JP2003504308A - 膜貫通受容体の細胞質ドメインのための構造モデル - Google Patents

膜貫通受容体の細胞質ドメインのための構造モデル

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JP2003504308A JP2001500666A JP2001500666A JP2003504308A JP 2003504308 A JP2003504308 A JP 2003504308A JP 2001500666 A JP2001500666 A JP 2001500666A JP 2001500666 A JP2001500666 A JP 2001500666A JP 2003504308 A JP2003504308 A JP 2003504308A
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Abstract

(57)【要約】 一連の7残基反復に付着した膜貫通ドメインおよび選択された細胞質ドメインを模擬する一連の7残基反復を含むポリペプチドを提供し、これを、占められたおよび密集したトランフメンブランタンパク質の構造および活性を評価し、治療的化合物を同定するための構造モデルの構成において用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】序論 本発明は、国立衛生研究所(NIM)により後援された研究の経過においてなされ
た。米国政府は、本発明においてある種の権利を有し得る。
【0002】発明の背景 真核細胞において、多くのタンパク質が、細胞膜にわたって存在(extend)し、
従って細胞質ドメイン、膜貫通ドメインおよび細胞外ドメインを含む。これらの
タンパク質の多くは、シグナル伝達、細胞接着および細胞−細胞相互作用に関与
する。
【0003】 このカテゴリー内にあるタンパク質の中に、インテグリンがある。インテグリ
ンは、血栓症、炎症および癌を含む、多くの病理学的および生理学的プロセスに
関与する。細胞接着性の変化を含む他の生理学的および病理学的症状はまた、イ
ンテグリンにより媒介される。
【0004】 多くの膜貫通タンパク質は、オリゴマーであり、2種または3種以上の異なる
タイプのポリペプチドサブユニットの非共有的会合である。特に、インテグリン
は、αおよびβで示す2種の異なるタンパク質サブユニットのヘテロ二量体であ
る。αサブユニットは、120〜180kDaの大きさで変化し、各々βサブユ
ニットと非共有的に会合している。インテグリン分子の細胞外ドメインは、リガ
ンド結合部位を形成する;αおよびβサブユニットの両方は、リガンド結合部位
の形成に伴われる。インテグリンのための多くの種々のリガンドが知られており
、これには、コラーゲン、ラミニン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、補体
成分、トロンボスポンジン、並びに免疫グロブリンスーパーファミリーの統合さ
れた膜タンパク質、例えばICAM−1、ICAM−2およびVCAM−1が含
まれる。
【0005】 インテグリンは、これらのリガンドにおける種々の短いペプチド配列を認識す
る。これらの例は、Arg−Gly−Asp(RGD)、Lys−Gln−Al
a−Gly−Asp−Val(KQAGDV;配列番号1)、Asp−Gly−
Glu−Ala(DGEA;配列番号2)およびGlu−Ile−Leu−As
p−Val(EILDV;配列番号3)である。インテグリン機能における変化
は、しばしば、インテグリンの細胞外ドメインのリガンド結合親和性の変化によ
り生じる(J.S. Bennett & G. Vilaire J. Clin. Invest. 64:1393-1401 (1979);
Altieri et al., J. Cell Biol. 107:1893-1900 (1988); Faull et al., J. Ce
ll Biol. 121:155-162 (1993); Lollo et al., J. Biol. Chem. 268:21693-2170
0 (1993))。
【0006】 インテグリンαIIbβ(血小板GPIIbーIIIa)、即ち2種のI型
膜貫通タンパク質サブユニットのヘテロ二量体は、リガンド結合親和性において
高度に調節された変化を明示する。親和性状態特異性抗体、例えばPAC1(Sha
ttil et al., J. Biol. Chem. 260:1107-1114 (1985))は、異種の細胞における
組換えαIIbβの分析に有用である(O'Toole et al., Cell Regulation 1:8
83-893 (1990))。血小板アゴニストは、αIIbβの親和性(活性化)を、お
そらく細胞外ドメインの構成の変化を生じることにより、増大する(O'Toole et
al., Cell Regulation 1:883-893 (1990); Sims et al., J. Biol. Chem. 266:7
345-7352 (1991))。ヘテロ三量体GTP結合タンパク質、リン脂質代謝およびセ
リン−トレオニンキナーゼを伴う細胞質シグナル伝達経路は、細胞外ドメインの
これらの構成の変化を開始する;これらの変化はまた、カルシウム流動、チロシ
ンキナーゼおよび低分子量GTP結合タンパク質を伴い得る(Sims et al., J. B
iol. Chem. 266:7345-7352 (1991); Shattil et al., J. Biol. Chem. 267:1842
4-18431 (1992); S.J. Shattil & J.S. Brugge Curr. Opin. Cell Biol. 3:869-
879 (1991); Ginsberg et al., Cold Spring Harbor Symposium of Quantitativ
e Biology: The Cell Surface 57:221-231 (1992); Ginsberg et al., Curr. Op
in. Cell Biol. 4:766-771 (1992); Nemoto et al., J. Biol. Chem. 267:20916
-20920 (1992))。
【0007】 細胞質シグナルが、いかにして、インテグリンの細胞外ドメイン(「内から外
への(inside-out)シグナル伝達」)の構成およびリガンド結合親和性の変化を生
じるかは、未知のままである。αIIbβの膜貫通および細胞外ドメインに接
合した種々のαおよびβサブユニットの細胞質ドメインを含むキメラについての
研究は、インテグリン細胞質ドメインが、リガンド結合親和性を調節する細胞タ
イプ特異性シグナルを伝達することを示す。これらのシグナルは、インテグリン
のαおよびβ細胞質尾部の両方において、活性細胞プロセスを必要とし、このこ
とは、これらが、生理学的に適切なシグナルを反射することを示唆する。さらに
、高度に保護されたモチーフ、Gly−Phe−Phe−Lys−Arg(GF
FKR;配列番号4)の、αサブユニット細胞質ドメインのアミノ末端における
欠失はまた、インテグリンαIIβに対するリガンドの高親和性結合を生じた
。キメラとは対照的に、GFFKR欠失突然変異体への高親和性リガンド結合は
、細胞代謝、細胞のタイプおよびβサブユニット細胞質ドメインの嵩(bulk)とは
独立であった。従って、インテグリン細胞質尾部(tails)は、インテグリン親和
