyypillisiä TGF-β-superperheelle, on merkitty lihavoituina.Figure 5 shows the amino acid and nucleotide sequences of the mature portion of reindeer BMP-4 protein produced in the pTrcrd4 / 116 expression plasmid. The mature portion of reindeer BMP-4 protein is flanked. Cysteines that are typical of the TGF-β superfamily are indicated in bold.

55

Kuva 6 esittää pETrd4/116-ekspressioplasmidissa tuotetun poron BMP-4-proteiinin kypsän osan aminohappo- ja nukleotidisekvenssit. Kypsä osa poron BMP-4-proteiinista on reunustettu. Kysteiinit, jotka ovat tyypillisiä TGF-p-superperheelle, on merkitty lihavoituina.Figure 6 shows the amino acid and nucleotide sequences of the mature portion of reindeer BMP-4 protein produced in the pETrd4 / 116 expression plasmid. The mature portion of reindeer BMP-4 protein is flanked. Cysteines typical of the TGF-β superfamily are indicated in bold.

1010

Kuva 7 esittää plVEXrd4/116-ekspressioplasmidissa tuotetun poron BMP-4-rekombinanttiproteiinin kypsän osan aminohappo ja nukleotidisekvenssit. Kypsä osa poron BMP-4-proteiinista on reunustettu. Kysteiinit, jotka ovat tyypillisiä TGF-β-superperheelle, on merkitty lihavoituina.Figure 7 shows the amino acid and nucleotide sequences of the mature portion of the reindeer BMP-4 recombinant protein produced in p1VEXrd4 / 116 expression plasmid. The mature portion of reindeer BMP-4 protein is flanked. Cysteines that are typical of the TGF-β superfamily are indicated in bold.

1515

Kuva 8 esittää Coomassie-värjättyä SDS-PAGE:a, jossa on HiTrap-pylväästä eluoidut fraktiot (esimerkki 3C). Vyöhykkeet edustavat 1) lähtömateriaali; 2) pylvään läpi kulkenut materiaali; 3) ensimmäinen pesu; 4) toinen pesu; 5) standardi; 6) pH-gradienttieluutio, pH 6,2; 7) pH-gradienttieluutio pH 5,3; 8) pH-20 gradienttieluutio, pH 4,0.Figure 8 shows a Coomassie stained SDS-PAGE with fractions eluted from a HiTrap column (Example 3C). The zones represent 1) starting material; 2) material passed through the column; 3) first wash; 4) second wash; 5) the standard; 6) pH gradient elution, pH 6.2; 7) pH gradient elution pH 5.3; 8) pH-20 gradient elution, pH 4.0.

:Vi Kuva 9 esittää röntgenkuvat hiiren takajalan lihaksista. A) jalkaan istutettu • implantti, joka sisältää ihmisen BMP-4-proteiinia ja B) jalkaan istutettu implantti,: Vi Figure 9 shows X-rays of the hind foot muscles. A) a foot implanted implant containing human BMP-4 protein and B) a foot implanted implant,

*·· I* ·· I

;*.j joka sisältää tämän keksinnön BMP-4-proteiinia.containing the BMP-4 protein of the present invention.

·* ·* 25 « * · • « · "V Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus • · · ··· ·»·Detailed Description of the Invention · · · · 25

• I• I

***** Nisäkkäiden aikaisemmin tunnettujen BMP-4-proteiinien kypsien osien keskinäinen homologia on erittäin korkea ollen 100 % hiiren ja rotan välillä. Kun näitä kahta 30 kypsää osaa verrataan Teksasin kuusipeuran ja ihmisen vastaavien kypsien osien ··· kanssa, homologia on 99 % (taulukko 1). Poron BMP-4:n kypsän osan kloonaus ja : .*. karakterisointi osoittivat, että aminohappotasolla korkein homologia on Teksasin .···] kuusipeuran kanssa, 99 %, ja homologia on 98 % verrattuna hiiren, rotan ihmisen • ♦ I” ja koiran BMP-4:n kanssa. Aminohappotasolla matalin homologia poron BMP-4:llä : *** 35 on kaniinin vastaavan proteiinin kanssa (96 %). Nukleiinihappotasolla homologia poron ja Teksasin kuusipeuran BMP-4:n välillä tavoittaa 99 % ja poron ja ihmisen välillä 93 %. Matalin homologia nukleiinihappotasolla, 88 %, saatiin verrattaessa 119373 8 poron BMP-4 rotan vastaavaan. Yleisesti ottaen BMP-4:llä on homologiaa myös muiden BMP-tyyppien kanssa, kuten esimerkiksi BMP-2:n kanssa.***** The homology between the mature portions of the previously known BMP-4 proteins in mammals is very high, being 100% between mouse and rat. Comparing these two 30 mature parts with the Texas six deer and the corresponding mature parts ···, the homology is 99% (Table 1). Cloning of the mature part of reindeer BMP-4 and:. *. characterization showed that at amino acid level the highest homology is with Texas. ···] with six deer, 99%, and with 98% homology with mouse, rat human • ♦ I ”and canine BMP-4. At the amino acid level, the lowest homology to reindeer BMP-4: *** 35 is with the corresponding rabbit protein (96%). At the nucleic acid level, homology between reindeer and Texas deer BMP-4 reaches 99% and between reindeer and human 93%. The lowest homology at the nucleic acid level, 88%, was obtained by comparing 119373 with the 8 reindeer BMP-4 rat. In general, BMP-4 also has homology with other types of BMP, such as BMP-2.

Alkuperä Poro Peura Ihminen Hiiri Rotta Kaniini Koira _ nt ah nt ah nt ah nt ah nt ah nt ah nt ahOrigin Reindeer Deer Human Mouse Rat Rabbit Dog _ nt ah nt ah nt ah nt ah nt ah nt ah nt ah

Poro 100 100 99 99 93 98 89 98 88 98 93 96 94 98Poro 100 100 99 99 93 98 89 98 88 98 93 96 94 98

Peura 99 99 100 100 93 99 89 99 89 99 94 97 95 99Peura 99 99 100 100 93 99 89 99 89 99 94 97 95 99

Ihminen 93 98 93 99 100 100 91 99 89 99 94 94 95 99Human 93 98 93 99 100 100 91 99 89 99 94 94 95 99

Hiiri__89 98 89 99 91 99 100 100 95 100 89 96 89 98Mouse__89 98 89 99 91 99 100 100 95 100 89 96 89 98

Rotta 88 98 89 99 89 99 95 100 100 100 88 96 89 98Rat 88 98 89 99 89 99 95 100 100 100 88 96 89 98

Kaniini 93 96 94 97 94 94 89 96 88 96 100 100 94 96Rabbit 93 96 94 97 94 94 89 96 88 96 100 100 94 96

Koira__94 98 95 99 95 99 89 98 89 98 94 96 100 100 5 Taulukko 1 Eri nisäkkäiden BMP-4:n kypsien osien homologia nukleotidi- ja aminohappotasolla esitettynä prosentteina (%) (nt = nukleotidit; ah = aminohapot).Dog__94 98 95 99 95 99 89 98 89 98 94 96 100 100 5 Table 1 Homology of the mature portions of BMP-4 in mammals at the nucleotide and amino acid levels (%) (nt = nucleotides; ah = amino acids).

Alla oleva linjaus esittää ihmisen ja poron BMP-4 proteiinien kypsän osan aminohapposekvenssit (vertailu tehty käyttäen ClustalX 1.8 -ohjelmaa (Thompson, 10 J.D., Higgins, D.G. and Gibson, T.J. (1994) Nucleic Acids Research, 22: 4673- 4680), rdBMP-4 = poron BMP-4, hBMP-4 = ihmisen BMP-4, tähti osoittaa identtiset aminohapot). Nämä aminohapposekvenssit eroavat vain kahden aminohapon • · · ·1..1. suhteen: aminohappo 6 on ihmisellä seriini ja porolla proliini (Ser6->Pro6), ja T ! aminohappo 21 on ihmisellä leusiini ja porolla proliini (Leu21->Pro21). Yllättäen / / 15 vain kahden aminohapon ero johtaa suuriin muutoksiin näiden kahden BMP-4- • · · proteiinien toiminnassa ja tehokkuudessa. Koska proliini on erityinen aminohappo J·: : sen suhteen, että sillä on yleensä suuri vaikutus proteiinien rakenteeseen ja ·«· laskostumiseen, voidaan helposti nähdä, että tämän keksinnön hyödylliset vaikutukset liittyvät näihin kahteen aminohappoon. Varsinkin proliini 21, joka 20 korvaa erittäin konservoituneen leusiinin, saattaa näytellä tärkeää osaa tässä :1'1· keksinnössä. Poron BMP-4:n lähin vastine on ihmisen BMP-4, jonka aktiivisuus on ··· .määritetty.The alignment below shows the amino acid sequences of the mature portion of human and reindeer BMP-4 proteins (comparison made using ClustalX 1.8 (Thompson, 10 JD, Higgins, DG and Gibson, TJ (1994) Nucleic Acids Research, 22: 4673-4680)), rdBMP -4 = reindeer BMP-4, hBMP-4 = human BMP-4, star indicates identical amino acids). These amino acid sequences differ by only two amino acids • · · · 1..1. for: amino acid 6 is serine in humans and proline in reindeer (Ser6 → Pro6), and T! amino acid 21 is leucine in humans and proline in reindeer (Leu21 → Pro21). Surprisingly, / / 15 difference of only two amino acids leads to major changes in the function and efficiency of these two BMP-4- • · · proteins. Because proline is a specific amino acid for J ·: because it generally has a major effect on protein structure and folding, it can be readily seen that the beneficial effects of this invention are related to these two amino acids. In particular, proline 21, which 20 replaces highly conserved leucine, may play an important role in this invention. The closest equivalent of reindeer BMP-4 is human BMP-4, which is ···.

• · · ··· · »·· • · • · ··· * ·· • » • · · · 119373 9• · · ··· · »· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · whether-and-bichard

rdBMP-4 S PKHHPQRARKKNKNCRRHS PYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDC PFPLADHLNSTrdBMP-4 S PKHHPQRARKKNKNCRRHS PYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDC PFPLADHLNST

hBMP-4 SPKHHSQRARKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLNSThBMP-4 SPKHHSQRARKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLNST

***** ^ ************** ******************************************** ^ ************** ****************************** *********

5 rdBMP-4 NHAIVQTLVNSVNS SIPKACCVPTELSAISMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR5 rdBMP-4 NHAIVQTLVNSVNS SIPKACCVPTELSAISMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR

hBMP - 4 NHAIVQTLVNSVNS SI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCRhBMP - 4 NHAIVQTLVNSVNS SI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR

******* + *****,*********νΙί************^******^**********·**·*· 10 "Keksinnön BMP-4-proteiini” tai "keksinnön luun morfogeneettinen proteiini” viittaavat proteiiniin, jolla on luun morfogeneettistä aktiivisuutta (tai morfogeenistä, joita molempia sanoja voidaan käyttää synonyymeinä), kuten porosta eristetyllä BMP-4-proteiinilla, joka on kuvattu tässä asiakirjassa (SEQ ID NO:1 oheisessa sekvenssilistauksessa tai rdBMP-4 yllä olevassa linjauksessa), ja sisältää sen 15 homologit, analogit, johdannaiset ja fragmentit. Sellaiset homologit tai johdannaiset sisältävät kyseessä olevan proteiinin toiminnalliset johdannaiset, kuten proteiinit, jotka ovat peräisin alkuperäisestä BMP-4-proteiinista tai minkä tahansa muun lajin mistä tahansa BMP:stä. Johdannaiset voivat erota pituutensa suhteen ja ne voivat sisältää aminohappolisäyksiä, poistoja ja substituutioita, kuten alan ammattilaiset 20 hyvin tietävät. Tämän keksinnön luun morfogeneettisen proteiinin tunnusomainen piirre on proteiinin kypsän osan kaksi keskeistä aminohappoa, aminohapot 6 ja/tai 21, jotka porolla ovat molemmat proliineja, kuten on esitetty edellä olevassa : .·. linjauksissa. Edullisesti alueet, joissa nämä aminohapot sijaitsevat, ovat .'·] | konservoituneita tämän keksinnön BMP-proteiinissa.******* + *****, ********* νΙί ************ ^ ****** ^ ****** **** · ** · * · 10 "BMP-4 protein of the invention" or "bone morphogenetic protein of the invention" refers to a protein that has bone morphogenetic activity (or morphogen, both of which may be used synonymously), such as BMP isolated from reindeer The 4 protein described herein (SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing or rdBMP-4 Alignment above), and includes homologues, analogs, derivatives, and fragments thereof. Such homologues or derivatives include functional derivatives of the protein of interest, such as proteins derived from the parent BMP-4 protein or any other BMP of any species. Derivatives may differ in their length and may include amino acid additions, deletions and substitutions as well known to those skilled in the art. A characteristic feature of the bone morphogenetic protein of the present invention is the two essential amino acids, amino acids 6 and / or 21, of the mature portion of the protein, both of which are proline as described above:. alignments. Preferably, the regions in which these amino acids are located are. '·] | preserved in the BMP protein of the present invention.

• ·* 25 • · ·• · * 25 • · ·

Toisaalta, lisäykset, poistot ja substituutiot, jotka sijaitsevat kaukana mainitusta • · « ·*;;/ tunnusomaisesta alueesta, eivät todennäköisesti aiheuta oleellista muutosta • · *···* keksinnön BMP-proteiinin toimintaan, tehoon tai laskostumiseen. Esimerkiksi homologit, joissa on poistoja, kuten muutaman aminohapon poisto, edullisesti 1-10 :..v 30 aminohappoa, edullisemmin 1-5 aminohappoa, edullisimmin 1-3 aminohappoa, joko karboksyyli- tai aminoterminaalisessa päässä, jolloin polypeptidi on kooltaan : I*. lyhyempi, ovat tämän keksinnön suojapiirissä kunhan kyseiset poistot eivät vaikuta • · · keksinnön BMP-proteiinin tunnusomaisiin aminohappoihin. On edullista, että 7 kyseessä olevilla homologeilla on alkuperäisen poron BMP-4-proteiinin hyödyllisiä ·· : *·· 35 ominaisuuksia, jotka liittyvät mainittuihin tunnusomaisiin aminohappoihin Pro6 ja/tai *:**: Pro21 ja/tai niiden ympärillä olevaan alueeseen. Mainituissa homologeissa voi olla aminohapposubstituutioita, joilla ei ole olennaisesti vaikutusta mainitun proteiinin toimintaan ja tehoon. Esimerkiksi aminohappo, joka ei sijaitse aktiivisessa 119373 10 kohdassa tai sen läheisyydessä, voidaan korvata toisella, jolla on samankaltainen rakenne ja/tai kemialliset ominaisuudet (esimerkiksi hydrofobisuus tai hydrofiilisyys), tämä tarkoittaa konservatiivista aminohapon vaihtoa, niin kauan kuin kyseessä oleva substituutio ei olennaisesti muuta kypsän proteiinin toimintaa 5 tai laskostumista. Tällaisia substituutioita tunnetaan ja ymmärretään hyvin alalla. Esimerkkinä näistä aminohappojen ominaisuuksista eri ryhmiin jaettuina ovat hydrofobiset (Met, Ala, Vai, Leu, Ile), neutraalit hydrofiiliset (Cys, Ser, Thr), happamat (Asp, Glu), emäksiset (Asn, Gin, His, Lys, Arg), aminohapot, jotka vaikuttavat ketjun orientaatioon (Gly, Pro) ja aromaattiset (Trp, Tyr, Phe) 10 aminohapot. Substituutiot kyseessä olevien ryhmien sisällä eivät todennäköisesti saa aikaan merkittäviä muutoksia polypeptidiketjun tukirangan rakenteeseen (esimerkiksi laskos tai helikaalinen konformaatio), varaukseen tai molekyylin hydrofobisuuteen tai sivuketjujen kokoon.On the other hand, additions, deletions, and substitutions far from said characteristic region are unlikely to cause a substantial change in the function, potency, or folding of the BMP protein of the invention. For example, homologues with deletions, such as deletion of a few amino acids, preferably 1-10: 30 amino acids, more preferably 1-5 amino acids, most preferably 1-3 amino acids, at either the carboxyl or amino terminus, wherein the polypeptide is: I *. shorter are within the scope of this invention so long as such deletions do not affect the characteristic amino acids of the BMP protein of the invention. It is preferred that the 7 homologues in question have the beneficial ··: * ·· 35 properties of the original reindeer BMP-4 protein associated with said characteristic amino acids Pro6 and / or *: **: Pro21 and / or the region around them. Said homologues may have amino acid substitutions that do not substantially affect the function and potency of said protein. For example, an amino acid not located at or near active 119373 position 10 may be replaced by another having similar structure and / or chemical properties (e.g., hydrophobicity or hydrophilicity), that is, a conservative amino acid change, as long as the substitution is not substantially altered. protein function 5 or folding. Such substitutions are well known and understood in the art. Examples of these amino acid properties divided into different groups are hydrophobic (Met, Ala, Val, Leu, Ile), neutral hydrophilic (Cys, Ser, Thr), acidic (Asp, Glu), basic (Asn, Gin, His, Lys, Arg). , amino acids that affect chain orientation (Gly, Pro) and aromatic (Trp, Tyr, Phe) 10 amino acids. Substitutions within the groups in question are unlikely to result in significant changes in the structure of the polypeptide chain backbone (e.g., fold or helical conformation), charge, or hydrophobicity or side chain size of the molecule.

15 Tämän keksinnön BMP-homologit (esimerkiksi BMP-4) käsittävät esimerkiksi minkä tahansa luun morfogeneettisen proteiinin, joka sisältää tai se on modifioitu siten, että se sisältää ainakin toisen kyseisistä keskeisistä aminohapoista, Pro6 tai Pro21 tai vastaavat aminohapot homologisessa BMP-proteiinissa, jossa numerointi on erilainen. Myös mikä tahansa tällä hetkellä tuntematon BMP-4-proteiini, mistä 20 tahansa lajista, joka on modifioitu, kuten edellä on esitetty, on tämän keksinnön suojapiirissä.The BMP homologues of the present invention (e.g., BMP-4) comprise, for example, any bone morphogenetic protein containing or modified to contain at least one of said key amino acids, Pro6 or Pro21, or equivalent amino acids in a homologous BMP protein with numbering. is different. Any currently unknown BMP-4 protein of any of the 20 species modified as described above is also within the scope of this invention.

