JP2008301776A - New peptide and method for using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォンビルブランド因子(von Willebrand factor; vWF)に特異的に結合して分解を阻害する新規ペプチド、及びその使用方法、並びに、フォンビルブランド因子切断酵素活性阻害剤、及び一次止血血栓形成促進剤に関する。 The present invention relates to a novel peptide that specifically binds to von Willebrand factor (vWF) and inhibits degradation, a method of using the same, an inhibitor of von Willebrand factor cleaving enzyme activity, and primary hemostatic thrombus It relates to a formation accelerator.
出血が起こると、血液成分が固まり、止血血栓を形成して出血を最小限にとどめようとする防御機構(止血機構)が作動する。 When bleeding occurs, a blood component is solidified, and a defense mechanism (hemostatic mechanism) that operates to minimize bleeding by forming a hemostatic thrombus is activated.
このような止血機構には様々な因子が関与しており、その一つの因子にフォンビルブランド因子(von Willebrand factor; vWF)がある。vWFは、血管内皮細胞及び骨髄巨核球で産生されるタンパク質であり、血小板血栓を形成し(一次止血血栓形成)、その部位において凝固血栓の成長を促す(二次止血血栓形成)という、止血に重要な役割を担っている(例えば、非特許文献1参照)。具体的には、vWFは、血小板の内皮下組織(例えば、コラーゲン)への粘着に際し、血小板膜受容体とコラーゲンとの結合に必要な糊となったり、VIII因子を安定化して運搬する働きをしたりする。 Various factors are involved in such a hemostatic mechanism, one of which is the von Willebrand factor (vWF). vWF is a protein produced by vascular endothelial cells and bone marrow megakaryocytes, which forms platelet thrombus (primary hemostatic thrombus formation) and promotes the growth of coagulated thrombus at that site (secondary hemostatic thrombus formation) It plays an important role (see Non-Patent Document 1, for example). Specifically, vWF acts as a glue necessary for the binding of platelet membrane receptors and collagen, and stabilizes and transports factor VIII when platelets adhere to subendothelial tissues (eg, collagen). To do.
一方、生体内には、血管内における、このような血小板血栓の形成を防止するために、vWFを分解して重合体(マルチマー)サイズを減じる働きをする酵素ADAMTS13(a disintegrin-like and metalloprotease with thrombospondin type 1 motifs 13)が存在する(例えば、非特許文献2参照)。
そこで、フォンビルブランド因子の分解を抑制すれば、止血や凝固に役立つのではないかと考えられた。 Therefore, it was thought that if the degradation of von Willebrand factor was suppressed, it would be useful for hemostasis and coagulation.
本発明は、フォンビルブランド因子に特異的に結合して分解を阻害する新規ペプチド、及びその使用方法、並びに、フォンビルブランド因子切断酵素活性阻害剤、及び一次止血血栓形成促進剤を提供することを目的とする。 The present invention provides a novel peptide that specifically binds to von Willebrand factor and inhibits degradation, a method for using the same, a von Willebrand factor cleavage enzyme activity inhibitor, and a primary hemostatic thrombus formation promoter. With the goal.
以下の実施例に示す通り、本発明者らは、ADAMTS13タンパク質においてフォンビルブランド因子と強く結合する部位を同定したところ、その部位に対応するペプチドがADAMTS13によるvWFの切断を阻害することを見出し、本発明を完成するに至った。 As shown in the following examples, the present inventors have identified a site that strongly binds to von Willebrand factor in ADAMTS13 protein, and found that the peptide corresponding to that site inhibits cleavage of vWF by ADAMTS13, The present invention has been completed.
すなわち、本発明にかかるペプチドは、以下の(a)、(b)又は(c)のペプチドであることを特徴とする。
(a)配列番号1のアミノ酸配列を有するペプチド。
(b)配列番号1のアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換、又は付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子(von Willebrand factor; vWF)への結合活性を有するペプチド。
(c)ヒトADAMTS13タンパク質のアミノ酸配列の一部であって、配列番号1のアミノ酸配列において、N末端側に1〜22個のアミノ酸が付加したアミノ酸配列からなるか、又はC末端側に1〜3個のアミノ酸が付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子への結合活性を有するペプチド。
That is, the peptide according to the present invention is characterized by the following peptide (a), (b) or (c).
(A) A peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
(B) A peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and having a binding activity to von Willebrand factor (vWF).
(C) a part of the amino acid sequence of human ADAMTS13 protein, which consists of an amino acid sequence in which 1 to 22 amino acids are added to the N-terminal side in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1; A peptide consisting of an amino acid sequence to which three amino acids are added and having a binding activity to von Willebrand factor.
また、本発明にかかるペプチドは、以下の(a)、(b)又は(c)のペプチドであることを特徴とする。
(a)配列番号2のアミノ酸配列を有するペプチド。
(b)配列番号2のアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換、又は付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子への結合活性を有するペプチド。
(c)ヒトADAMTS13タンパク質のアミノ酸配列の一部であって、配列番号2のアミノ酸配列において、N末端側に1〜2個のアミノ酸が付加したアミノ酸からなるか、又はC末端側1〜12個のアミノ酸が付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子への結合活性を有するペプチド。
Moreover, the peptide concerning this invention is the peptide of the following (a), (b) or (c), It is characterized by the above-mentioned.
(A) A peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
(B) A peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and having a binding activity to von Willebrand factor.
(C) a part of the amino acid sequence of human ADAMTS13 protein, consisting of an amino acid having 1 to 2 amino acids added to the N-terminal side in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or 1 to 12 C-terminal side A peptide having an amino acid sequence to which is added an amino acid and having binding activity to von Willebrand factor.
さらに、本発明にかかるペプチドは、以下の(a)又は(b)のペプチドであることを特徴とする。
(a)配列番号3のアミノ酸配列を有するペプチド。
(b)配列番号3のアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換、又は付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子への結合活性を有するペプチド。
Furthermore, the peptide concerning this invention is the peptide of the following (a) or (b), It is characterized by the above-mentioned.
(A) A peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.
(B) A peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, and having a binding activity to von Willebrand factor.
また、本発明にかかるDNAは、前記のペプチドをコードすることを特徴とする。
さらに、本発明にかかる発現ベクターは、前記ペプチドを発現することを特徴とする。
The DNA according to the present invention is characterized by encoding the peptide.
Furthermore, the expression vector according to the present invention is characterized by expressing the peptide.
また、本発明にかかる細胞は、前記発現ベクターを保持することを特徴とする。この細胞は、例えば、大腸菌のような原核生物でも、酵母のような単細胞真核生物でも、昆虫や哺乳類などの培養細胞でもよい。
さらに、本発明にかかるフォンビルブランド因子切断酵素活性阻害剤、及び一次止血血栓形成促進剤は、前記ペプチドを含有することを特徴とする。
Moreover, the cell concerning this invention hold | maintains the said expression vector, It is characterized by the above-mentioned. This cell may be, for example, a prokaryotic organism such as E. coli, a unicellular eukaryotic organism such as yeast, or a cultured cell such as an insect or a mammal.
Furthermore, the von Willebrand factor cleaving enzyme activity inhibitor and the primary hemostatic thrombus formation promoting agent according to the present invention contain the peptide.
本発明により、フォンビルブランド因子に特異的に結合して分解を阻害する新規ペプチド、及びその使用方法、並びに、フォンビルブランド因子切断酵素活性阻害剤、及び一次止血血栓形成促進剤を提供することができる。 According to the present invention, a novel peptide that specifically binds to von Willebrand factor and inhibits degradation, a method of using the same, a von Willebrand factor cleaving enzyme activity inhibitor, and a primary hemostatic thrombus formation promoter are provided. Can do.
