JP2002531529A - 検出可能なリポーター部分を有する生物学的に活性な接合体、及びその同定方法 - Google Patents
検出可能なリポーター部分を有する生物学的に活性な接合体、及びその同定方法Info
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Abstract
Description
を含んで成る接合誘導体、特にポリマー接合誘導体に関する。本発明はまた、そ
の様な接合誘導体を化学的に同定する方法に関する。
しいペプチド及びタンパク質が合成されているが、それらの化学構造に固有な不
利な特性のために、それらの治療能力がしばしば著しく制限されている。
ーゼによってしばしば容易に分解され、腎臓により急速に濾過排出され、しかも
ヒトの配列を有するにもかかわらず、免疫反応をしばしば誘起することがある。
更に、その様な巨大分子の大きさ及び性質のために、それらは、その治療作用の
ために望まれる部位では必ずしもない体内標的部位に達することもある。
つ水溶性のポリマーを接合することが、前記の問題を軽減し、そしてまれではあ
るが、有用な治療適用を可能にする一つの方法であることが分かっている。
望ましい生物学的特性の点で、ポリ(エチレン−グリコール)(PEG)であり
(“Poly (ethyleneglycol) chemistry and biological application”M.J. Har
ris, Ed. Plenum Press (1994) 参照)、そしてその他の中では特にデキストラ
ン、アルブミン、ポリ(N−ビニルピロリドン)、及びポリ(N−アクリロイル
モルホリン)である。New synthetic polymers for enzyme and liposome modif
ication Poly (ethylene glycol), p.182, ACS Symp Series 680, 1997にも、そ
の様なポリマーのいくつかが記載されている。
の他の高親和性リガンドを接合することもある。
かっている。それらには、例えば、リシンのアミノ基及びαアミノ末端基が含ま
れる。システインのチオール基、アルギニンのグアニジノ基、末端カルボキシル
基、及びアスパラギン酸若しくはグルタミン酸のカルボキシル基も考えられてい
る。
buchowski (Abuchowski et al. 1977a及び1977b), Benchamp et al., 1983, Ver
onese et al., 1985, Zalipsky et al., 1983, Delgrado et al., 1990の報告が
ある。タンパク質のSH基の修飾は、Morpurgo et al., 1996に記載されており
、一方グアニジノ基の修飾はPande et al.により記載されている。多糖残基が、
タンパク質内に存在する場合、それを結合のために主に用いることはほとんど無
い。しかし、この様な残基の中で、アミノ基への接合が最も重要である。
らず、依然として、ポリペプチド及びタンパク質には、前記の全ての基が、場合
によっては非常に多数存在するので(そしてまた、それらの基は、その巨大分子
の表面に異なって露出されており、あるいは異なる求核性を有するので)、一般
的には、不均質で且つ複雑なパターンの生成物が得られる。現在まで、タンパク
質の一次配列上でポリマー接合の位置を確実に記載することは、依然として非常
に困難である。
から異なる接合体を分画することは、不可能でないにしても、非常に困難である
ことから、前記の困難性がいっそう大きくなる。当該タンパク質分子の妨害物が
、そのタンパク質表面の荷電を隠すことがあり、その結果、イオン交換樹脂への
結合が低下し、親和性リガンドへの結合選択性が低下し、そして前記分画を達成
する際に、種々の方法、例えばゲル濾過クロマトグラフィーの能力が低下する。
関する種々の方法が文献に報告されている。
指紋的パターンを、天然の非接合ポリペプチドにおいて得られたパターンと比較
することに基づく。その接合体のトリプシン消化において消失するPEGペプチ
ドの同定に基づいて、結合部位に関するいくらかの情報が得られたが、この情報
は、トリプシンが、PEGが結合しているところ、又はその近傍には作用しない
こと、その結果、それに対応するペプチドが遊離されないことを前提にした。
al., J. Biol. Chem. 271, 21969-21977, 1996)、それが常に決定的であること
はない。なぜならこの方法は、間接的な証拠に基づき、そして単純なタンパク質
消化パターンを生じる比較的短かいポリペプチドの場合でのみ、PEGの結合部
位に関する情報を与え得る方法であるからである。
リマーによるタンパク質の「PEG化」に基づくものであった。コハク酸を、不
安定なエステル官能基によりPEGに、そして安定なアミドによりタンパク質に
