JP4206420B2 - 核タンパク質/核レセプターの相互作用のインヒビター - Google Patents

核タンパク質/核レセプターの相互作用のインヒビター Download PDF

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Description

本発明は、核タンパク質および核レセプター間の相互作用の役割を担う主要な構造要素の同定を通じた該相互作用の阻害に関する。
親油性のホルモン、レチノイドおよびビタミンの核レセプター(NR)スーパーファミリーへの結合(リガンド結合レセプターを形成)は、そのDNA結合特性および転写特性を変化させ、標的遺伝子の活性化または抑制を引き起こす1,2。リガンドの結合は、NRに構造変化をもたらし、コアクチベーターとして機能するSRC−1/p1603,4,5、TIF26,7およびCBP/p3004,5,8,9ならびに機能が知られていないRIP−14010、TIF111およびTRIP1/SUG112,13を含む核タンパク質の種々のグループとの会合を促進する。
NRによる核タンパク質(コアクチベーターおよび/または他のいわゆる架橋タンパク質)のリクルートは、そのリガンド誘起性転写因子としての機能に不可欠であると思われる。3種の異なる核ホルモンレセプターのレチノイドXレセプターα(RXRα)15、レチノイン酸レセプターγ(RARγ)16および甲状腺ホルモンレセプターβ(TRβ)17のリガンド結合ドメイン(LBD)の構造研究によって、リガンドの結合が保存された両親媒性α−ヘリックスのヘリックス12(H12)の再配列を引き起こし、その際コアクチベーターの結合に必要な新規の表面を生じ、その結果としてアクチベーターファンクション2(AF2)依存性トランス作用を生ずるという提案が導かれた。そのためAF214,18-20を低下させるH12中の保存されている疎水性残基の突然変異は、NRのコアクチベーター4,6,10,11,13を結合する能力を低下させる。NRとの相互作用を媒介するコアクチベーターの配列についてはほとんど知られていないが、数種のタンパク質は多数のNR結合部位5,8,21を有していると思われる。EMBOジャーナル(EMBO Journal, 15, 6701-6715)においてレ・ドウアリン他(Le Douarin et al)(1996)は3種のコアクチベーター(TIF1、RIP140およびTRIP3)中にロイシンリッチ領域を同定して"NRボックス"と名付けた;第3D図参照。しかしながら、現行の知識状況ではリガンド結合核レセプターが正確にどのようにしてある種の核タンパク質と相互作用して、そのDNA結合特性および転写特性が変化し、標的遺伝子の活性化または抑制を引き起こすかは完全に解っていない。更には、この分野のコメンテーターは、本発明の当初出願日の後に、"ホルモン刺激に応じて核因子が転写装置を結合する機構を特徴付けることは長い間克服できない課題であると思われていた"と述べている(Marc Montminy in Nature, 12th June, 1997, 387, 654-655,その第1行目参照)。
EMBO Journal, 15, 6701-6715 Marc Montminy in Nature, 12th June, 1997, 387, 654-655
本発明は、核タンパク質中に存在する短い配列モチーフ(signature motif)がリガンド結合NRへのその結合を媒介するために必要かつ十分であることを見出すことである。
本発明の1つの態様においては、
a)核タンパク質の配列モチーフである第1の領域、
b)該配列モチーフに結合することによって核タンパク質と相互作用することが可能である核レセプターの部分である第2の領域
の間の相互作用を低下させることが可能なインヒビター化合物を同定するにあたり、
その際、核タンパク質は、遺伝子発現の制御に関係するリガンド結合核レセプターと転写開始複合体間の相互作用を担う架橋因子であり、
核レセプターは転写因子であり、
配列モチーフは、標的遺伝子の活性化または抑制のプロセスの一環としてリガンド結合核レセプターに結合する核タンパク質の重要な構造要素であるアミノ酸残基の短配列であり、
i)候補となるインヒビター化合物、
ii)リガンド結合核レセプターまたは前記のb)中で定義した第2の領域を含むその断片、
iii)核タンパク質の配列モチーフを含む核タンパク質断片を使用し、
iv)ii)とiii)間の相互作用の阻害の有無を検出する方法を提供している。
"核タンパク質"という用語は遺伝子発現の制御に関係するリガンド結合核レセプターと転写開始複合体間の相互作用を担う架橋因子(コアクチベーターを含む)を意味する(Beato, M., Herrlich, P.&Schutz, G.Cell 83, 851-857(1995)においてステロイドホルモンレセプターに関して概説された)。架橋因子という用語は転写開始複合体それ自体の一部を含むこともある。"核レセプター"という用語は、例えばMangelsdorf,D.J.,et al.Cell83,835〜839(1995)に記載のような核レセプターのファミリーを意味する。"配列モチーフ"という用語は、標的遺伝子の活性化または抑制のプロセスの一環としてリガンド結合核レセプターに結合する核タンパク質の重要な構造要素である、一般に少なくとも約5アミノ酸残基、有利には4〜10アミノ酸残基、殊には5〜10アミノ酸残基の短配列を意味する。"リガンド結合核レセプター"という用語は、例えば結合したリガンドにより活性化した核レセプターを意味する。リガンドは、種々の形、例えばホルモン、低分子化合物またはペプチドをとることができる。例えば幾つかの核レセプター(例えばPRAR)の場合には、非ホルモン性ペプチドリガンド、例えばロイコトリエンがある。一般に核レセプターはリガンドの結合によって活性化されるが、幾つかのレセプター、例えばオーファンレセプター(orphan receptor)はリガンドを必要とせずに活性であり、かつ/またはリガンド非依存性経路で活性化し、かつこれらのレセプターも、有利さにおいて劣っている態様として本発明の範囲内にある。
"断片"という用語は、不完全な部分を意味する。本発明以前に、核タンパク質の断片または複数の断片が活性を保持しうることは当業者には知りえなかった。全タンパク質に比べて断片を使用することは、スクリーニングのアッセイにおいて特に有利である。有利な態様においては、核タンパク質の有利な断片のサイズは、例えば図1Aに示されるような8〜10アミノ酸である。有利には、リガンド結合核レセプターは断片の形である。一般に断片は少なくとも8アミノ酸を有している。
有利には、配列モチーフはB1XXLLとして示され、その際B1は任意の天然疎水性アミノ酸であり、Lはロイシンであり、Xは任意の天然アミノ酸である。配列モチーフのXの値は独立に選択される、すなわちXは同一または異なってもよい。有利にはB1はロイシンまたはバリンであり、その際ロイシンが最も有利である。幾つかの例においては、有利な配列モチーフは、更にB21XXLLとして定義され、その際、"B2"はB1として定義されるような疎水性アミノ酸残基である。"天然の疎水性のアミノ酸"とは、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、チロシンまたはバリンの任意の1つである。有利には該配列モチーフは、ヘリックス、有利には両親媒性ヘリックスの構造であり、かつロイシン残基はその疎水性表面を形成する。有利には配列モチーフは、分子内にその表面でタンパク質と相互作用するために有効なように位置する。有利にはXは、CysまたはProを含まない。有利には、Xの少なくとも1つは天然疎水性アミノ酸またはプロリンではない。有利にはXの1つは、独立してArg、Asn、Asp、Glu、Gln、His、Lys、Ser、Thr、GlyまたはAlaから選択され、より有利にはXの1つは、Arg、Asn、Asp、Glu、Gln、HisまたはLysから選択される。理論的考慮に制限されることなく、有利なXは両親媒性ヘリックスを形成する配列モチーフに有利であると考えられている。
本発明の当初出願日の後に、2グループ(その内1グループは本発明の発明者である)によってLXXLLモチーフの同定が同時に公表された(Heery et al, Nature, 12th June 1997, 387,733-736&Torchia et al, Nature, 12th June 1997, 387,677-684)。
本明細書においては、核タンパク質(SRC1)の核レセプター(リガンド結合ER)を結合する能力およびその転写活性を高める能力が配列モチーフ(LXXLL:SEQ ID NO:1)の核タンパク質中の完全性、ならびにそのリガンド誘起性アクチベーションファンクション(AF−2)14のために必要なNRの保存されたヘリックス(ヘリックス12)中の重要な疎水性残基に依存していることを示している。また、配列モチーフは、TIF1、TIF2、p300、RIP140およびTRIPタンパク質中に見出され、NRと相互作用するのに十分であると知られているこれらのタンパク質の領域中に存在する。このように、LXXLLモチーフ(SEQ ID NO:1)は、種々のタンパク質と核レセプターとの相互作用を容易にする配列であり、従って核タンパク質の新規ファミリーの重要部分である。
有利な核タンパク質はコアクチベーターであり、特に核タンパク質は、RIP140、SRC−1、TIF2、CBP、p300、TIF1、Trip1、Trip2、Trip3、Trip4、Trip5、Trip8またはTrip9を含む。更に有利な核タンパク質は、p/CIP、ARA70およびTrip230を含む。
