JP2002128794A - ヒト血清アルブミンのミスホールディングを抑制する方法 - Google Patents
ヒト血清アルブミンのミスホールディングを抑制する方法Info
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Abstract
カリ性溶液処理によって形成されるヒト血清アルブミン
の分子内又は分子間ミスホールディングを抑制する方法
を提供すること。 【解決手段】ヒト血清アルブミンの多量体をアルカリ性
溶液で処理して単量体化する際に、ヒト血清アルブミン
のミスホールディングを抑制する方法であって、該ヒト
血清アルブミン溶液をSH基含有化合物の存在下、アル
カリ性溶液で処理することを特徴とする方法。
Description
ンの精製方法に関する。より詳細には、血漿由来のヒト
血清アルブミン(以下、HSAと称することもある)又
は遺伝子組換え技術により得られる組換え型ヒト血清ア
ルブミン(以下、rHSAと称することもある)を精製
する際に、その製造工程において行われるアルカリ性溶
液処理により形成されるヒト血清アルブミンの分子内又
は分子間ジスルフィド結合の掛け違いによるミスホール
ディングを、SH基含有化合物を添加することによって
抑制する方法に関する。
することもある)は、血漿中の主要な蛋白成分で、585個
のアミノ酸の単鎖ポリペプチドからなり、約66,000ダル
トンの分子量を有する(Minghetti, P. P. et al.(1986)
Molecular structure of thehuman albumin gene is r
evealed by nucleotide sequence within 11-22 of chr
omosome 4. J.Biol.Chem. 261, 6747-6757)。HSA
は、主に血液の正常な浸透圧の維持や血中に現れるカル
シウムイオン、脂肪酸、ビリルビン、トリプトファン、
薬物など様々なものと結合し、これらを運搬するキャリ
アーとしての役割を果たすことが知られている。純化し
たHSAは、例えば、外科手術、出血性ショックあるい
は熱傷やネフローゼ症候群などアルブミンの喪失による
低アルブミン血症の治療に使用される。
温エタノール分画法あるいは該方法に準じて、HSA画
分(HSAは画分Vに分画される)を得た後、更に、種
々の精製方法を駆使して製造されている。また近年、原
料をヒト血漿に依存しない方法として、遺伝子組換え技
術を応用して酵母や大腸菌、枯草菌にヒト血清アルブミ
ンを生産させる技術が開発されている。酵母について
は、(1) Production of Recombinant Huma Serum Album
in from Saccharomyces cerevisiae; Alan V. Michael
J. et. al, Biotechnology and Applied Biochemistry
11, 273-287(1989)、(2) Secretory Expression of the
Human Serum Albumin Gene in the Yeast, Saccharomy
ces cerevisiae; Ken. Okabayashi et.al, J. Biochemi
stry、(3) Yeast Systems for the Commercial Product
ion of Heterologous Proteins; Richard G. Buckholz
and Martin A. G. Gleeson, Bio/Technology 9, 1067-1
072(1991)、大腸菌については(4) Construction of DNA
sequences and their use for microbial production
of proteins, in particular human serum albumin; La
wn, R. M., European Patent Appl. 73,646 (1983)、
(5) Synthesis and Purification of mature human ser
um albuminfrom E. coli; Latta, L. et. al. Biotechn
ique 5, 1309-1314 (1897)、枯草菌については(6) Secr
