JP2019531075A - インスリン受容体との結合力が減少された、インスリンアナログ及びその用途 - Google Patents
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Abstract
Description
Xaa1が、アラニン、グリシン、グルタミン、ヒスチジン、グルタミン酸またはアスパラギンであり、
Xaa5が、アラニン、グルタミン酸、グルタミン、ヒスチジン、またはアスパラギンであり、
Xaa12が、アラニン、セリン、グルタミン、グルタミン酸、ヒスチジン、またはアスパラギンであり、
Xaa14が、チロシン、ヒスチジン、リジン、アラニン、またはアスパラギン酸であり、
Xaa16が、アラニン、ロイシン、チロシン、ヒスチジン、グルタミン酸またはアスパラギンであり、
Xaa19が、チロシン、グルタミン酸、セリン、またはトレオニンであり、
Xaa21が、アスパラギン、グリシン、ヒスチジン、またはアラニンである。
Xaa16が、チロシン、グルタミン酸、セリン、トレオニン、またはアスパラギン酸であり、
Xaa25が、フェニルアラニン、アスパラギン酸、またはグルタミン酸であり、
Xaa27が、トレオニンであるか、不存在であり、
Xaa28が、プロリン、グルタミン酸、またはアスパラギン酸であるか、不存在である。
前記一般式(1)で表される配列番号:55のA鎖と、配列番号:54のB鎖を含む、インスリンアナログであることを特徴とする。
前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシン、ヒスチジン、リジン、アラニン、またはアスパラギン酸であり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシン、グルタミン酸、セリン、またはトレオニンであり、Xaa21はアスパラギンであり、
前記一般式(2)において、Xaa16はチロシン、グルタミン酸、セリン、トレオニン、またはアスパラギン酸であり、Xaa25はフェニルアラニン、アスパラギン酸、またはグルタミン酸であり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、インスリンアナログであることを特徴とする。
前記一般式(1)において、
Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシン、グルタミン酸、またはセリンであり、Xaa21はアスパラギンであり、
前記一般式(2)において、
Xaa16はチロシン、グルタミン酸、セリン、またはアスパラギン酸であり、Xaa25はフェニルアラニン、アスパラギン酸、またはグルタミン酸であり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、インスリンアナログであることを特徴とする。
前記インスリンアナログは、
(1)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はヒスチジンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(2)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はリジンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(3)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はグルタミン酸であり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(4)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はセリンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(5)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はトレオニンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(6)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はグルタミン酸であり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(7)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はセリンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(8)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はトレオニンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(9)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はアラニンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(10)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はアスパラギン酸であり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)で、Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(11)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はアスパラギン酸であり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(12)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はアスパラギン酸であり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(13)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はグルタミン酸であり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、インスリンアナログであることを特徴とする。
