JP4361684B2 - Peptide ligands for erythropoietin receptors - Google Patents

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Description

【0001】
発明の分野
本発明は、薬理学及び薬物発見の分野に関する。より特定には、本発明は、ヒトエリトロポエチン受容体に結合し、そして活性化することができる新規ペプチド組成物、及び設計の鋳型としての、上記のペプチド組成物を用いてのエリトロポエチン受容体の小分子アゴニストの製造方法に関する。
【0002】
発明の背景
薬物の発見は従来、新規薬物先導体を同定するために多数の化合物の高処理量スクリーニングに依存して来た。より最近には、化学的又は生物学的手段により構成される組み合わせのライブラリーが、スクリーニングのために利用できる化合物の数を拡張してきた。ランダムに指図された半−ランダム配列の生物学的ライブリー、たとえばファージ表示されたペプチドライブラリーは、特に分子多様性の特に豊富な源を表し、そして好都合には、自己複製する能力を有する。
【0003】
自己複製システムにより、高い親和性先導体についての研究は、初期ライブラリーに偶然存在するメンバーに限定されない。下記でより十分に論ぜられるように、初期配列の所望する特徴は、連続的段階の突然変異誘発、親和性選択及び増幅を用いることによって非常に改良され得る。それらのアプローチは最近、いくつかのサイトカイン受容体を結合できる小さなペプチドを発見するために使用されて来た。
【0004】
エリトロポエチン(EPO )は、前駆細胞(progenitor cell)の増幅及び分化を誘発することによって赤血球細胞の形成を刺激するサイトカインである。ヒトEPO の組換えバージョンは、いくつかの病理学的状態、たとえば慢性腎不全、化学療法の悪性度又は効果、HIV 及びリウマチ様関節炎に関係する貧血を処理するために有用な価値ある治療剤である。治療的に使用される場合、EPO は静脈又は皮下注射により投与されるべきである。EPO が比較的大きな糖タンパク質である事実は、製造の費用、分子の薬理学的性質及びこの治療剤の多様性の態様に悪影響を及ぼす。
【0005】
エリトロポエチン受容体(EPOR)は、通常の構造的特徴、たとえば細胞外リガンド結合ドメイン、単一のトランスメンブラン−拡張領域、及び細胞内細胞質ドメインを共有するサイトカイン受容体スーパーファミリーメンバーに属する。細胞外ドメイン(ECD )は、受容体−リガンド結合を仲介するのに十分である。従って、たとえばファージ表示ライブラリーをスクリーニングすることによって受容体結合分子を同定するために有用な試薬を生成するために、分泌されたタンパク質との融合体としてECD をコードするDNA を合成することが、組換えDNA 技法を通して可能になる。
【0006】
ランダム又は半ランダムペプチド及びバクテリオファージコートタンパク質の融合体を発現するファージ表示ライブラリーは、受容体リガンドを同定するためにスクリーニングされ得る組み合わせのライブラリーの従来バージョンを表す。ファージ粒子の感染及びアセンブリーに基づいて、ランダムポリペプチドは、抗体又は他の受容体プローブとの相互作用のために表面的に配置される。ファージ粒子は融合タンパク質をコードする核酸を含むので、融合タンパク質の配列を同定する遺伝子情報は、融合タンパク質に物理的に連結される。
【0007】
そのようなファージ発現ライブラリーの作製及びスクリーニングは、良く知られており、そしてたとえば、Sawyerなど., Protein Engineering 4: 947-953 (1991); Akamatsuなど., J. Immunol. 151: 4651-59 (1993); Smith など., Methods in Enzymol. 217: 228-257 (1993); Clacksonなど., Trends Biotechnol. 12: 173-184 (1994); 及びアメリカ特許第5,427,908 号(Dower など)にこれまで記載されている。
【0008】
スクリーニング方法の1つの例においては、EPORの可溶形が、EPO 様性質を有する候補体性質を同定するためにファージ表示ライブラリーをプローブするために使用された。Wrightonなど. Science 273: 458 (1996) は、ライブラリースクリーニングプロトコールにおいて、EPOR細胞外ドメイン及びヒト胎盤アルカリホスファターゼを含んで成る融合タンパク質の使用を記載している。この目的のために使用されるライブラリーは、線状(filamentous)ファージのpVIII コートタンパク質との融合体として環状8−残基ペプチドを示した。
【0009】
続いて、EPORのための高い親和性を有する性質がpIIIタンパク質融合を示した突然変異誘発ライブラリーから単離された。このアプローチは、マウスにおいてエリトロポエチン合成を刺激するいくつかの性質の同定を導く。これらのアゴニストは、最小のコンセンサス配列YXCXXGPXTWXCXP (配列番号1) (ここで、X はいくつかのアミノ酸のいずれかにより支配され得る位置である)を有するジスルフィド−結合された環状ペプチドであった。
これはEPORリガンドの同定に進行しているにもかかわらず、卓越した受容体−結合性質を示すリガンド、及びこれまで未知の接触部位を用いて受容体に結合するリガンドを同定する必要性が残っている。
【0010】
発明の要約
本発明の1つの観点によれば、下記式:
X n -C-X1-X2-G-W-V-G-X3-C-X4-X5-W-X c
[ 式中、X n は長さ2〜4個の天然α−アミノ酸のN −末端ペプチドであり;
X c はC −末端ジペプチドであり、そして
X1, X2, X3, X4, 及びX5は天然のα−アミノ酸から成る群から独立して選択される]
で表される、ヒトエリトロポエチン受容体を結合することができる単離されたポリペプチドが開示される。
【0011】
単離されたポリペプチドの好ましい態様においては、アミノ末端X n は、X n1-Xn2-Xn3-Xn4であり、ここでX n1は、中性及び極性、中性及び疎水性、及び酸性の天然α−アミノ酸から成る群から選択され、又は任意には、X n1は不在であり;X n2は、中性及び極性、中性及び疎水性、及び塩基性の天然α−アミノ酸から成る群から選択され、又は任意には、X n2は、X n1が不在である場合、不在であり;X n3は、天然α−アミノ酸から成る群から選択され;そしてX n4は、中性及び極性、中性及び疎水性、及び酸性の天然α−アミノ酸から成る群から選択される。
【0012】
より好ましくは、X n1はE, G, N, S, D, Q, L, Y又はA であり;X n2はF, V, A, K, R, G, S, I又はL であり;X n3はH, Q, E, G, D, A又はV であり;そしてX n4はE, G, V, A, P, D, T 又はM である。他の好ましい態様においては、X n1は不在であり;X n2はF, V, A, K, R, G, S, I又はL であり;X n3はH, Q, E, G, D, A又はV であり;そしてX n4はE, G, V, A, P, D, T 又はM である。1 つの態様においては、X n1は酸性アミノ酸である。もう1 つの態様においては、X n2は枝分かれ鎖のアミノ酸又はK である。さらにもう1 つの態様においては、X n3は酸性アミノ酸又はV である。1 つの態様においては、X n4はV 又はG である。
【0013】
好ましい態様においては、X1は、中性及び疎水性、中性及び極性、又は塩基性のアミノ酸であり;より好ましくは、X1はR, I, G, Q, L, T又はS であり;そして最も好ましくは、R 又はL である。好ましい態様においては、X2は中性及び疎水性、中性及び極性又は塩基性のアミノ酸であり;より好ましくは、X2はR, P, W, G, L 又はN であり;そして最も好ましくは、R である。好ましい態様においては、X3は中性及び極性、又は塩基性のアミノ酸であり;そして好ましくは、H, Q又はN である。