以下、上記知見に基づき完成した本発明の実施の形態を、実施例を挙げながら詳細に説明する。実施の形態及び実施例に特に説明がない場合には、J. Sambrook, E. F. Fritsch & T. Maniatis (Ed.), Molecular cloning, a laboratory manual (3rd edition), Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York (2001); F. M. Ausubel, R. Brent, R. E. Kingston, D. D. Moore, J.G. Seidman, J. A. Smith, K. Struhl (Ed.), Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons Ltd.などの標準的なプロトコール集に記載の方法、あるいはそれを修飾したり、改変した方法を用いる。また、市販の試薬キットや測定装置を用いている場合には、特に説明が無い場合、それらに添付のプロトコールを用いる。 Hereinafter, embodiments of the present invention completed based on the above knowledge will be described in detail with reference to examples. Unless otherwise stated in the embodiments and examples, J. Sambrook, EF Fritsch & T. Maniatis (Ed.), Molecular cloning, a laboratory manual (3rd edition), Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York (2001); FM Ausubel, R. Brent, RE Kingston, DD Moore, JG Seidman, JA Smith, K. Struhl (Ed.), Standard Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons Ltd. The method described in the protocol collection, or a modified or modified method thereof is used. In addition, when using commercially available reagent kits and measuring devices, unless otherwise explained, protocols attached to them are used.
なお、本発明の目的、特徴、利点、及びそのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば、容易に本発明を再現できる。以下に記載された発明の実施の形態及び具体的に実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図並びに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々な改変並びに修飾ができることは、当業者にとって明らかである。 The objects, features, advantages, and ideas of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the description of the present specification, and those skilled in the art can easily reproduce the present invention from the description of the present specification. it can. The embodiments and specific examples of the invention described below show preferred embodiments of the present invention, and are shown for illustration or explanation. It is not limited. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made based on the description of the present specification within the spirit and scope of the present invention disclosed herein.
===フォンビルブランド因子結合ペプチド===
本発明において、フォンビルブランド因子に特異的に結合して分解を阻害するペプチドは、主に3種類見出された。
=== Vonville brand factor binding peptide ===
In the present invention, three types of peptides that specifically bind to von Willebrand factor and inhibit degradation are found.
1つ目のフォンビルブランド因子結合ペプチドは、以下の(a)、(b)又は(c)のペプチドである。
(a)配列番号1のアミノ酸配列を有するペプチド。
(b)配列番号1のアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換、又は付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子(von Willebrand factor; vWF)への結合活性を有するペプチド。
(c)ヒトADAMTS13タンパク質のアミノ酸配列の一部であって、配列番号1のアミノ酸配列において、N末端側に1〜22個のアミノ酸が付加したアミノ酸配列からなるか、又はC末端側に1〜3個のアミノ酸が付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子への結合活性を有するペプチド。
The first von Willebrand factor binding peptide is the following peptide (a), (b) or (c).
(A) A peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
(B) A peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and having a binding activity to von Willebrand factor (vWF).
(C) a part of the amino acid sequence of human ADAMTS13 protein, which consists of an amino acid sequence in which 1 to 22 amino acids are added to the N-terminal side in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1; A peptide consisting of an amino acid sequence to which three amino acids are added and having a binding activity to von Willebrand factor.
上記ペプチドは、化学合成によって合成してもよいし、そのペプチドをコードするDNAを用いて、以下に記載のようにペプチドを発現させることによって合成してもよい。 The peptide may be synthesized by chemical synthesis or may be synthesized by expressing the peptide as described below using DNA encoding the peptide.
上記ペプチドをコードするDNAとしては、そのペプチドのアミノ酸配列よりコドン表を用いて作成された配列を有するDNAを用いればよい。なお、これらのDNAを得るには、そのDNA配列を有するクローンが含まれるゲノムライブラリーやcDNAライブラリーをスクリーニングしてもよく、そのDNA配列を有する生物種のゲノムやRNAを用いてPCRやRACE法等で増幅してもよく、これらを組み合わせてもよい。また、上記DNAは化学合成によって作製してもよい。 As the DNA encoding the peptide, DNA having a sequence created from the amino acid sequence of the peptide using a codon table may be used. In order to obtain these DNAs, genomic libraries and cDNA libraries containing clones having the DNA sequence may be screened, and PCR or RACE using the genome or RNA of the species having the DNA sequence. It may be amplified by a method or the like, or these may be combined. The DNA may be prepared by chemical synthesis.
上記ペプチドとしては、例えば、RPDITFTYFQPKPRQ(配列番号1)、RPDITFTYFQPKPRQAWV(PP1、配列番号4)等が挙げられる。
2つ目のペプチドは、以下の(a)、(b)又は(c)のペプチドである。
(a)配列番号2のアミノ酸配列を有するペプチド。
(b)配列番号2のアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換、又は付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子への結合活性を有するペプチド。
(c)ヒトADAMTS13タンパク質のアミノ酸配列の一部であって、配列番号2のアミノ酸配列において、N末端側に1〜2個のアミノ酸が付加したアミノ酸からなるか、又はC末端側1〜12個のアミノ酸が付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子への結合活性を有するペプチド。
As said peptide, RPDITFTYFQPKPRQ (sequence number 1), RPDITFTYFQPKPRQAWV (PP1, sequence number 4) etc. are mentioned, for example.
The second peptide is the following peptide (a), (b) or (c).
(A) A peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
(B) A peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and having a binding activity to von Willebrand factor.
(C) A part of the amino acid sequence of human ADAMTS13 protein, consisting of an amino acid having 1 to 2 amino acids added to the N-terminal side in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or 1 to 12 C-terminal side A peptide having an amino acid sequence to which is added an amino acid and having binding activity to von Willebrand factor.
なお、これらのペプチド、及びこれらのペプチドをコードするDNAの合成方法は、前述の通りである。 The methods for synthesizing these peptides and DNAs encoding these peptides are as described above.
上記ペプチドとしては、例えば、RHMCRAIGESFIMKRGDSFLDGTR(PP2、配列番号2)等が挙げられる。 Examples of the peptide include RHMCRAIGESFIMKRGDSFLDGTR (PP2, SEQ ID NO: 2) and the like.
さらに、3つ目のペプチドは、以下の(a)又は(b)のペプチドである。
(a)配列番号3のアミノ酸配列を有するペプチド。
(b)配列番号3のアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換、又は付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子への結合活性を有するペプチド。
これらのペプチド、及びこれらのペプチドをコードするDNAの合成方法は、前述の通りである。
上記ペプチドとしては、例えば、PSLLEDGRVEYRVALTEDRLPRLE(PP3、配列番号3)等が挙げられる。
Furthermore, the third peptide is the following peptide (a) or (b).
(A) A peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.
(B) A peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, and having a binding activity to von Willebrand factor.
The methods for synthesizing these peptides and DNAs encoding these peptides are as described above.
Examples of the peptide include PSLLEDGRVEYRVALTEDRLPRLE (PP3, SEQ ID NO: 3).
===フォンビルブランド因子結合ペプチドの有用性===
(1)フォンビルブランド因子切断酵素活性阻害剤
フォンビルブランド因子(vWF)切断酵素は、別名ADAMTS13(a disintegrin-like and metalloprotease with thrombospondin type 1 motifs 13)ともいう。
=== Usefulness of von Willebrand factor binding peptide ===
(1) von Willebrand factor cleaving enzyme activity inhibitor The von Willebrand factor (vWF) cleaving enzyme is also called ADAMTS13 (a disintegrin-like and metalloprotease with thrombospondin type 1 motifs 13).
