JP2014506135A - アルデヒド−タグ付き免疫グロブリンポリペプチド及びその使用方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1A
Description
本出願は、2011年1月14日に出願の米国仮特許出願第61/433,042の優先権を主張し、その全体は参照することにより本明細書に組み入れられる。
本明細書において、用語「ポリペプチド」、「ペプチド」、及び「タンパク質」は同じ意味で使われ、任意の長さの、重合した形態のアミノ酸を指す。特段の記載のない限り、「ポリペプチド」、「ペプチド」、及び「タンパク質」は、遺伝的にコードされた及びコードされていないアミノ酸、化学的に又は生化学的に修飾された又は誘導されたアミノ酸、及び修飾されたペプチド主鎖をもつポリペプチドペプチドを含み得る。この用語には、融合タンパク質も含まれる。融合タンパク質には、異種アミノ酸配列を有する融合タンパク質、異種及び同種のリーダー配列を有する融合体、N末端メチオニン残基(例えば、組換え細菌宿主細胞中での生産を促進するための)を少なくとも1つ含むタンパク質、免疫学的タグが付いているタンパク質などが含まれるがこれらには限定されない。
本開示は、ホルミルグリシン生成酵素(FGE)によって変換し、ホルミルグリシン(FGly)修飾型Igポリペプチドを産生することができるアルデヒド−タグ付き免疫グロブリン(Ig)ポリペプチドを提供する。FGly修飾型Igポリペプチドは、アルデヒド反応性反応パートナーとのIg抱合体を提供する反応を介し、共有結合的に、かつ、部位特異的に目的の部分に結合させることができる。本開示はまた、そのようなアルデヒド−タグ付きIgポリペプチド、FGly修飾型Igポリペプチド、及びIg抱合体の製造方法、並びにその使用方法をも包含する。
本開示は、アルデヒド−タグ付きIg重鎖とアルデヒド−タグ付きIg軽鎖を含む単離されたアルデヒド−タグ付きIgポリペプチドを提供し、アルデヒド−タグ付きIgポリペプチド、アルデヒドタグは、Ig定常領域の溶媒が接触可能なループ領域中にあるか又はそれに隣接しており、かつ、アルデヒドタグはIgポリペプチドのC−末端にはない。
アルデヒドタグの最小スルファターゼモチーフの長さは一般的には5又は6アミノ酸残基であり、通常長さは6アミノ酸残基以下である。Igポリペプチド中に提供されるスルファターゼモチーフの長さは少なくとも5又は6アミノ酸残基であり、例えば、5〜16、6〜16、5〜15、6〜15、5〜14、6〜14、5〜13、6〜13、5〜12、6〜12、5〜11、6〜11、5〜10、6〜10、5〜9、6〜9、5〜8、又は6〜8アミノ酸残基の長さであってもよく、スルファターゼモチーフの長さは16、15、14、13、12、11、10、9、8又は7アミノ酸残基未満と規定される。
X1Z1X2Z2X3Z3(I)の式で表すことができ、
式中、
Z1はシステイン又はセリンであり((C/S)とも表すことができる);
Z2はプロリン又はアラニン残基のいずれかであり((P/A)とも表すことができる);
Z3は塩基性のアミノ酸(例えば、アルギニン(R)であるかリジン(K)若しくはヒスチジン(H)であってもよく、一般的にはリジンであり)、又は脂肪族アミノ酸(アラニン(A)、グリシン(G)、ロイシン(L)、バリン(V)、イソロイシン(I)、若しくはプロリン(P)であるが、一般的にはA、G、L、V、又はIであり);
X1は存在してもしなくてもよく、存在する場合には、いずれのアミノ酸であってもよいが、一般的には脂肪族アミノ酸、硫黄含有アミノ酸、又は極性の非荷電アミノ酸であり(すなわち、芳香族アミノ酸若しくは荷電アミノ酸以外であり)、一般的にはL、M、V、S又はT、より一般的にはL、M、S又はVであり、ただし、スルファターゼモチーフが標的ポリペプチドのN末端にある場合にはX1は存在し、
X2及びX3は独立していずれのアミノ酸であってもよいが、一般的には脂肪族アミノ酸、極性、非荷電アミノ酸、又は硫黄含有アミノ酸であり(すなわち、芳香族アミノ酸若しくは荷電アミノ酸以外であり)、一般的にはS、T、A、V、G又はC、より一般的にはS、T、A、V又はGである。
Z1はシステイン又はセリンであり;
Z2はプロリン又はアラニン残基であり;
Z3は脂肪族アミノ酸又は塩基性アミノ酸であり;
X1は存在してもしなくてもよく、存在する場合にはいずれのアミノ酸であってもよく、ただし、異種スルファターゼモチーフがポリペプチドのN−末端にある場合には、X1は存在し;
X2及びX3はそれぞれ独立して任意のアミノ酸であり、
この場合、配列は溶媒が接触可能なIg定常領域のループ領域中にあるか又はそれに隣接しており、かつ、配列はIg重鎖のC−末端にはない。
(C/S)X1(P/A)X2Z3(II)で表され、
式中、X1及びX2は独立していずれのアミノ酸であってもよいが、一般的には脂肪族アミノ酸、極性、非荷電アミノ酸、又は硫黄含有アミノ酸であり(すなわち、芳香族アミノ酸又は荷電アミノ酸以外であり)、一般的にはS、T、A、V、又はC、より一般的にはS、T、A、又はVであり;及びZ3は塩基性アミノ酸であり(例えば、アルギニン(R)であるか、或いはリジン(K)若しくはヒスチジン(H)であってもよいが、一般的にはリジンであり)、又は脂肪族アミノ酸(アラニン(A)、グリシン(G)、ロイシン(L)、バリン(V)、イソロイシン(I)、又はプロリン(P)、一般的にはA、G、L、V、又はI)である。
X1CX2PX3Z3で表され、
式中、
X1は存在してもしなくてもよく、存在する場合にはいずれのアミノ酸であってもよいが、一般的には脂肪族アミノ酸、硫黄含有アミノ酸、又は極性、非荷電アミノ酸(すなわち、芳香族アミノ酸又は荷電アミノ酸以外)であり、一般的にはL、M、S又はVであり、ただし、スルファターゼモチーフが標的ポリペプチドのN−末端にある場合にはX1は存在し;
