JP2012116812A - Reagent for promoting stereostructure-formation of protein using disulfide bond exchange reaction - Google Patents

Reagent for promoting stereostructure-formation of protein using disulfide bond exchange reaction Download PDF

Info

Publication number
JP2012116812A
JP2012116812A JP2010270195A JP2010270195A JP2012116812A JP 2012116812 A JP2012116812 A JP 2012116812A JP 2010270195 A JP2010270195 A JP 2010270195A JP 2010270195 A JP2010270195 A JP 2010270195A JP 2012116812 A JP2012116812 A JP 2012116812A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
protein
carbon atoms
amino acid
exchange reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010270195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Hidaka
雄二 日▲高▼
Masaki Okumura
正樹 奥村
Hiroshi Yamaguchi
宏 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kinki University
Original Assignee
Kinki University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kinki University filed Critical Kinki University
Priority to JP2010270195A priority Critical patent/JP2012116812A/en
Publication of JP2012116812A publication Critical patent/JP2012116812A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a disulfide exchange reaction promoter for promoting stereostructure-formation reaction of protein.SOLUTION: The disulfide exchange reaction promoter comprises a Cys-Arg dipeptide derivative represented by a formula as reduction reagent and an Arg-Cys derivative represented by a formula as oxidation reagent. A method for producing protein comprises a refolding step of forming the stereostructure of protein by use of the disulfide exchange reaction promotor or the stereostructure-forming agent of protein.

Description

本発明は、蛋白質の立体構造形成反応の促進を目的としたジスルフィド交換反応促進剤、および当該ジスルフィド交換反応促進剤を含む蛋白質の立体構造形成促進剤、並びに当該ジスルフィド交換反応促進剤(または、当該蛋白質の立体構造形成促進剤)を用いて蛋白質の立体構造を形成する工程を含む、蛋白質の製造方法に関する。   The present invention relates to a disulfide exchange reaction accelerator for the purpose of promoting a three-dimensional structure formation reaction of a protein, a three-dimensional structure formation accelerator for a protein containing the disulfide exchange reaction accelerator, and the disulfide exchange reaction accelerator (or the The present invention relates to a method for producing a protein, comprising a step of forming a protein three-dimensional structure using a protein three-dimensional structure formation accelerator.

病気の診断・治療技術の研究開発、および創薬には、関連蛋白質の構造と機能の解明が極めて重要であり、かつ治療薬としての蛋白質を大量に提供しなければならない。とりわけ、蛋白質は立体構造形成(フォールディング)されてはじめて酵素などとしてその特有の機能を発現することができるようになるため、目的の蛋白質を収率良く且つ迅速に得ることができる合成・生産方法が求められている。   Elucidation of the structure and function of related proteins is extremely important for research and development of disease diagnosis and treatment technologies, and drug discovery, and a large amount of proteins as therapeutic agents must be provided. In particular, since a protein can express its specific function as an enzyme or the like only after a three-dimensional structure is formed (folded), there is a synthesis / production method capable of quickly obtaining a target protein with high yield. It has been demanded.

現在、様々な蛋白質が遺伝子工学の手法をはじめとした種々の方法で合成・生産されている。しかしながら、通常、高収率で目的蛋白質に正しい立体構造をとらせることは容易ではなく、特に大量合成を目的とした高濃度条件下では、蛋白質を構成するポリペプチド鎖間での会合が原因となり、蛋白質の凝集や沈殿を生じ易い。例えば汎用される組換え蛋白質の合成方法として、遺伝子操作を行なった大腸菌などの原核生物あるいは酵母などの真核生物や無細胞抽出系などで人為的に目的蛋白質を発現させる方法では、目的蛋白質が誤って立体構造形成(ミスフォールディング)され、不活性になった状態の蛋白質、すなわち封入体(不活性凝集体)として得られることが多い。このため、変性アンフォールディングさせた後、本来の立体構造にリフォールディングさせるという手法が必要となる。   Currently, various proteins are synthesized and produced by various methods including genetic engineering techniques. However, it is usually not easy to obtain the correct three-dimensional structure of the target protein in a high yield, and the association between the polypeptide chains constituting the protein is the cause, particularly under high concentration conditions for the purpose of mass synthesis. Prone to protein aggregation and precipitation. For example, as a commonly used method for synthesizing a recombinant protein, a method for artificially expressing a target protein in a prokaryotic organism such as Escherichia coli that has been genetically manipulated or a eukaryotic organism such as yeast or a cell-free extraction system, the target protein is It is often obtained as a protein in an inactive state, that is, an inclusion body (inactive aggregate), which is inadvertently formed into a three-dimensional structure (misfolded). For this reason, after denatured unfolding, a method of refolding to the original three-dimensional structure is required.

これまでに、蛋白質の立体構造形成(フォールディング)反応を促進するための試薬(剤)が知られているが(特許文献1および2)、リゾチームなどの分子内にジスルフィド結合を含む蛋白質の場合には、ジスルフィド結合が正しく結合されず、誤った立体構造が形成され、蛋白質の凝集が起こり、その結果、目的蛋白質の収率が低いという問題が存在していた。   So far, reagents (agents) for promoting the three-dimensional structure formation (folding) reaction of proteins have been known (Patent Documents 1 and 2). However, in the case of a protein containing a disulfide bond in a molecule such as lysozyme. However, the disulfide bond is not correctly bonded, an incorrect three-dimensional structure is formed, and protein aggregation occurs, resulting in a problem that the yield of the target protein is low.

ここで、正しいジスルフィド結合の形成および蛋白質の天然型立体構造への変換は、蛋白質の立体構造形成(フォールディング)における可逆的なチオール(SH)/ジスルフィド(SS)交換反応の結果であり、そしてこれは生物学的な環境におけるレドックスポテンシャルに対して熱力学的におよび速度論的に関連する。   Here, the correct disulfide bond formation and conversion of the protein to the natural conformation is the result of a reversible thiol (SH) / disulfide (SS) exchange reaction in the protein conformation (folding), and this Is thermodynamically and kinetically related to the redox potential in biological environments.

グルタチオン(γ−Glu−Cys−Gly)は、細胞中に存在する最も豊富なチオール化合物の1つであり、小胞体内の蛋白質中でのジスルフィド結合の形成において大きな役割を果たしている。GSSG(酸化型グルタチオン)は、蛋白質中でのジスルフィド結合の形成において酸化試薬として機能し、一方でGSH(還元型グルタチオン)は、蛋白質中で間違って架橋したジスルフィド結合を切断する還元試薬として機能し、これらの作用により、蛋白質の熱力学的に安定な立体構造形成をもたらす(非特許文献1)。これ故、グルタチオンは、実験室レベルでのジスルフィド含有蛋白質の立体構造形成(フォールディング)反応において汎用されている(非特許文献2および3)。   Glutathione (γ-Glu-Cys-Gly) is one of the most abundant thiol compounds present in cells and plays a major role in the formation of disulfide bonds in proteins within the endoplasmic reticulum. GSSG (oxidized glutathione) functions as an oxidizing reagent in the formation of disulfide bonds in proteins, while GSH (reduced glutathione) functions as a reducing reagent that cleaves accidentally cross-linked disulfide bonds in proteins. These actions result in the formation of a thermodynamically stable three-dimensional structure of the protein (Non-patent Document 1). Therefore, glutathione is widely used in the three-dimensional structure (folding) reaction of disulfide-containing proteins at the laboratory level (Non-patent Documents 2 and 3).

一般に、ジスルフィド結合形成を伴わない蛋白質の立体構造形成(フォールディング)反応は数分以内に終結する。しかし、ジスルフィド結合含有蛋白質は立体構造形成のために数時間を要する。その主な理由は、立体構造形成途中で間違った位置にジスルフィド結合が形成されるためであり、それらの開裂と天然型ジスルフィド結合の形成反応のために長い反応時間を必要とする(非特許文献4)。即ち、一般に、この反応中間体におけるジスルフィド結合交換反応が正しい立体構造形成のための律速段階であるからである。それ故、ジスルフィド結合を有する蛋白質の立体構造形成反応は、通常、レドックス試薬を共存させることで、間違ったジスルフィド結合を有する反応中間体のジスルフィド結合交換反応を引き起こし、結果として、天然型の立体構造への移行を促進することができる。この時、レドックス試薬は反応中間体とジスルフィド交換反応を行い、その中間体と交差ジスルフィド結合を有する分子種を形成する。従って、正しい天然型のジスルフィド結合形成を加速するためには、この交差ジスルフィド中間体の寿命を短くすることであり、即ち、交差ジスルフィド結合の反応活性を高める必要がある。このことから、従来のようなレドックス試薬そのものの性質(酸化還元電位)に着眼した反応試薬の開発ではなく、反応中間体の化学的性質に着目した試薬開発が必要である。   In general, a protein conformation (folding) reaction without disulfide bond formation is completed within a few minutes. However, a disulfide bond-containing protein requires several hours to form a three-dimensional structure. The main reason is that a disulfide bond is formed at the wrong position during the formation of the three-dimensional structure, and a long reaction time is required for the cleavage and the formation reaction of the natural disulfide bond (Non-Patent Document). 4). That is, in general, this is because the disulfide bond exchange reaction in this reaction intermediate is the rate-determining step for the correct three-dimensional structure formation. Therefore, the three-dimensional structure formation reaction of a protein having a disulfide bond usually causes a disulfide bond exchange reaction of a reaction intermediate having a wrong disulfide bond in the presence of a redox reagent, resulting in a natural three-dimensional structure. The transition to can be facilitated. At this time, the redox reagent performs a disulfide exchange reaction with the reaction intermediate to form a molecular species having a crossed disulfide bond with the intermediate. Therefore, in order to accelerate the formation of the correct natural disulfide bond, it is necessary to shorten the lifetime of the crossed disulfide intermediate, that is, to increase the reaction activity of the crossed disulfide bond. For this reason, it is necessary to develop a reagent that focuses on the chemical properties of the reaction intermediate, instead of developing a reaction reagent focusing on the properties (redox potential) of the redox reagent itself as in the prior art.

ジスルフィド結合を有する蛋白質の精製に関する反応試薬としては2種類が挙げられる。これは、システインのSH基を保護して、変性蛋白質の溶解性を上昇させる試薬である。例えば、TAPS−スルホネート(和光純薬)およびS−スルフォン化試薬が知られている。しかしながら、いずれの試薬の場合も、それらによって化学修飾された蛋白質を単離後、リフォールディング反応を行わなければならず、操作が煩雑である。また、単離後のジスルフィド結合形成には還元試薬(例えば、2−メルカプトエタノール、還元型グルタチオン(GSH))を別途添加する必要があり、根本的な解決にはならない。   There are two types of reaction reagents for purification of proteins having disulfide bonds. This is a reagent that protects the SH group of cysteine and increases the solubility of the denatured protein. For example, TAPS-sulfonate (Wako Pure Chemical Industries) and S-sulfonated reagent are known. However, in any reagent, after refining the protein chemically modified by them, a refolding reaction must be performed, and the operation is complicated. Moreover, it is necessary to separately add a reducing reagent (for example, 2-mercaptoethanol, reduced glutathione (GSH)) to form a disulfide bond after isolation, which is not a fundamental solution.

即ち、ジスルフィド結合形成反応には、いわゆるレドックス試薬(例えば、グルタチオン系(GSH/GSSG)、またはチオール化合物の酸化還元体系(DTTred/DTTox、Cysred/Cysox))が必要であるが、正しい立体構造の目的蛋白質の収率が低いあるいはジスルフィド結合交換反応が遅い等の課題を有する(非特許文献5および6)。また、グルタチオンの性質については酸化還元電位の解釈がなされているのみであり、含有する個々のアミノ酸の役割あるいは反応活性への最適化はなされていない。 That is, the disulfide bond forming reaction requires a so-called redox reagent (for example, a glutathione (GSH / GSSG) or redox system of a thiol compound (DTT red / DTT ox , Cys red / Cys ox )). There are problems such as a low yield of the target protein having the correct steric structure or a slow disulfide bond exchange reaction (Non-patent Documents 5 and 6). In addition, regarding the properties of glutathione, only the oxidation-reduction potential is interpreted, and the role of individual amino acids contained or the reaction activity is not optimized.

特開2009−073815号公報JP 2009-073815 A 特開2010−132649号公報JP 2010-132649 A

Hwang, C. et. al., Science, 257, 1496-1502 (1992)Hwang, C. et.al., Science, 257, 1496-1502 (1992) Konishi, Y. et. al., Biochemistry, 21, 4734-4740 (1982)Konishi, Y. et.al., Biochemistry, 21, 4734-4740 (1982) Lyles, M. et. al., Biochemistry, 30, 613-619 (1991)Lyles, M. et.al., Biochemistry, 30, 613-619 (1991) Arolas, J. L., et. al., Trends Biochem. Sci., 31, 292-301 (2006)Arolas, J. L., et. Al., Trends Biochem. Sci., 31, 292-301 (2006) Wedemeyer, W. J., et. al., Biochemistry, 39, 4207-4216 (2000)Wedemeyer, W. J., et.al., Biochemistry, 39, 4207-4216 (2000) Chatrenet, B. et. al., J. Biol. Chem., 268, 20998-20996 (1993)Chatrenet, B. et. Al., J. Biol. Chem., 268, 20998-20996 (1993)

本発明は、立体構造形成反応の中間体の溶解性を高め、また、反応中心である交差ジスルフィド中間体上の硫黄原子周辺への正電荷の局在化により、ジスルフィド交換反応を促進することで、溶解性の低い反応中間体の存在時間を短縮して当該中間体の凝集を抑え、正しい天然型の立体構造形成を効率良く且つ迅速に行うことができる剤(試薬)を提供することにある。   The present invention improves the solubility of the intermediate of the three-dimensional structure formation reaction, and promotes the disulfide exchange reaction by localizing a positive charge around the sulfur atom on the cross-disulfide intermediate that is the reaction center. An object of the present invention is to provide an agent (reagent) capable of shortening the existence time of a reaction intermediate having low solubility, suppressing aggregation of the intermediate, and efficiently and quickly forming a correct natural three-dimensional structure. .

酸化還元試薬を用いた蛋白質のフォールディング(立体構造形成)反応の律速段階は、蛋白質と試薬との交差ジスルフィド結合への蛋白質内チオール基(RS)の求核反応である。よって、交差ジスルフィド結合の硫黄原子周辺に正電荷を局在化させることで、負電荷を有するチオール基による求核反応の反応速度を増大し得ると期待できる。本発明者は式(I)で示される化合物中のシステイン残基の近傍に正電荷を帯びる官能基を有する分子(基)を配置することで、硫黄原子周辺に正電荷を局在化できると考えた。そして、鋭意研究した結果、システイン残基の隣接位置に正電荷を帯びる官能基を有するアルギニン残基を有するペプチドまたはその誘導体等であって、立体構造形成反応の条件に相当する中性からアルカリ性において分子全体における官能基の電荷の総和が±0以上(チオール基のSは考慮しない)である化合物が、優れたジスルフィド交換反応促進剤として機能し、その結果、蛋白質の立体構造形成促進剤として機能することを見出した。すなわち、本発明は以下の通りである。 The rate-limiting step of the protein folding (stereostructure formation) reaction using the redox reagent is a nucleophilic reaction of the thiol group in the protein (RS ) to the crossed disulfide bond between the protein and the reagent. Therefore, it can be expected that the reaction rate of the nucleophilic reaction by the thiol group having a negative charge can be increased by localizing the positive charge around the sulfur atom of the crossed disulfide bond. The present inventor can localize a positive charge around a sulfur atom by arranging a molecule (group) having a positively charged functional group in the vicinity of a cysteine residue in the compound represented by the formula (I). Thought. And as a result of earnest research, it is a peptide having an arginine residue having a positively charged functional group adjacent to the cysteine residue or a derivative thereof, etc., which is neutral to alkaline corresponding to the condition of the three-dimensional structure formation reaction. the sum of the charge of the functional groups ± 0 or more in the whole molecule - a compound which is (thiol group S is not considered) is, functions as an excellent disulfide exchange reaction accelerator, as a result, a three-dimensional structure formation accelerator protein I found it to work. That is, the present invention is as follows.

ジスルフィド交換反応促進剤
[1] 還元試薬としての式(I):

Figure 2012116812
[式中、
およびXはそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基、天然型アミノ酸残基もしくは非天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体、天然型アミノ酸もしくは非天然型アミノ酸またはそれらの誘導体からなるペプチド残基またはそのペプチド残基誘導体であり;
Yは、ヒドロキシル基、ヒドラジノ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、適宜1もしくは2個の置換基(当該置換基は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基、およびアラルキルオキシカルボニル基からなる群から独立して選ばれる)で置換されたアミノ基、天然型アミノ酸残基もしくは非天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体、天然型アミノ酸もしくは非天然型アミノ酸またはそれらの誘導体からなるペプチド残基またはそのペプチド残基誘導体であり;
Argは、Cysとα結合またはγ結合し;ここで、
中性または塩基性において分子全体における官能基の電荷の総和が0以上である]
で示されるペプチド、その立体異性体もしくはそのペプチド誘導体、またはそれらの塩もしくは溶媒和物から選択される少なくとも1種の化合物;および、適宜、酸化試薬としての式(II):
Figure 2012116812
[式中、
、XおよびYが前記に定義する通りであり;
Argが、Cysとα結合またはγ結合し、ここで、
中性または塩基性において分子全体における官能基の電荷の総和が0以上である]
で示されるペプチド、その立体異性体もしくはそのペプチド誘導体、またはそれらの塩もしくは溶媒和物から選択される少なくとも1種の化合物、
を含む、ジスルフィド交換反応促進剤。 Disulfide exchange accelerator [1] Formula (I) as a reducing reagent:
Figure 2012116812
[Where:
X 1 and X 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyloxycarbonyl group, a natural amino acid A residue or a non-natural amino acid residue or a derivative thereof, a peptide residue consisting of a natural amino acid or a non-natural amino acid or a derivative thereof, or a peptide residue derivative thereof;
Y is a hydroxyl group, a hydrazino group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an appropriate 1 or 2 substituent (the substituent is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, An amino group substituted with an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms and an aralkyloxycarbonyl group independently selected from natural amino acid residues or non-natural amino acid residues or derivatives thereof, natural A peptide residue or a peptide residue derivative thereof consisting of a type amino acid or a non-natural amino acid or a derivative thereof;
Arg is α- or γ-bonded to Cys;
The total charge of functional groups in the whole molecule is 0 or more in neutral or basic]
Or at least one compound selected from the stereoisomers or peptide derivatives thereof, or salts or solvates thereof; and, optionally, formula (II) as an oxidizing reagent:
Figure 2012116812
[Where:
X 1 , X 2 and Y are as defined above;
Arg is α- or γ-bonded to Cys, where
The total charge of functional groups in the whole molecule is 0 or more in neutral or basic]
At least one compound selected from a peptide represented by the following, a stereoisomer or peptide derivative thereof, or a salt or solvate thereof:
A disulfide exchange reaction accelerator.

[2] XおよびXがそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアシル基、炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基、中性もしくは塩基性の天然アミノ酸残基またはそれらの誘導体であり;
Yが、ヒドロキシル基、ヒドラジノ基、炭素数1〜4のアルコキシ基、適宜1もしくは2個の置換基(当該置換基は、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアシル基、炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基、およびアラルキルオキシカルボニル基からなる群から独立して選ばれる)で置換されたアミノ基、中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体である、
[1]記載のジスルフィド交換反応促進剤。
[2] X 1 and X 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms, neutral or basic Natural amino acid residues or derivatives thereof;
Y is a hydroxyl group, a hydrazino group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an appropriate 1 or 2 substituent (the substituent is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, An amino group substituted with an alkoxycarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms and an aralkyloxycarbonyl group independently selected from the group consisting of neutral or basic natural amino acid residues or derivatives thereof,
[1] The disulfide exchange reaction accelerator according to [1].