【0014】
好ましい態様においては、X4は中性及び極性、塩基性、又は酸性のアミノ酸であり;より好ましくは、Q, N, S, K又はE であり;そして最も好ましくは、K 又はN である。好ましい態様においては、X5は中性及び極性、中性及び疎水性、又は酸性のアミノ酸であり;より好ましくは、V, A, Y, D又はE であり;そして最も好ましくは、D 又はE である。
【0015】
好ましい態様においては、カルボキシ−末端X c はX c1-Xc2であり、そしてX c1は中性及び極性、又は中性及び疎水性アミノ酸であり、そしてX c2は中性及び極性、中性及び疎水性、又は塩基性のアミノ酸である。好ましい態様においては、X c1がL, I, P, F, M, Q又はG であり;そしてより好ましくは、L 又はQ である。好ましい態様においては、X c2はM, W, T, S, G, N又はR であり;そしてより好ましくは、G 又はR である。
【0016】
本発明の他の観点は、配列番号82のアミノ酸を有する単離されたポリペプチドである。
本発明のもう1 つの観点によれば、その表面上にエリトロポエチン受容体を有する細胞と、エリトロポエチンのペプチド模倣体とを接触せしめ、ここで前記ペプチド模倣体は下記式:
X n -C-X1-X2-G-W-V-G-X3-C-X4-X5-W-X c
[ 式中、X n は2〜4個の長さの天然のα−アミノ酸のN −末端ペプチドであり;X c はC −末端ジペプチドであり、そしてX1, X2, X3, X4, 及びX5は天然のα−アミノ酸から成る群から独立して選択される] で表される一般式を有する化合物であり;そして
前記ペプチド模倣体と前記エリトロポエチン受容体との結合を可能にし、それにより、前記エリトロポエチン受容体の活性化を開始せしめる;
段階を含んで成るヒトエリトロポエチン受容体を活性化するための方法が開示される。
【0017】
本発明のもう1 つの観点によれば、エリトロポエチン受容体へのエリトロポエチンの結合を阻害するための方法が提供され、ここで前記方法は、
下記式:
X n -C-X1-X2-G-W-V-G-X3-C-X4-X5-W-X c
[ 式中、X n は2〜4個の長さの天然のα−アミノ酸のN −末端ペプチドであり;X c はC −末端ジペプチドであり、そしてX1, X2, X3, X4, 及びX5は天然のα−アミノ酸から成る群から独立して選択される] で表される一般式を有するペプチド模倣体を、エリトロポエチン受容体への結合のためにエリトロポエチンと競争する十分な量、供給し;そして
前記エリトロポエチン受容体と前記ペプチド模倣体との相互作用を可能にし、それにより、前記エリトロポエチン受容体へのエリトロポエチンの結合を阻害する段階を含んで成る。好ましい態様においては、エリトロポエチン受容体は、ヒトに由来する。
【0018】
本発明のもう1 つの観点は、エリトロポエチンを模倣する薬物を発見するための方法であり、ここで前記方法は、融合タンパク質がアミノ酸のランダム配列から成るペプチド及びファージタンパク質を含んで成るファージ表示ライブラリーを作製し;ヒトエリトロポエチン受容体プローブに結合する少なくとも1つのクローンについて前記ファージ表示ライブラリーをスクリーンし;
ヒトエリトロポエチン受容体プローブに結合する前記クローンを単離し;
前記融合タンパク質内に含まれる前記ペプチドをコードする前記クローンからの核酸配列を決定し;
【0019】
前記融合タンパク質内に含まれる前記ペプチドをコードする前記核酸配列のインビトロ突然変異誘発により、発生されたファージ表示ライブラリーを構成し;
ヒトエリトロポエチン受容体プローブに結合するクローンについて前記発生されたファージ表示ライブラリーをスクリーニングし;
前記発生されたファージ表示ライブラリイーから前記クローンを単離し;
前記クローンから核酸配列を決定し、ここで個々の核酸は前記クローンの融合タンパク質内に含まれるペプチドをコードし;
コンセンサスアミノ酸配列を同定するために、前記核酸配列を比較し;そして
前記コンセンサスアミノ酸配列を模倣する化合物を合成する;
段階を含んで成る。
【0020】
好ましい態様においては、前記合成段階は、有機化合物;好ましくはペプチドである化合物を合成することを含んで成る。より好ましくは、合成されるペプチドは、環状ペプチドである。
【0021】
好ましい態様の詳細な記載
本明細書において、本発明者は、ヒトEPORを結合し、そして活性化できる新規ペプチド、及び設計の鋳型として、ペプチドリガンドを用いてEPO の小分子類似体を製造するための方法を開示する。意外には、それらのペプチドリガンドの一次アミノ酸配列は、真のEPO タンパク質の一次アミノ酸配列に関係しない。
【0022】
さらに、本明細書に開示されるペプチドはまた、ファージ表示ライブラリーからのこれまで単離されたEPO 結合ペプチドに無関係である。本明細書において同定される新規ペプチドは、候補体治療剤としてのみならず、さらに、EPO アゴニスト又はアンタゴニスト活性を有する小分子を設計するためのモデルとしても作用する。明確には、EPO の生物学的性質を模倣するペプチド又は他の小分子は、薬種に価値ある付加を提供する。
【0023】
EPORに結合し、そしてエリトロポエチンの薬理学活性を模倣する環状ペプチドの収合が同定された。1つのEPOR−結合クローンは最初に、pIIIキャプシドタンパク質のN −末端に融合される38個のランダムアミノ酸を表示するM13 ファージライブラリーから単離された。この初期単離物のEPOR−結合ペプチドをコードする配列を用いる場合、ペプチドの完全な長さにわたって種々のアミノ酸置換を含む発生されたライブラリーが、追加のEPOR−結合クローンを単離するために生物分離法を用いて製造され、そしてスクリーニングされた。結合ペプチドをコードする配列及び非結合対照が決定された。
【0024】
初期単離物も又発生されたライブラリーから単離されたEPOR−結合クローンのいずれも、EPO の一次アミノ酸配列との有意な配列類似性を共有しなかった。EPO −結合クローンの配列は、非結合クローンに不在であるコンセンサス配列を含んだ。このコンセンサス配列(配列番号12)は、12マーペプチドをコードするが、但し追加のアミノ酸残基もまた、EPORに結合する効率に寄与する。
【0025】
前記コンセンサス配列に基づいて、最長の38−マー結合ペプチドの活性を保持する長さ18個のアミノ酸の切断されたペプチドが合成された。コンセンサス12−マー配列に基づいてアミノ酸配列を有する2種の典型的な合成ペプチドは、インビトロアッセイにおいて、キメラIg−EPORへの真のEPO の結合を阻害した。さらに、それらの誘導体ペプチドはまた、培養物において、EPO −応答細胞の増殖を刺激した。
【0026】
1又は複数のN −末端による18−マー合成ペプチドの1つの切断は、受容体−結合及び生物学的アッセイにおけるペプチド活性を低めた。従って、少なくとも18−マーアミノ酸配列を含む長いペプチドはEPORに対して結合する高い親和性を示すが、より短いペプチド(たとえば、N −末端側のコンセンサス配列側に位置する3個のアミノ酸を有する)は、EPORを活性する能力を保持した。
【0027】
手短には、本明細書に開示されるEPORリガンドは、(1)EPO に結合するキメラ受容体プローブを創造し;(2)多数の標的ランダムペプチドを発現するファージ表示ライブラリーを創造し;(3)受容体−結合活性を有する1又は複数の先導ペプチドを同定するためにキメラ受容体プローブによりライブラリーをスクリーニングし;そして(4)EPO 受容体を結合し、そして/ 又は活性化する変異体分子に共有する構造特徴を同定するために先導ペプチドの誘導体を創造し、そして試験することを包含する複数段階方法により同定された。新規EPORアゴニストを得るために使用される方法の一般的特徴が下記に記載されている。
【0028】
EPO 結合活性を有するキメラ受容体プローブ