本明細書においては、核タンパク質または核レセプターとは、特に記載がない限りそのイソ型を含み、その他の場合には分脈から明らかである。イソ型とは、一つの遺伝子から得られる関連タンパク質のファミリーまたは集合の1つである。従ってイソ型は、例えば転写後のエキソンの特異スプライシング(defferrntial splicing)によってそのアミノ酸配列が僅かに異なることがある。SRC1aは、SRC1のイソ型の例である。2種のSRCのイソ型、すなわちSRC1aおよびSRC1eは、数個の配列モチーフに差異を有し、かつERに媒介される転写において異なる役割をはたすと思われるので、機能的に異なる(Kalkhoven et al, 1998, EMBO Journal, 17, 232-243)。
核レセプターは転写因子である。有利な転写因子は、少なくとも1部分の保存された両親媒性α−ヘリックスを有し、その際、特に有利にはレチノイン酸レセプターまたはステロイドホルモンレセプターである。有利なステロイドホルモンレセプターは、エストロゲンレセプター、プロゲステロンレセプター、アンドロゲンレセプターおよびグルココルチコイドレセプターであり、その際エストロゲンレセプターが殊に有利である。
有利には、前記の第2の領域は、少なくとも1部分の保存された両親媒性α−ヘリックス、例えばエストロゲンレセプター中のヘリックス12を有し、これは殊に有利である。
核レセプターと核タンパク質の殊に有利な組合せは、核レセプターがエストロゲンレセプターであり、核タンパク質がSRC1、TIF2、CBPおよびp300から選択されるものであり、その際SRC1、特にSRC1aが最も有利である。
有利な方法は2−ハイブリッドアッセイ系の形である。かかるアッセイ系はこの分野においてよく知られており、適当な参考文献は、Fields&Sternglanz(1994)TIG,August 1994,10,286〜292および米国特許第52831723号明細書である。
任意の適当なアッセイ方法、例えば放射性同位体アッセイ、シンチレーション近接アッセイ(scintillation proximity assay)(ND Cook, 1996, Drug Discovery Today, 1, 287-294によって概説された)または蛍光アッセイ、特に時間分解蛍光アッセイ(time resolved fluorescence assay)(MV Rogers, 1997, Drug Discovery Today, 2, 156-160によって概説された)を使用してもよい。高処理量(high-throughput)のスクリーニング技術は、HoustonおよびBanksによってCurrent Opinion in Biotechnology 1997,8,734〜740で概説されている。
本発明の有利な態様においては、候補となるインヒビターは、配列モチーフに基づくペプチドライブラリーの形である。
コードされるペプチドライブラリーは一般に任意の1つの部位で最大20種の可能なアミノ酸を有する。実際には、現行の技術を使用して、107〜108より多い要素のライブラリーをスクリーニングすることは困難であり、これはペプチド中で6カ所より多い部位を無作為化することが困難であることを意味する。従って、核タンパク質結合領域をシグナルモチーフに短縮することは、ペプチドライブラリーによるアプローチを使用すべき場合には非常に有利である。
ペプチドライブラリーは種々の配列のペプチドの集合である。一般に、ペプチドライブラリーを作成する方法は2通りある(Scott, 1992;Birnbaum and Mosbach, 1992;Houghten, 1993によって概説された;Abelson, 1996も参照のこと)。第1のアプローチは、陽性のペプチドをそのペプチド自体の配列決定によって同定してライブラリーを作成することである。ペプチドの混合物は、ペプチドをビーズに結合させる方法で各ビーズが唯一のペプチドを有するように合成してもよい。陽性のペプチドを有するビーズを同定する際に、ビーズを回収し、ペプチドを化学的配列決定によって同定してよい。まず、このアプローチは混合物から特異的な6アミノ酸ペプチドを同定する抗体の能力を使用して証明された(Lam et al, 1991)。ビーズを使用する重要性は、同定イベント(この場合には抗体:ペプチドの相互作用)により、抗体自体が結合するペプチドより大量のペプチドを含有するビーズの回収が導かれることである。関連のアプローチにおいては、遊離ペプチドの混合物をプール中で合成およびスクリーニングでき、デコンボリューション法(deconvolution process)を使用することによって陽性のペプチドが同定される(Houghten et al, 1991)。
第2のアプローチは、陽性のペプチドを幾つかの点で該ペプチドと関連している分子の配列決定によって同定してライブラリーを作成することである。ペプチドおよび幾つかの他の分子、例えば核酸はビーズ上で同時に合成でき、それぞれの核酸は同じビーズ上に見られるペプチドの標識となる。陽性のビーズを同定する場合に、核酸の配列決定によって該ビーズ上のペプチドが同定される(Brenner and Lerner, 1992)。選択的に、ペプチドライブラリーは、生存生物の遺伝子発現機構を使用して作成することができる。このアプローチでは、ペプチド分子のライブラリーを作成する必要はない。代わりに各分子が異なる配列を有するペプチドをコードするようにDNA分子のライブラリーを作成する。次いでこのコードされたライブラリーを、ペプチドライブラリーの作成のために適当な宿主生物中で発現させねばならない。次いでライブラリーをスクリーニングする。ライブラリーをコードする核酸が幾つかの様式でタンパク質に物理的に結合していることは不可欠であり、結果として活性ペプチドの回収または同定により、これらのペプチドをコードするDNAの回収がもたらされる。活性ペプチドの配列は、それらをコードするDNAの配列決定によって予想することができる。このアプローチの幾つかの変法は記載されている。
このアプローチにおいて大抵広範に使用される変法は、ウイルス、例えばM13のコートタンパク質の一部としてペプチドを発現させることである。該ウイルスは、このコートタンパク質が標的タンパク質(例えば抗体(Devlin et al, 1990;Scott and Smith, 1990;Cwirla et al, 1990))またはレセプター(心房性ナトリウム排泄増加ペプチドレセプター:Cunningham et al(1994)およびトロンボポイエチンレセプター(Cwirla et al, 1997))を結合する能力によってスクリーニングできる。また、該アプローチは、プロテアーゼインヒビターをそのプロテアーゼへの結合能力によって見出すために(Roberts et al;1992;Markland et al, 1996)、ならびにプロテアーゼのために最適な基質、例えばストロメリシンおよびマトリリシン(Smith et al, 1995)およびサブチリシン(Matthews and Wells, 1993)を見出すために使用してもよい。
一定のタンパク質を認識するペプチドの作成のための細胞内アプローチは、酵母の2−ハイブリッド系の使用である。2−ハイブリッド系において、相互作用するタンパク質は、転写因子のドメインに融合する。タンパク質:タンパク質の相互作用が起こると、リポーター遺伝子の転写が誘導される(Fields and Song, 1989)。2−ハイブリッド系の1種の構成要素であるペプチドライブラリーの作成およびリポーター遺伝子の産物が存在する細胞の選択によって、標的タンパク質に結合するペプチドを単離することが可能であり、このアプローチは網膜芽細胞腫タンパク質に結合するペプチドを同定するために使用される(Yang et al, 1995)。同様のアプローチにおいて、Cola他(1996)は、ペプチドライブラリーをE.coliのTrxAタンパク質の表面にループとして発現させ、かつサイクリン依存性キナーゼ2(Cdk2)に結合するペプチドを単離した。
本発明の別の態様においては、
a)核タンパク質上の配列モチーフである第1の領域および
b)配列モチーフへの結合を通じて核タンパク質と相互作用することが可能な核レセプターの一部分である第2の領域
の間の相互作用を低下させるにあたり、核レセプターおよび核タンパク質の存在下にインヒビターを添加し、その際インヒビターが、核タンパク質の第1の領域と核レセプターの第2の領域間の相互作用を低下させることを特徴とする方法を提供することである。
本発明の別の態様においては、前記の新規インヒビターを提供することである。有利には、インヒビターはペプチドであり、より有利には前記の配列モチーフを有するペプチドであり、かつより有利には15個未満のアミノ酸残基を有するペプチドである。殊に有利には以下のペプチドの任意の1種である:PQAQQKSLLQQLLT(SEQ ID NO:2)、KLVQLLTTT(SEQ ID NO:3)、ILHRLLQE(SEQ ID NO:4)またはLLQQLLTE(SEQ ID NO:5)。ペプチドは慣用の技術を使用して、例えば固相合成およびFmoc化学を使用して製造できる。これらのペプチドはエストロゲン感受性腫瘍(oestrogen responsive tumor)の治療に有用であると期待されている。本発明のインヒビターは、核タンパク質および核レセプター上の配列モチーフの相互作用によって媒介される任意の疾患の治療に有用であると期待されている。例えば、適当なインヒビターは癌または炎症の治療に有用であると期待されている。
新規のインヒビターは、例えば配列モチーフに対する抗体または通常の生物学的活性を妨げるような配列モチーフまたはその相補的結合標的(核レセプターの第2の領域)に結合する新規の小さい分子であってよい。小さい分子の例は、小さいペプチドまたはペプチド状分子を含むがそれに制限されるものではない。