X2及びX3は独立していずれのアミノ酸であってもよいが、一般的には脂肪族アミノ酸、硫黄含有アミノ酸、又は極性、非荷電アミノ酸(すなわち、芳香族アミノ酸又は荷電アミノ酸以外)であり、一般的にはS、T、A、V、G、又はC、より一般的にはS、T、A、V又はGであり;及び
Z3は塩基性アミノ酸(例えば、アルギニン(R)であるか、或いはリジン(K)若しくはヒスチジン(H)であってもよいが、一般的にはリジンであり)、又は脂肪族アミノ酸(アラニン(A)、グリシン(G)、ロイシン(L)、バリン(V)、イソロイシン(I)、又はプロリン(P)、一般的にはA、G、L、V、又はI)である。
以下で詳細に説明するように、変換型アルデヒドタグ付きIgポリペプチドを目的の部分を含む反応パートナーと反応させると、目的の部分が変換型アルデヒドタグ付きIgポリペプチドのFGly残基に抱合され、修飾型ポリペプチドが生成される。修飾型アルデヒドタグを有する修飾型Igポリペプチドは通常、式、
X1(FGly’)X2Z2X3Z3(I’)の修飾型スルファターゼモチーフを含めることによって表され、
式中、
FGly’は共有結合した部分を有するホルミルグリシン残基であり、
Z2はプロリン又はアラニン残基のいずれか((P/A)とも表すことができる)であり;Z3は塩基性アミノ酸(例えば、アルギニン(R)であるか、リジン(K)若しくはヒスチジン(H)であってもよいが、一般的にはリジンであり)、又は脂肪族アミノ酸(アラニン(A)、グリシン(G)、ロイシン(L)、バリン(V)、イソロイシン(I)、又はプロリン(P)、一般的にはA、G、L、V、又はI)であり;
X1は存在してもしなくてもよく、存在する場合にはいずれのアミノ酸であってもよいが、一般的には脂肪族アミノ酸、硫黄含有アミノ酸、又は極性、非荷電アミノ酸(すなわち、芳香族アミノ酸又は荷電アミノ酸以外)であり、一般的にはL、M、V、S又はT、より一般的にはL、M又はVであり、ただし、スルファターゼモチーフが標的ポリペプチドのN−末端に位置する場合にはX1は存在し、及び
X2及びX3は独立していずれのアミノ酸であってもよいが、一般的には脂肪族アミノ酸、硫黄含有アミノ酸、又は極性、非荷電アミノ酸(すなわち、芳香族アミノ酸又は荷電アミノ酸以外)であり、一般的にはS、T、A、V、G又はC、より一般的にはS、T、A、V又はGである。
X1(FGly)X2Z2X3Z3で表されるFGly変換型スルファターゼモチーフを含み、
式中、
X1は存在してもしなくてもよく、存在する場合にはいずれのアミノ酸であってもよく、ただし、スルファターゼモチーフがポリペプチドのN−末端にある場合には、X1は存在し;
X2及びX3はそれぞれ独立して任意のアミノ酸であり;及び
Z3は塩基性アミノ酸であり;かつ、
折り畳まれた状態では、FGly修飾型Igポリペプチドは溶媒が接触可能な表面にFGly基を提示する。
標的Igポリペプチドに1つ以上のアルデヒドタグを含めるための修飾は、組換え分子遺伝学的技法により、所望のアルデヒドタグ付きIgポリペプチドをコードしている核酸を作成することで達成することができる。そのような方法は当該分野で周知であり、クローニング法、部位特異的突然変異生成等などが含まれる(例えば、Sambrookらの「Molecular Cloning: A Laboratory Manual」(Cold Spring Harbor Laboratory Press 1989);Ausubelら編の「Current Protocols in Molecular Biology」(Greene Publishing Associates, Inc., and John Wiley & Sons, Inc.1990及び付録を参照のこと)。
上で検討したように本開示は、アルデヒド−タグ付きIgポリペプチド、FGly修飾型アルデヒド−タグ付きIgポリペプチド、及びIg抱合体を提供する。Igポリペプチドを使用して、少なくともIg定常領域、例えばIg重鎖定常領域を(例えば、少なくともCH1ドメイン;少なくともCH1及びCH2ドメイン;CH1、CH2、及びCH3ドメイン;又はCH1、CH2、CH3、及びCH4ドメインを)又はIg軽鎖定常領域を含む、本開示のアルデヒド−タグ付きIgポリペプチド、FGly修飾型アルデヒド−タグ付きIgポリペプチド、又はIg抱合体を生成する。本明細書ではそのようなIgポリペプチドを「標的Igポリペプチド」と呼ぶ。
本明細書では、スルファターゼモチーフ中のシステイン又はセリンをFGlyに酸化する酵素をホルミルグリシン生成酵素(FGE)と呼ぶ。上で論じたように、本明細書において使用される「FGE」は、スルファターゼモチーフ中のシステイン(C)のFGlyへの変換に介在するFGly生成酵素、並びにスルファターゼモチーフのセリン(S)のFGlyへの変換に介在するFGly生成酵素を指す。文献中では通常、FGEとしてスルファターゼモチーフ中のCをFGlyに変換するFGly生成酵素と、Ats−B様としてスルファターゼモチーフ中のSをFGlyに変換する酵素を指すことに注意されたい。本開示の目的で使用される「FGE」は通常、両方の型のFGly生成酵素を指し、適切なスルファターゼモチーフを含む標的反応パートナー(すなわち、C−含有又はS−含有標的反応パートナー)に応じて、適切なFGEが選択されると理解される。
本開示は、ald−タグ付きIgポリペプチドをコードしている核酸、並びに核酸を含んでいる構築物及び宿主細胞を提供する。そのような核酸は、アルデヒドタグ付きIgポリペプチドをコードしているオープンリーディングフレームを含むDNA配列を含み、大部分の態様では、適切な条件下で発現させることができる。「核酸」には、DNA、cDNA、mRNA、及びそのような核酸を含んでいるベクターが包含される。
1)アルデヒド−タグ付きIg重鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列(かつIg重鎖可変領域ではない。すなわち、この組換え核酸はIgのVHドメインをコードしているヌクレオチド配列を欠損している);
