JP2000505791A - 肥満症タンパク質類似体化合物およびその製剤 - Google Patents

肥満症タンパク質類似体化合物およびその製剤

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Abstract

(57)【要約】 本発明は2価金属カチオンと複合体化した肥満症タンパク質類似体からなる新規化合物、その医薬製剤ならびに肥満症、および糖尿病、心臓血管疾患およびがんのような肥満症に関連する障害の処置にこの化合物を用いる方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 肥満症タンパク質類似体化合物およびその製剤 本発明はヒト医学分野にあり、特に肥満症および肥満症に関連する障害の処置 に関する。さらに詳細には、本発明は肥満症タンパク質類似体の化合物および製 剤に関する。 肥満症、および特に上半身肥満症は米国および世界中において一般的で非常に 深刻な公衆衛生上の問題である。最近の統計によると、米国人口の25%以上お よびカナダ人口の27%以上が太り過ぎである。Kuczmarski、Amer.J.of Clin .Nutr.55: 495s-502s(1992); Reederら、Can.Med.Ass.J.,23: 226-233(19 92)。上半身肥満症はII型真性糖尿病に対して知られる最も強力な危険因子であ り、また心臓血管障害およびがんの強力な危険因子でもある。最近の肥満症医療 コストの推定額は世界中で150,000,000,000ドルである。公衆衛 生局長官が主導してアメリカ社会に蔓延し増加し続ける脂肪症との格闘を開始さ せるほどこの問題は深刻になってきた。 この肥満症を誘発する病因の多くは異脂肪血症(dyslipidemia)、高血圧症お よびインシュリン耐性に強い関連をもつ。食事療法および運動によって肥満を減 じることがこれらの危険因子を劇的に減らすことが多くの研究で示された。不運 なことにこれらの処置はほとんどが失敗し、失敗率は95%に達する。この失敗 は、この状態が食欲の増加、高カロリー食品への嗜好、肉体活動の減少および脂 質形成代謝の増大の一因となる遺伝的に受け継がれる因子に強く関連することに 由来する。このことはこのような遺伝的特質を受け継いだ人々がこの状態と格闘 する彼らの努力に関係なく肥満になりがちであることを示す。それゆえ、遺伝継 承にかかわらずにこの脂肪症ハンディキャップを正常にし、内科医が肥満症患者 の処置を首尾よく行うことができる薬理活性物が必要とされる。 ob/obマウスは肥満症および糖尿病のモデルであり、第6染色体上の突然 変異にかかわる常染色体劣性特性をもつことが知られる。最近、Yiying Zhang および共同研究者らはこの状態にかかわるマウス遺伝子のポジショナルクローニ ングを公表した。Yiying Zhangら、Nature372: 425-32(1994)。この報告はマ ウスおよびヒトの脂肪組織において発現するタンパク質を開示する。同様に、村 上らはBiochemical and Biophysical Research Communications 209(3):944-52 (1995)においてラット肥満遺伝子(obese gene)のクローニングおよび発現を 報告している。このob遺伝子にコードされるタンパク質はマウスにおいて脂肪 症を効果的に調節する能力を示した。Pelleymounterら、Science269: 540-543( 1995)。 肥満症タンパク質類似体(obesity protein analogs)が開発され、薬理活性 が示された。これらの類似体のいくつかは物理的性質および安定性が大きく向上 しており、改善された薬理活性物質となっている。本発明中に含まれる類似体は Basinskiら、米国出願番号第08/383,638号およびDiMarchiら、米国仮 出願番号第60/000,450号および第60/002,161号(WO96 /23515およびWO 96/23517として公開)に開示されている。 本発明はこの類似体の効力が大きく高められる条件を提供する。それゆえ、よ り少ない投与量で有効な医薬処置が達成でき、毒性および他の望ましくない副作 用の危険を非常に少なくすることができる。加えて、タンパク質投与量がより少 ないため、患者に対する単位投与剤型のコストが下がる。すなわち、本発明は2 価金属イオンと複合体化した肥満症タンパク質類似体からなる新規タンパク質− カチオン複合体、その医薬製剤ならびにその化合物を肥満症、および糖尿病、心 臓血管疾患およびがんのような肥満症に関連する障害の処置に用いる方法を提供 する。 本発明は2価金属カチオンと複合体化した肥満症タンパク質類似体からなる化 合物を提供する。 本発明は加えて、タンパク質−カチオン化合物を含む非経口医薬製剤およびそ の化合物を肥満症、および糖尿病、心臓血管疾患およびがんのような肥満症に関 連する障害の処置に用いる方法を提供する。本発明はさらにpH約4.5〜9. 0の水溶液中、肥満症タンパク質類似体および2価金属カチオンを一緒にするこ とを特徴とする上記化合物の製造方法を提供する。 本明細書中にて開示および特許請求している本発明の目的に沿って以下の用語 および略語を次のように定義する。 「塩基対(bp)」は、DNAまたはRNAを意味する。DNA分子において 存在する略語A、C、GおよびTはそれぞれ5’モノリン酸形態のヌクレオチド 、(デオキシ)アデニン、(デオキシ)シチジン、(デオキシ)グアニンおよび (デオキシ)チミンに対応する。RNA分子において存在する略語U、C、Gお よびTは5’モノリン酸形態のヌクレオシド、ウラシル、シチジン、グアニンお よびチミンにそれぞれ対応する。二本鎖DNAでは、塩基対はAとTまたはCと Gの組み合わせを意味する。DNA/RNAヘテロ二重らせんでは、塩基対はT とUまたはCとGの組み合わせを意味する。 「肥満症タンパク質類似体」は、式(I) [ここに、第28位のXaaはGlnまたは不存在であり;同タンパク質は少な くとも1つの以下の置換を有する: 第4位のGlnがGluに置換している; 第7位のGlnがGluに置換している; 第22位のAsnがGlnまたはAspに置換している; 第27位のThrがAlaに置換している; 第28位のXaaがGluに置換している; 第34位のGlnがGluに置換している; 第54位のMetがメチオニンスルホキシド、Leu、Ile、Val、Al aまたはGlyに置換している; 第56位のGlnがGluに置換している; 第62位のGlnがGluに置換している; 第63位のGlnがGluに置換している; 第68位のMetがメチオニンスルホキシド、Leu、Ile、Val、Al aまたはGlyに置換している; 第72位のAsnがGln、GluまたはAspに置換している; 第75位のGlnがGluに置換している; 第77位のSerがAlaに置換している; 第78位のAsnがGlnまたはAspに置換している; 第82位のAsnがGlnまたはAspに置換している; 第97位のHisがGln、Asn、Ala、Gly、SerまたはProに 置換している; 第100位のTrpがAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、P he、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuに置換し ている; 第101位のAlaがSer、Asn、Gly、His、Pro、Thrまた はValに置換している; 第102位のSerがArgに置換している; 第103位のGlyがAlaに置換している; 第105位のGluがGlnに置換している; 第106位のThrがLysまたはSerに置換している; 第107位のLeuがProに置換している; 第108位のAspがGluに置換している; 第111位のGlyがAspに置換している; 第118位のGlyがLeuに置換している; 第130位のGlnがGluに置換している; 第134位のGlnがGluに置換している; 第136位のMetがメチオニンスルホキシド、Leu、Ile、Val、A laまたはGlyに置換している; 第138位のTrpがAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、P he、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuに置換し ている;あるいは 第139位のGlnがGluに置換している] で示されるタンパク質または医薬的に許容されるその塩を意味する。 