連結した。PEGとコハク酸とを連結する不安定なエステル結合を穏やかな塩基
性条件により加水分解することにより、そのタンパク質からPEG鎖を除去した
。一方コハク酸部分は、レポーター基として、PEGが結合していた残基に連結
されたままで残こり、次にその標識されたペプチドを質量分析により認識した(
M.M. Vestling et al. Drug Metab. Disp. 21, 911-917)。
ンパク質との化学的連結にあり、この化学連結は、人間に用いる生成物にとって
一般的には適当でもなく、又は都合の良いこともない。なぜならPEGとコハク
酸との間のエステル結合は、生理学的な循環中に容易に切断され、新しい生成物
を生じることがあるからである。第二の制約は、ペプチド地図における、コハク
酸標識されたペプチドの同定は、質量分析のみによって行われ得るということに
ある。
様な場合に適用することはできない。なぜならアミノ酸の同定(AAA)前に行
う必要のある強酸による加水分解の際中に、コハク酸部分が、それが結合してい
るアミノ酸から除去されるからである。そのために、最も正確なAAA方法によ
り、コハク酸が結合していたペプチドを同定することはできない。更に、この結
合の弱さのために、その他の重要な配列分析方法の使用が妨げられる。
EGを用いる方法を記載している。この発明の方法は、アミノ酸、又は種々の構
造及び特性を有するペプチドのスペーサーアームを、モノアルコキシポリエチレ
ングリコールのヒドロキシル基に、前記アミノ酸又はペプチドのNH2 基が関与
する炭酸連結を介して連結することに基づく。
をスクシンイミジルエステルとして活性化し、従ってそれが、生物学的に活性な
ペプチド、タンパク質又は薬剤のアミノ基に反応性を示す様になる。この方法に
も、PEG鎖を接合する方法の全てに共通な短所があり、全てでないとしても、
ほとんどの接合生成物の分画、並びにPEG化した消化混合物の適当な分画が妨
げられる。
として問題であり、対応するプロドラッグを調製する場合、その様な同定は、プ
ロドラッグ接合体の構造と活性との間の相関を合理的に導くために必須な前提条
件である。この相関に関する情報は、実際、薬物動態上、薬理学上、及び治療上
のより都合の良い特性を有する新しい接合体を設計するために最も有用な指針の
一つとなろう。
分析上の特性評価のために重要であり、特に、その接合体を治療上使用するつも
りである場合、そして健康関係当局の要件を満たすために正確な特性評価が必要
である場合、この同定は重要である。
付与性物質の元々の位置を同定する方法を見い出すことが重要である。その様な
接合体では、PEGを巨大分子上の多くの異なる部位に結合し得る(治療に適用
する接合体として、例えばPEGとタンパク質との組合せを用い得る)。
る方法を有することが重要である。本発明では、接合生成物の同定及び評価を補
助するために、分析において、接合されたアミノ酸レポーター部分を利用する。
、前記方法において報告されている制約を克服して、生物学的に活性な接合誘導
体を提供することである。
的に活性な分子に対応する基であり、 FEは、機能付与性物質であり、そして
であり、ただしこの連結アームはインビトロでの化学処理又は酵素処理によって
切断され得るものであり、そのレポーター部分は、連結アームが切断された後も
、生物学的に活性な分子に接合し続ける。
は変性を回避するために苛酷性を減弱して、一方で同定のために前記分子にアミ
ノ酸レポーター部分が接合されたままで、接合体から機能付与性物質FEを除去
できる様になることが分かった。
化学的方法によって切断され得る。その場合、標準的な分析方法によって検出可
能な安定なレポーター部分は、Mに接合したままであり、従ってその存在を、場
合により、質量分析によって同定することができ、そして標準的なアミノ酸分析
により評価するために、化学処理又は酵素処理により切断することができる。 代りの同定方法には、未切断接合体のMaldi質量分析がある。
FEは、PEG、PVP、PacM、デキストラン、ホルモン、抗体又は抗体断
片の中から選択される。より好ましくは、機能付与性物質FEは、分子量2Kd〜
50Kdのポリマーである。機能付与性物質FEは、直線状ポリマー又は分枝状ポ
リマーのいずれかでよい。
、断片Met−Xを含んで成る。ただしXはレポーター部分であり、そしてこの
レポーター部分はアミノ酸である。より好ましくは、このアミノ酸Xは、Nle
及びベータAlaから選択される。 また好ましくは、連結アームLは、ジペプチドGln−Gly又はAsp−P
roのいずれかを含んで成る。
的に活性な分子に相当し、この分子は、インスリン、リゾチーム、インターフェ
ロン、特にインターフェロンα−2b、エリスロポエチン、G−CSF、GHの
中から選択されるタンパク質である。
、生物学的に活性な分子M上で、機能付与性物質FEの接合部位を同定する方法
