JP2005504037A - Iv型コラーゲンnc1ドメイン六量体の結晶化構造 - Google Patents
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Abstract
本発明は、IV型コラーゲンの結晶化NC1ドメイン六量体、及びその結晶の製造方法を提供し、ここでNC1ドメイン六量体は、結晶化NC1ドメイン六量体の三次元構造を少なくとも3A以下の解像度で決定することができるように結晶化される。本発明は、血管新生、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、及び/または基底層構築を阻害するように化合物を設計するための方法であって、本発明の方法によって生成される結晶化IV型コラーゲンNC1ドメイン六量体の三次元構造を解析し、並びにその解析によってIV型コラーゲンへテロ三量体及び六量体構築に重要であると同定されているNC1ドメインの領域を標的とする成分を同定及び合成することを含む方法も提供する。本発明は、本発明の合理的薬物設計方法により、ここに開示されるIV型コラーゲンNC1六量体構造の解析に基づいて設計される新規ポリペプチドも提供する。
Description
【技術分野】
【0001】
(相互参照)
本願は2001年7月27日出願の米国仮出願60/308,523号;2001年10月29日出願の60/351,289号;2002年3月22日出願の60/366,854号;及び2002年6月3日出願の60/385,362号に対する優先権を主張する。
【0002】
(政府の利益の記載)
この研究は国立衛生研究所からの認可DK18381及びDK53763によって支持されており、そしてひいては、米国政府は本発明において特定の権利を有し得る。
【0003】
(発明の分野)
本発明は結晶学、分子生物学、蛋白質化学、血管新生、腫瘍増殖及び転移、並びに基底膜構築に関する。
【背景技術】
【0004】
基底膜(基底層)はシート様細胞外基質(ECM)であり、これは全ての組織の基本成分である。基底層は組織の区画化に対する備えを有し、組織区画間を移動する物質のフィルターとして作用する。典型的には、基底層は、血管及び毛細管を含む、動物の全ての組織における上皮または内皮と密接に関連して見出される。基底層区画は、細胞によって選択された後、自己構築して複雑な細胞外ネットワークを形成する。生物学的に活性の基底層の形成は関連細胞の発達及び分化に重要である。
【0005】
IV型コラーゲンは基底膜の主要構造成分であることが示されており、α1(IV)からα6(IV)と呼ばれる6本の相同α鎖のファミリーからなる。各々のα鎖はカルボキシ末端の非コラーゲン性(NC1)ドメイン;中間領域の長いらせん状コラーゲン性ドメイン;及びアミノ末端の7Sコラーゲン性ドメインを特徴とする(Martinら、1988年、Adv.Protein Chem.39:1〜50;Gunwarら、1991年、J.Biol.Chem.266:14088〜14094)。3本のα鎖が三重らせん分子、「ヘテロ三量体」を構築する。このヘテロ三量体は、内質の内腔においてひとたび形成されると、細胞外間隙に分泌され、そこで2つのそのようなヘテロ三量体がC末端相互作用によって六量体を構築し、次いでN末端の会合によって超分子ネットワークを構築する。NC1ドメインは、六量体の構築を導くC末端二量体会合を決定することにより、この構築において主要な役割を果たす。
【0006】
鎖の構成、そしてひいては、IV型コラーゲンネットワークの特性は2つの因子の影響を受ける。第1に、ネットワークの鎖の組成は鎖の利用可能性によって制限される:6本のα鎖は組織特異的発現パターンを示し、α1及びα2鎖は遍在性であり、α3−α6鎖はより制限された組織分布を有する。第2に、NC1ドメインはネットワークの鎖特異的構築に特異性を付与する。従って、鎖の分泌を三重らせんプロモーターの形成に方向付け、かつ三重らせんプロモーターを六量体の形成に、従って、コラーゲンネットワークの形成に方向付ける、今のところ同定されていない認識配列がNC1ドメイン内に存在しなければならない。本質的かつ鎖化学量論的に異なる、多くのIV型コラーゲン六量体が理論的に可能ではあるが、3つのみのが同定されている:[α12α2]2、[α3α4α5]2、及び[(α12α2)(α52α6)]。
【0007】
血管新生、新しい血管の形成プロセス、は生理学的プロセス、例えば、胚性及び出生後の発達に加えて、外傷修復において重要な役割を果たす。血管の形成は、炎症(例えば、糖尿病性網膜症及び関節炎)または腫瘍形成(例えば、癌)を含む病理学的プロセスによっても誘導され得る(Folkman、1985年、Perspect、Biol.Med.,29,10)。血管新生は、腫瘍もしくは正常細胞が分泌する血管新生成長因子の他に、細胞外基質の組成及び内皮酵素の活性によって調節される(NicosiaとOttinetti、1990年、Lab.Invest.,63,115)。
【0008】
全ての固形腫瘍増殖の共通の特徴は血液供給の必要性である。従って、多くの研究室が成長因子及びそれらの受容体に基づく抗血管新生性化合物の開発に焦点を当てている。このアプローチは幾らかの成功を導いてはいるが、血管新生の役割を果たすことが知られる成長因子の数は多い。従って、おそらくは腫瘍及び関連炎症性細胞が血管新生を誘導し得る様々な因子を産生するため、成長因子アンタゴニストが癌の治療において限られた用途のみを有し得る可能性が存在する。
【0009】
これに関して、血管新生に共通の特徴、例えば、細胞外基質(ECM)への内皮細胞接着を標的とする戦略がヒトにおける腫瘍増殖に対して強力な生理学的衝撃を有するものと予想される。この概念は、特異的ECM細胞接着受容体、例えば、αvβ3及びαvβ5インテグリンのアンタゴニストが血管新生を遮断するという事実によって支持される。さらに、αvβ3インテグリンはサイトカイン活性化内皮及び平滑筋細胞上に最も顕著に発現し、血管新生に必要であることが示されている。(Varnerら、Cell Adhesion and Communication3:367〜374(1995年);Brooksら、Science264:569〜571(1994年))。これらの知見に基づくと、抗血管新生治療に対する潜在的に強力な新規アプローチは、個々のECM成分内の重要な調節ドメインを特異的に標的とすることである。
【0010】
特定のIV型コラーゲンα(IV)NC1ドメインが血管新生、腫瘍増殖、腫瘍転移、基底膜への細胞結合、及びIV型コラーゲン分子の構築の有効な阻害剤であることが示されている(例えば、米国特許第5,691,182号;第5,856,184号;第6,361,994号;及び第6,358,735号を参照)。上記にもかかわらず、これらのプロセスを阻害することが可能な更なる化合物を同定することは当該技術分野に対する重要な価値を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
従って、IV型コラーゲンNC1ドメインの結晶構造を推定する方法、及びIV型コラーゲンへテロ三量体及び/またはIV型コラーゲン六量体の構築を阻害する化合物の設計にこの構造を用いる方法を提供することが非常に望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0012】
一側面において、本発明はIV型コラーゲンの結晶化NC1ドメイン六量体、及びその結晶の作製方法を提供し、ここで、NC1ドメイン六量体は、その結晶化NC1ドメイン六量体の三次元構造を少なくとも3Å以下の解像度で決定することができるように結晶化される。
【0013】
別の側面においては、本発明は、血管新生、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、及び/または基底層構築を阻害するように化合物を設計するための方法であって、本発明の方法によって生成された結晶化IV型コラーゲンNC1ドメイン六量体の三次元構造を解析し、並びに該解析によってIV型コラーゲンへテロ三量体及び六量体構築に重要であるものと同定されているNC1ドメインの領域を標的とする化合物を同定及び合成することを含む方法を提供する。そのような化合物は血管新生、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底膜構築を阻害するのに用いることができる。
【0014】
別の側面においては、本発明は、ここに開示されるIV型コラーゲンNC1六量体構造の解析に基づき、本発明の合理的薬物設計方法によって設計された新規ポリペプチドを提供する。結晶構造から入手可能な情報の結果として、IV型コラーゲンへテロ三量体及び/または六量体の構築に重要である個々のNC1ドメイン配列を推定することが可能である。従って、それらの相互作用を妨害する治療用ポリペプチドを設計し、IV型コラーゲンへテロ三量体及び/またはIV型コラーゲン六量体の構築を阻害することが可能である。そのような治療用ポリペプチドはIV型コラーゲンの構築を阻害または中断させるのに用いることができ、そしてひいては、血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底層構築の阻害に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本願では、他に述べられない限り、用いられる技術はいくつかの公知の参考文献、例えば:Molecular Cloning:A Laboratory Manual (Sambrookら、1989年、Cold Spring Harbor Laboratory Press)、Gene Expression Technology (Methods in Enzymology,Vol.185,D.Goeddel編、1991年.Academic Press,San Diego,カリフォルニア州)、Methods in Enzymology(M.P.Deutshcer,編、(1990年)Academic Press,Inc.)中の「蛋白質精製の手引き」;PCR Protocols:A Guide to Methods and Applications(Innisら、1990年.Academic Press,San Diego,カリフォルニア州)、Culture of Animal Cells:A Manual of Basic Technique,第二版(R.I.Freshney.1987.Liss,Inc.New York,ニューヨーク州)、及びGene Transfer and Expression Protocols,pp.109〜128,E.J.Murray編,The Humana Press Inc.,Clifton、ニュージャージー州)のいずれかにおいて見出すことができる。
【0016】
IV型コラーゲンは細胞の内側でヘテロ三量体として合成及び構築され、これは次に細胞外に分泌され、そこで六量体構築体、続いて基底膜(基底層)構築が生じる。
【0017】
本研究はIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体の構造を解明している。この構造の知識は、IV型コラーゲンへテロ三量体及び六量体の構築を阻害することができる化合物の設計における有用性を有し、そしてひいては、血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底層構築の阻害において有益である。
【0018】
本発明によって提供されるIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体構造の構造の知識も、IV型コラーゲン構築体の理解、そしてひいては、基底層/基底膜構造及び機能全般の理解をも高めるツール及び試薬を提供することによってヘテロ三量体及び六量体構築を促進する化合物の設計における有用性を有する。
【0019】
一側面において、本発明は、結晶化IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体の三次元構造を3.0Å以下、好ましくは2.2Å以下、最も好ましくは2.0Å以下の解像度まで決定することができるように、単離及び精製されたIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1ドメイン六量体(「六量体」)の三次元構造に向けられ、ここで、これらの結晶は。室温でおおよそa=129.41Å;おおよそb=143.87Å;おおよそc=162.92Å;及びおおよそβ=91.3°であり、かつ非対称単位内に4つの六量体を有する空間群P21のものである。その代わりに、これらの結晶はおおよそa=127.16Å;おおよそb=139.57Å;おおよそc=160.20Å;及びおおよそβ=91.3°並びに非対称単位内に4つの六量体を有する。更なる代替においては、これらの結晶は室温でおおよそa=79.79Å;おおよそb=137.20Å;おおよそc=126.69Å;及びおおよそβ=90.3°並びに非対称単位内に2つの六量体を有する。
【0020】
別の側面において、本発明は、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体を約3.0Å以下、好ましくは2.2Å以下、最も好ましくは2.0Å以下の解像度まで結晶化するための方法であって、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体を0.5mg/mlから約50mg/ml、より好ましくは約1mg/mlから約15mg/ml、最も好ましくは約10mg/mlの濃度で提示し、結晶化を4℃から32℃、より好ましくは10℃から26℃、さらにより好ましくは約16°から24℃、さらにより好ましくは20℃で行い、それにより空間群P21の結晶を得ることを含む方法を提供する。これらの結晶は、室温でおおよそa=129.41Å;おおよそb=143.87Å;おおよそc=162.92Å;及びおおよそβ=91.3°を有し、かつ非対称単位内に4つの六量体を有する。その代わりに、これらの結晶の低温冷却により、おおよそa=127.16Å;おおよそb=139.57Å;おおよそc=160.20Å;及びおおよそβ=91.3°を有し、かつ非対称単位内に4つの六量体を有する結晶が生じ得る。更なる代替においては、これらの結晶は室温でおおよそa=79.79Å;おおよそb=137.20Å;おおよそc=126.69Å;及びおおよそβ=90.3°を有し、かつ非対称単位内に2つの六量体を有し得る。
【0021】
結晶化は、一実施形態においては、10%(w/v)以上のPEG20Kでの懸滴及び蒸気拡散法を用いて生じ得る。また代替法として、他の結晶化方法を用いることができる。例えば、温度変化を結晶の生成に用いることができ、または宇宙空間での結晶化を解像度の改善に用いることができる。結晶化は、別の実施形態においては、20%以上のPEG3350で生じ得る。加えて、PEG20Kまたは3350の代わりに他の化学物質を用いることができる。例えば、有機化学物質(例えば、イソプロパノール)、無機化学物質(例えば(NH4)2SO4、NaH2PO4)、及び他の分子量のPEGを用いることができる。この方法の更なる詳細は以下に説明される通りである。
【0022】
更なる側面において、本発明は、結晶化IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体の三次元構造を決定するための方法であって、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体を上述の通りに結晶化する工程、及び続いて、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体を解析してその三次元構造を決定する工程を含む方法を提供する。好ましい実施形態において、解析はX線回折による。回折解析から生成されたデータの組はあらゆる適切なソフトウェアを用いて解析することができ、これにはHKL2000スーツ(39)のDENZO及びSCALEPACKプログラム、SOLVEプログラム(40)、RESOLVE(41)プログラム、及び/またはCCP4スーツ(42)のFFTプログラムが含まれるが、これらに限定されるものではない。得られる解析からのポリペプチドの追跡はあらゆる適切なソフトウェアを用いて達成することができ、これにはTOM FRODOグラフィックスプログラム(43)が含まれるがこれに限定されるものではない。最終構造解析はあらゆる適切なソフトウェアを用いて達成することができ、これにはSETOR(45)、GRASP(46)、及びSURFNET(47)グラフィックスソフトウェアパッケージ、CCP4スーツ内の様々なユーティリティ・プログラム、及びHBPLUS(48)及び蛋白質−蛋白質相互作用ウェブサーバー(http://www.biochem.ucl.ac.uk/bsm/PP/server/)が含まれるがこれらに限定されるものではない。
【0023】
IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2六量体の三次元構造を解析することにより、当該技術分野における熟練者は、以下に説明されるように、IV型コラーゲンNC1ドメインヘテロ三量体及び六量体構築に重量な部位を決定することができる。
【0024】
本発明の別の側面は、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2六量体の三次元構造を異なるIV型コラーゲンNC1ドメイン六量体結晶、または変異体の結晶、IV型コラーゲンNC1ドメイン六量体の類似体もしくは共複合体の三次元構造の解析に用いることである。
【0025】
本発明の更なる側面は、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2六量体の三次元構造を、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体を含むIV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体の構築の阻害剤の設計に用いることである。これらの阻害剤は、望ましくない血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底層構築を阻害する治療薬として用いることができる。この実施形態は:
(a)結晶化NC1ドメイン六量体の三次元構造を3Å以下の解像度まで決定できるようにIV型コラーゲンのNC1六量体の結晶を得、ここで、該結晶は[(α1)2.α2]2NC1六量体を含み、該結晶はおおよそa=127.16Åから129.41Å、b=139.57Åから143.87Å;c=160.20Åから162.92Å;β=91.3°を有する空間群P21からなり;
(b)IV型コラーゲンの結晶化NC1ドメイン六量体の三次元構造を解析し;並びに
(c)IV型コラーゲンNC1 α鎖の:
(i)鎖間ドメインスワッピング領域;
(ii)鎖内ドメインスワッピング領域;
(iii)特異性領域;
(iv)特異性領域パートナー;
(v)六量体界面;
(vi)単量体−単量体界面;及び
(vii)超可変領域;
からなる群より選択される1つ以上の領域を標的として、IV型コラーゲン構築の潜在的阻害剤を設計する、
ことを含む。
【0026】
ここで用いられる場合、「標的」または「ターゲッティング」は、共有結合的または非共有結合的手段により、この領域と相互作用する化合物を指す。様々な領域の定義は以下で論じられる。
【0027】
上で論じられるように、NC1ドメインはIV型コラーゲン鎖構築の選択プロセスを駆動し、従って、NC1ドメイン構築の解析はIV型コラーゲン構築と相関する。さらに、異なるNC1ドメインの高い相同性の程度を考えると、[(α1)2(α2)]2NC1六量体結晶構造の解析は、他の六量体型の構造の他にそのような構築体の阻害剤についての洞察をもたらす。
【0028】
ここで用いられる場合、「IV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体の構築体の阻害」は、そのようなヘテロ三量体及び/または六量体の初期構築体を阻害すること、またはIV型コラーゲンNC1ドメインの既に構築されたヘテロ三量体及び六量体を破壊することを意味する。非常に好ましい実施形態においては、ここで同定された治療用化合物はそのようなIV型コラーゲンNC1ドメインのヘテロ三量体及び/または六量体の初期構築を阻害する。
【0029】
阻害剤はペプチド、またはIV型コラーゲンへテロ三量体及び/または六量体構築を妨害することが予想される重要な領域から誘導されるペプチドに対する抗体を含み得る。その代わり、そのような構築を阻害するそれらの潜在能力に基づいて同定される小分子。巨大な、構造的に多様な化合物のライブラリ、例えば、Available Chemical Directory(ACD)の電子スクリーニングで、同定された重要領域と相互作用することが予想されるそのような分子の新規構造クラスを同定することができる。
加えて、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体構造の知識が、化合物の「新規設計が」があらゆるIV型コラーゲンNC1ドメインへテロ三量体及び/または六量体の構築を阻害することを可能にする。
【0030】
潜在的阻害剤は、GRAM、DOCK、またはAUTODOCK[Dunbrackら、1997年、前出]のようなドッキング・プログラムを用いて、コンピュータ・モデリングを用いることによりコンピュータ・シミュレーション上で試験することができる。これらの手順は、候補化合物をIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体にコンピュータ・フィッティングさせ、候補化合物の形状及び化学構造が以下にしてIV型コラーゲンへテロ三量体及び/または六量体の構築を阻害するのかを推定することを含む。コンピュータ・プログラムは、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2六量体上の関連結合部位に対する候補化合物の誘引、相反、及び立体的妨害の推定に用いることもできる。一般には、フィットが緊密である(例えば、立体妨害が小さい、及び/または誘引力が大きい)ほどその候補化合物は強力であり、その候補化合物が他の蛋白質との望ましくない相互作用のために重大な副作用を誘導することはほとんどありそうもない。
【0031】
潜在的な小分子阻害剤は、例えば、例えば組換えバクテリオファージ(ScottとSmith,Science,249:386〜390(1990年);Cwirlaら、Proc.Natl.Acad.Sci.,87:6378〜6382(1990年);Devlinら,Science,249:404〜406(1990年))において生成された無作為ペプチドライブラリ、または組合せ化学ライブラリをスクリーニングすることによって得ることができる。このようにして選択された候補化合物は、1つ以上の見込みのある候補化合物が同定されるまで、コンピュータ・モデリング・プログラムによって系統的に修飾することができる。そのような解析は、例えばHIVプロテアーゼ阻害剤の開発(Lamら,Science 263:380〜384(1994年);Wlodawerら,Ann.Rev.Biochem.62:543〜585(1993年);Appelt,Perspectives in Drug Discovery and Design 1:23〜48(1993年);Erickson,Perspectives in Drug Discovery and Design 1:109〜128(1993年))において有効であることが示されている。
【0032】
そのようなコンピュータ・モデリングは、作製されうる本質的に無作為な無数の化学修飾とは対照的に、有限数の合理的な化学修飾の選択を可能にする。従って、ここに開示される三次元構造をコンピュータ・モデリングと共に用いることで、コンピュータ・シミュレーション上での迅速なスクリーニングが可能となり、これはスクリーニング速度及び効率を劇的に高める。
【0033】
ひとたびそのような候補化合物が同定されると、以下に論じられるように、それらを化学的に合成し、かつそれらの生物活性をアッセイする。活性を示す化合物については、それらをIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体結晶と、その化合物と結晶構造との相互作用をマッピングする更なるX線回折解析のため、複合体化することができる。この補足結晶の三次元構造はMolecular Replacement Analysisによって決定することができ、これは既知三次元構造を緊密に関連する分子または新規結晶形態にある蛋白質−リガンド複合体の構造を決定する探索モデルとして用いることを含む。新規結晶の測定されたX線回折特性をこの探索モデル構造と比較し、新規結晶における蛋白質の位置及び方向を算出する。このアプローチを用いることで、ここに開示されるIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体の構造をあらゆるそのようなIV型コラーゲン六量体または共複合体の三次元構造の解析に用いることができる。
【0034】
機能的アッセイ
IV型コラーゲンヘテロ三量体及び/または六量体のインビトロまたはインビボ構築に対する候補化合物の効果を試験するのに用いることができるあらゆるアッセイを本発明によって同定された候補化合物の効力の検証に用いることができる。さらに、血管新生、腫瘍増殖、腫瘍転移、及び内皮細胞接着及び/または運動性に対する候補化合物の効果を試験することができるあらゆるアッセイをそれらの阻害活性の検証に用いることができる。そのようなアッセイには、これらに限定されるものではないが、以下のものが含まれる。
【0035】
構築アッセイ
一例において、用いられる方法はBoutaudら、JBC 275(39):30716〜30724(2000年)に記載される通りである。天然GBM六量体を標準法によって単離し、トリス塩基を用いてpH3.0で緩衝させた50mMギ酸の溶液中に希釈(<50μg/ml)することによって解離させる。これらの条件下において、HPLCまたはFPLCゲル濾過によって検証できるように、NC1単量体及び二量体への完全な解離が生じる。緩衝液からの塩の不在が完全な六量体解離に最適である。解離したNC1ドメインの構築は、反復希釈−濃縮サイクルにより緩衝液をトリス緩衝性食塩水(50mM トリス、pH7.4、150mM NaCl)に変更することによって行う。NC1ドメインを約1mg/mlの濃度、室温で24時間、所望の濃度の候補化合物の存在または不在下においてインキュベートした後、ゲル濾過クロマトグラフィーを用いて反応生成物をそれらの分子量に従って分離する。混合物中の様々な種の相対量の定量をHPLCプロフィールからのピーク面積解析によって行う。精製α1−α6 NC1ドメインからの六量体構築を同様に行う。
【0036】
全ての実験において、会合混合物中のNC1ドメインの比は好ましくは1:1に維持される。単離されたNC1六量体は、次に、免疫沈殿とそれに続くウェスタンブロッティングにより組成について;電子顕微鏡検査により全体的な外見(サイズ及び形状)について;及び沈降平衡超遠心により分子量について解析することができる。
【0037】
血管新生に対するインビトロ効果
改変を加えて、NicosiaとOttinetti、(1990年,Lab.Invest.,63,115)及びNicosiaら、(1994年,Exp.Biology,164,197〜206)の手順を、インビトロ条件下において血管新生に対する薬物候補の効果を試験するように設計された実験に用いる。このモデルは血管新生応答に対する成長因子及び細胞外基質分子の効果を研究するのに用いられており、大動脈環を三次元コラーゲンゲル中で血清非含有条件下において用いる。
【0038】
1から3月齢Swiss Webster雄マウスを用いて実験を行う。麻酔の後、胸部大動脈を無菌条件下で切除し、抗生物質を含有するMCDB131無菌成長培地(Clonetics、San Diego、カリフォルニア州)に移す。動脈から脂肪を切り取り、約6から8の1mm胸部セグメントを各々の検体から得る。セグメントを48ウェル組織培養プレートに移す。動脈セグメントの移送前に、これらのプレートのウェルを100マイクロリットルのMatrigel(商標)(EHS基底膜、Collaborative Biomedical Products、Bedford、マサチューセッツ州)で層状化する。Matrigel(商標)は使用前にMCDB131成長培地で1:1に希釈する。セグメントをウェルの中央に配置した後、さらに100マイクロリットルのMatrigel(商標)を検体に被せる。従って、動脈セグメントは基底膜基質中に埋め込まれる。次に、各々のウェルに300μリットルのMCDB131成長培地を入れる。これらのプレートを37℃、5%CO2に維持されたインキュベーターに入れる。検体を7日にわたって毎日観察する。新たに成長する微小血管を、培養期間中の様々な時間に、逆相顕微鏡を用いてカウントする。血管新生に対する薬物候補の効果について試験するため、薬物候補をMatrigel(商標)及びMCDB131成長培地と混合し、培養組織から基質への微小血管の成長を分析する。
【0039】
皮下フィブリン移植片血管新生
フィブリン移植片が外科的に皮下に配置されたラットに薬物候補を静脈注射する、Dvorakら、(Lab.Invest.57(6):673〜686(1987年))によって記載された方法の改変バージョン。例えば、ラットに対照または様々な濃度の薬物候補を尾静脈注射する。次に、適切な時間に移植片を取り出し、倒立顕微鏡を用いて直接分析する。この分析は、対照及び実験群においてフィブリン内部に成長した移植片当たりの血管数をカウントすることを含んでいた。
【0040】
鶏胚CAM血管新生アッセイ
記載されるように(Brooksら、Cell 92:391〜400(1998年))、bFGFで10日齢鶏胚のCAMに血管新生を誘導する。24時間後、その胚を、総容量100μlの無菌リン酸緩衝生理食塩水(PBS)中の様々な濃度の薬物候補で全体的に処理する。2日後、胚を犠牲にし、フィルターディスク及びCAM組織を取り出す。フィルターディスクの限定面積内での血管原性血管分岐点の数をカウントすることにより、血管新生を定量する。血管新生指数は、実験的処理からの分岐点の数マイナス対照処理と定義される。
【0041】
鶏胚腫瘍増殖アッセイ
簡潔に述べると、異なる腫瘍型の単一細胞懸濁液を10日齢鶏胚のCAMに適用する。これらの腫瘍には、例えば、CS−1メラノーマ細胞、HT1080ヒト繊維肉腫細胞、及びHep−3ヒト類表皮カルチノーマ細胞が含まれ得る。24時間後、これらの胚に様々な濃度の薬物候補を全体的に注射する。胚を合計で7日間インキュベートし、その時間でそれらを犠牲にする。生じた腫瘍を切除し、決定された湿重量を対照と比較する。
【0042】
固定化NC1ドメインはヒト内皮細胞の接着を支持する
新たな血管を形成するため、内皮細胞はECMに接着し、それを通して移動する能力を有していなければならない。さらに、この内皮細胞−ECM相互作用は新たな血管の形成に必要なシグナル伝達を促進し得る。従って、内皮細胞接着を支持する薬物候補の能力を評価することができる。
【0043】
マイクロタイタープレートを可変量の薬物候補でコートした後、1%ウシ血清アルブミン(BSA)と共にインキュベートして非特異的相互作用を遮断する。次に内皮細胞、例えば、ヒトECV304細胞を固定化ポリペプチドに可変時間接着させる。非接着細胞を洗浄によって除去し、接着細胞から溶出されるクリスタルバイオレットの光学密度を測定することにより接着細胞を定量する。
【0044】
インビトロ内皮細胞移動
浸潤性細胞プロセス、例えば、血管新生及び腫瘍転移も細胞の移動を必要とする。従って、ヒト内皮細胞の移動を支持する薬物候補の能力をインビトロで試験することができる。これらの実験は、本質的には、Brooksら、J.Clin.Invest.99:1390〜1398(1997年)における方法に従って行う。
【0045】
インビボ内皮細胞移動
ヒト内皮細胞の移動を支持する薬物候補の能力をインビボで試験することができる。例えば、肺腫瘍の転移及び血管新生の両者の良好なモデルであると考えられる転移性Lewis肺マウス腫瘍モデルにおいて、標準プロトコルを用いて、薬物候補を試験することができる(例えば、Teicherら、Anticancer Res.18:2567〜2573(1998年);Guibaudら、Anticancer Drugs 8:276〜282(1997年);Andersonら、Cancer Res.56:715〜718(1996年)を参照)。
【0046】
腫瘍接種の1日後に開始して、2日毎に1回、所望の投与回数だけ薬物候補を静脈内投与する。全ての動物を、その研究を通して毎週2回秤量する。最終処置の1日後に開始して、各々の対照群から1匹以上のマウスを周期的に犠牲にして肺腫瘍負荷を測定する。対照動物の肺が意味のある評価をもたらすのに十分な腫瘍質量を有するとき、この実験を終了する。その時点で、残りの全ての動物の肺を切除して秤量し、直径が2mmを上回る腫瘍病巣の数をカウントする。
【0047】
別の側面においては、本発明は、上述の方法のいずれかによって同定されるIV型コラーゲン構築の阻害剤を提供する。
【0048】
別の側面においては、本発明は、上述の方法のいずれかによって同定される、血管新生、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着、内皮細胞増殖、及び基底層構築からなる群より選択される、1つ以上のプロセスの阻害剤を提供する。
【0049】
別の側面においては、本発明は、IV型コラーゲン構築の阻害または崩壊に用いることができ、従って、血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底層構築の、阻害に有用である新規ポリペプチドを提供する。
【0050】
「ポリペプチド」という用語は、2つ以上のサブユニット・アミノ酸、アミノ酸類似体、またはペプチド模倣体の化合物を指すようにその最も広い意味で用いられる。これらのサブユニットはペプチド結合によって連結する。ここに記載されるポリペプチドは化学的に合成されるものであっても、組換えで発現されるものであってもよい。
【0051】
好ましくは、本発明のポリペプチドは化学的に合成される。固相、液相、もしくはペプチド縮合技術、またはそれらのあらゆる組合せの公知技術を用いて調製される合成ポリペプチドは、天然または非天然アミノ酸を含むことができる。ペプチド合成に用いられるアミノ酸は、Merrifield(1963年、J.Am.Chem.Soc.85:2149〜2154)の元の固相手順の標準脱保護、中和、カップリング及び洗浄プロトコルを伴う標準Boc(Nα−アミノ保護Nα−t−ブチルオキシカルボニル)アミノ酸樹脂であっても、またはCarpinoとHan(1972年、J.Org.Chem.37:3403〜3409)により最初に記載された塩基不安定性Nα−アミノ保護9−フルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc)であってもよい。Fmoc及びBoc Nα−アミノ保護アミノ酸の両者とも、Sigma、Cambridge Research Biochemicalまたは当該技術分野における熟練者に知られた他の化学企業から入手することができる。加えて、これらのポリペプチドは、当該技術分野における熟練者に馴染みである他のNα−保護基を用いて合成することができる。
【0052】
固相ペプチド合成は当該技術分野における者に馴染みであり、かつ、例えば、StewartとYoung、1984年、Solid Phase Synthesis,第二版 Pierce Chemical Co.,Rockford,Ill;FieldsとNoble、1990年、Int.J.Pept.Protein Res.35:161〜214において提供される技術によって、または自動合成機を用いて達成することができる。本発明のポリペプチドは、D−アミノ酸(これは、インビボでL−アミノ酸特異的プロテアーゼに対して耐性である)、D−及びL−アミノ酸の組合せ、並びに特別な特性を搬送する様々な「デザイナー」アミノ酸(例えば、β−メチルアミノ酸、Cα−メチルアミノ酸、及びNα−メチルアミノ酸等)を含むことができる。合成アミノ酸は、リジンの代わりにオルニチン、フェニルアラニンの代わりにフルオロフェニルアラニン、及びロイシンまたはイソロイシンの代わりにノルロイシンを含む。
【0053】
加えて、これらのポリペプチドは、新規特性を有するペプチドを調製するため、ペプチド模倣結合、例えば、エステル結合を有することができる。例えば、還元されたペプチド結合、すなわち、R1−CH2−NH−R2(ここで、R1及びR2はアミノ酸残基または配列である)を組み込むペプチドを生成することができる。還元されたペプチド結合はジペプチド・サブユニットとして導入することができる。そのようなポリペプチドはプロテアーゼ活性に対して耐性であり、インビボで長期化した半減期を有する。
【0054】
上に論じられるように、細胞内でIV型コラーゲンが合成されてヘテロ三量体として構築され、次にそれが細胞外に分泌され、そこで六量体構築、次いで基底膜構築が生じる。ここに開示されるポリペプチドは細胞内で機能してヘテロ三量体構築を妨げ、それは必然的に六量体構築をも阻害し、所望の治療結果をもたらす。その代わりに(または、それに加えて)、ここに開示されるポリペプチドは細胞外で機能して六量体構築を阻害し、及び/または構築された六量体を破壊し、所望の治療結果をもたらす。
【0055】
そのようなポリペプチドは、一般的ヘテロ三量体構築(すなわち、α鎖特異的ではない);特異的へテロ三量体構築(すなわち、α鎖特異的);一般的六量体構築(すなわち、α鎖特異的ではない);及び/または特異的六量体構築(すなわち、α特異的ではない)の阻害におけるそれらの有用性に基づいて選択することができる。ここで説明されるIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体構造の知識なしに、そのような所望の特性を有する阻害剤の設計は当該技術分野における熟練者に利用可能ではない。
【0056】
アミノ酸の一文字略語がここで用いられる;「norL」はノルロイシンを指す。
【0057】
一実施形態において、ポリペプチドは一般式Iの、少なくとも8つの連続するアミノ酸からなる:
PF(R1)(R2)CN(R3)(R4)(R5)VC(R6)(R7)A(配列番号1)
R1はL、M、A、V、norL、及びIからなる群より選択され;
R2はF及びYからなる群より選択され;
R3はI、V、L、norL、A、及びPからなる群より選択され;
R4はN、G、及びHからなる群より選択され;
R5はN、D、Q、及びEからなる群より選択され;
R6はN、Y、及びHからなる群より選択され;並びに
R7はF及びYからなる群より選択される。
【0058】
この一般式Iは、以下にさらに説明されるように、結晶構造中にβ6−β7鎖を含む鎖間ドメインスワッピング領域(「CDSR間」)のIV型コラーゲンNC1 α1−α6ドメインの共通配列から誘導される。この領域はヘテロ三量体内の鎖間相互作用に関与し、この配列の実質的な部分は六量体界面にも存在し、従って、六量体構築/安定化に関与する。そのようなものとして、一般式Iのペプチドは適切な鎖間相互作用の阻害に有用であり、従って、最適ヘテロ三量体及び六量体構築の破壊に有用である。
【0059】
様々な更なる実施形態において、これらのポリペプチドは一般式Iの少なくとも9、10、11、12、13、または14アミノ酸からなる。好ましい実施形態において、このポリペプチドは一般式Iの14アミノ酸からなる。
【0060】
好ましい実施形態において、このポリペプチドは、R2がFであり;R4がNであり;R5がN及びDからなる群より選択され;R6がNであり;並びにR7がFであるという更なる制限を伴う、一般式IIの少なくとも8個の連続するアミノ酸からなる。この実施形態のポリペプチドはCDSR間のIV型コラーゲンNC1 α1、α3、及びα5ドメインの共通配列から誘導される。
【0061】
