JP2024023357A - 金属結合モチーフを有する複合ポリペプチド及びそれを備える分子構築物 - Google Patents

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Abstract

【課題】機能的要素を生体分子、特にペプチドベースの分子の特異的な部位に効果的に結合する方法を提供する。【解決手段】中心コアは、２～１０個のリシン（Ｋ）残基を備え、Ｋ残基のうちの任意の２個は、相互に隣接し又はフィラーによって分離される。ＳＨ反応性基は、中心コアの最初又は最後のＫ残基にそれとアミド結合を形成することによって連結される。他の場合では、中心コアが末端スペーサーをさらに備え、ＳＨ反応性基は、末端スペーサーの末端アミノ酸残基にそれとアミド結合を形成することによって連結される。末端スペーサーは、最初のＫ残基のＮ末端に連結されたＮ末端スペーサー又は最後のＫ残基のＣ末端に連結されたＣ末端スペーサーであり得る。フィラー及び末端スペーサーの各々は、独立して、（１）１～１２個の非Ｋアミノ酸残基又は（２）エチレングリコールユニットの１～１２個の反復を有するＰＥＧ化アミノ酸を備える、リンカーユニット。【選択図】図７Ｂ

Description

本開示は、亜鉛カチオンと錯体を形成することができる短いオリゴペプチドである金属結合モチーフを有する複合ポリペプチドに関する。
バイオコンジュゲーションは、生体分子と、生体分子であってもよいし生体分子でなくてもよい他の分子との間に共有結合を形成するように使用される技術である。生体分子は、一般に、有機体に存在し生物学的プロセスに必須となる分子をいう。生体分子は、天然及び合成のポリペプチド又はタンパク質、炭水化物、脂質、核酸並びに代謝物を含む。
抗体又は抗体フラグメントを、毒素（すなわち、抗体－毒素結合体、つまり「ＡＴＣ」）、細胞毒性薬物（すなわち、抗体－薬物結合体、つまり「ＡＤＣ」）及び放射性核種（すなわち、抗体－放射性核種結合体、つまり「ＡＲＣ」）で武装させる概念は、１９７０年代に生じた。そのようなバイオコンジュゲートの合成は、表面接触可能なリシン、システイン又はチロシン残基のカップリング並びに表面接触可能なリシン若しくはトリプトファン残基又はＮ及びＣ末端の修飾などの結合反応を伴うことが多い。それでもなお、上記のアミノ酸残基は親抗体中に豊富にあり、結合反応は通常、ランダムなプロセスである。結果として、結合反応は、化学選択性及び効率を欠き、不均一な生成物をもたらすことが多い。例えば、マイタンシノイド－モノクローナル抗体免疫結合体であるｈｕＮ９０１－ＤＭ１に関する以前の研究は、リシン結合ＡＤＣサンプルは、０から６までの範囲の異なる薬物対抗体比（ＤＡＲ）のＡＤＣを有し、４５０万を超える固有の分子を含む可能性があることを明らかにしている。
前述を鑑み、機能的要素を生体分子、特にペプチドベースの分子の特異的な部位に効果的に結合することができる結合戦略に対するニーズが高まっている。本発明は、そのニーズに対する回答であると考えられる。
以下に、基本的な理解を読者に与えるために開示の簡略化した概要を提示する。この概要は、開示の広範な概観ではなく、本発明の鍵となる／重要な要素を特定するものでも本発明の範囲を記述するものでもない。その専らの目的は、ここに開示される幾つかの概念を、後述のさらに詳細な説明の序章としての簡略な形態で提示することである。
一態様では、本開示は、適切な条件下で亜鉛イオンと錯体を形成することができる金属結合モチーフに向けられる。
本開示の一実施形態によると、金属結合モチーフはＮ末端からＣ末端の順に又はＣ末端からＮ末端の順にＣＸ１Ｘ２ＨＡのアミノ酸配列（ＳＥＱ ＩＤ Ｎｏ：（配列番号）１）を備え、Ｘ１はグリシン又はプロリンであり、Ｘ２はグリシン又はアラニンであり、金属結合モチーフは親ポリペプチドのＮ又はＣ末端に位置する。金属結合モチーフの例示は、これに限定されないが、ＣＧＧＨＡ（配列番号２）、ＣＰＧＨＡ（配列番号３）、ＣＧＡＨＡ（配列番号４）、ＣＰＡＨＡ（配列番号５）、ＧＣＧＧＨＡ（配列番号６）、ＡＣＰＧＨＡ（配列番号７）及びＧＣＰＧＨＡ（配列番号８）を含む。
他の態様では、本開示は、上記の態様／実施形態による金属結合モチーフを備える複合ポリペプチドに向けられる。したがって、複合ポリペプチドは、適切な条件下で金属結合モチーフを介して金属イオン（例えば、亜鉛イオン）と錯体を形成することができる。このように、金属イオンとの錯体におけるシステイン残基のスルフヒドリル基は、金属イオンと錯体化されていないシステイン残基のスルフヒドリル基よりも反応性が高い。理解され得るように、上記錯体は、部位特異的な態様で他の化学成分又は生体分子との化学結合を受けることによってバイオコンジュゲートを形成し得る。
本開示の一実施形態によると、複合ポリペプチドは、親ポリペプチド及び当該親ポリペプチドのＮ又はＣ末端に位置する金属結合モチーフを備える。ある選択的実施例では、親ポリペプチドと金属結合モチーフとの間に１～１０個のグリシン残基の介在配列があり、一方、他の実施例では、本金属結合モチーフは親ポリペプチドの直前又は直後となる。
さらに他の態様では、１以上の機能的要素が、複合ポリペプチドの金属結合モチーフにおけるシステイン残基のスルフヒドリル（ＳＨ）基と反応することによって、本開示の上記態様／実施形態による複合ポリペプチドと共有結合することによって分子構築物（又はバイオコンジュゲート）を形成することができる。
本開示の選択的実施形態によると、ＳＨ反応性基は、マレイミド、ヨードアセチル、ブロモアセチル、ビニルスルホン、モノスルホン、メチルスルホニルベンゾチアゾール又は２－ピリジルジチオール基である。
ある選択的実施形態では、複合ポリペプチドは二量体の形態であり、例えば、複合ポリペプチドは、Ｆｃ領域、Ｆ（ａｂ´）２又は抗体の部分を備え得る。これらの場合では、各複合ポリペプチド鎖は、それに結合された１つの機能的要素を有する。
本開示の種々の実施形態によると、機能的要素は、治療効果を引き出すことができる小分子成分である。例えば、小分子成分は、細胞毒性薬物、Ｔｏｌｌ様受容体アゴニスト、又は放射性核種で錯体化されたキレート剤であり得る。あるいは、機能的要素は、全体として親ポリペプチド又は分子構築物の薬物動態的プロファイルを変更することができる脂肪酸鎖である。
あるいは、機能的要素は、リンカーユニット（「バンドル」ともいう）の形態である。本発明の特定の実施形態によると、リンカーユニットは、中心コア、及び複数の標的化要素、エフェクター要素又は薬物動態的要素を備える。
具体的には、中心コアは、２～１０個のリシン（Ｋ）残基を備える。Ｋ残基のうちの任意の２個は、相互に隣接し、又はフィラーによって分離される。ある場合では、ＳＨ反応性基は、中心コアの最初又は最後のＫ残基にそれとアミド結合を形成することによって連結される。他の場合では、中心コアが末端スペーサーをさらに備え、ＳＨ反応性基は、末端スペーサーの末端アミノ酸残基にそれとアミド結合を形成することによって連結される。末端スペーサーは、最初のＫ残基のＮ末端に連結されたＮ末端スペーサー又は最後のＫ残基のＣ末端に連結されたＣ末端スペーサーであり得る。フィラー及び末端スペーサーの各々は、独立して、（１）１～１２個の非Ｋアミノ酸残基又は（２）エチレングリコール（ＥＧ）ユニットの１～１２個の反復を有するＰＥＧ化アミノ酸を備える。
本開示のある実施形態によると、中心コアは、ＳＨ反応性基に連結されたアミノ酸残基に又はその付近に局在負電荷を担持する。例えば、局在負電荷は、ＳＨ反応性基に連結されたアミノ酸残基から開始するアミノ酸残基内で最初の５～１５個のアミノ酸残基内に存在する。具体的には、局在負電荷は、ＳＨ反応性基に連結されたアミノ酸残基から開始して最初の５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５個のアミノ酸残基内に存在する。局在負電荷は、アスパラギン酸（Ｄ）及びグルタミン酸（Ｅ）残基などのｐＨ＝７で負に帯電した１以上のアミノ酸残基を含むことによって付与可能である。あるいは、コアは、負に帯電した複数のエフェクター要素に結合され得る。
ある実施例では、各標的化要素、エフェクター要素又は薬物動態的要素は、Ｋ残基のε－アミノ基とアミド結合を形成することを介してコアのＫ残基に連結される。他のある場合では、分子構築物は２～１０個の連結アームをさらに備え、各連結アームの一方の末端がＫ残基のε－アミノ基とアミド結合を形成することを介してコアのＫ残基に連結され、各連結アームの他方の末端が各標的化要素、エフェクター要素又は薬物動態的要素に連結される。例えば、連結アームは、２～１２個の非Ｋアミノ酸残基を備えるペプチド又はＥＧユニットの２～２４個の反復を有するポリエチレングリコール（ＰＥＧ）鎖であり得る。
本発明のある実施形態によると、上述した複合ポリペプチドは、分子構築物を対象部位に方向付け又は分子構築物の相対レベルを対象部位において増加させることができる標的化要素として作用する。これらの場合、リンカーユニット（又はバンドル）は、上述した小分子成分などの複数のエフェクター要素を担持し得る。
本発明のある実施形態によると、上述した複合ポリペプチドは、被検体において所望の治療効果を引き出すことができるエフェクター要素として作用する。これらの場合、リンカーユニット（又はバンドル）は、被検体において分子構築物又は複合ポリペプチドの薬物動態的プロファイルを変更又は最適化するように、Ｃ８－２８脂肪酸誘導体又はＣ８－２８二酸性脂肪酸誘導体のような複数の薬物動態的要素を担持し得る。本発明の種々の実施形態によると、Ｋ残基のε－アミノ基は、Ｃ８－２８脂肪酸誘導体又はＣ８－２８二酸性脂肪酸誘導体に連結される。脂肪酸分子は、血清アルブミンと結合することができ、したがって、修飾された親ポリペプチドの運動特性を生体内で向上することができる。
また、上述したリンカーユニットも本発明の範囲内にあり、それは本複合ポリペプチドとともに分子構築物を形成することができる。
さらに他の態様では、本発明は、本開示の上記態様／実施形態による複数の複合ポリペプチドを担持することができるリンカーユニットに向けられる。本開示の実施形態によると、その中心コアに共有結合で連結された複数の複合ポリペプチドを有するリンカーユニットをポリペプチドバンドルということもある。
本発明の特定の実施形態によると、本リンカーユニットは、中心コア及び複数の連結アームを備える。
具体的には、中心コアは、２～１０個のリシン（Ｋ）残基及び結合基を備える。Ｋ残基のうちの任意の２個は、相互に隣接し又はフィラーによって分離される。ある場合では、結合基は、中心コアの最初又は最後のＫ残基にそれとアミド結合を形成することによって連結される。結合基の例は、これに限定されないが、アジド、アルキン、テトラジン、シクロオクテン及びシクロオクチン基を含む。他の例では、中心コアは末端スペーサーをさらに備え、結合基は末端スペーサーの末端アミノ酸残基にそれとアミド結合を形成することによって連結される。末端スペーサーは、最初のＫ残基のＮ末端に連結されたＮ末端スペーサー又は最後のＫ残基のＣ末端に連結されたＣ末端スペーサーであり得る。フィラー及び末端スペーサーの各々は、独立して、（１）１～１２個の非Ｋアミノ酸残基又は（２）エチレングリコール（ＥＧ）ユニットの１～１２個の反復を有するＰＥＧ化アミノ酸を備える。
ある実施形態によると、各連結アームの一方の末端はＫ残基のε－アミノ基とのアミド結合を形成することを介してコアのＫ残基に連結され、一方で各連結アームの他方の末端はＳＨ反応性基を有する。例えば、連結アームは、２～１２個の非Ｋアミノ酸残基を備えるペプチド又はＥＧユニットの２～２４個の反復を有するポリエチレングリコール（ＰＥＧ）鎖であり得る。
本発明のある実施形態によると、リンカーユニットは、上記態様／実施形態による２～１０個の複合ポリペプチド、及び１つの機能的要素をさらに備える。各複合ポリペプチドは、ＳＨ反応性架橋化学作用を介して金属結合モチーフにおいてシステイン残基のチオール基に結合される。
本発明のある選択的実施形態によると、各連結アームは、ＳＨ反応性基に連結されたアミノ酸残基に又はその付近に局在負電荷を担持する。具体的には、局在負電荷は、ＳＨ反応性基に連結されたアミノ酸残基から開始するアミノ酸残基内で最初の５～１５個のアミノ酸残基内に存在する。例えば、局在負電荷は、ＳＨ反応性基に連結されたアミノ酸残基から開始して最初の５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５個のアミノ酸残基内に存在する。局在負電荷は、アスパラギン酸（Ｄ）及びグルタミン酸（Ｅ）残基などのｐＨ＝７で負に帯電した１以上のアミノ酸残基を含むことによって付与可能である。
本開示の付随する構成及び効果の多くは、添付図面との関連で検討される以下の詳細な説明を参照してより深く理解されることになる。
本説明は、添付図面を考慮して読まれる以下の詳細な説明からより深く理解されるはずである。
図１は、本発明の効果的一実施例によるＭａｌ－ペプチド１中心コアのＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果である。 図２は、本発明の効果的一実施例によるＭａｌ－ペプチド２－ＤＯＴＡバンドルの構造を示す。 図３Ａは、Ｍａｌ－ペプチド２－ＤＯＴＡバンドルの逆相分析用ＨＰＬＣ溶出プロファイルを示す。 図３Ｂは、本発明の効果的一実施例によるＭａｌ－ペプチド２－ＤＯＴＡバンドルのＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果である。 図４Ａは、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の構造を示す。 図４Ｂは、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図５は、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２の非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図６は、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３の非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図７Ａは、本発明の効果的一実施例による抗ＣＤ１９抗体－ＭＢＭ－１又は抗ＣＤ１９抗体－ＭＢＭ－２の還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図７Ｂは、本発明の効果的一実施例による抗ＣＤ１９抗体－ＭＢＭ－１又は抗ＣＤ１９抗体－ＭＢＭ－２の還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図８は、本発明の効果的一実施例による４個の（ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－Ｆｃ－ＭＢＭ分子構築物の非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図９は、本発明の効果的一実施例によるＶＬ－ＶＨ及びＶＨ－ＶＬ構成の双方における組換え（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図１０Ａは、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ＶＨ－ＶＬ ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２の非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図１０Ｂは、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３の非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図１１Ａは、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図１１Ｂは、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２の非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図１２Ａは、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＣ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図１２Ｂは、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＣ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２の非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図１３Ａは、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの構造を示す。 図１３Ｂは、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図１４は、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２×２ＤＯＴＡバンドルの非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図１５は、組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３×２ＤＯＴＡバンドルの非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図１６は、本発明の効果的一実施例による無傷の抗ＣＤ１９抗体－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図１７は、本発明の効果的一実施例による無傷の抗ＣＤ１９抗体－ＭＢＭ－２×２ＤＯＴＡバンドルｆの還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図１８は、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図１９は、本発明の効果的一実施例による組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図２０は、本発明の効果的一実施例による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルに対する陰イオン交換カラムのＦＰＬＣ溶出プロファイルを示す。 図２１は、本発明の効果的一実施例による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルに対する陰イオン交換カラムから採集された画分のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図２２は、本発明の効果的一実施例による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルに対する陰イオン交換カラムから採集された画分のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図２３は、本発明の効果的一実施例による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルのＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果である。 図２４は、本発明の効果的一実施例による８９Ｙ３＋イオンでキレートされた安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルのＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果である。 図２５は、本発明の効果的一実施例による１７５Ｌｕ３＋イオンでキレートされた安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルのＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果である。 図２６は、本発明の効果的一実施例による１１１Ｉｎで標識化された安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの放射化学純度のＴＬＣ分析結果である。 図２７は、本発明の効果的一実施例による１１１Ｉｎ標識化された安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルのウエスタンブロッティングによって分析された安定性試験の結果を示す。 図２８Ａは、本発明の効果的一実施例による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの染色分析の結果を示す。 図２８Ｂは、本発明の効果的一実施例による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの染色分析の結果を示す。 図２８Ｃは、本発明の効果的一実施例による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの染色分析の結果を示す。 図２８Ｄは、本発明の効果的一実施例による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの染色分析の結果を示す。 図２９は、本発明の効果的一実施例による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルのＳＤＳ－ＰＡＧＥによって分析された安定性試験の結果を示す。 図３０は、本発明の効果的一実施例による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルのＴＬＣによって分析された安定性試験の結果を示す。 図３１は、本発明の効果的一実施例による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの半減期を示す。 図３２は、本発明の効果的一実施例による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルのＣＤ１９発現異種移植腫瘍に対する標的化効果を示す。 図３３は、本発明の効果的一実施例による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルのＣＤ１９発現異種移植腫瘍における生体内分布分析の結果を示す。 図３４は、本発明の効果的一実施例によるＡｉｂ－ＧＬＰ－１アゴニスト－Ｃｙｓの構造を示す概略図である。 図３５は、本発明の効果的一実施例によるＣｙｓ－オクトレオチドの構造を示す概略図である。 図３６は、本発明の効果的一実施例によるＣｙｓ－オクトレオチドのＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ／ＴＯＦの結果を示す。 図３７は、本発明の効果的一実施例によるＣｙｓ－ＰＳＭＡリガンドの構造を示す概略図である。 図３８は、本発明の効果的一実施例によるＣｙｓ－ＰＳＭＡリガンドのＥＳＩ－ＭＳの結果を示す。 図３９は、本発明の効果的一実施例によるカルシトニン－ＭＢＭ－１の構造を示す概略図である。 図４０は、本発明の効果的一実施例によるＭａｌ－ペプチド３－レナリドミドバンドルの構造を示す概略図である。 図４１は、本発明の効果的一実施例によるＭａｌ－ペプチド３－レナリドミドバンドルのＥＳＩ－ＭＳの結果を示す。 図４２は、本発明の効果的一実施例によるＭａｌ－ペプチド４－レナリドミドバンドルの構造を示す概略図である。 図４３は、本発明の効果的一実施例によるＭａｌ－ペプチド５－脂肪酸バンドルの構造を示す概略図である。 図４４は、本発明の効果的一実施例によるＭａｌ－ペプチド５－脂肪酸バンドルのＥＳＩ－ＭＳの結果を示す。 図４５は、本発明の効果的一実施例による３－ＤＯＴＡアームリンカーユニットの構造を示す概略図である。 図４６は、本発明の効果的一実施例による３－ＤＯＴＡアームリンカーユニットのＥＳＩ－ＭＳの結果を示す。 図４７は、本発明の効果的一実施例によるＭＢＭ－１－ＩＬ－２のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図４８は、本発明の効果的一実施例による２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルのＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図４９は、本発明の効果的一実施例によるオクトレオチド×脂肪酸バンドルの構造を示す概略図である。 図５０Ａは、本発明の効果的一実施例によるＡｉｂ－ＧＬＰ－１アゴニスト×脂肪酸バンドルの構造を示す概略図である。 図５０Ｂは、本発明の効果的一実施例によるテリパラチド－ＭＢＭ－１×脂肪酸バンドルの構造を示す概略図である。 図５１Ａは、本発明の効果的一実施例によるロイプロリド－ＭＢＭ－３×脂肪酸バンドルの構造を示す概略図である。 図５１Ｂは、本発明の効果的一実施例によるロイプロリド－ＭＢＭ－３×脂肪酸バンドルのＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果を示す。 図５２Ａは、本発明の効果的一実施例による３－ＤＯＴＡアームリンカーユニット×３ＰＳＭＡリガンドの構造を示す概略図である。 図５２Ｂは、本発明の効果的一実施例による３－ＤＯＴＡアームリンカーユニット×３ＰＳＭＡリガンドのＥＳＩ－ＭＳの結果を示す。 図５３は、本発明の効果的一実施例による精製された２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルのＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図５４は、本発明の効果的一実施例による精製された２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルのＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 図５５は、本発明の効果的一実施例による精製された２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルのＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果を示す。 図５６Ａは、本発明の効果的一実施例による親抗ＣＤ３８ｈＩｇＧ１．Ｆｃ抗体の半減期を示す。 図５６Ｂは、本発明の効果的一実施例による２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの半減期を示す。 図５７Ａは、本発明の効果的一実施例による２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの標的化効果を示す。 図５７Ｂは、本発明の効果的一実施例による２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの標的化効果を示す。 図５７Ｃは、本発明の効果的一実施例による２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの標的化効果を示す。 図５８Ａは、本発明の効果的一実施例による２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルのＡＤＣＣ効果を示す。 図５８Ｂは、本発明の効果的一実施例による２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルのＡＤＣＣ効果を示す。
添付図面との関連で以下に与えられる詳細な説明は、本実施例の説明としてのものであり、本実施例が構成又は利用され得る形態のみを示すものではない。その記載は、実施例の機能及び実施例を構成して動作させるためのステップの配列を説明する。ただし、同一又は同等の機能及び配列が、異なる実施例によっても実現され得る。
便宜上、明細書、実施例及び付随する特許請求の範囲において採用される特定の用語をここにまとめる。ここで特に断りがない限り、本開示で採用される科学的及び技術的用語は、一般的に当業者に理解及び使用される意味を有するものとする。
また、文脈によってそれ以外が必要とされない限り、単数形の用語はその複数形を含むものとし、複数形の用語は単数形を含むものとすることが理解される。また、ここで及び特許請求の範囲で使用されるように、用語「少なくとも１つの」及び「１以上の」は、同じ意味を有し、１、２、３又はそれ以上を含む。またさらに、本明細書及び付随する特許請求の範囲を通じて使用される文言「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ又はＣの少なくとも１つ」及び「Ａ、Ｂ及び／又はＣの少なくとも１つ」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ及びＢ双方、Ｂ及びＣ双方、Ａ及びＣ双方、そしてＡ、Ｂ及びＣの全てを含むことが意図されている。
発明の広い範囲を説明する数値範囲及びパラメータは概数であるものの、具体的な実施例で説明される数値は可能な限り厳密に報告される。ただし、いずれの数値も、それぞれの試験測定値に見られる標準偏差から必然的にもたらされる所定の誤差を本来的に含む。また、ここで使用されるように、用語「約」は、所与の値又は範囲の１０％、５％、１％又は０．５％内を一般に意味する。あるいは、用語「約」は、当業者によって考慮される場合の平均の許容標準誤差内を意味する。有効な／効果的な実施例以外においても、明示の断りがない限り、ここに開示されるその材料の量、継続時間、温度、動作条件、量の比率などに対するものなどの数値範囲、量、値及び割合の全ては、いずれの場合においても用語「約」によって変更されるものとして理解されるべきである。したがって、逆のことが示されない限り、本開示及び添付の特許請求の範囲で説明される数値パラメータは、所望のように変化し得る概数である。少なくとも、各数値パラメータは、報告される有効数字の数を考慮してかつ通常の四捨五入手段を適用して少なくとも解釈されるべきである。範囲は、ここでは、ある終点から他の終端まで又は２つの終点間として表現され得る。ここに開示される全ての範囲は、特に断りがない限り終点を包含する。
ここで使用されるように、用語「標的化要素」は、対象の標的（例えば、細胞表面の受容体又は組織内のタンパク質）に直接又は間接に結合することにより、対象の標的への本分子構築物の輸送を促進する分子構築物の部分をいう。ある実施例では、標的化要素は、分子構築物を標的細胞の付近に方向付けることができる。他の場合では、標的化要素は、標的細胞表面に存在する分子に対して、又は細胞表面に存在する分子に特異的に結合する第２の分子に対して、特異的に結合する。ある場合では、標的化要素は、それが対象の標的に結合されると、本分子構築物とともに内在化され得るので、標的細胞の細胞質ゾル内に移動される。標的化要素は、細胞表面受容体に対する抗体又はリガンドであってもよいし、そのような抗体又はリガンドに結合することによって本分子構築物を標的部位（例えば、選択した細胞の表面）に間接的に標的化する分子であってもよい。疾患部位におけるエフェクター（治療剤）の局在化は、標的化機能のない治療剤との比較として、本分子構築物で強化又は好適化される。局在化は程度又は相対比率の問題であり、疾患部位へのエフェクターの絶対的又は全局在化を意味するものではない。
本発明によると、用語「エフェクター要素」は、分子構築物がその標的部位に方向付けられると、生物学的活性（例えば、免疫活性を誘発又は抑制すること、細胞毒性効果を発揮させること、酵素を阻害することなど）又は他の機能的活性（例えば、免疫細胞又は他の治療分子を与えること）を引き起こす分子構築物の部分をいう。「効果」は、治療的又は診断的であり得る。エフェクター要素は、細胞及び／又は細胞外免疫調整因子に結合するものを包含する。エフェクター要素は、タンパク質、核酸、脂質、炭水化物、糖ペプチド、薬剤部分（小分子薬剤及び生物学的製剤の双方）、化合物、元素及び同位体並びにそれらフラグメントのような試剤を備える。
本発明によると、「薬物動態的要素」は、分子構築物の以下の特性：溶解性、浄化値、半減期及び生物学的利用能の少なくとも１つを変更することができる要素を意味するものである。例えば、薬物動態的要素は、約２００００～５００００ダルトンの分子量を有する長いＰＥＧ鎖を備え得る。あるいは、薬物動態的要素は、Ｃ８－２８脂肪酸鎖又はＣ８－２８二酸性脂肪酸鎖を備え得る。
本発明による用語「バイオコンジュゲート」は、本発明の複合ポリペプチド及び１以上の機能的要素を備える分子構築物をいう。
第１、第２、第３等の用語は、ここでは種々の要素、構成要素、領域及び／又は部分を記載するのに使用され得るが、これらの要素（並びに構成要素、領域及び／又は部分）はこれらの用語によって限定されるものではない。また、そのような序数の使用は、文脈によって明記されない限り、順列又は順序を示唆するものではない。逆に、これらの用語は、１つの要素を他の要素から区別するのに使用されるにすぎない。したがって、以下に記載する第１の要素は、例示的実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素と表記されてもよい。
ここで、用語「連結する（ｌｉｎｋ）」、「結合する（ｃｏｕｐｌｅ）」及び「結合する（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）」は、２つの構成要素を２つの構成要素間の直接の連結を介して又は間接的な連結を介して接続する任意の手段をいうものとして互換可能に用いられる。
ここで使用される用語「ポリペプチド」は、少なくとも２つのアミノ酸残基を有するポリマーをいう。通常、ポリペプチドは、長さ２～約２００個の残基を範囲とするアミノ酸残基を備え、それでもそれは２００個超のアミノ酸残基を有する高分子も包含する。アミノ酸配列がここに与えられる場合、Ｌ－、Ｄ－又はベータアミノ酸バージョンの配列も考慮される。ポリペプチドはまた、１以上のアミノ酸残基が対応の天然に生じるアミノ酸及び天然に生じるアミノ酸ポリマーの人工的な化学的類似体であるアミノ酸ポリマーを含む。さらに、当該用語は、ペプチド結合によって、又は例えば、ペプチド連結がα－エステル、β－エステル、チオアミド、ホスホルアミド、カルボメート、ヒドロキシレートなどによって置換される他の「修飾連結」によって接合されたアミノ酸に当てはまる。
特定の実施形態では、ここに記載される配列のいずれかを備えるアミノ酸の保存的な置換が考慮される。種々の実施形態では、１、２、３、４又は５個の異なる残基が置換される。用語「保存的な置換」は、分子の活性（例えば、生物学的又は機能的な活性及び／又は特異性）を実質的に変更しないアミノ酸置換を反映するのに使用される。通常、保存的なアミノ酸置換は、１つのアミノ酸を類似の化学的特性（例えば、電荷又は疎水度）を有する他のアミノ酸に置換することを伴う。ある保存的な置換は、親残基から最小限に異なる非標準（例えば、希少性、合成など）のアミノ酸によって標準アミノ酸が置換される「類似置換」を含む。アミノ酸類似体は、親構造に対する大きな変化なく標準アミノ酸に合成的に由来するものであり、異性体であり、又は代謝物質前駆体である。本出願では、アミノ酸残基の（１）その側鎖にアミン基を含むリシン、（２）その側鎖にチオール基を含むシステイン、（３）それらの側鎖にヒドロキシル基を含むセリン及びスレオニン、並びに（４）それらの側鎖にカルボキシル基を含むアスパラギン酸及びグルタミン酸が、アミノ酸の特徴的な４基とみなされる。アミノ酸のこれらの４基の各々は、それらの側鎖において、種々の化学成分に結合するために応用され得る固有の官能基を含む。側鎖に同じ官能基を含む非天然アミノ酸が、同様の目的のために置換されてもよい。
特定の実施形態では、ここに記載する配列のいずれかと少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％又は９０％、より好ましくは少なくとも９５％又は９８％の配列同一性を備えるポリペプチドも考慮される。
ここで同定されるポリペプチド配列に関する「パーセンテージ（％）アミノ酸配列同一性」は、最大パーセントの配列同一性を得るように必要に応じて配列の整列及びギャップの導入を行った後、保存的置換を配列同一性の一部として考慮せずに、特定のペプチド配列におけるアミノ酸残基と同一である候補配列におけるポリペプチド残基のパーセンテージとして定義される。パーセンテージ配列同一性を決定する目的のためのアライメントは、例えば、ＢＬＡＳＴ、ＢＬＡＳＴ－２、ＡＬＩＧＮ又はＭｅｇａｌｉｇｎ（ＤＮＡＳＴＡＲ社）ソフトウェアなどの公的に入手可能なコンピュータソフトウェアを用いる当技術内の種々の態様で達成可能である。当業者であれば、対比されている配列の全長にわたって最大アライメントを達成するのに必要な任意のアルゴリズムを含む、アライ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できる。ここでの目的のため、２つのポリペプチド酸配列間の配列比較は、国立生物工学情報センター（ＮＣＢＩ）によってオンラインで提供されるコンピュータプログラムＢｌａｓｔｐ（ｐｒｏｔｅｉｎ－ｐｒｏｔｅｉｎ ＢＬＡＳＴ）によって実行された。所与のポリペプチド酸配列Ｂに対する所与のポリペプチド酸配列Ａのパーセンテージアミノ酸配列同一性（あるいは、所与のポリペプチド酸配列Ｂに対して所定％のアミノ酸配列同一性を有する所与のポリペプチド酸配列Ａということもできる）は、以下の定式で計算される。
Ｘ／Ｙ×１００％
ここで、Ｘは、そのプログラムのＡ及びＢのアライメントにおいて配列アライメントプログラムＢＬＡＳＴによる完全な一致としてスコアリングされたアミノ酸残基の数であり、Ｙは、いずれか短い方のＡ又はＢにおけるアミノ酸残基の合計数である。
ここで使用される用語「ＰＥＧ化されたアミノ酸」は、１つのアミノ基及び１つのカルボキシル基を有するポリエチレングリコール（ＰＥＧ）鎖をいう。一般に、ＰＥＧ化されたアミノ酸は、ＮＨ２－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ－ＣＯ２Ｈの式を有する。本開示では、ｎの値は、１～２０の範囲であり、好ましくは２～１２の範囲である。
ここで使用される用語「結合部分」は、化学的に反応性であり、他の化学ユニットに共有結合することができる１以上の官能基（「結合基」ともいう）を有する分子をいう。官能基の非限定的な例は、ヒドロキシル、カルボニル、カルボキシル、チオール、アミン、ｔｅｒｔ－ブチルジメチルシリル（ＴＢＤＭＳ）、Ｎ－ヒドロキシスクシンイミジル（ＮＨＳ）、ＳＨ反応性基（例えば、マレイミド、ハロアセチル、スルホン又はピリジルジスルフィド）、ヨード、ヨードアセトアミドアジド、アルキン、テトラジン、シクロオクテン及びシクロオクチン基を含む。本開示の実施形態によると、本分子構築物の結合部分は、２つの官能基を有し、一方は、結合部分がコアのＮ又はＣ末端アミノ酸残基に結合されるように、コアの末端アミノ酸残基のアルファアミノ又はカルボキシル基と、その間のアミド結合を形成することを介して結合するためのカルボキシル又はアミン基であり、他方は、ＳＨ反応性架橋化学作用を介して第２の元素と結合するためのＳＨ反応性基である。
ここで使用されるように、ポリペプチドに関する用語「末端」とは、ポリペプチドのＮ端又はＣ端におけるアミノ酸残基のことをいう。ポリマーに関しては、用語「末端」とは、ポリマー骨格の端部に位置するポリマー（例えば、本開示のポリエチレングリコール）の構成単位のことをいう。本明細書及び特許請求の範囲において、用語「遊離末端」は、末端アミノ酸残基又は構成単位が他のいずれの分子にも化学結合されていないことを意味するのに使用される。
用語「抗原」又は「Ａｇ」は互換可能に使用され、免疫反応を引き起こす分子のことをいう。この免疫反応は、分泌型、体液性及び／又は細胞性抗原特異的反応を伴い得る。本開示では、用語「抗原」は、タンパク質、ポリペプチド（その突然変異体又は生物学的に活性なフラグメントを含む）、多糖、糖タンパク質、糖脂質、核酸又はこれらの組合せのいずれかであり得る。
本明細書及び特許請求の範囲において、用語「抗体」又は「抗体フラグメント」は、広義で使用され、完全にアセンブルされた抗体、抗原結合フラグメント（Ｆａｂ／Ｆａｂ´）、（ジスルフィド結合によって相互に連結された２つの抗原結合Ｆａｂ部分を有する）Ｆ（ａｂ´）２フラグメント、可変フラグメント（Ｆｖ）、一本鎖可変フラグメント（ｓｃＦｖ）、二特異性一本鎖可変フラグメント（ｂｉ－ｓｃＦｖ）、ナノボディ（シングルドメイン抗体ｓｄＡｂともいう）、ユニボディ及びディアボディなど、抗原と結合する抗体フラグメントを包含する。「抗体フラグメント」は、無傷の抗体の一部、好ましくは無傷の抗体の抗原結合領域又は可変領域を備える。抗体フラグメントは、ヒトγ４又はγ１免疫グロブリン由来の一対のＣＨ２－ＣＨ３セグメントのＮ又はＣ末端に融合された一対のｓｃＦｖを備え得る。通常、「抗体」は、免疫グロブリン遺伝子又は免疫グロブリン遺伝子のフラグメントによって実質的にコードされた１以上のポリペプチドからなるタンパク質をいう。周知の免疫グロブリン遺伝子は、カッパ、ラムダ、アルファ、ガンマ、デルタ、イプシロン及びミュー定常域遺伝子、並びに多数の免疫グロブリン可変領域遺伝子を含む。軽鎖は、カッパ又はラムダのいずれかとして分類される。重鎖は、ガンマ、ミュー、アルファ、デルタ又はイプシロンとして分類され、それは同様に免疫グロブリンクラスＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＡ、ＩｇＤ及びＩｇＥをそれぞれ定義する。標準的な免疫グロブリン（抗体）構造単位は、四量体からなることが知られている。各四量体は、各対が１つの「軽」鎖（約２５ｋＤａ）及び１つの「重」鎖（約５０～７０ｋＤａ）を有して、２つの同一のポリペプチド鎖対で構成される。各鎖のＮ末端は、主に抗原認識を担う約１００～１１０以上のアミノ酸の可変領域を定義する。可変軽鎖（ＶＬ）及び可変重鎖（ＶＨ）という用語は、それぞれそれらの軽鎖及び重鎖をいう。本開示の実施形態によると、抗体フラグメントは、天然抗体を修飾することによって又は組換えＤＮＡ法を用いたデノボ合成によって生成され得る。本開示の特定の実施形態によると、抗体及び／又は抗体フラグメントは、二特異性であってもよく、種々の構成のものであり得る。例えば、二特異性抗体は、２つの異なる抗原結合部分（可変領域）を備え得る。種々の実施形態において、二特異性抗体は、ハイブリドーマ技術又は組換えＤＮＡ技術によって生成され得る。特定の実施形態では、二特異性抗体は、少なくとも２つの異なるエピトープに対して結合特異性を有する。抗体フラグメントを採用する分子構成の多くにおいて、抗体フラグメントは、抗体フラグメントと同じ抗原成分に結合する抗体模倣物に代替され得る。抗体模倣物は、アンチカリン、ＤＡＲＰｉｎ、アフィボディ、フィロマー、アンキリン、アビマー及びその他を含む。
ここで使用される用語「特異的に結合する」は、約１×１０－６Ｍ、１×１０－７Ｍ、１×１０－８Ｍ、１×１０－９Ｍ、１×１０－１０Ｍ、１×１０－１１Ｍ、１×１０－１２Ｍ以下の解離定数（Ｋｄ）で抗原と結合し、及び／又は非特異抗原に対するその親和性よりも少なくとも２倍高い親和性で抗原に結合する、抗体又はその抗原結合フラグメントの能力をいう。
ここで使用される用語「処置／治療／処理」は予防的（例えば、予防の）治癒的又は緩和的な処置／治療／処理を含み、ここで使用される用語「処置／治療／処理している」も予防的（例えば、予防の）治癒的又は緩和的な処置／治療／処理を含む。特に、ここで使用される用語「処置／治療／処理している」は、上記特定の疾患、障害及び／又は状態の１以上の症状又は特徴の部分的又は完全な軽減、改善、解放、発症の遅延、進行の阻害、重症度の低減及び／又は発症率の低減を目的で、医学的状態、医学的状態に関連する症状、医学的状態に対して二次的な疾患若しくは障害、又は医学的状態に対する素質を有する被検体への本分子構築物又は当該分子構築物を備える薬学的組成物の適用又は投与をいう。処置／治療／処理は、疾患、障害及び／若しくは病状に関連する進展する病理のリスクを減少させる目的のために、疾患、障害及び／若しくは病状の兆候を示さない被検体、又は疾患、障害及び／若しくは病状の初期の兆候のみを示す被検体に施され得る。
ここで使用される用語「有効量」は、所望の治療上の反応をもたらすのに充分な量の本分子構築物をいう。薬剤の有効量は、疾患又は状態を治癒することは要件とされないが、疾患又は病状の発症が遅延、阻害若しくは防止され又は疾患及び病状の症状が改善されるように疾患又は状態に対する処置を与える。有効量は、指定された期間を通して１、２又はそれ以上の回数に投与される適切な形態で１、２又はそれ以上の投与量に分割され得る。具体的な有効な又は充分な量は、処置されている特定の状態、患者の肉体的状態（例えば、患者の体重、年齢又は性別）、処置されている被検体の種類、処置の継続期間、（それがある場合には）併用療法の性質、並びに採用される具体的処方及び化合物又はその誘導体の構造といった要因で変化することになる。有効量は、例えば、活性成分の合計質量（例えば、グラム、ミリグラム又はマイクログラム）又は体重に対する活性成分の質量の比、例えば、キログラムあたりのミリグラム（ｍｇ／ｋｇ）として表現され得る。
用語「適用」及び「投与」は、ここでは、その処置を必要とする被検体への本発明の分子構築物又は薬学的成分の適用を意味するものとして互換可能に使用される。
用語「被検体」及び「患者」は、ここでは互換可能に使用され、本発明の分子構築物、薬学的組成物及び／又は方法によって処置可能なヒト種を含む動物を意味することが意図される。用語「被検体」又は「患者」は、一方の性別が具体的に示されない限り、雄及び雌の両方の性別をいうものとする。したがって、用語「被検体」又は「患者」は、本開示の処置方法から利益を受け得る任意の哺乳動物を含む。「被検体」又は「患者」の例は、これに限定されないが、ヒト、ラット、マウス、モルモット、サル、ブタ、ヤギ、ウシ、ウマ、イヌ、ネコ、トリ及び家禽を含む。例示的実施形態では、患者はヒトである。用語「哺乳動物」は、ヒト、霊長類、ウサギ、ブタ、ヒツジ及び畜牛などの家畜及び農場動物、並びに動物園、スポーツ又はペットの動物、マウス及びラットなどの齧歯類を含む哺乳類の全てのメンバーをいう。用語「非ヒト哺乳動物」は、ヒト以外の哺乳類の全てのメンバーをいう。
本発明の種々の実施形態によると、用語「金属結合モチーフ」は、Ｚｎ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｏ２＋、Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋又はＣｕ２＋などの金属イオンを結合することができる短いオリゴペプチドのことをいう。ある実施形態では、亜鉛イオンを結合することができる金属結合モチーフを「亜鉛結合モチーフ」ともいい、それでも当業者には分かるように、そのようなタグは、亜鉛イオンと同様の物理的及び／又は化学的特性の他の金属イオンとも結合し得る。
本開示は、少なくとも、親ポリペプチドのＮ又はＣ末端に融合可能な幾つかの新規な金属結合モチーフの設計に基づく。本金属結合モチーフは、幾つかの態様においてバイオコンジュゲートの構築に対して有利である。第１に、本金属結合モチーフは、ヒト由来の配列であるので、ヒトゲノムの部分ではない従来の金属結合モチーフと比較して免疫原性が低い。第２に、本金属結合モチーフを有する複合ポリペプチドの発現収率は望ましいものであり、結果として発現した複合ポリペプチドは保存、結合及び精製プロセス中に非常に安定的である。第３に、本金属結合モチーフは、親ポリペプチドのシステイン残基がほとんど不活性である条件下で、金属結合モチーフのシステイン残基のＳＨ基と機能的要素のＳＨ反応性基との間の容易な部位特異的結合反応を可能とする。そこで、本発明は、多機能バイオコンジュゲートを構築するための多様な手段を与える。本発明の態様及び実施形態を以下に与える。
（Ｉ）金属結合モチーフ
本開示の第１の態様は、適切な条件下でＺｎ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｏ２＋、Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋又はＣｕ２＋などの金属イオンと錯体を形成可能な金属結合モチーフに向けられる。
本開示の一実施形態によると、金属結合モチーフは、Ｘ１がグリシン又はプロリンであり、Ｘ２がグリシン又はアラニンであるとして、Ｎ末端からＣ末端の順又はＣ末端からＮ末端の順でＣＸ１Ｘ２ＨＡ（配列番号１）のアミノ酸配列を備える。金属結合モチーフの例示は、これに限定されないが、ＣＧＧＨＡ（配列番号２）、ＣＰＧＨＡ（配列番号３）、ＣＧＡＨＡ（配列番号４）、ＣＰＡＨＡ（配列番号５）、ＧＣＧＧＨＡ（配列番号６）、ＡＣＰＧＨＡ（配列番号７）及びＧＣＰＧＨＡ（配列番号８）を含む。
（ＩＩ）金属結合モチーフを含む複合ポリペプチド
他の態様では、本開示は、上記の態様／実施形態による金属結合モチーフを備える複合ポリペプチドに向けられる。したがって、複合ポリペプチドは、適切な条件下で金属結合モチーフを介して金属イオンと錯体を形成することができる。
本開示の一実施形態によると、複合ポリペプチドは、本発明の上記態様／実施形態による親ポリペプチド及び金属結合モチーフを備える。種々の実施形態では、金属結合モチーフは、親ポリペプチドのＮ又はＣ末端に、直接又は１以上の介在するアミノ酸残基とともに融合される。選択的な実施形態では、介在する配列は、２～１０個のグリシン残基を有し得る。
本開示の種々の実施形態によると、金属結合モチーフが親ポリペプチドのＮ末端に位置する場合、金属結合モチーフは、Ｘ１がグリシン又はプロリンであり、Ｘ２がグリシン又はアラニンであるとして、Ｎ末端からＣ末端の順又はＣ末端からＮ末端の順で配列ＣＸ１Ｘ２ＨＡ（配列番号１）を有し得る。同様に、金属結合モチーフが親ポリペプチドのＣ末端に位置する場合、金属結合モチーフは、Ｘ１がグリシン又はプロリンであり、Ｘ２がグリシン又はアラニンであるとして、Ｎ末端からＣ末端への順又はＣ末端からＮ末端への順でＣＸ１Ｘ２ＨＡ（配列番号１）の配列を有し得る。
本開示の種々の実施形態によると、親ポリペプチドは、ペプチドホルモン又はその同等物であり得る。ペプチドホルモンの同等物は、当業者に周知である機能的フラグメント、前駆体、類似体又は誘導体を含む。ここでの使用に適切なペプチドホルモンの非限定的な例は、副腎皮質刺激ホルモン（ＡＣＴＨ）、アミリン、アンジオテンシン、心房性ナトリウム利尿ペプチド（ＡＮＰ）、Ｃ型ナトリウム利尿ペプチド（ＣＮＰ）、カルシトニン、コレシストキニン（ＣＣＫ）、ガストリン、グレリン、グルカゴン、成長ホルモン、卵胞刺激ホルモン（ＦＳＨ）、インスリン、レプチン、メラノサイト刺激ホルモン（ＭＳＨ）、オキシトシン、副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）、プロラクチン、レニン、ソマトスタチン、甲状腺刺激ホルモン（ＴＳＨ）、チロトロピン放出ホルモン（ＴＲＨ）、バソプレシン及び血管作動性腸管ペプチドを含む。例えば、インスリンの同等物は、これに限定されないが、リスプロ、アスパルト、グルリジン、デテミル、デグルデク及びグラルギンを含む。カルシトニンの同等物は、これに限定されないが、プロカルシトニン及びアドレノメデュリンを含む。ソマトスタチンの同等物は、これに限定されないが、オクトレオチド及びランレオチドを含む。
特定の実施形態では、親ポリペプチドは、細胞表面受容体に結合するペプチド模倣リガンドであり得る。ペプチド模倣体は、ペプチドを模倣するように設計された小さなタンパク質様の鎖である。例えば、ＰＳＭＡ－結合親和性を有する一連のグルタミン酸－尿素－リシンベースのペプチド模倣体が設計されている。
選択的な実施形態では、親ポリペプチドは、モノクローナル抗体、免疫グロブリンＡ（ＩｇＡ）、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧ又はＩｇＭなどの抗体であり得る。抗体全体の機能的フラグメント又は誘導体もまた本開示の範囲によって包含され、その例は、これに限定されないが、二重特異性抗体、キメラ抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、単鎖抗体（ｓｃＡｂ）、単鎖可変フラグメント（ｓｃＦｖ）、タンデム ジ－ｓｃＦｖ、タンデム トリ－ｓｃＦｖ、ダイアボディ、トライアボディ、テトラボディ、Ｆａｂフラグメント、Ｆ（ａｂ´）２フラグメント、Ｆｄ、ドメイン抗体及びミニボディを含む。
代替的に、親ポリペプチドは、サイトカイン又はその同等物であり得る。サイトカインの同等物は、当業者に周知である機能的フラグメント、前駆体、類似体又は誘導体を含む。サイトカインの例示は、これに限定されないが、インターロイキン－２（ＩＬ－２）、ＩＬ－１０、ＩＬ－１２、インターフェロンアルファ（ＩＦＮ－α）、ＩＦＮ－γ、トランスフォーミング成長因子ベータ（ＴＧＦ－β）及び腫瘍壊死因子アルファ（ＴＮＦ－α）を含む。
ある実施形態では、親ポリペプチドは、単一ドメイン抗体（ｓｄＡｂ）、一本鎖抗体（ｓｃＡｂ）、一本鎖可変フラグメント（ｓｃＦｖ）、二重特異性Ｔ細胞誘導抗体（ＢｉＴＥ）、タンデム ジ－ｓｃＦｖ及びタンデム トリ－ｓｃＦｖなどの単鎖抗体フラグメントであり得る。他のある実施形態では、親ポリペプチドは、免疫グロブリンの重鎖又は軽鎖に由来する抗体フラグメントであってもよく、本複合ポリペプチドは、全長抗体の一部、フラグメント結晶化可能領域（Ｆｃ領域）、フラグメント抗原結合フラグメント（Ｆａｂ）、Ｆａｂ´、Ｆ（ａｂ´）２、Ｆａｂ´、Ｆｖ、（ｓｃＦｖ）２、ｓｃ（Ｆｖ）２、ダイアボディ、Ｆｄ、Ｆｄ´又はミニボディを備える。免疫グロブリンは、免疫グロブリンＤ（ＩｇＤ）、ＩｇＥ又はＩｇＧに由来し得る。抗体は、二重特異性抗体、キメラ抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体であり得る。
特定の実施形態では、抗体（及びその機能的フラグメント）は、びまん性腫瘍に関連し、及び／又はびまん性腫瘍上に過剰発現する細胞表面抗原に特異的である。そのような細胞表面抗原の例示は、ＣＤ５、ＣＤ１９、ＣＤ２０、ＣＤ２２、ＣＤ２３、ＣＤ２７、ＣＤ３０、ＣＤ３３、ＣＤ３４、ＣＤ３７、ＣＤ３８、ＣＤ４３、ＣＤ７２ａ、ＣＤ７８、ＣＤ７９ａ、ＣＤ７９ｂ、ＣＤ８６、ＣＤ１３４、ＣＤ１３７、ＣＤ１３８、ＣＤ３１９を含む。これらの細胞表面抗原に対する抗体（又はそのフラグメント若しくは誘導体）は、それを備える分子構築物を疾患部位に方向付けることができる標的化要素として使用可能である。他の選択的な実施形態では、抗体（及びその機能的フラグメント又は誘導体）は他の細胞表面抗原に特異的であり、そのような抗体は人体内で治療効果を引き起こすことができ、そのような細胞表面抗原の例はＣＤ３、ＣＤ１６ａ、ＣＤ２８、ＣＤ１３４、細胞毒性Ｔリンパ球関連タンパク質４（ＣＴＬＡ－４）、プログラム細胞死１（ＰＤ－１）及びプログラム細胞死１リガンド１（ＰＤ－Ｌ１）を含む。さらに代替的に、抗体（又はそのフラグメント）は、ヒト上皮成長因子受容体（ＨＥＲ１）、ＨＥＲ２、ＨＥＲ３、ＨＥＲ４、炭水化物抗原１９－９（ＣＡ１９－９）、ＣＡ１２５、癌胎児性抗原（ＣＥＡ）、ムチン１（ＭＵＣ１）、ガングリオシドＧＤ２、メラノーマ関連抗原（ＭＡＧＥ）、前立腺特異的膜抗原（ＰＳＭＡ）、前立腺幹細胞抗原（ＰＳＣＡ）、メソテリン、ムチン関連Ｔｎ、シアリルＴｎ、グロボＨ、ステージ特異的胎児性抗原－４（ＳＳＥＡ－４）及び上皮細胞接着分子（ＥｐＣＡＭ）などの腫瘍関連抗原（ＴＡＡ）に特異的であり得る。各ＴＡＡは１以上のタイプの固形腫瘍の細胞表面上に過剰発現することが多く、そのようなＴＡＡに対する抗体はここに提案される分子構築物の一部として標的化要素として使用可能である。他のある選択的な実施形態では、抗体（又はそのフラグメント）は、上皮成長因子（ＥＧＦ）、突然変異体ＥＧＦ、エピレグリン、ヘパリン結合性上皮成長因子（ＨＢ－ＥＧＦ）、血管内皮成長因子Ａ（ＶＥＧＦ－Ａ）、塩基性線維芽細胞成長因子（ｂＦＧＦ）及び肝細胞成長因子（ＨＧＦ）からなる群から選択される成長因子に特異的である。ある実施形態では、抗体（又はそのフラグメント）は、上記のサイトカインに特異的である。
（ＩＩＩ）機能的要素及び金属結合モチーフを含む複合ポリペプチドの分子構築物
さらに他の態様では、１以上の機能的要素を、複合ポリペプチドの金属結合モチーフ中のシステイン残基のスルフヒドリル（ＳＨ）基と反応させることにより、本開示の上記態様／実施形態による複合ポリペプチドと共有結合することができ、それによりこの発明による分子構築物（又はバイオコンジュゲート）を形成する。特に、複合ポリペプチドの金属結合活性は、部位特異的結合を可能とし、それにより均質な分子構築物をもたらす。
本開示の選択的な実施形態によると、ＳＨ反応性基は、マレイミド、ヨードアセチル、ブロモアセチル、ビニルスルホン、モノスルホン、メチルスルホニルベンゾチアゾール又は２－ピリジルジチオール基である。
理解され得るように、機能的要素は、被検体の体内で所望の治療効果を引き起こすことができるエフェクター分子であり得る。代替的に、機能的要素は、分子構築物を被検体の体内の標的部位に方向付けることができる標的化要素であり得る。さらに代替的に、機能的要素は、被検体の体内での分子構築物の薬物動態的プロファイルを変更可能な薬物動態的要素である。さらに代替的に、機能的要素は、リンカーユニット又はバンドルの形態である。本発明の特定の実施形態によると、リンカーユニットは、中心コア、及び複数の標的化要素、エフェクター要素又は薬物動態的要素を備え、上記リンカーユニットの構造を以下の章（ＩＶ）で説明する。
本発明で使用可能なエフェクター分子の例は、これに限定されないが、（単独又は放射性核種と錯体化された）細胞毒性薬物、Ｔｏｌｌ様受容体（ＴＬＲ）アゴニスト又はキレート剤を含む。
理解され得るように、特定の細胞に対して細胞毒性効果を表す細胞毒性薬物は、抗エストロゲン（例えば、タモキシフェン、ラロキシフェン及びメゲストロール）、ＬＨＲＨアゴニスト（例えば、ゴスクルクリン及びロイプロリド）、抗アンドロゲン（例えば、フルタミド及びビカルタミド）、光線力学的療法（例えば、ベルトポルフィン、フタロシアニン、光増感剤Ｐｃ４及びデメトキシ－ヒポクレリンＡ）、ナイトロジェンマスタード類（例えば、シクロホスファミド、イホスファミド、トロホスファミド、クロラムブシル、エストラムスチン及びメルファラン）、ニトロソウレア類（例えば、カルムスチン及びロムスチン）、アルキルスルホン酸塩（例えば、ブスルファン及びトレオスルファン）、トリアゼン類（例えば、ダカルバジン、テモゾロミド）、白金含有化合物（例えば、シスプラチン、カルボプラチン、オキサリプラチン）、ビンカアルカロイド類（例えば、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビンデシン及びビノレルビン）、タキソイド類（例えば、パクリタキセル、ドセタキセル及びタキソール）、エピポドフィリン類（例えば、エトポシド、リン酸エトポシド、テニポシド、トポテカン、９－アミノカンプトテシン、カンプトイリノテカン、イリノテカン、クリスナトール、ミトマイシンＣ）、抗代謝物、ＤＨＦＲ阻害剤（例えば、メトトレキサート、ジクロロメトトレキサート、トリメトレキサート、エダトレキサート）、ＩＭＰデヒドロゲナーゼ阻害剤（例えば、ミコフェノール酸、チアゾフリン、リバビリン及びＥＩＣＡＲ）、リボヌクレオチドレダクターゼ阻害剤（例、ヒドロキシウレア及びデフェロキサミン）、ウラシル類似体（例えば、５－フルオロウラシル（５－ＦＵ）、フロクスウリジン、ドキシフルリジン、ラチトレキセド、テガフール－ウラシル、カペシタビン）、シトシン類似体（例えば、シタラビン（ａｒａＣ）、シトシンアラビノシド及びフルダラビン）、プリン類似体（例えば、メルカプトプリン及びチオグアニン）、ビタミンＤ３類似体（例えば、ＥＢ１０８９、ＣＢ１０９３及びＫＨ１０６０）、イソプレニル化阻害剤（例えば、ロバスタチン）、ドーパミン作動性神経毒素（例えば、１－メチル－４－フェニルピリジニウムイオン）、細胞周期阻害剤（例えば、スタウロスポリン）、アクチノマイシン（例えば、アクチノマイシンＤ、ダクチノマイシン）、ブレオマイシン（例えば、ブレオマイシンＡ２、ブレオマイシンＢ２、ペプロマイシン）、アントラサイクリン（例えば、ダウノルビシン、ドキソルビシン、イダルビシン、エピルビシン、ピラルビシン、ゾルビシン、ミトキサントロン）、ＭＤＲ阻害剤（例えば、ベラパミル）、Ｃａ２＋ ＡＴＰａｓｅ阻害剤（例えば、タプシガルギン）、イマチニブ、サリドマイド、レナリドミド、チロシンキナーゼ阻害剤（例えば、アキシチニブ、ボスチニブ、セディラニブ、ダサチニブ、エルロチニブ、ゲフィチニブ、イマチニブ、ラパチニブ、レスタウルチニブ、ネラチニブ、ニロチニブ、セマキサニブ、スニチニブ、トセラニブ、バンデタニブ、バタラニブ、リツキシマブ、ニロチニブ、ソラフェニブ、エベロリムス、テムシロリムス）、プロテアソーム阻害剤（例えば、ボルテゾミブ）、ｍＴＯＲ阻害剤（例えば、ラパマイシン、テムシロリムス、エベロリムス及びリダフォロリムス）、オブリメルセン、ゲムシタビン、カルミノマイシン、ロイコボリン、ペメトレキセド、シクロホスファミド、ダカルバジン、プロカルビジン、プレドニゾロン、デキサメタゾン、カンパテテシン、プリカマイシン、アスパラギナーゼ、アミノプテリン、メトプテリン、ポルフィロマイシン、メルファラン、ロイロシジン、ロイロシン、クロラムブシル、トラベクテジン、プロカルバジン、ディスコデルモリド、カルミノマイシン、アミノプテリン又はヘキサメチルメラミンであり得る。本開示の具体的な一実施形態によると、細胞毒性薬物は、メルタンシン、オーリスタチン、メイタンシン、ドキソルビシン、カリケアマイシン又はカンプトテシンである。
Ｔｏｌｌ様受容体アゴニストの例示は、リポテイコ酸、グルカン、モトリモド、イミキモド、レシキモド、ガルジキモド、ＣｐＧオリゴデオキシヌクレオチド（ＣｐＧ ＤＯＮ）、リポ多糖（ＬＰＳ）、モノホスホリルリピドＡ及びザイモサンを含む。
種々の実施形態では、キレート剤は、１，４，７，１０－テトラアザシクロドデカン－Ｎ，Ｎ´，Ｎ´´，Ｎ´´´－四酢酸（ＤＯＴＡ）、Ｎ，Ｎ´´－ビス［２－ヒドロキシ－５－（カルボキシエチル）ベンジル］エチレンジアミン－Ｎ，Ｎ´´－二酢酸（ＨＢＥＤ－ＣＣ）、１，４，７－トリアザシクロ－ノナン－１，４，７－三酢酸（ＮＯＴＡ）、２－（４，７－ビス（カルボキシメチル）－１，４，７－トリアゾナン－１－イル）ペンタン二酸（ＮＯＤＡＧＡ）、２－（４，７，１０－トリス（カルボキシメチル）－１，４，７，１０－テトラアザシクロドデカン－１－イル）ペンタン二酸（ＤＯＴＡＧＡ）、１，４，７－トリアザシクロ－ノナンホスフィン酸（ＴＲＡＰ）、１，４，７－トリアザシクロノナン－１－［メチル（２－カルボキシエチル）ホスフィン酸］－４，７－ビス［メチル（２－ヒドロキシメチル）ホスフィン酸］（ＮＯＰＯ）、３，６，９，１５－テトラアザビシクロ［９．３．１．］ペンタデカ－１（１５），１１，１３－トリエン－３，６，９－三酢酸（＝ＰＣＴＡ）、Ｎ´｛５－［アセチル（ヒドロキシ）アミノ］ペンチル｝－Ｎ－［５－（｛４－［（５－アミノペンチル）（ヒドロキシ）アミノ］－４－オキソブタノイル｝アミノ）ペンチル］－Ｎ－ヒドロキシスクシンアミド（ＤＦＯ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、トランス－シクロヘキシル－ジエチレントリアミン五酢酸（ＣＨＸ－ＤＴＰＡ）、１－オキサ－４，７，１０－トリアザシクロドデカン－４，７，１０－三酢酸（オキソ－Ｄｏ３Ａ）、ｐ－イソチオシアナトベンジル－ＤＴＰＡ（ＳＣＮ－Ｂｚ－ＤＴＰＡ）、１－（ｐ－イソチオシアナトベンジル）－３－メチル－ＤＴＰＡ（１Ｂ３Ｍ）、２－（ｐ－イソチオシアナトベンジル）－４－メチル－ＤＴＰＡ（１Ｍ３Ｂ）及び１－（２）－メチル－４－イソシアナトベンジル－ＤＴＰＡ（ＭＸ－ＤＴＰＡ）からなる群から選択される。ある実施形態では、放射性核種は１１１Ｉｎ、１３１Ｉ又は１７７Ｌｕであり、他の実施形態では、放射性核種は９０Ｙ、６８Ｇａ、９９ｍＴｃ、６４Ｃｕ、１５３Ｇｄ、１５５Ｇｄ、１５７Ｇｄ、２１３Ｂｉ、２２５Ａｃ又はＦｅであり得る。
他の実施形態では、この発明の分子構築物に対するエフェクター要素の選択はまた、（１）（ＴＮＦ－α、ＩＬ－１２／ＩＬ－２３、ＩＬ－１７、ＩＬ－１、ＩＬ－６、ＢＡＦＦのような）炎症性サイトカインに特異的な抗体フラグメント、（２）ＲＡＮＫＬに特異的な抗体フラグメント、（３）Ｔ細胞及びＮＫ細胞上に発現されるＣＤ３及びＣＤ１６ａに対する抗体フラグメント、（４）ＰＤ－１、ＰＤ－Ｌ１、ＣＴＬＡ－４及び他の免疫チェックポイントに特異的な抗体フラグメント、並びに（５）免疫増強サイトカイン（ＩＦＮ－α、ＩＦＮ－γ、ＩＬ－２、ＴＮＦ－α）を含む、広範囲のペプチドベースの分子を包含する。
本発明の実施形態での使用による標的化要素は、処置される疾患に応じて選択され得る。例えば、種々の疾患を処置するための標的化要素は、（１）Ｉ型コラーゲン、ＩＩ型コラーゲン、ＩＩＩ型コラーゲン、Ｖ型コラーゲン、ＶＩＩ型コラーゲン、ＩＸ型コラーゲン、ＸＩ型コラーゲン、α－アグリカン及びオステオネクチンなどの、関節、皮膚又は骨の細胞外マトリクスの成分に特異的な抗体フラグメント、（２）ＣＤ１９、ＣＤ２０、ＣＤ２２、ＣＤ３０、ＣＤ５２、ＣＤ７９ａ、ＣＤ７９ｂ；ＣＤ３８、ＣＤ５６、ＣＤ７４、ＣＤ７８、ＣＤ１３８；ＣＤ３１９、ＣＤ５、ＣＤ４、ＣＤ７、ＣＤ８、ＣＤ３０；又はＣＤ１３、ＣＤ１４、ＣＤ１５、ＣＤ３３、ＣＤ３４、ＣＤ３６、ＣＤ３７、ＣＤ４１、ＣＤ６１、ＣＤ６４、ＣＤ６５及びＣＤ１１ｃなどの分化マーカーのクラスターに特異的な抗体フラグメント、並びにリンパ性及び骨髄性系統の細胞及び形質細胞の他の表面抗原、又は（３）ヒト上皮成長因子受容体（ＨＥＲ１）、ＨＥＲ２／Ｎｅｕ、ＨＥＲ３、Ｔｎ、グロボＨ、ガングリオシドＧＤ－２、ＣＡ１２５、ＣＡ１９－９及び癌胎児性抗原（ＣＥＡ）などの、固形腫瘍の細胞表面上に過剰発現される受容体又は抗原に特異的な抗体フラグメントを含む。
標的化要素はまた、ホルモン、成長因子又はサイトカインの抗体であってもよく、ホルモン、成長因子又はサイトカインの受容体は、腫瘍細胞又は他の疾患細胞上に発現される。他の幾つかの選択的な実施形態では、本分子構築物の標的化要素は、成長因子である。
本開示のある実施形態によると、本開示の親ポリペプチド及び機能的要素の少なくとも一方は、成長因子に特異的な抗体フラグメントである。ある実施形態では、成長因子は、上皮成長因子（ＥＧＦ）、突然変異体ＥＧＦ、エピレグリン、ヘパリン結合性上皮成長因子（ＨＢ－ＥＧＦ）、血管内皮成長因子Ａ（ＶＥＧＦ－Ａ）、塩基性線維芽細胞成長因子（ｂＦＧＦ）及び肝細胞成長因子（ＨＧＦ）からなる群から選択される。上記と同様の概念で、標的化要素が成長因子（例えば、ＥＧＦ）である場合、本分子構築物は、受容体を発現する細胞／組織／器官（例えば、ＥＧＦ受容体がその上に発現される腫瘍細胞）を特異的に標的化することができる。エフェクター要素が成長因子（例えば、ＶＥＧＦ－Ａ）に特異的な抗体フラグメントである場合、それは、成長因子関連シグナル伝達経路（例えば、ＶＥＧＦ－Ａ誘導性血管新生）を捕捉及び中和し得る。効果的一実施例によると、本分子構築物は、エフェクター要素がＶＥＧＦ－Ａに特異的な抗体フラグメントである固形腫瘍の処置に有用である。
薬物動態的要素の例は、Ｃ８－２８脂肪酸誘導体又はＣ８－２８二酸性脂肪酸誘導体である。各薬物動態的要素は、Ｋ残基のε－アミノ酸基を介してＫ残基の１つと連結される。本開示の種々の実施形態によると、機能的要素は、オクタン酸、ペラルゴン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキジン酸、ヘンエイコサン酸、ベヘン酸、トリコサン酸、リグノセリン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リシノール酸又はバクセン酸、エイコサペンタエン酸（ＥＰＡ）、ドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）に由来する脂肪酸誘導体である。本開示の特定の実施形態によると、機能的要素は、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラッシル酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、タプシン酸、ヘプタデカン二酸又はオクタデカン二酸に由来する二酸性脂肪酸誘導体である。ある実施形態では、本機能的要素は、ミリスチン酸又はパルミチン酸に由来する。他の実施形態では、本機能的要素は、テトラデカン二酸又はタプシン酸に由来する。
（ＩＶ）金属結合モチーフを含む複合ポリペプチドと結合するためのリンカーユニット
ある選択的な実施形態では、上記複合ポリペプチドと結合された機能的要素は、バンドル又はリンカーユニットの形態となる。本発明の特定の実施形態によると、リンカーユニットは、中心コア、及び複数の標的化要素、エフェクター要素又は薬物動態的要素を備える。理解され得るように、そのようなリンカーユニットもまた、本開示の保護範囲に含まれる。
本発明の特定の実施形態によると、リンカーユニットは、上記態様／実施形態による中心コア、及び複数の標的化要素、エフェクター要素又は薬物動態的要素を備える。
具体的には、中心コアは、３～１２０アミノ酸残基長を有するポリペプチドであり、２～１０個のリシン（Ｋ）残基を備え、例えば、本コアは、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０個のＫ残基を備え得る。Ｋ残基の任意の２個は相互に隣接し、又はフィラーによって分離される。ある場合では、ＳＨ反応性基は、中心コアの最初又は最後のＫ残基に、それとアミド結合を形成することによって連結される。他の場合では、中心コアは末端スペーサーをさらに備え、ＳＨ反応性基は末端スペーサーの末端アミノ酸残基に、それとアミド結合を形成することによって連結される。このようにして、親ポリペプチドのシステイン残基がほとんど不活性である条件下で、本リンカーユニットの末端ＳＨ反応性基を複合ポリペプチドの金属結合モチーフのシステイン残基のＳＨ基と結合させ、それにより均質な分子構築物をもたらす部位特異的な結合を達成することが実行可能である。
末端スペーサーは、最初のＫ残基のＮ末端に連結されるＮ末端スペーサー又は最後のＫ残基のＣ末端に連結されるＣ末端スペーサーであり得る。フィラー及び末端スペーサーの各々は、（１）１～１２個の非Ｋアミノ酸残基又は（２）エチレングリコール（ＥＧ）ユニットの１～１２個の反復を有するＰＥＧ化アミノ酸を独立して備える。
リンカーユニットが連結アームを有しない場合では、各標的化要素、エフェクター要素又は薬物動態的要素は、Ｋ残基のε－アミノ基とアミド結合を形成することを介してコアのＫ残基に連結される。一方、分子構築物のリンカーユニットが２～１０個の連結アームをさらに備える場合、各連結アームの一方の末端がＫ残基のε－アミノ基とアミド結合を形成することを介してコアのＫ残基に連結され、各連結アームの他方の末端が各標的化要素、エフェクター要素又は薬物動態的要素に連結される。例えば、連結アームは、２～１０個の非Ｋアミノ酸残基を備えるペプチド又はＥＧユニットの２～２４個の反復を有するポリエチレングリコール（ＰＥＧ）鎖であり得る。
本開示の選択的な実施形態によると、標的化要素、エフェクター要素又は薬物動態的要素と結合される前に、連結アームの遊離末端（すなわち、中心コアのリシン残基に連結されていない端）は、アミン、カルボキシル、Ｎ－ヒドロキシスクシンイミジル（ＮＨＳ）、アジド、アルキン、シクロオクチン、テトラジン及びシクロオクテン基からなる群から選択される連結基を担持し得る。リシン残基の側鎖アミノ基を（連結アームが存在しない場合において）修飾する連結基（すなわち、アミン、カルボキシル、ＮＨＳ、アジド、アルキン、シクロオクチン、テトラジン又はシクロオクテン基）又は連結アームの遊離末端に存在する連結基に応じて、機能的要素が以下の化学反応のいずれかを介して連結アームの遊離末端と連結され得るように（標的化要素、治療エフェクター要素又は薬物動態的要素などの）機能的要素を対応する官能基で設計することが実行可能である。
（１）それらの間のアミド結合の形成：この場合、連結基がアミン、カルボキシル又はＮＨＳ基であり、機能的要素がアミン又はカルボキシル基を有する、
（２）銅（Ｉ）触媒によるアルキン－アジド環状付加反応（ＣｕＡＡＣ反応）：連結基及び官能基の一方がアジド又はピコリルアジド基を有するのに対して、他方がアルキン基を有する、
（３）逆電子要求Ｄｉｅｌｓ－Ａｌｄｅｒ（ｉＥＤＤＡ）反応：連結基及び官能基の一方がテトラジン基を有するのに対して、他方がシクロオクテン基（例えば、ＴＣＯ又はノルボルネン基）を有する、又は
（４）歪み促進型アジド－アルキンクリックケミストリー（ＳＰＡＡＣ）反応：結合基及び官能基の一方がアジド基を有するのに対して、他方がシクロオクチン基を有する。
本開示の種々の実施形態によると、テトラジン基は１，２，３，４－テトラジン、１，２，３，５－テトラジン、１，２，４，５－テトラジン又はその誘導体であり、シクロオクテン基はノルボルネン又はトランスシクロオクテン（ＴＣＯ）基であり、シクロオクチン基はジベンゾシクロオクチン（ＤＩＢＯ）、二フッ化シクロオクチン（ＤＩＦＯ）、ビシクロノニン（ＢＣＮ）及びジベンゾアザシクロオクチン（ＤＩＢＡＣ又はＤＢＣＯ）からなる群から選択される。本開示の一実施形態によると、テトラジン基は、６－メチルテトラジンである。
本発明のある選択的な実施形態によると、中心コアは、ＳＨ反応性基と連結されるアミノ酸残基又はその近傍に局在負電荷を担持する。具体的には、局在負電荷は、ＳＨ反応性基と連結されるアミノ酸残基から始まるアミノ酸残基内の最初の５～１５個のアミノ酸残基内に存在する。例えば、局在負電荷は、ＳＨ反応性基と連結されるアミノ酸残基から始まる最初の５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５個のアミノ酸残基内に存在する。局在負電荷は、アスパラギン酸（Ｄ）及びグルタミン酸（Ｅ）残基などのｐＨ＝７で負に帯電した１以上のアミノ酸残基を含むことによって付与可能である。
代替的には、コアは、中心コアがＳＨ反応性基又はその近傍に局在負電荷を担持するように、負に帯電した複数のエフェクター要素と結合され得る。例えば、エフェクター要素は、リンカーユニットの正味の負電荷を全体として増加させることができるキレート剤（例えば、ＤＯＴＡ、ＤＯＴＡＧＡなど）を備え得る。
上記の章（ＩＩＩ）で説明した標的化要素、エフェクター要素及び薬物動態的要素は、章（ＩＶ）の実施形態において適用可能であり、簡潔にするため、ここではその詳細な説明を省略する。種々の実施形態では、複数のエフェクター要素を担持するリンカーユニットを「エフェクターバンドル」又は「薬物バンドル」といい、複数のキレート剤を担持するリンカーユニットを「キレート剤バンドル」といい、複数の標的化要素を担持するリンカーユニットを「標的化バンドル」といい、複数のｓｃＦｖを担持するリンカーユニットを「ｓｃＦｖバンドル」といい、複数の薬物動態的要素を担持するリンカーユニットを「薬物動態的（ＰＫ）バンドル」といい、複数の脂肪酸及び／又は二酸性脂肪酸鎖を担持するリンカーユニットを「脂肪酸（ＦＡ）バンドル」という。
特定の実施形態では、脂肪酸（又は二酸性脂肪酸）誘導体は、化学的に修飾された脂肪酸分子（又は二酸性脂肪酸）である。例えば、脂肪酸分子のカルボキシル基（又は二酸性脂肪酸分子のカルボキシル基の１個）は、一方の官能基が（それにより、（二酸性）脂肪酸分子と共有結合を形成する）カルボキシル反応性であるのに対して他方がリシン残基の側鎖アミノ基と反応可能な官能基である、２個の官能基を有する化学部分と反応する。本開示の選択的な実施形態によると、（二酸性）脂肪酸分子を修飾する化学成分はグルタミン酸残基、アスパラギン酸残基、アミノ－ＥＧ２－酸又はガンマ－アミノ酪酸などであるが、本開示はそれに限定されない。
理解され得るように、親ポリペプチドにおいてスルフヒドリル基を含みシステイン残基又は他のアミノ酸残基が存在しない場合では、末端システイン残基を末端金属結合モチーフの代わりに導入して複合ポリペプチドを形成してもよく、本リンカーユニットは、そのような複合ポリペプチドとの結合を末端のシステイン残基を介して形成することができる。
（Ｖ）金属結合モチーフを含む複数の複合ポリペプチドを担持するリンカーユニット
さらに他の態様では、本発明は、本開示の上記態様／実施形態による複数の複合ポリペプチドを担持することができるリンカーユニットに向けられる。ある実施形態では、そのようなリンカーユニットを「ペプチドバンドル」という。
本発明の特定の実施形態によると、リンカーユニットは、上記態様／実施形態による中心コア、２～１０個の連結アーム、及び２～１０個の複合ポリペプチドを備える。そのようなリンカーユニットの連結アームはその遊離末端にＳＨ反応性基を有し、各複合ポリペプチドは本金属結合モチーフを有するので、親ポリペプチドのシステイン残基がほとんど非活性である条件下で、部位特異的な態様において、複合ポリペプチドを連結アームに結合させることができる。
具体的には、中心コアは、３～１２０アミノ酸残基長を有するポリペプチドであり、コアは２～１０個のリシン（Ｋ）残基を備え、例えば、本コアは、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０個のＫ残基及び結合基を備え得る。Ｋ残基のいずれか２個は相互に隣接し、又はフィラーによって分離される。
ある場合では、中心コアは、中心コアの最初又は最後のＫ残基に、それとアミド結合を形成することによって連結される結合基をさらに備える。結合基の例は、これに限定されないが、アジド、アルキン、テトラジン、シクロオクテン及びシクロオクチン基を含む。
他の場合では、中心コアは末端スペーサーをさらに備え、結合基は末端スペーサーの末端アミノ酸残基に、それとアミド結合を形成することによって連結される。末端スペーサーは、最初のＫ残基のＮ末端に連結されるＮ末端スペーサー又は最後のＫ残基のＣ末端に連結されるＣ末端スペーサーであり得る。
フィラー及び末端スペーサーの各々は、（１）１～１２個の非Ｋアミノ酸残基又は（２）エチレングリコール（ＥＧ）ユニットの１～１２個の反復を有するＰＥＧ化アミノ酸を独立して備える。一般に、上記の末端スペーサー又はフィラーは、（１）Ｋアミノ酸残基以外の１～１２（すなわち、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２）個のオリゴペプチド又は（２）１～１２個のＥＧユニットを有する（すなわち、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２個のＥＧユニットを有する）ＰＥＧ化アミノ酸であり得る。具体的には、本コアが複数のＫ残基を備える場合では、末端スペーサー又はフィラーは２～１２個のＥＧユニットを有するＰＥＧ化アミノ酸を備えていてもよいし、１～１２個の非Ｋアミノ酸残基を備えてもよく、非Ｋアミノ酸残基の各々はグリシン（Ｇ）、アスパラギン酸（Ｄ）、グルタミン酸（Ｅ）、セリン（Ｓ）、アルギニン（Ｒ）、ヒスチジン（Ｈ）、スレオニン（Ｔ）、アスパラギン（Ｎ）、グルタミン（Ｑ）、プロリン（Ｐ）、アラニン（Ａ）、バリン（Ｖ）、イソロイシン（Ｉ）、ロイシン（Ｌ）、メチオニン（Ｍ）、フェニルアラニン（Ｆ）、チロシン（Ｙ）及びトリプトファン（Ｗ）残基からなる群からそれぞれ選択され、好ましくは、非Ｋアミノ酸残基の各々はＧ、Ｓ、Ｒ、Ｈ、Ｔ、Ｎ、Ｑ、Ｐ、Ａ、Ｖ、Ｉ、Ｌ、Ｍ、Ｆ、Ｙ及びＷからなる群からそれぞれ選択され、より好ましくは、非Ｋアミノ酸残基の各々はそれぞれＧ及び／又はＳ残基である。
ある実施形態によると、各連結アームの一方の末端はＫ残基のε－アミノ基とアミド結合を形成することを介してコアのＫ残基に連結されるのに対して、各連結アームの他方の末端はスルフヒドリル（ＳＨ）反応性基を有する。例えば、連結アームは、２～１２個の非Ｋアミノ酸残基を備えるペプチド又はＥＧユニットの２～２４個の反復を有するポリエチレングリコール（ＰＥＧ）鎖であり得る。
例示的なＳＨ反応性基は、マレイミド、ハロアセチル（例えば、ヨードアセチル又はブロモアセチル）、スルホン（例えば、ビニルスルホン、モノスルホン、メチルスルホニルベンゾチアゾール）及びピリジルジスルフィド（例えば、２－ピリジルジチオール）基を含む。
本開示のある実施形態によると、連結アームは、Ｋアミノ酸残基以外の、２～１２（すなわち、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２）個のアミノ酸残基（それらの各々が天然又は非天然アミノ酸残基であり得る）を備えるペプチドである。例えば、連結アームは、Ｇ、Ｅ、Ｄ、Ｓ、Ｒ、Ｈ、Ｔ、Ｎ、Ｑ、Ｐ、Ａ、Ｖ、Ｉ、Ｌ、Ｍ、Ｆ、Ｙ及びＷ残基からなる群から独立して選択される２～１２個のアミノ酸残基を備えるペプチドである。効果的一実施例によると、連結アームは、Ｇ、Ｓ、Ｅ及びＲ残基からなる群から独立して選択される５～１０個のアミノ酸残基を備えるペプチドである。代替的に、連結アームは、ＥＧユニットの２～２４（すなわち、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３又は２４）個の反復、好ましくは、ＥＧユニットの５～１５個の反復、より好ましくは、ＥＧユニットの６～１２個の反復を有するＰＥＧ鎖であり得る。理解され得るように、連結アームのペプチド又はＰＥＧ鎖は、略同一長のポリマーで置換され得る。炭水化物又は他の親水性ビルディングブロックを備えるポリマーは、連結アームとしての使用に適切である。
本発明のある実施形態によると、各連結アームは、ＳＨ反応性基と連結されるアミノ酸残基又はその近傍に局在負電荷を担持する。具体的には、局在負電荷は、ＳＨ反応性基と連結されるアミノ酸残基から開始するアミノ酸残基内の最初の５～１５個のアミノ酸残基内に存在する。例えば、局在負電荷は、ＳＨ反応性基と連結されるアミノ酸残基から開始する最初の５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５個のアミノ酸残基内に存在する。局在負電荷は、アスパラギン酸（Ｄ）及びグルタミン酸（Ｅ）残基などのｐＨ＝７で負に帯電した１以上のアミノ酸残基を含むことによって付与可能である。
理解され得るように、本コアが少なくとも２つの末端スペーサー又はフィラーを備える場合、末端スペーサー又はフィラーの各々は同一又は異なってもよく、すなわち、各末端スペーサー又はフィラーは同一又は異なるアミノ酸配列及び／又はＥＧユニットを備え得る。本開示の一実施形態によると、本コアは、スペーサーの１つがＥＧユニットの８個の反復を有するＰＥＧ化アミノ酸であり、他の２つのスペーサーがそれぞれ１個のＳ残基及び１個のＧ残基である、３個のフィラーを備える。本開示の他の実施形態によると、本コアは、スペーサーの１つが４個のＧ及び２個のＳ残基からなり、一方で他の４個のスペーサーがそれぞれ１個のＧ及び１個のＳ残基からなる、１つの末端スペーサー及び４個のフィラーを備える。本開示のさらに他の実施形態によると、本コアは、２つの末端スペーサー及び３個のフィラーを備え、各々がＥＧユニットの４個の反復を有するＰＥＧ化アミノ酸である。
本発明の選択的な実施形態によると、複数の複合ポリペプチドを備える上記のリンカーユニット（又はペプチドバンドル）は、中心コアの結合基と反応して分子構築物を形成することにより、追加のリンカーユニットと結合され得る。例えば、上記追加のリンカーユニットは、エフェクターバンドル、標的化バンドル又はＰＫバンドルであり得る。例えば、追加のリンカーユニットは、出願人の以前に提出した特許出願に記載されるものと同様の構造物を採用し得る。簡潔には、追加のリンカーユニットは、末端のＳＨ反応性基がペプチドバンドルの結合基に対応する結合基と置換されることを除き、上述の章（ＩＩＩ）に説明されるものと同様の構造物を有し得る。
上記追加のリンカーユニットによって担持される標的化要素又はエフェクター要素がペプチドベースの要素である実施形態では、上記ペプチドベースの要素は上記の亜鉛結合モチーフを有してもよく、追加のリンカーユニットは本ペプチドバンドルの構造物を採用して、それにより異なる種類の機能的要素を担持する２つのペプチドバンドルから構成される分子構築物を形成し得る。
ある選択的な実施形態では、結合基は、末端アミノ酸残基（すなわち、Ｎ末端スペーサーの最初の連結アミノ酸残基又はＮ末端アミノ酸残基）のα－アミノ基（－ＮＨ２）又は末端アミノ酸残基（すなわち、Ｃ末端スペーサーの最後の連結アミノ酸残基又はＣ末端アミノ酸残基）のカルボキシル基（－ＣＯＯＨ）と共有結合を形成可能な官能基を有する結合部分の一部であり、それにより、結合部分がそこに連結される。特定の実施形態において、コアは、Ｎ及びＣ末端スペーサーの一方のみを有していてもよく、（末端スペーサーの末端連結アミノ酸残基又は末端アミノ酸残基であり得る）２個の末端アミノ酸残基にそれぞれ連結される第１及び第２の結合部分の双方を有する。コアがＮ及びＣ末端スペーサーの双方を備え、２つの結合部分が２つの末端スペーサーの末端アミノ酸残基にそれぞれ連結される実施形態もまた存在する。好ましい実施形態では、結合部分と末端アミノ酸残基の間に形成される共有結合は、アミド結合である。理解され得るように、得られたバンドルの均質性を確保するために、１つの結合部分はα－アミノ基又はカルボキシル基のいずれかと反応可能である１つの官能基のみを有することが重要である。
選択的に、結合部分は、カルボキシル又はアミノ基及び結合基を接続するＥＧユニットの２～１０（すなわち、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０）個の反復を有するＰＥＧ鎖をさらに備え、例えば、ＰＥＧ鎖はＥＧユニットの４、６、７又は８個の反復を有し得る。
本開示の種々の実施形態によると、２つの結合部分は、同一の反応性又は異なる反応性を有し得る。好ましくは、結合部分の第２の結合基がアジド、アルキン又はシクロオクチン基である場合には、第２の結合基と連結基の間の反応を回避するように連結アームの連結基はアジド、アルキン又はシクロオクチン基のいずれとなることもなく、むしろ、連結基はテトラジン、シクロオクテン、アミン、カルボキシル又はＮ－ヒドロキシスクシンイミジル（ＮＨＳ）基であり得る。代替的に、第２の結合基がテトラジン又はシクロオクテン基である場合、連結基はテトラジン又はシクロオクテン基のいずれとなることもなく、代わりに、連結基は、アジド、アルキン、シクロオクチン、アミン、カルボキシル又はＮ－ヒドロキシスクシンイミジル（ＮＨＳ）基であり得る。
理解され得るように、コアに連結される選択的な連結アームの数は、主にコアに備わる連結アミノ酸残基（すなわち、Ｋ残基）の数によって決定される。本コアに備えられる少なくとも２個の連結アミノ酸残基が存在するので、本標的化バンドル又はエフェクターバンドルは複数の連結アームを備え得る。
理解され得るように、エフェクター要素、標的化要素又は薬物動態的要素に関する説明は、それ以外を文脈が明示しない限り、そのような要素を伴う全ての態様／実施形態に適用可能である。
理解され得るように、ペプチド中心コアの固相合成中に、コアが合成された後に機能的要素をコアに付着させる代わりに、特異的な機能的要素で修飾されたＫアミノ酸残基をペプチド鎖内に組み込むことも実行可能である。したがって、種々の実施形態によると、異なる機能的要素で修飾されたＫ残基は、均質な薬物動態的バンドルのバッチを与えるように、固相合成中に連続的に付加されてもよく、各薬物動態的バンドルは、そこに連結される２以上の異なる機能的要素を有し得る。
以下の実施例は、本発明の特定の態様を明瞭にして本発明の実施の際に当業者を補助するように提供される。これらの実施例は、いかなる態様においても発明の範囲を限定するものとしてみなされるべきではない。更なる詳述なしに、当業者であれば、ここでの説明に基づいて、本発明をその最大の範囲で利用することができると考えられる。
Ｍａｌ－ペプチド１中心コアの合成
この実施例では、５個のリシン残基を有するペプチドが本発明者によって設計され、その製造をＫａｒｅＢａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（米国、モンマンスジャンクション）に外注した。このペプチドは、リンカーユニット又は機能的バンドルを構築するために中心コアとして使用可能である。Ｍａｌ－ペプチド１（マレイミド－エチル－ＧＧＳＧＧＳＫＧＳＫＧＳＫＧＳＫＧＳＫ；配列番号１１）を、標準的Ｆｍｏｃに基づく固相法を用いて合成した。Ｍａｌ－ペプチド１は、９５．６７％の純度を有していた。
結果として合成されたペプチドの同定を、質量分光法ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦを用いて実施した。質量分光分析を、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ（ＩＭＢ）、Ａｃａｄｅｍｉａ Ｓｉｎｉｃａ、台湾、台北のＭａｓｓ Ｃｏｒｅ Ｆａｃｉｌｉｔｙによって実施した。測定を、Ｂｒｕｋｅｒ Ａｕｔｏｆｌｅｘ ＩＩＩ ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ／ＴＯＦ質量分光計（Ｂｒｕｋｅｒ Ｄａｌｔｏｎｉｃｓ、独国、ブレーメン）において行った。
図１は質量分光法ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果を示し、Ｍａｌ－ペプチド１は１７９０．９１６ダルトンの分子量を有することを示す。
Ｍａｌ－ペプチド２－ＤＯＴＡバンドルの合成
この実施例では、中心コアとして３個のリシン残基及び中心コアと結合した３個のＤＯＴＡ分子を有するマレイミド含有ペプチドを有するキレート剤バンドル（図２参照）（Ｍａｌ－ペプチド２－ＤＯＴＡバンドル）が本発明者によって設計され、その製造をＫａｒｅＢａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（米国、モンマンスジャンクション）に外注した。
中心コアとして用いたＭａｌ－ペプチド２（マレイミド－エチル－ＧＧＳＧＧＳＧＫＧＧＳＧＧＳＧＫＧＧＳＧＧＳＧＫ、配列番号１２）を、標準的Ｆｍｏｃに基づく固相合成を用いて合成し、その後にＤＯＴＡ分子を、液相合成を用いて中心コアに結合させた。
結果として合成されたキレート剤バンドルの精製サンプルをＳｕｐｅｌｃｏＣ１８カラム（２５０ｍｍ×４．６ｍｍ；５μｍ）に対して逆相分析高性能液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて、移動相のアセトニトリル及び０．１％のトリフルオロ酢酸、線形勾配０％～１００％のアセトニトリルを用いて、３０分以上、流速１．０ｍｌ／分及びカラム温度３５℃で分析した。図３Ａは、実施例２のキレート剤バンドルの逆相ＨＰＬＣプロファイルを示し、キレート剤バンドルのピークが７．０６分の保持時間を有することを示す。
Ｍａｌ－ペプチド２－ＤＯＴＡバンドルの同定を質量分光法ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦによって実施した。図３Ｂは、本キレートバンドルが３０９３．４５４ダルトンの分子量を有することを質量分光法ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果が示したことを示す。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の構築、発現及び精製
ヒトＣＤ１９に特異的なｓｃＦｖのＶＬ及びＶＨは、モノクローナル抗体ＲＢ４ｖ１．２によるものであった。ｓｃＦｖ－ＣＨ２－ＣＨ３（ヒトγ１）組換え鎖をコードする遺伝子配列を、ヒトＣＤ１９に特異的なｓｃＦｖをコードする遺伝子配列をＩｇＧ１．Ｆｃのフレキシブルヒンジ領域及びＣＨ２ドメインをコードする遺伝子配列の上流側に融合することによって構成し、金属結合モチーフ（ＭＢＭ）－１、ＡＣＰＧＨＡ（配列番号７）をコードする遺伝子配列を、ＩｇＧ１．ＦｃのＣＨ３ドメイン及び短いフレキシブルリンカーＧＧＧＧ（配列番号９）をコードする遺伝子配列の下流側に融合した。
ｓｃＦｖを２つの配向、すなわち、ＶＬ－リンカー－ＶＨ及びＶＨ－リンカー－ＶＬで構成し、ＶＬとＶＨとを親水性リンカーＧＳＴＳＧＳＧＫＰＧＳＧＥＧＳＴＫＧ（配列番号１０）によって接続した。ＶＬ－リンカー－ＶＨ及びＶＨ－リンカー－ＶＬ構成における本（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の組換え鎖のアミノ酸配列をそれぞれ配列番号１３及び１４で示し、これらの２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１分子構築物についての一般構造を図４Ａに示す。
上記組換えタンパク質を調製するために、Ｅｘｐｉ２９３Ｆ（商標）細胞株に基づく哺乳類過剰発現システムを用いた。このシステムは、Ｅｘｐｉ２９３Ｆ（商標）細胞株、カチオン脂質系ＥｘｐｉＦｅｃｔａｍｉｎｅ（商標）２９３試薬及びＥｘｐｉＦｅｃｔａｍｉｎｅ（商標）２９３トランスフェクションエンハンサー１及び２、並びに発現システム（Ｇｉｂｃｏ、米国、ニューヨーク）の一部であった媒体からなるＥｘｐｉＦｅｃｔａｍｉｎｅ（商標）２９３トランスフェクションキット（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、米国、カールスバッド）を採用した。
上述のように構築された遺伝子配列をｐｃＤＮＡ３発現カセットに入れた。Ｅｘｐｉ２９３Ｆ細胞をＥｘｐｉ２９３Ｆ発現媒体に２．０×１０６個の生細胞／ｍｌの密度で播種し、トランスフェクションの前に１８～２４時間放置して確実に細胞がトランスフェクション時に活性的に分裂しているようにした。トランスフェクションについて、２リットルのＥｒｌｅｎｍｅｙｅｒシェーカーフラスコ内で、２５５ｍｌの媒体中の７．５×１０８個の細胞を、製造者の指示に従ってＥｘｐｉＦｅｃｔａｍｉｎｅ（商標）２９３トランスフェクション試薬を用いてトランスフェクトした。トランスフェクトした細胞を軌道シェーカー（１２５ｒｐｍ）においてトランスフェクション後１６～１８時間３７℃でインキュベートし、その後インキュベートした細胞をＥｘｐｉＦｅｃｔａｍｉｎｅ（商標）２９３トランスフェクションエンハンサー１及びエンハンサー２とともにシェーカーフラスコに添加し、さらに５～６日間インキュベートした。培養上清を収穫し、媒体中の発現したｈＩｇＧ１．Ｆｃ融合組換えタンパク質を、タンパク質Ａ親和性クロマトグラフィーを用いて精製した。
リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）への緩衝液交換の後、本（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の濃度を、１０％のＳＤＳ－ＰＡＧＥを用いて特定及び分析した。結果は、本（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１が非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥにおいて約１２０ｋＤａの分子量を有していたことを示し、これは予想した大きさ１１０ｋＤａよりも幾らか大きい。図４Ｂでは、２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥの結果（矢印によって示す主要バンドを参照）を例として示す。理解され得るように、ＳＤＳ－ＰＡＧＥの結果は、ここでは、結果として合成された分子構築物の概算分子量の差し当たりの確認のためのものであり、分子量のより正確な分析を質量分光分析を用いて特定した。例えば、本分子構築物のＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果を図２３に示す。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２の構築、発現及び精製
この実施例では、ＶＬ－リンカー－ＶＨ構成における組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２を、異なる金属結合モチーフＧＣＰＧＨＡ（配列番号８、以下、ＭＢＭ－２）を用いたことを除いて上記効果的実施例で説明したものと同様のプロトコルを用いて構築、発現及び精製した。本（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２の組換え鎖のアミノ酸配列を配列番号１５に示す。
図５におけるＳＤＡ－ＰＡＧＥの結果は、本分子構築物の組換え鎖が約１２０ｋＤａの大きさ（矢印で示す）を有することを示し、これは予想した大きさよりも幾らか大きい。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３の構築、発現及び精製
この実施例では、ＶＬ－リンカー－ＶＨ構成における組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３を、異なる金属結合モチーフＧＣＧＧＨＡ（配列番号６、以下、ＭＢＭ－３）を用いたことを除いて上記効果的実施例で説明したものと同様のプロトコルを用いて構築、発現及び精製した。ＶＬ－リンカー－ＶＨ構成における本（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３の組換え鎖のアミノ酸配列を配列番号１６に示す。
（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３分子構築物の特徴付けをＳＤＳ－ＰＡＧＥを用いて行った。図６におけるＳＤＡ－ＰＡＧＥの結果は、新たな構築物の組換え鎖が約１１０ｋＤａの大きさ（矢印で示す）を有することを示し、これは予想した大きさと一致する。
組換え抗ＣＤ１９抗体ＭＢＭの構築、発現及び精製
組換えＩｇＧ（ヒトγ１）分子構築物を、短いフレキシブルリンカーＧＧＧＧ（配列番号９）及びＭＢＭ配列（この実施例では、ＭＢＭ－１又はＭＢＭ－２）をＣＤ１９に特異的な無傷の抗体の重鎖のＣ末端に融合させることによって構築した。２つの遺伝子配列を、複数のクローニング部位を有するｐＧ１Ｋ発現カセットに挿入した。本組換え抗ＣＤ１９抗体ＭＢＭの発現及び精製を、上記効果的実施例において説明したものと同様のプロトコルを用いて実施した。
ヒトＣＤ１９抗体ＭＢＭ－１又はＭＢＭ－２に特異的な抗体の重鎖のアミノ酸配列をそれぞれ配列番号１７及び１８で示し、無傷の抗ＣＤ１９抗体の軽鎖のアミノ酸配列を配列番号１９で示す。
分子構築物の特徴付けをＳＤＳ－ＰＡＧＥを用いて行った。図７Ａにおける還元ＳＤＡ－ＰＡＧＥの結果は、コントロールタンパク質（レーン１）、ヒトＣＤ１９抗体ＭＢＭ－１（レーン２）及びヒトＣＤ１９抗体ＭＢＭ－２（レーン３）が約５５ｋＤａの大きさの高ＭＷバンド及び約２５ｋＤａの大きさの低ＭＷバンドを有し、それらは構築物の重鎖及び軽鎖の予想した大きさとそれぞれ一致する。
抗ＣＤ１９抗体ＭＢＭ－１分子構築物についての一般構造を図７Ｂに示す。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－Ｆｃ－ＭＢＭの構築、発現及び精製
ヒトＣＤ３３に特異的なｓｃＦｖのＶＬ及びＶＨは、モノクローナル抗体ｈｕＭｙ９－６によるものであった。（ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－ＣＨ２－ＣＨ３（ヒトγ１）組換え鎖をコードする遺伝子配列を、ヒトＣＤ３３に特異的なｓｃＦｖをコードする遺伝子配列をＩｇＧ１．Ｆｃのフレキシブルヒンジ領域及びＣＨ２ドメインをコードする遺伝子配列の上流側に融合させることによって構成し、ＭＢＭ－１又はＭＢＭ－２をコードする遺伝子配列を、ＩｇＧ１．ＦｃのＣＨ３ドメイン及び短いフレキシブルリンカーＧＧＧＧ（配列番号９）をコードする遺伝子配列の下流側に融合した。
ｓｃＦｖを２つの配向、すなわち、ＶＬ－リンカー－ＶＨ及びＶＨ－リンカー－ＶＬで構成し、ＶＬとＶＨとを親水性リンカーＧＳＴＳＧＳＧＫＰＧＳＧＥＧＳＴＫＧ（配列番号１０）によって接続した。ＶＬ－リンカー－ＶＨ及びＶＨ－リンカー－ＶＬ構成における本（ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の組換え鎖のアミノ酸配列をそれぞれ配列番号２０及び２１に示し、一方、ＶＬ－リンカー－ＶＨ及びＶＨ－リンカー－ＶＬ構成における本（ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２の組換え鎖のアミノ酸配列をそれぞれ配列番号２２及び２３で示す。
本組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－Ｆｃ－ＭＢＭの発現及び精製を、上記効果的実施例において説明したものと同様のプロトコルを用いて実施した。
分子構築物の特徴付けを非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥを用いて行った。図８におけるＳＤＡ－ＰＡＧＥの結果は（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１（レーン１）、（ＶＨ－ＶＬ ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１（レーン２）、（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２（レーン３）及び（ＶＨ－ＶＬ ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２（レーン４）の各々が約１２０ｋＤａの大きさを有することを示し、これは予想した大きさ１１０ｋＤａよりも幾らか大きい。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭの構築、発現及び精製
ヒトＣＤ２０に特異的なｓｃＦｖのＶＬ及びＶＨは、モノクローナル抗体オクレリズマブによるものであった。金属結合モチーフＭＢＭ－１、ＭＢＭ－２及びＭＢＭ－３を、短いフレキシブルリンカーＧＧＧＧ（配列番号９）を介して（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－ＣＨ２－ＣＨ３（ヒトγ１）組換え鎖のＣＨ３ドメインのＣ末端にそれぞれ融合した。ｓｃＦｖは、ＶＬ－リンカー－ＶＨ又はＶＨ－リンカー－ＶＬの配向を有していた。ＶＬとＶＨとを親水性リンカーＧＳＴＳＧＳＧＫＰＧＳＧＥＧＳＴＫＧ（配列番号１０）によって接続した。
本組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１、－ＭＢＭ－２又は－ＭＢＭ－３の発現及び精製を上記効果的実施例において説明したものと同様のプロトコルを用いて実施した。本（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１、（ＶＨ－ＶＬ ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１、（ＶＨ－ＶＬ ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２、（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３及び（ＶＨ－ＶＬ ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３の組換え鎖の配列をそれぞれ配列番号２４、２５、２６、２７及び２８で説明する。
本組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭの発現及び精製を上記効果的実施例において説明したものと同様のプロトコルを用いて実施した。
分子構築物の特徴付けを非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥを用いて実施した。図９におけるＳＤＡ－ＰＡＧＥの結果は（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１（レーン１）及び（ＶＨ－ＶＬ ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１（レーン２）の両分子構築物が約１２０ｋＤａの大きさを有することを示し、これは予想した大きさ１１０ｋＤａよりも幾らか大きい。図１０Ａ及び図１０ＢにおけるＳＤＡ－ＰＡＧＥの結果は（ＶＨ－ＶＬ ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２及び（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３の両分子構築物が約１２０ｋＤａの大きさを有することをそれぞれ示し、これは予想した大きさ１１０ｋＤａよりも幾らか大きい。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭの構築、発現及び精製
抗ＣＡ１９－９抗体を生成するマウスＢ細胞ハイブリドーマＨＢ８０５９を、アイオワ大学のＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ Ｈｙｂｒｉｄｏｍａ Ｂａｎｋから購入した。ポリ（Ａ）＋ＲＮＡをＳｕｐｅｒＳｃｒｉｐｔＩＩＩ ＲＴ－ＰＣＲシステム（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ、米国、ウォルサム）で逆転写し、第１鎖ｃＤＮＡを合成した。ＨＢ８０５９のＶＨ及びＶＬヌクレオチド及びアミノ酸配列は、公表されていない。ＨＢ８０５９の可変領域の配列を特定するために、ＶＨ及びＶＬのｃＤＮＡを、製造者の指示に従ってＩｇプライマーセット（Ｎｏｖａｇｅｎ、米国、マディソン）に提供されたＤＮＡプライマーのセットを用いてＰＣＲによって増幅した。ヒトＣＡ１９－９に特異的なＨＢ８０５９モノクローナル抗体のＶＨ及びＶＬのアミノ酸配列を配列番号２９及び３０で記載する。
ＭＢＭ－１又はＭＢＭ－３を、ＣＨ３ドメイン（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－ＣＨ２－ＣＨ３（ヒトγ１）組換え鎖に、短いフレキシブルリンカーＧＧＧＧ（配列番号９）を介して融合した。ｓｃＦｖは、ＶＬ－リンカー－ＶＨの配向を有していた。ＶＬとＶＨとを親水性リンカーＧＳＴＳＧＳＧＫＰＧＳＧＥＧＳＴＫＧ（配列番号１０）によって接続した。本（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１及び（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３の組換え鎖の配列をそれぞれ配列番号３１及び３２として示す。
本組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭの発現及び精製を上記効果的実施例において説明したものと同様のプロトコルを用いて実施した。
分子構築物の特徴付けをＳＤＳ－ＰＡＧＥを用いて実施した。図１１Ａ及び図１１ＢにおけるＳＤＡ－ＰＡＧＥの結果は（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の分子構築物及び（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３の分子構築物の双方の組換え鎖が約１２０ｋＤａの大きさを有することを示し（レーン１）、これは予想した大きさ１１０ｋＤａよりも幾らか大きい。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭの構築、発現及び精製
ヒトＣＤ３８に特異的なｓｃＦｖのＶＬ及びＶＨは、モノクローナル抗体ダラツムマブによるものであった。金属結合モチーフＭＢＭ－１及びＭＢＭ－２を、（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－ＣＨ２－ＣＨ３（ヒトγ１）組換え鎖のＣＨ３ドメインのＣ末端に、短いフレキシブルリンカーＧＧＧＧ（配列番号９）を介してそれぞれ融合した。ｓｃＦｖは、ＶＬ－リンカー－ＶＨ又はＶＨ－リンカー－ＶＬの配向を有していた。ＶＬとＶＨとを親水性リンカーＧＳＴＳＧＳＧＫＰＧＳＧＥＧＳＴＫＧ（配列番号１０）によって接続した。本組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１又は－ＭＢＭ－２の発現及び精製を上記効果的実施例において説明したものと同様のプロトコルを用いて実施した。本（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１、（ＶＨ－ＶＬ ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１、（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２及び（ＶＨ－ＶＬ ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２の組換え鎖の配列をそれぞれ配列番号３３、３４、３５及び３６で説明する。
分子構築物の特徴付けをＳＤＳ－ＰＡＧＥを用いて実施した。図１２ＡにおけるＳＤＡ－ＰＡＧＥの結果は（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１（レーン１）の組換え鎖が約１２０ｋＤａの大きさを有することを示し、これは予想した大きさ１１０ｋＤａよりも幾らか大きい。図１２ＢにおけるＳＤＡ－ＰＡＧＥの結果は（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２の組換え鎖が約１２０ｋＤａの大きさを有することを示し、これは予想した大きさ１１０ｋＤａよりも幾らか大きい。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの調製
この実施例では、２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の金属結合モチーフの２つのシステイン残基にそれぞれ結合された２つのＤＯＴＡバンドルを有する分子構築物を調製した。この分子構築物の構造を示す概略図を図１３Ａに示す。実施例３による精製組換え２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１のＣ末端におけるシステイン残基を還元するために、コハク酸ナトリウム緩衝液（１０ｍＭのコハク酸ナトリウム、ｐＨ６．０、及び３０ｍＭのスクロース）における組換えタンパク質を、４５μＭのトリス（２－カルボキシエチル）ホスフィン（ＴＣＥＰ）とともに室温で３０分間緩やかに振とうしてインキュベートすることによって還元した。還元反応の後、過剰なＴＣＥＰを、６０μＭのＺｎ（ＩＩ）イオンを含有する１０ｍＭのコハク酸ナトリウム緩衝液（３０ｍＭのスクロースとともにｐＨ６．０）に対する透析によって除去した。その後、還元したタンパク質サンプルを、実施例２による１５μＭのＭａｌ－ペプチド２－ＤＯＴＡバンドルで処理してから室温で１時間インキュベートした。未反応ＤＯＴＡバンドルを脱塩カラムを用いて除去し、生成物をＳＤＳ－ＰＡＧＥを用いて分析した。
図１３Ｂは（以下に示す）本分子構築物のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析の結果を示し、本分子構築物が約１２０ｋＤａの分子量を有することを示し（矢印で示すレーン２）、これは予想した大きさよりも若干大きい。未結合融合タンパク質は、レーン１のようになった。図１３Ｂにおいて分かるように、組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１へのＤＯＴＡバンドルの結合の収率は約９０％である。ＳＤＳ－ＰＡＧＥにおけるこれらのタンパク質バンドを画像Ｊによって定量化した。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２×２ＤＯＴＡバンドルの調製
この実施例では、実施例４による組換え２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２への２つのＤＯＴＡバンドルの結合を先行の実施例において説明したように行った。
図１４は、本分子構築物のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析の結果を示し、本分子構築物が約１２０ｋＤａの分子量を有することを示し（矢印で示すレーン２）、これは予想した大きさと一致し、又はそれよりも若干大きい。未結合融合タンパク質は、レーン１のようになった。図１４において分かるように、組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－２へのＤＯＴＡバンドルの結合の収率は約９０％である。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３×２ＤＯＴＡバンドルの調製
この実施例では、実施例５による組換え２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３への２つのＤＯＴＡバンドルの結合を先行の実施例において説明したように行った。
図１５は、本分子構築物のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析の結果を示し、本分子構築物が約１２０ｋＤａの分子量を有することを示し（矢印で示すレーン２）、これは予想した大きさと一致し、又はそれよりも若干大きい。未結合融合タンパク質は、レーン１のようになった。図１５において分かるように、組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３へのＤＯＴＡバンドルの結合の収率は約９０％である。
抗ＣＤ１９抗体ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの調製
この実施例では、実施例６によるＣ末端ＭＢＭ－１と融合された無傷のヒト抗ＣＤ１９抗体への２つのＤＯＴＡバンドルの結合を先行の実施例において説明したように行った。
図１６に示すのは、抗ＣＤ１９抗体ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの本分子構築物のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析である。図１６に示すように、重鎖分子量は、約５４ｋＤａであり（レーン２において矢印＃１で示す）、これは予想した大きさに一致する。レーン２の矢印＃２は抗ＣＤ１９抗体ＭＢＭ－１の未結合重鎖であり、矢印＃３は抗ＣＤ１９抗体ＭＢＭ－１の軽鎖である。
抗ＣＤ１９抗体ＭＢＭ－２×２ＤＯＴＡバンドルの調製
この実施例では、実施例６によるＣ末端ＭＢＭ－２と融合された無傷の抗ＣＤ１９抗体への２つのＤＯＴＡバンドルの結合を先行の実施例において説明したように行った。
図１７に示すのは、本分子構築物のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析である。図１７に示すように、重鎖の分子量は、約５４ｋＤａであり（レーン２において矢印＃１で示す）、これは予想した大きさに一致する。レーン２の矢印＃２は抗ＣＤ１９抗体ＭＢＭ－２の未結合重鎖であり、矢印＃３は抗ＣＤ１９抗体ＭＢＭ－２の軽鎖である。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－Ｆｃ－ＭＢＭ×２ＤＯＴＡバンドルの調製
この実施例では、実施例７による組換え２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１又は－ＭＢＭ－２への２つのＤＯＴＡバンドルの結合を先行の実施例において説明したように行った。
図１８は、組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１へのＤＯＴＡバンドルの結合のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析の結果を示す。図１８に示すように、この分子構築物は約１２０ｋＤａの分子量を有し（レーン２において矢印＃１で示す）、これは予想した大きさに一致し、又はそれよりも若干大きい。レーン１における矢印＃２は、未結合融合タンパク質である。ＳＤＳ－ＰＡＧＥの結果は、組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３３）－ｈＩｇＧ１．Ｆｃ－ＭＢＭ－１へのＤＯＴＡバンドルの結合の収率が約６５％であることを示す。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの調製
この実施例では、実施例８による組換え２鎖（ＶＬ－ＶＨ ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１への２つのＤＯＴＡバンドルの結合を先行の実施例において説明したように行った。
図１９は、組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１へのＤＯＴＡバンドルの結合のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析の結果を示す。図１９に示すように、この分子構築物は約１２０ｋＤａの分子量を有し（レーン２において矢印＃１で示す）、これは予想した大きさに一致し、又はそれよりも若干大きい。レーン２における矢印＃２は、未結合融合タンパク質である。図１９におけるＳＤＳ－ＰＡＧＥの結果は、組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１へのＤＯＴＡバンドルの結合の収率が約９０％であることも示す。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ×２ＤＯＴＡの調製
この実施例では、実施例９による組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１又は－ＭＢＭ－３への２つのＤＯＴＡバンドルの結合を先行の実施例において説明したように行った。ＳＤＳ－ＰＡＧＥの結果は、組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１及び－ＭＢＭ－３へのＤＯＴＡバンドルの結合の収率がそれぞれ約６５％及び７０％であることを示す（データは不図示）。
２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの安定化
２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを安定化させるため、開環反応を以下のプロトコルを用いて実施した。
実施例１４において得られた分子構築物の反応生成物は、ＮＡＰ－１０ Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－２５カラム（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）を用い、トリス緩衝液（ｐＨ９．０の１００ｍＭのトリス、１００ｍＭのＬ－アルギニン及び１００ｍＭの塩化ナトリウム）に緩衝液交換した。結果として得られた溶液を、その後に３７℃まで５時間加熱した。溶液を冷却し、遠心分離によって緩衝液交換してｐＨ５．５の５０ｍＭのビストリス緩衝液とした。最終サンプルを約１～３ｍｇ／ｍＬのタンパク質に濃縮した。
精製のため、安定化した生成物をｐＨ５．５に調整してから、事前平衡化済みの（ｐＨ５．５の５０ｍＭのビストリス緩衝液）陰イオン交換カラムＨｉ－Ｔｒａｐ（商標）Ｑ ＨＰ（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）に適用した。安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを、１５分間の２５０ｍＭのＮａＣｌ及び１．０ｍｌ／分の流速で５０分間の２５０ｍＭ～３２４ｍＭのＮａＣｌの線形勾配の段階溶出を用いて溶出した。
そして、陰イオン交換カラムＱ ＨＰを用いて、安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを、遊離２鎖融合タンパク質、３又は４個のＤＯＴＡバンドルに結合された２鎖融合タンパク質、及び凝集した物質から分離した。精製生成物である２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを濃縮及びトリス緩衝液（ｐＨ７．０の５０ｍＭのトリス緩衝液及び２９０ｍＭのＮａＣｌ）に緩衝液交換した。
図２０は、安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルにおける陰イオン交換カラムＱ ＨＰのＦＰＬＣ溶出プロファイルである。図２０に示すように、安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを６９．９１ｍｌのピークで溶出した。図２１は、陰イオン交換カラムＱ ＨＰから採集した画分に対するＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析の結果を示す。レーンＡ、Ｂ、Ｃ及びＤは、それぞれ、未結合分子構築物、ＤＯＴＡバンドルに結合された分子構築物、保存溶液中の２つのＤＯＴＡバンドルに結合された安定化分子構築物、及びカラムに充填される前の２つのＤＯＴＡバンドルに結合された安定化分子構築物に対応する。
純粋生成物である安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを、図２１に示す画分＃５３、＃５４及び＃５５から採集した。
２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの安定化
安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの精製
２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを安定化させるための手順は、実施例１９において説明したものと同様である。
精製のため、安定化した生成物をｐＨ５．１に調整してから、事前平衡化済みの（ｐＨ５．１の５０ｍＭの酢酸）陰イオン交換カラムＨｉ－Ｔｒａｐ（商標）Ｑ ＨＰ（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）に適用した。安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを、１８分間の３００ｍＭのＮａＣｌ及び１．０ｍｌ／分の流速で８０分間の３００ｍＭ～１０００ｍＭのＮａＣｌの線形勾配の段階溶出を用いて溶出した。
そして、陰イオン交換カラムＱ ＨＰを用いて、安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを、遊離２鎖融合タンパク質、３又は４個のＤＯＴＡバンドルに結合された２鎖融合タンパク質、及び凝集した物質から分離した。
図２２は、陰イオン交換カラムＱ ＨＰから採集した画分に対するＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析の結果を示す。レーンＡ、Ｂ及びＣは、それぞれ、未結合分子構築物、ＤＯＴＡバンドルに結合された分子構築物、及びカラムに充填される前の２つのＤＯＴＡバンドルに結合された安定化分子構築物に対応する。
純粋生成物である安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ２０）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを、図２２に示す画分＃４０及び＃４１から採集した。
安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルのＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ分析
実施例１９による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを、質量分光法ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦを用いて分析した。図２３におけるＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果は、安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルのサンプルが、それぞれｍ／ｚ（ｚ＝１）：［Ｍ＋Ｈ］＋及びｍ／ｚ（ｚ＝２）：［Ｍ＋２Ｈ］２＋に対応する１１４４３５及び５７３０６ダルトンの分子量を有することを示す。
８９Ｙ標識化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの調製
この実施例では、Ｙ（ＮＯ３）３溶液を、実施例１９による精製安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの溶液に、６：１［Ｙ３＋イオン：タンパク質］モル比で添加し、反応混合物を室温で６時間インキュベートした。遊離Ｙ３＋イオンを、ＮＡＰ－１０ Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－２５カラムを用いて溶液から除去した。［８９Ｙ］３＋でキレート化された安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを、質量分光法ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦを用いて分析した。図２４におけるＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果は、本分子構築物が１１４３９１ダルトンの分子量を有することを示す。
１７５Ｌｕ標識化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの調製
この実施例では、ＬｕＣｌ３溶液を、精製安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの溶液に、６０：１［Ｌｕ３＋イオン：タンパク質］モル比で添加し、その後、反応混合物を４５℃で１．５時間インキュベートして１７５Ｌｕ－ＤＯＴＡタンパク質キレートをもたらした。遊離Ｌｕ３＋イオンを、スピニング濾過（Ａｍｉｃｏｎ遠心分離フィルター、１０ｋＤａ）によって溶液から除去した。２つの１７５Ｌｕでキレート化した安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを、ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ質量分光法を用いて分析した。図２５におけるＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果は、本分子構築物が１１４９２８ダルトンの分子量を有することを示す。
１１１Ｉｎ標識化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの調製
１１１Ｉｎ標識化融合タンパク質の調製のため、５０ｍＭのＨＣｌにおけるキャリアフリー１１１Ｉｎのアリコートをチューブに移し、メタルフリー０．１ＭのＨＥＰＥＳ緩衝液２０体積分を添加して溶液のｐＨを４．５に調整した。その後、０．１ＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ４．５）における２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの溶液（３０～５０μｇ）をタンパク質の最終濃度が０．３～０．６ｍｇ／ｍＬとなるように添加した。結果として得られた溶液を緩やかに混合し、４０～４５℃で６０分間インキュベートした。ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）をタンパク質の量の１０００倍の量で添加して遊離１１１Ｉｎ３＋イオンを捕捉し、反応を停止させた。３７℃で３０分間インキュベートした後、１１１Ｉｎ－ＤＴＰＡキレートを１１１Ｉｎ標識化生成物から除去し、溶媒をスピニング濾過（Ａｍｉｃｏｎ遠心分離フィルター、１０ｋＤａ）によって０．９％生理食塩水で置換した。
採集した１１１Ｉｎ標識化生成物の特異的活性を、γカウンターを用いてサンプルの適切なアリコートの放射能を測定することによって特定した。
１１１Ｉｎ標識化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの放射性取込アッセイ
放射化学純度評価をインスタント薄層クロマトグラフィー（ｉＴＬＣ）によって実施した。実施例２４による放射標識化生成物の溶液を元の溶媒で１：１０又は１：２０で希釈し、その後、１μＬのサンプルを１×１０ｃｍのＴＬＣ ＳＧ紙片の一端にスポットした。その紙を、０．５Ｍのクエン酸ナトリウム（ｐＨ４．５）を用いて上昇クロマトグラフィーを用いて展開させた。放射能を、ラジオＴＬＣスキャナーを用いて特定した。タンパク質関連放射能を総放射能の割合として表現した。図２６に示すように、１１１Ｉｎ標識化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの放射化学純度は、９８％よりも高い。
血清中の１１１Ｉｎ標識化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの安定性試験
１１１Ｉｎ標識化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの生体外安定性を、３７℃のマウス血清中で９６時間にわたって評価した。実施例２４による１１１Ｉｎ標識化分子構築物を０．２Ｍの酢酸アンモニア（ｐＨ５）に懸濁した。１１１Ｉｎ標識化分子構築物をマウス血清で１：１０に希釈してから、３７℃で９６時間までの期間にわたってインキュベートした。選択した時点（０、１２、２４、４８及び９６時間）において、１１１Ｉｎ標識化分子を除去し、実施例２５で説明したようにラジオＴＬＣを用いて分析した。
図２７に示すように、１１１Ｉｎ標識化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルは、３７℃のマウス血清中で９６時間インキュベートしている間に充分な安定性を示した。
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの部位特異的結合
ＤＯＴＡバンドルに結合される２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１のシステイン残基を同定するために、サンプルを消化してＬＣ－ＭＳを用いて分析した。簡潔には、実施例１１による５μｌのサンプル（０．４μｇ／ｍＬ）を、１５μｌの２５ｍＭのテトラエチルアンモニウムテトラヒドロボレート（ＴＥＡＢ）及び２μｌの２００ｍＭのＴＣＥＰを含有する溶液に希釈し、５５℃で１時間インキュベートした。その後、反応混合物に、２μｌの３７５ｍＭのヨード酢酸（ＩＡＡ）を室温で３０分間にわたって添加した。ＩＡＡによるアルカリ化の後、溶液に酵素のトリプシン及びＧｌｕ－Ｃを３７℃で一晩添加して酵素消化させた。
質量分光分析の結果（データは不図示）は、ＭＳスペクトルにおけるフラグメントのｍ／ｚ値が４５３０．９９ダルトンに相当することを示し、これは分子構築物及び１つのＤＯＴＡバンドルのＳＬＳＬＳＰＧＧＧＧＡＣＰＧＨＡ（配列番号１３のアミノ酸残基４６８～４８３）のアミノ酸配列を含有するフラグメントの分子量に一致する。
ヒトＢリンパ腫細胞株への安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの結合活性
２つの安定化分子構築物（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドル及び（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３×２ＤＯＴＡバンドルを、ヒトＢリンパ腫細胞株ＲａｊｉにおいてヒトＣＤ１９に結合するそれらの能力について分析した。アッセイを、抗ＣＤ１９抗体（ＲＢ４ｖ１．２）、（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドル及び（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－３×２ＤＯＴＡバンドルを陽性コントロールとして用いて、１％ＢＳＡのＰＢＳにおける０．００１μｇ／ｍｌの各構築物とともに１×１０６個のＣＤ１９発現Ｒａｊｉ細胞を氷上で３０分間インキュベートすることによって行った。抗ＨＥＲ２抗体（トラスツズマブ）を陰性コントロールとして用いた。細胞の染色を、暗所において４℃で２０分間にわたってＦＩＴＣ結合ヤギ抗ヒトＩｇＧ．Ｆｃ（ＰＢＳ／ＢＳＡにおいて１：２００で希釈）（Ｃａｌｔａｇ、英国、バッキンガム）を用いてＦＡＣＳ（ＦＡＣＳＣａｎｔｏ ＩＩ；ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）によって分析した。図２７Ａ及び２７Ｂは、ＣＤ１９発現Ｒａｊｉ細胞においてＭＢＭ－１及びＭＢＭ－３を含有する２つの分子構築物の細胞染色分析の結果をそれぞれ示し、それはそれら２つの構築物が実質的に積極的にＲａｊｉ細胞に結合したことを示す。
これらの分子構築物を、ヒトＢリンパ腫細胞株ＲａｍｏｓにおけるヒトＣＤ１９に結合するそれらの能力についても分析した。アッセイを、Ｒａｊｉ細胞による細胞結合アッセイにおいて使用されるものと同様のプロトコルを用いて行った。Ｒａｍｏｓ細胞の染色を、ＦＩＴＣ結合ヤギ抗ヒトＩｇＧ．Ｆｃを用いたＦＡＣＳ（ＦＡＣＳＣａｎｔｏ ＩＩ；ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）によって分析し、ここでは抗ＣＤ１９ＩｇＧを陽性コントロールとして用いる。抗ＨＥＲ２抗体（トラスツズマブ）を陰性コントロールとして用いた。図２７Ｃ及び２７Ｄは、それぞれ、ＣＤ１９発現Ｒａｍｏｓ細胞においてＭＢＭ－１及びＭＢＭ－３を含有する２つの分子構築物の細胞染色分析の結果を示す。これらの２つの構築物は、Ｒａｍｏｓ細胞に実質的に積極的に結合した。
安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの安定性
安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの安定性を評価するために、分子構築物をグルタチオン又はヒト血清アルブミンとともにトリス緩衝液（ｐＨ７．３の１００ｍＭのトリス緩衝液、５０ｍＭのビストリス緩衝液及び２９０ｍＭのＮａＣｌ）に入れてから、３７℃で３０日間インキュベートした。
図２９に示すように、安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルは、グルタチオン又はヒト血清アルブミン（ＨＳＡ）とともに３７℃で３０日間インキュベートしている間に充分な安定性を示した。図２８において分かるように、グルタチオン及びＨＡＳで処理した両グループでは、無傷の分子構築物の約９０％が、レトロマイケル付加生成物なしで溶液に依然として存在していた。レーンＵ及びＣは、コントロールとして４℃で保存した未結合分子構築物及び安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルにそれぞれ対応する。
安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルのレトロマイケル付加生成物の検討
２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの安定性の更なる確認として、安定化分子構築物をグルタチオン又はＨＳＡとともにインキュベートしてからウエスタンブロットを用いて分析した。
安定化サンプルのウエスタンブロット分析について、簡潔には、サンプルを８％のＳＤＳ－ＰＡＧＥゲルにおいて分離し、ポリ（フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）メンブレン（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）に移した。メンブレンブロットを、５％ＢＳＡ及び０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０を含有するＰＢＳにおいて室温で１時間にわたってブロックした。ＰＢＳ及び０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０を含有するリン酸緩衝生理食塩水Ｔｗｅｅｎ－２０（ＰＢＳＴ）で３回洗浄した後、ブロットをホースラディッシュペルオキシダーゼ（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）と結合したヤギ抗ヒトＩｇＧ．Ｆｃ抗体とともにインキュベートした。その後、メンブレンをＰＢＳＴで３回洗浄し、免疫反応したバンドをＥＣＬ（商標）ウエスタンブロッティング検出試薬（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）を用いて検出し、富士フイルム（日本、東京）に露光した。
図３０は、ウエスタンブロット分析による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの結果を示す。図２９に示すように、安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルは、４℃で保存された安定化分子構築物（レーンＣ）と比較して、グルタチオン又はＨＳＡとともに３７℃で３０日間インキュベートしている間に充分な安定性を示す。レーンＵは、コントロールとしての未結合分子構築物である。
安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの半減期
安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの半減期の測定を、静脈内投与後のマウスにおいて実施した。血清サンプル中の（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルをＥＬＩＳＡを用いて観察した。８～１０週齢のＢＡＬＢ／ｃマウスをＢｉｏＬａｓｃｏ、台湾、台北から購入した。マウスをグループあたり３匹ずつグループ分けし、約２００μＬの３．３３μＭのタンパク質で静脈内注射した。
抗ＣＤ１９抗体（ＲＢ４ｖ１．２）、２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１融合タンパク質の薬物動態的プロファイルは、図３１に示すように、抗ＣＤ１９抗体（ＲＢ４ｖ１．２）、実施例３による（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１融合タンパク質、実施例１８による（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの分子構築物、及び実施例１９による（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの安定化分子構築物の半減期がそれぞれ約１２９、１７９．６、１５３．６及び１９３．５時間であることを示す。結論として、安定化処理は、安定化分子構築物の延長した半減期をもたらす。
ＣＤ発現異種移植腫瘍に対する安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの標的化効果
この実施例では、生体内イメージングシステム（ＩＶＩＳ）を用いて、マウス異種移植モデルにおいてＣＤ発現腫瘍に対する安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの標的化効果を調査した。ＩＶＩＳイメージングの前に、製造者の指示に従ってＤｙｌｉｇｈｔ６８０抗体ＬａｂｅｌｉｎｇＫｉｔ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を用いて、実施例１９による安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドル及び抗ＣＤ１９抗体（ＲＢ４ｖ１．２）を結合した。
８～１０週齢のＮＯＤ－ＳＣＩＤ（ＮＯＤ．ＣＢ１７－Ｐｒｋｄｃｓｃｉｄ／Ｊｎａｒｌ）をＬａｂｏｒａｔｏｒｙ Ａｎｉｍａｌ Ｆａｃｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｅｌｌｕｌａｒ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｓｍｉｃ Ｂｉｏｌｏｇｙ、Ａｃａｄｅｍｉａ Ｓｉｎｉｃａ、台湾、台北から購入した。処置の２週間前に、マウス毎に、１×１０－７個のＢ細胞のリンパ腫Ｒａｊｉ細胞を腹腔内注射した。マウスをグループ毎に３匹ずつグループ分けし、約２００μＬの６．６５μＭの標識化分子で静脈内注射した。種々の時点において、マウスをＯ２におけるイソフルランで麻酔し、ＩＶＩＳスペクトル生体内イメージングシステム（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ）に仰臥位で配置した。蛍光画像を、Ｌｉｖｉｎｇ Ｉｍａｇｅ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｖ３．２を用いてｅｘ／ｅｍ＝６７５／７２０で撮影した。画像を、ＩＶＩＳスペクトルイメージャーを用いて指定時点において撮影し、Ｌｉｖｉｎｇ Ｉｍａｇｅ Ｓｏｆｔｗａｒｅで分析した。
ＮＯＤ－ＳＣＩＤマウスからの蛍光画像を、Ｄｙｌｉｇｈｔ６８０結合タンパク質の投与後０時間、２４時間、４８時間及び７２時間の時点で撮影及び分析した。図３２は、マウスモデルにおける蛍光標識化分子の分布を示す。ＮＯＤ－ＳＣＩＤマウスに、抗ＣＤ１９抗体（ＲＢ４ｖ１．２）（１及び２）及び安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドル（３及び４）を静脈内注射した。
図３２に示すように、静脈内注射後２４、４８及び７２時間において、右側に位置する腫瘍への安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドル及び抗ＣＤ１９抗体（ＲＢ４ｖ１．２）の浸透は、左側の正常な器官で観察されるものよりも大幅に大きい。したがって、安定化分子構築物は、マウス異種移植モデルにおいてＣＤ１９発現腫瘍に充分な標的化効果を示す。
ＣＤ発現異種移植腫瘍における安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの生体内分布
異種移植マウスモデルにおける安定化（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの生体内分布の分析について、実施例３２で説明した手順を幾らかの変更とともに用いた。
簡潔には、マウスは、処置前の２～３週間にマウス毎に１×１０７個のＢ細胞のリンパ腫Ｒａｊｉ細胞で皮下注射された。マウスをグループ毎に３匹ずつグループ分けし、約２００μＬの６．６５μＭの標識化分子で静脈内注射した。
ＮＯＤ－ＳＣＩＤマウスの生体内分布を、安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドル及び抗ＣＤ１９抗体の投与後７日において組織ＥＬＩＳＡによって分析した。簡潔には、注射後７日にその動物を屠殺した。血液は心臓からのしゃ血であり、１１個の器官からの組織サンプルを採集した。組織サンプルを、ホモジナイザーを用いて均質化し、ＥＬＩＳＡによって注入分子の濃度を測定するためにさらに分析した。
図３３は、マウスモデルにおける安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ１９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドル（ＴＥ－１１２２）の分布を示す。生体内分布図のｙ軸は、組織対血液の比を表す。この結果も、安定化分子構築物がマウス異種移植モデルにおけるＣＤ１９発現腫瘍を標的化できることを示す。
末端システイン残基を有するＡｉｂ－ＧＬＰ－１アゴニストの合成
この実施例では、Ｃ末端に遊離システインを有するε－アミノ酪酸（Ａｉｂ）置換グルカゴン様ペプチド－１（ＧＬＰ－１）アゴニストを調製した。このＡｉｂ－ＧＬＰ－１アゴニスト－Ｃｙｓ分子構築物のアミノ酸配列を配列番号３７で記載する。図３４は、この分子構築物の構造を示す概略図である。セマグルチドと同様に、第２のアミノ酸残基は、Ａｉｂ（又はＵ）残基で置換されてジペプチジルペプチダーゼＩＶ（ＤＰＰ４）分解に対する耐性を向上する。さらに、この分子構築物では、１５個のアミノ酸残基のフレキシブルリンカー（配列番号３７のアミノ酸残基３１～４５）がセマグルチドの最後のグリシン残基（すなわち、配列番号３７のアミノ酸残基４６）の前に導入され、末端システイン残基がＣ末端に付加される。
Ａｉｂ－ＧＬＰ－１アゴニスト－Ｃｙｓの構造は本発明者によって設計され、その合成をＳｈａｎｇｈａｉ ＷｕＸｉ ＡｐｐＴｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（中国、上海）に外注した。
Ａｉｂ－ＧＬＰ－１アゴニスト－Ｃｙｓの精製サンプルをＳｕｐｅｌｃｏＣ１８カラム（２５０ｍｍ×４．６ｍｍ；５μｍ）に対して、移動相のアセトニトリル及び０．１％のトリフルオロ酢酸、線形勾配０％～１００％のアセトニトリル、３０分間以上、流速１．０ｍｌ／分並びにカラム温度２５℃の逆相分析ＨＰＬＣを用いて分析した。
Ａｉｂ－ＧＬＰ－１アゴニスト－Ｃｙｓ生成物の同定を、質量分光法ＥＳＩ－ＭＳを用いて実施した。Ａｉｂ－ＧＬＰ－１アゴニスト－Ｃｙｓ生成物のサンプルは１４８３．４に強い分子イオンを示し、これは［Ｍ＋Ｈ］＋に対応し、本Ａｉｂ－ＧＬＰ－１アゴニスト－Ｃｙｓアゴニストの実際の分子量が１４８２．４ダルトンであることを示す。
末端システイン残基を有するソマトスタチン類似体の合成
この実施例では、Ｎ末端に遊離システインを有するソマトスタチン類似体を調製した。このＣｙｓ－オクトレオチド分子構築物のアミノ酸配列を配列番号３８で記載する。図３５は、この分子構築物の構造を示す概略図である。この分子構築物は１４個のアミノ酸残基を有し、Ｎ末端システイン残基が導入され、フレキシブルリンカーである５個のアミノ酸残基及びオクトレオチド配列がそれに続く。元のオクトレオチドのように、本Ｃｙｓ－オクトレオチド分子構築物の第７のアミノ酸残基（Ｐｈｅ）及び第１０のアミノ酸残基（Ｔｒｐ）はＤ－形態であり、ジスルフィドブリッジが第８のシステイン残基と第１３のシステイン残基の間に形成され、Ｃ末端スレオニン残基がスレオニノールの形態である。さらに、Ｃｙｓ－オクトレオチド分子構築物のＮ末端は、アセチル基で修飾される。
本Ｃｙｓ－オクトレオチド分子構築物の構造が本発明者によって設計され、標準的な固相法によって合成されるその合成をＯｎｔｏｒｅｓ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（中国、杭州）に外注した。Ｃｙｓ－オクトレオチド生成物は、９５％より高い純度を有する。
Ｃｙｓ－オクトレオチド生成物の同定を、質量分光法ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦを用いて実施した。質量分光分析を、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ（ＩＭＢ）、Ａｃａｄｅｍｉａ Ｓｉｎｉｃａ、台湾、台北のＭａｓｓ Ｃｏｒｅ Ｆａｃｉｌｉｔｙにおいて実施した。測定を、Ｂｒｕｋｅｒ Ａｕｔｏｆｌｅｘ ＩＩＩ ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ／ＴＯＦ質量分光計（Ｂｒｕｋｅｒ Ｄａｌｔｏｎｉｃｓ、独国、ブレーメン）において行った。図３６は質量分光法ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦの結果を示し、それは本分子構築物が１４９３．５８７ダルトンの分子量を有することを示す。
システイン残基を有するＰＳＭＡリガンドの合成
この実施例では、遊離システイン残基を含有するＰＳＭＡリガンドを調製し、この分子構築物の構造は図３７に与えられる。
本Ｃｙｓ－ＰＳＭＡリガンド分子構築物の構造は本発明者によって設計され、その合成をＳｈａｎｇｈａｉ ＷｕＸｉ ＡｐｐＴｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（中国、上海）に外注した。Ｃｙｓ－ＰＳＭＡリガンド生成物は、９５．０％よりも高い純度を有する。
Ｃｙｓ－ＰＳＭＡリガンドの同定を、質量分光法ＥＳＩ－ＭＳを用いて実施した。図３８は質量分光法ＥＳＩ－ＭＳの結果を示し、これは、本分子構築物が５２２．４に強い分子イオンを有することを示し、これは［Ｍ＋Ｈ］＋に対応し、Ｃｙｓ－ＰＳＭＡリガンドの実際の分子量が５２１．４ダルトンであることを示す。
カルシトニン－ＭＢＭ－１の合成
この実施例では、そのＣ末端に金属結合モチーフを有するカルシトニンの分子構築物を調製した。このカルシトニン－ＭＢＭ－１分子構築物のアミノ酸残基を配列番号３９で記載する。図３９は、この分子構築物の構造を示す概略図である。カルシトニンと同様に、ジスルフィドブリッジが、第１のシステイン残基と第７のシステイン残基の間に形成される。さらに、この分子構築物では、フレキシブルリンカーである８個のアミノ酸残基（配列番号３９のアミノ酸残基３３～４０）がカルシトニンの最後のプロリン残基（すなわち、配列番号３９のアミノ酸残基３２）の後に導入され、ＭＢＭ－１モチーフ（ＡＣＰＧＨＡ、配列番号７）がフレキシブルリンカーのＣ末端に付加される。
本カルシトニン－ＭＢＭ－１分子構築物の構造は本発明者によって設計され、その合成をＳｈａｎｇｈａｉ ＷｕＸｉ ＡｐｐＴｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（中国、上海）に外注した。
テリパラチド－ＭＢＭ－１の合成
この実施例では、そのＣ末端に金属結合モチーフを有するテリパラチドの分子構築物を調製した。このテリパラチド－ＭＢＭ－１分子構築物のアミノ酸配列を配列番号４０で記載する。テリパラチドは、ホルモンの活性部分である、最初の３４個のアミノ酸からなる副甲状腺（ＰＴＨ）ホルモンの形態である。これは、ある形態の骨粗しょう症の処置において使用される。テリパラチド－ＭＢＭ－１分子構築物では、フレキシブルリンカーである１５個のアミノ酸残基（配列番号４０のアミノ酸残基３５～４９）がテリパラチドの最後のフェニルアラニン残基（すなわち、配列番号４０のアミノ酸残基３４）の後に導入され、ＭＢＭ－１モチーフ（ＡＣＰＧＨＡ、配列番号７）がフレキシブルリンカーのＣ末端に付加される。
本テリパラチド－ＭＢＭ－１分子構築物の構造は本発明者によって設計され、その合成をＳｈａｎｇｈａｉ ＷｕＸｉ ＡｐｐＴｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（中国、上海）に外注した。
ロイプロリド－ＭＢＭ－３の合成
この実施例では、そのＣ末端に金属結合モチーフを有するロイプロリドの分子構築物を調製した。このロイプロリド－ＭＢＭ－３分子構築物のアミノ酸配列を配列番号４１で記載する。ロイプロリド（ロイプロレリンとしても知られる）は、下垂体ＧｎＲＨ受容体におけるアゴニストとして作用する性腺刺激ホルモン放出ホルモン（ＧｎＲＨ）類似体であり、これは前立腺癌及び乳癌の処置において使用される。市販のロイプロリドは、９個のアミノ酸残基を有するオリゴペプチドである。本ロイプロリド－ＭＢＭ－３分子構築物では、フレキシブルリンカーである８個のアミノ酸残基（配列番号４１のアミノ酸残基１０～１７）がカルシトニンの最後のプロリン残基（すなわち、配列番号４１のアミノ酸残基９）の後に導入され、ＭＢＭ－３モチーフ（ＧＣＧＧＨＡ、配列番号６）がフレキシブルリンカーのＣ末端に付加される。
本ロイプロリド－ＭＢＭ－３分子構築物の構造は本発明者によって設計され、その合成をＳｈａｎｇｈａｉ ＷｕＸｉ ＡｐｐＴｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（中国、上海）に外注した。合成したペプチドの同定を、質量分光法ＥＳＩ－ＭＳを用いて実施した。質量分光法ＥＳＩ－ＭＳの結果は、本分子構築物は１０９１．９７において強い分子イオンを有することを示し、これは［Ｍ＋２Ｈ］２＋に対応し、ロイプロリド－ＭＢＭ－３分子構築物の実際の分子量が２１８１．３５ダルトンであることを示す。
レナリドミドバンドルの合成
この実施例では、中心コアとしての３個のリシン残基及び中心コアに結合された３個のレナリドミド分子を有するマレイミド含有ペプチドを有する２つの薬物バンドルが、本発明者によって設計された。中心コアを合成するために標準的Ｆｍｏｃに基づく固相合成を実施し、その後、連結アームで修飾したレナリドミド分子を中心コアにおけるリシン残基の側鎖に結合するために液相合成を行う複合的方法を用いて、本レナリドミドバンドルを合成した。製造をＳｈａｎｇｈａｉ ＷｕＸｉ ＡｐｐＴｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（中国、上海）に外注した。
図４０はＭａｌ－ペプチド３－レナリドミドバンドルの構造を示し、中心コアは、最初のアミノ酸残基がマレイミド－エチル基で修飾されたＥＧＥＧＥＡＧＧＫＧＡＧＫＧＡＧＫＧの配列（配列番号４２）を有する。一方、中心コアに結合される前に、各レナリドミド分子は、パラアミノベンジルカルバメート（ＰＡＢＣ）－アラニン－バリン－ＰＥＧの連結アームで修飾される。レナリドミド分子は、連結アームの遊離末端を介して中心コアにおけるリシン残基のε－アミノ基に連結される。
結果として合成されたＭａｌ－ペプチド３－レナリドミドバンドルの同定を、質量分光法ＥＳＩ－ＭＳを用いて実施した。図４１は質量分光法ＥＳＩ－ＭＳの結果を示し、これは本薬物バンドルが１３２１．９に強い分子イオンを有することを示し、これは［Ｍ＋３Ｈ］３＋に対応し、薬物バンドルの実際の分子量が３９６２．０２ダルトンであることを示す。
図４２はＭａｌ－ペプチド４－レナリドミドバンドルの構造を示し、中心コアは、最初のアミノ酸残基がマレイミド－エチル基で修飾されたＥＤＥＤＥＡＧＧＫＧＡＧＫＧＡＧＫＧの配列（配列番号４３）を有する。レナリドミド分子は、上記のような連結アームで修飾され、連結アームの遊離末端を介して中心コアにおけるリシン残基のε－アミノ基に連結される。
結果として合成されたＭａｌ－ペプチド４－レナリドミドバンドルの同定を、質量分光法ＥＳＩ－ＭＳを用いて実施した。ＥＳＩ－ＭＳの結果は、本薬物バンドルが１３７９．２に強い分子イオンを有することを示し、これは［Ｍ＋３Ｈ］３＋に対応し、薬物バンドルの実際の分子量が４１３５．１５ダルトンであることを示す。
Ｍａｌ－脂肪酸バンドルの合成
この実施例では、Ｍａｌ－ペプチド５コア並びに１つのステアロイル二酸鎖及び１つのパルミトイル酸鎖の分子構築物を調製した。
図４３はこのＭａｌ－ペプチド５脂肪酸バンドルの構造を示し、中心コアは、最初のアミノ酸残基がマレイミド－エチル基で修飾され、最後のリシン残基がメトキシ基（－ＯＭｅ）で修飾され、Ｘ１及びＸ２の双方が４個のＥＧ反復のＰＥＧ化アミノ酸である、マレイミド－エチル－ＥＧＥＧＥ－Ｘ１－Ｋ－Ｘ２－ＯＭｅの配列（配列番号４４）を有する。１つのステアロイル二酸鎖及び１つのパルミトイル酸鎖を、脂肪酸のＣＯ２Ｈ基とＫ残基のアミン基との間のアミド結合を形成することによって、ペプチド中心コアのＫ残基にそれぞれ連結した。本Ｍａｌ－ペプチド５－脂肪酸バンドルの構造は本発明者によって設計され、その合成をＳｈａｎｇｈａｉ ＷｕＸｉ ＡｐｐＴｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（中国、上海）に外注した。Ｍａｌ－ペプチド５－脂肪酸バンドル生成物は、９７．０％より高い純度を有する。
合成した脂肪酸バンドルの同定を、質量分光法ＥＳＩ－ＭＳを用いて実施した。図４４におけるＥＳＩ－ＭＳの結果は、本分子構築物が１１４３．６に強い分子イオンを有することを示し、これは［Ｍ＋２Ｈ］２＋に対応し、Ｍａｌ－ペプチド５－脂肪酸バンドルの実際の分子量が２２８５．６６ダルトンであることを示す。
３－ＤＯＴＡアームリンカーユニットの合成
この実施例では、３個のペプチドを担持するための３－ＤＯＴＡアームリンカーユニットを調製した。図４５は、この３－アームリンカーの構造を示す。特に、リンカーユニットは、アセチル－ＫＧＡＧＧＫＧＡＧＧＫＧの配列（配列番号４５、ペプチドコア６）を有する中心コアを備え、最初のリシン残基がアセチル基で修飾される。リンカーユニットはまた、マレイミド－エチル－ＥＧＥＧＥＡＧＫＧＡＧの配列（配列番号４６）を有する３個のペプチド連結アームを備え、最初のグルタミン酸残基はマレイミド－エチル基で修飾され、リシン残基はＤＯＴＡ分子で修飾される。
本３－ＤＯＴＡアームリンカーユニットの構造は本発明者によって設計され、その合成をＳｈａｎｇｈａｉ ＷｕＸｉ ＡｐｐＴｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（中国、上海）に外注した。３－ＤＯＴＡアームリンカーユニットの同定を、質量分光法ＥＳＩ－ＭＳを用いて実施した。図４６におけるＥＳＩ－ＭＳの結果は、本分子構築物が１３５７．８に強い分子イオンを有することを示し、これは［Ｍ＋４Ｈ］４＋に対応し、３－ＤＯＴＡアームリンカーユニットの実際の分子量が５４２７．２ダルトンであることを示す。
組換えＭＢＭ－１－ＩＬ－２の構築、発現及び精製
この実施例では、配列番号４７で記載する配列を有する複合タンパク質を、先行の効果的実施例において説明するものと同様のプロトコルを用いて構築、発現及び精製した。特に、本ＭＢＭ－１－ＩＬ－２分子構築物は、ＭＢＭ－１モチーフを有し、配列番号９の短いフレキシブルリンカー及びＩＬ－２配列がそれに続く。
培養懸濁物を収穫し、媒体中に発現した組換え融合タンパク質を、陰イオン交換カラムを用いて精製した。精製の前に、組換えＭＢＭ－１－ＩＬ－２融合タンパク質をｐＨ８．５に調整した。その後、そのタンパク質を、事前平衡化済みの（ｐＨ８．５の５０ｍＭのビストリス緩衝液）Ｑセファロース陰イオン交換樹脂（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）に適用した。ＭＢＭ－１－ＩＬ－２融合タンパク質を、ｐＨ８．５で４Ｍの尿素溶液においてそれぞれ２００ｍＭ、５００ｍＭ及び１ＭのＮａＣｌで３段階溶出を用いて溶出した。
溶出したサンプルを、図４７に示すように１０％のＳＤＳ－ＰＡＧＥを用いて分析した。ＭＢＭ－１－ＩＬ－２融合タンパク質は、約１６ｋＤａで主要バンドとなり、これは予想した大きさに一致する（矢印で示す）。
２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの合成
この実施例では、実施例１０による（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１融合タンパク質及び実施例４０によるＭａｌ－ペプチド４－レナリドミドバンドルを結合して、融合タンパク質の金属結合モチーフのそれぞれのシステイン残基に結合された２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１融合タンパク質及び２個のレナリドミドバンドルを有する分子構築物を生成した。簡潔には、精製（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１融合タンパク質を、コハク酸ナトリウム緩衝液（３０ｍＭのコハク酸ナトリウム、ｐＨ５．３、０．０２％のＴｗｅｅｎ２０、及び１００ｍＭのスクロース）中で調製し、４５μＭのＴＣＥＰとともに室温で３０分間緩やかに振とうしてインキュベートすることによって還元した。還元反応後、過剰なＴＣＥＰを、６０μＭのＺｎ（ＩＩ）イオンを含有する１０ｍＭのコハク酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ５．３、０．０２％のＴｗｅｅｎ２０及び１００ｍＭのスクロース）に対する透析によって除去した。その後、還元したタンパク質サンプルを１５μＭのＭａｌ－ペプチド４－レナリドミドバンドルで処理し、室温で１時間インキュベートした。未反応レナリドミドバンドルを脱塩カラムを用いて除去し、生成物をＳＤＳ－ＰＡＧＥを用いて分析した。
図４８は、本分子構築物のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析の結果を示す。図４８に示すように、この分子構築物は約１２０ｋＤａの分子量を有し（レーン２における矢印＃１で示す）、これは予想した大きさよりも幾らか大きい。未結合分子構築物は、レーン３に存在した（矢印＃２で示す）。図４８に示すように、レナリドミドバンドルを有する２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の結合の収率は約８５％である。
オクトレオチド×脂肪酸バンドルの合成
この実施例では、Ｍａｌ－ペプチド５－脂肪酸バンドルのマレイミド基がＣｙｓ－オクトレオチドの末端システイン残基の－ＳＨ基に結合されるように、実施例４１によるＭａｌ－ペプチド５－脂肪酸バンドル及び実施例３５によるＣｙｓ－オクトレオチドを、上記で説明したものと同様のプロトコルを用いて結合し、それにより、オクトレオチド×脂肪酸バンドルの分子構築物を生成した（図４９参照）。
Ａｉｂ－ＧＬＰ－１アゴニスト×脂肪酸バンドルの合成
この実施例では、Ｍａｌ－ペプチド５－脂肪酸バンドルのマレイミド基がＡｉｂ－ＧＬＰ－１アゴニスト－Ｃｙｓの末端システイン残基の－ＳＨ基に結合されるように、実施例４１によるＭａｌ－ペプチド５－脂肪酸バンドル及び実施例３４によるＡｉｂ－ＧＬＰ－１アゴニスト－Ｃｙｓを、上記で説明したものと同様のプロトコルを用いて結合し、それにより、Ａｉｂ－ＧＬＰ－１アゴニスト×脂肪酸バンドルの分子構築物を生成した（図５０Ａ参照）。
テリパラチド－ＭＢＭ－１×脂肪酸バンドルの合成
この実施例では、実施例４１によるＭａｌ－ペプチド５－脂肪酸バンドル及び実施例３８によるテリパラチド－ＭＢＭ－１を、上記で説明したものと同様のプロトコルを用いて結合してテリパラチド－ＭＢＭ－１×脂肪酸バンドルの分子構築物を生成した（図５０Ｂ参照）。
ロイプロリド－ＭＢＭ－３×脂肪酸バンドルの合成
この実施例では、実施例４１によるＭａｌ－ペプチド５－脂肪酸バンドル及び実施例３９によるロイプロリド－ＭＢＭ－３を、上記で説明したものと同様のプロトコルを用いて結合してロイプロリド－ＭＢＭ－３×脂肪酸バンドルの分子構築物を生成した（図５１Ａ参照）。合成したロイプロリド－ＭＢＭ－３×脂肪酸バンドルの同定を質量分光法ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦを用いて実施し、図５１Ｂにおける結果はこの分子構築物が４４６６．０１９ダルトンの分子量を有することを示す。２１８１．０３８ダルトンの分子量は、この反応の１．５：１［ロイプロリド－ＭＢＭ－３：Ｍａｌ－ペプチド５－脂肪酸］のモル比においてロイプロリド－ＭＢＭ－３分子が過剰であることを示した。
３－ＤＯＴＡアームリンカーユニット×３ＰＳＭＡリガンドの合成
この実施例では、実施例４２による３－ＤＯＴＡアームリンカーユニット及び実施例３６による３個のＣｙｓ－ＰＳＭＡリガンドを、上記で説明したものと同様のプロトコルを用いて結合して３－ＤＯＴＡアームリンカーユニット×３ＰＳＭＡリガンドの分子構築物を生成した（図５２Ａ）。合成した３－ＤＯＴＡアームリンカーユニット×３ＰＳＭＡリガンドの同定を質量分光法ＥＳＩ－ＭＳを用いて実施し、図５２Ｂにおける結果はこの分子構築物が１７４９に強い分子イオンを有することを示し、これは［Ｍ＋４Ｈ］４＋に対応し、３－ＤＯＴＡアームリンカーユニット×３ＰＳＭＡリガンドの実際の分子量が６９９２．１８ダルトンであることを示す。
安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルの精製
組換え２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを安定化する手順を、先行の実施例において説明したように行った。
先行の実施例の２つのＤＯＴＡバンドルに結合された２鎖融合タンパク質をｐＨ５．０に調整してから、事前平衡化済みの（０．１ｍＭのＥＤＴＡ、ｐＨ５．０の５０ｍＭのビストリス）陰イオン交換カラムＱセファロース（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）に適用した。そして、サンプルを３段階溶出、すなわち、７０分間の３２０ｍＭのＮａＣｌの第１の溶出、それに続く１００分間の３３０ｍＭの第２の溶出、及び５０分間の１０００ｍＭのＮａＣｌの最後の溶出を用いて１．０ｍｌ／分の流速で溶出した。
２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを、遊離２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１融合タンパク質、３又は４個のＤＯＴＡバンドルに結合された２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１及び凝集物質から、陰イオン交換カラムＱセファロースを用いて分離した。
精製生成物である２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＡ１９－９）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２ＤＯＴＡバンドルを採集した。図５３に示すレーン１及びレーン２は、未結合分子構築物及び２つのＤＯＴＡバンドルに結合された分子構築物にそれぞれ対応する。
安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの精製
実施例４４による２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの分子構築物を、先行の実施例において説明したものと同様のプロトコルを用いて安定化した。
２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの安定化分子構築物をｐＨ７．０に調整してから、事前平衡化済みの（ｐＨ７．０の５０ｍＭのＮａ２ＨＰＯ４、１ＭのＮａＣｌ）疎水性相互作用カラム（ＨＩＣ）フェニルＨＰ（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）に適用した。安定化分子構築物は、流速１．０ｍｌ／分で８０分間にわたって１０００ｍＭ～０ｍＭのＮａＣｌの線形勾配を用いて溶出した。
先行のＨＩＣ精製の採集サンプルをサイズ排除クロマトグラフィーカラムＥＮｒｉｃｈ（商標）ＳＥＣ６５０（Ｂｉｏ－Ｒａｄ）に適用して、安定化分子構築物を凝集物質から分離した。精製生成物を採集した。図５４に示す１０％の非還元ＳＤＳ－ＰＡＧＥのレーン１及びレーン２は、未結合分子構築物及び２つのレナリドミドバンドルに結合された分子構築物にそれぞれ対応する。
２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの精製安定化分子構築物を、質量分光法ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦを用いてさらに分析した。図５５の下側の手法における質量分光分析の結果は、サンプルが５８３８２及び１１６７０５ダルトンの分子量を有することを示し、これはｍ／ｚ（ｚ＝１）：［Ｍ＋Ｈ］＋、及びｍ／ｚ（ｚ＝２）：［Ｍ＋２Ｈ］２＋にそれぞれ対応する。
図５５の上側の手法に示すコントロールとしての２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の質量分光分析の結果は、サンプルが５４３００及び１０８５３７ダルトンの分子量を有することを示し、これはｍ／ｚ（ｚ＝１）：［Ｍ＋Ｈ］＋、及びｍ／ｚ（ｚ＝２）：［Ｍ＋２Ｈ］２＋にそれぞれ対応する。
ＮＯＤ－ＳＣＩＤマウスにおける安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの半減期
安定化２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの半減期の測定を、静脈内投与後のマウスにおいて実施した。血清サンプルにおける分子構築物を、ＥＬＩＳＡ法を用いて観察した。８～１０週齢のＮＯＤ－ＳＣＩＤマウスをＢｉｏＬａｓｃｏ、台湾、台北から購入した。マウスをグループあたり３匹にグループ分けし、１００μＬの７．６μＭの分子で静脈内ボーラスを介して静脈内注射した。
結果は、親抗ＣＤ３８ｈＩｇＧ１．Ｆｃ抗体（図５６Ａ）及び２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドル（図５６Ｂ）の半減期は、それぞれ約１３．１及び２３．９時間であることを示す。ノンコンパートメントの薬物動態的モデルを用いた結果は、本２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルが従来の抗ＣＤ３８抗体のものよりも長い半減期を有することを示す。
Ｈ９２９及びＣＤ３８陽性Ｕ２６６細胞に対する精製２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの細胞毒性活性
Ｈ９２９細胞（５×１０３個／ウェル）を１０％のウシ胎児血清を含有するＲＰＭＩ１６４０媒体における９６ウェルプレートのウェルに添加した。２時間後、細胞を異なる濃度（２０μＭからの２倍希釈）の精製済み（レナリドミドバンドルなしの）２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１及び２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルで処置した。２時間インキュベートした後、培養媒体を、４００ｇで５分間遠心分離することによって除去し、新たな媒体に交換し、さらに細胞を追加の１２０時間（５日間）及び１６８時間（７日間）インキュベートした。そして、細胞の生存率を、製造者の指示に従ってａｌａｍａｒＢｌｕｅ細胞生存率試薬キット（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）を用いて特定した。
ＣＤ３８陽性Ｕ２６６に対する２レナリドミドバンドルあり又はなしの精製２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１の細胞毒性活性を特定するプロトコルは、Ｈ９２９細胞に関して上述したものと同様であった。
図５７Ａは、４個の処置群のＨ９２９細胞の生存率を示す。２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドル（「ｓｃＦｖ－Ｆｃ－ｌｅｎ」で示す）は、５日間のインキュベーションの後、２０μＭにおいてＨ９２９細胞の約８０％の細胞溶解をもたらした。陰性コントロールとして用いた２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１（「ｓｃＦｖ－Ｆｃ」で示す）は、細胞毒性効果を示さなかった。
図５７Ｂは、４個の処置群のＣＤ３８陽性Ｕ２６６細胞の生存率を示す。２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルは、５日間のインキュベーションの後、２０μＭにおいてＣＤ３８陽性Ｕ２６６細胞の約８０％の細胞溶解をもたらした。
図５７Ｃは、４個の処置群のＣＤ３８陰性Ｕ２６６細胞の生存率を示す。２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドル（「ｓｃＦｖ－Ｆｃ－ｌｅｎ」で示す）は、各モル濃度においてＣＤ３８陰性Ｕ２６６細胞の細胞溶解をもたらすことはできない。
まとめると、図５７Ａ～５７Ｃにおける結果は、２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルが強い標的化効果を有することを示した。
ＣＤ３８発現Ｈ９２９及びＵ２６６細胞に対する精製２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの抗体依存性細胞介在性細胞傷害（ＡＤＣＣ）
この実施例では、生体外分析を実施して、ＣＤ３８発現Ｈ９２９及びＣＤ３８陽性Ｕ２６６細胞の細胞溶解に対する２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルの抗体依存性細胞介在性細胞傷害（ＡＤＣＣ）効果を調査した。
ヒト全末梢血単核細胞（ＰＢＭＣ）をドナーから単離してＡＤＣＣ機能を検討した。Ｈ９２９細胞又はＣＤ３８陽性Ｕ２６６細胞を、最終濃度２００ｎＭ、４０ｎＭ、８ｎＭ、１．６ｎＭ、０．３２ｎＭ又は０．００６４ｎＭの２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドルとともにインキュベートしてから、Ｅ：Ｔ比２５でヒトＰＢＭＣと混合し、３７℃で５時間インキュベートした。親抗ＣＤ３８ｍＡｂを、陽性コントロールとして用いた。細胞溶解を、ＬＤＨ細胞毒性アッセイキット（Ｅｎｚｏ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）を用いて分析した。
ここで示すデータは、精製２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドル（「ｓｃＦｖ－Ｆｃ－ｌｅｎ」で示す）がその親抗ＣＤ３８ｍＡｂと同様の態様でエフェクター細胞を補充して細胞溶解反応を表すことを示す（図５８Ａ）。親抗ＣＤ３８抗体を陽性コントロール（「ＩｇＧ」で示す）として用い、アイソタイプコントロール抗体（「コントロールＩｇＧ」で示す）も用いた。
図５８Ｂは、精製２鎖（ｓｃＦｖ α ＣＤ３８）－Ｆｃ－ＭＢＭ－１×２レナリドミドバンドル（「ｓｃＦｖ－Ｆｃ－ｌｅｎ」で示す）もＣＤ３８陽性Ｕ２６６細胞に対する細胞溶解反応をその親相当物と同様の態様で表すことを示す。
実施形態の上記説明は例示のみのために与えられること及び種々の変形が当業者によってなされ得ることが理解されるはずである。上記仕様、実施例及びデータは、発明の例示的実施形態の構造及び使用の完全な説明を与える。発明の種々の実施形態がある程度の特殊性で又は１以上の個別の実施形態を参照して上述されたが、当業者であれば、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく開示の実施形態に対して多数の変更を行うことができるはずである。

Claims (4)

  1. リンカーユニットであって、
    中心コアであって、
    ２～１０個のリシン（Ｋ）残基と、
    選択的に、１以上のフィラーであって、前記Ｋ残基のうちの任意の２個が相互に隣接し又は前記フィラーによって分離される、１以上のフィラーと、
    選択的に、末端スペーサーであって、該末端スペーサーは、最初のＫ残基のＮ末端に連結されたＮ末端スペーサー又は最後のＫ残基のＣ末端に連結されたＣ末端スペーサーであり、前記フィラー及び前記末端スペーサーの各々は、独立して、（１）１～１２個の非Ｋアミノ酸残基又は（２）エチレングリコール（ＥＧ）ユニットの１～１２個の反復を有するＰＥＧ化アミノ酸を備える、末端スペーサーと、
    前記中心コアの前記最初又は最後のＫ残基にそれとアミド結合を形成することによって連結されたＳＨ反応性基、又は前記末端スペーサーが存在する場合、該末端スペーサーの末端アミノ酸残基にそれとアミド結合を形成することによって連結されたＳＨ反応性基であって、前記中心コアは前記ＳＨ反応性基に連結されたアミノ酸残基に又はその付近に局在負電荷を担持する、ＳＨ反応性基と、
    を備える中心コアと、
    ２～１０個の標的化要素、エフェクター要素又は薬物動態的要素であって、
    各標的化要素、エフェクター要素又は薬物動態的要素が前記コアのＫ残基に連結され、又は
    前記リンカーユニットが２～１０個の連結アームをさらに備える場合、各連結アームの一方の末端が前記Ｋ残基のε－アミノ基とアミド結合を形成することを介して前記コアのＫ残基に連結され、各連結アームの他方の末端が各標的化要素、エフェクター要素又は薬物動態的要素に連結され、前記連結アームは２～１２個の非Ｋアミノ酸残基を備えるペプチド又はＥＧユニットの２～２４個の反復を有するポリエチレングリコール（ＰＥＧ）鎖である、
    ２～１０個の標的化要素、エフェクター要素又は薬物動態的要素と、
    を備えるリンカーユニット。
  2. 前記中心コアは、前記ＳＨ反応性基に連結されたアミノ酸残基に又はその付近に少なくとも１つのグルタミン酸（Ｅ）残基又はアスパラギン酸（Ｄ）残基を有して前記負電荷を付与する、請求項１に記載のリンカーユニット。
  3. 前記局在負電荷は、前記ＳＨ反応性基に連結されたアミノ酸残基から開始して最初の５～１５個のアミノ酸残基に存在する、請求項１に記載のリンカーユニット。
  4. 前記エフェクター要素は、負に帯電した化学部分である、請求項１に記載のリンカーユニット。
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