[3] 前記天然型アミノ酸残基が、L−ArgおよびL−Lysからなる群から選ばれる塩基性アミノ酸残基である、[1]または[2]のいずれか記載のジスルフィド交換反応促進剤。 [3] The disulfide exchange reaction accelerator according to any one of [1] or [2], wherein the natural amino acid residue is a basic amino acid residue selected from the group consisting of L-Arg and L-Lys.

[4] 中性または塩基性において分子全体における官能基の電荷の総和が1以上である、[1]乃至[3]のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤。 [4] The disulfide exchange accelerator according to any one of [1] to [3], wherein the total charge of functional groups in the whole molecule is 1 or more in neutral or basic.

[5] ArgがCysとα結合する、[1]乃至[4]のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤。 [5] The disulfide exchange reaction accelerator according to any one of [1] to [4], wherein Arg is α-bonded to Cys.

[6] さらに少なくとも1種類の別の酸化試薬を含む、[1]乃至[5]のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤。 [6] The disulfide exchange reaction accelerator according to any one of [1] to [5], further comprising at least one other oxidizing reagent.

[7] 前記還元試薬と前記酸化試薬との重量比が0.01〜20である、[1]乃至[6]のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤。 [7] The disulfide exchange reaction accelerator according to any one of [1] to [6], wherein the weight ratio of the reducing reagent to the oxidizing reagent is 0.01 to 20.

[8] 更に適宜、緩衝液、塩類、緩衝剤、塩基類、酸類、有機溶媒、界面活性剤、pH調整剤、蛋白質安定化剤からなる群から選ばれる添加剤を含む、[1]乃至[7]のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤。 [8] [1] to [1] further including an additive selected from the group consisting of a buffer solution, salts, buffer agents, bases, acids, organic solvents, surfactants, pH adjusters, and protein stabilizers as appropriate. [7] The disulfide exchange reaction accelerator according to any one of [7].

[9] (a)前記還元試薬、および適宜前記緩衝液、塩類、緩衝剤、塩基類、酸類、有機溶媒、界面活性剤、pH調整剤、蛋白質安定化剤からなる群から選ばれる添加剤;並びに、
(b)前記還元試薬、および適宜前記緩衝液、塩類、緩衝剤、塩基類、酸類、有機溶媒、界面活性剤、pH調整剤、蛋白質安定化剤からなる群から選ばれる添加剤;
を、同一容器形態でまたはそれぞれ別個に包装された形態で含む、[1]乃至[8]のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤。
[9] (a) The reducing reagent and an additive selected from the group consisting of the buffer, salts, buffers, bases, acids, organic solvents, surfactants, pH adjusters, and protein stabilizers as appropriate; And
(B) the reducing reagent, and an additive selected from the group consisting of the buffer, salts, buffers, bases, acids, organic solvents, surfactants, pH adjusters, and protein stabilizers as appropriate;
The disulfide exchange reaction promoter according to any one of [1] to [8], wherein the disulfide exchange reaction promoter is contained in the same container form or in a separately packaged form.

蛋白質の立体構造形成剤
[10] [1]乃至[9]のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤、および適宜少なくとも1つの更なる蛋白質の立体構造形成促進剤を含む、蛋白質の立体構造形成剤。
Protein three-dimensional structure forming agent [10] A protein three-dimensional structure comprising the disulfide exchange reaction accelerator according to any one of [1] to [9] and, optionally, at least one further protein three-dimensional structure forming accelerator. Forming agent.

[11] 前記蛋白質の立体構造形成がリフォールディングである、[10]記載の蛋白質の立体構造形成剤。 [11] The protein three-dimensional structure forming agent according to [10], wherein the three-dimensional structure formation of the protein is refolding.

蛋白質の製造方法
[12] [1]乃至[9]のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤または[10]もしくは[11]のいずれか記載の蛋白質の立体構造形成剤を用いて蛋白質の立体構造を形成する工程を含む、蛋白質の製造方法。
Protein production method [12] [1] to [9] The disulfide exchange reaction promoter according to any one of [1] to [9] or the protein three-dimensional structure forming agent according to any one of [10] or [11] A method for producing a protein, comprising a step of forming a three-dimensional structure.

本発明は、さらに下記の態様の発明を提供するものである。
新規ペプチ
[13] 式:

Figure 2012116812
で示されるペプチド、その立体異性体もしくはそのペプチド誘導体、またはそれらの塩もしくは溶媒和物から選択される少なくとも1種。 The present invention further provides the following aspects of the invention.
New peptide [13] formula:
Figure 2012116812
Or at least one selected from a stereoisomer or peptide derivative thereof, or a salt or solvate thereof.

[14] L−ArgおよびL−Cysから構成されるペプチドである、[13]記載のペプチド。 [14] The peptide according to [13], which is a peptide composed of L-Arg and L-Cys.

本発明のジスルフィド交換反応促進剤を使用することにより、正しい天然型の立体構造形成を効率良く且つ迅速に行うことができ、目的とする天然型蛋白質の収率を大きく向上することができる。   By using the disulfide exchange reaction accelerator of the present invention, the correct natural three-dimensional structure can be formed efficiently and rapidly, and the yield of the target natural protein can be greatly improved.

フォールディング剤(2mM 還元型グルタチオン/1mM 酸化型グルタチオン)を用いて、還元変性プロウログアニリンのフォールディングにおけるジスルフィド結合形成を示す(実験例2)図面である。It is a figure which shows disulfide bond formation in the folding of a reduction | restoration modification prouroguaniline using a folding agent (2mM reduced glutathione / 1mM oxidized glutathione). フォールディング剤(2mM 還元型ECR/1mM 還元型ECR)を用いて、還元変性プロウログアニリンのフォールディングにおけるジスルフィド結合形成を示す(実験例2)図面である。It is drawing which shows disulfide bond formation in the folding of reduction | denaturation modification | denaturation prouroguanylin using a folding agent (2mM reduction type | mold ECR / 1mM reduction type | mold ECR). フォールディング剤(2mM 還元型RCG/1mM 還元型RCG)を用いて、還元変性プロウログアニリンのフォールディングにおけるジスルフィド結合形成を示す(実験例2)図面である。It is drawing (experimental example 2) which shows disulfide bond formation in the folding of reduction | denaturation modification prouroguanylin using a folding agent (2mM reduction type | mold RCG / 1mM reduction type | mold RCG). フォールディング剤(2mM 還元型グルタチオン/1mM 酸化型グルタチオン、2mM 還元型RCG/1mM 還元型RCG)を用いて、フォールディングにおける円二色性スペクトル解析による二次構造形成への効果を比較した結果を示す(実験例3)図面である。The results of comparing the effects on the secondary structure formation by circular dichroism spectrum analysis in folding using folding agents (2 mM reduced glutathione / 1 mM oxidized glutathione, 2 mM reduced RCG / 1 mM reduced RCG) are shown ( Example 3) Drawing. フォールディング剤(open bar; 2mM 還元型グルタチオン/1mM 酸化型グルタチオン、cross-hatched bar; 2mM 還元型ECR/1mM 還元型ECR、shaded bar; 2mM 還元型RCG/1mM 還元型RCG)を用いて、各種濃度(0.1〜1.6 mg/mL)の還元変性リゾチームにおけるフォールディング収率を比較した結果を示す(実験例4)図面である。Various concentrations using folding agents (open bar; 2mM reduced glutathione / 1mM oxidized glutathione, cross-hatched bar; 2mM reduced ECR / 1mM reduced ECR, shaded bar; 2mM reduced RCG / 1mM reduced RCG) It is drawing (experimental example 4) which shows the result of having compared the folding yield in the reduction | denaturation modification | denaturation lysozyme of (0.1-1.6 mg / mL). フォールディング剤(open bar; 2mM 還元型グルタチオン/1mM 酸化型グルタチオン、shaded bar; 2mM 還元型RCG/1mM 還元型RCG)を用いて、各種濃度(0.1〜0.4 mg/mL)の還元変性プロウログアニリンにおけるフォールディング収率を比較した結果を示す(実験例5)図面である。Using a folding agent (open bar; 2 mM reduced glutathione / 1 mM oxidized glutathione, shaded bar; 2 mM reduced RCG / 1 mM reduced RCG) in various concentrations (0.1 to 0.4 mg / mL) of reduced modified prouroguanylin It is drawing (experimental example 5) which shows the result of having compared the folding yield. フォールディング剤(1mM 酸化型グルタチオン、1mM酸化型RCG)を用いて、還元変性プロウログアニリンにおけるフォールディング時の正しいジスルフィド結合の選択能の比較(実験例6)を示す図面である。It is a figure which shows the comparison (experimental example 6) of the selective ability of the correct disulfide bond at the time of folding in a reduction | denaturation modification | denaturation prourologaniline using a folding agent (1 mM oxidized glutathione, 1 mM oxidized RCG).

以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
(定義)
以下に、本明細書および特許請求の範囲中で使用する用語の定義を示す。特に断らなければ、本明細書中の基または用語について示す最初の定義を、個別にまたは別の基の一部として本明細書中の基または用語に適用する。
The present invention is described in further detail below.
(Definition)
The definitions of terms used in the present specification and claims are shown below. Unless otherwise indicated, the first definition given for a group or term herein applies to the group or term herein individually or as part of another group.

I.ジスルフィド交換方法
還元試薬
用語「式(I)で示されるペプチド」とは、下式:

Figure 2012116812
で示されるペプチド、すなわち式(I−A)および(I−B)で示されるペプチドを意味する。ここで、上記一般式の表示は、当該有機化学分野で通常使用されるとおり、各アミノ酸残基のアミノ基を左側に、カルボキシル基を右側に配置する。また、「Cys」および「Arg」はそれぞれシステイン残基およびアルギニン残基を意味する。よって、式(I−A)のペプチドは、システインのカルボキシル基とアルギニンのアミノ基とがペプチド結合したジペプチドをコア部分として有する化合物を、一方で式(I−B)のペプチドはアルギニンのカルボキシル基とシステインのアミノ基とがペプチド結合したジペプチドをコア部分として有する化合物を意味する。
また、当該式(I)で示されるペプチドは、システイン残基の側鎖にあるチオール基が遊離であることから、本明細書中「還元型ペプチド」とも呼称し、ジスルフィド交換反応における還元試薬として作用する。 I. Disulfide exchange method
The reducing reagent term “peptide represented by the formula (I)” means the following formula:
Figure 2012116812
In other words, peptides represented by the formulas (IA) and (IB). Here, the display of the above general formula is that the amino group of each amino acid residue is arranged on the left side and the carboxyl group is arranged on the right side as normally used in the field of organic chemistry. “Cys” and “Arg” mean a cysteine residue and an arginine residue, respectively. Thus, the peptide of formula (IA) is a compound having as its core part a dipeptide in which the carboxyl group of cysteine and the amino group of arginine are peptide-bound, while the peptide of formula (IB) is a carboxyl group of arginine. And the amino group of cysteine is a compound having a peptide-bonded dipeptide as a core part.
Moreover, since the thiol group in the side chain of the cysteine residue is free, the peptide represented by the formula (I) is also referred to as “reduced peptide” in the present specification, and is used as a reducing reagent in the disulfide exchange reaction. Works.

上記式(I)中、Argは、Cysとα結合またはγ結合のいずれでも形成し得るが、製造(特に、化学合成)上の簡便さおよび原料物質の入手の容易さ等の観点から、α結合が好ましい。ここで、Cysとα結合またはγ結合を形成する場合とは、アルギニンのそれぞれ主鎖または側鎖のアミノ基部分がCysのカルボキシル基部分と結合する場合を指称する。具体的な構造式を以下に示す。

Figure 2012116812
ここで、本発明におけるジスルフィド交換反応においては、式(I)における構成アミノ酸の立体配置は限定されるものではない。よって、構成アミノ酸であるシステインおよびアルギニン、並びにX、YおよびZ基がとり得る天然アミノ酸などはL−体もしくはD−体またはDL−ラセミ体のいずれであってもよい。よって、分子全体でこれらアミノ酸の各立体異性体のいずれかの組み合わせを含み、用語「立体異性体」とはこれらの組み合わせを含むことを意図する。 In the above formula (I), Arg can be formed by Cys with either an α bond or a γ bond. However, from the viewpoint of ease of production (especially chemical synthesis) and availability of raw material, α Bonding is preferred. Here, the case where an α bond or a γ bond is formed with Cys refers to a case where the amino group part of the main chain or the side chain of arginine is bonded to the carboxyl group part of Cys. A specific structural formula is shown below.
Figure 2012116812
Here, in the disulfide exchange reaction in the present invention, the configuration of the constituent amino acids in the formula (I) is not limited. Therefore, cysteine and arginine, which are constituent amino acids, and natural amino acids that can be taken by the X, Y, and Z groups may be either L-form, D-form, or DL-racemate. Thus, the whole molecule includes any combination of each stereoisomer of these amino acids, and the term “stereoisomer” is intended to include these combinations.

上記式(I)中、「X」基とは、上記式(I−A)および式(II−A)においてはシステイン残基、あるいは上記式(I−B)および式(II−B)においてはアルギニン残基の、それぞれのアミノ基と結合する基を意味する。X基は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基、天然型アミノ酸残基もしくは非天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体、天然型アミノ酸もしくは非天然型アミノ酸またはそれらの誘導体からなるペプチド残基またはそのペプチド残基誘導体のいずれかの基であり得る。後述する通り、本発明のジスルフィド交換反応においては、中性または塩基性において分子全体における官能基の電荷の総和は0以上(好ましくは1以上)であることが好ましく、またシステイン残基のチオール基の周りの立体的阻害要因は小さいことが好ましい。よって、X基は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアシル基、炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基、中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体であることが好ましく、水素原子、中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基がより好ましい。
ここで、Xがアミノ酸残基であると呼称するときは、そのカルボキシル基部分でアミド(ペプチド)結合を形成する場合を指す。
In the above formula (I), the “X 1 ” group means a cysteine residue in the above formulas (IA) and (II-A), or the above formulas (IB) and (II-B). Means a group that binds to each amino group of an arginine residue. X group is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyloxycarbonyl group, a natural amino acid residue or an unnatural amino acid. It can be a residue or a derivative thereof, a peptide residue consisting of a natural amino acid or a non-natural amino acid or a derivative thereof, or any group of the peptide residue derivative. As will be described later, in the disulfide exchange reaction of the present invention, the total charge of functional groups in the whole molecule is preferably 0 or more (preferably 1 or more) in neutral or basic, and the thiol group of the cysteine residue. It is preferable that the steric hindrance factor around is small. Therefore, the X 1 group is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms, a neutral or basic natural amino acid residue, or Those derivatives are preferable, and a hydrogen atom, a neutral or basic natural amino acid residue is more preferable.
Here, when X 1 is referred to as an amino acid residue, it refers to the case where an amide (peptide) bond is formed at the carboxyl group moiety.

また、「X」基とは、上記式(I−A)および(II−A)におけるアルギニン残基の側鎖または主鎖のアミノ基と結合する基を意味する。X基は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基、天然型アミノ酸残基もしくは非天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体、天然型アミノ酸もしくは非天然型アミノ酸またはそれらの誘導体からなるペプチド残基またはそのペプチド残基誘導体のいずれかの基であり得る。前述のとおり、本発明のジスルフィド交換反応においては、分子全体における官能基の電荷の総和は0以上(好ましくは1以上)であることが好ましく、またシステイン残基のチオール基の周りの立体的阻害要因は小さいことが好ましい。よって、X基は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアシル基、炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基、中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体であることが好ましく、水素原子、中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基がより好ましい。また、Z基は、アルギニン残基の側鎖のアミノ基と結合する基であることが好ましい。
ここで、Xがアミノ酸残基であると呼称するときは、そのカルボキシル基部分でアミド(ペプチド)結合を形成する場合を指す。
The “X 2 ” group means a group bonded to the side chain or main chain amino group of the arginine residue in the above formulas (IA) and (II-A). X 2 group is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyloxycarbonyl group, a natural amino acid residue or a non-natural type It can be any group of amino acid residues or derivatives thereof, peptide residues consisting of natural amino acids or non-natural amino acids or derivatives thereof or peptide residue derivatives thereof. As described above, in the disulfide exchange reaction of the present invention, the total charge of the functional groups in the whole molecule is preferably 0 or more (preferably 1 or more), and steric inhibition around the thiol group of the cysteine residue. The factor is preferably small. Accordingly, the X 2 group is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms, a neutral or basic natural amino acid residue, or Those derivatives are preferable, and a hydrogen atom, a neutral or basic natural amino acid residue is more preferable. Moreover, it is preferable that Z group is a group couple | bonded with the amino group of the side chain of an arginine residue.
Here, when referred to as X 2 is an amino acid residue refers to a case of forming the amide (peptide) bond at its carboxyl moiety.

また、「Y」基とは、上記式(I−A)および式(II−A)においてはアルギニン残基、あるいは上記式(I−B)および式(II−B)においてはシステイン残基の、それぞれのカルボキシ基と結合する基を意味する。Y基は、ヒドロキシル基、ヒドラジノ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、適宜1もしくは2個の置換基(当該置換基は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基、およびアラルキルオキシカルボニル基からなる群から選ばれる)で置換されたアミノ基、天然型アミノ酸残基もしくは非天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体、天然型アミノ酸もしくは非天然型アミノ酸またはそれらの誘導体からなるペプチド残基またはそのペプチド残基誘導体のいずれかの基であり得る。前述のとおり、本発明のジスルフィド交換反応においては、分子全体における官能基の電荷の総和は0以上(好ましくは1以上)であることが好ましく、またシステイン残基のチオール基の周りの立体的阻害要因は小さいことが好ましい。よって、Y基は、ヒドロキシル基、ヒドラジノ基、炭素数1〜4のアルコキシ基、適宜1もしくは2個の置換基(当該置換基は、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアシル基、炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基、およびアラルキルオキシカルボニル基からなる群から独立して選ばれる)で置換されたアミノ基、中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体であることが好ましく、ヒドロキシル基、ヒドラジノ基、炭素数1〜4のアルコキシ基、アミノ基、中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基がより好ましい。
ここで、Yがアミノ酸残基であると呼称するときは、そのアミノ基部分でアミド(ペプチド)結合を形成する場合を指す。
The “Y” group means an arginine residue in the above formula (IA) and formula (II-A), or a cysteine residue in the above formula (IB) and formula (II-B). Means a group bonded to each carboxy group. Y group is a hydroxyl group, a hydrazino group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an appropriate 1 or 2 substituent (the substituent is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms) An amino group substituted with an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms and an aralkyloxycarbonyl group), a natural amino acid residue or a non-natural amino acid residue, or a derivative thereof, a natural amino acid Alternatively, it may be a peptide residue consisting of a non-natural amino acid or a derivative thereof or any group of the peptide residue derivative. As described above, in the disulfide exchange reaction of the present invention, the total charge of the functional groups in the whole molecule is preferably 0 or more (preferably 1 or more), and steric inhibition around the thiol group of the cysteine residue. The factor is preferably small. Therefore, the Y group is a hydroxyl group, a hydrazino group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an appropriate 1 or 2 substituent (the substituent is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). An amino group substituted with an acyl group, an alkoxycarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aralkyloxycarbonyl group), a neutral or basic natural amino acid residue, or a derivative thereof A hydroxyl group, a hydrazino group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an amino group, a neutral or basic natural amino acid residue is more preferable.
Here, when Y is called an amino acid residue, it means a case where an amide (peptide) bond is formed at the amino group moiety.