性の調節のための標的である。
【0008】 しかし、技術的困難により、これらのタンパク質の構造の決定のための高度な
分割手法の適用が大いに限定された。実際に、分子構造は、2種のみの無傷の膜
貫通タンパク質、即ち細菌光反応中心(Deisenhofer et al., Nature 318:618-62
4 (1985))およびポーリン(Weiss et al., FEBS Lett. 267:268-272 (1990))に有
用である。受容体細胞外ドメインの構造は、可溶性短縮細胞外ドメインをモデル
として用いて決定された(DeVos et al., Science 255:306-312 (1992); Milburn
et al., Science 254:1342-1347 (1991))。これらの構造は、リガンド認識の基
礎の理解に寄与したが、シグナル伝達の機構に比較的少ない見識を提供した。シ
グナルを伝達する多くの膜タンパク質は、I型膜貫通タンパク質ファミリーの要
素であり、この定義的特徴は、単一膜延在(spanning)領域である。
【0009】 これらは、T細胞受容体(A. Weiss Cell 73:209-212 (1993));成長因子受容
体(L. Patthy Cell 61:13-14 (1990))およびサイトカイン受容体(Miyajima et a
l., TIBS 17:378-382 (1992))を含む。一般的に、これらのタンパク質の細胞質
ドメインは、シグナル伝達に臨界的に重要である。従って、このような受容体に
よりシグナル伝達を理解するために、細胞質ドメインの構造および機能を理解す
ることが必須である。これは、マルチサブユニットI型タンパク質については、
特に困難である。
【0010】 マルチサブユニット膜貫通受容体の細胞質ドメインの構造的モデルの化学的合
成のための計画は、以前に提案された(Muir et al., Biochemistry 33:7701 (19
94))。インテグリンαIIbβの細胞質ドメインは、一連の同一の7残基反復
から構成されたらせん状二重コイルにより、共有結合した。二重コイル三次構造
を用いて、推定されたらせん状膜延在ドメインを模擬し、および位相的制約とし
て、2つのインテグリン尾部を、適切な垂直のねじれ(stagger)を有する平行な
配向に固定した(Muir et al., Biochemistry 33:7701 (1994))。しかし、この合
成方法は、ポリペプチドの長さに対する制限を配置し、比較的少ない収量を有す
る。
【0011】 従って、マルチサブユニット膜貫通受容体の細胞質ドメインの構造的モデルを
生成する、改善された方法に対する必要性がある。これらのモデルは、インテグ
リンおよび他の膜貫通タンパク質の活性を制御し、調節する剤を評価し、これら
の活性を検出し、これらの活性を調節して、生理学的条件を検出し、制御するの
に、有用である。
【0012】発明の要約 本発明において、多量体(multimeric)膜貫通タンパク質、例えばインテグリン
の細胞質面の構造的モデルまたは模擬に用いるためのタンパク質を製造する方法
を提供する。本発明のタンパク質は、組換え的にまたは合成的に製造することが
できる。しかし、組換えタンパク質を用いることにより、従来技術の最初の合成
方法において遭遇した、ポリペプチドの長さの制限および少ない収量が、回避さ
れる。従って、本発明の構造的モデルの少なくとも一部を、組換え的に製造する
のが好ましい。本発明のモデルにおいて、β細胞質ドメインの二量体の性質は、
これらのドメインの共有ヘテロ二量体を用いることにより、模擬される。らせん
状二重コイル構造により、尾部の所望の平行な位相および垂直なねじれが提供さ
れる。
【0013】 モデルは、膜貫通タンパク質、例えばインテグリンとのタンパク質相互作用を
研究し、インテグリン阻害活性のための剤をスクリーニングし、インテグリン細
胞質ドメインの構造を得るのに有用である。例えば、α4細胞質尾部を含むモデ
ルを用いて、現在では、パキシリンおよびパキシリン関連分子、例えばロイパキ
シンおよびHic−5が、α4インテグリンとの高度な親和性相互作用を有する
ことが見いだされた。従って、パキシリンおよびパキシリン関連分子とα4イン
テグリンとの相互作用を阻害する剤は、α4インテグリンに関連する生物学的応
答を阻害するのに有用であると考えられている。従って、これらの剤は、正常な
α4インテグリン活性、例えば瘢痕に至り得る創傷の治癒において生じるものを
阻害するのに有用であり得る。これらの剤はまた、α4インテグリンの病理学的
応答、例えばアテローム硬化症並びに、炎症腸疾患、関節炎、多発性硬化症およ
び喘息を含むがこれらには限定されない症状と関連する免疫応答を阻害するのに
用いることができる。
【0014】発明の詳細な説明 本発明は、占められたおよび密集した膜貫通タンパク質、例えば、選択された
マルチサブユニット膜貫通受容体、例えばインテグリンの細胞質ドメインに接続
された膜貫通ドメインを模擬する、一連のαヘリックス7残基反復を、好ましく
は2〜20個、一層好ましくは3〜6個、最も好ましくは4個含むポリペプチド
からなるインテグリンの細胞質面の模擬の生成に関する。「模擬」により、一連
の7残基反復が、膜貫通ドメインの構造的特徴を模擬または置換することを意味
する。1つの態様において、固定化(immobilizing)エピトープ、例えばHis−
Tag配列またはグルタチオン−S−トランスフェラーゼは、アフィニティーク
ロマトグラフィーにおけるポリペプチドの固定化のためのN末端に結合している
。この態様において、固定化エピトープは、Cys−Glyリンカーによりポリ
ペプチドに結合するのが好ましい。また、好都合のために、原核または化学的開
裂部位、例えばトロンビン開裂部位を、この結合部位においてポリペプチド中に
導入することができる。
【0015】 本発明のために、「αヘリックス7残基反復」により、繰り返し中の選択され
た位置、好ましくは図1に示す位置aおよびdにおいて疎水性残基を有する実質
的にらせん状の両親媒性アミノ酸からなる配列を意味する。このような態様にお
いて、各々の繰り返しは、第1のおよび第4の位置において疎水性残基を有する
7個のアミノ酸である。例えば、好ましい態様において、7残基反復は、アミノ
酸配列G−X−L−X−X−L−X−G(配列番号14)を含み、ここ
で、Xは、リシン、アルギニンまたはオルニチンであり、XおよびXは、
グルタミン酸またはアスパラギン酸であり、Xは、アラニン、セリンまたはト
レオニンである。ポリペプチドの7残基反復は、好ましくは同一である。しかし
、いくつかの態様において、各々の7残基反復は、アミノ酸配列において異なり
得る。
【0016】 好ましい態様において、膜貫通受容体、例えばインテグリンの細胞質尾部は、
7残基反復に、7残基反復のC末端においてグリシン残基により結合している。
この態様において、ポリペプチドは、生理学的条件下で平行な二重コイル二量体
を形成すると予測される。しかし、三量体および四量体もまた、二重コイルタン
パク質設計について現在の方法に基づいて設計することができる。これらの二重
コイル構造は、天然のシステムにおける膜貫通らせんの近接を一層良好に模擬し
、また定義された位相幾何学が、αおよびβ細胞質尾部の間で維持されることを
確実にする傾向がある。
【0017】 言い換えると、αヘリックス7残基反復の二重コイルは、インテグリンまたは
他の膜貫通タンパク質の細胞質ドメインが付着する構造的鋳型として作用するこ
