JP2021518171A - Cd4ムテインおよびその使用方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、CD4ドメイン1およびCD4ドメイン2(CD4 D1D2)を含有するタンパク質に関するものであり、ここで、CD4 D1D2は、野生型ヒトCD4 D1D2と比較して1以上の突然変異を含有する。本発明はまた、対象におけるヒト免疫不全ウイルス(HIV)感染を治療するための、該タンパク質の使用方法に関する。【選択図】図1

Description

関連出願に対する相互参照
本特許出願は米国仮特許出願第62/645,903号(2018年3月21日付け出願)に基づく優先権の利益を主張するものである。該優先権出願の全開示の全体をあらゆる目的で参照により本明細書に組み入れることとする。
米国政府の援助に関する陳述
本発明は、米国国立衛生研究所(National Institutes of Health)により授与された助成金番号AI091476、AI129868およびAI126623に基づく米国政府の援助によりなされた。米国政府は本発明において一定の権利を有する。
発明の分野
本発明は、全般的には、CD4を含むタンパク質、およびHIVの治療におけるそれらの使用に関する。
許容宿主CD4 T細胞上で発現されるヒト免疫不全ウイルス(HIV)に対する膜貫通受容体であるCD4に由来するポリペプチドは、HIV感染を抑制するために使用されうる。そのようなCD4由来ポリペプチドは、ウイルス粒子に結合して許容宿主細胞上のCD4の認識を妨げることにより、HIV感染を遮断または「中和」するように仲介しうる。CD4の可溶性形態(sCD4)は、HIV感染を抑制するためのアプローチとして1980年代に最初に提示された(Hussey,R.E.ら(1988)NATURE,331(6151):78−81;Deen,K.C.ら(1988)NATURE,331(6151):82−4;Smith,D.H.ら(1987)SCIENCE,238(4834):1704−7;Fisher,R.A.ら(1988)NATURE,331(6151):76−8;Watanabe,M.ら(1989)NATURE,337(6204):267−70;Traunecker,A.ら(1988)NATURE,331(6151):84−6)。しかし、血漿中のsCD4の短い半減期は、HIV感染を治療するための組換えタンパク質治療薬としてのその使用に対する熱意をくじいた(Watanabe ら(1989),前掲;Schooley,R.T.ら(1990)ANN.INTERN.MED.,112(4):247−53)。更に、患者から直接分離されたHIV株(すなわち、一次分離株)の相当な割合がsCD4による中和に対して耐性である(Ashkenazi,A.ら(1991)PROC.NATL.ACAD.SCI.USA,88(16):7056−60;Daar,E.S.ら(1990)PROC.NATL.ACAD.SCI.USA,87(17):6574−8;O’Brien,W.A.ら(1992)J.VIROL.,66(5):3125−30)。
sCD4の半減期のこれまでの改善は、免疫グロブリン(Ig)結晶化可能フラグメント(Fc)を加えることにより行われている(Capon,D.J.ら(1989)NATURE,337(6207):525−31;Chamow,S.M.ら(1992)INT.J.CANCER SUPPL.,7:69−72;Byrn,R.A.ら(1990)NATURE,344(6267):667−70)。免疫グロブリンFcを含有するsCD4の形態はCD4−Igと称される。このアプローチにもかかわらず、ヒトCD4−Igの半減期は、通常の抗体で予想されるものに尚も達していない(Hodges,T.L.ら(1991)ANTIMICROB.AGENTS CHEMOTHER.,35(12):2580−6;Kahn,J.O.ら(1990)ANN.INTERN.MED.,112(4):254−61;Chamow,S.M.ら(1994)BIOCONJUG.CHEM.,5(2):133−40)。CD4−Igの最適とは言えない薬物動態学的特性は治療状況におけるその有用性を制限している。
これまでに種々の開発がなされているが、HIVおよびエイズの治療および処置のための新規かつ有効な療法が尚も絶えず必要とされている。
発明の概括
本発明は、天然に存在するヒトCD4 D1D2(すなわち、ヒトCD4ドメイン1およびCD4ドメイン2)を含むタンパク質より高い安定性および/または活性を有するヒトCD4ドメイン1およびCD4ドメイン2の両方(CD4 D1D2)を含むタンパク質の知見に部分的に基づいている。ある実施形態においては、該タンパク質は、天然に存在するヒトCD4 D1D2を含むタンパク質と比較して、例えば熱スキャンアッセイにおける動的光散乱(DLS)により測定された場合の、より高い凝集温度、および/またはより長い血漿半減期を示す。更に、本明細書に記載されているタンパク質はヒト対象におけるHIVの治療に好適でありうると想定される。
1つの態様においては、本発明は、ヒトCD4ドメイン1およびドメイン2(CD4 D1D2)ムテインを含むタンパク質を提供し、ここで、CD4 D1D2ムテインは野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)に対して少なくとも90%同一であり、
a.非荷電アミノ酸による野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の置換、
b.酸性アミノ酸による野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の置換、
c.酸性アミノ酸による野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における非荷電アミノ酸の置換、または
d.置換されるアミノ酸より大きな体積を有する疎水性アミノ酸による野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるグリシンもしくは埋もれた疎水性側鎖を有するアミノ酸の置換
のうちの少なくとも1つの置換を含み、該置換は、非ヒト霊長類CD4 D1D2において野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)とは非同一である位置におけるものである。
もう1つの態様においては、本発明は、CD4 D1D2ムテインが野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)に対して少なくとも90%同一であり、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、V4、L5、G6、K7、K8、D10、T11、V12、L14、T15、T17、A18、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、H27、N30、N32、I34、K35、I36、L37、N39、G41、S42、L44、K46、P48、K50、L51、N52、D53、A55、D56、R58、R59、S60、L61、Q64、G65、N66、F67、P68、L69、I70、I71、K72、K73、L74、K75、I76、E77、D80、T81、V86、E87、D88、Q89、E91、V93、Q94、L95、L96、V97、F98、G99、T101、A102、N103、S104、D105、H107、L108、Q110、S113、L114、L116、T117、L118、S120、P121、P122、G123、S124、S125、V128、Q129、C130、R131、S132、P133、R134、G135、N137、I138、Q139、G140、G141、K142、T143、L144、S145、V146、S147、L149、E150、L151、Q152、D153、G155、T156、W157、T158、T160、V161、L162、Q163、N164、Q165、K166、K167、V168、E169、F170、K171、I172、D173、I174、V175、V176またはA178に対応する位置に少なくとも1つの置換を含む、CD4 D1D2ムテインを含むタンパク質を提供する。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、非ヒト霊長類CD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば非ヒト霊長類CD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、V4、G6、K7、D10、T11、V12、T15、T17、A18、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、H27、N30、N32、I34、K35、N39、G41、S42、L44、K46、P48、K50、L51、N52、D53、A55、D56、R58、R59、S60、L61、Q64、G65、N66、P68、L69、I70、K72、K73、L74、K75、I76、E77、D80、T81、E87、D88、Q89、E91、Q94、L96、G99、T101、A102、N103、S104、D105、H107、L108、Q110、S113、T117、S120、P122、G123、S124、S125、V128、Q129、C130、R131、S132、R134、G135、N137、I138、Q139、G140、G141、K142、T143、L144、S145、V146、S147、E150、L151、Q152、D153、T156、W157、T158、T160、V161、L162、Q163、N164、Q165、K166、K167、V168、E169、F170、K171、I172、D173、I174、V175またはA178に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、類人猿、旧世界ザルまたは新世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば類人猿、旧世界ザルまたは新世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、K7、D10、T11、T15、T17、A18、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、H27、N30、N32、I34、N39、G41、S42、L44、K46、P48、N52、D53、A55、R59、L61、Q64、G65、N66、P68、L69、I70、K72、K73、L74、K75、I76、D80、E87、D88、Q89、Q94、L96、A102、N103、S104、Q110、S113、T117、S120、S124、Q129、R131、R134、N137、Q139、G140、G141、K142、T143、L144、S145、V146、S147、E150、L151、Q152、T156、W157、T158、T160、V161、L162、N164、Q165、K166、K167、V168、K171、D173、I174またはV175に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、類人猿または旧世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば類人猿または旧世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK2、D10、T15、T17、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、N30、N32、I34、N39、P48、N52、D53、A55、R59、G65、N66、P68、L69、D80、E87、D88、Q89、Q94、Q110、T117、S120、S124、Q129、R134、G140、K142、L144、S147、L151、T156、W157、T160、V161、L162、N164、K166またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、類人猿CD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば類人猿CD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、T15、T17、Q20、I34、N52、D53、A55、R59、G65、P68、E87、D88、T117、S120、R134、G140、S147、W157、T160、N164またはK166に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、旧世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば旧世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK2、D10、T15、T17、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、N30、N32、I34、N39、P48、N52、A55、R59、N66、P68、L69、D80、D88、Q89、Q94、Q110、S124、Q129、R134、G140、K142、L144、S147、L151、T156、T160、V161、L162、N164、K166またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、置換されるアミノ酸より大きな体積、例えば側鎖体積を有する疎水性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるグリシンもしくは疎水性アミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば置換されるアミノ酸より大きな体積を有する疎水性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のL5、G6、V12、L14、A18、I24、I36、L37、L44、L51、A55、G65、F67、P68、L69、V93、G99、I71、L74、V86、V93、L95、L96、V97、F98、A102、L108、L114、L116、L118、P121、V128、P133、I138、G141、L144、V146、L149、G155、V161、V168、F170、I172、I174またはV176に対応する位置におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば置換されるアミノ酸より大きな体積を有する疎水性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のG6、A55、L116、V128、V146、V168またはV176に対応する位置におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば置換されるアミノ酸より大きな体積を有する疎水性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のG6、I24、L44、L51、A55、L69、G99、A102、V128、G141、V146、V161およびV168に対応する位置におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、正味正電荷の低減を伴うタンパク質を与える少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、非荷電アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の、少なくとも1つの置換、または酸性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えばG、A、S、T、N、Q、HまたはYによる、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、K7、K21、K22、K35、K46、K50、R58、R59、K72、K75、R131、R134、K142、K166、K167またはK171に対応する位置におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、酸性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における非荷電アミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えばDまたはEによる、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のV4、T11、T15、T17、S19、Q20、S23、Q25、H27、N30、N32、I34、S42、P48、N52、S60、L61、Q64、N66、I70、I76、T81、Q89、Q94、T101、N103、S104、H107、Q110、S113、T117、S120、P122、G123、S124、S125、Q129、G135、N137、Q139、G140、T143、S145、S147、L151、Q152、T156、T158、T160、L162、Q163、N164、Q165、V175またはA178に対応する位置におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、CD4 D1ドメインにおける少なくとも1つの置換、例えば、本明細書に記載されている置換の1以上、およびCD4 D2ドメインにおける少なくとも1つの置換、例えば、本明細書に記載されている置換の1以上を含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20個の置換を含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)に対して少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%同一である。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における表面露出側鎖を有するアミノ酸位置における10、9、8、7、6、5、4、3、2個または1個より少ない置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK2、G6、K8、T15、T17、K21、S23、A55、I70、K72、K75、Q94、L96、Q110、L116、V128、R134、K142、V146、N164、K166、K167、V168またはV176に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、L5、G6、K7、K8、T15、T17、K21、K22、S23、A55、I70、K72、K75、Q94、L96、G99、A102、Q110、R134、K142、N164、K166、K167またはK171に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のG6、S23、A55、K72、K75、Q94、L96、Q110、L116、V128、R134、V146、N164、K167、V168またはV176に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のL5、K8、S23、A55、K75、Q94、L96、Q110、R134、N164またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。例えば、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のG6、S23、A55、K72、K75、Q94、L96、Q110、V128、R134、V146、N164、K167またはV168に対応する位置における少なくとも1つの置換、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のL5、S23、A55、L96、R134、N164またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK72、K75、Q94、Q110、L116、V128、R134、V146、N164、K167、V168またはV176に対応する位置における少なくとも1つの置換、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のS23、A55、R134、N164またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換、あるいは野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のS23、A55、R134、N164またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のA55、R134、N164またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換を含みうる。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のG6、S23、A55、V128、V146またはV168に対応する位置における少なくとも1つの置換、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK2、K7、K8、T17、I70、K72、Q94、Q110、R134、K142、N164またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:A55およびK72;A55およびK75;A55およびQ94;A55およびQ110;A55およびL116;A55およびV128;A55およびR134;A55およびV146;A55およびN164;A55およびK167;A55およびV168;S23およびK72;S23およびK75;S23およびQ94;S23およびQ110;S23およびL116;S23およびV128;S23およびR134;S23およびV146;S23およびN164;S23およびK167;S23およびV168;G6およびK72;G6およびK75;G6およびQ94;G6およびQ110;G6およびL116;G6およびV128;G6およびR134;G6およびV146;G6およびN164;G6およびK167;G6およびV168;K72およびK75;K72およびQ94;K72およびQ110;K72およびL116;K72およびV128;K72およびR134;K72およびV146;K72およびN164;K72およびK167;K72およびV168;K75および94;K75およびQ110;K75およびL116;K75およびV128;K75およびR134;K75およびV146;K75およびN164;K75およびK167;K75およびV168;Q94およびQ110;Q94およびL116;Q94およびV128;Q94およびR134;Q94およびV146;Q94およびN164;Q94およびK167;Q94およびV168;Q110およびL116;Q110およびV128;Q110およびR134;Q110およびV146;Q110およびN164;Q110およびK167;Q110およびV168;L116およびV128;L116およびR134;L116およびV146;L116およびN164;L116およびK167;L116およびV168;V128およびR134;V128およびV146;V128およびN164;V128およびK167;V128およびV168;V146およびN164;V146およびK167;V146およびV168;またはN164およびK167。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:S23、A55およびK72;S23、A55およびK75;S23、A55およびQ94;S23、A55およびQ110;S23、A55およびL116;S23、A55およびV128;S23、A55およびR134;S23、A55およびV146;S23、A55およびN164;S23、A55およびK167;S23、A55およびV168;G6、S23およびK72;G6、S23およびK75;G6、S23およびQ94;G6、S23およびQ110;G6、S23およびL116;G6、S23およびV128;G6、S23およびR134;G6、S23およびV146;G6、S23およびN164;G6、S23およびK167;G6、S23およびV168;G6、A55およびK72;G6、A55およびK75;G6、A55およびQ94;G6、A55およびQ110;G6、A55およびL116;G6、A55およびV128;G6、A55およびR134;G6、A55およびV146;G6、A55およびN164;G6、A55およびK167;G6、A55およびV168;G6、S23、A55およびK72;G6、S23、A55およびK75;G6、S23、A55およびQ94;G6、S23、A55およびQ110;G6、S23、A55およびL116;G6、S23、A55およびV128;G6、S23、A55およびR134;G6、S23、A55およびV146;G6、S23、A55およびN164;G6、S23、A55およびK167;またはG6、S23、A55およびV168。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:R134、N164およびK167;K72、R134およびK167;K75、R134およびK167;Q94、R134およびK167;Q110、R134およびK167;Q94、Q110およびR134;Q94、Q110およびN164;Q94、Q110および167;Q94、Q110、R134およびK167;K72、K75およびR134;K72、K75およびN164;K72、K75およびK167;K72、K75、R134およびK167;V128、V168およびR134;V128、V168およびN164;V128、V168およびK167;V128、V168およびV146;V128、V168およびL116;V128、V168およびK72;V128、V168およびK75;V128、V168およびQ94;V128、V168およびQ110;V146、R134およびK167;V146、R134およびN164;R134、K142、N164およびK167;I70、R134、N164およびK167;K72、R134、N164およびK167;Q94、R134、N164およびK167;Q110、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134およびK167;Q94、Q110、R134、N164およびK167;K72、Q94、Q110、R134、N164およびK167;K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;K72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;V128、V168、R134およびK72;V128、V168、R134およびK75;V128、V168、R134およびQ94;V128、V168、R134およびQ110;V128、V168、R134およびL116;V128、V168、R134およびV146;V128、V168、R134およびN164;V128、V168、R134およびK167;V128、V168、V146およびK72;V128、V168、V146およびK75;V128、V168、V146およびQ94;V128、V168、V146およびQ110;V128、V168、V146およびN164;またはV128、V168、V146およびK167。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:G6、A55、V128およびV168;G6、A55、V146およびV168;G6、A55、V128およびV146;G6、A55、V128、V146およびV168;G6、S23、A55、V128およびV168;G6、S23、A55、V128、V146およびV168;G6、S23、A55、V128、R134、V146およびV168;A55、V128、V168およびK72;A55、V128、V168およびK75;A55、V128、V168およびQ94;A55、V128、V168およびQ110;A55、V128、V168およびL116;A55、V128、V168およびR134;A55、V128、V168およびV146;A55、V128、V168およびK167;S23、V128、V168およびK72;S23、V128、V168およびK75;S23、V128、V168およびQ94;S23、V128、V168およびQ110;S23、V128、V168およびL116;S23、V128、V168およびR134;S23、V128、V168およびV146;S23、V128、V168およびK167;S23、A55、R134およびK167;S23、A55、R134、N164およびK167;S23、A55、K72、R134およびK167;S23、A55、K75、R134およびK167;S23、A55、Q94、R134およびK167;S23、A55、L96、R134およびK167;S23、A55、Q110、R134およびK167;S23、K72、K75、R134およびK167;S23、K72、K75、R134、N164およびK167;S23、A55、K72、K75、R134およびK167;S23、A55、K72、K75、R134、N164およびK167;S23、A55、K72、K75、L96、R134、N164およびK167;S23、A55、K72、K75、Q94、R134、N164およびK167;S23、A55、K72、K75、Q110、R134、N164およびK167;S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;S23、A55、K72、K75、Q94、L96、Q110、R134、N164およびK167;G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134およびK167;S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134およびK167;S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134、V146およびK167;S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134、K167、V168;S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、K167、V168;S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、V146、K167、V168;S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、N164、K167、V168;S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、V146、N164、K167、V168;G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134およびK167;G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134、V146およびK167;G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134、K167、V168;G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、K167、V168;G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、V146、K167、V168;G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、N164、K167、V168;G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、V146、N164、K167、V168;G6、S23、A55、K72、V128およびV168;G6、S23、A55、K75、V128およびV168;G6、S23、A55、Q94、V128およびV168;G6、S23、A55、Q110、V128およびV168;G6、S23、A55、V128、N164およびV168;G6、S23、A55、V128、K167およびV168;A55、R134、N164およびK167;L5、S23、A55、L96およびR134;L5、S23、A55、L96およびN164;L5、S23、A55、L96およびK167;S23、A55、R134、N164およびK167;G6、S23、A55、R134、N164およびK167;S23、A55、L96、R134、N164およびK167;L5、S23、A55、R134、N164およびK167;またはL5、S23、A55、L96、R134、N164およびK167。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:A55、R134、N164およびK167;S23、A55、R134、N164およびK167;L5、S23、A55、L96、R134、N164およびK167;A55、V128およびV168;S23、A55、V128およびV168;G6、S23、A55、V128およびV168;G6、S23、A55、V128、V146およびV168;S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134およびK167;G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134およびK167;S23、A55、K72、K75、Q94、L96、Q110、R134およびK167;S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;S23、A55、K72、K75、R134およびK167;またはS23、A55、K72、K75、V128、R134、K167およびV168。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:R134およびK167;R134およびN164;N164およびK167;A55およびR134;A55およびN164;A55およびK167;S23およびR134;S23およびN164;S23およびK167;K72およびK75;K75およびR134;K75およびN164;K75およびK167;K75およびQ94;K75およびQ110;S23およびK75;A55およびK75;Q94およびQ110;S23およびA55;L5およびS23;K2およびN164;K2およびK167;K7およびK8;K7およびA55;K8およびN164;K8およびK167;K8およびA55;T17およびN164;T17およびK167;I70およびN164;I70およびK167;A55およびI70;A55およびK72;K72およびN164;K72およびK167;Q94およびN164;Q94およびK167;Q110およびN164;Q110およびK167;K142およびK167;R134、N164およびK167;A55、R134およびN164;A55、R134およびK167;A55、N164およびK167;A55、K7およびK8;S23、R134およびN164;S23、R134およびK167;S23、N164およびK167;S23、A55およびR134;S23、A55およびN164;S23、A55およびK167;K75、R134およびN164;K75、R134およびK167;K75、N164およびK167;K75、Q94およびQ110;A55、K75およびR134;L5、A55およびL96;A55、R134、N164およびK167;A55、K75、R134およびK167;L5、S23、A55およびL96;R134、K142、N164およびK167;K7、R134、N164およびK167;K8、R134、N164およびK167;K72、R134、N164およびK167;K75、R134、N164およびK167;T17、R134、N164およびK167;I70、R134、N164およびK167;Q94、R134、N164およびK167;Q110、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134およびN164;S23、A55、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134、K142およびK167;Q94、Q110、K142、N164およびK167;K7、K8、R134、N164およびK167.S23、A55、L96、R134、N164およびK167;K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;またはK72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:R134およびK167;R134およびN164;N164およびK167;Q94およびQ110;K2およびN164;K2およびK167;K7およびK8;K8およびN164;K8およびK167;T17およびN164;T17およびK167;I70およびN164;I70およびK167;K72およびN164;K72およびK167;K75およびR134;K75およびN164;K75およびK167;K75およびQ94;K75およびQ110;Q94およびN164;Q94およびK167;Q110およびN164;Q110およびK167;K142およびK167;R134、N164およびK167;K75、Q94およびQ110;K7、R134、N164およびK167;K8、R134、N164およびK167;T17、R134、N164およびK167;R134、K142、N164およびK167;I70、R134、N164およびK167;K72、R134、N164およびK167;Q94、R134、N164およびK167;Q110、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134およびN164;Q94、Q110、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134、K142およびK167;Q94、Q110、K142、N164およびK167;K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;K72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;またはK7、K8、R134、N164およびK167。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:R134、N164およびK167;A55、R134およびN164;A55、R134およびK167;A55、N164およびK167;L5、A55およびL96;A55、R134、N164およびK167;L5、S23、A55およびL96;S23、A55、R134、N164およびK167;S23、A55、L96、R134、N164およびK167;L5、S23、A55、R134、N164およびK167;またはL5、S23、A55、L96、R134、N164およびK167。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:L5、A55およびL96;A55、R134、N164およびK167;S23、A55、R134、N164およびK167;またはL5、S23、A55、L96、R134、N164およびK167。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:R134およびK167;R134およびN164;N164およびK167;A55およびR134;A55およびN164;A55およびK167;S23およびR134;S23およびN164;S23およびK167;K72およびK75;K75およびR134;K75およびN164;K75およびK167;K75およびQ94;K75およびQ110;S23およびK75;A55およびK75;Q94およびQ110;S23およびA55;L5およびS23;K2およびN164;K2およびK167;K7およびK8;K7およびA55;K8およびN164;K8およびK167;K8およびA55;T17およびN164;T17およびK167;I70およびN164;I70およびK167;A55およびI70;A55およびK72;K72およびN164;K72およびK167;Q94およびN164;Q94およびK167;Q110およびN164;Q110およびK167;K142およびK167;R134、N164およびK167;A55、R134およびN164;A55、R134およびK167;A55、N164およびK167;A55、K7およびK8;S23、R134およびN164;S23、R134およびK167;S23、N164およびK167;S23、A55およびR134;S23、A55およびN164;S23、A55およびK167;K75、R134およびN164;K75、R134およびK167;K75、N164およびK167;K75、Q94およびQ110;A55、K75およびR134;L5、A55およびL96;A55、R134、N164およびK167;A55、K75、R134およびK167;L5、S23、A55およびL96;R134、K142、N164およびK167;K7、R134、N164およびK167;K8、R134、N164およびK167;K72、R134、N164およびK167;K75、R134、N164およびK167;T17、R134、N164およびK167;I70、R134、N164およびK167;Q94、R134、N164およびK167;Q110、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134およびN164;S23、A55、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134、K142およびK167;Q94、Q110、K142、N164およびK167;K7、K8、R134、N164およびK167;S23、A55、L96、R134、N164およびK167;K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;またはK72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:R134およびK167;R134およびN164;N164およびK167;Q94およびQ110;K2およびN164;K2およびK167;K7およびK8;K8およびN164;K8およびK167;T17およびN164;T17およびK167;I70およびN164;I70およびK167;K72およびN164;K72およびK167;K75およびR134;K75およびN164;K75およびK167;K75およびQ94;K75およびQ110;Q94およびN164;Q94およびK167;Q110およびN164;Q110およびK167;K142およびK167;R134、N164およびK167;K75、Q94およびQ110;K7、R134、N164およびK167;K8、R134、N164およびK167;T17、R134、N164およびK167;R134、K142、N164およびK167;I70、R134、N164およびK167;K72、R134、N164およびK167;Q94、R134、N164およびK167;Q110、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134およびN164;Q94、Q110、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134、K142およびK167;Q94、Q110、K142、N164およびK167;K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;K72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;またはK7、K8、R134、N164およびK167。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:R134、N164およびK167;A55、R134およびN164;A55、R134およびK167;A55、N164およびK167;L5、A55およびL96;A55、R134、N164およびK167;L5、S23、A55およびL96;S23、A55、R134、N164およびK167;S23、A55、L96、R134、N164およびK167;L5、S23、A55、R134、N164およびK167;またはL5、S23、A55、L96、R134、N164およびK167。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:L5、A55およびL96;A55、R134、N164およびK167;S23、A55、R134、N164およびK167;またはL5、S23、A55、L96、R134、N164およびK167。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、非荷電アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の、少なくとも1つの置換;酸性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の、少なくとも1つの置換;または酸性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における非荷電アミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、置換されるアミノ酸より大きな体積を有する疎水性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるグリシンもしくは疎水性アミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、非ヒト霊長類CD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、類人猿、旧世界ザルまたは新世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、類人猿または旧世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、類人猿CD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、旧世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の置換の少なくとも1つを含む:K1の、Nによる置換(K1N);K2の、Eによる置換(K2E)、Nによる置換(K2N)またはTによる置換(K2T);L5の、Yによる置換(L5Y)、Iによる置換(L5I)、Eによる置換(L5E)、Wによる置換(L5W)、Vによる置換(L5V)、Fによる置換(L5F)またはTによる置換(L5T);K7の、Eによる置換(K7E);K8の、Eによる置換(K8E);T15の、Nによる置換(T15N)またはEによる置換(T15E);T17の、Nによる置換(T17N)またはEによる置換(T17E);S23の、Nによる置換(S23N)、Tによる置換(S23T)、Kによる置換(S23K)、Yによる置換(S23Y)またはAによる置換(S23A);A55の、Vによる置換(A55V)、Iによる置換(A55I)、Pによる置換(A55P)、Lによる置換(A55L)、Mによる置換(A55M)、Fによる置換(A55F)、Yによる置換(A55Y)、Wによる置換(A55W)またはTによる置換(A55T);I70の、Eによる置換(I70E)、Lによる置換(I70L)またはVによる置換(I70V);K72の、Sによる置換(K72S);K75の、Eによる置換(K75E)またはQによる置換(K75Q);Q94の、Eによる置換(Q94E);L96の、Vによる置換(L96V)、Qによる置換(L96Q)、Tによる置換(L96T)、Iによる置換(L96I)またはYによる置換(L96Y);Q110の、Eによる置換(Q110E)またはHによる置換(Q110H);L116の、Fによる置換(L116F)またはWによる置換(L116W);V128の、Iによる置換(V128I)またはLによる置換(V128L);R134の、Gによる置換(R134G)またはTによる置換(R134T);K142の、Rによる置換(K142R)、Gによる置換(K142G)またはSによる置換(K142S);V146の、Iによる置換(V146I)、Lによる置換(V146L)、Fによる置換(V146F)またはWによる置換(V146W);N164の、Dによる置換(N164D)、Hによる置換(N164H)、Rによる置換(N164R)またはEによる置換(N164E);K167の、Tによる置換(K167T)、Rによる置換(K167R)またはLによる置換(K167L);V168の、Iによる置換(V168I)またはLによる置換(V168L);およびV176の、Iによる置換(V176I)。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはK2E、K7E、K8E、T17N、T17E、A55V、I70E、K72S、K75E、Q94E、Q110E、R134G、K142R、N164DおよびK167T置換の少なくとも1つを含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の置換を含む:K2EおよびN164D;K2EおよびK167T;K7EおよびK8E;K8EおよびN164D;K8EおよびK167T;T17NおよびN164D;T17NおよびK167T;T17EおよびN164D;T17NおよびK167T;I70EおよびN164D;I70EおよびK167T;K72SおよびN164D;K72SおよびK167T;Q94EおよびQ110E;Q94EおよびN164D;Q94EおよびK167T;Q110EおよびN164D;Q110EおよびK167T;R134GおよびN164D;R134GおよびK167T;K142RおよびK167T;N164DおよびK167T;R134G、N164DおよびK167T;K2E、R134G、N164DおよびK167T;K8E、R134G、N164DおよびK167T;T17N、R134G、N164DおよびK167T;T17E、R134G、N164DおよびK167T;A55V、R134G、N164DおよびK167T;I70E、R134G、N164DおよびK167T;K72S、R134G、N164DおよびK167T;K75E、Q94EおよびQ110E;またはK72S、K75E、Q94E、Q110E、R134G、N164DおよびK167T。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはL5Y、K8E、S23N、A55V、K75E、Q94E、L96V、Q110E、R134G、N164DおよびK167T置換の少なくとも1つ、L5Y、S23N、A55V、L96V、R134G、N164DおよびK167T置換の少なくとも1つ、S23N、A55V、R134G、N164DおよびK167T置換の少なくとも1つ、またはA55V、R134G、N164DおよびK167T置換の少なくとも1つを含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の置換を含む:A55V;L5Y、A55VおよびL96V;A55V、R134G、N164DおよびK167T;S23N、A55V、R134G、N164DおよびK167T;L5Y、A55V、L96V、R134G、N164DおよびK167T;またはL5Y、S23N、A55V、L96V、R134G、N164DおよびK167T。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはG6A、S23N、A55V、K72S、K75E、K75Q、Q94E、Q110E、V128L、R134G、V146I、N164D、K167TおよびV168L置換の少なくとも1つを含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはK72S、K75E、K75Q、Q94E、Q110E、V128L、R134G、V146I、N164D、K167TおよびV168L置換の少なくとも1つを含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはK72S、K75E、K75Q、Q94E、Q110E、R134G、N164DおよびK167T置換の少なくとも1つを含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはL116F、V128L、V146IおよびV168L置換の少なくとも1つを含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の置換を含む:A55VおよびK72S;A55VおよびK75E;A55VおよびK75Q;A55VおよびQ94E;A55VおよびQ110E;A55VおよびL116F;A55VおよびV128L;A55VおよびR134G;A55VおよびV146I;A55VおよびN164D;A55VおよびK167T;A55VおよびV168L;S23NおよびK72S;S23NおよびK75E;S23NおよびK75Q;S23NおよびQ94E;S23NおよびQ110E;S23NおよびL116F;S23NおよびV128I;S23NおよびR134G;S23NおよびV146I;S23NおよびN164D;S23NおよびK167T;S23NおよびV168L;G6AおよびK72S;G6AおよびK75E;G6AおよびK75Q;G6AおよびQ94E;G6AおよびQ110E;G6AおよびL116F;G6AおよびV128L;G6AおよびR134G;G6AおよびV146I;G6AおよびN164D;G6AおよびK167T;G6AおよびV168L;K72SおよびK75E;K72SおよびK75Q;K72SおよびQ94E;K72SおよびQ110E;K72SおよびL116F;K72SおよびV128L;K72SおよびR134G;K72SおよびV146I;K72SおよびN164D;K72SおよびK167T;K72SおよびV168L;K75EおよびQ94E;K75EおよびQ110E;K75EおよびL116F;K75EおよびV128L;K75EおよびR134G;K75EおよびV146I;K75EおよびN164D;K75EおよびK167T;K75EおよびV168L;K75QおよびQ94E;K75QおよびQ110E;K75QおよびL116F;K75QおよびV128L;K75QおよびR134G;K75QおよびV146I;K75QおよびN164D;K75QおよびK167T;K75QおよびV168L;Q94EおよびQ110E;Q94EおよびL116F;Q94EおよびV128L;Q94EおよびR134G;Q94EおよびV146I;Q94EおよびN164D;Q94EおよびK167T;Q94EおよびV168L;Q110EおよびL116F;Q110EおよびV128L;Q110EおよびR134G;Q110EおよびV146I;Q110EおよびN164D;Q110EおよびK167T;Q110EおよびV168L;L116FおよびV128L;L116FおよびR134G;L116FおよびV146I;L116FおよびN164D;L116FおよびK167T;L116FおよびV168L;V128LおよびR134G;V128LおよびV146I;V128LおよびN164D;V128LおよびK167T;V128LおよびV168L;V146IおよびN164D;V146IおよびK167T;V146IおよびV168L;またはN164DおよびK167T。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはA55V置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはS23N置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはL5Y、A55VおよびL96V置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはA55V、R134G、N164DおよびK167T置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはS23N、A55V、R134G、N164DおよびK167T置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはL5Y、A55V、L96V、R134G、N164DおよびK167T置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはL5Y、S23N、A55V、L96V、R134G、N164DおよびK167T置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはQ40A置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14、配列番号16、配列番号18、配列番号20、配列番号22、配列番号24、配列番号26、配列番号28、配列番号30、配列番号32、配列番号36、配列番号38、配列番号40、配列番号42もしくは配列番号44のアミノ酸配列を含み、または配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14、配列番号16、配列番号18、配列番号20、配列番号22、配列番号24、配列番号26、配列番号28、配列番号30、配列番号32、配列番号36、配列番号38、配列番号40、配列番号42もしくは配列番号44に対して少なくとも90%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、配列番号46のアミノ酸配列を含むリーダー配列を含み、これは配列番号47のヌクレオチド配列によりコードされる。ある実施形態においては、リーダー配列は配列番号46に対して少なくとも90%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、gp120と接触する野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸残基の置換を含まない。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のN32、K35、L44、K46またはR59に対応する位置に置換を含まない。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩橋を形成するアミノ酸残基の置換を含まない。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、K50、D56、R58、R59、K72、E77、E91、R131、D153、K167、E169またはK171に対応する位置に置換を含まない。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のF98に対応する位置に置換を含まず、例えば、CD4 D1D2ムテインはバリンによるF98の置換(F98V)を含まない。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のI76に対応する位置に置換を含まず、例えば、CD4 D1D2ムテインはプロリンによるI76の置換(I76P)を含まない。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、動的光散乱(DLS)による測定で該タンパク質の凝集温度を増加させる少なくとも1つのアミノ酸置換、例えば、本明細書に記載されている置換の1以上を含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、CD4 CCR5細胞系のHIV感染に対する該タンパク質のIC50を減少させる少なくとも1つのアミノ酸置換、例えば、本明細書に記載されている置換の1以上を含む。
ある実施形態においては、該タンパク質は、動的光散乱(DLS)による測定で少なくとも60℃の凝集温度を、または動的光散乱(DLS)による測定で野生型ヒトCD4 D1D2の対応タンパク質の凝集温度より少なくとも7℃高い凝集温度を有する。ある実施形態においては、該タンパク質は少なくとも12時間、24時間、1日、1.5日、2日、2.5日、3日、3.5日、4日、4.5日、5日、5.5日、6日、6.5日、7日、7.5日、8日、8.5日、9日、9.5日または10日の血漿半減期を有する。ある実施形態においては、該タンパク質は少なくとも12時間の血漿半減期を有する。ある実施形態においては、該タンパク質は少なくとも3日の血漿半減期を有する。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、色素インターカレーションアッセイによる測定で該タンパク質の融解温度を増加させる少なくとも1つのアミノ酸置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、発現されるCD4 D1D2ムテインの量を増加させる少なくとも1つのアミノ酸置換を含む。
ある実施形態においては、該タンパク質は霊長類レンチウイルスエンベロープ糖タンパク質結合部分を更に含む。該結合部分は、例えば、少なくとも1つのスルホチロシンを含むことが可能であり、および/または配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6もしくは配列番号7のアミノ酸配列を含むことが可能である。
ある実施形態においては、該タンパク質は免疫グロブリンFcドメインを更に含む。ある実施形態においては、FcドメインはヒトIgG1またはIgG2 Fcドメイン、例えばIgG1 Fcドメインである。ある実施形態においては、FcドメインはC220における置換または欠失を含む。ある実施形態においては、FcドメインはM252Y、S254T、T256E、M428L、H433K、N434SおよびN434F置換の少なくとも1つを含む。例えば、FcドメインはM252Y、S254TおよびT256E置換、またはM428LおよびN434S置換を含みうる。
ある実施形態においては、該タンパク質は、天然に存在する野生型非ヒト霊長類タンパク質と同一ではない。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型非ヒト霊長類タンパク質の対応部分と同一ではない。
ある実施形態においては、該タンパク質はCD4ドメイン3(D3)および/またはドメイン4(D4)領域、例えばヒトCD4 D3および/またはD4領域を含まない。
もう1つの態様においては、本発明は、前記タンパク質のいずれかをコードするヌクレオチド配列を含む単離された核酸を提供する。もう1つの態様においては、本発明は、前記核酸のいずれかを含む発現ベクターを提供する。ある実施形態においては、発現ベクターはウイルスベクター、例えば、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターである。もう1つの態様においては、本発明は、前記発現ベクターのいずれかを含む宿主細胞を提供する。もう1つの態様においては、本発明は、前記タンパク質のいずれかまたは前記発現ベクターのいずれかを含む医薬組成物を提供する。
もう1つの態様においては、本発明は、HIV感染の治療を要する対象におけるHIV感染の治療方法を提供する。該方法は、前記タンパク質のいずれか、前記発現ベクターのいずれか、または前記医薬組成物のいずれかの有効量を対象に投与することを含む。
本発明のこれら及び他の態様および特徴は以下の詳細な説明および特許請求の範囲に記載されている。
詳細な説明
本発明は、天然に存在するヒトCD4 D1D2(すなわち、ヒトCD4ドメイン1およびCD4ドメイン2)を含むタンパク質より高い安定性および/または活性を有するヒトCD4ドメイン1およびCD4ドメイン2の両方(CD4 D1D2)を含むタンパク質の知見に部分的に基づいている。ある実施形態においては、該タンパク質は、より高い生産収率、例えば熱スキャンアッセイにおける動的光散乱(DLS)により測定された場合の、より高い凝集温度、例えば色素インターカレーションアッセイにより測定された場合の、より高い融解温度、および/または天然に存在するヒトCD4 D1D2を含むタンパク質より長い血漿半減期を示す。更に、本明細書に記載されているタンパク質はヒト対象におけるHIVの治療に適している可能性があると想定される。
本発明の種々の特徴および態様を以下に更に詳細に記載する。
I.タンパク質
1つの態様においては、本発明は、CD4 D1D2ムテインが野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)に対して少なくとも90%同一であり、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、V4、L5、G6、K7、K8、D10、T11、V12、L14、T15、T17、A18、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、H27、N30、N32、I34、K35、I36、L37、N39、G41、S42、L44、K46、P48、K50、L51、N52、D53、A55、D56、R58、R59、S60、L61、Q64、G65、N66、F67、P68、L69、I70、I71、K72、K73、L74、K75、I76、E77、D80、T81、V86、E87、D88、Q89、E91、V93、Q94、L95、L96、V97、F98、G99、T101、A102、N103、S104、D105、H107、L108、Q110、S113、L114、L116、T117、L118、S120、P121、P122、G123、S124、S125、V128、Q129、C130、R131、S132、P133、R134、G135、N137、I138、Q139、G140、G141、K142、T143、L144、S145、V146、S147、L149、E150、L151、Q152、D153、G155、T156、W157、T158、T160、V161、L162、Q163、N164、Q165、K166、K167、V168、E169、F170、K171、I172、D173、I174、V175、V176またはA178に対応する位置に少なくとも1つの置換を含む、ヒトCD4 D1D2ムテインを含むタンパク質を提供する。本明細書中で用いる「ムテイン」なる語は、野生型アミノ酸配列とは異なるアミノ酸配列を有するタンパク質を意味する。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、非ヒト霊長類CD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば非ヒト霊長類CD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、V4、G6、K7、D10、T11、V12、T15、T17、A18、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、H27、N30、N32、I34、K35、N39、G41、S42、L44、K46、P48、K50、L51、N52、D53、A55、D56、R58、R59、S60、L61、Q64、G65、N66、P68、L69、I70、K72、K73、L74、K75、I76、E77、D80、T81、E87、D88、Q89、E91、Q94、L96、G99、T101、A102、N103、S104、D105、H107、L108、Q110、S113、T117、S120、P122、G123、S124、S125、V128、Q129、C130、R131、S132、R134、G135、N137、I138、Q139、G140、G141、K142、T143、L144、S145、V146、S147、E150、L151、Q152、D153、T156、W157、T158、T160、V161、L162、Q163、N164、Q165、K166、K167、V168、E169、F170、K171、I172、D173、I174、V175またはA178に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、類人猿、旧世界ザルまたは新世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば類人猿、旧世界ザルまたは新世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、K7、D10、T11、T15、T17、A18、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、H27、N30、N32、I34、N39、G41、S42、L44、K46、P48、N52、D53、A55、R59、L61、Q64、G65、N66、P68、L69、I70、K72、K73、L74、K75、I76、D80、E87、D88、Q89、Q94、L96、A102、N103、S104、Q110、S113、T117、S120、S124、Q129、R131、R134、N137、Q139、G140、G141、K142、T143、L144、S145、V146、S147、E150、L151、Q152、T156、W157、T158、T160、V161、L162、N164、Q165、K166、K167、V168、K171、D173、I174またはV175に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、類人猿または旧世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば類人猿または旧世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK2、D10、T15、T17、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、N30、N32、I34、N39、P48、N52、D53、A55、R59、G65、N66、P68、L69、D80、E87、D88、Q89、Q94、Q110、T117、S120、S124、Q129、R134、G140、K142、L144、S147、L151、T156、W157、T160、V161、L162、N164、K166またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、類人猿CD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば類人猿CD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、T15、T17、Q20、I34、N52、D53、A55、R59、G65、P68、E87、D88、T117、S120、R134、G140、S147、W157、T160、N164またはK166に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、旧世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば旧世界ザルCD4 D1D2における対応位置におけるアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK2、D10、T15、T17、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、N30、N32、I34、N39、P48、N52、A55、R59、N66、P68、L69、D80、D88、Q89、Q94、Q110、S124、Q129、R134、G140、K142、L144、S147、L151、T156、T160、V161、L162、N164、K166またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
類人猿、旧世界ザル、新世界ザルおよび原猿類を含む典型的な非ヒト霊長類(NHP)が、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)アミノ酸配列と典型的なNHP CD4 D1D2アミノ酸配列との間の配列アライメントと共に、図4に挙げられている。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、置換されるアミノ酸より大きな体積、例えば側鎖体積を有する疎水性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるグリシンもしくは疎水性アミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。疎水性アミノ酸は、例えば、埋もれた疎水性アミノ酸でありうる。本明細書中で用いるアミノ酸A、V、P、L、I、M、F、YおよびWは疎水性アミノ酸とみなされ、グリシンおよび疎水性アミノ酸の相対体積は以下のとおりである:G<A<V<P<L=I<M<F<Y<W。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば置換されるアミノ酸より大きな体積を有する疎水性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のL5、G6、V12、L14、A18、I24、I36、L37、L44、L51、A55、G65、F67、P68、L69、V93、G99、I71、L74、V86、V93、L95、L96、V97、F98、A102、L108、L114、L116、L118、P121、V128、P133、I138、G141、L144、V146、L149、G155、V161、V168、F170、I172、I174またはV176に対応する位置におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えば置換されるアミノ酸より大きな体積を有する疎水性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のG6、I24、L44、L51、A55、L69、G99、A102、V128、G141、V146、V161およびV168に対応する位置におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、表1において特定されている1以上のアミノ酸置換を含む。
Figure 2021518171
Figure 2021518171
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、置換されるアミノ酸より大きな体積、例えば側鎖体積を有する、そしてまた、非ヒト霊長類CD4 D1D2における対応位置に存在する疎水性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるグリシンもしくは疎水性アミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の少なくとも1つを含む:G6の、Aによる置換(G6A);I24の、Mによる置換(I24M);L44の、Wによる置換(L44W);L51の、Mによる置換(L51M);A55の、Vによる置換(A55V)またはIによる置換(A55I);L69の、Mによる置換(L69M);G99の、Aによる置換(G99A);A102の、Vによる置換(A102V);V128の、Lによる置換(V128L);G141の、Vによる置換(G141V)またはMによる置換(G141M);V146の、Iによる置換(V146I)またはMによる置換(V146M);V161の、Iによる置換(V161I)またはLによる置換(V161L);およびV168の、Lによる置換(V168L)。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、正味正電荷の低減を伴うタンパク質を与える少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、非荷電アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の、少なくとも1つの置換、または酸性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。ある実施形態においては、非荷電アミノ酸は、非荷電極性アミノ酸(G、S、T、N、QおよびH)、AまたはYである。
本明細書中で用いるアミノ酸G、A、S、T、N、Q、H、Y、L、I、V、M、F、W、PおよびCは非荷電アミノ酸であるとみなされ、アミノ酸G、S、T、N、QおよびHは非荷電極性アミノ酸であるとみなされ、アミノ酸DおよびEは酸性アミノ酸であると見なされ、アミノ酸KおよびRは塩基性アミノ酸であるとみなされる。
例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えばG、A、S、T、N、Q、HまたはYによる、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、K7、K21、K22、K35、K46、K50、R58、R59、K72、K75、R131、R134、K142、K166、K167またはK171に対応する位置におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、表2において特定されている1以上のアミノ酸置換を含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、酸性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の、表3において特定されている1以上の置換を含む。
Figure 2021518171
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ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、非ヒト霊長類CD4 D1D2における対応位置にも存在する非荷電または酸性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の少なくとも1つを含む:K1の、Nによる置換(K1N);K2の、Nによる置換(K2N)、Tによる置換(K2T)またはEによる置換(K2E);K7の、Eによる置換(K7E);K21の、Nによる置換(K21N);K22の、Tによる置換(K22T);K46の、Tによる置換(K46T);R59の、Qによる置換(R59Q);K75の、Qによる置換(K75Q)またはEによる置換(K75E);R131の、Tによる置換(R131T)またはQによる置換(R131Q);R134の、Tによる置換(R134T)またはGによる置換(R134G);K142の、Gによる置換(K142G)またはSによる置換(K142S);K166の、Nによる置換(K166N)、Qによる置換(K166Q)、Hによる置換(K166H)またはEによる置換(K166E);K167の、Tによる置換(K167T);およびK171の、Qによる置換(K171Q)、Sによる置換(K171S)、Nによる置換(K171N)またはEによる置換(K171E)。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、酸性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における非荷電アミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、例えばDまたはEによる、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のV4、T11、T15、T17、S19、Q20、S23、Q25、H27、N30、N32、I34、S42、P48、N52、S60、L61、Q64、N66、I70、I76、T81、Q89、Q94、T101、N103、S104、H107、Q110、S113、T117、S120、P122、G123、S124、S125、Q129、G135、N137、Q139、G140、T143、S145、S147、L151、Q152、T156、T158、T160、L162、Q163、N164、Q165、V175またはA178に対応する位置におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、表4において特定されている1以上のアミノ酸置換を含む。
Figure 2021518171
Figure 2021518171
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、非ヒト霊長類CD4 D1D2における対応位置にも存在する酸性アミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における非荷電アミノ酸の少なくとも1つの置換を含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の少なくとも1つを含む:T17の、Eによる置換(T17E);N32の、Dによる置換(N32D);Q94の、Eによる置換(Q94E);Q110の、Eによる置換(Q110E);G123の、Dによる置換(G123D);Q129の、Eによる置換(Q129E);およびN164の、Dによる置換(N164D)。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、CD4 D1ドメイン(配列番号1のアミノ酸残基1〜98に対応する)における少なくとも1つの置換、例えば、本明細書に記載されている置換の1以上、およびCD4 D2ドメイン(配列番号1のアミノ酸残基99〜178に対応する)における少なくとも1つの置換、例えば、本明細書に記載されている置換の1以上を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20個の置換を含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)に対して少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%同一である。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における表面露出側鎖を有するアミノ酸位置における10、9、8、7、6、5、4、3、2個または1個より少ない置換を含む。
配列同一性は、当技術分野における技量の範囲内である種々の方法により、例えば、公的に利用可能なコンピュータソフトウエア、例えばBLAST、BLAST−2、ALIGNまたはMegalign(DNASTAR)ソフトウエアを使用して決定されうる。プログラムblastp、blastn、blastx、tblastnおよびtblastx(Karlinら,(1990)PROC.NATL.ACAD.SCI.USA 87:2264−2268;Altschul,(1993)J.MOL.EVOL.36,290−300;Altschulら,(1997)NUCLEIC ACIDS RES.25:3389−3402(それらを参照により本明細書に組み入れることとする))により利用されるアルゴリズムを使用するBLAST(Basic Local Alignment Search Tool)分析は配列類似性検索に適合化される。配列データベースの検索における基本的問題の考察は、Altschulら,(1994)NATURE GENETICS 6:119−129(その全てを参照により本明細書に組み入れることとする)を参照されたい。当業者は、比較される配列の全長にわたる最大アラインメントを達成するために必要な任意のアルゴリズムを含む、アラインメントを測定するための適切なパラメータを決定することが可能である。ヒストグラム、記述、アラインメント、期待値[すなわち、データベース配列に対するマッチ(一致)を報告するための統計的有意性閾値]、カットオフ、マトリックスおよびフィルターに関する検索パラメータはデフォルト設定である。blastp、blastx、tblastnおよびtblastxにより使用されるデフォルト・スコアリング・マトリックスはBLOSUM62マトリックス(Henikoffら,(1992)PROC.NATL.ACAD.SCI.USA 89:10915−10919(その全てを参照により本明細書に組み入れることとする)である。4つのblastnパラメータは以下のとおりに調整されうる:Q=10(ギャップ生成ペナルティ);R=10(ギャップ拡張ペナルティ);wink=1(クエリに沿った全てのwink.sup.th位置で単語ヒットを生成させる);およびgapw=16(ギャップ化アライメントが生成されるウィンドウ幅を設定する)。同等のBlastpパラメータ設定はQ=9;R=2;wink=1;およびgapw=32である。検索は、NCBI(National Center for Biotechnology Information)BLAST Advanced Optionパラメータを使用することによっても行われうる(例えば、−G,ギャップを開くためのコスト[整数]:デフォルト=ヌクレオチドでは5、タンパク質では11;−E,ギャップを拡張するためのコスト[整数]:デフォルト=ヌクレオチドでは2/タンパク質では1;−q,ヌクレオチドミスマッチに関するペナルティ[整数]:デフォルト=−3;−r,ヌクレオチドマッチに関する報酬[整数]:デフォルト=1;−e,期待値[実数]:デフォルト=10;−W,語長[整数]:デフォルト=ヌクレオチドでは11/メガブラスト(megablast)では28/タンパク質では3;−y,ビット単位のブラスト拡張に関するドロップオフ(X):デフォルト=blastnでは20/その他では7;−X,ギャップ化アライメントに関するXドロップオフ値(ビット単位):デフォルト=全てのプログラムに関して15(blastnには適用不可能);および−Z,ギャップ化アライメントに関する最終Xドロップオフ値(ビット単位):blastnでは50、その他では25)。ペアワイズタンパク質アライメントのためのClustalWも使用されうる(デフォルトパラメーターは、例えば、Blosum62マトリックスおよびギャップ開始ペナルティ=10およびギャップ拡張ペナルティ=0.1を含みうる)。GCGパッケージバージョン10.0において利用可能な配列間のベストフィット(Bestfit)比較はDNAパラメータGAP=50(ギャップ生成ペナルティ)およびLEN=3(ギャップ拡張ペナルティ)を使用し、タンパク質比較における同等の設定はGAP=8およびLEN=2である。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、L5、G6、K7、K8、T15、T17、K21、K22、S23、A55、I70、K72、K75、Q94、L96、G99、A102、Q110、R134、K142、N164、K166、K167またはK171に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のL5、K8、S23、A55、K75、Q94、L96、Q110、R134、N164またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。例えば、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のL5、S23、A55、L96、R134、N164またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のS23、A55、R134、N164またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換、あるいは野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のA55、R134、N164またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換を含みうる。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK2、K7、K8、T17、I70、K72、Q94、Q110、R134、K142、N164またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:R134およびK167;R134およびN164;N164およびK167;A55およびR134;A55およびN164;A55およびK167;S23およびR134;S23およびN164;S23およびK167;K72およびK75;K75およびR134;K75およびN164;K75およびK167;K75およびQ94;K75およびQ110;S23およびK75;A55およびK75;Q94およびQ110;S23およびA55;L5およびS23;K2およびN164;K2およびK167;K7およびK8;K7およびA55;K8およびN164;K8およびK167;K8およびA55;T17およびN164;T17およびK167;I70およびN164;I70およびK167;A55およびI70;A55およびK72;K72およびN164;K72およびK167;Q94およびN164;Q94およびK167;Q110およびN164;Q110およびK167;K142およびK167;R134、N164およびK167;A55、R134およびN164;A55、R134およびK167;A55、N164およびK167;A55、K7およびK8;S23、R134およびN164;S23、R134およびK167;S23、N164およびK167;S23、A55およびR134;S23、A55およびN164;S23、A55およびK167;K75、R134およびN164;K75、R134およびK167;K75、N164およびK167;K75、Q94およびQ110;A55、K75およびR134;L5、A55およびL96;A55、R134、N164およびK167;A55、K75、R134およびK167;L5、S23、A55およびL96;R134、K142、N164およびK167;K7、R134、N164およびK167;K8、R134、N164およびK167;K72、R134、N164およびK167;K75、R134、N164およびK167;T17、R134、N164およびK167;I70、R134、N164およびK167;Q94、R134、N164およびK167;Q110、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134およびN164;S23、A55、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134、K142およびK167;Q94、Q110、K142、N164およびK167;K7、K8、R134、N164およびK167;S23、A55、L96、R134、N164およびK167;K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;K72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;またはK2、T17、K21、K72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:R134およびK167;R134およびN164;N164およびK167;Q94およびQ110;K2およびN164;K2およびK167;K7およびK8;K8およびN164;K8およびK167;T17およびN164;T17およびK167;I70およびN164;I70およびK167;K72およびN164;K72およびK167;K75およびR134;K75およびN164;K75およびK167;K75およびQ94;K75およびQ110;Q94およびN164;Q94およびK167;Q110およびN164;Q110およびK167;K142およびK167;R134、N164およびK167;K75、Q94およびQ110;K7、R134、N164およびK167;K8、R134、N164およびK167;T17、R134、N164およびK167;R134、K142、N164およびK167;I70、R134、N164およびK167;K72、R134、N164およびK167;Q94、R134、N164およびK167;Q110、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134およびN164;Q94、Q110、R134、N164およびK167;Q94、Q110、R134、K142およびK167;Q94、Q110、K142、N164およびK167;K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;K72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;またはK7、K8、R134、N164およびK167。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:R134、N164およびK167;A55、R134およびN164;A55、R134およびK167;A55、N164およびK167;L5、A55およびL96;A55、R134、N164およびK167;L5、S23、A55およびL96;S23、A55、R134、N164およびK167;S23、A55、L96、R134、N164およびK167;L5、S23、A55、R134、N164およびK167;またはL5、S23、A55、L96、R134、N164およびK167。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の位置に置換を含む:L5、A55およびL96;A55、R134、N164およびK167;S23、A55、R134、N164およびK167;またはL5、S23、A55、L96、R134、N164およびK167。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の置換の少なくとも1つを含む:K1の、Nによる置換(K1N);K2の、Eによる置換(K2E)、Nによる置換(K2N)またはTによる置換(K2T);L5の、Yによる置換(L5Y)、Iによる置換(L5I)、Eによる置換(L5E)、Wによる置換(L5W)、Vによる置換(L5V)、Fによる置換(L5F)またはTによる置換(L5T);K7の、Eによる置換(K7E);K8の、Eによる置換(K8E);T15の、Nによる置換(T15N)またはEによる置換(T15E);T17の、Nによる置換(T17N)またはEによる置換(T17E);S23の、Nによる置換(S23N)、Tによる置換(S23T)、Kによる置換(S23K)、Yによる置換(S23Y)またはAによる置換(S23A);A55の、Vによる置換(A55V)、Iによる置換(A55I)、Pによる置換(A55P)、Lによる置換(A55L)、Mによる置換(A55M)、Fによる置換(A55F)、Yによる置換(A55Y)、Wによる置換(A55W)またはTによる置換(A55T);I70の、Eによる置換(I70E)、Lによる置換(I70L)またはVによる置換(I70V);K72の、Sによる置換(K72S);K75の、Eによる置換(K75E)またはQによる置換(K75Q);Q94の、Eによる置換(Q94E);L96の、Vによる置換(L96V)、Qによる置換(L96Q)、Tによる置換(L96T)、Iによる置換(L96I)またはYによる置換(L96Y);Q110の、Eによる置換(Q110E)またはHによる置換(Q110H);R134の、Gによる置換(R134G)またはTによる置換(R134T);K142の、Rによる置換(K142R)、Gによる置換(K142G)またはSによる置換(K142S);N164の、Dによる置換(N164D)、Hによる置換(N164H)、Rによる置換(N164R)またはEによる置換(N164E);およびK167の、Tによる置換(K167T)、Rによる置換(K167R)またはLによる置換(K167L)。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはK2E、K7E、K8E、T17N、T17E、A55V、I70E、K72S、K75E、Q94E、Q110E、R134G、K142R、N164DおよびK167T置換の少なくとも1つを含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の置換を含む:K2EおよびN164D;K2EおよびK167T;K7EおよびK8E;K8EおよびN164D;K8EおよびK167T;T17NおよびN164D;T17NおよびK167T;T17EおよびN164D;T17NおよびK167T;I70EおよびN164D;I70EおよびK167T;K72SおよびN164D;K72SおよびK167T;Q94EおよびQ110E;Q94EおよびN164D;Q94EおよびK167T;Q110EおよびN164D;Q110EおよびK167T;R134GおよびN164D;R134GおよびK167T;K142RおよびK167T;N164DおよびK167T;R134G、N164DおよびK167T;K2E、R134G、N164DおよびK167T;K8E、R134G、N164DおよびK167T;T17N、R134G、N164DおよびK167T;T17E、R134G、N164DおよびK167T;A55V、R134G、N164DおよびK167T;I70E、R134G、N164DおよびK167T;K72S、R134G、N164DおよびK167T;K75E、Q94EおよびQ110E;またはK72S、K75E、Q94E、Q110E、R134G、N164DおよびK167T。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはL5Y、K8E、S23N、A55V、K75E、Q94E、L96V、Q110E、R134G、N164DおよびK167T置換の少なくとも1つ、L5Y、S23N、A55V、L96V、R134G、N164DおよびK167T置換の少なくとも1つ、S23N、A55V、R134G、N164DおよびK167T置換の少なくとも1つ、またはA55V、R134G、N164DおよびK167T置換の少なくとも1つを含む。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは以下の置換を含む:A55V;L5Y、A55VおよびL96V;A55V、R134G、N164DおよびK167T;S23N、A55V、R134G、N164DおよびK167T;L5Y、A55V、L96V、R134G、N164DおよびK167T;またはL5Y、S23N、A55V、L96V、R134G、N164DおよびK167T。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14、配列番号16、配列番号18、配列番号20、配列番号22、配列番号24、配列番号26、配列番号28、配列番号30、配列番号32、配列番号36、配列番号38、配列番号40、配列番号42もしくは配列番号44のアミノ酸配列を含み、または配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14、配列番号16、配列番号18、配列番号20、配列番号22、配列番号24、配列番号26、配列番号28、配列番号30、配列番号32、配列番号36、配列番号38、配列番号40、配列番号42もしくは配列番号44に対して少なくとも90%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、配列番号46のアミノ酸配列を含むリーダー配列を含み、これは配列番号47のヌクレオチド配列によりコードされる。ある実施形態においては、リーダー配列は配列番号46に対して少なくとも90%、95%、96%、97%、98%または99%の配列同一性を有する。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、gp120と接触する野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸残基の置換を含まない。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のN32、K35、L44、K46またはR59に対応する位置における置換を含まず、天然に存在するアミノ酸が維持されている。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩橋を形成するアミノ酸残基の置換を含まない。例えば、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、K50、D56、R58、R59、K72、E77、E91、R131、D153、K167、E169またはK171に対応する位置における置換を含まず、天然に存在するアミノ酸が維持されている。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のF98に対応する位置に置換を含まず、例えば、CD4 D1D2ムテインはバリンによるF98の置換(F98V)を含まない。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のI76に対応する位置に置換を含まず、例えば、CD4 D1D2ムテインはプロリンによるI76の置換(I76P)を含まない。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、該タンパク質の凝集温度を増加させる少なくとも1つのアミノ酸置換、例えば、本明細書に記載されている置換の1以上を含む。ある実施形態においては、該タンパク質は少なくとも60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃または70℃の凝集温度を有する。ある実施形態においては、該タンパク質は、野生型ヒトCD4 D1D2を含む対応タンパク質の凝集温度より少なくとも7℃、8℃、9℃、10℃、11℃または12℃高い凝集温度を有する。凝集温度は、本明細書の実施例1および2に記載されている熱スキャンアッセイにおける動的光散乱(DLS)を含む、当技術分野で公知の任意の方法により測定されうる。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、該タンパク質の融解温度を増加させる少なくとも1つのアミノ酸置換、例えば、本明細書に記載されている置換の1以上を含む。ある実施形態においては、該タンパク質は少なくとも50.3℃、51℃、52℃、53℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃または60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃の融解温度を有する。ある実施形態においては、該タンパク質は、野生型ヒトCD4 D1D2を含む対応タンパク質の融解温度より少なくとも0.1℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃または16℃高い融解温度を有する。融解温度は、本明細書の実施例3に記載されている色素インターカレーションアッセイを用いる熱スキャンアッセイ含む、当技術分野で公知の任意の方法により測定されうる。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、CD4 D1D2ムテインの収量を増加させる少なくとも1つのアミノ酸置換、例えば、本明細書に記載されている1以上の置換を含む。ある実施形態においては、該タンパク質は、野生型ヒトCD4 D1D2を含む対応タンパク質の収量の約1.1〜5倍、約1.5〜5倍、約2〜5倍、約3〜5倍、約4〜5倍、約1.1〜4倍、約1.5〜4倍、約2〜4倍、約4〜4倍、約1.1〜3倍、約1.5〜3倍、約2〜3倍、約1.1〜2倍、約1.5〜2倍、または約1.1〜1.5倍の収量で産生される。ある実施形態においては、該タンパク質は、野生型ヒトCD4 D1D2を含む対応タンパク質の収量より少なくとも約1%、約5%、約10%、約15%、約20%、約25%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、約100%、約150%、約200%、約250%、約300%、約350%、約400%、約450%高い収量で産生される。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、CD4 D1D2ムテインによるウイルス、例えばHIVの中和を増強する少なくとも1つのアミノ酸置換、例えば、本明細書に記載されている置換の1以上を含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインは、CD4 CCR5細胞系のHIV感染に対する該タンパク質のIC50を減少させる少なくとも1つのアミノ酸置換を含む。ウイルス中和は、本明細書の実施例5に記載されているとおり、CD4 D1D2ムテインを含むタンパク質をウイルスおよびCD4+ CCR5+ TZM−bl細胞(これはウイルス感染に際してホタルルシフェラーゼを発現する)と共にインキュベートすることを含む、当技術分野で公知の任意の方法により測定されうる。
ある実施形態においては、該タンパク質は、例えばマウス(例えば、ヒトFcRnトランスジェニックマウス)、ラット、アカゲザルまたはヒトの血漿において、少なくとも12時間、24時間、1日、1.5日、2日、2.5日、3日、3.5日、4日、4.5日、5日、5.5日、6日、6.5日、7日、7.5日、8日、8.5日、9日、9.5日または10日の血漿半減期を有する。例えば、ある実施形態においては、該タンパク質はラットにおいて少なくとも12時間の血漿半減期を有する。ある実施形態においては、該タンパク質はヒトFcRnトランスジェニックマウスにおいて少なくとも3日の血漿半減期を有する。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインを含むタンパク質は霊長類レンチウイルスエンベロープ糖タンパク質結合部分を更に含む。該結合部分は、例えば、HIVに対する共受容体であるCCR5のペプチド模倣体を含みうる。ある実施形態においては、該結合部分は、少なくとも1つのスルホチロシンを含む。ある実施形態においては、該結合部分は配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6または配列番号7のアミノ酸配列を含む。ある実施形態においては、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6または配列番号7のいずれかにおけるチロシン残基が硫酸化されている。
その代わりに、またはそれに加えて、ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインを含むタンパク質は免疫グロブリンFcドメインを更に含む。本明細書中で用いる「免疫グロブリンFcドメイン」なる語は、特に示されていない限り、免疫グロブリン重鎖定常領域のフラグメントを意味する。免疫グロブリンFcドメインは、例えば、免疫グロブリンCH2およびCH3ドメインを含みうる。免疫グロブリンFcドメインは、例えば、免疫グロブリンCH2およびCH3ドメインならびに免疫グロブリンヒンジ領域を含みうる。ある実施形態においては、免疫グロブリンヒンジ領域はC220の置換または欠失、例えばC220Sを含む。免疫グロブリンヒンジ領域、CH2およびCH3ドメイン間の境界は当技術分野でよく知られており、例えば、PROSITEデータベース(prosite.expasy.orgのワールド・ワイド・ウェブにおいて利用可能)において見出されうる。
ある実施形態においては、免疫グロブリンFcドメインはヒトIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、IgA2、IgD、IgEおよびIgM Fcドメインに由来する。ある実施形態においては、免疫グロブリンFcドメインは、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害性(ADCC)および/または補体媒介性細胞傷害性(CDC)をもたらすヒトIgG1アイソタイプまたは別のアイソタイプに由来する。ある実施形態においては、免疫グロブリンFcドメインはヒトIgG1アイソタイプに由来する。ある実施形態においては、免疫グロブリンFcドメインは、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害性(ADCC)および/または補体媒介性細胞傷害性(CDC)をほとんどまたは全く誘発しないヒトIgG2アイソタイプまたは別のアイソタイプに由来する。ある実施形態においては、免疫グロブリンFcドメインは、ヒトIgG3アイソタイプに由来する。ある実施形態においては、免疫グロブリンFcドメインは、ヒトIgG4アイソタイプに由来する。
ある実施形態においては、Fcドメインは、Fcドメインの安定性および/または半減期を増加させる置換、例えば本明細書に記載されている置換の1以上を含む。例えば、ある実施形態においては、FcドメインはM252Y、S254T、T256E、M428L、H433K、N434SおよびN434F置換の少なくとも1つを含む。例えば、Fcドメインは、M252Y、S254TおよびT256E置換、またはM428LおよびN434S置換を含みうる。全てのFcドメイン残基番号は通常のヒトIgG番号付けに従っている(Hessellら(2007)NATURE,449(7158):101−4)。
ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインを含むタンパク質は免疫グロブリンFcドメインおよび/または霊長類レンチウイルスエンベロープ糖タンパク質結合部分を更に含む。ある実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはFcドメインおよび/またはエンベロープ糖タンパク質結合部分に直接的に連結または融合される。他の実施形態においては、CD4 D1D2ムテインはリンカーによりFcドメインおよび/またはエンベロープ糖タンパク質結合部分に共有結合されうる。
II.タンパク質の製造
本発明のタンパク質の製造方法は当技術分野で公知である。例えば、CD4ムテインを含むタンパク質をコードするDNA分子を、本明細書に記載されている配列情報を使用して化学的に合成することが可能である。合成DNA分子を、例えば発現制御配列を含む他の適切なヌクレオチド配列に連結して、所望のタンパク質をコードする通常の遺伝子発現構築物を得ることが可能である。
CD4を含む所望のタンパク質をコードする核酸を発現ベクター内に組込んで(連結)して、これを通常のトランスフェクションまたは形質転換技術により宿主細胞内に導入することが可能である。形質転換された宿主細胞を、該タンパク質をコードする遺伝子を宿主細胞が発現することを可能にする条件下で増殖させることが可能でる。
当技術分野で公知の方法を使用して、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号35)をコードするヌクレオチド配列を突然変異させることにより、CD4ムテインをコードする核酸を生成させることが可能である。更に、ある実施形態においては、本発明のタンパク質をコードする核酸を、当該分野で公知の方法を使用して、異種細胞、例えば大腸菌(E.coli)細胞、CHO細胞などにおける発現のためにコドン最適化することが可能である。
本明細書に開示されているCD4ムテインをコードする典型的なヌクレオチド配列には、配列番号9(配列番号8に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号11(配列番号10に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号13(配列番号12に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号15(配列番号14に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号17(配列番号16に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号19(配列番号18に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号21(配列番号20に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号23(配列番号22に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号25(配列番号24に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号27(配列番号26に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号29(配列番号28に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号31(配列番号30に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号33(配列番号32に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号37(配列番号36に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号39(配列番号38に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号41(配列番号40に示されているアミノ酸配列をコードする)、配列番号43(配列番号42に示されているアミノ酸配列をコードする)および配列番号45(配列番号44に示されているアミノ酸配列をコードする)が含まれる。
具体的な発現および精製条件は、使用される発現系に応じて変動する。例えば、遺伝子を大腸菌(E.coli)内で発現させたい場合には、それを、操作された遺伝子を適切な細菌プロモーター、例えばTrpまたはTacおよび原核生物シグナル配列の下流に配置することにより、それを発現ベクター内にクローニングすることが可能である。発現された分泌タンパク質は屈折体または封入体内に蓄積し、フレンチプレスまたは超音波処理による細胞の破壊の後で回収することが可能である。ついで、当技術分野で公知の方法により、屈折体を可溶化し、該タンパク質をリフォールディングさせ、切断する。
タンパク質は、該タンパク質の発現を可能にする条件下、そのようなタンパク質をコードする発現ベクターでトランスフェクトされた宿主細胞を増殖(培養)させることにより産生されうる。発現後、当技術分野で公知の技術、例えばプロテインA精製を用いて、該タンパク質を回収し、精製または単離することが可能である。
III.発現ベクター
もう1つの態様においては、本発明は、前記タンパク質のいずれかをコードするヌクレオチド配列を含む単離された核酸を提供する。もう1つの態様においては、本発明は、前記核酸のいずれかを含む発現ベクターを提供する。ある実施形態においては、発現ベクターはウイルスベクター、例えばアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターである。
アデノ随伴ウイルス(AAV)はデペンドパルボウイルス(Dependoparvovirus)属およびパルボウイルス(Parvovirus)科の小さな無エンベロープ正二十面体ウイルスである。AAVは約4.7kbの一本鎖直鎖状DNAゲノムを有する。AAVは、血清型AAV1〜AAV12および非ヒト霊長類由来の100個を超える血清型を含む血清学的に識別可能な多数の型を含む(例えば、Srivastava(2008)J.CELL BIOCHEM.,105(1):17−24およびGaoら(2004)J.VIROL.,78(12),6381−6388を参照されたい)。AAVは幾つかの組織型の分裂細胞および静止細胞の両方に感染可能であり、AAV血清型は、それによって異なる組織向性を示す。
野生型AAVゲノムは2つの145ヌクレオチドの逆方向末端反復配列(ITR)を含有し、これらは、AAV複製、ゲノムキャプシド形成および組込みを導くシグナル配列を含有する。ITRに加えて、3つのAAVプロモーター、すなわち、p5、p19およびp40が、repおよびcap遺伝子をコードする2つのオープンリーディングフレームの発現を駆動する。2つのrepプロモーターは、単一のAAVイントロンの特異的スプライシングと組合されて、rep遺伝子由来の4つのrepタンパク質(Rep78、Rep68、Rep52およびRep40)の産生をもたらす。Repタンパク質はゲノム複製をもたらす。Cap遺伝子はp40プロモーターから発現され、cap遺伝子のスプライス変異体である3つのキャプシドタンパク質(VP1、VP2およびVP3)をコードする。これらのタンパク質はAAV粒子のキャプシドを形成する。
複製、キャプシド形成および組込みのためのシス作用性シグナルはITR内に含有されているため、4.3kbの内部ゲノムの一部または全部は外来DNA(例えば、目的の外因性タンパク質のための発現カセット)で置換されうる。この場合、repおよびcapタンパク質は、例えばプラスミド上で、トランスで提供される。AAVベクターを製造するためには、AAV複製を許容する宿主細胞系は、repおよびcap遺伝子、ITR隣接発現カセット、ならびにヘルパーウイルスにより提供されるヘルパー機能(例えば、AV遺伝子E1a、E1b55K、E2a、E4orf6およびVA)を発現する必要がある(Weitzmanら,Adeno−associated virus biology.Adeno−Associated Virus:Methods and Protocols,pp.1−23,2011)。AAVベクターを作製および精製するための方法は詳細に記載されている(例えば、Muellerら,(2012)CURRENT PROTOCOLS IN MICROBIOLOGY,14D.1.1−14D.1.21,Production and Discovery of Novel Recombinant Adeno−Associated Viral Vectorsを参照されたい)。AAVベクターの製造には多数の細胞型が適しており、それらには、HEK293細胞、COS細胞、HeLa細胞、BHK細胞、Vero細胞および昆虫細胞が含まれる(例えば、米国特許第6,156,303号、第5,387,484号、第5,741,683号、第5,691,176号、第5,688,676号、第8,163,543号、米国特許公開番号20020081721、PCT公開番号WO00/47757、WO00/24916およびWO96/17947を参照されたい)。AAVベクターは、典型的には、ITR隣接発現カセットを含有する1つのプラスミドと、追加的AAVおよびヘルパーウイルス遺伝子を提供する1以上の追加的プラスミドとにより、これらの細胞型において製造される。
任意の血清型のAAVが本発明において使用されうる。同様に、任意のAV型が使用されうると想定され、当業者は、所望の組換えAAVベクター(rAAV)の製造に適したAAVおよびAV型を特定することが可能であろう。AAVおよびAV粒子は、例えば、アフィニティークロマトグラフィー、イオジキソナール勾配またはCsCl勾配により精製されうる。
AAVベクターは、4.7kbのサイズの又は4.7kbより大きな若しくは小さな(5.2kbもの又は僅か3.0kbの特大または特小ゲノムを含む)一本鎖ゲノムを有しうる。更に、ベクターゲノムは、ウイルス内でゲノムが実質的に二本鎖となるように、実質的に自己相補的でありうる。全ての型のゲノムを含むAAVベクターが本発明の方法における使用に適している。
典型的なAAVベクターはGardner,M.R.ら(2015)NATURE,519(7541):87−91に記載されている。典型的なAAVベクターヌクレオチド配列は配列番号34に示されている。
IV.医薬組成物
治療用途の場合、本明細書に開示されているタンパク質または発現ベクターは、好ましくは、薬学的に許容される担体と組合される。本明細書中で用いる「薬学的に許容される」なる語は、妥当な医学的判断の範囲内で、妥当な利益/リスク比に相応して、過度の毒性、刺激、アレルギー反応または他の問題もしくは合併症を伴うことなくヒトおよび動物の組織と接触させて使用するのに適した化合物、物質、組成物および/または剤形に関するものである。
本明細書中で用いる「薬学的に許容される担体」なる語は、妥当な利益/リスク比に相応して、過度の毒性、刺激、アレルギー反応または他の問題もしくは合併症を伴うことなくヒトおよび動物の組織と接触させて使用するのに適したバッファー、担体および賦形剤を意味する。薬学的に許容される担体には、標準的な医薬担体のいずれか、例えば、リン酸緩衝食塩水、水、エマルション(例えば、油/水または水/油エマルション)、および種々のタイプの湿潤剤が含まれる。組成物は安定剤および保存剤をも含みうる。担体、安定剤およびアジュバントの具体例は、例えば、Martin,Remington’s Pharmaceutical Sciences,15th Ed.,Mack Publ.Co.,Easton,PAを参照されたい。薬学的に許容される担体には、薬学的投与に適したバッファー、溶媒、分散媒、コーティング、等張および吸収遅延剤などが含まれる。薬学的に活性な物質のためのそのような媒体および物質の使用は当技術分野で公知である。
ある実施形態においては、医薬組成物は、例えば、組成物のpH、浸透圧、粘度、透明度、色、等張性、におい、無菌性、安定性、溶解または放出速度、吸着または浸透を修飾、維持または保持するための製剤化物質を含有しうる。そのような実施形態においては、適切な製剤化物質には以下のものが含まれるが、それらに限定されるものではない:アミノ酸(例えば、グリシン、グルタミン、アスパラギン、アルギニンまたはリジン);抗微生物剤;抗酸化剤(例えば、アスコルビン酸、亜硫酸ナトリウムまたは亜硫酸水素ナトリウム);バッファー(例えば、ボラート、ビカルボナート、Tris−HCl、シトラート、ホスファートまたは他の有機酸);増量剤(例えば、マンニトールまたはグリシン);キレート剤(例えば、エチレンジアミン四酢酸(EDTA));錯化剤(例えば、カフェイン、ポリビニルピロリドン、ベータ−シクロデキストリンまたはヒドロキシプロピル−ベータ−シクロデキストリン);充填剤;単糖;二糖;および他の炭水化物(例えば、グルコース、マンノースまたはデキストリン);タンパク質(例えば、血清アルブミン、ゼラチンまたは免疫グロブリン);着色剤、香味剤および希釈剤;乳化剤;親水性ポリマー(例えば、ポリビニルピロリドン);低分子量ポリペプチド;塩形成対イオン(例えば、ナトリウム);保存剤(例えば、塩化ベンザルコニウム、安息香酸、サリチル酸、チメロサール、フェネチルアルコール、メチルパラベン、プロピルパラベン、クロルヘキシジン、ソルビン酸または過酸化水素);溶媒(例えば、グリセリン、プロピレングリコールまたはポリエチレングリコール);糖アルコール(例えば、マンニトールまたはソルビトール);懸濁剤;界面活性剤または湿潤剤(例えば、プルロニック、PEG、ソルビタンエステル、ポリソルベート、例えばポリソルベート20、ポリソルベート、トリトン、トロメタミン、レシチン、コレステロール、チロキサパル);安定性増強剤(例えば、スクロースまたはソルビトール);張性増強剤(例えば、アルカリ金属ハロゲン化物、好ましくは塩化ナトリウムまたは塩化カリウム、マンニトールソルビトール);送達ビヒクル;希釈剤;賦形剤および/または医薬アジュバント(Remington’s Pharmaceutical Sciences,18th ed.(Mack Publishing Company,1990)を参照されたい)。
ある実施形態においては、医薬組成物はナノ粒子、例えばポリマーナノ粒子、リポソームまたはミセルを含有しうる(Anselmoら(2016)BIOENG.TRANSL.MED.1:10−29を参照されたい)。
ある実施形態においては、医薬組成物は持続性または制御化送達製剤を含みうる。持続性または制御化送達手段、例えばリポソーム担体、生分解性微粒子または多孔性ビーズおよびデポー注射剤を製剤化するための技術も当業者に公知である。徐放性製剤には、造形物、例えばフィルムまたはマイクロカプセルの形態の、例えば多孔性ポリマー微粒子または半透性ポリマーマトリックスが含まれうる。徐放性マトリックスには、ポリエステル、ヒドロゲル、ポリラクチド、L−グルタミン酸とガンマエチル−L−グルタマートとのコポリマー、ポリ(2−ヒドロキシエチル−インエタクリラート)、エチレンビニルアセタートまたはポリ−D(−)−3−ヒドロキシ酪酸が含まれうる。徐放性組成物には、当技術分野で公知の幾つかの方法のいずれかにより製造されうるリポソームが含まれうる。
本明細書に開示されているタンパク質または発現ベクターを含有する医薬組成物は単位剤形として提供されることが可能であり、任意の適切な方法により製造されうる。医薬組成物は、その意図された投与経路に適合するように製剤化されるべきである。投与経路の例としては、静脈内(IV)、皮下、皮内、吸入、経皮、局所、経粘膜、くも膜下腔内および直腸投与が挙げられる。典型的な投与経路はIV注入である。有用な製剤は薬学分野で公知の方法により製造されうる。例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences,18th ed.(Mack Publishing Company,1990)を参照されたい。非経口投与に適した製剤化成分には、無菌希釈剤、例えば注射用水、塩類溶液(生理食塩水)、不揮発性油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコールまたは他の合成溶媒;ベンジルアルコールまたはメチルパラベン;抗酸化剤、アスコルビン酸または亜硫酸水素ナトリウム;キレート剤、例えばEDTA;バッファー、例えばアセタート、シトラートまたはホスファート;張性調整剤、例えば塩化ナトリウムまたはデキストロースが含まれる。
静脈内投与の場合、適切な担体には、生理食塩水、静菌水、Cremophor ELTM(BASF,Parsippany,NJ)またはリン酸緩衝食塩水(PBS)が含まれる。担体は製造および貯蔵の条件下で安定であるべきであり、微生物に対して保護されるべきである。担体は、例えば水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコールおよび液体ポリエチレングリコール)およびそれらの適切な混合物を含有する溶媒または分散媒でありうる。
医薬製剤は、好ましくは無菌である。滅菌は、任意の適切な方法、例えば、滅菌濾過膜による濾過により達成されうる。組成物が凍結乾燥される場合、凍結乾燥および還元(再構成)の前または後に濾過滅菌が行われうる。
本明細書に記載されている組成物は局所的または全身的に投与されうる。ある実施形態においては、投与は非経口投与である。ある実施形態においては、医薬組成物は皮下投与され、ある実施形態においては、静脈内投与される。非経口投与のための製剤には、無菌の水性または非水性の溶液、懸濁液およびエマルションが含まれる。
ある実施形態においては、有効成分の治療的有効量は0.1mg/kg〜100mg/kg、例えば、1mg/kg〜100mg/kg、1mg/kg〜50mg/kg、1mg/kg〜40mg/kg、1mg/kg〜30mg/kg、1mg/kg〜20mg/kg、1mg/kg〜10mg/kg、1mg/kg〜5mg/kgの範囲、50mg/kg、40mg/kg、30mg/kg、20mg/kg、10mg/kg、7.5mg/kg、5mg/kgまたは2.5mg/kgである。ある実施形態においては、ウイルスベクターの治療有効量は10〜1015ベクターゲノム(vg)コピー、例えば、10〜1010、10〜10、10〜1015、10〜1010、1010〜1015、1010〜1014、1010〜1012、または1012〜1014vgコピーの範囲である。投与される量は、治療される疾患または適応症のタイプおよび度合、患者の全身健康状態、有効成分のインビボ効力、医薬製剤および投与経路のような変数に左右される。望ましい血中レベルまたは組織レベルを迅速に達成するために、初期投与量は、上限レベルを超えて増加されうる。あるいは、初期投与量は最適量より少なくすることが可能であり、1日投与量は治療の経過中で徐々に増加されうる。ヒトへの投与量は、例えば、0.5mg/kg〜30mg/kgを投与するように設計された通常の第I相用量漸増試験において最適化されうる。投与頻度は、投与経路、投与量、抗体の血清半減期、治療される疾患のような要因により変動しうる。典型的な投与頻度は1日1回、週1回および2週間に1回である。典型的な投与経路は非経口、例えば静脈内注入である。ある実施形態においては、本明細書に開示されているタンパク質または発現ベクターは凍結乾燥され、ついで、投与時に緩衝生理食塩水で還元(再構成)される。
V.治療用途
本明細書に開示されているタンパク質、発現ベクター、組成物および方法は、対象におけるヒト免疫不全ウイルス(HIV)感染を治療するために使用されうる。本発明は対象におけるHIV感染の治療方法を提供する。該方法は、本明細書に開示されているタンパク質、発現ベクターまたは医薬組成物の有効量を、単独で、または別の治療用物質と組合せて、対象に投与して、対象におけるHIV感染を治療することを含む。本発明はまた、宿主細胞、例えばヒト宿主細胞内へのHIVの侵入を遮断する方法を提供する。該方法は、本明細書に開示されているタンパク質、発現ベクターまたは医薬組成物の有効量を、単独で、または別の治療用物質と組合せて、宿主細胞にさらして、宿主細胞内へのHIVの侵入を遮断することを含む。本発明はまた、HIVに感染した宿主細胞、例えばヒト宿主細胞を殺滅する方法を提供する。該方法は、本明細書に開示されているタンパク質、発現ベクターまたは医薬組成物の有効量を、単独で、または別の治療用物質と組合せて、宿主細胞にさらして、感染宿主細胞を殺滅することを含む。本発明はまた、ウイルス粒子、例えばHIVウイルス粒子の不活化を引き起こす方法を提供する。該方法は、本明細書に開示されているタンパク質、発現ベクターまたは医薬組成物の有効量を、単独で、または別の治療用物質と組合せて、ウイルス粒子の不活化を引き起こすことを含む。本発明はまた、対象の血漿からウイルス粒子、例えばHIVウイルス粒子を除去する方法を提供する。該方法は、本明細書に開示されているタンパク質、発現ベクターまたは医薬組成物の有効量を、単独で、または別の治療用物質と組合せて、対象にさらして、対象の血漿からウイルス粒子を除去することを含む。
本明細書中で用いる「有効量」なる語は、有益なまたは所望の結果を得るのに十分な、活性物質(例えば、本発明の突然変異CD4 D1D2を含むタンパク質、または本発明の突然変異CD4 D1D2を含むタンパク質を発現するウイルスベクター)の量を意味する。有効量は1以上の投与、適用または投薬において投与可能であり、特定の製剤または投与経路に限定されるとは意図されない。
本明細書中で用いる「治療する」、「治療し」および「治療」は、対象、例えばヒトにおける疾患の治療を意味する。これは、(a)疾患を抑制すること、すなわち、その発生を阻止すること、および(b)疾患を緩和すること、すなわち、病態を退縮させることを含む。本明細書中で用いる「対象」および「患者」なる語は、本明細書に記載されている方法および組成物により治療される生物を意味する。そのような生物は、好ましくは哺乳動物(例えば、マウス、サル、ウマ、ウシ、ブタ、イヌ、ネコなど)を含み、より好ましくはヒトを含むが、これらに限定されるものではない。
本明細書に記載されている方法および組成物は、単独で、または他の治療用物質および/もしくは治療方式と組合せて使用されうる。本明細書中で用いる「組合せて」投与されるなる語は、患者に対する複数の治療の効果が或る時点で重複するように、対象の障害罹患の経過中に2つ(またはそれ以上)の異なる治療が対象に適用されることを意味すると理解される。ある実施形態においては、1つの治療の適用が、第2の治療の適用が始まる際に尚も行われていて、投与に関する重複が存在する。これは、本明細書においては、「同時」または「共適用」と称されることがある。他の実施形態においては、1つの治療の適用が、その他の治療の適用が始まる前に終了する。いずれの場合も、ある実施形態においては、治療は、組合せ投与ゆえに、より有効である。例えば、第2の治療はより有効であり、例えば、第2の治療をより少量で用いた場合に同等の効果が見られ、または第1の治療の非存在下で第2の治療が適用された場合に見られるものよりも症状を大幅に軽減し、あるいは第1の治療で同様の状況が見られる。ある実施形態においては、症状または他の障害関連パラメータにおける低減が、その他の治療の非存在下で適用される1つの治療で観察されるものより大きくなるように、適用が行われる。そのような2つの治療の効果は部分的に相加的、完全に相加的、または相加的を超えるものでありうる。適用された第1の治療の効果が、第2の治療が適用される際に尚も検出可能であるように、適用が行われうる。
ある実施形態においては、本明細書に記載されている方法または組成物は、ヌクレオシド/ヌクレオチド逆転写酵素インヒビター(例えば、ラミブジン、アバカビル、ジドブジン、スタブジン、ジダノシン、エムトリシタビンおよびテノホビル)、非ヌクレオシド逆転写酵素インヒビター(例えば、デラビルジン、エファビレンツ、エトラビリンおよびネビラピン)、プロテアーゼインヒビター(例えば、アンプレナビル、フォサムプレナビル、アタザナビル、ダルナビル、インジナビル、ロピナビル、リトナビル、ネルフィナビル、サキナビルおよびチプラナビル)、融合または侵入インヒビター(例えば、エンフビルチドおよびマラビロック)、インテグラーゼインヒビター(例えば、ラルテグラビルおよびカボテグラビル)またはそれらの任意の組合せと組合せて投与(適用)される。ある実施形態においては、本明細書に記載されている方法または組成物は、潜伏感染再活性化剤(LRA)、例えば、HDACインヒビター(例えば、ボリノスタット)またはTLR7アゴニスト(例えば、米国特許公開番号US20160008374A1に記載されているGS−9620)と組合せて投与される。
本明細書の全体において、組成物が特定の成分を有する、含有する又は含むと記載されている場合、あるいはプロセスおよび方法が特定の工程を有する、含有する又は含むと記載されている場合、挙げられている成分から実質的になる又はそれらからなる本発明の組成物が追加的に存在すること、および挙げられているプロセス工程から実質的になる又はそれらからなる本発明のプロセスおよび方法が存在することが想定される。
本出願においては、要素または成分が、挙げられている要素または成分の一覧に含まれる又は該一覧から選択されると記載されている場合、該要素または成分は、挙げられている要素または成分の任意の1つでありうる、あるいは該要素または成分は、挙げられている要素または成分の2以上からなる群から選択されうると理解されるべきである。
更に、本明細書に記載されている組成物または方法の要素および/または特徴は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の様態で組合されることが、それが本明細書において明示的または暗示的であるかどうかにかかわらず可能である、と理解されるべきである。例えば、特定の化合物に言及されている場合、文脈から別のように理解されない限り、その化合物は、本発明の組成物の種々の実施形態において、および/または本発明の方法において使用されうる。換言すれば、本出願においては、明確かつ簡潔な適用が記載され示されることを可能にする様態で実施形態が記載され示されているが、実施形態は、本教示および本発明から切り離されることなく種々に組合され又は分離されうる、と意図され、理解される。例えば、本明細書に記載され示されている全ての特徴は、本明細書に記載され示されている本発明の全態様に適用可能でありうると理解される。
「の少なくとも1つ」なる表現は、文脈および用法から別のように理解されない限り、該表現の前の列挙物のそれぞれを個々に、および該列挙物の2以上の種々の組合せを含むと理解されるべきである。3以上の列挙物に関する「および/または」なる表現は、文脈から別のように理解されない限り、同じ意味を有すると理解されるべきである。
「含む」、「含み」、「含んで」、「有する」、「有して」、「有し」、「含有する」、「含有して」または「含有し」(それらの文法的等価物を含む)なる語の使用は、特に示されていない限り又は文脈から別のように理解されない限り、オープンエンドかつ非限定的であり、例えば、追加的な非列挙要素または工程を除外しない、と一般に理解されるべきである。
「約」なる語が定量的な値の前で用いられている場合、特に示されていない限り、本発明はその特定の定量的な値自体をも含む。本明細書中で用いる「約」なる語は、特に記載または示唆されていない限り、名目値からの±10%の変動を意味する。
工程の順序または或る行為の実施の順序は、本発明が依然として実施可能である限り、重要でないと理解されるべきである。更に、2以上の工程または行為は同時に実施されうる。
本明細書におけるあらゆる全ての例示、または例示的言語表現、例えば「例えば」または「含む」の使用は、本発明をより詳細に例示することを意図しているに過ぎず、特許請求の範囲において限定されていない限り本発明の範囲を限定するものではない。本明細書におけるいかなる表現も、特許請求されていない要素が本発明の実施に必須であることを示すと解釈されるべきではない。
図面の説明
本発明は、以下の図面を参照して、より完全に理解されうる。
図1は、野生型ヒトCD4 D1D2または野生型アカゲザルCD4 D1D2を含有するeCD4−Igタンパク質に関する熱スキャンアッセイの結果を示す。野生型ヒトCD4 D1D2を含有するeCD4−IgG1または野生型アカゲザルCD4 D1D2を含有するeCD4−IgG1に関する温度の関数としての粒子半径を示すグラフを図1Aに示す。野生型ヒトCD4 D1D2を含有するeCD4−IgG2またはアカゲザルCD4 D1D2を含有するeCD4−IgG2に関する温度の関数としての半径を示すグラフを図1Bに示す。凝集を動的光散乱(DLS)により測定した。この場合、ナノメートル(nm)単位で示されている粒子半径の増加はタンパク質凝集を示す。野生型ヒトCD4 D1D2に基づくeCD4−Igタンパク質に関する50%凝集温度は51℃(IgG1)および53℃(IgG2)であった。野生型アカゲザルCD4 D1D2に基づくeCD4−Igに関する凝集温度は62℃(IgG1)および67℃(IgG2)であった。 図2はCCR5模倣スルホペプチド「mim2.」の存在下または非存在下のCD4−Igタンパク質に関する凝集温度を示すグラフである。試験した各タンパク質は、ヒトIgG1 Fcに融合した野生型ヒトCD4 D1D2を含有し、該スルホペプチドの存在下または非存在下の場合を除いて同一であった。 図3は、霊長類CD4 D1D2アミノ酸配列の関連性を示す系統樹である。ヒトCD4 D1D2配列は他の類人猿のものと共にグループ化される。原猿類、新世界ザルおよび旧世界ザルのCD4 D1D2配列のそれぞれは、それらの進化的関係に合致して、異なるグループを形成する。 図4は霊長類CD4 D1D2アミノ酸配列(配列番号1および48〜90)の配列アラインメントである。類人猿(それぞれ配列番号1および48〜54)、旧世界ザル(それぞれ配列番号55〜76)、新世界ザル(それぞれ配列番号77〜86)および原猿類(それぞれ配列番号87〜90)のCD4 D1D2のアミノ酸配列をアライメント(整列)させた。ヒトCD4 D1D2(配列番号1)と同一でない位置が太字で示されている。番号付けはヒトCD4 D1D2に対応している。したがって、原猿類におけるF43に先行する2アミノ酸インデルはここでは欠失として扱われ、番号付けはこのインデルを省いている。CD4プレタンパク質上に存在するシグナルペプチドは番号付けにおいては示されておらず、また、含まれていない。Xは、現在利用可能なデータが存在しない位置を示す。アミノ酸1〜58(図4A)、59〜118(図4B)および119〜178(図4C)のアラインメントが示されている。CD4ドメイン1(D1)はアミノ酸1〜98に対応し、CD4ドメイン2(D2)はアミノ酸99〜178に対応する。 図4は霊長類CD4 D1D2アミノ酸配列(配列番号1および48〜90)の配列アラインメントである。類人猿(それぞれ配列番号1および48〜54)、旧世界ザル(それぞれ配列番号55〜76)、新世界ザル(それぞれ配列番号77〜86)および原猿類(それぞれ配列番号87〜90)のCD4 D1D2のアミノ酸配列をアライメント(整列)させた。ヒトCD4 D1D2(配列番号1)と同一でない位置が太字で示されている。番号付けはヒトCD4 D1D2に対応している。したがって、原猿類におけるF43に先行する2アミノ酸インデルはここでは欠失として扱われ、番号付けはこのインデルを省いている。CD4プレタンパク質上に存在するシグナルペプチドは番号付けにおいては示されておらず、また、含まれていない。Xは、現在利用可能なデータが存在しない位置を示す。アミノ酸1〜58(図4A)、59〜118(図4B)および119〜178(図4C)のアラインメントが示されている。CD4ドメイン1(D1)はアミノ酸1〜98に対応し、CD4ドメイン2(D2)はアミノ酸99〜178に対応する。 図4は霊長類CD4 D1D2アミノ酸配列(配列番号1および48〜90)の配列アラインメントである。類人猿(それぞれ配列番号1および48〜54)、旧世界ザル(それぞれ配列番号55〜76)、新世界ザル(それぞれ配列番号77〜86)および原猿類(それぞれ配列番号87〜90)のCD4 D1D2のアミノ酸配列をアライメント(整列)させた。ヒトCD4 D1D2(配列番号1)と同一でない位置が太字で示されている。番号付けはヒトCD4 D1D2に対応している。したがって、原猿類におけるF43に先行する2アミノ酸インデルはここでは欠失として扱われ、番号付けはこのインデルを省いている。CD4プレタンパク質上に存在するシグナルペプチドは番号付けにおいては示されておらず、また、含まれていない。Xは、現在利用可能なデータが存在しない位置を示す。アミノ酸1〜58(図4A)、59〜118(図4B)および119〜178(図4C)のアラインメントが示されている。CD4ドメイン1(D1)はアミノ酸1〜98に対応し、CD4ドメイン2(D2)はアミノ酸99〜178に対応する。 図5は、CD4ドメイン2の疎水性コアを安定化させる特定の突然変異のコンピュータ生成視覚的表示である。CD4の内部をより良好に可視化するために、タンパク質データバンク(PDB)構造の仮想断層撮影断面表示および編集を可能にするツールを開発した。このコンピュータツールを使用して、CD4 D1およびD2の疎水性コア内の、より大きな疎水性アミノ酸による、グリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸の置換を分析した。この図は2つの空間充填突然変異を示し、これらは、置換されるものより大きな体積の疎水性アミノ酸により、埋もれた疎水性アミノ酸を置換する。ここに示されているのは、128位においてモデル化された野生型V128(図5A)または置換V128L(図5B)のいずれかを有するヒトCD4結晶構造3CD4の2D断面である。L100、L144、V161およびF170により囲まれた疎水性ポケットをV128L置換が充填することに注目されたい。ここには、同じCD4結晶構造の2D断面も示されており、L5、K7、V161およびF170により囲まれたV168を包囲する空間(図5C)、ならびにこの疎水性ポケットの大部分を充填する置換V168L(図5D)が示されている。炭素原子は灰色で示されており、酸素原子は白色で示されており、窒素原子は黒色で示されている。 図6は、ヒトCD4 D1D2とNHP CD4 D1D2との間で異なる1以上の位置における置換を有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。「バックグラウンド」は、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。eCD4−Igタンパク質(IgG1またはIgG2)におけるFcドメインのアイソタイプが示されている。黒色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う黒色線はIgG1を示し、灰色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う灰色線はIgG2を示す。 図6は、ヒトCD4 D1D2とNHP CD4 D1D2との間で異なる1以上の位置における置換を有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。「バックグラウンド」は、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。eCD4−Igタンパク質(IgG1またはIgG2)におけるFcドメインのアイソタイプが示されている。黒色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う黒色線はIgG1を示し、灰色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う灰色線はIgG2を示す。 図6は、ヒトCD4 D1D2とNHP CD4 D1D2との間で異なる1以上の位置における置換を有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。「バックグラウンド」は、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。eCD4−Igタンパク質(IgG1またはIgG2)におけるFcドメインのアイソタイプが示されている。黒色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う黒色線はIgG1を示し、灰色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う灰色線はIgG2を示す。 図6は、ヒトCD4 D1D2とNHP CD4 D1D2との間で異なる1以上の位置における置換を有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。「バックグラウンド」は、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。eCD4−Igタンパク質(IgG1またはIgG2)におけるFcドメインのアイソタイプが示されている。黒色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う黒色線はIgG1を示し、灰色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う灰色線はIgG2を示す。 図6は、ヒトCD4 D1D2とNHP CD4 D1D2との間で異なる1以上の位置における置換を有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。「バックグラウンド」は、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。eCD4−Igタンパク質(IgG1またはIgG2)におけるFcドメインのアイソタイプが示されている。黒色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う黒色線はIgG1を示し、灰色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う灰色線はIgG2を示す。 図6は、ヒトCD4 D1D2とNHP CD4 D1D2との間で異なる1以上の位置における置換を有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。「バックグラウンド」は、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。eCD4−Igタンパク質(IgG1またはIgG2)におけるFcドメインのアイソタイプが示されている。黒色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う黒色線はIgG1を示し、灰色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う灰色線はIgG2を示す。 図6は、ヒトCD4 D1D2とNHP CD4 D1D2との間で異なる1以上の位置における置換を有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。「バックグラウンド」は、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。eCD4−Igタンパク質(IgG1またはIgG2)におけるFcドメインのアイソタイプが示されている。黒色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う黒色線はIgG1を示し、灰色の空白のまたは塗りつぶされた記号を伴う灰色線はIgG2を示す。 図7は、示されている置換組合せを有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。バックグラウンドは、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。eCD4−Igタンパク質(IgG1またはIgG2)におけるFcドメインのアイソタイプが示されている。黒色線および黒色の空白のまたは塗りつぶされた記号はIgG1を示し、灰色線および灰色の空白のまたは塗りつぶされた記号はIgG2を示す。 図7は、示されている置換組合せを有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。バックグラウンドは、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。eCD4−Igタンパク質(IgG1またはIgG2)におけるFcドメインのアイソタイプが示されている。黒色線および黒色の空白のまたは塗りつぶされた記号はIgG1を示し、灰色線および灰色の空白のまたは塗りつぶされた記号はIgG2を示す。 図7は、示されている置換組合せを有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。バックグラウンドは、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。eCD4−Igタンパク質(IgG1またはIgG2)におけるFcドメインのアイソタイプが示されている。黒色線および黒色の空白のまたは塗りつぶされた記号はIgG1を示し、灰色線および灰色の空白のまたは塗りつぶされた記号はIgG2を示す。 図7は、示されている置換組合せを有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。バックグラウンドは、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。eCD4−Igタンパク質(IgG1またはIgG2)におけるFcドメインのアイソタイプが示されている。黒色線および黒色の空白のまたは塗りつぶされた記号はIgG1を示し、灰色線および灰色の空白のまたは塗りつぶされた記号はIgG2を示す。 図8は、2個を超える置換の表示組合せを有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。バックグラウンドは、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。eCD4−Igタンパク質(IgG1またはIgG2)におけるFcドメインのアイソタイプが示されている。 図8は、2個を超える置換の表示組合せを有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。バックグラウンドは、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。eCD4−Igタンパク質(IgG1またはIgG2)におけるFcドメインのアイソタイプが示されている。 図9は、示されている置換を有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。バックグラウンドは、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。 図10は、示されている置換組合せを有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。バックグラウンドは、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。 図10は、示されている置換組合せを有するeCD4−Ig変異体の50%凝集温度を示す一連のグラフである。DLS熱スキャンアッセイを用いて、示されているアミノ酸置換の存在下および非存在下のeCD4−Igの凝集温度を測定した。バックグラウンドは、置換が試験された突然変異バックグラウンド(つまり、1以上の追加的置換が存在するeCD4−Ig変異体において置換が評価されたのかどうか)を示す。該置換の幾つかは複数の突然変異バックグラウンドにおいて評価された。複数の置換は、各置換がバックスラッシュで区切られた一覧として示されている。各グラフのx軸は、eCD4−Ig変異体が、置換位置に、示されている置換を有していたのか、または野生型アミノ酸残基(「野生型」)を有していたのかを示す。 図11は、示されている置換またはそれらの組合せを有するeCD4−Ig変異体に関するDLS熱スキャンアッセイに関する一次データを示す折れ線グラフである。y軸は、該アッセイがx軸(50〜75℃が示されている)に沿って温度をスキャンした場合の、DLSにより検出された物質の平均半径を示す。 図12は、示されている置換組合せを使用してDLS熱スキャンアッセイにより測定された場合のeCD4−Ig変異体の50%の凝集温度を示す棒グラフである。凝集温度は最高から最低の順に示されている。野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)を含有する対照タンパク質は黒色で示されており、置換を有する変異体は灰色で示されている。データは、ヒンジにおけるC220S置換、IgG1 Fcドメイン、およびスルホペプチドとしてのmim2またはmim6のいずれかを有するeCD4−Ig変異体に関して示されている。 図13は、SYPROオレンジ色素インターカレーションアッセイの結果を示す棒グラフである。該アッセイによって測定されたeCD4−Ig変異体の50%融解温度が示されている。融解温度は最高から最低の順に示されている。野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)を含有する対照タンパク質は黒色で示されており、置換を有する変異体は灰色で示されている。データは、ヒンジにおけるC220S置換、IgG1 Fcドメイン、およびスルホペプチドとしてのmim2またはmim6のいずれかを有するeCD4−Ig変異体に関して示されている。 図14は、アプライド・バイオシステムズ・タンパク質熱シフト(Applied Biosystems Protein Thermal Shift)色素インターカレーションアッセイの結果を示す棒グラフである。アッセイにより測定されたeCD4−Ig変異体の50%融解温度が示されている。融解温度は最高から最低の順に示されている。野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)を含有する対照タンパク質は黒色で示されており、置換を有する変異体は灰色で示されている。「Chimp」は、チンパンジーCD4由来のCD4 D1D2配列を有する、それ以外は同一であるeCD4−Igタンパク質を示す。データは、ヒンジにおけるC220S置換、IgG1 Fcドメイン、およびスルホペプチドとしてのmim2またはmim6のいずれかを有するeCD4−Ig変異体に関して示されている。 図15は、アミノ酸置換の組合せを含有するCD4ムテインに関する色素インターカレーション熱スキャンアッセイの結果を示す一連の棒グラフである。SYPROオレンジ(Orange)色素インターカレーションアッセイにおけるmim6スルホペプチドを含有するeCD4−Igタンパク質の50%融解温度が図15A〜Cに示されている。アプライド・バイオシステムズ・タンパク質熱シフト(Applied Biosystems Protein Thermal Shift)アッセイにおけるスルホペプチドを欠くCD4−Igタンパク質に関する50%融解温度が図15Dに示されている。ここに示されている全ての変異体はヒンジにC220S置換を有する。 図16は、種々のeCD4−Igタンパク質に関するタンパク質発現収量を示す棒グラフである。この図に示されている変異体の全てには、mim6スルホペプチド、ヒンジにおけるC220S置換およびIgG1 Fcが含まれる。野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)を含有するeCD4−Igタンパク質は黒色で示されており、アミノ酸置換を含有する変異体の全ては灰色で示されている。 図17は、種々のeCD4−Igタンパク質に関する発現収量を示す一連の棒グラフである。図17A〜Hの各パネルは別々のタンパク質発現収量実験を表す。2つの対照が黒色で示されている。これらの2つの対照は、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)を含有するeCD4−Igタンパク質、および置換G6A/S23N/A55V/V128L/V168Lを含有するeCD4−Igである。全ての他の変異体は灰色で示されている。示されている変異体の全てには、ヒンジにおけるC220S置換、およびIgG1 Fcが含まれる。図17A〜Gにおける変異体は全て、mim6スルホペプチドを含有する全てのeCD4−Igタンパク質であり、一方、図17Hにおける変異体は、スルホペプチドを欠く全てのCD4−Igタンパク質である。 図17は、種々のeCD4−Igタンパク質に関する発現収量を示す一連の棒グラフである。図17A〜Hの各パネルは別々のタンパク質発現収量実験を表す。2つの対照が黒色で示されている。これらの2つの対照は、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)を含有するeCD4−Igタンパク質、および置換G6A/S23N/A55V/V128L/V168Lを含有するeCD4−Igである。全ての他の変異体は灰色で示されている。示されている変異体の全てには、ヒンジにおけるC220S置換、およびIgG1 Fcが含まれる。図17A〜Gにおける変異体は全て、mim6スルホペプチドを含有する全てのeCD4−Igタンパク質であり、一方、図17Hにおける変異体は、スルホペプチドを欠く全てのCD4−Igタンパク質である。 図18は、野生型CD4−Ig、またはコンホメーション安定性を改善する置換を有する示されているCD4−IgまたはeCD4−Ig変異体のヒトFcRnトランスジェニックマウスにおける薬物動態を示す一連の折れ線グラフである。図18A〜Cに示されているデータは並行して集められたものであり、直接的に比較可能であり、明瞭化のために3つのパネルに分けられているに過ぎない。図18Aは、野生型ヒトCD4 D1D2配列、またはR134/N164/K167もしくはK72/K75/Q94/Q110/R134/N164/K167位に突然変異を含有するCD4 D1D2配列を含有するCD4−Ig変異体(スルホペプチドを含まない)の薬物動態を示す。野生型CD4−Igの半減期は2.4日であり、一方、R134G/N164D/K167T CD4−Igの半減期は4.2日であり、K72S/K75E/Q94E/Q110E/R134G/N164D/K167T CD4−Igの半減期は8.6日であった。図18Bは、R134/N164/K167位に置換を含有するCD4−Ig(スルホペプチドを含まない)およびeCD4−Ig(スルホペプチドを含む)タンパク質の薬物動態を示す。図18Cは、K72/K75/Q94/Q110/R134/N164/K167位に置換を有するCD4−Ig(スルホペプチドを含まない)およびeCD4−Ig(スルホペプチドを含む)タンパク質ならびにQ94/Q110/R134/N164/K167位に置換を有するeCD4−Igタンパク質の薬物動態を示す。 図19は、コンホメーション安定性もしくはFcRn結合を改善する示されている置換または野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)を含有するeCD4−IgのヒトFcRnトランスジェニックマウスにおける薬物動態を示す折れ線グラフである。広範囲中和性モノクローナル抗体10−1074をヒトFcRnトランスジェニックマウスの2つの群における対照として使用した。これら2つの対照群のそれぞれは別々の折れ線で示されている。野生型ヒトCD4 D1D2対照に加えて、この薬物動態実験において評価されたeCD4−Ig変異体にはアミノ酸置換の以下の組合せが含まれていた:K72S/K75E/R134G/N164D/K167T、K72S/K75E/Q94E/Q110E/R134G/N164D/K167T、S23N/K72S/K75E/R134G/N164D/K167T、およびS23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/L96V/Q110E/R134G/N164D/K167T。また、CD4 D1D2における置換S23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/L96V/Q110E/R134G/N164D/K167Tを有するeCD4−Ig変異体は、S254T、およびT256E(「YTE」)、またはM428LおよびN434S(「LS」)を含有するIgG1 Fcのコンテキストにおいて評価された。 図20は、置換G6A/S23N/A55V/V128L/V168Lを含有するeCD4−Igの変異体を評価する野生型BALB/cJマウスにおける薬物動態実験を示す。G6A/S23N/A55V/V128L/V168Lを含有するeCD4−Ig変異体の薬物動態を、S23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/L96V/Q110E/R134G/N164D/K167Tを含有する対照と比較した(図20A)。表面電荷置換R134G、N164DおよびK167Tを、個別に、および組合せて、G6A/S23N/A55V/V128L/V168Lバックグラウンド内に導入した。したがって、この薬物動態実験で試験された追加的変異体はG6A/S23N/A55V/V128L/R134G/V168L、G6A/S23N/A55V/V128L/K176T/V168L、およびG6A/S23N/A55V/V128L/R134G/N164D/K167T/V168Lであった。第1日および第5日のタンパク質濃度から計算された半減期を比較した(図20B)。半減期における唯一の有意差(P=0.03;両側パラメトリックt検定)は、S23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/L96V/Q110E/R134G/N164D/K167Tを含有するeCD4−Ig変異体と、G6A/S23N/A55V/V128L/R134G/V168Lを含有するeCD4−Ig変異体との間のものであった。 図21は、コンホメーション安定性を改善する置換を有するeCD4−Ig変異体および野生型CD4−Igの、ラットにおける薬物動態を示す折れ線グラフである。野生型ヒトCD4−Ig、R134G/N164D/K167T eCD4−IgG1、およびR134G/N164D/K167T eCD4−IgG2を10mg/kgでラットに皮下投与した。野生型ヒトCD4−Igの半減期は11時間と計算され、一方、R134G/N164D/K167T eCD4−IgG1およびeCD4−IgG2の半減期は、それぞれ、48時間および42時間と計算された。 図22はA55V置換の存在下および非存在下のeCD4−Ig変異体によるウイルス中和を示す。A55V置換の存在下および非存在下のeCD4−Ig変異体によるウイルス中和を、感染に際してホタルルシフェラーゼを発現するCD4 CCR5 TZM−bl細胞において測定した。野生型ヒトA55残基またはA55V置換のいずれかを有するR134G/N164D/K167T eCD4−Ig変異体を系列5倍希釈にわたって力価測定した。A55V置換の存在下および非存在下のeCD4−Ig変異体がBG505(図22A)、PVO.4(図22B)および9014(図22C)偽ウイルスによる感染を中和する能力を比較した。eCD4−Igの非存在下で発現されたルシフェラーゼの量に対するウイルス感染率が相対光単位(%RLU)として示されている。破線は50%ウイルス感染を示す。 図23は、S23N置換の存在下および非存在下のeCD4−Ig変異体によるウイルス中和を示す。S23N置換の存在下および非存在下のeCD4−Ig変異体によるウイルス中和を、感染に際してホタルルシフェラーゼを発現するCD4 CCR5 TZM−bl細胞において測定した。野生型ヒトS23残基またはS23N置換のいずれかを有するL5Y/A55V/I76P/L96V/R134G/N164D/K167T eCD4−Ig変異体を系列5倍希釈にわたって力価測定した。S23N置換の存在下および非存在下のeCD4−Ig変異体がBG505(図23A)およびPVO.4(図23B)偽ウイルスによる感染を中和する能力を比較した。eCD4−Igの非存在下で発現されたルシフェラーゼの量に対するウイルス感染率が相対光単位(%RLU)として示されている。破線は50%ウイルス感染を示す。 図24は、示されているeCD4−Ig変異体によるウイルス中和を示す散布図である。398F1、BG505、246F3、Tro.11、X2278、9014、PVO.4、T257−10、CE0217、ZM651、CNE8、CNE55、BJOX2000、CH119、X1634および89.6を含む試験ウイルスのパネルに対してウイルス中和アッセイを行った。標的細胞は、感染に際してホタルルシフェラーゼを発現するCD4 CCR5 TZM−bl細胞であった。eCD4−Igの非存在下で発現されたルシフェラーゼの量に対するウイルス感染率が相対光単位(%RLU)として示されている。破線は50%ウイルス感染を示す。R134G/N164D/K167Tバックグラウンドのコンテキストにおいては、置換S23N/A55V/L96Vの存在は、HIV感染の50%を抑制するのに必要なeCD4−Igの濃度の有意な減少をもたらした(P<0.0001、ウィルコクソン(Wilcoxon)マッチドペア検定)。 図25は、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸によってグリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸が置換されているeCD4−Ig変異体によるウイルス中和を示す。試験されたeCD4−Ig変異体には、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)対照(灰色)、A55V、G6A/A55V、G6A/S23N/A55V/V128L/V168L、G6A/S23T/A55V/V128L/V168L、およびG6A/S23N/Q40A/A55V/V128L/V168Lが含まれていた。試験ウイルスは、伝染性/始祖(founder)(t/f)ウイルスPRB931−06のエンベロープ糖タンパク質から生成される偽ウイルスである。標的細胞は、感染に際してホタルルシフェラーゼを発現するCD4 CCR5 TZM−bl細胞であった。eCD4−Igの非存在下で発現されたルシフェラーゼの量に対するウイルス感染率が相対光単位(%RLU)として示されている。破線は50%ウイルス感染を示す。 図26は、eCD4−Ig変異体の、アカゲザル(リーサス・マカク)における薬物動態を示す一連の折れ線グラフである。マカクにおいて評価されたeCD4−Ig変異体の全ては置換R134G/N164D/K167Tを有していた。示されている場合には、eCD4−Ig変異体は免疫グロブリンFcドメイン内に「LS」置換(M428LおよびN434S)を有していた。各アカゲザルにおける各eCD4−Ig変異体の半減期がアカゲザルの番号の隣に示されている(例えば、動物番号r13007、半減期=2.8日)。30mg/kgのR134G/N164D/K167T eCD4−IgG1(図26A)、30mg/kgのR134G/N164D/K167T eCD4−IgG2(図26B)、30mg/kgのR134G/N164D/K167T eCD4−IgG1 LS(図26C)、30mg/kgのR134G/N164D/K167T eCD4−IgG2 LS(図26D)、10mg/kgのR134G/N164D/K167T eCD4−IgG1 LS(図26E)、10mg/kgのR134G/N164D/K167T eCD4−IgG2 LS(図26F)、および1mg/kgのR134G/N164D/K167T eCD4−IgG1 LS(図26G)の静脈内注入を3頭のアカゲザルの群に行った。半減期は抗薬物抗体の潜在的出現の前の最初の10日間のデータから計算された。黒色の記号は、IgG1の投与を受けた動物における血漿eCD4−Ig濃度を示し、灰色の記号は、IgG2の投与を受けた動物における血漿eCD4−Ig濃度を示す。 図27は、eCD4−Ig変異体による、アカゲザルにおけるウイルス複製の抑制を示す折れ線グラフである。SHIV−AD8に感染したアカゲザルに30mg/kgのR134G/N164D/K167T eCD4−IgのIgG1またはIgG2形態を投与した。その後の種々の時点で、血漿ウイルス量を測定した(mL当たりのウイルスRNAコピー)。黒色の記号は、IgG1の投与を受けた動物におけるウイルス量を示し、灰色の記号は、IgG2の投与を受けた動物におけるウイルス量を示す。
実施例
以下の実施例は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲または内容を何ら限定するものではない。
実施例1 − 非ヒト霊長類eCD4−IgはヒトeCD4−Igより高い安定性を示す
CD4−IgはCD4のドメイン1および2(CD4 D1D2)と抗体Fcドメインとの融合体である。eCD4−Igは、CD4 D1D2と、抗体Fcドメインと、HIVおよびSIV共受容体のチロシン硫酸化領域に類似したチロシン硫酸化ペプチド(スルホペプチド)との融合体である(Gardner,M.R.ら(2015)NATURE,519(7541):87−91)。この実施例は、ヒトCD4 D1D2または非ヒト霊長類(NHP)CD4 D1D2を含むeCD4−Ig変異体の凝集温度の測定を記載する。
タンパク質のコンホメーション安定性(アンフォールディングに対するタンパク質の抵抗性)はタンパク質治療用物質における重要な特性である。部分的アンフォールディングは、治療用タンパク質がインビボで他の分子に非特異的に付着することを可能にし、そして今度はこれが該治療用タンパク質の半減期を減少させうる。
コンホメーション安定性は動的光散乱(DLS)により測定可能であり、DLSは、溶液中の粒子サイズを測定するための方法であり、そして該粒子サイズは、異なる条件下での粒子サイズを測定するために使用されうる(Nobbmann,U.ら(2007)BIOTECHNOL.GENET.ENG.REV.,24:117−28)。ブラウン運動による粒子の運動は、大きな粒子の場合よりも小さな粒子の場合のほうが速い。DLSは、粒子の運動を検出することにより粒子サイズを計算しうる。可溶性タンパク質分子は、同じタンパク質の凝集体より小さいため、DLSにより検出される粒子サイズの増加はタンパク質凝集を示す。熱スキャンDLSアッセイは、タンパク質サンプルの温度をゆっくり上昇させながら、凝集体の形成を検出する。このアッセイにおいては、より高いコンホメーション安定性を有するタンパク質は比較的高い温度で凝集し始め、一方、より低いコンホメーション安定性を有するタンパク質は比較的低い温度で凝集し始める。
典型的には、組換えタンパク質治療用物質の場合、60℃以上の凝集温度が望ましい。図1Aに示されているとおり、IgG1 Fcドメインと野生型ヒトCD4 D1D2とを有するeCD4−Ig変異体は51℃の凝集温度を有していた。図1Bに示されているとおり、IgG2 Fcドメインと野生型ヒトCD4 D1D2とを有するeCD4−Ig変異体は53℃の凝集温度を有していた。図1Aに示されているとおり、IgG1 Fcドメインと野生型アカゲザルCD4 D1D2を有するeCD4−Ig変異体は62℃の凝集温度を有し、これは、ヒトCD4 D1D2を有する対応eCD4−Ig変異体のものより9℃高い。図1Bに示されているとおり、IgG2 Fcドメインと野生型アカゲザルCD4 D1D2とを有するeCD4−Ig変異体は67℃の凝集温度を有し、これは、ヒトCD4 D1D2を有する対応eCD4−Ig変異体のものより14℃高い。
したがって、野生型アカゲザルCD4 D1D2に基づくeCD4−Igは、野生型ヒトCD4 D1D2に基づくeCD4−Igと比較して改善されたコンホメーション安定性を示す。
野生型ヒトCD4 D1D2をそれぞれが含むCD4−Ig(スルホペプチドを含有しない)およびeCD4−Ig(「mim2」(配列番号3)スルホペプチドを含有する)の凝集温度も測定した。図2に示されているとおり、CD4−Igは80.4℃の凝集温度を有し、一方、eCD4−Igは51℃の凝集温度を有していた。したがって、追加的結合部分(例えば、スルホペプチド)の存在はCD4−Igのコンホメーション安定性を著しく低下させうる。
実施例2 − DLSアッセイを用いるヒトCD4 D1D2の安定性を改善するアミノ酸置換の特定
この実施例は、ヒトCD4 D1D2、例えばCD4−IgおよびeCD4−Igを含むタンパク質の凝集温度を増加させるアミノ酸置換の特定を記載する。
コンホメーション安定性の改善をヒトeCD4−Igにもたらすアミノ酸置換を特定するために、ヒトCD4 D1D2を、種々の非ヒト霊長類(NHP)種に由来するCD4 D1D2と比較した。ヒトCD4 D1D2アミノ酸配列を、以下のものを含む種々の類人猿、サルおよび原猿種のCD4 D1D2アミノ酸配列とアライメントさせた:チンパンジー(chimpanzee)、ボノボ(bonobo)、ゴリラ(gorilla)、ボルネオオランウータン(Bornean orangutan)、ホオジロテナガザル(white−cheeked gibbon)、アジルテナガザル(agile gibbon)、フクロテナガザル(siamang)、コロブスザル(Colobus monkey)、アビシニアコロブス(Colobus guereza)、アンゴランコロブス(Angolan colobus)、アフリカミドリザル(African green monkey)、ベルベットモンキー(vervet monkey)、サバエウスモンキー(Sabaeus monkey)、タンタルスモンキー(Tantalus monkey)、アカオナガザル(red guenon)、スーティーマンガベイ(sooty mangabey)、マンドリル(mandrill)、クロキンシコウ(black snub−nose monkey)、キンシコウ(golden snub−nose monkey)、リーフモンキー(leaf monkey)、ブタオザル(pig−tailed macaque)、アカゲザル(rhesus macaque)、カニクイザル(cynomolgus macaque)、ニホンザル(Japanese macaque)、ウォルフグエノン(Wolf’s guenon)、タラポイン(Talapoin)、ホオジロマンガベイ(gray−cheeked mangabey)、オリーブバブーン(olive baboon)、ドウイロティティ(coppery titi)、マーモセット(marmoset)、コモンリスザル(common squirrel monkey)、ボリビアリスザル(Bolivian squirrel monkey)、ホエザル(howler monkey)、ボリビアアカホエザル(Bolivian red howler monkey)、ノドジロオマキザル(Panamanian white−throated capuchin)、ナンシーヨザル(Nancy Ma’s owl monkey)、アザラヨザル(Azara’s owl monkey)、メガネザル(tarsier)、マレーヒヨケザル(Sunda flying lemur)、ハイイロネズミキツネザル(gray mouse lemur)およびコクレルシファカ(Coquerel’s sifaka)(図3および4)。これらのNHP種のうち、ヒトのCD4 D1D2配列は他の類人猿のものに最も類似しており、旧世界ザルのものに2番目に類似しており、新世界ザルのものに3番目に類似しており、原猿類のものには最も類似していない(図3)。アカゲザルCD4 D1D2とヒトCD4 D1D2とは88%同一であることが判明し、T17、S23、I24、N39、N52、R59、N66、P68、L69、D88、Q89、Q94、Q110、Q129、R134、K142、L144、S147、L151、L162、N164およびK167位において差異が見られた。チンパンジーCD4 D1D2とヒトCD4 D1D2とは98%同一であることが判明し、I34、A55、P68およびE87位に差異が見られた。
ある置換がCD4ドメイン1(D1)およびドメイン2(D2)の疎水性コアを安定化させるかどうかを判定するために、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるグリシンまたは疎水性アミノ酸を、置換されるアミノ酸より大きな体積(例えば、側鎖体積)を有する疎水性アミノ酸で置換した。疎水性アミノ酸は、ある場合には、埋もれた疎水性アミノ酸であった。この実験においては、アミノ酸A、V、P、L、I、M、F、YおよびWは疎水性アミノ酸とみなされ、グリシンおよび疎水性アミノ酸の相対体積は以下のとおりであるとみなされた:G<A<V<P<L=I<M<F<Y<W。例えば、G6、I24、L44、L51、A55、L69、G99、A102、V128、G141、V146、V161およびV168位はそれぞれ、NHP CD4 D1D2においては、ヒトCD4 D1D2の場合より大きな体積の疎水性アミノ酸であると認められる(図4)。理論によって拘束されることを望むものではないが、グリシンまたは疎水性アミノ酸が、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸で置換される、該タンパク質の疎水性コア内の或るアミノ酸置換は、コンホメーション安定性を増強すると仮定された。したがって、CD4 D1D2のコンホメーション安定性は、タンパク質の疎水性コアを安定化させる方法により改善されうる。潜在的な置換を分析するために、タンパク質の疎水性コア内の空間を視覚化するためのコンピュータソフトウェアプログラムを開発した。該プログラムはタンパク質データバンク(PDB)構造の仮想断層撮影断面表示および編集を可能にした。例えば、L100、L144、V161およびF170によって囲まれておりV128を包囲する疎水性ポケット内の空になった空間に注目されたい(図5A)。置換V128Lのモデリングはこの疎水性ポケットのほとんどを充填する(図5B)。同様に、L5、V161、F170およびK7によって囲まれておりV168を包囲する疎水性ポケットに注目されたい(図5C)。この疎水性ポケットは置換V168Lにより充填される(図5D)。ここに示されているV128およびV168のモデリングに加えて、このツールは、例えばG6、A55およびV146における置換のモデリングを可能にした。したがって、ヒトCD4 D1D2の構造を分析して空間を特定し、そしてこれらの空間の充填によりCD4 D1およびD2の疎水性コアを安定化しうる置換を特定した。
これらの比較に基づき、NHP eCD4−Igの優れた凝集温度をヒトeCD4−Igにもたらす突然変異を特定するために、突然変異誘発分析を行った。実施例1に記載されているとおりにDLS熱スキャンアッセイを用いて、置換を評価した。置換を、個別に、および/またはCD4 D1D2内の他の位置における突然変異と組合せて(すなわち、異なる突然変異バックグラウンドにおいて)評価した。特に示されていない限り、試験したeCD4−Ig変異体はスルホペプチドmim1(配列番号2)、mim2(配列番号3)、mim4(配列番号4)、mim5(配列番号5)またはmim6(配列番号6)を含んでいた。特に示されていない限り、試験したeCD4−Ig変異体は、C220S置換の存在下または非存在下の、含まれているIgG1またはIgG2 Fcドメインを含んでいた。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるK1は、類人猿であるゴリラにおいてはNである(図4A)。野生型ヒトCD4 D1D2バックグラウンド(配列番号1)に基づくeCD4−IgへのK1Nの導入は、熱安定性に関する動的光散乱(DLS)アッセイでの測定では、eCD4−Igの凝集温度を2.3℃増加させた(図6A)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるK2は、コロブス、スーティーマンガベイおよびマンドリルを含む幾つかの旧世界ザルにおいてはNであり、新世界ザルにおいてはTであり、原猿類においてはEである(図4A)。野生型のヒトCD4 D1Dバックグラウンドにおいては、K2T、K2NおよびK2EはeCD4−Igの凝集温度をそれぞれ3℃、3.7℃および4.6℃増加させた(図6B〜D)。R134G/N164D/K167TバックグラウンドにおけるK2E置換は凝集温度を3.9℃増加させた(図6D)。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK2位における置換、例えばEによる置換(K2E)が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度を増加させることを示唆している。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるG6は、原猿類であるメガネザルにおいてはAである(図4A)。野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドへのG6Aの導入はeCD4−Igの凝集温度を4.6℃増加させた。A55Vバックグラウンドにおいては、G6Aの導入はeCD4−Igの凝集温度を0.8℃増加させた(図6E)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるK7は、ナンシーヨザル、アザラヨザルおよびスピックスヨザルを含む幾つかの新世界ザルにおいてはEである(図4A)。それはまた、幾つかの他の新世界ザルおよび原猿類においてはRでありうる。K7E置換はコンホメーション安定性を中程度に改善した(図6F)。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK7位における置換、例えばEによる置換(K7E)が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度を増加させることを示唆している。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK8における置換もK7に対するその接近性ゆえに評価した。ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるEによるK8の置換はコンホメーション安定性を劇的に改善した(図6G)。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK8位における置換、例えばEによる置換(K8E)が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度を増加させることを示唆している。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるT15はゴリラ(類人猿)においてはNであり、スーティーマンガベイ(旧世界ザル)においてはAであり、原猿類および或る新世界ザルにおいてはPであり、残りの新世界ザルにおいてはSである。T15NはN結合型グリコシル化のためのN−X−Tコンセンサスモチーフを生成させる(図4A)。ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるT15Nの導入はeCD4−Igの凝集温度を7.9℃増加させた(図6H)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるT17は、アカゲザルを含むほとんどの旧世界ザルにおいてNである。Nの存在はN結合型グリコシル化のためのN−X−Tコンセンサスモチーフを生成させる(図4A)。ヒトeCD4−IgにおけるT17N置換の導入はeCD4−Igの凝集温度を増加させた(図6I)。また、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるT17は新世界ザルの全てにおいてEであり、T17E置換はコンホメーション安定性における中程度の改善をもたらした(図6J)。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のT17位における置換、例えばNによる置換(T17N)またはEによる置換(T17E)が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度を増加させることを示唆している。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるK21は、旧世界ザルであるサバエウスモンキーおよびタンタルスモンキーにおいてはNである(図4A)。野生型ヒトCD4 D1D2バックグラウンドを有するeCD4−IgへのK21Nの導入はその凝集温度を11℃増加させた(図6K)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるK22は、アフリカミドリザル、ベルベットモンキー、サバエウスモンキー、タンタルスモンキーおよびアカオナガザルを含む幾つかの旧世界ザルにおいてはTである(図4A)。野生型のヒトCD4 D1D2バックグラウンドを有するeCD4−IgへのK21Tの導入はその凝集温度を6.3℃増加させた(図6L)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるS23は、アカゲザルを含む種々の旧世界ザルおよび新世界ザルにおいてはNであり、或る他の旧世界ザルおよび新世界ザルにおいてはTであり、原猿類においてはS、YまたはAである(図4A)。S23Nは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)に基づくeCD4−Ig分子、および置換G6A/A55V/V128L/V168Lを含有するヒトCD4 D1D2に基づくeCD4−Ig分子において、凝集温度をそれぞれ10.1℃および4.8℃増加させた(図6M)。S6Tは、G6A/A55V/V128L/V168Lを含有するバックグラウンドにおいて凝集温度を2.3℃増加させた(図6N)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるG38は、原猿類であるマレーヒヨケザルにおいてはである。野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドにおけるG38Aの変化はeCD4−Igの凝集温度を9℃減少させた。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるL51は、ある原猿類においてはMである(図4A)。L51からIへの変化は野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)およびG6A/A55VバックグラウンドにおいてeCD4−Igの凝集温度をそれぞれ1.8℃および2.2℃増加させた(図6P)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるA55はチンパンジーならびにボノボおよび原猿類においてはVである(図4A)。この位置は、新世界ザルの全て、ならびにアフリカミドリザル、ベルベットモンキー、サバエウスモンキー、タンタルスモンキーおよびマンドリルを含む幾つかの旧世界ザルにおいてはIである。旧世界ザルであるアカオナガザルは、この位置にスレオニンを有する唯一の異端的存在である。野生型ヒトCD4 D1D2バックグラウンドにおけるヒトeCD4−IgにおけるA55からVへの突然変異(A55V)はその凝集温度を5.7℃増加させ、R134G/N164D/K1K67T突然変異バックグラウンドにおけるヒトeCD4−IgにおけるA55からVへの突然変異(A55V)は凝集温度を4.9℃増加させた(図6Q)。しかし、G6Aのコンテキストにおいては、eCD4−Igの凝集温度は不変であった。野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)を有するeCD4−IgのコンテキストにおけるA55からIへの突然変異はその凝集温度を7.1℃増加させた(図6R)。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のA55位における置換、例えばVによる置換(A55V)またはIによる置換(A55I)が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度を増加させることを示唆している。
A55は、埋もれた疎水性アミノ酸である。理論によって拘束されることを望むものではないが、この位置における嵩高い疎水性アミノ酸の存在はCD4 D1の疎水性コアの安定性を改善し、それにより、その全体的なコンホメーション安定性を改善すると考えられる。結果として、CD4 D1D2における埋もれたグリシン残基または埋もれた疎水性残基を、置換されるアミノ酸より大きな体積を有する疎水性アミノ酸で置換すると、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度が増加しうる。例えば、以下の位置に、CD4 D2D2における埋もれたグリシン残基または埋もれた疎水性残基が存在し、これらは、より大きな体積の疎水性アミノ酸により置換されうる:野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のL5、G6、V12、L14、A18、I24、I36、L37、L44、L51、A55、G65、F67、P68、L69、V93、G99、I71、L74、V86、V93、L95、L96、V97、F98、A102、L108、L114、L116、L118、P121、V128、P133、I138、G141、L144、V146、L149、G155、V161、V168、F170、I172、I174またはV176。また、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のG6、I24、L44、L51、A55、L69、G99、A102、V128、G141、V146、V161およびV168を含むこれらの位置の幾つかはNHPにおいては異なっている。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるI70は新世界ザルおよび原猿類においては他のアミノ酸で置換されている(図4B)。アミノ酸置換I70Eの導入は、R134G/N164D/K167T eCD4−Igバックグラウンドにおいて、コンホメーション安定性が2℃改善した(図6S)。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のI70位における置換、例えばEによる置換(I70E)が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度を増加させることを示唆している。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるK72は新世界ザルおよび原猿類においては他のアミノ酸で置換されている(図4B)。アミノ酸置換K72Sの導入は野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドおよびR134G/N164D/K167T eCD4−Igバックグラウンドにおけるコンホメーション安定性をそれぞれ1.3℃および3℃改善した(図6T)。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK72位における置換、例えばSによる置換(K72S)が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度を増加させることを示唆している。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるK75はNHPにおいては他のアミノ酸で置換されている(原猿類におけるEおよび種々の新世界ザルにおけるQを含む)(図4B)。K75Eは、野生型ヒトCD4 D1D2バックグラウンド(配列番号1)を有するeCD4−Igの凝集温度を4.1℃増加させた(図6U)。同様に、K75Qは、野生型ヒトCD4 D1D2バックグラウンド(配列番号1)を有するeCD4−Igの凝集温度を3℃増加させた(図6V)。
ヒトCD4 D1D2におけるV86を野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドまたはG6A/A55VバックグラウンドのコンテキストにおいてLで置換することはeCD4−Igの凝集温度に実質的に影響を及ぼさなかった(図6W)。
ヒトCD4 D1D2におけるV93を野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドのコンテキストにおいてIで置換することはeCD4−Igの凝集温度を僅かに0.2℃増加させたが、G6A/A55Vバックグラウンドにおいては凝集温度を9.25℃低下させた(図6X)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるQ94は類人猿およびヒトにおいてはQのみであり、旧世界霊長類、新世界霊長類および原猿類においてはEである(図4B)。Q94EはR134GバックグラウンドにおけるeCD4−Igの凝集温度を僅かに低下させた(図6U)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるV97をG6A/A55VバックグラウンドのコンテキストにおいてIで置換することはeCD4−Igの凝集温度を僅かに低下させた(図6Z)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるA102は、新世界ザルであるリスザルにおいてはVである(図4B)。A102Vは、野生型ヒトCD4 D1D2バックグラウンド(配列番号1)を有するeCD4−Igの凝集温度を1.1℃増加させた(図6AA)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるQ110は、アカゲザルを含む或る旧世界霊長類においてはEであり、ある原猿類においてはHである(図4B)。Q110EはQ94E/R134G/N164D/K167TバックグラウンドにおけるeCD4−Igの凝集温度を変化させなかった(図6BB)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のL116位は霊長類間で見かけ上は変わらないが、L116、C130、V146、W157およびC159により囲まれた疎水性ポケットに隣接しているため、興味深かった。ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるL116をG6A/S23N/A55V/V128L/V168LバックグラウンドのコンテキストにおいてF(置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸)で置換することはeCD4−Igの凝集温度を7.2℃増加させた(図6CC)。しかし、G6A/S23N/A55V/V128L/V146I/V168Lバックグラウンドにおいては、L116Fは凝集温度の0.4℃の低下をもたらした。同様に、L116をW(置換されるアミノ酸より大きな体積の別の疎水性アミノ酸)で置換することはG6A/S23N/A55V/V128L/V168LバックグラウンドにおいてはeCD4−Igの凝集温度を1.4℃増加させたが、G6A/S23N/A55V/V128L/V146I/V168Lバックグラウンドにおいては凝集温度を6℃低下させた(図6DD)。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のL116位における置換、例えばFまたはWによる置換(L116FまたはL116W)が、V146Iとの組合せの場合を除き、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度を増加させることを示唆している。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるV128は、原猿類であるメガネザルにおいてはLである(図4C)。V128をI(置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸)で置換することは野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドにおけるeCD4−Igの凝集温度を1.6℃増加させた(図6EE)。タンパク質構造を視覚化し編集するために開発されたコンピュータツールを使用して、置換V128Lをモデル化した(図5)。V128L(置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸による置換)は、L100、L144、V161およびF170により囲まれた疎水性ポケットを、野生型V128より大きな度合で充填する。V128Lは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を2.7℃増加させた(図6FF)。これらの結果は、V128位における置換、特に、Vより大きな体積の疎水性アミノ酸による置換が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igのコンホメーション安定性および凝集温度を増加させることを示唆している。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるR134はボルネオオランウータン(類人猿)においてはTであるが、マカク(旧世界ザル)、メガネザル(原猿類)、マレーヒヨケザル(原猿類)およびハイイロネズミキツネザル(原猿類)においてはGである(図4C)。野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドを有するeCD4−IgにR134G置換を含めることは凝集温度を4.1℃増加させた(図6GG)。また、種々の突然変異バックグラウンド(例えば、K167TまたはQ94E/Q110E/K142R/N164D)にR134G置換を含めることはヒトeCD4−Igのコンホメーション安定性を著しく改善した(図6GG)。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のR134位における置換、例えばGによる置換(R134G)が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度を増加させることを示唆している。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるG140はボルネオオランウータン(類人猿)においてはAであり、幾つかの旧世界ザルにおいてはVまたはRである。野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドにおいてG140をAにより置換することはeCD4−Igの凝集温度を7.8℃増加させた(図6HH)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるK42は、アカゲザルを含む種々の旧世界ザルおよび新世界ザルにおいてはRであり、原猿類においてはGまたはSでありうる(図4C)。種々のバックグラウンドコンテキストにおいて、K142RはeCD4−Igの凝集温度を増加させなかった(図6II)。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるV146は種々の新世界ザルおよび原猿類においてはLまたはMである(図4C)。また、V146は、L116、C130、V146、W157およびC159により囲まれたCD4 D2の構造における疎水性ポケットに隣接している。G6A/S23N/A55V/V128L/V146LバックグラウンドにおいてV146をL(置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸)により置換することはeCD4−Igの凝集温度を2.2℃増加させた(図6JJ)。しかし、V146をI(置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸)により置換することは、G6A/S23N/A55V/V128L/V146Lバックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を7.6℃増加させた(図6KK)。同様に、V146をFまたはW(それぞれは、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸である)により置換することは、G6A/S23N/A55V/V128L/V146Lのバックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度をそれぞれ3.6℃および4.1℃増加させた(図6LLおよびMM)。いずれかの特定の理論により拘束されるものではないが、これらの結果は、V146を、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸により置換すること(例えば、V146I、V146F、V146L、V146W、V146MおよびV146P)により、L146、C130、V146、W157およびC159により囲まれたCD4 D2の構造における疎水性ポケットを充填することが、DLSのような熱安定性アッセイで測定された場合のタンパク質安定性を増強しうることを示唆している。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるN164は、チンパンジー、ボノボおよびゴリラ以外の類人猿ならびに旧世界ザルおよび原猿類においてはDである(図4C)。このDはおそらく祖先由来であり、一方、ある類人猿に存在するNおよび新世界ザルに存在するHはおそらく誘導されたものである。N164D置換の存在下および非存在下のヒトeCD4−Igの凝集温度を、他の幾つかの置換(R134G、R134G/K167T、およびQ94E/Q110E/R134G/K142R/K167T)と組合せて測定した(図6NN)。これらの突然変異バックグラウンドのそれぞれにおいて、N164Dはコンホメーション安定性の改善をeCD4−Igにもたらした。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のN164位における置換、例えばDによる置換(N164D)が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度を増加させることを示唆している。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるK167はコロブス以外の旧世界ザルの全て、および原猿類の全てにおいてはTである。コロブスにおいては、この位置はRであり、新世界ザルにおいては、それはLである。ヒトeCD4−IgにおけるK167を例えばT(K167T)に突然変異させることはコンホメーション安定性を改善した(図6OO)。コンホメーション安定性におけるこの改善は3つの異なる突然変異バックグラウンド(R134G、Q94E/Q110E/R134G/K142R/N164D、およびQ94E/Q110E/R134G/N164D)において観察された。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK167位における置換、例えばTによる置換(K167T)が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度を増加させることを示唆している。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるV168は、新世界霊長類であるヨザルおよび原猿類においてはLである(図4C)。タンパク質構造を視覚化し編集するために開発されたコンピュータツールを使用して、置換V128Lをモデル化した。V168をL(置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸)により置換することは野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドにおけるeCD4−Igの凝集温度を0.8℃増加させた(図6PP)。したがって、V168位における置換、特に、Vより大きな体積の疎水性アミノ酸による置換は、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igのコンホメーション安定性および凝集温度を増加させる。
ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるV176をIにより置換した。野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドにおいては、V176IはeCD4−Igの凝集温度を9.2℃増加させた。
置換の以下の組合せが、試験されたバックグラウンドにおいて凝集温度を増加させた:K2E/N164D(図7A);K2E/K167T(図7B);K7E/K8E(図7C);K8E/N164D(図7D);K8E/K167T(図7E);T17N/N164D(図7F);T17N/K167T(図7G);T17E/N164D(図7H);T17E/K167T(図7I);I70E/N164D(図7J);I70E/K167T(図7K);K72S/N164D(図7L);K72S/K167T(図7M);Q94E/Q110E(図7N);Q94E/N164D(図7P);Q94E/K167T(図7Q);Q110E/N164D(図7S);Q110E/K167T(図7T);R134G/N164D(図7V);R134G/K167T(図7W);K142R/N164D(図7X);K142E/K167T(図7Y);N164D/K167T(図7Z);およびK166N/K167T(図7AA)。置換の以下の組合せは、試験されたバックグラウンドにおいて凝集温度が低下させた:Q94/R134(図7O)、Q110/R134(図7R)、R134/K142(図7U)、およびK142/N164(図7X)。驚くべきことに、Q94EおよびQ110Eは個々には凝集温度を増加させなかったにもかかわらず、Q94/Q110の組合せの置換は凝集温度を概ね増加させた(図7N)。
また、3つ、4つまたは5つの位置の置換の組合せの存在下および非存在下のタンパク質に関しても凝集温度を比較した。置換位置の組合せには以下のものを含んでいた:R134/N164/K167(図7A)、R134/K142/N164/K167(図7B)、T17/R134/N164/K167(図7C)、Q94/R134/N164/K167(図7D)、Q94/Q110/R134/N164/K167(図7E)、Q110/R134/N164/K167(図7F)、Q94/Q110/R134/K142/K167(図7G)、Q94/Q110/R134/N164(図7H)、Q94/Q110/K142/K167(図7I)、およびK75/Q94/Q110(図7J)。これらの置換組合せの全てはコンホメーション安定性を有意に改善した。
R134/N164/K167の3つの位置における置換は、それ以外の点では野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドである場合に、eCD4−Igの凝集温度を53℃から63℃へ10℃増加させた(図8A)。具体的には、このeCD4−Ig変異体はアミノ酸置換R134G/K164D/K167Tを含有していた。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のR134、K164およびK167位における置換、例えばR134G、K164DおよびK167T置換が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度を増加させることを示唆している。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2と比較した場合のNHP CD4 D1D2の優れたコンホメーション安定性が最小数の置換によって再現されうることをも示している。R134G/K164D/K167Tを含有するeCD4−Ig変異体のコンホメーション安定性の改善に基づいて、この突然変異バックグラウンドにおいて、多数の他の置換を評価した。
ヒトCD4 D1D2のコンホメーション安定性を改善したアミノ酸置換およびそれらの組合せは、しばしば、正電荷の正味の損失をもたらした。例えば、K72S、R134GおよびK167Tのそれぞれは正荷電塩基性アミノ酸を非荷電アミノ酸によって置換している。T17E、I70E、Q94E、Q110EおよびN164Dのそれぞれは非荷電アミノ酸を負荷電酸性アミノ酸によって置換している。同様に、K2E、K7E、K8EおよびK75Eのそれぞれは正荷電塩基性アミノ酸を負荷電酸性アミノ酸によって置換している。これらの結果は、正電荷の正味の損失または負電荷の獲得につながる置換が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度を増加させることを示唆している。
更に、コンホメーション安定性を改善するアミノ酸置換の多くは塩橋を破壊しないことが観察された。ヒトCD4の既存X線結晶構造を分析することにより、潜在的塩橋に関与する位置を特定した。潜在的塩橋は以下のものであった(各塩橋がハイフンにより示されている):K1−E91、K2−E91、K7−D10、K8−E119、K29−K85、K50−E77、R54−D78、R58−E13、R59−D56、K72−D56、K89−E85、R131−E169、K136−D153、K167−E169、およびK171−E169。ヒトCD4 D1D2とNHP CD4 D1D2とにおいて異なる位置のうち、潜在的塩橋に関与する位置はK1、K2、K50、D56、R58、R59、K72、E77、E91、R131、D153、K167、E169およびK171であった。コンホメーション安定性の改善は、T17、A55、I70、K75、Q94、Q110、R134およびN164位に置換を含有するCD4由来ポリペプチドにおいて観察された。それらの位置はいずれも塩橋に関与していない。これらの結果は、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igのコンホメーション安定性を改善する置換は塩橋に関与していないことが多いことを示唆している。
L5、I76、L96およびF98位の置換を含有するeCD4−Igの突然変異形態のコンテキストにおいて、A55Vを含む置換の組合せを更に調べた(図9)。A55Vをこれらの他の置換の4つ全て(L5Y、I76P、L96VおよびF98V)と共に置換することはeCD4−Igのコンホメーション安定性を低下させることが判明した(図9A)。F98Vは、個別に評価された場合には、コンホメーション安定性の相当な低下を招いた(図9B)。理論により拘束されることを望むものではないが、F98V置換はドメイン1とドメイン2との境界を不安定化させた可能性がある。ドメイン1とドメイン2との境界に同様に位置する置換I76Pを野生型に復帰させたところ、I76PはCD4 D1D2のコンテキストにおけるコンホメーション安定性に対して中程度に有害であることが判明した(図9C)。驚くべきことに、S23N/L96V置換のペアの存在はコンホメーション安定性を有意に改善した(図9D)。したがって、A55VおよびS23NはCD4 D1D2のコンテキストにおけるコンホメーション安定性を改善したが、I76PおよびF98Vはコンホメーション安定性に有害であった。
グリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸を、置換されるアミノ酸より大きな体積を有する異なる疎水性アミノ酸により置換する置換を組合せ、得られたeCD4−Igのタンパク質の凝集温度を測定した(図10)。例えば、G6AとA55Vとの組合せは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を4.5℃増加させた(図10A)。V128LとV128Lとの組合せは、G6A/A55Vバックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を2.9℃増加させた(図10B)。G6A、A55V、V128LおよびV168Lの組合せは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を7.4℃増加させた(図10C)。G6A、S23N、V128L、V146IおよびV168Lの組合せは、A55Vバックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を15.7℃増加させた(図10D)。G6A、S23N、A55V、V128L、V146IおよびV168Lの組合せは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を19.4℃増加させた(図10E)。S23NとV146Iとの組合せは、G6A/A55V/V128L/V168Lバックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を7.4℃増加させた(図10F)。S23N、V128LおよびV168Lの組合せは、G6A/A55Vバックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を7.3℃増加させた(図10G)。S23N、A55V、V128L、V146IおよびV168Lの組合せは、G6Aバックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を14.8℃増加させた(図10H)。S23N、V128L、V146IおよびV128Lの組合せは、G6A/A55Vバックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を14.9℃増加させた(図10I)。G6A、S23N、A55V、L116F、V128LおよびV168Lの組合せは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を19℃増加させた(図10J)。G6A、S23N、A55V、V128L、V146FおよびV168Lの組合せは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を15.4℃増加させた(図10K)。G6A、S23N、A55V、V128L、V146WおよびV168Lの組合せは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドを有するeCD4−Igの凝集温度を15.9℃増加させた(図10L)。したがって、グリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸を、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸により置換する置換の組合せは、CD4 D1D2含有タンパク質、例えばeCD4−Igの凝集温度の相当な増加をもたらした。
グリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸を、置換されるアミノ酸より大きな体積のアミノ酸により置換することによってもたらされる凝集温度の増加を更に例示するために、DLSアッセイからの一次熱スキャンデータを或る例に関して示す(図11)。これらの例においては、G6A、A55V、G6A/A55V、V128L/V168L、S23NおよびV146Iの追加がeCD4−Igの熱安定性を漸進的に改善した。
この実施例に記載されているDLS熱スキャンアッセイにより測定されたeCD4−Igタンパク質の凝集温度が最高温度から最低温度までの降順で示されている(図12)。
この実施例に記載されているCD4−IgおよびeCD4−Igタンパク質変異体の熱スキャンアッセイ結果を表5に要約する。全てのIgG1 Fcドメインは、で表示されているものを除き、ヒンジ領域にC220S置換を含んでいた(標準的なIgG1番号付け)。
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実施例3 − 色素インターカレーションアッセイを用いた、ヒトCD4 D1D2の安定性を改善するアミノ酸置換の特定
この実施例は、コンホメーション安定性を増強するCD4ムテイン(例えば、CD4−IgおよびeCD4−Ig)における置換およびその組合せを特定するための、色素インターカレーションに基づく別のタイプの熱スキャンアッセイの使用を記載する。DLSアッセイと同様に、温度が徐々に上昇するにつれて、コンホメーションの不安定性がアンフォールドタンパク質内への色素のインターカレーションを可能にする。インターカレーションした色素は蛍光を発し、それらの光はタンパク質のアンフォールディングまたは「融解」の度合の定量的測定値として検出される。したがって、データは50%溶融温度として示される。2つの補完的なタイプの色素インターカレーションアッセイを用いた。1つはSYPROオレンジ(Orange)インターカレーションに基づくものであり、もう1つはアプライド・バイオシステムズ・タンパク質熱シフトアッセイ(Applied Biosystems Protein Thermal Shift Assay)の独自色素成分に基づくものであった。
まず、SYPROオレンジ色素インターカレーションアッセイを用いて、コンホメーション安定性を増強するeCD4−Ig内の置換およびその組合せを特定した。このSYPROオレンジ色素インターカレーションアッセイからの融解温度が示されている(図13)。これらの結果は表6にも示されている。ここに示されているeCD4−Igタンパク質の全てはmim6スルホペプチド、ヒンジ領域内のC220S置換およびIgG1 Fcを含んでいた。
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幾つかの追加的なSYPROオレンジ色素インターカレーションアッセイを行って、タンパク質のコンホメーション安定性を増強する能力に関して関心が持たれたeCD4−Ig内の置換の組合せを比較した。置換R134G/N164D/K167TおよびK72S/K75E/Q94E/Q110E/R134G/N164D/K167Tを含有するeCD4−Igタンパク質を、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)または野生型アカゲザルCD4 D1D2を含有するものと比較した(図15A)。このアッセイを今度はIgG2 FcのコンテキストにおけるR134G/N164D/K167Tで繰り返した(図15B)。次に、置換R134G/N164D/K167T、K72S/K75E/Q94E/Q110E/R134G/N164D/K167T、およびS23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/L96V/Q110E/R134G/N164D/K167Tを含有するeCD4−Igタンパク質を、広域中和性抗体10−1074、および野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)または野生型アカゲザルCD4 D1D2を含有する対照eCD4−Igタンパク質と比較した(図15C)。図15A〜Cに示されているeCD4−Igタンパク質は全て、mim6スルホペプチド、およびヒンジ領域内のC220S置換を含んでいた。
コンホメーション安定性が最も高いCD4ムテインのうちの2つを、アプライド・バイオシステムズ・タンパク質熱シフトアッセイ(Applied Biosystems Protein Thermal Shift Assay)を用いて、熱安定性に関して比較した。この実験においては、該CD4ムテインは、スルホペプチドを欠くCD4−Igタンパク質であった。比較された置換の組合せはG6A/S23N/A55V/V128L/V168L(平均融解温度68.5℃)およびS23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/L96V/Q110E/R134G/N164D/K167T V168L(平均融解温度66.1℃)であった(図15D)。これらのタンパク質は共に、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)を有するCD4−Ig(平均融解温度53.3℃)よりも実質的に安定であった。G6A/S23N/A55V/V128L/V168Lの安定化は、グリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸を、S23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/L96V/Q110E/R134G/N164D/K167T V168Lより大きな度合でより大きな体積の疎水性アミノ酸によって置換することに基づいているが、タンパク質安定化のためのこれらのアプローチは相補的である。更に、図15Dは、いずれの置換組合せも、スルホペプチドの存在または非存在には無関係に、CD4ムテインを実質的に安定化させることを示している。これらの各タンパク質のそれぞれはヒンジ領域内にC220S置換を含んでいた。
このように、この実施例においては、異なる色素インターカレーションアッセイを用いて測定した場合にタンパク質安定性を増強するヒトCD4 D1D2(配列番号1)内の多数の置換および置換組合せを特定した。
実施例4 − ヒトCD4 D1D2の発現を改善するアミノ酸置換の特定
この実施例は、CD4ムテイン、例えばCD4−IgおよびeCD4−Igのの発現を増強するヒトCD4 D1D2(配列番号1)における置換およびその組合せの特定を記載する。高いタンパク質収量は少なくとも3つの点で望ましい特性である。第1に、プロデューサー細胞からの分泌の前に適切にフォールディングし凝集しない翻訳タンパク質の割合はタンパク質収量に反映される。したがって、タンパク質収量の測定は、適切なタンパク質フォールディングおよび安定性を測定するための代替的アプローチである。実際、タンパク質発現を増強する置換を特定するため、タンパク質安定性アッセイ(例えば、DLS)が用いられる。第2に、組換えタンパク質治療用物質の収量が多ければ多いほど、同じ量のタンパク質を製造するために必要な資源が少なくなり、製造コストが低くなる。第3に、CD4ムテインがいずれかの遺伝子治療ベクター媒介性送達系(例えば、AAV)により送達される場合、より高いタンパク質収量は、血漿中に存在するCD4ムテインの濃度を増加させる、または血漿中のCD4ムテインの同じ濃度を得るのに必要なベクターの量を減少させると予想される。高いタンパク質収量は望ましい特性であるため、タンパク質収量に対する種々の置換および置換組合せの効果を評価した。
個々の置換および置換組合せを含有する種々のCD4ムテインをExpi293細胞において発現させ、累積タンパク質収量を、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)を有するeCD4−Igと比較した(図16)。この分析は、どの置換がタンパク質収量を一般的に増加させるのかを示した。これらの収量実験で発現されたタンパク質の量を表7に示す。
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グリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸を、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸により置換することの、タンパク質発現に対する効果を検討するために、幾つかの対照実験を設計した。S23位の部位における突然変異の、タンパク質の安定性および収量に対する相当な影響ゆえに、S23位における突然変異も含有させた。置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸によるグリシンおよび埋もれた疎水性アミノ酸の置換としてS23NおよびG6A/A55V/V128L/V168Lの組合せを含有するeCD4−Igタンパク質およびCD4−Igタンパク質に関する前記の改善に基づき、G6A/S23N/A55V/V128L/V168Lおよび野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)の両方をこれらのタンパク質発現実験の対照として含めた(図17)。各パネル(図17A〜G)は、並行して発現された対照タンパク質を使用した別々のタンパク質発現実験を表す。以下の観察が認められた:最大から最小への順に(すなわち、ここでは、>は「より大きい」を意味する)、eCD4−Igタンパク質の発現はG6A/S23N/A55V/V128L/V168L>G6A/A55V>A55V>野生型ヒトCD4 D1D2であった(図17A)。L116WおよびL116Fは共に、G6A/S23N/A55V/V128L/V168Lを含有するeCD4−Igの発現を改善した(図17B)。S23N以外のS23位における置換、例えばS23Tもタンパク質発現を増強した(図17BおよびD)。C130V/C159AによるC130−C159ジスルフィドの置換はタンパク質発現を改善した(図17C〜D)。V146をより大きな体積の疎水性アミノ酸で置換すること(例えば、V146I、V146L、V146FおよびV146W)はタンパク質発現を一般的に増強した(図17E〜G)。同様に、L116をより大きな体積の疎水性アミノ酸で置換すること(例えば、L116FおよびL116W)はタンパク質発現を一般的に増強した(図17B、DおよびG)。しかし、L116およびV146の両方における、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸による置換の組合せは、タンパク質発現をそれ以上は増強しない傾向にあった(図17G)。したがって、タンパク質発現を最大化する[例えば、しばしば、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)配列に基づく発現タンパク質より3〜4倍多く発現させる]置換の組合せには、G6A/S23N/A55V/V128L/V146I/V168L、G6A/S23N/A55V/V128L/V146F/V168L、G6A/S23N/A55V/V128L/V146L/V168L、G6A/S23N/A55V/V128L/V146W/V168L、G6A/S23N/A55V/L116F/V128L/V168L、G6A/S23N/A55V/L116W/V128L/V168L、G6A/S23N/A55V/V128L/C130V/C159A/V168L、G6A/S23N/A55V/L110I/V128L/V168L、およびG6A/S23N/A55V/V128L/V168L/V176Iが含まれた。また、G6A/S23N/A55V/V128L/V168Lは、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)バックグラウンドのコンテキストにおいては十分には発現されなかったムテインの発現をレスキューするらしいことが認められた[例えば、G140AおよびV176I(図16)と(図17EおよびF)との比較]。図17に示されているタンパク質発現収量は表8〜15に示されている。また、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)、G6A/S23N/A55V/V128L/V168L、およびS23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/L96V/Q110E/R134G/N164D/K167Tを有するスルホペプチドを欠くCD4−Ig変異体に関して、タンパク質発現を比較した(図17H)。図17Hからのタンパク質発現収量は表15に示されている。この実験は、G6A/S23N/A55V/V128L/V168Lが、野生型またはS23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/L96V/Q110E/R134G/N164D/K167T CD4 D1D2のいずれかを含有する、他の点では同一であるCD4−Igタンパク質より効率的に発現されること、およびG6A/S23N/A55V/V128L/V168Lによる発現の増強が該スルホペプチドに無関係であることを示した。これらの結果は、ヒトCD4 D1D2の特にG6、A55、L116、V128、V146、V168およびV176位において、グリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸を、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸により置換することが、タンパク質発現を増強しうることを示している。注目すべきことに、G6A、A55、L116、V128、V146、V168およびV176の側鎖は表面に露出していない。したがって、G6A/S23N/A55V/V128L/V168Lは、表面露出側鎖(S23)を有する位置にはただ1つの置換を有する。
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実施例5 − ヒトFcRnトランスジェニックマウスにおけるCD4 D1D2変異体の薬物動態
この実施例は、実施例2〜4において確認された改善された安定性を有するCD4 D1D2変異体を含むタンパク質の、ヒトFcRnトランスジェニック免疫不全マウスにおける薬物動態を記載する。野生型ヒトCD4−IgまたはヒトCD4−IgもしくはeCD4−Igの変異体のインビボ薬物動態(pk)をヒトFcRnトランスジェニックマウスにおける静脈内投与の後で測定した。
ヒトFcRnトランスジェニックマウスにおける第1の実験においては、野生型ヒトCD4−Igの半減期は2.4日であり、一方、R134/N164/K167またはK72/K75/Q94/Q110/R134/N164/K16位に置換を有するCD4−Igの変異体はそれぞれ4.2日または8.6日の半減期を有していた(図18A)。したがって、CD4 D1D2タンパク質の凝集温度を増加させる置換はインビボでの半減期を有意に増加させた。また、R134/N164/K167 eCD4−Igの半減期は5.5日と測定された(図18B)。更に、K72/K75/Q94/Q110/R134/N164/K167およびQ94/Q110/R134/N164/K167位に置換を有するeCD4−Igの半減期はそれぞれ9.0日および3.7日であった(図18C)。これらの結果は、DLSおよび色素インターカレーション熱スキャンアッセイにおけるeCD4−Igのコンホメーション安定性を改善する置換が該タンパク質の薬物動態を改善することを示唆している。
ヒトFcRnトランスジェニックマウスにおける第2の実験においては、突然変異の追加的な組合せを含有するeCD4−Ig変異体の薬物動態を比較した(図19)。この実験においては、長い半減期を有することが知られている対照広域中和性抗体10−1074を対照として使用した。10−1074(IgG1 Fcを含有する)は11.6日の半減期を有していた。野生型ヒトIgG1 Fcと以下のアミノ酸置換とを含有するeCD4−Ig変異体の半減期は、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)では3.5日、K72S/K75E/R134G/N164D/K167Tでは4.6日、K72S/K75E/Q94E/Q110E/R134G/N164D/K167Tでは6.1日、S23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/Q110E/R134G/N164D/K167Tでは6.3日、およびS23N/A55V/K72S/K75E/R134G/N164D/K167Tでは6.9日であった(図19、表16)。したがって、eCD4−Igの半減期は最大で2倍増加した。また、Fcドメイン置換M252Y、S254TおよびT256E(「YTE」)、またはM428LおよびN434S(「LS」)を含有するeCD4−Igタンパク質の半減期を、CD4 D1D2におけるS23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/Q110E/R134G/N164D/K167T置換のコンテキストにおいて野生型ヒトIgG1 Fcを有する、他の点では同一である変異体の半減期と比較した。Fcドメイン内にM252Y、S254TおよびT256E置換を含有するeCD4−Ig変異体はeCD4−Igの半減期を実質的に変化させないようであった(M252Y、S254TおよびT256E置換を有さない場合は6.3日であったのに対して、置換を有する場合は6.0日であった)(表16)。しかし、FcドメインにおけるM428LおよびN434S置換はこのeCD4−Ig変異体の半減期をM428LおよびN434S置換の非存在下の6.3日から該置換の存在下の10.2日へと大幅に延長させた(62%の増加)(図19)。野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)および野生型ヒトIgG1 Fcドメインを含有するeCD4−Igタンパク質と比較して、CD4 D1D2におけるS23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/Q110E/R134G/N164D/K167T置換およびFcドメインにおけるM428LおよびN434S置換はその半減期を3.5日から10.2日へとほぼ3倍増加させた。
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実施例6 − 野生型マウスにおけるCD4 D1D2変異体の薬物動態
この実施例は、野生型BALB/cJマウスにおける、CD4 D1D2に置換を有するeCD4−Igのタンパク質の薬物動態を記載する。
この実験の第1の目的は、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸によってグリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸を置換することによって安定化されるeCD4−Ig変異体が、酸性度を増加させる置換の組合せによって大幅に安定化されたeCD4−Ig変異体に類似した半減期を示すeCD4−Igを与えたかどうかを決定することであった。この実施例で試験した対照タンパク質は、以下の置換を有するCD4 D1D2配列を有していた:S23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/Q110E/R134G/N164D/K167T。表面の変化により大幅に安定化されたこの変異体の薬物動態を、置換G6A/S23N/A55V/V128L/V168Lを有する変異体の薬物動態と比較した(図20A)。S23N以外に、G6A/S23N/A55V/V128L/V168Lは該タンパク質の疎水性コアに内部置換のみを含む。
この実験の第2の目的は、(i)CD4ムテインをより酸性にする置換と、(ii)置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸によるグリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸の内部置換とを組合せることがCD4ムテインの薬物動態に影響を及ぼすかどうかを決定することであった。この大きく内部安定化された変異体に表面荷電置換を加えることが薬物動態に及ぼす影響を評価するために、CD4 D1D2内に以下の置換組合せを含有するeCD4−Ig変異体をこの実験に含めた:G6A/S23N/A55V/V128L/R134G/V168L、G6A/S23N/A55V/V128L/K167T/V168L、およびG6A/S23N/A55V/V128L/R134G/N164D/K167T/V168L(図20A)。第1日〜第5日の期間の半減期を計算した。なぜなら、これらのeCD4−Igタンパク質に対するマウス抗体応答はこれらの野生型(すなわち、非免疫不全)BALB/cJマウスの全てではなく一部で第8日に観察されたからである。平均半減期を表17に示す。この実験は、グリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸を、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸により置換することによって大幅に安定化された変異体の全てが、該タンパク質を大部分はより酸性にする置換S23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/Q110E/R134G/N164D/K167Tを含有する変異体と少なくとも同じ長さの半減期を示すことを示した(図20B)。これらの変異体の1つであるG6A/S23N/A55V/V128L/R134G/V168Lは、置換S23N/A55V/K72S/K75E/Q94E/Q110E/R134G/N164D/K167Tを有する対照変異体よりも有意に長い半減期を示した(P=0.03、両側パラメトリックt検定)。更に、この例(例えば、G6A/S23N/A55V/V128L/R134G/V168LとG6A/S23N/A55V/V128L/V168Lとの比較)は、酸性アミノ酸による野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の置換が、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸によるグリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸の置換と組合されて、CD4ムテイン、例えばeCD4−Igのインビボ半減期を増加させうることを示している。要約すると、この例は、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸によるグリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸の置換を含有するCD4ムテイン、例えばeCD4−Igが、該タンパク質のインビボ半減期を、本明細書中に特徴づけられている他の置換組合せと少なくとも同じ程度に増加させうることを示している。
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実施例7 − ラットにおけるCD4 D1D2変異体の薬物動態
この実施例は、実施例2において確認された改善された安定性を有するCD4 D1D2変異体を含むタンパク質の、ラットにおける薬物動態を記載する。置換R134G/N164D/K167Tを有するヒトeCD4−Ig変異体および野生型ヒトCD4−Igのインビボ薬物動態(pk)をラットにおける10mg/kgのタンパク質の皮下投与の後で測定した。
野生型ヒトCD4−Igの半減期はラットにおいては11時間であり(図21)、これは公開文献(例えば、Chamow,S.M.ら(1994)BIOCONJUG.CHEM.,5(2):133−40)と一致している。しかし、突然変異R134G/N164D/K167Tを含有するeCD4−Igの変異体は、実質的に、より長い半減期、例えば、R134G/N164D/K167T eCD4−IgG1では48時間およびR134G/N164D/K167T eCD4−IgG2では42時間の半減期を有していた。これらの結果は、DLS熱スキャンアッセイにおいてeCD4−Igのコンホメーション安定性を改善する置換、例えばR134G/N164D/K167T置換が、該タンパク質の薬物動態をも改善することを示唆している。
実施例8 − CD4 D1D2変異体によるウイルス中和
この実施例は、実施例2〜7において確認された改善された安定性および薬物動態を有するCD4 D1D2変異体を含むタンパク質によるウイルスの中和を記載する。
A55V置換の存在下および非存在下のeCD4−Ig変異体をウイルス中和に関して試験した。R134G/N164D/K167T突然変異バックグラウンドにおいて、A55V置換の効果を試験した。A55V突然変異は、HIVの3つの異なる一次分離株であるBG505(図22A)、PVO.4(図22B)および9014(図22C)の感染をeCD4−Igが中和する効力を改善した。S23N置換の存在下および非存在下のeCD4−Ig変異体もウイルス中和に関して試験した。L5Y/A55V/I76P/L96V/R134G/N164D/K167T突然変異バックグラウンドにおいて、S23N置換の効果を試験した。S23N置換の存在は、2つの異なるHIV株であるクレードAウイルスBG505(図23A)およびクレードBウイルスPVO.4(図23B)をeCD4−Igが中和する能力が改善した。総合すると、これらの結果は、ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のS23およびA55位における置換、例えばS23NおよびA55V置換が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igによるウイルス中和を増強することを示唆している。
置換S23N/A55V/L96V/R134G/N164D/K167Tを含有するeCD4−Ig変異体(68.5℃の凝集温度)が試験ウイルスのパネルを中和する能力を、置換R134G/N164D/K167Tを含有する変異体(60℃の凝集温度)の場合と比較した。試験ウイルスは398F1、BG505、246F3、Tro.11、X2278、9014、PVO.4、T257−10、CE0217、ZM651、CNE8、CNE55、BJOX2000、CH119、X1634および89.6であった。68.5℃の凝集温度を有するeCD4−Ig変異体は、60℃の凝集温度を有するeCD4−Ig変異体よりも有意に良好にウイルス感染を中和した(P<0.0001、ウィルコクソン・マッチドペア検定)(図24)。ウイルス感染の50%を中和するのに必要なeCD4−Igの幾何平均濃度は、前記の8.5℃高い凝集温度を有する変異体では約1桁低かった。
また、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸によるグリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸の置換を含有するeCD4−Igに関しても、ウイルス中和を試験した(図25)。このアッセイで使用した試験ウイルスは感染−創始(transmitted−founder)(t/f)ウイルスPRB931−06であった。試験したeCD4−Ig変異体には、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)対照(灰色)、A55V、G6A/A55V、G6A/S23N/A55V/V128L/V168L、G6A/S23N/A55V/V128L/V168L、およびG6A/S23N/Q40A/A55V/V128L/V168Lが含まれた。この実験は、ウイルス中和が、A55V、G6A/A55V、およびG6A/A55V/S23T/V128L/V168Lを含有する変異体に関して、非常に類似していることを示した。しかし、S23Tの代わりにS23Nを含有させると、ウイルス中和が改善された。更に、Q40Aによりもたらされる中和の増強は、S23NおよびA55Vによりもたらされる中和の増強と重複しておらず、これらの3つの置換が組合された場合に最大の中和効力が観察された。したがって、置換されるアミノ酸より大きな体積の疎水性アミノ酸によるグリシンまたは埋もれた疎水性アミノ酸の置換はウイルス中和に悪影響を及ぼさない。
これらの結果は、凝集温度を増加させるヒトCD4 D1D2(配列番号1)における置換が、CD4 D1D2を含むタンパク質、例えばeCD4−Igによるウイルス中和をも増強することを示唆している。
実施例9 − アカゲザルにおけるCD4 D1D2変異体の薬物動態
この実施例は、実施例2において確認された改善された安定性を有するCD4 D1D2変異体を含むタンパク質の、アカゲザルにおける薬物動態を記載する。
IgG1およびIgG2免疫グロブリンFc領域を使用して、R134G/N164D/K167T置換を有するeCD4−Ig変異体を構築した。IgG1およびIgG2 Fc領域内で、モノクローナル抗体の半減期を延長させることが示されている置換M428LおよびN434S(略称:「LS」)を含有する変異体を作製した。これらの変異体の薬物動態をアカゲザルにおいてインビボで評価した。ここで試験した変異体は以下の凝集温度を有していた。R134G/N164D/K167T eCD4−IgG1、60℃;R134G/N164D/K167T eCD4−IgG2、66℃;R134G/N164D/K167T LS eCD4−IgG1、68℃;およびR134G/N164D/K167T eCD4−IgG2、66℃。
30mg/kgのR134G/N164D/K167T eCD4−IgG1(図26A)、30mg/kgのR134G/N164D/K167T eCD4−IgG2(図26B)、30mg/kgのR134G/N164D/K167T LS eCD4−IgG1(図26C)、および30mg/kgのR134G/N164D/K167T LS eCD4−IgG2(図26D)の静脈内注入を3頭のアカゲザルの群に行った。各CD4由来ポリペプチドは二相性薬物動態プロファイルを示す傾向にあり、その場合、2.7〜6.2日の半減期を示す第1相、およびポリペプチドの血漿中濃度が急速に低下する第2相が存在した。注目すべきことに、特に、R134G/N164D/K167T eCD4−Igに関して観察された半減期は、CD4−Igに関して報告されたものよりも有意に長かった。IgG1またはIgG2 FcにおけるLS置換の存在は半減期を中程度に延長させるようであった。
同じeCD4−IgG1タンパク質を10mg/kg(図26E)または1mg/kg(図26G)でアカゲザル(マカク)に投与したところ、それらを30mg/kgで投与した場合(図26C)に観察されたのと同じ薬物動態プロファイルが観察された。同様に、同じeCD4−IgG2タンパク質を10mg/kg(図26F)でアカゲザル(マカク)に投与したところ、それらを30mg/kgで投与した場合(図26D)に観察されたのと同じ薬物動態プロファイルが観察された。
実施例10 − CD4 D1D2変異体での感染アカゲザルの治療
この実施例は、実施例2において確認された改善された安定性を有するCD4 D1D2変異体を含むタンパク質でのSHIV感染アカゲザルの治療を記載する。
SHIV−AD8に感染したアカゲザルを、R134G/N164D/K167T eCD4−IgのIgG1またはIgG2形態の30mg/kgの静脈内投与により治療した(図27)。各タンパク質は血漿中ウイルス量を1桁以上抑制した。該動物の全てにおいて、ウイルス量は少なくとも1つの時点で検出限界まで抑制された。eCD4−IgのIgG1形態を投与した動物においては、より高いウイルス量からこれらの動物に開始した場合でも、ウイルス量はより遅く再増加した。これらの結果は、例えばR134G/N164D/K167T置換を含む、本明細書に記載されているCD4 D1D2変異体を含むタンパク質、例えばeCD4−Igがウイルス複製を抑制し、それにより霊長類におけるウイルス感染を治療しうることを示唆している。
文献による援用
本明細書で言及されている特許および科学文書のそれぞれの全開示をあらゆる目的で本明細書に組み入れることとする。
均等物
本発明は、その精神または本質的特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具体化されうる。したがって、前記の実施形態は、本明細書に記載されている本発明を限定するものではなく、あらゆる点において例示的であるとみなされるべきである。したがって、本発明の範囲は、前記説明ではなく添付の特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲の均等の意味および範囲内に含まれる全ての変更が本発明に含まれると意図される。
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Claims (88)

  1. ヒトCD4ドメイン1およびドメイン2(CD4 D1D2)ムテインを含むタンパク質であって、ここで、CD4 D1D2ムテインは野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)に対して少なくとも90%同一であり、
    (a)非荷電アミノ酸による野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の置換、
    (b)酸性アミノ酸による野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の置換、
    (c)酸性アミノ酸による野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における非荷電アミノ酸の置換、または
    (d)置換されるアミノ酸より大きな体積を有する疎水性アミノ酸による野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるグリシンもしくは埋もれた疎水性側鎖を有するアミノ酸の置換
    のうちの少なくとも1つの置換を含み、該置換が、非ヒト霊長類CD4 D1D2において野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)とは非同一である位置におけるものである、タンパク質。
  2. ヒトCD4ドメイン1およびドメイン2(CD4 D1D2)ムテインを含むタンパク質であって、CD4 D1D2ムテインが野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)に対して少なくとも90%同一であり、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、V4、L5、G6、K7、K8、D10、T11、V12、L14、T15、T17、A18、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、H27、N30、N32、I34、K35、I36、L37、N39、G41、S42、L44、K46、P48、K50、L51、N52、D53、A55、D56、R58、R59、S60、L61、Q64、G65、N66、F67、P68、L69、I70、I71、K72、K73、L74、K75、I76、E77、D80、T81、V86、E87、D88、Q89、E91、V93、Q94、L95、L96、V97、F98、G99、T101、A102、N103、S104、D105、H107、L108、Q110、S113、L114、L116、T117、L118、S120、P121、P122、G123、S124、S125、V128、Q129、C130、R131、S132、P133、R134、G135、N137、I138、Q139、G140、G141、K142、T143、L144、S145、V146、S147、L149、E150、L151、Q152、D153、G155、T156、W157、T158、T160、V161、L162、Q163、N164、Q165、K166、K167、V168、E169、F170、K171、I172、D173、I174、V175、V176またはA178に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、タンパク質。
  3. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、V4、G6、K7、D10、T11、V12、T15、T17、A18、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、H27、N30、N32、I34、K35、N39、G41、S42、L44、K46、P48、K50、L51、N52、D53、A55、D56、R58、R59、S60、L61、Q64、G65、N66、P68、L69、I70、K72、K73、L74、K75、I76、E77、D80、T81、E87、D88、Q89、E91、Q94、L96、G99、T101、A102、N103、S104、D105、H107、L108、Q110、S113、T117、S120、P122、G123、S124、S125、V128、Q129、C130、R131、S132、R134、G135、N137、I138、Q139、G140、G141、K142、T143、L144、S145、V146、S147、E150、L151、Q152、D153、T156、W157、T158、T160、V161、L162、Q163、N164、Q165、K166、K167、V168、E169、F170、K171、I172、D173、I174、V175またはA178に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項1または2記載のタンパク質。
  4. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、K7、D10、T11、T15、T17、A18、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、H27、N30、N32、I34、N39、G41、S42、L44、K46、P48、N52、D53、A55、R59、L61、Q64、G65、N66、P68、L69、I70、K72、K73、L74、K75、I76、D80、E87、D88、Q89、Q94、L96、A102、N103、S104、Q110、S113、T117、S120、S124、Q129、R131、R134、N137、Q139、G140、G141、K142、T143、L144、S145、V146、S147、E150、L151、Q152、T156、W157、T158、T160、V161、L162、N164、Q165、K166、K167、V168、K171、D173、I174またはV175に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜3のいずれか1項記載のタンパク質。
  5. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK2、D10、T15、T17、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、N30、N32、I34、N39、P48、N52、D53、A55、R59、G65、N66、P68、L69、D80、E87、D88、Q89、Q94、Q110、T117、S120、S124、Q129、R134、G140、K142、L144、S147、L151、T156、W157、T160、V161、L162、N164、K166またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜4のいずれか1項記載のタンパク質。
  6. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、T15、T17、Q20、I34、N52、D53、A55、R59、G65、P68、E87、D88、T117、S120、R134、G140、S147、W157、T160、N164またはK166に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜5のいずれか1項記載のタンパク質。
  7. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK2、D10、T15、T17、S19、Q20、K21、K22、S23、I24、Q25、N30、N32、I34、N39、P48、N52、A55、R59、N66、P68、L69、D80、D88、Q89、Q94、Q110、S124、Q129、R134、G140、K142、L144、S147、L151、T156、T160、V161、L162、N164、K166またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜6のいずれか1項記載のタンパク質。
  8. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のL5、G6、V12、L14、A18、I24、I36、L37、Q40、L44、L51、A55、G65、F67、P68、L69、V93、G99、I71、L74、V86、V93、L95、L96、V97、F98、A102、L108、L114、L116、L118、P121、V128、P133、I138、G141、L144、V146、L149、G155、V161、V168、F170、I172、I174またはV176に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜7のいずれか1項記載のタンパク質。
  9. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のG6、A55、L116、V128、V146、V168またはV176に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜8のいずれか1項記載のタンパク質。
  10. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のL116、V128、V146、V168またはV176に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜9のいずれか1項記載のタンパク質。
  11. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、K7、K21、K22、K35、K46、K50、R58、R59、K72、K75、R131、R134、K142、K166、K167またはK171に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜10のいずれか1項記載のタンパク質。
  12. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のV4、T11、T15、T17、S19、Q20、S23、Q25、H27、N30、N32、I34、S42、P48、N52、S60、L61、Q64、N66、I70、I76、T81、Q89、Q94、T101、N103、S104、H107、Q110、S113、T117、S120、P122、G123、S124、S125、Q129、G135、N137、Q139、G140、T143、S145、S147、L151、Q152、T156、T158、T160、L162、Q163、N164、Q165、V175またはA178に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜11のいずれか1項記載のタンパク質。
  13. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK2、G6、K8、T15、T17、K21、S23、A55、I70、K72、K75、Q94、L96、Q110、L116、V128、R134、K142、V146、N164、K166、K167、V168またはV176に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜12のいずれか1項記載のタンパク質。
  14. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のG6、S23、A55、K72、K75、Q94、L96、Q110、L116、V128、R134、V146、N164、K167、V168またはV176に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項13記載のタンパク質。
  15. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のG6、S23、A55、K72、K75、Q94、L96、Q110、V128、R134、V146、N164、K167またはV168に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項14記載のタンパク質。
  16. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK72、K75、Q94、Q110、L116、V128、R134、V146、N164、K167、V168またはV176に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項15記載のタンパク質。
  17. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のS23、A55、R134、N164またはK167に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項16記載のタンパク質。
  18. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のG6、S23、A55、V128、V146またはV168に対応する位置における少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜17のいずれか1項記載のタンパク質。
  19. CD4 D1D2ムテインがCD4 D1ドメインにおける少なくとも1つの置換およびCD4 D2ドメインにおける少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜18のいずれか1項記載のタンパク質。
  20. CD4 D1D2ムテインが1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20個の置換を含む、請求項1〜19のいずれか1項記載のタンパク質。
  21. CD4 D1D2ムテインが野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)に対して少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%同一である、請求項1〜20のいずれか1項記載のタンパク質。
  22. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における表面露出側鎖を有するアミノ酸位置における10、9、8、7、6、5、4、3、2個または1個より少ない置換を含む、請求項1〜21のいずれか1項記載のタンパク質。
  23. CD4 D1D2ムテインが、以下の位置:
    (1)A55およびK72;
    (2)A55およびK75;
    (3)A55およびQ94;
    (4)A55およびQ110;
    (5)A55およびL116;
    (6)A55およびV128;
    (7)A55およびR134;
    (8)A55およびV146;
    (9)A55およびN164;
    (10)A55およびK167;
    (11)A55およびV168;
    (12)S23およびK72;
    (13)S23およびK75;
    (14)S23およびQ94;
    (15)S23およびQ110;
    (16)S23およびL116;
    (17)S23およびV128;
    (18)S23およびR134;
    (19)S23およびV146;
    (20)S23およびN164;
    (21)S23およびK167;
    (22)S23およびV168;
    (23)G6およびK72;
    (24)G6およびK75;
    (25)G6およびQ94;
    (26)G6およびQ110;
    (27)G6およびL116;
    (28)G6およびV128;
    (29)G6およびR134;
    (30)G6およびV146;
    (31)G6およびN164;
    (32)G6およびK167;
    (33)G6およびV168;
    (34)K72およびK75;
    (35)K72およびQ94;
    (36)K72およびQ110;
    (37)K72およびL116;
    (38)K72およびV128;
    (39)K72およびR134;
    (40)K72およびV146;
    (41)K72およびN164;
    (42)K72およびK167;
    (43)K72およびV168;
    (44)K75およびQ94;
    (45)K75およびQ110;
    (46)K75およびL116;
    (47)K75およびV128;
    (48)K75およびR134;
    (49)K75およびV146;
    (50)K75およびN164;
    (51)K75およびK167;
    (52)K75およびV168;
    (53)Q94およびQ110;
    (54)Q94およびL116;
    (55)Q94およびV128;
    (56)Q94およびR134;
    (57)Q94およびV146;
    (58)Q94およびN164;
    (59)Q94およびK167;
    (60)Q94およびV168;
    (61)Q110およびL116;
    (62)Q110およびV128;
    (63)Q110およびR134;
    (64)Q110およびV146;
    (65)Q110およびN164;
    (66)Q110およびK167;
    (67)Q110およびV168;
    (68)L116およびV128;
    (69)L116およびR134;
    (70)L116およびV146;
    (71)L116およびN164;
    (72)L116およびK167;
    (73)L116およびV168;
    (74)V128およびR134;
    (75)V128およびV146;
    (76)V128およびN164;
    (77)V128およびK167;
    (78)V128およびV168;
    (79)V146およびN164;
    (80)V146およびK167;
    (81)V146およびV168;または
    (82)N164およびK167
    における置換を含む、請求項1〜22のいずれか1項記載のタンパク質。
  24. CD4 D1D2ムテインが、以下の位置:
    (1)S23、A55およびK72;
    (2)S23、A55およびK75;
    (3)S23、A55およびQ94;
    (4)S23、A55およびQ110;
    (5)S23、A55およびL116;
    (6)S23、A55およびV128;
    (7)S23、A55およびR134;
    (8)S23、A55およびV146;
    (9)S23、A55およびN164;
    (10)S23、A55およびK167;
    (11)S23、A55およびV168;
    (12)G6、S23およびK72;
    (13)G6、S23およびK75;
    (14)G6、S23およびQ94;
    (15)G6、S23およびQ110;
    (16)G6、S23およびL116;
    (17)G6、S23およびV128;
    (18)G6、S23およびR134;
    (19)G6、S23およびV146;
    (20)G6、S23およびN164;
    (21)G6、S23およびK167;
    (22)G6、S23およびV168;
    (23)G6、A55およびK72;
    (24)G6、A55およびK75;
    (25)G6、A55およびQ94;
    (26)G6、A55およびQ110;
    (27)G6、A55およびL116;
    (28)G6、A55およびV128;
    (29)G6、A55およびR134;
    (30)G6、A55およびV146;
    (31)G6、A55およびN164;
    (32)G6、A55およびK167;
    (33)G6、A55およびV168;
    (34)G6、S23、A55およびK72;
    (35)G6、S23、A55およびK75;
    (36)G6、S23、A55およびQ94;
    (37)G6、S23、A55およびQ110;
    (38)G6、S23、A55およびL116;
    (39)G6、S23、A55およびV128;
    (40)G6、S23、A55およびR134;
    (41)G6、S23、A55およびV146;
    (42)G6、S23、A55およびN164;
    (43)G6、S23、A55およびK167;または
    (44)G6、S23、A55およびV168
    における置換を含む、請求項1〜23のいずれか1項記載のタンパク質。
  25. CD4 D1D2ムテインが、以下の位置:
    (1)R134、N164およびK167;
    (2)K72、R134およびK167;
    (3)K75、R134およびK167;
    (4)Q94、R134およびK167;
    (5)Q110、R134およびK167;
    (6)Q94、Q110およびR134;
    (7)Q94、Q110およびN164;
    (8)Q94、Q110およびK167;
    (9)Q94、Q110、R134およびK167;
    (10)K72、K75およびR134;
    (11)K72、K75およびN164;
    (12)K72、K75およびK167;
    (13)K72、K75、R134およびK167;
    (14)V128、V168およびR134;
    (15)V128、V168およびN164;
    (16)V128、V168およびK167;
    (17)V128、V168およびV146;
    (18)V128、V168およびL116;
    (19)V128、V168およびK72;
    (20)V128、V168およびK75;
    (21)V128、V168およびQ94;
    (22)V128、V168およびQ110;
    (23)V146、R134およびK167;
    (24)V146、R134およびN164;
    (25)R134、K142、N164およびK167;
    (26)I70、R134、N164およびK167;
    (27)K72、R134、N164およびK167;
    (28)Q94、R134、N164およびK167;
    (29)Q110、R134、N164およびK167;
    (30)Q94、Q110、R134およびK167;
    (31)Q94、Q110、R134、N164およびK167;
    (32)K72、Q94、Q110、R134、N164およびK167;
    (33)K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;
    (34)K72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;
    (35)V128、V168、R134およびK72;
    (36)V128、V168、R134およびK75;
    (37)V128、V168、R134およびQ94;
    (38)V128、V168、R134およびQ110;
    (39)V128、V168、R134およびL116;
    (40)V128、V168、R134およびV146;
    (41)V128、V168、R134およびN164;
    (42)V128、V168、R134およびK167;
    (43)V128、V168、V146およびK72;
    (44)V128、V168、V146およびK75;
    (45)V128、V168、V146およびQ94;
    (46)V128、V168、V146およびQ110;
    (47)V128、V168、V146およびN164;または
    (48)V128、V168、V146およびK167
    における置換を含む、請求項1〜24のいずれか1項記載のタンパク質。
  26. CD4 D1D2ムテインが、以下の位置:
    (1)G6、A55、V128およびV168;
    (2)G6、A55、V146およびV168;
    (3)G6、A55、V128およびV146;
    (4)G6、A55、V128、V146およびV168;
    (5)G6、S23、A55、V128およびV168;
    (6)G6、S23、A55、V128、V146およびV168;
    (7)G6、S23、A55、V128、R134、V146およびV168;
    (8)A55、V128、V168およびK72;
    (9)A55、V128、V168およびK75;
    (10)A55、V128、V168およびQ94;
    (11)A55、V128、V168およびQ110;
    (12)A55、V128、V168およびL116;
    (13)A55、V128、V168およびR134;
    (14)A55、V128、V168およびV146;
    (15)A55、V128、V168およびK167;
    (16)S23、V128、V168およびK72;
    (17)S23、V128、V168およびK75;
    (18)S23、V128、V168およびQ94;
    (19)S23、V128、V168およびQ110;
    (20)S23、V128、V168およびL116;
    (21)S23、V128、V168およびR134;
    (22)S23、V128、V168およびV146;
    (23)S23、V128、V168およびK167;
    (24)S23、A55、R134およびK167;
    (25)S23、A55、R134、N164およびK167;
    (26)S23、A55、K72、R134およびK167;
    (27)S23、A55、K75、R134およびK167;
    (28)S23、A55、Q94、R134およびK167;
    (29)S23、A55、L96、R134およびK167;
    (30)S23、A55、Q110、R134およびK167;
    (31)S23、K72、K75、R134およびK167;
    (32)S23、K72、K75、R134、N164およびK167;
    (33)S23、A55、K72、K75、R134およびK167;
    (34)S23、A55、K72、K75、R134、N164およびK167;
    (35)S23、A55、K72、K75、L96、R134、N164およびK167;
    (36)S23、A55、K72、K75、Q94、R134、N164およびK167;
    (37)S23、A55、K72、K75、Q110、R134、N164およびK167;
    (38)S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;
    (39)S23、A55、K72、K75、Q94、L96、Q110、R134、N164およびK167;
    (40)G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134およびK167;
    (41)S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134およびK167;
    (42)S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134、V146およびK167;
    (43)S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134、K167、V168;
    (44)S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、K167、V168;
    (45)S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、V146、K167、V168;
    (46)S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、N164、K167、V168;
    (47)S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、V146、N164、K167、V168;
    (48)G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134およびK167;
    (49)G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134、V146およびK167;
    (50)G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134、K167、V168;
    (51)G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、K167、V168;
    (52)G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、V146、K167、V168;
    (53)G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、N164、K167、V168;
    (54)G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、V128、R134、V146、N164、K167、V168;
    (55)G6、S23、A55、K72、V128およびV168;
    (56)G6、S23、A55、K75、V128およびV168;
    (57)G6、S23、A55、Q94、V128およびV168;
    (58)G6、S23、A55、Q110、V128およびV168;
    (59)G6、S23、A55、V128、N164およびV168;
    (60)G6、S23、A55、V128、K167およびV168;
    (61)A55、R134、N164およびK167;
    (62)L5、S23、A55、L96およびR134;
    (63)L5、S23、A55、L96およびN164;
    (64)L5、S23、A55、L96およびK167;
    (65)S23、A55、R134、N164およびK167;
    (66)G6、S23、A55、R134、N164およびK167;
    (67)S23、A55、L96、R134、N164およびK167;
    (68)L5、S23、A55、R134、N164およびK167;または
    (69)L5、S23、A55、L96、R134、N164およびK167における置換を含む、請求項1〜25のいずれか1項記載のタンパク質。
  27. CD4 D1D2ムテインが、以下の位置:
    (1)A55、R134、N164およびK167;
    (2)S23、A55、R134、N164およびK167;
    (3)L5、S23、A55、L96、R134、N164およびK167;
    (4)A55、V128およびV168;
    (5)S23、A55、V128およびV168;
    (6)G6、S23、A55、V128およびV168;
    (7)G6、S23、A55、V128、V146およびV168;
    (8)S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134およびK167;
    (9)G6、S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134およびK167;
    (10)S23、A55、K72、K75、Q94、L96、Q110、R134およびK167;
    (11)S23、A55、K72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;
    (12)S23、A55、K72、K75、R134およびK167;または
    (13)S23、A55、K72、K75、V128、R134、K167およびV168
    における置換を含む、請求項1〜26のいずれか1項記載のタンパク質。
  28. CD4 D1D2ムテインが、以下の位置:
    (1)R134およびK167;
    (2)R134およびN164;
    (3)N164およびK167;
    (4)A55およびR134;
    (5)A55およびN164;
    (6)A55およびK167;
    (7)S23およびR134;
    (8)S23およびN164;
    (9)S23およびK167;
    (10)K72およびK75;
    (11)K75およびR134;
    (12)K75およびN164;
    (13)K75およびK167;
    (14)K75およびQ94;
    (15)K75およびQ110;
    (16)S23およびK75;
    (17)A55およびK75;
    (18)Q94およびQ110;
    (19)S23およびA55;
    (20)L5およびS23;
    (21)K2およびN164;
    (22)K2およびK167;
    (23)K7およびK8;
    (24)K7およびA55;
    (25)K8およびN164;
    (26)K8およびK167;
    (27)K8およびA55;
    (28)T17およびN164;
    (29)T17およびK167;
    (30)I70およびN164;
    (31)I70およびK167;
    (32)A55およびI70;
    (33)A55およびK72;
    (34)K72およびN164;
    (35)K72およびK167;
    (36)Q94およびN164;
    (37)Q94およびK167;
    (38)Q110およびN164;
    (39)Q110およびK167;
    (40)K142およびK167;
    (41)R134、N164およびK167;
    (42)A55、R134およびN164;
    (43)A55、R134およびK167;
    (44)A55、N164およびK167;
    (45)A55、K7およびK8;
    (46)S23、R134およびN164;
    (47)S23、R134およびK167;
    (48)S23、N164およびK167;
    (49)S23、A55およびR134;
    (50)S23、A55およびN164;
    (51)S23、A55およびK167;
    (52)K75、R134およびN164;
    (53)K75、R134およびK167;
    (54)K75、N164およびK167;
    (55)K75、Q94およびQ110;
    (56)A55、K75およびR134;
    (57)L5、A55およびL96;
    (58)A55、R134、N164およびK167;
    (59)A55、K75、R134およびK167;
    (60)L5、S23、A55およびL96;
    (61)R134、K142、N164およびK167;
    (62)K7、R134、N164およびK167;
    (63)K8、R134、N164およびK167;
    (64)K72、R134、N164およびK167;
    (65)K75、R134、N164およびK167;
    (66)T17、R134、N164およびK167;
    (67)I70、R134、N164およびK167;
    (68)Q94、R134、N164およびK167;
    (69)Q110、R134、N164およびK167;
    (70)Q94、Q110、R134およびN164;
    (71)S23、A55、R134、N164およびK167;
    (72)Q94、Q110、R134、N164およびK167;
    (73)Q94、Q110、R134、K142およびK167;
    (74)Q94、Q110、K142、N164およびK167;
    (75)K7、K8、R134、N164およびK167.
    (76)S23、A55、L96、R134、N164およびK167;
    (77)K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;または
    (78)K72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167
    における置換を含む、請求項1〜27のいずれか1項記載のタンパク質。
  29. CD4 D1D2ムテインが、以下の位置:
    (1)R134およびK167;
    (2)R134およびN164;
    (3)N164およびK167;
    (4)Q94およびQ110;
    (5)K2およびN164;
    (6)K2およびK167;
    (7)K7およびK8;
    (8)K8およびN164;
    (9)K8およびK167;
    (10)T17およびN164;
    (11)T17およびK167;
    (12)I70およびN164;
    (13)I70およびK167;
    (14)K72およびN164;
    (15)K72およびK167;
    (16)K75およびR134;
    (17)K75およびN164;
    (18)K75およびK167;
    (19)K75およびQ94;
    (20)K75およびQ110;
    (21)Q94およびN164;
    (22)Q94およびK167;
    (23)Q110およびN164;
    (24)Q110およびK167;
    (25)K142およびK167;
    (26)R134、N164およびK167;
    (27)K75、Q94およびQ110;
    (28)K7、R134、N164およびK167;
    (29)K8、R134、N164およびK167;
    (30)T17、R134、N164およびK167;
    (31)R134、K142、N164およびK167;
    (32)I70、R134、N164およびK167;
    (33)K72、R134、N164およびK167;
    (34)Q94、R134、N164およびK167;
    (35)Q110、R134、N164およびK167;
    (36)Q94、Q110、R134およびN164;
    (37)Q94、Q110、R134、N164およびK167;
    (38)Q94、Q110、R134、K142およびK167;
    (39)Q94、Q110、K142、N164およびK167;
    (40)K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;
    (41)K72、K75、Q94、Q110、R134、N164およびK167;または
    (42)K7、K8、R134、N164およびK167
    における置換を含む、請求項1〜28のいずれか1項記載のタンパク質。
  30. CD4 D1D2ムテインが、以下の位置:
    (1)R134、N164およびK167;
    (2)A55、R134およびN164;
    (3)A55、R134およびK167;
    (4)A55、N164およびK167;
    (5)L5、A55およびL96;
    (6)A55、R134、N164およびK167;
    (7)L5、S23、A55およびL96;
    (8)S23、A55、R134、N164およびK167;
    (9)S23、A55、L96、R134、N164およびK167;
    (10)L5、S23、A55、R134、N164およびK167;または
    (11)L5、S23、A55、L96、R134、N164およびK167
    における置換を含む、請求項1〜29のいずれか1項記載のタンパク質。
  31. CD4 D1D2ムテインが、以下の位置:
    (1)L5、A55およびL96;
    (2)A55、R134、N164およびK167;
    (3)S23、A55、R134、N164およびK167;または
    (4)L5、S23、A55、L96、R134、N164およびK167
    における置換を含む、請求項1〜30のいずれか1項記載のタンパク質。
  32. CD4 D1D2ムテインが、
    (a)i.非荷電アミノ酸による野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の置換、
    ii.酸性アミノ酸による野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における塩基性アミノ酸の置換、もしくは
    iii.酸性アミノ酸による野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)における非荷電アミノ酸の置換、および/または
    (b)置換されるアミノ酸より大きな体積を有する疎水性アミノ酸による野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるグリシンもしくは疎水性アミノ酸の置換
    のうちの少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜31のいずれか1項記載のタンパク質。
  33. CD4 D1D2ムテインが、非ヒト霊長類CD4 D1D2における対応位置のアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む、請求項1〜32のいずれか1項記載のタンパク質。
  34. CD4 D1D2ムテインが、類人猿、旧世界ザルまたは新世界ザルCD4 D1D2における対応位置のアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む、請求項33記載のタンパク質。
  35. CD4 D1D2ムテインが、類人猿または旧世界ザルCD4 D1D2における対応位置のアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む、請求項34記載のタンパク質。
  36. CD4 D1D2ムテインが、類人猿CD4 D1D2における対応位置のアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む、請求項35記載のタンパク質。
  37. CD4 D1D2ムテインが、旧世界ザルCD4 D1D2における対応位置のアミノ酸による、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)におけるアミノ酸の、少なくとも1つの置換を含む、請求項36記載のタンパク質。
  38. CD4 D1D2ムテインが、
    (1)K1の、Nによる置換(K1N);
    (2)K2の、Eによる置換(K2E)、Nによる置換(K2N)またはTによる置換(K2T);
    (3)L5の、Yによる置換(L5Y)、Iによる置換(L5I)、Eによる置換(L5E)、Wによる置換(L5W)、Vによる置換(L5V)、Fによる置換(L5F)またはTによる置換(L5T);
    (4)G6の、Aによる置換(G6A);
    (5)K7の、Eによる置換(K7E);
    (6)K8の、Eによる置換(K8E);
    (7)T15の、Nによる置換(T15N)またはEによる置換(T15E);
    (8)T17の、Nによる置換(T17N)またはEによる置換(T17E);
    (9)S23の、Nによる置換(S23N)、Tによる置換(S23T)、Kによる置換(S23K)、Yによる置換(S23Y)またはAによる置換(S23A);
    (10)A55の、Vによる置換(A55V)、Iによる置換(A55I)、Pによる置換(A55P)、Lによる置換(A55L)、Mによる置換(A55M)、Fによる置換(A55F)、Yによる置換(A55Y)、Wによる置換(A55W)またはTによる置換(A55T);
    (11)I70の、Eによる置換(I70E)、Lによる置換(I70L)またはVによる置換(I70V);
    (12)K72の、Sによる置換(K72S);
    (13)K75の、Eによる置換(K75E)またはQによる置換(K75Q);
    (14)Q94の、Eによる置換(Q94E);
    (15)L96の、Vによる置換(L96V)、Qによる置換(L96Q)、Tによる置換(L96T)、Iによる置換(L96I)またはYによる置換(L96Y);
    (16)Q110の、Eによる置換(Q110E)またはHによる置換(Q110H);
    (17)L116の、Fによる置換(L116F)またはWによる置換(L116W);
    (18)V128の、Iによる置換(V128I)またはLによる置換(V128L);
    (19)R134の、Gによる置換(R134G)またはTによる置換(R134T);
    (20)K142の、Rによる置換(K142R)、Gによる置換(K142G)またはSによる置換(K142S);
    (21)V146の、Iによる置換(V146I)、Lによる置換(V146L)、Fによる置換(V146F)またはWによる置換(V146W);
    (22)N164の、Dによる置換(N164D)、Hによる置換(N164H)、Rによる置換(N164R)またはEによる置換(N164E);
    (23)K167の、Tによる置換(K167T)、Rによる置換(K167R)またはLによる置換(K167L);
    (24)V168の、Iによる置換(V168I)またはLによる置換(V168L);および
    (25)V176の、Iによる置換(V176I)
    の少なくとも1つを含む、請求項1〜37のいずれか1項記載のタンパク質。
  39. CD4 D1D2ムテインがK2E、G6A、K7E、K8E、T17N、T17E、S23N、S23T、A55V、A55I、I70E、K72S、K75E、K75Q、Q94E、Q110E、L116F、V128L、R134G、K142R、V146I、V146F、N164D、K167T、V168LおよびV176I置換の少なくとも1つを含む、請求項38記載のタンパク質。
  40. CD4 D1D2ムテインがG6A、S23N、A55V、K72S、K75E、K75Q、Q94E、Q110E、V128L、R134G、V146I、N164D、K167TおよびV168L置換の少なくとも1つを含む、請求項39記載のタンパク質。
  41. CD4 D1D2ムテインがK72S、K75E、K75Q、Q94E、Q110E、V128L、R134G、V146I、N164D、K167TおよびV168L置換の少なくとも1つを含む、請求項40記載のタンパク質。
  42. CD4 D1D2ムテインがK72S、K75E、K75Q、Q94E、Q110E、R134G、N164DおよびK167T置換の少なくとも1つを含む、請求項41記載のタンパク質。
  43. CD4 D1D2ムテインがL116F、V128L、V146IおよびV168L置換の少なくとも1つを含む、請求項42記載のタンパク質。
  44. CD4 D1D2ムテインが、以下の置換:
    (1)A55VおよびK72S;
    (2)A55VおよびK75E;
    (3)A55VおよびK75Q;
    (4)A55VおよびQ94E;
    (5)A55VおよびQ110E;
    (6)A55VおよびL116F;
    (7)A55VおよびV128L;
    (8)A55VおよびR134G;
    (9)A55VおよびV146I;
    (10)A55VおよびN164D;
    (11)A55VおよびK167T;
    (12)A55VおよびV168L;
    (13)S23NおよびK72S;
    (14)S23NおよびK75E;
    (15)S23NおよびK75Q;
    (16)S23NおよびQ94E;
    (17)S23NおよびQ110E;
    (18)S23NおよびL116F;
    (19)S23NおよびV128I;
    (20)S23NおよびR134G;
    (21)S23NおよびV146I;
    (22)S23NおよびN164D;
    (23)S23NおよびK167T;
    (24)S23NおよびV168L;
    (25)G6AおよびK72S;
    (26)G6AおよびK75E;
    (27)G6AおよびK75Q;
    (28)G6AおよびQ94E;
    (29)G6AおよびQ110E;
    (30)G6AおよびL116F;
    (31)G6AおよびV128L;
    (32)G6AおよびR134G;
    (33)G6AおよびV146I;
    (34)G6AおよびN164D;
    (35)G6AおよびK167T;
    (36)G6AおよびV168L;
    (37)K72SおよびK75E;
    (38)K72SおよびK75Q;
    (39)K72SおよびQ94E;
    (40)K72SおよびQ110E;
    (41)K72SおよびL116F;
    (42)K72SおよびV128L;
    (43)K72SおよびR134G;
    (44)K72SおよびV146I;
    (45)K72SおよびN164D;
    (46)K72SおよびK167T;
    (47)K72SおよびV168L;
    (48)K75EおよびQ94E;
    (49)K75EおよびQ110E;
    (50)K75EおよびL116F;
    (51)K75EおよびV128L;
    (52)K75EおよびR134G;
    (53)K75EおよびV146I;
    (54)K75EおよびN164D;
    (55)K75EおよびK167T;
    (56)K75EおよびV168L;
    (57)K75QおよびQ94E;
    (58)K75QおよびQ110E;
    (59)K75QおよびL116F;
    (60)K75QおよびV128L;
    (61)K75QおよびR134G;
    (62)K75QおよびV146I;
    (63)K75QおよびN164D;
    (64)K75QおよびK167T;
    (65)K75QおよびV168L;
    (66)Q94EおよびQ110E;
    (67)Q94EおよびL116F;
    (68)Q94EおよびV128L;
    (69)Q94EおよびR134G;
    (70)Q94EおよびV146I;
    (71)Q94EおよびN164D;
    (72)Q94EおよびK167T;
    (73)Q94EおよびV168L;
    (74)Q110EおよびL116F;
    (75)Q110EおよびV128L;
    (76)Q110EおよびR134G;
    (77)Q110EおよびV146I;
    (78)Q110EおよびN164D;
    (79)Q110EおよびK167T;
    (80)Q110EおよびV168L;
    (81)L116FおよびV128L;
    (82)L116FおよびR134G;
    (83)L116FおよびV146I;
    (84)L116FおよびN164D;
    (85)L116FおよびK167T;
    (86)L116FおよびV168L;
    (87)V128LおよびR134G;
    (88)V128LおよびV146I;
    (89)V128LおよびN164D;
    (90)V128LおよびK167T;
    (91)V128LおよびV168L;
    (92)V146IおよびN164D;
    (93)V146IおよびK167T;
    (94)V146IおよびV168L;または
    (95)N164DおよびK167T
    を含む、請求項1〜43のいずれか1項記載のタンパク質。
  45. CD4 D1D2ムテインがA55V置換を含む、請求項1〜44のいずれか1項記載のタンパク質。
  46. CD4 D1D2ムテインがS23N置換を含む、請求項1〜45のいずれか1項記載のタンパク質。
  47. CD4 D1D2ムテインがL5Y、A55VおよびL96V置換を含む、請求項1〜46のいずれか1項記載のタンパク質。
  48. CD4 D1D2ムテインがA55V、R134G、N164DおよびK167T置換を含む、請求項1〜47のいずれか1項記載のタンパク質。
  49. CD4 D1D2ムテインがS23N、A55V、R134G、N164DおよびK167T置換を含む、請求項1〜48のいずれか1項記載のタンパク質。
  50. CD4 D1D2ムテインがL5Y、A55V、L96V、R134G、N164DおよびK167T置換を含む、請求項1〜49のいずれか1項記載のタンパク質。
  51. CD4 D1D2ムテインがL5Y、S23N、A55V、L96V、R134G、N164DおよびK167T置換を含む、請求項1〜50のいずれか1項記載のタンパク質。
  52. CD4 D1D2ムテインがQ40A置換を含む、請求項1〜51のいずれか1項記載のタンパク質。
  53. CD4 D1D2ムテインが配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14、配列番号16、配列番号18、配列番号20、配列番号22、配列番号24、配列番号26、配列番号28、配列番号30、配列番号32、配列番号36、配列番号38、配列番号40、配列番号42または配列番号44を含む、請求項1〜52のいずれか1項記載のタンパク質
  54. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のN32、K35、L44、K46またはR59に対応する位置に置換を含まない、請求項1〜53のいずれか1項記載のタンパク質。
  55. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のK1、K2、K50、D56、R58、R59、K72、E77、E91、R131、D153、K167、E169またはK171に対応する位置に置換を含まない、請求項1〜54のいずれか1項記載のタンパク質。
  56. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のF98に対応する位置に置換を含まない、請求項1〜55のいずれか1項記載のタンパク質。
  57. CD4 D1D2ムテインがバリンによるF98の置換(F98V)を含まない、請求項1〜56のいずれか1項記載のタンパク質。
  58. CD4 D1D2ムテインが、野生型ヒトCD4 D1D2(配列番号1)のI76に対応する位置に置換を含まない、請求項1〜57のいずれか1項記載のタンパク質。
  59. CD4 D1D2ムテインがプロリンによるI76の置換(I76P)を含まない、請求項1〜58のいずれか1項記載のタンパク質。
  60. CD4 D1D2ムテインが、動的光散乱(DLS)により測定された場合に該タンパク質の凝集温度を増加させる少なくとも1つのアミノ酸置換を含む、請求項1〜59のいずれか1項記載のタンパク質。
  61. 該タンパク質が、動的光散乱(DLS)により測定された場合に少なくとも60℃の凝集温度を有する、請求項1〜60のいずれか1項記載のタンパク質。
  62. 該タンパク質が、動的光散乱(DLS)により測定された場合に、野生型ヒトCD4 D1D2を含む対応タンパク質の凝集温度より少なくとも7℃高い凝集温度を有する、請求項1〜61のいずれか1項記載のタンパク質。
  63. CD4 D1D2ムテインが、CD4 CCR5細胞系のHIV感染に対する該タンパク質のIC50を減少させる少なくとも1つのアミノ酸置換を含む、請求項1〜62のいずれか1項記載のタンパク質。
  64. 該タンパク質が少なくとも12時間、24時間、1日、1.5日、2日、2.5日、3日、3.5日、4日、4.5日、5日、5.5日、6日、6.5日、7日、7.5日、8日、8.5日、9日、9.5日または10日の血漿半減期を有する、請求項1〜63のいずれか1項記載のタンパク質。
  65. 該タンパク質が少なくとも12時間の血漿半減期を有する、請求項1〜64のいずれか1項記載のタンパク質。
  66. 該タンパク質が少なくとも3日の血漿半減期を有する、請求項1〜65のいずれか1項記載のタンパク質。
  67. CD4 D1D2ムテインが、色素インターカレーションアッセイにより測定された場合に該タンパク質の融解温度を増加させる少なくとも1つのアミノ酸置換を含む、請求項1〜66のいずれか1項記載のタンパク質。
  68. CD4 D1D2ムテインが、発現されるCD4 D1D2ムテインの量を増加させる少なくとも1つのアミノ酸置換を含む、請求項1〜67のいずれか1項記載のタンパク質。
  69. 霊長類レンチウイルスエンベロープ糖タンパク質結合部分を更に含む、請求項1〜68のいずれか1項記載のタンパク質。
  70. 該結合部分が少なくとも1つのスルホチロシンを含む、請求項69記載のタンパク質。
  71. 該結合部分が配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6または配列番号7のアミノ酸配列を含む、請求項69または70記載のタンパク質。
  72. 免疫グロブリンFcドメインを更に含む、請求項1〜71のいずれか1項記載のタンパク質。
  73. FcドメインがヒトIgG1またはIgG2 Fcドメインである、請求項72記載のタンパク質。
  74. FcドメインがヒトIgG1 Fcドメインである、請求項73記載のタンパク質。
  75. FcドメインがC220に置換または欠失を含む、請求項72〜74のいずれか1項記載のタンパク質。
  76. FcドメインがM252Y、S254T、T256E、M428L、H433K、N434SおよびN434F置換の少なくとも1つを含む、請求項72〜75のいずれか1項記載のタンパク質。
  77. FcドメインがM252Y、S254TおよびT256E置換を含む、請求項76記載のタンパク質。
  78. FcドメインがM428LおよびN434S置換を含む、請求項76記載のタンパク質。
  79. 該タンパク質が、天然に存在する野生型非ヒト霊長類タンパク質と同一ではない、前記請求項のいずれか1項記載のタンパク質。
  80. 該タンパク質がCD4ドメイン3(D3)および/またはドメイン4(D4)領域を含まない、前記請求項のいずれか1項記載のタンパク質。
  81. 請求項1〜80のいずれか1項記載のタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む単離された核酸。
  82. 請求項81記載の核酸を含む発現ベクター。
  83. 発現ベクターがウイルスベクターである、請求項82記載の発現ベクター。
  84. ウイルスベクターがアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターである、請求項83記載の発現ベクター。
  85. 請求項82〜84のいずれか1項記載の発現ベクターを含む宿主細胞。
  86. 請求項1〜80のいずれか1項記載のタンパク質または請求項82〜84のいずれか1項記載の発現ベクターを含む医薬組成物。
  87. 請求項1〜80のいずれか1項記載のタンパク質、請求項82〜84のいずれか1項記載の発現ベクターまたは請求項86記載の医薬組成物の有効量を対象に投与することを含む、HIV感染の治療を要する対象におけるHIV感染の治療方法。
  88. 対象がヒトである、請求項87記載の方法。
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