「プラスミド」は、染色体外の自己複製遺伝子成分である。 「読み取り枠」は、翻訳開始点からtRNA、リボソームおよび関連する因子 の翻訳装置によってトリプレットで「読みとられる」ヌクレオチド配列であり、 それぞれのトリプレットは特定のアミノ酸に対応する。それぞれのトリプレット は別個で同じ長さであるため、コーディング配列は3の倍数でなければならない 。1塩基対挿入または欠失(フレームシフト突然変異という)は結果として同じ DNAセグメントによってコードされる2つの異なったタンパク質を与える。こ れを防ぐには、所望のポリペプチドに対応するトリプレットコドンは開始コドン から3の倍数でならんでいなければならず、すなわち正しい「読み取り枠」が維 持されなければならない。キレーティングペプチドを含有する融合タンパク質を 作成する際、構造タンパク質をコードするDNA配列の読み取り枠はそのキレー ティングペプチドをコードするDNA配列において維持されなければならない。 「組換えDNAクローニングベクター」は、1つまたはそれ以上の追加DNA セグメントを加えることができる、あるいは既に加えられたDNA分子を含有す る自律複製因子であり、これにはプラスミドおよびファージがあるが、これらに 限定されない。 「組換えDNA発現ベクター」は、プロモーターが導入されている組換えDN Aクローニングベクターである。 「レプリコン」は、プラスミドまたは他のベクターの自律複製を制御し、可能 にするDNA配列である。 「転写」は、DNAのヌクレオチド配列に含まれる情報を相補的なRNA配列 に移す過程である。 「翻訳」は、メッセンジャーRNAの遺伝情報を用いてポリペプチド鎖の合成 を特定化し、指揮する過程である。 「ベクター」は、適当な制御配列と組み合わせた場合に形質転換される宿主細 胞に特定の性質を与える適当なタンパク質分子に対応するポリヌクレオチド配列 を保有する、遺伝子操作の際に細胞の形質転換に用いられるレプリコンである。 プラスミド、ウイルスおよびバクテリオファージは本来レプリコンであるので、 適切なベクターである。人工ベクターは異なる起源からのDNA分子を制限酵素 およびリガーゼを用いて切断および連結することによって作成される。ベクター には組換えDNAクローニングベクターおよび組換えDNA発現ベクターが含ま れる。 「処置」とは、本明細書では、疾患、状態または障害と格闘することを目的と する患者の管理および介護を指し、これには兆候または併発症の発症を予防し、 それらを緩和し、あるいは疾患、状態または障害を除去するために本発明のタン パク質を投与することが含まれる。本明細書中に用いている処置は美容目的のた めに本タンパク質を投与することを含む。美容目的は哺乳類の体重をコントロー ルして体の見た目を改善することを求める。 「等張性試薬」は、細胞膜を透過する正味の水流出を防ぐために製剤に適当な 張性を付与する生理的に寛容な試薬を意味する。一般にグリセリンのような化合 物が既知の濃度でそのような目的に用いられる。他の可能な等張性試薬は塩、例 えば塩化ナトリウム、デキストロースおよびラクトースなどである。 「生理的に寛容な緩衝液」は当分野において既知である。生理的に寛容な緩衝 液はトリス、酢酸ナトリウム、リン酸ナトリウムまたはクエン酸ナトリウムなど である。緩衝液の選択および濃度は当分野において既知である。 「医薬的に許容される保存剤」について。多用途非経口製剤は保存効力のガイ ドラインに沿って商業的に利用可能な製品にしなければならない。非経口製剤に おいて許容される当分野に既知の医薬的に許容される保存剤は:フェノール、m −クレゾール、ベンジルアルコール、メチルパラベン、クロロブタノール、p− クレゾール、硝酸フェニル水銀、チメローザル(thimerosal)およびこれらの種 々の混合物などである。他の保存剤は、例えばWALLHAUSER,K.-H.,DEVEL0P.BI 0L.STANDARD.24,PP.9-28(Basel,S.Krager,1974)にみられる。保存効果 を達成するのに必要な濃度は用いる保存剤およびその製剤条件に依存する。 本明細書に用いるヌクレオチドおよびアミノ酸の略語は米国特許および商標庁 によって37C.F.R.§1.822(b)(2)(1993)の記載として 許容される。特に明記しなければ、アミノ酸はL体である。 上記のように本発明は2価金属カチオンと複合体化した肥満症タンパク質類似 体からなる化合物を提供する。肥満症タンパク質類似体は2価金属カチオンと複 合体化した場合、大きく効力が高められることが示されている。 本発明の好ましいタンパク質は式I [ここに; 第4位のGlnがGluに置換している; 第7位のGlnがGluに置換している; 第22位のAsnがGlnまたはAspに置換している; 第27位のThrがAlaに置換している; 第28位のGlnがGluに置換している; 第34位のGlnがGluに置換している; 第54位のMetがメチオニンスルホキシド、LeuまたはAlaに置換して いる; 第56位のGlnがGluに置換している; 第62位のGlnがGluに置換している; 第63位のGlnがGluに置換している; 第68位のMetがメチオニンスルホキシドまたはLeuに置換している; 第72位のAsnがGluまたはAspに置換している: 第75位のGlnがGluに置換している; 第78位のAsnがGlnまたはAspに置換している; 第82位のAsnがGlnまたはAspに置換している; 第130位のGlnがGluに置換している; 第134位のGlnがGluに置換している; 第136位のMetがメチオニンスルホキシド、LeuNIleに置換してい る;あるいは 第139位のGlnがGluに置換している] で示されるものである。 他の好ましいタンパク質は式I [ここに: 第22位のAsnがGlnまたはAspに置換している; 第27位のThrがAlaに置換している; 第54位のMetがメチオニンスルホキシド、LeuまたはAlaに置換して いる; 第68位のMetがメチオニンスルホキシドまたはLeuに置換している; 第72位のAsnがGluまたはAspに置換している; 第78位のAsnがGlnまたはAspに置換している; 第82位のAsnがGlnまたはAspに置換している;あるいは 第136位のMetがメチオニンスルホキシド、Leu、またはIleに置換 している] で示されるものである。 さらに加えて好ましいタンパク質は式I [ここに: 第22位のAsnがGlnまたはAspに置換している; 第27位のThrがAlaに置換している; 第54位のMetがLeuまたはAlaに置換している; 第68位のMetがLeuに置換している; 第72位のAsnがGlnまたはAspに置換している; 第78位のAsnがGlnまたはAspに置換している; 第82位のAsnがGlnまたはAspに置換している;あるいは 第136位のMetがLeu、またはIleに置換している] で示されるものである。 