2)IgポリペプチドがIgのVHドメインとアルデヒド−タグ付きIg重鎖定常領域を含むアルデヒド−タグ付きIgポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列;
3)アルデヒド−タグ付きIg軽鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列(かつIg軽鎖可変領域ではない。すなわち、この組換え核酸はIgのVLドメインをコードしているヌクレオチド配列を欠損している);
4)IgポリペプチドがIgのVLドメインとアルデヒド−タグ付きIg軽鎖定常領域を含むアルデヒド−タグ付きIgポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列;
5)アルデヒド−タグ付きIg重鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列(かつIg重鎖可変領域ではない。すなわちこの組換え核酸は、IgのVHドメインをコードしているヌクレオチド配列を欠損している);及びアルデヒド−タグ付きIg軽鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列(かつIg軽鎖可変領域ではない。すなわちこの組換え核酸は、IgのVLドメインをコードしているヌクレオチド配列を欠損している);
6)アルデヒド−タグ付きIg重鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列(かつIg重鎖可変領域ではない。すなわちこの組換え核酸は、IgのVHドメインをコードしているヌクレオチド配列を欠損している);及びアルデヒドタグが付いていないIg軽鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列(かつIg軽鎖可変領域ではない。すなわちこの組換え核酸は、IgのVLドメインをコードしているヌクレオチド配列を欠損している);
7)アルデヒドタグが付いていないIg重鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列(かつIg重鎖可変領域ではない。すなわちこの組換え核酸はIgのVHドメインをコードしているヌクレオチド配列を欠損している);及びアルデヒド−タグ付きIg軽鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列(かつIg軽鎖可変領域ではない。すなわちこの組換え核酸はIgのVLドメインをコードしているヌクレオチド配列を欠損している);
8)IgVHドメインとアルデヒド−タグ付きIg重鎖定常領域を含む第一のアルデヒド−タグ付きIgポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列;及びIgVLドメイン及びアルデヒド−タグ付きIg軽鎖定常領域を含む第二のアルデヒド−タグ付きIgポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列;
9)IgVHドメイン及びアルデヒド−タグ付きIg重鎖定常領域を含み、アルデヒドタグが付いている第一のIgポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列;及びIgVLドメインとアルデヒドタグが付いていないIg軽鎖定常領域を含む第二のIgポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列;又は
10)IgVHドメインとアルデヒドタグが付いていないIg重鎖定常領域を含む第一のIgポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列;及びIgVLドメインとアルデヒド−タグ付きIg軽鎖定常領域を含み、アルデヒドタグが付いている第二のIgポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列、が含まれ得る。
1)VHドメインをコードしているヌクレオチド配列を挿入するための部位;及びアルデヒド−タグ付きIg重鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列;
2)VLドメインをコードしているヌクレオチド配列を挿入するための部位;及びアルデヒド−タグ付きIg軽鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列、を含み得る。
1)5’から3’方向に、VHドメインをコードしているヌクレオチド配列を挿入するための部位;及び第一の表面接触可能なループ領域の中、又はそれに隣接した位置にアルデヒドタグを有している第一のアルデヒド−タグ付きIg重鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列を含んでいる、第一の組換え発現ベクター;
2)5’から3’方向に、VHドメインをコードしているヌクレオチド配列を挿入するための部位;及び第二の表面接触可能なループ領域の中、又はそれに隣接した位置に、アルデヒドタグを有する第二のアルデヒド−タグ付きIg重鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列を含む、第二の組換え発現ベクター;
3)5’から3’方向に、VHドメインをコードしているヌクレオチド配列を挿入するための部位;及び第三の表面接触可能なループ領域の中、又はそれに隣接した位置に、アルデヒドタグを有する第三のアルデヒド−タグ付きIg重鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列を含む、第三の組換え発現ベクター;