実施例1に示すように、フォンビルブランド因子に特異的に結合するペプチドをスクリーニングすると、図1に示されるようなペプチドが単離される。ここで、Epitope 1近傍の場合、669番目よりN端側及び685番目よりC端側が欠失しているペプチドが単離されていることから、特異的結合に必要な領域は670番目から684番目であると考えられる。従って、以下、670番目から684番目までの領域をEpitope 1と呼ぶ。同様に、Epitope 2及びEpitope 3近傍の場合も、特異的結合に必要な領域は、それぞれ484番目から507番目及び618番目から641番目と特定できるため、これらの領域をそれぞれEpitope 2及びEpitope 3と呼ぶ。これらのEpitopeに対応するペプチドは、フォンビルブランド因子に特異的に結合するため、フォンビルブランド因子結合ペプチドとして機能し得る。 As shown in Example 1, screening for peptides that specifically bind to von Willebrand factor results in the isolation of peptides as shown in FIG. Here, in the vicinity of Epitope 1, since the peptide lacking the N-terminal side from the 669th and the C-terminal side from the 685th has been isolated, the region necessary for specific binding is from the 670th to the 684th. It is thought that. Therefore, hereinafter, the region from the 670th to the 684th is called Epitope 1. Similarly, even in the vicinity of Epitope 2 and Epitope 3, the regions necessary for specific binding can be identified as 484th to 507th and 618th to 641st, respectively. Call. Since these peptides corresponding to Epitopes bind specifically to von Willebrand factor, they can function as von Willebrand factor binding peptides.
さらに、実施例より、配列番号2、3、及び4に記載するペプチドは、フォンビルブランド因子と結合し、ADAMTS13の活性を阻害する、すなわち、フォンビルブランド因子切断酵素活性を阻害する(図2を参照のこと)。従って、本発明のペプチドは、フォンビルブランド因子切断酵素活性阻害剤として用いることができる。 Furthermore, from the Examples, the peptides described in SEQ ID NOs: 2, 3, and 4 bind to von Willebrand factor and inhibit ADAMTS13 activity, that is, inhibit von Willebrand factor cleavage enzyme activity (FIG. 2). checking). Therefore, the peptide of the present invention can be used as an inhibitor of von Willebrand factor cleavage enzyme activity.
これらの阻害活性を有するペプチドは、Epitope 1〜3に対応するため、Epitope 1〜3のいずれかに結合するペプチドであれば、ADAMTS13の活性を阻害すると考えられる。従って、配列番号1からなるペプチド、及び、ヒトADAMTS13タンパク質のアミノ酸配列の一部であって、配列番号1のアミノ酸配列において、N末端側に1〜22個のアミノ酸が付加したアミノ酸配列からなるか、又はC末端側に1〜3個のアミノ酸が付加したアミノ酸配列からなるペプチド、並びに、配列番号2のアミノ酸配列において、N末端側に1〜2個のアミノ酸が付加したアミノ酸からなるか、又はC末端側1〜12個のアミノ酸が付加したアミノ酸配列からなるペプチドも、実施例に示すようにvWFに特異的に結合し、vWFとADAMTS13との結合を阻害することによって、ADAMTS13(フォンビルブランド因子切断酵素)活性を阻害すると考えられる。 Since these peptides having inhibitory activity correspond to Epitopes 1-3, any peptide that binds to any of Epitopes 1-3 is considered to inhibit ADAMTS13 activity. Therefore, is it part of the amino acid sequence of the peptide consisting of SEQ ID NO: 1 and human ADAMTS13 protein and consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 with 1 to 22 amino acids added to the N-terminal side? Or a peptide consisting of an amino acid sequence having 1 to 3 amino acids added to the C-terminal side, and an amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 consisting of amino acids having 1 to 2 amino acids added to the N-terminal side, or A peptide consisting of an amino acid sequence to which 1 to 12 amino acids on the C-terminal side are added also specifically binds to vWF and inhibits the binding between vWF and ADAMTS13 as shown in the examples, thereby allowing ADAMTS13 (von Bill brand It is thought that the factor-cleaving enzyme) activity is inhibited.
本発明のフォンビルブランド因子切断酵素活性阻害剤は、例えば、フォンビルブランド因子やフォンビルブランド因子切断酵素の機能を研究するのに用いることができる。 The von Willebrand factor cleaving enzyme activity inhibitor of the present invention can be used, for example, to study the function of von Willebrand factor or von Willebrand factor cleaving enzyme.
(2)血栓症モデル動物
フォンビルブランド因子(vWF)は、2,050アミノ酸残基からなる1種類のサブユニット複数個がジスルフィド結合し、多重体(マルチマー)構造を形成している。正常の生体内においては、このような多重体構造を有するvWFは、適宜、ADAMTS13によって分解されている。
(2) Thrombosis model animal von Willebrand factor (vWF) has a multimer structure in which a plurality of one kind of subunits consisting of 2,050 amino acid residues are disulfide bonded. In a normal living body, vWF having such a multiple structure is appropriately decomposed by ADAMTS13.
以下の実施例に示すように、フォンビルブランド因子結合ペプチドは、ADAMTS13によるvWFの切断を阻害する(図3を参照のこと)。これは、フォンビルブランド因子結合ペプチドの投与により、vWFの多重体構造を分解することができなくなり、その結果、vWF依存性の血小板血栓形成を促進することを意味する。従って、フォンビルブランド因子結合ペプチドを動物体内で存在させることにより、血栓症モデル動物を作製することができる。ここで、モデル動物の対象となる脊椎動物としては、ヒト以外の脊椎動物ならば特に限定されないが、例えば、マウス、ラット、モルモット、ウサギ、イヌ、サル等が挙げられる。 As shown in the Examples below, von Willebrand factor binding peptides inhibit vWF cleavage by ADAMTS13 (see FIG. 3). This means that administration of the von Willebrand factor binding peptide makes it impossible to degrade the multimeric structure of vWF, thereby promoting vWF-dependent platelet thrombus formation. Therefore, a thrombosis model animal can be produced by allowing the von Willebrand factor binding peptide to exist in the animal body. Here, the vertebrates to be model animals are not particularly limited as long as they are vertebrates other than humans, and examples thereof include mice, rats, guinea pigs, rabbits, dogs, monkeys, and the like.
血栓症モデル動物を作製する方法は、特に限定されず、例えば、血栓症を発症させる量で、かつ、致死に至らない範囲の量の、フォンビルブランド因子結合ペプチドを、ヒト以外の脊椎動物に投与すればよいが、最も好ましい方法は、フォンビルブランド因子結合ペプチドを発現するトランスジェニックマウスを作製することである。
なお、血栓症モデル動物に対し、血管強化薬(例えば、アドレノクロム、フラボノイド、ビタミンC、エタンシラート、エストロゲン)、凝固促進薬(例えば、ビタミンK、精製蛇毒製剤)、抗線溶薬(例えば、抗プラスミン薬)、血液製剤等の投与を組み合わせれば、より効率よく血栓症を生じさせることができる。
上記の方法によって作製した血栓症モデル動物は、例えば、抗凝血薬、血栓溶解剤、血小板凝集阻害薬等の新規薬剤をスクリーニングするのに有用である。
The method for producing a thrombosis model animal is not particularly limited. For example, a von Willebrand factor-binding peptide in an amount that causes thrombosis and that does not lead to lethality is applied to vertebrates other than humans. Although it may be administered, the most preferred method is to create a transgenic mouse that expresses the von Willebrand factor binding peptide.
For thrombosis model animals, blood vessel strengthening agents (eg, adrenochrome, flavonoids, vitamin C, ethanesylate, estrogen), coagulation promoters (eg, vitamin K, purified snake venom preparation), anti-fibrinolytic agents (eg, antiplasmin) Thrombosis can be generated more efficiently by combining administration of drugs) and blood products.
The thrombosis model animal produced by the above method is useful for screening novel drugs such as anticoagulants, thrombolytic agents, and platelet aggregation inhibitors.