式Iの範囲内の好ましい種類は配列番号2および配列番号3: の種類を含む。 最も重要なことに、本発明の他の好ましいタンパク質は配列番号1のタンパク 質のアミノ酸残基97〜111および/または138の特異的置換体である。こ れらの置換体は結果として付加的なタンパク質安定性をもち、より優れた治療物 質である。したがって、好ましい態様は式II:[ここに、第28位のXaaはGlnまたは不存在であり; 同タンパク質は: 第97位のHisがGln、Asn、Ala、Gly、SerまたはProに 置換している; 第100位のTrpがAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、P he、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuに置換し ている; 第101位のAlaがSer、Asn、Gly、His、Pro、Thrまた はValに置換している; 第102位のSerがArgに置換している; 第103位のGlyがAlaに置換している; 第105位のGluがGlnに置換している; 第106位のThrがLysまたはSerに置換している; 第107位のLeuがProに置換している; 第108位のAspがGluに置換している; 第111位のGlyがAspに置換している;あるいは 第138位のTrpがAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、P he、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuに置換し ている; からなる群から選択される少なくとも1つの置換を有する] で示されるタンパク質またはその医薬的に許容される塩を含む化合物である。 好ましいタンパク質は式III: [同タンパク質は: 第97位のHisがGln、Asn、Ala、Gly、SerまたはProに置 換している; 第100位のTrpがAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、P he、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuに置換し ている; 第101位のAlaがSer、Asn、Gly、His、Pro、Thrまた はValに置換している; 第102位のSerがArgに置換している; 第103位のGlyがAlaに置換している; 第105位のGluがGlnに置換している; 第106位のThrがLysまたはSerに置換している; 第107位のLeuがProに置換している; 第108位のAspがGluに置換している; 第111位のGlyがAspに置換している;あるいは 第138位のTrpがAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、P he、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuに置換し ている; からなる群から選択される少なくとも1つの置換を有する] で示されるタンパク質またはその医薬的に許容される塩である。 より好ましいタンパク質は式III [ここに: 第97位のHisがGln、Asn、Ala、Gly、SerまたはProに 置換している; 第100位のTrpがAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、P he、Tyr、Ser、Thr、Gly、GlnまたはLeuに置換している; 第101位のAlaがSer、Asn、Gly、His、Pro、Thrまた はValに置換している; 第105位のGluがGlnに置換している; 第106位のThrがLysまたはSerに置換している; 第107位のLeuがProに置換している; 第108位のAspがGluに置換している; 第111位のGlyがAspに置換している;あるいは 第138位のTrpがAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、P he、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuに置換し ている] で示されるものである。 他の好ましいタンパク質は式III [ここに: 第97位のHisがSerまたはProに置換している; 第100位のTrpがAla、Gly、Gln、Val、IleまたはLeu に置換している; 第101位のAlaがThrに置換している;あるいは 第138位のTrpがAla、Ile、Gly、Gln、ValまたはLeu に置換している] で示されるものである。 さらに加えて好ましいタンパク質は式III [ここに: 第97位のHisがSerまたはProに置換している; 第100位のTrpがAla、GlnまたはLeuに置換している; 第101位のAlaがThrに置換している;あるいは 第138位のTrpがGlnに置換している] で示されるものである。 本発明の最も好ましい種類は第96位のCysおよび第146位のCysの間 にジスルフィド結合を有する本タンパク質である。最も好ましい種類の例は配列 番号6〜13の種類を含む: [同タンパク質は第96位のCysおよび第146位のCysの間にジスルフィ ド結合を有する] またはその医薬的に許容される塩。 [同タンパク質は第96位のCysおよび第146位のCysの間にジスルフィ ド結合を有する] またはその医薬的に許容される塩。 [同タンパク質は第96位のCysおよび第146位のCysの間にジスルフィ ド結合を有する] またはその医薬的に許容される塩。 [同タンパク質は第96位のCysおよび第146位のCysの間にジスルフィ ド結合を有する] またはその医薬的に許容される塩。[同タンパク質は第96位のCysおよび第146位のCysの間にジスルフィ ド結合を有する] またはその医薬的に許容される塩。[同タンパク質は第96位のCysおよび第146位のCysの間にジスルフィ ド結合を有する] またはその医薬的に許容される塩。 [同タンパク質は第96位のCysおよび第146位のCysの間にジスルフィ ド結合を有する] またはその医薬的に許容される塩。 [同タンパク質は第96位のCysおよび第146位のCysの間にジスルフィ ド結合を有する] またはその医薬的に許容される塩。 特許請求している化合物は2価金属カチオンと複合体化した肥満症タンパク質 類似体からなる。2価金属カチオンには、例えばZn++、Mn++、Fe++、Co++ 、Cd++、Ni++などがある。2つまたはそれ以上の2価金属カチオンを組み 合わせて利用することもできるが、好ましい化合物は単一種の金属カチオン、最 も好ましくはZn++を含む。2価金属カチオンは過剰にするのが好ましいが、各 10分子の肥満症タンパク質類似体に対し、2価金属カチオンが少なくとも1分 子のモル比であれば実施可能である。化合物は肥満症タンパク質類似体1分子に つき1〜100の2価金属カチオンを含むのが好ましい。本化合物は非晶または 結晶固形物であり得る。 金属カチオンの適当な形態は本発明の肥満症タンパク質類似体分子と複合体を 形成するのに利用可能な2価金属カチオンのあらゆる形態である。金属カチオン は固形形態で加えることができるし、あるいは溶液として加えることもできる。 本発明にはいくつかの異なるカチオン塩を用いることができる。金属塩の代表例 は酢酸、臭化物、塩化物、フッ化物、ヨウ化物および硫酸の塩形態である。本発 明の化合物の製造に用いることができる他の金属塩がたくさん存在することは当 業者であれば認識するところであろう。