とができる。このことは、2つの細胞質尾部が、互いに関して、無傷のタンパク
質に近接するようにしてねじれることを確実にする。シスチン架橋は、この二量
体構成内の二重コイル配列の平行な配向および正確なねじれを確実にする。用い
ることができるインテグリンの細胞質尾部の例には、インテグリンβサブユニッ
ト、例えばβ1A(配列番号8)、β1A(Y788A)(配列番号9)、β1
B(配列番号10)、β1C(配列番号11)、β1B(配列番号12)、β7
(配列番号13)およびβ3並びにαインテグリンサブユニット、例えばαII
b、α4、α3A、α5またはα6Aが含まれるが、これらには限定されない。
【0018】 本発明の模擬において用いられるポリペプチドの少なくとも一部が、組換え的
に製造されるのが好ましい。ポリペプチドの組換え製造により、従来技術の最初
の合成方法において遭遇したポリペプチドの長さの制限および少ない収量が克服
される。ポリペプチドの少なくとも一部の組換え製造の方法は、業界において十
分知られている。また、模擬のポリペプチドまたはこの一部を、合成的に製造す
ることができる。ポリペプチドの合成的製造の方法は、業界において十分知られ
ている。さらに、合成的におよび組換え的に製造されたペプチドの部分を、単一
のポリペプチド中に組み合わせる方法が知られている。本発明において、模擬の
両方のポリペプチドを、合成的に製造する場合には、二重コイル配列を形成する
一連の7残基反復における少なくとも1つの7残基反復は、一連における他の7
残基反復と、アミノ酸配列において異ならなければならない。
【0019】 本発明のモデルのポリペプチドは、好ましくは、逆相C18高圧液体クロマト
グラフィーにより測定して、>90%の相同性であり、エレクトロスプレー質量
分析法により測定して、所望の単量体配列のものから0.1%より小さく変化す
る単量体質量を有する。この態様において、水性溶液中の共有二量体の形成を、
質量分析法およびSDS−PAGEにより観察して、従ってらせんの平行な配向
を確認することができる。
【0020】 この態様において、インテグリン細胞質ドメイン配列の開始は、第5の7残基
反復の疎水性残基を提供する(図1)。従って、αヘリックス7残基反復の二重
コイル配列の直接の結合は、尾部において、らせん構造を誘発し得る。この可能
性に向けるために、αヘリックス7残基反復と細胞質ドメイン配列との間に追加
のグリシンを含むタンパク質モデルの態様が、合成された(図1)。7残基反復
と細胞質ドメインとの間で、1つのみのグリシン(G1−β1A)または3つの
追加のグリシン(G4−β1A)のいずれかを含むβ1インテグリン構造のCD
スペクトルについて、比較を実施した。グリシンの挿入は、最小208および2
22nmで急激に減少した。従って、タンパク質モデルの予測されたαヘリック
ス含量は、65%から36%まで減少した。4つの7残基反復は、構造の質量の
27%を構成し;従って36%のらせん含量が、これらの繰り返しに限定された
らせん構造と整合する。従って、Gly挿入は、細胞質ドメイン二重コイル配列
において誘発されたαヘリックス構造を解消すると見られる。
【0021】 Gly挿入により誘発された構造的変化の可能な影響を研究するために、1つ
、2つおよび3つの追加のGly残基が、7残基反復モチーフ(G2−、G3−
、G4−β1A)の後に挿入されたβ1A細胞質ドメインを有するタンパク質モ
デルを生成し、G1−β1A構造と比較した。追加の対照として、G4−β1A
ペプチドの変種を、膜近接NPXYモチーフ(G4−β1A−Y788A)中の
TyrからAlaへの置換により生成した(図1)。この突然変異は、病巣付着
の標的およびインテグリンの活性化に干渉する。精製されたタンパク質は、これ
らのN末端His−Tagにより、Ni2+樹脂に結合し、NHSビオチン標識
ヒト血小板の溶解物と共にアフィニティークロマトグラフィー実験において用い
た。タンパク質結合のパターンの顕著な変化が、Gly挿入の結果観察された。
45、56、58、140および240kDaにおいて移動するポリペプチドは
、Gly挿入を有する模擬のみに結合した。G4−β1A構造におけるY788
A突然変異(YA)は、240kDaでの相互作用を抑制したが、他の成分との
相互作用を抑制しなかった。
【0022】 モノクローナル抗体を用いて、240kDaおよび45kDaタンパク質を、
それぞれフィラミンおよびアクチンとして同定した。富んだ56、58および1
40kDaポリペプチドは、同定されず、ウエスタンブロット実験においてpp
60src、パキシリン、pp125fak、α−アクチニン、ビンキュリンお
よびpp72sykに特異性の抗体と反応しなかった。タリンは、G1−および
G4−β1A構造に結合したが、Y788A−G4β1A構造に結合しなかった
。従って、グリシンの二重コイルモチーフおよびインテグリン細胞質ドメイン配
列中への挿入により誘発したモデルの構造的変化は、これらのタンパク質の細胞
成分との相互作用を変化させる。細胞骨格相互作用を遮断するβ1A尾部の変化
、例えばY788突然変異並びにβ1B−およびβ1Cスプライシング変種はま
た、タリンおよびフィラミンへの結合を妨げる。従って、観察されたインビトロ
相互作用は、生物学的に関連する傾向がある。
【0023】 本発明のモデルはまた、筋肉特異性スプライシング変種β1Dおよびβ7イン
テグリンサブユニット(図1)のG1およびG4ポリペプチドで構成されて、種
々のインテグリン結合タンパク質の結合相互作用を研究した。NHSビオチニル
化血小板溶解物と共に用いた際には、β1Aと比較して、β1D構造は、一層多
くのタリンと結合し、β7構造は、一層多くのフィラミンと結合した。さらに、
結合のこれらの差異は、ヒトT細胞白血病細胞系(ジャーカット)の溶解物、ヒ
ト線維肉腫細胞系(HT1080)およびマウス筋芽細胞系(C2C12)から
誘導された分化した筋管を、アフィニティークロマトグラフィー用に用いた際に
、一貫して観察された。さらに、β1D構造のタリンへの一層強い結合およびβ
7構造のフィラミンへの一層強い結合は、モデルタンパク質のG1およびG4変
種の両方と共に独立して観察され、このことは、Gly挿入により誘発された構
造的変化が、これらの分化相互作用に強く影響しないことを示す。
【0024】 次に、これらのタンパク質の精製した調製物を用いて、細胞抽出物中のタリン
およびフィラミンとの観察された相互作用が直接的であることを例証した。モデ
ルタンパク質に結合した、精製されたフィラミンおよびタリンの相対的量は、細
胞溶解物について観察されたものと類似した。特に、β1D構造は、β1Aタン
パク質モデルよりも多くのタリンと結合し、β7構造は、多くのフィラミンと結
合した。さらに、両方の細胞骨格タンパク質の、G4−Y788A−β1A構造
並びにG4−β1BおよびG4−β1C変種への結合は、G4−β1Aと比較し
て機能的に減少した。さらに、β1A、β1Dおよびβ7インテグリン細胞質ド
メインのG4構造は、対応するG1構造よりも多くの精製されたフィラミンに結
合した。
【0025】 しかし、G1−β7モデルタンパク質は、なおG4−β1AまたはG4−β1
Dより多くのフィラミンと結合する。クマシーブルーで染色したゲルのデンシト
メトリー評価は、β1D構造が、β1Aモデルタンパク質よりも約9倍多くのタ
リンと結合し、β7構造が、8.4倍多くのフィラミンと結合したことを示した
。これらの実験において、タリンおよびフィラミンの量に対して、>10倍のモ
ル過剰のモデルタンパク質があった。従って、フィラミンについてのβ1Aの親
