JP2011518791A - ソルチリンに対する特異的リガンドの設計 - Google Patents
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Abstract
Description
a)配列番号1のポリペプチド;
b)変異体が前記配列番号1と少なくとも60%の配列相同性を有する、前記ポリペプチドの配列変異体;
c)a)〜b)のいずれかの少なくとも200個の連続したアミノ酸を含む断片であって、前記断片がソルチリン活性を示す、断片;
d)少なくとも1つのリガンドと複合体を形成したa)〜c)のいずれか
を含む結晶に関する。
a.50mMのTris−HCl pH7.9および150mMのNaClを含む緩衝液中に配列番号1のポリペプチドまたはその断片もしくは変異体の4.5〜5.5mg/mLを含む組成物を得る段階と、
b.i.1:1.5〜1:15(sソルチリン:NT)または
ii.1:4(sソルチリン:プロペプチド)
のモル比でニューロテンシンと前記組成物を混合する段階と、
c.前記組成物および結晶化溶液、それぞれ等容量を曝す段階であって、前記結晶化溶液が
i.18〜21% w/vのPEG6000、および
ii.0〜15%のグリセロール、および
iii.Tris−HEPES pH7.2〜7.8(40〜93mMのTrisおよび100mMのHEPES)または100mMのTris−HCl pH7.9、3〜6%のグリセロール、および
iv.300〜900mMのNaCl、またはマロン酸でpH6〜7.5に調整されている150〜400mMのC3H2Na2O4、または300〜500mMのLiSO4、また500〜700mMのKCl
を含む段階と、
d.配列番号1またはその断片もしくは変異体を含む結晶を得る段階と
を含む結晶を成長させる方法に関する。
a.結合部位1、もしくは
b.結合部位2、もしくは
c.結合部位3、
またはa〜cの断片もしくは変異体
の1つまたは複数に結合する能力があるリガンドを同定する方法における、図17〜20のいずれかに提示されている原子座標、または3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示されている3次元構造から偏位する3次元構造から選択される原子座標の使用に関する。
a)図17〜20のいずれかに提示されている原子座標、または3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から偏位する3次元構造から選択される原子座標を用いてコンピュータスクリーン上で結合部位の空間的構造を作成する段階と、
b)コンピュータスクリーン上で空間的構造を有する可能性のあるリガンドを作成する段階と、
c)立体障害なしに結合相互作用部位セットの少なくとも1つのアミノ酸残基に結合することができるリガンドを選択する段階と
を含む。
a)前記ソルチリンの原子のサブセットの原子座標を含むデータを、前記入力装置を通してプログラムされたコンピュータへ入力し、それによって基準データセットを作成する段階であって、前記原子座標が図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から選択され、または原子座標が3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から偏位する3次元構造から選択される段階と、
b)前記プロセッサーを用いて、データ記憶システムに記憶された低分子量有機化学構造およびペプチド断片のコンピュータデータベースと基準データセットを比較する段階と、
c)前記データベースから、コンピュータによる手段を用いて、基準データセットと構造的に相補的である部分を有し、受容体ソルチリンとの立体障害を含まない化学構造を選択する段階
を含む方法に関する。
a)コンピュータモデリングと連動した原子座標を用いて、コンピュータモデリングによって作成された配列番号1(ソルチリン)の結合部位1および/もしくは結合部位2および/もしくは結合部位3、またはそれらの断片もしくは変異体における1セットの結合相互作用部位へ可能性のあるリガンドを結合し、ソルチリンの前記セットの結合相互作用部位における少なくとも1つのアミノ酸に結合する能力がある可能性のあるリガンドを選択することにより、可能性のあるリガンドを選択する段階であって、前記原子座標が、図17〜20のいずれかに提示された原子座標であり、または原子座標が、3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から偏位する3次元構造から選択される段階と
b)前記可能性のあるリガンドおよび前記受容体ソルチリンを供給する段階と、
c)可能性のあるリガンドを前記受容体ソルチリンと接触させる段階と、
d)可能性のあるリガンドによる前記受容体ソルチリンの結合を検出する段階と
を含む。
a)3次元構造決定に基づいた、配列番号1(ソルチリン)の結合部位1および/もしくは結合部位2および/もしくは結合部位3、またはそれらの断片もしくは変異体の立体構造を定義する原子座標から引き出される情報をコンピュータへ導入する段階であって、それにより、コンピュータプログラムが前記立体構造の構造をコンピュータスクリーン上で利用またはディスプレイし、前記原子座標が図17〜20のいずれかに提示されている3次元構造から選択され、または原子座標が3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかによって表された3次元構造のいずれか1つから偏位する3次元構造から選択される段階と、
b)コンピュータスクリーン上で前記コンピュータプログラムによってソルチリンの結合部位1、結合部位2、または結合部位3の3次元表示を作成する段階と、
c)前記結合部位1、結合部位2、および結合部位3の表示上に可能性のあるリガンドのモデルを重ねる段階と、
d)ソルチリンの結合部位1(高親和性ニューロテンシン結合部位)、結合部位2(低親和性ニューロテンシン結合部位)、結合部位3(プロニューロトロフィン結合部位)、またはそれらの断片もしくは変異体との可能性のあるリガンドの結合の可能性および立体障害の非存在を評価する段階と、
e)前記受容体ソルチリンの結合アッセイにおいて前記可能性のあるリガンド化合物を組み入れる段階と、
f)配列番号6のアミノ酸残基19〜241(proNGF)、配列番号6のアミノ酸残基19〜121(NGFプロドメイン)、配列番号7のアミノ酸残基19〜246(proBDNF)、配列番号7のアミノ酸残基19〜127(BDNFプロドメイン)、配列番号8のアミノ酸残基17〜257(proNT3)、配列番号8のアミノ酸残基17〜140(NT3プロドメイン)、配列番号9のアミノ酸残基25〜210(proNT4/5)、配列番号9のアミノ酸残基25〜80(NT4/5プロドメイン)、配列番号10(ニューロテンシン)、配列番号11(PYIL)、配列番号10のアミノ酸残基11〜13(YIL)、および配列番号12(NT69L)からなる群から選択される競合するリガンドの結合を前記可能性のあるリガンドが阻害するかどうかを決定する段階
を含む。
a.配列番号1と少なくとも20%の配列相同性を有する、Vps10p−ドメイン受容体またはその断片もしくは変異体を同定する段階と、
b.図17〜20のいずれかに提示されている原子座標、または3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から偏位する3次元構造から選択される原子座標を利用して、相同性モデリングによって同定されたVps10p−ドメイン受容体の原子モデルを得る段階と
を含む方法に関する。
X1が配列番号1のアミノ酸残基R325、S316、およびY351を含み、
X2がY351のバックボーンカルボニルを含み、
X3がI353のバックボーンを含み、
X4がK260のアミノ基を含み、
R1がアミノ酸残基I327、F314、Y351、I353、およびM363を含み、
R2がF350、およびアミノ酸残基T397〜E401を含むループ由来の少なくとも1つのアミノ酸を含み、
J1がS305を含み、
J2がF306のバックボーンアミドを含み、
J3がF306のバックボーンカルボニルを含む
リガンドに関する。
Yは、O、N、S、F、Cl、Br、Iからなる群から選択される水素結合受容体として働く電気陰性原子であり、
R1は、C3〜6アルキル、C4〜6シクリル、それぞれが4〜6員環の1つの環および1〜3つのヘテロ原子を有する複素環式または複素環式芳香族構造、またはN、O、S(O)0〜2からなる群から選択される1〜3つのヘテロ原子を含むヘテロアルキルであり、
R2は、水素、C1〜12のアルキル、またはそれぞれが3〜8員環の1〜3つの環および0〜4つのヘテロ原子を有する芳香族、炭素環式、複素環式、もしくは複素環式芳香族構造、またはN、O、S(O)0〜2からなる群から選択される1〜8つのヘテロ原子を含むヘテロアルキルであり、
R3は、水素、SH、イミダゾール、C1〜12アルキル、またはそれぞれが3〜8員環の1〜3つの環および0〜4つのヘテロ原子を有する芳香族、炭素環式、複素環式、もしくは複素環式芳香族構造、またはN、O、Sからなる群から選択される1〜8つのヘテロ原子を含むヘテロアルキルであり、
R4は、官能基C1〜100直鎖または分岐アルキル、直鎖または分岐アルケニル、直鎖または分岐アルキニル、フェニル、ベンジル、ハロアルカン、クロロアルカン、ブロモアルカン、ヨードアルカン、ハロホルミル、ヒドロキシル、カルボニル、アルデヒド、炭酸エステル、カルボン酸、カルボキシル、エーテル、エステル、ヒドロペルオキシ、ペルオキシ、カルボキサミド、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、アンモニウム、第一級ケチミン、第二級ケチミン、第一級アルジミン、第二級アルジミン、イミド、アジド、アゾ(ジイミド)、シアン酸、イソシアン化物、イソチオシアン酸、硝酸、ニトリル、ニトロソオキシ、ニトロ、ニトロソ、ピリジル、ホスフィノ、リン酸、ホスホノ、スルホニル、スルフィニル、スルフィドリル(SH)、チオシアン酸、ジスルフィド、リンカーL2またはL3、および配列番号10と少なくとも50%同一であるアミノ酸配列またはその断片から選択される]。
R5は、H、CH3、およびリンカーL2からなる群から選択され、
R6は、H、−CH3、−CH2CH3、および−OCH3からなる群から選択され、
R7は、グルタミン酸、グルタミン、リシン、アルギニン、ヒスチジン、チロシン、メチオニン、システイン、脂肪族C4〜6基の側鎖からなる群から選択され、
R8は、チロシン、ヒスチジン、セリン、スレオニン、アスパラギン酸、アスパラギン、システイン、フェニルアラニン、ヨードチロシン、および−CH2−NH2の側鎖からなる群から選択され、
R9は、リシン、アルギニン、グルタミン、C3〜8脂肪族基およびヘテロ脂肪族基、5員環または6員環を含む炭素環式基および複素環式基の側鎖からなる群から選択され、
R10は、ピログルタミン酸、ポリ炭水化物、および10以上の長さのポリペプチドからなる群から選択され、
R11およびR12は個々に、H、C1〜12直鎖または分岐アルキル、直鎖または分岐アルケニル、直鎖または分岐アルキニル、フェニル、ベンジル、ハロアルカン、クロロアルカン、ブロモアルカン、ヨードアルカン、ハロホルミル、ヒドロキシル、カルボニル、アルデヒド、炭酸エステル、カルボン酸、カルボキシル、エーテル、エステル、ヒドロペルオキシ、ペルオキシ、カルボキサミド、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、アンモニウム、第一級ケチミン、第二級ケチミン、第一級アルジミン、第二級アルジミン、イミド、アジド、アゾ(ジイミド)、シアン酸、イソシアン化物、イソチオシアン酸、硝酸、ニトリル、ニトロソオキシ、ニトロ、ニトロソ、ピリジル、ホスフィノ、リン酸、ホスホノ、スルホニル、スルフィニル、スルフィドリル(SH)からなる群から選択され、
共有結合(1)および(2)は個々に、一重結合および二重結合からなる群から選択される]。
R14、R15、R17、R19、R20は個々に、H、C1〜12アルキル、アルケニル、およびアルキニルからなる群から選択され、
R16は、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、メチオニン、ヒスチジン、システイン、リシン、および脂肪族C3〜7の側鎖からなる群から選択され、
R18は、H、−CH3、および−CH2OHからなる群から選択され、
共有結合(1)および(2)は個々に、一重結合および二重結合からなる群から選択される]。
定義
アジュバント:投与される免疫原性決定因子/抗原との混合が前記決定因子に対する免疫応答を増加させる、または別の形で改変する任意の物質。
i)所定のコード配列を含むポリヌクレオチド、または