• ·• ·

* * I* * I

• · · • · • ·*. Koska Pro21 korvaa erittäin konservoituneen leusiinin, niin eräässä tämän ·*· · .\j keksinnön toteutusmuodossa kyseinen BMP-proteiini tai sen homologi, 25 johdannainen tai fragmentti sisältää aminohappo proliinin, joka vastaa Pro21 :tä, tai • · ♦ j*Y eräässä toisessa toteutusmuodossa, proliinit, jotka vastaavat molempia proliineja \*Y Pro6 ja Pro21, määriteltynä SEQ ID NO: 1 :n vastaavista paikoista. Kyseiset paikat • · *···' on laskettu SEQ ID NO: 1 :n aminoterminaalisesta päästä, vastaten käytännöllisesti katsoen mitä tahansa kypsää BMP-4-proteiinia. Aminoterminaalisen pään :.:Y 30 sekvenssi voi olla SPKHH (kuten SEQ ID NO: 1:ssä) tai sen homologi, kuten :...· esimerkiksi ihmisellä, porolla tai muulla nisäkkäällä. Kyseiset paikat voidaan ; !·. määrittää linjaamalla kyseisten homologien, johdannaisten tai fragmenttien "Y samankaltaiset sekvenssit SEQ ID NO: 1 :ssa esitetyn sekvenssin kanssa.• · · • · • *. Because Pro21 replaces highly conserved leucine, in one embodiment of this invention, the BMP protein, or a homologue, derivative or fragment thereof, contains the amino acid proline corresponding to Pro21, or another. in an embodiment, the prolines corresponding to both prolines are Pro 6 and Pro 21, as defined at the respective positions of SEQ ID NO: 1. These sites • · * ··· 'are calculated from the amino terminal end of SEQ ID NO: 1, which corresponds to virtually any mature BMP-4 protein. The amino terminal end:.: The Y 30 sequence may be SPKHH (as in SEQ ID NO: 1) or a homologue thereof such as: ... · for example, a human, a reindeer or another mammal. These places can be; ! ·. determines by aligning the "Y" sequences of the homologues, derivatives or fragments in question with the sequence shown in SEQ ID NO: 1.

* ·* ·

Ml ·· * ’·· 35 Jos kyseisen homologin, johdannaisen tai fragmentin aminohapposekvenssissä on *:*·: yhdenkään aminohapon lisäys tai poisto, joka vaikuttaa numerointiin, tämä pitää ottaa huomioon kun määritellään mainittujen olennaisten proliinien paikkoja, esimerkiksi linjaamalla sekvenssit, kuten on edellä kerrottu, ja sen jälkeen 119373 11 määrittämällä kyseisten oleellisten aminohappojen paikat. Kuitenkin minkä tahansa kyseessä olevista BMP-4-proteiinin homologeista, johdannaisista tai fragmenteista pitäisi olennaisilta osiltaan pitää sisällään sellaisen toiminnan ja tehokkuuden, joka on tuotu esille tässä. Koska kaikki tunnetut BMP-4-proteiinit ovat hyvin 5 konservoituneita (taulukko 1, ainakin 96 % homologia aminohappotasolla nisäkkäillä, tai linjaus edellä), kyseisten olennaisten proliinien paikkamääritys on yksiselitteinen, kuten ihmisen BMP-4:n tapauksessa. Kyseiset paikat voidaan myös helposti määrittää muista BMP-proteiineista (katso edellä olevaa linjausta). Yleensä näiden homologia-aste aminohappotasolla voi olla ainakin 70 %, 10 edullisesti 80 %, edullisemmin 90 % ja edullisimmin 96 %.Ml ·· * '·· 35 If the amino acid sequence of the homologue, derivative or fragment in question has *: * ·: addition or deletion of any amino acid that affects numbering, this must be taken into account when defining the positions of said essential proline, e.g., by aligning sequences as above followed by 11937311 by determining the positions of the relevant amino acids. However, any of the homologues, derivatives or fragments of any of the BMP-4 proteins in question should substantially include the function and efficacy disclosed herein. Since all known BMP-4 proteins are well conserved (Table 1, at least 96% homology at amino acid level in mammals, or aligned), the positioning of these essential proline is unambiguous, as is the case with human BMP-4. These sites can also be readily determined from other BMPs (see alignment above). In general, the degree of homology at the amino acid level may be at least 70%, preferably 80%, more preferably 90%, and most preferably 96%.

Keksinnön eräässä toteutusmuodossa BMP on mikä tahansa BMP tai sen homologi, johdannainen tai fragmentti, joka sisältää BMP-4-perheen kahden proliinin välissä olevin konsensussekvenssin: P-Q-R-A/S-R-K-K/R-N/K-K/R-N/H-C-15 R-R-H-S/A-P. Vielä eräässä toteutusmuodossa keksinnön BMP on mikä tahansa BMP tai sen homologi, johdannainen tai fragmentti, joka sisältää BMP-4:n ja BMP-2:n yhteenlinjatun vastaavan konsensussekvenssin: P-Q-R-A/S-R/K-K/R-K/N/R/L· N/K-K/R/S-N/H/S-C-R/K-R-H-S/A-P. Tämä konsensussekvenssi on määritetty useiden eri lajien BMP-4- ja/tai BMP-2-proteiinien sekvenssien linjauksien 20 perusteella, kuten on esitetty jäljempänä olevassa ClustalX-linjauksessa. Mainittu konsensussekvenssi vastaa aminohappoja 6-21 SEQ ID NO: 1:ssä. Myös muita :Y: konsensussekvenssejä voidaan määritellä, esimerkiksi sellainen, jossa • määritellään alue, joka on toisen proliinin ympärillä (Pro21 SEQ ID N:0 1:ssä), • · · · : kuten eräässä toteutusmuodossa: C-R/K-R-H-S/A-P-Y-V-D-F-S-D tai • · · 25 samankaltaiset sekvenssit, jotka eroavat pituuden suhteen, esimerkiksi 1-5 • · |*Y aminohapolla. Vastaavia konsensussekvenssejä voidaan määrittää alla olevasta • · · linjauksesta tai vastaavista linjauksista, jotka on tehty linjaamalla erilaisia, sukua • · ***** olevia BMP-proteiineja. Linjatut BMP-sekvenssit ovat porosta, ihmisestä, kaniinista, naudasta, koirasta, Teksasin kuusipeurasta (Cervus dama, DAMDA), :.:*.: 30 rotasta, hiirestä, aasialaisesta päästäisestä (suncus murinus), kanasta, • · · afrikkalaisesta kynsisammakosta (Xenopus laevis) ja seeprakalasta (danio rerio).In one embodiment of the invention, BMP is any BMP, or homologue, derivative or fragment thereof, containing the consensus sequence between two proline of the BMP-4 family: P-Q-R-A / S-R-K-K / R-N / K-K / R-N / H-C-15 R-R-H-S / A. In another embodiment, the BMP of the invention is any BMP or a homologue, derivative or fragment thereof which contains the corresponding consensus sequence of BMP-4 and BMP-2: PQRA / SR / KK / RK / N / R / L · N / MM / R / S N / H / SCR / KRHS / AP. This consensus sequence has been determined from the alignment alignments of several different species of BMP-4 and / or BMP-2 proteins, as shown in the ClustalX alignment below. Said consensus sequence corresponds to amino acids 6-21 of SEQ ID NO: 1. Other: Y: consensus sequences may also be defined, for example one which defines the region around another proline (Pro21 in SEQ ID NO: 0 1), · · · ·: as in one embodiment: CR / KRHS / APYVDFSD, or • · · 25 similar sequences that differ in length, for example, with 1-5 · · * Y amino acids. Corresponding consensus sequences can be determined from the following alignment or similar alignments made by aligning various related BMP proteins. Aligned BMP sequences are from reindeer, human, rabbit, cattle, dog, Texas deer (Cervus dama, DAMDA),:.: * .: 30 rats, mice, Asian shepherds (suncus murinus), chickens, • · · African claw frogs ( Xenopus laevis) and zebrafish (danio rerio).

· • · · * · · ,·'··[ Eräässä toteutusmuodossa BMP on mikä tahansa BMP-2, kuten poron BMP-2, • · *.*’ jota on modifioitu siten, että se sisältää tämän keksinnön tekstissä kuvatut • · : *** 35 aminohapot tai sekvenssin, kuten konsensussekvenssin.In one embodiment, the BMP is any BMP-2, such as the reindeer BMP-2, • · *. * ', Modified to include those described in the text of the present invention. *** 35 amino acids or a sequence such as a consensus sequence.

• * 1 1 9373 12• * 1 1 9373 12

BMP4_REINDEER SPKHHPQRARKKNKNCRRHSPYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLN BMP4_HUMAN SPKHHSQRARKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLNBMP4_REINDEER SPKHHPQRARKKNKNCRRHSPYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLN BMP4_HUMAN SPKHHSQRARKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLN

BMP4_RABBIT SLKHHPQRARKKNKNCRRHALYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHFNBMP4_RABBIT SLKHHPQRARKKNKNCRRHALYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHFN

BMP4_B0VINE SPKHHPQRARKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWXVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLNBMP4_B0VINE SPKHHPQRARKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWXVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLN

5 BMP4_D0G SPKHHAQRARKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLN5 BMP4_D0G SPKHHAQRARKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLN

BMP4_DAMDA SPKHHPQRARKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLNBMP4_DAMDA SPKHHPQRARKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLN

BMP4_RAT SPKHHPQRSRKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLiADHLNBMP4_RAT SPKHHPQRSRKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLiADHLN

BMP4_M0USE SPKHHPQRSRKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLNBMP4_M0USE SPKHHPQRSRKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLN

BMP4_SUNCUS SPKHHPQRARKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLNBMP4_SUNCUS SPKHHPQRARKKNKNCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLN

10 BMP4_CHICKEN SPKHHG—SRKNKKNCRRHALYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLN10 BMP4_CHICKEN SPKHHG — SRKNKKNCRRHALYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLN

BMP 4 _X ENO PUS SPKQQR—PRKKNKHCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLNBMP 4 _X ENO PUS SPKQQR — PRKKNKHCRRHSLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAFYCHGDCPFPLADHLN

BMP4_ZEBRAFXSH SPKQRG---RKRNRNCRRHALYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAYYCHGECPFPLADHLNBMP4_ZEBRAFXSH SPKQRG --- RKRNRNCRRHALYVDFSDVGWNDWIVAPPGYQAYYCHGECPFPLADHLN

BMP2_HUMAN QAKHKQ—RKRLKSSCKRHPLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYHAFYCHGECPFPLADHLNBMP2_HUMAN QAKHKQ — RKRLKSSCKRHPLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYHAFYCHGECPFPLADHLN

BMP2_DAMDA QAKHKQ—RKRLKSSCKRHPLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYHAFYCHGECPFPLADHLNBMP2_DAMDA QAKHKQ — RKRLKSSCKRHPLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYHAFYCHGECPFPLADHLN

15 BMP2 _MOUSE QAKHKQ--RKRLKSSCKRHPLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYHAFYCHGECPFPLADHLN15 BMP2 _MOUSE QAKHKQ - RKRLKSSCKRHPLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYHAFYCHGECPFPLADHLN

BMP2_XENOFUS QARHKQ--RKRLKSSCRRHPLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYHAFYCHGECPFPLADHLNBMP2_XENOFUS QARHKQ - RKRLKSSCRRHPLYVDFSDVGWNDWIVAPPGYHAFYCHGECPFPLADHLN

... -. . ★.**' ft******************.*.****.********-1... -. . ★. ** 'ft ******************. *. ****. ******** - 1

BMP4_RE INDEER STNHAIVQTLVNSVNS SIPKACCVPTELSAISMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCRBMP4_RE INDEER STNHAIVQTLVNSVNS SIPKACCVPTELSAISMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR

20 BMF4_HUMAN STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR20 BMF4_HUMAN STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR

BMP4_RABBIT STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCRBMP4_RABBIT STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR

:V: BMP4_BOVINE STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR: V: BMP4_BOVINE STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR

• ·• ·

• ·1; BMP4_DOG STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR• · 1; BMP4_DOG STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR

• · · ·• · · ·

.1. I BMP4_DAMDA STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR.1. I BMP4_DAMDA STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR

• · ·• · ·

: 25 BMP4_RAT STNHAIVQTLVNSVNS SI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR: 25 BMP4_RAT STNHAIVQTLVNSVNS SI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR

• · 1• · 1

!**.' BMP4_MOUSE STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR**. ' BMP4_MOUSE STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR

* · · • · ·* · · • · ·

BMP4_SUNCUS STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCRBMP4_SUNCUS STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR

• ·• ·

·** BMP4_CHICKEN STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR· ** BMP4_CHICKEN STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR

BMP4„XENOPUS STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCRBMP4 XENOPUS STNHAIVQTLVNSVNSSI PKACCVPTELSAI SMLYLDEYDKWLKNYQEMWEGCGCR

• · · _ _• · · _ _

30 BMP 4_Z EBRAFISH STNHAIVQTLVNSVNTNIFKACCVPTELSAISMLYLDETDRWLKNYQEMWEGCGCR30 BMP 4_Z EBRAFISH STNHAIVQTLVNSVNTNIFKACCVPTELSAISMLYLDETDRWLKNYQEMWEGCGCR

*·1* · 1

*, t, · BMP2_HUMAN STNHAIVQTLVNSVNSKI PKACCVPTELSAI SMLYLDENEKWLKNYQDMWEGCGCR*, t, · BMP2_HUMAN STNHAIVQTLVNSVNSKI PKACCVPTELSAI SMLYLDENEKWLKNYQDMWEGCGCR

I . . BMP2_DAMDA STNHAIVQTLVNSVNSKI PKACCVPTELSAI SMLYLDENEKWLKNYQDMWEGCGCRI. . BMP2_DAMDA STNHAIVQTLVNSVNSKI PKACCVPTELSAI SMLYLDENEKWLKNYQDMWEGCGCR

• · · • · 1 ·• · · • · 1 ·

β 1 1 1 φ BMP2_MOUSE STNHAIVQTLVNSVNSKI PKACCVPTELSAI SMLYLDENEKWLKNYQDMWEGCGCRβ 1 1 1 φ BMP2_MOUSE STNHAIVQTLVNSVNSKI PKACCVPTELSAI SMLYLDENEKWLKNYQDMWEGCGCR

• ·• ·

BMP2_XENOPUS STNHAIVQTLVNSVNTNIPKACCVPTELSAISMLYLDENEKWLKNYQDMWEGCGCRBMP2_XENOPUS STNHAIVQTLVNSVNTNIPKACCVPTELSAISMLYLDENEKWLKNYQDMWEGCGCR

• · * 1 «- j · · **★★***★1★**·1·**. ********************* ··*******«********* « 119373 13• · * 1 «- j · · ** ★★ *** ★ 1 ★ ** · 1 · **. ********************* ·· ******* «*********« 119373 13

Eräässä toteutusmuodossa BMP on mikä tahansa BMP tai sen homologi, johdannainen tai fragmentti, joka sisältää SEQ ID NO: 1:n aminohapot 6-21. Vielä eräässä toteutusmuodossa tämän keksinnön BMP on mikä tahansa BMP tai sen homologi, johdannainen tai fragmentti, joka sisältää SEQ ID NO: 1:n aminohapot 5 1-16. Vielä eräässä toteutusmuodossa tämän keksinnön BMP on mikä tahansa BMP tai sen homologi, johdannainen tai fragmentti, joka sisältää SEQ ID NO: 1:n aminohapot 16-23. Vielä eräässä toteutusmuodossa tämän keksinnön BMP on mikä tahansa BMP tai sen homologi, johdannainen tai fragmentti, joka sisältää SEQ ID NO: 1:n aminohapot 1-23. Vielä eräässä toteutusmuodossa tämän 10 keksinnön BMP on BMP-4-proteiini tai sen homologi, johdannainen tai fragmentti, kuten sellainen, joka sisältää SEQ ID NO: 1:n aminohapposekvenssin. Homologien, johdannaisten tai fragmenttien, jotka on mainittu näissä toteutusmuodoissa pitää sisältää ainakin aminohappo Pro6 (esimerkkinä mutaatio L—»P, kuten edellä olevasta linjauksesta nähdään) tai molemmat aminohapot Pro6 15 ja Pro21 kuten on kuvattu edellä. Mainittuihin homologeihin, johdannaisiin, tai fragmentteihin eivät sisälly tunnetut BMP-4-proteiinit sellaisenaan, kuten ihmisen BMP-4, koska ne eivät sisällä kyseisiä, tämän keksinnön BMP-4-proteiinille luonteenomaisia aminohappoja. Kuitenkin, jos tunnettu BMP-4 modifioidaan siten, että se sisältää ainakin yhden kyseisistä, tunnusomaisista aminohapoista, voidaan 20 sitä pitää sellaisena homologina, johdannaisena tai fragmenttina.In one embodiment, the BMP is any BMP, or homologue, derivative or fragment thereof, comprising amino acids 6-21 of SEQ ID NO: 1. In another embodiment, the BMP of the present invention is any BMP, or homologue, derivative or fragment thereof, comprising amino acids 5-16 of SEQ ID NO: 1. In yet another embodiment, the BMP of the present invention is any BMP or homologue, derivative or fragment thereof comprising amino acids 16-23 of SEQ ID NO: 1. In another embodiment, the BMP of the present invention is any BMP, or homologue, derivative or fragment thereof, comprising amino acids 1-23 of SEQ ID NO: 1. In another embodiment, the BMP of the present invention is a BMP-4 protein, or a homologue, derivative or fragment thereof, such as that comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. The homologues, derivatives, or fragments mentioned in these embodiments must contain at least amino acid Pro6 (as exemplified by the mutation L-P as shown in the above alignment) or both Pro6 and Pro21 as described above. Said homologues, derivatives, or fragments do not include known BMP-4 proteins as such, such as human BMP-4, since they do not contain those amino acids characteristic of the BMP-4 protein of the present invention. However, if the known BMP-4 is modified to contain at least one of these characteristic amino acids, it can be considered as such a homologue, derivative or fragment.

Eräs tämän keksinnön toteutusmuoto tarjoaa nukleiinihappomolekyylin, kuten : .·. DNA- tai RNA-molekyylin, joka koodaa mainittua tämän keksinnön BMP:tä.An embodiment of the present invention provides a nucleic acid molecule such as:. A DNA or RNA molecule encoding said BMP of the present invention.

• · · [·[ j Johtuen geneettisen koodin degeneratiivisuudesta on olemassa useita erilaisia • · · .*/ 25 nukleiinihapposekvenssejä, jotka koodaavat keksinnön BMP:tä. Kaikki sellaiset :*V nukleiinihappovariantit ovat tämän keksinnön suojapiirissä. Edullisesti mainittu • » · nukleiinihappomolekyyli on DNA-molekyyli. Esimerkkejä mainituista DNA-sekvensseistä on esitetty kuvissa 5-7.Due to the degeneracy of the genetic code, there are several different nucleic acid sequences encoding the BMP of the invention. All such: * V nucleic acid variants are within the scope of this invention. Preferably said nucleic acid molecule is a DNA molecule. Examples of said DNA sequences are shown in Figures 5-7.

:.:V 30 Eräs tämän keksinnön toteutusmuoto tarjoaa replikoituvan vektorin, joka sisältää :**[: edellä kuvatun nukleiinihappomolekyylin, yhdistettynä toiminnallisesti sellaiseen : ]·. sekvenssiin, joka kontrolloi sen ekspressiota. Tällaisia vektoreita voidaan käyttää • · · tuottamaan keksinnön mukaisia BMP-rekombinanttiproteiineja sopivassa **.**’ isäntäsysteemissä.:.: V 30 An embodiment of the present invention provides a replicable vector comprising: ** [: the nucleic acid molecule described above, operably linked to:] ·. a sequence that controls its expression. Such vectors may be used to produce recombinant BMPs of the invention in a suitable **. ** 'host system.