etion of human serum albumin from Bacillus subtili
s;Saunders, C. W. et. al, J. Bacteriol. 169, 2917-
2925 (1987)参照。
一般に、蛋白質化学において通常使用される精製方法、
例えば、塩析法、限外濾過法、等電点沈殿法、電気泳動
法、イオン交換クロマトグラフィー法、ゲル濾過クロマ
トグラフィー法、アフィニティークロマトグラフィー法
等を用いることができる。実際には、生体組織、細胞、
血液などに由来する多種類の夾雑物が混在するため、ヒ
ト血清アルブミンの精製は、上記方法の複雑な組み合わ
せにより行われている。
は、ヒトの体内環境と異なる諸条件で処理する必要があ
り、そのためにヒト血清アルブミンの多量体が生成す
る。ヒト血清アルブミンの臨床応用でこれらの多量体が
人体に悪影響を及ぼすという報告はまだされていない
が、これらの多量体による新たな抗原性の発現等の懸念
がある。このような医薬品としての安全性の観点より、
「ヒト血清アルブミン」の医薬品としての規格試験にお
いて多量体の混入限度が規定されており、製剤中の多量
体の含量を十分低下させることは製造上の非常に重要な
課題となっている。
と、蛋白質分子内のシステイン残基のSH基は、蛋白質分
子内又は蛋白質分子間でジスルフィド結合を形成する
(ジスルフィド結合交換反応を含む)。この時、ジスルフ
ィド結合の掛け違いが起こり、本来の蛋白質とは異なる
立体構造を有する蛋白質を生じることがある。このジス
ルフィド結合の掛け違いは、分子内及び分子間で起こり
得る。したがって、種々の夾雑物が混在すると、該夾雑
物との間でジスルフィド結合が形成され、新規物質を生
成することもある。このような誤ったジスルフィド結合
の形成をミスホールディングと称することがある。
ト血清アルブミン溶液をアルカリ性溶液で処理すること
によって該多量体を効率よく単量体に変換する方法を開
発した。
失を防ぐために非常に有用な方法であるが、上述したよ
うに、HSAの分子内ミスホールディング又はHSA自
身若しくはHSAと他の夾雑物との間の分子間ミスホー
ルディングが起こる場合がある。一旦、ミスホールディ
ングによって新規物質が形成されると、これを除去する
ことは難しく、厄介である。該新規物質は、新たな抗原
性の発現やその他の原因により、投与された患者にアレ
ルギー等の副作用を発生させる可能性がある。
目的は、ヒト血清アルブミンの製造過程で行われるアル
カリ性溶液処理(クロマト等を含む)工程において形成さ
れるヒト血清アルブミンの分子内ミスホールディング又
はHSA自身若しくはHSAと他の夾雑物との間の分子
間ミスホールディングを抑制する方法を提供することに
ある。
安全性の高いヒト血清アルブミンを提供することにあ
る。
に鑑みて鋭意研究を進めた結果、ヒト血清アルブミンを
製造する際に行われるアルカリ性溶液処理において、そ
のアルカリ性溶液で処理液中にシステインのようなSH
基含有化合物を添加すると、HSAの分子内及び/又は
分子間ミスホールディングが抑制されることを見出し、
本発明を完成するに至った。
アルカリ性溶液で処理して単量体化する際に、ヒト血清
アルブミンのミスホールディングを抑制する方法であっ
て、該ヒト血清アルブミン溶液をSH基含有化合物の存
在下、アルカリ性溶液で処理することを特徴とする方法
を提供するものである。本発明はまた、該方法により得
られた該複合体を含有しないHSAを提供するものであ
る。以下、本発明について詳述する。
ミンの製造工程の中でヒト血清アルブミン多量体を単量
体化する際に使用されるアルカリ性溶液に、SH基含有
化合物を存在させることを特徴とする。この方法を実施
することにより、ヒト血清アルブミンの分子内又は分子
間ミスホールディングが抑制され、高純度のヒト血清ア
ルブミンの製造が可能となる。
量体の由来については特に制限はなく、血漿由来のHS
A又は遺伝子組換え技術により生産されるrHSAから
生じたものをアルカリ性溶液処理に供することができ
る。以下、HSA及びrHSAの多量体を単に多量体と
称することもある。
で多量体を生じることが予測されるが、いずれの工程で
生じた多量体含有水溶液も使用可能である。例えば、低
温アルコール分画の画分Vの水溶液、画分Vを更なる精
製工程(クロマトグラフィー、熱処理など)に供した際
に生じた各精製段階の多量体含有水溶液などが挙げられ
る。
量体含有水溶液も同様に使用することができる。例え