受容体リガンドを同定するための方法は、抗−リガンド抗体又はスクリーニングアッセイの結果を本質的に変更するかも知れない生来の受容体リガンドのサブフラグメントの結合に依存して来た。たとえば、わずか6〜10個の長さのアミノ酸の線状ペプチドが抗体の組み合わせ部位中に適合され得るので、受容体−結合リガンドの決定的な構造特徴である三次構造を表すペプチドを同定することは困難である。
【0029】
同様に、既知のリガンドのサブフラグメントは、同種リガンド構造特徴を有するか又はそれを表す決定的な高いオーダーに構造体を表すことができない。たとえば、受容体−結合リガンドの三次構造体は、抗体又は他のリガンドの連続したアミノ酸に完全に含まれ得ない。
【0030】
結合アッセイにおいて同定され得る組み合わせ分子の構造に対する不必要な制限を回避するために、本発明者は、生来の受容体の細胞外ドメインを含むプローブを創造した。スクリーニングアッセイにおける便利さのために、本発明者はまた、リガンドを結合するのみならず、また二次プローブにより同定され得るプローブを使用した。本発明者は、EPO 受容体(“EPOR”)及びヒンジ領域のリガンド結合ドメイン、すなわちネズミIgG 1抗体のCH2 及びCH3 ドメインを組み込んでいるキメラタンパク質を創造した。
【0031】
下記に示されるように、このキメラ受容体(“Ig−EPOR”)は、生来のリガンドを結合し、そしてまた、抗−ネズミIgG により認識された。この配列は、受容体相互作用のために必要とされ、そしてまた、第2抗体を用いて検出され得る生来のリガンドの決定的な最小構造特徴を示す新規リガンドのプローブへの結合を可能にした。
好都合には、生来の受容体のリガンド結合ドメインを含むプローブの使用は、生来のリガンドと同じ大きさの、又は受容体結合のために必要とされる最小の決定的構造体と同じほどの小さな構造体の結合を可能にした。
【0032】
ファージ表示ライブラリーの作製及びスクリーニング
本発明者は、薬物発見のための分子多様性の源として高い複雑性のファージ表示ライブラリーを使用している。有機化合物の従来のライブラリーは、候補体薬物分子を同定するために、一度に1つの化合物をスクリーンするが、ファージ表示ライブラリーは、高処理量スクリーニングアッセイを用いて、急速にスクリーンされ得る豊富な源の多様性を付与する。
【0033】
下記に開示されるスクリーニング方法に使用されるライブラリーは、ファージM13 のpIIIマイナーコートタンパク質との融合を示した。pIII分子のN −末端ドメインは細菌F 繊毛に結合し、そして感染のために必要とされるが、C −末端ドメインはファージキャプシドにおけるタンパク質を固定する。好都合には、大きなサイズ範囲の融合体pIIIタンパク質を包含する構造体において許容され得、それにより、ライブラリーの分子多様性を増強する。比較的長いランダムアミノ酸配列(約30〜約50個の残基)は、スクリーニングのためのランダム配列を含んで成る比較的長いペプチドを表示するためにpIIIタンパク質に融合され得る。
【0034】
長いランダムペプチドのライブラリーは、隣接するアミノ酸残基の“スライディング窓”を提供し、そしてまた、複合体タンパク質における断続的エピトープを表す三次構造を提供する可能性も有する。複雑性のこの付加されたレベルは、複雑な標的物、たとえば細胞表面受容体と相互作用することができる分子についてスクリーンする場合、重要であり得る。さらに、長いランダムペプチドのライブラリーは、複雑な標的物を結合することができる複数の接触部位の形成を可能にする。
【0035】
先導ペプチドの誘導体の生成及び試験
本発明者は、先導ペプチドとしてファージ表示ライブラリーの1つから初期単離物を同定し、そして単離し、そして次に、その先導ペプチドの分子変異体を構成し、そして類似するか又は増強された生物学的活性を示すクローンについてスクリーンした。すなわち、本発明者は、38−マーの先導ペプチドにおけるコドン位置のほぼすべてが、変異体分子のライブラリーを生成するために、予測される50%の頻度でランダム化されているファージ表示ライブラリーを創造した。変異体のライブラリーをスクリーニングすることによって、本発明者は、EPO 受容体プローブをまた結合した多数の追加のペプチドを同定した。
【0036】
変異体のDNA 配列から推定されるペプチド配列の整列は、所望する機能的特徴を有する分子のためのアミノ酸のコンセンサス配列の同定を可能にした。この点で、先導ペプチドをコードする核酸配列に基づいて変異体ペプチドのライブラリーを創造するこの方法は、“分子進化”として言及される。この方法を用いて、本発明者は興味ある受容体と相互作用する高められた能力を有する変異体クローン(すなわち、先導クローンの結合親和性に対してEPORについての高められた結合親和性を有するクローン)を同定した。
【0037】
分子進化方法は、追加の機能的ペプチドを同定するために100,000,000 個以上のタンパク質変異体のスクリーンを可能にした。それらの追加のペプチドのアミノ酸配列の整列及びコンセンサス配列の同定は、最適化された受容体結合性質を同定するための基本原理として作用した。好ましくは、それらの最適化されたペプチドは、先導単離物に存在するペプチドよりも小さく、そしてより好ましくは、最適化されたペプチドは分子進化を用いることによって同定される変異体よりも小さい。
【0038】
定義
“キメラタンパク質”とは、少なくとも2種の異なったタンパク質又はポリペプチドからの、又は1 つのタンパク質又はポリペプチドからのアミノ酸配列のいくつか又はすべてを含んで成る、天然に存在しないタンパク質又はポリペプチド、及び天然に存在しないポリペプチド鎖を意味する。本明細書において使用される場合、キメラタンパク質が、設計され、遺伝子工学により構成され、合成され、又は他方では、意図的に選択され、そして少なくとも2種のドメイン(すなわち、少なくとも第1ドメイン及び第2ドメイン、個々のドメインは他のドメインに存在しないいくつかの構造的及び/ 又は機能的特徴を有する)を含む。
【0039】
“直接的に又は間接的にラベルされる”とは、分子が直接的に検出され得るシグナルを発するラベル成分(たとえば、放射性同位体、色素、又は蛍光又は化学ルミネセンス成分)を含むことができ、又はいくつかの追加の反応を通して(すなわち、間接的に)、検出できる成分(たとえば、結合された酵素、リガンド、たとえばビオチン、酵素基質、エピトープ又はヌクレオチド配列)を含むことができることを意味する。
“第2分子”とは、キメラタンパク質の第2ドメインの少なくとも一部に結合することができ、それにより、キメラタンパク質の検出又は精製を可能にする分子を意味する。
【0040】
“ヒンジ領域”又は“免疫グロブリンH 鎖ヒンジ領域”とは、多くの哺乳類免疫グロブリンH 鎖のC H2及びC H1領域間に存在するプロリン−含有及びシステイン含有アミノ酸領域のファミリーの1 つ、又はそれらに基づくそれらのアミノ酸配列の類似体を意味し、ここで前記ヒンジのアミノ−及びカルボキシル−末端側の領域は、他の分子への別々の及び同時の特異的結合を促進するために、ポリペプチド鎖における回転又はよじれにより空間的に分離される。
【0041】
“リガンド”とは、もう1つの所定の分子又は分子複合体(すなわち、その標的物)に特異的に結合することができる分子又はマルチマー分子複合体を意味する。しばしば、必ずしも必要ではないが、リガンドは可溶性であり、同時に、その標的物は、たとえば細胞膜中に固定されるアンカードメインにより同定される。
【0042】
“受容体”とは、その生来の環境下で、細胞膜中に同定されるアンカードメインを有し、そし所定の分子又は分子複合体を結合することができる、分子又はマルチマー分子複合体の少なくとも一部を意味する。しばしば、受容体は、リガンド結合に応答して、細胞内シグナルを伝達する(transdncing)ことができる。多くの受容体は、受容体又はリガンドのいずれか又は両者がホモマルチマー又はヘテロマルチマー形(たとえば、ダイマー)で存在する場合、リガンドに対して特に高い親和性を有する。
【0043】
“固体支持体”とは、性質的に生物学的な不溶性マトリックス、たとえば細胞又はバクテリオファージ粒子(但し、それらだけには限定されない)、又は合成の不溶性マトリックス、たとえばアクリルアミド誘導体、セルロース、ナイロン、シリカ及び磁気粒子(但し、それらだけには限定されない)(不溶性分子が連結されるか又は結合され得る)を意味する。