1実施態様において、X、XおよびY基の組み合わせとしては、
およびXがそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアシル基、炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基、中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体であり;
Yが、ヒドロキシル基、ヒドラジノ基、炭素数1〜4のアルコキシ基、適宜1もしくは2個の置換基(当該置換基は炭素数1〜4のアルキル基または炭素数1〜4のアシル基から独立して選ばれる)で置換されたアミノ基、中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体である。
In one embodiment, combinations of X 1 , X 2 and Y groups include
X 1 and X 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms, a neutral or basic natural type An amino acid residue or a derivative thereof;
Y is a hydroxyl group, a hydrazino group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an appropriate 1 or 2 substituent (the substituent is independent of an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an acyl group having 1 to 4 carbon atoms). An amino group substituted with a neutral or basic natural amino acid residue or a derivative thereof.

別の1実施態様においては、
およびXがそれぞれ独立して、水素原子、または中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基であり;
Yが、ヒドロキシル基、ヒドラジノ基、炭素数1〜2のアルコキシ基、アミノ基、または中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基である。
In another embodiment,
X 1 and X 2 are each independently a hydrogen atom or a neutral or basic natural amino acid residue;
Y is a hydroxyl group, a hydrazino group, an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, an amino group, or a neutral or basic natural amino acid residue.

更に別の1実施態様においては、
が、水素原子、または中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基であり;
Yが、ヒドロキシル基、ヒドラジノ基、炭素数1〜2のアルコキシ基、アミノ基、または中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基であり;そして、
基が、アルギニン残基の側鎖のアミノ基と結合する基であって水素原子である。
In yet another embodiment,
X 1 is a hydrogen atom, or a neutral or basic natural amino acid residue;
Y is a hydroxyl group, a hydrazino group, an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, an amino group, or a neutral or basic natural amino acid residue; and
The X 2 group is a group that is bonded to the amino group on the side chain of the arginine residue and is a hydrogen atom.

更に別の1実施態様においては、式(I)で示されるペプチドは、式:

Figure 2012116812
である。 In yet another embodiment, the peptide of formula (I) has the formula:
Figure 2012116812
It is.

用語「炭素数1〜4のアルキル基」または「炭素数1〜6のアルキル基」とは、炭素数が1〜4個または1〜6個の直鎖または分枝鎖の炭化水素基を意味し、具体例としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基などが挙げられる。メチル基、エチル基が好ましい。   The term “alkyl group having 1 to 4 carbon atoms” or “alkyl group having 1 to 6 carbon atoms” means a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 4 or 1 to 6 carbon atoms. Specific examples thereof include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, n-hexyl group and the like. . A methyl group and an ethyl group are preferred.

用語「炭素数1〜4のアシル基」または「炭素数1〜6のアシル基」とは、カルボニル基(オキソ基)に結合した前記炭素数1〜4または1〜6のアルキル基を意味し、具体例としてはアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、n−ペンチルカルボニル基、n−ヘキシルカルボニル基等が挙げられる。アセチル基、プロピオニル基が好ましい。   The term “acyl group having 1 to 4 carbon atoms” or “acyl group having 1 to 6 carbon atoms” means the alkyl group having 1 to 4 or 1 to 6 carbon atoms bonded to a carbonyl group (oxo group). Specific examples include acetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, valeryl group, isovaleryl group, pivaloyl group, n-pentylcarbonyl group, n-hexylcarbonyl group and the like. An acetyl group and a propionyl group are preferable.

用語「炭素数1〜4のアルコキシ基」または「炭素数1〜6のアルコキシ基」とは、酸素原子に結合した前記炭素数1〜4または1〜6のアルキル基を意味し、具体例としてはメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペントキシ基、イソペントキシ基、ネオペントキシ基、n−ヘキシルオキシ基などが挙げられる。メトキシ基、エトキシ基が好ましい。   The term “C 1-4 alkoxy group” or “C 1-6 alkoxy group” means the alkyl group having 1 to 4 or 1 to 6 carbon atoms bonded to an oxygen atom. Includes a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a t-butoxy group, an n-pentoxy group, an isopentoxy group, a neopentoxy group, and an n-hexyloxy group. A methoxy group and an ethoxy group are preferable.

用語「炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基」または「炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基」とは、カルボニル基(オキソ基)に結合した前記炭素数1〜4または炭素数1〜6のアルコキシ基を意味し、具体例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル気、イソブトキシカルボニル木、t−ブトキシカルボニル基(Boc基)、n−ペントキシカルボニル基、n−ヘキシルオキシカルボニル基などが挙げられる。メトキシ基、エトキシ基、t−ブトキシカルボニル基が好ましい。   The term “C1-C4 alkoxycarbonyl group” or “C1-C6 alkoxycarbonyl group” means the aforementioned C1-C4 or C1-C6 alkoxy bonded to a carbonyl group (oxo group). Specific examples include methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, n-propoxycarbonyl group, isopropoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, isobutoxycarbonyl tree, t-butoxycarbonyl group (Boc group), Examples include an n-pentoxycarbonyl group and an n-hexyloxycarbonyl group. A methoxy group, an ethoxy group, and a t-butoxycarbonyl group are preferable.

用語「アラルキルオキシカルボニル基」とは、カルボニル基(オキソ基)に結合したアラルキルオキシ基を意味し、具体例としては、ベンジルオキシカルボニル基(Z基)、モノ−もしくはジ−クロロ置換ベンジルオキシカルボニル基(例えば、2−、3−、4−、2,4−、2,6−、または3,4−置換体を含む)等が挙げられる。ベンジルオキシカルボニル基が好ましい。   The term “aralkyloxycarbonyl group” means an aralkyloxy group bonded to a carbonyl group (oxo group). Specific examples include benzyloxycarbonyl group (Z group), mono- or di-chloro-substituted benzyloxycarbonyl. Groups (including, for example, 2-, 3-, 4-, 2,4-, 2,6-, or 3,4-substituents). A benzyloxycarbonyl group is preferred.

用語「適宜1もしくは2個の置換基で置換されたアミノ基」とは、無置換アミノ基または1もしくは2個の置換基で置換されたアミノ基を意味する。当該置換基としては、前記炭素数1〜6(炭素数1〜4)のアルキル基、前記炭素数1〜6(炭素数1〜4)のアシル基、前記炭素数1〜6(炭素数1〜4)のアルコキシカルボニル基、およびアラルキルオキシカルボニル基からなる群から選ばれる基を含む。具体例としては、モノメチルアミノ基、モノエチルアミノ基、モノn−プロピルアミノ基、モノイソプロピルアミノ基、モノn−ブチルアミノ基、モノイソブチルアミノ基、モノt−ブチルアミノ基、モノペンチルアミノ基、モノシクロヘキシルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジn−プロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジn−ブチルアミノ基、ジイソブチルアミノ基、ジt−ブチルアミノ基、モノアセチルアミノ基、モノプロピオニルアミノ基、モノブチリルアミノ基、モノ(t−ブチルオキシカルボニル)アミノ基、モノ(ベンジルオキシカルボニル)アミノ基などが挙げられる。モノメチルアミノ基、モノエチルアミノ基、モノn−プロピルアミノ基、モノイソプロピルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モノアセチルアミノ基、モノ(t−ブチルオキシカルボニル)アミノ基、モノ(ベンジルオキシカルボニル)アミノ基が好ましい。   The term “amino group optionally substituted with 1 or 2 substituents” means an unsubstituted amino group or an amino group substituted with 1 or 2 substituents. As the said substituent, the said C1-C6 (C1-C4) alkyl group, the said C1-C6 (C1-C4) acyl group, the said C1-C6 (C1-C1) -4) a group selected from the group consisting of an alkoxycarbonyl group and an aralkyloxycarbonyl group. Specific examples include monomethylamino group, monoethylamino group, mono n-propylamino group, monoisopropylamino group, mono n-butylamino group, monoisobutylamino group, mono-t-butylamino group, monopentylamino group, Monocyclohexylamino group, dimethylamino group, diethylamino group, di-n-propylamino group, diisopropylamino group, di-n-butylamino group, diisobutylamino group, di-t-butylamino group, monoacetylamino group, monopropionylamino group , Monobutyrylamino group, mono (t-butyloxycarbonyl) amino group, mono (benzyloxycarbonyl) amino group and the like. Monomethylamino group, monoethylamino group, mono n-propylamino group, monoisopropylamino group, dimethylamino group, diethylamino group, monoacetylamino group, mono (t-butyloxycarbonyl) amino group, mono (benzyloxycarbonyl) An amino group is preferred.

用語「天然型アミノ酸残基」とは、蛋白質構成アミノ酸の残基を意味し、一般的に用いられる中性、塩基性、または酸性のアミノ酸残基に分類される。具体的には、中性のアミノ酸残基(例えば、グリシン(Gly)、アラニン(Ala)、バリン(Val)、ロイシン(Leu)、イソロイシン(Ile)、フェニルアラニン(Phe)、プロリン(Pro)、トリプトファン(Trp)、メチオニン(Met)、セリン(Ser)、トレオニン(Thr)、アスパラギン(Asn)、グルタミン(Gln));塩基性のアミノ酸残基(例えば、アルギニン(Arg)、リシン(Lys)、ヒスチジン(His));および、酸性のアミノ酸残基(例えば、アスパラギン酸(Asp)およびグルタミン酸(Glu))が挙げられる。これらアミノ酸は、D−体とL−体とを含むが、入手し易さ等の観点からL−体が好ましい。なお、本願明細書中、上記アミノ酸の表記として3文字表記とは別に、1文字表記を適宜使用する。   The term “natural amino acid residue” means a residue of a protein constituting amino acid, and is classified into a commonly used neutral, basic, or acidic amino acid residue. Specifically, neutral amino acid residues (for example, glycine (Gly), alanine (Ala), valine (Val), leucine (Leu), isoleucine (Ile), phenylalanine (Phe), proline (Pro), tryptophan (Trp), methionine (Met), serine (Ser), threonine (Thr), asparagine (Asn), glutamine (Gln)); basic amino acid residues (eg, arginine (Arg), lysine (Lys), histidine) (His)); and acidic amino acid residues such as aspartic acid (Asp) and glutamic acid (Glu). These amino acids include a D-form and an L-form, and the L-form is preferred from the viewpoint of availability. In the present specification, a single letter notation is appropriately used as the amino acid notation in addition to the three letter notation.

中性のアミノ酸残基としては、Gly、Ala、Val、Leu、Ileが好ましく、GlyまたはAlaがより好ましい。   As a neutral amino acid residue, Gly, Ala, Val, Leu, and Ile are preferable, and Gly or Ala is more preferable.

塩基性のアミノ酸残基としては、Arg、Lysが好ましい。   As the basic amino acid residue, Arg and Lys are preferable.

用語「非天然型アミノ酸残基」とは、蛋白質構成アミノ酸ではないアミノ酸の残基を意味する。当該非天然型アミノ酸は、天然に存在するかまたは化学合成によって得られ、商業主(例えば、アルドリッチ社)から入手可能である。具体例としては、オルニチン(Orn)、フェニルグリシン、2−アミノ酪酸、β−アラニン、2,4−ジアミノ酪酸、2,3−ジアミノプロピオン酸、ホモセリン、アロイソロイシン、サルコシン、N−メチルバリン、ノルバリン等を含む。オルニチン(Orn)が好ましい。   The term “non-natural amino acid residue” means an amino acid residue that is not a protein-constituting amino acid. The non-natural amino acid is naturally occurring or obtained by chemical synthesis, and is available from commercial owners (eg, Aldrich). Specific examples include ornithine (Orn), phenylglycine, 2-aminobutyric acid, β-alanine, 2,4-diaminobutyric acid, 2,3-diaminopropionic acid, homoserine, alloisoleucine, sarcosine, N-methylvaline, norvaline, etc. including. Ornithine (Orn) is preferred.

用語「天然型アミノ酸残基もしくは非天然型アミノ酸残基の誘導体」とは、上記「天然型アミノ酸残基」または「非天然型アミノ酸残基」の誘導体を意味し、例えばこれらアミノ酸残基のアミノ基上の1つまたは2つの水素原子がアルキル基またはアシル基で置換されたもの、あるいはカルボキシル基上のヒドロキシル基がアルコキシ基またはアミノ基で置換されたものを挙げられる。   The term “natural amino acid residue or derivative of a non-natural amino acid residue” means a derivative of the above “natural amino acid residue” or “non-natural amino acid residue”. One in which one or two hydrogen atoms on the group are substituted with an alkyl group or an acyl group, or one in which a hydroxyl group on a carboxyl group is substituted with an alkoxy group or an amino group.

用語「天然型アミノ酸もしくは非天然型アミノ酸またはそれらの誘導体からなるペプチド残基またはそのペプチド残基誘導体」とは、上記天然型アミノ酸残基もしくは非天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体の2種以上がペプチド結合を形成しているペプチド残基またはその誘導体を意味する。該ペプチド残基としては、ジペプチドまたはトリペプチドを含む。また、その誘導体とは、上記「天然型アミノ酸残基もしくは非天然型アミノ酸残基の誘導体」において定義するのと同様に、構成アミノ酸残基のアミノ基上の1つまたは2つの水素原子がアルキル基またはアシル基で置換されたもの、あるいはカルボキシル基上のヒドロキシル基がアルコキシ基またはアミノ基で置換されたものを挙げられる。   The term “a peptide residue consisting of a natural amino acid or a non-natural amino acid or a derivative thereof or a peptide residue derivative thereof” means two or more of the above-mentioned natural amino acid residues or non-natural amino acid residues or derivatives thereof. Means a peptide residue or a derivative thereof forming a peptide bond. The peptide residue includes a dipeptide or a tripeptide. In addition, the derivative means that one or two hydrogen atoms on the amino group of the constituent amino acid residue are alkyl as defined in the above-mentioned “derivative of natural amino acid residue or non-natural amino acid residue”. And those in which the hydroxyl group on the carboxyl group is substituted with an alkoxy group or an amino group.

用語「中性または塩基性において分子全体における官能基の電荷の総和」とは、本発明におけるジスルフィド交換反応を行う中性または塩基性の条件下での、式(I)(後述の式(II)を含む)の分子全体における(正電荷を帯びる官能基上の正電荷の数の総和)から(負電荷を帯びる官能基上の負電荷の数の総和)を減じることによって算出される電荷を意味する。
例えば、正電荷を帯びる官能基としては、アミノ基(これは、例えばリシンまたはオルニチンの側鎖に存在する)(アルキル等によって置換されたアミノ基を含む))、グアニジノ基(これは、例えばアルギニンの側鎖に存在する)などを含み、ここで、これら各基の正電荷数は+1と数える。負電荷を帯びる官能基としては、カルボキシル基(これは、例えばグルタミン酸またはアスパラギン酸の側鎖に存在する)、スルフォン酸基(SO )などを含み、ここで、カルボキシル基またはスルフォン酸基の負電荷数はそれぞれ−1または−2と数える。また、中性基とは、上記中性または塩基性の条件下で正電荷を帯びる官能基または負電荷を帯びる官能基以外の基(例えば、アルキル基、アリール基、ヒドロキシル基、ジスルフィド基)を意味し、アミノ基とカルボキシル基またはスルフォン酸基との結合基である、アミド基(-C(=O)NH2-)(これは、例えばアスパラギンまたはグルタミンの側鎖に存在する)またはスルホンアミド基(-S(=O)2NH2-)をも含む。
The term “total of functional group charges in the whole molecule in neutral or basic” refers to the formula (I) (formula (II described below) under neutral or basic conditions for carrying out the disulfide exchange reaction in the present invention. The charge calculated by subtracting (sum of the number of negative charges on the negatively charged functional group) from (total number of positive charges on the positively charged functional group) in the entire molecule of means.
For example, positively charged functional groups include amino groups (which are present, for example, in the side chain of lysine or ornithine (including amino groups substituted by alkyls, etc.)), guanidino groups (which are, for example, arginine The number of positive charges of each of these groups is counted as +1. The negatively charged functional group includes a carboxyl group (which is present, for example, in the side chain of glutamic acid or aspartic acid), a sulfonic acid group (SO 3 ), etc., where the carboxyl group or sulfonic acid group The negative charge numbers are counted as -1 or -2, respectively. In addition, the neutral group is a group other than a functional group having a positive charge or a negative charge under the neutral or basic conditions (for example, an alkyl group, an aryl group, a hydroxyl group, a disulfide group). Means an amide group (—C (═O) NH 2 —) (which is present, for example, in the side chain of asparagine or glutamine) or sulfonamide, which is a linking group between an amino group and a carboxyl group or a sulfonic acid group Also includes the group (—S (═O) 2 NH 2 —).

例えば、下記構造式の還元型α-(Arg-Cys-Gly)の場合では、正電荷を帯びる官能基についてはアミノ基が1つおよびグアニジノ基が1つであることから、正電荷を帯びる官能基上の正電荷の数の総和は+2と計算する。一方、負電荷を帯びる官能基についてはカルボキシ基が1つであることから、負電荷を帯びる官能基上の負電荷の数の総和は−1と計算する。よって、この分子全体における官能基の電荷の総和は+1と算出する。なお、システインの側鎖上のチオール(SH)基は、交差ジスルフィド結合を形成した段階でジスルフィド(S−S)になるため、考慮しない。
同様に、還元型α-(Glu-Cys-Arg)の場合では、正電荷を帯びる官能基についてはアミノ基が1つおよびグアニジノ基が1つであることから、正電荷を帯びる官能基上の正電荷の数の総和は+2と計算し、一方、負電荷を帯びる官能基についてはカルボキシ基が2つであることから、負電荷を帯びる官能基上の負電荷の数の総和は−2と計算する。よって、この分子全体における官能基の電荷の総和は±0と算出する。
同様に、還元型α-(Glu-Cys-Gly)(還元型α-グルタチオン)の場合では、正電荷を帯びる官能基についてはアミノ基が1つであることから、正電荷を帯びる官能基上の正電荷の数の総和は+1と計算し、一方、負電荷を帯びる官能基についてはカルボキシ基が2つであることから、負電荷を帯びる官能基上の負電荷の数の総和は−2と計算する。よって、この分子全体における官能基の電荷の総和は−1と算出する。

Figure 2012116812
For example, in the case of the reduced α- (Arg-Cys-Gly) having the following structural formula, the positively charged functional group has one amino group and one guanidino group. The total number of positive charges on the base is calculated as +2. On the other hand, since there is one carboxy group for a negatively charged functional group, the total number of negative charges on the negatively charged functional group is calculated as -1. Therefore, the sum total of the charge of the functional group in the whole molecule is calculated as +1. It should be noted that the thiol (SH) group on the side chain of cysteine is not considered because it becomes a disulfide (SS) when a crossed disulfide bond is formed.
Similarly, in the case of reduced α- (Glu-Cys-Arg), since there is one amino group and one guanidino group for the positively charged functional group, it is on the positively charged functional group. The sum of the number of positive charges is calculated as +2. On the other hand, since there are two carboxy groups for the negatively charged functional group, the total number of negative charges on the negatively charged functional group is −2. calculate. Therefore, the sum total of the charges of the functional groups in the whole molecule is calculated as ± 0.
Similarly, in the case of reduced α- (Glu-Cys-Gly) (reduced α-glutathione), since there is one amino group for the positively charged functional group, the positively charged functional group The sum of the number of positive charges is calculated as +1. On the other hand, since there are two carboxy groups for the negatively charged functional group, the total number of negative charges on the negatively charged functional group is −2 And calculate. Therefore, the sum total of the charge of the functional group in this whole molecule is calculated as -1.
Figure 2012116812

本願発明の式Iで示される化合物は、ジスルフィド交換反応において還元試薬として作用するジスルフィド交換反応促進剤として使用される。
ここで、蛋白質が立体構造形成(フォールディング)する場合のジスルフィド交換反応のメカニズムは、後述の用語「ジスルフィド交換反応促進剤」の定義にて詳述するとおりであり、蛋白質のフォールディング(立体構造形成)反応の律速段階は、蛋白質と本発明の試薬との交差ジスルフィド結合への蛋白質内チオール基(RS)の求核反応である。よって、交差ジスルフィド結合の硫黄原子周辺に正電荷を帯びた官能基を有する分子(基)を配置することで、硫黄原子周辺に正電荷を局在化させ、結果負電荷を有する蛋白質内チオール基による求核反応の反応速度を増大し得ると期待できる。従って、式(I)の分子におけるシステイン残基に隣接するアルギニン残基上のグアニジノ基の正電荷の大きさを保持するかまたは増大する基を有する分子(基)が好ましい。
よって、分子全体における官能基の電荷の総和が±0以上、好ましくは+1以上であることが好ましく、例えば、電荷の総和が−1の還元型(Glu-Cys-Gly)(還元型グルタチオン)と対比して、電荷の総和が±0の還元型(Glu-Cys-Arg)および電荷の総和が+1の還元型(Arg-Cys-Gly)が好ましく、還元型(Arg-Cys-Gly)がより好ましい。
The compound represented by the formula I of the present invention is used as a disulfide exchange reaction accelerator that acts as a reducing reagent in the disulfide exchange reaction.
Here, the mechanism of the disulfide exchange reaction when the protein forms a three-dimensional structure (folding) is as described in detail in the definition of the term “disulfide exchange reaction accelerator” described later. Protein folding (three-dimensional structure formation) The rate-limiting step of the reaction is a nucleophilic reaction of the intramolecular thiol group (RS ) to the crossed disulfide bond between the protein and the reagent of the present invention. Therefore, by placing a molecule (group) having a positively charged functional group around the sulfur atom of the crossed disulfide bond, the positive charge is localized around the sulfur atom, resulting in a thiol group in the protein having a negative charge. It can be expected that the reaction rate of the nucleophilic reaction by can be increased. Accordingly, molecules (groups) having groups that retain or increase the magnitude of the positive charge of the guanidino group on the arginine residue adjacent to the cysteine residue in the molecule of formula (I) are preferred.
Therefore, it is preferable that the sum of the charges of the functional groups in the whole molecule is ± 0 or more, preferably +1 or more. For example, a reduced form (Glu-Cys-Gly) (reduced glutathione) having a sum of charges of −1 In contrast, the reduced form (Glu-Cys-Arg) with a total charge of ± 0 and the reduced form (Arg-Cys-Gly) with a total charge of +1 are preferred, and the reduced form (Arg-Cys-Gly) is more preferred preferable.