本明細書中では配列モチーフは、ある種の核タンパク質全体に該当すると実証されるが、但し異なる核レセプターはコアクチベーターと配列モチーフの両者に選択性を示し、これらはホルモン応答の特異性をもたらし(Ding et al, 1998, Molecular Endocrinology, 12, 302-313)、また選択的な製薬的介入の機会を示している。以下の図1Aおよび図5は、個々のモチーフの核レセプターへの結合強度が異なることを示している。
レ・ドウアリン他のNRボックスの論文(前述した)は、本発明の目的の範囲内で配列モチーフを開示していない。それというのも、例えばレ・ドウアリンの目的の範囲内のNRは、本発明により同定された図3Aおよび図4(以下参照)中の39個の配列モチーフの多くて僅か4個に存在するだけである。更に、レ・ドウアリン他は、核レセプター−核タンパク質の相互作用の阻害を示唆していない。
抗体という用語は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体および、例えばF(ab′)2、Fabおよび単鎖Fvを構成する種々の型の抗体であることを意味する。抗体は、約107−1より大きいかまたは等しいKaで結合するのであれば特異的結合であると定義する。結合の親和性は慣用の技術、例えばスカッチャード他(Scatchard et al., Ann.N.Y.Acad.Sci., 51:660(1949))によって記載される方法を使用して測定できる。
ポリクローナル抗体は、種々の動物、例えばウマ、ウシ、ヤギ、ヒツジ、イヌ、ニワトリ、ウサギ、マウスまたはラットからこの分野においてよく知られている方法を使用して容易に製造することができる。一般に、イムノゲンを典型的に非経口の注入によってホスト動物に適用する。イムノゲン性をアジュバント、例えばフロイントの完全アジュバントまたは不完全アジュバントを使用して高めることができる。追加抗原刺激免疫化の後に、血清の少量の試料を回収し、反応性を試験する。かかる測定に有用な種々のアッセイの例は、ラボマニュアル:抗体(Antibodies:A Laboratory Manual, Harlow and Lane(eds.), Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1988)に記載されるアッセイならびに方法、例えば交差免疫電気泳動法(CIEP)、ラジオイムノアッセイ法、放射免疫沈殿法、エンザイムリンクドイムノソルベントアッセイ法(ELISA)、ドットブロットアッセイ法およびサンドイッチアッセイ法である(米国特許第4,376,110号明細書および米国特許第4,486,530号明細書参照)。
モノクローナル抗体は、公知法を使用して容易に製造することができる(例えば米国特許第4,902,614号明細書、同第4,543,439号明細書および同第4,411,993号明細書;Monoclonal Antibodies, Hybridomas:A New Dimension in Biological Analyses, Plenum Press, Kennett, McKearn, and Bechtol(eds.), (1980)に記載される方法を参照のこと)。
モノクローナル抗体は、選択的な技術、例えば本明細書中で参考文献に記載されているAlting−Mees他の"モノクローナル抗体発現ライブラリー:ハイブリドーマの迅速な代替物"(Alting-Mees et al., "Monoclonal Antibody Expression Libraries:A Rapid Alternative to Hybridomas", Strategies in Molecular Biology 3:1-9(1990)に記載の技術を使用して製造することができる。同様に、結合パートナーを組み換えDNA技術を使用して構成し、特異的に結合する抗体をコードする遺伝子の種々の領域を導入することができる。かかる技術はラリック他のバイオテクノロジー(Larrick et al., Biotechnology, 7:394(1989))に記載されている。
本発明の更なる特徴によれば、本発明の新規のインヒビターまたはその製薬学的に認容性の塩を製薬学的に認容性の希釈剤またはキャリヤーと一緒に含有する医薬品組成物を提供する。
該組成物は、経口的使用に適当な形状、例えば錠剤、カプセル剤、水溶液もしくは油溶液または懸濁液もしくはエマルジョン;局所的使用に関しては、例えばクリーム、軟膏、ゲルまたは水溶液もしくは油溶液または懸濁液;経鼻的使用に関しては、吸い込み剤、点鼻スプレーまたは点鼻流;経膣的または経直腸的使用に関しては、坐剤;吸入による適用のためには、例えば微粉末、例えば乾燥粉末、微結晶形または液状のエアロゾル;舌下またはバッカル的使用に関しては、例えば錠剤またはカプセル剤;非経口使用に関しては(静脈内、皮下、筋肉内、血管内または注入を含む)、無菌の水溶液もしくは油溶液または懸濁液の形であってよい。一般に、前記の組成物を、慣用の方法で慣用の賦形剤を使用して製造することができる。ペプチド性のインヒビターに関しては非経口的組成物が有利である。
一回の用量形を製造するために1種以上の賦形剤と組み合わせる有効成分の量は、治療されるホストおよび特定の適用経路に依存して必然的に変化する。例えばヒトへの経口投与を意図する製剤は、一般に例えば有効成分0.5mg〜2gと配合して適当かつ有利な量の賦形剤を組成物の全質量に対して約5〜98質量%で変化させて含有している。用量単位形は一般に有効成分を約1mg〜約500mg含有する。
本発明の他の態様によれば、核タンパク質の核レセプター相互作用ドメインをマッピングするにあたり、相互作用ドメインまたは候補となる相互作用ドメインを同定するために本明細書中で定義されるような配列モチーフの存在に関して核タンパク質の配列を分析することを特徴とする方法を提供している。有利には更に分析はα−らせん性および/または表面接触性(surface accessibility)に関してそこで定義される任意の候補となる相互作用ドメインの分析を含んでいる。
本発明を詳細に説明するが、以下の実施例によって制限されるものではない。特に記載がなければ、温度は摂氏温度で表現し、ペプチド配列はN末端からC末端方向に示す。
図1a/1bはコアクチベーターから得られたLXXLLモチーフとERとの相互作用を示す。
図1a:RIP140、SRC1aおよびCBPタンパク質から得られたLXXLLモチーフと野生型もしくは変異型のERのLBDとの酵母2−ハイブリッド相互作用。DNA結合ドメイン(DBD)融合タンパク質中のLXXLLモチーフの配列を示した。DBD−LXXLLタンパク質を、それぞれが野生型のERもしくは転写的に欠失したER変異型のLBDに融合した酸性活性化ドメイン(AAD)からなるAAD−ERまたはAAD−ER変異型と一緒に発現させた。リポーター活性を10−7Mの17−β−エストラジオール(E2)の存在または不在下に測定し、β−ガラクトシダーゼ活性の単位として示した。図1a中の上から下までの配列は、それぞれSEQ ID NO:6〜23としてリストにしてある。
図1b:アミノ酸935〜943に位置するRIP140のLXXLLモチーフの突然変異によるADD−ERの結合の影響。保存されているロイシン残基を四角で囲い、変異残基は円で囲った。リポーター活性を10−7MのE2の存在(黒線)または不在(白線)下に測定した。図1b中の上から下までの配列は、それぞれSEQ ID NO:24〜32としてリストにしてある。
図2a/2b/2cは、LXXLLモチーフが試験管内でのSRC1とERのLBDとの結合および生体内でのSRC1のER活性を高める能力のために必要であると示している。
図2a:野生型SRC1タンパク質(SRC1a)および変異型SRC1タンパク質(SRC1a−M1234)を図解した。黒線は直線SRC1a配列中のLXXLL結合モチーフのおおよその位置を示し、かつ陰付の円は保存されているロイシン残基からアラニンへの置換によるLXXLL結合モチーフの変異を示している(方法参照)。10−6MのE2の存在(+)または不在(−)下での野生型SRC1aまたは変異型SRC1a−M1234とグルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)単独との結合、SRC1aまたはSRC1a−M1234とERのリガンド結合ドメイン(アミノ酸313〜599)との結合(GST−AF2)、SRC1aまたはSRC1a−M1234とCBPのSRC1結合ドメイン(アミノ酸2058〜2163)との結合(GST−CBP)。[35S]−標識した野生型および変異型SRC1タンパク質の投入量の10%によって得られたシグナルを示した。
図2b:ペプチドP−1(SEQ ID NO:2)およびP−2(SEQ ID NO:72)の量を増加させた場合のリガンドの存在下における野生型のSRC1aとGST−AF2との結合に対して競合する能力を示している。P−1およびP−2ペプチドの配列は図2bの下部に示し、保存されているロイシンとアラニン置換を四角で囲った。
図2c:変異型のSRC1eM123でない野生型は一過性に感染させたHela細胞中のリポーター遺伝子2ERE−pS2−CATのERによる活性化を増強する。リポーター活性を、リガンド(10−8MのE2)の不在(白の棒)または存在(黒の棒)下に生育した感染細胞の抽出物から得た。感染で使用したER、SRC野生型およびSRC変異型の発現プラスミドの量をグラフの下部に示した。示されている活性は2つの値の平均である。
図3a/3bおよび図4は、LXXLL配列がNRのLBDを結合するタンパク質中の配列モチーフであることを示している。
図3a:列記したLXXLLモチーフ配列はヒトのRIP14010、ヒトのSRC1a、マウスのTIF26、マウスのCBP23,24、p30033、マウスのTIF111およびヒトのTRIPタンパク質12中に存在する。保存されているロイシンは四角で囲い、それぞれのモチーフに関してアミノ酸番号をつけた。図3Aに記載した上から下までの配列は、それぞれSEQ ID NO:33〜61としてリストにしてある。