であって、連結アームLをインビトロで特異的に化学的又は酵素的に切断するこ
と、伝統的な方法によりFEを遊離し、除去し、そして分離することを含んで成
る前記方法である。
めの、下記一般式(II): FE−L (II) を有する中間化合物である。ただし前記式中、FEは機能付与性物質であり、そ
してLは、標準的な分析方法により検出可能なレポーター部分を有する連結アー
ムである。
る。以下に詳述する通り、本発明は、特別なPEGアミノ酸配列を利用する。こ
の場合、PEGの結合部位を同定するために利用されるレポーターアミノ酸が当
巨大分子に結合されたままになる様に、PEGが遊離される。
ことができる。例えば、Mが治療に用いられる場合、FEは、典型的にはポリマ
ーである。本発明には多数のポリマーが含くまれるが、好ましくは、そのポリマ
ーを、PEG、PVP、PAcM、デキストランなどから成る群から選択し得る
。PEG、PVP及びPacMがより好ましい。その非常に好ましい生物学的な
特性のために、PEGが更により好ましい。MPEGが更により好ましい。
ましくは、このFE/ポリマーは、2Kdより大きな分子量を有し、より好ましく
は、その分子量は2〜50Kdである。FEがポリマーである場合、それは直線状
又は分枝状ポリマーでよい。
本発明に含くまれる。この場合、FEは、多数の高親和性リガンドのいずれかで
よい。好ましくは、FEは、ホルモン、抗体、又は抗体断片でよく、あるいは認
識部位に対する高出力技術により選択された化合物でよい。より好ましくは、F
Eは、抗体又は抗体断片から成る群から選択され得る。
又はリシンのイプシロンアミノ基と反応する様に設計され得る。好ましくは、連
結アームLは、アミノ酸の活性化されたカルボキシル基により表され得る。最も
好ましくは、非天然アミノ酸であるノル−ロイシン又はベータ−アラニンが、酸
加水分解後の同定の容易さから好まれる。
である。好ましくは、その非天然アミノ酸は、ノル−ロイシン(Nleu)又は
アミノ酸ベータ−アラニン(beta−Ala)であり、これらは、タンパク質
の構成成分中に存在しない。また、タンパク質に共有でない構成成分であるその
他のアミノ酸も好ましい。
に従って結合され得る。レポーターとして、前記の様な種類のアミノ酸を用いる
利点は、それらはタンパク質の天然の成分ではないので、分析にとって非常に都
合が良いということである。それらの存在は、PEGが存在していたこと、そし
てその量を示す。
Mに共有結合されたままで、選択的CNBr処理により、当該タンパク質からF
Eを除去することができる。
処理により、FEを特異的に除去することができる。
的に除去することができる。
分解に対して非常に安定であり、従って酸加水分解後に、標準的なアミノ酸分析
によって、そして加水分解されなかったレポーター部分を含むペプチドを分析す
る場合には、質量分析によって、容易に同定される。
ly又はProの群中から選択される。より好ましくは、Mと結合しているレポ
ーター部分は、非天然アミノ酸Nle又はベータAlaから選択される。更によ
り好ましくは、そのレポーター部分はノルロイシンである。 本発明では、特にMet−Xを用いる場合、アミノ酸レポーター部分としてN
le又はベータAlaを用いることが特に好ましい。
成を有する化合物を用いて、巨大分子上の連結部位を同定又は分析することから
成り、この方法は、特異的な物理化学的なLの切断、それに続く、FEの遊離、
除去及びクロマトグラフィーによる分離に基づいて、M部分上のFEの結合部位
を同定することによる。
EG化されたノナペプチド及びインスリンの一次配列におけるPEGの接合部位
の決定、ただしインスリンは1又は2個のアミノ基でPEG化されている)。
された。それにより、治療上適当なタンパク質であるリゾチームへのPEGの接
合、その後のCNBrによるその完全な除去を説明する。 本発明のいくつかの態様では、構造FE−Lの実例として、いくつかのPEG
ペプチド誘導体化合物を説明する。
−Nle,PEG−Met−Val,PEG−Met−βAla,PEG−Gl
n−Gly,PEG−Asp−Pro。これらの選択されたPEG誘導体化合物
を、その末端COOHで、文献に報告されている方法の一つ、すなわちヒドロキ
シスクシンイミジルエステル(OSu)によって活性化し、その後代表的なポリ
ペプチド及びタンパク質に連結した。
G−Met−NleによってPEG化し、次にそのポリマー部分をCNBr処理
によって除去した。
化された未反応ポリマー及び未修飾のMを除くために、HPLC又はFPLCに
より精製した。
を基にして、Mに結合しているポリマー鎖の数を評価するために、好ましくは、
酸加水分解後にアミノ酸分析により(並びに加水分解されていない誘導体の質量
分析により)、精製した接合体を調べ、その組成を定量した。
しなかったアミノ基の数を評価するために、(そしてPEGに特異的なヨウ素検