(3)一次止血血栓形成促進剤
(3−1)薬理作用
前述の通り、外傷等によって血管内皮が損傷されると、血小板が損傷部位に粘着・凝集し、一次止血血栓形成が行われる。ここで、血管内皮細胞で産生され、血漿へと分泌されるタンパク質の一つがフォンビルブランド因子(vWF)である。vWFは、血小板膜上の受容体と損傷によって露出した血管内のコラーゲンとを結合させ、血小板の粘着を誘導する(一次止血血栓形成)。
本発明のフォンビルブランド因子結合ペプチドは、ADAMTS13によるvWFの切断を阻害する(図3を参照のこと)。これは、フォンビルブランド因子結合ペプチドの投与により、vWFの多重体構造を分解することができなくなり、その結果、vWF依存性の血小板血栓形成を促進することを意味する。従って、本発明のフォンビルブランド因子結合ペプチドを含有する薬剤は、一次止血血栓形成促進剤として用いることができる。
(3) Primary hemostatic thrombus formation promoter (3-1) Pharmacological action As described above, when the vascular endothelium is damaged by trauma or the like, platelets adhere and aggregate at the damaged site, and primary hemostatic thrombus formation is performed. Here, one of the proteins produced in vascular endothelial cells and secreted into plasma is von Willebrand factor (vWF). vWF binds the receptors on the platelet membrane to collagen in the blood vessels exposed by the damage and induces platelet adhesion (primary hemostatic thrombus formation).
The von Willebrand factor binding peptide of the present invention inhibits the cleavage of vWF by ADAMTS13 (see FIG. 3). This means that administration of the von Willebrand factor binding peptide makes it impossible to degrade the multimeric structure of vWF, thereby promoting vWF-dependent platelet thrombus formation. Therefore, the drug containing the von Willebrand factor binding peptide of the present invention can be used as a primary hemostatic thrombus formation promoter.
ここで、一次止血血栓形成を促進することが必要な症状・疾患としては、例えば、通常の結紮によって止血困難な小血管、毛細血管及び実質臓器から出血した場合(例えば、外傷に伴う出血、手術中の出血、骨性出血、膀胱出血、抜歯後の出血、鼻出血及び上部消化管からの出血等)等が挙げられる。
止血をする際は、本発明の薬剤の投与の他に、血管強化薬(例えば、アドレノクロム、フラボノイド、ビタミンC、エタンシラート、エストロゲン)、凝固促進薬(例えば、ビタミンK、精製蛇毒製剤)、抗線溶薬(例えば、抗プラスミン薬)、血液製剤等の投与を組み合わせれば、より効率よく止血することができる。
Here, the symptoms / diseases that need to promote the formation of primary hemostatic thrombus include, for example, bleeding from small blood vessels, capillaries and parenchymal organs that are difficult to stop by normal ligation (for example, bleeding due to trauma, surgery) Bleeding, bone bleeding, bladder bleeding, bleeding after tooth extraction, nasal bleeding, bleeding from the upper gastrointestinal tract, etc.).
In the case of hemostasis, in addition to the administration of the agent of the present invention, a blood vessel enhancer (for example, adrenochrome, flavonoid, vitamin C, ethanesylate, estrogen), a coagulation promoting agent (for example, vitamin K, purified snake venom preparation), anti-ray Combining administration of a lysing drug (for example, an antiplasmin drug), a blood product, etc. can stop hemostasis more efficiently.
(3−2)上記薬剤の製造方法
上記薬剤は、本発明のペプチドを含有しているものであればよい。本発明のペプチドの製造方法は、前述の通りである。
本発明の薬剤に用いられ得る薬学的に許容される担体としては、製剤素材として慣用の各種有機あるいは無機担体物質を用いてもよく、例えば固形製剤における賦形剤、滑沢剤、結合剤及び崩壊剤、あるいは液状製剤における溶剤、溶解補助剤、懸濁化剤、等張化剤、緩衝剤及び無痛化剤等を含有してもよい。さらに必要に応じて、通常の防腐剤、抗酸化剤、着色剤、甘味剤、吸着剤、湿潤剤等の添加物を適宜、適量含有してもよい。また、剤形としては、経口剤は、例えば、錠剤、カプセル剤、顆粒剤、散剤、細粒剤、シロップ剤、徐放性錠・カプセル・顆粒剤、カシュー剤、咀嚼錠剤又はドロップ剤等が、注射剤は、例えば、溶液性注射剤、乳濁性注射剤、又は固形注射剤等が、外用剤は、例えば、撤布粉剤、ローション、軟膏・クリーム、スプレー、テープ剤等が挙げられる。
(3-2) Method for Producing the Drug The drug only needs to contain the peptide of the present invention. The method for producing the peptide of the present invention is as described above.
As a pharmaceutically acceptable carrier that can be used in the drug of the present invention, various organic or inorganic carrier substances that are conventionally used as a pharmaceutical material may be used. For example, excipients, lubricants, binders and A disintegrant or a solvent in a liquid preparation, a solubilizing agent, a suspending agent, a tonicity agent, a buffering agent, a soothing agent and the like may be contained. Further, if necessary, additives such as usual preservatives, antioxidants, colorants, sweeteners, adsorbents, wetting agents and the like may be appropriately contained. As the dosage form, oral preparations include, for example, tablets, capsules, granules, powders, fine granules, syrups, sustained-release tablets / capsules / granules, cashews, chewable tablets or drops. Examples of the injection include solution injections, emulsion injections, solid injections, and the like, and examples of external preparations include removal powders, lotions, ointments / creams, sprays, tapes, and the like.
(3−3)上記薬剤の投与量及び投与方法
上記薬剤の投与量は、年齢、体重、適応症又は投与経路によって異なるが、上記作用が発揮でき、かつ、生じる副作用が許容し得る範囲内であれば特に限定されない。なお、本発明の薬剤を血液中に注射すると、全身の凝固系を亢進させて致死的な結果を招く恐れがあるため、適宜投与量を調節することが好ましい。
また、上記薬剤の投与経路は、上記薬剤が出血部位に送達される投与経路であれば、特に限定されないが、例えば、外傷による出血の場合は局所投与が好ましい。
投与方法は、上記薬剤が出血部位に送達される方法であれば、特に限定されないが、例えば、ヒト又はヒト以外の脊椎動物において、外傷による出血が認められた場合は、上記薬剤をそのまま噴霧するか、灌注するか、撒布すればよい。
(3-3) Dosage and administration method of the drug The dose of the drug varies depending on age, weight, indication, or route of administration, but within the range where the above action can be exerted and the resulting side effects are acceptable. If there is no particular limitation. It should be noted that when the drug of the present invention is injected into the blood, the coagulation system of the whole body is promoted and a fatal result may be caused.
The route of administration of the drug is not particularly limited as long as the drug is delivered to the site of bleeding. For example, local administration is preferable in the case of bleeding due to trauma.
The administration method is not particularly limited as long as the drug is delivered to the bleeding site. For example, when bleeding due to trauma is observed in humans or non-human vertebrates, the drug is sprayed as it is. Or irrigate or distribute.
以下、実施例を用いて、以上に説明した実施態様を具体的に説明するが、これは例示であって、本発明をこの実施例に限定するものではない。 Hereinafter, although the embodiment described above is specifically described using examples, this is an exemplification, and the present invention is not limited to these examples.
<実施例1:ADAMTS13タンパク質のエピトープ解析>
フォンビルブランド因子(vWF)への結合に関与するADAMTS13タンパク質のエピトープを同定するために、以下の実験を行なった。
<Example 1: Epitope analysis of ADAMTS13 protein>
In order to identify the epitope of ADAMTS13 protein involved in binding to von Willebrand factor (vWF), the following experiment was performed.