好ましくは、酢酸亜鉛または塩化亜鉛を 用いて本発明の亜鉛−肥満症タンパク質類似体化合物を作成する。最も好ましく は、2価金属カチオンは塩化亜鉛である。 一般に、特許請求している化合物は当分野に既知の技術によって製造する。例 えば簡便な製造法は水溶液中、pH約4.5〜9.0、好ましくはpH約5.5 〜8、最も好ましくはpH6.5〜7.6で肥満症タンパク質類似体を所望の2 価金属カチオンと一緒にすることである。特許請求している化合物は溶液から結 晶もしくは非晶性固形物として沈殿する。重要なことに、本化合物は濾過および 遠心を含めた当分野に認められる通常の分離技術によって容易に単離精製できる 。重要なことに、タンパク質−金属カチオン複合体は安定であり、固形物または 水性懸濁物として都合よく保存できる。 本発明はさらに本発明の化合物および水を含む医薬製剤を提供する。製剤中に おける肥満症タンパク質類似体の濃度は約0.1mg/ml〜約100mg/m l ;好ましくは約0.5mg/ml〜約50.0mg/ml、最も好ましくは約5 .0mg/mlである。 本製剤は保存効力を維持するために必要な濃度の医薬的に許容される保存剤を 含むのが好ましい。保存効力を維持するために必要な保存剤の相対量は用いる保 存剤によって変化する。一般に必要量は、引用によって本明細書に包含されるWA LLHAUSER,K.-H.,DEVELOP.BI0L.STANDARD.24,PP.9-28(Basel,S.Krager ,1974)中にみることができる。 等張性試薬、好ましくはグリセリンをさらに製剤に加えることができる。等張 性試薬の濃度は非経口製剤に対して当分野に既知の範囲内であり、好ましくは約 16mg/mlグリセリンである。また製剤のpHは生理的に寛容な緩衝液を用 いて緩衝化することができる。許容される生理的に寛容な緩衝液はトリス、酢酸 ナトリウム、リン酸ナトリウムまたはクエン酸ナトリウムなどである。緩衝液の 選択および濃度は当分野において既知である。 他の添加剤、例えばトゥウィーン(Tween)20(ポリオキシエチレン(20 )ソルビタンモノラウレート)、トゥウィーン40(ポリオキシエチレン(20 )ソルビタンモノパルミテート)、トゥウィーン80(ポリオキシエチレン(2 0)ソルビタンモノオレエート)、プルロニック(Pluronic)F68(ポリオキ シエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー)、ブリッジ(BRIJ)35 (ポリオキシエチレン(23)ラウリルエーテル)およびペグ(PEG)(ポリエ チレングリコール)のような医薬的に許容される賦形剤を凝集を減らすために製 剤に加えることもできる。 特許請求している医薬製剤は当分野に既知の手法によって製造し、単独で、あ るいは他の治療薬と組み合わせて投与する。本発明の製剤は、通常の溶解および 混合手順を用いて製造することができる。特許請求している製剤は非経口用途に 合うように水溶液中にて製造するのが好ましい。すなわち、タンパク質溶液は注 射用水、緩衝液および保存剤を混合することによって製造する。2価金属カチオ ンを加えて総カチオン濃度約0.001〜5.0mg/ml、好ましくは0.0 5〜1.5mg/mlとする。肥満症タンパク質類似体−亜鉛複合体が完全に沈 殿するように溶液のpHを調節することができる。患者に投与する前、本化合物 を再懸濁するのは容易である。 本化合物の1日の非経口投与量は約1ng〜約10mg/体重kgの範囲にあ るが、それよりも少量または多量を投与することもできる。必要な投与量は患者 の状態の重篤度、および患者の身長、体重、性別、年齢および治療履歴のような 基準に基づいて医師によって決定される。 この方法のバリエーションは当業者によって認識されるところであろう。例え ば、界面活性剤を用いる場合の成分を加える順番、製剤を調製する温度およびp Hは用いる濃度および投与手段に応じて最適とすることができる。 本製剤のpHは一般的にpH4.5〜9.0、好ましくは5.5〜8.0、最 も好ましくは6.5〜7.6であるが、一部またはすべてのタンパク質−金属カ チオン複合体が溶解しているような場合、より酸性pHでもよい。 本発明にしたがって調製される製剤はシリンジ、注射器、ポンプまたは当分野 において非経口投与用と認識される他の器具中にて用いることができる。 本化合物に用いるタンパク質は古典(溶液)法、固相法、半合成法およびより 最近の組換えDNA法を含め、認識されるいかなる種類のペプチド合成技術によ っても調製することができる。高い収量を望む場合には組換え法が好ましい。タ ンパク質の組換え製造における基本工程は次の通りである: a)肥満症タンパク質をコードする合成または半合成DNAの構築(または天 然起源からの単離)、 b)単独または融合タンパク質のいずれかのタンパク質発現に適した手法によ るコーディング配列の発現ベクターへの組み込み、 c)この発現ベクターを用いた適当な真核生物または原核生物宿主細胞の形質 転換、および d)組換え的に生産したタンパク質の回収および精製。 インビトロまたはインビボにおいて転写および翻訳された結果、本タンパク質 を与える合成遺伝子は当分野に周知の技術によって構築することができる。遺伝 コードの天然の縮重のせいで、所望のタンパク質をコードする、相当な数ではあ るが限られた数のDNA配列を構築することができることは当業者であれば認識 するところであろう。本発明の好ましい実施態様において、合成は組換えDNA 技術によって行う。 合成遺伝子構築の方法論は当分野に周知である。例えば、Brownら、(1979)M ethods in Enzymology,Academic Press,N.Y.,Vol.68,pgs.109-151参照。 本請求タンパク質合成遺伝子に相当するDNA配列はアプライドバイオシステム ズ(Applied Biosystems)モデル380Aまたは380B合成機(Applied Biosystems, Inc.,850 Lincoln Center Drive,Foster City,CA 94404から商業的に入手可 能)のような通常のDNA合成装置を用いて製造できる。いくつかの適用におい て、例えば融合タンパク質構築物からシグナルペプチドを切除することを制御す るために、シグナルペプチドおよび構造タンパク質間に都合のよいプロテアーゼ 感受性切断部位を包含するように肥満症タンパク質をコードする配列を修飾する ことが望ましいことがある。 また肥満症タンパク質をコードする遺伝子はポリメラーゼ連鎖反応(PCR) を用いることによって作成することもできる。鋳型はcDNAライブラリー(CL 0NETECHまたはSTRATAGENEより商業的に入手可能)または所望のアライバル脂肪 組織から単離したmRNAとすることができる。そのような方法論は当分野Mani atis,ら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor,New Yo rk(1989)において周知である。 構築または単離したDNA配列は肥満症タンパク質を直接発現か、あるいは融 合タンパク質としてかのどちらかによって発現するのに有用である。この配列を 融合遺伝子として用いる場合には、その産物は酵素的または化学的切断を必要と する。ポリペプチドを特異的部位で切断する、あるいはペプチドをペプチド鎖の アミノ末端またはカルボキシ末端から消化する種々のペプチダーゼ(例えばジア ミノペプチダーゼ)が知られる。さらに、特定の化学物質(例えば臭化シアン) はポリペプチド鎖を特異的部位で切断する。部位特異的内部切断部位を含ませる ためにアミノ酸配列(および組換え法を用いるならば合成または半合成コーディ ング配列)に必要とされる修飾は当業者であれば認識するところであろう。