用語「ペプチド誘導体」とは、式(I)で示されるペプチドの誘導体を意味し、具体的にはその構成アミノ酸残基のアミノ基上の1つまたは2つの水素原子が他の基(例えば、アルキル基、アシル基)で置換されたもの、あるいはカルボキシル基上のヒドロキシル基が他の基(例えば、アルコキシ基、アミノ基)で置換されたものを挙げられる。   The term “peptide derivative” means a derivative of the peptide represented by formula (I), and specifically, one or two hydrogen atoms on the amino group of the constituent amino acid residues are replaced with another group (for example, An alkyl group or an acyl group) or a hydroxyl group on the carboxyl group substituted with another group (for example, an alkoxy group or an amino group).

用語「塩」とは、塩基との塩(例えば、有機塩基(例えば、アンモニア、トリエチルアミン、ピリジン)との塩;無機塩基(例えば、アルカリ金属(例えば、ナトリウム、カリウム)またはアルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム)との塩);酸との塩(例えば、有機酸(例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、酒石酸、リンゴ酸、マンデル酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸)との塩;無機酸(例えば、塩酸、リン酸、硝酸、硫酸、亜硫酸)との塩)を含むが、これらに限定されない。   The term “salt” refers to a salt with a base (eg, a salt with an organic base (eg, ammonia, triethylamine, pyridine); an inorganic base (eg, an alkali metal (eg, sodium, potassium) or an alkaline earth metal (eg, Salt with acid (eg, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, maleic acid, fumaric acid, tartaric acid, malic acid) , Mandelic acid, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid); salts with inorganic acids (for example, salts with hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, sulfuric acid, sulfurous acid), but are not limited thereto.

用語「溶媒和物」とは、水和物;および、有機溶媒、例えば飽和炭化水素(例えば、ペンタン、ヘキサン)、芳香族炭化水素(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン)、ハロゲン化炭化水素(例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン)、エーテル類(例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン)、ケトン類(例えば、アセトン)、エステル類(例えば、酢酸エチル)、ニトリル類(例えば、アセトニトリル)、アミン類(例えば、ピリジン)、酸類(例えば、ギ酸、酢酸)、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、t−ブタノール)、または極性非プロトン性溶媒(例えば、N,N−ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF))から選ばれる1種または2種以上の混合物を含むが、これらに限定されない。水和物、アルコールとの溶媒和物が好ましい。   The term “solvate” refers to hydrates; and organic solvents such as saturated hydrocarbons (eg, pentane, hexane), aromatic hydrocarbons (eg, benzene, toluene, xylene), halogenated hydrocarbons (eg, , Dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane), ethers (eg, diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane), ketones (eg, acetone), esters (eg, ethyl acetate), nitriles (eg, acetonitrile), Amines (eg, pyridine), acids (eg, formic acid, acetic acid), alcohols (eg, methanol, ethanol, isopropanol, t-butanol), or polar aprotic solvents (eg, N, N-dimethyl sulfoxide (DMSO) ), N, N-dimethylformamide (DMF) 1) or a mixture of two or more selected from, but not limited to. Hydrates and solvates with alcohols are preferred.

用語「ジスルフィド交換反応促進剤」とは、ジスルフィド(−S−S−)結合を有する対象の蛋白質のS−S結合の形成あるいは交換反応を促進する試薬(剤)を意味する。ジスルフィド交換反応のメカニズムは下記の模式図1および2のとおりである。ここで、ジスルフィド結合を有する蛋白質が立体構造形成(本明細書中、「フォールディング」と呼称する場合があり、「リフォールディング」を含む)する場合、特にアンフォールディングされた蛋白質のリフォールディングを行う場合、蛋白質のジスルフィド結合の再形成が必要となる。かかる再形成反応には、ジスルフィド試薬によるチオール・ジスルフィド交換反応が必要である。ここで、本ジスルフィド交換反応を支配しているのは、蛋白質のSと酸化試薬のRS−SR結合との分子間求核攻撃反応の速度論的要因、蛋白質内Sによる交差ジスルフィド結合(RS−S)への分子内求核攻撃反応、および蛋白質側の熱力学的要因であると考えられる。 The term “disulfide exchange reaction promoter” means a reagent (agent) that promotes the formation or exchange reaction of an SS bond of a protein of interest having a disulfide (—S—S—) bond. The mechanism of the disulfide exchange reaction is as shown in the schematic diagrams 1 and 2 below. Here, when a protein having a disulfide bond forms a three-dimensional structure (sometimes referred to as “folding” in this specification and includes “refolding”), particularly when refolding an unfolded protein. Reformation of protein disulfide bonds is required. Such a reforming reaction requires a thiol-disulfide exchange reaction with a disulfide reagent. Here, dominates this disulfide exchange reaction, the protein S - and * RS-SR * kinetic factors intermolecular nucleophilic attack reactions with binding of oxidizing reagent, the protein in the S - by crossing disulfide This is considered to be an intramolecular nucleophilic attack reaction to the bond ( * RS-S) and a thermodynamic factor on the protein side.

具体的には、本願発明のジスルフィド交換反応試薬による蛋白質のフォールディング(立体構造形成)は、最初に蛋白質のシステイン残基のチオール基が酸化型試薬のジスルフィド結合を分子間求核攻撃することにより交差ジスルフィド結合が形成される(下記の模式図1)。そして、Step 2およびStep 4においてRの正電荷のためSによる分子内求核攻撃が起こりやすいため、ジスルフィド交換反応速度が速くなる。そして、形成されたSS結合の様式が正しい天然型の場合にはフォールディング反応は終了する。
一方、誤った結合様式の場合には、下記の模式図2のように更なるSS交換反応が進行する。ここで、Step 3'においては、上記模式図1におけるStep 2およびStep 4と同様にRの正電荷のためSによる分子内求核攻撃が起こりやすいため、ジスルフィド交換反応速度が速くなる。

Figure 2012116812
Figure 2012116812
Specifically, protein folding (stereostructure formation) by the disulfide exchange reaction reagent of the present invention crosses by the thiol group of the cysteine residue of the protein first causing an intermolecular nucleophilic attack on the disulfide bond of the oxidized reagent. A disulfide bond is formed (scheme 1 below). In Step 2 and Step 4, the intramolecular nucleophilic attack due to S is likely to occur due to the positive charge of R * , so that the disulfide exchange reaction rate is increased. When the SS bond formed is a natural type, the folding reaction ends.
On the other hand, in the case of an incorrect binding mode, further SS exchange reaction proceeds as shown in the following schematic diagram 2. Here, in Step 3 ′, the intramolecular nucleophilic attack is likely to occur due to S due to the positive charge of R * as in Step 2 and Step 4 in the above-described schematic diagram 1, so that the disulfide exchange reaction rate is increased.
Figure 2012116812
Figure 2012116812

酸化試薬
本願発明のジスルフィド交換反応には、上記式(I)で示す還元試薬に加えて、酸化試薬をさらに適宜含み得る。当該酸化試薬としては、一般に知られるいずれかの酸化試薬であってもよく、例えば酸化型グルタチオン(GSSG)、DTTox、Cysoxなどを含むが、これらに限定されない。本願発明のジスルフィド交換反応中では、使用する単量体の還元試薬は溶液中に存在する酸素によって二分子由来の酸化体である酸化試薬を与えることもでき、またこれら還元試薬と酸化試薬との間の反応は可逆反応である。
Oxidizing reagent The disulfide exchange reaction of the present invention may further include an oxidizing reagent in addition to the reducing reagent represented by the formula (I). The oxidation reagent may be any generally known oxidation reagent, including, but not limited to, oxidized glutathione (GSSG), DTT ox , Cys ox, and the like. In the disulfide exchange reaction of the present invention, the monomer reducing reagent to be used can give an oxidizing reagent which is an oxidant derived from two molecules by oxygen present in the solution. The reaction in between is a reversible reaction.

また、酸化試薬としては、上記式(I)(式(I−A)または(I−B))で示される各ペプチドがシステイン残基の側鎖にあるチオール基がジスルフィド結合してシステイン型の2分子由来の酸化体を形成している、下記式(II):

Figure 2012116812
で示されるペプチド、すなわち式(II−A)および(II−B)で示されるペプチド、その立体異性体もしくはそのペプチド誘導体、またはそれらの塩もしくは溶媒和物から選択される少なくとも1種の化合物を含む。ここで、式(II)中の各基の定義は式(I)中の対応する各基の定義と同義である。また、ArgとCysとの結合がα結合またはγ結合であるかの点についても式(I)の場合に対応する。
また、当該式(II)で示されるペプチドは、システイン残基の側鎖にあるチオール基が酸化されていることから、本明細書中、「酸化型ペプチド」とも呼称する。 In addition, as an oxidizing reagent, each peptide represented by the above formula (I) (formula (IA) or (IB)) has a cysteine type in which a thiol group in the side chain of a cysteine residue is disulfide bonded. The following formula (II) forming an oxidant derived from two molecules:
Figure 2012116812
At least one compound selected from the peptides represented by formula (II-A) and (II-B), stereoisomers or peptide derivatives thereof, or salts or solvates thereof: Including. Here, the definition of each group in Formula (II) is synonymous with the definition of each corresponding group in Formula (I). Further, the case of the formula (I) also corresponds to whether the bond between Arg and Cys is an α bond or a γ bond.
Further, the peptide represented by the formula (II) is also referred to as “oxidized peptide” in the present specification because the thiol group in the side chain of the cysteine residue is oxidized.

上記式(I)の化合物と同様、上記式(II)中、Argは、Cysとα結合またはγ結合のいずれでも形成し得るが、製造(特に、化学合成)上の簡便さおよび原料物質の入手の容易さ等の観点から、α結合が好ましい。具体的な構造式を以下に示す。

Figure 2012116812
Like the compound of the above formula (I), in the above formula (II), Arg can form either Cys or an α bond or a γ bond. From the viewpoint of availability, α bond is preferable. A specific structural formula is shown below.
Figure 2012116812

加えて、本願発明における酸化試薬としては、上記酸化型グルタチオンの単量体である還元型グルタチオン(GSH)などと、上記式Iの単量体化合物との組み合わせによるヘテロ二量体をも含む。   In addition, the oxidizing reagent in the present invention includes a heterodimer obtained by combining reduced glutathione (GSH), which is a monomer of the oxidized glutathione, and the monomer compound of the formula I.

1実施態様においては、式(II)で示されるペプチドは、式:

Figure 2012116812
である。 In one embodiment, the peptide of formula (II) has the formula:
Figure 2012116812
It is.

別の1実施態様においては、本願発明のジスルフィド交換反応促進剤は、上記の還元型(Arg−Cys−Gly)および酸化型(Arg−Cys−Gly)を含む。   In another embodiment, the disulfide exchange accelerator of the present invention includes the reduced form (Arg-Cys-Gly) and the oxidized form (Arg-Cys-Gly).

本発明のジスルフィド交換反応促進剤中に酸化試薬を含む場合には、還元試薬と酸化試薬との配合比は対象蛋白質によって適宜変えることができるため特に制限されないが、通常重量比が0.01:1〜20:1であり、好ましくは1:1〜1:10である。   When the disulfide exchange reaction accelerator of the present invention contains an oxidizing reagent, the blending ratio of the reducing reagent and the oxidizing reagent can be appropriately changed depending on the target protein, but the weight ratio is usually 0.01: 1 to 20: 1, preferably 1: 1 to 1:10.

ジスルフィド交換反応を行うに際して使用する本発明のジスルフィド交換反応促進剤の割合としては、特に制限されるものではないが、対象蛋白質を含む溶液(例えば、リフォールディング緩衝液)中に配合される還元試薬(例えば、還元型の式(I)のペプチド)および酸化試薬(例えば、酸化型の式(II)のペプチド)の濃度(総濃度)としては通常、0.001〜50mg/mL、好ましくは0.01〜10mg/mL、より好ましくは0.05〜3mg/mLを挙げることができる。   The ratio of the disulfide exchange reaction accelerator of the present invention used for carrying out the disulfide exchange reaction is not particularly limited. However, the reducing reagent is incorporated in a solution containing the target protein (for example, a refolding buffer). The concentration (total concentration) of (for example, reduced form of the peptide of formula (I)) and the oxidizing reagent (eg, oxidized form of the peptide of formula (II)) is usually 0.001 to 50 mg / mL, preferably 0. 0.01 to 10 mg / mL, more preferably 0.05 to 3 mg / mL.

対象蛋白質を含む溶液(例えば、リフォールディング緩衝液)中に含まれる対象蛋白質の濃度としては、通常0.001〜50mg/mL、好ましくは0.01〜10mg/mL、より好ましくは0.05〜3mg/mLを挙げることができる。   The concentration of the target protein contained in the solution containing the target protein (eg, refolding buffer) is usually 0.001 to 50 mg / mL, preferably 0.01 to 10 mg / mL, more preferably 0.05 to 3 mg / mL can be mentioned.

用語「立体構造形成剤」とは、蛋白質の立体構造形成反応に関与する剤を意味する。本発明の立体構造形成剤は、上述の本発明のジスルフィド交換反応促進剤、すなわち還元試薬としての式(I)の化合物等および酸化試薬(例えば、式(II)の化合物等)以外に、1つ以上の公知の更なる蛋白質の立体構造形成促進剤を含んでもよい。該公知の更なる蛋白質の立体構造形成促進剤としては、酸化試薬(例えば、酸化型グルタチオン(GSSG)、DTTox、Cysox)、還元試薬(例えば、2−メルカプトエタノール、還元型グルタチオン(GSH)、DTTred、Cysred)などが挙げられる。 The term “stereostructure-forming agent” means an agent involved in a three-dimensional structure formation reaction of a protein. The three-dimensional structure-forming agent of the present invention includes, in addition to the disulfide exchange reaction accelerator of the present invention described above, that is, a compound of formula (I) as a reducing reagent and an oxidizing reagent (for example, a compound of formula (II), etc. One or more known additional protein conformation promoters may be included. Examples of the known further three-dimensional structure formation promoters for proteins include oxidation reagents (eg, oxidized glutathione (GSSG), DTT ox , Cys ox ), reducing reagents (eg, 2-mercaptoethanol, reduced glutathione (GSH)). , DTT red , Cys red ) and the like.

用語「アンフォールディングされた蛋白質」とは、蛋白質本来の立体構造が破壊された状態の蛋白質を意味し、つまり変性状態にある蛋白質の全てを意味する。例えば、遺伝子組み換えの手法により産生された蛋白質、および変性剤を用いて完全にアンフォールディング処理した蛋白質を含む。   The term “unfolded protein” means a protein in which the original three-dimensional structure of the protein is destroyed, that is, all proteins in a denatured state. For example, a protein produced by a genetic recombination technique and a protein completely unfolded using a denaturing agent are included.

用語「リフォールディング」とは、上記アンフォールディングされた蛋白質を再び立体構造形成(フォールディング)させることを言い、再生方法とも言う。   The term “refolding” means that the unfolded protein is again formed into a three-dimensional structure (folding), and is also called a regeneration method.

用語「蛋白質の製造方法」とは、上記蛋白質のジスルフィド交換反応を含めた蛋白質の立体構造形成反応を含む、蛋白質を産生、再生産あるいは再生する方法を総称する。   The term “protein production method” is a generic term for a method for producing, regenerating or regenerating a protein, including a three-dimensional structure formation reaction of the protein including a disulfide exchange reaction of the protein.

本発明において、立体構造形成される対象の蛋白質は、少なくとも1つのジスルフィド結合を有するものであればよく、天然または人造(化学合成法、発酵法、遺伝子組み換え法)などの由来や製造方法の別にかかわらず、ペプチド、ポリペプチド、蛋白質、およびこれらの複合体(例えば、(ポリ)ペプチドまたは蛋白質と化合物との複合体、(ポリ)ペプチドまたは蛋白質と糖類との複合体、(ポリ)ペプチドまたは蛋白質と金属との複合体、(ポリ)ペプチドまたはタンパク質と補酵素との複合体など)が含まれる。なお、蛋白質の種類は問わず、例えば細胞内蛋白質、細胞外蛋白質、膜蛋白質、および核内蛋白質のいずれも含まれる。例えば、リゾチーム、リボヌクレアーゼを含む。   In the present invention, the target protein to be formed with a three-dimensional structure may be any protein having at least one disulfide bond, and may be natural or artificial (chemical synthesis method, fermentation method, gene recombination method), etc. Regardless, peptides, polypeptides, proteins, and complexes thereof (eg, complexes of (poly) peptides or proteins and compounds, complexes of (poly) peptides or proteins and saccharides, (poly) peptides or proteins) And metal complexes, (poly) peptides or proteins and coenzyme complexes, etc.). The type of protein is not limited and includes, for example, any of intracellular protein, extracellular protein, membrane protein, and nuclear protein. For example, lysozyme and ribonuclease are included.

