JP2011121882A - Modified peptide of human acidic fibroblast growth factor - Google Patents

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チェン・ヘンリッチ
Wen-Chun Kuo
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a modified peptide of human acidic fibroblast growth factor (aFGF) with a better stability. <P>SOLUTION: The modified peptide of human acidic fibroblast growth factor (aFGF) comprises a native human aFGF shortened by a deletion of 20 amino acids from the N-terminal of the native human aFGF, and an alanine (Ala) added before the shortened native aFGF, and has relatively high stability. In addition, a pharmaceutical composition comprises the isolated peptide and a pharmaceutically acceptable carrier. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、良好な安定性を有する酸性繊維芽細胞増殖因子の改変ペプチドに関する。   The present invention relates to a modified peptide of acidic fibroblast growth factor having good stability.

(本発明の背景)
イン・ビトロで様々な細胞型の増殖および分化に影響を及ぼす酸性繊維芽細胞増殖因子(aFGF)は、全脳および視床下部などの神経組織由来の一本鎖タンパク質として最初に単離された。aFGFは、ヘパリン依存性の有糸分裂促進物質であり、4つ全ての型の既知FGFレセプターおよびそのスプライス形態に強固に結合することができる。それは、運動機能および感覚機能と関連のあるニューロンの特定サブセット内に局在し、成人の脳から精製され得る。精製aFGFは、神経芽細胞に対する有糸分裂促進物質であり、脊髄ニューロンから伸張する軸索を促進する。
(Background of the present invention)
Acidic fibroblast growth factor (aFGF), which affects the growth and differentiation of various cell types in vitro, was first isolated as a single chain protein from neural tissues such as whole brain and hypothalamus. aFGF is a heparin-dependent mitogen and can bind tightly to all four types of known FGF receptors and their splice forms. It is localized in a specific subset of neurons associated with motor and sensory functions and can be purified from the adult brain. Purified aFGF is a mitogen for neuroblasts and promotes axons that extend from spinal neurons.

ヒトaFGFのネイティブペプチドはヒトの脳から単離され、154個のアミノ酸から構成される。しかし、ネイティブヒトaFGFのN末端の19個のアミノ酸は、ヒトインターロイキン-1(IL-1)と相同であると同定された。ヒトaFGFとIL-1と類似したポリペプチドのドメインは、例えば、マクロファージの活性化および調節される細胞増殖の停止などと同一の内生免疫応答を引き起こし得る(G. Venkataraman et al., P.N.A.S., 96:3658-63, 1999)。さらに、炎症誘導性サイトカインIL-1およびFGF-1(aFGF)/FGF-2(bFGF)は、同じ構造スキャッホルドを共有し、チロシンキナーゼドメインの同じ受容体結合部位に競合する(A. J. Minter et al., J. Cell Physil., 167:229-37, 1996)。   The native peptide of human aFGF is isolated from human brain and consists of 154 amino acids. However, the N-terminal 19 amino acids of native human aFGF were identified to be homologous to human interleukin-1 (IL-1). Polypeptide domains similar to human aFGF and IL-1 can elicit the same endogenous immune response as, for example, macrophage activation and arrest of regulated cell proliferation (G. Venkataraman et al., PNAS, 96: 3658-63, 1999). Furthermore, the pro-inflammatory cytokines IL-1 and FGF-1 (aFGF) / FGF-2 (bFGF) share the same structural scaffold and compete for the same receptor binding site in the tyrosine kinase domain (AJ Minter et al. , J. Cell Physil., 167: 229-37, 1996).

本発明の要旨
本発明は、aFGF135と称するヒト酸性繊維芽細胞増殖因子(aFGF)改変ペプチドを提供するものであって、ここで該改変ペプチドは、ネイティブなヒトaFGFのN末端から20個のアミノ酸を欠失することにより短化したネイティブヒトaFGF、および該短化ネイティブaFGFの前に付加されたアラニン(Ala)を含んでいる。特に、ペプチドaFGF135は、比較的高い安定性を持っており、また既知のaFGFペプチドよりも優れている配列番号:1のアミノ酸配列を含む。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a human acidic fibroblast growth factor (aFGF) modified peptide designated aFGF135, wherein the modified peptide comprises 20 amino acids from the N-terminus of native human aFGF. And alanine (Ala) added before the shortened native aFGF. In particular, peptide aFGF135 has a relatively high stability and includes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 which is superior to the known aFGF peptide.

本発明は、本発明のペプチドaFGF135および医薬上許容し得る担体を含む医薬組成物をさらに提供する。   The present invention further provides a pharmaceutical composition comprising the peptide aFGF135 of the present invention and a pharmaceutically acceptable carrier.