米国 特許第5,126,249号;Carter P.,Site Specific Proteolysis of Fusi on Protein,Ch.13 in Protein Purification:From Molecular Mechanisms to Large Scale Processes,American Chemical Soc.,Washington,D.C.(1990) 参照。 所望のコーディングおよび制御配列を含有する適当なベクターの構築には標準 的連結技術を用いる。単離したプラスミドまたはDNA断片を切断し、仕立て、 再連結して必要とされるプラスミドを生成するような形にする。 所望のタンパク質を効果的に翻訳するために、設計された合成DNA配列を適 した制限エンドヌクレアーゼを利用して過剰の適当な組換DNA発現ベクターに 挿入する。合成コーディング配列はこれらの発現プラスミドおよび増幅発現プラ スミドからの単離およびそれらへの組み込みを容易にするために転写体末端の一 方に制限エンドヌクレアーゼ切断部位を保有するように設計することができる。 単離したcDNAコーディング配列は合成リンカーを用いることによって、この 配列を当分野に周知の技術によって所望のクローニングベクターへ包含するよう に容易に修飾することができる。使用する特定の制限エンドヌクレアーゼは用い る親発現ベクターの制限エンドヌクレアーゼ切断パターンによって規定される。 制限部位は制御配列に対しコーディング配列が正しい方向になるように選択し、 正しい読み取り枠で本タンパク質が発現されるようする。 一般に、宿主細胞と適合する種由来のプロモーターおよび制御配列を含有する プラスミドベクターをこれらの宿主と共に用いる。通常、ベクターは複製開始点 および形質転換細胞において表現型選択を可能にするマーカー配列を保持する。 例えば、大腸菌は典型的に、大腸菌種由来のプラスミドであるpBR322(Bo livar,ら、Gene 2:95(1977))を用いて形質転換する。プラスミドpBR322 はアンピシリンおよびテトラサイクリン耐性遺伝子を含有するため形質転換細胞 の容易な同定手段を提供する。また、このpBR322プラスミド、または他の 微生物プラスミドは組換えDNA技術に用いられるプロモーターおよび他の制御 要素を含有していなければならず、あるいは含有するように修飾されなければな らない。 所望のコーディング配列は、タンパク質が発現する宿主細胞において機能的で あるべきプロモーターおよびリボソーム結合部位から転写が開始されるように正 しい方向で発現ベクターへ挿入する。そのような発現ベクターの例としてBelaga jeら、米国特許第5,304,493号(その教示内容は引用により本明細書に 包含される)に記載のプラスミドがある。米国特許第5,304,493号に記 載のA−C−Bプロインシュリンをコードする遺伝子は制限酵素NdeIおよび BamHIを用いてプラスミドpRB182から取り除くことができる。単離し たDNA配列はNdeI/BamHI制限断片カセット上にてプラスミド骨格に 挿入することができる。 本発明において有用なベクターを構築する際、一般に原核生物をDNAのクロ ーニングに用いる。例えば、大腸菌K12株294(ATCC No.3144 6)は特に有用である。用いることができる他の細菌株には大腸菌Bおよび大腸 菌X1776(ATCC No.31537)などがある。これらの例は制限す るものではなく例示にすぎない。 また原核生物は発現にも有用である。前記株および大腸菌W3110(原栄養 株、ATCC No.27325)、枯草菌(Bacillus subtilis)のようなバチ ルス、およびサルモネラ・ティフィリウム(Salmonera typhimurium)またはセ ラチア・マルセスセンス(Serratia marcescans)のような他の腸内細菌科、お よび種々のシュードモナス種を用いることができる。原核生物の宿主と共に用い るのに適したプロモーターにはβ−ラクタマーゼ(ベクターpGX2907[A TCC39344]はレプリコンおよびβ−ラクタマーゼ遺伝子を含有する)お よびラクトースプロモーター系(Changら、Nature 275:615(1978);およびGoedde lら、Nature 281:544(1979))、アルカリホスファターゼ、トリプトファン(t rp)プロモーター系(ベクターpATH1[ATCC37695]はtrpプ ロモーターの制御下にtrpE融合タンパク質としてのオープン読み取り枠の発 現を容易にするように設計されている)およびtacプロモーター(プラスミド pDR540 ATCC−37282から単離可能)のようなハイブリッドプロ モーターなどがある。しかし、ヌクレオチド配列が一般的に既知の他の機 能性細菌プロモーターであっても必要な制限部位を付与するリンカーまたはアダ プターを用いてタンパク質をコードするDNAに連結することが可能である。ま た細菌系用プロモーターはタンパク質をコードするDNAに作動可能に連結した シャイン・ダルガルノ配列を含有するであろう。 またDNA分子は真核生物発現系において組換え的に生産することもできる。 哺乳類宿主細胞における転写を制御する好ましいプロモーターは種々の起源、例 えばポリオーマ、シミアンウイルス40(SV40)、アデノウイルス、レトロ ウイルス、B型肝炎ウイルスおよび最も好ましくはサイトメガロウイルスのよう なウイルスゲノムから、あるいは例えばβ−アクチンプロモーターのような異種 哺乳類プロモーターから得ることができる。SV40ウイルスの初期および後期 プロモーターはSV40ウイルス複製起点も含むSV40制限断片として容易に 得られる。Fiers,ら、Nature,273:113(1978)。SV40全ゲノムはプラスミ ドpBRSV,ATCC 45019から得られる。ヒトサイトメガロウイルス の即時初期プロモーターはプラスミドpCMBb(ATCC77177)から得 ることができる。もちろん宿主細胞または関連種からのプロモーターもまたここ に有用である。 高等真核生物によるDNAの転写はエンハンサ−配列をベクターに挿入するこ とによって増加する。エンハンサーは通常約10〜300塩基対のDNAのシス 作用性要素であり、プロモーターに作用してその転写を増大させる。エンハンサ ーは比較的独立した方向および位置に置かれるものであり、イントロン中(Bane rji,J.L.ら、Cell 33:729(1983))およびコーディング配列自体中(Osborne, T.F.ら、Mol.Cell Bio.4:1293(1984))、転写ユニットに対して5’側(Lai mins,L.ら、PNAS 78:993(1981))および3’側(Lusky,M.L.ら、Mol.Cell Bio.3:1108(1983))に認められている。現在、多くの哺乳類遺伝子(グロビン 、RSV、SV40、EMC、エラスターゼ、アルブミン、α−フェトプロテイ ンおよびインシュリン)由来のエンハンサー配列が知られている。しかし、典型 的には真核生物細胞ウイルス由来のエンハンサーを用いる。例としてはSV40 後期エンハンサー、サイトメガロウイルス初期プロモーターエンハンサー、 複製起点の後期側上のポリオーマエンハンサーおよびアデノウイルスエンハンサ ーなどがある。 また真核生物宿主細胞(酵母、真菌、昆虫、植物、動物、ヒトまたは他の多細 胞生物由来有核細胞)にて用いられる発現ベクターはmRNA発現に影響し得る 転写終結に必要な配列を含有するであろう。これらの領域はタンパク質をコード するmRNAの非翻訳部分のポリアデニル化セグメントとして転写される。3’ 側の非翻訳領域もまた転写終結部位を含む。 発現べクターは選択マーカーと呼ばれることもある選択遺伝子を含有していて よい。