JP3277200B2 - 成熟ポリペプチドの製法 - Google Patents

成熟ポリペプチドの製法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、固状の不溶性支持体に不動化し
たファクターXaでの可溶性前駆体の酵素加水分解による
成熟ポリペプチドの製法の改良に係る。
【0002】酵素加水分解によりイン・ビトロで特異的
に分割されるアミノ酸配列と融合したポリペプチドの製
造に関して、当分野では組換DNA技術が公知である。特
に、酵素ファクターXa(Factor Xa)での加水分解によ
り可溶性前駆体から成熟(アミノ酸191個)ヒト成長ホ
ルモン(hGH)を製造する方法が開示されている(EPA−
211288)。この方法によれば、酵素加水分解を、精製hGH
用の前駆体を含有するタンパク質溶液にファクターXaを
添加することによって行い、このようにして得られた成
熟hGHを反応混合物から分離している。
【0003】しかしながら、この方法は、溶液中でその
ままのファクターXaを使用することによる欠点(たとえ
ば、反応終了時、酵素及びその劣化生成物又は動物性の
汚染物を除去する必要があること、成熟生成物の分離及
び精製に煩雑な手続を必要とする操作法であること等)
を有している。実際のところ、ファクターXaは室温にお
いて溶液中で必ずしも安定ではなく、劣化してフラグメ
ントを形成し、成熟生成物からの分離が困難であること
が知られている。
【0004】発明者らは、ファクターXaをその酵素特異
性を保持できる状態で固状の不溶性支持体に不動化さ
せ、この活性支持体を、所望生成物の可溶性前駆体の加
水分解に使用することにより上述の欠点を解消できるこ
とを見出し、本発明に至った。従って、本発明の目的
は、固状の不溶性支持体に不動化したファクターXaでの
可溶性前駆体の酵素加水分解による成熟ポリペプチドの
改良された製法にある。さらに詳述すれば、本発明の方
法は下記の工程を包含する。 a)酵素の特異性を変化させない状態でファクターXaを
固状の不溶性支持体に不動化させる工程; b)得られた活性支持体を、所望ポリペプチドの配列 X−Ile−Glu−Gly−Arg−Y (ここで、XはMet又は前駆体に溶解性を付与するペプ
チドであり;Ile−Glu−Gly−Arg(配列番号:1)はフ
ァクターXaによって認識されるテトラペプチドであり;
Yは成熟ポリペプチドである)を有する可溶性前駆体を
含有するタンパク質溶液と接触させる工程; c)加水分解反応終了後、成熟ポリペプチドを回収する
工程; d)不動化ファクターXaを次の酵素加水分解反応で再使
用する工程。
【0005】固状支持体への酵素の不動化は、公知技術
の1つ(たとえば、酵素の反応基と支持体の反応基との
間での共有結合法(スペースを置いてもよい)、イオン
結合法及び物理的吸着法等)によって行われる。ファク
ターXaは、好ましくは活性化された固状支持体に共有結
合によって不動化される。本発明の目的に適する固状支
持体の例としては、市販の天然高分子(変性されていて
もよい)、合成高分子又は無機支持体(既に活性化され
ているもの又は不動化前に活性化されるもの)がある。
さらに詳述すれば、本発明の方法では、予めBrCNで活性
化されたPharmaciaからSepharose CL−4Bとして市販さ
れている支持体を使用している。ファクターXaは、酵素
上に存在する1以上のアミノ基と、支持体上に存在する
環状イミドカーボネートとを反応させ、下記のタイプの
誘導体を形成することによって不動化される。 ファクターXaの不動化は、活性化支持体を、pH7.0ない
し9.0、好ましくは7.5ないし8.0の緩衝液中で酵素と接
触させることによって行われる。接触時間は、酵素及び
支持体の反応基の間の結合反応が完了するに必要な程度
である。反応終了後、支持体を繰返し緩衝液で洗浄し
て、支持体に反応基がなお残留することを阻止する。本
発明の方法の別の具体例では、ファクターXを固状の不
溶性支持体に不動化させ、ついでCa2+イオンの存在下、
ラッセルクサリヘビ(Russell's viper)の毒(RVV)に
含有されるタンパク質によって活性化してファクターXa
としている。
【0006】酵素加水分解は、前駆体を含有する溶液
を、活性支持体を充填したカラムに供給して行われる。
タンパク質溶液のpHは6.0ないし9.0、好ましくは7.5な
いし8.5である。前駆体の濃度は、単位時間当たり最高
の生産率を提供するように選択される。一般に、前駆体
の濃度は2.0ないし30.0mg/mlである。反応を所望の変
化率の達成時点で停止できるように一定の間隔で変化率
をチェックする。このチェックは、アニオン交換分析カ
ラム(たとえばMono−Q HR 5/5,Pharmacia)を前駆体
を成熟タンパク質から分離できる条件下で使用して、反
応混合物サンプルのFPLC(高速タンパク質液クロマトグ
ラフィー)分析によって行われる。溶出液からタンパク
質が完全に消失するまでpH約8.0の緩衝液で溶出するこ
とによってカラムから反応混合物を回収する。不動化酵