及びこれらの組み合わせ、この場合、組換え発現ベクターのそれぞれのメンバーは、別の表面接触可能なループ領域の中、又はそれに隣接した位置にアルデヒドタグを有するアルデヒド−タグ付きIgポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列を含む可能性がある、を含み得る。
1)、5’から3’方向に、VLドメインをコードしているヌクレオチド配列を挿入するための部位;及び第一の表面接触可能なループ領域の中、又はそれに隣接した位置にアルデヒドタグを有する第一のアルデヒド−タグ付きIg軽鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列を含む、第一の組換え発現ベクター;
2)5’から3’方向に、VLドメインをコードしているヌクレオチド配列を挿入するための部位;及び第二の表面接触可能なループ領域の中、又はそれに隣接した位置にアルデヒドタグを有する第二のアルデヒド−タグ付きIg軽鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列を含む、第二の組換え発現ベクター;
3)5’から3’方向に、VLドメインをコードしているヌクレオチド配列を挿入するための部位;及び第三の表面接触可能なループ領域の中、又はそれに隣接した位置にアルデヒドタグを有する第三のアルデヒド−タグ付きIg軽鎖定常領域をコードしているヌクレオチド配列を含む、第三の組換え発現ベクター;
及びこれらの組み合わせ、この場合、組換え発現ベクターのそれぞれのメンバーが、別の表面接触可能なループ領域の中、又はそれに隣接した位置にアルデヒドタグを有するアルデヒド−タグ付きIgポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列を含む場合がある、を含み得る。
本開示は、対象核酸を含む遺伝的に組み換えた宿主細胞、例えば上述した組換え発現ベクターを含む遺伝的に組み換えた宿主細胞などを提供する。アルデヒド−タグ付きIgポリペプチドを産生するには、多数の好適な宿主細胞のうちのいずれを使用してもよい。アルデヒドタグ付きIgポリペプチドの生産に使用される宿主細胞は必要に応じて、生産されたIgポリペプチドが、発現及びFGEによる修飾の後にFGly含有アルデヒドタグを含むように、FGE介在性変換を提供することができる。あるいは、宿主細胞は未変換型アルデヒドタグ付きIgポリペプチド(例えば、アルデヒドタグの変換を促すFGEを発現していないことによる)を生産することができる。
アルデヒドタグ付きIgポリペプチドに含まれるアルデヒドタグは、細胞を用いた方法(インビボ)又は細胞を使わない方法(インビトロ)で変換することができる。同様に、アルデヒドタグ付きポリペプチドの変換型アルデヒドタグを、細胞を用いた方法(インビボ)又は細胞を使わない方法(インビトロ)によって修飾することができる。これらについては以下で詳細に記述する。
好適なFGEを含む細胞中でアルデヒドタグ付きポリペプチドを発現させることにより、アルデヒドタグ付きポリペプチドのアルデヒドタグを変換することができる。この態様では、宿主細胞で翻訳されている最中に、又は翻訳後に、アルデヒドタグのシステイン又はセリンは変換される。宿主細胞のFGEは宿主細胞の内生のものである場合もあるし、又は宿主細胞にとって異種の好適なFGE用に、宿主細胞を組換えることもできる。FGEは、FGE遺伝子にとって内生の発現系(例えば、宿主細胞の天然のFGE遺伝子に含まれるプロモーターや他の制御要素によって発現される)又は、構成的に若しくは誘導的に発現させるように、FGEのコード配列を異種プロモーターに操作可能に連結した組換え発現系によって発現させることができる。
アルデヒドタグのスルファターゼモチーフのシステイン又はセリンをFGlyに変換するのに適した条件下でアルデヒドタグ付きポリペプチドとFGEを接触させることにより、アルデヒドタグ付きIgポリペプチドのアルデヒドタグをインビトロ(無細胞)で変換することができる。例えば、好適なFGE存在下で、アルデヒドタグ付きIgポリペプチドをコードしている核酸をインビトロ転写/翻訳系で発現させ、変換型アルデヒドタグ付きIgポリペプチドを生産させることができる。
アルデヒドタグ付き、FGly含有Igポリペプチドを修飾して、様々な部分を結合させることができる。目的の分子の例としては、これらに限定する必要はないが、薬剤、検出可能な標識、低分子、水溶性ポリマー、合成ペプチドなどが挙げられる。
Igポリペプチド(例えば、Ig重鎖若しくはIg軽鎖、又は重鎖及び軽鎖両方を含むIg)及び共有的に抱合した部分を含み、ここでIgポリペプチドは、
X1(FGly’)X2Z2X3Z3の式の修飾型スルファターゼモチーフを含み、
ここでFGly’は、
式中、J1は共有結合した部分であり;
L1はそれぞれ、アルキレン、置換されたアルキレン、アルケニレン、置換されたアルケニレン、アルキニレン、アルキニレン、アリーレン、置換されたアリーレン、シクロアルキレン、置換されたシクロアルキレン、ヘテロアリーレン、置換されたヘテロアリーレン、ヘテロサイクレン(heterocyclene)、置換されたヘテロサイクレン、アクリル、アミド、アシルオキシ、ウレタニレン(urethanylene)、チオエステル、スルホニル、スルホンアミド、スルホニルエステル、−O−、−S−、−NH−、及び置換されたアミンから独立して選択される二価の部分であり;
nは0〜40から選択される数であり;
Z2はプロリン又はアラニン残基であり;
X1は存在してもしなくてもよく、存在する場合にはいずれのアミノ酸であってもよく、ただし、スルファターゼモチーフがポリペプチドのN−末端にある場合には、X1は存在し;
X2及びX3はそれぞれ独立して任意のアミノ酸であり;及び
Z3は脂肪族アミノ酸又は塩基性アミノ酸であり;かつ、
折り畳まれている状態では、Ig抱合体は、共有結合している部分を溶媒が接触可能な表面に提示する。
