JP2003116571A - ブラジキニン産生阻害活性及び血液凝固阻害活性を有するハマダラカ由来のAs−2蛋白質 - Google Patents
ブラジキニン産生阻害活性及び血液凝固阻害活性を有するハマダラカ由来のAs−2蛋白質Info
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Abstract
規な蛋白質を提供することが、本発明の課題である。 【解決手段】 本発明により、ハマダラカ(Anopheles
stephensi )由来の新規な蛋白質であるAs-2蛋白質、及
び当該蛋白質をコードするAs-2遺伝子が与えられた。As
-2蛋白質はブラジキニン産生抑制作用を有するために、
As-2蛋白質を有効成分として含有する医薬は、抗炎症剤
・鎮痛剤として有用である。更に血液凝固阻害活性を有
するために、As-2蛋白質を有効成分として含有する医薬
は、血液凝固阻害剤として、心筋梗塞、肺梗塞、脳梗塞
の治療及び予防に有効である。またAs-2蛋白質は、医薬
開発の場における抗炎症剤・鎮痛剤または血液凝固阻害
剤のリード化合物としてもまた、大きな可能性を有して
いる。
Description
マダラカ(Anopheles stephensi )の唾液腺に由来し、
ブラジキニン産生阻害活性及び血液凝固阻害活性を有す
るAs-2蛋白質、及び当該As-2蛋白質をコードする遺伝子
に関する。
要な社会問題となってきた。成人病に起因する症状、特
に血液関連の疾病、例えば高血圧症、肺高血圧症、心筋
梗塞、脳梗塞、肺梗塞、クモ膜下出血後の血管攣縮など
のように、血管が細くしかも硬くなることによって起こ
る疾病を治療したり、予防することは、高年齢層の社会
では重要な課題である。これらの疾病は、血管弛緩拡張
剤や血液凝固阻害剤によって治療したり予防することが
できる。その様な目的に使用が可能である抗凝固活性を
有するペプチドとしては、ヒルの唾液腺由来のヒルジン
がこれまでに知られていた。ヒルジンは吸血するムシの
唾液腺から同定された抗凝固活性ペプチドであり、トロ
ンビン阻害活性を有する。
ンは合成が困難であり、副作用を有するという欠点を有
していた。そのために大量に得て安全な医薬として用い
るには、これらの問題を解決する必要がある。そこで、
合成が容易であり、かつ副作用を有さない抗凝固活性を
有する蛋白質を採取することが求められていた。その様
な蛋白質は、抗血栓剤のリード化合物として有用であ
り、創薬の分野において高い有用性を有するものと考え
られる。
マダラカ(Anopheles stephensi )の唾液腺から単離さ
れ、血液凝固阻害活性を有する蛋白質を提供することに
ある。そして、更にはバキュロウイルスの系を用いてそ
の様な蛋白質の大量供給を可能とすることにある。
めに、本出願において以下の発明を提供するものであ
る。本発明は、配列表の配列番号1に示す、アミノ酸番
号(-21)-145 で示されるアミノ酸配列からなることを特
徴とする、ハマダラカ由来のAs-2蛋白質である。ブラジ
キニン産生阻害活性又は血液凝固阻害活性を有し、その
一部が欠損、置換若しくは付加された蛋白質もまた、本
発明の範囲内である。
す、アミノ酸番号1-145 で示されるアミノ酸配列からな
ることを特徴とする、ハマダラカ由来のAs-2蛋白質であ
る。ブラジキニン産生阻害活性又は血液凝固阻害活性を
有し、その一部が欠損、置換若しくは付加された蛋白質
もまた、本発明の範囲内である。
す、塩基番号1-641 で示される塩基配列からなることを
特徴とする、ハマダラカ由来のAs-2遺伝子である。ブラ
ジキニン産生阻害活性又は血液凝固阻害活性を有し、そ
の一部が欠損、置換若しくは付加されたポリペプチドを
コードする遺伝子もまた、本発明の範囲内である。
して含有する鎮痛剤又は抗炎症剤である。また更に本発
明は、上記の蛋白質を有効成分として含有する血液凝固
阻害剤である。
は動物の血液や血管に対して特異な活性をもつ物質が含
まれている。本発明者らは、唾液腺から抗凝血作用を持