また、対象蛋白質には、リフォールディングする対象の蛋白質を含み、大腸菌などの原核生物や酵母などの真核生物や無細胞抽出系などの異種発現系を用いて遺伝子工学的に生産された組み換え体である。かかる組み換え体は、しばしば不溶性で不活性の凝集体、いわゆる封入体として得られるため、本発明のフォールディング技術が好適に使用できる。   The target protein includes the target protein to be refolded, and is a recombinant produced by genetic engineering using a prokaryotic organism such as E. coli, a eukaryotic organism such as yeast, or a heterologous expression system such as a cell-free extraction system. It is. Since such recombinants are often obtained as insoluble and inactive aggregates, so-called inclusion bodies, the folding technique of the present invention can be suitably used.

リフォールディングする際のアンフォールディングされた蛋白質とは、いかなる方法でアンフォールディングされた蛋白質でもよいが、リフォールディング効果の観点から好ましいのは、塩酸グアニジン、尿素、もしくはチオ尿素、またはこれらの併用でアンフォールディングされたタンパク質である。より好ましいのは、塩酸グアニジン、尿素、チオ尿素またはこれらの合計の濃度が通常0.5モル/L以上(例えば、塩酸グアニジンで2モル/L以上、尿素で3乃至4モル/L以上)の水溶液中でアンフォールディングされた蛋白質である。なお、蛋白質が、分子内にジスルフィド結合を含むものである場合には、塩酸グアニジンや尿素といった上記アンフォールディング剤以外に、さらにメルカプト試薬(2−メルカプトエタノール、ジチオスレイトール、システインまたはチオフェノールなどの還元試薬)を加えてアンフォールディングされた蛋白質であってもよい。   The unfolded protein at the time of refolding may be a protein that has been unfolded by any method, but from the viewpoint of the refolding effect, unfolded protein is preferably guanidine hydrochloride, urea, thiourea, or a combination thereof. It is a folded protein. More preferably, the concentration of guanidine hydrochloride, urea, thiourea or the total of these is usually 0.5 mol / L or more (for example, guanidine hydrochloride is 2 mol / L or more, urea is 3 to 4 mol / L or more). A protein unfolded in an aqueous solution. If the protein contains a disulfide bond in the molecule, in addition to the unfolding agent such as guanidine hydrochloride or urea, a mercapto reagent (reducing reagent such as 2-mercaptoethanol, dithiothreitol, cysteine, or thiophenol) may be used. ) May be unfolded protein.

本発明において対象とする蛋白質は、その分子量を特に制限するものではないが、通常1,000〜10,000,00程度のペプチドおよび蛋白質を挙げることができる。立体構造形成(特に、リフォールディング)効果の点から、好ましくは分子量5,000〜250,000の蛋白質である。本発明の立体構造形成剤を用いた立体構造形成方法によれば、高いフォールディング効果を得ることができるので、分子量5,000未満のペプチドに対しても有効である。なお蛋白質の分子量は、一般的なゲル電気泳道法などで測定することができる。   The protein targeted in the present invention is not particularly limited in its molecular weight, but can usually include peptides and proteins of about 1,000 to 10,000,00. From the viewpoint of the effect of forming a three-dimensional structure (particularly refolding), a protein having a molecular weight of 5,000 to 250,000 is preferred. According to the three-dimensional structure forming method using the three-dimensional structure forming agent of the present invention, since a high folding effect can be obtained, it is also effective for peptides having a molecular weight of less than 5,000. The molecular weight of the protein can be measured by a general gel electrophoresis method or the like.

II.立体構造形成方法
本発明の立体構造形成方法は、対象蛋白質を立体構造形成させ、活性を有する正常蛋白質を産生する方法であり、対象蛋白質を前述する本発明の立体構造形成剤の存在下で処理する工程を有することを特徴とする。
II. 3D structure forming method The 3D structure forming method of the present invention is a method for producing a normal protein having activity by forming a 3D structure of a target protein, and treating the target protein in the presence of the 3D structure forming agent of the present invention described above. It has the process to perform.

この立体構造形成を行なう工程において、使用される立体構造形成剤の割合としては制限されないが、前述するように、対象蛋白質を含む溶液(例えば、リフォールディング緩衝液)に配合される式(I)のペプチドなどおよび式(II)のペプチドなどの濃度(総濃度)として、通常0.01〜100ミリモル/L、好ましくは0.05〜10ミリモル/L、より好ましくは0.1〜5ミリモル/Lを挙げることができる。ここで、上記対象蛋白質を含む溶液(例えば、リフォールディグ緩衝液)中に含まれる対象蛋白質の濃度としては、通常0.001〜50mg/mL、好ましくは0.01〜10mg/mL、より好ましくは0.05〜3mg/mLを挙げることができる。   In the step of forming the three-dimensional structure, the proportion of the three-dimensional structure forming agent to be used is not limited, but as described above, the formula (I) blended in a solution containing the target protein (for example, a refolding buffer). As the concentration (total concentration) of the peptide of formula (II) and the like, the concentration is generally 0.01 to 100 mmol / L, preferably 0.05 to 10 mmol / L, more preferably 0.1 to 5 mmol / L. L can be mentioned. Here, the concentration of the target protein contained in the solution containing the target protein (for example, the refolding buffer) is usually 0.001 to 50 mg / mL, preferably 0.01 to 10 mg / mL, more preferably. Can be 0.05 to 3 mg / mL.

立体構造形成(リフォールディングを含む)に使用される立体構造形成(フォールディング)緩衝液としては、目的の蛋白質の機能を失わせるような機能及び組成でなければ特に限定されない。例えば、トリス緩衝液、MES緩衝液、およびトリシン緩衝液などのアミン系緩衝液、リン酸緩衝液、または各種Good's bufferなどを挙げることができる。緩衝液は、pH1〜12に調整することができるが、好ましくはpH7〜10の範囲、より好ましくはpH7〜9の範囲である。   The three-dimensional structure formation (folding) buffer used for three-dimensional structure formation (including refolding) is not particularly limited as long as it does not have a function and composition that cause the target protein to lose its function. For example, amine buffers such as Tris buffer, MES buffer, and tricine buffer, phosphate buffer, and various Good's buffers can be used. The buffer can be adjusted to pH 1-12, but is preferably in the range of pH 7-10, more preferably in the range of pH 7-9.

当該緩衝液には、公知の還元試薬(例えば、還元型グルタチオン)および/または酸化試薬(例えば、酸化型グルタチオン)を添加することができるほか、種々の添加剤を添加することが可能である。かかる添加剤としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウムなどの塩類;クエン酸塩、リン酸塩、および酢酸塩などの緩衝剤;水酸化ナトリウムなどの塩基類;塩酸や酢酸などの酸類;メタノール、エタノール、プロパノールなどの有機溶媒などを挙げることができる。また、上記緩衝剤には、公知の還元試薬(例えば、還元型グルタチオン)または/および公知の酸化試薬(例えば、酸化型グルタチオン)、または種々の添加剤のほか、界面活性剤、pH調整剤、または蛋白質安定化剤を配合することもできる。   A known reducing reagent (for example, reduced glutathione) and / or an oxidizing reagent (for example, oxidized glutathione) can be added to the buffer solution, and various additives can be added. Such additives include salts such as sodium chloride and calcium chloride; buffers such as citrate, phosphate and acetate; bases such as sodium hydroxide; acids such as hydrochloric acid and acetic acid; methanol, ethanol, Examples thereof include organic solvents such as propanol. The buffering agent includes a known reducing reagent (for example, reduced glutathione) and / or a known oxidizing reagent (for example, oxidized glutathione), or various additives, surfactants, pH adjusters, Alternatively, a protein stabilizer can be blended.

ここで、界面活性剤としては、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤および両性界面活性剤のいずれも使用することができる。   Here, as the surfactant, any of a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant and an amphoteric surfactant can be used.

ノニオン性界面活性剤としては、例えば、高級アルコールアルキレンオキサイド(以下、「AO」と略記する)付加物[炭素数8〜24の高級アルコール(デシルアルコール、ドデシルアルコール、ヤシ油アルキルアルコール、オクタデシルアルコールおよびオレイルアルコールなど]のエチレンオキサイド(以下、「EO」と略記する)1〜20モル付加物など]、炭素数6〜24のアルキルを有するアルキルフェノールのAO付加物、ポリプロピレングリコールEO付加物およびポリエチレングリコールPG付加物、プルロニック型界面活性剤、および脂肪酸AO付加物、多価アルコール型非イオン性界面活性剤などが挙げられる。好ましくは、蛋白質との相互作用が少ない点で、ノニオン性界面活性剤である。   Nonionic surfactants include, for example, higher alcohol alkylene oxide (hereinafter abbreviated as “AO”) adducts [higher alcohols having 8 to 24 carbon atoms (decyl alcohol, dodecyl alcohol, coconut oil alkyl alcohol, octadecyl alcohol and Oleyl alcohol etc.] ethylene oxide (hereinafter abbreviated as “EO”) 1-20 mol adduct, etc.], alkylphenol AO adduct having 6 to 24 carbons, polypropylene glycol EO adduct and polyethylene glycol PG Examples include adducts, pluronic surfactants, fatty acid AO adducts, polyhydric alcohol type nonionic surfactants, etc. Nonionic surfactants are preferred because they have less interaction with proteins. .

カチオン性界面活性剤としては、例えば、第4級アンモニウム塩型カチオン性界面活性剤およびアミン塩型カチオン性界面活性剤などが挙げられる。アニオン性界面活性剤としては、例えば、炭素数8〜24の炭化水素基を有する、エーテルカルボン酸またはその塩、硫酸エステルもしくはエーテル硫酸エステルおよびそれらの塩、スルホン酸塩、スルホコハク酸塩、脂肪酸塩、アシル化アミノ酸塩、並びに天然由来のカルボン酸およびその塩(例えば、ケノデオキシコール酸、コール酸、デオキシコール酸など)が挙げられる。両性界面活性剤としては、例えば、ベタイン型両性界面活性剤およびアミノ酸型両性界面活性剤が挙げられる。   Examples of the cationic surfactant include a quaternary ammonium salt type cationic surfactant and an amine salt type cationic surfactant. Examples of the anionic surfactant include ether carboxylic acid or a salt thereof, sulfate ester or ether sulfate ester and salt thereof, sulfonate, sulfosuccinate, fatty acid salt having a hydrocarbon group having 8 to 24 carbon atoms. , Acylated amino acid salts, and naturally occurring carboxylic acids and salts thereof (eg, chenodeoxycholic acid, cholic acid, deoxycholic acid, etc.). Examples of amphoteric surfactants include betaine-type amphoteric surfactants and amino acid-type amphoteric surfactants.

界面活性剤を用いる場合、対象タンパク質を含む溶液(例えば、リフォールディング緩衝液)中のその含有量としては、通常20重量%以下、好ましくは0.001〜10重量%、より好ましくは0.01〜5重量%を挙げることができる。基本的に各界面活性剤の臨界ミセル濃度以下が好ましい。   When a surfactant is used, its content in a solution containing the target protein (for example, a refolding buffer) is usually 20% by weight or less, preferably 0.001 to 10% by weight, more preferably 0.01. -5% by weight can be mentioned. Basically, the critical micelle concentration or less of each surfactant is preferable.

pH調整剤としては、Tris(トリスヒドロキシメチルアミノメタン)、HEPES(4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンエタンスルホン酸)、およびリン酸緩衝剤(リン酸1水素2ナトリウム+リン酸2水素1ナトリウム)などを挙げることができる。本発明において、フォールディング操作はpH7〜10、好ましくはpH7〜9で行われる。このため、pH調整剤を添加する場合、その添加量は、このpH範囲に調整するように調節される。   Examples of pH adjusters include Tris (trishydroxymethylaminomethane), HEPES (4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazine ethanesulfonic acid), and phosphate buffer (disodium monohydrogen phosphate + phosphoric acid 2). Monosodium hydrogen) and the like. In the present invention, the folding operation is performed at pH 7 to 10, preferably pH 7 to 9. For this reason, when adding a pH adjuster, the addition amount is adjusted to adjust to this pH range.

蛋白質安定化剤としては、還元試薬、ポリオール類、金属イオン、キレート試薬、およびアミノ酸もしくはペプチドなどが挙げられる。ここで還元試薬としては、2−メルカプトエタノール、ジチオトレイトール、アスコルビン酸、還元型グルタチオンおよびシステインなどが;ポリオール類としてはグリセリン、ブドウ糖、ショ糖、エチレングリコール、ソルビトールおよびマンニトールなどが;金属イオンとしてはマグネシウムイオン、マンガンイオンおよびカルシウムイオンなどの2価金属イオンなどが挙げられる。キレート試薬としてはエチレンジアミン4酢酸(EDTA)およびグリコールエーテルジアミン−N,N,N’,N’−4酢酸(EGTA)などが挙げられる。また、アミノ酸もしくはペプチドとしてはアルギニン、ポリアルギニン、ポリリジンなどが挙げられる。   Examples of protein stabilizers include reducing reagents, polyols, metal ions, chelating reagents, and amino acids or peptides. Here, as the reducing reagent, 2-mercaptoethanol, dithiothreitol, ascorbic acid, reduced glutathione, cysteine and the like; as the polyols, glycerin, glucose, sucrose, ethylene glycol, sorbitol and mannitol; as the metal ion Includes divalent metal ions such as magnesium ion, manganese ion and calcium ion. Examples of the chelating reagent include ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and glycol etherdiamine-N, N, N ′, N′-4 acetic acid (EGTA). Examples of amino acids or peptides include arginine, polyarginine, and polylysine.

蛋白質安定化剤を用いる場合、対象蛋白質を含む溶液(例えば、リフォールディング緩衝液)中のその含有量として、通常10重量%以下、好ましくは0.001〜10重量%、より好ましくは0.01〜1重量%を挙げることができる。   When using a protein stabilizer, its content in a solution containing the target protein (for example, refolding buffer) is usually 10% by weight or less, preferably 0.001 to 10% by weight, more preferably 0.01. ˜1% by weight can be mentioned.

なお、対象蛋白質を含む溶液(例えば、リフォールディング緩衝液)中には、その他、アンフォールディング剤、すなわち変性剤(例えば、グアニジン塩酸や尿素)が含まれていてもよい。   In addition, the solution containing the target protein (for example, the refolding buffer) may further contain an unfolding agent, that is, a denaturing agent (for example, guanidine hydrochloride or urea).

本発明において対象蛋白質を立体構造形成剤の存在下で処理する工程には、該蛋白質と立体構造形成剤とを接触条件に置く工程、具体的には両者をフォールディング緩衝液中に配合して撹拌などにより混合する工程が含まれる。また、その後、立体構造形成をより充分に進めるために必要により一定時間静置することも含まれる。静置時間は例えば1〜50時間を挙げることができる。また温度条件としては、0〜100℃の範囲で、対象とする蛋白質の耐熱性に応じて適宜選択することができる。通常は4〜50℃の範囲である。   In the present invention, the step of treating the target protein in the presence of the three-dimensional structure forming agent includes the step of placing the protein and the three-dimensional structure forming agent under contact conditions, specifically, mixing both in a folding buffer and stirring. And the like. In addition, after that, standing for a certain period of time is included as necessary in order to further advance the formation of the three-dimensional structure. The standing time can be 1 to 50 hours, for example. Moreover, as temperature conditions, it can select suitably in the range of 0-100 degreeC according to the heat resistance of the protein made into object. Usually, it is the range of 4-50 degreeC.

III.蛋白質製造方法
本発明の蛋白質製造方法は、上記の立体構造形成方法(例えば、リフォールディング方法)を用いて、対象蛋白質を立体構造形成する工程を含む方法であり、正常蛋白質を再生する方法と言い換えることもできる。
III. Protein Production Method The protein production method of the present invention is a method including a step of forming a three-dimensional structure of a target protein using the above three-dimensional structure formation method (for example, refolding method), and is rephrased as a method of regenerating a normal protein. You can also

本発明の蛋白質製造方法は、対象蛋白質を前述する本発明の立体構造形成剤の存在下で処理する工程を有するものであればよく、他の工程の有無を特に制限するものではない。例えば、下記の工程において、通常の蛋白質(例えば、遺伝子組み換えにより調製された変性蛋白質)の立体構造形成を行う場合には(a)の蛋白質をアンフォールディングする工程は含まないが、リフォールディングする場合には(a)の工程を含む。   The method for producing a protein of the present invention is not particularly limited as long as it has a step of treating the target protein in the presence of the above-described three-dimensional structure forming agent of the present invention. For example, in the following process, when a three-dimensional structure formation of a normal protein (for example, a modified protein prepared by genetic recombination) is performed, the step of unfolding the protein of (a) is not included, but the case of refolding Includes the step (a).

(a)蛋白質をアンフォールディングする工程、
(b)対象蛋白質(上記工程でアンフォールディングされた蛋白質を含む)を、本発明のジスルフィド交換反応促進剤(または立体構造形成剤)の存在下で処理して立体構造形成する工程、
(c)上記工程で立体構造形成されたタンパク質を精製する工程。
(A) a step of unfolding the protein;
(B) a step of treating the target protein (including the protein unfolded in the above step) in the presence of the disulfide exchange reaction accelerator (or three-dimensional structure forming agent) of the present invention to form a three-dimensional structure;
(C) A step of purifying the protein having the three-dimensional structure formed in the above step.

対象の蛋白質が、例えば大腸菌や酵母や無細胞抽出系などの異種発現系を用いて遺伝子工学的に生産された組み換え体である場合は、本発明の蛋白質製造方法は、下記の(1)〜(5)の工程を含む方法であってもよい。   When the target protein is a recombinant produced by genetic engineering using, for example, a heterologous expression system such as Escherichia coli, yeast, or a cell-free extraction system, the protein production method of the present invention includes the following (1) to (1) to It may be a method including the step (5).

(1)蛋白質産生菌の培養工程:大腸菌などの蛋白質産生菌を培養し、組み換え体を産生する。
(2)溶菌工程:溶菌剤などを用いて蛋白質産生菌体内から蛋白質封入体を取り出す。
(3)適宜アンフォールディング工程:上記蛋白質封入体の懸濁液(例えば10mg蛋白質/mL)に、0.5モル/L以上のアンフォールディング剤(変性剤)、および必要に応じて20ミリモル/L以下の還元試薬を加え軽くかきまぜ、室温あるいは50℃程度に加熱し、数分から30分程度放置する。かかる工程により、封入体中に存在する蛋白質の分子内または分子間ジスルフィド結合が化学的に還元され、切断される。
(4)フォールディング工程:上記(2)または(3)の工程で調製したアンフォールディングされた蛋白質懸濁液に、本発明のフォールディング剤を添加してアンフォールディング剤濃度を希釈し低下させるか、またはアンフォールディングされた蛋白質懸濁液を透析してアンフォールディング剤濃度を希釈し低下させ、これに本発明のフォールディング剤を添加して、フォールディングを行う。
(5)精製工程:上記で得られた蛋白質懸濁液から、目的とする正常蛋白質(リフォールディング蛋白質)を、カラムクロマトグラフィーなどを用いて精製する。
(1) Culture process of protein-producing bacteria: A protein-producing bacterium such as Escherichia coli is cultured to produce a recombinant.
(2) Bacteria lysis step: The protein inclusion body is taken out from the protein-producing bacterium using a lysis agent or the like.
(3) Appropriate unfolding step: 0.5 mol / L or more of an unfolding agent (denaturing agent), and 20 mmol / L if necessary, in a suspension of the protein inclusion body (for example, 10 mg protein / mL) Add the following reducing reagent, stir lightly, heat to room temperature or about 50 ° C., and leave it for several minutes to 30 minutes. By this process, intramolecular or intermolecular disulfide bonds of proteins present in inclusion bodies are chemically reduced and cleaved.
(4) Folding step: adding the folding agent of the present invention to the unfolded protein suspension prepared in the above step (2) or (3) to dilute and lower the unfolding agent concentration, or The unfolded protein suspension is dialyzed to dilute and lower the unfolding agent concentration, and the folding agent of the present invention is added thereto for folding.
(5) Purification step: The target normal protein (refolded protein) is purified from the protein suspension obtained above using column chromatography or the like.