“修飾された”とは、天然に存在しないか、又は天然に存在する化合物から逸脱する手段で変更されることを意味する。
【0044】
“分子進化”とは、所望する機能的特徴を有する先導ペプチドをコードする核酸配列の、調節された速度のランダム化により変異体ペプチドのライブラリーを製造する方法を意味する。
“分子”とは、天然に存在するか又は合成的に生成され得る、分子−サイズ分類された無機又は有機化合物、たとえばペプチド、タンパク質、格さん、脂肪又は脂肪酸を意味する。
“マルチマー分子複合体”とは、少なくとも2種の分子成分を含んで成る複合体を意味し、ここで前記個々の成分はペプチド、タンパク質、核酸、脂肪又は脂肪酸であり、前記複合体は共有結合、非共有結合又は他の既知の化学的相互作用により一緒に保持される。
【0045】
3文字(又は1文字)の略語により記載されるアミノ酸は、それらの側基の性質にしたがって分離される(Genes V. B. Lews, Oxford University Press, Inc., New York, NY. 1994 に記載されるようにして)。それらの基は次の通りである:Ala(A), Val(V), Leu(L), Ile(I), Pro(P), Trp(W), Phe(F)及びMet(M)を包含する“中性及び疎水性”基;Gly(G), Ser(S), Thr(T), Tyr(Y), Cys(C), Glu (Q) 及びAsn(N)を包含する“中性及び極性”基;Lys(K), Arg(R)及びHis(H)を包含する“塩基性”基;およびAsp(D)及びGlu(E)を包含する“酸性”基。“枝分かれ鎖のアミノ酸”とは、I, L及びV を言及する。
【0046】
特にことわらない限り、本明細書において使用されるすべての化学及び技術的用語は、当業者により通常理解されるので同じ意味を有する。本明細書に使用される多くの用語の一般的定義は、Dictionary of Microbiology and Molecular Biology, and ed. (Singletonなど., 1994, John Wiley & Sons, New York, NY),及びThe Harper Collins Dictionary of Biology (Hale & Marham, 1991, Harper Perennial, New York, NY), 及び下記に列挙されるプロトコールマニュアルに提供される。
【0047】
EPOR 結合ペプチドの同定
本明細書に記載される方法は、ヒト及び動物を処理するための受容体アゴニストとして、及び類似する適用性を有する小分子EPO 類似体の設計のための構造体鋳型として使用され得るEPOR結合ペプチドを同定するために使用された。赤血球生成を刺激する短いペプチド又は小さな分子EPO 擬似体は、供給の便利さ、薬物動態及び生成費用に関して、組換えEPO よりも明白な利点を有するであろう。
【0048】
本発明者は、EPOR結合ペプチドを同定するために高い複雑性(約108 の多様性)のファージ表示ライブラリーをスクリーニングすることによってEPO のペプチド模倣体を同定した。ライブラリーは、M13 ファージ粒子の表面上に発現されるpIII融合タンパク質としてランダムペプチド配列を表示した。所望する結合活性を有するファージは、非常に過剰の非結合ファージから親和性精製され、そして精製されたファージのDNA が、表示されたペプチドのアミノ酸配列を決定するために、単離され、増幅され、そして配列決定された。
【0049】
典型的なファージ表示ライブラリーにおいては、ランダムペプチドは、主要(たとえば、pVIII)又はマイナー(たとえば、pIII)なコートタンパク質上に発現さえるN −末端融合体としてバクテリオファージM13 の表面上に表示される。所望の結合特徴を有する個々のバクテリオファージ粒子表示配列は、標準の実験技法を用いて、親和性精製され、そしてクローン化され得る。ほとんどのファージライブラリーは、pIII又はpVIII 融合タンパク質として、わずか6〜8個の長さのアミノ酸のランダム配列を示すよう構成される。
【0050】
しかしながら、ファージライブラリー上に表示されるより長いランダムペプチドは、“スライディング窓”効果(たとえば、38マーのペプチドは32のオーバーラップヘキサマーを含む)、及びペプチドが融合される生来のファージタンパク質とは無関係の三次構造を仮定する能力のために、高められた複雑性を包含する可能性ある利点を有する。
【0051】
本明細書に開示されるように、本発明者は、初期の及び発生されたEPO ペプチド類似体を同定し、そして単離するために、IgG −EPO 受容体融合タンパク質を用いて、比較的に長いペプチドを表示するファージ表示ライブラリーをスクリーンした。下記に使用される方法は一般的に、実質的にいずれかの受容体、特にいずれかのタイプI サイトカイン又は成長因子受容体を結合するペプチドの発見に適用できるけれども、この経路により発見されたペプチドの構造は、そのペプチドをコードするクローンの実質的な単離及び配列決定に先立って、予測され得ない。
【0052】
EPORプローブに結合される、発生されたライブラリーから単離されたクローンにおけるDN及び予測されるアミノ酸配列、及びこのプローブに結合されないクローンからの配列を決定することによって、アミノ酸の12−マーコンセンサス配列が、EPORプローブに結合されるクローンのすべてに存在するものとして同定された。コンセンサス配列は、CXXGWVGXCXXW (ここで、X は種々のアミノ酸をあらわす) である。
【0053】
12−マーコンセンサス配列の他に、結合クローン(binding clone)(図4を参照のこと)の38−マーペプチドのアミノ酸の試験は、最初の残基が酸性、又は中性及び極性、又は中性及び疎水性のアミノ酸、好ましくは、D, E, G, N, S, Q, L, Y又はA 及びより好ましくは、D であることを示した。
第2残基は、塩基性、又は中性及び極性、又は中性及び疎水性のアミノ酸、好ましくは、L, V, I, K, A, F, R, G又はS 、より好ましくは、枝分かれ鎖のアミノ酸、最も好ましくはL であった。
【0054】
第3残基は、それらの側鎖の性質により特徴づけられる4種の一般型のアミノ酸のいずれかであり、そして好ましくは、E, D, Q, G, H, V又はA 、より好ましくはE 又はQ であった。
第4残基は酸性、又は中性及び極性、又は中性及び疎水性のアミノ酸、好ましくは、G, T, V, A, P, M, D 又はE,及びより好ましくはV 又はG であった。
第5残基はコンセンサス配列のC であった。
第6残基は、塩基性、又は中性及び極性、又は中性及び疎水性のアミノ酸、好ましくは、R, L, I, G, Q, T又はS 、及びより好ましくは、R であった。
【0055】
第7 残基は、塩基性、又は中性及び極性、又は中性及び疎水性のアミノ酸、好ましくは、R, G, N, P, W,又はL 、及びより好ましくは、R であった。
残基8〜11は、保存された12−マーのGWVG配列である。
残基12はH, Q又はN 、好ましくは、H であり、そして
第13残基は12−マーの保存されたC であった。
第14残基は、酸性、又は塩基性又は中性及び極性、好ましくは、E, K, N, Q又はS 、より好ましくはN 又はK であった。
【0056】
第15残基は、酸性、中性及び極性、又は中性及び疎水性アミノ酸、好ましくは、D, E, Y, V又はY 、及びより好ましくはD 又はE 、最も好ましくはD であった。
第16残基は、コンセンサス12マーのW であり、そして
第17残基は、中性及び極性、又は中性及び疎水性のアミノ酸、好ましくは、Q, G, L, I, P, F又はM 、及びより好ましくはL であった。
【0057】
第18の残基は、塩基性、又は中性極性、又は中性及び疎水性のアミノ酸、好ましくはR, G, N, T, S, M又はW 、及びより好ましくはR 又はG であった。
残基19〜21は、使用される突然変異誘発スキーム(下記例7を参照のこと)により、ペプチドのすべてに保存される不変のDEY であった。