図面の簡単な説明
前記した発明の要旨、ならびに本発明の下記詳細な説明は、添付の図面と併せて読む場合に十分に理解されるであろう。しかし、本発明は、示した正確な配置および手段に限定する意図はないと理解されるべきであろう。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The foregoing summary, as well as the following detailed description of the present invention, will be better understood when read in conjunction with the appended drawings. However, it should be understood that the invention is not intended to be limited to the precise arrangements and instrumentalities shown.

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

(本発明の詳細な説明)
この発明は、aFGF135と称するヒト酸性繊維芽細胞増殖因子(aFGF)の改変ペプチドを提供するものであって、該改変ペプチドは、ネイティブなヒトaFGFのN末端から20個のアミノ酸を欠失することにより短化したネイティブヒトaFGF、および該短化ネイティブaFGFの前に付加されたアラニン(Ala)を含んでいる。特に、ペプチドaFGF135は、配列番号:1のアミノ酸配列を含む。予想外に、ペプチドaFGF135の改変ペプチドは、温度の生理機能の下で比較的高い安定性を有し、その他の既知aFGFとは異なる構造を有する。
(Detailed Description of the Invention)
The present invention provides a modified peptide of human acidic fibroblast growth factor (aFGF) called aFGF135, wherein the modified peptide lacks 20 amino acids from the N-terminus of native human aFGF. And alanine (Ala) added in front of the shortened native aFGF. In particular, peptide aFGF135 comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. Unexpectedly, the modified peptide of peptide aFGF135 has a relatively high stability under the physiological function of temperature, and has a structure different from other known aFGFs.

本発明に従って、ペプチドaFGF135は、比較的高い安定性をもつ配列番号:1のアミノ酸配列を有する。ネイティブなヒトaFGFと比較すると、ペプチドaFGF135は、ネイティブなヒトaFGFのN末端から20個のアミノ酸を欠失し(「短化aFGF」と呼ぶ)、かつこの20個のa.a.が欠失したaFGFの前にアラニン(Ala)が付加されている。本発明に従って、20個のアミノ酸をネイティブなヒトaFGFから欠失させて、一般経路を介するIL-1様効果を回避させた。これは、ヒトaFGFの最初の19個のアミノ酸がヒトインターロイキン-1(IL-1)と相同であると同定されており、そして該アミノ酸を欠失したためである。予想外の発見は、該ペプチドaFGFは、生理的温度下での優れた安定性を有しており、ヒトaFGFなどの既知aFGFよりもさらに優れている点であった。本発明の実施例に示したとおり、ペプチドaFGF135は、少なくとも48時間のインキュベーション中に体温(例えば、約37℃)で変性しないか、または加水分解しない正しいホールディング状態にあった(図2Aに示したとおりである)。本発明の別の実施態様において、ペプチドaFGF135は、1時間のインキュベーション中に、自己促進分解温度(例えば、約54℃)でその完全な構造を維持した(図2Bに示したとおり)。従って、ペプチドaFGF135は、140個のアミノ酸および127個のアミノ酸を有する各既知aFGF、例えば既知のヒトaFGFと比較して、相対的に高い安定性を有する。   In accordance with the present invention, peptide aFGF135 has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 with relatively high stability. Compared to native human aFGF, peptide aFGF135 lacks 20 amino acids from the N-terminus of native human aFGF (referred to as `` shortened aFGF ''), and the 20 aa deleted aFGF Alanine (Ala) is added in front. In accordance with the present invention, 20 amino acids were deleted from native human aFGF to avoid IL-1-like effects via the general pathway. This is because the first 19 amino acids of human aFGF have been identified as being homologous to human interleukin-1 (IL-1) and have been deleted. An unexpected discovery was that the peptide aFGF had excellent stability at physiological temperatures and was superior to known aFGF such as human aFGF. As shown in the Examples of the present invention, the peptide aFGF135 was in the correct holding state that did not denature or hydrolyze at body temperature (eg, about 37 ° C.) during at least 48 hours of incubation (shown in FIG. 2A). Yes). In another embodiment of the invention, the peptide aFGF135 maintained its full structure at the self-promoted degradation temperature (eg, about 54 ° C.) during the 1 hour incubation (as shown in FIG. 2B). Thus, peptide aFGF135 has a relatively high stability compared to each known aFGF having 140 amino acids and 127 amino acids, for example, known human aFGF.

ペプチドaFGF135および既知aFGFとの間の差違を示すために、NMR分光器を使用して、ペプチドaFGF135の実際の三次元構造を計算して、既知aFGFと比較した。   To show the difference between peptide aFGF135 and known aFGF, the actual three-dimensional structure of peptide aFGF135 was calculated using an NMR spectrometer and compared to known aFGF.