査により)、好ましい態様では、その存在を明かにするために、精製した接合体
を分析した。
合と同様に、全てのFE−Lがポリペプチドに連結されたことが、分析により示
めされる。また、Maldi質量分析により評価された通り、分子量の増加は、
ポリペプチドの分子量からの、FE−Lの重量又はその複数分の重量の増加に一
致することも分かった。
酸分析により常に明かにして、そして定量的に評価することができた。得られた
数値は、アミノ基の比色分析評価を基にして計算された修飾数に一致した。
のアミノ基の減少又は消失が、FE−Lの結合数に一致する程度で起こることが
分かった。
たポリペプチドをゲル濾過により精製する。その場合、その重量の減少のために
、それはより多量の容量で溶出される。新しい溶出容量は、PEG修飾する前の
Mの溶出容量にほぼ一致する。理論的には、そのわずかな差は、FEの除去後に
Mに結合されたままであるレポーター基による重量増加のためである。
ドマン分解、還元及びカルボキシメチル化、又はタンパク質分解を用いることも
でき、より容易なレポーターアミノ酸の検出では、酸加水分解後のアミノ酸分析
により、又は可能な場合には、加水分解されていないペプチドの質量分析により
同定が行われる。 この様な興味深い特性のいくつかを下記実施例及び図面により説明する。
リ(エチレングリコール)メチルエーテルのことである)を、pH8で4−ニトロ
−フェニルクロロホルメートと、等モル量のトリエチルアミンの存在下で反応し
て、MPEG−p−ニトロフェニルカーボネートを得た。この生成物1g(0.
19mmol)を、50%アセトニトリルの水溶液4ml中に溶解した283mg(1.
14mmol)のH−Met−Val−OH溶液に小量ずつ加え、そしてTEAによ
りpH8に調整した。一晩撹拌した後、この混合反応液のpHを、固形のクエン酸に
より3に調整した。エーテル抽出により4−ニトロフェノールを除き、その後、
クロロホルムにより生成物を抽出した。その有機溶液を、固形の乾燥Na2SO4 により無水化し、そして減圧下で濃縮した。
℃で1時間冷却し、分離された生成物を濾過により集め、そして真空下で乾燥し
た。更に、このMPEG−Met−Val−OHを、QAE−セファデックスA
50カラム(2.5×55cm)のイオン交換クロマトグラフィーにより、最初に
水で、次に10mM NaCl水溶液で溶出して精製した。この溶出分画を、PE
Gを検出するためにヨウ素検査により分析した。MPEG−ペプチドのナトリウ
ム塩を含んでいる分画を集め、酸性化し、そして凍結乾燥した。MPEG−ペプ
チドの収率は70〜75%であった。この生成物を、 1H−NMR(200MHz
;CDCl3 )により同定した。
製に関する実施例1に記載の方法に従って、MPEG5000をMet−OHに
結合した。523mg(2.88mmol)のH−Nle−OMe及び等モル量のTE
A(401μl)を、3.71g(0.72mmol)の合成したMPEG−Met
−OH、305mg(0.72mmol)の1−シクロヘキシル−3−(2−モルホリ
ノエチル)カルボジイミドメト−p−トルエンスルホネート(CMC)、及び9
7mg(0.72mmol)の1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)を含ん
でいる無水ジクロロメタン10ml溶液に加えた。室温で3日間撹拌した後、こ
の混合液を、ジエチルエーテル250ml中に一滴ずつ加えた。
QAE−セファデックスA50カラム(2.5×55cm)のイオン交換クロマト
グラフィーにより、最初に水で、次に10mM NaCl水溶液で溶出して精製し
た。この分画を、PEGの存在を確認するためにヨウ素検査により分析した。M
PEG−ペプチド−メチルエステル(MPEG−Met−Nle−OMe)を含
んでいる分画を集め、そして凍結乾燥した。この収率は93%であった。この生
成物の構造を 1H−NMR(200MHz ;CDCl3 )により確認した。
溶液中で、室温で2日間撹拌することにより、加水分解した。その溶液のpHを、
1N HClにより2に調整し、そして生成物をクロロホルム中に抽出した。そ
のクロロホルム溶液を、固形の乾燥Na2SO4により無水化し、そして減圧下で
濃縮した。激しく撹拌しながら、ジエチルエーテル200mlを加え、生成した固
形物を濾過により集め、そして真空下で乾燥した。MPEG−Met−Nle−
OHの収率は67%であった。この生成物を、 1H−NMR(200MHz ;CD
Cl3 )により同定した。このスペクトルを図1に示す。
物を調製した。
てのNleを有するMPEGに関する文献に既に報告された方法に従って(Appl
ied Biochemistry and Biotechnology, 27, 45-54, 1991)、ヒドロキシスクシ