和性は、β7のものよりも少なくとも8倍低く、タリンについてのこの親和性は
、β1Dのものよりも少なくとも9倍低い。
【0026】 また、α4インテグリンの細胞質ドメイン模擬を、本発明に従って製造した。
α4インテグリンサブユニットは、胚形成、造血および免疫応答に必須である(S
tewart et al., Curr. Opin. Cell Biol. 7, 690-696 (1995); Shimizu et al.,
Adv. Immunol. 72, 325-380 (1999))。免疫応答におけるこれらの中心的な役割
のために、α4インテグリンは、炎症腸疾患、関節炎、多発性硬化症および喘息
のための有効な治療的標的として強く示される。α4が、細胞移動、細胞骨格機
構化および遺伝子発現を、他のインテグリンαサブユニットとは異なって調節し
得ることが示唆された(Hemler et al., Cold Spring Harbor Symposia on Quant
itative Biology: The Cell Surface 57, 213-220 (1992))。これらの生物学的
特性は、α4細胞質ドメインに依存する(Stewart et al., Curr. Opin. Cell Bi
ol. 7, 690-696 (1995); Hemler et al., Cold Spring Harbor Symposia on Qua
ntitative Biology: The Cell Surface 57, 213-220 (1992); Newton et al., J
. Leukocyte Biol. 61, 422-426 (1997))。α4細胞質尾部を含む本発明の構造
的模擬を製造し、用いて、α4インテグリン特異的シグナル伝達に伴う分子を同
定した。
【0027】 α4インテグリンのシグナル伝達特性についての生化学的基準を同定するため
に、細胞タンパク質の、二量体化したα4インテグリン細胞質ドメインの構造的
模擬への結合を分析した。これらの構造的模擬は、α4またはβ1Aサブユニッ
トの細胞質尾部を、二重コイル二量体を形成する4つの7残基反復配列を含むN
末端配列に融合させて、細胞質ドメインが、平行して二量体化され、固定された
垂直のねじれ中に保持されるようにすることにより、形成した。
【0028】 次に、ジャーカットTリンパ芽球の溶解物を、固定化されたα4細胞質ドメイ
ン模擬と共にインキュベートした。結合タンパク質を、前に同定したインテグリ
ン細胞質ドメイン結合タンパク質についてイムノブロットすることにより、検出
した。結合したフラクション内で、パキシリンは、細胞溶解物と比較して、57
倍より大きく富んでいたことが見出された。対照的に、β1A細胞質ドメインが
パキシリンと結合した一方、細胞溶解物に対する豊富はなかった。α4およびβ
1A尾部の両方との相互作用は、結合が、タンパク質を有しない樹脂に対しても
、αIIb細胞質ドメインに対しても見られなかったため、特異的であった。α
4β1A尾部のヘテロ二量体はまた、生成した。これらのヘテロ二量体は、同様
の量のパキシリンを、α4尾部のみに結合した。α4尾部はまた、少量のアクチ
ン結合タンパク質フィラミンおよび尾部に結合した。しかし、これらのタンパク
質は、細胞溶解物に対して富んでいなかった。さらに、α4尾部は、ビンキュリ
ンまたはα−アクチニンに結合しなかった。
【0029】 αインテグリンサブユニット細胞質尾部中には、7つの保護されたN末端残基
がある(Hemler et al., Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biolog
y: The Cell Surface 57, 213-220 (1992); Williams et al., Trends Cell Bio
l. 4, 109-112 (1994);並びにSastry S.K.およびHorwitz, A.F. Curr. Opin. C
ell Biol. 5, 819-831 (1993))。従って、パキシリンのα4細胞質尾部との相互
作用の特異性を、一連のα細胞質ドメインに結合するパキシリンを試験すること
により、決定した。パキシリンは、αIIb、α3A、α5またはα6A尾部に
結合しなかった。従って、インテグリンα細胞質ドメインによるN末端の7つの
残基の保護は、パキシリン結合を媒介するのに十分であるとは考えられない。
【0030】 パキシリンに加えて、また、実験を実施して、パキシリン関連タンパク質Hi
c−5およびロイパキシンもまたα4細胞質尾部に結合するか否かを決定した。
いくつかの実験において、主要でない55Kのバンド、Hic−5の大きさを、
α4カラムに結合したと観察した。Hic−5の給源として血小板抽出物を用い
ることにより、細胞溶解物と比較して7.4倍の豊富が観察された。ジャーカッ
ト細胞における同様の実験において、出発溶解物と比較して1.9倍の豊富が、
ロイパキシンについて観察された。
【0031】 また、実験を実施して、パキシリンがまた、無傷のα4インテグリンおよび無
傷のα4β1インテグリンと関連することを確認した。これらの実験において、
ジャーカット細胞溶解物を、それぞれα4、β1またはα5インテグリンサブユ
ニットと反応性のモノクローナル抗体あるいはパキシリンまたは無関連IgGと
反応性のモノクローナル抗体と共に免疫沈殿した。パキシリンは、α4およびβ
1免疫沈殿物中に存在したが、α5抗体または無関連IgGで形成した免疫沈殿
物中には存在しなかった。表面ビオチン標識細胞の免疫沈殿物は、α4β1の免
疫沈殿をα4抗体により、α5β1をα5抗体により、およびこれらの2種とα
1の可動度を有するバンドとの混合物を抗β1抗体により確認した。パキシリン
または無関連IgGに対するモノクローナル抗体で免疫沈殿した細胞溶解物にお
いて、α4β1インテグリン(しかしα5β1インテグリンではない)は、パキ
シリンと同時沈殿した。α4β1は、無関連IgGと同時沈殿しなかった。
【0032】 パキシリンのα4尾部との密な会合およびこのα4インテグリンとの容易な単
離は、細胞中のパキシリンと関連するα4β1の顕著な部分を示す。このフラク
ションを決定するために、表面ビオチンで標識したジャーカット細胞溶解物を、
抗パキシリン抗体または無関連IgGで続いて免疫沈殿した。抗パキシリン抗体
でのウエスタンブロッティングは、事実上すべてのパキシリンの欠乏を確認した
。パキシリン欠乏の結果、溶解物中のα4のほぼ完全な損失が生じた。対照的に
、α5の欠乏はほとんどなかった。無関連IgGでの免疫沈殿により、α4β1
またはα5β1のいずれの顕著な損失にも至らなかった。従って、α4の大部分
またはすべてが、パキシリンと物理的に関連すると考えられる。
【0033】 次に、αIIb細胞外および膜貫通ドメイン並びにα4細胞質ドメインからな
るキメラを構成して、α4細胞質尾部のみが、パキシリンをインテグリンに結合
させるのに十分であるか否かを決定した。適切なβ尾部パートナーを提供するた
めに、β3の細胞外および膜貫通ドメインを、β1Aまたはβ7細胞質ドメイン
に接合した。αIIbα4β3β1AおよびαIIbα4β3β7キメラインテ
グリンを、CHO細胞中に発現した。α6A細胞質ドメインが、αIIbに接合
され、CHO細胞中にαIIbα6Aβ3β1Aキメラとして発現したキメラを
用いた(Hughes et al., Cell 88, 521-530 (1997))。これらの細胞からの溶解物