a)前記インスリンアナログをコードする核酸を含む形質転換体を培養して、インスリンアナログを発現させる段階;及び
b)発現されたインスリンアナログを分離及び精製する段階。
前記分離及び精製が、
b‐1)前記a)段階の培養液から形質転換体を収穫して破砕する段階;
b‐2)破砕された細胞溶解物から発現されたインスリンアナログを回収してリフォールディングする段階;
b‐3)リフォールディングされたインスリンアナログを、陽イオン交換クロマトグラフィーで精製する段階;
b‐4)精製されたインスリンアナログをトリプシン及びカルボキシペプチダーゼBで処理する段階;
b‐5)処理されたインスリンアナログを陽イオン交換クロマトグラフィー及び陰イオン交換クロマトグラフィーまたは逆相クロマトグラフィーで順次精製する段階を含むことを特徴とする。
Gly‐Ile‐Val‐Glu‐Gln‐Cys‐Cys‐Thr‐Ser‐Ile‐Cys‐Ser‐Leu‐Tyr‐Gln‐Leu‐Glu‐Asn‐Tyr‐Cys‐Asn(配列番号:53)
B鎖:
Phe‐Val‐Asn‐Gln‐His‐Leu‐Cys‐Gly‐Ser‐His‐Leu‐Val‐Glu‐Ala‐Leu‐Tyr‐Leu‐Val‐Cys‐Gly‐Glu‐Arg‐Gly‐Phe‐Phe‐Tyr‐Thr‐Pro‐Lys‐Thr(配列番号:54)
たものであってもよい。
Xaa1が、アラニン、グリシン、グルタミン、ヒスチジン、グルタミン酸またはアスパラギンであり、
Xaa5が、アラニン、グルタミン酸、グルタミン、ヒスチジン、またはアスパラギンであり、
Xaa12が、アラニン、セリン、グルタミン、グルタミン酸、ヒスチジン、またはアスパラギンであり、
Xaa14が、チロシン、ヒスチジン、リジン、アラニン、またはアスパラギン酸であり、
Xaa16が、アラニン、ロイシン、チロシン、ヒスチジン、グルタミン酸またはアスパラギンであり、
Xaa19が、チロシン、グルタミン酸、セリン、またはトレオニンであり、
Xaa21が、アスパラギン、グリシン、ヒスチジン、またはアラニンである。
Xaa16が、チロシン、グルタミン酸、セリン、トレオニン、またはアスパラギン酸であり、
Xaa25が、フェニルアラニン、アスパラギン酸、またはグルタミン酸であり、
Xaa27が、トレオニンであるか、不存在であり、
Xaa28が、プロリン、グルタミン酸、またはアスパラギン酸であるか、不存在である。
(1)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はヒスチジンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(2)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はリジンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(3)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はグルタミン酸であり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンで
あり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(4)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はセリンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(5)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はトレオニンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(6)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はグルタミン酸であり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(7)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はセリンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(8)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はトレオニンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(9)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はアラニンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(10)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はアスパラギン酸であり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)で、Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(11)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はアスパラギン酸であり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(12)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はアスパラギン酸であり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(13)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はグルタミン酸であり、
Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、インスリンアナログ。
a)前記インスリンアナログをコードする核酸を含む形質転換体を培養してインスリンアナログを発現させる段階;及び
b)発現されたインスリンアナログを分離及び精製する段階。
b‐1)前記a)段階の培養液から形質転換体を収穫して破砕する段階;
b‐2)破砕された細胞溶解物から発現されたインスリンアナログを回収してリフォールディングする段階;
b‐3)リフォールディングされたインスリンアナログを、陽イオン交換クロマトグラフィーで精製する段階;
b‐4)精製されたインスリンアナログをトリプシンとカルボペプチダーゼBで処理する段階;
b‐5)処理されたインスリンアナログを陽イオン交換クロマトグラフィー及び陰イオン交換クロマトグラフィーまたは逆相クロマトグラフィーで順次精製する段階。
保有している天然型インスリン発現ベクターを鋳型とし、A鎖またはB鎖のアミノ酸を一つずつ変形させたインスリンアナログを製作するために順方向及び逆方向オリゴヌクレオチドを合成した後(表2)、PCRを行い、それぞれのアナログ遺伝子を増幅した。
T7プロモーター調節下の組換えインスリンアナログの発現を行った。それぞれの組換えインスリンアナログの発現ベクターとしてE.coli BL21‐DE3( E. coli B F-dcm ompT hsdS(rB-mB-) gal λDE3);Novagen)を形質転換した。形質転換の方法は、Novagen社で推薦する方法に従った。各組換え発現ベクターが形質転換された個々の単一コロニーをとり、アンピシリン(50μg/ ml)が含まれた2Xルリアブロス(Luria Broth、LB)培地に接種し、37℃で15時間培養した。組換え菌株の培養液と30%グリセロールを含む2X LB培地を1:1(v/v)の割合で混合して、各1mlずつクライオチューブに分注して−140℃に保管した。これを組換え融合タンパク質の生産のための細胞ストック(cell stock)として使用した。
し、500 mlの2Xルリアブロスに接種し、37℃で14〜16時間振とう培養した。 OD600の値が5.0以上を示すと培養を終了し、これを種培養液として使用した。50L発酵器(MSJ‐U2、B.E.MARUBISHI、日本)を用いて、種培養液を17Lの発酵培地に接種し、初期バス(bath)発酵を開始した。培養条件は、温度37℃、空気量20L/分(1 vvm)、攪拌速度500rpm及び30%アンモニア水を使用してpH 6.70に維持した。発酵の進行は、培養液内の栄養素が制限されたとき、追加の培地(feeding solution)を添加して流加培養を行った。菌株の成長は、OD値によってモニタリングし、OD値が100以上で最終濃度500μMのIPTGで導入した。培養は導入後、約23〜25時間までさらに進行し、培養終了後に遠心分離器を用いて組換え菌株を収得して使用時まで−80℃で保管した。
前記実施例2で発現させた組換えインスリンアナログを可溶性の形態に変えるために細胞を破砕してリフォールディングした。細胞ペレット100g(wet weight)を1Lの溶解緩衝液(50 mM Tris‐HCl(pH9.0)、1 mM EDTA(pH8.0)、0.2 M NaClと0.5%トリトンX‐100)に再浮遊した。微細溶液化プロセッサMicrofluidizer(Microfluidic Corp. Model M‐110EH‐30)を使用して、15,000psiの圧力で実行して細胞を破砕した。破砕された細胞溶解物を7,000rpmで4〜8℃で20分間遠心分離して上澄液を捨て、3Lの洗浄緩衝液(0.5%トリトンX‐100と50mM Tris‐HCl(pH8.0)、0.2M NaCl、1mM EDTA)に再浮遊した。7,000 rpmで4〜8℃で20分間遠心分離してペレットを蒸留水に再浮遊した後、同様の方法で遠心分離した。ペレットをとり、緩衝液(1M L‐グリシン、3.78 g L‐システイン‐HCl、pH 10.6)に再浮遊して、常温で1時間攪拌した。再浮遊された遺伝子組換えインスリンアナログの回収のために8Mウレアを追加した後、3〜5時間攪拌した。可溶化された組換えプロインスリンアナログのリフォールディング(refolding)のために7,000 rpmで4〜8℃で30分間遠心分離した後、上澄液を取った後、還元剤(15mM L‐システイン‐HCl)を1時間処理し、ここに一定の倍数の蒸留水を蠕動ポンプ(peristaltic pump)を用いて入れながら4〜8℃で12時間以上攪拌した。
45%エタノールを含む20mMクエン酸ナトリウム(pH2.0)緩衝液で平衡化されたSP FF(GE healthcare社)カラムに再接合が終わった試料を結合させた後、塩化カリウム0.5 Mと45%エタノールを含む20 mMクエン酸ナトリウム(pH2.0)緩衝液を用いて濃度が0%から100%になるように10カラム容量の直線濃度勾配でインスリンアナログタンパク質を溶出した。