つ活性物質を同定し、単離・精製し、それらの有効成分
の性状を解析することにより、また、遺伝子cDNAのクロ
ーニングを行うことにより、バキュロウイルス発現系に
よって血管弛緩機能を持つ蛋白質を多量に製造できるこ
とを明らかにして本発明を完成するに至った。
ラカ(Anopheles stephensi:As)に注目し、ハマダラカ
由来の抗凝結活性を有する蛋白質を採取することを試み
た。ハマダラカ約50匹から唾液腺を摘出し、全RNA を抽
出し、poly(A)+RNA としてリバーストランスクリプター
ゼによりdsDNA を合成し、トランスファーベクターに組
み込んで唾液腺cDNAライブラリーを作製した。As唾液腺
cDNAライブラリーからランダムにコロニーをピックアッ
プして、塩基配列の解析を行った。1280個の配列を決
め、重複を除いて分泌シグナルを持つもの38個のcDNAを
得た。このうち、27個の全塩基配列を決めた。
ス(AcNPV ) を用いた蛋白質発現系で発現させるための
トランスファーベクターコンストラクトを作製し、ウイ
ルスにトランスフェクトし、多核体を作らない、即ち挿
入蛋白質を発現しているウイルスクローンを分離した。
蛋白質の発現をSDS-PAGEにより確認し、HPLCによるゲル
濾過・イオン交換クロマトグラフィーにより精製するこ
とにより、本発明のAs-2蛋白質を採取した。そして上記
の方法により採取した本発明の蛋白質が、血液凝固とブ
ラジキニン産生に及ぼす作用を検討した。
機序の違いから、内因系凝固反応と外因系凝固反応の2
つの経路が知られている。内因系凝固反応は、血液が異
物面に接触することにより惹起される反応である。血液
凝固のカスケード系を、図1において示す。図1に示さ
れるように、異物面との接触により生成した活性化第XI
a 因子は、カルシウム存在下で第IX因子を活性化させて
IXa を生じ、それが引き金となってフィブリンが生成し
て血栓が形成する。一方、外因系凝固反応は、組織因子
(TF)が第VIIa因子と複合体を形成することにより開始
され、第IX因子、第X 因子をともに活性化することが引
き金となって血栓が形成される。
するまでの時間を測定することにより血液凝固阻害作用
の検討を行うことが、一般的に行われている。しかし、
この方法では最終的なフィブリン形成による凝固を観察
するため、血液凝固阻害剤の具体的な作用点および作用
機構の詳細については判断できない。すなわち、血液凝
固反応は複雑な連鎖反応であるので、反応経路の一部が
阻害されれば、結果的にそれ以降の反応は進行せず、凝
固は完結しないことになるからである。
価するために、活性化部分トロンボプラスチン時間(ac
tivated partial thromboplastin time:APTT)と、プロ
トロンビン時間(prothrombin time:PT )の測定を行っ
た。前者は内因系凝固時間を、後者は外因系凝固時間を
それぞれ反映する。その結果、As-2蛋白質は内因系凝固
時間を濃度依存的に延長した。よって本発明のAs-2蛋白
質は血液凝固を抑制する作用を有し、血液凝固阻害剤と
して有効であることが示された。そのために、As-2蛋白
質は、心筋梗塞、肺梗塞、脳梗塞等の治療薬や予防薬に
有効であると思われる。
は、ブラジキニン産生を阻害する活性もまた有してい
た。ブラジキニンはオータコイドの一種であり、血液中
に存在するキニノーゲンがカリクレインなどの蛋白分解
酵素により分解されて生じる物質である。また、ブラジ
キニンは炎症や痛みに関与するケミカルメディエーター
としての作用を有し、炎症や疼痛の発生時に産生されて
血管透過性を亢進するために、炎症反応の発生に深く関
与している。そして、炎症のケミカルメディエーターの
産生プロセスは抗炎症薬の良い標的であることから、本
発明のAs-2蛋白質がブラジキニン産生を阻害することを
考えると、As-2蛋白質は抗炎症薬・鎮痛薬として有用で
あると思われる。抗炎症薬としてステロイド系抗薬剤は
非常に高い効果を奏するが、その副作用が大きいために