哺乳類細胞に適当な選択マーカーの例にはジヒドロ葉酸レダクターゼ(D HFR、これはpJOD−10[ATCC68815]のBglII/HindII I制限断片から誘導することができる)、チミジンキナーゼ(単純ヘルペスウイ ルスチミジンキナーゼはvP−5クローン[ATCC 2028]のBamHI 断片に含まれる)またはネオマイシン(G418)耐性遺伝子(pNN414酵 母人工染色体ベクター[ATCC 37682]から得られる)がある。そのよ うな選択マーカーが哺乳類宿主細胞中に首尾よく転移すると、トランスフェクシ ョンされた噛乳類宿主細胞は選択圧下に置かれても生存することができる。広く 用いられる2つの異なるカテゴリーの選択的体制が存在する。第1のカテゴリー は細胞の代謝および補足培地なしに生育する能力が欠如した突然変異細胞株の利 用に基づくものである。2つの例は:CHO DHFR-細胞(ATCC CRL −9096)およびマウスLTK-細胞(L−M(TK−)ATCCCCL−2 .3)である。これらの細胞はチミジンまたはヒポキサンチンのような栄養素を 加えることなしに生育する能力を欠いている。これらの細胞は完全なヌクレオチ ド合成経路に必要な特定の遺伝子を欠いているために、欠失ヌクレオチドが補足 培地中に供給されなければ生存できない。培地を補足することの代替法は完全な DHFRまたはTK遺伝子をそれぞれの遺伝子を欠いている細胞へ導入すること であり、これによりこれらの細胞の生育要求性を変える。DHFRまたはTK遺 伝子によって形質転換されなかった個々の細胞は補足されていない媒地中では生 存能力がない。 第2のカテゴリーは優性選択であって、いかなる細胞タイプにおいても用いら れる選択機構を意味し、突然変異細胞株の利用を必要としない。これらの機構で は典型的に薬剤をもちいて宿主細胞の生育を阻止する。新規遺伝子を有するこれ らの細胞は薬物耐性を付与するタンパク質を発現し、その選択に生き残るであろ う。そのような優性選択の例では薬物ネオマイシン(Southern P.およびBerg,P .J.Molec.Appl.Genet.1:327(1982))、ミコフェノール酸(Mu11igan,R.C .およびBerg,P.,Science 209:1422(1980))、またはハイグロマイシン(Sugde n,B.ら、Mo1.Ce11.Bio1.5:410-413(1985))を用いる。上記の3例は真核生 物性調節下に細菌遺伝子を用いてそれぞれ適当な薬剤G418またはネオマイシ ン(ジェネチシン)、xgpt(ミコフェノール酸)、またはハイグロマイシン に対する耐性をもたらす。 真核生物性発現に好ましいベクターはpRc/CMVである。pRc/CMV はインビトロジェン・コーポレーション、3985 Sorrento Valley Blvd.,San Di ego,CA 92121から商業的に入手可能である。構築したプラスミド中の配列が正 しいかを確認するため、連結反応混合物を用いて大腸菌K12株DH10B(A TCC 31446)を形質転換し、抗生物質耐性によって上首尾の形質転換体 を適切に選択する。形質転換体由来プラスミドを調製し、制限および/またはM essing,ら、Nucleic Acids Res.9:309(1981)の手法による配列によって分析 する。 宿主細胞は本発明の発現ベクターを用いて形質転換し、プロモーターの誘導、 形質転換体の選択または遺伝子の増幅に適当であるように修飾した慣用的栄養培 地において培養することができる。その培養条件、例えば温度、pHなどは以前 に発現に対して選択した宿主細胞で用いた条件であり、これは当業者には明らか であろう。細胞を上記ベクターを用いて形質転換する技術は当分野に周知であり 、Maniatis,ら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor ,New York(1989)、またはCurrent Protocols in Mo1ecular Biology(1989) および補遺のような概説参考文献に記載されている。 高等真核生物において特許請求しているタンパク質をコードするベクターの発 現に好ましい適当な宿主細胞は:SV40によって形質転換されるアフリカミド リザル腎細胞株(COS−7、ATCCCRL−1651);形質転換ヒト初期 胚腎細胞株293(Graham,F.L.ら、J.Gen Virol.36:59-72(1977)、Viro logy 77:319-329、Virology 86:10-21)、ベビーハムスター腎細胞(BHK−2 1(C−13)、ATCC CCL−10、Virology 16:147(1962));チャイニ ーズハムスター卵巣細胞CHO−DHFR-(ATCC CRL−9096)、マ ウスセルトリ細胞(TM4、ATCC CRL−1715、Biol.Reprod.23:24 3-250(1980))、アフリカミドリザル腎細胞(VERO76、ATCC CRL− 1587);ヒト頚部上皮がん腫細胞(HeLa、ATCC CCL−2);イ ヌ腎細胞(MDCK、ATCC CCL−34)、バッファローラット肝細胞( BRL 3A、ATCC CRL−1442)、ヒト2倍体肺細胞(WI−38、 ATCCCCL−75)、ヒト肝細胞がん腫細胞(HepG2、ATCC HB −8065)、およびマウス乳腫瘍細胞(MMT 060562、ATCC CC L51)などを含む。 原核生物に加えて、酵母培養物のような単細胞真核生物もまた用いられる。た くさんの他の株も一般に利用可能であるがサッカロミセスセレビシエ(すなわち 一般パン酵母)が最も一般的に用いられる真核微生物である。サッカロミセスに おける発現には、例えばプラスミドYRp7(ATCC−40053、Stinchco mb,ら、Nature 282:39(1979);Kingsmanら、Gene 7:141(1979);Tschemperら、Gen e 10:157(1980))が一般的に用いられる。このプラスミドはトリプトファン中で 生育する能力の欠如した酵母突然変異株、例えばATCC no.44076ま たはPEP4−1(Jones,Genetics 85:12(1977))に対する選択マーカーを供 給するtrp遺伝子をすでに含有している。 酵母宿主と共に用いる適当なプロモーター配列には3−ホスホグリセリン酸キ ナーゼプロモーター(プラスミドpAP12BDATCC53231上に見られ 、米国特許第4,935,350号、1990年6月19日に記載されている) または他の解糖系酵素、例えばエノラーゼ(プラスミドpAC1 ATCC 39 532上に見られる)、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(プ ラスミドpHcGAPC1 ATCC 57090、57091に由来)、ジモモ ナスモビリス(1991年5月19日発行の米国特許第5,000,000号) 、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、 グルコース−6−リン酸イソメラーゼ、3−ホスホグリセリン酸ムターゼ、ピル ビン酸キナーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラー ゼおよびグルコキナーゼのプロモーターがある。 生育条件によって制御されるさらに別の転写上の利点をもつ誘導性プロモータ ーを含有する他の酵母プロモーターは、アルコールデヒドロゲナーゼ2、イソシ トクロームC、酸性ホスファターゼ、窒素代謝に関連する分解酵素、メタロチオ ネイン(プラスミドベクターpCL28XhoLHBPV ATCC 39475 上に含まれる、米国特許第4,840,896号)、グリセルアルデヒド3−リ ン酸デヒドロゲナーゼおよびマルトースおよびガラクトース利用に関与する酵素 (プラスミドpRY121 ATCC 37658上に見られるGAL1)のプロ モーター領域である。