上記の(1)の蛋白質産生菌培養工程における蛋白質産生菌(宿主)としては、以下の細菌細胞を例示することができる。細菌細胞としては、大腸菌、連鎖球菌属(Streptococci)、ブドウ球菌属(Staphylococci)、エシェリヒア属菌(Escherichia)、ストレプトミセス属菌(Streptomyces)およびバチルス属菌(Bacillus)細胞、真核細胞;例えば酵母細胞およびアスペルギルス属(Aspergillus)細胞、昆虫細胞;例えばドロソフィラS2(Drosophilla S2)細胞、スポドプテラSf9(Spodoptera Sf9)細胞、動物細胞;例えば、CHO、COS、Hela、C127、3T3、BHK、293およびボウズ(Bows)メラノーマ細胞、並びに植物細胞などが挙げられる。   The following bacterial cells can be exemplified as the protein-producing bacteria (host) in the above-mentioned (1) protein-producing bacteria culture step. Bacterial cells include Escherichia coli, Streptococci, Staphylococci, Escherichia, Streptomyces and Bacillus cells, eukaryotic cells; Cells and Aspergillus cells, insect cells; eg, Drosophilla S2 cells, Spodoptera Sf9 cells, animal cells; eg, CHO, COS, Hela, C127, 3T3, BHK, 293 and Bowes ( Bows) melanoma cells and plant cells.

上記cDNAは、組み換え手法、直接RT−PCR方法、化学合成法などのいずれの方法であってもよい。組み換え手法の1例を下記に示す。
上記(1)工程の蛋白質産生菌の培養方法にあたり、目的蛋白細胞をコードするcDNAを含有する発現ベクターは、(i)目的蛋白質産生細胞からメッセンジャーRNA(mRNA)を分離し、該mRNAから単鎖のcDNAを、次に二重鎖DNAを合成し、該相補DNAをファージまたはプラスミドに組み込む。(ii)得られた組み換えファージまたはプラスミドで宿主を形質転換し、培養後、目的蛋白質の一部をコードするDNAプローブとのハイブリダイゼーション、あるいは抗体を用いたイムノアッセイ法により目的とするDNAから目的とするクローン化DNAを切り出し、該クローン化DNAまたはその一部を発現ベクター中のプロモーターの下流に連結することによって製造することができる。その後、適当な方法により、宿主を発現ベクターで形質転換し培養する。培養は通常15〜43℃で3〜24時間行い、必要により通気、攪拌を加えることもできる。
The cDNA may be any method such as a recombination technique, a direct RT-PCR method, or a chemical synthesis method. An example of the recombination technique is shown below.
In the method for culturing a protein-producing bacterium in the above step (1), an expression vector containing cDNA encoding a target protein cell is (i) separating messenger RNA (mRNA) from the target protein-producing cell, and single-stranded from the mRNA. Then, double-stranded DNA is synthesized, and the complementary DNA is incorporated into a phage or plasmid. (Ii) The host is transformed with the obtained recombinant phage or plasmid, and after culture, the target DNA is transformed from the target DNA by hybridization with a DNA probe encoding a part of the target protein, or by immunoassay using an antibody. The cloned DNA to be produced can be excised and ligated downstream of the promoter in the expression vector. Thereafter, the host is transformed with the expression vector and cultured by an appropriate method. Culture is usually performed at 15 to 43 ° C. for 3 to 24 hours, and aeration and agitation can be added as necessary.

上記の(2)の溶菌工程で採用される溶菌方法としては、超音波による物理的破砕、リゾチーム等の溶菌酵素による処理、界面活性剤等の溶菌剤による処理などのいずれもが使用できる。生産性の観点から溶菌剤による処理が好ましい。また、有用な蛋白質を変性させないといった点からは、対イオンがギ酸、酢酸などのカルボン酸イオンである第4級アンモニウム型カチオン性界面活性剤などの溶菌剤を挙げることができる。   As the lysis method employed in the lysis step (2) above, any of physical disruption by ultrasonic waves, treatment with a lytic enzyme such as lysozyme, treatment with a lytic agent such as a surfactant, and the like can be used. From the viewpoint of productivity, treatment with a lysing agent is preferred. In addition, from the viewpoint of not denaturing useful proteins, a lysing agent such as a quaternary ammonium type cationic surfactant whose counter ion is a carboxylic acid ion such as formic acid or acetic acid can be mentioned.

上記の(3)のアンフォールディング工程において使用されるアンフォールディング剤としては、塩酸グアニジン、尿素およびチオ尿素などの変性剤を挙げることができる。かかる変性剤は、一種単独で使用することもできるが、両者を組み合わせて用いることもできる。なお、蛋白質が、分子内にジスルフィド結合を含む蛋白質である場合には、上記変性剤以外に、さらに還元試薬として2−メルカプトエタノール、ジチオトレイトール、アスコルビン酸、還元型グルタチオンおよびシステインなどを加えてもよい。   Examples of the unfolding agent used in the unfolding step (3) include denaturing agents such as guanidine hydrochloride, urea and thiourea. Such modifiers can be used alone or in combination. When the protein is a protein containing a disulfide bond in the molecule, in addition to the denaturing agent, 2-mercaptoethanol, dithiothreitol, ascorbic acid, reduced glutathione, cysteine, etc. are added as a reducing reagent. Also good.

上記(5)の精製工程において、カラムクロマトグラフィーに使用される充填剤としてはシリカ、デキストラン、アガロース、セルロース、アクリルアミド、ビニルポリマーなどが挙げられる。商業的に入手できる市販品としては、Sephadex シリーズ、Sephacryl シリーズ、Sepharose シリーズ(以上、Pharmacia社)、Bio-Gel シリーズ(Bio-Rad社)などを挙げることができる。   In the purification step (5), examples of the filler used for column chromatography include silica, dextran, agarose, cellulose, acrylamide, and vinyl polymer. Commercially available products include the Sephadex series, Sephacryl series, Sepharose series (above Pharmacia), Bio-Gel series (Bio-Rad), and the like.

IV.製造方法
1.還元試薬の製造
本発明の式(I)の化合物(単量体)は、商業的に入手可能であるか、あるいは一般的な有機化学の方法により容易に製造することができる。
IV. Manufacturing method 1. Production of Reducing Reagent The compound (monomer) of the formula (I) of the present invention is commercially available or can be easily produced by a general organic chemistry method.

式(I)の化合物の一般的な製造法の1例を以下に示すが、この方法に限定されることを意図するものではない。また、必要に応じて一般的な分離、分割のための手法を用いて目的の化合物を得ることができる。例えば、式(I-A)の化合物の製造法を下記スキーム1に示す。

Figure 2012116812
(ステップ1)
N末端保護(P)のXアミノ酸誘導体と、C末端保護(P)のCys誘導体とを、汎用される脱水縮合剤(例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC))を用いてカップリング反応する。
(ステップ2)
別途、N末端保護(P)のArg誘導体と、C末端保護(P)のYアミノ酸誘導体とを、上記脱水縮合剤を用いてカップリング反応する。
(ステップ3)
上記ステップ1および2で製造した各カップリング生成物の保護基PおよびPをそれぞれ脱保護した後に、上記脱水縮合剤を用いてカップリング反応させ、次いで保護基PおよびPを脱保護することにより、目的の式(I-A)の化合物を得ることができる。 An example of a general method for preparing the compound of formula (I) is shown below, but is not intended to be limited to this method. Moreover, the target compound can be obtained by using a general method for separation and resolution as required. For example, the production method of the compound of formula (IA) is shown in the following scheme 1.
Figure 2012116812
(Step 1)
The X 1 amino acid derivative of N-terminal protection (P 1 ) and the Cys derivative of C-terminal protection (P 2 ) are subjected to a coupling reaction using a commonly used dehydration condensing agent (for example, dicyclohexylcarbodiimide (DCC)).
(Step 2)
Separately, an Arg derivative with N-terminal protection (P 3 ) and a Y amino acid derivative with C-terminal protection (P 4 ) are subjected to a coupling reaction using the dehydration condensing agent.
(Step 3)
After deprotecting the protecting groups P 2 and P 3 of each coupling product prepared in Steps 1 and 2, the coupling reaction is performed using the dehydrating condensing agent, and then the protecting groups P 1 and P 4 are removed. By protecting, the target compound of formula (IA) can be obtained.

また、式(I-B)の化合物の製造法を下記スキーム2に示す。

Figure 2012116812
(ステップ1)
N末端保護(P)のXアミノ酸誘導体と、C末端保護(P)のArg誘導体とを、汎用される脱水縮合剤(例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC))を用いてカップリング反応する。
(ステップ2)
別途、N末端保護(P)のCys誘導体と、C末端保護(P)のYアミノ酸誘導体とを、上記脱水縮合剤を用いてカップリング反応する。
(ステップ3)
上記ステップ1および2で製造した各カップリング生成物の保護基PおよびPをそれぞれ脱保護した後に、上記脱水縮合剤を用いてカップリング反応させ、次いで保護基PおよびPを脱保護することにより、目的の式(I-B)の化合物を得ることができる。 A method for producing the compound of formula (IB) is shown in the following scheme 2.
Figure 2012116812
(Step 1)
An X 1 amino acid derivative of N-terminal protection (P 1 ) and an Arg derivative of C-terminal protection (P 2 ) are subjected to a coupling reaction using a commonly used dehydration condensing agent (for example, dicyclohexylcarbodiimide (DCC)).
(Step 2)
Separately, a Cys derivative with N-terminal protection (P 3 ) and a Y amino acid derivative with C-terminal protection (P 4 ) are subjected to a coupling reaction using the dehydration condensing agent.
(Step 3)
After deprotecting the protecting groups P 2 and P 3 of each coupling product prepared in Steps 1 and 2, the coupling reaction is performed using the dehydrating condensing agent, and then the protecting groups P 1 and P 4 are removed. By protecting, the target compound of formula (IB) can be obtained.

なお、上記脱保護基としては、ペプチド合成において汎用される脱保護基を含み、例えば、N末端保護基(例えば、Boc(t-ブチルオキシカルボニル)基、Z(ベンジルオキシカルボニル)基、Fmoc((9−フルオレニルメチルオキシカルボニル)基)、C末端保護基(例えば、OBzl(ベンジルエステル)基、OtBu(t-ブチルエステル)基)、およびアミノ酸側鎖の保護基(Tos(トシル)基、Pbf(4−メトキシトリチル)基、OcHex(シクロヘキシルエステル)基、MeBzl(メチルベンジル)基、Trt(トリチル)基)を含むが、これらに限定されない。   The deprotecting group includes a deprotecting group commonly used in peptide synthesis. For example, an N-terminal protecting group (for example, a Boc (t-butyloxycarbonyl) group, a Z (benzyloxycarbonyl) group, Fmoc ( (9-fluorenylmethyloxycarbonyl) group), C-terminal protecting group (for example, OBzl (benzyl ester) group, OtBu (t-butyl ester) group), and amino acid side chain protecting group (Tos (tosyl) group) , Pbf (4-methoxytrityl) group, OcHex (cyclohexyl ester) group, MeBzl (methylbenzyl) group, Trt (trityl) group), but not limited thereto.

次に、具体的なα-Arg-Cys-Gly(α-RCG)の製造法を下記スキーム3に示す。

Figure 2012116812
(ステップ1)
N末端をBoc保護および側鎖SH基をMeBzl保護したCys誘導体と、C末端をBzl保護したGly誘導体とを、有機溶媒(無水溶媒が好ましい)中、当量もしくは過剰量のDCCの存在下、カップリング反応させ、次いでトリフルオロ酢酸(TFA)処理によりBoc脱保護し、さらにトリエチルアミンを用いて中和することにより、Cys-Gly誘導体を得る。
(ステップ2)
上記ステップ1で得た生成物と、別途調製したArg誘導体とを、ステップ1と同様にDCCの存在下、カップリング反応させ、次いでフッ化水素(HF)で処理することにより、脱保護(Tos、MeBzl、Bzl)して、目的のα-Arg-Cys-Glyを得る。 Next, a specific method for producing α-Arg-Cys-Gly (α-RCG) is shown in Scheme 3 below.
Figure 2012116812
(Step 1)
A Cys derivative with Boc protection at the N-terminus and MeBzl-protection on the side chain SH group and a Gly derivative with Bzl-protection at the C-terminus are combined in an organic solvent (preferably anhydrous solvent) in the presence of an equivalent or excess amount of DCC. Ring reaction, followed by Boc deprotection by treatment with trifluoroacetic acid (TFA), followed by neutralization with triethylamine gives a Cys-Gly derivative.
(Step 2)
The product obtained in Step 1 above and the Arg derivative prepared separately were subjected to a coupling reaction in the presence of DCC in the same manner as in Step 1, and then treated with hydrogen fluoride (HF) to remove the deprotection (Tos , MeBzl, Bzl) to obtain the target α-Arg-Cys-Gly.

また、α-Arg-Cys-Gly(α-RCG)の別製造法を下記スキーム4に示す。

Figure 2012116812
(ステップ1)
N末端をFmoc保護および側鎖SH基をTrt保護したCys誘導体と、C末端をBzl保護したGly誘導体とを、有機溶媒(無水溶媒が好ましい)中、当量もしくは過剰量のDCCの存在下、カップリング反応させ、次いでピペリジン処理することによりFmocを脱保護して、Cys-Gly誘導体を得る。
(ステップ2)
上記ステップ1で得た生成物と、別途調製したArg誘導体とを、ステップ1と同様にDCCの存在下、カップリング反応させ、次いでピペリジン処理、続いてTFA/TIS(トリイソプロピルシラン)/水で処理後に、HPLC精製を行って、目的のα-Arg-Cys-Glyを得る。 Further, another production method of α-Arg-Cys-Gly (α-RCG) is shown in the following scheme 4.
Figure 2012116812
(Step 1)
A Cys derivative in which the N-terminus is Fmoc-protected and the side chain SH group is Trt-protected, and a Gly derivative in which the C-terminus is Bzl-protected are combined in an organic solvent (preferably an anhydrous solvent) in the presence of an equivalent or excess amount of DCC. Fmoc is deprotected by ring reaction and then piperidine treatment to obtain a Cys-Gly derivative.
(Step 2)
The product obtained in Step 1 above and the Arg derivative prepared separately were subjected to a coupling reaction in the presence of DCC in the same manner as in Step 1, followed by piperidine treatment, followed by TFA / TIS (triisopropylsilane) / water. After the treatment, HPLC purification is performed to obtain the target α-Arg-Cys-Gly.

また、具体的なα-Glu-Cys-Arg(α-ECR)の製造法を下記スキーム5に示す。

Figure 2012116812
(ステップ1)
N末端をBoc保護および側鎖SH基をMeBzl保護したCys誘導体と、C末端をBzl保護および側鎖グアニジノ基をTos保護したArg誘導体とを、有機溶媒(無水溶媒が好ましい)中、当量もしくは過剰量のDCCの存在下、カップリング反応させ、次いでトリフルオロ酢酸(TFA)処理によりBoc脱保護し、さらにトリエチルアミンを用いて中和することにより、Cys-Arg誘導体を得る。
(ステップ2)
上記ステップ1で得た生成物と、別途調製したGlu誘導体とを、ステップ1と同様にDCCの存在下、カップリング反応させ、次いでフッ化水素(HF)で処理することにより、脱保護(OcHex、Tos、MeBzl、Bzl)して、目的のα-Glu-Cys-Argを得る。 A specific method for producing α-Glu-Cys-Arg (α-ECR) is shown in Scheme 5 below.
Figure 2012116812
(Step 1)
Cys derivative with Boc protection at the N-terminus and MeBzl side chain SH group and Arz derivative with Bzl protection at the C terminus and Tos protection at the side chain guanidino group in an organic solvent (preferably anhydrous solvent) The coupling reaction is carried out in the presence of an amount of DCC, followed by Boc deprotection by treatment with trifluoroacetic acid (TFA), and neutralization with triethylamine to obtain a Cys-Arg derivative.
(Step 2)
The product obtained in Step 1 above and a separately prepared Glu derivative were subjected to a coupling reaction in the presence of DCC in the same manner as in Step 1 and then treated with hydrogen fluoride (HF) to remove deprotection (OcHex , Tos, MeBzl, Bzl) to obtain the target α-Glu-Cys-Arg.

また、α-Glu-Cys-Arg(α-ECR)の別製造法を下記スキーム6に示す。

Figure 2012116812
(ステップ1)
N末端をFmoc保護および側鎖SH基をTrt保護したCys誘導体と、C末端をtBu保護および側鎖グアニジノ基をPbf保護したArg誘導体とを、有機溶媒(無水溶媒が好ましい)中、当量もしくは過剰量のDCCの存在下、カップリング反応させ、次いでピペリジンを処理後して、Cys-Arg誘導体を得る。
(ステップ2)
上記ステップ1で得た生成物と、別途調製したGlu誘導体とを、ステップ1と同様にDCCの存在下、カップリング反応させ、次いでピペリジン処理、続いてTFA/TIS(トリイソプロピルシラン)/水で処理後に、HPLC精製を行って、目的のα-Glu-Cys-Argを得る。 Further, another production method of α-Glu-Cys-Arg (α-ECR) is shown in the following scheme 6.
Figure 2012116812
(Step 1)
Cys derivative with Fmoc protection at the N-terminus and Trt protection at the side chain SH group and Arg derivative with t- Bu protection at the C-terminus and Pbf protection at the side chain guanidino group in an organic solvent (preferably anhydrous solvent) The coupling reaction is carried out in the presence of an excess amount of DCC, and then piperidine is treated to obtain a Cys-Arg derivative.
(Step 2)
The product obtained in Step 1 above and a separately prepared Glu derivative were subjected to a coupling reaction in the presence of DCC in the same manner as in Step 1, followed by piperidine treatment, followed by TFA / TIS (triisopropylsilane) / water. After the treatment, HPLC purification is performed to obtain the target α-Glu-Cys-Arg.

2.酸化試薬の製造
酸化試薬として使用可能な本発明の式(II)の化合物(式(I)の化合物の2分子由来(ホモタイプ)の酸化体)、または本発明の式(I)の化合物と公知の還元試薬(例えば、GSH)との組み合わせのヘテロタイプの酸化体は、一般的な有機化学の方法により容易に製造することができる。
2. Production of Oxidizing Reagents Compounds of formula (II) of the present invention that can be used as oxidizing reagents (oxidized forms of two molecules of the compound of formula (I) (homotype)) or compounds of formula (I) of the present invention are known A hetero-type oxidant in combination with a reducing reagent (for example, GSH) can be easily produced by a general organic chemistry method.

具体的には、上記の式(I)の化合物および/または公知の還元試薬を中性または塩基性の緩衝液中に溶解し、その後室温で空気中、適当な時間(約12時間から約1週間)放置することで酸化反応することにより、容易に製造することができる。当該酸化試薬の反応濃度は、反応溶媒中、約1ミリモル/L〜約1モル/Lで実施することができる。当該製造反応を促進するのに、反応溶液中に酸化剤(例えば、鉄)または酸素をバブルすることができる。   Specifically, the compound of the above formula (I) and / or a known reducing reagent is dissolved in a neutral or basic buffer, and then at room temperature in air for an appropriate time (from about 12 hours to about 1 It can be easily manufactured by leaving it to stand for oxidation reaction. The reaction concentration of the oxidizing reagent can be carried out in the reaction solvent at about 1 mmol / L to about 1 mol / L. In order to accelerate the production reaction, an oxidizing agent (for example, iron) or oxygen can be bubbled into the reaction solution.