新規な抗炎症剤に対する需要は非常に大きい。本発明の
As-2蛋白質は新規な抗炎症・鎮痛剤を提供するものであ
り上記の問題の解決に資するものである。
内因系経路の過程の初期の過程において、カリクレイン
が関与している。それを考えると、As-2の作用部位は内
因系経路の非常に早い段階である可能性が大きい。即
ち、As-2はキニン−カリクレイン系に作用してカリクレ
インの活性を阻害するために、血液凝固の内因系経路を
抑制して血液凝固作用を示し、更にカリクレインの作用
により生じるブラジキニンの生成もまた抑制するものと
考えられる。
す、アミノ酸番号(-21)-145 で示されるアミノ酸配列に
より特定される。本願明細書において、配列番号1に示
すポリペプチドの一部が欠失、置換若しくは付加された
蛋白質とは、配列番号1に示すアミノ酸配列において、
20個以下、好ましくは10個以下、更に好ましくは5個以
下のアミノ酸が置換された蛋白質である。また、その様
な蛋白質と配列番号1に示すアミノ酸配列とは、95%以
上、好ましくは97%以上、更に好ましくは99%以上の相
同性を有する。その様な蛋白質も、血液凝固を阻害する
As-2蛋白質としての機能を有する限り、本発明の範囲内
である。なお、配列表の配列番号1において、-21 から
-1の部分はシグナルペプチドであり、プロセシングを受
けた結果、成熟蛋白質はアミノ酸番号1-145 で示される
145 個のアミノ酸からなっている。
ードしており、配列表の配列番号2に示す、塩基番号1-
641 で示される塩基配列からなることを特徴とする。な
お、塩基配列中の塩基番号49-546に相当する部分が読み
枠であり、上記の蛋白質をコードしている。遺伝子組み
換え技術によれば、基本となるDNA の特定の部位に、当
該DNA の基本的な特性を変化させることなく、あるいは
その特性を改善する様に、人為的に変異を起こすことが
できる。本発明により提供される天然の塩基配列を有す
る遺伝子、あるいは天然のものとは異なる塩基配列を有
する遺伝子に関しても、同様に人為的に挿入、欠失、置
換を行う事により、天然の遺伝子と同等のあるいは改善
された特性を有するものとすることが可能であり、本発
明はそのような変異遺伝子を含むものである。
一部が欠失、置換若しくは付加された遺伝子とは、配列
番号2に示す塩基配列において、20個以下、好ましくは
10個以下、更に好ましくは5個以下の塩基が置換された
遺伝子である。また、その様な遺伝子と配列番号2に示
す塩基配列とは、95%以上、好ましくは97%以上、更に
好ましくは99%以上の相同性を有する。その様な遺伝子
も、血液凝固を阻害するAs-2蛋白質としての機能を有す
る蛋白質をコードする限り、本発明の範囲内である。ま
た、その様な遺伝子はストリンジェントな条件下で、配
列表の配列番号2に示す遺伝子とハイブリッドを形成す
る。
のcDNAを組みこんだバキュロウイルス発現系で多量に製
造することができる。それらの一例を次に挙げる。カイ
コ(Bombyx mori )の核多角体ウイルス(BmNPV )を用
い、カイコの培養細胞BmN4又はカイコの幼虫を用いて発
現させることができ、それぞれ培養液又はカイコ体液か
らクロマトグラフィーにより単離できる。また、As-2蛋
白質のcDNAをオートグラファカリフォルニカ(Autograp
ha californica)の核多角体ウイルス(AcNPV)に組込
み、ヨトウムシ(Spodoptera frugiperda )のSF9 細
胞、あるいはイラクサギンウワバ(Trichoplusia ni )
のTn5 細胞で発現させ、培養上清から同様にクロマトグ
ラフィーにより精製することができる。
白質のcDNAを組みこんだ大腸菌による発現系を用いるこ
とによっても多量に製造することができる。その様な目
的のために、As-2蛋白質のcDNAを増幅し、pGEX6P-1,pGE
X-2T,pGEX-3X等のプラスミドに組み込んだglutathione-
S transferase(GST)融合蛋白質発現ベクターを作製する