ii)所定のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチド、または
iii)ポリヌクレオチド(i)または(ii)によってコードされるポリペプチドの断片をコードするポリヌクレオチドであって、前記断片が本明細書で特定化されている少なくとも1つの所定の活性を有する、ポリヌクレオチド、ならびに
iv)相補鎖が(i)、(ii)、および(iii)のいずれか1つに定義されているポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ本明細書で特定化されている少なくとも1つの所定の活性を有するポリペプチドもしくはその断片をコードする、ポリヌクレオチド、ならびに
v)ポリヌクレオチド(iii)または(iv)のヌクレオチド配列に対する縮重であるヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド、
またはそのようなポリヌクレオチドの相補鎖
に属する。
i)極性側鎖を有するアミノ酸(Asp、Glu、Lys、Arg、His、Asn、Gln、Ser、Thr、Tyr、およびCys)
ii)非極性側鎖を有するアミノ酸(Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Trp、Pro、およびMet)
iii)脂肪族側鎖を有するアミノ酸(Gly、Ala、Val、Leu、Ile)
iv)環状側鎖を有するアミノ酸(Phe、Tyr、Trp、His、Pro)
v)芳香族側鎖を有するアミノ酸(Phe、Tyr、Trp)
vi)酸性側鎖を有するアミノ酸(Asp、Glu)
vii)塩基性側鎖を有するアミノ酸(Lys、Arg、His)
viii)アミド側鎖を有するアミノ酸(Asn、Gln)
ix)ヒドロキシ側鎖を有するアミノ酸(Ser、Thr)
x)イオウ含有側鎖を有するアミノ酸(Cys、Met)
xi)中性の弱疎水性アミノ酸(Pro、Ala、Gly、Ser、Thr)
xii)親水性の酸性アミノ酸(Gln、Asn、Glu、Asp)、および
xiii)疎水性アミノ酸(Leu、Ile、Val)
Vps10p−ドメイン、特にヒトソルチリンのVps10p−ドメインの構造的組織化およびリガンド結合を明らかにするために、本発明者らは、NTと複合体を形成した、およびそれ自体のプロペプチドの残基4〜29と複合体を形成したsソルチリンの結晶構造(それぞれ、2.0Åおよび3.2Åの分解能で)を決定している。sソルチリン:NT複合体に関するデータは、わずかな過剰(モル比1:1.5)NT、および大過剰(モル比1:15)のNTで増大した結晶から得られた(例5参照)。本発明者らはさらに、神経成長因子(NGF)のプロドメインと複合体を形成したsソルチリンの構造を決定している。
a)配列番号1のポリペプチド;および/または
b)前記配列番号1と少なくとも60%の配列相同性を有する、前記ポリペプチドの配列変異体;および/または
c)ソルチリン活性を示す、a)〜b)のいずれかの少なくとも200個の連続したアミノ酸を含む断片、および
d)任意で、少なくとも1つのリガンドと複合体を形成したa)〜c)のいずれか
を含む結晶に関する。
さらなる態様において、本発明はさらに、ソルチリン結晶を成長させる方法であって、
a.4.5〜5.5mg/mLの配列番号1のポリペプチドまたはその断片もしくは変異体を、50mMのTris−HCl、pH7.9および150mMのNaClを含む緩衝液に含む組成物を得る段階と、
b.i.1:1.5〜1:15(sソルチリン:NT)または
ii.1:4(sソルチリン:プロペプチド)
のモル比で前記組成物をニューロテンシンと混合する段階と、
c.前記組成物および結晶化溶液、それぞれ等容量を曝す段階であって、前記結晶化溶液が
iii.18〜21%w/vのPEG6000、および
iv.0〜15%のグリセロール、および
v.Tris−HEPES、pH7.2〜7.8(40〜93mMのTrisおよび100mMのHEPES)、または100mMのTris−HCl、pH7.9、3〜6%のグリセロール、および
vi.300〜900mMのNaCl、またはマロン酸によってpH6〜7.5へ調整されている150〜400mMのC3H2Na2O4、または300〜500mMのLiSO4、または500〜700mMのKCl
を含む段階と、
d.配列番号1またはその断片もしくは変異体を含む結晶を得る段階と
を含む方法に関する。
a.最初の沈殿物を単離する段階と、
b.懸滴(ハンギングドロップ)からの蒸気拡散によりこれらを成長させる段階と
をさらに含む。
本発明者らは、ソルチリン(配列番号1)の残基78〜609が、10翼を有するβ−プロペラの最初の例を構成することを見出している。長い延長部が、4つの鎖の上下の翼の間と、翼の個々のβ鎖の間の両方に見出される(図1A)。より小さい、10個のシステインを含むC末端パート(10CC)である、残基610〜758は、p75NTRに見出されるシステインリッチドメインに似た全体的形および構造を有する2つの類似した構造ドメインとして現れる(18)(図1B)。2つの10CCドメインとプロペラドメインとの間の境界面は、広範な疎水性相互作用および静電相互作用を含み、プロペラの1つの面の約180°を網羅する。
a.結合部位1、もしくは
b.結合部位2、もしくは
c.結合部位3、
またはa〜cの断片もしくは変異体
の1つまたは複数に結合する能力があるリガンドを同定するための方法における、図17〜20のいずれかに提示されている原子座標、または3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示されている3次元構造から偏位する3次元構造から選択される原子座標の使用に関する。
a.結合部位1、もしくは
b.結合部位2、もしくは
c.結合部位3、
またはa〜cの断片もしくは変異体
の1つまたは複数に結合する能力があるリガンドを同定するための方法における、図17〜20のいずれかに提示されている原子座標、または3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示されている3次元構造から偏位する3次元構造から選択される原子座標の使用に関する。
本発明は、本明細書の上記で定義されているソルチリンの3つの結合部位(1、2、および3)のいずれかに特異的に結合する能力があるリガンドの同定および設計のための方法を提供する。
a.図17〜20のいずれかに提示されている原子座標、または3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から偏位する3次元構造から選択される原子座標を用いてコンピュータスクリーン上で結合部位の空間構造を作成する段階と、
b.コンピュータスクリーン上で空間的構造を有する可能性のあるリガンドを作成する段階と、
c.立体障害なしにセットの結合相互作用部位の少なくとも1つのアミノ酸残基に結合することができるリガンドを選択する段階と
を含む方法に関する。
a.前記ソルチリンの原子のサブセットの原子座標を含むデータを、前記入力装置を通してプログラムされたコンピュータに入力し、それによって基準データセットを作成する段階であって、前記原子座標が、図17〜20のいずれかに提示された原子座標であり、または原子座標が、3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から偏位する3次元構造から選択される段階と、
b.前記プロセッサーを用いて、低分子量有機化学構造のコンピュータデータベースに設定された基準データとデータ記憶システムに保存されたペプチド断片を比較する段階と、
c.前記データベースから、コンピュータ方法を用いて、基準データセットに構造的に相補的である部分を有し、受容体ソルチリンとの立体障害がない化学構造を選択する段階と
を含む方法に関する。
a.コンピュータモデリングと連動した原子座標を用いて、コンピュータモデリングによって作成された、配列番号1(ソルチリン)の結合部位1および/もしくは結合部位2および/もしくは結合部位3、またはそれらの断片もしくは変異体における1セットの結合相互作用部位へ可能性のあるリガンドを結合し、ソルチリンの前記セットの結合相互作用部位における少なくとも1つのアミノ酸に結合する能力がある可能性のあるリガンドを選択することにより、可能性のあるリガンドを選択する段階であって、前記原子座標が、図17〜20のいずれかに提示された原子座標であり、または原子座標が、3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から偏位する3次元構造から選択される段階と、
b.前記可能性のあるリガンドおよび前記受容体ソルチリンを供給する段階と、
c.可能性のあるリガンドを前記受容体ソルチリンと接触させる段階と、
d.前記受容体ソルチリンの可能性のあるリガンドによる結合を検出する段階と
を含む方法に関する。
a.3次元構造決定に基づいた、配列番号1(ソルチリン)の結合部位1および/もしくは結合部位2および/もしくは結合部位3、またはそれらの断片もしくは変異体の立体構造を定義する原子座標から引き出される情報をコンピュータへ導入する段階であって、それにより、コンピュータプログラムが前記立体構造の構造をコンピュータスクリーン上で利用またはディスプレイし、前記原子座標が図17〜20のいずれかに提示されている3次元構造から選択され、または原子座標が3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかによって表された3次元構造のいずれか1つから偏位する3次元構造から選択される段階と、
b.コンピュータスクリーン上で前記コンピュータプログラムによってソルチリンの結合部位1、結合部位2、または結合部位3の3次元表示を作成する段階と、
c.前記ソルチリンの結合部位1、結合部位2、もしくは結合部位3、またはその断片もしくは変異体の表示上に可能性のあるリガンドのモデルを重ねる段階と、
d.ソルチリンの高親和性ニューロテンシン結合部位、低親和性ニューロテンシン結合部位、ソルチリンプロペプチド結合部位、またはプロニューロトロフィン結合部位との可能性のあるリガンドの結合の可能性および立体障害の非存在を評価する段階と、
e.前記受容体ソルチリンの結合アッセイにおいて前記可能性のあるリガンド化合物を組み入れる段階と、
f.限定されないが、配列番号6のアミノ酸残基19〜241(proNGF)、配列番号6のアミノ酸残基19〜121(NGFプロドメイン)、配列番号7のアミノ酸残基19〜246(proBDNF)、配列番号7のアミノ酸残基19〜127(BDNFプロドメイン)、配列番号8のアミノ酸残基17〜257(proNT3)、配列番号8のアミノ酸残基17〜140(NT3プロドメイン)、配列番号9のアミノ酸残基25〜210(proNT4/5)、配列番号9のアミノ酸残基25〜80(NT4/5プロドメイン)、配列番号10(ニューロテンシン)、配列番号11(PYIL)、および配列番号10のアミノ酸残基11〜13(YIL)からなる群から選択される競合するリガンドの結合を前記可能性のあるリガンドが阻害するかどうかを決定する段階と
を含む方法に関する。
本明細書の上記に定義された方法によって同定されたリガンドは、ソルチリンの結晶構造を通して同定された結合部位へ特異的に結合する。Vps10p−ドメインファミリーの5つのメンバー間でのVps10p−ドメインの相同性により、ソルチリンの結合部位1〜3に結合すると同定されたリガンドは、他のVps10p−ドメイン受容体のVps10p−ドメインとも相互作用する可能性が高い。
X1が配列番号1のアミノ酸残基R325、S316、およびY351を含み、
X2がY351のバックボーンカルボニルを含み、
X3がI353のバックボーンを含み、
X4がK260のアミノ基を含み、
R1がアミノ酸残基I327、F314、Y351、I353、およびM363を含み、
R2がF350およびアミノ酸残基T397〜E401を含むループ由来の少なくとも1つのアミノ酸を含み、
J1がS305を含み、
J2がF306のバックボーンアミドを含み、
J3がF306のバックボーンカルボニルを含む。
Yは、O、N、S、F、Cl、Br、Iからなる群から選択される水素結合受容体として働く電気陰性原子であり、
R1は、C3〜6アルキル、C4〜6シクリル、それぞれが4〜6員環の1つの環および1〜3つのヘテロ原子を有する複素環式または複素環式芳香族構造、またはN、O、S(O)0〜2からなる群から選択される1〜3つのヘテロ原子を含むヘテロアルキルであり、
R2は、水素、C1〜12のアルキル、またはそれぞれが3〜8員環の1〜3つの環および0〜4つのヘテロ原子を有する芳香族、炭素環式、複素環式、もしくは複素環式芳香族構造、またはN、O、S(O)0〜2からなる群から選択される1〜8つのヘテロ原子を含むヘテロアルキルであり、