【0058】
図4に示されるペプチドの残基22〜38はまた、20個の天然に存在するα−アミノ酸のサブセットを含んだ。
特に残基22は、A, T, N, S又はE,好ましくはA であり;
残基23は、K, R, S, N又はI,好ましくはK 又はR であり;残基24は、P, I, N, T, Q, K, H, R又はE,好ましくはN であり;
残基25は、P, T, R 又はH,好ましくはP であり;
残基26は、I, P, S, G, T, N, R 又はK,好ましくはR 又はG であり;
残基27は、L, S, N, T, Y, H又はK,好ましくはY であり;
残基28は、P, A, Q, G又はS,好ましくはP であり;
【0059】
残基29は、枝分かれ鎖のアミノ酸、たとえばA, M, F, N, T, E又はD,好ましくはV であり;
残基30は、P, A, V, T, Q, R又はE 好ましくはP であり;
残基31は、P, N, Q, H, K, R又はD,好ましくはP であり;
残基32は、I, G, S, N, T, Q又はR,好ましくはG 又はS であり;
残基33は、L, V, f, T, Y, N, S, Q, K, H, E 又はD であり、そしてN, Y又はK が最も頻繁に現れる。
【0060】
残基34は、L, V, P, A, Y, S, K, R, H, D又はE,好ましくはS であり;
残基35は、L, V, P, M, Y, N, S, R又はH,好ましくは1つの枝分かれ鎖のアミノ酸、より好ましくはL であった。
残基36は、I, N, G, Q, S, T又はK,好ましくは、中性及び極性のアミノ酸、及びより好ましくはN であった。
残基37は、P, L, T, G, S 又はR であり、そして
残基38は、P, L, A, T, S, H又はR であった。両残基37及び38は、好ましくはP であった。
【0061】
それらのアミノ酸残基は、22個のEPOR結合クローンの集団の配列を表し、結合ペプチドを表すそれらのアミノ酸配列は図4に示される。従って、EPOR結合ペプチドにおける一定の傾向が、特に、いくつかの残基のための好ましいアミノ酸について、それらの配列の試験により識別され得るけれども、それらは限定的ではなく、そして図4において結合クローンについて示される配列のいずれによっても示されないフランキング配列を有する保存された12−マー配列を保存するEPOR結合ペプチドは、本発明の範囲内である。
【0062】
それらの発生されたペプチドにおける特定の残基位置で好ましくは現れるアミノ酸の多くは、例7に記載される突然変異誘発スキーム(親ヌクレオチドの73%及び他の3種のヌクレオチドの9%を有する核酸配列を合成する)、及び遺伝子コードの冗長性に影響を及ぼすことができる、出発ペプチドにおけるその位置で存在するアミノ酸と同じであった(たとえば、残基5でのR,及び残基25でのP )。
【0063】
しかしながら、いくつかの残基に関しては、その位置(たとえば、残基33)で出現したアミノ酸、及び非結合クローンにおけるその位置で一般的に見出されなかった1又は複数のアミノ酸に選択的に変化すると思われる、結合クローンにおけるいくつかの残基に相当の変性が存在した。たとえば、結合クローンにおける残基23は好ましくは、中性親S 残基からの変化を表す、塩基性アミノ酸K 又はR であり、そしてK 及びR は非結合における残基23で高く提供されなかった。同様に、非結合クローンは、結合クローンよりも残基31で親クローンをより高い%で保持した。したがって、保存された12−マーの配列の他に、発生された結合クローンに存在し、又は好ましくは、非結合クローンに比較して存在しない追加のアミノ酸は、たぶん、クローンに特有のEPOR結合に寄与する。
【0064】
本明細書に記載される材料及び方法に類似するか又は同等の材料及び方法が本発明の実施又は試験に使用され得るが、好ましい方法及び材料は次の例に記載される。本明細書に記載される遺伝子工学及び他の方法を実施するために当業者により使用され得る標準の方法は、Moleular Cloning: A Laboratory Manual (Sambrook など. Eds. Cold Spring Harbor Lab Publ. 1989) 及びCurrent Protocols in Molecular Biology (Ausubel など. Eds., Greene Publishing Associates and wiley- Interscience 1987)、並びに他の良く知られている文献に見出される。
【0065】
よく知られているイムノアッセイ方法、たとえば多数のペプチド及び他の化合物を急速にスクリーニングするために適切な固相イムノアッセイはまた当業者に知られている(Harlow & Lane, Antibodies, A Laboratory Manual, 1988, Cold Sprinng Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, 特にChapt. 14, pp. 553〜612 )。
本発明は、好ましい態様を代表するが、しかし本発明の範囲を限定するものとして構成されていない次の例により良好に理解され得る。
【0066】
例1は、ファージ表示ライブラリーをプローブするために使用されるキメラIgG −EPORタンパク質の一部をコードするプラスミドクローニングベクター、すなわちpcDNA −IgG の構成を記載する。このプラスミドベクターは、ネズミIgG1H 鎖の一部をコードし、そしてEPORのリガンド−結合ドメインをコードするポリヌクレオチドカセットを受けるよう企画された。
【0067】
実施例
例1ネズミ IgG H 鎖の C H2 , C H3 及びヒンジドメインをコードする発現ベクター
プラスミドベクター、pcDNA 3は、ネオマイシン及びアンピシリン耐薬物性(選択マーカー)遺伝子、複数のCalE1, f1及びSV40起点、及びHindIII, KpnI, BstXI, EcoRI, EcoRV, NotI, XhoI, XbaI及びApaIのための複数のクローニング部位含有制限にエンドヌクレアーゼ認識配列を含み、ここで複数のクローニング部位領域中にクローン化されるDNA フラグメントはベクター配列に含まれるCMV プロモーターを用いることによって発現され得る(Invitrogen Corp., San Diego CA)。
【0068】
プラスミドpcDNA 3をNotI及びXhoI制限エンドヌクレアーゼにより消化し、そしてその消化された生成物を、TBE 緩衝液(89mMのトリス、pH8.0, 89mM の硼酸、2mM のEDTA(エチレンジアミン四酢酸))を用いて、1%アガロースゲル上での電気泳動により分離した。前記消化物の最大のDNA フラグメントを、ゲル精製し、エタノール沈殿せしめ、ペレット化し、そしてすぐに乾燥せしめた。精製されたDNA フラグメントの乾燥されたペレトを、TE緩衝液(10mMのトリス、pH 7.5, 1mM のEDTA)において再懸濁し、そして−20℃で貯蔵した。この線状化されたプラスミドを、ネズミ免疫グロブリン(Ig)H 鎖の一部をコードするポリヌクレオチドを受けるために使用した。
【0069】
ネズミIgG 1H 鎖の不変領域CH2, CH3及びヒンジドメインをコードするポリヌクレオチドを、次の配列を有するプライマーを用いるPCR プロトコールを用いてゲノムDNA から増幅した。
第1鎖プライマーは次の通りであった(配列番号2):
5'−AGCTTCGAGCGGCCGCCGTGCCCAGGGATTGTGGTTGTAAG −3'
逆鎖プライマーは次の通りであった(配列番号3):
5'−GATCCTCGAGTCATTTACCAGGAGAGTGGGAGAGGCT −3'

【0070】
配列番号2の下線部分は、NotI制限エンドヌクレアーゼ分解部位に対応し、そして配列番号3の太字下線部分は、XhoI制限エンドヌクレアーゼ分解部位に対応する。