Bernett MJら(Protein, 57(3):626-34, 2004)により刊行されたタンパク質データバンク(PDB)のコード1RG8として140個のアミノ酸を有するヒトaFGFと、Lozano RM.ら(Biochemistry, 2;39(17):4982-93, 2000)により刊行されたPDBのコード1DZDとして127個のアミノ酸を有するヒトaFGFとの比較した場合、ペプチドaFGF135は、図5Aに示したように、例えばC末端およびN末端の露呈および下方左部の結合ループの差違などを示す異なる構造特徴を有する。改変配列を有するペプチドaFGF(20個のアミノ酸の欠失およびAlaの付加などを含む)は、他の既知の組換または天然aFGFよりも高い安定な構造をもたらすことを示唆している。本発明の一実施態様において、分解に関する安定性の比較を行った。そして、市販組換えaFGF(Promega Corporaton)は、1時間54℃でのインキュベーション後のウェスタンブロッティングでは分解バンドを示したが、図3に示したようにペプチドaFGF135は安定であることが判った。   Human aFGF having 140 amino acids as code 1RG8 of the protein data bank (PDB) published by Bernett MJ et al. (Protein, 57 (3): 626-34, 2004) and Lozano RM. Et al. (Biochemistry, 2; 39 (17): 4982-93, 2000), when compared to human aFGF having 127 amino acids as the code 1DZD of the PDB, the peptide aFGF135, for example, as shown in FIG. It has different structural features such as N-terminal exposure and lower left binding loop differences. Peptides aFGF with modified sequences (including deletion of 20 amino acids and addition of Ala) have been suggested to result in a more stable structure than other known recombinant or native aFGF. In one embodiment of the invention, a comparison of stability with respect to degradation was made. The commercially available recombinant aFGF (Promega Corporaton) showed a degradation band in Western blotting after incubation at 54 ° C. for 1 hour, but the peptide aFGF135 was found to be stable as shown in FIG.

本発明は、本発明のペプチドFGF135および医薬上許容し得る担体を含む医薬組成物をさらに提供する。   The present invention further provides a pharmaceutical composition comprising the peptide FGF135 of the present invention and a pharmaceutically acceptable carrier.

本発明の医薬組成物は、1以上の医薬上許容し得る担体と共に従来の既知方法により製造され得る。本明細書に使用した用語「医薬上許容し得る担体」には、標準的な医薬上許容し得るあらゆる担体を含む。かかる担体は、生理食塩水、生理緩衝食塩水、デキストロース、水、グリセロール、エタノールおよびその組合せ物が挙げられ得るが、これらに限定するものではない。   The pharmaceutical compositions of the present invention can be prepared by conventional known methods with one or more pharmaceutically acceptable carriers. As used herein, the term “pharmaceutically acceptable carrier” includes any standard pharmaceutically acceptable carrier. Such carriers can include, but are not limited to, physiological saline, physiological buffered saline, dextrose, water, glycerol, ethanol and combinations thereof.

本発明の医薬組成物は、選択された投与様式に好適あらゆる形態に構成され得る。好ましくは、組成物は、外科的領域に直接適用される。   The pharmaceutical composition of the invention may be configured in any form suitable for the selected mode of administration. Preferably, the composition is applied directly to the surgical area.

本発明は、さらに下記の実施例により説明されるが、これらは限定というよりもむしろ実証を目的として提供される。   The invention is further illustrated by the following examples, which are provided for purposes of demonstration rather than limitation.