R3は、水素、SH、イミダゾール、C1〜12アルキル、またはそれぞれが3〜8員環の1〜3つの環および0〜4つのヘテロ原子を有する芳香族、炭素環式、複素環式、もしくは複素環式芳香族構造、またはN、O、Sからなる群から選択される1〜8つのヘテロ原子を含むヘテロアルキルであり、
R4は、官能基C1〜100直鎖または分岐アルキル、直鎖または分岐アルケニル、直鎖または分岐アルキニル、フェニル、ベンジル、ハロアルカン、クロロアルカン、ブロモアルカン、ヨードアルカン、ハロホルミル、ヒドロキシル、カルボニル、アルデヒド、炭酸エステル、カルボン酸、カルボキシル、エーテル、エステル、ヒドロペルオキシ、ペルオキシ、カルボキサミド、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、アンモニウム、第一級ケチミン、第二級ケチミン、第一級アルジミン、第二級アルジミン、イミド、アジド、アゾ(ジイミド)、シアン酸、イソシアン化物、イソチオシアン酸、硝酸、ニトリル、ニトロソオキシ、ニトロ、ニトロソ、ピリジル、ホスフィノ、リン酸、ホスホノ、スルホニル、スルフィニル、スルフィドリル(SH)、チオシアン酸、ジスルフィド、リンカーL2またはL3、および配列番号10と少なくとも50%同一であるアミノ酸配列またはその断片から選択される]。
R5は、H、CH3、およびリンカーL2からなる群から選択され、
R6は、H、−CH3、−CH2CH3、および−OCH3からなる群から選択され、
R7は、グルタミン酸、グルタミン、リシン、アルギニン、ヒスチジン、チロシン、メチオニン、システイン、脂肪族C4〜6基の側鎖からなる群から選択され、
R8は、チロシン、ヒスチジン、セリン、スレオニン、アスパラギン酸、アスパラギン、システイン、フェニルアラニン、ヨードチロシン、および−CH2−NH2の側鎖からなる群から選択され、
R9は、リシン、アルギニン、グルタミン、C3〜8脂肪族基およびヘテロ脂肪族基、5員環または6員環を含む炭素環式基および複素環式基の側鎖からなる群から選択され、
R10は、ピログルタミン酸、ポリ炭水化物、および10以上の長さのポリペプチドからなる群から選択され、
R11およびR12は個々に、H、C1〜12直鎖または分岐アルキル、直鎖または分岐アルケニル、直鎖または分岐アルキニル、フェニル、ベンジル、ハロアルカン、クロロアルカン、ブロモアルカン、ヨードアルカン、ハロホルミル、ヒドロキシル、カルボニル、アルデヒド、炭酸エステル、カルボン酸、カルボキシル、エーテル、エステル、ヒドロペルオキシ、ペルオキシ、カルボキサミド、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、アンモニウム、第一級ケチミン、第二級ケチミン、第一級アルジミン、第二級アルジミン、イミド、アジド、アゾ(ジイミド)、シアン酸、イソシアン化物、イソチオシアン酸、硝酸、ニトリル、ニトロソオキシ、ニトロ、ニトロソ、ピリジル、ホスフィノ、リン酸、ホスホノ、スルホニル、スルフィニル、スルフィドリル(SH)からなる群から選択され、
共有結合(1)および(2)は個々に、一重結合および二重結合からなる群から選択される]。
R14、R15、R17、R19、R20は個々に、H、C1〜12アルキル、アルケニル、およびアルキニルからなる群から選択され、
R16は、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、メチオニン、ヒスチジン、システイン、リシン、および脂肪族C3〜7の側鎖からなる群から選択され、
R18は、H、−CH3、および−CH2OHからなる群から選択され、
共有結合(1)および(2)は個々に、一重結合および二重結合からなる群から選択される]。
[式(I)]−[リンカーL2]−[式(II)] (IV)
を形成し、前記式(IV)は、ソルチリンの結合部位1および2を同時にブロックする能力があり、本明細書の上記で言及されたリンカーL2は、5〜6個の残基のペプチドバックボーン、C15〜20アルキル、C15〜20アルケニル、およびC15〜20アルキニルからなる群から選択される。
[式(I)]−[リンカーL3]−[式(III)] (V)
を形成し、前記式(V)は、ソルチリンの結合部位1および3を同時にブロックする能力があり、リンカーL3は、12〜20個の残基のペプチドバックボーン、C30〜60アルキル、C30〜60アルケニル、C30〜60アルキニルからなる群から選択される。
a.配列番号1と少なくとも20%の配列相同性を有する、Vps10p−ドメイン受容体またはその断片もしくは変異体を同定する段階と、
b.図17〜20のいずれかに提示されている原子座標、または3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から偏位する3次元構造から選択される原子座標を利用して、相同性モデリングによって同定されたVps10p−ドメイン受容体の原子モデルを得る段階と
を含む方法に関する。
a)3次元構造決定に基づいた、配列番号1(ソルチリン)の結合部位1および/もしくは結合部位2および/もしくは結合部位3、またはそれらの断片もしくは変異体に対して少なくとも20%の配列相同性を有する結合部位の立体構造を定義する原子座標から引き出される情報をコンピュータへ導入する段階であって、それにより、コンピュータプログラムが前記立体構造の構造をコンピュータスクリーン上で利用またはディスプレイし、前記原子座標が図17〜20のいずれかに提示されている3次元構造から選択され、または原子座標が3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかによって表された3次元構造のいずれか1つから偏位する3次元構造から選択される段階と、
b)コンピュータスクリーン上で前記コンピュータプログラムによってソルチリンの結合部位1、結合部位2、もしくは結合部位3、またはそれらの断片もしくは変異体に対して少なくとも20%の配列相同性を有する結合部位の3次元表示を作成する段階と、
c)ソルチリンの結合部位1、結合部位2、または結合部位3に対して少なくとも20%の配列相同性を有する前記結合部位の表示の上に可能性のあるリガンドのモデルを重ねる段階と、
d)ソルチリンの結合部位1、結合部位2、結合部位3、またはそれらの断片もしくは変異体に対して少なくとも20%の配列相同性を有する結合部位との可能性のあるリガンドの結合の可能性および立体障害の非存在を評価する段階と、
e)前記Vps10p−ドメイン受容体の結合アッセイにおいて前記可能性のあるリガンド化合物を組み入れる段階と、
f)前記可能性のあるリガンドが、配列番号1の結合部位1および/または結合部位2および/または結合部位3に対して少なくとも20%の配列相同性を有する前記結合部位に結合する能力があるかどうかを生化学的または生物物理学的競合結合アッセイを実施することによって決定する段階であって、競合するリガンドが、配列番号6のアミノ酸残基19〜241(proNGF)、配列番号6のアミノ酸残基19〜121(NGFプロドメイン)、配列番号7のアミノ酸残基19〜246(proBDNF)、配列番号7のアミノ酸残基19〜127(BDNFプロドメイン)、配列番号8のアミノ酸残基17〜257(proNT3)、配列番号8のアミノ酸残基17〜140(NT3プロドメイン)、配列番号9のアミノ酸残基25〜210(proNT4/5)、配列番号9のアミノ酸残基25〜80(NT4/5プロドメイン)、配列番号10(ニューロテンシン)、配列番号11(PYIL)、配列番号10のアミノ酸残基11〜13(YIL)、および配列番号12(NT69L)、または前記競合リガンドの断片もしくは変異体からなる群から選択される段階
を含む。
一態様において、本発明は、ソルチリンおよび/またはソルチリン:proNGF:p75NTR誘導性アポトーシスの阻害剤を含む薬剤に関する。
処置方法における薬物送達の主な経路は、静脈内、経口、および局所である。薬物を標的部位へ送達するのに効果的、または薬物を血流へ導入するのに効果的である皮下注射または吸入によるなどの他の薬物投与方法もまた企図される。
本発明の化合物または塩が粗化学物質として投与されることは可能であるが、薬学的製剤の形でそれらを提供することが好ましい。したがって、本発明はさらに、薬剤適用のための、本明細書に定義されている本発明の化合物またはその薬学的に許容可能な塩、およびそのための薬学的に許容可能な担体を含む、薬学的製剤を提供する。
本明細書に記載された医薬品−化学修飾剤複合体は、経皮的に投与することができる。経皮投与は典型的には、患者の体循環への薬物の経皮的通過のための医薬品の送達に関わる。皮膚部位として、薬物を経皮的に投与するための解剖学的領域が挙げられ、前腕、腹部、胸部、背中、臀部、乳様突起部などがある。
本明細書に記載された方法に様々な型の経皮パッチを用いることができる。例えば、単純な接着パッチは、裏当て材およびアクリル酸系接着剤から調製することができる。医薬品−化学修飾剤複合体および任意の促進剤を、粘着性成形溶液中へ製剤化して、十分混合するようにする。溶液を裏当て材上へ直接流し込み、成形溶媒をオーブン内で蒸発させ、粘着フィルムを残す。剥離ライナーを付着させて、系を完成させることができる。
本化合物の薬学的に許容可能な塩もまた、それらが調製することができる場合、本発明に網羅されるものとする。これらの塩は、薬学的用途に適用することが容認できるものである。つまり、塩は、親化合物の生物活性を保持し、かつ塩は、疾患を処置するのにそれを適用および使用するにおいて、厄介または有害な効果を生じないであろうことを意味する。
さらなる態様において、本発明は、薬剤の製造のための本明細書の上記の方法によって同定された少なくとも1つのリガンドの使用であって、前記薬剤が、個体における神経系の疾患、障害、または損傷の処置用である、使用に関する。
アポトーシスは、細胞が修復不可能に損傷を受ける、ウイルスに感染する、または飢餓などのストレス状態を起こしている場合、生じ得る。アポトーシスの「決定」は、細胞自体から、周囲組織から、または免疫系の一部である細胞からもたらされる。これらの場合、アポトーシスは、損傷細胞を除去して、それが生物体からさらなる栄養分を奪うのを防ぐように、またはウイルス感染の伝播を防ぐように機能する。
抗体は、特定の標的分子にしっかりと結合し、それにより、それを直接不活性化させるか、またはそれを破壊すべきものとして標識する。抗体は、水素結合、疎水性力およびファンデルワールス力、ならびにイオン性相互作用を含む多くの化学的力の総和によって指示される顕著な特異性および強度でそれの標的(抗原)を認識する。一般的に、標的が化学的に複雑になればなるほど、それは免疫原性が強くなる。抗原決定基は、短い線状アミノ酸ヒト配列、またはより複雑な3次元タンパク質モジュールを含み得る。概念的には、標的受容体に対して方向付けられた抗体は、競合的またはアロステリックという2つの方法でリガンド結合を阻害することができる。競合的阻害は、受容体上のリガンド結合部位へ、またはその近くへの抗体の直接的結合を含み、それにより、リガンドがその受容体から追放され、またはリガンドのリガンド結合部位へのアプローチを立体的に阻害する。アロステリック阻害は、リガンド結合エピトープとは異なる受容体ポリペプチド上の部位への抗体の結合を含む。しかしながら、この部位への結合は、受容体の全体的構造における立体構造変化を引き起こし、それが、リガンドがその同族認識部位に結合するのをより困難、またはさらに不可能にさせる。
配列番号1:ソルチリン
配列番号2:SorLA
配列番号3:SorCS1
配列番号4:SorCS2
配列番号5:SorCS3
配列番号6:pre−pro−NGF
配列番号7:pre−pro−BDNF
配列番号8:ニューロトロフィン−3
配列番号9:ニューロトロフィン−4/5
配列番号10:ニューロテンシン(1〜13)
配列番号11:PYIL(ニューロテンシンのC末端)
例1:ソルチリンの発現および精製
C末端にHis6を融合した、ソルチリンの膜貫通セグメントまたは細胞質側末端ではない管腔ドメイン全体(アミノ酸1〜758)を含む可溶性ソルチリン(sソルチリン)を、以前に記載されているように(5)、CHO−K1細胞で安定的に発現させた。CHO−トランスフェクタントを、500cm3のNunclon(商標)TripleFlask内の血清を含まないHyQ−CCM5 CHO培地(HyClone、Logan、UT)中で培養した。セレノ−メチオニン(SeMet)の取り込みは、ほんの少しだけ改変して、以前に記載された手順に従った(22)。天然タンパク質およびSeMet置換タンパク質の両方を、以前に記載されているように(1)、RAPアフィニティークロマトグラフィーによって精製した。S316EおよびR325Aソルチリン突然変異体を、CHO細胞で安定的に発現させ、その後、フューリンプロペプチド切断部位において突然変異したソルチリンについて以前に記載されている(5)のと同じ方法でHis6−タグアフィニティークロマトグラフィーによって培地から精製した。ニューロテンシンは、Sigmaから購入し、残基37〜61のソルチリンプロペプチド断片および様々なニューロテンシン断片をBIOMOL International L.P.(UK)から購入した。全てのペプチドは、95%より高い純度であった。発現および精製は、GST(5)およびNGFプロドメイン(6)に融合したソルチリンプロペプチドについて以前に記載されている。成熟BDNF(配列番号7、アミノ酸残基128〜246)は、R&D Systems,Inc.(USA)から購入した。