35 ·:**: Nukleiinihappo, joka koodaa tämän keksinnön BMP:tä, voidaan liittää kyseiseen replikoituvaan vektoriin kloonausta tai ekspressiota varten. Useita vektoreita on yleisesti saatavilla. Vektori voi olla esimerkiksi plasmidin, kosmidin, viruspartikkelin 119373 14 tai faagin muodossa. Tarkoituksenmukainen nukleiinihapposekvenssi voidaan liittää vektoriin käyttäen useaa eri menettelytapaa. Yleensä, DNA liitetään sopivaan restriktioendonukleaasin katkaisukohtaan käyttäen alalla hyvin tunnettuja menetelmiä. Vektorin rakenneosana voi olla esimerkiksi yksi tai useampi 5 signaalisekvenssi, replikaation alkamiskohta, yksi tai useampi markkerigeeni, enhancer-elementti, promoottori ja transkription lopettamissekvenssi. Rakennettaessa tällaisia sopivia vektoreita, jotka sisältävät yhden tai useamman näistä komponenteista, käytetään hyväksi normaaleja ligaatiotekniikoita, jotka alan ammattilainen tuntee hyvin.35:: **: The nucleic acid encoding the BMP of the present invention can be inserted into that replicable vector for cloning or expression. Several vectors are publicly available. The vector may be, for example, in the form of a plasmid, cosmid, viral particle 119373 14, or phage. The appropriate nucleic acid sequence may be inserted into a vector using a variety of procedures. Generally, DNA is ligated to a suitable restriction endonuclease cleavage site using methods well known in the art. The vector may be, for example, one or more signal sequences, origin of replication, one or more marker genes, enhancer element, promoter and transcription termination sequence. Construction of such suitable vectors containing one or more of these components utilizes standard ligation techniques well known to those skilled in the art.

1010

Yleensä kyseinen BMP voidaan tuottaa geeniteknologisesti ekspressoimalla sitä missä tahansa sopivassa isäntäsolussa, kuten bakteerisolussa. Tällaiset menetelmät ovat alalla hyvin tunnettuja ja niistä löytyy tietoa kirjallisuudesta. Oleellista on, että proteiini laskostuu oikeanlaiseen muotoon ekspression aikana ja 15 että se sisältää kaikki tarpeelliset post-translationaaliset modifikaatiot.In general, the BMP in question can be produced by gene expression by expression in any suitable host cell, such as a bacterial cell. Such methods are well known in the art and can be found in the literature. It is essential that the protein folds into the correct form during expression and that it contains all necessary post-translational modifications.

Ei ole aina mahdollista tuottaa ja puhdistaa tiettyjä proteiineja asianmukaisesti, esimerkiksi liukoisuuteen ja uudelleenlaskostumiseen liittyvistä ongelmista johtuen. Yleensä E. coli ei voi tehdä post-translationaalisia modifikaatioita, jotka ovat 20 tyypillisiä nisäkässolusysteemeille. Kuitenkin tämän keksinnön tekijät ovat tuottaneet poron BMP-4-proteiinin kypsän osan rekombinanttiproteiinina E. colissa ja puhdistamisen ja uudelleenlaskostumisen jälkeen osoittaneet sen olevan • · : biologisesti aktiivisessa muodossa.It is not always possible to produce and purify certain proteins properly, for example due to problems with solubility and refolding. In general, E. coli cannot make the post-translational modifications that are typical of mammalian cell systems. However, the present inventors have produced the mature portion of reindeer BMP-4 as a recombinant protein in E. coli and, after purification and refolding, have shown it to be in a biologically active form.

*·· · • · • · t • *· ·’,/ 25 Eräs tämän keksinnön toteutusmuoto tarjoaa isäntäsolun, joka sisältää • t · 5*V nukleotidimolekyylin tai nukleotidivektorin, joka on kuvattu edellä. Käyttökelpoisia ::i.: soluja ovat kaikki prokaryoottiset ja eukaryoottiset solut, jotka kykenevät • · *···' ekspressoimaan tämän keksinnön proteiinia. Tällaiset isäntäsolut ovat hyvin tunnettuja alalla ja alan ammattilainen voi helposti valita sopivan isäntäsolun. Eräs 30 toteutusmuoto tarjoaa BMP:n joka on tuotettu kasvattamalla mainittuja soluja siten, että ne ekspressoivat kyseistä proteiinia, ja ottamalla talteen mainittu tuotettu : J*. proteiini kyseisestä isäntäsolusta. Mitä tahansa käyttökelpoista menetelmää ]···[ voidaan käyttää proteiinin talteenottamiseen ja puhdistamiseen ja sellaiset • · *" menetelmät ovat alalla hyvin tunnettuja.An embodiment of the present invention provides a host cell comprising a? T * 5 V nucleotide molecule or nucleotide vector described above. Useful :: i .: Cells are all prokaryotic and eukaryotic cells capable of expressing the protein of this invention. Such host cells are well known in the art and one of ordinary skill in the art can readily select a suitable host cell. One embodiment provides BMP produced by growing said cells to express the protein in question and recovering said produced: J *. protein from the host cell in question. Any useful method] ··· [can be used for protein recovery and purification and such · · * ”methods are well known in the art.

• · • · _ _ : ·· 35 Tämän keksinnön BMP:tä voidaan käyttää hoidettaessa häiriöitä, jotka kohdistuvat luun, ruston, jänteen tai hampaiden vikoihin tai sairauksiin tai muuhun vastaavaan, jossa niiden uudistuminen, korjaaminen tai kasvu on toivottavaa, tai myös muihin 119373 15 sairauksiin. Tämän keksinnön proteiinia voidaan käyttää myös haavojen parantamiseen, kuten palovammoihin, leikkaushaavoihin ja mahahaavoihin ja vastaaviin kudosten korjauksiin ja myös syövän hoitoon, kuten on esitetty julkaisussa EP1131087. Koska BMP-proteiinilta yleisesti puuttuu lajispesifisyys, 5 potilas, joka kärsii kyseisestä viasta, voi olla tahansa soveltuva eläin, edullisesti nisäkäs, kuten ihminen, ja hoidossa käytettävä BMP-proteiini voi olla alkuperältään mistä tahansa sopivasta lähteestä peräisin. Samankaltaisten BMP-proteiinien käyttö monissa terapeuttisissa sovelluksissa tunnetaan alalla hyvin (katso esimerkiksi US 6245889 ja WO 98/51354).The BMP of the present invention may be used in the treatment of disorders affecting bone, cartilage, tendon or tooth defects or diseases, or the like where regeneration, repair, or growth is desirable, or other 119373 15 diseases. The protein of the present invention may also be used for wound healing such as burns, surgical wounds and stomach ulcers and similar tissue repair as well as for the treatment of cancer as disclosed in EP1131087. Because BMP generally lacks species specificity, the patient suffering from the defect in question may be any suitable animal, preferably a mammal such as a human, and the BMP protein used in the treatment may be derived from any suitable source. The use of similar BMP proteins in many therapeutic applications is well known in the art (see, for example, US 6245889 and WO 98/51354).

10 ’’Häiriöt, jotka liittyvät luun, ruston, jänteen tai hampaiden vikoihin” tässä käytettynä viittaa yleisesti mihin tahansa vaivaan, jossa luun, ruston, jänteen tai hampaiden paraneminen tai uudelleen rakentaminen, ts. regeneraatio, on toivottavaa. Ei- rajoittavia esimerkkejä hoitotoimenpiteistä, jotka kohdistuvat luun, ruston, jänteen 15 tai hampaiden häiriöihin tai sairauksiin tai vastaaviin, ovat luun ja hammaskudoksen regeneraatio, korjaaminen ja kasvu; luun regeneraatio, korjaaminen ja kasvu nisäkkäillä, kuten ihmisellä; hoitotoimenpiteet luun muodostuksessa tai regeneraatiossa tapahtuneiden poikkeavuuksien korjaamiseksi; haavan paraneminen, ektooppinen luun indusointi ja 20 segmentaalisten luuvaurioiden parantaminen selkärankaisilla; hoitotoimenpiteet luurangan häiriöiden ja epämuodostumien korjaamiseksi; suurten luuvaurioiden korjaaminen, jotka johtuvat traumasta, kasvainten poistamisesta tai synnynnäisistä : .·. epämuodostumista, implantoidun sisäisen proteesin vuoksi vähentyneiden • · · ! luuvarastojen rekonstruointi korjausoperaatioissa tai luunmurtumien hidastunut • * · .* / 25 paraneminen tai yhteen liittymättömät luunmurtumat; luun ja ruston vikojen i*V korjaaminen, kuten ’’critical size defectif, ”non-critical size defectit”, yhteen • · · liittymättömät murtumat, segmentaaliset yhteen liittymättömät murtumat; akuutit murtumat, rustoviat, luu-rusto defektit, rustonalaisen luun viat, paikallinen luun ja ruston muodostus; viat, jotka johtuvat rappeuttavista sairauksista; hampaisiin 30 liittyvät sovellukset, joissa korjataan hammaskudosta, alveolaarista luuta, hammassementtiä, hampaanjuuren membraania, täytetään hampaan juurikanavan .sisältöä, hammasimplantin kiinnityksen kehittäminen ja parantaminen. Lisää esimerkkejä näistä häiriöistä löytyy julkaisusta Ann Rheum Dis, Volume 62, 2003, **:·' 73-78: Reddy AH: Cartilage morphogenic proteins: role in joint development, 35 homeostasis and regeneration.10 '' Disorders Related to Bone, Cartilage, Tendon or Tooth Defects' as used herein generally refers to any disorder in which the healing or rebuilding, i.e. regeneration, of bone, cartilage, tendon or teeth is desirable. Non-limiting examples of treatment measures for bone, cartilage, tendon or dental disorders or diseases, or the like, are bone and dental regeneration, repair, and growth; bone regeneration, repair and growth in mammals such as man; treatment measures to correct abnormalities in bone formation or regeneration; wound healing, ectopic bone induction, and healing of segmental bone damage in vertebrates; treatment measures to correct skeletal disorders and deformities; repair of major bone damage due to trauma, neoplasm or congenital:. malformations, reduced due to implanted internal prosthesis • · ·! reconstruction of bone stores in repair operations or retardation of bone fractures • * ·. * / 25 or unrelated bone fractures; repair of bone and cartilage defects i * V, such as' 'critical size defectif', '' non-critical size defects' ', • unrelated fractures, segmental unrelated fractures; acute fractures, cartilage defects, bone-cartilage defects, cartilage bone defects, local bone and cartilage formation; defects due to degenerative diseases; dental applications for repairing dental tissue, alveolar bone, dental cement, tooth root membrane, filling tooth root canal contents, developing and improving dental implant attachment. More examples of these disorders can be found in Ann Rheum Dis, Volume 62, 2003, **: '73-78: Reddy AH: Cartilage Morphogenic Proteins: Role in Joint Development, 35 Homeostasis and Regeneration.

• ·• ·

Muita sairauksia, joissa tämän keksinnön BMP on hyödyllinen, ovat esimerkiksi syöpä, fibromyalgia, psoriasis ja muut dermatologiset häiriöt, ja reumaattiset häiriöt 119373 16 ja vastaavat. Esimerkkejä tällaisista syövistä ja menetelmistä ja koostumuksista, joilla niitä hoidetaan, on esitetty julkaisussa EP1131087.Other diseases where the BMP of the present invention is useful include cancer, fibromyalgia, psoriasis and other dermatological disorders, and rheumatic disorders 11937316 and the like. Examples of such cancers and methods and compositions for treating them are disclosed in EP1131087.

Eräs keksinnön toteutusmuoto tarjoaa BMP:n, kuten BMP-4, käytettäväksi missä 5 tahansa tässä kuvatussa sovelluksessa yhdessä yhden tai useamman muun morfogeneettisen proteiinin kanssa, kuten toisen BMP-tyypin tai vastaavan kanssa. Yleensä tällä saavutetaan synergiaetuja, kuten alalla tiedetään. Esimerkkeinä muista sopivista BMP-proteiineista ovat, mutta eivät ole rajoittuneet vain näihin, BMP-1, BMP-2, BMP-3, jokin muu BMP-4, BMP-5, BMP-6, BMP-7 ja BMP-8. Myös 10 muita terapeuttisesti hyödyllisiä aineita voidaan käyttää, kuten epidermaalista kasvutekijää, fibroblastista kasvutekijää ja tranformoivaa kasvutekijää (US 6 245 889). Eräässä keksinnön toteutusmuodossa kyseessä oleva täydentävä morfogeneettinen proteiini on peräisin porosta, kuten jokin muu poron BMP-proteiini. Eräässä keksinnön toteutusmuodossa BMP-4 tarjotaan käytettäväksi 15 dimeerinä, homodimeerinä tai heterodimeerinä yhdessä toisen BMP-proteiinin kanssa, kuten on kuvattu edellä. Vielä eräässä toteutusmuodossa BMP-4 tarjotaan käytettäväksi dimeerimuodossa tai yhdessä jonkin muun tekijän tai proteiinin kanssa, kuten on kuvattu edellä, lääkeaineen valmistukseen, jolla lääkitään häiriöitä, joita on kuvattu selitysosassa.One embodiment of the invention provides a BMP, such as BMP-4, for use in any of the embodiments described herein with one or more other morphogenetic proteins, such as another type of BMP or the like. Generally, this achieves synergy benefits, as is known in the art. Examples of other suitable BMP proteins include, but are not limited to, BMP-1, BMP-2, BMP-3, other BMP-4, BMP-5, BMP-6, BMP-7 and BMP-8. Other therapeutically useful agents may also be used, such as epidermal growth factor, fibroblastic growth factor and transforming growth factor (US 6,245,889). In one embodiment of the invention, the complementary morphogenetic protein in question is derived from a reindeer, like any other reindeer BMP protein. In one embodiment of the invention, BMP-4 is provided for use as a dimer, homodimer, or heterodimer in combination with another BMP protein as described above. In another embodiment, BMP-4 is provided for use in a dimeric form or in combination with another agent or protein as described above for the manufacture of a medicament for the treatment of disorders as described in the specification.

2020

Eräs keksinnön toteutusmuoto tarjoaa käyttöön osteogeenisen välineen, kuten implantin, joka sisältää tämän keksinnön BMP:tä. Osteogeeninen väline voi sisältää bioyhteensopivan matriksin, kuten kalsiumfosfaatti-, • · * T : karboksimetyyliselluloosa-, kollageenimatriksin tai näiden yhdistelmiä. Eräässä .* / 25 toteutusmuodossa kyseinen kalsiumfosfaattimatriksi on hydroksiapatiittimatriksi.One embodiment of the invention provides an osteogenic device, such as an implant, containing the BMP of the present invention. The osteogenic device may include a biocompatible matrix, such as calcium phosphate, • · T: carboxymethylcellulose, collagen matrix, or combinations thereof. In one embodiment, the calcium phosphate matrix is a hydroxyapatite matrix.

• · · [*·/ Kyseinen matriksi voi mahdollistaa BMP-proteiinin hitaan vapautumisen ja/tai : sopivan ympäristön BMP-proteiinin luovuttamiselle. Osteogeeninen väline saattaa myös sisältää metallisen implantin, jota mainittu bioyhteensopiva matriksi ympäröi. Eräs esimerkki kyseisestä metallista on titaani. Joitakin esimerkkejä tällaisista 30 osteogeenisistä välineistä on esitetty julkaisussa WO 98/51354.This matrix may allow the slow release of BMP and / or: an appropriate environment for the release of BMP. The osteogenic device may also include a metallic implant surrounded by said biocompatible matrix. One example of this metal is titanium. Some examples of such osteogenic devices are disclosed in WO 98/51354.

* * · • · • * • · · . \4 Ei-rajoittavia esimerkkejä erilaisista tukimateriaaleista, kantajista tai tuista, joiden avulla muodostetaan esimerkiksi erilaisia osteogeenisiä välineitä tai vastaavia, • * '"** joissa on tämän keksinnön proteiinia, ovat ilmiasultaan seuraavissa erilaisissa 35 muodoissa: pulveri, pesusienimäinen, liuska, kalvo, geeli, verkko tai liuos tai ·:··· suspensio; puolikiinteä liuosmainen kantaja, jota voidaan käyttää lihaksensisäisiin, suonensisäisiin, luuytimensisäisiin tai nivelensisäisiin injektioihin; eristetyt mesenkymaaliset kantasolut, mikä tahansa farmaseuttisesti hyväksyttävä kuljetin; 119373 17 jauhetut auto- ja allograftit, mikä tahansa farmaseuttisesti hyväksyttävä matriksi, materiaali, joka on valittu ryhmästä, joka käsittää hydroksiapatiitin, kollageenin, polymeerejä (esimerkiksi polymaitohappo- ja polyglykolihappo-polymeerit), synteettiset polymeerit, hyaluronihappo, α-BSM, kalsiumfosfaatti, 5 trikalsiumfosfaatti, ei-huokoinen keraaminen biopolymeeri, ei-huokoinen resorboituva biopolymeeri, koralli, demineralisoitunut luu, biolasi, mikä tahansa biohajoava materiaali ja näiden yhdistelmät; sitoutumiseen käytetyt aineet, jotka on valittu seuraavasta ryhmästä: mannitoli, dekstraanit, valkovaseliini, alkyyli- ja metyyliselluloosat, kostuttavat aineet kuten natriumsuolat, fobriiniliima, 10 nisäkäsperäinen fibrinogeeni ja trombiini ja näiden yhdistelmät ja sekoitukset. Osteogeeninen väline voi olla esimerkiksi rakenteellisesti stabiili, kolmiulotteinen implantti, joka on muodoltaan kuutio, sylinteri tai blokki tai anatomisesti muotoiltu tai injektoitavassa muodossa. Esimerkkejä osteogeenisistä välineistä, hyödyllisistä materiaaleista ja tekniikoista on tuotu esiin kirjassa Skeletal reconstruction and 15 bioimplantation (T. Sam Lindholm, 1997, Springer-Verlag, Heidelberg, Germany).* * · • · • * • · ·. Non-limiting examples of various supports, carriers, or supports for forming, for example, various osteogenic devices or the like, containing the protein of this invention, are expressed in the following various forms: powder, sponge, tab, membrane, gel, web or solution or ·: ··· suspension; semi-solid solution carrier for use in intramuscular, intravenous, bone marrow, or intra-articular injection; isolated mesenchymal stem cells; any pharmaceutically acceptable vehicle; acceptable as a matrix, a material selected from the group consisting of hydroxyapatite, collagen, polymers (e.g., polymers of polylactic acid and polyglycolic acid), synthetic polymers, hyaluronic acid, α-BSM, calcium phosphate, tricalcium phosphate, biopolymer, non-porous resorbable biopolymer, coral, demineralized bone, bio glass, any biodegradable material and combinations thereof; binding agents selected from the group consisting of mannitol, dextrans, white petrolatum, alkyl and methyl celluloses, wetting agents such as sodium salts, fobrin glue, fibrinogen and thrombin of mammalian origin, and combinations and mixtures thereof. The osteogenic device may be, for example, a structurally stable, three-dimensional implant in the shape of a cube, cylinder or block or anatomically shaped or injectable. Examples of osteogenic devices, useful materials and techniques are disclosed in Skeletal reconstruction and 15 bioimplantation (T. Sam Lindholm, 1997, Springer-Verlag, Heidelberg, Germany).