以下に、実施例を挙げて本願発明を更に具体的に説明するが、本願発明はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
酸化型α-Arg-Cys-Gly(酸化型α-RCG)の製造
還元型α-Arg-Cys-Gly(10mg、0.030mmol)を0.1M Tris-HCl (pH 8.0)(150μL)中に溶解し、室温で10日間、暗室で静置させた。反応の完結後に、反応溶媒を減圧留去し、残渣をHPLC精製を行うことにより、酸化型α-Arg-Cys-Glyを定量的に得た。得られた生成物を各種分光学的な手法により確認した。
MS (MH+1) 理論値: 668.30;実測値: 667.75。
Example 1
Production of oxidized α-Arg-Cys-Gly (oxidized α-RCG) Reduced α-Arg-Cys-Gly (10 mg, 0.030 mmol) was dissolved in 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0) (150 μL). And allowed to stand in the dark for 10 days at room temperature. After completion of the reaction, the reaction solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by HPLC to quantitatively obtain oxidized α-Arg-Cys-Gly. The obtained product was confirmed by various spectroscopic techniques.
MS (MH + 1 ) Theor .: 668.30; Found: 667.75.

(実施例2)
ジスルフィド結合反応の反応速度実験
一般に、蛋白質のジスルフィド結合形成反応は遅く、また、反応副生成物としての間違ったジスルフィド結合種を架け直す必要もあるため、ジスルフィド形成促進試薬として、反応速度の加速は重要な課題である。そこで、まずジスルフィド結合反応の反応速度実験を行った。
(Example 2)
Disulfide bond reaction rate experiment Generally, protein disulfide bond formation reaction is slow, and it is necessary to reconstruct the wrong disulfide bond species as a reaction by-product. This is an important issue. Therefore, first, the reaction rate experiment of the disulfide bond reaction was conducted.

ここで、グルタチオンは、生体内において、蛋白質の正しいフォールディング(立体構造形成)に必須である天然型のジスルフィド結合形成を促進するトリペプチドであり、故に、試験管内における研究において汎用的に採用されている。しかしながら、グルタチオンを使用した蛋白質内の正しいジスルフィド結合形成のための条件の最適化は困難を伴い、多くの場合、低い収率しか得られない。此の収率の低下は、主に、蛋白質内の間違ったジスルフィド結合種の形成に起因する。つまり、グルタチオン分子による蛋白質内の正しいジスルフィド結合選択能は不十分であり、蛋白質内の正しいジスルフィド結合選択を目的とした分子種の開発が望まれる。
本発明では、フォールディング促進分子の能力を評価するため、分子内ジスルフィド結合を3つ含むプロウログアニリンを採用し、種々のフォールディング促進分子におけるプロウログアニリンのフォールディング速度を指標とした。
Here, glutathione is a tripeptide that promotes natural disulfide bond formation, which is essential for correct protein folding (stereostructure formation) in vivo, and is therefore widely used in in vitro research. Yes. However, optimizing conditions for correct disulfide bond formation in proteins using glutathione is difficult and often yields only low yields. This decrease in yield is primarily due to the formation of incorrect disulfide-bonded species within the protein. In other words, the correct disulfide bond selectivity in proteins by glutathione molecules is insufficient, and the development of molecular species aimed at selecting the correct disulfide bonds in proteins is desired.
In the present invention, in order to evaluate the ability of a folding promoting molecule, prouroguanylin containing three intramolecular disulfide bonds was employed, and the folding rate of prouroguanylin in various folding promoting molecules was used as an index.

操作
蛋白質としてプロウログアニリンを用いて、還元型グルタチオン(「GSH」ともいう)、酸化型グルタチオン(「GSSG」ともいう)(以上、ペプチド研究所(株))、および還元型グルタミルシステイニルアルギニン(還元型ECR)、酸化型グルタミルシステイニルアルギニン(酸化型ECR)、および還元型アルギニルシステイニルグリシン(還元型RCG)、酸化型アルギニルシステイニルグリシン(酸化型RCG)のフォールディング剤としての機能を評価した。
(1)実験操作
大腸菌発現系より、プロウログアニリンを大量に発現させ、得られた菌体内封入体(不活性凝集物)を還元変性試薬(8 M 尿素, 20 mM ジチオスレイトール, 0.1 M Tris-HCl(pH 8.0) )にて還元変性させ、続いて得られた完全還元変性したプロウログアニリンを逆相HPLC(日立ハイテク(株))と逆相カラムCosmosil 5C18-AR-2(8 x 250 mm)(ナカライテスク(株))によって精製、減圧乾燥することで、減圧乾燥状態の還元変性プロウログアニリンを調製した。得られた還元変性プロウログアニリン(20 nmol)にフォールディング剤として還元型/酸化型グルタチオン、還元型/酸化型ECR、還元型/酸化型RCGを含む下記組成からなるフォールディング反応溶液を加え、室温でのフォールディング反応におけるジスルフィド結合形成の速度的効果を評価した。また、反応におけるプロウログアニリンのフォールディング中間体の同定、定量はHPLCに付属する吸光度計(波長220 nm)を用いた。
<フォールディング反応溶液>
(1)2 mM GSH, 1 mM GSSG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)(コントロール)
(2)2 mM 還元型ECR, 1 mM 酸化型ECR, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)
(3)2 mM 還元型RCG, 1 mM 酸化型RCG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)
Using prouroguanylin as an engineered protein, reduced glutathione (also referred to as “GSH”), oxidized glutathione (also referred to as “GSSG”) (Peptide Institute, Inc.), and reduced glutamilcysteinyl arginine (Reduced ECR), oxidized glutamyl cysteinyl arginine (oxidized ECR), and reduced arginyl cysteinyl glycine (reduced RCG), oxidized arginyl cysteinyl glycine (oxidized RCG) folding agent As a function.
(1) Experimental procedure A large amount of prouroguanylin is expressed from an E. coli expression system, and the resulting intracellular inclusion bodies (inactive aggregates) are reduced with denaturing denaturing reagents (8 M urea, 20 mM dithiothreitol, 0.1 M Tris). -HCl (pH 8.0)), followed by reduction-modified prouroguaniline obtained by reverse-phase HPLC (Hitachi High-Tech) and reverse-phase column Cosmosil 5C18-AR-2 (8 x 250) mm) (Nacalai Tesque Co., Ltd.) and dried under reduced pressure to prepare reduced modified prouroguanylin in a vacuum. A folding reaction solution comprising the following composition containing reduced / oxidized glutathione, reduced / oxidized ECR, and reduced / oxidized RCG as a folding agent is added to the resulting reduced modified prouroguanylin (20 nmol) at room temperature. We evaluated the kinetic effects of disulfide bond formation in the folding reaction. In addition, a spectrophotometer (wavelength 220 nm) attached to the HPLC was used for identification and quantification of the folding intermediate of prouroguanylin in the reaction.
<Folding reaction solution>
(1) 2 mM GSH, 1 mM GSSG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0) (control)
(2) 2 mM reduced ECR, 1 mM oxidized ECR, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)
(3) 2 mM reduced RCG, 1 mM oxidized RCG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)

(2)実験結果
各種のフォールディング剤について、プロウログアニリンのリフォールディングにおけるジスルフィド形成の形成速度を調査した結果を図1〜3に示す。
蛋白質内の正しいジスルフィド結合形成を伴ったリフォールディング反応における主な問題点は、変性状態から天然状態(活性状態)に遷移する際の反応中間体(ジスルフィド結合が掛け違った分子種など)が如何に早く消失して天然構造をとるかである。
(2) Experimental Results FIGS. 1 to 3 show the results of investigating the formation rate of disulfide formation in the refolding of prouroguanylin for various folding agents.
The main problem in the refolding reaction with the correct disulfide bond formation in the protein is how the reaction intermediate (such as molecular species with different disulfide bonds) transitions from the denatured state to the natural state (active state). It disappears quickly and takes a natural structure.

図1〜2において、還元変性状態のジスルフィド結合を全く持たないプロウログアニリンをR、リフォールディング中間体の間違ったジスルフィド結合を有するプロウログアニリンをI、そして天然型の正しいジスルフィド結合を有するプロウログアニリンをNとして示す。ここで、各保持時間は標準物質(参考文献:Biochemistry 1998, 37, 8498-8507; THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 2000, 275, 25155-25162)によって確認し、具体的には、Rが約28.0分、Iが約24.0分から約26.5分の間の分子種群、およびNが約25.5分である。
そこで図1において、還元型/酸化型グルタチオンの存在下で、リフォールディングにおける中間体の存在は、リフォールディング後30分くらいまで観測された。
1 and 2, R is prouroguanylin having no disulfide bond in the reduced denaturation state, I is prouroguanylin having the wrong disulfide bond of the refolding intermediate, and prourolog having the correct disulfide bond of the natural type. Aniline is shown as N. Here, each retention time is confirmed by a standard substance (reference: Biochemistry 1998, 37, 8498-8507; THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 2000, 275, 25155-25162). Specifically, R is about 28.0 minutes, I is a group of molecular species between about 24.0 and about 26.5 minutes, and N is about 25.5 minutes.
Therefore, in FIG. 1, in the presence of reduced / oxidized glutathione, the presence of an intermediate in refolding was observed until about 30 minutes after refolding.

リフォールディングにおいて溶解性の上昇を目的として汎用されるアルギニンをリード化学種内に置換したRCG、ECRを創製した。図2において、還元型/酸化型ECRを使用したリフォールディングにおけるプロウログアニリンのジスルフィド結合形成を示す。ここで、フォールディング中間体であるIはリフォールディング後10分以内に消失した。これは、グルタチオンより早いリフォールディング効果を示す。さらに、図3において、還元型/酸化型RCGを使用したリフォールディングにおけるプロウログアニリンのジスルフィド結合形成を示す。その結果、5分以内にフォールディング中間体であるIの消失を観測した。これは、既存のグルタチオン酸化還元系より遥かに早い正しいジスルフィド結合形成であり、その他リフォールディング効果を得るため、蛋白質構造形成においても円二色性測定を用い、グルタチオン酸化還元系での反応と比較した。   RCG and ECR were created by substituting arginine, which is widely used for the purpose of increasing solubility in refolding, into the lead chemical species. FIG. 2 shows the formation of disulfide bonds of prouroguanylin during refolding using reduced / oxidized ECR. Here, the folding intermediate I disappeared within 10 minutes after refolding. This shows a faster refolding effect than glutathione. Furthermore, FIG. 3 shows disulfide bond formation of prouroguanylin during refolding using reduced / oxidized RCG. As a result, disappearance of I as a folding intermediate was observed within 5 minutes. This is correct disulfide bond formation much earlier than the existing glutathione redox system, and in order to obtain other refolding effects, circular dichroism measurement is also used in protein structure formation and compared with the reaction in glutathione redox system did.

(実験例3)
実施例2にて前述するように、還元型/酸化型RCGを使用したフォールディングにおけるジスルフィド結合形成は既存のグルタチオン酸化還元系と比べ、かなり早いジスルフィド結合形成を示した。しかしながら、蛋白質の構造形成には、正しいジスルフィド結合だけでなく、αヘリックスやβシートといった正しい二次構造形成も同様に必須であり、生理活性発現構造の構築に重要である。そこで、本実験例では、正しい二次構造形成が行われた際、αヘリックスの波長(222 nm)に特徴的なスペクトルを有する蛋白質として、実験例1と同様に、プロウログアニリンを採用し、還元型/酸化型グルタチオン、還元型/酸化型RCGによる二次構造形成を比較することで、フォールディング剤としての機能を比較した。なお、各種化学種はいずれも実験例2で使用したものと同一の化合物を用いた。
(Experimental example 3)
As described above in Example 2, disulfide bond formation in folding using reduced / oxidized RCG showed much faster disulfide bond formation than the existing glutathione redox system. However, not only correct disulfide bonds but also correct secondary structure formation such as α-helix and β-sheet is essential for protein structure formation, which is important for the construction of physiologically active expression structures. Therefore, in this experimental example, when a correct secondary structure is formed, prouroguanylin is adopted as a protein having a spectrum characteristic to the wavelength of the α helix (222 nm), as in Experimental Example 1. The function as a folding agent was compared by comparing the secondary structure formation by reduced / oxidized glutathione and reduced / oxidized RCG. The various chemical species used were the same compounds as those used in Experimental Example 2.

(1)実験操作
実験例2と同様に、得られた還元変性プロウログアニリン(2 nmol)にフォールディング剤として還元型/酸化型グルタチオン、還元型/酸化型RCGを含む下記組成からなるフォールディング反応溶液を加え、室温におけるフォールディング反応における二次構造形成の速度的効果を見積もった。また、フォールディングにおけるプロウログアニリンの二次構造形成は円二色性スペクトル測定器(JASCO(株))を用いて波長を222 nmに固定することで、二次構造形成速度を見積もった。
<フォールディング反応溶液>
(1)2 mM GSH, 1 mM GSSG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0, 300 μL)(コントロール)
(2)2 mM 還元型RCG, 1 mM 酸化型RCG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0, 300 μL)
(1) Experimental procedure As in Experimental Example 2, a folding reaction solution comprising the following composition containing the obtained reduced modified prouroguanylin (2 nmol) as a folding agent: reduced / oxidized glutathione and reduced / oxidized RCG. And the kinetic effects of secondary structure formation in the folding reaction at room temperature were estimated. The secondary structure formation rate of prouroguanylin during folding was estimated by fixing the wavelength at 222 nm using a circular dichroism spectrometer (JASCO Corporation).
<Folding reaction solution>
(1) 2 mM GSH, 1 mM GSSG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0, 300 μL) (control)
(2) 2 mM reduced RCG, 1 mM oxidized RCG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0, 300 μL)

(2)実験結果
各種のフォールディング剤について、プロウログアニリンのフォールディングにおけるジスルフィド形成の速度的効果を測定した結果を図4に示す。
その結果、還元型/酸化型RCGはフォールディングにおいて完全な二次構造形成に至るまで、還元型/酸化型グルタチオン(Kgsh=1.29×10-3 s-1)に比べ、遥かに早いことを明らかにした(Krcg=3.69×10-3 s-1)。つまり、還元型/酸化型RCGは還元型/酸化型グルタチオンに比べ、1)ジスルフィド結合形成、2)二次構造形成の二点において優位な差を得ることが出来、フォールディング速度において優れたフォールディング剤であった。
(2) Experimental results FIG. 4 shows the results of measuring the rate effect of disulfide formation in the folding of prouroguanylin for various folding agents.
As a result, it is clear that reduced / oxidized RCG is far faster than reduced / oxidized glutathione (Kgsh = 1.29 × 10 -3 s -1 ) until complete secondary structure formation in folding. (Krcg = 3.69 × 10 −3 s −1 ). In other words, compared to reduced / oxidized glutathione, reduced / oxidized RCG can provide superior differences in two points: 1) disulfide bond formation and 2) secondary structure formation, and a folding agent with excellent folding speed. Met.

(実験例4)
実施例2、3にて前述するように、RCGは、グルタチオンと比べ、フォールディングにおけるジスルフィド結合形成や二次構造形成の速度を約3倍促進する分子種である。また、高濃度の蛋白質下における蛋白質のフォールディングは困難とされている(参考文献:Biosci Biotechnol Biochem. (2000). 64, 1159-65; Journal of Biotechnology 130 (2007) 153-160)。そこで、フォールディング剤としての機能を比較するため、還元型/酸化型グルタチオン(GSH/GSSG)、還元型/酸化型ECR、還元型/酸化型RCGのフォールディングにおいて、リゾチーム(生化学工業(株))におけるフォールディング収率を求めた。なお、各種化学種はいずれも実験例2で使用したものと同一の化合物を用いた。
(Experimental example 4)
As described above in Examples 2 and 3, RCG is a molecular species that accelerates the rate of disulfide bond formation and secondary structure formation in folding by about 3 times compared to glutathione. In addition, protein folding under a high concentration of protein is considered difficult (reference: Biosci Biotechnol Biochem. (2000). 64, 1159-65; Journal of Biotechnology 130 (2007) 153-160). Therefore, in order to compare the function as a folding agent, lysozyme (Seikagaku Corporation) in the folding of reduced / oxidized glutathione (GSH / GSSG), reduced / oxidized ECR, and reduced / oxidized RCG. The folding yield was determined. The various chemical species used were the same compounds as those used in Experimental Example 2.

(1)実験操作
5 mgリゾチームに還元変性試薬(8 M 尿素, 20 mM ジチオスレイトール, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.3) )を加え、3時間40℃の恒温装置に静置した。その後、10 mM HClに対し透析を行い、HPLCによる220 nmにおける吸光度により濃度測定を行い、凍結乾燥させた。得られた還元変性リゾチーム0.1〜1.6 mgに、下記の組成からなるフォールディング溶液を1 mL加え、48時間、常温で静置した。
<フォールディング反応溶液>
(1)2 mM GSH, 1 mM GSSG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)(コントロール)
(2)2 mM 還元型ECR, 1 mM 酸化型ECR, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)
(3)2 mM 還元型RCG, 1 mM 酸化型RCG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)
(1) Experimental operation
A reducing denaturing reagent (8 M urea, 20 mM dithiothreitol, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.3)) was added to 5 mg lysozyme, and the mixture was allowed to stand in a thermostat at 40 ° C. for 3 hours. Then, it dialyzed with respect to 10 mM HCl, the density | concentration was measured by the light absorbency in 220 nm by HPLC, and it was lyophilized | freeze-dried. 1 mL of a folding solution having the following composition was added to 0.1 to 1.6 mg of the resulting reduced modified lysozyme and allowed to stand at room temperature for 48 hours.
<Folding reaction solution>
(1) 2 mM GSH, 1 mM GSSG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0) (control)
(2) 2 mM reduced ECR, 1 mM oxidized ECR, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)
(3) 2 mM reduced RCG, 1 mM oxidized RCG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)

48時間後、得られた反応液を15,000×g、4℃の条件で遠心分離し、採取した可溶性画分(遠心上清)についてHPLCに供することで、フォールディング収率を評価した。また、HPLCに供することで、生成蛋白質が天然型のジスルフィド結合を形成したのかどうかを評価することができる。リゾチームのフォールディング収率は、HPLCにおける220 nmの吸光度を基に、還元変性状態のリゾチーム濃度を100重量%とした場合の相対値(%)として算出した。   After 48 hours, the resulting reaction solution was centrifuged under the conditions of 15,000 × g and 4 ° C., and the collected soluble fraction (centrifugated supernatant) was subjected to HPLC to evaluate the folding yield. In addition, by subjecting to HPLC, it is possible to evaluate whether the produced protein has formed a natural disulfide bond. The lysozyme folding yield was calculated as a relative value (%) when the concentration of lysozyme in the reduced denaturation state was 100% by weight, based on the absorbance at 220 nm in HPLC.