素の使用は、成熟生成物の製造を簡略化させ、酵素又は
その自己溶解生成物及び他の動物性タンパク質による汚
染の可能性を最小とし、同一の支持体を繰返し使用する
こと及び所望時に前駆体の加水分解を停止することを可
能にする。
【0007】下記の実施例は本発明を説明するためのも
のであって、本発明を限定するものではない。 実施例1ファクターXaの不動化 予めガラスフィルターロート(90−150μ)において1N
HCl 1リットル及び0.1M NaHCO3 0.5リットルで洗浄したBrCNで
活性化されたSepharose CL−4B(Pharmacia)5gをガラ
ス容器(300ml)に導入した。ついで、この支持体に、
ファクターXa 53mgを含有する0.1M NaHCO3溶液100mlを
添加した。懸濁液を、撹拌下(200rpm)、室温(20−25
℃)に30分間、ついで4℃に一夜維持した。ついで、活
性支持体を、ガラスフィルターロート(90/150μ)に
おいて、0.1M NaHCO3 500mlで、さらに0.5M NaClを含有
するpH8.0の0.2M Tris-HCl 500mlで少なくとも2時間洗
浄して、支持体になお存在する反応基をブロックした。
さらにpH8.0の20mM Tris-HCl(0.1M NaCl含有)500mlに
よる洗浄を行い、使用時まで4℃に維持した。別法で
は、汚染の危険を回避するため、支持体を0.02% NaN3
中に維持し、繰返し洗浄して使用した。
【0008】実施例2hGH前駆体の不動化ファクターXaによる加水分解 20mM Tris-HCl−0.1M NaCl緩衝液(pH8.0)中に可溶性
前駆体(配列番号:2) Met−Glu−Glu−Leu−Met−Ile−Glu−Gly−Arg−hGH 8mg/mlを含有する溶液80mlを、実施例1に記載の如く
して不動化したファクターXaを使用する酵素加水分解に
供した。不溶性ファクターXaを収容するカラム(1.6×1
8cm)に溶液を流量50ml/cm2で循環させた。負荷中及び
循環開始後、カラムの容量の75%に相当する量の溶出液
を取出し、カラム自体内での反応混合物の液による希釈
を回避した。ついで、該酵素反応を所望の時点で停止さ
せるため、達成された変化率を一定時間毎にチェックし
た。このチェックは、下記の操作条件下で分析カラムMo
no−Q HR 5/5(Pharmacia)を使用して、反応混合物サ
ンプルをFPLC(高速タンパク質液クロマトグラフィー)
分析することによって実施した。 操作条件: 流速=2ml/分 緩衝液A=20mM Tris/アセテート+10mM NaCl,pH7.0 緩衝液B=20mM Tris/アセテート+80mM NaCl,pH5.0 サンプルを負荷した後、緩衝液A中の緩衝液Bの濃度0
から50%のグラディエント(20ml)をカラムに供給し
た。ついで、操作を定組成条件下で続け(20mlから24ml
まで)、なお定組成条件下で緩衝液B100%(24mlから27
mlまで)を供給した。ついで、緩衝液Bの割合を100%
から0%とし(27mlから29mlまで)、サイクルを停止さ
せ、緩衝液A(29mlから36mlまで)によりカラムを再度
平衡化させた。この時点で、カラムについて次の新たな
サイクルの準備が完了した。この方法では、ホルモン及
び前駆体の両方を分離及び定量できる。所望の変化率が
達成された後、タンパク質が溶出液から完全に消失する
(BIORADキットで測定される)まで20mM Tris-HCl−0.1
M NaCl(pH8.0)で置換することによって反応混合物を
カラムから回収した。図2は循環物用容器(図1)から
各種の時点で取出したサンプルについて行った電気泳動
テストの結果を示す。図3はFPLCによって得られた相当
する溶離パターン(elutogram)を示す。これらの図か
ら見られるように、前駆体の成熟形ホルモンへの変化が
時間の経過に伴って観察される。支持体に不動化された
ファクターXaは、その活性の低下を示すことなく数回使
用さえる。
【0009】実施例3ファクターXの不動化及びファクターXaへの活性化 予めガラスフィルターロート(90−150μ)において1N
HCl 1リットル及び0.1M NaHCO3 0.5リットルで洗浄したBrCNで
活性化されたSepharose CL−4B(Pharmacia)5gをガラ
ス容器(300ml)に導入した。ついで、この支持体に、
ファクターX 60mgを含有する0.1M NaHCO3溶液100mlを
添加した。この懸濁液を、撹拌下(200rpm)、室温(20
−25℃)に30分間、ついで4℃に一夜維持した。ファク
ターXを不動化させた支持体を、ガラスフィルターロー
ト(90−150μ)において、0.1M NaHCO3 500mlで洗浄
し、つづいて0.2M Tris-HCl(pH8.0)−0.5M NaCl 500ml
で少なくとも2時間洗浄して、支持体になお存在する反
応基をブロックした。ついで、支持体を20mM Tris-HCl
(pH8.0)−0.1M NaCl 500mlで再び洗浄し、カラム(1.6