更なる好ましい実施形態において、これらのポリペプチドは、R2がYであり;R3がP及びIからなる群より選択され;R5がD、Q、及びEからなる群より選択され;R6がY及びHからなる群より選択され;並びにR7がYであるという更なる制限を伴う、一般式Iの少なくとも8個の連続するアミノ酸からなる。この実施形態のポリペプチドは、CDSR間のIV型コラーゲンNC1 α2、α4、及びα6ドメインの共通配列から誘導される。
【0062】
更なる好ましい実施形態において、式Iによるポリペプチドは、PFLFCNINNVCNFA(α1)(配列番号2);PFLFCNVNDVCNFA(α3)(配列番号3);PFMFCNINNVCNFA(α5)(配列番号4);PFLYCNPGDVCYYA(α2)(配列番号5);PFAYCNIHQVCHYA(α4)(配列番号6);及びPFIYCNINEVCHYA(α6)(配列番号7)からなる群より選択される配列の少なくとも8個の連続するアミノ酸からなる。これらの配列は、個々のIV型コラーゲンα1−α6 NC1ドメインからのCDSR間配列を表す。様々な更なる実施形態において、これらのポリペプチドは列挙される配列のうちの1つの少なくとも9、10、11、12、13、または14アミノ酸からなる。好ましい実施形態において、このポリペプチドは列挙される配列のうちの1つの14アミノ酸からなる。
【0063】
別の実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式IIの、少なくとも7個の連続するアミノ酸からなる:
PF(R1)EC(R2)G(R3)(R4)GTC(R5)(配列番号8)
R1はL、A、V、norL、及びIからなる群より選択され;
R2はH、N、Q、及びSからなる群より選択され;
R3はG、R、A、または不在からなる群より選択され;
R4はR及びQからなる群より選択され;並びに
R5はN及びHからなる群より選択される。
【0064】
この一般式は、以下にさらに説明されるように、結晶中にβ6’−β7’鎖を含む鎖内ドメインスワッピング領域(「CDSR内」)のIV型コラーゲンNC1 α1−α6ドメインの共通配列から誘導される。この領域はヘテロ三量体内の単量体−単量体相互作用に関与し、その配列の実質的な部分は六量体界面にも存在し、従って、六量体構築/安定化に関与する。そのようなものとして、この一般式のペプチドはIV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体相互作用の両者の阻害に有用である。
【0065】
様々な更なる実施形態において、これらのペプチドは一般式IIの少なくとも8、9、10、11、12、または13アミノ酸からなる。好ましい実施形態において、このペプチドは一般式IIの13アミノ酸からなる。
【0066】
好ましい実施形態において、これらのペプチドは、R2がHであり;R3がRであり;R4がGであり;及びR5がNであるという更なる制限を伴う、一般式IIの少なくとも7個の連続するアミノ酸からなる。この実施形態のポリペプチドはIV型コラーゲンα1、α3、及びα5 NC1ドメインのCDSR内配列の共通配列から誘導される。
【0067】
更なる好ましい実施形態において、これらのポリペプチドは、R2がN、Q、及びSからなる群より選択され;R3がG、R、及びAからなる群より選択され;R4がR及びQからなる群より選択され;並びにR5がHであるという更なる制限を伴う、一般式IIの少なくとも7個の連続するアミノ酸からなる。この実施形態のポリペプチドはIV型コラーゲンα2、α4、及びα6 NC1ドメインのCDSR内配列の共通配列から誘導される。
【0068】
更なる実施形態において、一般式IIによるポリペプチドは、PFIECHGRGTCN(α1及びα5)(配列番号9);PFLECHGRGTCN(α3)(配列番号10);PFIECNGGRGTCH(α2)(配列番号11);PFLECQGRQGTCH(α4)(配列番号12);及びPFIECSGARGTCH(α6)(配列番号13)からなる群より選択される配列の少なくとも7個の連続するアミノ酸からなる。これらの配列は、個々のIV型コラーゲンα1−α6 NC1ドメインからのCDSR内配列を表す。様々な更なる実施形態において、この実施形態のポリペプチドは列挙される配列のうちの1つの少なくとも8、9、10、11、12、または13アミノ酸からなる。最も好ましい実施形態においては、これらのポリペプチドは列挙される配列のいずれか1つの12(α1,α3,α5)または13(α2,α4,α6)個の連続するアミノ酸からなる。
【0069】
更なる実施形態においては、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、完全長CDSR内ポリペプチド(例えば、配列番号9、10、11、12、または13)は、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシ末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、α1様NC1鎖のCDSR内から誘導される本発明のポリペプチドは:
α1:(E)(F)(R)(S)(A)PFIECHGRGTCN(Y)(Y)(A)(N)(A)(配列番号14)、
α3:(E)(F)(R)(A)(S)PFLECHGRGTCN(Y)(Y)(S)(N)(S)(配列番号15);及び
α5:(E)(F)(R)(S)(A)PFIECHGRGTCN(Y)(Y)(A)(N)(S)(配列番号16);
(ここで、括弧内の残基はCDSR内のフランキング配列である)
からなる群より選択される配列の少なくとも12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、または22アミノ酸からなる群より選択することができる。
【0070】
その代わりに、α2様NC1鎖のCDSR内配列から誘導される本発明のポリペプチドは:
α2:(D)(F)(R)(A)(T)PFIECNGGRGTCH(Y)(Y)(A)(N)(K)(配列番号17);
α4:(D)(F)(R)(A)(A)PFLECQGRQGTCH(F)(F)(A)(N)(K)(配列番号18);及び
α6:(D)(F)(R)(A)(T)PFIECSGARGTCH(Y)(F)(A)(N)(K)(配列番号19);
(ここで、括弧内の残基はCDSR内のフランキング配列である)
からなる群より選択される配列の少なくとも13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、または23アミノ酸からなる群より選択することができる。
【0071】
CDSR間配列は、所定のIV型コラーゲンNC1ドメインの直線配列においては同じα鎖内のCDSR内配列から大きく分離されてはいるが(約100アミノ酸分離されている)、誘導された結晶構造データに基づいて同じα鎖内のCDSR内配列と密接した空間的近位に存在する。従って、別の実施形態においては、本発明は:
(a)1つ以上の一般式IのCDSR間ポリペプチド;
(b)1つ以上の一般式IIのCDSR内ポリペプチド;及び
(c)0−20アミノ酸からなる、CDSR内ポリペプチドとCDSR間ポリペプチドとの間のリンカーポリペプチド、
を含むキメラポリペプチドを提供する。
【0072】
好ましい実施形態において、これらのキメラポリペプチドのCDSR間及び/またはCDSR内部分は、それぞれ、一般式Iの8、9、10、11、12、13、または14アミノ酸及び一般式IIの7、8、9、10、11、12、13アミノ酸からなる。様々な他の好ましい実施形態においては、リンカーポリペプチドは0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20アミノ酸からなる。このスペーサーの最適の長さは、少なくとも部分的には、CDSR間及びCDSR内の長さに加えて、そのキメラを創出するのに用いられる完全長CDSR間及びCDSR内内の配列の位置に依存する。例えば、完全長CDSR間及び完全長CDSR内が用いられた場合、スペーサーは好ましくは長さが0〜5アミノ酸、より好ましくは長さが1−4アミノ酸、最も好ましくは長さが2−3アミノ酸である。ここでの教示に基づくと、更なるそのようなキメラポリペプチドを設計することは当該技術分野における熟練者には明らかであろう。
【0073】
これらのキメラポリペプチドの最も好ましい実施形態においては、CDSR間ポリペプチドは、PFLFCNINNVCNFA(配列番号2)、PFLFCNVNDVCNFA(配列番号3)、PFMFCNINNVCNFA(配列番号4)、PFLYCNPGDVCYYA(配列番号5)、PFAYCNIHQVCHYA(配列番号6)、及びPFIYCNINEVCHYA(配列番号7)からなる群より選択され;CDSR内ポリペプチドは、PFIECHGRGTCN(配列番号9)、PFLECHGRGTCN(配列番号10)、PFIECNGGRGTCH(配列番号11)、PFLECQGRQGTCH(配列番号12)、及びPFIECSGARGTCH(配列番号13)からなる群より選択され;並びに、リンカーポリペプチドは1、2、3、4、または5アミノ酸;最も好ましくは2アミノ酸である。
【0074】
別の実施形態において、本発明のポリペプチドは一般式III:
F(R1)T(R2)(配列番号20)
(ここで、R1はS及びTからなる群より選択され;並びに
R2はM及びLからなる群より選択される)
のアミノ酸の配列からなる。
【0075】
この一般式IIIは、以下にさらに説明されるように、結晶構造におけるβ5−β6鎖の間の特異的領域(「SR」)でのIV型コラーゲンNC1 α1−α6ドメインの共通配列から誘導される。この領域は、所定のα鎖のSRが相互作用する単量体中の特異的領域パートナー(「SRP」)を認識することにより、単量体間の特異的認識に関与する。そのようなものとして、一般式IIIのペプチドはIV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体両者の相互作用の阻害に有用である。
【0076】
更なる実施形態において、SRポリペプチドは、FSTM(α1、α2、α5、及びα6)(配列番号21)、FTTM(α3)(配列番号22)及びFTSL(α4)(配列番号23)からなる群より選択される。
【0077】
更なる実施形態において、SRポリペプチド(例えば、配列番号21、22、及び23)は、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、アミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者に0〜5アミノ酸をさらに含むことができる。従って、この実施形態によると、NC1 α鎖のSR配列から誘導される本発明のポリペプチドは:
α1:X1−FSTM−Z1、ここで、X1は配列SCLRK(配列番号24)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ1は配列PFLFC(配列番号25)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全な配列はSCLRKFSTMPFLFCである)(配列番号26);
α3:X3−FTTM−Z3、ここで、X3は配列SCLQR(配列番号27)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ3は配列PFLFC(配列番号25)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全な配列はSCLQRFTTMPFLFCである)(配列番号28);
α5:X5−FSTM−Z5、ここで、X5は配列SCLRR(配列番号29)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ5は配列PFMFC(配列番号30)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全な配列はSCLRRFSTMPFMFCである)(配列番号31);
α2:X2−FSTM−Z2、ここで、X2は配列SCLAR(配列番号32)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ2は配列PFLYC(配列番号33)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全な配列はSCLARFSTMPFLYCである)(配列番号34);
α4:X4−FSTL−Z4、ここで、X4は配列SCLPV(配列番号35)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ4は配列PFAYC(配列番号36)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全な配列はSCLPVFSTLPFAYCである)(配列番号37);並びに
α6:X6−FSTM−Z6、ここで、X6は配列SCLPR(配列番号38)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ6は配列PFIYC(配列番号39)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全な配列はSCLPRFSTMPFIYCである)(配列番号40)、
からなる群より選択することができる。
【0078】
別の実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式IV:
(R1)MF(R2)K(配列番号41)
(ここで、R1はE、R、及びDからなる群より選択され;並びに
R2はK、R、及びSからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0079】
この一般式IVは、以下により詳細に論じられるように、β8’及びβ9’鎖の間に位置する特異的領域パートナー(「SRP」)のIV型コラーゲンNC1 α1、α3、及びα5ドメインの共通配列から誘導される。この領域は、所定のα鎖のSRPが相互作用する、単量体における特異的領域(「SR」)を認識することにより、単量体間の特異的認識に関与する。そのようなものとして、一般式IVのペプチドはIV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体相互作用の両者の阻害に有用である。
【0080】
好ましい実施形態においては、一般式IVによるSRPポリペプチドは、EMFKK(α1)(配列番号42)、RMFRK(α3)(配列番号43)、及びDMFSK(α5)(配列番号44)からなる群より選択される。
【0081】
更なる好ましい実施形態においては、SRPポリペプチは、SFQ(α2のSRP)(配列番号45);LQF(α4のSRP)(配列番号46)、及びQQF(α6のSRP)(配列番号47)からなる群より選択される。これらの配列は、示されるように、IV型コラーゲンα鎖NC1ドメインのSRPを表す。α2 NC1ドメインにおけるこの領域は、以下にさらに論じられるように、拡張立体配座をとり、かつ隣接α1鎖における拡張構造(Phe57−Thr59)と対を形成して短い平行βシートを形成し、これは構造全体における唯一の平行βシートである。
【0082】
更なる実施形態において、これらのSRPポリペプチド(例えば、配列番号42−47)は、最適阻害活性にポリペプチドに適切な二次構造の特長を付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、本発明のこの実施形態のSRP含有ポリペプチドは、
α1 X1−EMFKK−Z1、ここで、X1は配列TIERS(配列番号48)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列PTPST(配列番号49)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTIERSEMFKKPTPSTである)(配列番号50);
α3:X3−RMFRK−Z3、ここで、X3は配列SLNPE(配列番号51)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列PIPST(配列番号52)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSLNPERMFRKPIPSTである)(配列番号53);
α5:X5−DMFSK−Z5、ここで、X5は配列TVDVS(配列番号54)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列PQSET(配列番号55)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTVDVSDMFSKPQSETである)(配列番号56);
α2:X2−SFQ−Z2、ここで、X2は配列TIPEQ(配列番号57)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列GSPSA(配列番号58)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTIPEQSFQGSPSAである)(配列番号59);
α4:X4−LQF−Z4、ここで、X4は配列TVKAD(配列番号60)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列SSAPA(配列番号61)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTVKADLQFSSAPAである)(配列番号62);並びに
α6:X6−QQF−Z6、ここで、X6は配列TVEER(配列番号63)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列GELPV(配列番号64)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTVEERQQFGELPVである)(配列番号65)、
からなる群より選択することができる。
【0083】
別の実施形態においては、本発明のポリペプチドは、一般式V:
(R1)AH(R2)QD(配列番号66)
(ここで、R1はR及びKからなる群より選択され;並びに
R2はG及びNからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0084】
この一般式Vは、以下により詳細に論じられるように、β4鎖のIV型コラーゲンNC1ドメインβ−樽様コアの共通配列から誘導される。この領域は一般的な単量体−単量体相互作用に関与する。そのようなものとして、一般式VのペプチドはIV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体相互作用の両者の阻害に有用である。
【0085】
好ましい実施形態において、一般式Vによるポリペプチドは、RAHGQD(α1,α3,α5)(配列番号67)及びKAHNQD(α2,α4,α6)(配列番号68)からなる群より選択される。
【0086】
更なる好ましい実施形態においては、一般式Vによるβ−樽ポリペプチド(例えば、配列番号67〜68)は、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者に含むことができる。従って、本発明のこの実施形態のβ−樽含有ポリペプチドは:
α1 X1−RAHGQD−Z1、ここで、X1は配列VQGNE(配列番号69)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列LGTAG(配列番号70)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はVQGNERAHGQDDLGTAである)(配列番号71);
α3:X3−RAHGQD−Z3、ここで、X3は配列VQGNQ(配列番号72)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列LGTLG(配列番号73)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はVQGNQRAHGQDLGTLGである)(配列番号74);
α5:X5−RAHGQD−Z5、ここで、X5は配列VQGNK(配列番号75)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列LGTAG(配列番号70)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はVQGNKRAHGQDLGTAGである)(配列番号76);
α2:X2−KAHNQD−Z2、ここで、X2は配列FEGQE(配列番号77)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列LGLAG(配列番号78)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFEGQEKAHNQDLGLAGである)(配列番号79);
α4:X4−KAHNQD−Z4、ここで、X4は配列LEGQE(配列番号80)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列LGLAG(配列番号78)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はLEGQEKAHNQDLGLAGである)(配列番号81);並びに
α6:X6−KAHNQD−Z6、ここで、X6は配列VEGQE(配列番号82)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列LGFAG(配列番号83)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はVEGQEKAHNQDLGFAGである)(配列番号84)、
からなる群より選択することができる。
【0087】
別の実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式VI:
(R1)G(R2)GQ(配列番号85)
(ここで、R1はE及びQからなる群より選択され;並びに
R2はS、T、及びGからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0088】
この一般式VIは、以下により詳細に論じられるように、β4’鎖のIV型コラーゲンNC1ドメインβ−樽様コアの共通配列から誘導される。この領域は一般的な単量体−単量体相互作用に関与する。そのようなものとして、一般式VIのペプチドはIV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体の両者の阻害に有用である。
【0089】
好ましい実施形態においては、一般式VIによるポリペプチドは、EGSGQ(α1,α5)(配列番号86)、EGTGQ(α3)(配列番号87)、EGGGQ(α2,α6)(配列番号88)及びQGGGQ(α4)(配列番号89)からなる群より選択される。
【0090】
更なる実施形態においては、一般式VIによるβ−樽ポリペプチド(例えば、配列番号86〜89)は、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、本発明のこの実施形態のβ−樽含有ポリペプチドは:
α1及びα5 X1−EGSGQ−Z1、ここで、XIは配列TSAGA(配列番号90)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列ALASP(配列番号91)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTSAGAEGSGQALASPである)(配列番号92);
α3:X3−EGTGQ−Z3、ここで、X3は配列TSAGS(配列番号93)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列ALASP(配列番号91)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTSAGSEGTGQALASPである)(配列番号94);
α2:X2−EGGGQ−Z2、ここで、X2は配列TAAGD(配列番号95)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列SLVSP(配列番号96)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTAAGDEGGGQSLVSPである)(配列番号97);
α4:X4−QGGGQ−Z4、ここで、X4は配列TGAGD(配列番号98)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列ALMSP(配列番号99)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTGAGDQGGGQALMSPである)(配列番号100);並びに
α6:X6−EGGGQ−Z6、ここで、X6は配列TAAGA(配列番号101)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列SLVSP(配列番号96)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTAAGAEGGGQSLVSPである)(配列番号102)、
からなる群より選択することができる。
【0091】
別の実施形態において、これらのポリペプチドは、推定結晶構造から決定されるように、六量体界面に存在する配列を含む。IV型コラーゲンは細胞内部で合成されて三量体として構築され、次にそれは細胞外に分泌され、そこで六量体構築、及び続いて基底膜構築が生じる。治療薬、例えば、ここに開示されるものは、細胞内で三量体構築、従って、六量体の構築を妨げるように機能し、従って、所望の治療結果をもたらすことができる。その代わりに(または、それに加えて)、治療薬は細胞外で機能することができ、それは三量体構築を非阻害のままにするが六量体構築を標的とする。
【0092】
そのようなものとして、六量体界面の領域からのポリペプチドは六量体形成の阻害または六量体形成の破壊に用いることができる。この実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式VII:
(R1)G(R2)(R3)(配列番号103)
(ここで、R1はQ及びEからなる群より選択され;
R2はN及びQからなる群より選択され;並びに
R3はE、Q、及びKからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0093】
この一般式VIIは、以下により詳細に論じられるように、β3鎖の終端からβ4鎖の最初までの六量体界面のIV型コラーゲンNC1 α1−α6ドメインの共通配列から誘導される。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式VIIのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0094】
好ましい実施形態において、これらのポリペプチドは、R1がQであり、かつR2がNであるという更なる限定を伴う一般式VIIからなる。更なる好ましい実施形態において、一般式VIIによるポリペプチドは、QGNE(α1)(配列番号104)、QGNQ(α3)(配列番号105)、及びQGNK(α5)(配列番号106)からなる群より選択される。
【0095】
更なる好ましい実施形態において、一般式VIIによるポリペプチドはEGQE(配列番号107)からなり、これは一般式VIIにおいてα2/α4/α6 NC1ドメインに存在する配列の配列である。
【0096】
更なる実施形態において、配列番号104〜107からなる群より選択される六量体ポリペプチドは、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1:X1−QGNE−Z1、ここで、X1は配列SLLYV(配列番号108)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列RAHGQ(配列番号109)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSLLYVQGNERAHGQである)(配列番号110);
α3:X3−QGNQ−Z3、ここで、X3は配列SFLFV(配列番号111)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列RAHGQ(配列番号109)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSFLFVQGNQRAHGQである)(配列番号112);
α5:X5−QGNK−Z5、ここで、X5は配列SLLYV(配列番号108)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列RAHGQ(配列番号109)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSLLYVQGNKRAHGQである)(配列番号113);
α2:X2−EGQE−Z2、ここで、X2は配列SLLYF(配列番号114)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列KAHNQ(配列番号115)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSLLYFEGQEKAHNQである)(配列番号116);
α4:X4−EGQE−Z4、ここで、X4は配列SLLYL(配列番号117)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列KAHNQ(配列番号115)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSLLYLEGQEKAHNQである)(配列番号118);並びに
α6:X6−EGQE−Z6、ここで、X6は配列SLLFV(配列番号119)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列KAHNQ(配列番号115)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSLLFVEGQEKAHNQである)(配列番号120)、
からなる群より選択することができる。
【0097】
一般式VIIによるこれらの六量体界面ポリペプチドの特に好ましい実施形態は、以下のように、α1−α6六量体ペプチドのアミノ及びカルボキシル末端の更なる1アミノ酸からなる:
α1 VQGNER(配列番号121)
α3:VQGNQR(配列番号122)
α5:VQGNKR(配列番号123)
α2:FEGQEK(配列番号124)
α4:LEGQEK(配列番号125)
α6:VEGQEK(配列番号126)。
【0098】
推定結晶構造からの決定で、ポリペプチドが六量体界面に存在する配列を含む更なる実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式VIII:
M(R1)M(R2)P(配列番号127)
(ここで、R1はS、Nからなる群から選択されるか、または存在せず;並びに
R2はA、Qからなる群より選択されるか、または存在しない)
のアミノ酸配列からなる。
【0099】
この一般式VIIIは、以下により詳細に論じられるように、β8及びβ9鎖の間の六量体界面のIV型コラーゲンNC1 α1−α6ドメインの共通配列から誘導される。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式VIIIのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0100】
好ましい実施形態において、一般式VIIIのポリペプチドは、MSMAP(α1)(配列番号128)、MNMAP(α3)(配列番号129)、MSMQP(α5)(配列番号130)、及びMMP(α2、α4、及びα6)(配列番号131)からなる群より選択される。
【0101】
更なる好ましい実施形態において、配列番号128〜131からなる群より選択される六量体ポリペプチドは、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両方にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1:X1−MSMAP−Z1、ここで、X1は配列PEPMP(配列番号132)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列ITGEN(配列番号133)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はPEPMPMSMAPITGENである)(配列番号134);
α3:X3−MNMAP−Z3、ここで、X3は配列PALMP(配列番号135)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列ITGRA(配列番号136)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はPALMPMNMAPITGRAである)(配列番号137);
α5:X5−MSMQP−Z5、ここで、X5は配列PEPMP(配列番号132)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列LKGQS(配列番号138)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はPEPMPMSMQPLKGQSである)(配列番号139);
α2;X2−MMP−Z2、ここで、X2は配列TAPLP(配列番号140)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列VAEDE(配列番号141)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTAPLPMMPVAEDEである)(配列番号142);
α4:X4−MMP−Z4、ここで、X4は配列AAPLP(配列番号143)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列LSEEA(配列番号144)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はAAPLPMMPLSEEAである)(配列番号145);並びに
α6:X6−MMP−Z6、ここで、X6は配列TAPIP(配列番号146)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列VSQTQ(配列番号147)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTAPIPMMPVSQTQである)(配列番号148)、
からなる群より選択することができる。
【0102】
一般式VIIIによるこれらの六量体界面ペプチドの特に好ましい実施形態は、以下のように、α1−α6六量体ペプチドのアミノ及びカルボキシル末端の両者の3つの更なるアミノ酸からなる:
α1:PMPMSMAPITG(配列番号149);
α3:LMPMNMAPITG(配列番号150);
α5:PMPMSMQPLKG(配列番号151);
α2:PLPMMPVAE(配列番号152);
α4:PLPMMPLSE(配列番号153);及び
α6:PIPMMPVSQ(配列番号154)。
【0103】
推定結晶構造からの決定でポリペプチドが六量体界面に存在する配列を含む更なる実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式IX:
AG(R1)(R2)(配列番号155)
(ここで、R1はA、S及びDからなる群より選択され;並びに
R2はE及びQからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0104】
この一般式IXは、以下により詳細に論じられるように、β3’及びβ4’鎖の間のIV型コラーゲンNC1 α1−α6ドメインの共通配列から誘導される。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式IXのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0105】
好ましい実施形態において、一般式IXのポリペプチドは、AGAE(α1、α5、及びα6)(配列番号156)、AGSE(α3)(配列番号157)、AGDE(α2)(配列番号158)、及びAGDQ(α4)(配列番号159)からなる群より選択される。
【0106】
更なる実施形態においては、配列番号156〜159からなる群より選択される六量体ポリペプチドは、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1:X1−AGAE−Z1、ここで、X1は配列VMHTS(配列番号160)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列GSGQA(配列番号161)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はVMHTSAGAEGSGQAである)(配列番号162);
α3:X3−AGSE−Z3、ここで、X3はIMFTS(配列番号163)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列GTGQA(配列番号164)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はIMFTSAGSEGTGQAである)(配列番号165);
α5:X5−AGAE−Z5、ここで、X5は配列MMHTS(配列番号166)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列GSGQA(配列番号161)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はMMHTSAGAEGSGQAである)(配列番号167);
α2:X2−AGDE−Z2、ここで、X2は配列LMHTA(配列番号168)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列GGGQS(配列番号169)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はLMHTAAGDEGGGQSである)(配列番号170);
α4:X4−AGDQ−Z4、ここで、X4は配列LMHTG(配列番号171)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列GGGQA(配列番号172)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はLMHTGAGDQGGGQAである)(配列番号173);並びに
α6:X6−AGAE−Z6、ここで、X6は配列LMHTA(配列番号168)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列GGGQS(配列番号169)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はLMHTAAGAEGGGQSである)(配列番号174)、
からなる群より選択することができる。
【0107】
推定結晶構造からの決定でポリペプチドが六量体界面に存在する配列を含む更なる実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式X:
EC(R1)G(R2)(R3)GTC(R4)(R5)(R6)(配列番号175)
(ここで、R1はH、N、Q、及びSからなる群より選択され;
R2はG、R、Aからなる群から選択されるか、または存在せず;
R3はR及びQからなる群より選択され
R4はN及びHからなる群より選択され;