を、αIIbβ3の細胞外ドメインに対する抗体と共に免疫沈殿させた際に、同
様の量の組換えインテグリンが、各々の細胞系から沈殿した。α4尾部含有キメ
ラインテグリンを含む細胞のみが、実質的なパキシリン同時免疫沈殿を明示した
。従って、α4細胞質ドメインは、無傷のインテグリンのパキシリンとの関連を
媒介しなければならない。
【0034】 次に、α4尾部の機能的効果を、細胞接着およびαIIbβ3リガンド、フィ
ブリノーゲン上への拡散をアッセイすることにより、試験した。α4尾部は、α
IIbβ3依存性細胞接着を変化させなかった。しかし、α4尾部は、αIIb
β3依存性細胞拡散に対抗した。これらの2つの細胞系は、内因性α5β1フィ
ブロネクチンについてのリガンド上に接着し、同等に十分に拡散し、このことは
、効果が、組換えインテグリンに特異的であることを確認した。α4尾部内のパ
キシリン結合部位のアッセイにおいて、パキシリンの結合を崩壊させたアミノ酸
残基Y991Aを、同定した。この突然変異を、α4キメラ中に導入し、αII
bα4(Y991A)β3β1Aを、CHO細胞中に発現した。この突然変異は
、αIIbβ3依存性細胞拡散を回復したが、フィブロネクチン上のαIIbβ
3依存性細胞接着または細胞拡散のいずれをも変化させなかった。従って、α4
尾部のパキシリンとの相互作用の結果、細胞拡散が減少する。
【0035】 パキシリンが、細胞拡散のα4阻害に必要であることを確認するために、α4
サブユニットを、野生型またはパキシリン欠乏マウスから誘導された一次線維芽
細胞中で発現させ、VCAM−1、即ちα4インテグリン特異性リガンド上での
細胞拡散をアッセイした。2つのパキシリンヌル胚からの一次マウス胚線維芽細
胞は、同腹の野生型胚からのものが拡散しない箇所において拡散した。
【0036】 他の細胞質ゾルタンパク質が、全体の細胞抽出物中のα4複合体へのパキシリ
ンの観察された結合を媒介することができるか否かを決定するために、組換えヒ
トパキシリン−GST融合タンパク質を調製した。精製した組換えパキシリン−
GST融合タンパク質は、α4細胞質ドメインに定量的に結合した。対照的に、
パキシリン結合は、αIIb尾部においては検出可能ではなかった。さらに、α
4尾部へのGSTの結合はなかった。両方の結合パートナーが、組換え細菌タン
パク質であるため、パキシリンのα4尾部との直接の相互作用におけるチロシン
リン酸化に対する要求を、排除することができる。α4尾部へのパキシリン結合
は、飽和性であり、親和性が高い。
【0037】 本発明の構造的模擬についてのこれらの実験は、パキシリンが、α4細胞質尾
部に直接かつ密に結合することを例証する。従って、パキシリンは、α4インテ
グリンのシグナル伝達特性において重要な役割を奏すると考えられる。特に、パ
キシリンのα4尾部への直接の結合は、α4依存性細胞拡散に対抗すると考えら
れる。従って、α4のパキシリンへの結合の遮断は、α4媒介細胞移動を阻害し
なければならない。α4の主要な機能が、白血球の移動および交換であるため、
パキシリンのα4への結合の阻害は、免疫応答を遮断するのに有用であると予測
される。α4インテグリン活性化はまた、アテローム硬化症と関連した。従って
、活性化を阻害する剤はまた、アテローム硬化症を阻害するのに有用である。α
4インテグリンのさらなる活性化は、創傷治癒の間に生じる。さらに特に、α4
インテグリン活性化は、単球をシグナル伝達して、創傷部位において凝集させる
。しかし、この凝集は、瘢痕を生じ得る。従って、α4インテグリン活性化の阻
害はまた、創傷治癒中の瘢痕の阻害において有用である。
【0038】 この構造的モデルを用いて、パキシリンおよびα4尾部の結合の阻害剤として
のα4細胞質ドメインから誘導された15量体ペプチドであるSILQEENR
RDSWSYI(配列番号15)を同定した。このペプチドによるパキシリンお
よびα4尾部の相互作用の阻害のIC50は、150μMであった。追加の15
量体ペプチドであるKAGFFKRQYKSILQE(配列番号16)およびR
RDSWSYINSKSNDD(配列番号17)を用いた同様の実験は、阻害を
示さなかった。また、アラニンを含む配列番号15内の種々の単一のアミノ酸の
他の置換により、阻害活性が消失した。従って、15量体ペプチドSILQEE
NRRDSWSYI(配列番号15)による阻害は、構造的に特異的である。こ
のペプチドの核の活性配列は、9個のアミノ酸配列ENRRDSWSY(配列番
号18)を含むと決定された。この核の配列およびこの構造についての知識は、
α4インテグリン生物学的応答を阻害する治療剤の合理的な設計において有用で
ある。
【0039】 これらの例により例証されたように、本発明の構造モデルは、インビトロでの
インテグリン尾部との種々のタンパク質会合の分析およびインテグリンの細胞質
面の構造的観点のための新規な実験的手段を提供する。従って、本発明の構造モ
デルは、インビボで優勢な構成と同等であるかまたはこれに類似する構成におけ
る構造の細胞質尾部を維持し、一方水性系、即ちねじれた、平行なおよび近接し
た位相における可溶性および安定性を維持するこの能力に基づいて、多くの用途
を有する。本明細書において例示されているように、これらのモデルを用いて、
内から外へのシグナル伝達によりインテグリンを結合し、シグナルを調節するこ
とができる細胞内分子を検出することができる。あるいはまた、これらの分子を
インビボで用いて、これらの組換えモデルの細胞質ドメインが、細胞内分子につ
いて、天然のインテグリンと競合するように、細胞を結合することにより、内か
ら外へのシグナル伝達を崩壊させるかまたは調節することができる。
【0040】 これらの構造モデルが、インテグリンの細胞外リガンド結合部位を含まないた
め、これらは次に内から外へのシグナル伝達を崩壊させる。これは、インテグリ
ンの過剰活性、例えば炎症、血栓症および悪性疾患を伴う条件において、特に有
用である。これは、このような症状またはこれらの続発症を治療する新規な方法
を提供する;これらの分子が、膜内の天然のインテグリンの配向を模擬するため
、これらは、膜構造を崩壊させず、従って一層良好に許容され、副作用を回避す
る。さらに、本発明の構造モデルを用いて、インテグリンの細胞内または細胞質
ドメインおよび他の膜貫通分子に、インビボで、例えばアフィニティークロマト
グラフィーにより結合することができる分子を検出することができる。従って、
これらのモデルは、選択された細胞質ドメインのための種々の治療化合物の同定
において有用である。
【0041】 「治療的化合物」により、モデルの選択された細胞質ドメインに結合すること
が見出された分子、モデルの細胞質ドメインに結合するタンパク質に結合する分
子および分子自体を含むが、これらには限定されないことを意味する。例えば、
1つの態様において、α4インテグリン細胞質尾部を含む構造モデルまたは模擬
を、高投入量スクリーニングアッセイにおいて用いて、パキシリンのα4細胞質
尾部への結合を阻害する剤を同定することができる。このアッセイにおいて、α
4インテグリン細胞質尾部を含む構造モデルを、パキシリンまたはパキシリン関
連分子に、試験剤の存在下または不存在下で暴露する。次に、パキシリンまたは
パキシリン関連分子の構造モデルへの、試験剤の存在下または不存在下での結合
を決定する。
【0042】 パキシリンまたはパキシリン関連分子の構造モデルへの試験剤の不存在下での
結合と比較した、パキシリンまたはパキシリン関連分子の構造モデルへの結合を