図3b:NRを結合するタンパク質の配列中のLXXLLモチーフ(黒い棒)の存在頻度の図解。公知のNR結合部位のアミノ酸の範囲も示した。
図4:列記したLXXLLモチーフの配列はCBP、P300、p/CIP、ARA70およびTRIP230中に存在する。保存されているロイシンは四角で囲い、アミノ酸番号を各モチーフに関して示した。図4に記載した上から下までの配列はそれぞれSEQ ID NO:62〜71としてリストにしてある。
図5は、適切な形態のLXXLL配列モチーフがSRC−1aとERα、ERβおよびGRのLBDとの相互作用の強度に影響することを示す。
図5a:ERαのLBDはSRC−1aの4個の配列モチーフに結合し、その際、酵母2−ハイブリッドアッセイにおいて異なる親和性を有した(SRC−1aモチーフ1〜4=SEQ ID NO:73〜76)。順序(親和性の高い順)は、SRC−1aモチーフ2>SRC−1aモチーフ4>SRC−1aモチーフ1>SRC−1aモチーフ3である。
図5b:ERβのLBDはSRC−1aの配列モチーフに結合し、その際、ERαと同様の相対親和性を有する。順序(親和性の高い順)は、SRC−1aモチーフ2>SRC−1aモチーフ4>SRC−1aモチーフ1>SRC−1aモチーフ3である。
図5c:GRのLBDはSRC−1の配列モチーフに異なる親和性で結合し、親和性の順位はERαおよびERβの場合と異なる。順序(親和性の高い順)は、SRC−1aモチーフ4>SRC−1aモチーフ1=SRC−1aモチーフ2=SRC−1aモチーフ3である。
図5においては、y軸単位は相対的なβ−グルコシダーゼ活性を示している。図5においてx軸のモチーフ番号は、実際に使用した配列の一部分だけを示しており、配列は以下のものである:627〜640、684〜696、743〜755および1428〜1441。
以下の略語を使用した。
Figure 0004206420
標準的なアミノ酸の略語を使用している。
アラニン Ala A
アルギニン Arg R
アスパラギン Asn N
アスパラギン酸 Asp D
システイン Cys C
グルタミン酸 Glu E
グルタミン Gln Q
グリシン Gly G
ヒスチジン His H
イソロイシン Ile I
ロイシン Leu L
リジン Lys K
メチオニン Met M
フェニルアラニン Phe F
プロリン Pro P
セリン Ser S
トレオニン Thr T
トリプトファン Trp W
チロシン Tyr Y
バリン Val V
任意のアミノ酸 Xaa X
点突然変異を以下のように示す:天然アミノ酸(1単語の用語を使用する)、位置、新しいアミノ酸。例えば"L636A"は、位置636番目のロイシン(L)がアラニン(A)に変わったことを示す。多数の突然変異は、大括弧間に示す。
例1
核レセプターと核タンパク質間の相互作用部位のマッピング
140kDaのレセプター相互作用タンパク質(RIP140)が直接、該タンパク質のN−末端およびC−末端に位置する少なくとも2個の特異的部位によってNRに結合することは以前に立証されている21。これらの相互作用部位をより詳細にマッピングするために、2ハイブリッド系でのNRとの相互作用のためにフレーム内で異種のDBDと融合された一連の20種の異なるRIP140コーディング配列のPCR合成断片を試験した。異なる構成がRIP140配列の1158アミノ酸全体に及ぶが、2個を除く全てはERとのリガンド依存性相互作用を示し、その際、重複していない5種のRIP140配列を含む。最短の相互作用断片の比較によって、全ての相互作用断片に共通の短いモチーフ(LXXLL)を同定した。合計でRIP140配列中に該モチーフが9種類同定されたが、該モチーフは本明細書の試験において結合活性を有さない断片には存在しない。
これらの短い断片がNRに結合するのに十分であるかどうかを決定するために、9種のそれぞれのLXXLLモチーフの1種類を導入している8〜10個のアミノ酸に融合させたDBDからなる一連のタンパク質を構成した。図1aに示されるように、RIP140中に存在する9種のそれぞれのモチーフは、ERのLBDと強いリガンド依存性相互作用を示すが、DBD単独では結合能力を示さない(RIP140に関して列記した10個のモチーフの結合能力を示す、10番目は9番目の繰り返しである)。RARのLBDを使用して比較可能な結果が得られた(データは示していない)。H12中の疎水性残基の突然変異はAF2活性を無くし、RIP14010、TIF111、TIF26、SUG113およびSRC1のリクルートを妨げる。同様にER中のH12のM543およびL544残基の突然変異は、全ての9種のLXXLLモチーフとERとのリガンド依存性相互作用を無くした(図1a)。これらの結果を共に考慮して、8個程度のアミノ酸からなる短い保存されたモチーフが転写活性NRに結合するために十分であると結論づけている。このような比較的小さなモチーフが2個の比較的大きな分子間の相互作用に影響を与えうるということを見出したことはこの分野においては前例がない。
Phdプログラム22を使用する第2構造分析によって、RIP140中の該モチーフの9種それぞれが通常α−ヘリックスであると予想される領域内に存在することが判明し、その際保存されているロイシンが疎水性表面を形成する。
例2
配列モチーフの突然変異による分析
機能的相互作用を観察するために必要な配列の制約を決定するために、1種のRIP140モチーフ(アミノ酸935〜945;図1b)の部分突然変異による分析を実施した。ウエスタンブロット分析は野生型および変異型の融合タンパク質(データは示してない)の発現において大きな変化を示さないが、バリン935からアラニンへの突然変異は、リガンドの存在下でリポーター活性の約10倍の低下を惹起し、その際、RIP140中の9種のLXXLLモチーフの7種において第1のアミノ酸が疎水性であるとの観察と組み合わせて、この部位においては疎水性残基が有利であると示される。顕著には、3個の保存されているロイシン残基L936、L939またはL940の任意の1個のアラニンへの突然変異は、ERのLBDへの結合(図1b)およびRAR(データ示さず)のLBDへの結合の完全な低下を引き起こし、その際、NRとの相互作用を媒介するために重要であると強調される。反対に、L941(このモチーフ間で保存されていない;図3a参照)のアラニンへの突然変異は、この配列のERのLBDに結合する能力に影響を与えない。保存されているロイシン残基とバリンとの置換はL936では許容されるが、L939またはL940では許容されず、その際、疎水的性質だけではERとの相互作用を維持するのに十分でないと示している(図1b)。アミノ酸K937、Q938、S942およびE943においては、これらが同定したモチーフ中に保存されないような突然変異誘発は実施されない(図3a参照)。
例3
核タンパク質中の配列モチーフの分析
リガンド依存性転写活性を誘導するステロイドレセプターのコアクチベーターSRC1は、元来196アミノ酸のC−末端3によってプロゲステロンレセプターと相互作用することができるタンパク質をコードする部分cDNAとして同定された。8種のほとんどのC−末端アミノ酸はLXXLLコンセンサスを有し、まさにこの配列(DBD−SRC1a 1434〜1441)がERへの強いリガンド誘起性結合を示すが、ERのH12変異型(図1a)に対しては示さないと記載した。その後の研究によって、マウスからの全長SRC1(SRC1a)(1459アミノ酸)4,5およびヒト組織からのSPC1(1441アミノ酸)が同定されている。マウスおよびヒトのSRC1aタンパク質の両者は多数のNRと相互作用し、残基569〜7895および570〜780間にそれぞれ付加的な相互作用領域を有している。3種のLXXLLモチーフがヒトSRC1aの中心相互作用ドメイン中で同定され(図3aおよび図3b参照)、これらそれぞれは2−ハイブリッドアッセイにおいてER(図1a)およびRAR(データ示さず)の両者にリガンド依存性結合を示すが、ERのH12変異型にはリガンド依存性結合を示さない。興味のあることに、SRC1aの中心ドメイン中の3個のモチーフの配列および相対位置は関連のコアクチベータータンパク質である転写介在因子2(Transcripional Intermediary Factor 2)(TIF2)(図3a+b)に保存されており、NR6に結合すると知られているTIFの領域に一致する。しかしながら、SRC1aと異なって、TIF2はそのC−末端において欠失がある。更に、SRC1はLXXLLコンセンサスに相応する3個の他の配列を有すると記載した。残基45〜53におけるモチーフはPhdプログラムによってα−ヘリックスであると予想され、かつこれらはSRC1a5における基本的なヘリックス−ループ−ヘリックスドメイン内に存在するが、これらは酵母2−ハイブリッドアッセイにおいてはリガンド結合ER(図1a)またはRAR(示さず)と非常に弱い相互作用(6倍)を示すだけである。これはSRC1のN−末端に関連する強いNR−活性の不在が観察されることに一致する。残基111〜118および912〜920の両者中の他の2種のモチーフはプロリン残基を有し、Phdプログラムによってα−ヘリックス構造が認められそうもない。確かに、これらの配列は本発明の結合アッセイ(図1a)においてはNRとの検出可能な相互作用は示さず、このことはLXXLL配列のNRに対する結合のために適当な第2構造に関する選択を示唆している。