R5はF及びYからなる群より選択され;並びに
R6はF及びYからなる群より選択される)
の配列の少なくとも5アミノ酸からなる。
【0108】
様々な好ましい実施形態において、このポリペプチドは一般式Xの少なくとも6、7、8、9、10、11、または12アミノ酸からなる。好ましい実施形態においては、このポリペプチドは一般式Xの12アミノ酸からなる。この一般式Xは、以下により詳細に論じられるように、上で論じられるCDSR内と広範囲にわたって重複し、β6’−β7’鎖内に存在する。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式XのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0109】
更なる実施形態においては、これらのポリペプチドは、R2がG、R、Aからなる群より選択され;かつR4がHであることを除いて、一般式Xについて上述される通りである。この実施形態のポリペプチドは一般式Xのα2/4/6の共通配列から誘導される。
【0110】
更なる好ましい実施形態においては、一般式Xのポリペプチドは、ECHGRGTCNYY(α1/3/5)(配列番号176)、ECNGGRGTCHYY(α2)(配列番号177)、ECQGRQGTCHFF(α4)(配列番号178)、及びECSGARGTCHYF(α6)(配列番号179)からなる群より選択される。
【0111】
更なる好ましい実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式XI:
(R1)(R2)T(R3)K(配列番号180)
(ここで、R1はP、S、及びAからなる群より選択され;
R2はS、E、及びDからなる群より選択され;並びに
R3はL及びVからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0112】
この一般式XIは、以下により詳細に論じられるように、結晶構造中でβ9’鎖と重複して存在する。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式XIのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0113】
一般式XIの好ましい実施形態においては、R3がLである(α2/4/6/1/5におけるように)。一般式Xの更なる好ましい実施形態においては、R2がD及びEから選択される(α2/4/5/6)。更なる好ましい実施形態においては、一般式XIによるポリペプチドはPSTLK(α1)(配列番号181)、PSTVK(α3)(配列番号182)、SETLK(α5及びα6)(配列番号183)、ADTLK(α2)(配列番号184)、及びPDTLK(α4)(配列番号185)からなる群より選択される。
【0114】
更なる実施形態において、配列番号181〜185からなる群より選択される六量体ポリペプチドは、最適阻害活性に適する二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1:X1−PSTLK−Z1、ここで、X1は配列FKKPT(配列番号186)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列AGELR(配列番号187)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFKKPTPSTLKAGELRである)(配列番号188);
α3:X3−PSTVK−Z3、ここで、X3は配列FRKPI(配列番号189)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列AGELE(配列番号190)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFRKPIPSTVKAGELEである)(配列番号191);
α5:X5−SETLK−Z5、ここで、X5は配列FSKPQ(配列番号192)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列AGDLR(配列番号193)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFSKPQSETLKAGDLRである)(配列番号194);
α2:X2−ADTLK−Z2、ここで、X2は配列QGSPS(配列番号195)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列AGLIR(配列番号196)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はQGSPSADTLKAGLIRである)(配列番号197);
α4:X4−PDTLK−Z4、ここで、X4は配列SSAPA(配列番号198)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列ESQAQ(配列番号199)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSSAPAPDTLKESQAQである)(配列番号200);並びに
α6:X6−SETLK−Z6、ここで、X6は配列GELPV(配列番号201)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列AGQLH(配列番号202)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はGELPVSETLKAGQLHである)(配列番号203)、
からなる群より選択することができる。
【0115】
更なる好ましい実施形態において、本発明のポリペプチドは一般式XII:
A(R1)RND(配列番号204)
(ここで、R1はS、Q、及びRからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0116】
この一般式XIIは、結晶構造においてβ7及びβ8鎖を接続する高度に保存されたループに存在する。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式XIIのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0117】
更なる好ましい実施形態においては、一般式XIIによるポリペプチドは、ASRND(α1,α3,α5,α2)(配列番号205)、AQRND(α4)(配列番号206)、及びARRND(α6)(配列番号207)からなる群より選択される。
【0118】
更なる実施形態においては、配列番号205、206、及び207からなる群より選択される六量体ポリペプチドは、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1及びα5:X1−ASRND−Z1、ここで、X1は配列NVCNF(配列番号208)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列YSYWL(配列番号209)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はNVCNFASRNDYSYWLである)(配列番号210);
α3:X3−ASRND−Z3、ここで、X3は配列DVCNF(配列番号211)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列YSYWL(配列番号209)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はDVCNFASRNDYSYWLである)(配列番号212);
α2:X2−ASRND−Z2、ここで、X2は配列DVCYY(配列番号213)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列KSYWL(配列番号214)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はDVCYYASRNDKSYWLである)(配列番号215);
α4:X4−AQRND−Z4、ここで、X4は配列QVCHY(配列番号216)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列RSYWL(配列番号217)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はQVCHYAQRNDRSYWLである)(配列番号218);並びに
α6:X6−ARRND−Z6、ここで、X6は配列EVCHY(配列番号219)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列KSYWL(配列番号214)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はEVCHYARRNDKSYWLである)(配列番号220)、
からなる群より選択することができる。
【0119】
更なる好ましい実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式XIII:
(R1)(R2)(R3)N(R4)(配列番号221)
(ここで、R1はY及びFからなる群より選択され;
R2はY及びFからなる群より選択され;
R3はA及びSからなる群より選択され;並びに
R4はA、S、及びKからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0120】
この一般式XIIIは、結晶構造においてβ7’及びβ8’鎖を接続する高度に保存されたループに存在する。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式XIIIのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0121】
更なる好ましい実施形態においては、一般式XIIIによるポリペプチドは、YYANA(α1)(配列番号222)、YYSNS(α3)(配列番号223)、YYANS(α5)(配列番号224)、YYANK(α2)(配列番号225)、FFANK(α4)(配列番号226)及びYFANK(α6)(配列番号227)からなる群より選択される。
【0122】
更なる実施形態においては、配列番号222〜227からなる群より選択される六量体ポリペプチドは、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1:X1−YYANA−Z1、ここで、X1は配列RGTCN(配列番号228)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はRGTCNYYANAYSFWLである)(配列番号230);
α3:X3−YYSNS−Z3、ここで、X3は配列RGTCN(配列番号228)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はRGTCNYYSNSYSFWLである)(配列番号231);
α5:X1−YYANS−Z2、ここで、X1は配列RGTCN(配列番号228)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はRGTCNYYANSYSFWLである)(配列番号232);
α2:X2−YYANK−Z2、ここで、X2は配列RGTCH(配列番号233)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はRGTCHYYANKYSFWLである)(配列番号234);
α4:X4−FFANK−Z4、ここで、X4は配列QGTCH(配列番号235)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はQGTCHFFANKYSFWLである)(配列番号236);並びに
α6:X6−YFANK−Z6、ここで、X6は配列RGTCH(配列番号233)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はRGTCHYFANKYSFWLである)(配列番号237)、
からなる群より選択することができる。
【0123】
更なる実施形態において、本発明は、β8’及びβ9’鎖の間に位置するIV型コラーゲンα鎖NC1ドメイン配列の超可変領域から誘導される新規ポリペプチドを提供し、これらは結晶構造から単量体−単量体界面に存在するものと同定され、並びにSRPを含み、かつSRとSRPとの間での最適相互作用に適切な二次構造の付与に関与する。この実施形態において、これらのポリペプチドは、IERSEMFKKPT(α1)(配列番号238)、LNPERMFRKPI(α3)(配列番号239)、VDVSDMFSKPQ(α5)(配列番号240)、IPEQSFQGSPS(α2)(配列番号241)、VKADLQFSSAPA(α4)(配列番号242)、及びVEERQQFGELPV(α6)(配列番号243)からなる群より選択される配列の少なくとも7アミノ酸からなる。様々な実施形態において、これらのポリペプチドは、配列番号235−240からなる群より選択される配列の少なくとも8、9、10、11、または12アミノ酸からなる。
【0124】
更なる実施形態において、配列番号238〜243からなる群より選択されるポリペプチドは、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1:X1−IERSEMFKKPT−Z1、ここで、X1は配列FWLAT(配列番号244)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列PSTLK(配列番号181)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFWLATIERSEMFKKPTPSTLKである)(配列番号245);
α3:X3−LNPERMFRKPI−Z3、ここで、X3は配列FWLAS(配列番号246)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列PSTVK(配列番号182)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFWLASLNPERMFRKPIPSTVKである)(配列番号247);
α5:X1−VDVSDMFSKPQ−Z2、ここで、X1は配列FWLAT(配列番号244)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列SETLK(配列番号183)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFWLATVDVSDMFSKPQSETLKである)(配列番号248);
α2:X2−IPEQSFQGSPS−Z2、ここで、X2は配列FWLTT(配列番号249)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列ADTLK(配列番号184)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFWLTTIPEQSFQGSPSADTLKである)(配列番号250);
α4:X4−VKADLQFSSAPA−Z4、ここで、X4は配列FWLTT(配列番号249)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列PDTLK(配列番号185)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFWLTTVKADLQFSSAPAPDTLKである)(配列番号251);並びに
α6:X6−VEERQQFGELPV−Z6、ここで、X6は配列FWLTT(配列番号249)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列SETLK(配列番号183)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFWLTTVEERQQFGELPVSETLKである)(配列番号252)、
からなる群より選択することができる。
【0125】
更なる実施形態において、本発明は、単量体−単量体相互作用(従って、ヘテロ三量体の構築)、及び/または三量体−三量体相互作用(従って、六量体の構築)の阻害に重要であるものと同定される複数の領域を含む他のポリペプチドを提供する。本発明のこの側面によるポリペプチドは以下を含む:
SRに加えてCDSR間:
α1:FSTMPFLFCNINNVCNFA(配列番号253)
α3:FTTMPFLFCNVNDVCNFA(配列番号254)
α5:FSTMPFMFCNINNVCNFA(配列番号255)
α2:FSTMPFLYCNPGDVCYYA(配列番号256)
α4:FSTLPFAYCNIHQVCHYA(配列番号257)
α6:FSTMPFIYCNINEVCHYA(配列番号258)
CDSR間に加えて連続六量体界面領域:
α1:PFLFCNINNVCNFASRND(配列番号259)
α3:PFLFCNVNDVCNFASRND(配列番号260)
α5:PFMFCNINNVCNFASRND(配列番号261)
α2:PFLYCNPGDVCYYASRND(配列番号262)
α4:PFAYCNIHQVCHYAQRND(配列番号263)
α6:PFIYCNINEVCHYARRND(配列番号264)
SRに加えてCDSR間、それに加えて連続六量体界面領域:
α1:FSTMPFLFCNINNVCNFASRND(配列番号265)
α3:FTTMPFLFCNVNDVCNFASRND(配列番号266)
α5:FSTMPFMFCNINNVCNFASRND(配列番号267)
α2:FSTMPFLYCNPGDVCYYASRND(配列番号268)
α4:FSTLPFAYCNIHQVCHYAQRND(配列番号269)
α6:FSTMPFIYCNINEVCHYARRND(配列番号270)
CDSR内に加えて連続六量体界面領域:
α1及びα5:PFIECHGRGTCNYY(配列番号271)
α3:PFLECHGRGTCNYY(配列番号272)
α2:PFIECNGGRGTCHYY(配列番号273)
α4:PFLECQGRQGTCHFF(配列番号274)
α6:PFIECSGARGTCHYF(配列番号275)
SRP/可変領域に加えて連続六量体界面:
α1:IERSEMFKKPTPSTLKAG(配列番号276)
α3:LNPERMFRKPIPSTVKAG(配列番号277)
α5:VDVSDMFSKPQSETLKAG(配列番号278)
α2:IPEQSFQGSPSADTLKAG(配列番号279)
α4;VKADLQFSSAPAPDTLKES(配列番号280)
α6:VEERQQFGELPVSETLKAG(配列番号281)
特異的単量体−単量体阻害剤に加えてSR:
α1:GSCLRKFSTM(配列番号282)
α3:GSCLQRFTTM(配列番号283)
α5:GSCLRRFSTM(配列番号284)
α2:GSCLARFSTM(配列番号285)
α4:GSCLPVFSTL(配列番号286)
α6:GSCLPRFSTM(配列番号287)
単量体−単量体阻害剤に加えてSR、加えてCDSR間、加えて六量体界面
α1:LRKFSTMPFLFCNINNVCNF(配列番号288)
α3:LQRFTTMPFLFCNVNDVCNF(配列番号289)
α5:LRRFSTMPFMFCNINNVCNF(配列番号290)
α2:LARFSTMPFLYCNPGDVCYY(配列番号291)
α4:LPVFSTLPFAYCNIHQVCHY(配列番号292)
α6:LPRFSTMPFIYCNINEVCHY(配列番号293)。
【0126】
別の側面において、本発明は、血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底層構築を阻害するための方法であって、それらを必要とする被検体に血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底層構築の阻害に有効な量の、本発明のポリペプチドの1種類以上、そのようなポリペプチドに対する抗体、またはそれらの医薬組成物を投与することを含む方法を提供する。
【0127】
「血管新生介在疾患」は望ましくない血管新生の付随を伴う疾患及び状態を指し、これには、これらに限定されるものではないが、固形及び血液由来の腫瘍、糖尿病性網膜症、関節リウマチ、網膜新血管新生、脈絡膜新血管新生、黄斑変性症、角膜新血管新生、未熟児の網膜症、角膜移植片拒絶反応、新生血管緑内障、水晶体後線維増殖症、流行性角結膜炎、ビタミンA欠乏症、コンタクトレンズ疲労、アトピー性角膜炎、上方輪部角結膜炎、翼状片乾燥角膜炎、sogrens(シェーグレン症?)、赤鼻、phylectenulosis、梅毒、マイコバクテリア感染、脂質変性、化学的熱傷、細菌性潰瘍、真菌性潰瘍、単純ヘルペス感染、帯状疱疹感染、原生動物感染、カポジ肉腫、モーレン潰瘍、テリエン周辺変性症、辺縁角質溶解、外傷、全身性狼瘡、多発性動脈炎、ウェゲナー類肉腫症、強膜炎、スティーブン・ジョンソン病、放射状角膜切除術、鎌状赤血球貧血、類肉腫、弾性線維性仮性黄色腫、パジェット病、静脈閉塞症、動脈閉塞症、頸動脈閉塞病、慢性ブドウ膜炎、慢性vitritis、ライム病、イールズ病、Bechets(ベーチェット?)病病、近視、視窩、スタルガルト病、扁平部炎、慢性網膜剥離、過粘稠度症候群、トキソプラズマ症、レーザー後合併症、線維性血管性組織の異常増殖、血管腫、Osler−Weber−Rendu病(多発性肺動静脈瘻)、後天性免疫免疫不全症候群、眼血管新生病、骨関節炎、慢性炎症、クローン病、潰瘍性大腸炎、乾癬、アテローム性動脈硬化、及び類天疱瘡が含まれる(米国特許第5,712,291号を参照)。
【0128】
これらのポリペプチド、またはそのようなポリペプチドに対する抗体は滅菌のような通常の医薬上の操作を施すことができ、及び/または従来の補助剤、例えば保存剤、安定化剤、湿潤剤、乳化剤、緩衝剤等を含むことができる。
【0129】
投与のため、ポリペプチドまたはそのようなポリペプチドに対する抗体は、通常、指示される投与経路に適する1種類以上の補助剤と組み合わせる。ポリペプチドまたはそのようなポリペプチドに対する抗体は、通常の投与のため、ラクトース、スクロース、デンプン粉、アルカン酸のセルロースエステル、ステアリン酸、タルク、ステアリン酸マグネシウム、酸化マグネシウム、リン酸及び硫酸のナトリウム及びカルシウム塩、アラビアゴム、ゼラチン、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、及び/またはポリビニルアルコールと混合することができ、並びに錠剤化またはカプセル化することができる。また代替物として、本発明のポリペプチドまたはそのようなポリペプチドに対する抗体は、生理食塩水、水、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、カルボキシメチルセルロースコロイド溶液、エタノール、コーン油、ラッカセイ油、綿実油、ゴマ油、トラガカントゴム、及び/または様々な緩衝液に溶解することができる。他の補助剤及び投与方法は、医薬技術分野において公知である。担体または希釈剤には、例えば、モノステアリン酸グリセロールまたはジステアリン酸グリセロール等を単独で、またはワックスもしくは当該技術分野において公知の他の材料を伴った、時間遅延材料が含まれ得る。
【0130】
本発明のこの側面の実施において、用いられるポリペプチド、そのようなポリペプチドに対する抗体、または医薬組成物の量または投与量範囲は、血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、及び/または内皮細胞−細胞外基質相互作用を有効に阻害するものである。用いることができるポリペプチドの阻害性量は、一般には、約0.01μg/体重kg〜約10mg/体重kgの範囲であり、好ましくは約0.05μg/kg〜約5mg/体重kgの範囲である。
【0131】
ポリペプチド、そのようなポリペプチドに対する抗体、またはそれらの医薬組成物は、経口、非経口、吸入スプレー、直腸、または局所を含むあらゆる適切な経路により、通常の薬学的に許容し得る担体、補助剤、及び賦形剤を含有する投与単位処方で投与することができる。ここで用いられる非経口という用語には、皮下、静脈内、動脈内、筋肉内、胸骨内、腱内、脊髄内、頭蓋内、胸腔内、輸液技術または腹腔内が含まれる。好ましい実施形態においては、ポリペプチドは静脈内または皮下投与される。
【0132】
ポリペプチド、そのようなポリペプチドに対する抗体、またはそれらの医薬組成物は固体形態(顆粒、粉末または座剤を含む)または液体形態(例えば、溶液、懸濁液、または乳剤)で作製することができる。本発明のポリペプチド及びそのようなポリペプチドに対する抗体は、様々な溶液に適用することができる。本発明による使用に適する溶液は無菌であり、十分な量のポリペプチドを溶解し、かつ目的とするようとに対して有害ではない。
【0133】
好ましい実施形態においては、IV型コラーゲンの2つ以上の領域を構築の阻害のために標的とするため、開示されるポリペプチド、そのようなポリペプチドに対する抗体、またはそれらの医薬組成物のうちから、1種類以上が用いられる。例えば、異なる六量体領域を標的とするペプチドを組み合わせて用いて、それらの阻害効果を高めることができる。代替法として、またはそれに加えて、単量体−単量体相互作用を標的とするペプチドを六量体構築を標的とするペプチドと組み合わせることで更なる阻害効果を提供することができる。ここでの教示に基づき、他の組合せは当該技術分野における熟練者の知識の範囲内にある。
【実施例】
【0134】
蛋白質精製及び結晶化。[(α1)2.α2]2NC1六量体を、Pel−Freeze Biologicals(Rogers,アーカンソー州)(37)から購入したウシ眼レンズから単離した。簡潔に述べると、LBMは、1M NaCl及びプロテアーゼ阻害剤の存在下において、レンズの超音波処理により調製した(38)。NC1ドメインを完全長IV型コラーゲンから開裂させるため、LBM調製品を、細菌コラゲナーゼを用いて37℃で消化した。DE−52及びS−300カラムクロマトグラフィーを用いることによりNC1六量体を精製した。
【0135】
市販の疎行列キット(Hampton Research,Laguna Niguel,カリフォルニア州)を用いる初期結晶化スクリーニングを、濃縮蛋白質(10mg/ml)及び懸滴蒸気拡散法を用いて行った。LBM NC1結晶は、一晩、10%(w/v)PEG20K、0.1M Bicine緩衝液(pH9.0)中、室温で、小クラスタとして成長する。微量接種手順を用いて、より低い蛋白質濃度を用いる類似条件下において回折品質の結晶を成長させた。これらの結晶は単斜P21空間群に属し、単位セルの寸法は室温でa=129.41Å、b=143.87Å、c=162.92、及びβ=91.3°であり、非対称単位内に4つの六量体を有する。25%2,4−メチルペンタンジオール(MPD)またはグリセロール中でのこれらの結晶の低温冷却は単位セルの収縮を生じる(a=127.16Å、b=139.57Å;c=160.20Å;β=91.3°)。
【0136】
構造決定及び微調整。最初の重原子浸漬は結晶化pHで行い、後にリン酸緩衝液で中性pHに切り替えた。2mM LuCl3またはK2PtCl6を含有する合成母液中に浸漬されたNC1結晶は、その格子を、a=79.79Å、b=137.20Å、c=126.69Å、β=90.3°及び非対称単位内に2つの六量体の寸法のより小さい単位セルに変形する。これらの結晶を2mM LuCl3に一晩浸漬することによって定型的に新たな形態に変換し、更なる重原子浸漬に用いた。0.5M KBrに1分間浸漬し、かつ冷N2流内で瞬間凍結した1個の結晶を用いて、多波長異常回折(MAD)データ・セットをピーク、屈曲及び2つの離れた波長で集めた(表1)。重原子浸漬スクリーニングはStanford Syncrhotron Radiation Laboratory(SSRL)のビームライン1−5及び9−2並びにBrookhaven National LaboratoryのNational Synchrotron Light Source(NSLS)のビームラインX8Cで行った。この研究で用いたBr−MADデータ・セットはSSRLで収集し、HKL2000スーツ(39)のDENZO及びSCALEPACKプログラムを用いて処理した。Br部位はSOLVEプログラム(40)を用いて位置決定し、37の最高ピーク(>6δ)を解像度2.2Åの反射の位相決定に用いた。得られる位相をRESOLVE(41)を用いる溶媒平坦化によって改良し、CCP4スーツ(42)のFFTプログラムを用いて電子密度マップを算出した。2本のα1鎖及び1本のα2鎖のポリペプチド(鎖A〜C)を、TOM FRODOグラフィックスプログラム(43)を用いて追跡した。Br−部位から得られた非結晶学的対称(「NCS」)関係を用いて完全な非対称単位を生成した――最初に第2三量体(鎖D−F)を生成して1つの六量体を完成させ、次いで最初の六量体から第2の六量体(鎖G−L)を生成した。0.8856Å(λ4)で収集した2.0Åデータ・セットをCNSプログラム(44)を用いるモデルの微調整に用い、データの5%はRfreeの監視のために取って置いた。初期モデルに、30.0〜3.0Å解像度範囲(R=0.361及びRfree=0.364)における反射、次いで10.0〜2.5Å解像度範囲(R=0.326及びRfree=0287)における模擬アニーリング微調整を用いる剛体微調整を施した。モデル構築並びに位置及び温度パラメータの微調整の数回の反復サイクルにおいて、解像度を2.0Åまで徐々に拡張した。微調整の最終ラウンドの間、2Fo−Fc及びFo−Fcマップ並びに水素結合基準を用いて、溶媒分子(水及びグリセロール)及びBr−イオンを段階的に添加した。いくつかの側鎖の複数の配座異性体を最終ラウンドにおいてモデル化した。SETOR(45)、GRASP(46)、及びSURFNET(47)グラフィックスソフトウェアパッケージ、並びにCCP4スーツの様々なユーティリティを用いて、構造を解析した。六量体界面はHBPLUS(48)及び蛋白質−蛋白質相互作用ウェブ・サーバー(http://www.biochem.ucl.ac.uk/bsm/PP/server/)を用いて解析した。
【表1】
【0137】
*全体的な完全性が示され、最高解像度シェルにおける完全性が括弧内に示される。Rsym及びI/δ(I)も同様の約束事に従う。†Rsym=ΣhΣi|<I(h)>−I(h)i|/ΣhΣi|I(h)i|。‡データの5%は洗練から除外され、Rfreeの決定に用いられた。Rcrystはこれらの反射を含まない。両者の場合において、R=Σ(|Fo|−k|Fc|)/Σ|Fo|(加重用の反射は適切に選択する)。
【0138】
(結果及び考察)
構造決定及び概要。α1及びα2鎖で構成されるウシLBM NC1六量体は、非対称単位当たり六量体4つの単車空間群P21(A形態)で結晶化する。これは、それぞれ非対称単位内に2つの六量体及び1つの六量体を伴って結晶化する、マウスEHS腫瘍NC1(49)及びヒト胎盤NC1六量体(50)について報告される結晶形態とは異なる。予備回折データの強度統計は、LBM NC1結晶におけるc軸に沿った偽翻訳対称(pseudo−translation symmetry)の存在を示唆した。浸漬実験を用いる重原子誘導体についての徹底的な探索は成功しなかった。しかしながら、pH7.0でLuCl3に浸漬した結晶は、非対称単位内に2つの六量体のみを有する同じ空間群(B形態)への結晶学的翻訳を生じる偽翻訳対称の結果として、格子をより小さい単位セルに変換した。LuCl3に浸漬した結晶のMADデータは、おそらくは格子変換の原因である単一の弱い結合部位のため、有用な相情報をもたらさなかった。しかしながら、我々は、このより小さい単位セルを、新たに示唆されたハロゲン化物を用いる短浸漬戦略(51、52)を含む更なる重原子スクリーニングに利用した。LuCl3浸漬B形態結晶構造を、解像度2.0Åで、異常散乱体としてのBr−を溶媒平坦化と組み合わせて用いるMAD法によって決定した。データ収集、フェージング及び微調整統計が表1に示される。
【0139】
このマップをヒトNC1 α1及びα2配列に当てはめた(図2)が、これはいずれのウシ配列も入手できなかったためである。4種類の他の哺乳動物種のα1及びα2配列の各々が公知であり、それらはそれらの間で95%を上回る配列同一性を共有する。ヒト配列の95%を上回る残基が実験電子密度マップと一致する。ヒト配列とこのマップとの相違は、α1鎖における残基Ile15Thr、Ser22Pro、Pro129Gln並びにα2鎖におけるAsp96Glu、Glu97Asp、及びGly176Alaに見出された。配列は、コラーゲン領域の最後のGly−Xaa−Yaa反復の後の残基が両α鎖において最初の残基として数えられるようにナンバー付けされている。2つの六量体における12本の鎖は、各々の三量体におけるα1、α1及びα2の順に鎖ID A−Lが割り当てられている。このマップは全ての鎖のN末端の5−6残基及びC末端の2残基の乱れを示す。最終モデルは2つの六量体、36のBr−イオン、48個のグリセロール分子及び1139個の水分子を含む。微調整の最終R因子及びRfreeは、それぞれ、0.168及び0.197である。90%を上回る残基がラマチャンドランマップの最も好ましい領域内に存在し、各々の三量体における第1α1鎖のArg76及びSer148、第2α1鎖のSer148並びにα2鎖のArg75、Glu95及びAla145が、許容し得ない領域に存在する。一握りの残基のみが複数の立体配座をとる。非対称単位内の2つの六量体は類似し、結晶の接触による明らかな相違がない。鎖A〜Fを含む六量体をこのモデルの説明に用いる。
【0140】
六量体の全体的な構造が図3に示される。六量体内の2つの三量体は界面(「赤道面」)の二重NCS軸によって関連付けられ、三量体内の単量体は三重らせん軸(「極軸」)と一致する偽三重対称性によって関連付けられる。
【0141】
単量体位相。複数配列比較を用いる我々の以前の研究(22)によって予想されるように、NC1単量体はβ鎖を優先して新規三次構造内に折り畳まれる(図4)。三量体における2本のα1鎖は同一であり、α2鎖は類似の全体構造を有する。α1鎖の一方及びα2鎖における214個の一致残基のCα原子は0.9ÅのRMS偏差と重なる。各々の鎖は2つの相同サブドメイン、N−及びC−サブドメインに分割することができる。これら2つのサブドメインは類似の位相で折り畳まれ、α1鎖の2つのサブドメインの96個の一致残基のCα原子は1.0ÅのRMS偏差と重なる。12個の不変システイン残基は、各々のサブドメインに3つの、6つのジスルフィドを保存位置に形成する(図2及び5)。2つのサブドメイン間の主な相違は、6つのヒト配列において最も保存されない、N−サブドメインにPro86−Pro95を、及びC−サブドメインにIle196−Thr209を包含する領域に生じる(図1)。各々のサブドメインは2つのβシート−三重らせん接合点に近接する3本鎖逆平行シート(I&I’)及び、六量体を構成する2つの三量体の間の相互作用の領域からなる、六量体界面に近接する6本鎖逆平行シート(II&II’)を有する(図4及び5)。βシートIは、ポリペプチドの最初の半分に属する配列の3本の非近接鎖(β1、β10及びβ2)によって形成される。しかしながら、βシートIIにおいては、4本の鎖(β4、β3、β8、及びβ9)のみが配列の最初の半分に属し、残りの2本の鎖(β6’及びβ7’)は配列の第2の半分の一部を形成する。従って、配列の第2半分からのβヘアピン構造(「鎖内ドメインスワッピング領域」または「CDSR内」)はN−サブドメインにスワップして6本鎖βシートを形成する。ポリペプチドの2つの半分は位相的に類似し、N−サブドメイン内の6本鎖βシートに相当するC−サブドメイン内の領域は、単離された単量体構造において類似のβシートを形成するには2本の鎖を欠く。同様に、ドメイン・スワッピング相互作用に関与するC末端におけるβ6’−β7’に対応するN末端半分におけるβ6−β7ヘアピンは、単量体構造において外部に伸長する。これらの2つの特徴は、次項において説明される三量体組織の基礎を形成する。
【0142】
三量体組織:α1 NC1ドメインの2本の鎖及びα2 NC1ドメインの1本の鎖は偽三重分子対称性を有する三量体構造を形成する。各々の鎖は位相的に類似のサブドメインで構成されるため、偽六重対称性さえ存在する。三量体の位相図が図5に示される。三量体の構造は、約65Åの底部直径及び内径約12−14.0Åの中空コアを有するほぼ円錐形状である。これはコラーゲン三重らせんの直径とほぼ同じであり、3本の鎖の全てのN末端が円錐の頂点で一緒になり、そこで三重らせんコラーゲンドメインがNC1ドメインと連結する。三量体はいくつかの鎖間疎水性及び水素結合相互作用によって強固に充填される(表2)。一方の鎖のN−サブドメイン内の5つのセグメントの残基が第2鎖のC−サブドメイン内の7つのセグメントのものと接触し、三量体内の単量体−単量体相互作用の領域からなる「単量体−単量体界面」を構成する。最も重要な相互作用は1つのN−サブドメインセグメント及び2つのC−サブドメインセグメントに限定される(図1)。単量体−単量体相互作用には2つのレベルがあり、一方は「一般的三量体」構築に必須であり、他方は三量体内の単量体−単量体相互作用のαNC1鎖特異性を決定する。
【表2】
【0143】
三量体内には、以下の単量体−単量体界面が存在する:α1A−α2C;α1B−α2C;及びα1A−α1B。六量体は2つのそのような三量体を含む;第2三量体における単量体−単量体界面はα1D−α2F;α1E−α2F;及びα1D−α1Eである。
【0144】
一般的三量体:第1レベルで、単量体は互いに絡み合い、3Dドメインスワッピング相互作用によって三量体を形成する(図5及び6a)(53)。6本鎖βシート(II’)が、同じ鎖の2つの半分の内の鎖から形成されるN−サブドメイン内のβシートIIと同様に、C−サブドメインにおいて2本の異なるα鎖の鎖から形成される。これらのβシートはα1及びα2鎖において区別不能である。従って、6つのβシート(II/II’)が存在し、6つのサブドメインの各々における1つがNC1三量体構造において終端閉鎖3Dドメインスワッピング相互作用を形成する。これらの6本鎖βシートの各々は配列の半分の4本の鎖(β4/4’、β3/3’、β8/8’、β9/9’)によって形成され、残りの2本の鎖(β6/6’、β7/7’)は同じ鎖(β6/β7;CDSR間)または隣接する鎖(β6’/β7/;「鎖内ドメインスワッピング領域」もしくは「CDSR内」)の他方の半分による寄与を受ける。β9を除く全ての鎖のアミノ酸配列は、種内及び種間に渡って、α鎖において高度に保存される。周期的な様式で形成される6つの位相的に類似するβシートは偽六重対称性の外観を三量体に付与する(図6a)。βシートの各々において、最も外側の鎖(β9/β9’)は六量体界面の赤道面に平行な表面上にあって外環の一部を形成し、最も内側の鎖(β4/β4’)はコア内を極軸、すなわち、偽三重軸に対してほぼ並行に走る。各々のシート内でのこれら2本の鎖の角度は約75°であり、それが右回りのねじれをもたらす。6つのβシート全てからのβ4/β4’鎖は、それらの間に主鎖水素結合が存在しないものの、直径約14Åの平行β樽様コアを形成する(図6a)。しかしながら、これらのコア鎖は主鎖−側鎖水素結合により直接、または溶媒分子を介して安定化されている。β4/β4’鎖は疎水性及び親水性残基の混合物を有し、前者はコアを指向し、後者は隣接鎖を指向する。興味深いことに、β4鎖は長鎖親水性アミノ酸を含み、それにより隣接鎖のβ4’鎖の主鎖原子とより直接的な水素結合が形成され、これはより強力な鎖間相互作用を示す。鎖内のβ4’とβ4との相互作用には主として溶媒分子が介在する。従って、6本鎖βシートは、3Dドメインスワッピング相互作用及びコンパクトなβ樽様コア構造により、一般的三量体構造の組織において必須の構造成分である。しかしながら、それらは三量体の鎖特異的構築においては限られた役割しか果たし得ない。従って、CDSR内、CDSR間、及びβ4/β4’ベースのβ樽様コアを標的とする化合物、例えば、これらの領域から誘導されるペプチドは、一般的な単量体−単量体相互作用の阻害に用いることができ、そしてひいては、三量体構築の阻害に用いることができる。