Eräs keksinnön toteutusmuoto tarjoaa farmaseuttisen koostumuksen, joka sisältää terapeuttisesti tehokkaan määrän tämän keksinnön BMPrtä farmaseuttisesti sopivassa kuljettimessa tai kantajassa. Kyseisiä farmaseuttisia koostumuksia 20 voidaan käyttää sellaisten häiriöiden hoitamiseen, jotka liittyvät luun, ruston, jänteen tai hampaiden vaurioihin tai muihin sairauksiin, haavoihin ja muihin kudosvaurioihin tai mihin tahansa häiriöihin, joita on kuvattu tässä tekstissä.One embodiment of the invention provides a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of BMP of this invention in a pharmaceutically acceptable carrier or carrier. Such pharmaceutical compositions 20 may be used to treat disorders associated with bone, cartilage, tendon or tooth damage or other diseases, wounds and other tissue damage, or any of the disorders described herein.

· • · • · · • · · · Eräs keksinnön toteutusmuoto tarjoaa menetelmän, jolla voidaan indusoida luun, • · · .* / 25 ruston, jänteen, hampaiden tai vastaavien muodostuminen, jossa kyseistä luuta, j*Y rustoa, jännettä, hammasta tai vastaavaa käsitellään tämän keksinnön BMP:llä tai * · φ ·*;;/ sen yhdistelmillä kuten on kuvattu edellä, in vitro tai in vivo. Vielä eräs keksinnön *··.: toteutusmuoto tarjoaa menetelmän, jolla hoidetaan niitä häiriöitä, joita on kuvattu selityksessä, käsittäen eristetyn keksinnönmukaisen BMP:n antamisen potilaalle, 30 joka kärsii kyseisistä häiriöistä. Kyseistä BMP:tä voidaan antaa farmaseuttisena :[[[: koostumuksena tai osteogeenisenä välineenä, kuten on kuvattu edellä.An embodiment of the invention provides a method for inducing the formation of bone, cartilage, tendon, tooth, or the like, wherein said bone, j * y cartilage, tendon, tooth, or the like is treated with the BMP of this invention or combinations thereof as described above, in vitro or in vivo. Another embodiment of the invention provides a method of treating the disorders described in the specification, comprising administering an isolated BMP of the invention to a patient suffering from such disorders. The BMP in question may be administered in the form of a pharmaceutical: [[[:: composition or osteogenic device as described above.

: )·, Täydentäviä morfogeneettisiä proteiineja tai muita hyödyllisiä aineita voidaan antaa • · · yhdessä kyseessä olevan tämän keksinnön BMP:n kanssa, kuten on kuvattu '*;** edellä, lisäämään terapeuttista vaikutusta.:) ·, Complementary morphogenetic proteins or other useful substances may be administered in conjunction with the BMP of the present invention, as described '*; ** above, to enhance the therapeutic effect.

35 ·:·*: Seuraavassa selvityksessä ja esimerkeissä kuvataan sitä, miten keksinnön erään toteutusmuodon mukainen poron rekombinantti-BMP-4:n kypsä osa tuotettiin E colissa. Puhdistamisen ja uudelleenlaskostamisen jälkeen osteoinduktiivinen 119373 18 aktiivisuus varmistettiin bioanalyysillä hiiren takajalan lihastaskussa. Tämä in vivo -bioanalyysi on ollut BMP:n aktiivisuuden määrityksen standardimenetelmä jo proteiinin keksimisestä lähtien. Se käsittää BMP:n implantoimisen hiiren takajalan lihakseen ja heterotrooppisen uuden luun indusoitumisen arvioinnin radiologisesti 5 ja histologisesti 10-21 päivän kuluttua implantaatiosta.The following description and examples describe how the mature portion of recombinant reindeer-BMP-4 according to one embodiment of the invention was produced in E coli. After purification and refolding, osteoinductive 119373 18 activity was confirmed by bioassay in the mouse hindlimb muscle pocket. This in vivo bioassay has been a standard method for determining BMP activity since the discovery of the protein. It involves BMP implantation of mouse hind foot muscle and assessment of heterotropic new bone induction radiologically 5 and histologically 10 to 21 days after implantation.

BMP:n aktiivisuuden määrityksessä kuva-analyysi tehdään lähettämällä röntgensäde luun lävitse, jolloin se nähdään filmillä röntgenpositiivisena tummentumana verrattaessa sitä pehmytkudokseen. Tämä mahdollistaa 10 vastamuodostuneen luun radiografisen havaitsemisen ja radiomorfometrisen kvantitaation, joka luu on saatu aikaan implantoimalla BMP:tä tai muuta luuta indusoivaa ainetta heterotooppiseen tai ortotooppiseen paikkaan.In the assay of BMP activity, image analysis is performed by transmitting an X-ray through the bone, which is seen on the film as an X-positive darkening when compared to soft tissue. This allows for radiographic detection and radiomorphometric quantitation of 10 newly formed bone obtained by implanting BMP or other bone inducing agent at a heterotopic or orthotopic site.

Osteoinduktiivisuus havaittiin kaikissa kolmessa tutkitussa ryhmässä (1 mg, 3 mg, 15 ja 5 mg rekombinanttia poron BMP-4-proteiinia) ja vaste kohosi annosta lisättäessä (taulukko 2). Verrattaessa poron rekombinantti-BMP-4-proteiinia ihmisen vastaavaan, poron BMP-4 oli noin viisi kertaa tehokkaampi luunmuodostuksen indusoija kuin samalla tavalla tuotettu ihmisen rekombinantti BMP-4-proteHm (jopa 7,5 mg:n annoksella), joten se on tehokas osteoinduktiivinen aine kliinisiin 20 sovelluksiin.Osteoinductivity was observed in all three groups studied (1 mg, 3 mg, 15 and 5 mg recombinant reindeer BMP-4) and the response increased with dose (Table 2). When compared to human recombinant BMP-4 protein, reindeer BMP-4 was approximately five times more potent inducer of bone formation than similarly produced recombinant human BMP-4 protein (up to 7.5 mg dose) and is therefore potent osteoinductive. substance for clinical applications.

• φ • · · • » · • · : 1 ma 3 ma 5mq • · · - • M · • · • *· :*,·* Poro (+) ++ + (+) (+) +++ +++ + ++ +++ +++ _i±L_i±)__:__:__±__±__ω__:__=__:__ω__i_ ·*::/ __:__:__:__:__:__-__:__++ (+) + +++ • · ···* __^__-__++ - +++ +++ +++ +++ +++ _____(+)__"__+++ +++ +++ +++ +++__~ • · * • · · ··· . _ - - -.....• φ • · • »·: 1: 1 ma 3 ma 5mq • · · - • M · • · • * ·: *, · * Poro (+) ++ + (+) (+) +++ ++ + ++ +++ +++ _i ± L_i ±) __: __: __ ± __ ± __ω __: __ = __: __ ω__i_ · * :: / __: __: __: __: __: __-__: __ ++ (+) + +++ • · ··· * __ ^ __-__ ++ - +++ +++ +++ +++ +++ _____ (+) __ "__ +++ + ++ +++ +++ +++ __ ~ • · * • · · ···. _ - - -.....

• · · • ·• · · • ·

··· . I I | I I----- I···. I I | I I ----- I

• ,·. Ihminen (+)-(+)- - + • · · • · · · • · · • · — ...... ..II.. I .........* ........... · • · ··» • *·· Taulukko 2. Havaittu osteoinduktiivisuus • « 25 In vivo -bioanalyysin tulokset on esitetty kuvassa 9. Kuva 9A on verrokki ja 9B on näyte, joka on implantoitu tämän keksinnön BMP-4 proteiinilla. Bioanalyysi 119373 19 toteutettiin kuten on esitetty julkaisussa Marshall R. Urist, J.J. Chang, A. Lietze, Y.K. Huo, A.G. Brownell and J.DeLange (1987): Preparation and Bioassay of Bone Morphogenetic Protein and Polypeptide Fragments, Methods Enzymol 146: 294-312.•, ·. Human (+) - (+) - - + • · · • · · · · · · · · - ...... ..II .. I ......... * .... ....... · * ····································································································· os 25 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. -4 protein. 119373 19 was performed as described in Marshall R. Urist, J.J. Chang, A. Lietze, Y.K. Huo, A.G. Brownell and J. DeLange (1987): Preparation and Bioassay of Bone Morphogenetic Protein and Polypeptide Fragments, Methods Enzymol 146: 294-312.

55

EsimerkiteXAMPLES

Esimerkki 1: Poron BMP-4 mature osan cDNA:n kloonaaminen ja sekvensointi 10 A. RNA:n eristäminenExample 1: Cloning and Sequencing of the mature portion of reindeer BMP-4 cDNA 10 A. RNA Isolation

Kolmivuotiaan urosporon sarvet leikattiin irti ja jäädytettiin nestetypessä välittömästi teurastuksen jälkeen. Jäätyneet sarvet leikattiin 0,5 cm:n palasiksi ja 15 säilytettiin -70 °C. Poron sarven mRNA eristettiin käyttäen QuickPrep® Micro mRNA Purification Kit -pakkausta (Pharmacia Biotech). Osa poron sarven kappaleesta pilkottiin pieniksi palasiksi (noin 1 mm3) ja 0,1 g tätä kudosta lisättiin 0,6 ml:iin Extraction-puskuria, joka sisälsi guanidinitiosyanaattia ja N-lauroyylisarkosiinia. Kudosta homogenisoitiin jäissä Ultra Turraksilla kolme kertaa 20 10 sekuntia ja jäähdytettiin homogenisointikertojen välillä. 1,2 ml Elution-puskuria lisättiin ja suspensiota homogenisoitiin vielä yhden kerran 10 sekunnin ajan. Lopputuloksena oli tasainen suspensio.Three-year-old male reindeer horns were severed and frozen in liquid nitrogen immediately after slaughter. The frozen horns were cut into 0.5 cm pieces and stored at -70 ° C. Reindeer horn mRNA was isolated using the QuickPrep® Micro mRNA Purification Kit (Pharmacia Biotech). Part of the reindeer horn piece was cut into small pieces (about 1 mm 3) and 0.1 g of this tissue was added to 0.6 ml of Extraction buffer containing guanidine thiocyanate and N-lauroyl sarcosine. The tissue was homogenized on ice with Ultra Turras three times for 20 to 10 seconds and cooled between homogenization runs. 1.2 ml of Elution buffer was added and the suspension was homogenized once more for 10 seconds. The result was a uniform suspension.

• · • · · * T | Poron sarven homogenaatti ja Oligo(dT)-selluloosa sentrifugoitiin täydellä / / 25 nopeudella [14,000 rpm, huoneenlämmössä, Centrifuge 5415 C (Eppendorf)] • ti j··*/ yhden minuutin ajan. Oligo(dT)-selluloosapelletin päällä oleva puskuri poistettiin ja ··· : kirkas kudoshomogenaatti pipetoitiin sen tilalle. Putkea käännettiin ylösalaisin, jotta I··• · • · · * T | The reindeer horn homogenate and the Oligo (dT) cellulose were centrifuged at full speed / 25 [14,000 rpm, room temperature, Centrifuge 5415 C (Eppendorf)] for 1 minute. The buffer on top of the Oligo (dT) cellulose pellet was removed and the ··· clear tissue homogenate was pipetted in its place. The tube was turned upside down so that I ··

Oligo(dT)-selluloosapelletti saataisiin suspensioksi. Suspensiota sekoitettiin varovasti viiden minuutin ajan ja sentrifugoitiin täydellä nopeudella [14,000 rpm, 30 huoneenlämmössä, Centrifuge 5415 C (Eppendorf)] kymmenen sekunnin ajan. Supernatantti heitettiin pois.The oligo (dT) cellulose pellet would be made into a suspension. The suspension was gently stirred for five minutes and centrifuged at full speed [14,000 rpm, 30 at room temperature, Centrifuge 5415 C (Eppendorf)] for ten seconds. The supernatant was discarded.

IMIM

• ♦ * · ·• ♦ * · ·

Oligo(dT)-selluloosa suspensoitiin uudelleen High-Salt Buffer -puskuriin [10 mMOligo (dT) cellulose was resuspended in High-Salt Buffer [10 mM

• ♦ '·;·* Tris-HCI (pH 7,5), 1 mM EDTA, 0,5 M NaCI] ja suspensio sentrifugoitiin täydellä 35 nopeudella [14,000 rpm, huoneenlämmössä, Centrifuge 5415 C (Eppendorf)] ·:··· kymmenen sekunnin ajan. Pesut High-Salt Buffer -puskurilla toistettiin viisi kertaa ja lisäksi kaksi kertaa Low Salt Buffer -puskurilla [10 mM Tris-HCI (pH 7,5), 1 mM EDTA, 0,1 M NaCI]. Kolme ml Low Salt Buffer -puskuria lisättiin ja suspensio 20 1 1 9373 siirrettiin MicroSpin-pylvääseen. MicroSpin-pylväs laitettiin Eppendorf-putkeen ja sentrifugoitiin täydellä nopeudella viiden sekunnin ajan. Pylvään Oligo(dT)-selluloosa huuhdeltiin kolme kertaa Low Salt Buffer -puskurilla.Tris-HCl (pH 7.5), 1 mM EDTA, 0.5 M NaCl] and the suspension was centrifuged at full speed 35 [14,000 rpm, room temperature, Centrifuge 5415 C (Eppendorf)] ·: ·· · For ten seconds. Washes with High-Salt Buffer buffer were repeated five times and additionally twice with Low Salt Buffer Buffer [10 mM Tris-HCl (pH 7.5), 1 mM EDTA, 0.1 M NaCl]. Three ml of Low Salt Buffer buffer was added and the suspension was loaded on a MicroSpin column. The MicroSpin column was placed in an Eppendorf tube and centrifuged at full speed for five seconds. Column Oligo (dT) cellulose was rinsed three times with Low Salt Buffer.

5 Poron sarven mRNA eluoitiin MicroSpin-pylväästä puhtaaseen Eppendorf-putkeen lisäämällä pylvääseen 0,2 ml 65 °C Elution Buffer -puskuria (QuickPrep® Micro mRNA Purification Kit, Pharmacia Biotech) ja sentrifugoimalla täydellä nopeudella [14,000 rpm, huoneenlämmössä, Centrifuge 5415 C (Eppendorf)] viiden sekunnin ajan. Eluutiovaihe toistettiin kaksi kertaa. Eristetty mRNA saostettiin lisäämällä 10 jokaiseen eluanttiin 5 pl glykogeeniliuosta (5-10 mg/ml DEPC-käsitellyssä H20:ssä), 1/10 tilavuutta K-asetaattiliuosta (2,5 M kaliumasetaatti, pH 5,0) ja 0,5 ml absoluuttista etanolia (jäähdytettynä -20 °C;seen). Saostumisen annettiin tapahtua -20 °C:ssa ainakin 30 minuuttia ja mRNA sentrifugoitiin täydellä nopeudella [14,000 rpm, 4 °C:ssa, Centrifuge 5415 C (Eppendorf)] viiden minuutin ajan. 15 Saostettu mRNA säilytettiin -70 °C:ssa niin kauan kunnes cDNA.n synteesi suoritettiin.5 Reindeer Horn mRNA was eluted from the MicroSpin column into a clean Eppendorf tube by adding 0.2 ml of 65 ° C Elution Buffer (QuickPrep® Micro mRNA Purification Kit, Pharmacia Biotech) and centrifugation at full speed [14,000 rpm, room temperature, Centrifuge 5415 Eppendorf)] for five seconds. The elution step was repeated twice. The isolated mRNA was precipitated by adding 10 µl of each glycogen solution (5-10 mg / ml in DEPC-treated H 2 O), 1/10 volume of K-acetate solution (2.5 M potassium acetate, pH 5.0) and 0.5 ml of absolute ethanol (cooled to -20 ° C). Precipitation was allowed to proceed at -20 ° C for at least 30 minutes and the mRNA was centrifuged at full speed [14,000 rpm, 4 ° C, Centrifuge 5415 C (Eppendorf)] for 5 minutes. The precipitated mRNA was stored at -70 ° C until cDNA synthesis was performed.

B. cDNA:n synteesi 20 Poron sarven mRNA:n käänteinen transkriptio suoritettiin modifioiden Time Saver™ cDNA Synthesis Kit -pakkauksen (Pharmacia Biotech) ohjeita. 3 pg :\\ mRNA:ta lämpödenaturoitiin 65 °C:ssa kymmenen minuutin ajan ja jäähdytettiin jäissä. 0,2 pmol DTT, 0,5 pg Oligo(dT)12-ie aluketta ja lämpödenaturoitu mRNA j lisättiin First Strand -reaktioseokseen, joka sisälsi seuraavia: FPLCpure™ Cloned // 25 Murine Reverse Transcriptase, RNAguard™, RNaasi/DNaasivapaa BSA, dNTPsB. cDNA Synthesis Reverse transcription of reindeer horn mRNA was performed by modification of the Time Saver ™ cDNA Synthesis Kit (Pharmacia Biotech). 3 µg of mRNA were heat denatured at 65 ° C for ten minutes and chilled on ice. 0.2 pmol of DTT, 0.5 µg of Oligo (dT) 12-I primer and heat denatured mRNA were added to a First Strand reaction mixture containing: FPLCpure ™ Cloned // Murine Reverse Transcriptase, RNAguard ™, RNase / DNase-Free BSA, dNTPs

i*:t: (dATP, dCTP, dGTP ja dTTP) vesipohjaisessa puskurissa (Time Saver™ cDNAi *: s: (dATP, dCTP, dGTP, and dTTP) in aqueous buffer (Time Saver ™ cDNA

ϊ·ί i Synthesis Kit, Pharmacia Biotech). Sekoitettua liuosta inkuboitiin 37 °C:ssa yhden !...! tunnin ajan. Inkubaation jälkeen First Strand -reaktioseos lisättiin Second Strand - reaktioseokseen, joka sisälsi E. colin RNaasi H:ta ja E. coli DNA-polymerasi l:tä ja 30 dNTP:t vesipohjaisessa puskurissa (Time Saver™ cDNA Synthesis Kit, Pharmacia Biotech). Liuosta sekoitettiin varovasti ja inkuboitiin huoneen lämpötilassa 30 . \ minuuttia. Syntetisoitu cDNA säilytettiin +4 °C asteen lämpötilassa.(Synthesis Kit, Pharmacia Biotech). The mixed solution was incubated at 37 ° C for one hour. for an hour. After incubation, the First Strand reaction mixture was added to the Second Strand reaction mixture containing E. coli RNase H and E. coli DNA polymerase 1 and 30 dNTPs in aqueous buffer (Time Saver ™ cDNA Synthesis Kit, Pharmacia Biotech). The solution was gently mixed and incubated at room temperature for 30 minutes. \ minutes. The synthesized cDNA was stored at + 4 ° C.