最近の報告では、元来CREB23,24に関するコアクチベーターとして同定されたCBP/p300タンパク質は、NR4,5,8,9を含む多数の転写因子に関するコアクチベーターであり、これらは幾つかのシグナル伝達経路のインテグレーターとしてはたらくこともある4。CBPはそのN−末端の101個のアミノ酸4を介して直接NRに特異的に結合することを示し、その際残基356〜4958間にRXR特異的結合部位を有する。我々の分析は、CBP配列がp300配列(アミノ酸80〜90および341〜351:図3a)中に保存されている位置68〜78および356〜364内の複数種のLXXLLモチーフが存在する。確かに、2−ハイブリッド系で試験する際に、CBPのN−末端(アミノ酸1〜101;データを示した)およびCPB配列の残基68〜75のLXXLLモチーフ(図1a)はERにリガンド依存性結合を示すが、転写的に不完全なER変異型にはリガンド依存性結合を示さない(図1a)。
例4
NRへのコアクチベータータンパク質の結合は配列モチーフに依存する。
NRへのコアクチベータータンパク質の結合がLXXLLモチーフに依存することを証明するために、SRC1aにおいて残基[L636A、L637A、L693A、L694A、L752A、L753A、L1438A、L1439A]の保存されているロイシン対でアラニン置換基を導入し、このように効果的に、4つの機能的結合モチーフが全て無効である変異型タンパク質(SRC1a−M1234)を作成した。次いで、試験管内で翻訳したSRC1aおよびSRC1a−M1234のグルタチオン−S−トランスフェラーゼと融合したマウスのエストロゲンレセプター(GST−AF2)のリガンド結合ドメインに結合する能力をGSTプルダウン試験(GST pulldown experiment)において比較した(Maniatis et al., (1982)Molecular Cloning.A Laboratory Manual.Cold Spring Harbour Laboratory, Cold Spring Harbour, New York.)。図2aに示されるように、野生型SRC1aタンパク質はGST−AF2にリガンド依存性結合を示すが、SRC1a−M1234はリガンドの存在または不在においてもGST−AF2に結合できない。突然変異がSRC1a−M1234の大部分の構造的崩壊を誘導しないことを確認するために、試験管内で翻訳したタンパク質が、SRC1結合ドメイン4として前記に定義したCBPのアミノ酸2058〜2163と相互作用する能力を比較した。両方のタンパク質は、GST−CBP(図2a)への強い結合を維持しており、その際SRC1のファンクションは野生型および変異型タンパク質の両者においてインタクトであることを示している。更に、野生型SRC1aとGST−AF2との結合がSRC1a(図2b)のC−末端のモチーフに相応の短いペプチド(P1)の濃度増加によって競合することを示している。反対に、LXXLLモチーフが突然変異した類似のペプチド(P2)またはLXXLLモチーフに関連していないペプチド(図示せず)は、SRC1aとGST−AF2との結合を競合しなかった(図2b)。
最終的に、LXXLLモチーフが生体内でのSRC1のファンクションのために必要であることを証明するために、野生型SRC1および変異型タンパク質の能力を比較し、その際全てのLXXLLモチーフは一過性トランスフェクション実験においてマウスのERの活性を高めることは不可能であった。図2cに示されるように、野生型SRC1は濃度に依存してERの活性を高めた。反対に、ERに結合できないSRC変異型(図2a)は誘起作用を有さないが、最も高い濃度の50%以下でER活性が低下した。変異型SRC1の前記の明らかな顕著なネガティブな特性は恐らくNRと相互作用せずにCBPとの相互作用を維持する能力のためである(図2a)。この結果は、NRとCBP間の相互作用がSRC1a変異型タンパク質とNRとの結合不可能性を補うのに不十分であると我々のデータが示唆するように、SRC1とCBP/p300とが生体内では複合体として存在し9、少なくともこれらの条件下ではCBPもNR結合活性4,8を有しているという新しい事実を立証するために興味のあることである。NRが独立または複合体として機能してp160およびp300タンパク質を同時に結合するかどうかを測定すべきである。
NRに結合することが知られている他のタンパク質の配列の調査により、1種以上のLXXLLモチーフを有する配列が示された。TIF1は、NR11,25との相互作用のために必要であると知られている最少限の領域内に1つのモチーフ(残基722〜732)を有している。TR相互作用タンパク質12に関しての2−ハイブリッドスクリーニングで単離した欠けたタンパク質TRIP2〜5、TRIP8およびTRIP9は、それぞれLXXLLモチーフを少なくとも1種有しているが(図3a)、該モチーフはTRとの相互作用がリガンド依存性であるTRIPには存在しない。これらの配列のセレクションを図3aに列記し、一方図3bはRIP140、SRC1a、TIF1、TIF2、CBPおよびp300の配列中の該モチーフの出現率およびこれらのタンパク質中の公知のレセプター相互作用ドメインの範囲を示している。興味のあることに、モチーフは他の幾つかのタンパク質においても同定され、そのためAra7026、SW1327およびNFκ−BのRelA(p65)サブユニットを含むNR28との相互作用の事実が存在するが、これらのタンパク質中のレセプター相互作用ドメインはマッピングされていない。LXXLLモチーフを有する他のタンパク質とNRとの結合能力は非細胞性の局在(subcellular localisation)ならびに該モチーフのα−ヘリックス性および表面接触性に依存している。保存されているロイシン残基はモチーフの機能のために必須であることが明らかであると同時に、他のアミノ酸もSRC1/TIF2またはCBP/p300における同等のモチーフの配列の保存度を与えるために重要である。
多数のNR結合タンパク質が多種のLXXLLモチーフを有するので、このことがNRのホモダイマーおよびヘテロダイマーの個々のパートナーの同時の接触を容易にするか、または異なるレスポンスエレメントとのNRの結合によってもたらされる立体構造変化に対応する選択的な相互作用表面を提供するのに役立つかが立証すべきことである。コアクチベーター、例えばSRC1およびCBP中のLXXLLモチーフの系統的な突然変異は、異なるシグナル変換経路間のクロストーク(crosstalk)または相乗作用を分断することを可能にし、これによりコアクチベーターおよびインテグレーターとしてのその指定された役割の良好な理解を提供する。
例5
2−ハイブリッド相互作用アッセイ
全ての2−ハイブリッドアッセイのために使用される酵母リポーター株は、3種のエストロゲンレスポンスエレメント(ERE)29によって作動するlacZリポーター遺伝子を有するプラスミドpRLΔ21−U3EREを有するW303−1B(HMLαMATα
HMRahis3−11、15 trp1−1 ade2−1 can1−100 leu2−3、11、ura3)である。ヒトのERのDNA結合ドメイン(DBD)およびVP16酸性活性化ドメイン(AAD)をそれぞれ発現30するプラスミドpBL1およびpASV3を、2−ハイブリッド相互作用分析のためにDBDまたはAAD融合タンパク質を産生させるために使用した。DBD−LXXLLモチーフ融合タンパク質を、pBL1ベクター中へのアニーリングしたリン酸化オリゴヌクレオチドのライゲーションによって産出した。AAD−ERをヒトのERのアミノ酸282〜595をコードするPCRフラグメントをpASV3にクローニングすることによって構築した。AAD−ER変異型は通常の方法で、但しアミノ酸M543およびL544またはERを組み換えPCR(recombinant PCR)によってアラニンに変異させて構築した。全ての融合構成物を完全に配列決定した。所望のプラスミドを有している組換体を適当なプラスミドマーカーに関する選択によって得、10−7Mの17−β−エストラジオール(E2)の存在または不在において選択培地(1%グルコースならびに適当なサプリメントを含有するイースト窒素ベース)15ml中で後期の対数期まで生育した。
イースト細胞不含の抽出物中でのDBD−およびAAD−融合タンパク質の発現を、ヒトERを認識するモノクローナル抗体(P.Chambon,Strasbourgから寄贈)を使用する免疫検出法によって検査した。該抗体はヒトER中のLDBの"F"領域およびDBD融合タンパク質30のN−末端での"F"領域タグも認識する。等量のタンパク質をポリアクリルアミドゲル上で電気泳動し、ニトロセルロースにトランスファーしてウエスタンブロッティングをした。ガラスビーズ法による細胞不含抽出物の製造および該抽出物中のβ−ガラクトシダーゼ活性の測定を以前に記載されているように実施した29。2−ハイブリッド試験を数回繰り返し、1aおよび1b図に示したデータは一回の代表的な実験において測定されたリポーター活性を示す。β−ガラクトシダーゼ活性はナノモル/分/μgタンパク質として表した。
例6
試験管内の結合およびペプチド阻害アッセイ
GST−AF2はグルタチオン−S−トランスフェラーゼと融合したマウスのER(アミノ酸313〜599)のリガンド結合ドメインからなり、以前から記載されている31。GST−CBPは、CBPのSRC1結合ドメインと融合したGSTからなり、マウスのCBPの残基2058〜2163をコードするPCR断片をベクターpGEX2TK(ファルマシア)にクローニングすることによって構築した。ヒトのSRC1aおよびSRC1eのcDNAをヒトのB細胞のcDNAライブラリーから単離し、発現ベクターpSG5の改変型にクローニングした。SRC1aM1234およびSRC1eM123を組み換えPCRによって構築し、突然変異[L636A、L637A、L693A、L694A、L752A、L753A、L1438A、L1439A]または[L636A、L637A、L693A、L694A、L752A、L753A]をそれぞれ導入した。全てのSRC1構成物を完全に配列決定した。GST−SEPHAROSETMビーズに細菌細胞不含の抽出物から調製したGST単独またはGST融合タンパク質を負荷させた。[35S]標識したSRC1タンパク質を生体内翻訳によって産生し、以前に記載されているように10−6Mのエストラジオール(E2)の存在または不在下にGSTタンパク質との相互作用に関して試験した。結合は3時間、4℃で緩慢に撹拌しながらプロテアーゼインヒビターを含有するNETN緩衝液(100mMのNaCl、1mMのEDTA、0.5%のNP−40、20mMのトリス塩酸、pH8.0)中で最終容量1mlで実施した。ペプチドP−1およびP−2を水中に濃度4mg/mlで溶解させ、かつGST結合反応に添加してから直ちにリガンドを添加した。競合試験で添加したペプチドの増加量は2.5、5、12.5および25μMに一致する。