ンイミジルエステル(MPEG−Met−Nle−OSu)として活性化した。
tBu)−Ser(tBu)−Lys−(Boc)−Tyr(tBu)−Leu
−Asp(OtBu)−OH を有する、固相合成法により得られた、完全に保護されたノナペプチドを、トリ
フルオロ酢酸及びジクロロメタンの1:1混合液中で、室温で2時間放置するこ
とにより、脱保護化した。この溶液を濃縮して乾燥させ、そして0℃でジエチル
エーテル中で抽出を繰り返し行うことにより、Nps基を除去した。最後にこの
生成物を、真空下で12時間、KOH上で乾燥した。完全に脱保護されたこのペ
プチドの収率は90%であった。
SO中に溶解した脱保護化ノナペプチド0.9mg(0.8μmol)に、TEAに
よりpH8に調整して、小量ずつ加えた(ノナペプチド:MPEG−Met−Nl
e−OSuのモル比=1:5)。室温で3日間撹拌した後、その反応混合液のpH
を1N HClで3に調整し、そしてその生成物をクロロホルム中に多数回抽出
した。そのクロロホルム溶液を固形の乾燥Na2SO4により無水化し、そして濃
縮して乾燥させた。
て、逆相Vydac 218TP54カラム(C18結合相、0.46×25cm
i.d.,5μm粒子直径)により、0.05%トリフルオロ酢酸の水溶液と0.0
5%トリフルオロ酢酸のアセトニトリル溶液との直線勾配により精製した。28
0nm波長の吸光を監視した。その生成物の特性を、MPEGを検出するためのヨ
ウ素検査及びアミノ酸分析により評価した。
le−OSuを、DMSO 1ml中に溶解したウシインスリン6mg(1μmol)
に加え(インスリンのアミノ基:MPEGのモル比=3:1)、そしてこの混合
液を室温で5時間撹拌した。その接合体を、Shimadzu社の半調製的なH
PLCシステムにおいて、逆相Vydac 218TP1022カラム(C18結
合相、2.2×25cm i.d.,10μm粒子直径)により、0.05%トリフル
オロ酢酸の水溶液と0.05%トリフルオロ酢酸のアセトニトリル溶液との直線
勾配により、280nm波長の吸光を測定しながら、精製した。
した。その生成物の評価では、アミノ基の比色分析により、インスリン内の1つ
のアミノ残基の損失が示され、そして酸加水分解後のアミノ酸分析により、イン
スリンあたり1つのNleが存在することが明かにされ、その結果インスリン分
子あたり1つのポリマー鎖が結合していることが支持された。
e−OSuを、DMSO 1ml中に溶解したウシインスリン6mg(1μmol)に
加えた(インスリンのアミノ基:MPEGのモル比=3:2)。室温で5時間撹
拌した後、その生成物を、MPEG−Met−Nle−インスリンに関する実施
例5の記載通りに逆相HPLCにより精製した。インスリン接合体を含んでいる
主要な溶出ピーク分画を集め、そして凍結乾燥した。その接合体の評価では、ア
ミノ基の比色分析により、2つのアミノ残基の損失が示され、そして酸加水分解
後のアミノ酸分析により、インスリンあたり2つのNleが存在することが確認
され、その結果インスリン分子あたり2つのPEG部分が結合していることが示
された。
応 実施例4の記載通りに得られた1mg(85.2μmol)の(MPEG−Met
−Nle)2 −ノナペプチドを、70%ギ酸水溶液中で100当量のCNBrに
より(Methods in Enzymology, pp. 238-254, 1967に従って)処理した。室温で
24時間放置した後、その混合液を10倍量の水中に注ぎ、そして凍結乾燥した
(この行程を2回繰り返した)。得られた生成物を、Shimadzu社の分析
的HPLCシステムにおいて、逆相Vydac 218TP54カラム(C18結
合相、0.46×25cm i.d.,5μm粒子直径)により、0.05%トリフル
オロ酢酸の水溶液と0.05%トリフルオロ酢酸のアセトニトリル溶液との直線
勾配により、分析した。
CNBrにより処理された前記接合体の溶出時間15.8分への移動が示された
。後者の数値は、ペプチド単独の数値(16.4分)に近かった。このことから
、PEG部分が除去されたことが示めされた。酸加水分解後のアミノ酸分析及び
質量分析により、ペプチド分子あたり2つのNle残基が存在することが明かに
された。このことは、レポーター基としてのNleがポリペプチドに結合された
まま、当該分子からPEGを除去する当該方法の有効性を示している。
いたポリマー鎖の数の評価 実施例5及び6の記載通りに得られた、1又は2本のMPEG−Met−Nl
e鎖を有するインスリン接合体に相当する生成物を、70%ギ酸水溶液中でCN
Brにより処理した。インスリン含量とCNBrとのモル比は1:200であっ
た。室温で24時間撹拌した後、その混合液を10倍量の水中に注ぎ、そして凍
結乾燥した。この行程を2回繰り返した。
逆相Vydac 218TP54カラム(C18結合相、0.46×25cm i.d.