マウスゲノムDNA を、標準の実験方法を用いて、凍結されたNIH3T3細胞の溶解物から調製した。手短には、細胞(5×105 )を、遠心分離によりペレット化し、リン酸緩衝液により洗浄し、0.5 %(v/v )の非イオン性界面活性剤(Tween(商標)−20)及び10μg のプロテイナーゼK を含む低張緩衝液(50mMのKCl, 10mM のトリスHCl (pH8.4 )、1.5mM のMgCl2 )100 μl に再懸濁した。その混合物を56℃で45分間インキュベートし、95℃に10分間、加熱し、そしてその後、4 ℃で貯蔵した。
【0071】
ネズミIgG 1H 鎖のCH2 、CH3 及びヒンジドメインをコードするポリヌクレオチド領域を増幅するためのPCR 反応を、次の順序で0.6ml の無菌微小管において次の試薬を組合すことによって調製した:10μl の10×PCR 緩衝液II(100mM のトリスHCl(pH8.3 )、500mM のKCl )、6 μl の25mMのMgCl2 、個々のdNTPの10mM溶液2μl, 2.5μl の10nMのネズミIgG 1第1鎖プライマー(配列番号2)、2.5 μl の10nMのネズミIgG 1逆鎖プライマー(配列番号3)、0.5 μl (2.5 単位)の熱安定性DNA ポリメタ−ゼ(AMPLITAQ(商標), Perkin Elmer Corp., Foster City CA)、66.5μl の超純粋水、及び1つのワックスビーズ。
【0072】
マックスビーズを溶融するために70℃で反応混合物をインキュベートした後、ゲノムDN鋳型を含む溶解物10μl を管に添加した。その反応混合物を次の通りに30サイクルインキュベートした:94℃で1分間、55℃で1分間、及び72℃で1.5 分間(Perkin Elmer 4BO Thermal Cycler )。完結された反応混合物を、使用まで4 ℃で貯蔵した。
【0073】
PCR 反応からの増幅されたDNA を、TBE 中、1%アガロースゲルを通しての電気泳動によりゲル精製した。増幅されたDNA に対応するバンドをゲルから切除し、そして40μl の水に溶出した。次に、約1kbの増幅されたIgG 1遺伝子フラグメントをNotI及びXhoI制限エンドヌクレアーゼにより消化し、そして消化生成物を1%アガロース/TBEゲル上で電気泳動した。約1kbのDNA フラグメントを再び、ゲルから精製し、そして40μl の水に溶出した。精製されたフラグメントの収率を、260nm で溶液の光学密度を測定することによって決定した(Beckman DU600 スペクトロメーター)。
【0074】
XhoI及びNotI消化されたIgG 1 PCR生成物を、室温で一晩インキュベートされた、50mMのトリス−HCl (pH7.8 )、10mMのMgCl2 、 10mM のジチオトレイトール (DTT )、1mM のATP 、25μg/mlウシ血清アルブミン(BSA )及び1単位のDNA リガーゼに、約100ng の個々のpcDNA3ベクター及びIgG 1増幅されたDNA フラグメントを含む連結反応物20μl におけるXhoI及びNotI消化されたpcDNA3ベクター中に結合した。
【0075】
前記連結混合物の1μl アリコートを用いて、標準の実験方法に従って、コンピテントE.コリ細胞(SURE(商標) EPICUREAN COLI(商標), Stratagene, La Jolla, CA) を形質転換した。形質転換体を、アンピシリン含有LBプレート上での増殖により選択した。いくつかの独立したクローンから単離されたプラスミドDNA を、NotI及びXhoIにより消化し、そして1%アガロース/TBE分析ゲル上に溶解し、ネズミIgG 1不変及びヒンジ領域をコードするポリヌクレオチドセグメントの存在について調べた。NotI/XhoI を含むクローンからのプラスミドDNA を、核酸配列決定のために調製した。
【0076】
NotI/XhoI 挿入体の核酸配列決定を、ジデオキシ配列決定プロトコールを用いて行った。配列決定反応混合物を、ウレアを含む4%アクリルアミド変性ゲル上で10時間、展開し、そしてフラグメントの完全な配列を決定した。pcDNA3−IgG1(配列番号4)として命名されたクローンの1つが正しい配列を有する挿入体(すなわち、ネズミIgG 1 CH2, C H3及びヒンジ領域)を含むことを確証した後、大規模プラスミド調製を行った。
【0077】
pcDNA3−IgG1発現ベクターを用いて、例2に記載のようにして、リガンドのためのファージ表示又は他の組み合わせライブラリーをプローブするために有用なキメラEPURタンパク質をコードする新規発現プラスミドを創造した。pcDNA3−IgG1ベクターが他のペプチドをコードする配列のための受容体DNA として使用され得、それにより、類似するタイプのプロ−ビングアッセイにおいて有用な他のキメラタンパク質の容易な創造を可能にすることは当業者において理解されるであろう。すなわち、pcDNA3−IgG 1ベクターは、ネズミの一部を含むキメラタンパク質を生成するための一般的目的である。
【0078】
次の例は、ネズミIgG 1のC H2, C H3及びヒンジ領域、及びヒトEPORのリガンド−結合ドメインを有するキメラタンパク質をコードするプラスミド発現ベクターを構成するために使用される方法を記載する。
【0079】
例2EPOR リガンド結合ドメインを組み込むキメラ受容体をコードする発現ベクター
ヒトRPORの細胞外部分をコードするDNA フラグメントを、ヒト白血球全RNA から合成されたcDNAのPCR 増幅により得た。RNA を、次のものを含む反応混合物において逆転写した:1μg のRNA, 12.5mM の個々のdNTP, 50mMのトリス−HCl (pH8.3 )、40mMのKCl 、5mM のDTT (ジチオトレイトール)、20p モルのランダムデオキシリボヌクレオチドヘキサマー、及び100 単位の逆転写酵素(SUPERSCRIPT(商標), Life Technologies Gibco/BRL, Grand Island, NY )。その混合物を42℃で1時間インキュベートし、95℃で5分間、熱処理し、そして次に、使用まで、4 ℃で貯蔵した。PCR 反応を次のプライマーを用いて行った。
【0080】
第1鎖プライマーは次の通りであった:
5'−GATCGGATCCATGGACCACCTCGGGGCGTCCCTC−3'(配列番号5)。
逆鎖プライマーは次の通りであった:
5'−AGCTTCGAGCGGCCGCGGGGTCCAGGTCGCTAGGCGTCAG−3' (配列番号6) 。
第1鎖プライマー(配列番号5)は、増幅生成物中に、ATG 翻訳開始コドン(上記下線で示される)及び開始コドンのすぐ上流に位置するBamHI 認識配列(上記に太文字で示される)を組み込んだ。逆鎖プライマー(配列番号6)は、増幅されたフラグメントの下流末端でNotI制限エンドヌクレアーゼ分解部位(上記に太文字で示される)を導入した。
【0081】
PCR 反応を、例1に実質的に記載される通りの条件であるが、しかし配列番号5及び6の配列のプライマーを用いて行い、そして配列番号7の配列を有する、増幅されたEPOR DNAフラグメントを生成した。増幅されたEPOR DNAフラグメント(すなわち、PCR 生成物)及びpcDNA3−IgG 1プラスミドを、BamHI 及びNotIによりそれぞれ消化し、個々の反応の大きなDNA フラグメントを、例1に記載のような方法を用いてゲル精製した。次に、精製されたEPOR DNAフラグメント及びプラスミドベクターを、例1に実質的に記載のような連結条件を用いて、連結し、pcDNA3−IgG1−EPORと称するキメラ発現ベクターを生成した。
【0082】
このキメラ発現ベクターを、例1に実質的に記載のようにして、標準方法を用いて、コンピテントE.コリ細胞中にトランスフェクトした。ベクター担持のCMV プロモーターから転写されたRNA を、トランスフェクトされた細胞内で翻訳し、ネズミIgG1に対応するドメイン、及びヒトEPORの細胞ドメイン(ECD )を有する融合タンパク質を生成した。ベクター構成を、標準の方法を用いての診断制限消化及び核酸配列決定により確かめた。大規模プラスミド調製を、pcDNA3−IgG1−EPORプラスミドを有する形質転換されたE.コリクローンから実施した。