(1)ADAMTS13エピトープライブラリーの作製
ADAMTS13 cDNAは第一製薬株式会社から入手した。ADAMTS13エピトープライブラリーは、公知の文献(Kuwabara I, Maruyama H, Mikawa YG, Zuberi RI, Liu FT, Maruyama IN. Efficient epitope mapping by bacteriophage lambda surface display. Nat Biotechnol 1997 ; 15: 74-8., Kuwabara I, Maruyama H, Kamisue S, Shima M, Yoshioka A, Maruyama IN. Mapping of the minimal domain encoding a conformational epitope by lambda phage surface display: factor VIII inhibitor antibodies from haemophilia A patients. J Immunol Methods 1999; 224: 89-99., . Moriki T, Kuwabara I, Liu FT, Maruyama IN. Protein domain mapping by lambda phage display: the minimal lactose-binding domain of galectin-3. Biochem Biophys Res Commun 1999; 265: 291-6., Hagiwara H, Kunihiro S, Nakajima K, Sano M, Masaki H, Yamamoto M, Pak JW, Zhang Y, Takase K, Kuwabara I, Maruyama IN, Machida M. Affinity selection of DNA-binding proteins from yeast genomic DNA libraries by improved lambda phage display vector. J Biochem (Tokyo) 2002; 132: 975-82. )に基づいて作製した。具体的には、以下の通りである。
(1) Preparation of ADAMTS13 epitope library
ADAMTS13 cDNA was obtained from Daiichi Pharmaceutical Co., Ltd. ADAMTS13 epitope library is available from known literature (Kuwabara I, Maruyama H, Mikawa YG, Zuberi RI, Liu FT, Maruyama IN. Efficient epitope mapping by bacteriophage lambda surface display. Nat Biotechnol 1997; 15: 74-8., Kuwabara I , Maruyama H, Kamisue S, Shima M, Yoshioka A, Maruyama IN.Mapping of the minimal domain encoding a conformational epitope by lambda phage surface display: factor VIII inhibitor antibodies from haemophilia A patients.J Immunol Methods 1999; 224: 89-99 Moriki T, Kuwabara I, Liu FT, Maruyama IN.Protein domain mapping by lambda phage display: the minimal lactose-binding domain of galectin-3. Biochem Biophys Res Commun 1999; 265: 291-6., Hagiwara H, Kunihiro S, Nakajima K, Sano M, Masaki H, Yamamoto M, Pak JW, Zhang Y, Takase K, Kuwabara I, Maruyama IN, Machida M. Affinity selection of DNA-binding proteins from yeast genomic DNA libraries by improved lambda phage display vector. J Biochem (Tokyo) 2002; 132: 975-82. Specifically, it is as follows.
まず、pcDNA3.1 myc-His(Invitrogen, Carlsbad, Ca)にADAMTS13 cDNA全長を挿入した。その後、このベクターをDNase I(タカラバイオ株式会社)でランダムに分解し、T4 DNAポリメラーゼ(New England Biolabs, Beverly, MA)でその末端を平滑末端にした。この平滑末端にSfi Iアダプターをライゲーションした後、2.0%のアガロースゲル電気泳働(NuSieve; FMC、Rockland, ME)を行い、DNA断片を分画した。100bpから200bpにわたる各DNA断片を含むアガロースを切断し、ゲル抽出用キット(Qiagen Tokyo)を用いてこれらのDNA断片を精製し、精製後のDNAをλfooDcベクターのSfi Iサイトに挿入した。その後、これらのベクターをMaxPlax (Epicentre Technologies, Madison, WI)でパッケージングした後、Escherichia coli strain Q447に感染させて、ファージライブラリーを作製した。
その結果、1.1×107pfu(plaque forming unit)のファージライブラリーを得た。
First, the full length ADAMTS13 cDNA was inserted into pcDNA3.1 myc-His (Invitrogen, Carlsbad, Ca). Thereafter, this vector was randomly decomposed with DNase I (Takara Bio Inc.), and the ends thereof were made blunt with T4 DNA polymerase (New England Biolabs, Beverly, MA). After ligation of the Sfi I adapter to the blunt end, 2.0% agarose gel electrophoresis (NuSieve; FMC, Rockland, ME) was performed to fractionate the DNA fragment. Agarose containing each DNA fragment ranging from 100 bp to 200 bp was cleaved, these DNA fragments were purified using a gel extraction kit (Qiagen Tokyo), and the purified DNA was inserted into the Sfi I site of the λfooDc vector. Subsequently, these vectors were packaged with MaxPlax (Epicentre Technologies, Madison, Wis.) And then infected with Escherichia coli strain Q447 to prepare a phage library.
As a result, a phage library of 1.1 × 10 7 pfu (plaque forming unit) was obtained.
(2)アフィニティー選択及びDNA配列決定
i)アフィニティー選択
上記(1)の方法によって作製したファージライブラリーには、ADAMTS13プラスミド由来の様々なペプチドを発現するファージが存在する。そのため、これらファージのvWFへの結合性について、アフィニティー選択を行った。なお、アフィニティー選択は、公知の文献(Kuwabara I, Maruyama H, Mikawa YG, Zuberi RI, Liu FT, Maruyama IN. Efficient epitope mapping by bacteriophage lambda surface display. Nat Biotechnol 1997 ; 15: 74-8., Kuwabara I, Maruyama H, Kamisue S, Shima M, Yoshioka A, Maruyama IN. Mapping of the minimal domain encoding a conformational epitope by lambda phage surface display: factor VIII inhibitor antibodies from haemophilia A patients. J Immunol Methods 1999; 224: 89-99., Moriki T, Kuwabara I, Liu FT, Maruyama IN. Protein domain mapping by lambda phage display: the minimal lactose-binding domain of galectin-3. Biochem Biophys Res Commun 1999; 265: 291-6. )を参考にした。具体的には、以下の通りである。
(2) Affinity selection and DNA sequencing
i) Affinity selection Phage that expresses various peptides derived from the ADAMTS13 plasmid exists in the phage library prepared by the method of (1) above. Therefore, affinity selection was performed for the binding of these phages to vWF. Affinity selection is performed using known literature (Kuwabara I, Maruyama H, Mikawa YG, Zuberi RI, Liu FT, Maruyama IN. Efficient epitope mapping by bacteriophage lambda surface display. Nat Biotechnol 1997; 15: 74-8., Kuwabara I , Maruyama H, Kamisue S, Shima M, Yoshioka A, Maruyama IN.Mapping of the minimal domain encoding a conformational epitope by lambda phage surface display: factor VIII inhibitor antibodies from haemophilia A patients.J Immunol Methods 1999; 224: 89-99 , Moriki T, Kuwabara I, Liu FT, Maruyama IN. Protein domain mapping by lambda phage display: the minimal lactose-binding domain of galectin-3. Biochem Biophys Res Commun 1999; 265: 291-6. . Specifically, it is as follows.
まず、7.5μg/mlヒトvWF(Haematologic Technologies, Inc., River Road, VT)含有PBS(0.1%sodium azide含有)をマイクロタイタープレートに入れ(50μl/well)、4℃で一晩インキュベートした。 First, PBS (containing 0.1% sodium azide) containing 7.5 μg / ml human vWF (Haematologic Technologies, Inc., River Road, VT) was placed in a microtiter plate (50 μl / well) and incubated at 4 ° C. overnight.
その一方で、CY培地(Casamino Acid 10g、Yeast Extract 5g、NaCl 3g、KCl 2g、Distilled water to 1000 ml (pH 7.0))に、上記(1)の方法によって作製したファージとE. coli TG1を入れ(10μl/ml)、37℃で3〜6時間培養し、プロテアーゼ阻害剤(Pierce, Rockford, IL)を加えた。その後、ポリエチレングリコール(分子量8000)を入れてファージを沈殿させ、沈殿したファージをbinding buffer (5%スキムミルク、0.25%ウシ血清アルブミン(BSA)、0.1%Tween-20、及び0.1%アジ化ナトリウム含有PBS)で懸濁した。ここで、ADAMTS13は亜鉛型メタロプロテアーゼであるため、その作用を発揮するにはBa2+又はCa2+等の二価陽イオンが必要になる。そこで、ADAMTS13とvWFとの結合に二価金属陽イオンが関与していないかを調べるために、5%スキムミルクの代わりに5mMEDTA含有BSA又は5mMEDTAを含有していないBSAを用いて、同様の実験を行った。次に、ファージ懸濁液を、ヒトvWFをコートした上記マイクロタイタープレートに入れ、4℃で一晩インキュベートした。 On the other hand, the phage prepared by the above method (1) and E. coli TG1 are placed in CY medium (Casamino Acid 10 g, Yeast Extract 5 g, NaCl 3 g, KCl 2 g, Distilled water to 1000 ml (pH 7.0)). (10 μl / ml) at 37 ° C. for 3-6 hours, and added with protease inhibitors (Pierce, Rockford, IL). Thereafter, polyethylene glycol (molecular weight 8000) is added to precipitate the phage, and the precipitated phage is bound to a binding buffer (5% skim milk, 0.25% bovine serum albumin (BSA), 0.1% Tween-20, and 0.1% sodium azide PBS. ). Here, since ADAMTS13 is a zinc-type metalloprotease, a divalent cation such as Ba 2+ or Ca 2+ is required to exert its action. Therefore, in order to investigate whether a divalent metal cation is involved in the binding of ADAMTS13 and vWF, a similar experiment was conducted using 5 mM EDTA-containing BSA or 5 mM EDTA-containing BSA instead of 5% skim milk. went. The phage suspension was then placed in the microtiter plate coated with human vWF and incubated overnight at 4 ° C.