図1は、LC-MSMSアッセイにより15281Daと決定されたペプチドaFGF135の分子量を示す略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the molecular weight of peptide aFGF135 determined to be 15281 Da by LC-MSMS assay. 図2Aは、48時間、37℃でのインキュベーション後のペプチドaFGF135の分解を示すウェスタンブロッティングの画像である;ここで、レーン1-3は、各々6時間、24時間および48時間のインキュベーションの後の結果であり、レーン4は分子量マーカーであり、各バンド上部の数字は分子量を示す。FIG. 2A is a Western blotting image showing degradation of peptide aFGF135 after 48 hours incubation at 37 ° C .; where lanes 1-3 are after 6 hours, 24 hours and 48 hours incubation, respectively. It is a result and lane 4 is a molecular weight marker, and the number of each band upper part shows molecular weight. 図2Bは、120分間(2時間)、54℃でのインキュベーション後のペプチドaFGF135の分解を示すウェスタンブロッティングの画像である;ここで、レーン1から3は、各々10分間、60分間および120分間のインキュベーション後の結果であり、レーン4は分子量マーカーであって、各バンド上部の数字は分子量を示す。FIG. 2B is a Western blot image showing degradation of peptide aFGF135 after incubation at 54 ° C. for 120 minutes (2 hours); where lanes 1 to 3 are for 10 minutes, 60 minutes and 120 minutes, respectively. The result after incubation, lane 4 is a molecular weight marker, and the number at the top of each band indicates the molecular weight. 図3は、1時間、54℃でのインキュベーション後の、ペプチドaFGF135(レーン「E」として示す)および140個のアミノ酸を有する市販ヒトaFGF(レーン「P」として示す)の分解物に関する比較を示すウェスタンブロッティングの画像である;ここで、レーン「M」は分子量マーカーであり、市販ヒトaFGFの分解は黒色矢印により示したレーンPに提示される。FIG. 3 shows a comparison for degradation products of peptide aFGF135 (shown as lane “E”) and commercial human aFGF with 140 amino acids (shown as lane “P”) after incubation at 54 ° C. for 1 hour. Western blotting image; where lane “M” is a molecular weight marker and degradation of commercial human aFGF is presented in lane P indicated by the black arrow. 図4は、液体−状態のタンパク質NMR分光法により検出されたペプチドaFGF135の1H-15N-HSQCスペクトルを示す略図である。FIG. 4 is a schematic showing the 1 H- 15 N-HSQC spectrum of peptide aFGF135 detected by liquid-state protein NMR spectroscopy. 図5Aは、図4に示した1H-15N-HSQCスペクトルに従って予測したようなペプチドaFGF135の3D構造略図である。FIG. 5A is a schematic diagram of the 3D structure of peptide aFGF135 as predicted according to the 1 H- 15 N-HSQC spectrum shown in FIG. 図5Bは、PDB Code 1RG8として140個のアミノ酸を有するヒトaFGFの3D構造の略図である。FIG. 5B is a schematic diagram of the 3D structure of human aFGF having 140 amino acids as PDB Code 1RG8. 図5Cは、PDB Code 1DZDとして127個のアミノ酸を有するヒトaFGFの3D構造の略図である。FIG. 5C is a schematic diagram of the 3D structure of human aFGF having 127 amino acids as PDB Code 1DZD.

実施例1:ペプチドaFGF135のクローニング
完全長のヒトaFGFは、Clontech Laboratories, Incから購入したQuick Clone cDNAの生成物であった。構築前に、2つの特異的プライマー配列を下記のように作成した:
配列番号:2: 5’-ACTG AATTCATGGCTGAAGGGGAAATCA-3’
配列番号:3: 5’-AAGA AGCTTCAATCAGAAGAGACTGGCAGG-3’
Example 1: Cloning of peptide aFGF135 Full-length human aFGF was the product of Quick Clone cDNA purchased from Clontech Laboratories, Inc. Prior to construction, two specific primer sequences were created as follows:
SEQ ID NO: 2: 5'-ACT G AATTC ATGGCTGAAGGGGAAATCA-3 '
SEQ ID NO: 3: 5'-AAG A AGCTT CAATCAGAAGAGACTGGCAGG-3 '

配列番号:2にはEcoR1制限部位が存在しているが(配列番号:2内にとして表示した)、配列番号:3にはHindIII制限部位が存在する(配列番号:3内に として表示した)。完全長産物を、上記したプライマーと共にPCR増幅に使用し、485塩基対のPCR産物を得た。組換えcDNAがEcoR1およびHindIIIの制限酵素と反応した後に、該切断フラグメントを、同じ制限部位を有するpUC18ベクターに挿入した。正しい配列を含有する組換えベクターpUC18-haFGFを、DNA配列決定のための分析の後に得た。 SEQ ID NO: 2 has an EcoR1 restriction site (indicated as in SEQ ID NO: 2), but SEQ ID NO: 3 has a HindIII restriction site (indicated as in SEQ ID NO: 3) did). The full-length product was used in PCR amplification with the primers described above to obtain a 485 base pair PCR product. After the recombinant cDNA reacted with EcoR1 and HindIII restriction enzymes, the cleavage fragment was inserted into a pUC18 vector with the same restriction sites. A recombinant vector pUC18-haFGF containing the correct sequence was obtained after analysis for DNA sequencing.

pUC-haFGFのテンプレートに従って、2つの特異的なプライマー配列を下記のとおりに作成した:
配列番号:4:5’-GGCA TATGGCTAATTACAAGAAGCCC-3’
配列番号:5:5’-AAGA GATCTCTTTAATCAGAAGAGACTGGCAGG-3’
According to the pUC-haFGF template, two specific primer sequences were generated as follows:
SEQ ID NO: 4: 5'-GG CA TATG GCTAATTACAAGAAGCCC-3 '
SEQ ID NO: 5: 5'-AA GA GATC TCTTTAATCAGAAGAGACTGGCAGG-3 '