,5μm粒子直径)により、0.05%トリフルオロ酢酸の水溶液と0.05%
トリフルオロ酢酸のアセトニトリル溶液との直線勾配により、分析した。その溶
出パターンから、1又は2本のPEG鎖を有するPEG−インスリン接合体の各
溶出時間22.2分及び23.2分から、CNBrにより切断された前記生成物
の各溶出時間18.9分及び19.2分への移動が示された。後者の数値は、ペ
プチド単独の数値(18.3分)に近く、これらのことから、PEG部分が除去
されたことが示めされた(図2,3及び4)。
ン)から始めた場合には、1分子のインスリンと1残基のNleとの合計質量が
、そして(MPEG−Met−Nle)2 −インスリンの場合には、1分子のイ
ンスリンと2残基のNleとの合計質量が認められた(図5)。これらの質量ス
ペクトルパターンは、当該接合体(実施例5及び6)の分析において得られたパ
ターンよりもはるかに明確であった。なぜならポリマーの存在により、その多分
散系のために、スペクトル及びその解釈がより困難且つ不正確になるからである
。
子あたり1又は2個のNle残基が存在することが判明した。 これらの全てのデータは、Nleが結合されたまま、当該分子からPEGを除
去し得る可能性を支持し、従って本方法の有効性を証明する。
500μg(0.08μmol)のNle−インスリンを、2mM EDTA及び6
M Gdn−HClを含有するTRIS−HCl緩衝液、pH7.5、250μl
中に溶解し、そして3.8mgの1,4−ジチオ−L−トレイトール(DTT)を
加え、そしてこの混合液を37℃で2時間放置した。最後に9.2mgのヨードア
セトアミドを加え、そしてこの混合液を37℃で1時間放置した。この溶液を凍
結乾燥し、そしてその生成物を、Shimadzu社の半調製的なHPLCシス
テムにおいて、逆相Vydac 218TP54カラム(C18結合相、0.46
×25cm i.d.,5μm粒子直径)により、0.05%のトリフルオロ酢酸の水
溶液と0.05%のトリフルオロ酢酸のアセトニトリル溶液との直線勾配により
、分画した。
鎖に対応する2つの主要なピークの存在が認められ、それらが分離及び回収され
た。酸加水分解後のアミノ酸分析により、β鎖ピークのアミノ酸中に付加的なア
ミノ酸としてNleが認められた。エドマン分解(Protein Practical Chemistr
y, pp. 371-373, 1986による)により、最初の過程でPhe及びNleが放出さ
れた。このことは、αアミノ基が遊離していたこと、従ってPEGはβ鎖の29L
ysに結合していたことを示す。更に質量分析により、1残基のNleの質量の
増加が、β鎖のみに認められたことが示された。
600μg(0.1μmol)のNle2 −インスリンを、2mM EDTA及び6
M Gdn−HClを含有するTRIS−HCl緩衝液、pH7.5、200μl
中に溶解し、そしてこの混合液に7.6mgの1,4−ジチオ−L−トレイトール
(DTT)を加え、そして37℃で3時間放置した。最後に18.5mgのヨード
アセトアミドを加え、そして37℃で1時間放置した。
その生成物を単離及び分析した。酸加水分解後のアミノ酸分析により、アミノ酸
Nleは、α鎖及びβ鎖の両方に存在することが分かった。更に質量分析により
、両方の鎖において、1残基のNleに相当する重量の増加が認められた。これ
らのデータは、実施例6の条件下で、両方の鎖にPEG化が起きたことを示す。
つ且つ撹拌しながら、0.2Mホウ酸塩緩衝液、pH8.5,1ml中に溶解した3
.75mg(0.26μmol)の卵白由来のリゾチームに加えた。リゾチームのア
ミノ基:MPEGのモル比は1:5であった。30分間撹拌した後、その接合体
を、半調製的なFPLCシステムにおいて、ゲル濾過Superose 12TM カラム(1.5×25cm)により、0.01Mリン酸塩緩衝液及び0.15M
NaCl,pH7.2により溶出して精製した。それらの分画を、リゾチーム溶出