ば、rHSA産生宿主の培養物、該培養物を更なる製造
工程(クロマトグラフィー、熱処理など)に供した際に
生じた各精製段階の多量体含有水溶液などが挙げられ
る。ここで、培養物とは、上記宿主を培養した培養液及
び宿主を通常使用される方法で破砕した宿主破砕液を含
むものとする。
HSAを生産することができる宿主であれば特に制限は
なく、例えば、酵母、細菌、動物細胞、植物細胞などが
挙げられ、好ましくは、酵母が使用される。
る多量体をアルカリ性溶液処理する際のHSA又はrH
SAの濃度は、該HSA又はrHSAが溶解する濃度で
あれば特に制限はないが、好ましくは、100 mg/ml以下
の濃度である。
る際のアルカリ性溶液のpHは、好ましくは8〜11、さ
らに好ましくは、pH8.5〜9.5、最も好ましくは9.0で
ある。
のに使用される化学物質は、特に限定されない。例え
ば、アルカリ性有機化合物、アルカリ性無機化合物、具
体的には、アンモニア、アンモニウム塩、塩基性金属水
酸化物(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム)、ホウ酸塩、リン酸塩、酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸
塩、トリスヒドロキシアミノメタン及びこれらの2種以
上の混合物からなる群より選ばれる物質が挙げられる。
液の濃度により異なるが、HSA又はrHSAを変性さ
せない濃度範囲で使用される。ヒト血清アルブミンの多
量体の単量体化は、多量体を含有する水溶液をアルカリ
性にした後、所定時間、好ましくは15分以上、さらに好
ましくは3時間以上放置することにより行われる。放置
時間の上限は特に限定されない。アルカリ処理を行う際
の温度は、HSA及びrHSAを変性させない温度以下
であれば良く、例えば、0〜65℃、好ましくは10〜40
℃、さらに好ましくは室温(約25℃)である。アルカリ性
溶液処理の際にHSA又はrHSA溶液中に存在させる
SH基含有化合物としては、官能基SH基を含む化合物
であれば特に限定されないが、SH基を有する低分子化
合物が好ましい。具体的には、システイン、システアミ
ン、シスタミン、メチオニンなどが挙げられるが、好ま
しくは、システインが用いられる。SH基含有化合物
は、1〜100 mg/mlのHSA又はrHSA濃度に対して、
好ましくは0.1〜50 mM、さらに好ましくは0.2〜15 mM、
最も好ましくは、0.5〜5mMの終濃度となるように添加さ
れる。
は、rHSAを分泌する宿主の培養液又は該rHSA産
生宿主を破砕した直後の破砕物を低速遠心分離した後、
陽イオン交換、陰イオン交換、ゲル濾過、塩析、キレー
トクロマト、疎水性クロマト及び吸着クロマトなどの種
々の精製方法又はこれらの組み合わせによる方法により
高純度に精製される。
由来の血漿を低温エタノール分画し、約90%のHSAを
含む画分Vを得た後、前記の精製方法を駆使して精製さ
れる。低温エタノール分画の前に、プロテアーゼによる
分解を防ぐために加熱処理されることもある。
Aの製造過程におけるいずれの工程で使用しても良い。
好ましくは、pHが5以下の条件でヒト血清アルブミン
溶液を処理する工程、例えば、陽イオン交換クロマトグ
ラフィー、陰イオン交換クロマトグラフィー後に生じた
多量体をアルカリ性溶液処理して単量体化する際に使用
するのが効果的である。
伝子組換え技術を応用して得たrHSAの製造工程中の
酸化雰囲気において、特異的に生じるヒト血清アルブミ
ンの分子内又は分子間ミスホールディングを効果的に抑
制することができる。
れた場合アレルギーなどの副作用の原因となり得るミス
ホールディングによって生じた新規物質が低減された高
純度のヒト血清アルブミンを得ることができる。
ン溶液の調製 特表平11−509525に述べられている方法に従っ
て、酵母(Saccharomyces cerevisiae)によりrHSA
を生産させた。このrHSAを含む培養液を精製水で約
2倍容量になるように希釈後、酢酸水溶液を用いてpH
4.5に調整した。50 mM塩化ナトリウムを含む50 mM酢酸
ナトリウム緩衝液(pH4.5)で平衡化したストリームラ
インSPカラム(アマシャム・ファルマシア・バイオテ
ク社製)(径60cm×16cm)に適用した。次に、カラムの平
衡化に用いた緩衝液と同じ緩衝液で洗浄し、次に、300
mM塩化ナトリウムを含む50 mMリン酸緩衝液(pH9.0)を