配列番号:4にはNde I制限部位が存在しているが(配列番号:4内にとして表示した)、配列番号:5にはBgl II制限部位がある(配列番号:5内にとして表示した)。配列番号:4および配列番号:5により増幅したcDNAの長さは、完全長から57個の塩基対分短かった。ペプチドaFGF135は、135個のアミノ酸のみを有し、aFGFの主な機能ドメインを保存した。さらに、第二にアミノ酸-グリシン(G)をN末端中のアラニン(A)に変更した。その部分を次のように示した:配列番号:1中のANYKKPKLLY。pUC-haFGFにより増幅したcDNAフラグメントを、NdeIおよびBglIIの制限酵素と反応させ、同じ制限部位をもつpET3c(Novagen)ベクターに、該切断フラグメントを挿入した。その結果として、pET3c-haFGFを構築した。 SEQ ID NO: 4 has an Nde I restriction site (indicated as in SEQ ID NO: 4), but SEQ ID NO: 5 has a Bgl II restriction site (as in SEQ ID NO: 5) displayed). The length of the cDNA amplified by SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 5 was shorter than the full length by 57 base pairs. The peptide aFGF135 has only 135 amino acids and preserved the main functional domain of aFGF. Second, the amino acid-glycine (G) was changed to alanine (A) in the N-terminus. The part was shown as follows: A NYKKPKLLY in SEQ ID NO: 1. The cDNA fragment amplified by pUC-haFGF was reacted with NdeI and BglII restriction enzymes, and the cut fragment was inserted into a pET3c (Novagen) vector having the same restriction sites. As a result, pET3c-haFGF was constructed.

実施例2:ペプチドaFGF135の発現および単離
pET3c-haFGFの増幅後に、ベクターを、BL21(DE3)(Novagen, Germany)コンピテント細胞を用いてDNAに形質転換した。アンピシリン耐性のE.coliコロニーを、1mM IPTG(イソプロピル β-D-1-チオガラクトピラノシド)の終濃度を用いて誘導する前に、LB培地で培養してOD600=0.3まで増殖させた。16時間(±2時間)のインキュベーション後に、細菌を回収し、27000 xgで遠心分離して、上清を除去した。集菌した細菌をPBSで2回洗浄し、次いで、高圧ホモジナイザーにより溶菌した(Niro Soavi Model NS2006L, Daken Stainless Products Ltd., UK)。溶菌サンプルを、0.22μmの孔サイズを有するシーブに透過させて、タンパク質単離のために準備した。
Example 2: Expression and isolation of peptide aFGF135
After amplification of pET3c-haFGF, the vector was transformed into DNA using BL21 (DE3) (Novagen, Germany) competent cells. Ampicillin resistant E. coli colonies were grown in LB medium and grown to OD 600 = 0.3 before being induced with a final concentration of 1 mM IPTG (isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside). . After 16 hours (± 2 hours) incubation, the bacteria were harvested and centrifuged at 27000 xg to remove the supernatant. The collected bacteria were washed twice with PBS and then lysed with a high-pressure homogenizer (Niro Soavi Model NS2006L, Daken Stainless Products Ltd., UK). Lysed samples were permeated through sieves having a pore size of 0.22 μm and prepared for protein isolation.

ヒトaFGF135のペプチドを、次のクロマトグラフィーにより単離した:(1)カチオン交換クロマトグラフィー(CMFF column, RM197, GE Healthcare Bio-Sciences USA Corp.);(2)ヘパリンに特異的なアフィニティークロマトグラフィー(ヘパリン FF column, RM 244, GE Healthcare Bio-Sciences USA Corp.);および(3)サイズ排除クロマトグラフィー(Superdex 75 pre-grade column, RM245, GE Healthcare Bio-Sciences USA Corp.)。上記カラムに使用した緩衝液は、リン酸塩溶液であった(0.1% EDTA-Naを有するNa2PO4:NaHPO3=51:49、pH 6.8-7.2)。得られたように最終生成物は、本発明の標的ペプチドであった。ペプチドaFGF135の分子量は、LC-MSMS アッセイにより決定したとおり15281Daであった。 The peptide of human aFGF135 was isolated by the following chromatography: (1) cation exchange chromatography (CMFF column, RM197, GE Healthcare Bio-Sciences USA Corp.); (2) affinity chromatography specific for heparin ( Heparin FF column, RM 244, GE Healthcare Bio-Sciences USA Corp.); and (3) Size exclusion chromatography (Superdex 75 pre-grade column, RM245, GE Healthcare Bio-Sciences USA Corp.). The buffer used for the column was a phosphate solution (Na 2 PO 4 with 0.1% EDTA-Na: NaHPO 3 = 51: 49, pH 6.8-7.2). As obtained, the final product was the target peptide of the present invention. The molecular weight of peptide aFGF135 was 15281 Da as determined by LC-MSMS assay.