酵母での発現に用いる適当なベクターおよびプロモーター はR.Hitzemanら、欧州特許公開第73,657A号にさらに記載されている。 サッカロミセスセレビシエ由来UAS Gal(プラスミドYEpsec−−h I1beta ATCC 67024上のCYC1プロモーターと連結して見られ る)のような酵母エンハンサーもまた酵母プロモーターと共に都合よく用いられ る。 製造例1 所望のタンパク質をコードするDNA配列を含むプラスミドをPmlIおよび Bsu36Iを用いて消化する。これらの酵素の認識配列は同タンパク質のコー ディング領域内のヌクレオチド第275位および第360位にそれぞれ存在する 。クローニングベクターはこれらの認識配列を含まない。結果的に、PmlIお よびBsu36Iを用いた制限酵素消化後、2つの断片のみがみられ、そのうち 1つはベクター断片に相当し、もう1つはタンパク質コーディング配列内から遊 離した〜85塩基対断片に相当する。この配列は本発明の第91位および第11 6位の間のアミノ酸置換体をコードするいかなるDNA配列によっても置き換え る ことができる。これらのDNA配列は相補的塩基と、PmlIおよびBsu36 Iによる消化によって生成される末端と適合する末端とを有する2つのオリゴヌ クレオチドとして化学的に合成する。これらの化学的に合成したオリゴヌクレオ チドを等モル量(1〜10ピコモル/μl)で混合し、95℃にまで加熱し、2 0〜25℃にまでゆっくりと温度を下げることによってアニーリングする。この アニーリングしたオリゴヌクレオチドを標準的連結反応に用いる。実施例1に記 載の通りに連結産物によって形質転換し、分析する。他の置換体は適当な制限部 位を用いる類似の手法で行うのが好ましい。 製造例2 MetArgリーダー配列をもつ配列番号6をコードするDNA配列を製造例 1に記載のプラスミドおよび手法を用いて得た。このプラスミドをPmlIおよ びBsu36Iで消化した。配列5”−配列番号14: の合成DNA断片を配列5'−配列番号15: とアニーリングし、PmlIおよびBsu36I部位の間に挿入した。連結、形 質転換およびプラスミドの単離に続いて、合成断片の配列をDNA配列分析によ って確認した。 上記ベクターを用いて細胞を形質転換する技術は当分野に周知であり、Maniat is,ら、(1988)Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Press,Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor,New Yorkまたは Current Protocols in Molecular Biology(1989)および補遺のような概 説参考文献に記載されている。本明細書に例示するような本発明の好ましい実施 態様において用いる大腸菌細胞の形質転換を含む技術は当分野に周知である。形 質転換した大腸菌細胞を培養する正確な条件は大腸菌宿主細胞株の性質および用 いる発現ベクターもしくはクローニングベクターに依存する。例えば、c185 7熱誘導性ラムダファージプロモーターオペレーター領域のような熱誘導性プロ モーターオペレーター領域を包含するベクターはタンパク質合成を誘導するため に培養条件の温度を約30℃から約40℃に変える必要がある。 本発明の好ましい態様において、大腸菌K12RV308細胞を宿主細胞とし て用いたが、多数の他の細胞株、例えば大腸菌K12L201、L687、L6 93、L507、L640、L641、L695、L814(大腸菌B)(これ に限定されないが)も利用できる。次いで形質転換した宿主細胞を発現プラスミ ドに存在する耐性遺伝子に対応する抗生物質の選択圧下、適当な培地のプレート にまく。次いで用いた宿主細胞株に適当な時間および温度で培養物をインキュベ ートする。 大量細菌発現系において発現されるタンパク質は大量の過剰発現タンパク質を 含有する細粒または封入体に凝集することが特徴である。Kreugerら、in Prote in Folding,Gierasch and King,eds.,pgs 136-142(1990),American Assoc iation for the Advancement of Science Publication No.89-18S,Washington ,D.C.。そのようなタンパク質凝集体はさらに精製したり、所望のタンパク質 産物を単離したりするために溶解しなければならない。(前掲)。タンパク質を 溶解するためには、グアニジン塩酸のような強い変性溶液および/または尿素の ような弱い変性溶液を用いる種々の技術が用いられる。溶液中の変性試薬を徐々 に除去すること(しばしば透析によって)によって変性タンパク質に天然のコン フォメーションをとらせることができる。変性および折りたたみ状態に対する特 定の条件は、特定のタンパク質発現系および/または問題のタンパク質によって 決まる。 製造例3 MetArgリーダー配列を伴う配列番号6のタンパク質を大腸菌内で発現 させ、得られた細粒を8M尿素および5mMシステイン中で単離した。このタン パク質を8M尿素中、陰イオン交換クロマトグラフィーによって精製し、8M尿 素(5mMシステインを含む)中への希釈およびPBSに対する完全透析によっ て折りたたませた。サイズ排除クロマトグラフィーによる最終精製後、このタン パク質をPBS中3〜3.5mg/mlに濃縮した。 製造例4 配列番号2のタンパク質をコードするDNA配列を化学的に合成した一本鎖オ リゴヌクレオチドから組立て、二本鎖DNA配列を製造した。このDNA配列の 組立てに用いたオリゴヌクレオチドは以下の通りである: オリゴヌクレオチド16〜22を用いてコーディング配列内の第220位におけ るNdeI部位からXbaI部位まで広がるおよそ220塩基対セグメントを調 製した。オリゴヌクレオチド23〜29を用いてXbaI部位からBamHI部 位まで広がるおよそ240塩基対セグメントを製造した。 220および240塩基対断片を組立てるために、それぞれのオリゴヌクレオ チドを等モル量、通常は濃度約1〜2ピコモル/μlで混合した。組立ての前に 、標準キナーゼ緩衝液中、T4DNAキナーゼをその供給元によって規定される 条件下に用い、得られるセグメントの5”−末端におけるオリゴヌクレオチド以 外のすべてをリン酸化した。この混合物を95℃にまで加熱し、オリゴヌクレオ チドの適正なアニーリングを保証するために1〜2時間かけてゆっくりと室温に まで冷却した。次いでオリゴヌクレオチドを相互に連結してクローニングベクタ ー(ここにPUC19を用いたが、T4DNAリガーゼを用いる他のものも利用 できる)に挿入した。PUC19緩衝液および条件は酵素の供給元によって推薦 されるものである。使用前に220塩基対断片用のベクターはNdeIおよびX baIによって消化し、一方240塩基対断片用のベクターはXbaIおよびB amHIによって消化した。連結混合物を用いて大腸菌DH10B細胞(Gib co/BRLより商業的に入手可能)を形質転換し、形質転換細胞を100μg /mlアンピシリン、X−galおよびIPTGを含有するトリプトン−酵母( TY)プレートにまいた。一晩生育したコロニーを100μg/mlアンピシリ ンを含む液体TY培地中で培養し、プラスミドの単離およびDNA配列分析に用 いた。正しい配列をもったプラスミドを完全な遺伝子の組立てのために保管した 。これは220塩基対および240塩基対断片のゲル精製ならびにこれら2つの 断片のNdeIおよびBamHIで線状化したPUC19への連結によって行わ れる。