表面プラズモン共鳴(SPR)測定を、20℃に維持されCM5センサーチップを備えたBIAcore 2000計器(Biacore Sweden)において実施した。センサー表面の上を通過するHBS緩衝液(10mMのHEPES pH7.4、3.4mMのEDTA、150mMのNaCl、0.005%の界面活性剤P20)の連続流を5μl/分に維持した。センサーチップフローセル1〜3のカルボキシル化デキストランマトリックスを、水中に0.2MのN−エチル−N−(3ジメチルアミノ−プロピル)カルボジイミドおよび0.05MのN−ヒドロキシスクシンイミドを含む溶液の注入によって活性化させた。その後、ソルチリン溶液(320μl、10mMの酢酸ナトリウム pH4.0中に5μg/ml)を、15μl/分の流速でフローセル1および2に注入した。全ての3つのフローセルにおける残りの結合部位を、70μlの1M エタノールアミン pH8.5の注入(5μl/分)によってブロックした。固定化ソルチリンからの表面プラズモン共鳴シグナルは、49fmol/mm2および69fmol/mm2に相当する4419および6166BIAcore応答単位(RU)を生じた。0.1〜8μMの濃度の50μlのアリコートを5μl/分の流速で全フローセルを通して注入することにより試料のスクリーニングを行った。特に指定のない限り、試料を、10mMのHEPES pH7.4、150mMのNaCl、1.5mMのCaCl2、1mMのEGTA、0.005%の界面活性剤P20に溶解した。試料緩衝液をまた、ランニング緩衝液として用いた。BIAcore応答は、相対的応答単位(RU)、すなわち、固定化タンパク質フローセルと対応する対照フローセル(活性化かつブロックされているが、タンパク質を含まない)との応答の差で表されている。分析の各サイクル後のセンサーチップの再生を、10mMのグリシン/HCl pH4.0、500mMのNaCl、20mMのEDTA、および0.005%の界面活性剤P20の20μlを注入することによって行った。カルシウムを含まない条件について、20mMのEDTAを含むHBSを、ランニング緩衝液としてだけでなく、試料としても用いた。速度パラメーターをBIAevaluation 3.0ソフトウェアを用いることによって決定した。突然変異体および野生型のsソルチリンについて測定された応答の比較について、それらを、同じBIAcoreチップ上の異なるフローセル中に固定し、同じような濃度の(GST)Sort−pro、BDNF、NGF−pro、およびNTに曝した。
トリペプチドTyr−Ile−Leu(YIL)による(GST)Sort−pro、BDNF、NGF−pro、およびNT結合の阻害を、個々の試料へ増加性濃度のYILを添加することによって測定した。その後、阻害効果の測定は、90%減少した結合が観察される場合のYILの濃度として示される。
全ての固有蛍光測定を、SFM−25、Kontron計器で20℃で1nm単位で増加する280nmから500nmまでの測定を用いて行った。全て50mMのTris−HCl pH 7.6、150mMのNaCl緩衝液中の0.55μMのsソルチリン、5μMのNT、および5μMのNTとの0.55μMのsソルチリンについて、データを収集した。NTとのsソルチリンについては、0.1Mのストック溶液からのNTを0.55μMのsソルチリン溶液へ添加することによって調製し、希釈は無視できた。
代謝標識を、以前に詳細に記載されているように(5)、培地1mlあたり200mCiのL−[35S]システインおよびL−[35S]メチオニンを用いて、10mg/mlのBFAの存在下で行った。BFAの非存在下で追跡を行い、所定の時点で受容体を、培地から、および対応する溶解細胞から免疫沈殿させた。沈殿したタンパク質を還元PAGEによって分析し、ジフェニルオキサゾール−フルオログラフィー化ゲルを−70℃で露光した。
精製されたタンパク質を、50mMのTris−HCl pH7.9および150mMのNaClを含む緩衝液へ透析し、Centricon(Millipore Corp.)またはVivaspin(Sartorius Ltd.)濃縮装置を用いて、Bradfordアッセイによって決定される場合の4.5〜5.5mg/mLへ濃縮した。結晶化実験を始める数分前に、ニューロテンシン(sソルチリン:NT比1:1.5または1:15)またはプロペプチド(sソルチリン:プロペプチド比1:4)との混合を行った。結晶化滴下を20℃で、2μLのタンパク質溶液、ならびにマロン酸によってpH6〜7.5に調整された、18〜21%w/vのPEG6000、Tris−Hepes pH7.2〜7.8(40〜93mMのTrisおよび100mMのHepes)または100mMのTris−HCl pH7.9、3〜6%のグリセロール、および600mMのNaClかまたは250〜400mMのC3H2Na2O4(マロン酸ナトリウム)かのいずれかを含む2μLのリザーバ溶液を用いて設定した。3.2Åへ回折するセレノ−メチオニン(Se−Met)標識sソルチリン:NT結晶が同じ条件で得られた。データ収集のための結晶を脱水し、リザーバのグリセロール濃度を12〜15%へ増加させることによって凍結保護した。一晩の平衡化後、結晶を液体窒素中で急速冷凍した。結晶は通常には約3.3〜3.0Åへ回折するが、若干の過剰のNTと、リザーバ塩としてのNaClで成長した結晶として、本発明者らは、珍しくも、かなり良く(約2.5〜2.0Å)回折し、かつ単位格子パラメーターの変化を示す結晶を得た(表1)。Hg誘導体およびPt誘導体の調製について、サリチル酸水銀およびシス−Pt(NH3)2Cl2の粉末を、結晶が形成されている滴へ直接加えた。Hg誘導体についての浸漬時間は1ヶ月で、Pt誘導体については1日であった。Ta誘導体を、水中に溶解した1μLの1mM Ta6Br12を脱水化結晶の滴へ、2日間の浸漬時間、加えることによって調製し、その後、それは目に見えて緑色に変わった。誘導体化結晶のいずれも再浸漬しなかった。
シンクロトロンMAX−lab(Lund、Sweden)、SLS(Zurich、Switzerland)、およびDESY/EMBL(Hamburg、Germany)でデータ収集を行い、XDSを用いて処理した(23)(表1参照)。Hg誘導体、Pt誘導体、およびTa誘導体に関するデータを、個々の要素の吸収端近くで収集し、SeMet標識結晶についてのデータセットを、蛍光スキャンによって決定される場合のSeピーク波長(0.97853Å)で直接収集した。ニューロテンシン(sSort:NT)と複合体を形成したsソルチリン結晶についてのデータセットを、大過剰のNTを用いて決定し、回折異方性サーバーを用いて異方性効果について補正した(24)。
本発明者らは、ShelxD(25)を用いてsソルチリンに存在する14個のメチオニンのうち13個のSe部位を見出した。CNS(26)を用いて計算されたSeMet SAD位相を、Pt誘導体、Hg誘導体、およびTa誘導体における重原子部位を同定するために用いた。本発明者らは、SHARP(27)におけるMIRAS位相決定についての入力としてニューロテンシン類似体と複合体を形成したsソルチリンの同形2.8Åネイティブデータセットと共に全ての4つの誘導体を用いた。部分的CαトレースをRESOLVE(28)で作成し、それをO(29)における手作業での再構築によって拡張および補正した。その後、この部分的モデルを、わずかな過剰のNTで成長したsソルチリン:NT結晶に関して収集された2.0ÅネイティブデータセットへのMOLREP(30)を用いる分子置換に用いた。完全モデルを、CNSにおける精密化のサイクルおよびOにおける手作業での再構築によって作成した。大過剰のNTで成長したsSort:NT結晶に関して収集されたデータの位相決定およびsSort:プロペプチド断片に関して収集されたデータの位相決定を、MOLREPの入力として2.0Å構造(NTを含まない)についての未完成モデルを用いる分子置換によって行った。その後、Oにおけるモデル構築の引き続きのサイクルおよびCNSを用いる精密化によってモデルを完成した。最後の精密化について、本発明者らは、2.0Å sSort:NT構造についてのTLS B因子補正を用いるREFMAC(31)、2.6Å sSort:NT構造についてのTLS B因子補正を用いるPHENIX(32)精密、3.2Å sSort:プロペプチド構造についてのCNSを利用した(表2)。
sソルチリン精製
C末端にHis6を融合した、配列番号1(アミノ酸78〜755)を含む可溶性ソルチリン(sソルチリン)を、以前に記載されているように(5)、CHO−K1細胞に安定的に発現させた。CHOトランスフェクタントを、500cm3のNunclon(商標)TripleFlask内の血清を含まないHyQ−CCM5 CHO培地(HyClone、Logan、UT)中で培養した。sソルチリンを、以前に記載されているように(1)、CNBr活性化セファロースビーズ(GE health care)上に固定化された受容体関連タンパク質を有するアフィニティークロマトグラフィーによって精製した。
BL21(DE3)star RIPL細胞を、N末端ヒスチジンタグ(His6)、タバコエッチウイルスプロテアーゼ(TEV)部位、および神経成長因子のプロペプチド(NGFpro)のオープンリーディングフレームを含むpET−30 Ek/LICベクターで形質転換した。細胞を、1mMのIPTGでの誘導の前に一晩(O/N)20℃で0.8のOD600nmまで増殖した。細胞を、溶解緩衝液:50mMのTrisHCl pH=8.0、1MのKCl、10mMのイミダゾール、5mMのBME、5mMのPMSF、2mg/mlのDNアーゼI、および1つのプロテアーゼ阻害剤錠剤(Complete、Roche)中に再懸濁した。細胞を高圧ホモゲナイザー(HPH)で破壊し、溶解物を、184.000xgでの遠心分離によって透明化した。Ni2+−カラム(HisTrap 1ml FF、GE)を緩衝液A(50mMのTrisHCl pH=8.0、200mMのKCl、および5mMのBME)で平衡化した。透明化可溶化物を添加し、NGFproを、緩衝液B(50mMのTrisHCl pH=8.0、200mMのKCl、500mMのイミダゾール、および5mMのBME)を含む40カラム容量(CV)イミダゾール(10mM〜500mM)勾配で溶出した。最初のNi2+カラムからのNGFproを含む画分をプールし、緩衝液を、TEV適合性緩衝液C(50mMのTrisHCl pH=8.0、200mMのKCl、5mMのBME、0.5mMのEDTA)に交換した。TEV消化をRT O/Nで行った。His6タグを、40カラム容量(CV)イミダゾール(0mM〜250mM)勾配を有するNi2+カラム(HisTrap 1ml FF、GE)上で除去した。第2のNi2+カラムからのNGFproを、10kDaカットオフ膜を有するVivaspin 6カラムを用いて濃縮した。調製用ゲル濾過を、Superdex 75 10/300 GLカラム(GE)で緩衝液D(50mMのTrisHCl pH=7.6および150mMのNaCl)中0.4ml/分の流速で行った。
図21に示されているように、神経成長因子のプロペプチドのイコサペプチド(20個のアミノ酸)を、Caslo Laboratory Aps(www.caslo.com)で固相化学法によって合成した。ペプチドをC末端でアミド化し、3個のアミノ酸重複を有する全NGFproを網羅した。ペプチド(純度>95%)を緩衝液E(10mMのHEPES pH=7.0および50mMのNaCl)中に溶解した。
全ての測定を、20℃に維持されたBIAcore 3000計器(Biacore Sweden)において実施した。緩衝液F(10mMのHEPES pH=7.4、150mMの(NH4)2SO4、1.5mMのCaCl2、1.5mMのEGTA、および0.005%のTween−20)の連続流を5μl/分でCM5チップセンサー表面の上を通過させた。固定化sソルチリンに対するNGFproとペプチドの親和性を決定した。NGFproの解離定数(Kd)は約10nMであり、ペプチド−4については約5μMであった。sソルチリンへの結合についてNGFproと競合するペプチドの能力も試験した。結果は図22に示されている。