減少させる試験剤は、α4インテグリンに関する生物学的応答を阻害することが
できる。例えば、これらの剤は、瘢痕に至り得るα4インテグリンの正常な創傷
治癒応答を阻害するのに有用であり得る。また、これらの剤を、α4インテグリ
ンの病理学的応答、例えばアテローム硬化症に伴う応答並びに症状、例えば炎症
性腸疾患、関節炎、多発性硬化症および喘息における免疫応答の阻害において用
いることができる。このような剤および既知の薬学的に受け入れられるビヒクル
を含む組成物は、α4インテグリンの生物学的応答を阻害するのに、治療的に有
用であると考えられている。
【0043】 以下の例を、例示目的のみのために提供し、本発明を限定することを意図しな
い。
【0044】 例1 抗体およびcDNA 細胞質ドメインモデルタンパク質に結合するタンパク質のウエスタンブロット
における分析用の抗体は、以下のものを含んでいた:フィラミンに対するヤギ血
清(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO)、αアクチニンに対するウサギ血清(Si
gma Chemical Co.)、タリンに対するmAb(クローン8d4)(Sigma Chemical
Co.)、ビンキュリン(クローンhVIN−1)(Sigma Chemical Co.)、パシリ
ン(クローンZ035)(Zymed Laboratories Inc., S. San Francisco, CA)、
フィラミン(MAB1680)(Chemicon International Inc. Temecula, CA)、
αアクチニン(MB75.2)(Sigma Chemical Co.)、アクチン(クローンC4
)(Boehringer-Mannheim Corp., Indianapolis, IN)、pp60srcに対する
mAb(クローン327)、pp125FAK(BC3)およびウサギ抗pp7
sykに対するポリクローナルウサギ血清、ヒトβ1インテグリンに対するm
Ab(B−D15、BioSource, International)、ヒトα4インテグリンに対す
るmAb(HP2/1、ImmunoTech)、ヒトα5インテグリンに対するmAbヒ
ト(PharMingen)、HA−tagに対するmAb(12C5、ATCC)、パキシ
リンに対するmAb(クローン349、Transduction Laboratories)およびG
STに対するmAb(B−14、Santa Cruz)。
【0045】 FAKに対するポリクローナル抗体(C−20、Santa Cruz)もまた用いた。
ビオチン標識抗パキシリン抗体を、市販の抗パキシリン(クローン349)をN
HS−ビオチン(Pierce)で製造者の指示に従って標識することにより、調製した
。ウサギポリクローナル抗ロイパキシンを、ヒトロイパキシンのN末端14アミ
ノ酸に対して上昇させた(Lipsky et al., J. Biol. Chem. 273 11709-11713 (19
98))。
【0046】 これらの実験において用いたヒトcDNAは、以下のものを含んでいた:β1
CcDNA、点突然変異を有するβ1cDNA、Y788A1;心臓筋肉全RN
AのRT−PCTにより得られたヒトインテグリンβ1Dの細胞質ドメインにつ
いてのcDNA;ヒトインテグリンβ7のcDNA;およびヒトβ1B配列を含
む部分的に重複する逆オリゴヌクレオチドを有するヒトβ1Aベクターを用いて
PCR反応において合成されたヒトβ1Bサブユニット細胞質ドメインをコード
するcDNA。
【0047】例2 組換え細胞質ドメインモデル オリゴヌクレオチドを合成し、PCR反応において用いて、αヘリックス7残
基反復タンパク質配列KLEALEGRLDALEGKLEALEGKLDAL
EG(配列番号6)G1−([7残基])のためのcDNAを作成した。C末
端における1〜3個の追加のGly残基(G2−4−([7残基]))を含む
変種を、アンチセンスオリゴヌクレオチドの変性により合成した。これらのcD
NAを、NdeI−HindIII制限改変pET15bベクター(Novagen, Ma
dison, WI)中につないだ。インテグリン細胞質ドメインを、HindIII−B
amHIフラグメントとして、ヘリックスに接合した。N末端配列GSSHHH
HHHSSGLVPRGSHMCG(配列番号5)[7残基]をコードする最
終的な構成を、インテグリンの細胞質ドメインに結合させた。種々の細胞質ドメ
インcDNAを、停止コドンの直後に5’−HindIII部位を導入する前方
オリゴヌクレオチドおよび3’−BamHI部位を作成する逆オリゴヌクレオチ
ドを用いて、適切なcDNAからのPCRにより、クローン化した。
【0048】 PCR生成物を、先ずTAクローニング(登録商標)キット(Invitrogen Corp
., San Diego, CA)を用いてpCR(登録商標)ベクターにつないだ。配列決定
後、HindIII/BamHI挿入体を、改変したpET15bベクター中に
つないだ。BL21(DE3)pLysS細胞(Novagen)における組換え発現お
よび組換え生成物の精製を、逆相C18HPLCカラム(Vydac, Hesperia, CA)
上での追加の最終精製工程を有するpETシステムマニュアル(Novagen)に従っ
て実施した。生成物を、API−III4部構成分光計(Sciex, Toronto, Ontar
io, Canada)におけるエレクトロスプレー質量分析法により分析した。
【0049】例3 紫外線円二色性分光 遠UVCDスペクトルを、ペプチドを50mMのホウ酸、pH7.0に溶解し
て、AVIV60DS分光旋光計上で記録した。データを、緩衝液のみを用いて
得られ、定量的アミノ酸分析による同一の試料から決定されたタンパク質濃度に
関連させたスペクトルについて補正した。これらの値から、らせん状二次構造の
百分率を、Muir et al., Biochemistry 33:7701 (1994)により記載された手順に
従って計算した。
【0050】例4 細胞および細胞溶解物 ヒト血小板を、新たに採取した血液試料を1000rpmで20分間遠心分離
し、得られた血小板に富む血漿を2600rpmで15分間沈降させることによ
り、得た。これらを、0.12M NaCl、0.0129Mクエン酸三ナトリ
ウム、0.03Mグルコース、pH6.5で2回、およびヘペス−生理食塩水(
3.8mMヘペス、137mM NaCl、2,7mM KCl、5.6mM
D−グルコース、3.3mM NaHPO、pH7.3〜7.4)で1回洗
浄した。ヒトジャーカットおよびHT1080細胞並びにマウスC2C12細胞
を、アメリカンタイプカルチャーコレクション(American Type Culture Collect
ion)(Rockville, MD)から得、RPMI1680(ジャーカット)または10%
胎児ウシ血清を含むDMEM中で培養した。筋管への分化のために、C2C12
筋芽細胞を、5%ウマ血清を含むDMEM中で、6日間融合性に保持した。培養
した細胞を、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で2回洗浄し、PBS中の1mM
NHS−ビオチン(Pierce)で30分間室温でビオチニル化した。
【0051】 血小板を、ヘペス−生理食塩水でビオチニル化した。TBSでさらに2回洗浄
した後、細胞を氷上で、1%TRITON X−100、0.5%デオキシコー
ル酸ナトリウム、1mM EDTAおよびプロテアーゼ阻害剤(1/100体積