その後、binding bufferで3回洗浄し、buffer-1 (5%スキムミルク及び0.5% Tween20含有PBS)で2回洗浄し、buffer-2 (10mM Tris-HCl(pH7.4)、5mM MgSO4、0.2M NaCl及び10mM CaCl2)で1回洗浄し、最後に、コラゲナーゼ(Sigma, Tokyo)を用いてマイクロタイタープレートに結合したファージをプレートから剥離した(以下、これらの実験方法を「パニング」という)。なお、得られたファージのタイターは、X-galを含む培地にこれらのファージをE.coli JM105に感染させることによって測定した。パニングは、白色のプラークの数が全体のプラークの数の90%以上になるまで繰り返した(計4回)。
その結果、vWFに特異的に結合するファージクローンが12個得られた。
Then, it was washed 3 times with binding buffer, washed twice with buffer-1 (PBS containing 5% skim milk and 0.5% Tween 20), and buffer-2 (10 mM Tris-HCl (pH 7.4), 5 mM MgSO 4 , 0.2 M NaCl and 10 mM CaCl 2 ) were washed once, and finally, the phage bound to the microtiter plate was detached from the plate using collagenase (Sigma, Tokyo) (hereinafter, these experimental methods are referred to as “panning”). The titer of the obtained phage was measured by infecting E. coli JM105 with these phages in a medium containing X-gal. Panning was repeated until the number of white plaques reached 90% or more of the total number of plaques (4 times in total).
As a result, 12 phage clones specifically binding to vWF were obtained.
ii)エピトープマッピング
上記i)に記載の方法によって得られたファージクローン12個について、挿入されたADAMTS13 DNA断片の塩基配列を調べた。
その結果、図1に示すように、4個のクローンはADAMTS13スペーサドメインのC末端側に、8個のクローンはADAMTS13システインリッチドメインのN末端とC末端の中央にマッピングされた。
これより、ADAMTS13アミノ酸配列のうち、ヒトvWFと特異的に結合する部位は、R670PDITFTYFQPKPRQ684(Epitope 1、配列番号1)とR484HMCRAIGESFIMKRGDSFLDGTR507(Epitope 2、配列番号2)であることが分かった。
ii) Epitope mapping The nucleotide sequence of the inserted ADAMTS13 DNA fragment was examined for 12 phage clones obtained by the method described in i) above.
As a result, as shown in FIG. 1, 4 clones were mapped to the C-terminal side of the ADAMTS13 spacer domain, and 8 clones were mapped to the N-terminal and C-terminal centers of the ADAMTS13 cysteine-rich domain.
From this, it is found that the ADAMTS13 amino acid sequence specifically binds to human vWF is R 670 PDITFTYFQPKPRQ 684 (Epitope 1, SEQ ID NO: 1) and R 484 HMCRAIGESFIMKRGDSFLDGTR 507 (Epitope 2, SEQ ID NO: 2) It was.
iii)ペプチドを添加したパニング
さらに、Epitope 1及びEpitope 2以外の、vWFに特異的に結合するペプチドがあるかどうかを調べた。実験方法は、上記「i)アフィニティー選択」に記載の「binding buffer」の中に「終濃度が0.5mMになるように合成したPP1(配列番号4)を加えた」以外は、上記「i)アフィニティー選択」に記載の方法と同様である。また、PP1(配列番号4)に対応するペプチドは合成によって作製した(Toray Research Center, Kamakura, Japan)。
その結果、vWFに特異的に結合するファージクローンが12個得られた。
iii) Panning with addition of peptide Furthermore, it was examined whether there was a peptide that specifically binds to vWF other than Epitope 1 and Epitope 2. The experimental method was the same as the above “i) except that“ PP1 (SEQ ID NO: 4) synthesized to a final concentration of 0.5 mM was added ”in the“ binding buffer ”described in“ i) Affinity selection ”. This is the same as the method described in “Affinity Selection”. A peptide corresponding to PP1 (SEQ ID NO: 4) was prepared by synthesis (Toray Research Center, Kamakura, Japan).
As a result, 12 phage clones specifically binding to vWF were obtained.
さらに、これらのファージクローン12個について、挿入されたADAMTS13 DNA断片の塩基配列を調べたところ、図1に示すように、12個のクローン全てがADAMTS13スペーサドメインのN末端とC末端の中央にマッピングされた。
これより、ADAMTS13アミノ酸配列のうち、ヒトvWFと特異的に結合する新たな部位はP618SLLEDGRVEYRVALTEDRLPRLE641(Epitope 3、配列番号3)であることが明らかになった。
Furthermore, when the nucleotide sequence of the inserted ADAMTS13 DNA fragment was examined for these 12 phage clones, as shown in FIG. 1, all 12 clones were mapped to the center of the N-terminus and C-terminus of the ADAMTS13 spacer domain. It was done.
From this, it was revealed that a new site specifically binding to human vWF in the ADAMTS13 amino acid sequence is P 618 SLLEDGRVEYRVALTEDRLPRLE 641 (Epitope 3, SEQ ID NO: 3).
(3)エピトープ解析
ADAMTS13アミノ酸配列上で、Epitope 1、Epitope 2及びEpitope 3の結合部位を解析するために、Epitope 1(配列番号1)に対応するペプチドをPP1(配列番号4)と、Epitope 2に対応するペプチドをPP2(配列番号2)と、Epitope 3に対応するペプチドをPP3(配列番号3)とし、様々な組合せのエピトープペプチドを添加してパニングを行った。実験方法は、上記「iii)ペプチドを添加したパニング」に記載の方法と同じである。また、PP2(配列番号2)及びPP3(配列番号3)に対応するペプチドは合成によって作製した(Toray Research Center, Kamakura, Japan)。コントロールには、ペプチドを添加しないもの(PP(-))とPP1のアミノ酸配列を逆転させたペプチド(PP1R)を添加したものを用いた。結果は、表1に示す通りである。
In order to analyze the binding sites of Epitope 1, Epitope 2, and Epitope 3 on the ADAMTS13 amino acid sequence, a peptide corresponding to Epitope 1 (SEQ ID NO: 1) was designated as PP1 (SEQ ID NO: 4) and a peptide corresponding to Epitope 2 The peptide corresponding to PP2 (SEQ ID NO: 2) and Epitope 3 was PP3 (SEQ ID NO: 3), and various combinations of epitope peptides were added for panning. The experimental method is the same as the method described in “iii) Panning with addition of peptide”. In addition, peptides corresponding to PP2 (SEQ ID NO: 2) and PP3 (SEQ ID NO: 3) were prepared by synthesis (Toray Research Center, Kamakura, Japan). For the control, a peptide without addition of a peptide (PP (−)) and a peptide with a reverse of the amino acid sequence of PP1 (PP1R) were used. The results are as shown in Table 1.