精製したsソルチリンを緩衝液G(50mMのTris−HCl pH8.0および150mMのNaCl)へ透析し、Vivaspin(Sartorius Ltd.)濃縮装置においてBradfordアッセイによって決定される場合の4.5〜5.5mg/mLへ濃縮した。sソルチリンおよびNGFproを1:2のモル比で混合し、氷上で1時間インキュベートした。その複合体を、シッティングドロップ法を用いる蒸気拡散実験で結晶化した。結晶化滴下を、1μLの複合体溶液、ならびに20〜28%のポリエチレングリコール(PEG)5000モノメチルエーテル、100mMのTrisHCl pH=7.5、および200mMのLi2SO4を含む1μLのリザーバ溶液を用いて20℃で開始した。sソルチリンおよびペプチド−4を、1:5から1:28までの範囲の様々なモル比で混合し、氷上で1時間、インキュベートした。その複合体を、シッティングドロップ法を用いる蒸気拡散実験で結晶化した。結晶化滴下を、1μLの複合体溶液、ならびに20〜28%のPEG 6000、100mMのTrisHCl pH=7.5、および200〜600mMのLi2SO4を含む1μLのリザーバ溶液を用いて20℃で開始した。液体窒素中で急速冷凍する前に、リザーバにスクロースまたはグリセロールを加える(20%v/vまで)ことによる結晶の脱水を行った。
sソルチリン:NGFpro複合体のX線回折データをESRF Grenoble(France)のステーションID29で収集し、sソルチリン:ペプチド−4複合体結晶の回折データをMax−lab Lund(Sweden)のステーションI911〜3のシンクロトロン放射を用いて凍結状態で収集した。XDS(23)を用いてデータにインデックスを付け、処理した。NGFproまたはペプチド−4と複合体を形成したsソルチリンの結晶は、非対称ユニットにおいて1つのsソルチリン分子を有する正方晶空間群P41212に属する同形であった(表3)。構造を、Phaser(36)を用いる分子置換によて決定した。全てのリガンドを除去されたsソルチリンおよびニューロテンシンの構造を位相決定の初期モデルとして用いた。Phenix(32)において、生じたモデルをシミュレーテッドアニーリングにかけ、モデル偏りおよび精密化を低減した。差フーリエマップFobs−Fcalcを用いて、NGFproの結合した部分ならびにsソルチリンのループおよびグリコシル化の立体構造的変化を位置づけた。
Maestro version 8.0 with Exhaustive Sampling of Optimize H−bondsを用いて、0.3Å内の最小構造を有する1つのグリッドとソルチリン−リガンド複合体のそれぞれの有効な精密構造を最小化していない1つのグリッドの2つのグリッドを計算した。Ser352の−OHの水素およびIle353のNHの水素を可能性のある拘束として特定化した。バウンディングボックスを、標準値次元を有する残基325、260、および352の重心として定義した。Maestroにおいて、リガンドを、Tyr−Ile−Leuから1つの残基が置換されているトリペプチドとして構築し、60個の天然ペプチドを生じた。Macro−ModelにおいてOPLS_2005力場および10000に設定された最大反復でリガンドをエネルギー最小化した。XPスコアリング機能を用いて作成された全てのグリッドへ結合を実行した。リガンド由来の水素結合が、前に特定化された2つの水素のうちの1つに形成されなければならないように拘束を適用した。結合ポーズの合成およびGスコアと手作業での洞察の両方に基づいた生化学的特徴づけについてペプチドを選択した。さらに、合成について選択されたものと非常に類似した、一貫して弱いスコアリング/結合リガンドもまた陰性対照として合成した。
Workflowsメニューへ行き、Protein Preparation Wizardを選ぶ。構造をインポートし、その後、Fix Structureにおけるデフォルト設定を残すか、または結合部位に構造的水を有しない場合にはDelete Watersを0.1Aへ変化させ、Setupを押す。ワークスペースにおいていずれの構造的水も除去されなかったことをチェックする。いかなる非構造的水も手作業で除去する。次に、Exhaustive Samplingのためのラジオボタンをオンにし、Optimize H−bondsをクリックする。結合ポケットにリガンドを有しない場合には、Minimize…ボタンを無視する。結合ポケットにリガンドを有する場合には、2つのグリッドを作成するべきであり、1つはデフォルト設定でMinimize…を実行する場合のグリッドであり、1つは最小化しないかまたは水素のみを最小化する場合のグリッドである。Applicationsメニューへ行き、Glide、それからReceptor Grid Generationを選ぶ。結合ポケットにリガンドがある場合には、それはグリッド作成から排除されなければならず、これは、Receptorタブをアクティブにしながらワークスペースにおいてそれをクリックすることによって行われる。それがまだ黄色でないならば、「Pick to identify ligand」をクリックする。リガンドセットをバウンディングボックスに選択し、結合したいリガンドが最初のものよりはるかに大きい場合には、今、グリッドを作成することができ、その後、タブSiteへ行くべきであり、「Dock ligands with length <=」をクリックして、スライダーを調整する。最初の構造にリガンドがない場合には、「Centroid of selected residues」をクリックするべきであり、ワークスペースにおいて、結合部位付近の残基をクリックする。Arg248(/325/292)部位にペプチドを有するソルチリンを実行している場合には、Constraintsタブへ行き、Ser275(/352/319)のヒドロキシルの水素およびIle276(/353/320)の極性水素を選択する。それからStartをクリックする。
Build Panelボタンをクリックして構築パネルを開く。プロジェクト表における全エントリーを非選択状態にする。空白のワークスペースにおいて、構築パネルを用いてリガンドを構築する。正しい電荷を有するかを確認し(しかし、LigPrepは、正しい電荷を割当て、互変異性体についての追加のリガンドおよび複数の電荷状態を作成し、加えて、エネルギーを最小化する)、Add Hydrogensをダブルクリックする。Generate Entry From Workspaceボタンを押し、リガンドに名前を付ける。次のリガンドが最初のものと類似している場合には、プロジェクト表へ行き、それの複製を作成し、新たに名前を付ける。最初のリガンドを構築したように、新しいエントリーを編集する。それが非常に類似している場合には、単に、プロジェクト表における全てを非選択状態にし、最初に行った通りに行う。リガンドのSMILESを有する場合には、OpenBabelを用いてmol2フォーマットへそれらを変換し、それらをプロジェクト表へインポートすることはより速い。.pdbsは、結合次数を認識するためにMaestroについて特定化された水素を有しなければならず、.sdfsはキラリティー情報を含まない。
a)Applicationsメニューへ行き、MacroModel、それから、Multiple Minimizationを選ぶ。
プロジェクト表から全てのリガンドを選択し、ドロップダウンメニューをProject Table(選択されたエントリー)に設定する。Potentialタブにおいて、Force field: OPLS_2005(それはデフォルトであるはずである)を選ぶ。Mini下でMethod:PRCG(デフォルト)およびMaximum iterations:10000を選ぶ。リガンドをファイルへ保存しており、それらをそこから直接用いたい場合には、Multタブでそのファイルを特定し、スタートする。
b)Applicationsメニューへ行き、LigPrepを選ぶ。
プロジェクト表から全てのリガンドを選択し、または全てのリガンドを有するファイルを選び、ドロップダウンメニューをそれに応じて設定する。標的pHを7.4+/−2未満に設定したい可能性がある。キラリティーを保持し、スタートする。最小化後、リガンドを忘れずに調べて、それらが正しいかどうかを、特に、キラル中心が、最初のリガンドで明らかには定義されなかった場合には両方の鏡像異性体に存在するかどうかを確認する。LigPrepはMacroModelより好ましく、これは、それが自動的にヒスチジンの全状態を作成するからである。
Applicationsメニューへ行き、Glide、それからLigand Dockingを選ぶ。Receptorグリッドファイルを選択する。PrecisionをXPに設定する。柔軟に結合させ、環反転を可能にする。詳細な設定において、コンジュゲート段階のMaximum数を5000に設定する。Ligandsタブへ行き、エネルギー最小化段階に作成したファイルを選び、または単に、プロジェクト表においてそれらを選び、Selectedエントリーをオンに設定する。Outputタブにおいて、Write outをリガンドあたり多くても5ポーズに設定する。非常に多数のリガンドを有する場合には、結合実行あたりのリガンドを調整する。Arg248(/325/292)部位にペプチドを有するソルチリンを実行している場合には、Constraintsタブへ行き、Group 1において、2つのh結合拘束を加え、Must match:At least:1を設定する。その2つのうちの1つへの水素結合を含むポーズのみが含まれるであろう。Maestroが、天然では見られず、かつ構造において観察されたことがない多くの渦巻いたペプチドを報告するためにこれが追加された−これが観察されていなかったならば、正しいアプローチは拘束なしに結合させていたであろう。
Applicationsメニューへ行き、Glide、それからPoseviewerを選ぶ。手作業で、最高スコアリングリガンドの結合を比較し、他の構造において同じリガンドを比較し、合理的に思われるもの、加えて、陰性対照に対してスコアリング/結合が弱い非常に関連した化合物を合成する。
有機化学の当業者によく知られた方法によって実施された、同定されたリガンドの合成に引き続いて、リガンド候補がアンタゴニスト性を有するかどうか、すなわち、前記リガンドがソルチリンの結合部位1、2、3のいずれかへの内因性リガンドの結合を防ぐ能力があるかどうかを検証することは重要である。提案されたリガンドを、例2に記載されているように、固定化sソルチリン上での表面プラズモン共鳴測定によって阻害効果を試験する。提案されたリガンドを放射標識し、スライスオートラジオグラフィーに用いる。発現した画像を、放射標識されたソルチリンモノクローナル抗体を用いるスライスオートラジオグラフィーと比較する。モノクローナル抗体と共存するリガンドを、ソルチリンノックアウトマウスのスライスを用いるスライスオートラジオグラフィーにおいて再び試験する。ソルチリンを十分に画像化するリガンドをマウスに注射し、脳ホモジネートを、放射活性について試験し、または非標識リガンドをPETもしくはSPECTのいずれかに適した放射性同位元素で標識し、マウスもしくはブタに注射し、それらの脳をインビボで画像化する。内因性安定性実験を脳ホモジネートについて実施する。非血液脳関門透過性化合物は、非CNS画像化に適しており、ソルチリンおよびBBB透過性化合物におけるこの結合部位の阻害は、ソルチリンのインビボレベルおよび分布を調べる脳スキャンに適している。
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Claims (152)
- a)配列番号1のポリペプチド;および/または
b)前記ポリペプチドの配列変異体であって、前記配列番号1に対して少なくとも60%の配列相同性を有する変異体;および/または
c)a)〜b)のいずれかの少なくとも200個の連続したアミノ酸を含む断片であって、ソルチリン活性を示す断片;および
d)任意で、少なくとも1つのリガンドと複合体を形成したa)〜c)のいずれか
を含む結晶。 - 少なくとも1つのリガンドが、配列番号1のアミノ酸残基R325、S316、Y351、I353、K260、I327、F314、F350〜M363、S305、F306、T398〜G400、I303〜G309、Q349〜A356、Y395、およびT402を含む結合部位1に結合している、請求項1に記載の結晶。
- 少なくとも1つのリガンドが、配列番号1のアミノ酸残基R325、S316、Y351、I353、K260、I327、F314、F350〜M363、S305、F306、およびT398〜G400を含む結合部位1に結合している、請求項1に記載の結晶。