のアプロチニン(Sigma A-6379)、5μg/mlロイペプチン、1mM PMSF
)を含む緩衝液A(1mM NaVO、50mM NaF、40mMピロリ
ン酸Na、10mMピペス、50mM NaCl、150mMスクロース、pH
6.8)で溶解した。血小板溶解物に、0.1mMのカルパイン阻害剤E−64
(Boehringer Mannheim)を追加で加えた。溶解物を、アストラソン超音波プロセ
ッサー(Heart Systems, Farmingdale, NY)を用いて3の設定において氷上で10
秒間、5回超音波処理した。30分後、溶解物を、12,000gで30分間遠
心分離することにより、分類した。
【0052】例5 インテグリン細胞質ドメイン模擬でのアフィニティークロマトグラフィー 実験 精製した組換え細胞質ドメインタンパク質(500μg)を、5mlの20m
Mピペス、50mM NaCl、pH6.8および1mlの0.1M酢酸ナトリ
ウム、pH3.5の混合物に溶解し、Ni2+飽和His結合樹脂(Novagen)8
0μlに一夜結合させた。対照実験において、これにより、ペプチドを有する樹
脂のおよその飽和に至ることが見いだされた。樹脂を、20mMピペス、50m
M NaCl、pH6.8で2回洗浄し、1体積のこの緩衝液と共に懸濁液とし
て0.1%アジ化ナトリウムと共に4℃で貯蔵した。50マイクロリットルのこ
のような懸濁液を、0.05%TRITON X−100、3mMのMgCl およびプロテアーゼ阻害剤を含む緩衝液Aで10倍に希釈した細胞溶解物4.5
mlに加えた。
【0053】 4℃で一夜インキュベートした後、樹脂を、この緩衝液で5回洗浄し、最後に
SDS PAGEのために還元試料緩衝液50μl中で加熱した。試料を、4〜
20%のSDSポリアクリルアミドゲル(NOVEX)上で分離し、クマシーで染色し
たか、またはイモビロン(Immobilon)P膜(Amersham Corp., Arlington Hts, IL)
に移送した。膜を、TBS、5%非脂肪温和粉末で遮断し、ストレプトアビジン
ペルオキシダーゼ(VECTASTAIN)または特異的な抗体で染色した。結合したペルオ
キシダーゼを、増強化学ルミネセンスキット(Amersham)で検出した。
【0054】例6 精製したタリンおよびフィラミンへの結合 ヒト子宮フィラミン(ABP−280)を、0.6M KCl、0.5mM
ATP、0.5mM DTT、10mMイミダゾール、pH7.5に溶解した1
.5mg/ml溶液として調製した。例5に記載したように結合アッセイを実施
するために、この溶液を、緩衝液A、0.05%のTRITON X−100、
3mM MgCl、2mg/ml BSA、プロテアーゼ阻害剤(例5参照)
で1/12に希釈し、50mM NaClを省略し(例5参照)、結合したモデ
ルタンパク質を含む樹脂を加えた。BSAを含まず、さらに50mM KClを
含むこの緩衝液において、洗浄を実施した。
【0055】 タリンを、リンセルロース上のクロマトグラフィーを用いる追加の精製工程を
有する十分知られている手順に従って、ヒト血小板から精製し、1mg/mlに
おいて、10mM NaCl、50%グリセロール中に貯蔵した。この溶液を、
緩衝液A、0.05%TRITON X−100、3mM MgCl、2mg
/ml BSAおよびプロテアーゼ阻害剤(例5参照、0.1mM E−64を
含む)で、87または17μg/mlのタリンに希釈し、細胞溶解物での結合ア
ッセイにおいて示したように、加工した。デンシトメトリー分析のために、クマ
シー染色ゲルの走査を、プログラムNIH−イメージ(NIH, Bethesda, MD)を用
いて加工した。ゲルの等しい負荷を、樹脂からリガンドと同時溶出した組換え細
胞質ドメインポリペプチドのクマシー染色したゲルにおいて、制御した。
【0056】例7 キメラ形成 αIIbα4およびαIIbα4Y991A)キメラを、ヒトαIIb細胞
外および膜貫通ドメインをヒトα4またはα4(Y991A)細胞質ドメインに
接続することにより、形成した。β3β1Aまたはβ3β7キメラを、ヒトβ3
細胞外および膜貫通ドメインをヒトβ1Aまたはβ7細胞質ドメインに接続する
ことにより、形成した。αIIbα4β3β1A、αIIbα4(Y991A)
β3β1Aを安定に発現するCHO細胞またはこれらのキメラを発現する細胞系
を、Hughes et al., Cell 88, 521-530 (1997)により記載されたように、トラン
スフェクトし、単離した。パキシリンヌルおよび同腹整合野生型胚からの一次マ
ウス胚線維芽細胞を、標準的な方法、例えばThomas et al., Nature 376 (6537)
, 267-71 (1995)により記載された方法により、単離した。
【0057】例8 免疫沈殿およびウエスタンブロット分析 ジャーカットT細胞またはCHO細胞を、スルホ−NHS−ビオチン(Pierce)
で、製造者の指示に従って細胞表面標識した。細胞溶解物を調製し、免疫沈殿を
、Chen et al., Blood 84, 1857-1865 (1994)により記載されたように実施した
。沈殿した細胞表面ビオチン標識ポリペプチドを、非還元条件下で分離し、スト
レプトアビジンペルオキシダーゼ、続いてECL(Amersham)で検出した。同時沈
殿したパキシリンの検出のための免疫沈殿を、細胞をビオチンで表面標識しなか
った以外は前述のようにして実施し;免疫沈殿したタンパク質を、還元条件下で
分離し、パキシリン同時沈殿を、ビオチンで標識した抗パキシリンで検出した。
α4β1のパキシリンとの同時沈殿のために、表面ビオチン標識したジャーカッ
ト細胞溶解物を、パキシリン、α4、α5または無関連IgGに反応性の抗体と
共に沈殿した。
【0058】 免疫沈殿物を、非還元条件下で6%SDS−PAGE上で分離し、表面ポリペ
プチドを、ストレプトアビジンペルオキシダーゼおよびECLで検出した。パキ
シリン欠乏アッセイのために、細胞表面ビオチニル化ジャーカットT細胞溶解物
のアリコートに、変化する回数の免疫沈殿を、抗パキシリン抗体または無関連I
gGを用いて施した。細胞溶解物中のパキシリン欠乏の程度を、ウエスタンブロ
ット分析により評価した。パキシリンが欠乏した、または欠乏していない、およ
び無関連IgG沈殿を有する細胞溶解物を、次に抗α4またはα5抗体のいずれ
かで免疫沈殿した。表面タンパク質の免疫沈殿物を、非還元条件下で6%SDS
−PAGE上で分離し、ポリペプチドを、ストレプトアビジンペルオキシダーゼ
およびECLで検出した。
【0059】例9 細胞付着および拡散アッセイ 異なるCHO細胞系についての細胞接着およびフィブリノーゲンまたはフィブ
ロネクチン上での拡散のアッセイを、Ylanne et al., J. Cell Biol. 122, 223-
233 (1993)により記載された手順に従って実施した。マウス線維芽細胞の細胞拡
散アッセイのために、パキシリンノックアウトおよび野生型細胞を、レトロウイ
ルス感染を用いてヒトα4インテグリンサブユニットでトランスフェクトした。
トランスフェクションの48時間後に、野生型およびノックアウト細胞における
α4インテグリンの等しい発現を、FACSにより抗α4抗体を用いて観察した
。DMEMと1mg/mlのBSA中に再懸濁させた細胞を、10μg/mlの
VCAM−1(Biogen Inc. Cambridge MA)またはフィブロネクチン(Sigma Chemi
cal Co.)のいずれかで被覆したカバーグラス上にまき、37℃で1時間インキュ