【0145】
三量体構造における鎖特異性:β8’及びβ9’鎖を接続するループの配列は6本のヒトα鎖全てにおいて最も可変の領域である(「超可変領域」と呼ぶ)。この超可変領域は、その一次配列において、結晶構造中のα1及びα2鎖において異なる二次構造としてそれ自体を表す。それは全てのα1様鎖において短い310らせん(g2’)(「特異性領域パートナー」もしくは「SRP」;Glu200−Lys204(EMFKK))を形成するが、α2鎖における対応する領域(Ser198−Gln200;SPQ)は拡張立体配座(βp’)をとり、隣接α1B鎖における拡張構造(「特異性領域」もしくは「SR」;βp、Phe57−Met60;FSTM)と対を形成して短い平行βシートを形成する(図8b)。α1及びα2に由来するSRの配列は同一である(FSTM)ことに注意しなければならない。これは全構造において唯一の平行βシートであり、主としてβ鎖で構成される。βpの配列は6本のα鎖全てにおいて高度に保存され、α2鎖においては、α1A鎖内に平行βシートを形成するパートナーがないとしても、同じ拡張構造を形成する。従って、これらの2本の鎖の間の更なる主鎖水素結合相互作用は、α2鎖に存在する拡張構造よりもα1鎖における310らせん構造の存在のため、α1B−α2界面(すなわち、α1のSRとα2のSRPとの相互作用を含む)のみで見出され、α2−α1A(すなわち、α1のSRPとα2のSRとの相互作用を含む)またはα1A−α1B(すなわち、α1のSRとα1のSRPとの相互作用を含む)界面においては見出されない。3つの界面での二次構造要素におけるこの相違に加えて、単量体−単量体界面での主鎖−側鎖及び側鎖−側鎖相互作用にも相違が存在する(図6b)。これも3つの界面での極性対非極性原子の異なる比に反映される(表2)。従って、SR、SRP、または超可変領域を標的とする化合物、例えば、これらの領域から誘導されるペプチドは、特異的単量体−単量体相互作用の阻害、そしてひいては、三量体構築の阻害に用いることができる。
【0146】
さらに、単量体−単量体界面内の個々の界面の組成を考えると、特異的三量体構築の好ましい阻害剤はα1及びα2において同一であるSRを標的とし、そしてひいては、そのような阻害剤は単量体−単量体界面内の各界面での相互作用を妨害し、そしてひいては三量体構築を阻害するものと予想される。α1B−α2界面に見られる更なるH結合相互作用に必要であるα2 SRPを標的とする阻害剤も好ましい。
【0147】
Lys56(α1B)の側鎖は、α2鎖における平行βシートに先行するループの主鎖と主鎖及びGln120(α2)の側鎖の近接結合とに挟まれている。この緊密に固定された位置において、Lys56(α1B)はIle194(α2)のカルボニル及びAsp121(α2)のカルボニルと2つの強力な水素結合を、並びにGln120(α2)及びGlu196(α2)のカルボニルと2つのより弱い相互作用を形成する直線配座が想定される。α2鎖の平行βシートに対応するα1様(すなわち、α1/3/5ファミリー)領域は310らせんであり、これはより長い配列に及ぶ。従って、α1A−α1B界面において、Lys56(α1A)は主鎖結合と完全に平行ではなく、これはIle196(α1B)のカルボニル酸素と弱い水素結合のみを形成する、異なる回転異性体配座をとるより多くの空間をこのリジンにもたらす。これは、α2の親水性Asp121に代わるα1鎖の疎水性Thr124の存在によっても影響を受けることがある。α2−α1A界面では、Arg55(α2)が他の2つの界面におけるα1鎖のLys56と同様の位置に入り、Ile196(α1A)のカルボニルと強力な水素結合相互作用を1つ有する。Arg55/Ala54及びGly98/Glu95を含むアミノ酸配列における他の相違は界面での水素結合パターンに相違をもたらす。従って、Arg55(α2)/Lys56(α1)は最適α1−α2単量体−単量体相互作用に重要な残基であり、この領域を標的とする化合物、例えば、LRKF(配列番号294)(α1)またはLARF(配列番号295)(α2)を含むペプチドは特異的単量体−単量体相互作用の構築の阻害に用いることができる。この領域はSRに先行するため、この領域をSRと組み合わせて、特異的単量体−単量体相互作用の複数の側面を妨害し、より長いペプチドを形成することができ、そしてひいては三量体構築の阻害により効果を示す。
【0148】
さらに、領域Ile194−Glu196(α2)、Ile196(α1)及びGln120−Asp121(α2)も最適α1−α2単量体−単量体相互作用に関与し、これらの領域を標的とする化合物、例えば、IPE(配列番号294)(α2 184−196)、IER(配列番号295)(α1 196−198)またはQD(配列番号296)(α2 120−121)を含むペプチドは特異的単量体−単量体相互作用の構築の阻害、そしてひいては三量体構築の阻害に用いることができる。
【0149】
α1B−α2界面(すなわち、α1のSRとα2のSRPとの相互作用を含む)は最大数の接触残基、親水性原子の最高割合を有し、かつ他の単量体−単量体界面よりも多くの水素結合を含む(表2)。他方、埋もれている表面積はα1A−α1B界面(すなわち、α1のSRとα1のSRPとの相互作用を含む)で最大である。これらの観察から、α1B−α2界面は水素結合相互作用によって優先的形成され、α1A−α1B界面はより強い疎水性力によって安定化される。
【0150】
界面での特異的相互作用に加えて、充填の考察も三量体での鎖化学量論の決定において重要な役割を果たし得る。α1及びα2 NC1鎖は類似の三次構造に低RMS偏差で折り畳まれはするが、各々のNC1鎖における2つのサブドメインの相対方向は三重らせん接合点近傍で異なる。α2鎖におけるN−サブドメインのThr13−Tyr30を含む領域は、α1構造における類似領域の相対方向と比較して、α2鎖におけるC−サブドメインのその等価領域Asp121−Tyr138からさらに離れている。三重らせん接合点近傍でのα2構造のより大きい幅は、仮定上のα2ホモ三量体に充填されるとき、深刻な立体的衝突を生じる。しかしながら、たとえ弱い相互作用を有するとしても、仮定上のホモ三量体において3本のα1鎖を収容させることが可能である。
【0151】
単量体−単量体相互作用を妨害するように設計されたペプチドを、好ましくは、そのような単量体−単量体構築が生じる細胞に送達することが好ましい。また代替法としては、それらのペプチドを、細胞によって分泌されている構築された三量体の破壊に用いることができる。
【0152】
六量体構築:IV型コラーゲン三量体は、ひとたび内質の内腔において形成されると、細胞外間隙に分泌され、そこでN及びC末端会合によって六量体、次いで超分子ネットワークへと構築される。NC1ドメインは、六量体構築につながるC末端二量体会合を決定することにより、この組立において主要な役割を果たす。この項においては、結晶構造において観察されるそのような六量体構築に影響を及ぼす力を説明し、IV型コラーゲンネットワーク構築における特異性の理論的根拠を提供する。
【0153】
フットボール型六量体は2つの同一三量体で構成され、各々は前項において説明されるように2本のα1鎖及び1本のα2鎖を含む。緊密に絡み合った三量体によって形成される各々のプロトマー(すなわち、NC1ドメインを含む、完全なIV型コラーゲン三量体)は単一の存在と考えられ、それ故に六量体を他のホモ二量体蛋白質複合体と比較して解析することができる(43)。我々は、2つの三量体間の相互作用の強度を評価し、かつIV型コラーゲンネットワークにおける六量体構築を解析するため、六量体界面を定義するいくつかのパラメータを決定している(表3)。
【表3】
【0154】
ほとんどのホモ二量体と同様に、2つのNC1三量体は、赤道面に存在し、かつ個々の三量体内の偽三重対称軸に対して垂直である、二重NCS軸によって関連付けられる(図4)。この対称性の制約は、より効率的な充填に加えて、α1様及びα2様配列の界面残基におけるいくつかの相違によって部分的に影響を受けることがある。六量体界面は2つの三量体のほぼ平坦な表面によって形成され、平均面からの全ての六量体界面原子のRMS偏差は1.9Åである(図9a)。これは、最近の総説(43)において考察された32のホモ二量体についての平均平面値3.5Åよりも有意に低い。3つの単量体の各々の6つのセグメントによって形成される、三量体当たり合計で109残基の六量体界面はほぼ円形であり、平均面の長軸及び短軸の長さは、それぞれ、約69及び61Åと測定される。この平坦な円形六量体界面は三量体当たり約4400Å2の溶媒接近可能面積を覆い、これはより大きい界面を有するより大きい分子の観察と相関する(54)。そのような大きい界面は、疎水性及び親水性残基の両者を含む三量体間の強力な相互作用を促進する。六量体界面における極性(45.5%)及び非極性原子(54.5%)は、ほぼ等しい割合であり、これは六量体の安定化における両タイプの相互作用の重要性を強調する。
【0155】
考察は、ここまで、六量体界面の全体的な性質に焦点を当てていた。次に、六量体界面での個々の鎖間の相互作用をより詳細に解析する。一方の三量体の各々の単量体は他方の三量体の2つの単量体と接触し、これらは接触面積の程度及び水素結合の数に基づいて「主」及び「副」接触と呼ばれる。主接触を作製する2つの単量体は、六量体の変性実験(55)において用いられる用語と同様の意味で、「二量体」と呼ばれる。これらの2つの三量体の間の二重NCSは2本のα1鎖によって形成される「ホモ二量体」を唯1つ生じ(図7A)、残りはα1及びα2鎖によって形成される2つの「ヘテロ二量体」である(図7A〜B)。
【0156】
偽三重軸の周りでの一方の三量体の他方に対する120°の回転は「全ホモ二量体」構造を生じる。そのような配置が不可能である理由は主として対称性の考察で説明することができる:対称性の破壊は、おそらくは相互作用がより少なく、かつ幾らかの好ましからざる接触を伴う、効率に劣る充填を生じる。界面での複雑な水素結合相互作用を理解するため、各々の単量体とその「主」及び「副」相互作用パートナーとの相互作用を研究することが必須である。このレベルで提示される複雑性は、相互作用を構造中の3つの領域:「主」接触の「コア」及び「外側」領域並びに「主−副接合部」に分解することによって、さらに単純化することができる。
【0157】
主接触のコア領域:3Dドメインスワッピング相互作用によって形成される2つの6本鎖βシート、II及びII'は、三量体組織の場合のように、六量体構築の形成において重要な役割を果たす。六量体界面は、コアにおいてβ3−β4及びβ3’−β4’を接続するβターンによって占められている。これらのターンは、βシートII/II’の残りの鎖と共に、多数の保存残基を、六量体界面での広範な水素結合相互作用のため位置付ける。2つの三量体内のコアβターン(2つの等価サブドメインによる寄与で単量体当たり2つ)は、一方の三量体内の各ターンが他方の三量体内の2つのターンと接触するように、ねじれた立体配置で充填される。N−サブドメイン内のターンは、第2(Asn39/Gln38)及び第3位置(Glu40/39)に親水性アミノ酸を含むI’/III’型のものである。C−サブドメインターンはα1鎖においてはII型、α2鎖においてはII’型のものであり、小疎水性アミノ酸、Ala149/146−Gly150/147−Ala151/Asp148、β膨隆を誘導するAla149α1またはAsp148α2を伴う。従って、N−サブドメイン内のターンの親水性側鎖は水素結合に関与し、C−サブドメイン内のターンの疎水性残基は疎水性相互作用に加えてペプチド面のスタッキング効果によって充填される(図7A)。N−サブドメイン内のAsn39(Gln38)側鎖はC−サブドメインターン内の主鎖アミドと水素結合を形成するが、保存Glu40(39)は他方の三量体内の単量体鎖のN−及びC−サブドメインの間に侵入し、保存Gln37(36)の側鎖と水素結合を形成する。α1−α1二量体内のGlu40残基は互いに強力な水素結合を形成し、これはα1−α2二量体においては失われている。ターン及び側鎖の充填はCPKモデルにおけるコア界面では緊密であるように見え、これは明確な水素結合相互作用に加えて、強力なファン・デル・ワールス相互作用を示す。従って、六量体界面での主接触のコア領域を標的とする化合物、例えばこれらの領域から誘導されるペプチドを、六量体構築の阻害に用いることができる。例えば、β3−β4接続領域またはβ3’−β4’接続領域を含むペプチドを、主接触のコア領域での六量体構築の阻害に用いることができる。
【0158】
主接触の外側領域:Arg179(177)に先行する配列可変性はα1−α2(六量体)界面での潜在的H結合の数に影響を及ぼす。外側領域における相互作用は、β7及びβ8、並びにβ7’及びβ8’シートを接続する高度に保存されたループを含む。六量体のα1−α1主界面においては、一方の鎖の高度に保存されたAla74−Asp78の5個の近接カルボニル酸素が対称セットの他方の鎖の側鎖Asn77、Arg179、及びTyr185と水素結合を形成する(図9c)。これらの側鎖はα1及びα2鎖の両者においても保存される。しかしながら、α2配列におけるGly176の挿入及びAsn174の置換は保存Asn78及びArg177残基の方向を変化させ、これがα1−α2界面においていくつかの水素結合を生じる。従って、六量体界面での主接触の外側領域を標的とする化合物、例えば、これらの領域から誘導されるペプチドを六量体構築の阻害に用いることができる。例えば、配列ASRND(配列番号201)(α1)もしくはYYANA(配列番号218)(α1)、または他のα鎖における対応配列を含むペプチドを、主接触の外側領域での六量体構築の阻害に用いることができる。
【0159】
主−副接合部:主−副接合部は、一方の三量体からの2本鎖が、他方の三量体の2本鎖と接触する六量体界面の領域である。2つの型の接合部が存在し、一方は3本のα1及び1本のα2鎖を含み、他方はα1及びα2鎖の各々を2本含む。これらの2つの接合部における水素結合パターンは高度に保存される(図7C)。α1−α1及びα2−α2の両者は界面においてAsn187(185)−Tyr189(188)(NYY)(配列番号297)水素結合対を形成する。これに加えて、Asn187(185)は対向する三量体からの別の鎖(上で論じられる主接触の外側領域内)のArg76(75)と水素結合の対を形成する。2本の異なる鎖からの残基を含む、Asn187(185)によって形成される複数の水素結合は、好ましくは、三量体−三量体界面を安定化する主要因子の1つである。従って、六量体界面での主−副接合部を標的とする化合物、例えば、これらの領域から誘導されるペプチドを六量体構築の阻害に用いることができる。例えば、配列NYY(配列番号288)(α1)(例えば、ECHGRGTCNYY(配列番号172))、もしくは他のα鎖における対応配列を含み、これらの全てが六量体界面に存在する(及びCDSR内の大部分を含む)か、またはASRND(配列番号201)(α1(ARG76(75)残基を含む)、もしくは他のα鎖における対応配列を含むペプチドを、主−副接合部での六量体構築の阻害に用いることができる。従って、配列ASRND(配列番号201)を含むペプチドは、主接触の外側領域及び主−副接合部の両者での相互作用を妨害することにより、六量体構築を妨害することができる。同様に、CDSR内を標的とし、かつ配列「NYY」(配列番号288)からの2個の追加Y残基を含むように伸長するペプチドは、六量体構築に加えて、三量体構築の阻害に用いることができる。
【0160】
六量体界面に位置し、かつ六量体構築に重要であると信じられる他の残基には、(1)MSMAP(配列番号129)(残基91−95α1)/MMP(配列番号132)(α2)、及び他のα鎖における対応配列;(2)PSTLK(配列番号177)(α1における残基208−212;β9’鎖;α2におけるADTLK(配列番号180))、及び他のα鎖における対応配列;(3)FCNINNVCNFA(配列番号289)(α1及びα5−−CDSR間と共通の広汎性を有する)、及び他のα鎖における対応配列;
α3:FCNVNDVCNF(配列番号298)
α2:YCNPGDVCYY(配列番号299)
α4:YCNIHQVCHY(配列番号300)
α6:YCNINEVCHY(配列番号301)。
【0161】
従って、これらの配列を含むペプチド、またはそれらの一部は、六量体構築の阻害に用いることができる。
【0162】
ジスルフィド結合:鎖間または鎖内?
ジスルフィド架橋はコラーゲン構築において繰り返されるテーマであり、三量体構造の安定化において重要な役割を果たすものと信じられる(11)。原繊維プロコラーゲンは、C−テロペプチドまたはC−プロペプチドのいずれかにおいてプロテインジスルフィドイソメラーゼによって触媒される鎖間ジスルフィド結合を形成するものと信じられる(56,Kiovu,1987#343)。鎖間ジスルフィドはIV型コラーゲンのコラーゲン及びNC1ドメインの両者において形成されるものと提唱されている。コラーゲンドメインにおける鎖間ジスルフィドがプロトマー内で形成されてコラーゲン三重らせんを安定化するのに対して、NC1ドメインにおけるものはプロトマー間に生じてC末端でネットワークを安定化するものと信じられる。2つの異なるプロトマーからの類似α鎖のNC1ドメイン間でのジスルフィド交換が、六量体構築における主要安定化力の1つであるとして提唱された(57)。変性条件下において、ヒト胎盤誘導NC1六量体は二量体及び単量体として解離した。これらの二量体は主としてジスルフィド架橋によって架橋することが示された。しかしながら、いくつかのBMから単離されたNC1六量体を比較するLangeveldらの後の研究(55)はどちらかといえば複雑な結果を明らかにした。胎盤BM及び腎糸球体BM NC1六量体の結果は、前の観察、変性時に二量体として解離、と一致するが、LBM NC1六量体は主として単量体として解離し、ジスルフィド架橋の不在が暗示された。LBM NC1六量体の結晶構造はまさにそれ、全てのシステインが鎖内ジスルフィドに関与することを明らかにする。
【0163】
Sieboldら(57)は、α1鎖におけるN−サブドメイン内のCys20(20’)−Cys111’(111)及びCys53(53’)−Cys108’(108)対(並びにC−サブドメイン内の同様の位置のもの)を含むジスルフィド交換が、各サブドメイン内で臭化シアンに基づいて合計4つのジスルフィド架橋を生じていると提唱した。結晶構造において観察されるジスルフィドの幾何位相学的配置は、そのような再配置の可能性が極端に離れていることを示唆する(図7A)。NC1単量体内のジスルフィドは3段に配置され、Cys20−Cys111及びCys130−Cys225は三重らせん接合部に近く、Cys65−Cys71及びCys176−Cys182は界面に近く、並びにCys53−Cys108及びCys164−Cys222はその間に存在する。α1A−α1D二量体の単量体内の、ジスルフィド対Cys20−Cys111及びCys53−Cys108は、それぞれ約70Å及び50Å離れている。従って、ジスルフィド交換の可能性は、あるとすれば、Cys65−Cys71及びCys176−Cys182対のみに存在する。しかしながら2つの三量体のねじれ型配列は、α1A鎖のCys65−Cys71対を、N−サブドメイン内のその対応物Cys65’−Cys71’よりも、α1D鎖のそのC−サブドメイン等価Cys176’−Cys182’対へと近づける。α1A−α1D二量体内のこれら2つの最も近いジスルフィド対は、互いから約16Åにある。さらにより重要なことには、これらの鎖内ジスルフィドは3Dドメインスワップβヘアピン領域内に位置する。ジスルフィド交換がこれらの対の間で実際に可能であったならば、それは大きな立体配剤の変化を含む。「交換可能な」システイン残基を含むβヘアピンのそのような変動は鎖間及び鎖内両方の3Dドメインスワッピング相互作用を破壊し、このため三量体構造を不安定化する。これらの理由から、本構造内の2つのプロトマーに属する単量体間のジスルフィド架橋を予見することは困難である。我々はまた、プロトマー内ジスルフィドの可能性も試験したが、これも大きな立体配座の変化を必要とし、潜在的に3本の鎖のN末端を移動させてコラーゲン−NC1連結に選択的に影響を及ぼす。プロトマー間ジスルフィド架橋を説明するには、全ての他のBMからのNC1ドメインに対し、代替の立体配座が存在しなければならない。
【0164】
生物学的意義。非コラーゲンドメインに関する利用可能な結晶学的データは、ほとんど存在しない。唯一の利用可能な非コラーゲンドメインの構造は、エンドスタチンのものであり(58,59)、これはXVIII及びXV型コラーゲンからの一本鎖の相同断片である。
【0165】
本研究は、IV型コラーゲンα1.α2ネットワークの鎖化学量論の最初の明白な構造的基礎に加えて、IV型コラーゲンの鎖特異的構築の構造的基礎を提供する。NC1単量体は新規三次構造内に折り畳まれ、(α1)2.α2の末端閉鎖三量体が、独自3Dドメインスワッピング相互作用を通じて組織化される。これらの特徴は、ドメインスワッピングに関与する領域の、全体的な配列類似性及び非常に高い配列同一性により、全ての種からの、全てのIV型コラーゲンネットワークにおいて保存されなければならない。鎖特異性は、構成鎖のNC1ドメインの超可変領域の一次配列における相違によって決定され、これは単量体−単量体界面での異なる二次構造として表される。六量体構造は、ジスルフィド架橋の必要なしに、三量体−三量体界面での広範な疎水性及び親水性相互作用によって安定化される。LBM NC1六量体の結晶構造及びいくつかのBMからのNC1六量体の変性研究は、鎖間ジスルフィドによって架橋する六量体においては、代わりの立体配座が存在しなければならないことを示唆する。いくつかのこれまで不明の酵素的プロセスが、同じアミノ酸配列の、異なる組織における異なる立体配座への折り畳みの原因であり得る。
【0166】
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【図面の簡単な説明】
【0167】
【図1】α1様(1、3、及び5)及びα2様(2、4、及び6)ファミリーにグループ分けされる、6本のヒトαNC1鎖の配列比較。システイン対鎖内ジスルフィドは、下部に同一番号が付されている。三量体−三量体界面を形成する6つのセグメントには囲みが付され、単量体−単量体での3つの主要セグメントは、より大きなフォントサイズで強調されている。一般的及び特異的相互作用を形成する最も重要なセグメントは、下部に暗影付きのバーでそれぞれ特定されている。
【図2】(a)α1鎖及び(b)α2鎖。結晶構造に基づいて二次構造要素が割り当てられている。α1及びα2構造の両者は、β鎖β1−β10及びβ1’−β10’並びに310らせんg1及びg1’を含む。二次構造における相違は、2つの配列における同じ領域での、α1における310らせん及びα2におけるβ鎖βp’である。α2鎖のβp’鎖のパートナーは、2本のα1鎖のうち一方である。α2における対応領域及び他方のα1鎖は、拡張された構造である。これらの領域は囲みによって印付けられている。二次構造はPROCHECK(61)からのものであった。
【図3】推定NC1六量体構造の立体図。三量体−三量体界面(「赤道面」)、コラーゲン三重鎖接合部、及び偽三重軸もしくは三重らせん軸(「極軸」)が特定されている。これらの2つの三量体は、極軸と紙面に対し垂直な、二重NCS軸によって関連付けられている。この図及び図5、8、9及び10bは、SETOR(45)を用いて作成した。
【図4】(a)六量体中のα1単量体構造の図示。4つのβ−シート領域がI、II、II’及びIIとして特定され、3つの短い310らせんも示される。
【図5】鎖間及び鎖内3Dドメイン・スワッピング相互作用(一般的構築体)及び異なる二次構造要素との鎖界面(特異的構築体)を示す、NC1三量体の位相図。二次構造要素はα1A鎖についてのみ表示される。N−サブドメインにおけるβ−シート、I及びII、並びにC−サブドメインにおけるI’及びII’が同定されている。各々のサブドメインは10本のβ鎖(β1−β10及びβ1’−β10’)及び2本の短い310(g1及びg2’)らせんを有する。加えて、3つの界面に異なる二次構造が存在する−α1B−α2界面の平行β−シート(βp−βp’)並びに、α1A−α1B及びα2−α1A界面での310らせん(g1’)及び拡張構造。
【図6】a)三量体における一般的相互作用。鎖間及び鎖内3Dドメイン・スワッピング相互作用によって形成される6本鎖β−シートは三量体組織における主要な力を形成する。サブドメインに属するこれらのシートはそのような相互作用を強調するために囲み内に示される。円の内側に示される中央β樽様コアも、この骨格のパッキング及び安定化において役割を果たす。(b)3つの界面での独自二次構造及び顕著な側鎖相互作用が示される。α1b−α2界面は他の界面よりも多数の水素結合を有する。
【図7】三量体−三量体界面。α1−α1及びα1−α2二量体の「コア」(図7A)、「外側」(図7B)及び主−副接合部(図7C)の界面における、必須水素結合相互作用の比較(詳細は本文を参照)。
【0001】
(相互参照)
本願は2001年7月27日出願の米国仮出願60/308,523号;2001年10月29日出願の60/351,289号;2002年3月22日出願の60/366,854号;及び2002年6月3日出願の60/385,362号に対する優先権を主張する。
【0002】
(政府の利益の記載)
この研究は国立衛生研究所からの認可DK18381及びDK53763によって支持されており、そしてひいては、米国政府は本発明において特定の権利を有し得る。
【0003】
(発明の分野)
本発明は結晶学、分子生物学、蛋白質化学、血管新生、腫瘍増殖及び転移、並びに基底膜構築に関する。
【背景技術】
【0004】
基底膜(基底層)はシート様細胞外基質(ECM)であり、これは全ての組織の基本成分である。基底層は組織の区画化に対する備えを有し、組織区画間を移動する物質のフィルターとして作用する。典型的には、基底層は、血管及び毛細管を含む、動物の全ての組織における上皮または内皮と密接に関連して見出される。基底層区画は、細胞によって選択された後、自己構築して複雑な細胞外ネットワークを形成する。生物学的に活性の基底層の形成は関連細胞の発達及び分化に重要である。
【0005】
IV型コラーゲンは基底膜の主要構造成分であることが示されており、α1(IV)からα6(IV)と呼ばれる6本の相同α鎖のファミリーからなる。各々のα鎖はカルボキシ末端の非コラーゲン性(NC1)ドメイン;中間領域の長いらせん状コラーゲン性ドメイン;及びアミノ末端の7Sコラーゲン性ドメインを特徴とする(Martinら、1988年、Adv.Protein Chem.39:1〜50;Gunwarら、1991年、J.Biol.Chem.266:14088〜14094)。3本のα鎖が三重らせん分子、「ヘテロ三量体」を構築する。このヘテロ三量体は、内質の内腔においてひとたび形成されると、細胞外間隙に分泌され、そこで2つのそのようなヘテロ三量体がC末端相互作用によって六量体を構築し、次いでN末端の会合によって超分子ネットワークを構築する。NC1ドメインは、六量体の構築を導くC末端二量体会合を決定することにより、この構築において主要な役割を果たす。
【0006】
鎖の構成、そしてひいては、IV型コラーゲンネットワークの特性は2つの因子の影響を受ける。第1に、ネットワークの鎖の組成は鎖の利用可能性によって制限される:6本のα鎖は組織特異的発現パターンを示し、α1及びα2鎖は遍在性であり、α3−α6鎖はより制限された組織分布を有する。第2に、NC1ドメインはネットワークの鎖特異的構築に特異性を付与する。従って、鎖の分泌を三重らせんプロモーターの形成に方向付け、かつ三重らせんプロモーターを六量体の形成に、従って、コラーゲンネットワークの形成に方向付ける、今のところ同定されていない認識配列がNC1ドメイン内に存在しなければならない。本質的かつ鎖化学量論的に異なる、多くのIV型コラーゲン六量体が理論的に可能ではあるが、3つのみのが同定されている:[α12α2]2、[α3α4α5]2、及び[(α12α2)(α52α6)]。
【0007】
血管新生、新しい血管の形成プロセス、は生理学的プロセス、例えば、胚性及び出生後の発達に加えて、外傷修復において重要な役割を果たす。血管の形成は、炎症(例えば、糖尿病性網膜症及び関節炎)または腫瘍形成(例えば、癌)を含む病理学的プロセスによっても誘導され得る(Folkman、1985年、Perspect、Biol.Med.,29,10)。血管新生は、腫瘍もしくは正常細胞が分泌する血管新生成長因子の他に、細胞外基質の組成及び内皮酵素の活性によって調節される(NicosiaとOttinetti、1990年、Lab.Invest.,63,115)。
【0008】
全ての固形腫瘍増殖の共通の特徴は血液供給の必要性である。従って、多くの研究室が成長因子及びそれらの受容体に基づく抗血管新生性化合物の開発に焦点を当てている。このアプローチは幾らかの成功を導いてはいるが、血管新生の役割を果たすことが知られる成長因子の数は多い。従って、おそらくは腫瘍及び関連炎症性細胞が血管新生を誘導し得る様々な因子を産生するため、成長因子アンタゴニストが癌の治療において限られた用途のみを有し得る可能性が存在する。
【0009】
これに関して、血管新生に共通の特徴、例えば、細胞外基質(ECM)への内皮細胞接着を標的とする戦略がヒトにおける腫瘍増殖に対して強力な生理学的衝撃を有するものと予想される。この概念は、特異的ECM細胞接着受容体、例えば、αvβ3及びαvβ5インテグリンのアンタゴニストが血管新生を遮断するという事実によって支持される。さらに、αvβ3インテグリンはサイトカイン活性化内皮及び平滑筋細胞上に最も顕著に発現し、血管新生に必要であることが示されている。(Varnerら、Cell Adhesion and Communication3:367〜374(1995年);Brooksら、Science264:569〜571(1994年))。これらの知見に基づくと、抗血管新生治療に対する潜在的に強力な新規アプローチは、個々のECM成分内の重要な調節ドメインを特異的に標的とすることである。
【0010】
特定のIV型コラーゲンα(IV)NC1ドメインが血管新生、腫瘍増殖、腫瘍転移、基底膜への細胞結合、及びIV型コラーゲン分子の構築の有効な阻害剤であることが示されている(例えば、米国特許第5,691,182号;第5,856,184号;第6,361,994号;及び第6,358,735号を参照)。上記にもかかわらず、これらのプロセスを阻害することが可能な更なる化合物を同定することは当該技術分野に対する重要な価値を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
従って、IV型コラーゲンNC1ドメインの結晶構造を推定する方法、及びIV型コラーゲンへテロ三量体及び/またはIV型コラーゲン六量体の構築を阻害する化合物の設計にこの構造を用いる方法を提供することが非常に望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0012】
一側面において、本発明はIV型コラーゲンの結晶化NC1ドメイン六量体、及びその結晶の作製方法を提供し、ここで、NC1ドメイン六量体は、その結晶化NC1ドメイン六量体の三次元構造を少なくとも3Å以下の解像度で決定することができるように結晶化される。
【0013】
別の側面においては、本発明は、血管新生、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、及び/または基底層構築を阻害するように化合物を設計するための方法であって、本発明の方法によって生成された結晶化IV型コラーゲンNC1ドメイン六量体の三次元構造を解析し、並びに該解析によってIV型コラーゲンへテロ三量体及び六量体構築に重要であるものと同定されているNC1ドメインの領域を標的とする化合物を同定及び合成することを含む方法を提供する。そのような化合物は血管新生、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底膜構築を阻害するのに用いることができる。
【0014】
別の側面においては、本発明は、ここに開示されるIV型コラーゲンNC1六量体構造の解析に基づき、本発明の合理的薬物設計方法によって設計された新規ポリペプチドを提供する。結晶構造から入手可能な情報の結果として、IV型コラーゲンへテロ三量体及び/または六量体の構築に重要である個々のNC1ドメイン配列を推定することが可能である。従って、それらの相互作用を妨害する治療用ポリペプチドを設計し、IV型コラーゲンへテロ三量体及び/またはIV型コラーゲン六量体の構築を阻害することが可能である。そのような治療用ポリペプチドはIV型コラーゲンの構築を阻害または中断させるのに用いることができ、そしてひいては、血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底層構築の阻害に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本願では、他に述べられない限り、用いられる技術はいくつかの公知の参考文献、例えば:Molecular Cloning:A Laboratory Manual (Sambrookら、1989年、Cold Spring Harbor Laboratory Press)、Gene Expression Technology (Methods in Enzymology,Vol.185,D.Goeddel編、1991年.Academic Press,San Diego,カリフォルニア州)、Methods in Enzymology(M.P.Deutshcer,編、(1990年)Academic Press,Inc.)中の「蛋白質精製の手引き」;PCR Protocols:A Guide to Methods and Applications(Innisら、1990年.Academic Press,San Diego,カリフォルニア州)、Culture of Animal Cells:A Manual of Basic Technique,第二版(R.I.Freshney.1987.Liss,Inc.New York,ニューヨーク州)、及びGene Transfer and Expression Protocols,pp.109〜128,E.J.Murray編,The Humana Press Inc.,Clifton、ニュージャージー州)のいずれかにおいて見出すことができる。
【0016】
IV型コラーゲンは細胞の内側でヘテロ三量体として合成及び構築され、これは次に細胞外に分泌され、そこで六量体構築体、続いて基底膜(基底層)構築が生じる。
【0017】
本研究はIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体の構造を解明している。この構造の知識は、IV型コラーゲンへテロ三量体及び六量体の構築を阻害することができる化合物の設計における有用性を有し、そしてひいては、血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底層構築の阻害において有益である。
【0018】
本発明によって提供されるIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体構造の構造の知識も、IV型コラーゲン構築体の理解、そしてひいては、基底層/基底膜構造及び機能全般の理解をも高めるツール及び試薬を提供することによってヘテロ三量体及び六量体構築を促進する化合物の設計における有用性を有する。
【0019】
一側面において、本発明は、結晶化IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体の三次元構造を3.0Å以下、好ましくは2.2Å以下、最も好ましくは2.0Å以下の解像度まで決定することができるように、単離及び精製されたIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1ドメイン六量体(「六量体」)の三次元構造に向けられ、ここで、これらの結晶は。室温でおおよそa=129.41Å;おおよそb=143.87Å;おおよそc=162.92Å;及びおおよそβ=91.3°であり、かつ非対称単位内に4つの六量体を有する空間群P21のものである。その代わりに、これらの結晶はおおよそa=127.16Å;おおよそb=139.57Å;おおよそc=160.20Å;及びおおよそβ=91.3°並びに非対称単位内に4つの六量体を有する。更なる代替においては、これらの結晶は室温でおおよそa=79.79Å;おおよそb=137.20Å;おおよそc=126.69Å;及びおおよそβ=90.3°並びに非対称単位内に2つの六量体を有する。
【0020】
別の側面において、本発明は、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体を約3.0Å以下、好ましくは2.2Å以下、最も好ましくは2.0Å以下の解像度まで結晶化するための方法であって、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体を0.5mg/mlから約50mg/ml、より好ましくは約1mg/mlから約15mg/ml、最も好ましくは約10mg/mlの濃度で提示し、結晶化を4℃から32℃、より好ましくは10℃から26℃、さらにより好ましくは約16°から24℃、さらにより好ましくは20℃で行い、それにより空間群P21の結晶を得ることを含む方法を提供する。これらの結晶は、室温でおおよそa=129.41Å;おおよそb=143.87Å;おおよそc=162.92Å;及びおおよそβ=91.3°を有し、かつ非対称単位内に4つの六量体を有する。その代わりに、これらの結晶の低温冷却により、おおよそa=127.16Å;おおよそb=139.57Å;おおよそc=160.20Å;及びおおよそβ=91.3°を有し、かつ非対称単位内に4つの六量体を有する結晶が生じ得る。更なる代替においては、これらの結晶は室温でおおよそa=79.79Å;おおよそb=137.20Å;おおよそc=126.69Å;及びおおよそβ=90.3°を有し、かつ非対称単位内に2つの六量体を有し得る。
【0021】
結晶化は、一実施形態においては、10%(w/v)以上のPEG20Kでの懸滴及び蒸気拡散法を用いて生じ得る。また代替法として、他の結晶化方法を用いることができる。例えば、温度変化を結晶の生成に用いることができ、または宇宙空間での結晶化を解像度の改善に用いることができる。結晶化は、別の実施形態においては、20%以上のPEG3350で生じ得る。加えて、PEG20Kまたは3350の代わりに他の化学物質を用いることができる。例えば、有機化学物質(例えば、イソプロパノール)、無機化学物質(例えば(NH4)2SO4、NaH2PO4)、及び他の分子量のPEGを用いることができる。この方法の更なる詳細は以下に説明される通りである。
【0022】
更なる側面において、本発明は、結晶化IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体の三次元構造を決定するための方法であって、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体を上述の通りに結晶化する工程、及び続いて、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体を解析してその三次元構造を決定する工程を含む方法を提供する。好ましい実施形態において、解析はX線回折による。回折解析から生成されたデータの組はあらゆる適切なソフトウェアを用いて解析することができ、これにはHKL2000スーツ(39)のDENZO及びSCALEPACKプログラム、SOLVEプログラム(40)、RESOLVE(41)プログラム、及び/またはCCP4スーツ(42)のFFTプログラムが含まれるが、これらに限定されるものではない。得られる解析からのポリペプチドの追跡はあらゆる適切なソフトウェアを用いて達成することができ、これにはTOM FRODOグラフィックスプログラム(43)が含まれるがこれに限定されるものではない。最終構造解析はあらゆる適切なソフトウェアを用いて達成することができ、これにはSETOR(45)、GRASP(46)、及びSURFNET(47)グラフィックスソフトウェアパッケージ、CCP4スーツ内の様々なユーティリティ・プログラム、及びHBPLUS(48)及び蛋白質−蛋白質相互作用ウェブサーバー(http://www.biochem.ucl.ac.uk/bsm/PP/server/)が含まれるがこれらに限定されるものではない。