に関して280nmでの吸光により、そしてPEG検出に関してヨウ素検査により
分析した。
3000)を用いたアミコン系の限界濾過により、小量に濃縮した。その濃縮溶
液を水で希釈し、そして限界濾過した。この行程を繰り返して塩を除き、最終的
に生成物を凍結乾燥した。比色によるアミノ基検査により、修飾率が87%と計
算された。酸加水分解後のアミノ酸分析により、Nle含量に基づいて、同様の
数値が得られた。質量分析による修飾率の定量評価は信頼できるものではなかっ
た。
ギ酸水溶液中で600当量のCNBrにより処理し、そして室温で24時間撹拌
した。この混合液を水50ml中に注ぎ、そして凍結乾燥した(この行程を2回繰
り返した)。その生成物を、FPLCシステムのゲル濾過により、クロマトグラ
フィーのパターンを比較するために、実施例11で報告したポリマー修飾リゾチ
ームにおいて用いたものと同一のカラム及び溶液条件により分析した。
現し、そしてCNBr処理後には、元々のリゾチームの溶出容量の位置近くに移
動することが分かった。相応して、TNBSにより滴定されたアミノ基は、ポリ
マーによりリゾチームが修飾された場合には約10%に減少し、CNBrにより
処理した後には、未修飾リゾチームの場合の数値に回復した(図6)。
として、非常に明確且つ容易に説明された。アミノ酸分析によっても、Nleの
量が、TNBS検査及び質量分析によって評価した量に近いことが分かった。こ
れらの全てのデータは、タンパク質にPEGが接合していること、CNBr処理
によりそれが除去されるが、Nleはレポーターアミノ酸としてタンパク質に結
合したままであることを支持する。
ロンα−2bを、100mgのPEG−Met−Nle−OSu(10000Daの
直線状又は分枝状PEG)と反応した。室温で2時間放置した後、その溶液をpH
6に調整し、限界濾過により濃縮し、そしてゲル濾過カラムSuperdex
200にかけた。少量の未修飾タンパク質の他に、異なって修飾されたインター
フェロンの2つのピークが得られた。
されていた。そのタンパク質を凍結乾燥により回収し、そして実施例12の記載
通りにBrCNにより処理した。いずれの場合でも、この接合タンパク質からP
EGが遊離することにより、溶出容量が増加し、その新しい容量は、未接合型の
容量に一致した。このことは、実施例12の記載通り、その接合体からPEGが
遊離したことを示す。
PEG−Met−Nle−OSuを用いて、インターフェロンα−2bを修飾し
た。またこの実験では、ペプチドアームとしてMet−βAlaを有するPEG
20000Daも用いた。 いずれの場合でも、生物学的に活性な生成物が得られた。更にBrCN処理に
より、PEGを欠失したタンパク質が遊離し、そのタンパク質には、レポーター
基としてNle又はβAlaが結合していた。
00Daの直線状又は分枝状のPEG−Met−Nle−OSuを接合した。また
PEG−Met−βAlaも接合に用いた。 いずれの場合でも、生物学的に活性なタンパク質が得られた。BrCN処理に
よりPEGを除くことができ、レポーターアミノ酸としてNle又はβAlaが
タンパク質に結合したまま残った。
−Nle又はPEG−Met−βAlaにより修飾した。この場合も、この接合
タンパク質は活性を有しており、BrCN処理によるPEGの遊離が達成された
。
びH−Gln−Gly−OHから、MPEG−Gln−Gly−OHを調製し、
次にこれを、スクシンイミドにより活性化されたエステルMPEG−Gln−G
ly−OSuに変換した。
ステルを用いて、生物学的に活性な接合体MPEG−Gln−Gly−インスリ
ンを調製した。この接合体は、生物学的な活性を示し、そして伝統的なヒドラジ
ン処理により、結合されたGln−Glyの位置で選択的に切断された。
びH−Asp−Pro−OHから、MPEG−Asp−Pro−OHを調製し、
次にこれを、スクシンイミドにより活性化されたエステルMPEG−Asp−P
ro−OSuに変換した。