溶出された試料を限外ろ過膜で塩を除去し、緩衝溶液(10mM Tris‐HCl、pH8.0)に交替した。得られた試料タンパク量の約30,000モル比に該当するトリプシンと約3,000モル比に該当するカルボキシペプチダーゼBを添加した後、4〜8℃で16時間以上攪拌した。
反応が終わった試料を45%エタノールを含む20mMクエン酸ナトリウム(pH2.0)緩衝液で平衡化されたSP HP(GE healthcare社)カラムに再度結合させた後、塩化カリウム0.5 M と45%エタノールを含む20mMクエン酸ナトリウム(pH2.0)緩衝液を用いて濃度が0%から100%になるように10カラム容量の直線濃度勾配でインスリンアナログタンパク質を溶出した。
前記実施例6で得られた試料から純粋なインスリンアナログを純粋分離するためにリン酸ナトリウムとイソプロパノールを含む緩衝液で平衡化された逆相クロマトグラフィーSource30RPC(GE healthcare、米国)に結合させた後、リン酸ナトリウムとイソプロパノールを含む緩衝液を用いて直線濃度勾配でインスリンアナログタンパク質を溶出した。
インスリンアナログのインスリン受容体結合力を測定するために、SPA(Scintillation Proximity assay)方法を用いて分析した。96ウェルピコプレート(pico‐plate)にインスリン受容体が発現されたCHO細胞株の細胞膜とPVT SPAビーズを一緒に入れた。インスリン受容体に対する結合力を確認するために、10個以上の濃度に希釈したヒトインスリン及びそれぞれのインスリンアナログ、そして競争相手として、放射性同位元素である125ヨウ素が付着したインスリンを一緒に入れた後、常温で4時間の競争反応させた。4時間後、ベータカウンターを用いてインスリン受容体の結合力を測定した。各物質の結合力は、GraphPad Prism 6ソフトウェアを使用してIC50に算出し、ヒトインスリンのインスリン受容体結合力に対する相対的なインスリンアナログのインスリン受容体結合力に数値化した。
インスリンアナログ10のインビトロ効力を測定するために、脂肪細胞に分化させたマウス由来の3T3‐L1細胞株を用いたグルコース吸収能(Glucose uptake、または脂質合成)試験を実施した。3T3‐L1細胞を10%NBCS(新生仔牛血清)を含むDMEM(Dulbeco's Modified Eagle's Medium、Gibco、Cat.No、12430)培地を用いて、週2〜3回継代培養し維持した。3T3‐L1細胞を分化用培地(10%FBSを含むDMEM)を用いて懸濁した後、48ウェルのプレートにウェル当り5×104個になるように接種して48時間培養した。脂肪細胞への分化のために、分化用培地に1μg/mLヒトインスリン(Sigma, Cat. No. I9278)、0.5μMIBMX(3-isobutyl-1-methylxanthine, Sigma, Cat. No.I5879)、及び1μMデキサメタゾン(Sigma, Cat. No. D4902)を混合し、既存培地を除去した後、ウェル当り250μlずつ入れた。48時間後、分化用培地に1μg/mLのヒトインスリンのみを添加した培地に再度交換した。以後、48時間ごとに1μg/mLのヒトインスリンを添加した分化用培地に交換しながら、12日間脂肪細胞への分化が誘導されることを確認した。グルコース吸収能の試験のために、分化が終わった細胞を無血清DMEM培地で1回水洗した後、250μlずつ無血清DMEMを入れて4時間血清の枯渇を誘導した。ヒトインスリンとインスリンアナログ10を10μMから0.001nMまで無血清DMEM培地で10倍に順次希釈して用意した。用意された試料を細胞にそれぞれ250μlずつ添加した後、24時間、37℃、5%CO2培養器で培養した。培養が終わった培地のグルコース残量を測定するために、200μlの培地を取って、D‐PBSでそれぞれ5倍に希釈してGOPOD(GOPOD Assay Kit, Megazyme, Cat. No. K-GLUC)分析を行った。グルコース標準溶液の吸光度を基準に培地の残りのグルコース濃度を換算してグルコース吸収能に対するEC50をそれぞれ算出した。
インスリンアナログ10の細胞安定性を確認するためにヒト由来のHepG2細胞株を用いて試験を実施した。まず、HepG2細胞を、10%FBSを含むDMEM培地を用いて、週2〜3回継代培養し維持した。24ウェルのプレートにポリ‐L‐リジン(Trevigen, Cat.No. 3438-100-01)をウェル当り300μlずつ入れて37℃で2時間コーティングした。冷たいD‐PBSで2回水洗した後、HepG2細胞を培養用培地(10%FBSを含むDMEM)を用いて懸濁した後、24ウェルのプレートのウェル当り1×105個となれるように接種して24時間培養した。試験用培地(2%FBS を含むDMEM)を用いて細胞を水洗した後、ヒトインスリンとインスリンアナログ10を500nMずつ含む試験用培地を各ウェル当り500μlずつ入れた。以降、0、2、6、9、24、48時間、37℃、5%CO2培養器で培養した後、培養が終わったら培地を回収して冷凍保管した。培地内インスリン残量を測定するためにPBS‐Tで100倍に希釈して、ヒトインスリンELISAキット(Alpco, Cat.No. 80-INSHU-E10.1)を用いて分析を行った。
Claims (24)
- 天然型インスリンB鎖の16番目のアミノ酸、B鎖の25番目のアミノ酸、A鎖の14番目のアミノ酸及びA鎖の19番目のアミノ酸からなる群から選択される1つ以上のアミノ酸の変異を含む、インスリンアナログ。