• · · ··· · • · *···* C. Poron sarven cDNA:n kartoittaminen 9 : ·.. 35 e ·:··· Poron BMP-4:n kypsän osan cDNA monistettiin PCR-tekniikalla (Polymerase chain reaction) käyttäen alukkeita (5’- GGATCCGAGCCCCAAGCATCACCCACAGAGG -3’) 21 119373 ja (3’- AAGCTTGCGGCACCCACATCCCTCCACTAC - 5’) (taulukko 3), jotka oli suunniteltu jo tunnetun Teksasin kuusipeuran BMP-4-geenin homologiaan perustuen. PCR-reaktioseos (50 pl) sisälsi 100 ng poron sarvesta valmistettua cDNA:ta, 40 pmol kutakin aluketta, 0,4 mM dNTP (PCR Core Kit, Roche) ja 0,7 5 U/μΙ Expand High Fidelity -entsyymiseosta (lämpöstabiili Taq-polymeraasi + oikolukeva polymeraasi, Roche) Expand High Fidelity -puskurissa, joka sisälsi MgCI2 (Expand High Fidelity PCR System, Roche). Reaktio suoritettiin käyttäen Mastercycler personal apparatus -laitetta (Eppendorf) seuraavan ohjelman mukaisesti: alkudenaturaatio 94 °C 4 minuuttia, ja seuraavat 25 sykliä: 10 denaturaatio 94 °C, 1 minuutti, alukkeiden liittäminen 55 °C 1 minuutti, DNA-ketjujen pidentäminen 72 °C 2 minuuttia. Loppuekstensio suoritettiin 72 °C:ssa 10 minuuttia.C. Mapping of Reindeer Horn cDNA 9: · .. 35 e ·: ··· The mature portion of reindeer BMP-4 cDNA was amplified by PCR (Polymerase chain). reaction) using primers (5'-GGATCCGAGCCCCAAGCATCACCCACAGAGG -3 ') 21 119373 and (3'-AAGCTTGCGGCACCCACATCCCTCCACTAC - 5') (Table 3) designed based on the homology of the already known Texas six-deer BMP-4 gene. The PCR reaction mixture (50 µl) contained 100 ng of reindeer horn cDNA, 40 pmol of each primer, 0.4 mM dNTP (PCR Core Kit, Roche) and 0.7 5 U / μΙ Expand High Fidelity Enzyme (heat-stable Taq). Polymerase + Proofreading Polymerase, Roche) in Expand High Fidelity Buffer containing MgCl 2 (Expand High Fidelity PCR System, Roche). The reaction was performed using a Mastercycler personal apparatus (Eppendorf) according to the following program: initial denaturation at 94 ° C for 4 minutes, and the following 25 cycles: 10 denaturation at 94 ° C for 1 minute, primer attachment at 55 ° C for 1 minute, extension of DNA chains C 2 minutes. The final extension was performed at 72 ° C for 10 minutes.

Kloonauksessa käytetyt alukkeet_Primers used in cloning_

Poron BMP-4 cDNA:n kypsä osa_ pTrcHis2A 51-> 3’ GGATCCGAGCCCCAAGCATCACCCACAGAGG_ __3’—» 5’ AAGCTTGCGGCACCCACATCCCTCCACTAC_ PIVEX2.4 5’-+ 3’ CCGCGGTAGCCCCAAGCATCACCCACAGAGG_Mature portion of reindeer BMP-4 cDNA_ pTrcHis2A 51-> 3 'GGATCCGAGCCCCAAGCATCACCCACAGAGG____'5' AAGCTTGCGGCACCCACATCCCTCCACTAC_ PIVEX2.4 5 '- + 3' CCGCGGTAGCCCAG

3’—» 5’ GGATCCTAGCGGCACCCACATCCCTCCACTAC3'— »5 'GGATCCTAGCGGCACCCACATCCCTCCACTAC

15 • · v Taulukko 3. Poron BMP-4 kypsän osan kloonaamisessa käytetyt alukkeet • · • 1 · • · · ··· · D. Kloonaaminen pGEM-T®-vektoriin • m m 1 • · · • « · : 20 PCR-tuote puhdistettiin käyttäen Wizard® PCR Preps DNA Purification System “1·! -pakkausta (Promega) ja ligatoitiin pGEM-T®-vektoriin (kuva 1) käyttäen T4 DNA- ligaasia (pGEM-T® Vector System I; Promega). 0,3 pg puhdistettua PCR-tuotetta , ja 2,3 pg/ml pGEM-T® vektoria lisättiin ligaatiopuskuriin, joka sisälsi 18 mM Tris- HCI (pH 7,8), 6 mM MgCfe, 6 mM DTT, 0,3 mM ATP, 3 % polyetyleeniglykolia ja *···1 25 0,14 U/μΙ T4 DNA-ligaasia kokonaistilavuuden ollessa 66 μΙ. Reaktion annettiin : tapahtua +16 °C vesihauteessa, joka viileni yön aikana +4 °C:ksi. Syntynyttä, uutta ··· · :1··. plasmidia kutsuttiin nimellä: pGEMrd4/116 (kuva 1).15 • · v Table 3. Primers used for cloning the mature part of reindeer BMP-4 D. Cloning into pGEM-T® vector mm 1 · · · · ·: 20 PCR the product was purified using the Wizard® PCR Preps DNA Purification System “1 ·! (Promega) and ligated into the pGEM-T® vector (Figure 1) using T4 DNA ligase (pGEM-T® Vector System I; Promega). 0.3 µg of purified PCR product and 2.3 µg / ml pGEM-T® vector were added to the ligation buffer containing 18 mM Tris-HCl (pH 7.8), 6 mM MgCl 2, 6 mM DTT, 0.3 mM ATP, 3% polyethylene glycol and * ··· 1 25 0.14 U / μΙ T4 DNA ligase at a total volume of 66 μΙ. The reaction was allowed to: take place in a water bath of + 16 ° C, which cooled to + 4 ° C overnight. Born, New ··· ·: 1 ··. the plasmid was called: pGEMrd4 / 116 (Figure 1).

• · · • ♦ · • · • · · <· 119373 22 E. Kompetenttien Escherichia coli TOP 10 F’ -solujen valmistaminenE. E. Preparation of Competent Escherichia coli TOP 10 F 'Cells

Kompetentit Escherichia coli TOP 10 F -solut valmistettiin kalsiumkloridi/magnesiumkloridimenetelmällä. 2 ml LB-kasvatuslientä inokuloitiin 5 E. Coli TOP 10 F -soluilla ja kasvatettiin yön yli 37 °C:ssa ravistellen (225 rpm). Seuraavana aamuna 100 ml:aan tuoretta LB kasvatuslientä lisättiin 1 ml yli yön kasvatettua kasvustoa ja sitä kasvatettiin ravistellen (225 rpm) 37 °C:ssa niin kauan kunnes OD6oo = 0,5 - 0,6. Kasvatetut solut kerättiin sentrifugoimalla (2,500 x g, 5 minuuttia), suspendoitiin 10 ml:aan 0,1 M MgCI2-liuosta ja kerättiin uudelleen 10 sentrifugoimalla (2,500 x g, 5 minuuttia). MgCI2-käsittelyn jälkeen solut suspendoitiin 10 inhaan 0,1 M CaCI2-liuosta, inkuboitiin jäähauteessa 30 minuuttia ja kerättiin taas sentrifugoimalla (2,500 x g, 5 minuuttia). CaCI2-käsittely toistettiin, muuttaen sitä kuitenkin niin, että toisella kerralla käytettiin 3,5 ml CaCI2-liuosta ja inkuboimalla soluja yhden tunnin ajan. Suspensioon lisättiin glyserolia (lopullinen 15 konsentraatio 14 % (v/v)) ja suspensio jaettiin 200 μΙ:η eriin. Kompetentit E. Coli TOP 10 F’ -solut pakastettiin nestetypessä ja säilytettiin -70 °C:ssa.Competent Escherichia coli TOP 10 F cells were prepared by the calcium chloride / magnesium chloride method. 2 ml of LB broth were inoculated with 5 E. Coli TOP 10 F cells and grown overnight at 37 ° C with shaking (225 rpm). The next morning, 100 ml of fresh LB broth was added to 1 ml of overnight culture and grown with shaking (225 rpm) at 37 ° C until OD 600 = 0.5-0.6. Cultured cells were harvested by centrifugation (2.500 x g, 5 minutes), resuspended in 10 ml of 0.1 M MgCl 2 solution and re-collected by 10 centrifugation (2.500 x g, 5 minutes). After MgCl2 treatment, cells were suspended in 10 in 0.1 M CaCl2 solution, incubated in an ice bath for 30 minutes, and collected again by centrifugation (2.500 x g, 5 minutes). The CaCl 2 treatment was repeated, however, with a second run of 3.5 mL of CaCl 2 and incubation of the cells for one hour. Glycerol (final concentration 14% (v / v)) was added to the suspension and the suspension was divided into 200 μΙ aliquots. Competent E. Coli TOP 10 F 'cells were frozen in liquid nitrogen and stored at -70 ° C.

F. Kompetenttien Escherichia coli TOP 10 F' -solujen transformointi ja sellaisten kloonien valitseminen, jotka sisältävät poron BMP-4:n.F. Transformation of competent Escherichia coli TOP 10 F 'cells and selection of clones containing reindeer BMP-4.

2020

Kompetentit Escherichia coli TOP 10 F -solut sulatettiin jäähauteessa 15 minuutinCompetent Escherichia coli TOP 10 F cells were thawed in an ice bath for 15 minutes

:Y: ajan. 10 μΙ ligaatioseosta (kuvattu edellä) lisättiin 100 phaan TCM-liuosta (10 mM: Y: time. 10 μΙ of ligation mixture (described above) was added to 100 ph of TCM solution (10 mM

• · ; Tris-HCI, 10 mM CaCI2, 10 mM MgCI2, pH 7,0) ja sekoitettiin 200 μΙ:η kanssa .·. : kompetentteja E. coli soluja. Seosta inkuboitiin jäissä 30 minuuttia ennen • · ·• ·; Tris-HCl, 10 mM CaCl2, 10 mM MgCl2, pH 7.0) and mixed with 200 μΙ. : competent E. coli cells. The mixture was incubated on ice for 30 minutes before • · ·

25 lämpöshokkia (43 °C, 3 minuuttia). Lämpökäsittelyn jälkeen lisättiin 800 μΙ LB25 heat shocks (43 ° C, 3 minutes). After heat treatment, 800 μΙ LB was added

• · · ΓΥ kasvatuslientä ja solujen annettiin elpyä 37 °C:ssa 45 minuuttia. Transformoidut ;:i.: solut kerättiin sentrifugoimalla täydellä nopeudella 2 minuutin ajan ja suspendoitiin • · ’···1 30 phaan kasvatuslientä. Solususpensio maljattiin kahdelle LB-maljalle, jotka sisälsivät 25 pg/ml ampisilliinia, 1 mmol IPTG (isopropyyli-p-D- 30 tiogalaktopyranosidiä) ja 2,4 nmol X-gal (5-bromi-4-kloori-3-indolyyli-p-D- :...·1 galaktosidi) ja soluja kasvatettiin maljoilla yön yli 37 °C:ssa. Positiiviset kloonit : !·. havaittiin siitä, että ne olivat väriltään valkoisia IacZ-geenin a-komplementaation • · [···[ vuoksi. Menetelmä on kuvattu yksityiskohtaisesti kirjassa Sambrook ja Russel (2001) Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York.The culture broth and cells were allowed to recover at 37 ° C for 45 minutes. Transformed;: i .: Cells were harvested by centrifugation at full speed for 2 minutes and resuspended in · · · · ··· 30 phage broth. The cell suspension was plated on two LB plates containing 25 pg / ml ampicillin, 1 mmol IPTG (isopropyl-pD-thiogalactopyranoside) and 2.4 nmoles of X-gal (5-bromo-4-chloro-3-indolyl-pD-): ... · 1 galactoside) and cells were grown in plates overnight at 37 ° C. Positive clones:! ·. were found to be white in color due to a · complementation of the IacZ gene • · [··· [. The method is described in detail in Sambrook and Russel (2001) Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York.

· * · • ·· 119373 23 G. pGEMrd4/116-plasmidien eristäminen ja cDNA~inserttien sekvensointi· * · • ·· 119373 23 Isolation of G. pGEMrd4 / 116 Plasmids and Sequencing of cDNA Inserts

Plasmidit eristettiin käyttäen Wizard® Plus Minipreps DNA Purification System -pakkausta (Promega) ja puhdistettiin lisäksi saostamalla etanolilla. cDNA:n 5 identiteetti varmistettiin sekvensoimalla ABI Prism -laitteella (Perkin-ElmerPlasmids were isolated using the Wizard® Plus Minipreps DNA Purification System kit (Promega) and further purified by ethanol precipitation. The identity of the cDNA was confirmed by sequencing on an ABI Prism (Perkin-Elmer

Corporation). Sekvensointireaktio suoritettiin käyttäen DYEnamic ET Terminator Cycle Sequencing Kit -pakkausta (Amersham Pharmacia Biotech) ja Mastercycler Personel PCR-laitetta (Eppendorf). Sekvensoinnissa käytettävät PCR-alukkeet olivat (5’-T AATACGACTCACT AT AGGGCGA-3’) ja (3’- 10 ATTTAGGTAACACTATAGAATAC-5’) (taulukko 4) ja käytetty ohjelma: 25 sykliä denaturaatio 94 °C 30 sekuntia, alukkeiden liittäminen 50 °C 15 sekuntia, ketjun pidentäminen 60 °C. Monistetut PCR-tuotteet seostettiin etanolilla. 10 pl:aan reaktioseosta lisättiin 1 pl 1,5 M Na-asetaatti - 250 mM EDTA-puskuria ja 95-100 % etanolia niin paljon, että etanolin lopullinen konsentraatio oli 75 %. Saostumisen 15 annettiin tapahtua jäähauteessa 10 minuutin ajan ja sen jälkeen seosta sentrifugoitiin 20 minuuttia. Supernatantti heitettiin pois ja sakka pestiin huoneenlämmössä 125 piillä 70 % etanolia. Seos sentrifugoitiin pikaisesti ja pesussa käytetty etanoli poistettiin niin tehokkaasti kuin mahdollista. Sakka kuivattiin 37 °C:ssa muutaman minuutin ajan, kunnes kaikki etanoli oli haihtunut. 20 ABI Prism -laitteisto oli lääketieteellisen biokemian ja molekyylibiologian laitoksessa Oulun yliopistossa ja varsinainen sekvensointi suoritettiin siellä.Corporation). The sequencing reaction was performed using a DYEnamic ET Terminator Cycle Sequencing Kit (Amersham Pharmacia Biotech) and a Mastercycler Personel PCR Device (Eppendorf). The PCR primers used for sequencing were (5'-T AATACGACTCACT AT AGGGCGA-3 ') and (3'-10 ATTTAGGTAACACTATAGAATAC-5') (Table 4) and program used: 25 cycles of denaturation at 94 ° C for 30 seconds, primer addition at 50 ° C 15 seconds, chain extension 60 ° C. Amplified PCR products were mixed with ethanol. To 10 µl of the reaction mixture was added 1 µl of 1.5 M Na acetate - 250 mM EDTA buffer and 95-100% ethanol to a final concentration of 75% ethanol. Precipitation was allowed to occur in an ice bath for 10 minutes and then the mixture was centrifuged for 20 minutes. The supernatant was discarded and the precipitate was washed at room temperature with 125 silicon 70% ethanol. The mixture was centrifuged rapidly and the ethanol used for washing was removed as efficiently as possible. The precipitate was dried at 37 ° C for a few minutes until all ethanol had evaporated. 20 The ABI Prism equipment was in the Department of Medical Biochemistry and Molecular Biology at the University of Oulu and the actual sequencing was performed there.

• · • · · • · t • · 0 9 0 0 9 0 0 9 - · · : Sekvensoinnissa käytetyt alukkeet_0 9 0 0 9 0 0 9 - · ·: Primers used for sequencing_

pGEM-T® plasmidit 5’-> 3’ TAATACGACTCACTATAGGGCGApGEM-T® plasmids 5 '-> 3' TAATACGACTCACTATAGGGCGA

3’^ 5’ ATTTAGGTGACACTATAGAATAC3 '^ 5' ATTTAGGTGACACTATAGAATAC

• · · 0 09 9 099• · · 0 09 9 099

*···: pTrcHis2A 5’-> 3’ AGAGGTATATATTAATGTATCG* ···: pTrcHis2A 5 '-> 3' AGAGGTATATATTAATGTATCG

plasmidit 3’^ 5’ ATGGTCGACGGCGCTATTCAGplasmids 3 '^ 5' ATGGTCGACGGCGCTATTCAG

* * · • · · • · ·* * · · · · · · ·

0 5’—► 3’ TAATACGACTCACTATAGGGCGA0 5'— ► 3 'TAATACGACTCACTATAGGGCGA

: .*·. plVEX2.4 plasmidit 3’^ 5’ GCTAGTTATTGCTCAGCGG:. * ·. plVEX2.4 plasmids 3 '^ 5' GCTAGTTATTGCTCAGCGG

1·« · • · · • · • · *·· A(.1 · «· • · · • • • * ·· A {.

25 • 1 Taulukko 4. Poron BMP-4:n kypsän osan sekvensoinnissa käytetyt alukkeet 9 9 9 119373 2425 • 1 Table 4. Primers used for sequencing the mature part of reindeer BMP-4 9 9 9 119373 24

Esimerkki 2. Poron BMP-4:n kypsän osan rekombinanttiproteiinin ekspressio Escherichia coli TOP 10 F’, Origami B (DE3) ja Rosetta (DE3) -soluissa A. Poron BMP-4:n kypsän osan subkloonaaminen pGEM-T®-vektorista 5 ekspressoivaan vektoriin pTrcHis 2A (invitrogen) ja transformointi kompetentteihin Escherichia coli TOP 10 F -soluihin.Example 2. Expression of the recombinant mature protein of reindeer BMP-4 in Escherichia coli TOP 10 F ', Origami B (DE3) and Rosetta (DE3) cells A. Subcloning of the mature portion of reindeer BMP-4 from pGEM-T® 5 expression vector pTrcHis 2A (Invitrogen) and transformation into competent Escherichia coli TOP 10 F cells.