【0023】
IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2六量体の三次元構造を解析することにより、当該技術分野における熟練者は、以下に説明されるように、IV型コラーゲンNC1ドメインヘテロ三量体及び六量体構築に重量な部位を決定することができる。
【0024】
本発明の別の側面は、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2六量体の三次元構造を異なるIV型コラーゲンNC1ドメイン六量体結晶、または変異体の結晶、IV型コラーゲンNC1ドメイン六量体の類似体もしくは共複合体の三次元構造の解析に用いることである。
【0025】
本発明の更なる側面は、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2六量体の三次元構造を、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体を含むIV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体の構築の阻害剤の設計に用いることである。これらの阻害剤は、望ましくない血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底層構築を阻害する治療薬として用いることができる。この実施形態は:
(a)結晶化NC1ドメイン六量体の三次元構造を3Å以下の解像度まで決定できるようにIV型コラーゲンのNC1六量体の結晶を得、ここで、該結晶は[(α1)2.α2]2NC1六量体を含み、該結晶はおおよそa=127.16Åから129.41Å、b=139.57Åから143.87Å;c=160.20Åから162.92Å;β=91.3°を有する空間群P21からなり;
(b)IV型コラーゲンの結晶化NC1ドメイン六量体の三次元構造を解析し;並びに
(c)IV型コラーゲンNC1 α鎖の:
(i)鎖間ドメインスワッピング領域;
(ii)鎖内ドメインスワッピング領域;
(iii)特異性領域;
(iv)特異性領域パートナー;
(v)六量体界面;
(vi)単量体−単量体界面;及び
(vii)超可変領域;
からなる群より選択される1つ以上の領域を標的として、IV型コラーゲン構築の潜在的阻害剤を設計する、
ことを含む。
【0026】
ここで用いられる場合、「標的」または「ターゲッティング」は、共有結合的または非共有結合的手段により、この領域と相互作用する化合物を指す。様々な領域の定義は以下で論じられる。
【0027】
上で論じられるように、NC1ドメインはIV型コラーゲン鎖構築の選択プロセスを駆動し、従って、NC1ドメイン構築の解析はIV型コラーゲン構築と相関する。さらに、異なるNC1ドメインの高い相同性の程度を考えると、[(α1)2(α2)]2NC1六量体結晶構造の解析は、他の六量体型の構造の他にそのような構築体の阻害剤についての洞察をもたらす。
【0028】
ここで用いられる場合、「IV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体の構築体の阻害」は、そのようなヘテロ三量体及び/または六量体の初期構築体を阻害すること、またはIV型コラーゲンNC1ドメインの既に構築されたヘテロ三量体及び六量体を破壊することを意味する。非常に好ましい実施形態においては、ここで同定された治療用化合物はそのようなIV型コラーゲンNC1ドメインのヘテロ三量体及び/または六量体の初期構築を阻害する。
【0029】
阻害剤はペプチド、またはIV型コラーゲンへテロ三量体及び/または六量体構築を妨害することが予想される重要な領域から誘導されるペプチドに対する抗体を含み得る。その代わり、そのような構築を阻害するそれらの潜在能力に基づいて同定される小分子。巨大な、構造的に多様な化合物のライブラリ、例えば、Available Chemical Directory(ACD)の電子スクリーニングで、同定された重要領域と相互作用することが予想されるそのような分子の新規構造クラスを同定することができる。
加えて、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体構造の知識が、化合物の「新規設計が」があらゆるIV型コラーゲンNC1ドメインへテロ三量体及び/または六量体の構築を阻害することを可能にする。
【0030】
潜在的阻害剤は、GRAM、DOCK、またはAUTODOCK[Dunbrackら、1997年、前出]のようなドッキング・プログラムを用いて、コンピュータ・モデリングを用いることによりコンピュータ・シミュレーション上で試験することができる。これらの手順は、候補化合物をIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体にコンピュータ・フィッティングさせ、候補化合物の形状及び化学構造が以下にしてIV型コラーゲンへテロ三量体及び/または六量体の構築を阻害するのかを推定することを含む。コンピュータ・プログラムは、IV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2六量体上の関連結合部位に対する候補化合物の誘引、相反、及び立体的妨害の推定に用いることもできる。一般には、フィットが緊密である(例えば、立体妨害が小さい、及び/または誘引力が大きい)ほどその候補化合物は強力であり、その候補化合物が他の蛋白質との望ましくない相互作用のために重大な副作用を誘導することはほとんどありそうもない。
【0031】
潜在的な小分子阻害剤は、例えば、例えば組換えバクテリオファージ(ScottとSmith,Science,249:386〜390(1990年);Cwirlaら、Proc.Natl.Acad.Sci.,87:6378〜6382(1990年);Devlinら,Science,249:404〜406(1990年))において生成された無作為ペプチドライブラリ、または組合せ化学ライブラリをスクリーニングすることによって得ることができる。このようにして選択された候補化合物は、1つ以上の見込みのある候補化合物が同定されるまで、コンピュータ・モデリング・プログラムによって系統的に修飾することができる。そのような解析は、例えばHIVプロテアーゼ阻害剤の開発(Lamら,Science 263:380〜384(1994年);Wlodawerら,Ann.Rev.Biochem.62:543〜585(1993年);Appelt,Perspectives in Drug Discovery and Design 1:23〜48(1993年);Erickson,Perspectives in Drug Discovery and Design 1:109〜128(1993年))において有効であることが示されている。
【0032】
そのようなコンピュータ・モデリングは、作製されうる本質的に無作為な無数の化学修飾とは対照的に、有限数の合理的な化学修飾の選択を可能にする。従って、ここに開示される三次元構造をコンピュータ・モデリングと共に用いることで、コンピュータ・シミュレーション上での迅速なスクリーニングが可能となり、これはスクリーニング速度及び効率を劇的に高める。
【0033】
ひとたびそのような候補化合物が同定されると、以下に論じられるように、それらを化学的に合成し、かつそれらの生物活性をアッセイする。活性を示す化合物については、それらをIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体結晶と、その化合物と結晶構造との相互作用をマッピングする更なるX線回折解析のため、複合体化することができる。この補足結晶の三次元構造はMolecular Replacement Analysisによって決定することができ、これは既知三次元構造を緊密に関連する分子または新規結晶形態にある蛋白質−リガンド複合体の構造を決定する探索モデルとして用いることを含む。新規結晶の測定されたX線回折特性をこの探索モデル構造と比較し、新規結晶における蛋白質の位置及び方向を算出する。このアプローチを用いることで、ここに開示されるIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体の構造をあらゆるそのようなIV型コラーゲン六量体または共複合体の三次元構造の解析に用いることができる。
【0034】
機能的アッセイ
IV型コラーゲンヘテロ三量体及び/または六量体のインビトロまたはインビボ構築に対する候補化合物の効果を試験するのに用いることができるあらゆるアッセイを本発明によって同定された候補化合物の効力の検証に用いることができる。さらに、血管新生、腫瘍増殖、腫瘍転移、及び内皮細胞接着及び/または運動性に対する候補化合物の効果を試験することができるあらゆるアッセイをそれらの阻害活性の検証に用いることができる。そのようなアッセイには、これらに限定されるものではないが、以下のものが含まれる。
【0035】
構築アッセイ
一例において、用いられる方法はBoutaudら、JBC 275(39):30716〜30724(2000年)に記載される通りである。天然GBM六量体を標準法によって単離し、トリス塩基を用いてpH3.0で緩衝させた50mMギ酸の溶液中に希釈(<50μg/ml)することによって解離させる。これらの条件下において、HPLCまたはFPLCゲル濾過によって検証できるように、NC1単量体及び二量体への完全な解離が生じる。緩衝液からの塩の不在が完全な六量体解離に最適である。解離したNC1ドメインの構築は、反復希釈−濃縮サイクルにより緩衝液をトリス緩衝性食塩水(50mM トリス、pH7.4、150mM NaCl)に変更することによって行う。NC1ドメインを約1mg/mlの濃度、室温で24時間、所望の濃度の候補化合物の存在または不在下においてインキュベートした後、ゲル濾過クロマトグラフィーを用いて反応生成物をそれらの分子量に従って分離する。混合物中の様々な種の相対量の定量をHPLCプロフィールからのピーク面積解析によって行う。精製α1−α6 NC1ドメインからの六量体構築を同様に行う。
【0036】
全ての実験において、会合混合物中のNC1ドメインの比は好ましくは1:1に維持される。単離されたNC1六量体は、次に、免疫沈殿とそれに続くウェスタンブロッティングにより組成について;電子顕微鏡検査により全体的な外見(サイズ及び形状)について;及び沈降平衡超遠心により分子量について解析することができる。
【0037】
血管新生に対するインビトロ効果
改変を加えて、NicosiaとOttinetti、(1990年,Lab.Invest.,63,115)及びNicosiaら、(1994年,Exp.Biology,164,197〜206)の手順を、インビトロ条件下において血管新生に対する薬物候補の効果を試験するように設計された実験に用いる。このモデルは血管新生応答に対する成長因子及び細胞外基質分子の効果を研究するのに用いられており、大動脈環を三次元コラーゲンゲル中で血清非含有条件下において用いる。
【0038】
1から3月齢Swiss Webster雄マウスを用いて実験を行う。麻酔の後、胸部大動脈を無菌条件下で切除し、抗生物質を含有するMCDB131無菌成長培地(Clonetics、San Diego、カリフォルニア州)に移す。動脈から脂肪を切り取り、約6から8の1mm胸部セグメントを各々の検体から得る。セグメントを48ウェル組織培養プレートに移す。動脈セグメントの移送前に、これらのプレートのウェルを100マイクロリットルのMatrigel(商標)(EHS基底膜、Collaborative Biomedical Products、Bedford、マサチューセッツ州)で層状化する。Matrigel(商標)は使用前にMCDB131成長培地で1:1に希釈する。セグメントをウェルの中央に配置した後、さらに100マイクロリットルのMatrigel(商標)を検体に被せる。従って、動脈セグメントは基底膜基質中に埋め込まれる。次に、各々のウェルに300μリットルのMCDB131成長培地を入れる。これらのプレートを37℃、5%CO2に維持されたインキュベーターに入れる。検体を7日にわたって毎日観察する。新たに成長する微小血管を、培養期間中の様々な時間に、逆相顕微鏡を用いてカウントする。血管新生に対する薬物候補の効果について試験するため、薬物候補をMatrigel(商標)及びMCDB131成長培地と混合し、培養組織から基質への微小血管の成長を分析する。
【0039】
皮下フィブリン移植片血管新生
フィブリン移植片が外科的に皮下に配置されたラットに薬物候補を静脈注射する、Dvorakら、(Lab.Invest.57(6):673〜686(1987年))によって記載された方法の改変バージョン。例えば、ラットに対照または様々な濃度の薬物候補を尾静脈注射する。次に、適切な時間に移植片を取り出し、倒立顕微鏡を用いて直接分析する。この分析は、対照及び実験群においてフィブリン内部に成長した移植片当たりの血管数をカウントすることを含んでいた。
【0040】
鶏胚CAM血管新生アッセイ
記載されるように(Brooksら、Cell 92:391〜400(1998年))、bFGFで10日齢鶏胚のCAMに血管新生を誘導する。24時間後、その胚を、総容量100μlの無菌リン酸緩衝生理食塩水(PBS)中の様々な濃度の薬物候補で全体的に処理する。2日後、胚を犠牲にし、フィルターディスク及びCAM組織を取り出す。フィルターディスクの限定面積内での血管原性血管分岐点の数をカウントすることにより、血管新生を定量する。血管新生指数は、実験的処理からの分岐点の数マイナス対照処理と定義される。
【0041】
鶏胚腫瘍増殖アッセイ
簡潔に述べると、異なる腫瘍型の単一細胞懸濁液を10日齢鶏胚のCAMに適用する。これらの腫瘍には、例えば、CS−1メラノーマ細胞、HT1080ヒト繊維肉腫細胞、及びHep−3ヒト類表皮カルチノーマ細胞が含まれ得る。24時間後、これらの胚に様々な濃度の薬物候補を全体的に注射する。胚を合計で7日間インキュベートし、その時間でそれらを犠牲にする。生じた腫瘍を切除し、決定された湿重量を対照と比較する。
【0042】
固定化NC1ドメインはヒト内皮細胞の接着を支持する
新たな血管を形成するため、内皮細胞はECMに接着し、それを通して移動する能力を有していなければならない。さらに、この内皮細胞−ECM相互作用は新たな血管の形成に必要なシグナル伝達を促進し得る。従って、内皮細胞接着を支持する薬物候補の能力を評価することができる。
【0043】
マイクロタイタープレートを可変量の薬物候補でコートした後、1%ウシ血清アルブミン(BSA)と共にインキュベートして非特異的相互作用を遮断する。次に内皮細胞、例えば、ヒトECV304細胞を固定化ポリペプチドに可変時間接着させる。非接着細胞を洗浄によって除去し、接着細胞から溶出されるクリスタルバイオレットの光学密度を測定することにより接着細胞を定量する。
【0044】
インビトロ内皮細胞移動
浸潤性細胞プロセス、例えば、血管新生及び腫瘍転移も細胞の移動を必要とする。従って、ヒト内皮細胞の移動を支持する薬物候補の能力をインビトロで試験することができる。これらの実験は、本質的には、Brooksら、J.Clin.Invest.99:1390〜1398(1997年)における方法に従って行う。
【0045】
インビボ内皮細胞移動
ヒト内皮細胞の移動を支持する薬物候補の能力をインビボで試験することができる。例えば、肺腫瘍の転移及び血管新生の両者の良好なモデルであると考えられる転移性Lewis肺マウス腫瘍モデルにおいて、標準プロトコルを用いて、薬物候補を試験することができる(例えば、Teicherら、Anticancer Res.18:2567〜2573(1998年);Guibaudら、Anticancer Drugs 8:276〜282(1997年);Andersonら、Cancer Res.56:715〜718(1996年)を参照)。
【0046】
腫瘍接種の1日後に開始して、2日毎に1回、所望の投与回数だけ薬物候補を静脈内投与する。全ての動物を、その研究を通して毎週2回秤量する。最終処置の1日後に開始して、各々の対照群から1匹以上のマウスを周期的に犠牲にして肺腫瘍負荷を測定する。対照動物の肺が意味のある評価をもたらすのに十分な腫瘍質量を有するとき、この実験を終了する。その時点で、残りの全ての動物の肺を切除して秤量し、直径が2mmを上回る腫瘍病巣の数をカウントする。
【0047】
別の側面においては、本発明は、上述の方法のいずれかによって同定されるIV型コラーゲン構築の阻害剤を提供する。
【0048】
別の側面においては、本発明は、上述の方法のいずれかによって同定される、血管新生、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着、内皮細胞増殖、及び基底層構築からなる群より選択される、1つ以上のプロセスの阻害剤を提供する。
【0049】
別の側面においては、本発明は、IV型コラーゲン構築の阻害または崩壊に用いることができ、従って、血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底層構築の、阻害に有用である新規ポリペプチドを提供する。
【0050】
「ポリペプチド」という用語は、2つ以上のサブユニット・アミノ酸、アミノ酸類似体、またはペプチド模倣体の化合物を指すようにその最も広い意味で用いられる。これらのサブユニットはペプチド結合によって連結する。ここに記載されるポリペプチドは化学的に合成されるものであっても、組換えで発現されるものであってもよい。
【0051】
好ましくは、本発明のポリペプチドは化学的に合成される。固相、液相、もしくはペプチド縮合技術、またはそれらのあらゆる組合せの公知技術を用いて調製される合成ポリペプチドは、天然または非天然アミノ酸を含むことができる。ペプチド合成に用いられるアミノ酸は、Merrifield(1963年、J.Am.Chem.Soc.85:2149〜2154)の元の固相手順の標準脱保護、中和、カップリング及び洗浄プロトコルを伴う標準Boc(Nα−アミノ保護Nα−t−ブチルオキシカルボニル)アミノ酸樹脂であっても、またはCarpinoとHan(1972年、J.Org.Chem.37:3403〜3409)により最初に記載された塩基不安定性Nα−アミノ保護9−フルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc)であってもよい。Fmoc及びBoc Nα−アミノ保護アミノ酸の両者とも、Sigma、Cambridge Research Biochemicalまたは当該技術分野における熟練者に知られた他の化学企業から入手することができる。加えて、これらのポリペプチドは、当該技術分野における熟練者に馴染みである他のNα−保護基を用いて合成することができる。
【0052】
固相ペプチド合成は当該技術分野における者に馴染みであり、かつ、例えば、StewartとYoung、1984年、Solid Phase Synthesis,第二版 Pierce Chemical Co.,Rockford,Ill;FieldsとNoble、1990年、Int.J.Pept.Protein Res.35:161〜214において提供される技術によって、または自動合成機を用いて達成することができる。本発明のポリペプチドは、D−アミノ酸(これは、インビボでL−アミノ酸特異的プロテアーゼに対して耐性である)、D−及びL−アミノ酸の組合せ、並びに特別な特性を搬送する様々な「デザイナー」アミノ酸(例えば、β−メチルアミノ酸、Cα−メチルアミノ酸、及びNα−メチルアミノ酸等)を含むことができる。合成アミノ酸は、リジンの代わりにオルニチン、フェニルアラニンの代わりにフルオロフェニルアラニン、及びロイシンまたはイソロイシンの代わりにノルロイシンを含む。
【0053】
加えて、これらのポリペプチドは、新規特性を有するペプチドを調製するため、ペプチド模倣結合、例えば、エステル結合を有することができる。例えば、還元されたペプチド結合、すなわち、R1−CH2−NH−R2(ここで、R1及びR2はアミノ酸残基または配列である)を組み込むペプチドを生成することができる。還元されたペプチド結合はジペプチド・サブユニットとして導入することができる。そのようなポリペプチドはプロテアーゼ活性に対して耐性であり、インビボで長期化した半減期を有する。
【0054】
上に論じられるように、細胞内でIV型コラーゲンが合成されてヘテロ三量体として構築され、次にそれが細胞外に分泌され、そこで六量体構築、次いで基底膜構築が生じる。ここに開示されるポリペプチドは細胞内で機能してヘテロ三量体構築を妨げ、それは必然的に六量体構築をも阻害し、所望の治療結果をもたらす。その代わりに(または、それに加えて)、ここに開示されるポリペプチドは細胞外で機能して六量体構築を阻害し、及び/または構築された六量体を破壊し、所望の治療結果をもたらす。
【0055】
そのようなポリペプチドは、一般的ヘテロ三量体構築(すなわち、α鎖特異的ではない);特異的へテロ三量体構築(すなわち、α鎖特異的);一般的六量体構築(すなわち、α鎖特異的ではない);及び/または特異的六量体構築(すなわち、α特異的ではない)の阻害におけるそれらの有用性に基づいて選択することができる。ここで説明されるIV型コラーゲン[(α1)2(α2)]2NC1六量体構造の知識なしに、そのような所望の特性を有する阻害剤の設計は当該技術分野における熟練者に利用可能ではない。
【0056】
アミノ酸の一文字略語がここで用いられる;「norL」はノルロイシンを指す。
【0057】
一実施形態において、ポリペプチドは一般式Iの、少なくとも8つの連続するアミノ酸からなる:
PF(R1)(R2)CN(R3)(R4)(R5)VC(R6)(R7)A(配列番号1)
R1はL、M、A、V、norL、及びIからなる群より選択され;
R2はF及びYからなる群より選択され;
R3はI、V、L、norL、A、及びPからなる群より選択され;
R4はN、G、及びHからなる群より選択され;
R5はN、D、Q、及びEからなる群より選択され;
R6はN、Y、及びHからなる群より選択され;並びに
R7はF及びYからなる群より選択される。
【0058】
この一般式Iは、以下にさらに説明されるように、結晶構造中にβ6−β7鎖を含む鎖間ドメインスワッピング領域(「CDSR間」)のIV型コラーゲンNC1 α1−α6ドメインの共通配列から誘導される。この領域はヘテロ三量体内の鎖間相互作用に関与し、この配列の実質的な部分は六量体界面にも存在し、従って、六量体構築/安定化に関与する。そのようなものとして、一般式Iのペプチドは適切な鎖間相互作用の阻害に有用であり、従って、最適ヘテロ三量体及び六量体構築の破壊に有用である。
【0059】
様々な更なる実施形態において、これらのポリペプチドは一般式Iの少なくとも9、10、11、12、13、または14アミノ酸からなる。好ましい実施形態において、このポリペプチドは一般式Iの14アミノ酸からなる。
【0060】
好ましい実施形態において、このポリペプチドは、R2がFであり;R4がNであり;R5がN及びDからなる群より選択され;R6がNであり;並びにR7がFであるという更なる制限を伴う、一般式IIの少なくとも8個の連続するアミノ酸からなる。この実施形態のポリペプチドはCDSR間のIV型コラーゲンNC1 α1、α3、及びα5ドメインの共通配列から誘導される。
【0061】
更なる好ましい実施形態において、これらのポリペプチドは、R2がYであり;R3がP及びIからなる群より選択され;R5がD、Q、及びEからなる群より選択され;R6がY及びHからなる群より選択され;並びにR7がYであるという更なる制限を伴う、一般式Iの少なくとも8個の連続するアミノ酸からなる。この実施形態のポリペプチドは、CDSR間のIV型コラーゲンNC1 α2、α4、及びα6ドメインの共通配列から誘導される。
【0062】
更なる好ましい実施形態において、式Iによるポリペプチドは、PFLFCNINNVCNFA(α1)(配列番号2);PFLFCNVNDVCNFA(α3)(配列番号3);PFMFCNINNVCNFA(α5)(配列番号4);PFLYCNPGDVCYYA(α2)(配列番号5);PFAYCNIHQVCHYA(α4)(配列番号6);及びPFIYCNINEVCHYA(α6)(配列番号7)からなる群より選択される配列の少なくとも8個の連続するアミノ酸からなる。これらの配列は、個々のIV型コラーゲンα1−α6 NC1ドメインからのCDSR間配列を表す。様々な更なる実施形態において、これらのポリペプチドは列挙される配列のうちの1つの少なくとも9、10、11、12、13、または14アミノ酸からなる。好ましい実施形態において、このポリペプチドは列挙される配列のうちの1つの14アミノ酸からなる。
【0063】
別の実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式IIの、少なくとも7個の連続するアミノ酸からなる:
PF(R1)EC(R2)G(R3)(R4)GTC(R5)(配列番号8)
R1はL、A、V、norL、及びIからなる群より選択され;
R2はH、N、Q、及びSからなる群より選択され;
R3はG、R、A、または不在からなる群より選択され;
R4はR及びQからなる群より選択され;並びに
R5はN及びHからなる群より選択される。
【0064】
この一般式は、以下にさらに説明されるように、結晶中にβ6’−β7’鎖を含む鎖内ドメインスワッピング領域(「CDSR内」)のIV型コラーゲンNC1 α1−α6ドメインの共通配列から誘導される。この領域はヘテロ三量体内の単量体−単量体相互作用に関与し、その配列の実質的な部分は六量体界面にも存在し、従って、六量体構築/安定化に関与する。そのようなものとして、この一般式のペプチドはIV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体相互作用の両者の阻害に有用である。
【0065】
様々な更なる実施形態において、これらのペプチドは一般式IIの少なくとも8、9、10、11、12、または13アミノ酸からなる。好ましい実施形態において、このペプチドは一般式IIの13アミノ酸からなる。
【0066】
好ましい実施形態において、これらのペプチドは、R2がHであり;R3がRであり;R4がGであり;及びR5がNであるという更なる制限を伴う、一般式IIの少なくとも7個の連続するアミノ酸からなる。この実施形態のポリペプチドはIV型コラーゲンα1、α3、及びα5 NC1ドメインのCDSR内配列の共通配列から誘導される。
【0067】
更なる好ましい実施形態において、これらのポリペプチドは、R2がN、Q、及びSからなる群より選択され;R3がG、R、及びAからなる群より選択され;R4がR及びQからなる群より選択され;並びにR5がHであるという更なる制限を伴う、一般式IIの少なくとも7個の連続するアミノ酸からなる。この実施形態のポリペプチドはIV型コラーゲンα2、α4、及びα6 NC1ドメインのCDSR内配列の共通配列から誘導される。
【0068】
更なる実施形態において、一般式IIによるポリペプチドは、PFIECHGRGTCN(α1及びα5)(配列番号9);PFLECHGRGTCN(α3)(配列番号10);PFIECNGGRGTCH(α2)(配列番号11);PFLECQGRQGTCH(α4)(配列番号12);及びPFIECSGARGTCH(α6)(配列番号13)からなる群より選択される配列の少なくとも7個の連続するアミノ酸からなる。これらの配列は、個々のIV型コラーゲンα1−α6 NC1ドメインからのCDSR内配列を表す。様々な更なる実施形態において、この実施形態のポリペプチドは列挙される配列のうちの1つの少なくとも8、9、10、11、12、または13アミノ酸からなる。最も好ましい実施形態においては、これらのポリペプチドは列挙される配列のいずれか1つの12(α1,α3,α5)または13(α2,α4,α6)個の連続するアミノ酸からなる。
【0069】
更なる実施形態においては、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、完全長CDSR内ポリペプチド(例えば、配列番号9、10、11、12、または13)は、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシ末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、α1様NC1鎖のCDSR内から誘導される本発明のポリペプチドは:
α1:(E)(F)(R)(S)(A)PFIECHGRGTCN(Y)(Y)(A)(N)(A)(配列番号14)、
α3:(E)(F)(R)(A)(S)PFLECHGRGTCN(Y)(Y)(S)(N)(S)(配列番号15);及び
α5:(E)(F)(R)(S)(A)PFIECHGRGTCN(Y)(Y)(A)(N)(S)(配列番号16);
(ここで、括弧内の残基はCDSR内のフランキング配列である)
からなる群より選択される配列の少なくとも12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、または22アミノ酸からなる群より選択することができる。
【0070】
その代わりに、α2様NC1鎖のCDSR内配列から誘導される本発明のポリペプチドは:
α2:(D)(F)(R)(A)(T)PFIECNGGRGTCH(Y)(Y)(A)(N)(K)(配列番号17);
α4:(D)(F)(R)(A)(A)PFLECQGRQGTCH(F)(F)(A)(N)(K)(配列番号18);及び
α6:(D)(F)(R)(A)(T)PFIECSGARGTCH(Y)(F)(A)(N)(K)(配列番号19);
(ここで、括弧内の残基はCDSR内のフランキング配列である)
からなる群より選択される配列の少なくとも13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、または23アミノ酸からなる群より選択することができる。
【0071】
CDSR間配列は、所定のIV型コラーゲンNC1ドメインの直線配列においては同じα鎖内のCDSR内配列から大きく分離されてはいるが(約100アミノ酸分離されている)、誘導された結晶構造データに基づいて同じα鎖内のCDSR内配列と密接した空間的近位に存在する。従って、別の実施形態においては、本発明は:
(a)1つ以上の一般式IのCDSR間ポリペプチド;
(b)1つ以上の一般式IIのCDSR内ポリペプチド;及び
(c)0−20アミノ酸からなる、CDSR内ポリペプチドとCDSR間ポリペプチドとの間のリンカーポリペプチド、
を含むキメラポリペプチドを提供する。
【0072】
好ましい実施形態において、これらのキメラポリペプチドのCDSR間及び/またはCDSR内部分は、それぞれ、一般式Iの8、9、10、11、12、13、または14アミノ酸及び一般式IIの7、8、9、10、11、12、13アミノ酸からなる。様々な他の好ましい実施形態においては、リンカーポリペプチドは0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20アミノ酸からなる。このスペーサーの最適の長さは、少なくとも部分的には、CDSR間及びCDSR内の長さに加えて、そのキメラを創出するのに用いられる完全長CDSR間及びCDSR内内の配列の位置に依存する。例えば、完全長CDSR間及び完全長CDSR内が用いられた場合、スペーサーは好ましくは長さが0〜5アミノ酸、より好ましくは長さが1−4アミノ酸、最も好ましくは長さが2−3アミノ酸である。ここでの教示に基づくと、更なるそのようなキメラポリペプチドを設計することは当該技術分野における熟練者には明らかであろう。
【0073】
これらのキメラポリペプチドの最も好ましい実施形態においては、CDSR間ポリペプチドは、PFLFCNINNVCNFA(配列番号2)、PFLFCNVNDVCNFA(配列番号3)、PFMFCNINNVCNFA(配列番号4)、PFLYCNPGDVCYYA(配列番号5)、PFAYCNIHQVCHYA(配列番号6)、及びPFIYCNINEVCHYA(配列番号7)からなる群より選択され;CDSR内ポリペプチドは、PFIECHGRGTCN(配列番号9)、PFLECHGRGTCN(配列番号10)、PFIECNGGRGTCH(配列番号11)、PFLECQGRQGTCH(配列番号12)、及びPFIECSGARGTCH(配列番号13)からなる群より選択され;並びに、リンカーポリペプチドは1、2、3、4、または5アミノ酸;最も好ましくは2アミノ酸である。
【0074】
別の実施形態において、本発明のポリペプチドは一般式III:
F(R1)T(R2)(配列番号20)
(ここで、R1はS及びTからなる群より選択され;並びに
R2はM及びLからなる群より選択される)
のアミノ酸の配列からなる。
【0075】
この一般式IIIは、以下にさらに説明されるように、結晶構造におけるβ5−β6鎖の間の特異的領域(「SR」)でのIV型コラーゲンNC1 α1−α6ドメインの共通配列から誘導される。この領域は、所定のα鎖のSRが相互作用する単量体中の特異的領域パートナー(「SRP」)を認識することにより、単量体間の特異的認識に関与する。そのようなものとして、一般式IIIのペプチドはIV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体両者の相互作用の阻害に有用である。
【0076】
更なる実施形態において、SRポリペプチドは、FSTM(α1、α2、α5、及びα6)(配列番号21)、FTTM(α3)(配列番号22)及びFTSL(α4)(配列番号23)からなる群より選択される。
【0077】
更なる実施形態において、SRポリペプチド(例えば、配列番号21、22、及び23)は、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、アミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者に0〜5アミノ酸をさらに含むことができる。従って、この実施形態によると、NC1 α鎖のSR配列から誘導される本発明のポリペプチドは:
α1:X1−FSTM−Z1、ここで、X1は配列SCLRK(配列番号24)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ1は配列PFLFC(配列番号25)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全な配列はSCLRKFSTMPFLFCである)(配列番号26);
α3:X3−FTTM−Z3、ここで、X3は配列SCLQR(配列番号27)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ3は配列PFLFC(配列番号25)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全な配列はSCLQRFTTMPFLFCである)(配列番号28);
α5:X5−FSTM−Z5、ここで、X5は配列SCLRR(配列番号29)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ5は配列PFMFC(配列番号30)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全な配列はSCLRRFSTMPFMFCである)(配列番号31);
α2:X2−FSTM−Z2、ここで、X2は配列SCLAR(配列番号32)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ2は配列PFLYC(配列番号33)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全な配列はSCLARFSTMPFLYCである)(配列番号34);
α4:X4−FSTL−Z4、ここで、X4は配列SCLPV(配列番号35)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ4は配列PFAYC(配列番号36)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全な配列はSCLPVFSTLPFAYCである)(配列番号37);並びに
α6:X6−FSTM−Z6、ここで、X6は配列SCLPR(配列番号38)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ6は配列PFIYC(配列番号39)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全な配列はSCLPRFSTMPFIYCである)(配列番号40)、
からなる群より選択することができる。
【0078】
別の実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式IV:
(R1)MF(R2)K(配列番号41)
(ここで、R1はE、R、及びDからなる群より選択され;並びに
R2はK、R、及びSからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0079】
この一般式IVは、以下により詳細に論じられるように、β8’及びβ9’鎖の間に位置する特異的領域パートナー(「SRP」)のIV型コラーゲンNC1 α1、α3、及びα5ドメインの共通配列から誘導される。この領域は、所定のα鎖のSRPが相互作用する、単量体における特異的領域(「SR」)を認識することにより、単量体間の特異的認識に関与する。そのようなものとして、一般式IVのペプチドはIV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体相互作用の両者の阻害に有用である。
【0080】
好ましい実施形態においては、一般式IVによるSRPポリペプチドは、EMFKK(α1)(配列番号42)、RMFRK(α3)(配列番号43)、及びDMFSK(α5)(配列番号44)からなる群より選択される。
【0081】
更なる好ましい実施形態においては、SRPポリペプチは、SFQ(α2のSRP)(配列番号45);LQF(α4のSRP)(配列番号46)、及びQQF(α6のSRP)(配列番号47)からなる群より選択される。これらの配列は、示されるように、IV型コラーゲンα鎖NC1ドメインのSRPを表す。α2 NC1ドメインにおけるこの領域は、以下にさらに論じられるように、拡張立体配座をとり、かつ隣接α1鎖における拡張構造(Phe57−Thr59)と対を形成して短い平行βシートを形成し、これは構造全体における唯一の平行βシートである。
【0082】
更なる実施形態において、これらのSRPポリペプチド(例えば、配列番号42−47)は、最適阻害活性にポリペプチドに適切な二次構造の特長を付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、本発明のこの実施形態のSRP含有ポリペプチドは、
α1 X1−EMFKK−Z1、ここで、X1は配列TIERS(配列番号48)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列PTPST(配列番号49)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTIERSEMFKKPTPSTである)(配列番号50);
α3:X3−RMFRK−Z3、ここで、X3は配列SLNPE(配列番号51)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列PIPST(配列番号52)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSLNPERMFRKPIPSTである)(配列番号53);