実施例3:ペプチドaFGF135の安定性試験
(I)ウェスタンブロッティング分析
粗製ペプチドを、4-20または10-20%の勾配ゲルにおけるSDS-PAGEに供し、次いで電気的転移(Polyblot Transfer System, Model SBD-1000; American Bionetics, Emeryville, CA)により、ニトロセルロース膜(0.05 Am; Schleicher & Schuell, Inc., Keene, NH)に移し取った。aFGFペプチドの安定性を調べるために、8M 尿素を添加するか、または添加しない(潜在的凝集物を分解するまで)Laemmli緩衝溶液[1 M Tris(2.4 ml)pH 6.8、0.8 g SDS-ストック、100%グリセロール(4 ml)、0.01%のブロモフェノールブルー、0.02% β-メルカプトエタノール(電気泳動グレード)(1 ml)、および水(2.8 ml)]を、0.0625M トリス塩、SDSストック1%、および15 mMジチオスレイトルを含むスタッキングゲル緩衝溶液として調製した。サンプルを、室温で1時間保持し、その後4℃で終夜保持した。それを煮沸した後に、SDS-PAGE上で泳動させた。
Example 3: Stability test of peptide aFGF135
(I) Western blotting analysis Crude peptides were subjected to SDS-PAGE on 4-20 or 10-20% gradient gels, followed by electrotransfer (Polyblot Transfer System, Model SBD-1000; American Bionetics, Emeryville, CA). And transferred to a nitrocellulose membrane (0.05 Am; Schleicher & Schuell, Inc., Keene, NH). To investigate the stability of the aFGF peptide, add or do not add 8M urea (until it breaks down the potential aggregates) Laemmli buffer solution [1 M Tris (2.4 ml) pH 6.8, 0.8 g SDS-stock, 100% glycerol (4 ml), 0.01% bromophenol blue, 0.02% β-mercaptoethanol (electrophoretic grade) (1 ml), and water (2.8 ml)], 0.0625M Tris salt, 1% SDS stock, And a stacking gel buffer solution containing 15 mM dithiothreitol. Samples were held at room temperature for 1 hour and then at 4 ° C. overnight. After boiling it, it was run on SDS-PAGE.

移し取り、そして非特異的タンパク質-結合部位を、3% 乾燥ミルクのTBS溶液によりブロッキングした後に、該ニトロセルロース膜を、洗浄緩衝液(10 mM トリス-HCI、pH 8.0、0.15 M NaCl、0.05% Tween-20)で好適に希釈した(aFGF 抗体の1:500希釈, R&D Systems, Inc.)種々の抗体と共に終夜4℃でインキュベートした。抗原-抗体複合体を、該膜と好適な二次抗体とインキュベートし、それをProtoBlot Western Blot AP System(Promega, Madison, WI)により発色させて可視化した。   After transferring and blocking non-specific protein-binding sites with 3% dry milk in TBS solution, the nitrocellulose membrane was washed with wash buffer (10 mM Tris-HCI, pH 8.0, 0.15 M NaCl, 0.05% Incubated overnight at 4 ° C. with various antibodies, suitably diluted with Tween-20) (1: 500 dilution of aFGF antibody, R & D Systems, Inc.). Antigen-antibody complexes were incubated with the membrane and a suitable secondary antibody, which was developed and visualized by the ProtoBlot Western Blot AP System (Promega, Madison, Wis.).

(II)分解試験
インタクトなaFGFペプチドを、37℃および54℃で各々インキュベートした。この54℃は自己促進性分解温度である。その後、サンプルをウェスタンブロッティングに供した。37℃でのインキュベーション後のサンプルに対する結果を図2Aに示した。該結果は、レーン1-3は各々インキュベーションが6時間、24時間および48時間後の結果であり、レーン4は分子量マーカーであって、また各バンド上部の数字は分子量を表す。54℃で120分間(2時間)のインキュベーション後のペプチドaFGF135に対する結果を図2Bに示した;ここで、レーン1−3は各々10分間、60分間および120分間のインキュベーション後の結果であり、レーン4は分子量マーカーであり、また各バンド上部の数字は分子量を表す。
(II) Degradation test Intact aFGF peptide was incubated at 37 ° C and 54 ° C, respectively. This 54 ° C. is a self-promoting decomposition temperature. Thereafter, the sample was subjected to Western blotting. The results for the sample after incubation at 37 ° C. are shown in FIG. 2A. The results for lanes 1-3 are the results after 6 hours, 24 hours and 48 hours of incubation, lane 4 is the molecular weight marker, and the numbers at the top of each band represent the molecular weight. The results for peptide aFGF135 after incubation at 54 ° C. for 120 minutes (2 hours) are shown in FIG. 2B; where lanes 1-3 are the results after 10 minutes, 60 minutes, and 120 minutes of incubation, respectively. 4 is a molecular weight marker, and the number at the top of each band represents the molecular weight.