(2)実験結果
各種のフォールディング剤について、リゾチームのフォールディング収率における結果を図5に示す。その結果、還元型/酸化型グルタチオンに比べ、還元型/酸化型ECRの収率は変わらなかったが、還元型/酸化型RCGの収率は 0.2, 0.4, 0.8, 1.6 mg/mLにおいて130, 131, 171, 185%上がった。つまり、還元型/酸化型RCGは還元型/酸化型グルタチオンに比べ、フォールディング収率において優れたフォールディング剤であった。従来、アルギニンなど数百mMの添加剤を加え、フォールディングの収率を上げる方法が知られている。本発明は、従来の方法で知られているフォールディング収率より効果的であり、さらに、微量な(数mM)フォールディング剤で効果を示すことから優位なフォールディング試薬であると考えられる。
(2) Experimental results FIG. 5 shows the results of the folding yield of lysozyme for various folding agents. As a result, the yield of reduced / oxidized ECR did not change compared to reduced / oxidized glutathione, but the yield of reduced / oxidized RCG was 130, 0.2, 0.4, 0.8, 1.6 mg / mL. Increased 131, 171, 185%. That is, reduced / oxidized RCG was a folding agent that was superior in folding yield compared to reduced / oxidized glutathione. Conventionally, a method of increasing the yield of folding by adding an additive of several hundred mM such as arginine is known. The present invention is more effective than the folding yields known in the conventional methods, and is considered to be an advantageous folding reagent because it shows an effect with a small amount (several mM) of the folding agent.

(実験例5)
実施例2にて前述するようにリゾチームを採用することで、フォールディング収率におけるRCGの効果を示した。そこで、汎用性を高めるため、本実験例では、実験例3と同様にして、蛋白質としてプロウログアニリンを用いて、還元型/酸化型グルタチオン(GSH/ GSSG)、還元型/酸化型RCGのフォールディング剤としての機能を収率の点から比較した。なお、各種化学種はいずれも実験例2で使用したものと同一の化合物を用いた。
(Experimental example 5)
By employing lysozyme as described above in Example 2, the effect of RCG on the folding yield was shown. Therefore, in order to improve versatility, in this experimental example, as in Experimental Example 3, prouroguanylin is used as a protein, and reduced / oxidized glutathione (GSH / GSSG) and reduced / oxidized RCG are folded. The functions as agents were compared in terms of yield. The various chemical species used were the same compounds as those used in Experimental Example 2.

(1)実験操作
実験例2で示した手法により調製した還元変性プロウログアニリン0.1〜0.4 mgに、下記の組成からなるフォールディング溶液を1 mL加え、48時間、常温に静置した。
<フォールディング反応溶液>
(1)2 mM GSH, 1 mM GSSG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)(コントロール)
(2)2 mM 還元型RCG, 1 mM 酸化型RCG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)
(1) Experimental operation 1 mL of a folding solution having the following composition was added to 0.1 to 0.4 mg of the reduced modified prouroguanylin prepared by the method shown in Experimental Example 2, and left at room temperature for 48 hours.
<Folding reaction solution>
(1) 2 mM GSH, 1 mM GSSG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0) (control)
(2) 2 mM reduced RCG, 1 mM oxidized RCG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)

(2)実験結果
RCGとグルタチオンにおけるフォールディング収率における結果を図6に示す。その結果、還元型/酸化型グルタチオンに比べ、還元型/酸化型RCGの収率は 0.2, 0.4 mg/mLにおいて114、143%上がった。つまり、還元型/酸化型RCGは還元型/酸化型グルタチオンに比べ、フォールディング収率において優れたフォールディング剤であった。RCGによるプロウログアニリンにおけるフォールディング収率は、リゾチームと同様に、グルタチオンに比べ、上昇した。これは汎用的に多くの蛋白質のフォールディング収率を上昇させると考えられる。
(2) Experimental results
The result in the folding yield in RCG and glutathione is shown in FIG. As a result, compared to reduced / oxidized glutathione, the yield of reduced / oxidized RCG increased by 114, 143% at 0.2, 0.4 mg / mL. That is, reduced / oxidized RCG was a folding agent that was superior in folding yield compared to reduced / oxidized glutathione. The folding yield of prouroguanylin by RCG was increased compared to glutathione, similar to lysozyme. This is generally considered to increase the yield of folding of many proteins.

(実験例6)
蛋白質としてリゾチーム、プロウログアニリンを用いて、酸化型RCG/還元型RCGの酸化型/還元型グルタチオンと比べた、フォールディング効果における収率の上昇を確認した。また、プロウログアニリンにおいては、酸化型RCG/還元型RCGは酸化型/還元型グルタチオンに比べ、フォールディング速度を約3倍促進させた。そこで、RCGは、蛋白質内の正しいジスルフィド結合の選択能を促進できるのではないかと考え、RCG分子による蛋白質内ジスルフィド結合交換能について評価した。ここで、プロウログアニリンは、アルギニルエンドペプチターゼによる酵素処理により分子内ジスルフィド結合の架橋位置を決定することができ、且つ、生成したジスルフィド異性体の存在比を正確に評価できる故、フォールディングにおける正しいジスルフィド結合選択能を評価することができる。そこで、還元型試薬を共存させない蛋白質内ジスルフィド交換反応を抑えた実験、つまり酸化型試薬だけを用いたプロウログアニリンの構造形成実験に於ける天然型の生成比を調べることで、RCG分子による天然型ジスルフィド結合の選択能を評価することにした。この目的のため、フォールディング促進試薬として、酸化型のみ、即ち、酸化型グルタチオンあるいは酸化型RCGのみを採用し(還元型を共存させない)、プロウログアニリンのフォールディング反応を行った。
(Experimental example 6)
Using lysozyme and prouroguanylin as proteins, the yield of the folding effect was confirmed to be higher than that of oxidized / reduced glutathione of oxidized RCG / reduced RCG. In prouroguanylin, oxidized RCG / reduced RCG accelerated the folding rate about 3 times compared to oxidized / reduced glutathione. Therefore, we considered that RCG could promote the ability to select the correct disulfide bonds in proteins, and evaluated the ability of RCG molecules to exchange disulfide bonds in proteins. Here, prouroguanylin can determine the cross-linking position of intramolecular disulfide bonds by enzymatic treatment with arginyl endopeptidase, and can accurately evaluate the abundance ratio of the produced disulfide isomers. The correct disulfide bond selectivity can be evaluated. Therefore, by examining the production ratio of the natural form in the experiment that suppresses the disulfide exchange reaction in the protein without the coexistence of the reducing reagent, that is, the structure formation experiment of prouroguanylin using only the oxidized reagent, It was decided to evaluate the selectivity of type disulfide bonds. For this purpose, only the oxidized form, i.e., oxidized glutathione or oxidized RCG was employed as the folding promoting reagent (no reduced form coexisted), and the prouroguanylin folding reaction was performed.

(1)実験操作
実験例2で示した手法により調製した還元変性プロウログアニリン(20 nmol)に、下記の組成からなるフォールディング溶液を1 mL加え、48時間、常温に静置した。
<フォールディング反応溶液>
(1)1 mM GSSG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)(コントロール)
(2)1 mM 酸化型RCG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)
(1) Experimental operation 1 mL of a folding solution having the following composition was added to reduced modified prouroguanylin (20 nmol) prepared by the method shown in Experimental Example 2, and left at room temperature for 48 hours.
<Folding reaction solution>
(1) 1 mM GSSG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0) (control)
(2) 1 mM oxidized RCG, 0.1 M Tris-HCl (pH 8.0)

(2)実験結果
酸化型RCGと酸化型グルタチオンによるフォールディングにおける蛋白質内の正しいジスルフィド結合の選択能の結果(HPLCによる)を図7に示す。また、正しいジスルフィド結合をN、間違ったジスルフィド結合をIと示す。各保持時間は上記実施例2に記載する通りである。その結果、酸化型グルタチオンの場合(A)にはI:Nが6:5であったのに対して、酸化型RCGの場合(B)にはI:Nが5:11であった。つまり、酸化型RCGは酸化型グルタチオンに比べて正しい天然型ジスルフィド結合の形成速度が約2倍上がった。つまり、酸化型RCGは酸化型グルタチオンに比べ、正しいジスルフィド結合を形成させる能力に優れたフォールディング剤である。
(2) Experimental results FIG. 7 shows the results (by HPLC) of the ability to select correct disulfide bonds in proteins in folding with oxidized RCG and oxidized glutathione. The correct disulfide bond is indicated as N, and the incorrect disulfide bond is indicated as I. Each holding time is as described in Example 2 above. As a result, in the case of oxidized glutathione (A), I: N was 6: 5, whereas in the case of oxidized RCG (B), I: N was 5:11. In other words, oxidized RCG increased the rate of correct natural disulfide bond formation by a factor of about 2 compared to oxidized glutathione. That is, oxidized RCG is a folding agent that has an excellent ability to form a correct disulfide bond compared to oxidized glutathione.

本発明のジスルフィド交換反応促進剤を使用することにより、正しい天然型の蛋白質の立体構造形成が速く且つ収率良く得られ、工業的利用価値が高い。   By using the disulfide exchange reaction accelerator of the present invention, the correct three-dimensional structure formation of a natural protein can be obtained quickly and with good yield, and the industrial utility value is high.

Claims (12)

還元試薬としての式(I):
Figure 2012116812
[式中、
およびXはそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基、天然型アミノ酸残基もしくは非天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体、天然型アミノ酸もしくは非天然型アミノ酸またはそれらの誘導体からなるペプチド残基またはそのペプチド残基誘導体であり;
Yは、ヒドロキシル基、ヒドラジノ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、適宜1もしくは2個の置換基(当該置換基は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基、およびアラルキルオキシカルボニル基からなる群から独立して選ばれる)で置換されたアミノ基、天然型アミノ酸残基もしくは非天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体、天然型アミノ酸もしくは非天然型アミノ酸またはそれらの誘導体からなるペプチド残基またはそのペプチド残基誘導体であり;
Argは、Cysとα結合またはγ結合し;ここで、
中性または塩基性において分子全体における官能基の電荷の総和が0以上である]
で示されるペプチド、その立体異性体もしくはそのペプチド誘導体、またはそれらの塩もしくは溶媒和物から選択される少なくとも1種の化合物;および、適宜、酸化試薬としての式(II):
Figure 2012116812
[式中、
、XおよびYが前記に定義する通りであり;
Argが、Cysとα結合またはγ結合し、ここで、
中性または塩基性において分子全体における官能基の電荷の総和が0以上である]
で示されるペプチド、その立体異性体もしくはそのペプチド誘導体、またはそれらの塩もしくは溶媒和物から選択される少なくとも1種の化合物、
を含む、ジスルフィド交換反応促進剤。
Formula (I) as a reducing reagent:
Figure 2012116812
[Where:
X 1 and X 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyloxycarbonyl group, a natural amino acid A residue or a non-natural amino acid residue or a derivative thereof, a peptide residue consisting of a natural amino acid or a non-natural amino acid or a derivative thereof, or a peptide residue derivative thereof;
Y is a hydroxyl group, a hydrazino group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an appropriate 1 or 2 substituent (the substituent is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, An amino group substituted with an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms and an aralkyloxycarbonyl group independently selected from natural amino acid residues or non-natural amino acid residues or derivatives thereof, natural A peptide residue or a peptide residue derivative thereof consisting of a type amino acid or a non-natural amino acid or a derivative thereof;
Arg is α- or γ-bonded to Cys;
The total charge of functional groups in the whole molecule is 0 or more in neutral or basic]
Or at least one compound selected from the stereoisomers or peptide derivatives thereof, or salts or solvates thereof; and, optionally, formula (II) as an oxidizing reagent:
Figure 2012116812
[Where:
X 1 , X 2 and Y are as defined above;
Arg is α- or γ-bonded to Cys, where
The total charge of functional groups in the whole molecule is 0 or more in neutral or basic]
At least one compound selected from a peptide represented by the following, a stereoisomer or peptide derivative thereof, or a salt or solvate thereof:
A disulfide exchange reaction accelerator.
およびXがそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアシル基、炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基、中性もしくは塩基性の天然アミノ酸残基またはそれらの誘導体であり;
Yが、ヒドロキシル基、ヒドラジノ基、炭素数1〜4のアルコキシ基、適宜1もしくは2個の置換基(当該置換基は、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアシル基、炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基、およびアラルキルオキシカルボニル基からなる群から独立して選ばれる)で置換されたアミノ基、中性もしくは塩基性の天然型アミノ酸残基またはそれらの誘導体である、
請求項1記載のジスルフィド交換反応促進剤。
X 1 and X 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a neutral or basic natural amino acid. Residues or derivatives thereof;
Y is a hydroxyl group, a hydrazino group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an appropriate 1 or 2 substituent (the substituent is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, An amino group substituted with an alkoxycarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms and an aralkyloxycarbonyl group independently selected from the group consisting of neutral or basic natural amino acid residues or derivatives thereof,
The disulfide exchange reaction accelerator according to claim 1.
前記天然型アミノ酸残基が、L−ArgおよびL−Lysからなる群から選ばれる塩基性アミノ酸残基である、請求項1または2のいずれか記載のジスルフィド交換反応促進剤。   The disulfide exchange reaction accelerator according to claim 1 or 2, wherein the natural amino acid residue is a basic amino acid residue selected from the group consisting of L-Arg and L-Lys. 中性または塩基性において分子全体における官能基の電荷の総和が1以上である、請求項1乃至3のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤。   The disulfide exchange accelerator according to any one of claims 1 to 3, wherein the total charge of functional groups in the whole molecule is 1 or more in neutral or basic. ArgがCysとα結合する、請求項1乃至4のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤。   The disulfide exchange reaction accelerator according to any one of claims 1 to 4, wherein Arg is α-bonded to Cys. さらに少なくとも1種類の別の酸化試薬を含む、請求項1乃至5のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤。   The disulfide exchange reaction accelerator according to any one of claims 1 to 5, further comprising at least one other oxidizing reagent. 前記還元試薬と前記酸化試薬との重量比が0.01〜20である、請求項1乃至6のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤。   The disulfide exchange reaction accelerator according to any one of claims 1 to 6, wherein a weight ratio of the reducing reagent to the oxidizing reagent is 0.01 to 20. 更に適宜、緩衝液、塩類、緩衝剤、塩基類、酸類、有機溶媒、界面活性剤、pH調整剤、蛋白質安定化剤からなる群から選ばれる添加剤を含む、請求項1乃至7のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤。   Further, according to any one of claims 1 to 7, further comprising an additive selected from the group consisting of a buffer solution, salts, buffer agents, bases, acids, organic solvents, surfactants, pH adjusters and protein stabilizers. 2. The disulfide exchange reaction accelerator according to 1. (a)前記還元試薬、および適宜前記緩衝液、塩類、緩衝剤、塩基類、酸類、有機溶媒、界面活性剤、pH調整剤、蛋白質安定化剤からなる群から選ばれる添加剤;並びに、
(b)前記還元試薬、および適宜前記緩衝液、塩類、緩衝剤、塩基類、酸類、有機溶媒、界面活性剤、pH調整剤、蛋白質安定化剤からなる群から選ばれる添加剤;
を、同一容器形態でまたはそれぞれ別個に包装された形態で含む、請求項1乃至8のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤。
(A) the reducing reagent, and optionally the additive selected from the group consisting of the buffer solution, salts, buffers, bases, acids, organic solvents, surfactants, pH adjusters, protein stabilizers;
(B) the reducing reagent, and an additive selected from the group consisting of the buffer, salts, buffers, bases, acids, organic solvents, surfactants, pH adjusters, and protein stabilizers as appropriate;
The disulfide exchange reaction accelerator according to any one of claims 1 to 8, wherein the disulfide exchange reaction accelerator is contained in the same container form or in a separately packaged form.
請求項1乃至9のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤、および適宜少なくとも1つの更なる蛋白質の立体構造形成促進剤を含む、蛋白質の立体構造形成剤。   A protein three-dimensional structure-forming agent comprising the disulfide exchange reaction accelerator according to any one of claims 1 to 9 and, optionally, at least one further protein three-dimensional structure formation promoter. 前記蛋白質の立体構造形成がリフォールディングである、請求項10記載の蛋白質の立体構造形成剤。   The protein three-dimensional structure forming agent according to claim 10, wherein the three-dimensional structure formation of the protein is refolding. 請求項1乃至9のいずれか1項記載のジスルフィド交換反応促進剤または請求項10もしくは11のいずれか記載の蛋白質の立体構造形成剤を用いて蛋白質の立体構造を形成する工程を含む、蛋白質の製造方法。   A protein comprising the step of forming a protein three-dimensional structure using the disulfide exchange reaction accelerator according to any one of claims 1 to 9 or the protein three-dimensional structure forming agent according to claim 10 or 11. Production method.
JP2010270195A 2010-12-03 2010-12-03 Reagent for promoting stereostructure-formation of protein using disulfide bond exchange reaction Pending JP2012116812A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010270195A JP2012116812A (en) 2010-12-03 2010-12-03 Reagent for promoting stereostructure-formation of protein using disulfide bond exchange reaction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010270195A JP2012116812A (en) 2010-12-03 2010-12-03 Reagent for promoting stereostructure-formation of protein using disulfide bond exchange reaction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012116812A true JP2012116812A (en) 2012-06-21

Family

ID=46500093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010270195A Pending JP2012116812A (en) 2010-12-03 2010-12-03 Reagent for promoting stereostructure-formation of protein using disulfide bond exchange reaction

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012116812A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019210258A (en) * 2018-06-07 2019-12-12 国立大学法人東京農工大学 Protein refolding agent, protein refolding method, and protein renaturation method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019210258A (en) * 2018-06-07 2019-12-12 国立大学法人東京農工大学 Protein refolding agent, protein refolding method, and protein renaturation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kang et al. Peptide and protein thioester synthesis via N→ S acyl transfer
CA3051195A1 (en) Split inteins with exceptional splicing activity
RU2275377C2 (en) Method for space packing chemically synthesized polypeptides
JP2024010221A (en) Chemo-enzymatic synthesis of liraglutide, semaglutide and glp-1
US8569452B2 (en) Preparation of phalloidin and its derivatives
Sonmez et al. Design of self-assembling peptide hydrogelators amenable to bacterial expression
Reimann et al. Native chemical ligation between asparagine and valine: application and limitations for the synthesis of tri-phosphorylated C-terminal tau
Ritter et al. The primary structure of protein L30 from Escherichia coli ribosomes
Abboud et al. A straightforward methodology to overcome solubility challenges for N-terminal cysteinyl peptide segments used in native chemical ligation
US20130267680A1 (en) Total chemical synthesis of ubiquitin, ubiquitin mutants and derivatives thereof
JP2012116812A (en) Reagent for promoting stereostructure-formation of protein using disulfide bond exchange reaction
WO2007100358A2 (en) Convergent synthesis of proteins by kinetically controlled ligation
McGinty et al. Semisynthesis of ubiquitylated proteins
EP2886550A1 (en) Dynamic molecules and dynamic combinatorial library
JPWO2015068532A1 (en) Method for producing peptide hydrazide, peptide amide and peptide thioester
KR20230144058A (en) Subtilisin variants and their uses
US9127041B2 (en) Process for production of peptide thioester
Xu et al. Efficient chemical synthesis for the analogue of ubiquitin-based probe Ub–AMC with native bioactivity
JP5637857B2 (en) Refolding agent and protein refolding method
CN114181993B (en) Method for producing ubiquitin-like or ubiquitin-like protein based biochemical tools
Kubo et al. Optimization of the oxidative folding reaction and disulfide structure determination of human α-defensin 1, 2, 3 and 5
Vinogradov New methods for synthesis and modification of peptides and proteins
Zhang Site-specific protein and cell surface engineering using asparaginyl peptide ligases
Donovan et al. Total Synthesis of the Bovine Pancreatic Trypsin Inhibitor (BPTI) and the Protein Diastereomer [Gly37D-Ala] BPTI using Boc Chemistry Solid Phase Peptide Synthesis
EP2762485B1 (en) Method for producing polypeptide fragment with high efficiency, which is suitable for ncl method