本開示の組成物及び方法は、検出可能な標識をアルデヒドタグ付きIgに届けるために使用することができ、例えばこの場合、J1が検出可能な標識である。検出可能な標識の例としては、これらに限定する必要はないが、蛍光分子(例えば、自家蛍光分子、試薬に接触すると蛍光を発する分子など)、放射性標識(例えば、111In、125I、131I、212B、90Y、186Rhなど);ビオチン(例えば、ビオチンとアビジンの反応を介して検出するための);蛍光タグ;画像化剤などが挙げられる。検出可能な標識にはさらに、抗体結合、例えば、検出可能に標識した抗体との結合、又は結合した抗体のサンドイッチ型のアッセイを介した検出によって検出することが可能なペプチド又はポリペプチドも含まれる。
方法により、アルデヒドタグ付き免疫グロブリンを、免疫グロブリンが固体支持層に接着するのを促進する部分(例えば、アッセイを促進するための)、又は分離を容易にするための部分(例えば、磁気ビーズに結合した抗体によって認識されるハプテン)を抱合させることができる。一態様では、本発明の方法を使用して、タンパク質を決められた配向で、アレイ(例えばチップ)に接着する。例えば、選択した部位(例えば、N−末端或いはそれに隣接した位置)にアルデヒドタグを有するポリペプチドを生成し、本発明の方法及び組成物を使用して、変換型アルデヒドタグに部分を届けることができる。この部分をその後、ポリペプチドを支持体(例えば、個体又は半固体支持体、特に高処理系でのマイクロチップとして使用するのに適した支持体)に結合させるための接着部位として使用することができる。
アルデヒドタグ付きポリペプチドの反応パートナーにとしては、低分子薬、毒素、又は細胞に送達するためのものであって、かつ、薬理学的活性を提供することができる他の分子、又は他の分子の送達標的として役立つ可能性がある分子を挙げることができる。
いくつかの例においてIg抱合体は、共有結合した水溶性ポリマーを含み、例えばこの場合、J1が水溶性ポリマーである。特に目的とする部分は水溶性ポリマーである。「水溶性ポリマー」とは、水に可溶性のポリマーであって、一般的には実質的に非免疫原性であり、かつ、一般的には約1,000ダルトンを上回る原子分子量をもつポリマーを指す。本明細書に記載の方法及び組成物を使用して、アルデヒドタグ付きポリペプチドに1つ以上の水溶性ポリマーを接着することができる。ポリペプチド、特に薬剤的に活性の(治療用)ポリペプチドの水溶性ポリマー(例えば、PEG)の接着は、そのような修飾によってタンパク質分解の安定性が高くなり及び/又は腎クリアランスが低下する結果、血清半減期が長くなって治療係数が高くなる可能性があるため、望ましい場合がある。加えて、1つ以上のポリマーの接着(例えば、ペグ化)は、タンパク質製剤の免疫原性を下げる可能性がある。
いくつかの例においてIg抱合体は、共有結合したペプチドを含み、例えばこの場合、J1がペプチドである。好適なペプチドとしては、これらには限定されないが、細胞傷害性ペプチド;血管原性ペプチド;血管新生阻害性ペプチド;B細胞を活性化するペプチド;T細胞を活性化するペプチド;抗ウイルス性ペプチド;ウイルス融合を阻害するペプチド;1種類以上のリンパ球集団の産生を高めるペプチド;抗菌性ペプチド;成長因子;成長ホルモン放出因子;血管作動性ペプチド;抗炎症性ペプチド;グルコース代謝を制御するペプチド;抗血栓性ペプチド;抗侵害受容性ペプチド;血管拡張性ペプチド;血小板凝集阻害剤;剤などが挙げられる。
多数の薬剤はいずれも、ald−タグ付き−Igポリペプチドに抱合させるための反応パートナーとして使用に適しているか、或いは使用に適したものになるように修飾することができる。薬剤の例には、低分子薬及びペプチド製剤が含まれる。従って、本開示は薬剤−抗体抱合体を提供する。
ald−タグ付きIgポリペプチドに抱合させるペプチド製剤を修飾して、ald−タグ付きIgポリペプチドのFGly残基のアルデヒドと反応させるための反応パートナーを組み入れる。ald−タグ付きポリペプチドの修飾方法は標準的な化学反応と両立するため、抱合は、市販されている多数の試薬のいずれを用いて行うこともできる。例えば、数多くの目的の部分のアミノオキシ、ヒドラジド、ヒドラジン、又はチオセミカルバジド誘導体が反応パートナーとして適しており、かつ、容易に入手可能であるか又は標準的な化学反応によって生成することができる。
いくつかの態様では、対象Ig−抱合体は抗体抱合体である。例えば本開示は、対象Ig抱合体を含む抗体抱合体を提供し、この場合、抗体抱合体は抗原に結合する。抗体抱合体は、Ig重鎖定常領域のみと共有結合したJ1部分、Ig軽鎖定常領域のみと共有結合したJ1部分、又は、Ig重鎖定常領域と共有結合したJ1部分とIg軽鎖定常領域と共有結合したJ1部分を含む場合がある。
本開示のIg抱合体(抗体抱合体を含む)は、様々な異なる方法で処方することができる。Ig抱合体がIg薬剤抱合体である場合には、Ig抱合体は通常、Igに抱合されている薬剤、治療される状態、及び用いられる投与経路に合致する方法で処方される。
本開示のIg薬剤抱合体は、親薬剤(すなわち、Igと抱合させる前の薬剤)の投与による治療に感受性のある、対象の状態又は疾患の治療に使用できる。「治療」とは、宿主を苦しめている状態に関連した症状のが少なくとも回復することを意味し、ここで回復とは、少なくとも、治療される状態に関連する指標の低下、例えば症状の度合の低下を指す、広い意味で使われる。そのため、治療には、病状若しくは少なくともそれに伴う症状が完全に阻害される(例えば発症が阻害される)こと、又は停止する(例えば、その状態若しくは少なくともその状態の特徴となる症状に宿主がもう苦しんでいないように終わる)状況も含まれる。従って治療には、(i)予防、すなわち臨床症状の発症のリスクを低減すること(臨床症状が進行しないようにすること、例えば疾患の有害な段階への進行を予防することを含む);(ii)阻害、すなわち、臨床症状の発症又は進行を停止させること(例えば、活動性疾患を緩和させる又は完全に阻害すること);及び/又は(iii)軽減、すなわち臨床症状を退行させること、が含まれる。