Poron BMP-4:n kypsän osan subkloonaminen pGEM®-T vektorista ekspressoivaan vektoriin pTrcHis 2A (kuva 2) toteutettiin irrottamalla kypsä osa 10 pGEMrd4/116-vektorista Bam Hl ja Hind III -restriktioentsyymeillä ja ligatoimalla insertti pTrcHis 2A -vektoriin, joka oli digestoitu samoilla entsyymeillä. pGEM®-T ja pTrcHis 2A -vektorien (1 pg) digestio Bam Hl (Roche) ja Hind III (Roche) -entsyymeillä suoritettiin 10 pl:ssa 10 mM Tris-HCI, 10 mM NaCI, 5 mM MgCI2, 1 mM 2-merkaptoetanoli, pH 8,0 (SuRE/Cut B, Roche) käyttäen 1 U/μΙ kutakin 15 restriktioentsyymiä. Reaktion annettiin tapahtua 1,5 tuntia 37 °C:ssa, jonka jälkeen restriktioentsyymit inaktivoitiin 65 °C:ssa 20 minuutin ajan ja pakastettiin -20 °C:seen. Ligaatio (ligaasin pitoisuus 0,1 U/μΙ) suoritettiin 2X Rapid Ligation Buffer-puskurissa (tullut pGEM-T® -vektorin (Promega) mukana) +16 °C vesihauteessa, jonka annettiin hitaasti jäähtyä + 4 °C:seen yön aikana.Subcloning of the mature portion of reindeer BMP-4 from the pGEM®-T vector expressing vector pTrcHis 2A (Figure 2) was accomplished by removing the mature portion of the 10 pGEMrd4 / 116 vector with Bam HI and Hind III restriction enzymes and ligating the insert into pTrcHis 2A. with the same enzymes. Digestion of pGEM®-T and pTrcHis 2A (1 µg) with Bam HI (Roche) and Hind III (Roche) was performed in 10 µl of 10 mM Tris-HCl, 10 mM NaCl, 5 mM MgCl 2, 1 mM mercaptoethanol, pH 8.0 (SuRE / Cut B, Roche) using 1 U / μΙ each of 15 restriction enzymes. The reaction was allowed to proceed for 1.5 hours at 37 ° C, after which the restriction enzymes were inactivated at 65 ° C for 20 minutes and frozen at -20 ° C. The ligation (0.1 U / μg ligase concentration) was performed in 2X Rapid Ligation Buffer (supplied with pGEM-T® vector (Promega)) in a +16 ° C water bath which was allowed to cool slowly to + 4 ° C overnight.

2020

Uusi konstrukti tarkistettiin sekvensoimalla (menetelmä on kuvattu esimerkissä 1, osassa G) käyttäen alukkeita: (5’-AGAGGTATATATTAATGTATCG -3’) ja : (3’-ATGGTCGACGGCGCTATTCAG -5’). Ekspressiovektoria, joka sisälsi pTrcHis !\ : 2A:n ja poron BMP-4:n kypsän osan cDNA:n, kutsuttiin nimellä: pTrcrd4/116 (kuva • ·· .*,·] 25 2). Kompetentit Escherichia Coli TOP 10 F’ -solut transformoitiin kuten on kuvattu i « · ΓΥ esimerkissä 1 osassa F.The new construct was verified by sequencing (the method is described in Example 1, section G) using primers: (5'-AGAGGTATATATTAATGTATCG -3 ') and: (3'-ATGGTCGACGGCGCTATTCAG-5'). An expression vector containing the cDNA of the mature portion of pTrcHis! \: 2A and reindeer BMP-4 was called: pTrcrd4 / 116 (Figure • ··. *, ·] 25 2). Competent Escherichia Coli TOP 10 F 'cells were transformed as described in Example 1, Part F.

• · ·• · ·

• « I• «I

f f · · ··· *···* B. Poron BMP-4:n kypsän osan liittäminen pET22b(+) (Novagen) ekspressiovektoriin ja transformoiminen kompetentteihin Escherichia Coli Origami \:V 30 B (DE3) ja Rosetta (DE3) -soluihin • · · « · • · t·· : !·. Poron BMP-4:n kypsän osan subkloonaaminen ekspressoivaan vektoriin • * [·*·[ pET22b(+) (Novagen) (kuva 3) suoritettiin, kuten on kuvattu edellä (katso esimerkki 2 osa A). Syntynyttä uutta plasmidia, joka sisälsi pET22b(+)vektorin ja ·· : *·· 35 siihen ligatoidun poron BMP-4:n kypsän osan cDNA-molekyylistä, kutsuttiin ”’*i nimellä: pETrd4/116 (kuva 3). Kompetentit Origami B (DE3) ja Rosetta (DE3) -solut transformoitiin noudattaen valmistajan (Novagen) antamia ohjeita.B. Insertion of the mature portion of the reindeer BMP-4 into the expression vector pET22b (+) (Novagen) and transformation into the competent Escherichia Coli Origami V: 30B (DE3) and Rosetta (DE3) - to cells • · · «· • · t ··:! ·. Subcloning of the mature portion of reindeer BMP-4 into an expression vector • * [· * · [pET22b (+) (Novagen) (Figure 3) was performed as described above (see Example 2, Part A). The resulting new plasmid containing the pET22b (+) vector and ··: * ·· 35 mature part of the cDNA molecule of reindeer BMP-4 was called '' * i under the name: pETrd4 / 116 (Figure 3). Competent Origami B (DE3) and Rosetta (DE3) cells were transformed according to the manufacturer's instructions (Novagen).

119373 25 C. Poron BMP-4:n kypsän osan rekombinanttiproteiinin ekspressio Escherichia coli -kasvustoissa ja solujen kerääminen £ coli -solut [TOP 10, Origami B (DE3) tai Rosetta (DE3)], jotka sisälsivät joko 5 pTrcrd4/116- tai pETrd4/116-plasmidin, kasvatettiin yön yli 50 mhssa SOB kasvatuslientä, joka sisälsi ampisilliinia (50 pg/ml) ja Rosetta (DE3) -solukasvusto myös kloramfenikolia (35 pg/ml), +37 °C:ssa ravistellen (225 rpm). Seuraavana aamuna 1200 ml:aan SOB kasvatusmediumia, joka sisälsi edellä mainitut antibiootit, lisättiin 24 ml yön yli kasvanutta kasvustoa ja kasvatusta jatkettiin + 37 10 °C:ssa ravistellen (225 rpm) kunnes Οϋβοο oli 0,6, jolloin solut ovat logaritmisen kasvuvaiheen puolivälin paikkeilla. Tässä vaiheessa rekombinattiproteiinin indusointi suoritettiin lisäämällä IPTG siten, että lopullinen konsentraatio oli 1 mM. Induktion jälkeen soluja kasvatettiin neljästä viiteen tuntiin, jonka jälkeen ne kerättiin sentrifugoimalla. Nukleotidisekvensseistä johdetut rekombinanttiproteiinien 15 aminohapposekvenssit on esitetty kuvassa 5 (pTrcrd4/116) ja kuvassa 6 (pETrd4/116).119373 25 C. Expression of the mature portion of the reindeer BMP-4 recombinant protein in Escherichia coli cultures and cell harvesting in E. coli cells [TOP 10, Origami B (DE3) or Rosetta (DE3)] containing either 5 pTrcrd4 / 116 or pETrd4 / 116 plasmid was grown overnight in 50 ml SOB medium containing ampicillin (50 pg / ml) and Rosetta (DE3) cell culture also chloramphenicol (35 pg / ml) at 37 ° C with shaking (225 rpm). . The next morning, 24 ml of overnight culture was added to 1200 ml of SOB medium containing the above antibiotics and culturing was continued at 37 ° C with shaking (225 rpm) until Οϋβοο was 0.6, with cells in the mid-log phase of growth. round. At this point, the induction of the recombinant protein was accomplished by the addition of IPTG to a final concentration of 1 mM. After induction, cells were grown for four to five hours, after which they were harvested by centrifugation. The amino acid sequences of the recombinant proteins derived from the nucleotide sequences are shown in Figure 5 (pTrcrd4 / 116) and Figure 6 (pETrd4 / 116).

Esimerkki 3: Poron BMP-4:n kypsän osan rekombinanttiproteiinin puhdistaminen ja laskostaminen 20 A. Inkluusiokappaleiden peseminen • » • ♦ · • · · : .·, Kerätyt solut suspendoitiin ravistellen 50 mM Na-fosfaattipuskuriin (pH 7,0, 220 g [·[ | soluja/1 litra puskuria). Suspensio sentrifugoitiin 5500 x g 45 minuuttia +4 °C:ssa.Example 3: Purification and folding of the mature portion of reindeer BMP-4 recombinant protein 20 A. Washing of inclusion bodies The harvested cells were suspended by shaking in 50 mM Na phosphate buffer, pH 7.0, 220 g [ · [| Cells / liter of buffer). The suspension was centrifuged at 5500 x g for 45 minutes at + 4 ° C.

• · · 25 Pesu Na-fosfaattiliuoksella toistettiin kerran. Solusakka punnittiin ja säilytettiin -70 Γ\: °C:ssa yön yli. Pakastettu sakka, jossa oli osittain särkyneitä soluja, sulatettiin ja • ·The washing with Na phosphate solution was repeated once. The cell pellet was weighed and stored at -70 ° C overnight. A frozen pellet with partially broken cells was thawed and · ·

**;;/ suspendoitiin (25 mg/ml) 20 mM Tris-HCI-puskuriin, pH 8,5, joka sisälsi 0,5 mM** was suspended (25 mg / ml) in 20 mM Tris-HCl buffer, pH 8.5 containing 0.5 mM

*···: EDTA, ravistellen 2 minuuttia. Suspensio sentrifugoitiin 26 000 x g 30 minuutin ajan +4 °C:ssa ja Tris-HCI-EDTA pesu toistettiin kerran. Saatu solusakka 30 punnittiin. Viimeisen pesun jälkeen solusakka suspendoitiin (35 mg/ml) ravistellen* ···: EDTA, shaking for 2 minutes. The suspension was centrifuged at 26,000 x g for 30 minutes at + 4 ° C and the Tris-HCl-EDTA wash was repeated once. The resulting cellular precipitate 30 was weighed. After the final wash, the cell pellet was suspended (35 mg / ml) with shaking

(200 rpm/minuutti, yön yli, huoneenlämmössä) lyysipuskuriin (6 M GuHCI-20 mM(200 rpm overnight, at room temperature) in lysis buffer (6 M GuHCl-20 mM)

: ,*·. Na-fosfaatti-0,5 M NaCI, pH 8,0), jolloin kaikki loput kokonaiset £. coli solut • * · *.‘V särkyvät ja inkluusiokappaleet saadaan liukoisiksi. Suspensio sentrifugoitiin *"** (26,000 x g, 45 minuuttia, huoneenlämmössä), sakka heitetään pois, jolloin ·· : *.. 35 rekombinanttiproteiini jää liukoisena supernatanttiin. Lopuksi supernatantti ·:··: suodatetaan 45 pm suodattimen läpi, jotta päästään varmasti eroon kaikista solurippeistä.:, * ·. Na-phosphate-0.5 M NaCl, pH 8.0), with the remainder of the whole £. coli cells • * · *. 'V are fragile and the inclusion bodies are soluble. The suspension was centrifuged at * "** (26,000 xg, 45 minutes at room temperature), the precipitate discarded, leaving ··: * .. 35 recombinant protein soluble in the supernatant. Finally, the supernatant ·: ··: filtered through a 45 µm filter to ensure removal of all cell debris.

119373 26 B. Saostus isoelektrisessä pisteessä (pl)119373 26 B. Precipitation at an isoelectric point (pl)

Poron BMP-4-rekombinanttiproteiini, jota ekspressoitiin pETrd4/116-plasmidista Escherichia coli Origami B (DE3) tai Rosetta (DE3) -soluissa, seostettiin 5 isoelektrisessä pisteessään pH 8,12. Isoelektrinen piste määritettiin tietokonelaskennan avulla poron rekombinantin BMP-4:n aminohapposekvenssistä (kuva 6). Sakka kerättiin sentrifugoimalla (12 000 x g, 30 min, huoneenlämmössä) ja suspensoitiin lyysipuskuriin (6 M GuHCI - 20 mM Na-fosfaatti - 0,5 M NaCI; pH 8,0).The reindeer BMP-4 recombinant protein expressed from pETrd4 / 116 in Escherichia coli Origami B (DE3) or Rosetta (DE3) cells was mixed at 5 isoelectric points at pH 8.12. The isoelectric point was determined by computer calculation from the amino acid sequence of recombinant reindeer BMP-4 (Figure 6). The precipitate was collected by centrifugation (12,000 x g, 30 min, at room temperature) and suspended in lysis buffer (6 M GuHCl - 20 mM Na phosphate - 0.5 M NaCl, pH 8.0).

10 C. immobilisoitu metalliaffiniteettikromatografia (IMAC)10 C. immobilized metal affinity chromatography (IMAC)

Escherichia coli -solut lyysattiin heiluttelemalla 6 M GuHCI - 20 mM Na-fosfaatti -0,5 M NaCI; (pH 8,0) liuoksessa kahden tunnin ajan ja suodatettiin 45 pm 15 suodattimen läpi. IMAC-menetelmässä käytettiin valmiiksi pakattuja HiTrapEscherichia coli cells were lysed by shaking with 6 M GuHCl - 20 mM Na-phosphate -0.5 M NaCl; (pH 8.0) in solution for two hours and filtered through a 45 µm filter. The IMAC method utilized pre-packaged HiTrap

Chelating HP -affiniteettipylväitä (Amersham Pharmacia Biotech). Pylväät varattiin Co2+-, Cu2+- tai Ni2+-ioneilla valmistajan ohjeen mukaan. rdBMP-4-proteiinin päässä olevaa His-Tag-epitooppia käytetettiin hyväksi siten, että His-tag-epitooppi sitoutui metalli-ioneilla varattuun pylvääseen ja E. colista peräisin olevat solujätteet 20 virtasivat pylvään läpi. Suodatettu, pesujen jälkeinen supernatantti saatettiin pylvään pintaan pylväsmatriksin varaamisen jälkeen. Suurin osa epäpuhtauksista : V: poistettiin pesemällä pylvästä lyysipuskurilla (6 M GuHCI - 20 mM Na-fosfaatti - 0,5 • M NaCI, pH 8,0) 5-10-kertaisella pylvään tilavuudella. Toinen pesukerta, ·*· ·Chelating HP affinity columns (Amersham Pharmacia Biotech). The columns were charged with Co2 +, Cu2 + or Ni2 + ions according to the manufacturer's instructions. The His-Tag epitope at the end of the rdBMP-4 protein was utilized such that the His-tag epitope bound to a column charged with metal ions and E. coli-derived cell debris flowed through the column. The filtered, post-wash supernatant was applied to the column surface after charging the column matrix. Most impurities: V: removed by washing the column with lysis buffer (6 M GuHCl - 20 mM Na phosphate - 0.5 M NaCl, pH 8.0) with 5-10 fold column volume. Second wash, * * · ·

määrältään 5-10-kertainen pylvään tilavuus, suoritettiin lyysipuskurilla, jossa 6 M5-10 fold column volume was performed with lysis buffer at 6M

: .·] 25 GuHCI:n tilalla oli 6 M urea. Rekombinantti poron BMP-4 eluoitiin HiTrap pylväästä • · · "V käyttäen pH-gradienttia pH.sta 7,0 pH:hon 4,0 (6 M urea - 20 mM Na-fosfaatti - 0,5 M NaCI). Fraktiot analysoitiin SDS-PAGE:lla ja puhtaimmat rdBMP-4 sisältävät ψ · ***** fraktiot yhdistettiin rekombinanttiproteiinin laskostamista varten (kuva 8).:. ·] 25 GuHCI was replaced by 6 M urea. Recombinant reindeer BMP-4 was eluted from the HiTrap column using a pH gradient from pH 7.0 to pH 4.0 (6 M urea - 20 mM Na phosphate - 0.5 M NaCl). Fractions were analyzed by SDS -PAGE and the purest rdBMP-4 containing ψ · ***** fractions were pooled for folding the recombinant protein (Figure 8).

30 D. Rekombinantin rdBMP-4:n kypsän osan laskostaminen ··· • · • · ··· : !·. BMP-4-fraktiot, jotka oli analysoitu SDS-PAGE:lla, yhdistettiin ja dialysoitiin vettä *···! vastaan. Dialyysissä saostunut proteiini kerättiin sentrifugoimalla ja suspendoitiin • · '1* inkuboiden kaksi tuntia 25 °C:ssa 8 M urea - 0,1 M Tris/HCI, pH 8 -liuoksessa, joka I *·· 35 lisäksi sisälsi 100 mM DTT, 1 mM EDTA. pH laskettiin pH:hon 3-4 lisäämällä tipoittain 1 M HCI-liuosta. DTT poistettiin täysin dialysoimalla kaksi tuntia 25 °C:ssa 6 M urea-10 mM HCI -liuosta vastaan. Dialyysiä jatkettiin +4 °C:ssa yön yli 6 M ureaa vastaan. Rekombinantin rdBMP-4:n laskostuminen suoritettiin 119373 27 kaksivaiheisessa dialyysissä. Ensimmäinen dialyysiliuos oli 20 mM Tris-HCI - 150 mM NaCI - 3 M urea (pH 7,5). Dialyysipuskuri vaihdettiin neljä kertaa kahden tai kolmen päivän aikana. Toisessa vaiheessa kaikki suolat poistettiin perinpohjaisella vesidialyysillä. Dialyysivesi vaihdettiin ainakin kuusi kertaa kahden, kolmen päivän 5 aikana. Näyte, josta suolat oli poistettu, sentrifugoitiin ja pelletti kuivattiin lyofilisoimalla. Tässä vaiheessa BMP-4:n puhtausaste oli 75 % ja se laskostui 50-prosenttisesti määritettynä ei-pelkistävällä SDS-PAGE:lla. Poron rekombinantin BMP-4:n laskostuneen dimeerin määrä mitattiin densitometrillä Coomassie Brilliant Blue -värjätyistä geeleistä.30 D. Folding of the mature portion of recombinant rdBMP-4 ··· • · · ···:! ·. BMP-4 fractions analyzed by SDS-PAGE were pooled and dialyzed with water * ···! against. Protein precipitated by dialysis was collected by centrifugation and suspended by incubation for 2 hours at 25 ° C in 8 M urea - 0.1 M Tris / HCl, pH 8, containing 1 * · 35 plus 100 mM DTT, 1 mM EDTA. The pH was lowered to pH 3-4 by the dropwise addition of 1 M HCl. The DTT was completely removed by dialysis for two hours at 25 ° C against 6 M urea-10 mM HCl. Dialysis was continued at + 4 ° C overnight against 6 M urea. Folding of recombinant rdBMP-4 was performed on 119373 27 biphasic dialysis. The first dialysis solution was 20 mM Tris-HCl - 150 mM NaCl - 3 M urea (pH 7.5). The dialysis buffer was changed four times over two or three days. In the second step, all salts were removed by thorough water dialysis. Dialysis water was changed at least six times over two, three days. The desalted sample was centrifuged and the pellet dried by lyophilization. At this point, BMP-4 was 75% pure and 50% folded as determined by non-reducing SDS-PAGE. The amount of folded dimer of reindeer recombinant BMP-4 was measured by densitometry on Coomassie Brilliant Blue stained gels.