類似の方法論を使用して、ペプチドKLVQLLTTT(SEQ ID NO:3)、ILHRLLQE(SEQ ID NO:4)およびLLQQLLTE(SEQ ID NO:5)がインヒビターであると示すことができる。
例7
一過性リポーターアッセイ
Hela細胞を、リポーター2ERE−pS2−CAT321μg、β−ガラクトシダーゼ発現プラスミド(内部コントロール)150ng、ER発現プラスミド10ngならびにSRC1発現プラスミドまたは空のベクター50ngもしくは200ngを全く同様に24ウェルプレートの1ウェルあたりに使用して形質移入させた。形質移入した細胞をフェノールレッド不含でありかつ10%の活性炭処理したFBSを含有するダルベッコ改変イーグル培地中で一晩インキュベートし、新しい培地で洗浄してからリガンド(10−8E2)またはビヒクル(vehicle)を添加した。40時間後に細胞を回収し、抽出物をCATおよびβ−ガラクトシダーゼ活性に関して分析した14,21。β−ガラクトシダーゼ活性を形質移入効率の差異に関する調整に使用した。
例8
医薬品組成物
以下にペプチドインヒビターを含有する代表的な医薬品剤形を示す、かつこれらは治療のために使用することができる。
注射可能の溶液
ペプチドP−1 5.0mg
酢酸ナトリウム三水和物 6.8mg
塩化ナトリウム 7.2mg
Tween20 0.05mg
を溶液1mlあたりに含有する注射用の無菌水溶液。
成人のためのペプチドの典型的用量は30mgである。
例9
コアクチベーターの配列モチーフとNRとの相互作用の強度は正確なモチーフ配列に依存して変化する。
ERαのLBDと他のLXXLLモチーフ融合タンパク質の範囲との間の相互作用により、異なるリポーター遺伝子活性が得られることは明らかであり、その際、ERαのLBDは異なる親和性を有するLXXLLモチーフと相互作用し(例5参照)、従ってこれらの相互作用の強度はより詳細に調査される。SRC−1aのモチーフをそのグルココルチコイドレセプターおよびエストロゲンレセプターのイソ型αおよびβとの相対的な相互作用の特異性に関して酵母2−ハイブリッドアッセイにおいて試験した。
SRC−1aモチーフ1〜4(SEQ ID NO:73〜76)をLexAのDNA結合ドメインとの融合タンパク質として発現させた。モチーフの融合タンパク質をLexAのDBDベクターYCp14−ADH−LexAを作動させるADHプロモーター中に、アニーリングしたオリゴヌクレオチドペアのフレーム内でのライゲーションによって産生した。YCp14ADH1−LexAはプラスミドであり、これからLexAをS.cerevisiaeのADH1プロモーターのコントロール下に発現させた。このベクターの基はプラスミドRS314(Sikorski and Hieter, 1989)である。このベクターのポリリンカー中のSacIおよびKpnI制限酵素部位の間に、S.cerevisiaeのADH1遺伝子のプロモーター、E.coliのLexA遺伝子のコーディング領域ならびにS.cerevisiaeのADH1遺伝子の転写終結領域を有する発現カセットを付帯させた。ADH1のプロモーター領域はプラスミドpADNS(Colicelli et al, 1989)からの1.4kbのBamHI−HindIII断片からなる。HindIII部位の後にE.coliのLexAのコーディング領域(アミノ酸1〜202)がある(Horii et al, 1981;Miki et al, 1981;Markham et al,1981)。E.coliのLexA断片はプラスミドpBXL1(Martin et al, 1990)からHindIII−PstI断片として得られる。この配列はGenbankのエントリーg146607のヌクレオチド95−710に一致する。以下の配列はポリリンカーをコードする領域である(SEQ ID NO:77)。
GAATTCCTGCAGCCCGGGGTCGACACTAGTTAACTAGCGGCCGC
このポリリンカーはLexAのカルボキシ末端にアミノ酸EFLQPGVDTS(SEQ ID NO:80)を付加する。このリンカーの末端にあるNotI部位はS.cerevisiaeのADH1遺伝子の転写終結因子領域を含むDNA断片に結合する。この断片はプラスミドpADNS(Colicelli et al, 1989)からの0.6kbのNotI−BamHIである。
NRのLBDをGal4の転写的ADとの融合として発現する。LBD融合はLBDと相応のアミノ酸をコードするPCR断片をYCp15Gal1−11にクローニングすることによって構築した。YCp15Gal1−r11はプラスミドであり、これからS.cerevisiaeのGal4タンパク質の活性化領域の融合はS.cerevisiaeのGAL1プロモーターのコントロール下に発現することができる。このベクターの基はプラスミドRS315(Sikorski and Hieter, 1989)である。このベクターのポリリンカー中のSacIおよびKpnI制限酵素部位間に、S.cerevisiaeのGAL1遺伝子のプロモーター、融合タンパク質のコーディング領域ならびにS.cerevisiaeのADH1遺伝子の転写終結部位を有する発現カセットを付帯させた。GAL1プロモーター(Johnson and Davis, 1984;Yocum et al, 1984;West et al, 1984)は、S.cerevisiaeのゲノム断片のポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による増幅によって得られた。この断片はGenbankデータベースのエントリーg171546のヌクレオチド177〜809に相当する。これに引き続き配列
AAGCTTCCACCATGGTGCCAAAGAAGAAACGTAAAGTT(SEQ ID NO:78)がある。
この配列は翻訳開始コドンおよびアミノ酸MVPKKKRKV(SEQ ID NO:81)をコードする配列を提供する。このペプチドの最後の7残基は、SV40T抗原中の核局在シグナル(nuclear localisation signal)として同定される領域(Genbankのエントリーg310678のアミノ酸126−132;Fiers et al, 1978;Reddy et al, 1978)に相当する。この領域は、MaおよびPtashne(1987)によって記載されるようなGal4の領域II転写活性化ドメイン(region II transcription activation domain)(アミノ酸768〜881)をコードする配列に結合している。該配列は、酵母の発現ベクターpMA236(Ma and Ptashne, 1987)の哺乳類用であるプラスミドpBXGalII(P.Broad unpublished)からPCRによって単離し、これはGenbankのエントリーg171557のヌクレオチド2744〜3085に相当する(Laughon and Gesteland(1984))。この配列に引き続きポリリンカー
TCTAGACTGCAGACTAGTAGATCTCCCGGGGCGGCCGC(SEQ ID NO:79)がある。
全ての融合構成物を完全に配列決定した。ベクターYCp14−ADH−lexAおよびYCp15Gal1−r11は酵母(ARS−CEN)中で単一コピーのプラスミドとして複製し、それぞれTRP1およびLEUマーカーを有する。
S.cerevisiae株MEY132(M.Egerton, Zeneca Pharmaceuticals, unpublished, genotype(Mata leu2-3, 112 ura3-52 trp1 his4 rme1)をホストの株として使用した。E.coliのlacZ(β−ガラクトシダーゼ)遺伝子からなる、lexAタンパク質の結合部位を2個有するプロモーターのコントロール下のリポーター遺伝子をこの株のura3座で組み込んだ。リポーター遺伝子プラスミドJP159−lexREを基にしたプラスミドJP159を使用して構築した(J.Pearlberg, Ph.D.Thesis(1994)Harvard University)。これはS.cerevisiaeのURA3をマーカーとして有するシャトルベクターである。該プラスミドは、TATAボックスならびにS.cerevisiaeのGALプロモーターからの転写開始部位を有する最少限のプロモーターのコントロール下のE.coliのβ−ガラクトシダーゼ遺伝子を有している(Dixon et al 1997)。このプロモーターの上流はGAL11遺伝子からのターミネーターである。このプラスミド中のXbaIおよびSalI部位の間で、35ヌクレオチド配列がコリシンE1遺伝子のプロモーター中のLexAタンパク質のための天然に存在する結合部位に相当する((Ebina et al, 1983)該配列はGenbankのエントリーg144345の残基20〜54に相当する)。この配列は2つのLexAオペレーターを有しており、従って2lexと呼称する。このリポータープラスミドをURA3遺伝子内で直鎖状にし、MEY132のura3座中に組み込み、酵母株MEY132−lexREを得た。