- 前記変異が、天然型インスリンB鎖の16番目のアミノ酸であるチロシンのグルタミン酸、セリン、トレオニン、またはアスパラギン酸への変異;天然型インスリンB鎖の25番目のアミノ酸であるフェニルアラニンのアスパラギン酸またはグルタミン酸への変異;天然型インスリンA鎖の14番目のアミノ酸であるチロシンのヒスチジン、リジン、アラニン、またはアスパラギン酸への変異;または天然型インスリンA鎖の19番目のアミノ酸であるチロシンのグルタミン酸、セリン、またはトレオニンへの変異である、
請求項1に記載のインスリンアナログ。 - 前記インスリンアナログが、
下記一般式(1)で表される配列番号:55のA鎖と下記一般式(2)で表される配列番号:56のB鎖を含むインスリンアナログ(ただし、前記インスリンアナログのうち、そのA鎖が配列番号:53と一致しながら、同時に、B鎖が配列番号:54と一致するものは除く。):
一般式(1)
Xaa1が、アラニン、グリシン、グルタミン、ヒスチジン、グルタミン酸またはアスパラギンであり、
Xaa5が、アラニン、グルタミン酸、グルタミン、ヒスチジン、またはアスパラギンであり、
Xaa12が、アラニン、セリン、グルタミン、グルタミン酸、ヒスチジン、またはアスパラギンであり、
Xaa14が、チロシン、ヒスチジン、リジン、アラニン、またはアスパラギン酸であり、
Xaa16が、アラニン、ロイシン、チロシン、ヒスチジン、グルタミン酸またはアスパラギンであり、
Xaa19が、チロシン、グルタミン酸、セリン、またはトレオニンであり、
Xaa21が、アスパラギン、グリシン、ヒスチジン、またはアラニンである。
一般式(2)
Xaa16が、チロシン、グルタミン酸、セリン、トレオニン、またはアスパラギン酸であり、
Xaa25が、フェニルアラニン、アスパラギン酸、またはグルタミン酸であり、
Xaa27が、トレオニンであるか、不存在であり、
Xaa28が、プロリン、グルタミン酸、またはアスパラギン酸であるか、不存在である。 - 前記インスリンアナログが
前記一般式(1)で表される配列番号:55のA鎖と配列番号:54のB鎖を含む、 請求項3に記載のインスリンアナログ。 - 前記インスリンアナログが、
前記配列番号:53のA鎖と一般式(2)で表される配列番号:56のB鎖を含む、
請求項3に記載のインスリンアナログ。 - 前記一般式(1)において、
Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシン、ヒスチジン、リジン、アラニン、またはアスパラギン酸であり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシン、グルタミン酸、セリン、またはトレオニンであり、Xaa21はアスパラギンであり、
前記一般式(2)において、
Xaa16はチロシン、グルタミン酸、セリン、トレオニン、またはアスパラギン酸であり、Xaa25はフェニルアラニン、アスパラギン酸、またはグルタミン酸であり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、
請求項3に記載のインスリンアナログ。 - 前記一般式(1)において、
Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシン、グルタミン酸、またはセリンであり、Xaa21はアスパラギンであり、
前記一般式(2)において、
Xaa16はチロシン、グルタミン酸、セリン、またはアスパラギン酸であり、Xaa25はフェニルアラニン、アスパラギン酸、またはグルタミン酸であり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、
請求項3に記載のインスリンアナログ。 - 前記インスリンアナログが、
(1)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はヒスチジンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(2)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はリジンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(3)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はグルタミン酸であり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(4)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はセリンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(5)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はトレオニンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(6)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はグルタミン酸であり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(7)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はセリンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(8)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はトレオニンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(9)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はアラニンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