連結混合物で大腸菌DH10B細胞を形質転換し、上記のようにプレート にまいた。得られた形質転換体からプラスミドDNAを単離し、NdeIおよび Bal IIによって消化した。大きいベクター断片をゲル−精製し、以下に示すような6 つの化学的に合成したオリゴヌクレオチドから上記のようにして組立てたおよそ 195塩基対セグメントと連結した。 上記のようにして連結物で大腸菌細胞を形質転換した。 得られた形質転換体からDNAを単離し、その配列をDNA配列分析によって 確認した。正しい配列をもつプラスミドをNdeIおよびBamHIで消化し、 およそ450塩基対挿入物を発現ベクター中へ再クローニングした。 このタンパク質を大腸菌内で発現させ、単離し、PBS中あるいは8M尿素中 (両者とも5mMシステインを含む)いずれかへの希釈およびPBSに対する完 全透析によって折りたたませた。サイズ排除クロマトグラフィーによる最終精製 に続いて、タンパク質をPBS中3〜3.5mg/mlに濃縮した。アミノ酸組 成を確認した。 製造例5 上記のようにしてMet Argリーダー配列を伴う配列番号6のタンパク質 を大腸菌内で発現させ、単離し、折りたたませた。6〜10ミリユニットdDA P/mgタンパク質を加えることによってMet Argリーダー配列を切断し た。この変換反応は室温で2〜8時間進行させた。反応の進行は高速逆相クロマ トグラフィーによってモニターした。反応は水酸化ナトリウムでpHを8に調節 することによって停止した。脱(Met−Arg)タンパク質(des(Met-Arg)) をさらに7〜8M尿素中で陽イオン交換クロマトグラフィーによってならびに、 PBS中でサイズ排除クロマトグラフィーによって精製した。サイズ排除クロマ トグラフィーによるタンパク質の最終精製に続いて、タンパク質をPBS中3〜 3.5mg/mlに濃縮した。 DNA配列は米国特許第5,126,249号(これは引用によって本明細書 に包含される)に記載のようにMet−ArgまたはMet−Tyrをコードす るジペプチドのリーダー配列を伴って発現されるのが好ましい。このアプローチ により、タンパク質が効率的に発現され、カテプシンCまたは他のジペプチジル ペプチダーゼを用いて敏速に活性タンパク質型に変換することができる。タンパ ク質の精製は当分野に既知の逆相クロマトグラフィー、アフィニティークロマト グラフィーおよびサイズ排除などの技術によって行う。 以下の実施例は単に本発明製剤の調製をさらに例示するためのものである。本 発明の範囲は単に以下の実施例のみからなると考えるべきではない。実施例1 亜鉛製剤の製造 16mg/mlグリセリンおよび2mg/mlフェノールを含有する水溶液3 2ml中に配列番号6のタンパク質(20mg)(以後、タンパク質番号6とす る)を完全に溶解し、滅菌0.2μフィルターに通した。塩化亜鉛から亜鉛10 0mg/mlを含む水溶液を調製した。希釈して10mg/ml亜鉛溶液および 1mg/ml亜鉛溶液を作成した。6mlのタンパク質番号6溶液5つを表Iに 示すように改変した。 少量の2Nおよび5N水酸化ナトリウムを用いて各製剤をpH7.48±0.0 3に調節し、4℃で保存した。標品B〜Eは濁った懸濁液であったが標品Aは完 全に透明であった。 実施例2 亜鉛製剤の分析 実施例1の標品A〜Eの遠心上清をサイズ排除クロマトグラフィーにかけた。 これらの分析のためにこの上清100μlをPBS(ダルベッコリン酸緩衝塩類 溶液、GibcoBRL)で平衡化した分析用Superdex−75(Pharmacia)カ ラム上に注入した。このカラムを環境温度にて0.5ml/分で溶出し、溶出液 中のタンパク質を214nmでモニターした。この分析の結果を表IIに示す。 実施例3 亜鉛製剤の生物学的活性 それぞれタンパク質番号6を30μg含有する実施例1の5つの標品すべての 投与量(50μl)を1日1回、4日間ob/obマウスに皮下注射した。加え て、コントロールとしてpH7.4に調節した16mg/mlグリセリン−2m g/mlフェノール溶液の投与量50μlを皮下注射した。ob/obマウスに おける1日の平均餌摂取量および0時間からの体重の累積変化を表IIIに示す。 得られたデータは本発明の化合物が肥満症の処置に有用な強力かつ効果的物質で あることを示す。金属カチオン錯体として投与された場合には、このタンパク質 の効力が大きく高められた。また製剤の総亜鉛濃度を増加させることによっても 効力が高められ、ob/obマウスにおける生物学的効果が改善される。したが って、本発明は2価金属カチオンと複合体化した肥満症タンパク質類似体からな る化合物、その医薬製剤ならびに肥満症、および糖尿病(特に非インシュリン依 存真性糖尿病)、心臓血管疾患およびがんのような肥満症に関連する障害の処置 にこの化合物を用いる方法を提供する。 本発明の原理、好ましい態様および実施様式は前記の明細書に記載したとおり である。しかし、開示した特定の形態は制限的よりむしろ例示的とみなされるべ きであり、本明細書中保護を意図する発明はこれに限定されると考えるべきでは ない。本発明の概念から離れることなく当業者によってバリエーションおよび変 化を加えることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12P 21/02 C12N 15/00 A (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN, CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV, MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK ,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.2価金属カチオンと複合体化した肥満症タンパク質類似体からなる化合物 。 2.2価金属カチオンがZn++である請求項1に記載の化合物。 3.類似体が式: [同タンパク質は第96位のCysおよび第146位のCysの間にジスルフィ ド結合を有している] で示される請求項1または2に記載の化合物。 4.類似体が式:[同タンパク質は第96位のCysおよび第146位のCysの間にジスルフィ ド結合を有している] で示される請求項1または2に記載の化合物。 5.請求項1〜4のいずれかに記載の化合物および水を含む非経口医薬製剤。 6.さらに医薬的に許容される保存剤を含む請求項5に記載の製剤。 7.さらに等張性試薬を含む請求項6に記載の製剤。 8.さらに生理的に許容される緩衝液を含む請求項7に記載の製剤。 9.総カチオン濃度が0.05〜1.5mg/mlである請求項8に記載の製 剤。 10.製剤のpHがpH4.5〜9.0である請求項9に記載の製剤。 11.製剤のpHがpH6.5〜7.6である請求項10に記載の製剤。 12.肥満症の処置を必要としている患者に請求項1〜4のいずれかに記載の 化合物の有効量を投与することを特徴とする肥満症の処置方法。 13.肥満症の処置を必要としている患者に請求項5〜11のいずれかに記載 の製剤の有効量を投与することを特徴とする肥満症の処置方法。 14.肥満症タンパク質類似体および2価金属カチオンを水溶液中、pH約4 .5〜9.0で混合することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の化合 物の製造方法。 15.肥満症の処置に用いるための請求項1〜4のいずれかに記載の化合物。 16.肥満症の処置に用いるための請求項5〜11のいずれかに記載の製剤。
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