ことができる。そして、その発現ベクターにより大腸菌
を形質転換し、IPTGを含む培地中で培養することによ
り、大腸菌においてGST 融合As-2蛋白質の発現を誘導す
ることができる。この様な目的のために使用可能な大腸
菌株としては、例えばBL21株、DH5α株、NM522 株等を
挙げることができる。そして、大腸菌体内において誘導
されたGST 融合As-2蛋白質を、大腸菌を破砕することに
より回収することができる。その様にして回収されたGS
T 融合As-2蛋白質を、グルタチオンビーズを用いたアフ
ィニティークロマトグラフィーにより、精製することが
できる。
腺より血液凝固阻害作用を持つ活性物質を同定し、単離
・精製し、その遺伝子cDNAのクローニングを行うことに
より、バキュロウイルス発現系により、ブラジキニン産
生作用又は血液凝固阻害作用を持つ蛋白質を多量に製造
できるものである。また、本発明の蛋白質のブラジキニ
ン産生作用又は血液凝固阻害作用に起因する活性部位を
究明し、構造解析が進めば、分子設計手法で活性物質を
一般の化学合成手法で製造することも可能である。
産生阻害作用又は血液凝固阻害作用を有する医薬のリー
ド化合物としても高い有用性を有すると思われる。即ち
As-2蛋白質に種々の改変を行うことにより、よりブラジ
キニン産生阻害作用又は血液凝固阻害作用の高い物質を
得ることができる可能性がある。本発明のAs-2蛋白質
は、その様な検討の基礎となる生理活性物質を与えるも
のであり、更なる新規抗炎症物質又は抗凝血物質を得る
ためのリード化合物としても大きな有用性を有するもの
である。
るが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
les stephensi ) 胸部より唾液腺を摘出した。 MIicropr
epmRNA purification(Amersham pharmacia社製)を用
いて、唾液腺mRNAを抽出・精製した。次にこのmRNAをテ
ンプレートに用い、Superscript Plasmid system (Life
technologies 社製)で唾液腺cDNAライブラリーを構築
した。 このライブラリーからランダムにクローン(総数
1280クローン)を拾い上げ、QIAPrep spin miniprep ki
t (QIAGEN社製)にてプラスミド抽出・精製した。 この
プラスミドに組み込まれているcDNAの塩基配列をABI PR
ISM 310 Genetic analyzer(PE biosystems 社製)を用
いて解読した。 解読されたcDNAの塩基配列は、Genetyx
ver8.5(Software development社製)を用いて解析し
た。 その結果、同一の塩基配列を有する38個のcDNAクロ
ーンが見いだされ、これをAs-2と命名した。
にて増幅したAs-2cDNA全長を、プラスミドpAcYM1のBam
HIの制限酵素サイトに組み込んだトランスファーヘクタ
ーを作製し、Plasmid mini kit(QIAGEN社製)を用いて
精製した。 このプラスミドヘクターとBaculoGold linea
rlized Baculovirus DNA(Pharmingen 製)の混合物を、
lipofectin reagent(Life technolpgies 社製)を用い
て昆虫培養細胞sf−9 に導入し、組換えバキュロウイル
スを作製した。 この組換えウイルスを別の昆虫培養細胞
Tn-5に感染させ、組換えAS-2蛋白質を大量発現させた。
培養液中に分泌された組換えAs-2蛋白質は、RESOURCE S
(Amersham Pharmacia社製)を用いた陽イオン交換クロ
マトグラフィーおよびTSK2000SW (東ソー社製)を用い
たゲルろ過クロマトグラフィーによる二段階の精製を行
うことで純化し、以下の実験に供した。
びプロトロンビン時間の計測)ヒト血漿標品(商品名:
カリプラズマインデックス100 bioMerieux 社製)20μ