(10)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はアスパラギン酸であり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)で、Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(11)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はアスパラギン酸であり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(12)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はアスパラギン酸であり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、または;
(13)前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、 Xaa16はチロシンであり、Xaa25はグルタミン酸であり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、
請求項3に記載のインスリンアナログ。 - 前記インスリンアナログは、配列番号:28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、及び52からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、
請求項1に記載のインスリンアナログ。 - 前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はグルタミン酸であり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、
請求項3に記載のインスリンアナログ。 - 前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はセリンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、
請求項3に記載のインスリンアナログ。 - 前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はトレオニンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、
請求項3に記載のインスリンアナログ。 - 前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はアスパラギン酸であり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、Xaa16はチロシンであり、Xaa25はフェニルアラニンであり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、
請求項3に記載のインスリンアナログ。 - 前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、Xaa16はチロシンであり、Xaa25はアスパラギン酸であり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、
請求項3に記載のインスリンアナログ。 - 前記一般式(1)において、Xaa1はグリシンであり、Xaa5はグルタミンであり、Xaa12はセリンであり、Xaa14はチロシンであり、Xaa16はロイシンであり、Xaa19はチロシンであり、Xaa21はアスパラギンであり、前記一般式(2)において、Xaa16はチロシンであり、Xaa25はグルタミン酸であり、Xaa27はトレオニンであり、Xaa28はプロリンである、請求項3に記載のインスリンアナログ。
- 請求項1〜15のいずれか一項に記載のインスリンアナログをコードする分離された核酸。
- 請求項16に記載の核酸を含む、組換え発現ベクター。
- 請求項17に記載の組換え発現ベクターを含む、形質転換体。
- 前記形質転換体が大腸菌である、請求項18に記載の形質転換体。
- 下記段階を含む請求項1〜15のいずれか一項に記載のインスリンアナログを製造する方法:
a)請求項1〜15のいずれか一項に記載のインスリンアナログをコードする核酸を含む形質転換体を培養して、インスリンアナログを発現させる段階;及び
b)発現されたインスリンアナログを分離及び精製する段階。 - 前記分離及び精製が、
b‐1)前記a)段階の培養液から形質転換体を収穫して破砕する段階;
b‐2)破砕された細胞溶解物から発現されたインスリンアナログを回収してリフォールディング(refolding)する段階;
b‐3)リフォールディングされたインスリンアナログを陽イオン交換クロマトグラフィーで精製する段階;
b‐4)精製されたインスリンアナログをトリプシン及びカルボキシペプチダーゼBで処理する段階;
b‐5)処理されたインスリンアナログを陽イオン交換クロマトグラフィー及び陰イオン交換クロマトグラフィーまたは逆相クロマトグラフィーで順次精製する段階を含む、請求項20に記載の方法。 - 有効成分として請求項1〜15のいずれか一項に記載のインスリンアナログを含む、糖尿病治療用薬学的組成物。
- 有効成分として請求項1〜15のいずれか一項に記載のインスリンアナログを含む、組成物。
- 請求項1〜15のいずれか一項に記載のインスリンアナログまたはこれを含む組成物をこれを必要とする個体に投与する段階を含む、糖尿病を治療する方法。
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