×18cm)に充填した。このカラムにおいて、20mM Tris-
HCl(pH8.0)+1mM CaCl2中にRVV(2mg/ml)を含有す
る溶液を循環させることによってファクターXを活性化
してファクターXaとした。室温で4時間循環させた後、
溶出液からタンパク質が消失するまで20mM Tris-HCl(p
H8.0)−0.5M NaClで繰返し洗浄した。このようにして得
られた支持体を、前記実施例2に記載の可溶性のhGH前
駆体の加水分解に使用した。得られた結果は、この固状
の不溶性支持体が融合タンパク質に対して活性であるこ
とを示し、ファクターXからファクターXaへの活性化が
確認された。
【配列表】
配列番号:1 配列の型 :アミノ酸 配列の長さ :4 トロポロジー:直鎖状 配列の種類 :ペプチド 配列の特徴 :ファクターXaによって認識されるテトラ
ペプチド 配列 Ile Glu Gly Arg 配列番号:2 配列の型 :アミノ酸 配列の長さ :9 トロポロジー:直鎖状 配列の種類 :ペプチド 配列の特徴 :hGHに溶解性を付与するペプチド
【図面の簡単な説明】
【図1】固状の不溶性支持体に不動化したファクターXa
での前駆体の加水分解によりhGHを製造する装置の概略
図である。
【図2】前駆体からhGHへの加水分解の間に各種時間で
循環物用容器から取出したサンプルについて行った電気
泳動の結果を示す図である。
【図3】図2に示す反応混合物サンプルについて行った
FPLCの溶離パターンを示す図である。
フロントページの続き (73)特許権者 501474461 LINDHAGENSGATAN 133, SE−112 76 STOCKHOLM, SWEDEN (56)参考文献 特開 平2−2386(JP,A) 特開 昭64−2583(JP,A) 特開 平1−235598(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12P 21/00 - 21/06 C12N 11/10 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1位にMetを、及び成熟ポリペプチドの第
    1の残基の前に、ファクターXaによって認識されるテ
    トラペプチド Ile−Glu−Gly−Arg を有する可溶性のポリペプチド前駆体をファクターXa
    で酵素加水分解することからなる成熟ポリペプチドの製
    法において、該酵素加水分解を、固状の不溶性支持体に
    不動化させたファクターXaを使用して行うことを特徴
    とする、成熟ポリペプチドの製法。
  2. 【請求項2】成熟ポリペプチドが、ヒト成長ホルモン、
    インターフェロン又はインターロイキンである、請求項
    1記載の成熟ポリペプチドの製法。
  3. 【請求項3】固状の不溶性支持体が、天然高分子(変性
    されていてもよい)、合成高分子又は無機支持体の中か
    ら選ばれるものである、請求項1記載の成熟ポリペプチ
    ドの製法。
  4. 【請求項4】固状の不溶性支持体が、変性させた天然高
    分子支持体である、請求項3記載の成熟ポリペプチドの
    製法。
  5. 【請求項5】固状の不溶性支持体が、BrCNで活性化させ
    たSepharose CL-4Bである、請求項4記載の成熟ポリペ
    プチドの製法。
  6. 【請求項6】ファクターXaを、該ファクターの反応基
    と固状の不溶性支持体の反応基との間の共有結合により
    固状の不溶性支持体に不動化させる、請求項1記載の成
    熟ポリペプチドの製法。
  7. 【請求項7】ファクターXaを、1以上のアミノ基と固
    状の不溶性支持体に存在する環状イミドカーボネートと
    の間の反応によって不動化させる、請求項5記載の成熟
    ポリペプチドの製法。
  8. 【請求項8】ファクターXを固状の不溶性支持体に不動
    化させ、つづいてCa2+イオンの存在下、前記ファク
    ターXをラッセルクサリヘビの毒(RVV)で活性化して
    ファクターXaとすることによって得られた不動化ファ
    クターXaを使用する、請求項1記載の成熟ポリペプチ
    ドの製法。
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GR3024296T3 (en) 1997-10-31
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EP0505921B1 (en) 1997-05-14
ATE153070T1 (de) 1997-05-15
DE69219658T2 (de) 1997-10-02
ITMI910861A0 (it) 1991-03-28
ES2103846T3 (es) 1997-10-01
DK0505921T3 (da) 1997-11-03
US5869278A (en) 1999-02-09
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