送液してrHSA含有画分を得た。
50 mlに、終濃度0〜15 mMとなるようにシステインを添
加し、さらに0.5 N水酸化ナトリウム液(2.8 ml)を添
加してpH約9.0に調整し、室温で5時間放置した。次
いで、該溶液に酢酸水溶液を加え、pH7.0に調整し、
アルカリ性溶液で処理を終了した。定法に従って、該溶
液のSDS−PAGE(10-20%グラディエントゲル)に続
き、ウェスターンブロットを行った。1次抗体には、ヤ
ギ抗-ヒト血清アルブミン、2次抗体には抗-ヤギIgG-HRP
コンジュゲートを用い、化学発光により発色させフィル
ムに転写後現像した。図1は、システイン無添加の際の
アルカリ性溶液で処理前後のウェスターンブロット分析
の結果を示す。アルカリ性溶液で処理後の試料では、
分子量約68,000に分子内ミスホールディングによるrH
SAのバンドが見られる。各種濃度のシステインを添加
し、アルカリ性処理して得られた試料について、このバ
ンドをクマシー染色し、解析ソフト(Collage Ver.3)で
各バンドの濃度を測定した。結果を表1に示す。各数値
は、システイン無添加時のバンドの濃度を100%とした相
対値である。
せることにより、ヒト血清アルブミンの分子内ミスホー
ルディングが効果的に抑制されることがわかる。
ルカリ性溶液で処理前後の試料をSDS−PAGE後、
ウェスターンブロットを行った結果を示す写真である。
はアルカリ性溶液で処理前、はアルカリ性溶液で処
理後の試料を示す。
Claims (17)
- 【請求項1】ヒト血清アルブミンの多量体をアルカリ性
溶液で処理して単量体化する際に、ヒト血清アルブミン
のミスホールディングを抑制する方法であって、該ヒト
血清アルブミン溶液をSH基含有化合物の存在下、アル
カリ性溶液で処理することを特徴とする方法。 - 【請求項2】ヒト血清アルブミンが遺伝子組換え技術に
より生産される組換えヒト血清アルブミンである請求項
1記載の方法。 - 【請求項3】アルカリ性溶液のpHが、8〜11である
請求項1又は2記載の方法。 - 【請求項4】アルカリ性溶液のpHが、8.5〜9.5
である請求項3記載の方法。 - 【請求項5】アルカリ性溶液のpHが、9.0である請
求項4記載の方法。 - 【請求項6】アルカリ性溶液での処理時間が、15分以
上である請求項1ないし5のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項7】アルカリ性溶液での処理時間が、2〜8時
間である請求項6記載の方法。 - 【請求項8】アルカリ性溶液での処理時間が、3〜4時
間である請求項7記載の方法。 - 【請求項9】アルカリ性溶液での処理が、0〜65℃で
行われる請求項1ないし8のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項10】アルカリ性溶液での処理が、室温で行わ
れる請求項9記載の方法。 - 【請求項11】アルカリ性溶液が、アルカリ性有機化合
物又はアルカリ性無機化合物からなる群より選ばれる物
質で調製される請求項1ないし10のいずれか1項記載
の方法。 - 【請求項12】アルカリ性溶液が、アンモニア、アンモ
ニウム塩、塩基性金属水酸化物、ホウ酸塩、リン酸塩、
酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩、トリスヒドロキシアミノ
メタン及びこれらの2種以上の混合物からなる群より選
ばれる物質で調製される請求項1ないし11のいずれか
1項記載の方法。 - 【請求項13】SH基含有化合物の濃度が、0.1〜5
0mMである請求項1ないし12のいずれか1項記載の
方法。 - 【請求項14】SH基含有化合物の濃度が、0.2〜1
5mMである請求項13記載の方法。 - 【請求項15】SH基含有化合物の濃度が、0.5〜5
mMである請求項14記載の方法。 - 【請求項16】SH基含有化合物が、低分子化合物であ
る請求項1ないし15のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項17】SH基含有化合物が、システイン、シス
テアミン、シスタミン、及びメチオニンからなる群より
選ばれる物質である請求項1ないし16のいずれか1項
記載の方法。
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