- 少なくとも1つのリガンドが、配列番号1のアミノ酸残基R325、S316、Y351、I353、K260、I327、F314、およびF350〜M363を含む結合部位1に結合している、請求項1に記載の結晶。
- 少なくとも1つのリガンドが、配列番号1のアミノ酸残基L572、L114、V112、R109〜S111、S115〜G118、T570、G571、W586、W597、T168〜I174、L572、A573、およびS584〜F588を含む結合部位2に結合している、請求項1に記載の結晶。
- 少なくとも1つのリガンドが、配列番号1のアミノ酸残基L572、L114、V112、R109〜S111、S115〜G118、T570、G571、W586、およびW597を含む結合部位2に結合している、請求項1に記載の結晶。
- 少なくとも1つのリガンドが、配列番号1のアミノ酸残基L572、L114、およびV112を含む結合部位2に結合している、請求項1に記載の結晶。
- 少なくとも1つのリガンドが、配列番号1のアミノ酸残基D403、S420、D422、N423、S424、I425、E426、T451、Y466、E470、I498、S499、およびV500を含む結合部位3に結合している、請求項1に記載の結晶。
- 少なくとも1つのリガンドが、配列番号1のアミノ酸残基D403、N423、S424、I425、T451、Y466、I498、およびV500を含む結合部位3に結合している、請求項1に記載の結晶。
- 少なくとも1つのリガンドが、配列番号1のアミノ酸残基T451、Y466、I498、およびV500を含む結合部位3に結合している、請求項1に記載の結晶。
- 前記リガンドが結合部位1の少なくとも1つのアミノ酸残基および結合部位2の少なくとも1つのアミノ酸残基に結合している、請求項1〜10のいずれか一つに記載の結晶。
- 前記リガンドが結合部位1の少なくとも1つのアミノ酸残基および結合部位3の少なくとも1つのアミノ酸残基に結合している、請求項1〜11のいずれか一つに記載の結晶。
- 前記リガンドが結合部位2の少なくとも1つのアミノ酸残基および結合部位3の少なくとも1つのアミノ酸残基に結合している、請求項1〜12のいずれか一つに記載の結晶。
- 前記結合部位3がproNGF結合部位である、請求項8〜13のいずれか一つに記載の結晶。
- 前記結合部位3がproBDNF結合部位である、請求項8〜13のいずれか一つに記載の結晶。
- 前記結合部位3がproNT3結合部位である、請求項12に記載の結晶。
- 前記結合部位3がproNT4/5結合部位である、請求項12に記載の結晶。
- ポリペプチドが配列番号1のアミノ酸残基78〜755番を含む、請求項1に記載の結晶。
- 三斜晶系空間群である、請求項1〜18のいずれか一つに記載の結晶。
- 前記三斜晶系空間群がP1である、請求項19に記載の結晶。
- 単斜晶系空間群である、請求項1〜20のいずれか一つに記載の結晶。
- 前記単斜晶系空間群がC2である、請求項21に記載の結晶。
- 斜方晶系空間群である、請求項1〜18のいずれか一つに記載の結晶。
- 斜方晶系空間群がP212121である、請求項23に記載の結晶。
- ポリペプチド変異体が配列番号1のアミノ酸残基78〜755(sソルチリン)またはその断片もしくは変異体を含む、請求項1に記載の結晶。
- 1つまたは複数のメチオニンがSe−メチオニンに置き換えられている、請求項1に記載の結晶。
- 配列番号6のアミノ酸残基19〜241(proNGF)、配列番号6のアミノ酸残基19〜121(NGFプロドメイン)、配列番号7のアミノ酸残基19〜246(proBDNF)、配列番号7のアミノ酸残基19〜127(BDNFプロドメイン)、配列番号8のアミノ酸残基17〜257(proNT3)、配列番号8のアミノ酸残基17〜140(NT3プロドメイン)、配列番号9のアミノ酸残基25〜210(proNT4/5)、配列番号9のアミノ酸残基25〜80(NT4/5プロドメイン)、配列番号10(ニューロテンシン)、配列番号11(PYIL)、配列番号10のアミノ酸残基11〜13(YIL)、および配列番号12(NT69L)、またはそれらの断片もしくは変異体からなる群から選択されるポリペプチドリガンドを含む、請求項1〜26のいずれか一つに記載の結晶。
- 請求項1に記載の結晶を成長させる方法であって、
a.緩衝液に4.5〜5.5mg/mLの配列番号1のポリペプチドまたはその断片もしくは変異体を含む組成物を得る段階
b.前記組成物をリガンドと混合する段階、ならびに
c.所定の容量の前記組成物および結晶化溶液を曝す段階、ならびに
d.配列番号1またはその断片もしくは変異体を含む結晶を得る段階
を含む方法。 - 前記緩衝液が50mMのTris−HCl pH7.9および150mMのNaClを含む、請求項28に記載の方法。
- 前記リガンドが、配列番号6のアミノ酸残基19〜241(proNGF)、配列番号6のアミノ酸残基19〜121(NGFプロドメイン)、配列番号7のアミノ酸残基19〜246(proBDNF)、配列番号7のアミノ酸残基19〜127(BDNFプロドメイン)、配列番号8のアミノ酸残基17〜257(proNT3)、配列番号8のアミノ酸残基17〜140(NT3プロドメイン)、配列番号9のアミノ酸残基25〜210(proNT4/5)、配列番号9のアミノ酸残基25〜80(NT4/5プロドメイン)、配列番号10(ニューロテンシン)、配列番号11(PYIL)、配列番号10のアミノ酸残基11〜13(YIL)、および配列番号12(NT69L)を含む群から選択される、請求項28に記載の方法。
- ニューロテンシンリガンドが、前記組成物に1:1.5〜1:15(sソルチリン:ニューロテンシン)のモル比で加えられる、請求項28〜30のいずれか一つに記載の方法。
- ソルチリンプロペプチドリガンドが、前記組成物に1:4(sソルチリン:ソルチリンのプロペプチド)のモル比で加えられる、請求項28〜30のいずれか一つに記載の方法。
- 前記結晶化溶液が18〜21%w/vのPEG 6000を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記結晶化溶液が0〜15%のグリセロールを含む、請求項28に記載の方法。
- 前記結晶化溶液がTris−HEPES pH7.2〜7.8(40〜93mMのTrisおよび100mMのHEPES)または100mMのTris−HCl pH7.9を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記結晶化溶液が3〜6%のグリセロールを含む、請求項28に記載の方法。
- 前記結晶化溶液が、300〜900mMのNaCl、またはマロン酸でpH6〜7.5に調整されている150〜400mMのC3H2Na2O4、または300〜500mMのLiSO4、または500〜700mMのKClを含む、請求項28に記載の方法。
- 配列番号1のメチオニン残基がセレノ−メチオニンに置き換えられている、請求項28に記載の方法。
- a.最初の沈殿物を単離する段階と、
b.懸滴(ハンギングドロップ)から蒸気拡散によってこれらを成長させる段階と
をさらに含む、請求項28〜38のいずれか一つに記載の方法。 - ソルチリンまたはその断片もしくは変異体の3次元構造の決定のための、請求項1〜27のいずれか一つに記載の結晶の使用。
- 結晶が、リガンドと複合体を形成したソルチリンまたはその断片もしくは変異体の3次元構造の決定のための、ソルチリンに結合した前記リガンドをさらに含む、請求項40に記載の使用。
- 図17〜20のいずれかに示された構造座標の少なくとも一部でコードされるデータ記憶材料を含むコンピュータ可読データ記憶媒体。
- a.結合部位1、もしくは
b.結合部位2、もしくは
c.結合部位3、
またはa〜cの断片もしくは変異体
の1つまたは複数に結合する能力があるリガンドを同定するための方法における、図17〜20のいずれかに提示されている原子座標、または3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示されている3次元構造から偏位する3次元構造から選択される原子座標の使用。 - 配列番号1(ソルチリン)の結合部位1および/もしくは結合部位2および/もしくは結合部位3、またはそれらの断片もしくは変異体に結合する能力があるリガンドを同定する方法であって、
a.図17〜20のいずれかに提示されている原子座標、または3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から偏位する3次元構造から選択される原子座標を用いてコンピュータスクリーン上で結合部位の空間的構造を作成する段階と、
b.コンピュータスクリーン上で空間的構造を有する潜在的なリガンドを作成する段階と、
c.立体障害なしにセットの結合相互作用部位の少なくとも1つのアミノ酸残基に結合することができるリガンドを選択する段階と
を含む方法。 - プロセッサー、データ記憶システム、データ入力装置、およびデータ出力装置を含むプログラムされたコンピュータを用いて、配列番号1(ソルチリン)の結合部位1および/もしくは結合部位2および/もしくは結合部位3またはその断片もしくは変異体に結合する能力があるソルチリンのリガンドを同定するためのコンピュータ支援方法であって、
a.前記ソルチリンの原子のサブセットの原子座標を含むデータを、前記入力装置を通してプログラムされたコンピュータへ入力し、それによって基準データセットを作成する段階であって、前記原子座標が図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から選択され、または原子座標が3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から偏位する3次元構造から選択される段階と、
b.前記プロセッサーを用いて、データ記憶システムに記憶された低分子量有機化学構造およびペプチド断片のコンピュータデータベースと基準データセットを比較する段階と、
c.前記データベースから、コンピュータ方法を用いて、基準データセットと構造的に相補的である部分を有し、受容体ソルチリンとの立体障害を含まない化学構造を選択する段階と
を含む方法。 - リガンドを同定するための方法であって、
a.コンピュータモデリングと連動した原子座標を用いて、コンピュータモデリングによって作成された、配列番号1(ソルチリン)の結合部位1および/もしくは結合部位2および/もしくは結合部位3、またはそれらの断片もしくは変異体における1セットの結合相互作用部位へ可能性のあるリガンドを結合し、ソルチリンの前記セットの結合相互作用部位における少なくとも1つのアミノ酸に結合する能力がある可能性のあるリガンドを選択することにより、可能性のあるリガンドを選択する段階であって、前記原子座標が、図17〜20のいずれかに提示された原子座標であり、または原子座標が、3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から偏位する3次元構造から選択される段階と、
b.前記可能性のあるリガンドおよび前記受容体ソルチリンを供給する段階と、
c.可能性のあるリガンドを前記受容体ソルチリンと接触させる段階と、
d.前記受容体ソルチリンの可能性のあるリガンドによる結合を検出する段階と
を含む方法。 - 可能性のあるリガンド分子の結合が、図17〜20のいずれかに提示された3次元構造の原子座標によって定義された3次元構造を用いることによって、かつ前記可能性のあるリガンドが配列番号1(ソルチリン)の結合部位1および/もしくは結合部位2および/もしくは結合部位3、またはそれらの断片もしくは変異体における少なくとも3つのアミノ酸に結合する能力があるように実行される、請求項46に記載の方法。
- ソルチリンの結合部位1および/もしくは結合部位2および/もしくは結合部位3、またはそれらの断片もしくは変異体の可能性のあるリガンドを同定する方法であって、
a.3次元構造決定に基づいた、配列番号1(ソルチリン)の結合部位1および/もしくは結合部位2および/もしくは結合部位3、またはそれらの断片もしくは変異体の立体構造を定義する原子座標から引き出される情報をコンピュータへ導入する段階であって、それにより、コンピュータプログラムが前記立体構造の構造をコンピュータスクリーン上で利用またはディスプレイし、前記原子座標が図17〜20のいずれかに提示されている3次元構造から選択され、または原子座標が3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかによって表された3次元構造のいずれか1つから偏位する3次元構造から選択される段階と、
b.コンピュータスクリーン上で前記コンピュータプログラムによってソルチリンの結合部位1および/または結合部位2および/または結合部位3の3次元表示を作成する段階と、
c.前記結合部位1および/または結合部位2および/または結合部位3の表示上に可能性のあるリガンドのモデルを重ねる段階と、