2−ハイブリッド融合構成物を有する形質転換体を20mlの選択培地(2%グルコースおよび適当なサプリメント)中で後期の対数期まで生育した。次いでこれらをリガンドの存在または不在下に2%のガラクトース含有培地に希釈した。コントロールとして、各LBD融合をコアクチベーターのモチーフを欠失しているLexAのDBDと一緒に発現させ、同様に各モチーフLexADBD融合をNRのLBDを欠失しているGal4ADと一緒に発現させた。DBD融合タンパク質の相対的な発現レベルをLexAを認識するモノクローナル抗体を使用して免疫検出法によって測定した。
SRC−1aの4個のモチーフに関するエストロゲンレセプターイソ型αおよびβの相対的な相互作用の特異性は以下のように順位付けされる:2>4>1>3(図5参照)。グルココルチコイドレセプター特異性は以下の通りである:4>1=2=3。
本願の実施例において使用される酵母2−ハイブリッド系は単一コピーの組み込まれたリポーター遺伝子構成物を使用する。これは異なるSRC1aモチーフを有する異なる酵母株間での量的な比較を可能にする。図5に示されるデータは、モチーフ3(SRC1a、748〜753)がこの系を使用してERと非常に弱く相互作用することを示唆している。しかしながら、エストラジオールへのより長期の暴露(示していない)により著しい相互作用が表される。本明細書中の図1Aはモチーフ3とERとの相互作用を明白に示しているが、この相互作用は他のモチーフに見られる相互作用よりも極めて弱いことを示している。この点に関する図5および1A間のいずれの差異も実験方法の特徴によって説明できる。例えば図5のデータを得るために使用されるベクターは低コピー数ベクター(セントロメア含有)であるが、一方図1Aのデータを得るために使用されるベクターは多コピーベクター(2ミクロン)である。
参考文献
Figure 0004206420
Figure 0004206420
Figure 0004206420
配列表
(1)一般的情報:
(i)出願人:
(A)名称:インペリアル キャンサー リサーチ テクノロジー リミテッド
(B)町:サルディニアハウス、サルディニアストリート
(C)市:ロンドン
(D)州:イギリス
(E)国:英国
(F)郵便コード:WC2A 3NL
(G)電話:0171 242 1136
(H)テレファックス:0171 831 4991
(ii)発明の名称:核タンパク質/核レセプターの相互作用のインヒビター
(iii)配列の数:79
(iv)コンピューター読み取り可能形:
(A)媒体型:フロッピーディスク
(B)コンピューター:IBM PC コンパチブル
(C)オペレーティングシステム:PC−DOS/MS−DOS
(D)ソフトウェア:パテント イン リリース #1.0、バージョン #1.30(EPO)
(vi)優先権データ
(A)出願番号:GB9708676.3
(B)優先日:1997年4月30日
(2)SEQ ID NO:1に関する情報:
(i)配列特徴:
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(ii)配列の種類:ペプチド
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(i)配列特徴:
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(2)SEQ ID NO:4に関する情報:
(i)配列特徴:
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(ii)配列の種類:ペプチド
(xi)配列:SEQ ID NO:4:
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(2)SEQ ID NO:5に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:8アミノ酸
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(2)SEQ ID NO:17に関する情報:
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(2)SEQ ID NO:34に関する情報:
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(2)SEQ ID NO:36に関する情報:
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(2)SEQ ID NO:43に関する情報:
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(2)SEQ ID NO:44に関する情報:
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(ii)配列の種類:ペプチド
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(2)SEQ ID NO:45に関する情報:
(i)配列特徴:
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(2)SEQ ID NO:46に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:11アミノ酸
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(ii)配列の種類:ペプチド
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(2)SEQ ID NO:47に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:11アミノ酸
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(ii)配列の種類:ペプチド
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(2)SEQ ID NO:48に関する情報:
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(A)長さ:11アミノ酸
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(ii)配列の種類:ペプチド
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(2)SEQ ID NO:49に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:11アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖の数:一本鎖
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(ii)配列の種類:ペプチド
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(2)SEQ ID NO:50に関する情報:
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(2)SEQ ID NO:51に関する情報:
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(A)長さ:11アミノ酸
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(2)SEQ ID NO:52に関する情報:
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(A)長さ:11アミノ酸
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(ii)配列の種類:ペプチド
(xi)配列:SEQ ID NO:52:
Figure 0004206420
(2)SEQ ID NO:53に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:11アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:ペプチド
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Figure 0004206420
(2)SEQ ID NO:54に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:11アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:ペプチド
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Figure 0004206420
(2)SEQ ID NO:55に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:11アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:ペプチド
(xi)配列:SEQ ID NO:55:
Figure 0004206420
(2)SEQ ID NO:56に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:11アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖の数:一本鎖