α5:X5−DMFSK−Z5、ここで、X5は配列TVDVS(配列番号54)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列PQSET(配列番号55)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTVDVSDMFSKPQSETである)(配列番号56);
α2:X2−SFQ−Z2、ここで、X2は配列TIPEQ(配列番号57)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列GSPSA(配列番号58)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTIPEQSFQGSPSAである)(配列番号59);
α4:X4−LQF−Z4、ここで、X4は配列TVKAD(配列番号60)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列SSAPA(配列番号61)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTVKADLQFSSAPAである)(配列番号62);並びに
α6:X6−QQF−Z6、ここで、X6は配列TVEER(配列番号63)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列GELPV(配列番号64)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTVEERQQFGELPVである)(配列番号65)、
からなる群より選択することができる。
【0083】
別の実施形態においては、本発明のポリペプチドは、一般式V:
(R1)AH(R2)QD(配列番号66)
(ここで、R1はR及びKからなる群より選択され;並びに
R2はG及びNからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0084】
この一般式Vは、以下により詳細に論じられるように、β4鎖のIV型コラーゲンNC1ドメインβ−樽様コアの共通配列から誘導される。この領域は一般的な単量体−単量体相互作用に関与する。そのようなものとして、一般式VのペプチドはIV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体相互作用の両者の阻害に有用である。
【0085】
好ましい実施形態において、一般式Vによるポリペプチドは、RAHGQD(α1,α3,α5)(配列番号67)及びKAHNQD(α2,α4,α6)(配列番号68)からなる群より選択される。
【0086】
更なる好ましい実施形態においては、一般式Vによるβ−樽ポリペプチド(例えば、配列番号67〜68)は、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者に含むことができる。従って、本発明のこの実施形態のβ−樽含有ポリペプチドは:
α1 X1−RAHGQD−Z1、ここで、X1は配列VQGNE(配列番号69)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列LGTAG(配列番号70)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はVQGNERAHGQDDLGTAである)(配列番号71);
α3:X3−RAHGQD−Z3、ここで、X3は配列VQGNQ(配列番号72)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列LGTLG(配列番号73)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はVQGNQRAHGQDLGTLGである)(配列番号74);
α5:X5−RAHGQD−Z5、ここで、X5は配列VQGNK(配列番号75)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列LGTAG(配列番号70)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はVQGNKRAHGQDLGTAGである)(配列番号76);
α2:X2−KAHNQD−Z2、ここで、X2は配列FEGQE(配列番号77)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列LGLAG(配列番号78)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFEGQEKAHNQDLGLAGである)(配列番号79);
α4:X4−KAHNQD−Z4、ここで、X4は配列LEGQE(配列番号80)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列LGLAG(配列番号78)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はLEGQEKAHNQDLGLAGである)(配列番号81);並びに
α6:X6−KAHNQD−Z6、ここで、X6は配列VEGQE(配列番号82)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列LGFAG(配列番号83)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はVEGQEKAHNQDLGFAGである)(配列番号84)、
からなる群より選択することができる。
【0087】
別の実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式VI:
(R1)G(R2)GQ(配列番号85)
(ここで、R1はE及びQからなる群より選択され;並びに
R2はS、T、及びGからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0088】
この一般式VIは、以下により詳細に論じられるように、β4’鎖のIV型コラーゲンNC1ドメインβ−樽様コアの共通配列から誘導される。この領域は一般的な単量体−単量体相互作用に関与する。そのようなものとして、一般式VIのペプチドはIV型コラーゲンのヘテロ三量体及び六量体の両者の阻害に有用である。
【0089】
好ましい実施形態においては、一般式VIによるポリペプチドは、EGSGQ(α1,α5)(配列番号86)、EGTGQ(α3)(配列番号87)、EGGGQ(α2,α6)(配列番号88)及びQGGGQ(α4)(配列番号89)からなる群より選択される。
【0090】
更なる実施形態においては、一般式VIによるβ−樽ポリペプチド(例えば、配列番号86〜89)は、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、本発明のこの実施形態のβ−樽含有ポリペプチドは:
α1及びα5 X1−EGSGQ−Z1、ここで、XIは配列TSAGA(配列番号90)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列ALASP(配列番号91)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTSAGAEGSGQALASPである)(配列番号92);
α3:X3−EGTGQ−Z3、ここで、X3は配列TSAGS(配列番号93)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列ALASP(配列番号91)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTSAGSEGTGQALASPである)(配列番号94);
α2:X2−EGGGQ−Z2、ここで、X2は配列TAAGD(配列番号95)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列SLVSP(配列番号96)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTAAGDEGGGQSLVSPである)(配列番号97);
α4:X4−QGGGQ−Z4、ここで、X4は配列TGAGD(配列番号98)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列ALMSP(配列番号99)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTGAGDQGGGQALMSPである)(配列番号100);並びに
α6:X6−EGGGQ−Z6、ここで、X6は配列TAAGA(配列番号101)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列SLVSP(配列番号96)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTAAGAEGGGQSLVSPである)(配列番号102)、
からなる群より選択することができる。
【0091】
別の実施形態において、これらのポリペプチドは、推定結晶構造から決定されるように、六量体界面に存在する配列を含む。IV型コラーゲンは細胞内部で合成されて三量体として構築され、次にそれは細胞外に分泌され、そこで六量体構築、及び続いて基底膜構築が生じる。治療薬、例えば、ここに開示されるものは、細胞内で三量体構築、従って、六量体の構築を妨げるように機能し、従って、所望の治療結果をもたらすことができる。その代わりに(または、それに加えて)、治療薬は細胞外で機能することができ、それは三量体構築を非阻害のままにするが六量体構築を標的とする。
【0092】
そのようなものとして、六量体界面の領域からのポリペプチドは六量体形成の阻害または六量体形成の破壊に用いることができる。この実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式VII:
(R1)G(R2)(R3)(配列番号103)
(ここで、R1はQ及びEからなる群より選択され;
R2はN及びQからなる群より選択され;並びに
R3はE、Q、及びKからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0093】
この一般式VIIは、以下により詳細に論じられるように、β3鎖の終端からβ4鎖の最初までの六量体界面のIV型コラーゲンNC1 α1−α6ドメインの共通配列から誘導される。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式VIIのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0094】
好ましい実施形態において、これらのポリペプチドは、R1がQであり、かつR2がNであるという更なる限定を伴う一般式VIIからなる。更なる好ましい実施形態において、一般式VIIによるポリペプチドは、QGNE(α1)(配列番号104)、QGNQ(α3)(配列番号105)、及びQGNK(α5)(配列番号106)からなる群より選択される。
【0095】
更なる好ましい実施形態において、一般式VIIによるポリペプチドはEGQE(配列番号107)からなり、これは一般式VIIにおいてα2/α4/α6 NC1ドメインに存在する配列の配列である。
【0096】
更なる実施形態において、配列番号104〜107からなる群より選択される六量体ポリペプチドは、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1:X1−QGNE−Z1、ここで、X1は配列SLLYV(配列番号108)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列RAHGQ(配列番号109)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSLLYVQGNERAHGQである)(配列番号110);
α3:X3−QGNQ−Z3、ここで、X3は配列SFLFV(配列番号111)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列RAHGQ(配列番号109)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSFLFVQGNQRAHGQである)(配列番号112);
α5:X5−QGNK−Z5、ここで、X5は配列SLLYV(配列番号108)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列RAHGQ(配列番号109)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSLLYVQGNKRAHGQである)(配列番号113);
α2:X2−EGQE−Z2、ここで、X2は配列SLLYF(配列番号114)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列KAHNQ(配列番号115)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSLLYFEGQEKAHNQである)(配列番号116);
α4:X4−EGQE−Z4、ここで、X4は配列SLLYL(配列番号117)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列KAHNQ(配列番号115)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSLLYLEGQEKAHNQである)(配列番号118);並びに
α6:X6−EGQE−Z6、ここで、X6は配列SLLFV(配列番号119)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列KAHNQ(配列番号115)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSLLFVEGQEKAHNQである)(配列番号120)、
からなる群より選択することができる。
【0097】
一般式VIIによるこれらの六量体界面ポリペプチドの特に好ましい実施形態は、以下のように、α1−α6六量体ペプチドのアミノ及びカルボキシル末端の更なる1アミノ酸からなる:
α1 VQGNER(配列番号121)
α3:VQGNQR(配列番号122)
α5:VQGNKR(配列番号123)
α2:FEGQEK(配列番号124)
α4:LEGQEK(配列番号125)
α6:VEGQEK(配列番号126)。
【0098】
推定結晶構造からの決定で、ポリペプチドが六量体界面に存在する配列を含む更なる実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式VIII:
M(R1)M(R2)P(配列番号127)
(ここで、R1はS、Nからなる群から選択されるか、または存在せず;並びに
R2はA、Qからなる群より選択されるか、または存在しない)
のアミノ酸配列からなる。
【0099】
この一般式VIIIは、以下により詳細に論じられるように、β8及びβ9鎖の間の六量体界面のIV型コラーゲンNC1 α1−α6ドメインの共通配列から誘導される。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式VIIIのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0100】
好ましい実施形態において、一般式VIIIのポリペプチドは、MSMAP(α1)(配列番号128)、MNMAP(α3)(配列番号129)、MSMQP(α5)(配列番号130)、及びMMP(α2、α4、及びα6)(配列番号131)からなる群より選択される。
【0101】
更なる好ましい実施形態において、配列番号128〜131からなる群より選択される六量体ポリペプチドは、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両方にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1:X1−MSMAP−Z1、ここで、X1は配列PEPMP(配列番号132)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列ITGEN(配列番号133)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はPEPMPMSMAPITGENである)(配列番号134);
α3:X3−MNMAP−Z3、ここで、X3は配列PALMP(配列番号135)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列ITGRA(配列番号136)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はPALMPMNMAPITGRAである)(配列番号137);
α5:X5−MSMQP−Z5、ここで、X5は配列PEPMP(配列番号132)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列LKGQS(配列番号138)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はPEPMPMSMQPLKGQSである)(配列番号139);
α2;X2−MMP−Z2、ここで、X2は配列TAPLP(配列番号140)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列VAEDE(配列番号141)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTAPLPMMPVAEDEである)(配列番号142);
α4:X4−MMP−Z4、ここで、X4は配列AAPLP(配列番号143)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列LSEEA(配列番号144)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はAAPLPMMPLSEEAである)(配列番号145);並びに
α6:X6−MMP−Z6、ここで、X6は配列TAPIP(配列番号146)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列VSQTQ(配列番号147)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はTAPIPMMPVSQTQである)(配列番号148)、
からなる群より選択することができる。
【0102】
一般式VIIIによるこれらの六量体界面ペプチドの特に好ましい実施形態は、以下のように、α1−α6六量体ペプチドのアミノ及びカルボキシル末端の両者の3つの更なるアミノ酸からなる:
α1:PMPMSMAPITG(配列番号149);
α3:LMPMNMAPITG(配列番号150);
α5:PMPMSMQPLKG(配列番号151);
α2:PLPMMPVAE(配列番号152);
α4:PLPMMPLSE(配列番号153);及び
α6:PIPMMPVSQ(配列番号154)。
【0103】
推定結晶構造からの決定でポリペプチドが六量体界面に存在する配列を含む更なる実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式IX:
AG(R1)(R2)(配列番号155)
(ここで、R1はA、S及びDからなる群より選択され;並びに
R2はE及びQからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0104】
この一般式IXは、以下により詳細に論じられるように、β3’及びβ4’鎖の間のIV型コラーゲンNC1 α1−α6ドメインの共通配列から誘導される。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式IXのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0105】
好ましい実施形態において、一般式IXのポリペプチドは、AGAE(α1、α5、及びα6)(配列番号156)、AGSE(α3)(配列番号157)、AGDE(α2)(配列番号158)、及びAGDQ(α4)(配列番号159)からなる群より選択される。
【0106】
更なる実施形態においては、配列番号156〜159からなる群より選択される六量体ポリペプチドは、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1:X1−AGAE−Z1、ここで、X1は配列VMHTS(配列番号160)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列GSGQA(配列番号161)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はVMHTSAGAEGSGQAである)(配列番号162);
α3:X3−AGSE−Z3、ここで、X3はIMFTS(配列番号163)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列GTGQA(配列番号164)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はIMFTSAGSEGTGQAである)(配列番号165);
α5:X5−AGAE−Z5、ここで、X5は配列MMHTS(配列番号166)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列GSGQA(配列番号161)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はMMHTSAGAEGSGQAである)(配列番号167);
α2:X2−AGDE−Z2、ここで、X2は配列LMHTA(配列番号168)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列GGGQS(配列番号169)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はLMHTAAGDEGGGQSである)(配列番号170);
α4:X4−AGDQ−Z4、ここで、X4は配列LMHTG(配列番号171)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列GGGQA(配列番号172)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はLMHTGAGDQGGGQAである)(配列番号173);並びに
α6:X6−AGAE−Z6、ここで、X6は配列LMHTA(配列番号168)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列GGGQS(配列番号169)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はLMHTAAGAEGGGQSである)(配列番号174)、
からなる群より選択することができる。
【0107】
推定結晶構造からの決定でポリペプチドが六量体界面に存在する配列を含む更なる実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式X:
EC(R1)G(R2)(R3)GTC(R4)(R5)(R6)(配列番号175)
(ここで、R1はH、N、Q、及びSからなる群より選択され;
R2はG、R、Aからなる群から選択されるか、または存在せず;
R3はR及びQからなる群より選択され
R4はN及びHからなる群より選択され;
R5はF及びYからなる群より選択され;並びに
R6はF及びYからなる群より選択される)
の配列の少なくとも5アミノ酸からなる。
【0108】
様々な好ましい実施形態において、このポリペプチドは一般式Xの少なくとも6、7、8、9、10、11、または12アミノ酸からなる。好ましい実施形態においては、このポリペプチドは一般式Xの12アミノ酸からなる。この一般式Xは、以下により詳細に論じられるように、上で論じられるCDSR内と広範囲にわたって重複し、β6’−β7’鎖内に存在する。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式XのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0109】
更なる実施形態においては、これらのポリペプチドは、R2がG、R、Aからなる群より選択され;かつR4がHであることを除いて、一般式Xについて上述される通りである。この実施形態のポリペプチドは一般式Xのα2/4/6の共通配列から誘導される。
【0110】
更なる好ましい実施形態においては、一般式Xのポリペプチドは、ECHGRGTCNYY(α1/3/5)(配列番号176)、ECNGGRGTCHYY(α2)(配列番号177)、ECQGRQGTCHFF(α4)(配列番号178)、及びECSGARGTCHYF(α6)(配列番号179)からなる群より選択される。
【0111】
更なる好ましい実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式XI:
(R1)(R2)T(R3)K(配列番号180)
(ここで、R1はP、S、及びAからなる群より選択され;
R2はS、E、及びDからなる群より選択され;並びに
R3はL及びVからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0112】
この一般式XIは、以下により詳細に論じられるように、結晶構造中でβ9’鎖と重複して存在する。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式XIのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0113】
一般式XIの好ましい実施形態においては、R3がLである(α2/4/6/1/5におけるように)。一般式Xの更なる好ましい実施形態においては、R2がD及びEから選択される(α2/4/5/6)。更なる好ましい実施形態においては、一般式XIによるポリペプチドはPSTLK(α1)(配列番号181)、PSTVK(α3)(配列番号182)、SETLK(α5及びα6)(配列番号183)、ADTLK(α2)(配列番号184)、及びPDTLK(α4)(配列番号185)からなる群より選択される。
【0114】
更なる実施形態において、配列番号181〜185からなる群より選択される六量体ポリペプチドは、最適阻害活性に適する二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1:X1−PSTLK−Z1、ここで、X1は配列FKKPT(配列番号186)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列AGELR(配列番号187)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFKKPTPSTLKAGELRである)(配列番号188);
α3:X3−PSTVK−Z3、ここで、X3は配列FRKPI(配列番号189)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列AGELE(配列番号190)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFRKPIPSTVKAGELEである)(配列番号191);
α5:X5−SETLK−Z5、ここで、X5は配列FSKPQ(配列番号192)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列AGDLR(配列番号193)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFSKPQSETLKAGDLRである)(配列番号194);
α2:X2−ADTLK−Z2、ここで、X2は配列QGSPS(配列番号195)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列AGLIR(配列番号196)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はQGSPSADTLKAGLIRである)(配列番号197);
α4:X4−PDTLK−Z4、ここで、X4は配列SSAPA(配列番号198)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列ESQAQ(配列番号199)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はSSAPAPDTLKESQAQである)(配列番号200);並びに
α6:X6−SETLK−Z6、ここで、X6は配列GELPV(配列番号201)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列AGQLH(配列番号202)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はGELPVSETLKAGQLHである)(配列番号203)、
からなる群より選択することができる。
【0115】
更なる好ましい実施形態において、本発明のポリペプチドは一般式XII:
A(R1)RND(配列番号204)
(ここで、R1はS、Q、及びRからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0116】
この一般式XIIは、結晶構造においてβ7及びβ8鎖を接続する高度に保存されたループに存在する。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式XIIのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0117】
更なる好ましい実施形態においては、一般式XIIによるポリペプチドは、ASRND(α1,α3,α5,α2)(配列番号205)、AQRND(α4)(配列番号206)、及びARRND(α6)(配列番号207)からなる群より選択される。
【0118】
更なる実施形態においては、配列番号205、206、及び207からなる群より選択される六量体ポリペプチドは、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1及びα5:X1−ASRND−Z1、ここで、X1は配列NVCNF(配列番号208)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列YSYWL(配列番号209)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はNVCNFASRNDYSYWLである)(配列番号210);
α3:X3−ASRND−Z3、ここで、X3は配列DVCNF(配列番号211)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列YSYWL(配列番号209)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はDVCNFASRNDYSYWLである)(配列番号212);
α2:X2−ASRND−Z2、ここで、X2は配列DVCYY(配列番号213)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列KSYWL(配列番号214)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はDVCYYASRNDKSYWLである)(配列番号215);
α4:X4−AQRND−Z4、ここで、X4は配列QVCHY(配列番号216)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列RSYWL(配列番号217)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はQVCHYAQRNDRSYWLである)(配列番号218);並びに
α6:X6−ARRND−Z6、ここで、X6は配列EVCHY(配列番号219)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列KSYWL(配列番号214)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はEVCHYARRNDKSYWLである)(配列番号220)、
からなる群より選択することができる。
【0119】
更なる好ましい実施形態においては、本発明のポリペプチドは一般式XIII:
(R1)(R2)(R3)N(R4)(配列番号221)
(ここで、R1はY及びFからなる群より選択され;
R2はY及びFからなる群より選択され;
R3はA及びSからなる群より選択され;並びに
R4はA、S、及びKからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなる。
【0120】
この一般式XIIIは、結晶構造においてβ7’及びβ8’鎖を接続する高度に保存されたループに存在する。この領域は六量体界面に存在し、六量体の構築及び安定化に関与する。そのようなものとして、一般式XIIIのペプチドはIV型コラーゲンの六量体相互作用の阻害に有用である。
【0121】
更なる好ましい実施形態においては、一般式XIIIによるポリペプチドは、YYANA(α1)(配列番号222)、YYSNS(α3)(配列番号223)、YYANS(α5)(配列番号224)、YYANK(α2)(配列番号225)、FFANK(α4)(配列番号226)及びYFANK(α6)(配列番号227)からなる群より選択される。
【0122】
更なる実施形態においては、配列番号222〜227からなる群より選択される六量体ポリペプチドは、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1:X1−YYANA−Z1、ここで、X1は配列RGTCN(配列番号228)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はRGTCNYYANAYSFWLである)(配列番号230);
α3:X3−YYSNS−Z3、ここで、X3は配列RGTCN(配列番号228)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はRGTCNYYSNSYSFWLである)(配列番号231);
α5:X1−YYANS−Z2、ここで、X1は配列RGTCN(配列番号228)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はRGTCNYYANSYSFWLである)(配列番号232);
α2:X2−YYANK−Z2、ここで、X2は配列RGTCH(配列番号233)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はRGTCHYYANKYSFWLである)(配列番号234);
α4:X4−FFANK−Z4、ここで、X4は配列QGTCH(配列番号235)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はQGTCHFFANKYSFWLである)(配列番号236);並びに
α6:X6−YFANK−Z6、ここで、X6は配列RGTCH(配列番号233)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はRGTCHYFANKYSFWLである)(配列番号237)、
からなる群より選択することができる。
【0123】
更なる実施形態において、本発明は、β8’及びβ9’鎖の間に位置するIV型コラーゲンα鎖NC1ドメイン配列の超可変領域から誘導される新規ポリペプチドを提供し、これらは結晶構造から単量体−単量体界面に存在するものと同定され、並びにSRPを含み、かつSRとSRPとの間での最適相互作用に適切な二次構造の付与に関与する。この実施形態において、これらのポリペプチドは、IERSEMFKKPT(α1)(配列番号238)、LNPERMFRKPI(α3)(配列番号239)、VDVSDMFSKPQ(α5)(配列番号240)、IPEQSFQGSPS(α2)(配列番号241)、VKADLQFSSAPA(α4)(配列番号242)、及びVEERQQFGELPV(α6)(配列番号243)からなる群より選択される配列の少なくとも7アミノ酸からなる。様々な実施形態において、これらのポリペプチドは、配列番号235−240からなる群より選択される配列の少なくとも8、9、10、11、または12アミノ酸からなる。
【0124】
更なる実施形態において、配列番号238〜243からなる群より選択されるポリペプチドは、最適阻害活性に適切な二次構造の特長をポリペプチドに付与するため、任意に、同じα鎖から誘導される0〜5アミノ酸をアミノ及びカルボキシル末端のいずれかまたは両者にさらに含むことができる。従って、そのようなポリペプチドは:
α1:X1−IERSEMFKKPT−Z1、ここで、X1は配列FWLAT(配列番号244)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列PSTLK(配列番号181)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFWLATIERSEMFKKPTPSTLKである)(配列番号245);
α3:X3−LNPERMFRKPI−Z3、ここで、X3は配列FWLAS(配列番号246)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列PSTVK(配列番号182)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFWLASLNPERMFRKPIPSTVKである)(配列番号247);
α5:X1−VDVSDMFSKPQ−Z2、ここで、X1は配列FWLAT(配列番号244)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列SETLK(配列番号183)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFWLATVDVSDMFSKPQSETLKである)(配列番号248);
α2:X2−IPEQSFQGSPS−Z2、ここで、X2は配列FWLTT(配列番号249)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列ADTLK(配列番号184)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFWLTTIPEQSFQGSPSADTLKである)(配列番号250);
α4:X4−VKADLQFSSAPA−Z4、ここで、X4は配列FWLTT(配列番号249)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列PDTLK(配列番号185)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFWLTTVKADLQFSSAPAPDTLKである)(配列番号251);並びに
α6:X6−VEERQQFGELPV−Z6、ここで、X6は配列FWLTT(配列番号249)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列SETLK(配列番号183)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である(従って、完全長配列はFWLTTVEERQQFGELPVSETLKである)(配列番号252)、
からなる群より選択することができる。
【0125】
更なる実施形態において、本発明は、単量体−単量体相互作用(従って、ヘテロ三量体の構築)、及び/または三量体−三量体相互作用(従って、六量体の構築)の阻害に重要であるものと同定される複数の領域を含む他のポリペプチドを提供する。本発明のこの側面によるポリペプチドは以下を含む:
SRに加えてCDSR間:
α1:FSTMPFLFCNINNVCNFA(配列番号253)
α3:FTTMPFLFCNVNDVCNFA(配列番号254)
α5:FSTMPFMFCNINNVCNFA(配列番号255)
α2:FSTMPFLYCNPGDVCYYA(配列番号256)
α4:FSTLPFAYCNIHQVCHYA(配列番号257)
α6:FSTMPFIYCNINEVCHYA(配列番号258)
CDSR間に加えて連続六量体界面領域:
α1:PFLFCNINNVCNFASRND(配列番号259)
α3:PFLFCNVNDVCNFASRND(配列番号260)
α5:PFMFCNINNVCNFASRND(配列番号261)
α2:PFLYCNPGDVCYYASRND(配列番号262)
α4:PFAYCNIHQVCHYAQRND(配列番号263)
α6:PFIYCNINEVCHYARRND(配列番号264)
SRに加えてCDSR間、それに加えて連続六量体界面領域:
α1:FSTMPFLFCNINNVCNFASRND(配列番号265)
α3:FTTMPFLFCNVNDVCNFASRND(配列番号266)
α5:FSTMPFMFCNINNVCNFASRND(配列番号267)
α2:FSTMPFLYCNPGDVCYYASRND(配列番号268)
α4:FSTLPFAYCNIHQVCHYAQRND(配列番号269)
α6:FSTMPFIYCNINEVCHYARRND(配列番号270)
CDSR内に加えて連続六量体界面領域:
α1及びα5:PFIECHGRGTCNYY(配列番号271)
α3:PFLECHGRGTCNYY(配列番号272)
α2:PFIECNGGRGTCHYY(配列番号273)
α4:PFLECQGRQGTCHFF(配列番号274)
α6:PFIECSGARGTCHYF(配列番号275)
SRP/可変領域に加えて連続六量体界面:
α1:IERSEMFKKPTPSTLKAG(配列番号276)
α3:LNPERMFRKPIPSTVKAG(配列番号277)
α5:VDVSDMFSKPQSETLKAG(配列番号278)
α2:IPEQSFQGSPSADTLKAG(配列番号279)
α4;VKADLQFSSAPAPDTLKES(配列番号280)
α6:VEERQQFGELPVSETLKAG(配列番号281)
特異的単量体−単量体阻害剤に加えてSR:
α1:GSCLRKFSTM(配列番号282)
α3:GSCLQRFTTM(配列番号283)
α5:GSCLRRFSTM(配列番号284)
α2:GSCLARFSTM(配列番号285)
α4:GSCLPVFSTL(配列番号286)
α6:GSCLPRFSTM(配列番号287)
単量体−単量体阻害剤に加えてSR、加えてCDSR間、加えて六量体界面
α1:LRKFSTMPFLFCNINNVCNF(配列番号288)
α3:LQRFTTMPFLFCNVNDVCNF(配列番号289)
α5:LRRFSTMPFMFCNINNVCNF(配列番号290)
α2:LARFSTMPFLYCNPGDVCYY(配列番号291)
α4:LPVFSTLPFAYCNIHQVCHY(配列番号292)
α6:LPRFSTMPFIYCNINEVCHY(配列番号293)。
【0126】
別の側面において、本発明は、血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底層構築を阻害するための方法であって、それらを必要とする被検体に血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着及び/または増殖、並びに基底層構築の阻害に有効な量の、本発明のポリペプチドの1種類以上、そのようなポリペプチドに対する抗体、またはそれらの医薬組成物を投与することを含む方法を提供する。
【0127】
「血管新生介在疾患」は望ましくない血管新生の付随を伴う疾患及び状態を指し、これには、これらに限定されるものではないが、固形及び血液由来の腫瘍、糖尿病性網膜症、関節リウマチ、網膜新血管新生、脈絡膜新血管新生、黄斑変性症、角膜新血管新生、未熟児の網膜症、角膜移植片拒絶反応、新生血管緑内障、水晶体後線維増殖症、流行性角結膜炎、ビタミンA欠乏症、コンタクトレンズ疲労、アトピー性角膜炎、上方輪部角結膜炎、翼状片乾燥角膜炎、sogrens(シェーグレン症?)、赤鼻、phylectenulosis、梅毒、マイコバクテリア感染、脂質変性、化学的熱傷、細菌性潰瘍、真菌性潰瘍、単純ヘルペス感染、帯状疱疹感染、原生動物感染、カポジ肉腫、モーレン潰瘍、テリエン周辺変性症、辺縁角質溶解、外傷、全身性狼瘡、多発性動脈炎、ウェゲナー類肉腫症、強膜炎、スティーブン・ジョンソン病、放射状角膜切除術、鎌状赤血球貧血、類肉腫、弾性線維性仮性黄色腫、パジェット病、静脈閉塞症、動脈閉塞症、頸動脈閉塞病、慢性ブドウ膜炎、慢性vitritis、ライム病、イールズ病、Bechets(ベーチェット?)病病、近視、視窩、スタルガルト病、扁平部炎、慢性網膜剥離、過粘稠度症候群、トキソプラズマ症、レーザー後合併症、線維性血管性組織の異常増殖、血管腫、Osler−Weber−Rendu病(多発性肺動静脈瘻)、後天性免疫免疫不全症候群、眼血管新生病、骨関節炎、慢性炎症、クローン病、潰瘍性大腸炎、乾癬、アテローム性動脈硬化、及び類天疱瘡が含まれる(米国特許第5,712,291号を参照)。
【0128】
これらのポリペプチド、またはそのようなポリペプチドに対する抗体は滅菌のような通常の医薬上の操作を施すことができ、及び/または従来の補助剤、例えば保存剤、安定化剤、湿潤剤、乳化剤、緩衝剤等を含むことができる。
【0129】
投与のため、ポリペプチドまたはそのようなポリペプチドに対する抗体は、通常、指示される投与経路に適する1種類以上の補助剤と組み合わせる。ポリペプチドまたはそのようなポリペプチドに対する抗体は、通常の投与のため、ラクトース、スクロース、デンプン粉、アルカン酸のセルロースエステル、ステアリン酸、タルク、ステアリン酸マグネシウム、酸化マグネシウム、リン酸及び硫酸のナトリウム及びカルシウム塩、アラビアゴム、ゼラチン、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、及び/またはポリビニルアルコールと混合することができ、並びに錠剤化またはカプセル化することができる。また代替物として、本発明のポリペプチドまたはそのようなポリペプチドに対する抗体は、生理食塩水、水、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、カルボキシメチルセルロースコロイド溶液、エタノール、コーン油、ラッカセイ油、綿実油、ゴマ油、トラガカントゴム、及び/または様々な緩衝液に溶解することができる。他の補助剤及び投与方法は、医薬技術分野において公知である。担体または希釈剤には、例えば、モノステアリン酸グリセロールまたはジステアリン酸グリセロール等を単独で、またはワックスもしくは当該技術分野において公知の他の材料を伴った、時間遅延材料が含まれ得る。
【0130】
本発明のこの側面の実施において、用いられるポリペプチド、そのようなポリペプチドに対する抗体、または医薬組成物の量または投与量範囲は、血管新生、血管新生介在疾患、腫瘍増殖、腫瘍転移、及び/または内皮細胞−細胞外基質相互作用を有効に阻害するものである。用いることができるポリペプチドの阻害性量は、一般には、約0.01μg/体重kg〜約10mg/体重kgの範囲であり、好ましくは約0.05μg/kg〜約5mg/体重kgの範囲である。
【0131】
ポリペプチド、そのようなポリペプチドに対する抗体、またはそれらの医薬組成物は、経口、非経口、吸入スプレー、直腸、または局所を含むあらゆる適切な経路により、通常の薬学的に許容し得る担体、補助剤、及び賦形剤を含有する投与単位処方で投与することができる。ここで用いられる非経口という用語には、皮下、静脈内、動脈内、筋肉内、胸骨内、腱内、脊髄内、頭蓋内、胸腔内、輸液技術または腹腔内が含まれる。好ましい実施形態においては、ポリペプチドは静脈内または皮下投与される。
【0132】
ポリペプチド、そのようなポリペプチドに対する抗体、またはそれらの医薬組成物は固体形態(顆粒、粉末または座剤を含む)または液体形態(例えば、溶液、懸濁液、または乳剤)で作製することができる。本発明のポリペプチド及びそのようなポリペプチドに対する抗体は、様々な溶液に適用することができる。本発明による使用に適する溶液は無菌であり、十分な量のポリペプチドを溶解し、かつ目的とするようとに対して有害ではない。
【0133】
好ましい実施形態においては、IV型コラーゲンの2つ以上の領域を構築の阻害のために標的とするため、開示されるポリペプチド、そのようなポリペプチドに対する抗体、またはそれらの医薬組成物のうちから、1種類以上が用いられる。例えば、異なる六量体領域を標的とするペプチドを組み合わせて用いて、それらの阻害効果を高めることができる。代替法として、またはそれに加えて、単量体−単量体相互作用を標的とするペプチドを六量体構築を標的とするペプチドと組み合わせることで更なる阻害効果を提供することができる。ここでの教示に基づき、他の組合せは当該技術分野における熟練者の知識の範囲内にある。
【実施例】
【0134】
蛋白質精製及び結晶化。[(α1)2.α2]2NC1六量体を、Pel−Freeze Biologicals(Rogers,アーカンソー州)(37)から購入したウシ眼レンズから単離した。簡潔に述べると、LBMは、1M NaCl及びプロテアーゼ阻害剤の存在下において、レンズの超音波処理により調製した(38)。NC1ドメインを完全長IV型コラーゲンから開裂させるため、LBM調製品を、細菌コラゲナーゼを用いて37℃で消化した。DE−52及びS−300カラムクロマトグラフィーを用いることによりNC1六量体を精製した。
【0135】
市販の疎行列キット(Hampton Research,Laguna Niguel,カリフォルニア州)を用いる初期結晶化スクリーニングを、濃縮蛋白質(10mg/ml)及び懸滴蒸気拡散法を用いて行った。LBM NC1結晶は、一晩、10%(w/v)PEG20K、0.1M Bicine緩衝液(pH9.0)中、室温で、小クラスタとして成長する。微量接種手順を用いて、より低い蛋白質濃度を用いる類似条件下において回折品質の結晶を成長させた。これらの結晶は単斜P21空間群に属し、単位セルの寸法は室温でa=129.41Å、b=143.87Å、c=162.92、及びβ=91.3°であり、非対称単位内に4つの六量体を有する。25%2,4−メチルペンタンジオール(MPD)またはグリセロール中でのこれらの結晶の低温冷却は単位セルの収縮を生じる(a=127.16Å、b=139.57Å;c=160.20Å;β=91.3°)。
【0136】
構造決定及び微調整。最初の重原子浸漬は結晶化pHで行い、後にリン酸緩衝液で中性pHに切り替えた。2mM LuCl3またはK2PtCl6を含有する合成母液中に浸漬されたNC1結晶は、その格子を、a=79.79Å、b=137.20Å、c=126.69Å、β=90.3°及び非対称単位内に2つの六量体の寸法のより小さい単位セルに変形する。これらの結晶を2mM LuCl3に一晩浸漬することによって定型的に新たな形態に変換し、更なる重原子浸漬に用いた。0.5M KBrに1分間浸漬し、かつ冷N2流内で瞬間凍結した1個の結晶を用いて、多波長異常回折(MAD)データ・セットをピーク、屈曲及び2つの離れた波長で集めた(表1)。重原子浸漬スクリーニングはStanford Syncrhotron Radiation Laboratory(SSRL)のビームライン1−5及び9−2並びにBrookhaven National LaboratoryのNational Synchrotron Light Source(NSLS)のビームラインX8Cで行った。この研究で用いたBr−MADデータ・セットはSSRLで収集し、HKL2000スーツ(39)のDENZO及びSCALEPACKプログラムを用いて処理した。Br部位はSOLVEプログラム(40)を用いて位置決定し、37の最高ピーク(>6δ)を解像度2.2Åの反射の位相決定に用いた。得られる位相をRESOLVE(41)を用いる溶媒平坦化によって改良し、CCP4スーツ(42)のFFTプログラムを用いて電子密度マップを算出した。2本のα1鎖及び1本のα2鎖のポリペプチド(鎖A〜C)を、TOM FRODOグラフィックスプログラム(43)を用いて追跡した。Br−部位から得られた非結晶学的対称(「NCS」)関係を用いて完全な非対称単位を生成した――最初に第2三量体(鎖D−F)を生成して1つの六量体を完成させ、次いで最初の六量体から第2の六量体(鎖G−L)を生成した。0.8856Å(λ4)で収集した2.0Åデータ・セットをCNSプログラム(44)を用いるモデルの微調整に用い、データの5%はRfreeの監視のために取って置いた。初期モデルに、30.0〜3.0Å解像度範囲(R=0.361及びRfree=0.364)における反射、次いで10.0〜2.5Å解像度範囲(R=0.326及びRfree=0287)における模擬アニーリング微調整を用いる剛体微調整を施した。モデル構築並びに位置及び温度パラメータの微調整の数回の反復サイクルにおいて、解像度を2.0Åまで徐々に拡張した。微調整の最終ラウンドの間、2Fo−Fc及びFo−Fcマップ並びに水素結合基準を用いて、溶媒分子(水及びグリセロール)及びBr−イオンを段階的に添加した。いくつかの側鎖の複数の配座異性体を最終ラウンドにおいてモデル化した。SETOR(45)、GRASP(46)、及びSURFNET(47)グラフィックスソフトウェアパッケージ、並びにCCP4スーツの様々なユーティリティを用いて、構造を解析した。六量体界面はHBPLUS(48)及び蛋白質−蛋白質相互作用ウェブ・サーバー(http://www.biochem.ucl.ac.uk/bsm/PP/server/)を用いて解析した。
【表1】
【0137】
*全体的な完全性が示され、最高解像度シェルにおける完全性が括弧内に示される。Rsym及びI/δ(I)も同様の約束事に従う。†Rsym=ΣhΣi|<I(h)>−I(h)i|/ΣhΣi|I(h)i|。‡データの5%は洗練から除外され、Rfreeの決定に用いられた。Rcrystはこれらの反射を含まない。両者の場合において、R=Σ(|Fo|−k|Fc|)/Σ|Fo|(加重用の反射は適切に選択する)。
【0138】
(結果及び考察)
構造決定及び概要。α1及びα2鎖で構成されるウシLBM NC1六量体は、非対称単位当たり六量体4つの単車空間群P21(A形態)で結晶化する。これは、それぞれ非対称単位内に2つの六量体及び1つの六量体を伴って結晶化する、マウスEHS腫瘍NC1(49)及びヒト胎盤NC1六量体(50)について報告される結晶形態とは異なる。予備回折データの強度統計は、LBM NC1結晶におけるc軸に沿った偽翻訳対称(pseudo−translation symmetry)の存在を示唆した。浸漬実験を用いる重原子誘導体についての徹底的な探索は成功しなかった。しかしながら、pH7.0でLuCl3に浸漬した結晶は、非対称単位内に2つの六量体のみを有する同じ空間群(B形態)への結晶学的翻訳を生じる偽翻訳対称の結果として、格子をより小さい単位セルに変換した。LuCl3に浸漬した結晶のMADデータは、おそらくは格子変換の原因である単一の弱い結合部位のため、有用な相情報をもたらさなかった。しかしながら、我々は、このより小さい単位セルを、新たに示唆されたハロゲン化物を用いる短浸漬戦略(51、52)を含む更なる重原子スクリーニングに利用した。LuCl3浸漬B形態結晶構造を、解像度2.0Åで、異常散乱体としてのBr−を溶媒平坦化と組み合わせて用いるMAD法によって決定した。データ収集、フェージング及び微調整統計が表1に示される。
【0139】
このマップをヒトNC1 α1及びα2配列に当てはめた(図2)が、これはいずれのウシ配列も入手できなかったためである。4種類の他の哺乳動物種のα1及びα2配列の各々が公知であり、それらはそれらの間で95%を上回る配列同一性を共有する。ヒト配列の95%を上回る残基が実験電子密度マップと一致する。ヒト配列とこのマップとの相違は、α1鎖における残基Ile15Thr、Ser22Pro、Pro129Gln並びにα2鎖におけるAsp96Glu、Glu97Asp、及びGly176Alaに見出された。配列は、コラーゲン領域の最後のGly−Xaa−Yaa反復の後の残基が両α鎖において最初の残基として数えられるようにナンバー付けされている。2つの六量体における12本の鎖は、各々の三量体におけるα1、α1及びα2の順に鎖ID A−Lが割り当てられている。このマップは全ての鎖のN末端の5−6残基及びC末端の2残基の乱れを示す。最終モデルは2つの六量体、36のBr−イオン、48個のグリセロール分子及び1139個の水分子を含む。微調整の最終R因子及びRfreeは、それぞれ、0.168及び0.197である。90%を上回る残基がラマチャンドランマップの最も好ましい領域内に存在し、各々の三量体における第1α1鎖のArg76及びSer148、第2α1鎖のSer148並びにα2鎖のArg75、Glu95及びAla145が、許容し得ない領域に存在する。一握りの残基のみが複数の立体配座をとる。非対称単位内の2つの六量体は類似し、結晶の接触による明らかな相違がない。鎖A〜Fを含む六量体をこのモデルの説明に用いる。
【0140】
六量体の全体的な構造が図3に示される。六量体内の2つの三量体は界面(「赤道面」)の二重NCS軸によって関連付けられ、三量体内の単量体は三重らせん軸(「極軸」)と一致する偽三重対称性によって関連付けられる。
【0141】
単量体位相。複数配列比較を用いる我々の以前の研究(22)によって予想されるように、NC1単量体はβ鎖を優先して新規三次構造内に折り畳まれる(図4)。三量体における2本のα1鎖は同一であり、α2鎖は類似の全体構造を有する。α1鎖の一方及びα2鎖における214個の一致残基のCα原子は0.9ÅのRMS偏差と重なる。各々の鎖は2つの相同サブドメイン、N−及びC−サブドメインに分割することができる。これら2つのサブドメインは類似の位相で折り畳まれ、α1鎖の2つのサブドメインの96個の一致残基のCα原子は1.0ÅのRMS偏差と重なる。12個の不変システイン残基は、各々のサブドメインに3つの、6つのジスルフィドを保存位置に形成する(図2及び5)。2つのサブドメイン間の主な相違は、6つのヒト配列において最も保存されない、N−サブドメインにPro86−Pro95を、及びC−サブドメインにIle196−Thr209を包含する領域に生じる(図1)。各々のサブドメインは2つのβシート−三重らせん接合点に近接する3本鎖逆平行シート(I&I’)及び、六量体を構成する2つの三量体の間の相互作用の領域からなる、六量体界面に近接する6本鎖逆平行シート(II&II’)を有する(図4及び5)。βシートIは、ポリペプチドの最初の半分に属する配列の3本の非近接鎖(β1、β10及びβ2)によって形成される。しかしながら、βシートIIにおいては、4本の鎖(β4、β3、β8、及びβ9)のみが配列の最初の半分に属し、残りの2本の鎖(β6’及びβ7’)は配列の第2の半分の一部を形成する。従って、配列の第2半分からのβヘアピン構造(「鎖内ドメインスワッピング領域」または「CDSR内」)はN−サブドメインにスワップして6本鎖βシートを形成する。ポリペプチドの2つの半分は位相的に類似し、N−サブドメイン内の6本鎖βシートに相当するC−サブドメイン内の領域は、単離された単量体構造において類似のβシートを形成するには2本の鎖を欠く。同様に、ドメイン・スワッピング相互作用に関与するC末端におけるβ6’−β7’に対応するN末端半分におけるβ6−β7ヘアピンは、単量体構造において外部に伸長する。これらの2つの特徴は、次項において説明される三量体組織の基礎を形成する。
【0142】
三量体組織:α1 NC1ドメインの2本の鎖及びα2 NC1ドメインの1本の鎖は偽三重分子対称性を有する三量体構造を形成する。各々の鎖は位相的に類似のサブドメインで構成されるため、偽六重対称性さえ存在する。三量体の位相図が図5に示される。三量体の構造は、約65Åの底部直径及び内径約12−14.0Åの中空コアを有するほぼ円錐形状である。これはコラーゲン三重らせんの直径とほぼ同じであり、3本の鎖の全てのN末端が円錐の頂点で一緒になり、そこで三重らせんコラーゲンドメインがNC1ドメインと連結する。三量体はいくつかの鎖間疎水性及び水素結合相互作用によって強固に充填される(表2)。一方の鎖のN−サブドメイン内の5つのセグメントの残基が第2鎖のC−サブドメイン内の7つのセグメントのものと接触し、三量体内の単量体−単量体相互作用の領域からなる「単量体−単量体界面」を構成する。最も重要な相互作用は1つのN−サブドメインセグメント及び2つのC−サブドメインセグメントに限定される(図1)。単量体−単量体相互作用には2つのレベルがあり、一方は「一般的三量体」構築に必須であり、他方は三量体内の単量体−単量体相互作用のαNC1鎖特異性を決定する。
【表2】
【0143】
三量体内には、以下の単量体−単量体界面が存在する:α1A−α2C;α1B−α2C;及びα1A−α1B。六量体は2つのそのような三量体を含む;第2三量体における単量体−単量体界面はα1D−α2F;α1E−α2F;及びα1D−α1Eである。
【0144】
一般的三量体:第1レベルで、単量体は互いに絡み合い、3Dドメインスワッピング相互作用によって三量体を形成する(図5及び6a)(53)。6本鎖βシート(II’)が、同じ鎖の2つの半分の内の鎖から形成されるN−サブドメイン内のβシートIIと同様に、C−サブドメインにおいて2本の異なるα鎖の鎖から形成される。これらのβシートはα1及びα2鎖において区別不能である。従って、6つのβシート(II/II’)が存在し、6つのサブドメインの各々における1つがNC1三量体構造において終端閉鎖3Dドメインスワッピング相互作用を形成する。これらの6本鎖βシートの各々は配列の半分の4本の鎖(β4/4’、β3/3’、β8/8’、β9/9’)によって形成され、残りの2本の鎖(β6/6’、β7/7’)は同じ鎖(β6/β7;CDSR間)または隣接する鎖(β6’/β7/;「鎖内ドメインスワッピング領域」もしくは「CDSR内」)の他方の半分による寄与を受ける。β9を除く全ての鎖のアミノ酸配列は、種内及び種間に渡って、α鎖において高度に保存される。周期的な様式で形成される6つの位相的に類似するβシートは偽六重対称性の外観を三量体に付与する(図6a)。βシートの各々において、最も外側の鎖(β9/β9’)は六量体界面の赤道面に平行な表面上にあって外環の一部を形成し、最も内側の鎖(β4/β4’)はコア内を極軸、すなわち、偽三重軸に対してほぼ並行に走る。各々のシート内でのこれら2本の鎖の角度は約75°であり、それが右回りのねじれをもたらす。6つのβシート全てからのβ4/β4’鎖は、それらの間に主鎖水素結合が存在しないものの、直径約14Åの平行β樽様コアを形成する(図6a)。しかしながら、これらのコア鎖は主鎖−側鎖水素結合により直接、または溶媒分子を介して安定化されている。β4/β4’鎖は疎水性及び親水性残基の混合物を有し、前者はコアを指向し、後者は隣接鎖を指向する。興味深いことに、β4鎖は長鎖親水性アミノ酸を含み、それにより隣接鎖のβ4’鎖の主鎖原子とより直接的な水素結合が形成され、これはより強力な鎖間相互作用を示す。鎖内のβ4’とβ4との相互作用には主として溶媒分子が介在する。従って、6本鎖βシートは、3Dドメインスワッピング相互作用及びコンパクトなβ樽様コア構造により、一般的三量体構造の組織において必須の構造成分である。しかしながら、それらは三量体の鎖特異的構築においては限られた役割しか果たし得ない。従って、CDSR内、CDSR間、及びβ4/β4’ベースのβ樽様コアを標的とする化合物、例えば、これらの領域から誘導されるペプチドは、一般的な単量体−単量体相互作用の阻害に用いることができ、そしてひいては、三量体構築の阻害に用いることができる。
【0145】
三量体構造における鎖特異性:β8’及びβ9’鎖を接続するループの配列は6本のヒトα鎖全てにおいて最も可変の領域である(「超可変領域」と呼ぶ)。この超可変領域は、その一次配列において、結晶構造中のα1及びα2鎖において異なる二次構造としてそれ自体を表す。それは全てのα1様鎖において短い310らせん(g2’)(「特異性領域パートナー」もしくは「SRP」;Glu200−Lys204(EMFKK))を形成するが、α2鎖における対応する領域(Ser198−Gln200;SPQ)は拡張立体配座(βp’)をとり、隣接α1B鎖における拡張構造(「特異性領域」もしくは「SR」;βp、Phe57−Met60;FSTM)と対を形成して短い平行βシートを形成する(図8b)。α1及びα2に由来するSRの配列は同一である(FSTM)ことに注意しなければならない。これは全構造において唯一の平行βシートであり、主としてβ鎖で構成される。βpの配列は6本のα鎖全てにおいて高度に保存され、α2鎖においては、α1A鎖内に平行βシートを形成するパートナーがないとしても、同じ拡張構造を形成する。従って、これらの2本の鎖の間の更なる主鎖水素結合相互作用は、α2鎖に存在する拡張構造よりもα1鎖における310らせん構造の存在のため、α1B−α2界面(すなわち、α1のSRとα2のSRPとの相互作用を含む)のみで見出され、α2−α1A(すなわち、α1のSRPとα2のSRとの相互作用を含む)またはα1A−α1B(すなわち、α1のSRとα1のSRPとの相互作用を含む)界面においては見出されない。3つの界面での二次構造要素におけるこの相違に加えて、単量体−単量体界面での主鎖−側鎖及び側鎖−側鎖相互作用にも相違が存在する(図6b)。これも3つの界面での極性対非極性原子の異なる比に反映される(表2)。従って、SR、SRP、または超可変領域を標的とする化合物、例えば、これらの領域から誘導されるペプチドは、特異的単量体−単量体相互作用の阻害、そしてひいては、三量体構築の阻害に用いることができる。
【0146】
さらに、単量体−単量体界面内の個々の界面の組成を考えると、特異的三量体構築の好ましい阻害剤はα1及びα2において同一であるSRを標的とし、そしてひいては、そのような阻害剤は単量体−単量体界面内の各界面での相互作用を妨害し、そしてひいては三量体構築を阻害するものと予想される。α1B−α2界面に見られる更なるH結合相互作用に必要であるα2 SRPを標的とする阻害剤も好ましい。
【0147】
Lys56(α1B)の側鎖は、α2鎖における平行βシートに先行するループの主鎖と主鎖及びGln120(α2)の側鎖の近接結合とに挟まれている。この緊密に固定された位置において、Lys56(α1B)はIle194(α2)のカルボニル及びAsp121(α2)のカルボニルと2つの強力な水素結合を、並びにGln120(α2)及びGlu196(α2)のカルボニルと2つのより弱い相互作用を形成する直線配座が想定される。α2鎖の平行βシートに対応するα1様(すなわち、α1/3/5ファミリー)領域は310らせんであり、これはより長い配列に及ぶ。従って、α1A−α1B界面において、Lys56(α1A)は主鎖結合と完全に平行ではなく、これはIle196(α1B)のカルボニル酸素と弱い水素結合のみを形成する、異なる回転異性体配座をとるより多くの空間をこのリジンにもたらす。これは、α2の親水性Asp121に代わるα1鎖の疎水性Thr124の存在によっても影響を受けることがある。α2−α1A界面では、Arg55(α2)が他の2つの界面におけるα1鎖のLys56と同様の位置に入り、Ile196(α1A)のカルボニルと強力な水素結合相互作用を1つ有する。Arg55/Ala54及びGly98/Glu95を含むアミノ酸配列における他の相違は界面での水素結合パターンに相違をもたらす。従って、Arg55(α2)/Lys56(α1)は最適α1−α2単量体−単量体相互作用に重要な残基であり、この領域を標的とする化合物、例えば、LRKF(配列番号294)(α1)またはLARF(配列番号295)(α2)を含むペプチドは特異的単量体−単量体相互作用の構築の阻害に用いることができる。この領域はSRに先行するため、この領域をSRと組み合わせて、特異的単量体−単量体相互作用の複数の側面を妨害し、より長いペプチドを形成することができ、そしてひいては三量体構築の阻害により効果を示す。
【0148】
さらに、領域Ile194−Glu196(α2)、Ile196(α1)及びGln120−Asp121(α2)も最適α1−α2単量体−単量体相互作用に関与し、これらの領域を標的とする化合物、例えば、IPE(配列番号294)(α2 184−196)、IER(配列番号295)(α1 196−198)またはQD(配列番号296)(α2 120−121)を含むペプチドは特異的単量体−単量体相互作用の構築の阻害、そしてひいては三量体構築の阻害に用いることができる。
【0149】
α1B−α2界面(すなわち、α1のSRとα2のSRPとの相互作用を含む)は最大数の接触残基、親水性原子の最高割合を有し、かつ他の単量体−単量体界面よりも多くの水素結合を含む(表2)。他方、埋もれている表面積はα1A−α1B界面(すなわち、α1のSRとα1のSRPとの相互作用を含む)で最大である。これらの観察から、α1B−α2界面は水素結合相互作用によって優先的形成され、α1A−α1B界面はより強い疎水性力によって安定化される。
【0150】
界面での特異的相互作用に加えて、充填の考察も三量体での鎖化学量論の決定において重要な役割を果たし得る。α1及びα2 NC1鎖は類似の三次構造に低RMS偏差で折り畳まれはするが、各々のNC1鎖における2つのサブドメインの相対方向は三重らせん接合点近傍で異なる。α2鎖におけるN−サブドメインのThr13−Tyr30を含む領域は、α1構造における類似領域の相対方向と比較して、α2鎖におけるC−サブドメインのその等価領域Asp121−Tyr138からさらに離れている。三重らせん接合点近傍でのα2構造のより大きい幅は、仮定上のα2ホモ三量体に充填されるとき、深刻な立体的衝突を生じる。しかしながら、たとえ弱い相互作用を有するとしても、仮定上のホモ三量体において3本のα1鎖を収容させることが可能である。
【0151】
単量体−単量体相互作用を妨害するように設計されたペプチドを、好ましくは、そのような単量体−単量体構築が生じる細胞に送達することが好ましい。また代替法としては、それらのペプチドを、細胞によって分泌されている構築された三量体の破壊に用いることができる。
【0152】
六量体構築:IV型コラーゲン三量体は、ひとたび内質の内腔において形成されると、細胞外間隙に分泌され、そこでN及びC末端会合によって六量体、次いで超分子ネットワークへと構築される。NC1ドメインは、六量体構築につながるC末端二量体会合を決定することにより、この組立において主要な役割を果たす。この項においては、結晶構造において観察されるそのような六量体構築に影響を及ぼす力を説明し、IV型コラーゲンネットワーク構築における特異性の理論的根拠を提供する。
【0153】
フットボール型六量体は2つの同一三量体で構成され、各々は前項において説明されるように2本のα1鎖及び1本のα2鎖を含む。緊密に絡み合った三量体によって形成される各々のプロトマー(すなわち、NC1ドメインを含む、完全なIV型コラーゲン三量体)は単一の存在と考えられ、それ故に六量体を他のホモ二量体蛋白質複合体と比較して解析することができる(43)。我々は、2つの三量体間の相互作用の強度を評価し、かつIV型コラーゲンネットワークにおける六量体構築を解析するため、六量体界面を定義するいくつかのパラメータを決定している(表3)。
【表3】
【0154】
ほとんどのホモ二量体と同様に、2つのNC1三量体は、赤道面に存在し、かつ個々の三量体内の偽三重対称軸に対して垂直である、二重NCS軸によって関連付けられる(図4)。この対称性の制約は、より効率的な充填に加えて、α1様及びα2様配列の界面残基におけるいくつかの相違によって部分的に影響を受けることがある。六量体界面は2つの三量体のほぼ平坦な表面によって形成され、平均面からの全ての六量体界面原子のRMS偏差は1.9Åである(図9a)。これは、最近の総説(43)において考察された32のホモ二量体についての平均平面値3.5Åよりも有意に低い。3つの単量体の各々の6つのセグメントによって形成される、三量体当たり合計で109残基の六量体界面はほぼ円形であり、平均面の長軸及び短軸の長さは、それぞれ、約69及び61Åと測定される。この平坦な円形六量体界面は三量体当たり約4400Å2の溶媒接近可能面積を覆い、これはより大きい界面を有するより大きい分子の観察と相関する(54)。そのような大きい界面は、疎水性及び親水性残基の両者を含む三量体間の強力な相互作用を促進する。六量体界面における極性(45.5%)及び非極性原子(54.5%)は、ほぼ等しい割合であり、これは六量体の安定化における両タイプの相互作用の重要性を強調する。
【0155】
考察は、ここまで、六量体界面の全体的な性質に焦点を当てていた。次に、六量体界面での個々の鎖間の相互作用をより詳細に解析する。一方の三量体の各々の単量体は他方の三量体の2つの単量体と接触し、これらは接触面積の程度及び水素結合の数に基づいて「主」及び「副」接触と呼ばれる。主接触を作製する2つの単量体は、六量体の変性実験(55)において用いられる用語と同様の意味で、「二量体」と呼ばれる。これらの2つの三量体の間の二重NCSは2本のα1鎖によって形成される「ホモ二量体」を唯1つ生じ(図7A)、残りはα1及びα2鎖によって形成される2つの「ヘテロ二量体」である(図7A〜B)。
【0156】
偽三重軸の周りでの一方の三量体の他方に対する120°の回転は「全ホモ二量体」構造を生じる。そのような配置が不可能である理由は主として対称性の考察で説明することができる:対称性の破壊は、おそらくは相互作用がより少なく、かつ幾らかの好ましからざる接触を伴う、効率に劣る充填を生じる。界面での複雑な水素結合相互作用を理解するため、各々の単量体とその「主」及び「副」相互作用パートナーとの相互作用を研究することが必須である。このレベルで提示される複雑性は、相互作用を構造中の3つの領域:「主」接触の「コア」及び「外側」領域並びに「主−副接合部」に分解することによって、さらに単純化することができる。
【0157】
主接触のコア領域:3Dドメインスワッピング相互作用によって形成される2つの6本鎖βシート、II及びII'は、三量体組織の場合のように、六量体構築の形成において重要な役割を果たす。六量体界面は、コアにおいてβ3−β4及びβ3’−β4’を接続するβターンによって占められている。これらのターンは、βシートII/II’の残りの鎖と共に、多数の保存残基を、六量体界面での広範な水素結合相互作用のため位置付ける。2つの三量体内のコアβターン(2つの等価サブドメインによる寄与で単量体当たり2つ)は、一方の三量体内の各ターンが他方の三量体内の2つのターンと接触するように、ねじれた立体配置で充填される。N−サブドメイン内のターンは、第2(Asn39/Gln38)及び第3位置(Glu40/39)に親水性アミノ酸を含むI’/III’型のものである。C−サブドメインターンはα1鎖においてはII型、α2鎖においてはII’型のものであり、小疎水性アミノ酸、Ala149/146−Gly150/147−Ala151/Asp148、β膨隆を誘導するAla149α1またはAsp148α2を伴う。従って、N−サブドメイン内のターンの親水性側鎖は水素結合に関与し、C−サブドメイン内のターンの疎水性残基は疎水性相互作用に加えてペプチド面のスタッキング効果によって充填される(図7A)。N−サブドメイン内のAsn39(Gln38)側鎖はC−サブドメインターン内の主鎖アミドと水素結合を形成するが、保存Glu40(39)は他方の三量体内の単量体鎖のN−及びC−サブドメインの間に侵入し、保存Gln37(36)の側鎖と水素結合を形成する。α1−α1二量体内のGlu40残基は互いに強力な水素結合を形成し、これはα1−α2二量体においては失われている。ターン及び側鎖の充填はCPKモデルにおけるコア界面では緊密であるように見え、これは明確な水素結合相互作用に加えて、強力なファン・デル・ワールス相互作用を示す。従って、六量体界面での主接触のコア領域を標的とする化合物、例えばこれらの領域から誘導されるペプチドを、六量体構築の阻害に用いることができる。例えば、β3−β4接続領域またはβ3’−β4’接続領域を含むペプチドを、主接触のコア領域での六量体構築の阻害に用いることができる。
【0158】
主接触の外側領域:Arg179(177)に先行する配列可変性はα1−α2(六量体)界面での潜在的H結合の数に影響を及ぼす。外側領域における相互作用は、β7及びβ8、並びにβ7’及びβ8’シートを接続する高度に保存されたループを含む。六量体のα1−α1主界面においては、一方の鎖の高度に保存されたAla74−Asp78の5個の近接カルボニル酸素が対称セットの他方の鎖の側鎖Asn77、Arg179、及びTyr185と水素結合を形成する(図9c)。これらの側鎖はα1及びα2鎖の両者においても保存される。しかしながら、α2配列におけるGly176の挿入及びAsn174の置換は保存Asn78及びArg177残基の方向を変化させ、これがα1−α2界面においていくつかの水素結合を生じる。従って、六量体界面での主接触の外側領域を標的とする化合物、例えば、これらの領域から誘導されるペプチドを六量体構築の阻害に用いることができる。例えば、配列ASRND(配列番号201)(α1)もしくはYYANA(配列番号218)(α1)、または他のα鎖における対応配列を含むペプチドを、主接触の外側領域での六量体構築の阻害に用いることができる。
【0159】
主−副接合部:主−副接合部は、一方の三量体からの2本鎖が、他方の三量体の2本鎖と接触する六量体界面の領域である。2つの型の接合部が存在し、一方は3本のα1及び1本のα2鎖を含み、他方はα1及びα2鎖の各々を2本含む。これらの2つの接合部における水素結合パターンは高度に保存される(図7C)。α1−α1及びα2−α2の両者は界面においてAsn187(185)−Tyr189(188)(NYY)(配列番号297)水素結合対を形成する。これに加えて、Asn187(185)は対向する三量体からの別の鎖(上で論じられる主接触の外側領域内)のArg76(75)と水素結合の対を形成する。2本の異なる鎖からの残基を含む、Asn187(185)によって形成される複数の水素結合は、好ましくは、三量体−三量体界面を安定化する主要因子の1つである。従って、六量体界面での主−副接合部を標的とする化合物、例えば、これらの領域から誘導されるペプチドを六量体構築の阻害に用いることができる。例えば、配列NYY(配列番号288)(α1)(例えば、ECHGRGTCNYY(配列番号172))、もしくは他のα鎖における対応配列を含み、これらの全てが六量体界面に存在する(及びCDSR内の大部分を含む)か、またはASRND(配列番号201)(α1(ARG76(75)残基を含む)、もしくは他のα鎖における対応配列を含むペプチドを、主−副接合部での六量体構築の阻害に用いることができる。従って、配列ASRND(配列番号201)を含むペプチドは、主接触の外側領域及び主−副接合部の両者での相互作用を妨害することにより、六量体構築を妨害することができる。同様に、CDSR内を標的とし、かつ配列「NYY」(配列番号288)からの2個の追加Y残基を含むように伸長するペプチドは、六量体構築に加えて、三量体構築の阻害に用いることができる。
【0160】
六量体界面に位置し、かつ六量体構築に重要であると信じられる他の残基には、(1)MSMAP(配列番号129)(残基91−95α1)/MMP(配列番号132)(α2)、及び他のα鎖における対応配列;(2)PSTLK(配列番号177)(α1における残基208−212;β9’鎖;α2におけるADTLK(配列番号180))、及び他のα鎖における対応配列;(3)FCNINNVCNFA(配列番号289)(α1及びα5−−CDSR間と共通の広汎性を有する)、及び他のα鎖における対応配列;
α3:FCNVNDVCNF(配列番号298)
α2:YCNPGDVCYY(配列番号299)
α4:YCNIHQVCHY(配列番号300)
α6:YCNINEVCHY(配列番号301)。
【0161】
従って、これらの配列を含むペプチド、またはそれらの一部は、六量体構築の阻害に用いることができる。
【0162】
ジスルフィド結合:鎖間または鎖内?