図2Aに示したとおり、該ペプチドaFGF135は、体温(約37℃)にて少なくとも48時間、そのインタクトな構造を維持した。ペプチドaFGF135は、より長期的な神経保護効果かつより良好な安定性を備えていることを示した。   As shown in FIG. 2A, the peptide aFGF135 maintained its intact structure for at least 48 hours at body temperature (about 37 ° C.). The peptide aFGF135 has been shown to have a longer-term neuroprotective effect and better stability.

図2Bに示したとおり、ペプチドaFGF135は、54℃で少なくとも1時間そのインタクトな構造を維持する。ペプチドaFGF135を、54℃で2時間インキュベートした場合、他の構造に形態を変えたというよりもむしろ完全に分解しており、これは予測不可能な副作用のリスクをもたらし得る。次に、ペプチドaFGFは安全な貯蔵性または移動性を提供した。   As shown in FIG. 2B, peptide aFGF135 maintains its intact structure at 54 ° C. for at least 1 hour. When the peptide aFGF135 was incubated at 54 ° C. for 2 hours, it was completely degraded rather than transformed into another structure, which could lead to the risk of unpredictable side effects. Second, the peptide aFGF provided safe storage or mobility.

同じ実験条件下で、安定性試験を、140個のアミノ酸を有する市販組換えヒトaFGF(Promega Corporationからの「Promega aFGF」)について行った。図3に示したとおり、黒色の矢印により示した第二のバンドがPromega aFGFのバンドに表れた;これに対して、ペプチドaFGF135は分解せずにその構造を維持した。一方、マイクロプレートにサンプルを添加すると、Promega aFGFは明らかに白色沈殿物を呈したが、ペプチドaFGF135は透明を呈した。該ペプチドaFGF135は、市販のaFGFよりも良好な安定性を有することを示した。   Under the same experimental conditions, stability studies were performed on commercial recombinant human aFGF having 140 amino acids (“Promega aFGF” from Promega Corporation). As shown in FIG. 3, a second band indicated by a black arrow appeared in the Promega aFGF band; in contrast, peptide aFGF135 maintained its structure without degradation. On the other hand, when the sample was added to the microplate, Promega aFGF clearly showed a white precipitate, but the peptide aFGF135 showed transparency. The peptide aFGF135 was shown to have better stability than commercially available aFGF.

実施例4:1H-15N-NMR構造の特徴分析
現在、NMR分光法は、原子分解にて生物学的マクロ分子様タンパク質および核酸の構造を決定することが出来るよく知られている技術である。ペプチドaFGF135についての構造の特徴分析を、High Field Nuclear Magnetic Resonance Center (Academia Sinica, Taiwan)により行った。
Example 4: Characterization of 1 H- 15 N-NMR structure Currently, NMR spectroscopy is a well-known technique that can determine the structure of biological macromolecule-like proteins and nucleic acids by atomic resolution. is there. Structural characterization of peptide aFGF135 was performed by High Field Nuclear Magnetic Resonance Center (Academia Sinica, Taiwan).

要約すると、スペクトルをBruker AVANCE 600で298Kにて記録した。CおよびNの化学シフトを、バックボーンのねじれ角を得るためにプログラムTALOSに使用した。バックボーンについての配列-特異的な共鳴帰属(resonance assignment)を、HNCO、HN(CA)CO、HACNCB、CBCA(CO)NH、HNCAおよびHN(CO)CAの実験を用いて得て、15N-NOESY-HSQCおよび13C-NOESY-HSQCを組み合わせて、15N-TOCSY-HSQCおよび13C-NOESY-HSQCを用いる側鎖配置を得た。バックボーンスペクトルを図4に示した。 In summary, spectra were recorded on a Bruker AVANCE 600 at 298K. C and N chemical shifts were used in the program TALOS to obtain the backbone twist angle. Sequence-specific resonance assignments for the backbone were obtained using experiments with HNCO, HN (CA) CO, HACNCB, CBCA (CO) NH, HNCA and HN (CO) CA, and 15 N- NOESY-HSQC and 13 C-NOESY-HSQC were combined to obtain a side chain configuration using 15 N-TOCSY-HSQC and 13 C-NOESY-HSQC. The backbone spectrum is shown in FIG.

構造計算のために、二面角をプログラムTALOSにより得て、距離限界を、D2O交換実験の併用にて15N-NOESY-HSQCおよび13C-NOESY-HSQCにより得て、26個の起こり得る水素結合を見出した。ペプチドaFGF135の3D構造特徴を、図5Aに示したとおりプログラムCYANAにより得た。Afgf135についてのNMR拘束および構造計算の統計値を表1に記載した。 For structural calculations, dihedral angles were obtained with the program TALOS, distance limits were obtained with 15 N-NOESY-HSQC and 13 C-NOESY-HSQC in combination with D2O exchange experiments, and 26 possible hydrogens. Found a bond. The 3D structural features of peptide aFGF135 were obtained by the program CYANA as shown in FIG. 5A. The NMR constraints and structure calculation statistics for Afgf135 are listed in Table 1.