【0083】
次の例は、真核細胞内で上記pcDNA3−IgG1−EPORプラスミドによりコードされるキメラIg−EPORタンパク質を生成するために使用される方法を記載する。COS −7宿主細胞はそれらの方法に使用されたが、当業者は、多種の他の培養された細胞が容易に置換され得ることを理解するであろう。
【0084】
例3pcDNA3 IgG1 EPOR 構造体のトランスフェクション及びキメラ Ig EP OR タンパク質の発現
COP −7細胞を、4500mg/lのD −グルコース、584mg/mlのL −グルタミン及び10%ウシ胎児血清(FBS )により補充されたダルベッコ変性イーグル培地(DMEM)において増殖した。トランスフェクションの調製においては、細胞を、20mlの体積においてはT −150 当たり約2〜4×105 個の細胞で接種し、そして約50%〜70%の集密性まで、5%CO2 雰囲気下で37℃で湿潤されたインキュベーターにおいて増殖せしめた。
【0085】
プレートを血清フリー培地により洗浄し、そしてDMEMにおいて正に荷電された及び中性の脂質(LIPOFECTAMINE(商標), GibcoBRL, Grand Island, NY)を含んで成る、10μg のpcDNA3−IgG1−EPORプラスミドDNA 及び31μl の標準のトランスフェクション試薬の混合物を、前記細胞に添加し、次にインキュベーターに5時間、戻した。続いて、トランスフェクション培地を、DMEM及び10%FBS により置換した。安定したトランスフェクトを、標準の実験方法を用いてG418の存在下で薬物選択した。
【0086】
48〜72時間後、細胞フリー培地を、次の例に記載されるELISA プロトコールを用いてIg−EPORタンパク質の存在についてアッセイした。それらのアッセイの結果は、細胞フリー上清液におけるタンパク質が純粋なEPO に結合できる1つの成分、及び抗−IgG 抗体に結合できるもう1つの成分を含むことを示した。すなわち、pcDNA3−IgG1−EPORプラスミドを含むトランスフェクタントは、機能的IgG 1及びEPOR領域を含むキメラタンパク質を発現した。
【0087】
例4は、キメラIg−EPORタンパク質がpcDNA3−IgG1−EPORプラスミドによりトランスフェクトされた細胞から分泌されたことを確認するために使用されるELISA 方法を記載し、そしてキメラタンパク質が純粋なEPO 及びラベルされた抗−IgG 抗体を同時に結合できることを示すために使用される方法を記載する。
【0088】
例4キメラ Ig EPOR −タンパク質の生成及び組み込みを確かめるためのELISA プロトコール
(1)分泌されたタンパク質の相対量
標準の96−ウェルプレート(IMMULON(商標)2, Dynatech )のウェルを、hAd がPBS において1/1,000 に希釈されているヤギ抗−ネズミIgG により被覆した。PBS 中、1%BSA 及び0.05%Tween(商標)−20の溶液を用いて非特異的結合についてウェルをブロックした後、トランスフェクトからの細胞フリー上清液の連続して希釈されたサンプルをウェルに添加し、そして固定された抗体の接触を可能にした。
【0089】
結合されなかったキメラタンパク質を洗浄により除去した後、ホースラディシュペルオキシダーゼ(HRP )によりラベルされた抗−ネズミIgG1検出抗体を添加し、そしてキメラタンパク質のIgG 部分の結合を可能にした。キメラタンパク質に結合される、HRP ラベルされた抗体を、標準の方法により、TMB ペルオキシダーゼ基質(Kirkegard & Perry, Gaithersburg MD)を用いて検出した。活性を、450nm 〜650nm での分光光度測定により計算した。すなわち、キメラタンパク質の濃度を、既知の抗体の標準曲線に対して計算した。特に、450nm での個々の希釈溶液の吸光度を測定し、そして650nm での吸光度を引き算し。非特定源(すなわち、細胞残骸及びダスト)からの吸光度を排除した。
【0090】
それらの方法の結果は、タンパク質濃度が、培養物の集密度及び上清液収穫の頻度に依存して、125 〜4,000ng/mlの範囲であることを示した。
形質転換された細胞が抗−ネズミIgG 抗体と同一のドメインを有するタンパク質を分泌したことを確認した場合、本発明者は、キメラタンパク質がまた、EPO リガンドを結合することができることを確かめることに取りかかった。
【0091】
(2)キメラ受容体の EPO −結合活性
96−ウェルマイクロタイタープレートのウェルを、PBS に希釈された組換えヒトEPO (R & D Systems, minneapolis MN )の3.1 単位/ml 溶液により被覆した。ウェルを、0.05%(v/v )のTween(商標)−20非イオン性界面活性剤を含むPBS により3度洗浄し、そして次に、PBS (ブロッキング緩衝液)中、1%(w/v )BSA 及び0.05%Tween(商標)−20によりブロックし、非特異的結合を妨げた。過剰のブロッキング緩衝液を、1度洗浄することによって除去した。
【0092】
培養培地をブロッキング緩衝液により連続的に希釈し、そして個々の希釈溶液50μl を、前記被覆され、そしてブロックされたウェルに添加した。希釈されていない培地に受けるウェルは対照として使用された。1組の被覆されていないウェルはまた、希釈された細胞フリー培地を受けた。次に、プレートを室温で2時間インキュベートし、そして上記のようにして3度洗浄した。
【0093】
洗浄により結合されなかったキメラ受容体を除去した後、結合されたキメラタンパク質を、100 μl のHRP ラベルされた抗−ネズミIgG 抗体を用いて、実質的に上記のようにしてアッセイした。色の進行を、TMB ペルオキシダーゼ基質100 μl の添加により開始し、そしてペルオキシダーゼの反応の程度を、上記のようにして450nm 及び650nm で分光光学的に測定した。
それらの方法の結果は、キメラ受容体タンパク質がEPO に結合し、そしてラベルされた抗−ネズミIgG 抗体を用いることによって検出できることを示した。対照のウェルは色の進行を示さなかったが、ところがEPO/Ig−EPOR複合体が形成したウェルは、明確に、青〜紫色であった。
【0094】
それらの結果は、キメラIgG −EPORタンパク質がEPORリガンドを同定するためのプローブとして適切であることを示した。すなわち、キメラIg−EPORはEPO に対する特異的結合を示し、そしてまた、抗−ネズミIgG 抗体を結合した。
次の例は、EPORリガンドを同定するために使用されるキメラIg−EPORタンパク質を精製するために使用される方法を記載する。
【0095】
例5キメラ Ig EPOR タンパク質の精製
キメラ受容体タンパク質を含む無菌培養物上清液を、PBS により平衡化された抗−ネズミIgG 1に親和性カラム(SEPHAROSE(商標)親和性カラム、Zymed Laboratories, San Francisco CA)上に負荷した。負荷の後、カラムをリン酸緩衝溶液(PBS )により洗浄し、非特異的に結合されたタンパク質を除去した。抗−IgG に結合されたタンパク質を、0.15M のNaCl及び0.1Mのグリシン(pH2.4 )を含む緩衝液により溶出することにおいてカラムから除いた。
【0096】
タンパク質含有画分をプールし、濃縮し、そして標準の方法(CENTRICON(商標)50カートリッジ、Amicon, Beverly, MA )を用いて、緩衝液をPBS に交換した。Ig−EPORキメラの相対的タンパク質濃度を、IgG サンドイッチELISA 及び既知濃度の抗体を用いて決定し、すべては例4に実質的に記載されるようにして標準の実験方法に従った。キメラタンパク質の組み込みを、4%のトリス−グリシン予備キャストされたアクリルアミドゲル上でのPAGE及び銀染色(Bio-Red, Hercules CA)により決定し、そして標準の実験方法に従って、Ig−EPORタンパク質を検出するために、HRP ラベルされたヤギ抗−ネズミIgG 1を用いてイムノブロットした。
【0097】