表1に示す通り、PP1を上記binding bufferに加えると、PP3を発現するファージクローンの数が増えた。また、PP3を上記binding bufferに加えると、PP1を発現するファージクローンの数が増えた。一方、PP2及びPP1Rを上記binding bufferに加えても、ファージクローンの発現には影響がなかった。また、合成ペプチドを上記binding bufferに入れないと、PP1及びPP2を発現するファージクローンの数は元に戻った。さらに、PP1, PP2及びPP3を上記binding bufferに加えても、ファージクローンの発現には影響がなかった。 As shown in Table 1, when PP1 was added to the binding buffer, the number of phage clones expressing PP3 increased. In addition, when PP3 was added to the binding buffer, the number of phage clones expressing PP1 increased. On the other hand, addition of PP2 and PP1R to the binding buffer had no effect on the expression of phage clones. In addition, when the synthetic peptide was not put into the binding buffer, the number of phage clones expressing PP1 and PP2 was restored. Furthermore, addition of PP1, PP2 and PP3 to the binding buffer had no effect on the expression of phage clones.
これより、ADAMTS13アミノ酸配列のうち、ヒトvWFと特異的に結合する部位は異なるが、Epitope 1、Epitope2及びEpitope 3のエピトープは相互に複雑に重なり合っていること、及びPP1の結合部位はEpitope 3の部位を露出させ、PP3の攻撃を受けやすくすることが示された(図1を参照のこと)。 Thus, the ADAMTS13 amino acid sequence differs in the site that specifically binds to human vWF, but Epitope 1, Epitope 2 and Epitope 3 epitopes overlap in complex manner, and the binding site of PP1 is Epitope 3 It was shown that the site was exposed, making it more susceptible to PP3 attacks (see Figure 1).
<実施例2:合成ペプチド添加によるADAMTS13プロテアーゼ活性阻害の評価>
前述したように、ADAMTS13タンパク質は、フォンビルブランド因子(vWF)を特異的に切断する酵素である。実施例1において、ADAMTS13タンパク質内におけるvWF結合部位が同定できたので、本実施例では、合成ペプチドのADAMTS13プロテアーゼ活性阻害の効果を調べた。
<Example 2: Evaluation of ADAMTS13 protease activity inhibition by addition of synthetic peptide>
As described above, ADAMTS13 protein is an enzyme that specifically cleaves von Willebrand factor (vWF). In Example 1, the vWF binding site in the ADAMTS13 protein could be identified, so in this example, the effect of the synthetic peptide on ADAMTS13 protease activity inhibition was examined.
なお、組換えADAMTS13タンパク質は、文献(Uchida T, Wada H, Mizutani M, Iwashita M, Ishihara H, Shibano T, Suzuki M, Matsubara Y, Soejima K, Matsumoto M, Fujimura Y, Ikeda Y, Murata M; Research Project on Genetics of Thrombosis. Identification of novel mutations in ADAMTS13 in an adult patient with congenital thrombotic thrombocytopenic purpura. Blood 2004; 104: 2081-3.)を参考にして作製した。 Recombinant ADAMTS13 protein is available from the literature (Uchida T, Wada H, Mizutani M, Iwashita M, Ishihara H, Shibano T, Suzuki M, Matsubara Y, Soejima K, Matsumoto M, Fujimura Y, Ikeda Y, Murata M; Research Project on Genetics of Thrombosis. Identification of novel mutations in ADAMTS13 in an adult patient with congenital thrombotic thrombocytopenic purpura. Blood 2004; 104: 2081-3.).
発現ベクターは、FuGENE6 (Roche Molecular Biochemicals. Indianapolis, IN)を用いて、pcDNA3.1 myc-His にADAMTS13 cDNAを挿入して作製した。この発現ベクターをHEK293細胞に導入し、10%FBS及びペニシリン・ストレプトマイシン含有DMEM培地で培養した。24時間培養した後、培地を無血清のOPTI-MEM1培地(Invitrogen)へ交換し、さらに48時間培養した。その後、遠心分離によって細胞を回収した。得られた組換えADAMTS13タンパク質の量を、ELISA(American Diagnostica, Stamford, CT)で測定した。 The expression vector was prepared by inserting ADAMTS13 cDNA into pcDNA3.1 myc-His using FuGENE6 (Roche Molecular Biochemicals. Indianapolis, IN). This expression vector was introduced into HEK293 cells and cultured in DMEM medium containing 10% FBS and penicillin / streptomycin. After culturing for 24 hours, the medium was replaced with serum-free OPTI-MEM1 medium (Invitrogen), and further cultured for 48 hours. Thereafter, the cells were collected by centrifugation. The amount of the obtained recombinant ADAMTS13 protein was measured by ELISA (American Diagnostica, Stamford, CT).
次に、FRETS-VWF73(VWF73ペプチドの切断部位の両側に蛍光基と消光基を導入した化学合成基質)アッセイキット(Peptide Institute, Osaka, Japan)を用いて、合成ペプチドのADAMTS13プロテアーゼ活性阻害の効果を調べた。 Next, using FRETS-VWF73 (a chemically synthesized substrate with a fluorescent group and a quenching group introduced on both sides of the cleavage site of the VWF73 peptide) assay kit (Peptide Institute, Osaka, Japan), the effect of the synthetic peptide on ADAMTS13 protease activity inhibition I investigated.
まず、FRETS-VWF73アッセイを行うために、合成ペプチド(PP1、PP2、PP3)を反応用バッファーに溶かし、合成ペプチドの希釈系列を作製した。次に、上記方法によって作製した組換えADAMTS13タンパク質(以下、「r-ADAMTS13」という)と、希釈系列(0, 25, 50, 75, 100, 125μM)を作製した合成ペプチドとを混合し、この混合液にFRETS-VWF73(終濃度4μM)を加え、蛍光を測定した(Kokame K, Nobe Y, Kokubo Y, Okayama A, Miyata T. FRETS-VWF73, a first fluorogenic substrate for ADAMTS13 assay. Br J Haematol 2005; 129: 93-100.)。結果は、図2の通りである。 First, in order to perform the FRETS-VWF73 assay, synthetic peptides (PP1, PP2, PP3) were dissolved in a reaction buffer to prepare a diluted series of synthetic peptides. Next, the recombinant ADAMTS13 protein prepared by the above method (hereinafter referred to as “r-ADAMTS13”) and the synthetic peptide prepared from the dilution series (0, 25, 50, 75, 100, 125 μM) were mixed together. FRETS-VWF73 (final concentration 4μM) was added to the mixture, and fluorescence was measured (Kokame K, Nobe Y, Kokubo Y, Okayama A, Miyata T. FRETS-VWF73, a first fluorogenic substrate for ADAMTS13 assay. Br J Haematol 2005 129: 93-100.). The result is as shown in FIG.
全ての合成ペプチドが、終濃度25〜125μMの範囲でADAMTS13によるFRETS-VWF73の切断を阻害した。阻害活性は、PP2>PP3>PP1の順で弱くなっていた。
ここで、vWF多重体(マルチマー)構造の分解は、電気泳動を用いれば視覚的に見ることができる。そこで、PP1及びPP3については、SDSアガロースゲル電気泳動を用いて、vWFが多重体構造を有しているかについて検討を行った(マルチマー解析)。
All synthetic peptides inhibited FRETS-VWF73 cleavage by ADAMTS13 at a final concentration range of 25-125 μM. The inhibitory activity was weakened in the order of PP2>PP3> PP1.
Here, the decomposition of the vWF multimer structure can be visually observed using electrophoresis. Therefore, for PP1 and PP3, SDS-agarose gel electrophoresis was used to examine whether vWF has a multimeric structure (multimer analysis).