1010

Esimerkki 4. Poron rekombinantin BMP-4:n kypsän osan biologisen aktiivisuuden testaaminenExample 4. Testing the biological activity of the mature portion of reindeer recombinant BMP-4

Lyofilisoidun, poron BMP-4-rekombinanttiproteiinin biologinen aktiivisuus testattiin 15 implantoimalla hiiren reisilihaksen taskuun vähemmän kuin 1 mg rekombinattiproteiinia absorboituna Lyostrypt® kollageenihuopaan tai gelatiinikapseliin. Kontrollina toimi BSA. Takajalat röntgenkuvattiin ja implantaatiokohdat leikeltiin ja fiksattiin 10 % neutraalissa formaliiniiiuoksessa. Fiksatut implantit leikattiin 4 pm:n leikkeiksi ja värjättiin hematoksyliini-20 eosiiniliuoksella. Leikkeitä tarkasteltiin valomikroskoopilla. Uuden luun muodostus evaluoitiin röntgenkuvauksen avulla määrittämällä pinta-ala ja optinen tiheys. Röntgenkuvat siirrettiin tietokoneelle käyttäen optista skanneria (HP Scan Jet, • · « ·*.*. Hewett-Packard, USA). Ektooppisen ja ortotooppisen uuden luun muodostuminen T i arvioitiin röntgenkuvissa nähtävän kalsifioidun kudoksen pinta-alan suhteen (mm2) / / 25 käyttäen Scion Image Beta 4.02 (Scion Corp., USA) -ohjelmaa. Tietyn alueen • * · ;·: ·* keskimääräinen optinen tiheys (mmAl) mitattiin samalla laitteella. Optisen tiheyden : kalibrointi suoritettiin käyttäen alumiinista valmistettua levyä (AI), jossa oli 0,25 • · · mmAl askelmat, ja jonka kalibroitu tiheys antoi vaihtelualueen 4 mmAl asti.The biological activity of the lyophilized reindeer BMP-4 recombinant protein was tested by implanting less than 1 mg of recombinant protein absorbed into a Lyostrypt® collagen blanket or gelatin capsule into the mouse thigh muscle pocket. BSA served as control. The hind legs were x-rayed and the implant sites were dissected and fixed in 10% neutral formalin solution. Fixed implants were cut into 4 µm sections and stained with hematoxylin-20 eosin solution. The sections were examined under a light microscope. New bone formation was evaluated by X-ray imaging by determining surface area and optical density. X-rays were transferred to a computer using an optical scanner (HP Scan Jet, Hewett-Packard, USA). The formation of ectopic and orthotopic new bone T i was evaluated by the area of calcified tissue seen in X-rays (mm 2) / 25 using Scion Image Beta 4.02 (Scion Corp., USA). The average optical density (mmAl) of a given region was measured by the same device. Optical Density: Calibration was performed using an aluminum plate (Al) with 0.25 · · · mmAl steps and a calibrated density giving a range up to 4 mmAl.

: 30 Esimerkki 5: Poron BMP-4-rekombinanttiproteiinin kypsän osan ekspressio: 30 Example 5: Expression of the mature portion of reindeer BMP-4 recombinant protein

Rapid Translation System RTS 500:ssa *♦· • · • · * A. RTS 500 ekspressiovektorin pIVEX2,4c (Roche) rakentaminen φ · • · * · · 35 Poron BMP-4:n normaalin kypsän osan monistaminen, PCR-tuotteen ·:··· puhdistaminen, ligaatio pGEM-T®-vektoriin (kuva 1), transformaatio kompetentteihin Escherichia coli TOP10 F -soluihin (Invitrogen), plasmidin puhdistaminen ja inserttien sekvensointi tehtiin muutoin samoin kuin on kuvattu 119373 28 esimerkissä 1, paitsi poron BMP-4 kypsän osan monistamiseen käytettiin seuraavia alukkeita: (5’-CCGCGGTAGCCCCAAGCATCACCCACAGAGG-3’) ja (3’-GGATCCTAGCGGCACCCACATCCCTCCACTAC-5’) (taulukko 2) ja konstruktia kutsuttiin nimellä pGEMrd4/116/2 (pMU5/2) (kuva 1). Konstruktin sekvensoinnissa käytetyt alukkeet olivat: (5’-TAATACGACTCACTATAGGGCGA-3’) ja (3’-GCTAGTTATTGCTCAGCGG-5’) (taulukko 4). Monistamiseen käytetyissä alukkeissa oli Ksp I (Sac II) -restriktioentsyymin katkaisukohta 5’-päässä ja Bam Hl -katkaisukohta alukkeen 3’-päässä, ja näitä kohtia käytettiin hyväksi poron BMP-4 kypsän osan subkloonauksessa. Plasmidit pGEMrd4/116/2 ja pIVEX 2,4c (0,5 pg) digestoitiin käyttäen 10 mM Tris*HCI, 10 mM MgCI2 1 mM ditioerytritolia, pH 7 (SuRE Cut Buffer L, Roche) -puskuria ja kutakin entsyymiä 1 U/μΙ, kokonaistilavuuden ollessa 10 pl. Restriktioentsyymit inaktivoitiin ennen ligaatiota ja ligaatioreaktio suoritettiin kuten on esitetty esimerkissä 2, osassa A. Uutta konstruktia kutsutaan nimellä plVEXrd4 (pMU500) (kuva 4).Rapid Translation System on the RTS 500 * ♦ · · · · * A. Construction of the RTS 500 Expression Vector pIVEX2.4c (Roche) 35 Amplification of the normal mature portion of reindeer BMP-4, PCR product · : ··· purification, ligation into pGEM-T® vector (Figure 1), transformation into competent Escherichia coli TOP10 F cells (Invitrogen), plasmid purification and insert sequencing were performed as described in Example 119373 28 except for reindeer BMP- The following primers were used to amplify the 4 mature sections: (5'-CCGCGGTAGCCCCAAGCATCACCCACAGAGG-3 ') and (3'-GGATCCTAGCGGCACCCACATCCCTCCACTAC-5') (Table 2) and the construct was called pGEMrd4 / 116/2 (pMEMrd4 / 116/2). The primers used to construct the construct were: (5'-TAATACGACTCACTATAGGGCGA-3 ') and (3'-GCTAGTTATTGCTCAGCGG-5') (Table 4). The primers used for amplification had a Ksp I (Sac II) restriction enzyme cleavage site at the 5'-end and a Bam HI restriction site at the 3'-end of the primer, and these sites were utilized for subcloning the mature portion of reindeer BMP-4. Plasmids pGEMrd4 / 116/2 and pIVEX 2.4c (0.5 µg) were digested using 10 mM Tris * HCl, 10 mM MgCl2, 1 mM dithioerythritol, pH 7 (SuRE Cut Buffer L, Roche) buffer and 1 U / μΙ, for a total volume of 10 µl. Restriction enzymes were inactivated before ligation and the ligation reaction was performed as described in Example 2, Part A. The new construct is termed plVEXrd4 (pMU500) (Figure 4).

B. Rekombinantti-BMP-4:n kypsän osan tuottaminen RTS 500 -systeemissä RTS 500 reaktio suoritettiin noudattaen Rapid Translation System RTS 500 E. coli Template Kitin ohjeita. Rekombinanttiproteiinin aminohapposekvenssi ja vastaava nukleotidisekvenssi on esitetty kuvassa 7.B. Production of the mature portion of recombinant BMP-4 in RTS 500 The RTS 500 reaction was performed following the instructions of the Rapid Translation System RTS 500 E. coli Template Kit. The amino acid sequence and the corresponding nucleotide sequence of the recombinant protein are shown in Figure 7.

Tulokset • · · • · • · • · · • * · ! Poron BMP-4:n osittaisen cDNA:n kloonaus • · * • · · • · • · • · ·Results • · · •! Cloning of Reindeer BMP-4 Partial cDNA

Nukleotidisekvenssi, joka saatiin ABI Prism -reaktioista, analysoitiin tietokoneenThe nucleotide sequence obtained from ABI Prism reactions was analyzed by computer

:·ί ; avulla ja sitä verrattiin jo tunnettuihin BMP-sekvensseihin. Uusi kloonattu cDNA: · Ί; and compared with already known BMP sequences. New cloned cDNA

··· osoittautui homologiavertailujen perusteella kaikkein homologisimmaksi peuran BMP-4:n (nukleotidihomologia 99 % ja aminohappohomologia 99 %) ja hiiren, rotan ihmisen ja koiran BMP-4:n kanssa (aminohappohomologia 98 %). BMP-4-proteiinien nukleotidi- ja aminohappohomologit eri nisäkkäiden välillä on esitetty • · · . *. taulukossa 1.··· was found to be most homologous with deer BMP-4 (nucleotide homology 99% and amino acid homology 99%) and mouse, rat human, and canine BMP-4 (98% amino acid homology) based on homology comparisons. The nucleotide and amino acid homologues of BMP-4 proteins between different mammals are shown in · · ·. *. in Table 1.

• · « • · · ··· · • · · • * *j·* Poron BMP-4:n kypsän osan ekspressointi • · • * • · * ····: Ensiksikin, poron BMP-4 kypsä osa kloonattiin pTrcHis2A-vektoriin, transformoitiin E. coli TOP 10 -soluihin, jolloin saatiin pTrcrd4/116-vektori. Rekombinanttiproteiinin ekspressio indusoitiin IPTG:llä. Rekobinanttiproteiinin tuotto varmistettiin SDS- 119373 29 PAGEilla, mutta induktiota ei havaittu. Tämän arveltiin johtuvan monista sellaisista rdBMP-4:n kodoneista, jotka ovat harvoin käytössä E. colissa. On myös mahdollista, että indusoitumattomuus johtunee korkeasta GC-pitoisuudesta rdBMP-4:n proteiinia koodaavan alueen alussa (ensimmäisten 10 kodonin GC-5 pitoisuus on 70 %).Expression of the mature part of reindeer BMP-4 First, the mature part of reindeer BMP-4 was cloned into pTrcHis2A vector was transformed into E. coli TOP 10 cells to give the pTrcrd4 / 116 vector. Expression of the recombinant protein was induced by IPTG. Production of the recombinant protein was confirmed by SDS-119373 29 PAGE, but no induction was observed. This was thought to be due to many of the rdBMP-4 codons rarely used in E. coli. It is also possible that the inducibility is due to the high GC content at the beginning of the protein coding region of rdBMP-4 (GC-5 content of the first 10 codons is 70%).

Näiden syiden vuoksi päätettiin kokeilla toisenlaista vektorisysteemiä ja erilaista E. coli -kantaa. pET22b(+) (Novagen), jossa on His6-tag ja pelB-johtoalue, valittiin uudeksi ekspressiovektoriksi ja Rosetta (DE3) (Novagen) ja Origami B (DE3) 10 (Novagen) uusiksi E. coli -kannoiksi. Poron BMP-4:n kypsä osa kloonattiin pET22b(+)-vektoriin ja uutta plasmidia kutsuttiin nimellä pETrd4 ja sekä Rosetta (DE3) että Origami B (DE3) -solut transformoitiin tällä vektorilla. Analyysit SDS-PAGE:lla osoittivat, että rdBMP-4 proteiini yliekspressoitui. Ekspressiokokeiden perusteella pääasiassa Rosetta (DE3) -soluja, jotka sisälsivät pETrd4-vektorin, 15 käytettiin tuottamaan rdBMP-4 proteiinia.For these reasons, it was decided to try a different vector system and a different E. coli strain. pET22b (+) (Novagen) with His6-tag and pelB leader region was selected as the new expression vector and Rosetta (DE3) (Novagen) and Origami B (DE3) 10 (Novagen) as new E. coli strains. The mature portion of reindeer BMP-4 was cloned into the pET22b (+) vector and the new plasmid was called pETrd4 and both Rosetta (DE3) and Origami B (DE3) cells were transformed with this vector. Analyzes by SDS-PAGE indicated that rdBMP-4 protein was overexpressed. Based on expression experiments, mainly Rosetta (DE3) cells containing the pETrd4 vector were used to produce the rdBMP-4 protein.

rdBMP-4-proteiinin puhdistaminenPurification of rdBMP-4

Poron rdBMP-4-rekombinanttiproteiinia yliekspressoitiin E. colissa. Pesujen, 20 isoelektriseen pisteeseen perustuvan saostuksen ja inkluusiokappaleiden solubilisaation jälkeen rekombinantin poron rdBMP-4:n pitoisuus oli 85 %.Reindeer rdBMP-4 recombinant protein was overexpressed in E. coli. After washing, precipitation based on 20 isoelectric points and solubilization of the inclusion bodies, the recombinant reindeer had a rdBMP-4 content of 85%.

• · • · · • · ·• · • · · · ·

Seuraava puhdistusvaihe oli immobilisoitu metalliaffiniteettikromatografia (IMAC). T | Näyte eluoitiin pylväästä käyttäen pH-gradienttia ja rdBMP-4-proteiinin puhtaus oli / / 25 vähintään 75 % määritettynä SDS-PAGE:lla (kuva 8). Eristetyn rdBMP-4 proteiinin • t · j··· kypsän osan molekyylipaino oli 17 800 Da määritettynä elektroforeettisen ί·: : liikkuvuuden perusteella SDS-PAGE:lla pelkistävissä olosuhteissa.The next purification step was immobilized metal affinity chromatography (IMAC). T | The sample was eluted from the column using a pH gradient and the rdBMP-4 protein had a purity of at least 75% as determined by SDS-PAGE (Figure 8). The mature portion of the isolated rdBMP-4 protein had a molecular weight of 17,800 Da as determined by SDS-PAGE under electrophoretic mobility under reducing conditions.

• · · • · • · • · · rdBMP-4-proteiinin laskostaminen ja aktiivisuuden testaaminen : :*: 30 • ·Folding and Activity Testing of rdBMP-4:: *: 30 • ·

Denaturoituneen rdBMP-4-proteiinin in vitro -laskostuminen kvantitoitiin tn . *. mittaamalla laskostunut dimeeri Coomassie Brilliant Blue -värjätyiltä geeleiltä • · « densitometrisesti. Ei-pelkistävistä SDS-PAGE geeleistä määritetty proteiinin • · *···’ laskostuminen oli 50 %.The in vitro folding of the denatured rdBMP-4 protein was quantitated. *. by measuring the folded dimer on Coomassie Brilliant Blue stained gels • · «densitometrically. The folding of the protein · · * ··· 'from non-reducing SDS-PAGE gels was 50%.

* • * _ _ 35 ·:··; rdBMP-4-proteiinin osteoinduktiivinen aktiivisuus lisääntyi annoskokoa suurennettaessa (taulukko 2). Poron rdBMP-4-rekombinanttiproteiini osoittautui kaikilla testatuilla konsentraatioilla huomattavasti tehokkaammaksi luun muodostuksen indusoijaksi kuin ihmisen vastaavaa.* • * _ _ 35 ·: ··; The osteoinductive activity of rdBMP-4 increased with increasing dose size (Table 2). At all concentrations tested, the reindeer rdBMP-4 recombinant protein proved to be a much more potent inducer of bone formation than the human one.

30 1 1 9373 Tämä keksintö on kuvattu korostaen joitakin edullisia toteutusmuotoja ja 5 sovelluksia. Kuitenkin alan ammattilaisille on ilmeistä, että variaatioita esiintuoduista toteutusmuodoista voidaan tehdä ja käyttää ja, että keksintöä voidaan käyttää seuraavien vaatimusten puitteissa muullakin tavalla kuin mitä on tässä täsmällisesti esitetty.The present invention has been described with emphasis on some preferred embodiments and embodiments. However, it will be apparent to those skilled in the art that variations on the embodiments disclosed may be made and practiced, and that the invention may be practiced within the scope of the following claims other than as specifically set forth herein.

• » • · 1 • · · • · • · • · · • · · ··· · • · • · · * ti • · • ·• »• • 1 • · • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

• · I• · I

• · · • M · • · • · · • · · ··· · • · · • · • · • · · • · · • · · • · · *·1 • · • · • · · • · • · · • · · «·· 1 * · · • · • · • 1 · • · • · • ·· t 3, 1 1 9373• · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·erate · · • · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ···

SEQUENCE LISTINGSEQUENCE LISTING

<110> BBS-Bioactive Bone Substitutes Oy 5 <120> Bone morphogenetic proteins <130> OP10087 6 <160> 1 10 <170> Patentin version 3.1 <210> 1 <211> 116<110> BBS-Bioactive Bone Substitutes Oy 5 <120> Bone Morphogenetic Proteins <130> OP10087 6 <160> 1 10 <170> Patent Version 3.1 <210> 1 <211> 116

15 <212> PRT15 <212> PRT

<213> Rangifer tarandus tarandus <400> 1 20 Ser Pro Lys His His Pro Gin Arg Ala Arg Lys Lys Asn Lys Asn Cys 15 10 15<213> Rangifer tarand tarand <400> 1 20 Ser Pro Lys His His Pro Gin Arg Arg Lys Lys Asn Lys Asn Cys 15 10 15

Arg Arg His Ser Pro Tyr Vai Asp Phe Ser Asp Val Gly Trp Asn Asp 20 25 30 25Arg Arg His Ser Pro Tyr Or Asp Phe Ser Asp Val Gly Trp Asn Asp 20 25 30 25

Trp lie Val Ala Pro Pro Gly Tyr Gin Ala Phe Tyr Cys His Gly Asp 35 40 45Trp lie Val Ala Pro Pro Gly Tyr Gin Ala Phe Tyr Cys His Gly Asp 35 40 45

Cys Pro Phe Pro Leu Ala Asp His Leu Asn Ser Thr Asn His Ala lie 30 50 55 60Cys Pro Phe Pro Leu Ala Asp His Leu Asn Ser Thr Asn His Ala lie 30 50 55 60

Val Gin Thr Leu Val Asn Ser Val Asn Ser Ser lie Pro Lys Ala Cys 65 70 75 80 I i : 35 Cys Val Pro Thr Glu Leu Ser Ala lie Ser Met Leu Tyr Leu Asp Glu .1 I 85 90 95 • ♦ · ♦ · ♦ ·♦· · .·, : Tyr Asp Lys Val Val Leu Lys Asn Tyr Gin Glu Met Val Val Glu Gly ·. 1: 100 105 110 :40 *·1 1 Cys Gly Cys Arg :115 »«· · • · · • ♦ • · ··· • · · • · ♦ ··♦ ··· • » • · ··· • ♦ • · ♦ • · · *·« · ««· • · • · ··· • · · • · • ♦♦Val Gin Thr Leu Val Asn Ser Val Asn Ser Ser lie Pro Lys Ala Cys 65 70 75 80 I i: 35 Cys Val Pro Thr Glu Leu Ser Ala lie Ser Met Leu Tyr Leu Asp Glu .1 I 85 90 95 • ♦ · ♦ · ♦ · ♦ · ·. ·,: Tyr Asp Lys Val Val Leu Lys Asn Tyr Gin Glu Met Val Val Glu Gly ·. 1: 100 105 110: 40 * · 1 1 Cys Gly Cys Arg: 115 »« · ·••••••••••••••••••••••• • ♦ • • · * «« «« «

Claims (19)