本開示は、癌に罹っている患者に、癌化学療法薬を送達する方法を提供する。この方法は、癌腫、肉腫、白血病、及びリンパ腫を含む様々な癌の治療に有用である。
CD19及びCD22に特異的な可変軽鎖領域をコードしている遺伝子を合成し、NcoI及びBsiWI制限酵素部位を使って、ヒトIgGカッパ軽鎖定常領域を含むプラスミドにクローニングした。軽鎖定常領域プラスミドは野生型又はLCTPSR(配列番号17)若しくはLATPSR(配列番号24)を含むもののいずれかで、これを、Quikchange突然変異生成を使用してプラスミドに挿入した。
図6B及び19Bに、野生型(アルデヒドタグが付いていない)抗CD22の重鎖及び軽鎖それぞれのアミノ酸配列を示す。野生型(アルデヒドタグが付いていない)抗CD22の重鎖及び軽鎖をコードしているヌクレオチド配列を図6A及び15Aそれぞれに示す。
修飾し、アルデヒドタグ配列LCTPSR(FGEによって認識・変換される)を含めた抗CD22重鎖定常領域のアミノ酸配列を図7B、8B、及び9Bに示す。この場合、アルデヒドタグはCH1ドメインにあり;図11B、12B及び13BではアルデヒドタグはCH2ドメインにあり;図15BではアルデヒドタグはCH2/CH3領域にあり;図17BではアルデヒドタグはC−末端付近にある。図7A、8B、9B、11B、12B、13B及び15Bで示したアミノ酸配列をコードしているヌクレオチド配列をそれぞれ、図7A、8A、9A、11A、12A、13A、及び15Aで提供する。
修飾し、制御配列LATPSR(FGEには認識されない)を含めた抗CD22重鎖定常領域のアミノ酸配列を図10Bに示す。この場合、制御配列はCH1ドメインにあり;図14Bでは制御配列はCH2ドメインにあり;図16Bでは制御配列はCH2/CH3領域にあり;図18Bでは制御配列はC−末端付近にある。図10B、14B、16B、及び18Bで示したアミノ酸配列をコードしているヌクレオチド配列をそれぞれ、図10A、14A、16A、及び18Aで提供する。
修飾し、アルデヒドタグ配列LCTPSRを含めた抗CD22軽鎖定常領域のアミノ酸配列を図20Bに示す。図20Bに示したアミノ酸配列をコードしているヌクレオチド配列を図20Aで提供する。修飾し、制御配列LATPSRを含めた抗CD22軽鎖定常領域のアミノ酸配列を図21Bに、図21Bに示したアミノ酸配列をコードしているヌクレオチド配列を図21Aに示す。
CD19又はCD22に特異的な重鎖及び軽鎖をコードしている遺伝子を含むプラスミドを、Lipofectamine2000遺伝子導入試薬を使用して、ヒトFGEを安定に発現しているCHO−K1細胞に導入した。使用したOpti−MEM血清を含まない培地10mLにつき、12μgの重鎖及び軽鎖プラスミドを使用した。37℃に5時間おいた後、Opti−MEMを除去し、Ex−Cell325タンパク質を含まない培地を加えた。37℃に72時間おいた後、培地を回収し、細胞残渣を取り除いた。清澄化した培地をプロテインA結合緩衝液及びプロテインA樹脂と混合し、回転させながら室温(RT)で1時間インキュベートした。混合物をカラムに負荷し、結合しない成分を素通りさせた。樹脂をプロテインA結合緩衝液で洗浄し、その後、プロテインA溶出緩衝液で5回溶出した。
精製した抗体と、1mMのアミノオキシFLAGペプチド及び100mMのMES緩衝液(pH5.5)を室温(RT)で16時間混合した。試料をドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)ゲルに流し、その後、ウェスタンブロット解析にかけた。抗FLAG抗体を使用して、FLAGペプチドの抗体への抱合を検出した。
Claims (74)
- スルファターゼモチーフのアミノ酸配列を含むIg定常領域のアミノ酸配列を含む、単離されたアルデヒド−タグ付き免疫グロブリン(Ig)ポリペプチドであって、
ここで前記スルファターゼモチーフが前記Igポリペプチド定常領域の溶媒が接触可能なループ領域の中にあるか又はそれに隣接しており、かつ、前記スルファターゼモチーフが前記Igポリペプチド鎖のC−末端にはない、単離されたアルデヒド−タグ付き免疫グロブリン(Ig)ポリペプチド。 - 前記スルファターゼモチーフが式X1Z1X2Z2X3Z3のアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の単離されたアルデヒド−タグ付きIgポリペプチドであって、式中、
Z1はシステイン又はセリンであり;
Z2はプロリン又はアラニン残基であり;
Z3は脂肪族アミノ酸又は塩基性アミノ酸であり;
X1は存在してもしなくてもよく、存在する場合にはいずれのアミノ酸であってもよく、ただし、異種スルファターゼモチーフが前記ポリペプチドのN−末端にある場合にはX1は存在し;
X2及びX3はそれぞれ独立して任意のアミノ酸である、請求項1に記載の単離されたIgポリペプチド。 - Z3がアルギニン(R)である、請求項2に記載の単離されたIgポリペプチド。
- 存在する場合にはX1が、並びにX2及びX3がそれぞれ独立して脂肪族アミノ酸、硫黄含有アミノ酸、又は極性をもつ非荷電アミノ酸である、請求項2に記載の単離されたIgポリペプチド。
- 存在する場合にはX1がL、M、V、S又はTである、請求項2に記載の単離されたIgポリペプチド。
- X2及びX3がそれぞれ独立してS、T、A、V、G、又はCである、請求項2に記載の単離されたIgポリペプチド。
- 前記IgポリペプチドがIg重鎖定常領域を含む、請求項2に記載の単離されたIgポリペプチド。
- 前記Ig重鎖定常領域がIgG1の重鎖定常領域である、請求項7に記載の単離されたIgポリペプチド。
- 前記IgポリペプチドがIg軽鎖定常領域を含む、請求項1に記載の単離されたIgポリペプチド。