ステルを用いて、生物学的に活性な接合体MPEG−Gln−Gly−インスリ
ンを調製した。この結合体は、生物学的な活性を示し、そして伝統的な穏和な酸
処理により、結合されたGln−Glyの位置で選択的に切断された。
ペクトルを示す。
b)CNBrによるMPEG−Met−Nle−インスリンの切断から得られた
Nle−インスリンのHPLCによる溶出を示す。
溶出;b)CNBrによる(MPEG−Met−Nle)2 −インスリンの切断
から得られた(Nle)2 −インスリンのHPLCによる溶出を示す。
ら得られたNle−インスリンのMaldi質量スペクトル;b)CNBrによ
る(MPEG−Met−Nle)2 −インスリンの切断から得られた(Nle) 2 −インスリンのMaldi質量スペクトルを示す。
;c)CNBrによるMPEG−Met−Nle−リゾチームの切断から得られ
たNle−リゾチーム、の各クロマトグラフィーパターンを示す。
Claims (12)
- 【請求項1】 下記の一般式(I): FE−L−M (I) を有する、生物学的に活性な接合誘導体: ただし前記式中、 Mは、タンパク質、ペプチド及びポリペプチドから成る群から選択される生物学
的に活性な分子に対応する基であり、 FEは、機能付与性物質であり;そして Lは、標準的な分析方法により検出可能なレポーター部分を有する連結アームで
あり、ただしその連結アームは、インビトロでの化学処理又は酵素処理によって
切断され得るものであり、そしてそのレポーター部分は、連結アームが切断され
た後も、前記の生物学的に活性な分子に結合し続けるものである。 - 【請求項2】 前記の機能付与性物質FEが、PEG、PVP、PacM、
デキストラン、ホルモン、抗体又は抗体断片の中から選択される、請求項1に記
載の生物学的に活性な接合誘導体。 - 【請求項3】 前記の機能付与性物質FEが、2Kd〜50Kdの範囲の分子量
を有するポリマーである、請求項1又は2のいずれかに記載の生物学的に活性な
接合誘導体。 - 【請求項4】 前記の機能付与性物質FEが、直線状ポリマーである、請求
項3に記載の生物学的に活性な接合誘導体。 - 【請求項5】 前記の機能付与性物質FEが、分枝状ポリマーである、請求
項3に記載の生物学的に活性な接合誘導体。 - 【請求項6】 前記の連結アームLが、断片Met−Xを含んで成り、その
Xが前記のレポーター部分であり、そしてそのレポーター部分がアミノ酸である
、請求項1〜5のいずれかに記載の生物学的に活性な接合誘導体。 - 【請求項7】 前記アミノ酸Xが、Nle及びベータAlaの中から選択さ
れる、請求項6に記載の生物学的に活性な接合誘導体。 - 【請求項8】 前記の連結アームLが、ジペプチドGln−Glyを含んで
成る、請求項1〜5のいずれかに記載の生物学的に活性な接合誘導体。 - 【請求項9】 前記の連結アームLが、ジペプチドAsp−Proを含んで
成る、請求項1〜5のいずれかに記載の生物学的に活性な接合誘導体。 - 【請求項10】 前記の生物学的に活性な分子が、インスリン、リゾチーム
、インターフェロン、エリトロポエチン、G−CSF、GHの中から選択される
タンパク質である、請求項1〜9のいずれかに記載の生物学的に活性な接合誘導
体。 - 【請求項11】 請求項1に記載の生物学的に活性な薬物接合誘導体におい
て、その生物学的に活性な分子M上で、機能付与性物質FEの結合部位を同定す
る方法であって、連結アームLのインビトロでの特異的な化学的又は酵素的な切
断、FEの遊離、除去及び伝統的方法による分離を含んで成る、前記方法。 - 【請求項12】 請求項1に記載の生物学的に活性な接合体を調製するため
の、下記の一般式(II): FE−L (II) を有する中間体化合物: ただし前記式中、 FEは機能付与性物質であり、そして Lは、標準的な分析方法により検出可能なレポーター部分を有する連結アームで
ある。
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