ベートした。付着していない細胞を、PBSで洗浄除去した。付着した細胞を、
3.7%パラホルムアルデヒドで固定し、相顕微鏡検査法により試験した。写真
画像を、センシス(Sensys)冷却CCDビデオカメラを備えたニコンダイアフォト
顕微鏡で撮影した。
【0060】例10 組換えパキシリンの生成および結合 組換えヒトパキシリンを、Salgia et al., J. Biol. Chem. 270, 5039-5047 (
1995)により記載された手順に従って発現させ、単離した。組換えGST−パキ
シリンまたはGST単独のアリコートを、300μlの緩衝液Aと20μg/m
lのアプロチニン、5μg/mlのロイペプチン、1mMのPMSF、0.1%
のトライトンX−100、3mMのMgClおよび1mg/mlのBSAと混
合し、モデルタンパク質負荷樹脂に加え、室温で2時間のローテーションでイン
キュベートした。結合したおよび結合していないタンパク質の両方を採集し、H
A−tagまたはGSTに特異性の抗体で検出した。α4尾部へのパキシリン結
合のEC50の決定のために、種々の量の組換えパキシリンを、α4またはαI
Ib尾部負荷樹脂に加え、結合したパキシリンを、前述のようにアッセイした。
【配列表】
【図面の簡単な説明】
【図1】 インテグリン細胞質ドメインの組換えモデルタンパク質のアミノ酸配列を例示
する。図1Aは、すべての構成に共通するN末端(配列番号5)および7残基反
復(配列番号6)構造を示す。示す例において、これらは、G1−β1A細胞質
ドメイン(配列番号7)に接続する。矢印は、7残基反復の位置aおよびdに対
応する疎水性残基の位置を示す。G2−、G3−およびG4−構造における追加
のGly挿入の位置もまた示す。図1Bは、B1A(配列番号8)、B1A(U
788A)(配列番号9)、B1B(配列番号10)、B1C(配列番号11)
、B1D(配列番号12)およびB7(配列番号13)を含む、本明細書中に記
載した実験において用いられる構成のインテグリン特異性配列を示す。すべての
インテグリンペプチドは、報告されたヒトインテグリン配列に対応する。
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61P 17/02 A61P 17/02 19/02 19/02 25/00 25/00 43/00 105 43/00 105 C07K 19/00 C07K 19/00 // C12N 15/09 C12N 15/00 A (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES ,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU, ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,K R,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV ,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO, NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S I,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA ,UG,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 リウ,シューチャン アメリカ合衆国 カリフォルニア州92114、 サン ディエゴ、ポルト ド パルマ #215、4135 Fターム(参考) 4B024 AA11 AA20 BA63 CA04 DA02 EA04 GA11 4C084 AA17 ZA02 ZA45 ZA59 ZA68 ZA89 ZA96 4H045 AA00 AA30 BA14 BA41 CA40 DA50 DA89 EA50 FA72 FA74

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)膜貫通ドメインを模擬する一連の7残基反復;および (b)該7残基反復に付着した、選択された細胞質ドメインを含むポリペプチド
    であって、 該ポリペプチドの少なくとも一部が組換え的に製造される、前記ポリペプチド。
  2. 【請求項2】 選択された細胞質ドメインが、インテグリン細胞質ドメイン
    である、請求項1に記載のポリペプチド。
  3. 【請求項3】 インテグリン細胞質ドメインが、βまたはαインテグリンサ
    ブユニットである、請求項2に記載のポリペプチド。
  4. 【請求項4】 さらに、7残基反復と選択された細胞質ドメインとの間に挿
    入された1つまたは2つ以上のグリシン残基を含む、請求項1に記載のポリペプ
    チド。
  5. 【請求項5】 さらに、Cys−Glyリンカーを介してポリペプチドの一
    連の7残基反復に結合した固定化エピトープを含む、請求項1に記載のポリペプ
    チド。
  6. 【請求項6】 化学的または原核開裂部位が、固定化エピトープとCys−
    Glyリンカーとの間に挿入されている、請求項5に記載のポリペプチド。
  7. 【請求項7】 (a)膜貫通ドメインを模擬する一連の7残基反復;および (b)該7残基反復に付着した、選択された細胞質ドメインを含むポリペプチド
    であって、 該一連における少なくとも1つの7残基反復が、該一連における他の7残基反復
    に対して異なるアミノ酸配列を有する、前記ポリペプチド。
  8. 【請求項8】 選択された細胞質ドメインを有する選択的に占有され、密集
    した膜貫通タンパク質の構造および活性を評価するための、請求項1に記載のポ
    リペプチドを含む選択された細胞質ドメインの構造モデル。
  9. 【請求項9】 選択された細胞質ドメインを有する選択的に占有され、密集
    した膜貫通タンパク質の構造および活性を評価するための、請求項4に記載のポ
    リペプチドを含む選択された細胞質ドメインの構造モデル。
  10. 【請求項10】 治療的化合物の同定において用いるための、請求項1に記
    載のポリペプチドを含む選択された細胞質ドメインの構造モデル。
  11. 【請求項11】 ポリペプチドが、α4細胞質ドメインを含む、請求項10
    に記載の構造モデル。
  12. 【請求項12】 請求項11に記載の構造モデルを、パキシリンまたはパキ
    シリン関連分子と、試験剤の存在下および不存在下で接触させること;および試
    験化合物の存在下および不存在下でのパキシリンまたはパキシリン関連分子の構
    造モデルへの結合を決定することを含むα4インテグリン生物学的応答の阻害剤
    としての剤を同定する方法であって、試験剤の不存在下での結合と比較して、試
    験剤の存在下での構造モデルへのパキシリンまたはパキシリン関連分子の結合の
    減少によって、試験剤がα4インテグリン生物学的応答の阻害剤であることが示
    される、前記方法。
  13. 【請求項13】 α4インテグリン生物学的応答を阻害するための組成物で
    あって、α4インテグリンへのパキシリンまたはパキシリン関連分子の結合を阻
    害する剤および薬学的に許容され得るビヒクルを含む、前記組成物。
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