d.結合部位1および/または結合部位2および/または結合部位3との可能性のあるリガンドの結合の可能性および立体障害の非存在を評価する段階と、
e.前記受容体ソルチリンの結合アッセイにおいて前記可能性のあるリガンド化合物を組み入れる段階と、
f.配列番号6のアミノ酸残基19〜241(proNGF)、配列番号6のアミノ酸残基19〜121(NGFプロドメイン)、配列番号7のアミノ酸残基19〜246(proBDNF)、配列番号7のアミノ酸残基19〜127(BDNFプロドメイン)、配列番号8のアミノ酸残基17〜257(proNT3)、配列番号8のアミノ酸残基17〜140(NT3プロドメイン)、配列番号9のアミノ酸残基25〜210(proNT4/5)、配列番号9のアミノ酸残基25〜80(NT4/5プロドメイン)、配列番号10(ニューロテンシン)、配列番号11(PYIL)、配列番号10のアミノ酸残基11〜13(YIL)、および配列番号12(NT69L)からなる群から選択される競合するリガンドの結合を前記可能性のあるリガンドが阻害するかどうかを決定する段階、または
g.前記可能性のあるリガンドが、配列番号1の結合部位1および/もしくは結合部位2および/もしくは結合部位3、またはそれらの断片もしくは変異体への結合によってアゴニスト効果を示すかどうかを決定する段階と
を含む方法。 - 以下の結合部位1のアミノ酸残基:配列番号1のR325、S316、Y351、I353、K260、I327、F314、F350〜M363、S305、F306、T398〜G400、I303〜G309、Q349〜A356、Y395、およびT402の少なくとも1つの原子座標から引き出される情報が用いられる、請求項43〜48のいずれか一つに記載の方法。
- 以下の結合部位2のアミノ酸残基:配列番号1のL572、L114、V112、R109〜S111、S115〜G118、T570、G571、W586、W597、T168〜I174、L572、A573、およびS584〜F588の少なくとも1つの原子座標から引き出される情報が用いられる、請求項43〜48のいずれか一つに記載の方法。
- 以下の結合部位3のアミノ酸残基:配列番号1のD403、S420、D422、N423、S424、I425、E426、T451、Y466、E470、I498、S499、およびV500の少なくとも1つの原子座標から引き出される情報が用いられる、請求項43〜48のいずれか一つに記載の方法。
- データ基準セットまたは結合相互作用セットが、同定された群から選択される少なくとも3つのアミノ酸残基を含む、請求項48〜51のいずれか一つに記載の方法。
- 原子座標が少なくとも5Åの分解能まで決定される、請求項48〜51のいずれか一つに記載の方法。
- 原子座標が少なくとも4Åの分解能まで決定される、請求項48〜51のいずれか一つに記載の方法。
- 原子座標が少なくとも3Åの分解能まで決定される、請求項48〜51のいずれか一つに記載の方法。
- 原子座標が少なくとも2Åの分解能まで決定される、請求項48〜51のいずれか一つに記載の方法。
- 原子座標が少なくとも1.5Åの分解能まで決定される、請求項48〜51のいずれか一つに記載の方法。
- 可能性のあるリガンド分子が、少なくとも配列番号1の高親和性ニューロテンシン結合部位におけるアミノ酸と相互作用する、請求項42〜57のいずれか一つに記載の方法。
- 可能性のあるリガンド分子が、少なくとも配列番号1の低親和性ニューロテンシン結合部位におけるアミノ酸と相互作用する、請求項42〜57のいずれか一つに記載の方法。
- 可能性のあるリガンド分子が、少なくとも配列番号1のソルチリンプロペプチド結合部位におけるアミノ酸と相互作用する、請求項42〜57のいずれか一つに記載の方法。
- 可能性のあるリガンド分子が、少なくとも配列番号1のプロニューロトロフィン結合部位におけるアミノ酸と相互作用する、請求項42〜57のいずれか一つに記載の方法。
- 可能性のあるリガンドが、非加水分解性ペプチドおよびペプチド類似体、有機化合物、および無機化合物からなる群から選択される、請求項42〜61のいずれか一つに記載の方法。
- 有機小分子のライブラリーがスクリーニングされる、請求項42〜62のいずれか一つに記載の方法。
- 可能性のあるペプチドリガンドのライブラリーがスクリーニングされる、請求項42〜62のいずれか一つに記載の方法。
- 請求項1〜64のいずれか一つに記載の方法によって同定されるVps10p−ドメイン受容体リガンドであって、前記リガンドが前記結合部位1の少なくとも1つの相互作用点に結合する能力があり、前記相互作用点が、配列番号1の図14に提示されているX1、X2、X3、X4、R1、R2、J1、J2、およびJ3を含み、
X1がアミノ酸残基R325、S316、およびY351を含み、
X2がY351のバックボーンカルボニルを含み、
X3がI353のバックボーンを含み、
X4がK260のアミノ基を含み、
R1がアミノ酸残基I327、F314、Y351、I353、およびM363を含み、
R2がF350、およびアミノ酸残基T397〜E401を含むループ由来の少なくとも1つのアミノ酸を含み、
J1がS305を含み、
J2がF306のバックボーンアミドを含み、
J3がF306のバックボーンカルボニルを含むリガンド。 - 前記リガンドが、相互作用点X1に負電荷および/または水素受容体特性を含み、前記負電荷および/または水素受容体特性がカルボン酸およびスルホン酸からなる群から選択される、請求項65に記載のリガンド。
- 相互作用点X2に、ヒドロキシル、アミノ、およびアミドからなる群から選択される水素結合供与体を含む、請求項65に記載のリガンド。
- 相互作用点X3に、カルボニルまたはヒドロキシルからなる群から選択される水素結合受容体を含む、請求項65に記載のリガンド。
- 相互作用点R1に、シクロヘキシル−アラニン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、およびフェニルアラニンからなる群から選択される大きな疎水性基を含む、請求項65に記載のリガンド。
- 相互作用点R2に、イソロイシン、ロイシン、システインからなる群から選択される疎水性アミノ酸残基、またはヒスチジン、グルタミン、リシン、アルギニン、およびグルタミン酸からなる群から選択される部分的疎水性基を含む、請求項65に記載のリガンド。
- 請求項43〜64のいずれか一つに記載の方法によって同定されるVps10p−ドメイン受容体リガンドであって、以下の式(I)の一般構造を有するリガンド
Yは、O、N、S、F、Cl、Br、Iからなる群から選択される水素結合受容体として働く電気陰性原子であり、
R1は、C3〜6アルキル、C4〜6シクリル、それぞれが4〜6員環の1つの環および1〜3つのヘテロ原子を有する複素環式または複素環式芳香族構造、またはN、O、S(O)0〜2からなる群から選択される1〜3つのヘテロ原子を含むヘテロアルキルであり、
R2は、水素、C1〜12のアルキル、またはそれぞれが3〜8員環の1〜3つの環および0〜4つのヘテロ原子を有する芳香族、炭素環式、複素環式、もしくは複素環式芳香族構造、またはN、O、S(O)0〜2からなる群から選択される1〜8つのヘテロ原子を含むヘテロアルキルであり、
R3は、水素、SH、イミダゾール、C1〜12アルキル、またはそれぞれが3〜8員環の1〜3つの環および0〜4つのヘテロ原子を有する芳香族、炭素環式、複素環式、もしくは複素環式芳香族構造、またはN、O、Sからなる群から選択される1〜8つのヘテロ原子を含むヘテロアルキルであり、
R4は、官能基C1〜100直鎖または分岐アルキル、直鎖または分岐アルケニル、直鎖または分岐アルキニル、フェニル、ベンジル、ハロアルカン、クロロアルカン、ブロモアルカン、ヨードアルカン、ハロホルミル、ヒドロキシル、カルボニル、アルデヒド、炭酸エステル、カルボン酸、カルボキシル、エーテル、エステル、ヒドロペルオキシ、ペルオキシ、カルボキサミド、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、アンモニウム、第一級ケチミン、第二級ケチミン、第一級アルジミン、第二級アルジミン、イミド、アジド、アゾ(ジイミド)、シアン酸、イソシアン化物、イソチオシアン酸、硝酸、ニトリル、ニトロソオキシ、ニトロ、ニトロソ、ピリジル、ホスフィノ、リン酸、ホスホノ、スルホニル、スルフィニル、スルフィドリル(SH)、チオシアン酸、ジスルフィド、リンカーL2またはL3、および配列番号10と少なくとも50%同一であるアミノ酸配列またはその断片から選択される]。 - 請求項43〜64のいずれか一つに記載の方法によって同定されるVps10p−ドメイン受容体リガンドであって、以下の式(II)の一般構造を有するリガンド
R5は、H、CH3、およびリンカーL2からなる群から選択され、
R6は、H、−CH3、−CH2CH3、および−OCH3からなる群から選択され、
R7は、グルタミン酸、グルタミン、リシン、アルギニン、ヒスチジン、チロシン、メチオニン、システイン、脂肪族C4〜6基の側鎖からなる群から選択され、
R8は、チロシン、ヒスチジン、セリン、スレオニン、アスパラギン酸、アスパラギン、システイン、フェニルアラニン、ヨードチロシン、および−CH2−NH2の側鎖からなる群から選択され、
R9は、リシン、アルギニン、グルタミン、C3〜8脂肪族基およびヘテロ脂肪族基、5員環または6員環を含む炭素環式基および複素環式基の側鎖からなる群から選択され、
R10は、ピログルタミン酸、ポリ炭水化物、および10以上の長さのポリペプチドからなる群から選択され、
R11およびR12は個々に、H、C1〜12直鎖または分岐アルキル、直鎖または分岐アルケニル、直鎖または分岐アルキニル、フェニル、ベンジル、ハロアルカン、クロロアルカン、ブロモアルカン、ヨードアルカン、ハロホルミル、ヒドロキシル、カルボニル、アルデヒド、炭酸エステル、カルボン酸、カルボキシル、エーテル、エステル、ヒドロペルオキシ、ペルオキシ、カルボキサミド、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、アンモニウム、第一級ケチミン、第二級ケチミン、第一級アルジミン、第二級アルジミン、イミド、アジド、アゾ(ジイミド)、シアン酸、イソシアン化物、イソチオシアン酸、硝酸、ニトリル、ニトロソオキシ、ニトロ、ニトロソ、ピリジル、ホスフィノ、リン酸、ホスホノ、スルホニル、スルフィニル、スルフィドリル(SH)からなる群から選択され、
共有結合(1)および(2)は個々に、一重結合および二重結合からなる群から選択される]。 - 請求項43〜64のいずれか一つに記載の方法によって同定されるVps10p−ドメイン受容体リガンドであって、以下の式(III)の一般構造を有するリガンド
R14、R15、R17、R19、R20は個々に、H、C1〜12アルキル、アルケニル、およびアルキニルからなる群から選択され、
R16は、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、メチオニン、ヒスチジン、システイン、リシン、および脂肪族C3〜7の側鎖からなる群から選択され、
R18は、H、−CH3、および−CH2OHからなる群から選択され、
共有結合(1)および(2)は個々に、一重結合および二重結合からなる群から選択される]。 - リンカーL2が、5〜6個の残基のペプチドバックボーン、C15〜20アルキル、C15〜20アルケニル、およびC15〜20アルキニルからなる群から選択される、請求項71または72に記載のリガンド。
- 請求項74に記載のリンカーによって請求項72に記載のリガンドに連結し、それにより以下の一般式(IV)
[式(I)]−[リンカーL2]−[式(II)] (IV)
を形成する、請求項71に記載のリガンド。 - リンカーL3が12〜20個の残基のペプチドバックボーン、C30〜60アルキル、C30〜60アルケニル、C30〜60アルキニルからなる群から選択される、請求項71または73に記載のリガンド。
- 請求項76に記載のリンカーによって請求項73に記載のリガンドに連結され、それにより以下の一般式(V)
[式(I)]−[リンカーL3]−[式(III)] (V)
を形成する、請求項71に記載のリガンド。 - 図26に示された、RRPYI(chg)、iodoYIL、QIL、YCL、dYIL、YHL、RRPYI(acc)、RRPYI(nMe)L、YILからなる群から選択される、請求項65〜77のいずれか一つに記載のリガンド。
- 図26に示されたRRPYI(chg)である、Vps10p−ドメイン受容体リガンド。
- 図26に示されたiodoYILである、Vps10p−ドメイン受容体リガンド。
- 図26に示されたQILである、Vps10p−ドメイン受容体リガンド。
- 図26に示されたYCLである、Vps10p−ドメイン受容体リガンド。