- 前記Ig軽鎖定常領域がカッパ軽鎖の定常領域である、請求項9に記載の単離されたIgポリペプチド。
- 前記Igポリペプチドが2つ以上のスルファターゼモチーフを含む、請求項1に記載の単離されたIgポリペプチド。
- 2−ホルミルグリシン(FGly)部分を含むように修飾された単離された免疫グロブリン(Ig)ポリペプチドであって、ここで前記FGly修飾型スルファターゼモチーフは前記Igポリペプチドの溶媒が接触可能なループ領域の中にあるか又はそれに隣接しており、前記FGly修飾型Igは折り畳まれた状態では溶媒が接触可能な表面上に前記FGly基を提示し、かつ、前記スルファターゼモチーフは前記Igポリペプチド鎖のC−末端にはない、前記ポリペプチド。
- 前記FGly変換型スルファターゼモチーフが式X1(FGly)X2Z2X3Z3を含む請求項12に記載の単離されたIgポリペプチドであって、
式中、
X1は存在してもしなくてもよく、存在する場合にはいずれのアミノ酸であってもよく、ただし、前記スルファターゼモチーフが前記ポリペプチドのN−末端にある場合にはX1は存在し;
X2及びX3はそれぞれ独立して任意のアミノ酸であり;及び
Z3は塩基性アミノ酸である、前記ポリペプチド。 - 前記FGly修飾型Igポリペプチドが2つ以上のFGly変換型スルファターゼモチーフを含む、請求項12に記載のFGly修飾型Igポリペプチド。
- 前記FGly修飾型IgポリペプチドがIg重鎖定常領域を含む、請求項12に記載のFGly修飾型Igポリペプチド。
- 前記Ig重鎖定常領域がIgG1の重鎖定常領域である、請求項15に記載のFGly修飾型Igポリペプチド。
- 前記FGly修飾型IgポリペプチドがIg軽鎖定常領域を含む、請求項12に記載のFGly修飾型Igポリペプチド。
- 前記Ig軽鎖定常領域がIgカッパの軽鎖定常領域である、請求項17に記載のFGly修飾型Igポリペプチド。
- Z3がアルギニン(R)である、請求項13に記載のFGly修飾型Igポリペプチド。
- 存在する場合にはX1が、並びにX2及びX3がそれぞれ独立して脂肪族アミノ酸、硫黄含有アミノ酸、又は極性をもつ非荷電アミノ酸である、請求項13に記載のFGly修飾型Igポリペプチド。
- 存在する場合には前記X1がL、M、V、S又はTである、請求項13に記載のFGly修飾型Igポリペプチド。
- X2及びX3がそれぞれ独立してS、T、A、V、G、又はCである、請求項13に記載のFGly修飾型Igポリペプチド。
- Igポリペプチド及び共有結合した部分を含む免疫グロブリン(Ig)抱合体であって、
ここで前記IgポリペプチドはFGly’を含む修飾型スルファターゼモチーフを含み、
FGly’は
式中、J1は前記共有結合した部分であり;
L1はそれぞれ、アルキレン、置換されたアルキレン、アルケニレン、置換されたアルケニレン、アルキニレン、アルキニレン、アリーレン、置換されたアリーレン、シクロアルキレン、置換されたシクロアルキレン、ヘテロアリーレン、置換されたヘテロアリーレン、ヘテロサイクレン(heterocyclene)、置換されたヘテロサイクレン、アシル、アミド、アシルオキシ、ウレタニレン(urethanylene)、チオエステル、スルホニル、スルホンアミド、スルホニルエステル、−O−、−S−、−NH−、及び置換されたアミンから独立して選択される二価の部分であり;及び
nは0〜40から選択される数であり;
ここで前記スルファターゼモチーフは前記Igポリペプチドの溶媒が接触可能なループ領域の中にあるか又はそれに隣接しており、前記スルファターゼモチーフは前記IgポリペプチドのC−末端にはなく、かつ、前記Ig抱合体は折り畳まれた状態では、溶媒が接触可能な表面に前記共有結合した部分を提示している、前記包合体。 - 前記スルファターゼモチーフが式X1(FGly’)X2Z2X3Z3を含む請求項23に記載のIg抱合体であって、
式中、
Z2はプロリン又はアラニン残基であり;
X1は存在してもしなくてもよく、存在する場合にはいずれのアミノ酸であってもよく、ただし、前記スルファターゼモチーフが前記ポリペプチドのN−末端にある場合には、X1は存在し;
X2及びX3はそれぞれ独立して任意のアミノ酸であり;及び
Z3は脂肪族アミノ酸又は塩基性アミノ酸である、前記抱合体。 - J1が薬剤、検出可能な標識、水溶性ポリマー、及び合成ペプチドから選択される、請求項23に記載のIg抱合体。
- 前記Ig抱合体が2つ以上の修飾型スルファターゼモチーフを含む、請求項23に記載のIg抱合体。
- J1が低分子薬である、請求項25に記載のIg抱合体。
- 前記低分子薬が癌化学療法薬である、請求項27に記載のIg抱合体。
- 前記癌化学療法薬がアルキル化剤、ニトロソウレア、代謝拮抗薬、抗腫瘍性抗生物質、ビンカアルカロイド、又はステロイドホルモンである、請求項28に記載のIg抱合体。
- J1が水溶性ポリマーである、請求項25に記載のIg抱合体。
- 前記水溶性ポリマーがポリ(エチレングリコール)である、請求項30に記載のIg抱合体。
- J1が検出可能な標識である、請求項25に記載のIg抱合体。
- 前記検出可能な標識が画像化剤である、請求項32に記載のIg抱合体。
- 前記IgポリペプチドがIg重鎖定常領域を含む、請求項23に記載のIg抱合体。
- 前記Ig重鎖定常領域がIgG1の重鎖定常領域である、請求項34に記載のIg抱合体。
- 前記FGly修飾型IgポリペプチドがIg軽鎖定常領域を含む、請求項23に記載のIg抱合体。
- 前記Ig軽鎖定常領域がIgカッパ軽鎖定常領域である、請求項36に記載のIg抱合体。
- Z3がアルギニン(R)である、請求項24に記載のIg抱合体。
- 存在する場合にはX1が、並びにX2及びX3がそれぞれ独立して脂肪族アミノ酸、硫黄含有アミノ酸、又は極性をもつ非荷電アミノ酸である、請求項24に記載のIg抱合体。
