JP2620299B2 - 新規プロテアーゼ及び該プロテアーゼ産生細胞株 - Google Patents

新規プロテアーゼ及び該プロテアーゼ産生細胞株

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JP2620299B2
JP2620299B2 JP63106138A JP10613888A JP2620299B2 JP 2620299 B2 JP2620299 B2 JP 2620299B2 JP 63106138 A JP63106138 A JP 63106138A JP 10613888 A JP10613888 A JP 10613888A JP 2620299 B2 JP2620299 B2 JP 2620299B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は血液凝固系の主要タンパク質であるフィブリ
ンを加水分解により切断する新規プロテアーゼ、該プロ
テアーゼを産生する細胞株及び該プロテアーゼの製造法
に関する。
従来の技術 ウロキナーゼ、組織プラスミノーゲンアクチベーター
等のプラスミノーゲンアクチベーターはフィブリン分解
においてプラスミノーゲンを必要とする。また、プラス
ミンの関与しないフィブリン分解酵素としては、Ohlsso
n,K.等、Eur.J.Biochem.42,519−527(1974);Baugh,R.
J.等Biochemistry,15,836−841(1976);Plow,E.F.Bioc
him.Biophys.Acata.630,47−56(1980);Andersson,K.
K.等、J.Chromatogr.192,236−239(1980);Okamoto,U.
等、Thrombos.Haemostas.45,180−185(1981);および
Nagamatsu,Y.等、Thrombos.Haemostas.51,243−247(19
84)に記載されているが、これらの酵素はいずれも基質
特異性、各種酵素阻害剤に対する応答性、および種々の
物理化学的性質において本発明の酵素と異なっている。
発明が解決しようとする課題 周知のごとく、血液中のフィブリン分解においてプラ
スミン系は重要な役割を担っており、またプラスミンの
前駆体であるプラスミノーゲンからプラスミンを生成す
る酵素であるプラスミノーゲンアクチベーター(ウロキ
ナーゼ、組織プラスミノーゲンアクチベーター)が血栓
溶解剤として臨床上利用されている。一方、フィブリン
分解活性と癌の転移とが関連していることも明らかにな
りつつある。また、近年ヒト等哺乳類の白血球および脾
臓中には蓄積するフィブリンを分解する、非プラスミン
系フィブリン分解酵素が存在することも判明してきた。
これらのことより、新たなフィルブリン溶解作用を有す
る酵素や癌の侵潤転移等の診断・治療に寄与する酵素の
開発が期待されている。
課題を解決するための手段 発明者らはフィブリン分解活性を有する新規なプロテ
アーゼの探索を目的として種々のヒト癌由来細胞株の無
血清培養上清について探索した結果、例えば、ヒト膵癌
由来細胞株(HPC−YO)がその培養上清中に、フィブリ
ンを分解する新規なプロテアーゼを産生する事実を見出
し、この知見に基いて本発明を完成した。
(本発明酵素の性質) (1)作 用 フィブリンアガロースゲル中のフィブリンを分解す
る。
(2)基質特異性 例えば、次に示すペプチド中の矢印で示した部分を切
断する。
インシュリンB鎖(ウシ、酸化型) 成長ホルモン放出因子(ヒト) (3)分子量及び等電点 ゲル過法により測定した分子量は約17万、SDS電気
泳動法により測定した分子量は約8.3万である。また、
等電点は6.0である。
(4)至適pH及び安定pH範囲 至適pHはpH6.0〜7.4であり、pHは5.0〜8.6の範囲で安
定である。
(5)至適温度 至適温度は約37℃である。
(6)熱安定性 56℃、5分で失活する。
(7)各種の酵素阻害剤に対する応答 フィブリンプレート法ではカルボキシルプロテアー
ゼ阻害剤であるペプスタチンAにより25μg/mlで阻害さ
れる。
セリンプロテアーゼ阻害剤である弗化フェニルメチ
ルスルホニル(PMSF)により1mMのの濃度で阻害されな
い。
チオールプロテアーゼ阻害剤であるp−クロロ安息
香酸第二水銀(PCMB)、ヨードアセトアミドおよびエポ
キシサクシニル−L−ロイシルアミド(4−グアニド)
ブタン(E−64)によりそれぞれ1mM、1mMおよび280μ
Mの濃度で阻害されない。
金属キレート剤であるエチレンジアミン四酢酸(ED
TA)およびo−フェナントロリンにより1mMの濃度で阻
害されない。
一般的トリプシン阻害剤である大豆トリプシンイン
ヒビターおよびロイペプチンによりそれぞれ1mg/mlおよ
び0.5mg/mlの濃度で阻害されない。
銅イオン(Cu2+)により1mMの濃度で阻害される。
これらの結果から、本発明のプロテアーゼは、カルボ
キシルプロテアーゼ型に属する可能性はあるが、ペプシ
ン、レニン、カテブシンDおよびカテプシンE等とは異
なる。
以上の性質から、本発明のプロテアーゼは、新規な酵
素である。
(製造方法) 本発明のプロテアーゼの製造に使用する細胞は、本発
明のプロテアーゼを産生するものであればいずれでもよ
く、例えばヒト膵癌由来細胞株・HPC−YOを挙げること
ができる。HPC−YOは、工業技術院微生物工業技術研究
所に昭和63年4月26日付で寄託され、受託番号:微工研
菌寄第10003号(FERMP−10003)が付与されている。
本発明のプロテアーゼを産生するHPC−YOは人の膵臓
の腺癌から樹立された。この上皮様細胞は、例えば、10
%ウシ胎児血清を添加したRPMI1640培地で増加・維持で
きる。細胞の増殖温度は34〜39℃が好ましい。本細胞
は、通常頻用される、ジメチルスルフォキシドを5〜15
%およびウシ胎児血清を10〜20%、増殖培地に添加した
凍結保護剤を使用して、液体窒素容器で凍結保存出来
る。
本発明のプロテアーゼの製造の際に使用する培地は、
前記の細胞が生育して、本発明のプロテアーゼを産生す
るものであればどのようなものでもよいが、酵素を容易
に精製するためには、無血清培地を使用することが好ま
しい。
(酵素活性の測定方法) フィブリノーゲン(ポバイト社)ウシ血漿由来プラス
ミノーゲンフリー)2gを100mlの0.1Mリン酸緩衝液(pH
6.41)に溶解する。この溶液に100mlの純水を加え、4
℃にて一晩放置する。生成した沈澱を室温で過し、透
明な溶液を得る。
この溶液に対して三分の一の容量の飽和硫安水溶液を
室温で、かきまぜながら徐々に加える。生成してきた白
い沈澱を遠心分離して、60mlの0.3MKCl水溶液に溶解
し、アンモニア水でpHを7.4に調整する。この水溶液を
4℃で0.3M KCl水溶液に対して三日間透析し、フィブリ
ノーゲンIIを得る。
寒天(ディフコ社 特製)を42℃で純水に1%に溶解
したもの7mlと上記のフィブリノーゲンII水溶液2mlを混
合し、これにトロンビン(持田製薬社)10単位、20μ
を加えてすばやく撹拌する。直径10cmのシャーレに注ぎ
込み静置して固化させる。この白く固化したフィブリン
プレート上に直径7mmの穴を開け試料を入れる。試料を
穴に入れ37℃で24時間インキュベートしたのち、透明に
なったゾーンを観察する。
次に、本発明を更に具体的に説明するために実施例を
記載する。
実施例 1 人の膵線癌原発巣からの腫瘍組織片を、カナマイシン
50μg/mlを添加したRPMI1640培地でよく洗い、細かくき
ざんだ。細切した組織片をステンレスチールメンシュ#
80上におき、押し潰すことにより、単細胞にした。次に
ガーゼで過し、1200rpm,10分間遠心して、細胞を採取
した。10%ウシ胎児血清を添加したRPMI1640培地(ペニ
シリン100u/ml、ストレプトマイシン100μg/mlを含む)
に上記で得られた細胞を分散させ、37℃、5%CO2イン
キュベーター中で培養した。約3カ月間細胞を培養した
ところ、上皮様の細胞が得られた。この細胞からコロニ
ー形成法でクローンを分割し、ヒト膵癌由来細胞株HPC
−YOを得た。
実施例 2 10.6g/のHAM−F12培地用粉末(FLOW社製および日水
製薬製)、ペニシリン100u/ml、ストレプトマイシン100
μg/ml、亜セレン酸ナトリウム10-8M/Iおよび重曹1.7g/
を含む液体培地を調製した。ヒト膵癌由来細胞株HPC
−YOを上記の培地中で、37℃、5%CO2インキュベータ
ー中で培養した。5日後、培養上清を採取し、0.45μm
のメンブランフィルターで過後、精製に使用するまで
−20℃で保存した。
実施例 3 上記の培養で得た培養上清10Lをラボカセット(日本
ミリポア社)により、分子量1万以下切捨てのメンブラ
ンフィルターで濃縮し、250mlとした。
ペプスタチンA−AH−セファロース4Bを20cm×1.5cm
のカラムに充填し、0.2Mの食塩を含むpH7.4の20mMトリ
ス塩酸緩衝液で十分に緩衝化を行った。その後前述の濃
縮試料40mlをカラムに添加した。上述の緩衝液でカラム
を洗浄した後、1Mの食塩を含むpH8.5の20mMトリス塩酸
緩衝液および1Mの食塩を含むpH5.0の20mMリン酸緩衝液
で溶出された分画にフィブリン溶解活性があった。この
分画を集め濃縮した。図1に溶出の経過を示す。上記で
得た濃縮液を、0.2Mの食塩を含むpH7.4の20mMトリス塩
酸緩衝液で平衡化したTSK gel G 3000 SWカラム(東ソ
ー社、0.75×60cm、流速0.5ml/分)に添加し、ゲルクロ
マトグラフィーを行った。フィブリン溶解活性のある分
画を集めた。分子量を分子量マーカー(オリエンタル
社)のキャリブレーションカーブから求めると17万とな
った。図2に溶出の経過を示す。
上記で得たフィブリン溶解活性のある分画を、0.2Mの
食塩を含むpH7.4の20mMトリス塩酸緩衝液で平衡化したM
onoQ HR 5/5陰イオン交換カラム(ファルマシア社、0.5
×5cm、流速0.8ml/分)に添加した。0.2〜1.0Mの食塩を
含むpH7.4の20mMトリス塩酸緩衝液で、濃度勾配法によ
り溶出した。フィブリン溶解活性のある分画を集めた。
図3に溶出の経過を示す。
上記の方法で得たプロテアーゼはポリアクリルアミド
−SDSグル電気泳動で分析した結果8.3万の分子量を示し
た。
こうして、10Lの培養上清より、0.45mgのプロテアー
ゼを得た。
実施例 4 上記で得た精製酵素の、50mM食塩を含む50mMトリス塩
酸緩衝液(pH7.4)溶液(全体積2ml)の81μ(酵素濃
度0.225mg/ml)に、前記「酵素の性質の項,(7)各種
の酵素阻害剤に対する応答」に於ける各酵素阻害剤水溶
液9μを最終濃度が各々記載のように加えて室温(約
25℃)にて20分放置した。本混合液80μをとり、フィ
ブリンプレートの穴に入れ37℃、20時間インキュベート
した後、透明になったゾーンの有無により阻害の有無を
判定した。
実施例 5 前記「酵素の性質」の項,(2)基質特異性に於ける
各々の基質ペプチド2nmoleを、50mMトリス塩酸緩衝液
(pH7.4)35μに溶解し、実施例3で得た精製酵素の5
0mMトリス塩酸緩衝液(pH7.4)を酵素と基質の重量比が
1対25となるように加えて37℃、1または2時間インキ
ュベートした後、反応混合物の5分の1を分取した。た
だちに0.1%トリフルオロ酢酸を加えてpHを約3とし酵
素反応を停止した。本反応混合液を0.1%トリフルオロ
酢酸で平衡化しておいたTSKgelODS−120Tカラム(東ソ
ー社、0.46×25cm、流速1ml/分)に添加し、0.1%トリ
フルオロ酢酸を含む0〜60%のアセトニトリル水溶液で
濃度勾配法により溶出した。かく切断断片に対応するピ
ークを分取し、アミノ酸分析(ピコタグ法)により、各
々のアミノ酸組成を調べ、アミノ酸配列既知である分解
前の各基質ペプチドとの比較にり切断箇所を決定した。
実施例 6 至適pHは以下のような実験から求めた。実施例3で得
た精製酵素の水溶液(酵素濃度0.225mg/ml)30μを各
々30μの0.1Mクエン酸・塩酸緩衝液(pH3.4)、0.1M
リン酸緩衝液(pH6.0)、0.1Mトリス塩酸緩衝液(pH7.
4)、0.1Mトリス塩酸緩衝液(pH8.0)、および0.1Mトリ
ス塩酸緩衝液(pH8.5)に加えた。
本混合液50μを前記(酵素活性の測定方法)に於け
るフィブリンプレートの穴に入れ37℃、24時間インキュ
ベートした後、透明になったゾーンの面積を測定した。
実施例 7 至適温度は以下のような実験から求めた。実施例3で
得た精製酵素の50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.4)溶液
(酵素濃度0.225mg/ml)80μを各々前記(酵素活性の
測定方法)に於けるフィブリンプレートの穴に入れ、25
℃、37℃、および56℃で24時間インキュベートした後、
透明になったゾーンの面積を測定した。
実施例 8 熱安定性は以下のような実験から求めた。実施例3で
得た精製酵素の50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.4)溶液
(酵素濃度0.225mg/ml)80μを各々56℃で、5、10、
15、20、および30分予めインキュベートした。本液を前
記(酵素活性の測定方法)に於けるフィブリンプレート
の穴に入れ、37℃で24時間インキュベートした後、透明
になったゾーンの面積を測定した。
実施例 9 安定pH範囲はカラムクロマトグラフィーの溶出条件よ
り求めた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のプロテアーゼのペプスタチンA−AH−
セファロース4Bを用いるカラムクロマトグラフィーにお
ける溶出経過を示す。第2図はTSKgel3000SWカラムを用
いる高速ゲルクロマトグラフィーにおける溶出経過を示
す。第3図はMonoQ HR 5/5陰イオン交換カラムを用いる
クロマトグラフィーにおける溶出経過を示す。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】次の性質を有するプロテアーゼ: (1)作用 フィプリンアガロースゲル中のフィブリンを分解する。 (2)基質特異性 次に示すペプチド中の矢印で示した部分を切断する。 インシュリンB鎖(ウシ、酸化型) 成長ホルモン放出因子(ヒト) (3)分子量及び等電点 ゲル過法により測定した分子量は約17万、SDS電気泳
    動法により測定した分子量は約8.3万である。 (4)至適pH及び安定pH範囲 至適pHはpH6.0〜7.4であり、pH5.0〜8.6の範囲である。 (5)至適温度 至適温度は約37℃である。 (6)熱安定性 56℃、5分で失活する。 (7)各種の酵素阻害剤に対する応答 フィブリンプレート法ではカルボキシルプロテアーゼ
    阻害剤であるペプスタチンAにより25μg/mlで阻害され
    る。 セリンプロテアーゼ阻害剤である弗化フェニルメチル
    スルホニルにより1mMの濃度で阻害されない。 チオールプロテアーゼ阻害剤であるp−クロロ安息香
    酸第二水銀、ヨードアセトアミドおよびエポキシサクシ
    ニル−L−ロイシルアミド(4−グアニド)ブタンによ
    りそれぞれ1mM、1mMおよび280μMの濃度で阻害されな
    い。 金属キレート剤であるエチレンジアミン四酢酸および
    o−フェナントロリンにより1mMの濃度で阻害されな
    い。 一般的トリプシン阻害剤である大豆トリプシンインヒ
    ビターおよびロイペプチンによりそれぞれ1mg/mlおよび
    0.5mg/mlの濃度で阻害されない。
  2. 【請求項2】ヒト膵癌由来細胞株HPC−YO。
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