JP2648587B2 - 精製された変異型インターロイキン−2組成物 - Google Patents

精製された変異型インターロイキン−2組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は生化学工学の分野
に属す。さらに詳しくは、この発明は、エンドトキシン
及び発熱物質を含有しない変異型インターロイキン−2
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】天然のヒトIL−2は、抗原、マイトジ
ン、及び同種抗原により刺激された赤血球ロゼット陽性
T細胞によって産生される抗原−非特異な、遺伝的に制
限されない可溶性因子である。それは公表された分子量
約13,000〜17,000ダルトン〔S.ギルそし
てJ.ワトソン,ジャーナル オブイクスペリメンタル
【0003】メソッド(S. Gillis and J. Watson, J E
xp Med)(1980)159:1709〕及び約pH6〜
8.5の範囲等電点を有するタンパク質である。ヒトI
L−2は、人間の末梢血液単核細胞又はマウス胞腺細胞
の増殖反応を高める事、細菌、寄生体、菌類、原生動
物、及びビールスなどの感染に対するヒト及び動物の免
疫反応を高める事、並びに絶え間ないT−細胞系の増殖
を支持する事などを含む多くのイン−ビトロ及びイン−
ビボ効果をもっている。
【0004】アミノ酸125位のシステイン残基がセリ
ンに置き換えられておりそして/又は最初のアラニンが
取り除かれているIL−2、及びIL−2ムテイン(M
uteins)は遺伝子工学技法によって微生物的に製
造されている。微生物的に産生されたIL−2はグリコ
シル化されておらず、そして微生物によって還元された
状態で産生される。精製されそして酸化された時、これ
らの微生物的に産生されたIL−2及びIL−2ムテイ
ンは天然のヒトIL−2に匹敵する活性を現す。
【0005】T細胞から天然のIL−2を精製するため
の方法は次のような出版物に詳述されている;ワトソ
ン,J.,等、ジャーナル オブ イクスメンタル メ
ソド(J Exp Med )(1979)150:849−86
1;ギル,S.,等、ジャーナル オブ イミュノロジ
イ(J Immunology) (1980)124:1954−1
962;モチヅキ,D.Y.,等、ジャーナル オブ
イミュノロジカル メソド(J Immun Meth)(198
0)39:185−201;ウエルト,K.等、ジャー
ナル オブ イクスペリメンタル メソド(J Exp Med)
(1982)156:454−464;及びヨーロッパ
特許出願83103582.9(1983年の10月2
6日に第92163号として公表された)及び8340
0938.3(1983年11月16日に第94317
号として公表された)。一般的に、これらの方法は、硫
酸アンモニウムにより培養上清液からタンパク質を沈殿
させそれからクロマトグラフィック分別することを含ん
でいる。
【0006】1984年5月22日に発行された米国特
許第4,450,103号及びダーインク,R.等、ネ
イチュア(Nature)(1980)287:193−19
7にはIFN−β生産性E.コライ(E.Coli)か
らIFN−βを回収する為の方法が詳述されている。前
記特許はIFN−βを2−ブタノール又は2−メチル−
2−ブタノールにより細胞物質から抽出する方法を詳述
している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、エンドトキ
シン及び発熱物質を含有しない、変異型インターロイキ
ン−2を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、還元SDS−PAGE分析によって決定
された少なくとも約95%のdes−Ala Ser
125 IL−2含有量、約0.1ng/mgのIL−2よりも
少ないエンドトキシン含有量を有しそして3.3×10
5 u/kgの投与量でのU.S.P.ウサギ発熱原試験に
よって決定した場合発熱物質を実質的に含有しない精製
されたdes−Ala Ser125 IL−2組成物を提
供する。この組成物は、例えば次の方法により製造する
ことができる。
【0009】(a)微生物の細胞膜の破壊; (b)ケイオトロピック剤の水性溶液による破壊物の抽
出; (c)IL−2と共に水溶性複合体を形成する可溶化剤
の水溶液(この溶液は還元剤を含有する)による、抽出
混合物の固相中のIL−2の可溶化;及び (d)還元剤の存在下での(c)で得られる溶液からの
IL−2の分離。 この方法の好ましい態様において、ケイオトロピック剤
は抽出混合物中約3.5M〜約4.5Mの濃度の尿素で
あり、可溶化剤はドデシル硫酸ナトリウム(SDS)又
はナトリウムラウリルサルコシン(サルコシル)であ
り、可溶化されたIL−2は2−ブタノール又は2−メ
チル−2−ブタノールによりさらに抽出されそして最終
分離はゲル濾過によって行なわれ、そして得られたサイ
ズ画分された生成物は酸化され、そして酸化された生成
物は逆相高速液体クロマトグラフィ(RP−HPLC)
によって精製される。
【0010】
【発明の実施の形態】この明細書において“IL−2”
という語は(a)天然のヒトインターロイキン−2の遺
伝子により、又は、天然のヒトインターロイキン−2の
アミノ酸配列と少なくとも実質的に同一であるようなア
ミノ酸配列をもつタンパク質をコードするヒトインター
ロイキン−2遺伝子の変形体により形質転換させられた
微生物によって産生され、そして、(b)天然のヒトイ
ンターロイキン−2と共通の生物学的活性をもつグリコ
シルされていないタンパク質を意味する。アミノ酸配列
の実質的な同一とは、配列が同一であるか又は合成タン
パク質と天然ヒトインターロイキン−2との間に不都合
な機能的相違を惹起しない1個もしくは複数個のアミノ
酸変化(欠失、付加、置換)によって異なっていること
を意味する。
【0011】そのようなタンパク質の例は1983年2
月3日に出願されたヨーロッパ特許出願8310103
5.0(1983年10月19日に公開第91539号
として公表)の中に、及び1982年12月22日に出
願されたヨーロッパ特許出願82307036.2(1
983年9月14日に第88195号として公開)の中
に詳述されているIL−2であり、1983年10月1
3日出願されたヨーロッパ特許出願83306221.
9(1984年5月30日第109748号として公
表)の中に詳述されているIL−2であり、そしてこの
出願の例の中に詳述されているIL−2である。
【0012】この明細書において“形質転換させられた
微生物”という語は天然のヒトインターロイキン−2活
性をもつタンパク質を産生するために遺伝学的に処理さ
れる微生物という意味である。形質転換された微生物の
例は前記のヨーロッパ特許出願88195,9153
9、及び109748並びにこの出願の例に詳述されて
いる。細菌はIL−2を生成する為の好ましい微生物で
ある。合成IL−2はまた適切に形質転換した酵母及び
哺乳動物細胞によっても作られる。E.コライが特別に
好ましい。
【0013】形質転換された微生物は、適切な増殖培地
の中で、典型的には680nmにおいて少なくとも約30
の光学濃度(OD)へ、そして好ましくは680nmにお
いて約20〜40の間のODへ増殖する。増殖培地の組
成は用いられる特定の微生物に依存するだろう。培地
は、微生物の栄養要求を満たす化合物を含むような水性
培地である。増殖培地は、炭素及び窒素、エネルギー
源、マグネシウム、カリウム及びナトリウムイオン並び
に場合によってはアミノ酸及びプリン及びピリミジン塩
基などを典型的に含んでいるだろう〔リィビュウ オブ
メディカル バイオロジイ(Review of Medical Biol
ogy )、ラング メディカル ハブリケーション、第1
4版80−95項(1980.)を参照のこと〕。
【0014】trp−プロモーターを用いる発現ベクタ
ーにおいては、培地中のトリプトファン濃度は、IL−
2の発現が望まれる時点で制限的になるよう、注意して
制御されている。E.コライの為の増殖培地は当業界に
おいてよく知られている。培養物から細胞を収得した
後、もし必要ならば、濾過、遠心分離、又は他の常用の
方法によって、細胞を約20〜150mg/mlに、好まし
くは80〜100mg/ml(680nmで40〜300のO
D、好ましくは160〜200のOD)に濃縮する。
【0015】濃縮に続いて微生物の細胞膜を破壊する。
破壊の主目的は次の抽出及び可溶化方法を促進する事で
ある。工程のこの段階でホモジニゼーション、超音波処
理、又はプレッシャーサイクリング法のような常用の細
胞破壊技法を使用する。好まれる方法はマントン−ガウ
リン ホモジナイザー(Monton-Gaulin Homogenizer)
による超音波処理又はホモジニゼーションである。
【0016】破壊段階の終点は懸濁液の光学濃度によっ
て監視し、典型的には約65%〜約85%低下する。い
ずれにしても破壊は、元のままの細胞が次の可溶化段階
へ実質的に持ち越されないように、細胞のすべてを実質
的に破壊すべきである。破壊の前、もし必要ならば細胞
の残骸中に不溶性複合体としてIL−2タンパク質を保
持しながら、次の段階でE.コライタンパク質の除去を
促進するような水準に濃縮物の液体相のpHを調節する。
pHは適切な緩衝液を添加する事によってそのように調節
する。ほとんどの場合、約8〜約8.5の範囲内のpHが
用いられるだろう。
【0017】破壊段階に続く回収工程中の段階は、IL
−2を還元状態で維持しながら、高収量で高レベルの純
度(好ましくは、少なくとも約95%及びさらに好まし
くは少なくとも約98%)に、E.コライタンパク質か
らIL−2を分離するために、まず第1に計画されてい
る。同時に、これらの精製方法は、組合わせにおいて、
最終生成物中に発熱性物質を患者への経腸投与の為に許
容しうると信じられている水準へ減少せしめる。
【0018】細胞を破壊した後、破壊物の液体相から粒
状物を分離しそして抽出の為の最適pHに緩衝された水性
媒体に再懸濁することができる。場合によってはこの段
階で粒状物を緩衝液によって洗浄し、この中に存在する
水溶性のE.コライタンパク質を除去することができ
る。いずれにしても、抽出にかけられる細胞懸濁液のタ
ンパク質濃度は普通、約5〜約60mg/ml、好ましくは
20〜40mg/mlの範囲内にある。
【0019】粒状の細胞性物質からのE.コライタンパ
ク質の抽出は破壊と同時に又は破壊の後に引き続いて実
施することができる。それは破壊に次ぐ分離された方法
として、実行するのが好ましい。抽出剤はケイオトロピ
ック剤(すなわち水素結合を解離しそしてタンパク質の
三次構造に影響を与える緩タンパク質変性剤)の水性溶
液である。抽出剤は、細胞残骸と関連する(それに含ま
れる又は結合している)IL−2の少なくとも実質的な
部分を残しながら細胞残骸からE.コライタンパク質の
大部分を選択的に取り除く。選択性は、IL−2の疎水
性によって、そしてタンパク質の等電点の近くのpHにお
いて還元され、不溶性の状態にそれがあるという事実に
よって、促進される。
【0020】この上、IL−2の実質的な部分は、イン
−ビボではE.コライの中に高いレベルで発現する他の
クローン化されたタンパク質がそうであったように有意
な大きさの含有体とに存在する。抽出剤の例は、尿素及
びグアニジニウムハイドロクロライド(SDSが可溶化
剤として使用される時にはグアニジニウムハイドロクロ
ライドを使用すべきではない)である。抽出混合物の中
のケイオトロピック剤の濃度は、使用される特定のケイ
オトロピック剤及び抽出混合物中の細胞性物の量に依存
する。
【0021】尿素の場合、25℃でのバッチ方法におい
ては約3.5M〜4.5M間の、好ましくは約4Mの濃
度(最終濃度)が使用されるだろう。もし抽出を長時間
連続的に基づいて行なう場合には、より低濃度を使用す
る事が望ましいであろう。一般に抽出において20℃〜
25℃の範囲の温度を使用し、便利には室温を使用する
であろう。典型的には溶液と粒状物質との間の接触を強
化する為に混合を使用し、そしてこのようにして細胞残
骸から非IL−2タンパク質を抽出するのに必要な時間
を短縮する。抽出工程の動力学的分析は、SDS−PA
GEを使用しながら、上清液について実施され、そして
抽出は15〜30分までに本質的に完了することが見出
された。
【0022】抽出に続いて、混合物を固相と液体相に分
離する。次に還元剤及び可溶化剤を含む中性の水性緩衝
液と固相とを接解せしめることにより、固相中のIL−
2を選択的に可溶化する。疎水性のIL−2を溶解する
為に適切な疎水性−親水性のバランスを持つ表面活性剤
(洗剤)が使用される。10〜14個の炭素原子を持つ
アルカリ金属の硫酸塩化合物及びアルカリ金属のアルキ
ルサルコシネートが好ましい可溶化剤であり、SDS及
びサルコシルが特に好ましい。
【0023】可溶化において使用される可溶化剤の量は
特定の可溶化剤に依存するだろう。SDS又はサルコシ
ルを使用する場合、SDS/サルコシルと固相部分との
好ましい割合は約0.5:1〜1.4:1である。可溶
化媒体はまた可溶化されたIL−2が有意な程度に酸化
されるのを防ぐ為に十分な量の還元剤を含んでいる。ジ
チオスレイトール(DTT)及び2−メルカプトエタノ
ールのようなタンパク質還元剤が使用される。培地中で
のDTTのような還元剤の濃度は普通、約5〜20mMの
間の範囲である。可溶化は典型的には固相と可溶化媒体
との間の接触を増す為に混合しながら、20℃〜25℃
の範囲の温度において実施されるだろう。より高い温度
は不所望なE.コライタンパク質を可溶化する。可溶化
は、サンプルを15分そのままの状態においたとき、又
は溶液が半透明に変わる時完全とみなされる。不溶性物
質は、可溶化を完了にした後分離される。
【0024】IL−2が可溶化された後、場合によって
は、IL−2は分子量がIL−2に非常に近い一定の汚
染物を特に、含んでいる追加のE.コライタンパク質を
取り除く為に2−ブタノール又は2−メチル−2−ブタ
ノールによって、還元条件下で水性溶液から抽出され
る。水性溶液及びブタノールが実質的に混和しない条件
下(たとえば0.05〜0.15の範囲でのイオン強
度)で行なわれる。有機抽出の実施において、水性溶液
のタンパク質濃度は、もし必要なら、約6mg/mlよりも
少なく、好ましくは約0.5〜4mg/mlに調整するのが
好ましい。還元状態は、還元剤(たとえばDTT)の存
在下で抽出を実施する事によって維持されている。ブタ
ノールは一般的に、約1:1〜約3:1(抽出物:水性
溶液)の範囲の体積比で、好ましくは約1:1で、可溶
化されたIL−2の水性溶液へ、加えられるであろう。
【0025】抽出はバッチ又は連続の操作のもとに実施
することができる。温度は普通、20℃〜100℃の範
囲内でありまたpHは普通、約4〜9、好ましくは約5〜
6であるだろう。溶液とブタノールとの接触時間は臨界
的ではなく、そして数分といった程度の比較的短時間が
使用される。抽出が完了した後、水性相及びブタノール
相を分離しそしてIL−2をブタノール相から分離す
る。ブタノール相からIL−2を分離する為の好ましい
方法は酸沈殿法である。これは、有機相が溶解されるま
で(有機相の体積に対して約2〜3緩衝液体積)、pH
7.5の水性緩衝液へブタノール相を加える事によっ
て、そしてそれから、IL−2を沈殿させる為に、pHを
約5.5〜7.0、好ましくは6.0〜6.2へ下げる
事によって行われる。
【0026】工程の次の段階は、IL−2、及び抽出の
後に残留する、すべてのE.コライ汚染物を分離し、そ
して場合によっては可溶化剤から分離する事であるゲル
濾過クロマトグラフィ、RP−HPLC、又はゲル濾過
クロマトグラフィとRP−HPLCとの組合せが使用さ
れる。ゲル濾過クロマトグラフィは好ましくは、発熱性
成分及び、IL−2(IL−2は約15.5kdの分子量
を持つ)よりも高分子量もしくは低分子量のタンパク質
汚染物を取り除く2つの段階において実施される。
【0027】これらの汚染物からのIL−2の分離を可
能にする為に溶液を画分する事ができるゲルは商業的に
入手できる。セファクリルS−200は高分子成分を取
り除く為には好ましいゲルでありそしてセファデックス
G−25,G−75又はG−100ゲルは低分子量汚染
物を取り除く為に好ましい。ゲル濾過は典型的には、可
溶化剤約0.1%〜1.0%及び還元剤約1〜10mMを
含む緩衝溶液(pH5.5〜7.0)の中で行なわれるだ
ろう。カラムは、目的成分の適切な分離を許容する大き
さであるだろう。
【0028】RP−HPLCはゲル濾過に代わるもので
ある。またRP−HPLCは、分子量がIL−2に近
く、それゆえにゲル濾過によって完全に取り除く事がで
きないような分子を溶液から取り除く事ができる。さら
に、細菌性エンドトキシンのような汚染物もまたRP−
HPLCによって有効に取り除かれる。従って、RP−
HPLCは、また、ゲル濾過の後最終精製方法としても
用いられる。タンパク質の望ましい分離を与える支持体
(固定相)がRP−HPLCにおいて使用される。30
0オングストロームのポアーサイズの支持体であるC−
4,C−8、もしくはC−18が好まれる支持体の例で
ある。
【0029】分離は、IL−2を溶液状態に保持する為
に約2.3以下、普通2.1〜2.3の酸性pHで行なわ
れる。これに関して、可溶化(ゲル濾過)からの溶液の
pHをこの範囲に調整するのが好ましいだろう。溶液はR
P−HPLCカラムの中へ負荷されそして固定相の上に
吸収される。酢酸又はトリフルオロ酢酸のような有機酸
及びプロパノール又はアセトニトリルのような有機溶媒
を含むグラジエント溶媒系がカラムからIL−2を溶出
するのに使用される。酢酸−プロパノール、トリフルオ
ロ酢酸−プロパノール、及びトリフルオロアセテック酸
−アセトナイトレイトが好ましい溶媒系である。IL−
2は酢酸−プロパノール系での約40%プロパノールに
おいて、トリフルオロ酢酸−プロパノール系での約50
%プロパノールにおいて、そしてトリフルオロ酢酸−ア
セトナイトリル系での約62%アセトナイトリルにおい
て溶出する。
【0030】便宜上通常は、溶出液中の有機溶媒含有量
をIL−2が溶出する溶剤濃度より幾分低いレベルまで
急速に上昇せしめ、そして次に約0.1〜1.0%/分
の範囲でゆるやかなグラジエント変化を行なう。IL−
2がクロマトグラフィ処理から回収されるやいなや、そ
れは凍結乾燥され、そして還元剤(IL−2を還元状態
に保持する為)及び可溶化剤(それを溶液状態に保持す
る為)を含む中性の水性緩衝液の中へ再懸濁される。I
L−2はこの形においては安定しており、そしてさらに
それ以上の処理を行うため、及び利用される前に製剤化
する為に保存される。
【0031】上記以外の好まれる方法は、ゲル濾過によ
って分離した後IL−2を酸化しそしてその酸化された
生成物をRP−HPLCによって、又はゲル濾過とそれ
に続くRP−HPLCとによって精製する方法である。
この方法は、ゲル濾過において残存している汚染物及び
不所望の酸化生成物の効果的な除去をもたらす。好まし
い酸化方法は、十分に還元された微生物的に産生された
合成タンパク質(このタンパク質は有用タンパク質と実
質的に同一のアミノ酸配列を有し、このアミノ酸配列は
複数のシステインを含有し、このシステインは該有用な
タンパク質中では分子内結合してシスチンを形成してい
る)を制御された態様で酸化し、こうしてシステインを
酸化して選択的にシスチンを形成する方法である。
【0032】この方法においては、十分に還元された、
微生物的に産生された合成タンパク質をo−ヨードソベ
ンゾエイトと反応せしめ、このo−ヨードソベンゾエイ
トは、前記のシステインのpKaよりも少なくとも約1
/2pHユニット低いpHにおいて水性媒体中で選択的にシ
ステインを酸化する。この場合、反応混合物中の合成タ
ンパク質の濃度は約5mg/mlよりも低くし、そしてタン
パク質に対するo−ヨードソベンゾエイトのモル比は、
反応の終期においてo−ヨードソベンゾエイトが過剰に
存在するという条件でもって、少なくとも化学量論的に
する。酸化された生成物のRP−HPLC精製は、還元
剤の非存在下及び上に記載したゲル濾過で用いたのと等
しいか又はそれより低い濃度での浄剤の存在下で、上に
記載した条件のもとで実施される。
【0033】クロマトグラフィ処理の後、IL−2の純
度は少なくとも約95%でありそして普通は少なくとも
約98%である。このひじょうに純粋な物質は、10
0,000ユニットIL−2活性につき約5ngよりも少
ないエンドトキシンを、普通約0.01ngよりも少ない
エンドトキシンを含む。
【0034】
【実施例】この発明方法はさらに次の例によって詳述す
る。これらの例はこの発明を限定することをなんら意図
するものではない。例1. IL−2は、プラスミドpLW1により形質転換
されたE.コライK−12種MM294(1983年8
月4日に受託番号39,405としてアメリカン タイ
プ カルチャー コレクション(American Type Cultur
e Collection)に寄託されている)から次のように回収
した。
【0035】E.コライを次のような増殖培地を用いて
発酵器の中で増殖せしめた。 (NH4 2 SO4 150mM KH2 PO4 21.6mM Ca3 サイトレート 1.5mM ZnSO4 ・7H2 O 30mM MnSO4 ・H2 O 30mM CuSO4 ・5H2 O 1mM pHはオートクレーブ殺菌した2.5Nの水酸化ナトリウ
ムにより6.5に調整した。
【0036】無菌の付加物(オートクレーブの後) MgSO4 ・7H2 O 3mM FeSO4 100μM L−トリプトファン 14mg/l サイアミン−HCl 20mg/l グルコース 5g/l テトラサイクリン 5mg/l エタノール(任意に) 2% カガミノ酸 2% ダウ コーンニング アンティフォーム B(Dow Corn
ing Antifoam B)の20%溶液、グルコースの50%溶
液及び5Nの水酸化カリウムを必要に応じ添加した。
【0037】発酵槽のpHを5Nの水酸化カリウムで6.
8に維持した。残留グルコースは5〜10g/lの間
に、溶存酸素は40%に、そして温度は37±1℃に維
持した。カガミノ酸(20%貯蔵溶液)をOD680 が約
10である時添加した。OD680 が約20に達した後3
時間で収得を行なった。収得された材料を中空繊維(Ho
llowfiber )濾過及び/又は遠心分離によって濃縮し
た。20〜40g(温重量)の濃縮物を、20mMのTr
is及び1mMのエチレンデアミン四酢酸(EDTA)
(8.1〜8.5のpH)の溶液(Tris/EDTA緩
衝液)200ml中に再懸濁した。
【0038】この懸濁液を10分間3,000〜4,0
00×gで遠心分離し、上清液を除去し、そして固形物
は、4℃の200mlTris/EDTA緩衝液中へ再懸
濁した。この懸濁液を、音波処理機(ヒートシステム又
は、モデルW−375)の中へ入れ、そして出力設定
“9”、50%負荷でもってパルスしながら、大探針を
用いて4℃で45分間(終点=約85%のOD680 の低
下)音波処理した。これに代る破壊技法は、M−1に設
定してマントン−ガウリン(Manton-Gaulin )乳化機の
中に懸濁液を3回通すことである。細胞残骸物は、10
分間4,500×gで遠心分離する事によって破壊物か
ら分離した。
【0039】細胞残骸物を室温で60mlのTris/E
DTA緩衝液中に再懸濁しそしてTris/EDTA緩
衝液中8Mの尿素(スクワーズ/マン(Schwarz /Man
n)超純粋な)の同体積を5分以上の急速な攪拌でもっ
てこの懸濁液へ加えた(最終尿素濃度は4M)。15〜
30分間連続した低速攪拌の後、抽出された細胞残骸物
を回収する為に懸濁液を12,000×gで15分間遠
心分離した。もし固相が生じないなら、上清液を取り出
しそして同体積のTris/EDTA緩衝液を加えそれ
から混合物を再遠心分離する。
【0040】次に抽出された細胞残骸物を50mMのリン
酸ナトリウム(pH6.8)、1mMのEDTA及び10mM
のDTTの溶液9ml中に20℃で再懸濁する。20%の
SDS1mlをその懸濁液へ加え、そして懸濁液を5分間
激しく攪拌する。室温で10分間12,000×gのも
とで遠心分離する事により懸濁液から液相を回収する。
それから溶液中のIL−2が十分に還元されるのを確実
にする為に液相を15分間40℃に熱した。粗抽出物の
サンプルを15%のSDS−PAGEによって分析し
た。図1は、その分析(方法1Aの生成物)の濃度記録
計走査が示される。これにより抽出物が約37%のIL
−2を含有することが示される。
【0041】IL−2をゲル濾過クロマトグラフィによ
って溶液から次のようにして分離した。溶液を50mMの
リン酸ナトリウム(pH6.8)、1mMのEDTA、1mM
のDTT、及び1%SDS中で使用される2.6×10
0cmS−200カラム上へ負荷した。カラム溶出液を4
mlずつの画分に集め、そしてこの画分のサンプルを15
%のSDS−PAGEミニゲル中でコマアスイ ブルー
(Coomassie blue)することにより分析した。最も少な
い汚染物(約35kd、16〜18kd、及び12kdの汚染
物を最小限にしながら)を含んでいる画分をプールし、
そして限外濾過(Amlcon YM 5 限外濾紙)によって5〜
10mlに濃縮した。
【0042】この濃縮物をSDS濃度が1%ではなくむ
しろ0.1%である事を除いて上のように行なわれる
2.6×100cmG−100カラム上に負荷した。画分
をSDS−PAGEによって分析しそして最も純粋な画
分をプールした。図はクロマトグラフィにかけられた成
生物の濃度記録計走査を表わしている。生成物は98%
の純度であり、そしてリーミュラス アメボサイト ラ
イセート(limulus amebocyte lysate)分析〔アソシエ
イト オブ ケープ コッド,カンパニー.,ウッドホ
ール,マサチュウセッツ(Associates of Cape Cod, In
c., Woods Hole,MA)〕によって測定した場合、0.5n
gのエンドトキシン/100,000ユニットのIL−
2活性を含んでいるという事を分析は示した。このIL
−2のN−端アミノ酸配列は、最初のN−端アラニンが
足りないのを除いて生来の人間の分子と同じである。
【0043】例2.可溶化剤として2%のSDSの代わ
りに2%のサーコシル(Sarcosyl)を用い、そ
してクロマトグラフィのカラム中にSDSの代わりにサ
ーコシルを用いて例1の方法をくり返した。図1は、可
溶化剤としてサーコシルを使用するこの粗抽出物(方法
1Bの粗抽出物)についての濃度記録計走査を表わして
いる。示されるように、SDSの代わりにサーコシルの
使用は、類似のIL−2収量(50%対60%)におい
て改示された純度(58%対37%)を生ぜしめた。
【0044】例3.尿素抽出の前の段階まで例1の方法
を繰り返し、そして次に記載されているようにして、可
溶化し、そして浄化した。IL−2をRP−HPLCに
よって次のように溶液から分離した。溶液を0.1%の
トリフルオロ酢酸(TFA)中に10倍に希釈しそして
0.1%のTFAで平衡化された内部直径4.6mmで長
さが5cmのブロウニリー アクゥアポート(Brownlee A
quaport )RP−300カラムへ負荷した。IL−2を
0.1%のTFAを含む30%〜60%のアセトニトリ
ルのグラジエントにより45分にわたって溶出した。H
PLC後のIL−2活性の収率は80〜100%であっ
た。図2は、この生成物の銀色に着色されたSDS−P
AGE分析を表わしている。
【0045】例4.ゲル濾過のクロマトグラフィの前の
段階まで例1の方法をくり返した。可溶性の、浄化さ
れ、そして還元された物質を例1に記載されたように
0.1%のSDS中でのG−100クロマトグラフィに
かけた。IL−2のプールされたピーク画分を、例3で
記載されたようにRP−HPLCによってさらに精製し
た。得られた精製され、還元されたIL−2を酸化しそ
して例3で記載されたようにして、RP−HPLCにか
けた。
【0046】例5.G−100カラムの前の段階まで例
1の方法をくり返した。1Mの酢酸中プロパノールの溶
媒系を使用して例3の為の方法をくり返した。35%〜
60%プロパノールのグラディエントにより200分に
わたってIL−2を溶出した。カラムの寸法は内部直径
10mm×長さ30cmか内部直径48mm×長さ50cmのど
ちらかでありそしてこのカラムに固定相広孔シリカゲル
を充填した。使用された固定相広孔シリカゲルはVyd
ac TP214であった。生成物の純度及び収量は例
3のそれに匹敵した。
【0047】例6.0.1%のTFA中プロパノールの
溶媒系を使用して例3の方法をくり返した。IL−2
は、35%〜60%プロパノールのグラディエントによ
り120分にわたって溶出した。カラム及び支持体物質
は例5でのと同じであった。生成物の純度及び収量は例
3のそれに匹敵した。
【0048】例7.例1の方法は、E.コライ−生産性
IL−2がひとつの命名されたdes−Ala Ser
125 IL−2である事を除いて、くり返された。このI
L−2のアミノ酸配列は、125位でのシステインがセ
リンと交換されさらに最初のN−端アラニン残基が足り
ないという事において、天然の分子のアミノ酸配列と異
なる。このIL−2を産生するdes−Ala Ser
125 IL−2生産性E.コライの菌株は1984年の3
月6日に受託番号39,626号としてアメリキャンタ
イプ カルチャー コレクション(American Type Cult
ure Collection)に寄託された。
【0049】例8.例1の方法をくり返した。但しプラ
スミドpLW55により形質転換されたE.コライK−
12株〔1983年の11月18日受託番号39,51
6としてアメリキャン タイプ カルチャー コレクシ
ョン(American Type Culture Collection)に寄託され
た〕からIL−2を回収した。この分子のアミノ酸配列
は、N−端メサイオニンを持ちさらに125位のシステ
インがセリンに取り換えられているという点において天
然の分子配列と異なっている。
【0050】例9.例1の一般的方法を使用しながらd
es−Ala Ser125 IL−2生産性E.コライを
増殖せしめ細胞を破壊し、そして細胞残骸を破壊物から
回収した。細胞残骸を、50mMのTrisと1mMのED
TAのpH8.5の緩衝液中に約1:4.5(w/v)の
割合で懸濁した。最終濃度が25mMになるようにDTT
を添加した。同じ緩衝液へ8Mの尿素を最終濃度が4M
になるようにかきまぜながらゆっくりと添加し、そして
次に室温で混合しながら30分間そのままに放置した。
30分後、不溶性残留物を遠心分離した。生じたペース
トを50mMのリン酸ナトリウム緩衝液(1mMEDTAを
含有、pH7.6)中に再懸濁した。最終濃度が5%(w
/v)になるように固形SDSを添加することによりこ
の懸濁液を可溶化した。
【0051】5%のSDS溶液を0.1Mのリン酸ナト
リウムにより2%のSDSになるよう薄めた。タンパク
質濃度を決定し、pHを8.5に調整し、そして50mMに
なるようDTT及び2mMになるようEDTAを添加し
た。この混合物をN2 の存在下で40℃に加熱すること
によりIL−2を還元した。この次に混合物を冷却しそ
してpHを5.0に調整した。
【0052】次にその溶液を1mMのDTTを含む2−ブ
タノールにより1:1の割合(v/v)において室温で
抽出した。滞留時間は2〜25分であった。抽出は、2
00ml/分の流速のもとに液−液相分離機で実施した。
有機抽出液を分離しそしてそのpHを水酸化ナトリウムに
より8.0に調整した。次に抽出液を、10mMのリン酸
ナトリウム、2mMのDTT、pH6中0.1%SDSにゆ
っくりと加えそして15〜20分間攪拌した。生じた沈
殿物を分離しそして生じたペーストをPBS中5%のS
DSに再懸濁した。その溶液を遠心分離によって透明に
しそして上のようにして還元した。還元の後、溶液を酢
酸によりpH5.5に調整した。
【0053】この溶液を、S−200カラム及びG−2
5カラムを使用してゲル濾過によって精製した。これに
より得られた精製され、還元されたIL−2を酸化し、
そして酸化生成物を例3のようにしてG−25のクロマ
トグラフィ及びこれに続くRP−HPLCによって精製
した。こうして得られた精製された組換体IL−2生成
物は、還元SDS−PAGE分析によって定量した場合
約95%よりもより多くのIL−2を含有し、約0.1
ng/mgのIL−2よりも少ないエンドトキシンを含有し
そして3.3×105 u/kgの投与量でのU.S.Pウ
サギの発熱物質試験によって定量した場合実質的に発熱
物質を含んでいない。
【0054】前に示された様に、エンドトキシン含有量
は、100,000ユニットのIL−2活性に対して約
5ngよりも少なくそして好ましくは0.01ngよりも少
ない。典型的には、この発明の方法によって精製された
組換体IL−2生成物は上に示した様にエンドトキシン
及び発熱物質が実質的に無いという事に加えて、図3に
表わされているように、還元SDS−PAGE又はRP
−HPLCによって決定した場合98%よりも多くのI
L−2含有量を有した。
【0055】例9に記載した方法の変法、例えば大規模
にIL−2を製造するために使用されるような変法が図
4に表示されている。図4に示された方法は、例9に記
載した方法と次のような点、すなわち(1)緩衝におけ
る小変化(2)RP−HPLCにおける酢酸−プロパノ
ール(例5)溶媒系の使用、並びに(3)後酸化稀釈/
透析濾過、S−200ゲル濾過、及び限外濾過方法など
の使用において異なる。図4に示されるような方法は、
いろいろな工夫によって修正される。たとえば2度目の
1%のSDS中でのS−200カラム通過に続いて、I
L−2溶液を1:10の割合で薄めて0.1%のSDS
濃度とし、そして次にpH7.5及び5ppm のSDSを含
む10mMのリン酸緩衝液に対して透析濾過する。そして
この溶液を適切な使用分量のために必要であれば濃縮す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、ゲル濾過クロマトグラフィを最終精製
方法として使用するこの発明方法の2つの具体例の流れ
図を示している。方法1Aと表示された具体例は可溶化
剤としてSDSを使用し;方法1Bと表示された具体例
は可溶化剤としてサーコシルを使用する。この図は、こ
の方法におけるいろいろな段階での生成物のSDS−ポ
リアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)分
析の濃度記録計走査を含んでいる。
【図2】図2は例3の生成物のHPLCクロマトグラム
及びSDS−PAGE分析であり、電気泳動の結果を示
す図面代用写真である。
【図3】図3は例9の生成物のHPLCクロマトグラム
である。
【図4】図4は微生物的に生成されるIL−2を処理す
る為の好ましい方法の流れ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:19) (72)発明者 マイケル クニタニ アメリカ合衆国,カリフォルニア 94611,オークランド,ビュー ストリ ート 4314 (72)発明者 ケネス ウィルソン アメリカ合衆国,カリフォルニア 94598,ウォルナット クリーク,ロモ ンド ランド 2249 (72)発明者 ウォルフガング ヘルムト ハニシュ アメリカ合衆国,カリフォルニア 94611,オークランド,バルサム ウェ イ 209,6808

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 還元SDS−PAGE分析によって決定
    された少なくとも約95%のdes−Ala Ser
    125 IL−2含有量、約0.1ng/mgのIL−2よりも
    少ないエンドトキシン含有量を有しそして3.3×10
    5 u/kgの投与量でのU.S.P.ウサギ発熱原試験に
    よって決定した場合発熱物質を実質的に含有しない精製
    されたdes−Ala Ser125 IL−2組成物であ
    って、抗腫瘍、免疫反応の増強、ヒト末梢血単核細胞の
    増殖反応の増強又は連続的T−細胞系の増殖の支持のた
    めの組成物。
  2. 【請求項2】 前記免疫反応の増強が、細菌感染に対す
    る免疫反応の増強、寄生体感染に対する免疫反応の増
    強、菌類感染に対する免疫反応の増強、原生動物感染に
    対する免疫反応の増強又はビールス感染に対する免疫反
    応の増強である、請求項1に記載の精製されたdes−
    Ala Ser 125 IL−2組成物。
  3. 【請求項3】 前記のdes−Ala Ser125 IL
    −2含有量が還元SDS−PAGEによって決定した場
    合約98%よりも大であることを特徴とする請求項1
    は2に記載の精製された組換体IL−2組成物。
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