- 存在する場合には前記X1がL、M、V、S又はTである、請求項24に記載のIg抱合体。
- X2及びX3がそれぞれ独立してS、T、A、V、G、又はCである、請求項24に記載のIg抱合体。
- 請求項1に記載のアルデヒド−タグ付き免疫グロブリン(Ig)ポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列を含む組換え核酸。
- 前記IgポリペプチドがIg重鎖定常領域を含む、請求項42に記載の核酸。
- 前記IgポリペプチドがIg可変領域をさらに含む、請求項43に記載の核酸。
- 前記IgポリペプチドがIg軽鎖定常領域を含む、請求項42に記載の核酸。
- 前記IgポリペプチドがIg可変領域をさらに含む、請求項45に記載の核酸。
- 前記アルデヒド−タグ付きIgポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列がプロモーターに操作可能に連結されている、請求項42に記載の核酸を含む組換え発現ベクター。
- 前記IgポリペプチドがIg重鎖定常領域を含む、請求項47に記載の組換え発現ベクター。
- 前記ベクターが、前記アルデヒド−タグ付きIgポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列の5’にIg可変領域を挿入するための部位を含んでいる、請求項48に記載の組換え発現ベクター。
- 前記IgポリペプチドがIg軽鎖定常領域を含む、請求項47に記載の組換え発現ベクター。
- 前記ベクターが、前記アルデヒド−タグ付きIgポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列の5’にIg可変領域を挿入するための部位を含む、請求項50に記載の組換え発現ベクター。
- 組換え発現ベクターのライブラリーであって、前記ライブラリーは請求項47に記載の組換え発現ベクターの集団を含み、
ここで前記集団の各メンバーは、それぞれ別の位置にアルデヒド−タグが付いた免疫グロブリンポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列を含んでいる、前記ライブラリー。 - アルデヒド−タグ付き免疫グロブリン(Ig)ポリペプチドのライブラリーであって、前記ライブラリーは請求項1に記載のアルデヒド−タグ付きIgポリペプチドの集団、又は請求項12に記載のFGly修飾型免疫グロブリンポリペプチドを含み、
ここで前記集団は、それぞれ別の位置にアルデヒド−タグが付いたIgポリペプチドを有するメンバーを含んでいる、前記ライブラリー。 - a)請求項23に記載のIg抱合体;及び
b)薬学上許容可能な賦形剤、を含む製剤。 - 免疫グロブリン−薬剤抱合体の製造方法であって、
反応混合物中で、
Z1が2−ホルミル−グリシン(FGly)残基である、請求項12に記載のFGly修飾型アルデヒド−タグ付き免疫グロブリン(Ig)ポリペプチドと
アミノオキシ反応基又はヒドラジド反応基を含む、前記FGly修飾型Igポリペプチドと抱合させるための薬剤とを混合する工程、
ここで前記薬剤は、Igポリペプチドに対する薬剤の割合を望ましくするのに十分な量で反応混合物中に供給され、前記混合は、Igポリペプチド−薬剤抱合体を生成するための前記Igポリペプチドのアルデヒドと前記薬剤の反応基との間の反応を促進するのに適した条件で行われ;及び、
反応混合物から前記Igポリペプチド−薬剤抱合体を単離する工程を含む、免疫グロブリン−薬剤抱合体の製造方法。 - 有効量の請求項23に記載のIg抱合体を患者に投与する工程を含む、それを必要とする前記患者に薬剤を送達する方法。
- 対象の癌の治療方法であって、前記方法は有効量の請求項23に記載の免疫グロブリン−薬剤抱合体を、癌を患っている対象に投与する工程を含み、前記投与は、前記対象の前記癌の治療に有効である、前記治療方法。
- 請求項1に記載のアルデヒド−タグ付き免疫グロブリン(Ig)ポリペプチドを含むアルデヒド−タグ付き抗体。
- 前記抗体がアルデヒド−タグ付きIg重鎖定常領域を含む、請求項58に記載のアルデヒド−タグ付き抗体。
- 前記抗体がアルデヒド−タグ付きIg軽鎖定常領域を含む、請求項58に記載のアルデヒド−タグ付き抗体。
- 前記抗体がアルデヒド−タグ付きIg重鎖定常領域及びアルデヒド−タグ付きIg軽鎖定常領域を含む、請求項58に記載のアルデヒド−タグ付き抗体。
- ホルミルグリシン(FGly)部分を含む抗体であって、前記抗体は、請求項12に記載のFGly修飾型Igポリペプチドを含む、前記抗体。
- 前記抗体がFGly修飾型重鎖定常領域を含む、請求項62に記載のFGly修飾型抗体。
- 前記抗体がFGly修飾型軽鎖定常領域を含む、請求項62に記載のFGly修飾型抗体。
- 前記抗体がFGly修飾型重鎖定常領域及びFGly修飾型軽鎖定常領域を含む、請求項62に記載のFGly修飾型抗体。
- 請求項21に記載の免疫グロブリン(Ig)抱合体を含む抗体抱合体。
- 前記抗体抱合体が、Ig重鎖定常領域に共有結合したJ1部分を含む、請求項66に記載の抗体抱合体。
- 前記抗体抱合体が、Ig軽鎖定常領域に共有結合したJ1部分を含む、請求項66に記載の抗体抱合体。
- 前記抗体抱合体が、Ig重鎖定常領域に共有結合したJ1部分及びIg軽鎖定常領域に共有結合したJ1部分を含む、請求項66に記載の抗体抱合体。
- 前記抗体が癌細胞の腫瘍抗原に特異的に結合する、請求項66に記載の抗体抱合体。
- 前記J1部分が細胞毒物である、請求項70に記載の抗体抱合体。
- 前記抗体が、ウイルスが感染した細胞の抗原に特異的に結合する、請求項66に記載の抗体抱合体。
- 抗原がウイルスによってコードされている、請求項72に記載の抗体抱合体。
- 前記J1部分がウイルス融合阻害剤である、請求項72に記載の抗体抱合体。
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