119373119373 1. Eristetty luun morfogeneettinen proteiini 4 (BMP-4), tunnettu siitä, että se sisältää konsensussekvenssin P-Q-R-A/S-R/K-K/R-K/N/R/L-N/K-K/R/S-N/H/S-C-An isolated bone morphogenetic protein 4 (BMP-4), characterized in that it contains the consensus sequence P-Q-R-A / S-R / K-K / R-K / N / R / L-N / K-K / R / S-N / H / S-C- 2. Morfogenetiskt protein 4 av ben enligt patentkrav 1, kännetecknat av att det innehäller konsensussekvensen P-Q-R-A/S-R-K-K/R-N/K-K/R-N/H-C-R-R-H-S/A-P.2. The morphogenetic protein 4 av ben enligt patent krav 1, the translation protocol consensus sequence P-Q-R-A / S-R-K-K / R-N / K-K / R-N / H-C-R-R-H-S / A-P. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen luun morfogeneettinen proteiini 4, tunnettu siitä, että se sisältää konsensussekvenssin P-Q-R-A/S-R-K-K/R-N/K-K/R-N/H-C-R-R-H-S/A-P. 10Bone morphogenetic protein 4 according to claim 1, characterized in that it contains the consensus sequence P-Q-R-A / S-R-K-K / R-N / K-K / R-N / H-C-R-R-H-S / A-P. 10 3. Morfogenetiskt protein 4 av ben enligt patentkrav 1, kännetecknat av att det 5 innehäller aminosyrorna 6-21 av SEQ ID NO: 1.3. Morphogenetic protein 4 av ben enligt patent krav 1, transcriptase 5 attehäller aminosyrorna 6-21 av SEQ ID NO: 1. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen luun morfogeneettinen proteiini 4, tunnettu siitä, että se sisältää SEQ ID NO: 1 :n aminohapot 6-21.Bone morphogenetic protein 4 according to claim 1, characterized in that it contains amino acids 6-21 of SEQ ID NO: 1. 4. Morfogenetiskt protein 4 av ben enligt patentkrav 1, kännetecknat av att det innehäller aminosyrorna 1-23 av SEQ ID NO: 1.Morphogenetic protein 4 av ben enligt patent krav 1, transcriptase att att innehäller aminosyrorna 1-23 av SEQ ID NO: 1. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen luun morfogeneettinen proteiini 4, tunnet-15 tu siitä, että se sisältää SEQ ID NO: 1 :n aminohapot 1-23.The bone morphogenetic protein 4 according to claim 1, characterized in that it contains amino acids 1-23 of SEQ ID NO: 1. 5. Morfogenetiskt protein 4 av ben enligt patentkrav 1, kännetecknat av att det innehäller en aminosyrasekvens av SEQ ID NO: 1.The morphogenetic protein 4 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen luun morfogeneettinen proteiini 4, tunnettu siitä, että se sisältää SEQ ID NO: 1:n aminohapposekvenssin.The bone morphogenetic protein 4 according to claim 1, characterized in that it contains the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. 5 R/K-R-H-S/A-P tai C-R/K-R-H-S/A-P-Y-V-D-F-S-D.5 R / K-R-H-S / A-P or C-R / K-R-H-S / A-P-Y-V-D-F-S-D. 6. Isolerad DNA-molekyl, kännetecknad av att den kodar ett morfogenetiskt protein av ben enligt nägot av patentkraven 1-5.6. Isolerad DNA molecule, encoding the morphogenetic protein av ben enligt face av patent craven 1-5. 6. Eristetty DNA-molekyyli, tunnettu siitä, että se koodaa jonkin patenttivaati muksen 1-5 mukaista luun morfogeneettistä proteiinia. • · • · * • · · • ·An isolated DNA molecule, characterized in that it encodes a bone morphogenetic protein according to any one of claims 1-5. • · • · * • · · · · 7. Nukleotidvektor, kännetecknad av att den innehäller en isolerad DNA-molekyl enligt patentkrav 6.7. Nucleotide vector, coding sequence for isolation of DNA DNA molecule patent krav 6. 7. Nukleotidivektori, tunnettu siitä, että se sisältää patenttivaatimuksen 6 mu-kaisen eristetyn DNA-molekyylin. 25 • · i *:**.·. 8. Rekombinantti-isäntäsolu, tunnettu siitä, että se sisältää patenttivaatimuk- * * * sen 7 mukaisen nukleotidivektorin. • · • f· . . 9. Farmaseuttinen koostumus, tunnettu siitä, että se sisältää jonkin patentti- · · *·*·* 30 vaatimuksen 1-5 mukaisen luun morfogeneettisen proteiinin. • • · • · · • ·*; 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen farmaseuttinen koostumus, tunnettu siitä, ··· · .··*. että se sisältää kyseistä luun morfogeneettistä proteiinia homodimeerinä, tai hete- ,· . rodimeerinä jonkin toisen luun morfogeneettisen proteiinin kanssa. • · · *·" 35Nucleotide vector, characterized in that it contains an isolated DNA molecule according to claim 6. 25 • · i *: **. ·. Recombinant host cell, characterized in that it contains the nucleotide vector of claim 7. • · • f ·. . Pharmaceutical composition, characterized in that it contains a bone morphogenetic protein according to any one of claims 1-5. • • • • • • *; The pharmaceutical composition according to claim 9, characterized by ··· ·. ·· *. that it contains the bone morphogenetic protein in question as a homodimer, or immediate, ·. as a rhodimer with another bone morphogenetic protein. • · · * · “35 8. Rekombinant värdcell, kännetecknad av att den innehäller en nukleotidvek- 15 tor enligt patentkrav 7.8. Recombinant cell line, nucleotide nucleotide nucleic acid nucleic acid sequence Tor enligt patent krav 7. 9. Farmaceutisk sammansättning, kännetecknad av att den innehäller ett mor- . . fogenetiskt protein enligt nägot av patentkraven 1-5. • « · • · · * ·9. Farmaceutisk sammansättning, kännetecknad av att den innehäller ett mor-. . dental gene protein enligt face av patentkraven 1-5. • «· • · · * · 10. Farmaceutisk sammansättning enligt patentkrav 9, kännetecknad av att den innehäller berörda morfogenetiska protein av ben som homodimer, eller som hete- 20 rodimer tillsammans med ett annat morfogenetiskt protein av ben. • ·· · • • · ·10. The pharmaceutical composition of claim 9, the codenamed av att den innehäller introduces a morphogenetic protein av ben som homodimer, an eller som heterodimer protein medication to a morphogenetic protein av ben. • ·· · • • · · 11. Farmaceutisk sammansättning enligt patentkrav 9 eller 10, kännetecknad av • · *···1 att den dessutom innehäller ett annat morfogenetiskt protein av ben, en epidermal tillväxtfaktor, en fibroblastisk tillväxtfaktor eller en transformerande tillväxtfaktor. · • · « • · · • · ·***. 12. Användning av ett morfogenetiskt protein av ben enligt nägot av patentkra- • · · .·. 25 ven 1-5 vid framställning av ett läkemedel, med vilket man värdar störningar i ben, • · · 'll·' brosk, leder eller tänder, varvid regeneration, reparation eller tillväxt av dessa är • · *···1 önskvärd. ·· · • 1 · • ·11. Pharmaceutisk sammansättning enligt patent krav 9 eller 10, kangnetecknad av • · * ··· 1 att den dessutom innehäller to provide morphogenetic protein av ben, en epidermal tillväxtfaktor, en fibroblastisk tillväxtfaktor eller en transformerande tillväxtfaktor. · • · «• · · · · · ***. 12. Användning av morphogenetic protein av ben enligt face av patentkra- · · ·. 25 ven 1-5 vid framställning av et on the go, med vilket man Värdar störningar i ben, • · · 'll ·' brosk, leder eller tänder, colors regeneration, reparation eller tillväxt av dessa är • · * ··· 1 self-colored. ·· · • 1 · • · 11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen farmaseuttinen koostumus, tunnettu siitä, että se sisältää lisäksi jonkin toisen luun morfogeneettisen proteiinin, epider-maalisen kasvutekijän, fibroblastisen kasvutekijän tai transformoivan kasvutekijän. 'N 119373Pharmaceutical composition according to claim 9 or 10, characterized in that it further comprises another bone morphogenetic protein, an epidermal growth factor, a fibroblastic growth factor or a transforming growth factor. 'N 119373 12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukaisen luun morfogeneettisen proteiinin käyttö valmistettaessa lääkeainetta, jolla hoidetaan luuhun, rustoon, jänteisiin tai hampaisiin liittyviä häiriöitä, joissa niiden regeneraatio, korjaus tai kasvu on toivot- 5 tavaa.Use of a bone morphogenetic protein according to any one of claims 1 to 5 in the manufacture of a medicament for the treatment of disorders associated with bone, cartilage, tendons or teeth, where regeneration, repair or growth is desirable. 13. Användning av ett morfogenetiskt protein av ben enligt nägot av patentkra- • · ven 1-5 vid framställning av ett läkemedel, med vilket man värdar cancer, fibromy-30 algi, psoriasis och andra dermatologiska störningar, och reumatiska besvär. 11937313. Användning av morphogenetic protein av ben enligt face av patent craven 1-5 vid framställning av on the basis of medication, mankind, cancer, fibromy-30, psoriasis and andra dermatologic störningar, and rheumatic color. 119373 13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukaisen luun morfogeneettisen proteiinin käyttö valmistettaessa lääkeainetta, jolla hoidetaan syöpää, fibromyalgiaa, psoriasista ja muita dermatologisia häiriöitä, ja reumaattisia vaivoja. 10Use of a bone morphogenetic protein according to any one of claims 1 to 5 in the manufacture of a medicament for the treatment of cancer, fibromyalgia, psoriasis and other dermatological disorders, and rheumatic disorders. 10 14. Osteogent medel, kännetecknat av att det innehäller ett morfogenetiskt protein av ben enligt nägot av patentkraven 1-5.14. An osteogenic agent, an anatomic protein, and a morphogenetic protein av ben enligt face av patent kraven 1-5. 14. Osteogeeninen väline, tunnettu siitä, että se sisältää jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukaisen luun morfogeneettisen proteiinin.An osteogenic device, characterized in that it contains a bone morphogenetic protein according to any one of claims 1 to 5. 15. Osteogent medel enligt patentkrav 14, kännetecknat av att det innehäller berörda morfogenetiska protein av ben som homodimer, eller som heterodimer till- 5 sammans med ett annat morfogenetiskt protein av ben.15. The osteogenic agent encompasses patent application 14, the coding protocol discloses a morphogenetic protein av ben som homodimer, an eller som heterodimer till the same morphogenetic protein av. 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen osteogeeninen väline, tunnettu siitä, että 15 se sisältää kyseistä luun morfogeneettistä proteiinia homodimeerinä, tai heterodi- meerinä jonkin toisen luun morfogeneettisen proteiinin kanssa.An osteogenic device according to claim 14, characterized in that it contains said bone morphogenetic protein as a homodimer, or as a heterodimer with another bone morphogenetic protein. 16. Osteogent medel enligt patentkrav 14 eller 15, kännetecknat av att det dessutom innehäller ett annat morfogenetiskt protein av ben, en epidermal tillväxt-faktor, en fibroblastisk tillväxtfaktor eller en transformerande tillväxtfaktor.16. An osteogentic medication patent 14 eller 15, a transcriptional protocol to provide a morphogenetic protein av ben, an epidermal till factor, a fibroblastic till factor, and a transform factor. 16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen osteogeeninen väline, tunnettu siitä, että se lisäksi sisältää jonkin toisen luun morfogeneettisen proteiinin, epider- 20 maalisen kasvutekijän, fibroblastisen kasvutekijän tai transformoivan kasvutekijän.An osteogenic device according to claim 14 or 15, characterized in that it further contains a bone morphogenetic protein, an epidermal growth factor, a fibroblastic growth factor or a transforming growth factor. 17. Osteogent medel enligt vilket som heist av patentkraven 14-16, känneteck-10 nat av att det innehäller en biologiskt kompatibel matris.17. Osteogent medel enligt flashes som Heist av patent engraver 14-16, transcript-10 nat av att detehehler in a biologically compatible matrix. 17. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 14-16 mukainen osteogeeninen väline, • * : .·. tunnettu siitä, että se sisältää biologisesti yhteensopivan matriksin. ··· · • · • · · • ♦ · :*.·] 25 18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen osteogeeninen väline, tunnettu siitä, että • · ΓΥ kyseinen biologisesti yhteensopiva matriksi sisältää kalsiumfosfaattia, karboksime- Y.: tyyliselluloosaa tai kollageenia tai näiden yhdistelmiä. • · · • · ·An osteogenic device according to any one of claims 14 to 16,. characterized in that it contains a biocompatible matrix. The osteogenic device according to claim 17, characterized in that said biocompatible matrix contains calcium phosphate, carboxymethyl cellulose or collagen or their combinations. • · · • · · 19. Menetelmä luun, ruston, jänteen tai hampaan muodostuksen indusoimiseksi :.v 30 in vitro, tunnettu siitä, että jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukaisella luun morfo- ··· geneettisellä proteiinilla käsitellään kyseistä luuta, rustoa, jännettä tai hammasta. « · • · · • · · • · .*··. Patentkrav • · • · · V\: 1. Isolerat morfogenetiskt protein 4 (BMP-4) av ben, kännetecknat av att det ·:··· 35 innehäller konsensussekvensen P-Q-R-A/S-R/K-K/R-K/N/R/L-N/K-K/R/S-N/H/S-C- R/K-R-H-S/A-P eller C-R/K-R-H-S/A-P-Y-V-D-F-S-D. 119373A method of inducing bone, cartilage, tendon or tooth formation in vitro, characterized in that the bone morpho ··· genetic protein according to any one of claims 1 to 5 is used to treat said bone, cartilage, tendon or tooth. «· • · · • · · •. * ··. Patent Isolation: 1. Isolerat Morphogenetic Protein 4 (BMP-4) av ben, transcriptome att att: ··· 35 innehäller consensus sequence PQRA / SR / KK / RK / N / R / LN / KK / R / SN / H / SC- R / KRHS / AP eller CR / KRHS / APYVDFSD. 119373 18. Osteogent medel enligt patentkrav 17, kännetecknat av att den berörda kompatibla matrisen innehäller kalciumfosfat, karboximetylcellulosa eller kollagen eller kombinationer av dessa.18. Osteogent medel enligt patent krav 17, a translucent matrix innate calcium phosphate, carboxymethylcellulose eller collagen eller combiner. 19. Förfarande för att inducera in vitro ben-, brosk-, led- eller tandbildning, kän-15 netecknat av att berörda ben, brosk, led eller tand behandlas med morfogenetiskt protein av ben enligt nägot av patentkraven 1-5. • · • ♦ « • · · • · • · • · · • ♦ · ··· · • · • · · • ·· • · • · • · · • · · *·· · • • · · * · · ··· · «·· • · • · ··· • · • · · • « « • ♦ ·»· • · • · ··· • · • · · • « · • · ··· • · • · ··· ........ ·· · a · · • · • · 119. Förfarande för att inducera in vitro ben, brosk, led eller tandbildning, kän-15 netecknat av attörda ben, brosk, led eller tand behandlas med morphogenetic protein av benent face av patent kraven 1-5. •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• · · · · · · · · · · · · · · · · ··· • · ··· ........ ·· · a · · • · • · 1
FI20055258A 2005-05-27 2005-05-27 Bone proteins FI119373B (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20055258A FI119373B (en) 2005-05-27 2005-05-27 Bone proteins
PCT/FI2006/050213 WO2006125867A1 (en) 2005-05-27 2006-05-26 Bone morphogenetic protein 4 and osteogenic devices and pharmaceutical products containing thereof
AT06743555T ATE520711T1 (en) 2005-05-27 2006-05-26 BONE MORPHOGENETIC PROTEIN 4 AND OSTEOGENIC DEVICES AND PHARMACEUTICAL PRODUCTS CONTAINING THE SAME
EP06743555A EP1885750B1 (en) 2005-05-27 2006-05-26 Bone morphogenetic protein 4 and osteogenic devices and pharmaceutical products containing thereof
US11/921,069 US7910552B2 (en) 2005-05-27 2006-05-26 Bone morphogenetic proteins containing a heparin binding site and osteogenic devices and pharmaceutical products containing thereof
US11/921,103 US7807627B2 (en) 2005-05-27 2006-05-26 Bone morphogenetic protein 4 and osteogenic devices and pharmaceutical products containing thereof
PCT/FI2006/050214 WO2006125868A1 (en) 2005-05-27 2006-05-26 Bone morphogenetic proteins containing a heparin binding site and osteogenic devices and pharmaceutical products containing thereof
EP06743556A EP1885751B1 (en) 2005-05-27 2006-05-26 Bone morphogenetic protein 6 containing a heparin binding site and osteogenic devices and pharmaceutical products containing thereof
AT06743556T ATE533781T1 (en) 2005-05-27 2006-05-26 HEPARIN BINDING SITE CONTAINING BONE MORPHOGENETIC PROTEIN 6 AND OSTEOGENIC DEVICES AND PHARMACEUTICAL PRODUCTS CONTAINING THE SAME

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20055258 2005-05-27
FI20055258A FI119373B (en) 2005-05-27 2005-05-27 Bone proteins

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20055258A0 FI20055258A0 (en) 2005-05-27
FI20055258A FI20055258A (en) 2006-11-28
FI119373B true FI119373B (en) 2008-10-31

Family

ID=34630193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20055258A FI119373B (en) 2005-05-27 2005-05-27 Bone proteins

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI119373B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20055258A (en) 2006-11-28
FI20055258A0 (en) 2005-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK172503B1 (en) Gene encoding BMP-3 protein, vector containing such a gene, cell transformed with such vector, BMP-3 protein
CA2265508C (en) Bone morphogenetic protein-16 (bmp-16) compositions
JP2845346B2 (en) Bone former
AU663689B2 (en) Osteogenic peptides
JPH04505151A (en) bone morphogenetic factors
US6972321B1 (en) Monomeric protein of the TGF-β family
WO1996033215A1 (en) Novel protein and process for producing the same
JPH09501305A (en) BMP-10 composition
JP4272357B2 (en) Novel monomeric proteins with osteoinductive activity and preventive and therapeutic agents for bone / cartilage diseases comprising them
JP2004514441A (en) Production of recombinant BMP-2
US7807627B2 (en) Bone morphogenetic protein 4 and osteogenic devices and pharmaceutical products containing thereof
US7910552B2 (en) Bone morphogenetic proteins containing a heparin binding site and osteogenic devices and pharmaceutical products containing thereof
CA2600951A1 (en) Growth factor mutants with improved biological activity
FI119373B (en) Bone proteins
US7851435B2 (en) Bone morphogenetic protein 3 and osteogenic devices and pharmaceutical products containing thereof
FI118736B (en) Bone morphogenetic protein
FI121070B (en) Bone morphogenetic protein 6, DNA encoding it, nucleotide vector, recombinant host cell, pharmaceutical composition and osteogenic device
JP3527760B2 (en) Novel osteogenesis-inducing protein, DNA encoding the same, method for producing the protein, and osteogenesis-inducing agent containing the same as an active ingredient
JP3504259B2 (en) Osteoinductive composition
KR100490817B1 (en) MP-52 Derived Protein Consisting of 119 Amino Acids and Process for Producting the Same
MXPA00000242A (en) Murine and human cerberus-like proteins and compositions comprising them
NO310030B1 (en) Process for Preparation of huBMP-3

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 119373

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed