JP3095787B2 - IXa因子の触媒活性の測定方法 - Google Patents
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Description
本発明による方法は、IX a因子阻害物質を発見するため
(スクリーニング)、血液凝固を調節するため(治療用
途)、並びに体液中の第IX因子及びIX a因子を測定する
ため(診断用途)に適当である。
固、創傷閉鎖、及び繊溶、つまり血餅溶解において役割
を果たしている。怪我をすると、非活性であるプロ酵素
が連続的に活性化(特異的タンパク質分解)されること
により「怪我のシグナル」が増幅されて、活性酵素が形
成され、これが血液凝固を開始し、速やかな創傷閉鎖を
確実にする。血液凝固は、2つの経路、つまり全部のタ
ンパク質成分が、血液中に存在する内因系経路、そして
膜タンパク質、いわゆる組織因子が、決定的な役割を果
たす外因系経路によって開始されうる。
の調節)の分子的メカニズム、及びこれに関与する成分
は、いくつかの総説論文において包括的に記載されてい
る(Furie,B.and Furie,B.C.,Cell53(1988)505−518;
Davien,E.W.et al.,Biochem.30(1991)10363−10379;B
ergmeyer,H.U.(編):Methods of Enzymaic Analysis,V
ol.V,chapter3,3rded.,Academic Press,New York(198
3))。
質である。原則としては、これらは、天然の原料源であ
る血漿から、複雑な方法で、限られた量でしか単離でき
ず、その質、均一性、純度もまちまちである(Van Dam
−Mieras,M.C.E.et al.,In:Bergmeyer,H.U.(編),Meth
ods of Enzymatic Analysis,Vol.V,3rd ed.,page365−3
94,Academic Press,New York(1983))。これらは、血
液凝固、血餅形成、及び溶解の間の平衡である血液ホメ
オスタシスの調節において重要な役割を果たしている。
この良く調節されたシステムは、血友病A(VIII因子欠
損)及び血友病B(IX因子欠損)などの遺伝子欠損によ
り不均衡となり得る。急性の障害は、心梗塞、塞栓症、
及び発作をもたらし得る。
システムに影響を及ぼすことのできる物質が求められて
いる。例えば、血液から単離された、又は組換えにより
産生されたVIII因子又はIX因子は、血友病A及び血友病
Bを治療するために使用される。例えば心梗塞後の血餅
の溶解のためには、tPA(組織プラスミノーゲンアクチ
ベーター)及びストレプトキナーゼ(細菌性プラスミノ
ーゲンアクチベーター)が使用されている。複合体タン
パク質に加えて、ヒルジン(65のアミノ酸からなるペプ
チド、トロンビン阻害物質)、ヘパリン(ヘテログリカ
ン、内因性阻害質の補因子)、及びビタミンKアンタゴ
ニスト(GlAドメインのGlu残基のγ−カルボキシル化の
阻害物質)などの物質もまた、血液凝固を阻害するため
に使用されている。しかし、使用しうる物質は、まだ非
常に高価であることが多く(タンパク質因子)、医療上
の適用に関しては理想的ではない(副作用)ため、血液
凝固及び血餅溶解を特異的に調節するために使用するこ
とができる医薬が求められている。
(活性化物質、阻害物質)の探索は、例えば物質ライブ
ラリーをスクリーニングし、次に確認された主要構造を
薬物モデリングで改良することによって行なうことがで
きる。このため、i)適当な試験と、ii)鍵となるタン
パク質[標的]が、スクリーニングと結晶構造研究に適
した量及び質で利用可能であることが必要である(例え
ば、タンパク質成分と主要構造お三次元構造に基づく変
化を特異的に予想することによって主要構造を改善す
る)。
害物質を発見するための阻害物質スクリーニングにとっ
て興味深い標的である。血友病B(IX a因子欠損)の知
られている臨床像は、IX a因子の特異的阻害物質が、か
なり多面的発現性である副作用の面に関して公知のトロ
ンビン阻害物質よりも優れているとの推定が正しいこと
を示している。
とは、F IX aの入手可能及びその触媒活性の極端な低さ
のために失敗している。
ン)の単離、そしてそれに続くタンパク質分解による活
性化は、困難であり、時間がかかり、費用がかさみ、そ
して所望の量と品質を得ることができないことが多い。
例えば、非活性プロテアーゼであるチモーゲンF IXの血
漿中濃度は、0.5mg/ほどである(Furie,B.and Furie,
B.C.,Cell53(1988)505−518)。更に、血漿から単離
されin vitroで活性化されたプロテアーゼ調整物は、非
常に不均一であり、不安定であることが多い。
て、活性化/変換することができる(Van Dam−Mieras,
M.C.E.;Muller,A.D.;van Dieijen,G.;Hemker,H.C.:Bloo
d coagulation factora II,V,VII,VIII,IX,X and XI:De
termination with synthetic substrates.In:Bergmeye
r,H.U.(編):Methods of Enzymatic Analysis,Vol.V,E
nzymes3:Peptidases,Proteinases and Their Inhibitor
s,page365−394,3rd ed.,Academic Press,New York(19
82))。
に属する複雑な糖タンパク質である。これらは、肝臓
で、非活性なプロ酵素(チモーゲン)として合成され、
血液中に分泌され、特異的なタンパク質分解、つまり1
つ又は2つのペプチド結合の開裂により必要に応じて活
性化される。これらは、そのタンパク質ドメインの配列
及びその組成に関して、構造的に非常に似ている(Furi
e,B.and Furie,B.C.,Cell53(1988)505−518)。
(VII、IX、X因子、及びプロテインC)のプロテアー
ゼは、以下からなる: − プロペプチド、 − GLAドメイン、 − 芳香族アミノ酸スタックドメイン、 − 2つのEGFドメイン(EGF1及びEGF2)、 − チモーゲン活性化ドメイン(活性化ペプチド、A
P)、及び − 触媒プロテアーゼドメイン。
される: − 11−12ジスルフィドブリッジ − N−及び/又はO−グリコシル化(GALドメイン及
び活性化ペプチド) −Bharadwaj,D.et al.,J.Biol.Chem.270(1995)6537
−6542 −Medved,L.V.et al.,J.Biol.Chem.270(1995)13652
−13659 − プロペプチドの開裂 − Glu残基のγ−カルボキシル化(GLAドメイン) − Asp残基のβ−ヒドロキシル化(EGFドメイン) − チモーゲン領域の開裂(部分的) 1つ又は2つのペプチド結合の特異的な開裂(活性化
ペプチドの開裂)によるチモーゲン(チモーゲンの形の
タンパク質)の活性化後、酵素的に活性であるプロテア
ーゼは、2つの鎖からなり、これは、その分子量に応じ
て、重鎖及び軽鎖と称せられる。IX因子プロテアーゼフ
ァミリーにおいては、2つの鎖が、EGF2ドメインとプロ
テアーゼドメインの間の分子間ジスルフィドブリッジに
よって一緒になっている。チモーゲン−酵素変換(活性
化)により、プロテアーゼドメイン内で構造の変化が起
きる。これによって、プロテアーゼ活性に必要である必
須の塩橋が、プロテアーゼドメイン内でプロテアーゼド
メインのN末端アミノ酸とAsp残基との間に形成され
る。N−末端領域は、このサブグループのセリンプロテ
アーゼにとっては非常に重要なものであり、修飾するこ
とはできない。そのために、セリンプロテアーゼの代表
的な活性部位が、Ser、Asp及びHisからなる触媒3回対
称軸(triad)を形成することが可能である[Blow,D.
M.:Acc.Chem.Res.9(1976)145−152;Polgar,L.:In:Mec
hnisms of protease action.Boca Raton,Florida,CRC P
ress,chapter3(1989)]。
単離し、次いでそれを活性化することによって、古典的
な方法によって産生することができ、あるいは対応する
cDNAを、適当な哺乳動物細胞系又は酵母中発現させるこ
とによって組換えにより産生することができる。
活性プロテアーゼの発現/分泌による凝固因子の産生
は、F VIIについては、Haegn,F.S.et al.,EP 0 200 42
1;Pedersen,A.H.et al.,Biochem.28(1988)9391−9336
に、F IXについては、Lin,S.−W.et al.,J.Biol.Chem.2
65(1990)144−150に、F Xについては、Wolf,D.L.et a
l.,J.Biol.Chem.266(1991)13726−13730;プロテイン
Cについては、Bang,N.U.et al.,EP 0 191 606に記載さ
れている。
因子を翻訳後修飾することのできるホスト細胞を使用す
る。次に、例えばプロトロンビン又はX因子の場合、ヘ
ビ毒由来のアクチベーターを用いることによって、下流
の処理の間にチモーゲン−酵素の交換を行なう(Sheeha
n,J.P.et al.,J.Biol.Chem.268(1993)3639−3645;Fuj
ikawa,K.et al.Biochem,11(1972)4892−4898)。
の間)の目的のために、天然のチモーゲン開裂部位又は
活性換ペプチド全体を、例えばKex2(酵母)又はPACE
(哺乳動物細胞系)などのホスト細胞の分泌経路におい
て自然に存在するプロテアーゼを特異的に開裂させるこ
とによって開裂させることのできるプロテアーゼ開裂部
位(幾つかの隣接する塩基性アミノ酸)によて置き換え
た(F Xについては、Wolf,D.L.et al.,J.Biol.Chem.266
(1991)13726−13730;プロトロンビンについてはHoll
y,R.D.and Foster,D.C.,WO93/13208)。
et al.,J.Biol.Chem.268(1993)8176−8180,F IXにつ
いては、Zhong,D.G.et al.,Proc.Natl.Acad,Sci.USA91
(1994)3574−3578)、突然変異種(F Xについては、R
ezaie,A.R.et al.,J.Biol.Chem.269(1994)21495−214
99;トロンビンについては、Yee,J.et al.,J.Biol.Chem.
269(1994)17965−17970,F VIIIについては、Nicolais
en,E.M.et al.,WO88/10295)、並びに例えばF IX及びF
Xからなるキメラ(Lin,S.−W.et al.,J.Biol.Chem.265
(1990)144−150;Hertzberg,M.S.et al.,J.Biol.Chem.
267(1992)14759−14766)の、真核細胞ホスト/ベク
ター系を用いた産生も公知である。
時間がかかり、発現の出力の面でかぎられており、高価
である。更に、所望ではない翻訳後修飾が起こり得る。
と、それに続く発現生成物の再生は、Thogersen,H.C.et
al.(WO94/18227)によって記載されている。これによ
ると、F Xバリアントは、不活性F Xタンパク質を、金属
キレート錯体(ポリ(His)−アフィニディハンドル)
を用いてクロマトグラフィーカラムに固定する周期的な
再生工程を用いて再生する。融合タンパク質を、このた
めに使用し、これは、切断F Xバリアント(EGF1、EGF2
及びプロテアーゼドメイン)、追加のF X aプロテアー
ゼ認識配列、及び6個のヒスチジ残基からなる触媒ドメ
インのC末端における付着の補助手段からなる。
を、アルコールにより刺激することができ、このため非
常に感受性の高いIX a因子試験が、簡単な方法で構築す
ることができることが見出された。
法であって、測定しうるIX a因子の基質、及び水と均一
に混和して単一の相を形成するアルコールを、試料溶液
に加え、IX a因子活性の尺度としてのIX a因子の基質の
開裂を測定することを特徴とする方法に関する。驚くべ
きことに、IX a因子の触媒活性は、アルコールによって
20倍以上も増大させることができることが判明した。そ
の結果、試料溶液中のIX a因子活性を直接測定すること
が可能である。例えばIX a因子は、試料溶液、好ましく
は血漿などの体液中、ラッセルクサリヘビのヘビ毒、又
はヘビ毒から単離したプロテアーゼ(RVV−Xプロテア
ーゼ)を用いてIX因子を活性化してIX a因子とした後に
測定することができる。
は活性化)する物質をスクリーニングするための本発明
によるIX a因子の測定方法の用途である。したがって本
発明は、IX a因子の活性を調節する物質を確認する方法
であって、 a)アルコールの存在下、所定の濃度のIX a因子活性を
有するポリペプチドにより、IX a因子の基質を開裂さ
せ、IX a因子活性の尺度として該基質の開裂速度を測定
し、 b)該活性を試験物質の存在下で測定し、 c)試験物質の存在下及び非存在下での活性を比較し、 d)試験物質による活性調節の尺度として活性の違いを
用いることを特徴とする方法に関する。
る。
されているIX a因子の基質である。R−Xxx−Gly−Arg
−pNA型の基質(Xxxは、疎水性D−アミノ酸を表し、pN
Aは、測定しうる脱離基を表す)が、特に適当である。
Rは、EP−B0034122と同様に定義される。EP−B0034122
の一般式(I)の基質(ここで、R3=R4=Hである)が
好ましい。
するトリペプチドであり、好ましくはシクロヘキシル−
置換疎水性D−アミノ酸を使用する。シクロヘキシル−
グリシン及びシクロヘキシルアラニンが、特に好まし
い。
される基質であり、例えばクロモチムX(Chromozym X,
Boehringer Mannheim GmbH,Moc−D−Nle−Gly−Arg−p
NA)、又はペファクロムtPA(Pefachrom tPA,Pentaphar
m Ltd.,Basel,MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA)などで
ある。光学的に測定することができる市販の(好ましく
は色原性、又は蛍光原性である)基質を用いるのが好ま
しい。これらは、光学的な手段により容易に測定するこ
とのできる、開裂しうる残基を有する色原性ペプチド/
基質である(p−ニトロアニリン残基が好ましい)。本
発明による方法は、好ましくは緩衝溶液中で行なう。7
〜10のpH領域(好ましくはpH7.5〜9.0)で有効なすべて
の緩衝剤を、緩衝物質として使用することができる。ト
リス緩衝剤、トリエタノールアミン、及びトリス−イニ
ダゾール緩衝剤が、好ましい。
ましくは20〜40℃、特に好ましくは室温で行ない、開裂
された光学的に測定しうる基の量は、測光又は蛍光測定
により測定する。405nmにおける吸光度を測定するのが
好ましい。酵素活性及び反応動力学定数は、ミカエリス
−メンテンの式により、直線の初期傾きから求める。
子のIX a因子への活性化後に同様に測定することができ
る。血漿中のIX因子を測定するには、まずIX因子をラッ
セルクサリヘビ毒(好ましくは0.2mg/ml)又はRVV−X
プロテアーゼ(好ましくは0.1mg/ml)により、CaCl2(1
0mmol/)の存在下、20〜40℃、好ましくは37℃で活性
化して、IX a因子とする。活性化が終了したら(好まし
くは15分)、エチレングリコールと開裂しうる基質を、
それぞれ20〜40%、0.2〜1mmol/の濃度で加える。
0.5μmol/、好ましくは0.05μmol/の濃度で、そし
て開裂基質を0.2〜1mmol/の濃度で、試験物質の濃度
は、μmol/の範囲で加えるのが好都合である。アルコ
ールとしては、エチレングリコール、エタノール、又は
メタノールを用いるのが好ましい。アルコール濃度は、
好ましくは20〜40%の範囲である。天然のヒトIX a因子
又はブタ若しくはウシIX a因子、又は組換えにより産生
したヒトIX a因子を、IX a因子として使用することがで
きる。EP96109288.9に記載されている切断ヒト組換えIX
a因子を使用するのが、特に好ましい。
おける対応するDNAの発現、発現生成物の再生、そして
酵素による開裂によって産生することができる(もしそ
れが、F IX aセリンプロテアーゼドメイン(触媒ドメイ
ン)(N末端がEGFドメイン(EGF1及び/又はEGF2)と
結合している)、及びチモーゲン活性化ドメインからな
る場合)。
活性であるIX a因子を用いるのが好ましい: a)触媒F IX aプロテアーゼドメイン、N末端が以下と
結合: b)チモーゲン活性化ドメイン、N末端が以下と結合: c)EGF1及び/又はEGF2ドメイン(好ましくはEGF2又は
EGF1及びEGF2)。
0までのアミノ酸のスペーサーを好ましくは挿入する。
本発明によるチモーゲン性1本鎖の形が、チモーゲン活
性化ドメインで開裂させる場合、活性タンパク質は、2
つの鎖の形で得られる。両方の鎖は、2つの鎖の形で分
子間ジスルフィドブリッジにより結合されている。本発
明によるタンパク質は、好ましくはEGF2ドメイン、活性
化ペプチド、及びIX因子の触媒ドメインからなる。この
ようなIX因子ムテインは、ヨーロッパ特許出願9611095
9.2に記載されている。
用することができ、クエン酸処理血漿が好ましい。
〜9,0の間のpH領域で行なうことができる。この領域で
有効である生理学的に許容しうる緩衝剤を緩衝剤として
使用することができる。加えて、凝固試験用の通例の安
定剤及び保存剤(ウシ血清アルブミン、メルチオラート
など)も加えることができる。
界面活性剤、好ましくはTween80(登録商標)などの非
イオン性界面活性剤もまた含有することができる。この
場合、濃度は、好ましくは0.01〜1容積%である。
る、光学的に測定しうる基質、アルコール、及びpH7〜1
0の範囲の緩衝剤を含むIX a因子の測定用試薬である。
の保護範囲が特許請求の範囲である本発明を説明する。
記載した方法は、修飾したとしても本発明の主題を記載
する例であると理解される。
X a(0.14μmol/)の活性に対するエタノール及びエ
チレングリコールの影響を示す。pH7.4;基質:MeSO2−D
−HHT−Gly−Arg−pNA(1.02mmol/)。表2を示して
いる。
の影響を示す。S1=MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA;S2
=MOC−D−Nle−Gly−Arg−pNA;S3=MeSO2−D−CHG−
Gly−Arg−pNA;S4=MeSO2−D−CHA−Gly−Arg−pNA;S5
=MeSO2−D−CHA−Gly−Arg−AMC;rF IX a=0.48μmol
/;pH7.4−表3を示している。
示す。S1=MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA;S2=MOC−
D−Nle−Gly−Arg−pNA;S3=MeSO2−D−CHG−Gly−Ar
g−pNA;S4=MeSO2−D−CHA−Gly−Arg−pNA;S5=MeSO2
−D−CHA−Gly−Arg−AMC;rF IX a=0.48μmol/;pH
7.4−表3を示している。
X a、F X aおよびトロンビンの活性に対するエタノール
の影響を示す(pH7.4;1.02mmol/MeSO2−D−HHT−Gly
−Arg−pNA)−第5表を示している。
X a、F X a及びトロンビンの活性に対するエチレングリ
コールの影響を示す(pH7.4;1.02mmol/MeSO2−D−HH
T−Gly−Arg−pNA)−第6表を示している。
aboratory manual.Cold Spring Harbor Laboratory Prs
s,Cold Spring Harbor,New Yorkに記載されているよう
にDNAを操作するために標準的な方法を用いた。分子生
物学試薬は、製造者の指示どおりに使用した。
基づいて算出したモル吸光係数を用いて280nmにおける
光学濃度(OD)を測定することによって求めた。
トレプトアビジン用の発現ベクターpSAM−COREに基づ
く。プラスミドpSAM−COREの調製法及び記載は、WO93/0
9144に記載されている。
ター中所望のバリアントの遺伝子で置き換えた。
ド:pF IX−CD) アミノ酸181〜415位のF IXプロテアーゼドメインをコ
ードするbp690〜1403位由来のF IX cDNA(MoGraw,R.A.e
t al.(Proc.Natl.Acad.Sci.USA82(1985)2847−285
1)の発表によるcDNA配列及びアミノ酸配列ナンバリン
グ)を、PCRプライマーN1(配列番号1)及びN2(配列
番号2): 並びに鋳型DNAとしてStratagene Company(La Jolla,C
A,U.S.A.)由来の市販のヒト肝cDNA遺伝子バンク(ベク
ター:Lambda ZAP(登録商標)II)を用いて増幅した。P
CRプライマーは、コード領域の5′末端に単一のNco I
開裂部位とATG開始コドンを、そしてコード領域3′末
端に単一のHind III開裂部位を導入していた。
I及びHind IIIで消化し、約720bp長のNco I/Hind III−
F IX断片を、約2.55kbp長のNco I/Hind III−pSAM−COR
Eベクター断片(WO93/09144を参照)に、アガロースゲ
ル電気泳動による精製後に連結した。制限酵素地図によ
り所望のプラスミドpF IX−CDを確認し、PCRによって単
離されたF IX cDNA配列をDNA配列分析によりチェックし
た。
するF IXプロテアーゼ遺伝子の構築(プラスミド:pF IX
−EGF2−AP−CD) アミノ酸85〜278位(McGraw et al.Proc.Natl.Acad.S
ci.USA82(1985)2847−2851)のF IX aプロテアーゼド
メインのEGF2ドメイン、活性化ペプチド、及びN末端領
域をコードするbp402〜986位のF IX cDNAをPCRプライマ
ーN3(配列番号3)及びN4(配列番号4): 並びに鋳型DNAとしてStratagene Company(La Jolla,C
A,U.S.A.)由来の市販のヒト肝cDNA遺伝子バンク(ベク
ター:Lambda ZAP(登録商標)II)を用いて増幅した。P
CRプライマーN3は、コード領域の5′末端にATG開始コ
ドン、そして単一のNco I開裂部位を導入していた。
IおよびBsm Iで消化し、約360bp長のNco I/Bsm I−F IX
−EGF2−AP断片を、アガロースゲル電気泳動による精製
後に、約3.2kbp長のNco I/Bsm I−pF IX−CDベクター断
片(実施例1)に連結した。制限酵素地図により所望の
プラスミドpF IX−EGF2−AP−CDを確認し、PCRによて単
離されたF IX cDNA配列をDNA配列分析によりチェックし
た。
に、E.coli K12株UT5600(Grodberg,J.and Dunn,J.J.J.
Bacteriol.170(1988)1245−1253)を、実施例2に記
載の発現プラスミドpF IX−EGF2−AP−CD(アンピシリ
ン耐性)及びlac IqリプレッサープラスミドpUBS520
(カナマイシン耐性、調製法及び記載については、Brin
kmann,U.et al.,Gene85(1989)109−114を参照)で形
質転換した。公知であり、当業者に入手可能であるその
他のE.coli株(HB101及びE.coli Bなど)もまた、UT560
0株の替わりに用いることができる。
たUT5600/pUBS520細胞を、アンピシリン50〜100mg/、
及びカナマイシン50mg/を含有するDYT培地(酵母抽出
物1%(w/v)、バクトトリプトン1%(w/v)、Difc
o、及びNaC10.5%)中、振とう培養器中、550nm(O
D550)での光学濃度が0.6〜0.9になるまで37℃で培養
し、次にIPTGで誘導した。(最終濃度1〜5mmol/)。
37℃、4〜8時間の誘導相後、細胞を遠心分離(Sorval
l RC−5B遠心分離器、GS3ローター、6,000rpm、15分
間)で回収し、50mmol/トリスHCl緩衝液、pH7.2で洗
浄し、更に処理するまで−20℃で保存した。1リットル
振とう培養物からの細胞の収量は、4〜5g(湿潤重量)
であった。
たUT5600/pUBS520細胞の発現を分析した。この目的のた
めに、各場合遠心分離した培養培地1mlからの細胞ペレ
ットを、10mmol/トリス−HCl、pH7.20,25mlに再懸濁
し、細胞をBranson Company(Heusenstamm,Germany)の
Sonifier(登録商標)Cell Disruptor B15を用いて超音
波処理(50%の強度で、30秒間を2パルス)によって溶
解させた。不溶性の細胞成分は、沈降(Eppendorf5415
遠心分離器、14,000rpm5分間)させ、1/5量(体積)の
5×SDSD試料緩衝液(1×SDS試料緩衝液:50mmol/ト
リス−HCl、pH6.8、1%SDS、1%メルカプトエタノー
ル、10%グリセロール、0.001%ブロモフェノールブル
ー)を上清に加えた。不溶性の細胞の破片画分(ペレッ
ト)は、6〜8M尿素を含有する1×SDS試料緩衝液0.3ml
中に再懸濁し、試料を95℃で5分間インキュベーション
し、再び遠心分離した。その後、タンパク質をSDSポリ
アクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)(Laemmli,U.K.,N
ature227(1970)680−685)で分離し、クーマシーブリ
リアントブルーR染料で染色した。
溶性の細胞破片画分(封入体、IB)においてのみ認めら
れた。発現収率は、E.coli全体のタンパク質に対して10
〜50%であった。
量約15g)を、50mmol/トリスHCl、pH7.2 75m中に再
懸濁した。懸濁液を0.25mg/mlリゾチームと混合し、0
℃で30分間インキュベーションした。2mmol/MgCl2及
び10μg/mlDNase I(Boehringer Mannheim GmbH、カタ
ログNo.104159)の添加後、SLM Amico Company(Urban
a,IL,USA)のFrench(登録商標)Press中、高圧分散を
用いて細胞を機械的に粉砕した。次にDNAを、室温(R
T)で30分間消化させた。調製物に50mmol/トリス−HC
l、pH7,2、60mmol/EDTA、1.5mol/NaCl、6%トリト
ンX−100の37.5mlを加え、室温で更に30分間インキュ
ベーションし、Sorvall RC−5B遠心分離器(GSAロータ
ー、12,000rpm、15分間)中で遠心分離した。上清を破
棄し、50mmol/トリス−HCl、pH7,2、20mmol/EDTAの
100mlをペレットに加え、4℃で撹拌しながら30分間イ
ンキュベーションし、再び沈降させた。最後の洗浄の工
程を繰り返した。精製したIB(湿潤重量1.5〜2.0g、25
〜30%乾燥質量、100〜150mgプロテアーゼ)を更に処理
するまで−20℃で貯蔵した。
ット100mg(湿潤重量)/mlの濃度で、6mol/グアニジ
ニウム−HCl、100mmol/トリス−HCl、20mmol/EDT
A、150mmol/GSSG、及び15mmol/GSH、pH8.0中で撹拌
しながら、室温で1〜3時間以内で懸濁した。その後、
pHをpH5.0に調製し、不溶性の成分を遠心分離(Sorvall
RC−5B遠心分離器、SS34ローター、16,000rpm、10分
間)により分離した。上清を100倍量の4〜6mol/グア
ニジニウム−HCl、pH5.0に対して、4℃で24時間透析し
た。
誘導体化したタンパク質の再生を、各場合にIB可溶化物
/誘導体0.5mlを、50mmol/トリス−HCl、0.5mol/ア
ルキニン、20mmol/CaCl2、1mmol/EDTA、及び0.5mmo
l/システイン(pH8.5)50mlに、24時間間隔で繰り返
し添加(例えば3回)し、次に4℃で48時間インキュベ
ーションすることによって、4℃で行なった。再生反応
の完了後、深床フィルターK250(Seitz Company,Bad Kr
euznach,Germany)を装備した濾過装置(Satorius Comp
any,Goettingen,Germany)を用いた濾過により、不溶性
の成分を分離した。
(膜型:Omega10K)(Filtron Company,Karlstein,Germa
ny)中、クロスフロー濾過により10〜15倍に濃縮し、10
0倍量の20mmol/トリス−HCl及び50mmol/NaCl、pH7.
2に対して4℃で24時間透析して、グアニジウム−HCl及
びアルギニンを除去した。沈降したタンパク質を遠心分
離(Sorvall RC−5B遠心分離器、SS34ローター、16,000
rpm、20分間)で除去し、透明な上清をNalgene(登録商
標)ディスポーザブル濾過単位(孔径:0.2μm)(Nalg
e Company,Rochester,NY,USA)で濾過した。
当業者には公知のクロマトグラフィー法により更に精製
することができる。
ィーによるF IXバリアントの精製 20mmol/トリス−HCl及び50mmol/NaCl、pH8.0に対
して透析した濃縮再生調製物を、同じ緩衝液で平衡化し
たQ−セファロースffカラム(1.5×11cm、V=20ml;負
荷能:10mgタンパク質/mlゲル)(Pharmacia Biotech Co
mpany,Freiburg,Germany)(2カラム量/時間、2CV/
h)に適用し、溶離物の280nmでの吸光度が緩衝液のブラ
ンク値に達するまで平衡緩衝液で洗浄した。結合した物
質を20mmol/トリス−HCl、pH8.0(2CV/h)中、50〜50
0mmol/NaClの勾配で溶離した。F IXバリアントを、10
0〜150mmol/のNaCl濃度で溶離した。F IXを含有する
画分を、非還元性及び還元性SDS PAGEにより同定し、
溶離ピークを貯蔵した。
トグラフィーによるF IXバリアントの最終精製 Q−セファロースffクロマトグラフィー後、F IXを含
有する結合した画分を直接、20mmol/トリスHCl及び20
0mmol/NaCl、pH8.0で平衡化しておいたヘパリン−セ
ファロースCL−6Bカラム(1.5×11cm、V=20ml、負荷
能:1mgタンパク質/mlゲル)(Pharmacia Biotech Compa
ny,Freiburg,Germany)に適用した。その後、溶離物の2
80nmにおける吸光度が、緩衝液であるブランク値に達す
るまで、平衡緩衝液で洗浄した。結合した物質を、20mm
ol/トリスHCl、pH8,0(CV/h)中、0.2〜1.0mol/のN
aClの勾配で溶離した。F IXバリアントをNaCl濃度500〜
600mmol/で溶離した。F IXを含有する画分を、非還元
性及び還元性SDS PAGEで同定し、溶離ピークを合わ
せ、20mmol/トリス−HCl、50〜200mmol/NaCl、5mmo
l/CaCl2、pH7.8に対して透析した。
(RVV−X)プロテアーゼで活性化した。RVV−Xプロテ
アーゼは、Esmon,C.T.によって刊行物(プロトロンビン
活性化、博士論文、Washington University,St.Louis,M
O(1973))に記載されているように、市販のヘビ毒凍
結乾燥物(Sigma Aldrich Chemie GmbH CO.,Deisenhofe
n,Germany)からゲル濾過、次にQ−セファロース−ff
のイオン交換クロマトグラフィーにより精製した。
0mmol/トリスHCl、50mmol/NaCl、10mmol/CaCl2、
pH7.8中、1:10〜1:20のプロテアーゼ/基質比で、25℃
で消化させた。酵素F IX活性化の時間経過を、消化が完
了するまで(プラトー、最大活性化)、色原性基質(実
施例13aを参照)による活性を測定することによって監
視した。この目的のために、試料(10〜100μl)を、
反応混合物から、3〜4時間の間隔で、24時間までの期
間採取し、発生したF IX a活性を測定した。活性化プラ
トーに到達後、活性化調製物をQ−セファロース−ffの
負のクロマトグラフィーで精製した。
下で、Q−セファロース−ffと結合するが、活性化され
たF IX aバリアントは、結合しない。
l、pH7.8で平衡化しておいたQ−セファロース−ffカラ
ム(1.0×10cm、V=8ml)(Pharmacia Biotech Compan
y,Freiburg,Germany)に適用し(2CV/h)、カラムを、
画分しながら、平衡緩衝液で展開した。プロテアーゼを
含有する画分を、非還元性及び還元性SDS PAGEにより
同定し、活性を測定した。
(Boehringer Mannheim GmbH,Mannheim,Germany,cat.N
o.789763)を用いて測定した。試料10〜100μlを、50m
mol/トリスHCl、150mmol/NaCl、5mmol/CaCl2、0.
1%PEG8000、pH8.0、190〜100μlにより200μlとし、
Chromozym X(0.5〜40mmol)20μlと混合し、波長405n
m、室温で、ELISAリーダー中、試薬ブランク値に対し
て、測定した。活性及び反応動力学定数は、ミカエリス
−メンテンの式により、直線の初期傾きから求めた。
ゼバリアントの分子間ジスルフィドブリッジ形成による
オリゴマー及び凝集物形成、並びにその均一性及び純度
は、非還元性(マイナスメルカプトエタノール)及び還
元性(プラスメルカプトエタノール)SDS PAGEにより
試験した(Laemmli,UK,Nature227(1970)680−685)。
を試料として、そしてペプチド基質であるMeSO2−D−H
HT−Gly−Arg−pNA(Pefachrom tPA,Pentapharm Ltd.,B
asel,Switzerland)又はその他のR−D−Xxx−Gly−Ar
g−pNA型の色原性/蛍光原性基質(EP−B0034122)によ
り、トリス−HCl緩衝液中、そして試験する物質(アル
コール、溶媒及び阻害物質)を用いて行なった。反応
は、F IX aを加えることによって開始させた。
ト中でインキュベーションし、吸光度の変化(ΔA/分)
を、ELISAリーダーを用いて405nmで測定した。活性及び
反応動力学定数は、ミカエリス−メンテンの式により、
直線の初期傾きから求めた。
ル(メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−
プロパノール、t−ブタノール、エチレングリコール及
びグリセロール)、及び有機溶媒[アセトニトリル、DM
SO(ジメチルスルホキシド)及びDMF(ジメチルホルム
アミド)]、並びに容易に溶解しうる多価アルコール
[m−エリトリトール、PEG(ポリエチレングリコー
ル)]のrF IX a活性に対する影響を、アルコール又は
有機溶媒の濃度(0〜50%)と関連付けて調べた。
媒活性んほ刺激を示した。
リコール>エタノール>メタノール)により15〜40%の
濃度範囲で、約5〜15倍刺激された。グリセロールは、
より高い濃度(25〜50%)になるまでは刺激しなかった
一方、m−エリトリトールは、わずかな効果を示したの
みであった。反対に、ポリエチレングリコール(PEG)
は、rF IX aの活性を阻害した。OH基を含まない溶媒の
なかでは、ジメチルスルホキシド(DMSO)だけが、rF I
X aを30%まで阻害しなかった一方、ジメチルホルムア
ミド(DMF)及びアセトニトリルは、酵素を不活性化し
た。
ノール及びエチレングリコールの影響 観察されたエタノール及びエチレングリコールによる
rF IX a(EGF IIドメイン、処理された活性化ペプチ
ド、及び触媒ドメインからなる活性rF IX aバリアン
ト)の刺激は、天然F IX a(ヒト)についても起きるか
どうかを調べた。
しては、組換えヒトrF IX a及び天然ヒトF IX aについ
て、相違は認められなかった。
性に対するエタノール及びエチレングリコールの影響 エタノール及びエチレングリコールによるヒトrF IX
aの刺激を、ペプチド基質であるMeSO2−D−HHT−Gly−
Arg−pNA(Pefachrom tPA,Pentapharm Ltd.,Basel,Swit
zerland)、MOC−D−Nle−Gly−Arg−pNA(Chromozym
X,Boehringer Mannheim GmbH,Mannheim,Germany,Cat.N
o.789763)、MeSO2−D−CHG−Gly−Arg−pNA(Pentaph
arm Ltd.,Basel,Switzerland)、MeSO2−D−CHA−Gly
−Arg−pNA(Pentapharm Ltd.,Basel,Switzerland)、
及びMeSO2−D−CHA−Gly−Arg−AMC(Pentapharm Lt
d.,Basel,Switzerland)を用いて調べた。
結果は、図2aに示し、エタノールに関する結果は、図2b
に示す。
刺激(商V/V0として示す)は、ペプチド基質としてMeSO
2−D−HHT−Gly−Arg−pNAの替わりにMOC−D−Nle−G
ly−Arg−pNA及びMeSO2−D−CHG−Gly−Arg−pNAを用
いると更に増大した。エチレングリコールが25%以上で
あると、商V/V0は、基質MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pN
Aにおけるよりも1.5〜2倍高かった。
の開裂もまた、同様な方法でアルコールによって刺激さ
れた。配列MeSO2−D−CHA−Gly−Arg及びC末端AMC又
はpNAを有するトリペプチドの開裂は、エチレングリコ
ール(33%)によりそれぞれ9及び11倍上昇した。高い
感受性のため、蛍光原性基質MeSO2−D−CHA−Gly−Arg
−AMCを開裂するのに、少量(1/10)のrF IX aしか必要
ではなかった。
pNA、MOC−D−Nle−Gly−Arg−pNA、及びMeSO2−D−C
HG−Gly−Arg−pNAの、組換えヒトF IX a及び天然F IX
aによる開裂の動力学に対するエチレングリコールの影
響 試験混合物(試験における濃度) − 42mmol/トリスHCl、pH7.4 − 82mmol/NaCl − 4.1mmol/CaCl2 − 0〜50%エチレングリコール − MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA(0.102〜1.02mmol
/) − 0.48μmol/rF IX a(ヒト) 又は − MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA(0.102〜1.02mmol
/) − 0.29μmol/天然F IX a(ヒト) 又は − MOC−D−Nle−Gly−Arg−pNA(0.102〜1.02mmol/
) − 0.48μmol/rF IX a(ヒト) 又は − MeSO2−D−CHG−Gly−Arg−pNA(0.102〜1.02mmol
/) − 0.28μmol/rF IX a(ヒト) 反応動力学定数(Kcat/Km)は、ラインウイーバー・
バーク式によりグラフから求めた(直線が原点を通過す
るため、KmとKcatは、別々に求めることができない)。
ペプチド基質の開裂の刺激は、反応動力学定数について
認められ、Kcat/Kmは、エチレングリコール濃度33%ま
では上昇した。基質MeSO2−D−CHG−Gly−Arg−pNAの
場合、最高の触媒活性、つまりKcat/Kmの最高値が、33
%エチレングリコールで認められた。影響を受けていな
い反応の場合では、プロットは直線的ではなく、定数を
求めることはできなかった。
ビンと比較してのF IX aの活性に対するエタノール及び
エチレングリコールの影響 F IX a試験混合物(試験における濃度) − 42mmol/トリスHCl、pH7.4 − 82mmol/NaCl − 4.1mmol/CaCl2 − 1.02mmol/MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA − 0.14μmol/天然F IX a(ヒト) − 0〜50%エタノール又はエチレングリコール 血漿カリクレイン試験混合物(試験における濃度) − 42mmol/トリスHCl、pH7.4 − 82mmol/NaCl − 4.1mmol/CaCl2 − 1.02mmol/MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA − 0.176U/ml血漿カリクレイン(ヒト) − 0〜50%エタノール又はエチレングリコール F XII a試験混合物(試験における濃度) − 42mmol/トリスHCl、pH7.4 − 82mmol/NaCl − 4.1mmol/CaCl2 − 1.02mmol/MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA − 0.0045U/mlF XII a(ヒト) − 0〜50%エタノール又はエチレングリコール F XI a試験混合物(試験における濃度) − 42mmol/トリスHCl、pH7.4 − 82mmol/NaCl − 4.1mmol/CaCl2 − 1.02mmol/MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA − 0.0012μmol/F XI a(ヒト) − 0〜50%エタノール又はエチレングリコール F X a試験混合物(試験における濃度) − 42mmol/トリスHCl、pH7.4 − 82mmol/NaCl − 4.1mmol/CaCl2 − 1.02mmol/MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA − 0.088μmol/F X a(ウシ) − 0〜50%エタノール又はエチレングリコール トロンビン試験混合物(試験における濃度) − 42mmol/トリスHCl、pH7.4 − 82mmol/NaCl − 4.1mmol/CaCl2 − 1.02mmol/MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA − 0.045μmol/トロンビン(ウシ) − 0〜50%エタノール又はエチレングリコール 結果は、表5及び6に要約し、エタノールの効果は、
図3aに示し、エチレングリコールの効果は、図3bに示
す。
XII a、F XI a、F IX a、F X a、及びトロンビンのう
ち、F IX aのみが、エタノール及びエチレングリコール
によって活性換された。血漿カリクレインの場合、エタ
ノール10〜20%の存在下でわずかな活性化が観察され
た。
活性に対するpHの影響 試験混合物(試験における濃度) − 42mmol/トリスHCl、pH7.0〜10.0 − 82mmol/NaCl − 4.1mmol/CaCl2 − 1.02mmol/MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA、MOC
−D−Nle−Gly−Arg−pNA、又はMeSO2−D−CHG−Gly
−Arg−pNA − 25%エチレングリコール − 0.28μmmol/rF IX a(ヒト) 又は − 0.14μmol/天然F IX a(ヒト) 結果は、表7a〜dに示す。
グリコールで証明されたようにアルコールによっては変
化しなかった。したがって、開裂速度は、25%エチレン
グリコールの存在下では、pH7.0〜10.0の間で同じ比率
で増大した。基質MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNAの存
在下での開裂速度は、10倍に増大し、MOC−D−Nle−Gl
y−Arg−pNA及びMeSO2−D−CHG−Gly−Arg−pNAの場合
では、それぞれ14倍及び20倍に増大した。最適なpH領域
は、pH8.25〜8,75の間であった。基質MeSO2−D−CHG−
Gly−Arg−pNAは、最も効率的に開裂された。
て確認することができる。この目的のために、F IX a活
性を、試験する物質又は物質混合物の存在下又は非存在
下、R−D−Xxx−Gly−Arg−pNA型(Xxx=疎水性アミ
ノ酸)の基質について測定し、阻害%を、商から算出し
た。阻害定数Kiは、阻害動力学から求めた。測定シグナ
ルは、高濃度のある種のアルコール(好ましくはエチレ
ングリコール)を存在させることにより増幅した。
Cl、5mmol/CaCl2、20〜40%アルコール、pH7〜9)、
緩衝液は、各種濃度の阻害物質を含有する。
ュベーションし、405nmにおける吸光度の変化(ΔA/
分)を、ELISAリーダーで測定した。反応は、酢酸(25
μl、50%)で停止させることによって、5〜10分後に
終了させることができ、試薬ブランクに対する405nmに
おける吸光度測定した。
rF IX aの活性に対する公知のプロテアーゼ阻害物質の
影響 試験混合物(試験における濃度) − 42mmol/トリスHCl、pH7.4又は8.5 − 82mmol/NaCl − 4.1mmol/CaCl2 − 基質MeSO2−D−CHG−Gly−Arg−pNA(1.02mmol/
) − 0.028〜0.57μmol/rF IX a(ヒト) − 4.1%エタノール又は33%エチレングリコール − 段階的濃度(4.1〜163μmol/)における阻害物質 3−アミジノフェニルアラニン型の公知の合成阻害物
質を阻害物質として使用した(Stuerzebeecher et al,
J.Enzyme.Inhibition9(1995)87and WO92/08709(199
1))。阻害効果は、例として低及び高アルコール濃度
で調べた。
9)及び各種アルコール含有量(好ましくはエタノール
又はエチレングリコール)で調べることができた。rF I
X aの50%阻害については、阻害物質であるTIPPS−(3
−Am)Peh−iNip−OHについては、20〜50μmol/のIC
50値が、認められ、阻害物質βNAPS−(3−Am)Phe−T
IC−OHについては、60〜150μmol/の間のIC50値が認
められた。阻害効果は、高エチレングリコール濃度及び
pH8.5で、最も敏感に検出することができた。この方法
は、非常に低量rF IX aした必要とされず、高アルコー
ル濃度で試験する物質の溶解が促進されるため、F IX a
阻害物質の探索のためのスクリーニンング法として適当
である。
阻害物質 − MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA(1.02、0.51及び
0.25mmol/) − 0.14μmol/rF IX a(ヒト) 又は − MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA(1.02、0.51及び
0.25mmol/) − 0.07μmol/天然F IX a(ヒト) 又は − MeSO2−D−CHG−Gly−Arg−pNA(1.02、0.51及び
0.25mmol/) − 0.14μmol/rF IX a(ヒト) 阻害物質としてTIPPS−(3−Am)Phe−iNip−OHを用
い、阻害効果を、例として、最適条件下(pH8.5、33%
エチレングリコール)、2つの基質について測定した。
然ヒトF IX aの阻害に対する、DIXONによる解離定数Ki
の決定は、pH8.5、最適エチレングリコール濃度(33
%)で行なった。表9a及び9bに要約した値を用い、組換
え及び天然F IX aの阻害に対し、匹敵するKi値(それぞ
れ12及び9μmol/)を図により求めた。rF IX aの阻
害について、基質MeSO2−D−HHT−Gly−Arg−pNA及びM
eSO2−D−CHG−Gly−Arg−pNAを用いた場合、匹敵する
Ki値(それぞれ12及び16μmol/)がい得られた。低rF
IX a濃度しか必要とされないため、エチレングリコー
ル濃度の高い、選択された混合物が、阻害定数を求める
のに特に適当であった。加えて、高アルコール濃度のた
め、試験する物質の溶解が促進された。
Claims (6)
- 【請求項1】IX a因子を含有する、又はIX a因子が形成
若しくは消費される試料溶液中のIX a因子の測定方法で
あって、測定しうるIX a因子の基質、及び水と混和して
単一の相を形成することのできるアルコールを、該試料
溶液に加え、IX a因子の該基質に対する触媒効果を、IX
a因子活性の尺度としてのIX a因子の基質の開裂により
測定する方法。 - 【請求項2】疎水性D−アミノ酸をN末端に有するトリ
ペプチドを基質として使用する、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】シクロヘキシル置換疎水性D−アミノ酸を
使用する、請求項2記載の方法。 - 【請求項4】IX a因子の活性を調節する物質を確認する
方法であって、 a)水と混和して単一の相を形成することのできるアル
コールの存在下、所定の濃度のIX a因子活性を有するポ
リペプチドにより、IX a因子の基質を開裂させ、IX a因
子活性の尺度として該基質の開裂の速度を測定し; b)該活性を試験物質の存在下で測定し、 c)試験物質の存在下及び非存在下での活性を比較し、
そして d)試験物質による活性調節の尺度として活性の違いを
用いることを特徴とする方法。 - 【請求項5】水と混和して単一の相を形成するこのでき
るアルコールとして、メタノール、エタノール、n−若
しくはi−プロパノール、t−ブタノール、グリセロー
ル、又は特にエチレングリコールを使用する、請求項1
〜4に記載の方法。 - 【請求項6】IX a因子によって開裂されうる色原性基
質、水と混和して単一の相を形成することのできるアル
コール、及びpH7〜10の間の範囲の緩衝剤を含有する、
試料溶液中のIX a因子の測定用試薬。
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