ジスルフィド架橋はコラーゲン構築において繰り返されるテーマであり、三量体構造の安定化において重要な役割を果たすものと信じられる(11)。原繊維プロコラーゲンは、C−テロペプチドまたはC−プロペプチドのいずれかにおいてプロテインジスルフィドイソメラーゼによって触媒される鎖間ジスルフィド結合を形成するものと信じられる(56,Kiovu,1987#343)。鎖間ジスルフィドはIV型コラーゲンのコラーゲン及びNC1ドメインの両者において形成されるものと提唱されている。コラーゲンドメインにおける鎖間ジスルフィドがプロトマー内で形成されてコラーゲン三重らせんを安定化するのに対して、NC1ドメインにおけるものはプロトマー間に生じてC末端でネットワークを安定化するものと信じられる。2つの異なるプロトマーからの類似α鎖のNC1ドメイン間でのジスルフィド交換が、六量体構築における主要安定化力の1つであるとして提唱された(57)。変性条件下において、ヒト胎盤誘導NC1六量体は二量体及び単量体として解離した。これらの二量体は主としてジスルフィド架橋によって架橋することが示された。しかしながら、いくつかのBMから単離されたNC1六量体を比較するLangeveldらの後の研究(55)はどちらかといえば複雑な結果を明らかにした。胎盤BM及び腎糸球体BM NC1六量体の結果は、前の観察、変性時に二量体として解離、と一致するが、LBM NC1六量体は主として単量体として解離し、ジスルフィド架橋の不在が暗示された。LBM NC1六量体の結晶構造はまさにそれ、全てのシステインが鎖内ジスルフィドに関与することを明らかにする。
【0163】
Sieboldら(57)は、α1鎖におけるN−サブドメイン内のCys20(20’)−Cys111’(111)及びCys53(53’)−Cys108’(108)対(並びにC−サブドメイン内の同様の位置のもの)を含むジスルフィド交換が、各サブドメイン内で臭化シアンに基づいて合計4つのジスルフィド架橋を生じていると提唱した。結晶構造において観察されるジスルフィドの幾何位相学的配置は、そのような再配置の可能性が極端に離れていることを示唆する(図7A)。NC1単量体内のジスルフィドは3段に配置され、Cys20−Cys111及びCys130−Cys225は三重らせん接合部に近く、Cys65−Cys71及びCys176−Cys182は界面に近く、並びにCys53−Cys108及びCys164−Cys222はその間に存在する。α1A−α1D二量体の単量体内の、ジスルフィド対Cys20−Cys111及びCys53−Cys108は、それぞれ約70Å及び50Å離れている。従って、ジスルフィド交換の可能性は、あるとすれば、Cys65−Cys71及びCys176−Cys182対のみに存在する。しかしながら2つの三量体のねじれ型配列は、α1A鎖のCys65−Cys71対を、N−サブドメイン内のその対応物Cys65’−Cys71’よりも、α1D鎖のそのC−サブドメイン等価Cys176’−Cys182’対へと近づける。α1A−α1D二量体内のこれら2つの最も近いジスルフィド対は、互いから約16Åにある。さらにより重要なことには、これらの鎖内ジスルフィドは3Dドメインスワップβヘアピン領域内に位置する。ジスルフィド交換がこれらの対の間で実際に可能であったならば、それは大きな立体配剤の変化を含む。「交換可能な」システイン残基を含むβヘアピンのそのような変動は鎖間及び鎖内両方の3Dドメインスワッピング相互作用を破壊し、このため三量体構造を不安定化する。これらの理由から、本構造内の2つのプロトマーに属する単量体間のジスルフィド架橋を予見することは困難である。我々はまた、プロトマー内ジスルフィドの可能性も試験したが、これも大きな立体配座の変化を必要とし、潜在的に3本の鎖のN末端を移動させてコラーゲン−NC1連結に選択的に影響を及ぼす。プロトマー間ジスルフィド架橋を説明するには、全ての他のBMからのNC1ドメインに対し、代替の立体配座が存在しなければならない。
【0164】
生物学的意義。非コラーゲンドメインに関する利用可能な結晶学的データは、ほとんど存在しない。唯一の利用可能な非コラーゲンドメインの構造は、エンドスタチンのものであり(58,59)、これはXVIII及びXV型コラーゲンからの一本鎖の相同断片である。
【0165】
本研究は、IV型コラーゲンα1.α2ネットワークの鎖化学量論の最初の明白な構造的基礎に加えて、IV型コラーゲンの鎖特異的構築の構造的基礎を提供する。NC1単量体は新規三次構造内に折り畳まれ、(α1)2.α2の末端閉鎖三量体が、独自3Dドメインスワッピング相互作用を通じて組織化される。これらの特徴は、ドメインスワッピングに関与する領域の、全体的な配列類似性及び非常に高い配列同一性により、全ての種からの、全てのIV型コラーゲンネットワークにおいて保存されなければならない。鎖特異性は、構成鎖のNC1ドメインの超可変領域の一次配列における相違によって決定され、これは単量体−単量体界面での異なる二次構造として表される。六量体構造は、ジスルフィド架橋の必要なしに、三量体−三量体界面での広範な疎水性及び親水性相互作用によって安定化される。LBM NC1六量体の結晶構造及びいくつかのBMからのNC1六量体の変性研究は、鎖間ジスルフィドによって架橋する六量体においては、代わりの立体配座が存在しなければならないことを示唆する。いくつかのこれまで不明の酵素的プロセスが、同じアミノ酸配列の、異なる組織における異なる立体配座への折り畳みの原因であり得る。
【0166】
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【図面の簡単な説明】
【0167】
【図1】α1様(1、3、及び5)及びα2様(2、4、及び6)ファミリーにグループ分けされる、6本のヒトαNC1鎖の配列比較。システイン対鎖内ジスルフィドは、下部に同一番号が付されている。三量体−三量体界面を形成する6つのセグメントには囲みが付され、単量体−単量体での3つの主要セグメントは、より大きなフォントサイズで強調されている。一般的及び特異的相互作用を形成する最も重要なセグメントは、下部に暗影付きのバーでそれぞれ特定されている。
【図2】(a)α1鎖及び(b)α2鎖。結晶構造に基づいて二次構造要素が割り当てられている。α1及びα2構造の両者は、β鎖β1−β10及びβ1’−β10’並びに310らせんg1及びg1’を含む。二次構造における相違は、2つの配列における同じ領域での、α1における310らせん及びα2におけるβ鎖βp’である。α2鎖のβp’鎖のパートナーは、2本のα1鎖のうち一方である。α2における対応領域及び他方のα1鎖は、拡張された構造である。これらの領域は囲みによって印付けられている。二次構造はPROCHECK(61)からのものであった。
【図3】推定NC1六量体構造の立体図。三量体−三量体界面(「赤道面」)、コラーゲン三重鎖接合部、及び偽三重軸もしくは三重らせん軸(「極軸」)が特定されている。これらの2つの三量体は、極軸と紙面に対し垂直な、二重NCS軸によって関連付けられている。この図及び図5、8、9及び10bは、SETOR(45)を用いて作成した。
【図4】(a)六量体中のα1単量体構造の図示。4つのβ−シート領域がI、II、II’及びIIとして特定され、3つの短い310らせんも示される。
【図5】鎖間及び鎖内3Dドメイン・スワッピング相互作用(一般的構築体)及び異なる二次構造要素との鎖界面(特異的構築体)を示す、NC1三量体の位相図。二次構造要素はα1A鎖についてのみ表示される。N−サブドメインにおけるβ−シート、I及びII、並びにC−サブドメインにおけるI’及びII’が同定されている。各々のサブドメインは10本のβ鎖(β1−β10及びβ1’−β10’)及び2本の短い310(g1及びg2’)らせんを有する。加えて、3つの界面に異なる二次構造が存在する−α1B−α2界面の平行β−シート(βp−βp’)並びに、α1A−α1B及びα2−α1A界面での310らせん(g1’)及び拡張構造。
【図6】a)三量体における一般的相互作用。鎖間及び鎖内3Dドメイン・スワッピング相互作用によって形成される6本鎖β−シートは三量体組織における主要な力を形成する。サブドメインに属するこれらのシートはそのような相互作用を強調するために囲み内に示される。円の内側に示される中央β樽様コアも、この骨格のパッキング及び安定化において役割を果たす。(b)3つの界面での独自二次構造及び顕著な側鎖相互作用が示される。α1b−α2界面は他の界面よりも多数の水素結合を有する。
【図7】三量体−三量体界面。α1−α1及びα1−α2二量体の「コア」(図7A)、「外側」(図7B)及び主−副接合部(図7C)の界面における、必須水素結合相互作用の比較(詳細は本文を参照)。
Claims (80)
- 少なくとも8個の連続するアミノ酸からなるポリペプチドで、その一般式Iは:
PF(R1)(R2)CN(R3)(R4)(R5)VC(R6)(R7)A(配列番号1)
ここで、R1はL、M、A、V、norL、及びIからなる群より選択され;
R2はF及びYからなる群より選択され;
R3はI、V、L、norL、A、及びPからなる群より選択され;
R4はN、G、及びHからなる群より選択され;
R5はN、D、Q、及びEからなる群より選択され;
R6はN、Y、及びHからなる群より選択され;及び
R7はF及びYからなる群より選択される。 - 一般式Iのアミノ酸配列からなる請求項1に記載のポリペプチド。
- R2がFであり;
R4がNであり;
R5がN及びDからなる群より選択され;
R6がNであり;かつ
R7がFである、
請求項1に記載のポリペプチド。 - R2がYであり;
R3がP及びIからなる群より選択され;
R5がD、Q、及びEからなる群より選択され;
R6がY及びHからなる群より選択され;かつ
R7がYである、
請求項1に記載のポリペプチド。 - ポリペプチドが、PFLFCNINNVCNFA(配列番号2);PFLFCNVNDVCNFA(配列番号3);PFMFCNINNVCNFA(配列番号4);PFLYCNPGDVCYYA(配列番号5);PFAYCNIHQVCHYA(配列番号6);及びPFIYCNINEVCHYA(配列番号7)からなる群より選択される、請求項1に記載のポリペプチド。
- 少なくとも7個の連続するアミノ酸からなるポリペプチドで、一般式IIは:
PF(R1)EC(R2)G(R3)(R4)GTC(R5)(配列番号8)
ここで、R1はL、A、V、norL、及びIからなる群より選択され;
R2はH、N、Q、及びSからなる群より選択され;
R3はG、R、A、または不在からなる群より選択され;
R4はR及びQからなる群より選択され;かつ
R5はN及びHからなる群より選択される。 - 一般式IIのアミノ酸配列からなる請求項6に記載のポリペプチド。
- R2がHであり;
R3がRであり;
R4がGであり;かつ
R5がNである、
請求項6に記載のポリペプチド。 - R2がN、Q、及びSからなる群より選択され;
R3がG、R、及びAからなる群より選択され;
R4がR及びQからなる群より選択され;かつ
R5がHである、
請求項6に記載のポリペプチド。 - ポリペプチドが、PFIECHGRGTCN(配列番号9);PFLECHGRGTCN(配列番号10);PFIECNGGRGTCH(配列番号11);PFLECQGRQGTCH(配列番号12);及びPFIECSGARGTCH(配列番号13)からなる群より選択される、請求項6に記載のポリペプチド。
- (a) EFRSAPFIECHGRGTCNYYANA(配列番号14)、
(b) EFRASPFLECHGRGTCNYYSNS(配列番号15);
(c) EFRSAPFIECHGRGTCNYYANS(配列番号16);
(d) DFRATPFIECNGGRGTCHYYA)NK(配列番号17);
(e) DFRAAPFLECQGRQGTCHFFANK(配列番号18);及び
(f) DFRATPFIECSGARGTCHYFANK(配列番号19)
からなる群より選択される、少なくとも13アミノ酸からなるポリペプチド。 - (a)請求項1によるポリペプチド;
(b)請求項6によるポリペプチド;及び
(c)0から20の間のアミノ酸からなるポリペプチドリンカー
からなるキメラポリペプチド。 - (a)請求項5によるポリペプチド;
(b)請求項10によるポリペプチド;及び
(c)2アミノ酸からなるポリペプチドリンカー、
からなる請求項12に記載のキメラポリペプチド。 - 一般式III:
F(R1)T(R2)(配列番号20)
(ここで、R1はS及びTからなる群より選択され;かつ
R2はM及びLからなる群より選択される)
の配列からなるポリペプチド。 - ポリペプチドが、FSTM(配列番号21)、FTTM(配列番号22)及びFTSL(配列番号23)からなる群より選択される、請求項14に記載のポリペプチド。
- (a)X1−FSTM−Z1、ここで、X1は配列SCLRK(配列番号24)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ1は配列PFLFC(配列番号25)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(b)X3−FTTM−Z3、ここで、X3は配列SCLQR(配列番号27)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ3は配列PFLFC(配列番号25)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(c)X5−FSTM−Z5、ここで、X5は配列SCLRR(配列番号29)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ5は配列PFMFC(配列番号30)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(d)X2−FSTM−Z2、ここで、X2は配列SCLAR(配列番号32)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ2は配列PFLYC(配列番号33)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(e)X4−FSTL−Z4、ここで、X4は配列SCLPV(配列番号35)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ4は配列PFAYC(配列番号36)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;及び
(f)X6−FSTM−Z6、ここで、X6は配列SCLPR(配列番号38)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、及びZ6は配列PFIYC(配列番号39)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である、
からなる群より選択されるポリペプチド。 - 一般式IV:
(R1)MF(R2)K(配列番号41)
(ここで、R1はE、R、及びDからなる群より選択され;かつ
R2はK、R、及びSからなる群より選択される)
の配列からなるポリペプチド。 - ポリペプチドが、EMFKK(配列番号42)、RMFRK(配列番号43)、及びDMFSK(配列番号44)からなる群より選択される、請求項17に記載のポリペプチド。
- (a)X1−EMFKK−Z1、ここで、X1は配列TIERS(配列番号48)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列PTPST(配列番号49)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(b)X3−RMFRK−Z3、ここで、X3は配列SLNPE(配列番号51)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列PIPST(配列番号52)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(c)X5−DMFSK−Z5、ここで、X5は配列TVDVS(配列番号54)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列PQSET(配列番号55)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
からなる群より選択されるポリペプチド。 - SFQ(配列番号45);LQF(配列番号46)、及びQQF(配列番号47)からなる群より選択されるポリペプチド。
- (a)X2−SFQ−Z2、ここで、X2は配列TIPEQ(配列番号57)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列GSPSA(配列番号58)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(b)X4−LQF−Z4、ここで、X4は配列TVKAD(配列番号60)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列SSAPA(配列番号61)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;及び
(c)X6−QQF−Z6、ここで、X6は配列TVEER(配列番号63)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列GELPV(配列番号64)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である、
からなる群より選択されるポリペプチド。 - 一般式V:
(R1)AH(R2)QD(配列番号66)
(ここで、R1はR及びKからなる群より選択され;かつ
R2はG及びNからなる群より選択される)
の配列からなるポリペプチド。 - ポリペプチドが、RAHGQD(配列番号67)及びKAHNQD(配列番号68)からなる群より選択される配列からなる、請求項22に記載のポリペプチド。
- (a)X1−RAHGQD−Z1、ここで、X1は配列VQGNE(配列番号69)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列LGTAG(配列番号70)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(b)X3−RAHGQD−Z3、ここで、X3は配列VQGNQ(配列番号72)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列LGTLG(配列番号73)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(c)X5−RAHGQD−Z5、ここで、X5は配列VQGNK(配列番号75)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列LGTAG(配列番号70)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(d)X2−KAHNQD−Z2、ここで、X2は配列FEGQE(配列番号77)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列LGLAG(配列番号78)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(e)X4−KAHNQD−Z4、ここで、X4は配列LEGQE(配列番号80)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列LGLAG(配列番号78)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;及び
(f)X6−KAHNQD−Z6、ここで、X6は配列VEGQE(配列番号82)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列LGFAG(配列番号83)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である、
からなる群より選択されるポリペプチド。 - 一般式VI:
(R1)G(R2)GQ(配列番号85)
(ここで、R1はE及びQからなる群より選択され;かつ
R2はS、T、及びGからなる群より選択される)
の配列からなるポリペプチド。 - ポリペプチドが、EGSGQ(配列番号86)、EGTGQ(配列番号87)、EGGGQ(配列番号88)及びQGGGQ(配列番号89)からなる群より選択される、請求項25に記載のポリペプチド。
- (a)X1−EGSGQ−Z1、ここで、X1は配列TSAGA(配列番号90)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列ALASP(配列番号91)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(b)X3−EGTGQ−Z3、ここで、X3は配列TSAGS(配列番号93)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列ALASP(配列番号91)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(c)X2−EGGGQ−Z2、ここで、X2は配列TAAGD(配列番号95)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列SLVSP(配列番号96)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(d)X4−QGGGQ−Z4、ここで、X4は配列TGAGD(配列番号98)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列ALMSP(配列番号99)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;及び
(e)X6−EGGGQ−Z6、ここで、X6は配列TAAGA(配列番号101)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列SLVSP(配列番号96)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である、
からなる群より選択されるポリペプチド。 - 一般式VII:
(R1)G(R2)(R3)(配列番号103)
(ここで、R1はQ及びEからなる群より選択され;
R2はN及びQからなる群より選択され;かつ
R3はE、Q、及びKからなる群より選択される)
の配列からなるポリペプチド。 - R1がQであり、かつR2がNである、請求項28に記載のポリペプチド。
- ポリペプチドが、QGNE(配列番号104)、QGNQ(配列番号105)、QGNK(配列番号106)、及びEGQE(配列番号107)からなる群より選択される、請求項28に記載のポリペプチド。
- (a)X1−QGNE−Z1、ここで、X1は配列SLLYV(配列番号108)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列RAHGQ(配列番号109)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(b)X3−QGNQ−Z3、ここで、X3は配列SFLFV(配列番号111)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列RAHGQ(配列番号109)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(c)X5−QGNK−Z5、ここで、X5は配列SLLYV(配列番号108)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列RAHGQ(配列番号109)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(d)X2−EGQE−Z2、ここで、X2は配列SLLYF(配列番号114)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列KAHNQ(配列番号115)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(e)X4−EGQE−Z4、ここで、X4は配列SLLYL(配列番号117)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列KAHNQ(配列番号115)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;及び
(f)X6−EGQE−Z6、ここで、X6は配列SLLFV(配列番号119)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列KAHNQ(配列番号115)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である、
からなる群より選択されるポリペプチド。 - ポリペプチドが、VQGNER(配列番号121)、VQGNQR(配列番号122)、VQGNKR(配列番号123)、FEGQEK(配列番号124)、LEGQEK(配列番号125)、及びVEGQEK(配列番号126)からなる群より選択される、請求項31に記載のポリペプチド。
- 一般式VIII:
M(R1)M(R2)P(配列番号127)
(ここで、R1はS、Nからなる群から選択されるか、または存在せず;かつ
R2はA、Qからなる群より選択されるか、または存在しない)
の配列からなるポリペプチド。 - ポリペプチドが、MSMAP(配列番号128)、MNMAP(配列番号129)、MSMQP(配列番号130)、及びMMP(配列番号131)からなる群より選択される、請求項33に記載のポリペプチド。
- (a)X1−MSMAP−Z1、ここで、X1は配列PEPMP(配列番号132)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列ITGEN(配列番号133)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(b)X3−MNMAP−Z3、ここで、X3は配列PALMP(配列番号135)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列ITGRA(配列番号136)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(c)X5−MSMQP−Z5、ここで、X5は配列PEPMP(配列番号132)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列LKGQS(配列番号138)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(d)X2−MMP−Z2、ここで、X2は配列TAPLP(配列番号140)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列VAEDE(配列番号141)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(e)X4−MMP−Z4、ここで、X4は配列AAPLP(配列番号143)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列LSEEA(配列番号144)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;及び
(f)X6−MMP−Z6、ここで、X6は配列TAPIP(配列番号146)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列VSQTQ(配列番号147)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である、
からなる群より選択されるポリペプチド。 - PMPMSMAPITG(配列番号149);LMPMNMAPITG(配列番号150);PMPMSMQPLKG(配列番号151);PLPMMPVAE(配列番号152);PLPMMPLSE(配列番号153);及びPIPMMPVSQ(配列番号154)からなる群より選択されるポリペプチド。
- 一般式IX:
AG(R1)(R2)(配列番号155)
(ここで、R1はA、S及びDからなる群より選択され;かつ
R2はE及びQからなる群より選択される)
の配列からなるポリペプチド。 - ポリペプチドが、AGAE(配列番号156)、AGSE(配列番号157)、AGDE(配列番号158)、及びAGDQ(配列番号159)からなる群より選択される、請求項37に記載のポリペプチド。
- (a)X1−AGAE−Z1、ここで、X1は配列VMHTS(配列番号160)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列GSGQA(配列番号161)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(b)X3−AGSE−Z3、ここで、X3は配列IMFTS(配列番号163)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列GTGQA(配列番号164)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(c)X5−AGAE−Z5、ここで、X5は配列MMHTS(配列番号166)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列GSGQA(配列番号161)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(d)X2−AGDE−Z2、ここで、X2は配列LMHTA(配列番号168)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列GGGQS(配列番号169)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(e)X4−AGDQ−Z4、ここで、X4は配列LMHTG(配列番号171)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列GGGQA(配列番号172)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;及び
(f)X6−AGAE−Z6、ここで、X6は配列LMHTA(配列番号168)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列GGGQS(配列番号169)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である、
からなる群より選択されるポリペプチド。 - 一般式X:
EC(R1)G(R2)(R3)GTC(R4)(R5)(R6)(配列番号175)
(ここで、R1はH、N、Q、及びSからなる群より選択され;
R2はG、R、Aからなる群から選択されるか、または存在せず;
R3はR及びQからなる群より選択され
R4はN及びHからなる群より選択され;
R5はF及びYからなる群より選択され;かつ
R6はF及びYからなる群より選択される)
の少なくとも5個の連続するアミノ酸からなるポリペプチド。 - ポリペプチドが一般式Xのアミノ酸配列からなる請求項40に記載のポリペプチド。
- R2がG、R、Aからなる群より選択され;かつ
R4がHである、
請求項40に記載のポリペプチド。 - ポリペプチドが、ECHGRGTCNYY(配列番号176)、ECNGGRGTCHYY(配列番号177)、ECQGRQGTCHFF(配列番号178)、及びECSGARGTCHYF(配列番号179)からなる群より選択される、請求項40に記載のポリペプチド。
- 一般式XI:
(R1)(R2)T(R3)K(配列番号180)
(ここで、R1はP、S、及びAからなる群より選択され;
R2はS、E、及びDからなる群より選択され;かつ
R3はL及びVからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなるポリペプチド。 - R3がLである請求項44に記載のポリペプチド。
- R2がD及びEから選択される請求項44に記載のポリペプチド。
- ポリペプチドが、PSTLK(配列番号181)、PSTVK(配列番号182)、SETLK(配列番号183)、ADTLK(配列番号184)、及びPDTLK(配列番号185)からなる群より選択される、請求項44に記載のポリペプチド。
- (a)X1−PSTLK−Z1、ここで、X1は配列FKKPT(配列番号186)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列AGELR(配列番号187)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(b)X3−PSTVK−Z3、ここで、X3は配列FRKPI(配列番号189)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列AGELE(配列番号190)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(c)X5−SETLK−Z5、ここで、X5は配列FSKPQ(配列番号192)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列AGDLR(配列番号193)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(d)X2−ADTLK−Z2、ここで、X2は配列QGSPS(配列番号195)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列AGLIR(配列番号196)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(e)X4−PDTLK−Z4、ここで、X4は配列SSAPA(配列番号198)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列ESQAQ(配列番号199)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;及び
(f)X6−SETLK−Z6、ここで、X6は配列GELPV(配列番号201)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列AGQLH(配列番号202)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である、
からなる群より選択されるポリペプチド。 - 一般式XII:
A(R1)RND(配列番号204)
(ここで、R1はS、Q、及びRからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなるポリペプチド。 - ポリペプチド配列が、ASRND(配列番号205)、AQRND(配列番号206)、及びARRND(配列番号207)からなる群より選択される、請求項49のポリペプチド。
- (a)X1−ASRND−Z1、ここで、X1は配列NVCNF(配列番号208)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列YSYWL(配列番号209)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(b)X3−ASRND−Z3、ここで、X3は配列DVCNF(配列番号211)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列YSYWL(配列番号209)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(c)X2−ASRND−Z2、ここで、X2は配列DVCYY(配列番号213)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列KSYWL(配列番号214)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(d)X4−AQRND−Z4、ここで、X4は配列QVCHY(配列番号216)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列RSYWL(配列番号217)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;及び
(e)X6−ARRND−Z6、ここで、X6は配列EVCHY(配列番号219)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列KSYWL(配列番号214)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である、
からなる群より選択されるポリペプチド。 - 一般式XIII:
(R1)(R2)(R3)N(R4)(配列番号221)
(ここで、R1はY及びFからなる群より選択され;
R2はY及びFからなる群より選択され;
R3はA及びSからなる群より選択され;かつ
R4はA、S、及びKからなる群より選択される)
のアミノ酸配列からなるポリペプチド。 - ポリペプチド配列が、YYANA(配列番号222)、YYSNS(配列番号223)、YYANS(配列番号224)、YYANK(配列番号225)、FFANK(配列番号226)及びYFANK(配列番号227)からなる群より選択される、請求項49に記載のポリペプチド。
- (a)X1−YYANA−Z1、ここで、X1は配列RGTCN(配列番号228)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(b)X3−YYSNS−Z3、ここで、X3は配列RGTCN(配列番号228)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(c)X1−YYANS−Z2、ここで、X1は配列RGTCN(配列番号228)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(d)X2−YYANK−Z2、ここで、X2は配列RGTCH(配列番号233)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(e)X4−FFANK−Z4、ここで、X4は配列QGTCH(配列番号235)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;及び
(f)X6−YFANK−Z6、ここで、X6は配列RGTCH(配列番号233)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列YSFWL(配列番号229)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である、
からなる群より選択されるポリペプチド。 - IERSEMFKKPT(配列番号238)、LNPERMFRKPI(配列番号239)、VDVSDMFSKPQ(配列番号240)、IPEQSFQGSPS(配列番号241)、VKADLQFSSAPA(配列番号242)、及びVEERQQFGELPV(配列番号243)からなる群より選択されるポリペプチド。
- (a)X1−IERSEMFKKPT−Z1、ここで、X1は配列FWLAT(配列番号244)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z1は配列PSTLK(配列番号181)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(b)X3−LNPERMFRKPI−Z3、ここで、X3は配列FWLAS(配列番号246)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z3は配列PSTVK(配列番号182)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(c)X1−VDVSDMFSKPQ−Z2、ここで、X1は配列FWLAT(配列番号244)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z5は配列SETLK(配列番号183)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(d)X2−IPEQSFQGSPS−Z2、ここで、X2は配列FWLTT(配列番号249)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z2は配列ADTLK(配列番号184)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;
(e)X4−VKADLQFSSAPA−Z4、ここで、X4は配列FWLTT(配列番号249)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z4は配列PDTLK(配列番号185)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である;及び
(f)X6−VEERQQFGELPV−Z6、ここで、X6は配列FWLTT(配列番号249)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸であり、Z6は配列SETLK(配列番号183)の0、1、2、3、4、または5アミノ酸である、
からなる群より選択されるポリペプチド。 - FSTMPFLFCNINNVCNFA(配列番号253)、FTTMPFLFCNVNDVCNFA(配列番号254)、FSTMPFMFCNINNVCNFA(配列番号255)、FSTMPFLYCNPGDVCYYA(配列番号256)、FSTLPFAYCNIHQVCHYA(配列番号257)、FSTMPFIYCNINEVCHYA(配列番号258)、PFLFCNINNVCNFASRND(配列番号259)、PFLFCNVNDVCNFASRND(配列番号260)、PFMFCNINNVCNFASRND(配列番号261)、PFLYCNPGDVCYYASRND(配列番号262)、PFAYCNIHQVCHYAQRND(配列番号263)、PFIYCNINEVCHYARRND(配列番号264)、FSTMPFLFCNINNVCNFASRND(配列番号265)、FTTMPFLFCNVNDVCNFASRND(配列番号266)、FSTMPFMFCNINNVCNFASRND(配列番号267)、FSTMPFLYCNPGDVCYYASRND(配列番号268)、FSTLPFAYCNIHQVCHYAQRND(配列番号269)、FSTMPFIYCNINEVCHYARRND(配列番号270)、PFIECHGRGTCNYY(配列番号271)、PFLECHGRGTCNYY(配列番号272)、PFIECNGGRGTCHYY(配列番号273)、PFLECQGRQGTCHFF(配列番号274)、PFIECSGARGTCHYF(配列番号275)、IERSEMFKKPTPSTLKAG(配列番号276)、LNPERMFRKPIPSTVKAG(配列番号277)、VDVSDMFSKPQSETLKAG(配列番号278)、IPEQSFQGSPSADTLKAG(配列番号279)、VKADLQFSSAPAPDTLKES(配列番号280)、VEERQQFGELPVSETLKAG(配列番号281)、GSCLRKFSTM(配列番号282)、GSCLQRFTTM(配列番号283)、GSCLRRFSTM(配列番号284)、GSCLARFSTM(配列番号285)、GSCLPVFSTL(配列番号286)、GSCLPRFSTM(配列番号287)、LRKFSTMPFLFCNINNVCNF(配列番号288)、LQRFTTMPFLFCNVNDVCNF(配列番号289)、LRRFSTMPFMFCNINNVCNF(配列番号290)、LARFSTMPFLYCNPGDVCYY(配列番号291)、LPVFSTLPFAYCNIHQVCHY(配列番号292)、LPRFSTMPFIYCNINEVCHY(配列番号293)、IPE(配列番号294)、IER(配列番号295)、QD(配列番号296)、NYY(配列番号297)、FCNVNDVCNF(配列番号298)、YCNPGDVCYY(配列番号299)、YCNIHQVCHY(配列番号300)、及びYCNINEVCHY(配列番号301)からなる群より選択されるポリペプチド。
- (a)請求項1〜57のいずれか1項に記載のポリペプチド;及び
(b)薬学的に許容し得る担体、
を含む医薬組成物。 - 組織において血管新生を阻害するための方法であって、該組織を有効阻害量の請求項1〜57のいずれか1項のポリペプチドと接触させることを含む方法。
- 組織において血管新生を阻害するための方法であって、該組織を有効阻害量の請求項58の医薬組成物と接触させることを含む方法。
- 血管新生が腫瘍誘導性である請求項59または60の方法。
- 哺乳動物において血管新生介在疾患または状態を治療するための方法であって、血管新生介在疾患または状態を患う哺乳動物に、血管新生の阻害に有効な量の請求項1〜57のいずれか1項のポリペプチドを投与することを含む方法。
- 哺乳動物において血管新生介在疾患または状態を治療するための方法であって、血管新生介在疾患または状態を患う哺乳動物に、血管新生の阻害に有効な量の請求項58の医薬組成物を投与することを含む方法。
- 血管新生介在疾患または状態が、固形及び血液由来の腫瘍、糖尿病性網膜症、関節リウマチ、網膜新血管新生、脈絡膜新血管新生、黄斑変性症、角膜新血管新生、未熟児の網膜症、角膜移植片拒絶反応、新生血管緑内障、水晶体後線維増殖症、流行性角結膜炎、ビタミンA欠乏症、コンタクトレンズ疲労、アトピー性角膜炎、上方輪部角結膜炎、翼状片乾燥角膜炎、sogrens(シェーグレン症?)、赤鼻、phylectenulosis、梅毒、マイコバクテリア感染、脂質変性、化学的熱傷、細菌性潰瘍、真菌性潰瘍、単純ヘルペス感染、帯状疱疹感染、原生動物感染、カポジ肉腫、モーレン潰瘍、テリエン周辺変性症、辺縁角質溶解、外傷、全身性狼瘡、多発性動脈炎、ウェゲナー類肉腫症、強膜炎、スティーブン・ジョンソン病、放射状角膜切除術、鎌状赤血球貧血、類肉腫、弾性線維性仮性黄色腫、パジェット病、静脈閉塞症、動脈閉塞症、頸動脈閉塞病、慢性ブドウ膜炎、慢性vitritis、ライム病、イールズ病、Bechets(ベーチェット?)病、近視、視窩、スタルガルト病、扁平部炎、慢性網膜剥離、過粘稠度症候群、トキソプラズマ症、レーザー後合併症、線維性血管性組織の異常増殖、血管腫、Osler−Weber−Rendu病、後天性免疫免疫不全症候群、眼血管新生病、骨関節炎、慢性炎症、クローン病、潰瘍性大腸炎、乾癬、アテローム性動脈硬化、及び類天疱瘡からなる群より選択される、請求項62または63に記載の方法。
- 腫瘍転移を阻害するための方法であって、腫瘍または組織を、腫瘍転移の阻害に有効な量の請求項1〜57のいずれか1項のポリペプチドと接触させることを含む方法。
- 腫瘍転移を阻害するための方法であって、腫瘍または組織を、腫瘍転移の阻害に有効な量の請求項58に記載の医薬組成物と接触させることを含む方法。
- 腫瘍増殖を阻害するための方法であって、腫瘍または組織を、腫瘍増殖の阻害に有効な量の請求項1〜57のいずれか1項に記載のポリペプチドと接触させることを含む方法。
- 腫瘍転移を阻害するための方法であって、腫瘍または組織を、腫瘍増殖の阻害に有効な量の請求項58に記載の医薬組成物と接触させることを含む方法。
- 動物組織における細胞外基質との内皮細胞相互作用を阻害するための方法であって、腫瘍または動物組織を、細胞外基質との内皮細胞相互作用の阻害に有効な量の請求項1〜57のいずれか1項に記載のポリペプチドと接触させることを含む方法。
- 動物組織における細胞外基質との内皮細胞相互作用を阻害するための方法であって、腫瘍または動物組織を、細胞外基質との内皮細胞相互作用の阻害に有効な量の請求項58に記載の医薬組成物と接触させることを含む方法。
- 細胞における基底膜形成または組織発達を阻害するための方法であって、細胞または組織を、基底膜形成の阻害に有効な量の請求項1〜57のいずれか1項に記載のポリペプチドと接触させることを含む方法。
- 細胞における基底膜形成または組織発達を阻害するための方法であって、細胞または組織を、基底膜形成の阻害に有効な量の請求項58に記載の医薬組成物と接触させることを含む方法。
- IV型コラーゲンのNC1ドメイン六量体の結晶であって、IV型コラーゲンの[(α1)2.α2]2NC1六量体を含み、結晶化NC1ドメイン六量体の三次元構造を3Å以下の解像度まで決定できるようにおおよそa=127.16Å〜129.41Å、b=139.57Å〜143.87Å;c=160.20Å〜162.92Å;β=91.3°を有する空間群P21からなる結晶。
- 結晶化NC1ドメイン六量体の三次元構造を2.2Å以下の解像度まで決定することができる、請求項73に記載の結晶。
- 結晶化NC1ドメイン六量体の三次元構造を2Å以下の解像度まで決定することができる、請求項73に記載の結晶。
- IV型コラーゲン構築の阻害剤を同定するための方法であって:
(a)IV型コラーゲンのNC1六量体の結晶であって、IV型コラーゲンの[(α1)2.α2]2NC1六量体を含み、結晶化NC1ドメイン六量体の三次元構造を3Å以下の解像度まで決定できるように、およそa=127.16Å〜129.41Å、b=139.57Å〜143.87Å;c=160.20Å〜162.92Å;β=91.3°を有する空間群P21からなる結晶を得、
(b)請求項75のIV型コラーゲンの結晶化NC1ドメイン六量体の三次元構造を解析し;及び
(b)IV型コラーゲンNC1 α鎖の:
(i)鎖間ドメインスワッピング領域;
(ii)鎖内ドメインスワッピング領域;
(iii)特異性領域;
(iv)特異性領域パートナー;
(v)六量体界面;
(vi)単量体−単量体界面;及び
(vii)超可変領域
からなる群より選択される1つ以上の領域を標的として、IV型コラーゲン構築の潜在的阻害剤を設計する、
ことを含む方法。 - (a)潜在的阻害剤を合成し;及び
(b)潜在的阻害剤がIV型コラーゲンの構築を阻害するかどうかを決定する、
ことをさらに含む、請求項76に記載の方法。 - (a)潜在的阻害剤を合成し;及び
(b)潜在的阻害剤が、血管新生、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着、内皮細胞増殖、及び基底層構築のうち、1つ以上を阻害するかどうかを決定するアッセイを実施する、
ことをさらに含む、請求項76に記載の方法。 - 請求項76〜78のいずれか1項の方法によって同定される、IV型コラーゲン構築の阻害剤。
- 請求項76〜78のいずれか1項の方法によって同定される、血管新生、腫瘍増殖、腫瘍転移、内皮細胞接着、内皮細胞増殖、及び基底層構築からなる群より選択される1つ以上のプロセスの阻害剤。
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