表1.Afgf135aについてのNMR拘束および構造計算の統計値

Figure 2011121882
a. 所与の値は、CYANAによる溶液構造を表す20以上の配座異性体の平均に対応している。
b. 二次構造領域はMOLMO選択を基にしている:7-11、16-21、25-29、39-43、48-53、59-62、68-71、80-85、89-94、127-131。
c. Lozano RMら(Biochemistry, 2;39(17):4982-93, 2000)にて選択された領域に対応する選択領域。 table 1. NMR constraints and structure calculation statistics for Afgf135 a
Figure 2011121882
a. The given value corresponds to an average of 20 or more conformers representing the solution structure by CYANA.
b. Secondary structure regions are based on MOLMO selection: 7-11, 16-21, 25-29, 39-43, 48-53, 59-62, 68-71, 80-85, 89-94 127-131.
c. A selected region corresponding to the region selected in Lozano RM et al. (Biochemistry, 2; 39 (17): 4982-93, 2000).

ペプチドaFGF135および2つの既知ヒトaFGFの3D構造を、比較のために図5Bおよび図5Cに示した。PDB Code 1RG8として配列番号:6の140個のアミノ酸を有するaFGFを図5Bに示した;ならびに1DZDとして配列番号:7の127個のアミノ酸を有するaFGFを図5Cに示した。両方は、図5Aに示したとおりペプチドaFGF135とは構造的に異なり、ペプチド内のN末端およびC末端は内側に埋没しており、下方左部の結合ループが欠落している。改変アミノ酸配列および独特な構造を有するペプチドaFGF135は、構造的に新規であり、既知aFGFペプチドとは異なることを示した。   The 3D structures of peptide aFGF135 and two known human aFGFs are shown in FIGS. 5B and 5C for comparison. An aFGF having 140 amino acids of SEQ ID NO: 6 as PDB Code 1RG8 is shown in FIG. 5B; and an aFGF having 127 amino acids of SEQ ID NO: 7 as 1DZD is shown in FIG. 5C. Both are structurally different from the peptide aFGF135 as shown in FIG. 5A, the N-terminal and C-terminal in the peptide are buried inside, and the lower left binding loop is missing. Peptide aFGF135 having a modified amino acid sequence and a unique structure was structurally novel and shown to be different from known aFGF peptides.

本発明の広範囲の概念から逸脱せずに上記実施態様に変更を為し得ることは、当分野の技術者には理解されよう。それ故に、本発明は、特定の実施態様に制限されるものではなく、添付の請求の範囲により規定したような本発明の精神および範囲内にある修飾をカバーすることを意図すると解される。   Those skilled in the art will appreciate that modifications can be made to the above embodiments without departing from the broad concepts of the present invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but is intended to cover modifications that are within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (8)

ヒト酸性繊維芽細胞増殖因子(aFGF)の改変ペプチドであって、
ネイティブなヒトaFGFのN末端から20個のアミノ酸を欠失させることにより短化したネイティブヒトaFGF、および該短化ネイティブaFGFの前に付加されたアラニン(Ala)を含む、ペプチド。
A modified peptide of human acidic fibroblast growth factor (aFGF),
A peptide comprising native human aFGF shortened by deleting 20 amino acids from the N-terminal of native human aFGF, and alanine (Ala) added before the shortened native aFGF.
配列番号:1のアミノ酸配列を含む、請求項1記載のペプチド。   The peptide of claim 1 comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. 図5Aに示した3D構造を特徴とする、請求項1記載のペプチド。   The peptide of claim 1 characterized by the 3D structure shown in Figure 5A. 相対的に高い安定性を持っている、請求項1記載のペプチド。   The peptide according to claim 1, which has a relatively high stability. 請求項1の単離ペプチドおよび医薬上許容し得る担体を含む、医薬組成物。   A pharmaceutical composition comprising the isolated peptide of claim 1 and a pharmaceutically acceptable carrier. 請求項2の単離ペプチドおよび医薬上許容し得る担体を含む、医薬組成物。   A pharmaceutical composition comprising the isolated peptide of claim 2 and a pharmaceutically acceptable carrier. 請求項3の単離ペプチドおよび医薬上許容し得る担体を含む、医薬組成物。   A pharmaceutical composition comprising the isolated peptide of claim 3 and a pharmaceutically acceptable carrier. 請求項4の単離ペプチドおよび医薬上許容し得る担体を含む、医薬組成物。   A pharmaceutical composition comprising the isolated peptide of claim 4 and a pharmaceutically acceptable carrier.
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