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(2)SEQ ID NO:57に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:11アミノ酸
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(i)配列特徴:
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(ii)配列の種類:ペプチド
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(ii)配列の種類:ペプチド
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Figure 0004206420
(2)SEQ ID NO:61に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:11アミノ酸
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(2)SEQ ID NO:66に関する情報:
(i)配列特徴:
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(2)SEQ ID NO:67に関する情報:
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(2)SEQ ID NO:71に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:8アミノ酸
(B)型:アミノ酸
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(A)長さ:14アミノ酸
(B)型:アミノ酸
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(2)SEQ ID NO:74に関する情報:
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(A)長さ:13アミノ酸
(B)型:アミノ酸
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(2)SEQ ID NO:75に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:13アミノ酸
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(ii)配列の種類:ペプチド
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Figure 0004206420
(2)SEQ ID NO:76に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:14アミノ酸
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(2)SEQ ID NO:77に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:44塩基対
(B)型:核酸
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(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:他の核酸
(xi)配列:SEQ ID NO:77:
Figure 0004206420
(2)SEQ ID NO:78に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:38塩基対
(B)型:核酸
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Figure 0004206420
(2)SEQ ID NO:79に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:38塩基対
(B)型:核酸
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(ii)配列の種類:他の核酸
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Figure 0004206420
(2)SEQ ID NO:80に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:10アミノ酸
(B)型:アミノ酸
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Figure 0004206420
(2)SEQ ID NO:81に関する情報:
(i)配列特徴:
(A)長さ:9アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:ペプチド
(xi)配列:SEQ ID NO:81:
Figure 0004206420
図1Aは、RIP140、SRC1aおよびCBPタンパク質から得られたLXXLLモチーフと野生型もしくは変異型のERのLBDとの酵母2−ハイブリッド相互作用を図解した 図1Bは、アミノ酸935〜943に位置するRIP140のLXXLLモチーフの突然変異によるADD−ERの結合の影響を図解した 図2Aは、野生型SRC1タンパク質(SRC1a)および変異型SRC1タンパク質(SRC1a−M1234)を図解した 図2Bは、ペプチドP−1(SEQ ID NO:2)およびP−2(SEQ ID NO:72)の量を増加させた場合のリガンドの存在下における野生型のSRC1aとGST−AF2との結合に対して競合する能力を図解した 図2Cは、変異型のSRC1eM123でない野生型は一過性に感染させたHela細胞中のリポーター遺伝子2ERE−pS2−CATのERによる活性化を増強することを図解した 図3Aは、列記したLXXLLモチーフ配列がヒトのRIP140、ヒトのSRC1a、マウスのTIF2、マウスのCBP、p300、マウスのTIF1およびヒトのTRIPタンパク質中に存在することを図解した 図3Bは、NRを結合するタンパク質の配列中のLXXLLモチーフ(黒い棒)の存在頻度を図解した 図4は、列記したLXXLLモチーフの配列がCBP、P300、p/CIP、ARA70およびTRIP230中に存在することを図解した 図5は、適切な形態のLXXLL配列モチーフがSRC−1aとERα、ERβおよびGRのLBDとの相互作用の強度に影響することを図解した

Claims (12)

  1. a)核タンパク質の配列モチーフである第1の領域および
    b)前記の配列モチーフに結合することにより核タンパク質との相互作用を可能にする核レセプターの一部である第2の領域間の相互作用を低下させることを可能にするインヒビター化合物を同定する方法において、
    核タンパク質は遺伝子発現の制御に関係するリガンド結合核レセプターおよび転写開始複合体間の相互作用の役割を担う架橋因子であり、
    核レセプターは転写因子であり、
    配列モチーフは標的遺伝子の活性化または抑制のプロセスの一部としてリガンド結合核レセプターに結合する核タンパク質の重要な構造要素である短いアミノ酸配列であり、かつ配列モチーフはB 1 XXLL(式中B 1 は任意の天然疎水性アミノ酸であり、Lはロイシンであり、かつXは独立に任意の天然アミノ酸である)であり、その際
    i)候補となるインヒビター化合物、
    ii)リガンド結合核レセプターまたはこの請求項中の前記のb)で定義した第2の領域を有するその断片、
    iii)核タンパク質の配列モチーフを有する断片を使用し、かつ
    iv)ii)およびiii)間の相互作用の阻害の存在または不在を検出することを特徴とする、インヒビター化合物の同定方法。
  2. 1 はロイシンまたはバリンである請求項記載の方法。
  3. 1はロイシンである請求項記載の方法。
  4. 配列モチーフが更にB21XXLL(式中、B2は疎水性アミノ酸である)である請求項からまでのいずれか1項記載の方法。
  5. 2はイソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、チロシンおよびバリンからなる群から選択される請求項記載の方法。
  6. 核タンパク質はコアクチベーターである請求項1からまでのいずれか1項記載の方法。
  7. コアクチベーターはRIP140、SRC−1、TIF2、CBP、p300、TIF1、Trip1、Trip2、Trip3、Trip4、Trip5、Trip8、Trip9、p/CIP、ARA70およびTrip230からなる群から選択される請求項記載の方法。
  8. 転写因子はステロイドホルモンレセプターである請求項1からまでのいずれか1項記載の方法。
  9. ステロイドホルモンレセプターはエストロゲンレセプター、プロゲステロンレセプター、アンドロゲンレセプターおよびグルココルチコイドレセプターからなる群から選択される請求項記載の方法。
  10. ステロイドホルモンレセプターはエストロゲンレセプターである請求項記載の方法。
  11. 方法は2−ハイブリッドアッセイ系の形である請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。
  12. 候補となるインヒビターは請求項からまでのいずれか1項記載の配列モチーフに基づくペプチドライブラリーの形である請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。
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