l に対し、50mM TrisHCl,pH7.0 ,150mM NaClに溶解し
た精製As-2を20μl 加え、37℃でインキュべートした。
5 分後、1/10に希釈したアクチン(商品名:データファ
イ・APTT,CYSMEX社製)あるいはトロンボプラスチン
(商品名:オーソブレーントロンボプラスチン、オーソ
・クリニカル・ダイアグノスティックス社製)を35μl
加えさらに2 分間インキュべートした。 最後に25mM CaC
l2を25μl加え、これより凝固が完了するまでの時間をA
melung KC-10A micro(エム・シー・メディカル社製)
により計測した。
す。その結果、As-2は濃度依存的にAPTTのみを延長させ
る活性を示した。すなわち、ハマダラカ唾液腺由来蛋白
質As-2は内因系凝固反応を阻害する蛋白質であることが
明らかとなった。
理を施したヒト血漿(30倍希釈)75μl に精製As-2を30
μl 加え、室温でインキュベートした。5分後、1/10に
希釈したアクチンを35μl 加えさらに15分間インキュベ
ートしてこれを検体とした。この検体中のブラジキニン
量を、酵素免疫測定法に基づく測定試薬(マーキットM
ブラジキニン、大日本製薬株式会社製)を用いて定量し
た。図4に、As-2がブラジキニンの産生に及ぼす結果を
示す。その結果、As-2は血漿中のブラジキニン産生を濃
度依存的に抑制する活性を示した。すなわち、ハマダラ
カ唾液腺由来蛋白質As-2はカリクレイン−キニン系活性
化に伴うブラジキニン産生を阻害する蛋白質であること
が明らかとなった。
蛋白質であるAs-2蛋白質、及び当該蛋白質をコードする
As-2遺伝子が与えられた。As-2蛋白質はブラジキニン産
生抑制作用を有するために、As-2蛋白質を有効成分とし
て含有する医薬は、抗炎症剤・鎮痛剤として有用であ
る。更に血液凝固阻害活性を有するために、As-2蛋白質
を有効成分として含有する医薬は、血液凝固阻害剤とし
て、心筋梗塞、肺梗塞、脳梗塞の治療及び予防に有効で
ある。またAs-2蛋白質は、医薬開発の場における抗炎症
剤・鎮痛剤または血液凝固阻害剤のリード化合物として
もまた、大きな可能性を有している。
ケード系を示す図である。
伝子の配列を示す図である。
ラスチン時間(APTT)に及ぼす影響を示すグラフであ
る。
ぼす影響を示すグラフである。
Claims (6)
- 【請求項1】 ハマダラカ由来の蛋白質であり、以下の
(a)または(b)に示すアミノ酸配列からなることを
特徴とする蛋白質。 (a)配列表の配列番号1に示す、アミノ酸番号(-21)-
145 で示されるアミノ酸配列からなることを特徴とする
蛋白質。 (b)ブラジキニン産生阻害活性又は血液凝固阻害活性
を有し、(a)の一部が欠損、置換若しくは付加された
蛋白質。 - 【請求項2】 請求項1記載の蛋白質をコードする遺伝
子。 - 【請求項3】 ハマダラカ由来の蛋白質であり、以下の
(c)または(d)に示すアミノ酸配列からなることを
特徴とする蛋白質。 (c)配列表の配列番号1に示す、アミノ酸番号1-145
で示されるアミノ酸配列からなることを特徴とする蛋白
質。 (d)ブラジキニン産生阻害活性又は血液凝固阻害活性
を有し、(c)の一部が欠損、置換若しくは付加され
た、蛋白質。 - 【請求項4】 ハマダラカ由来の蛋白質をコードし、以
下の(e)または(f)に示す塩基配列からなることを
特徴とする遺伝子。 (e)配列表の配列番号2に示す、塩基番号1-641 で示
される塩基配列からなることを特徴とする遺伝子。 (f)ブラジキニン産生阻害活性又は血液凝固阻害活性
を有する蛋白質をコードし、(e)の一部が欠損、置換
若しくは付加された遺伝子。 - 【請求項5】 請求項3記載の蛋白質を有効成分として
含有する、鎮痛剤又は抗炎症剤。 - 【請求項6】 請求項3記載の蛋白質を有効成分として
含有する、血液凝固阻害剤。
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