- 図26に示されたdYILである、Vps10p−ドメイン受容体リガンド。
- 図26に示されたYHLである、Vps10p−ドメイン受容体リガンド。
- 図26に示されたRRPYI(acc)である、Vps10p−ドメイン受容体リガンド。
- 図26に示されたRRPYI(nMe)Lである、Vps10p−ドメイン受容体リガンド。
- 図26に示されたYILである、Vps10p−ドメイン受容体リガンド。
- ソルチリン(配列番号1)の結合部位1またはその断片もしくは変異体に結合する、請求項65〜87のいずれか一つに記載のリガンド。
- ソルチリン(配列番号1)の結合部位2またはその断片もしくは変異体に結合する、請求項65〜87のいずれか一つに記載のリガンド。
- ソルチリン(配列番号1)の結合部位3またはその断片もしくは変異体に結合する、請求項65〜87のいずれか一つに記載のリガンド。
- ソルチリン(配列番号1)の結合部位1の少なくとも1つのアミノ酸残基および結合部位3の少なくとも1つのアミノ酸残基、またはそれらの断片もしくは変異体に結合する、請求項65〜87のいずれか一つに記載のリガンド。
- ソルチリン(配列番号1)の結合部位1の少なくとも1つのアミノ酸残基および結合部位2の少なくとも1つのアミノ酸残基、またはそれらの断片もしくは変異体に結合する、請求項65〜87のいずれか一つに記載のリガンド。
- ソルチリン(配列番号1)の結合部位2の少なくとも1つのアミノ酸残基および結合部位3の少なくとも1つのアミノ酸残基、またはそれらの断片もしくは変異体に結合する、請求項65〜87のいずれか一つに記載のリガンド。
- ソルチリン(配列番号1)の結合部位1の少なくとも1つのアミノ酸残基および結合部位2の少なくとも1つのアミノ酸残基および結合部位3の少なくとも1つのアミノ酸残基、またはそれらの断片もしくは変異体に結合する、請求項65〜87のいずれか一つに記載のリガンド。
- 薬剤として用いる、請求項65〜87のいずれか一つに記載のリガンド。
- 個体における神経系の疾患、障害、または損傷の処置の方法に用いる、請求項65〜87のいずれか一つに記載のVps10p−ドメイン受容体リガンド。
- 前記個体がヒトである、請求項96に記載のリガンド。
- 前記疾患、障害、または損傷が、脳、脳幹、脊髄、および/または末梢神経への傷害を含む、請求項96に記載のリガンド。
- 前記傷害が、脳卒中、脳外傷、脊髄損傷、びまん性軸索損傷、およびてんかんに起因する、請求項98に記載のリガンド。
- 神経系障害が、脳、脳幹、脊髄、および/または末梢神経におけるニューロンおよびそれらの突起の変性を含む、請求項96に記載のリガンド。
- 前記ニューロンの変性がパーキンソン病、アルツハイマー病、老年認知症、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、および多発性硬化症に関連したニューロン傷害に起因する、請求項96に記載のリガンド。
- 神経系の疾患が神経変性疾患である、請求項96に記載のリガンド。
- 神経変性疾患がパーキンソン病である、請求項102に記載のリガンド。
- 神経変性疾患がアルツハイマー病である、請求項102に記載のリガンド。
- 神経変性疾患が多発性硬化症である、請求項102に記載のリガンド。
- 神経系障害が、脳、脳幹、脊髄、および/または末梢神経におけるニューロンの機能障害および/または喪失を含む疾患、障害、または損傷である、請求項96に記載のリガンド。
- 前記脳、脳幹、脊髄、および/または末梢神経におけるニューロンの機能障害および/または喪失を含む疾患、障害、または損傷が、代謝疾患、栄養障害、毒性傷害、悪性腫瘍によって引き起こされる状態、ならびに/または、限定されないが、糖尿病、腎機能障害、アルコール依存症、化学療法、化学薬品、薬物乱用、ビタミン欠乏症、および感染を含む遺伝的もしくは特発性状態からなる群から選択される、請求項106に記載のリガンド。
- 神経系障害が、グリアの変性または硬化を含む疾患、障害、または損傷であり、前記グリアが、脳、脳幹、脊髄、および末梢神経におけるオリゴデンドロサイト、アストロサイト、およびシュワン細胞からなる群から選択される、請求項96に記載のリガンド。
- 前記グリアの変性または硬化を含む疾患、障害、または損傷が、多発性硬化症、視神経炎、脳硬化症、麻疹後脳脊髄炎、およびてんかんからなる群から選択される、請求項108に記載のリガンド。
- 疾患または障害が、多発硬化症、感覚性運動失調、神経変性脊髄小脳障害、遺伝性運動失調、小脳萎縮症、およびアルコール依存症である、請求項108に記載のリガンド。
- 神経系障害、疾患、または損傷が、網膜、視細胞、および関連神経に関わる、請求項96に記載のリガンド。
- 網膜、視細胞、および関連神経に関わる神経系障害、疾患、または損傷が、網膜色素変性症、黄斑変性症、緑内障、および糖尿病性網膜症からなる群から選択される、請求項111に記載のリガンド。
- 神経系障害、疾患、または損傷が、聴神経複合体の感覚上皮および関連神経節に関わる、請求項96に記載のリガンド。
- 前記聴神経複合体の感覚上皮および関連神経節に関わる神経系障害、疾患、または損傷が、騒音性難聴、聴覚消失、耳鳴、耳炎、迷路炎、遺伝性および蝸牛前庭萎縮、およびメニエール病からなる群から選択される、請求項113に記載のリガンド。
- 任意で、薬学的に許容可能な担体を含む、請求項95に記載の薬剤。
- 第2の活性成分を含む、請求項95に記載の薬剤。
- 第2の活性成分が、ソルチリン(配列番号1)の結合部位1に結合する能力があるリガンド、および/または結合部位2に結合する能力があるリガンド、および/または結合部位3に結合する能力があるリガンドから選択される、請求項116に記載の薬剤。
- 組成物のpHがpH5〜pH9である、請求項115〜117のいずれか一つに記載の薬剤。
- 注射による投与、坐剤、経口投与、舌下錠もしくはスプレー、皮膚投与、または吸入用に、または埋め込み型生体適合性カプセルを用いる局所投与用に製剤化される、請求項115〜118のいずれか一つに記載の薬剤。
- 注射が、静脈内、筋肉内、脊髄内、腹腔内、皮下、ボーラス投与または連続投与である、請求項119に記載の薬剤。
- 投与が30分間〜24時間の間隔で行われる、請求項115〜120のいずれか一つに記載の薬剤。
- 投与が1時間〜6時間の間隔で行われる、請求項115〜120のいずれか一つに記載の薬剤。
- 処置の持続時間が6時間〜72時間である、請求項115〜122のいずれか一つに記載の薬剤。
- 薬剤の用量が1kgの体重あたり10μg〜50mgである、請求項115〜123のいずれか一つに記載の薬剤。
- 対象における病的状態の処置の方法であって、それを必要とする個体に、治療有効量の請求項115〜124のいずれか一つに記載の薬剤を投与することを含む方法。
- 前記薬剤が、神経系に関連した疾患、障害、または損傷の処置用である、請求項125に記載の方法。
- 前記薬剤が、限定されないが、脳卒中、脳外傷、脊髄損傷、びまん性軸索損傷、およびてんかんなどの状態を含む、脳、脳幹、脊髄、および/または末梢神経への傷害を含む疾患、障害、または損傷の処置用である、請求項126に記載の方法。
- 神経系障害が、脳、脳幹、脊髄、および/または末梢神経におけるニューロンおよびそれらの突起の変性を含む、請求項126に記載の方法。
- 前記ニューロンの変性が、パーキンソン病、アルツハイマー病、老年認知症、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症、および多発性硬化症に関連したニューロン傷害に起因する、請求項128に記載の方法。
- 脳、脳幹、脊髄、および/または末梢神経におけるニューロンおよびそれらの突起の変性を含む神経系障害が、神経変性疾患または障害である、請求項126に記載の方法。
- 神経変性疾患または障害がパーキンソン病である、請求項130に記載の方法。
- 神経変性疾患または障害がハンチントン病である、請求項130に記載の方法。
- 神経変性疾患または障害が多発性硬化症(ALS)である、請求項130に記載の方法。
- 神経系障害が、脳、脳幹、脊髄、および/または末梢神経におけるニューロンの機能障害および/または喪失を含む疾患、障害、または損傷である、請求項126に記載の方法。
- 前記脳、脳幹、脊髄、および/または末梢神経におけるニューロンの機能障害および/または喪失を含む疾患、障害、または損傷が、代謝疾患、栄養障害、毒性傷害、悪性腫瘍によって引き起こされる状態、ならびに/または、限定されないが、糖尿病、腎機能障害、アルコール依存症、化学療法、化学薬品、薬物乱用、ビタミン欠乏症、および感染を含む遺伝的もしくは特発性状態からなる群から選択される、請求項126に記載の方法。
- 神経系障害が、グリアの変性または硬化を含む疾患、障害、または損傷であり、前記グリアが、脳、脳幹、脊髄、および末梢神経におけるオリゴデンドロサイト、アストロサイト、およびシュワン細胞からなる群から選択される、請求項126に記載の方法。
- 前記グリアの変性または硬化を含む疾患、障害、または損傷が、多発性硬化症、視神経炎、脳硬化症、麻疹後脳脊髄炎、およびてんかんからなる群から選択される、請求項136に記載の方法。
- 疾患または障害が、多発硬化症、感覚性運動失調、神経変性脊髄小脳障害、遺伝性運動失調、小脳萎縮症、およびアルコール依存症である、請求項136に記載の方法。
- 神経系障害、疾患、または損傷が、網膜、視細胞、および関連神経に関わる、請求項136に記載の方法。
- 網膜、視細胞、および関連神経に関わる神経系障害、疾患、または損傷が、網膜色素変性症、黄斑変性症、緑内障、および糖尿病性網膜症からなる群から選択される、請求項139に記載の方法。
- 神経系障害、疾患、または損傷が、聴神経複合体の感覚上皮および関連神経節に関わる、請求項136に記載の方法。
- 前記聴神経複合体の感覚上皮および関連神経節に関わる神経系障害、疾患、または損傷が、騒音性難聴、聴覚消失、耳鳴、耳炎、迷路炎、遺伝性および蝸牛前庭萎縮、およびメニエール病からなる群から選択される、請求項141に記載の方法。
- 哺乳類神経細胞においてアポトーシスを防ぐ方法であって、請求項65〜87のいずれか一つに定義されているリガンド分子に前記神経細胞を曝すことを含む方法。
- 哺乳類神経細胞の生存を増強する方法であって、請求項65〜87のいずれか一つに定義されているリガンド分子に前記神経細胞を曝すことを含む方法。
- 哺乳類細胞の組織を増殖させる方法であって、請求項65〜87のいずれか一つに定義されているリガンド分子を前記組成物に投与することを含む方法。
- 哺乳類細胞の組織を分化させる方法であって、請求項65〜87のいずれか一つに定義されているリガンド分子を前記組成物に投与することを含む方法。
- 配列番号1の結合部位1の少なくとも1つのアミノ酸残基および/もしくは結合部位2の少なくとも1つのアミノ酸残基および/もしくは結合部位3の少なくとも1つのアミノ酸残基、またはそれらの断片もしくは変異体に結合する能力がある抗体。
- 配列番号1のS420〜I425、A497〜V502、S469〜P475、およびD449〜N454からなる群から選択される少なくとも1つのアミノ酸残基またはそれらの断片もしくは変異体に結合する能力がある抗体。
- ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、ヒト化抗体、一本鎖抗体、組換え抗体からなる群から選択される、請求項147〜148のいずれか一つに記載の抗体。
- 請求項147〜149のいずれか一つに記載の抗体、および化学療法剤、毒素、または放射性同位元素などの細胞傷害性薬剤;アビジンもしくはストレプトアビジンまたは抗原などの特異的結合ペアのメンバーからなる群から選択されるコンジュゲートを含むイムノコンジュゲート。
- Vps10p−ドメイン受容体タンパク質分子の原子モデルを構築するための方法であって、
a.配列番号1と少なくとも20%の配列相同性を有する、Vps10p−ドメイン受容体またはその断片もしくは変異体を同定する段階、および
b.図17〜20のいずれかに提示されている原子座標、または3Å以下のタンパク質バックボーン原子に関する二乗平均平方根偏差だけ、図17〜20のいずれかに提示された3次元構造から偏位する3次元構造から選択される原子座標を利用して、相同性モデリングによって同定されたVps10p−ドメイン受容体の原子モデルを得る段階
を含む方法。 - 前記Vps10p−ドメイン受容体が、配列番号2(SorLA)、配列番号3(SorCS1)、配列番号4(SorCS2)、および配列番号5(SorCS3)、またはそれらの断片もしくは変異体からなる群から選択される、請求項151に記載の方法。
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