まず、BaCl2と1.5Mの尿素を含む低イオン強度の緩衝液(5mM Tris-EDTA pH8.0)の中で、0.4μg/ml組換えADAMTS13を含む培地と、希釈系列を作製した合成ペプチド(PP1及びPP3)と、15μg/ml精製vWFとを37℃で16時間反応させた。その後、EDTA(終濃度10mM)を添加して反応を停止した後、SDSアガロースゲル電気泳動を行った。電気泳動後、泳動物をPVDF膜にトランスファーし、一次抗体として抗vWFポリクローナル抗体(Dako Japan, Kyoto)を、二次抗体としてアルカリフォスファターゼ標識抗ラビットIgG抗体(Sigma)を、発色にはBCIP/NBTを用いて、ウエスタンブロット法を行った。結果は、図3の通りである。 First, a medium containing 0.4 μg / ml recombinant ADAMTS13 in a low ionic strength buffer solution (5 mM Tris-EDTA pH 8.0) containing BaCl 2 and 1.5 M urea, and a synthetic peptide that produced a dilution series ( PP1 and PP3) and 15 μg / ml purified vWF were reacted at 37 ° C. for 16 hours. Thereafter, EDTA (final concentration 10 mM) was added to stop the reaction, and then SDS agarose gel electrophoresis was performed. After electrophoresis, the electrophoretic product is transferred to a PVDF membrane, anti-vWF polyclonal antibody (Dako Japan, Kyoto) as the primary antibody, alkaline phosphatase-labeled anti-rabbit IgG antibody (Sigma) as the secondary antibody, and BCIP / NBT for color development. Western blotting was performed using The result is as shown in FIG.
一般に、ADAMTS13プロテアーゼ活性が低いものはvWF多重体構造が温存され、一方、ADAMTS13プロテアーゼ活性が高いものはこの構造が消失することが知られている。図3に示す通り、PP3の濃度を高くしていくにつれ、ADAMTS13によるvWFの切断は阻害された。また、PP1はPP3ほど強くないが、PP1の濃度を高くしていくにつれ、ADAMTS13によるvWFの切断は阻害されることが分かった。 In general, those with low ADAMTS13 protease activity are known to retain the vWF multimeric structure, while those with high ADAMTS13 protease activity are known to lose this structure. As shown in FIG. 3, as the concentration of PP3 was increased, the cleavage of vWF by ADAMTS13 was inhibited. PP1 is not as strong as PP3, but it was found that the cleavage of vWF by ADAMTS13 is inhibited as the concentration of PP1 is increased.
<実施例3:vWFに対する合成ペプチドのアフィニティー測定>
カルボキシルデキストランを金膜表面にコートしているCM-5センサーチップにvWFを共有結合で固定化し、vWFと合成ペプチドとの相互作用を、表面プラズモン共鳴現象を利用したBIAcore 2000システム(BIACORE, Tokyo)(25℃に設定)を用いて調べた。具体的には、以下の通りである。
<Example 3: Affinity measurement of synthetic peptide for vWF>
BIAcore 2000 system (BIACORE, Tokyo) using surface plasmon resonance phenomenon to immobilize vWF covalently on CM-5 sensor chip coated with carboxyl dextran on gold film surface by covalent bond. (Set at 25 ° C.). Specifically, it is as follows.
まず、CM-5センサーチップを75mg/ml 1-ethyl-3(3-dimethylaminopropyl)carbodi-imide (EDC)と11.5mg/ml N-hydroxysuccinimide (NHS)の1:1混合物で7分間活性化させた。次に、CM-5センサーチップの上に、vWF(240μg/ml)を25℃で10μl/分の流速で2分間注入した。CM-5センサーチップ上のマトリックスに残存する活性基を、1.0Mエタノールアミン/HCl(pH8.5)で7分間ブロッキングした。CM-5センサーチップ上に固定化したvWFは、表面濃度1.76ng/mm2であった。 First, the CM-5 sensor chip was activated with a 1: 1 mixture of 75 mg / ml 1-ethyl-3 (3-dimethylaminopropyl) carbodi-imide (EDC) and 11.5 mg / ml N-hydroxysuccinimide (NHS) for 7 minutes. . Next, vWF (240 μg / ml) was injected onto the CM-5 sensor chip at 25 ° C. at a flow rate of 10 μl / min for 2 minutes. The active groups remaining in the matrix on the CM-5 sensor chip were blocked with 1.0 M ethanolamine / HCl (pH 8.5) for 7 minutes. The vWF immobilized on the CM-5 sensor chip had a surface concentration of 1.76 ng / mm 2 .
一方、合成ペプチド溶液の希釈系列(50、25、12.5、6.25、3.13、1.56、0.78、0.39μM)をHBS-Nバッファー(10mM Hepes, pH7.4, 150mM NaCl)で作製し、10μl/分の流速で注入した。各溶液を注入した後、次の注入を行う前の1分間、100mM NaOHを用いて結合しているペプチドを剥離した。解離定数は、BIAevaluation software (version 2.1)を用いて測定した。結果は、図4及び表2に示す通りである。
合成ペプチドとvWFとのアフィニティーを調べた結果、合成ペプチドPP1、PP2、及びPP3は、コントロールのペプチド(PP1R)に比べて、強いアフィニティーを有していることが分かった。また、vWFに対するアフィニティーは、PP3>PP2>PP1の順で弱くなっていた(図4、表2)。
これより、本発明のペプチドは、vWFに強く結合することが明らかになった。また、これらのペプチドは、ADAMTS13によるvWFの切断を阻害することが明らかになった。
以上より、本発明のペプチドは、vWFへの結合に重要な役割を果たすことが示された。
As a result of examining the affinity between the synthetic peptide and vWF, it was found that the synthetic peptides PP1, PP2, and PP3 had a stronger affinity than the control peptide (PP1R). The affinity for vWF was weak in the order of PP3>PP2> PP1 (FIG. 4, Table 2).
This revealed that the peptide of the present invention strongly binds to vWF. These peptides were also found to inhibit vWF cleavage by ADAMTS13.
From the above, it was shown that the peptide of the present invention plays an important role in binding to vWF.
Claims (8)
(a)配列番号1のアミノ酸配列を有するペプチド。
(b)配列番号1のアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換、又は付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子(von Willebrand factor; vWF)への結合活性を有するペプチド。
(c)ヒトADAMTS13タンパク質のアミノ酸配列の一部であって、配列番号1のアミノ酸配列において、N末端側に1〜22個のアミノ酸が付加したアミノ酸配列からなるか、又はC末端側に1〜3個のアミノ酸が付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子への結合活性を有するペプチド。 The peptide of the following (a), (b) or (c).
(A) A peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
(B) A peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and having a binding activity to von Willebrand factor (vWF).
(C) a part of the amino acid sequence of human ADAMTS13 protein, which consists of an amino acid sequence in which 1 to 22 amino acids are added to the N-terminal side in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1; A peptide consisting of an amino acid sequence to which three amino acids are added and having a binding activity to von Willebrand factor.
(a)配列番号2のアミノ酸配列を有するペプチド。
(b)配列番号2のアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換、又は付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子への結合活性を有するペプチド。
(c)ヒトADAMTS13タンパク質のアミノ酸配列の一部であって、配列番号2のアミノ酸配列において、N末端側に1〜2個のアミノ酸が付加したアミノ酸からなるか、又はC末端側1〜12個のアミノ酸が付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子への結合活性を有するペプチド。 The peptide of the following (a), (b) or (c).
(A) A peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
(B) A peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and having a binding activity to von Willebrand factor.
(C) A part of the amino acid sequence of human ADAMTS13 protein, consisting of an amino acid having 1 to 2 amino acids added to the N-terminal side in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or 1 to 12 C-terminal side A peptide having an amino acid sequence to which is added an amino acid and having binding activity to von Willebrand factor.
(a)配列番号3のアミノ酸配列を有するペプチド。
(b)配列番号3のアミノ酸配列において、1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換、又は付加したアミノ酸配列からなり、フォンビルブランド因子への結合活性を有するペプチド。 The peptide of the following (a) or (b).
(A) A peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.
(B) A peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, and having a binding activity to von Willebrand factor.
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CN102161692A (en) * | 2011-03-08 | 2011-08-24 | 中国人民解放军第三军医大学 | Improved hemostatic polypeptide and application thereof |
WO2013183725A1 (en) * | 2012-06-06 | 2013-12-12 | 国立大学法人九州大学 | Non-human model animal, method for creating non-human model animal, and method for screening antithrombogenic drug |
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