それらの方法の結果は、主要タンパク質種が約59KDa の分子量を有することを示した。ゲル上の汚染性バンド及び分解生成物を最少にした。Biacore 分析により調査された結合運動学は、既知の親和性値(0.1 〜1.1 ×10-9k )と良好に一致した(Karlssonなど., 1991, J. Immunol. Methods 145 (1-2): 229-240 )。Ig−EPORタンパク質は、上記方法を用いて、μg の量で回収できた。
【0098】
プローブとして精製されたキメラIg−EPORタンパク質を用いて、本発明者は、ファージ表示ライブラリーをスクリーニングすることによって、EPORを結合したファージクロオ−ンを単離した。タンパク質プローブを磁気ビーズに固定し、但し他の固体支持体も使用され得る。前記磁気ビーズが使用されたのは、マトリックスの高い表面積が固定されたプローブとファージとの間の効果的な接触を促進し、そして磁気分離が処理段階間の効果的な洗浄を可能にするからである。
例6は、キメラIg−EPORプローブを結合できる融合タンパク質を発現する組換えファージを単離するために使用される方法を記載する。
【0099】
例6バイオパンニング方法及び磁気ビーズ ELISA
pIII融合タンパク質としてランダムペプチドを発現した4種のM13 ファージ表示ライブラリーを、Ig−EPORプローブによるバイオパンニングを用いてそれぞれスクリーンした。XC8, XC13, X38, XC43として命名されたそれらのライブラリーを、前記方法(McConnell など., Molec. Diversity 1: 165-176, 1996)を用いて構成した。XC8 及びXC13ライブラリーは、システイン残基を端に有する、それぞれ8及び13個の残基のランダムアミノ酸配列を示した。
【0100】
XC38ライブラリーは、ペプチド配列における位置22での不変のアラニン取り込む37個のランダムアミノ酸を示す融合タンパク質を発現した。XC43ライブラリーは、残基21, 22及び23での不変のGly −Gys −Gly 配列を取り囲む40個のランダムアミノ酸を含んで成る43マーのペプチドを示し、これは示されるペプチドの分子内ジスルフィドループの形成を可能にした。
【0101】
ファージライブラリーを、標準のバイオパンニング方法により、プローブとして上記キメラIg−EPORタンパク質を用いて、EPOR結合クローンについてスクリーンした。バイオパンニングを、標準の方法により、磁気ビーズ(DYNABEADS(商標)M-45ラット抗−ネズミIgG 1ビーズ、Dynal, Inc. )に固定されたキメラ受容体タンパク質を用いて行った。pcDNA3−IgG 1−EPORプラスミドによりトランスフェクトされた細胞からの透明な上清液10mlに含まれるキメラIg−EPORタンパク質(500ng/ml)を、磁気ビーズ400 μl と共に混合し、そしてその混合物を軽く振盪しながら一晩4 ℃でインキュベートした。
【0102】
続いて、ビーズを、標準のトリス−緩衝溶液ブロッキング媒体(TBS SUPERBLOCK(商標), Pierce Chemical, Chicago IL )において温室で1時間ブロックした。ビーズをさらに、ネズミIgG (10μg/ml)のFcフラグメントの添加により、室温で1 時間処理し、キメラプローブのIgG ドメインを非特異的に結合する高い親和性部位をブロックした。ビーズをTBST(0.1 %(v/v )Tween(商標)−20を含むトリス緩衝溶液)により3度洗浄し、そして次に1ml のブロッキング媒体(TBS SUPERBLOCk(商標))に懸濁した。約1×1010プラークの形成単位(pfu )を含む100 μl アリコート中のファージをビーズに添加し、そしてその混合物を室温で2時間、軽く回転せしめた。
【0103】
TBSTによる5回のビーズの洗浄の後、ファージを500mM のグリシン緩衝液(pH2.2 )30μl により室温で10分間溶出した。溶出されたファージをすぐに、pH調節されていない2M のトリス塩基8μl により中和し、混合し、そして4 ℃で貯蔵した。バイオパンニングにより単離されたファージを、等体積の溶出されたファージ及びE.コリ株JS5 の一晩の培養物を混合し、その混合物を、テトラサイクリン(12.0μg/ml)を含む2×YT(20ml)により希釈し、そして37℃で振盪しながら一晩インキュベートすることによって増幅した。
【0104】
得られるファージ溶解物を、微小管における5分間の遠心分離により細胞残骸を除去し、そして得られる上清液溶解物100 μl を、続くバイオパンニングのために使用した。すべてのファージ滴定を、2×YT上部寒天及び寒天プレート上にプレートされたJS5 細菌を用いて行った。
【0105】
ライブラリースクリーニング法の結果は、4種のライブラリーの1つから単離されたファージクローンがキメラIg−EPORプローブを結合したことを示した。ERB 1(“EPO 受容体結合剤1”に関して)と命名されたこのクローンは、プローブに結合されるpIII融合タンパク質をコードするDNA を有した。ERB 1クローンは、pIIIコートタンパク質をコードする配列に融合された配列番号8の配列を有するポリヌクレオチドを含んだ。ERB 1クローン内に含まれるEPOR−結合ペプチドのアミノ酸配列は、次の通りであった:
【0106】
DFDVCRRGWVGHCKDWLSDEYASNPSYPVPHSYYLNPP(配列番号9)。ERB1コードのペプチドのアミノ酸配列はEPO のアミノ酸配列に無関係であるが、ERB 1ファージクローンはIgEPORタンパク質に特異的に結合した。
磁気ビーズELISA プロトコールを用いて、ERB 1ファージクローンが特定の相互作用によりキメラIg−EPORプローブに結合したことを確かめた。キメラIg−EPORプローブは、実質的に上記のようにして、ラット抗−ネズミIgG 1を示す磁気ビーズに結合されたファージ溶解物の1:2希釈溶液(PBS 及び1%BSA )のサンプル(100 μl )を、ビーズと共に組合し、そしてファージを、室温で1 時間、固定されたプローブの結合を可能にした。
【0107】
この方法で使用されるファージは、ERB 1及び次の2種の負の対照ファージであった:HPKF、すなわち市販の抗−IL−8mAb に対しては特異的に結合するクローン、及びIL6 −B26 、すなわちヒトIL−6受容体に対して特異的に結合するクローン。結合されなかったファージを、200 μl のアリコートのTBST(25nMのトリスHCl 、pH7.2, 0.15MのNaCl、0.1 %のTweenR−20)により4度洗浄することによって除去した後、PBS に1 :5,000 に希釈されたHRP −接合された抗−M13 検出抗体(Pharmacia )を添加した。
【0108】
インキュベーションの後(室温で1 時間)、過剰の検出抗体を洗浄により除去し、そして個々の洗浄されたビーズ複合体10μl を、反応容器として作用するマイクロタイターウェル(FALCON(商標)3912, MICROTEST III, Beckton Dicknson, Oxnard CA)に移した。個々のウェルを、TMB ペルオキシダーゼ基質を用いて展開し、そしてペルオキシダーゼ反応の程度を、例4に記載のようにして、分光光学的に測定した。
【0109】
図1に示される結果は、ERB1ファージクローン及びIg−EPORプローブが特に上昇したことを示した。ELISA アッセイで読み取られた光学密度(O. D. )とファージ希釈の程度との間の逆の関係は、ERB1ファージの前進的により希釈したサンプルが抗−M13 検出抗体の相応じて低い結合をもたらしたことを示した。対照の方法は、ERB 1クローンが、磁気ビーズのみ、又は腫瘍壊死因子(INFR)又はインターロイキン−6(IL−6R )のための受容体の細胞外ドメインに結合しなかったことを示した(結果は示されていない)。さらに、抗−IL−8mAb 又はIL−6受容体のいずれかに対する特異性を有する対照ファージは、Ig−EPORプローブへの結合を示さなかった。従って、ERB 1クローンは、Ig−EPORプローブに特異的に結合した。
【0110】
本発明者はまた、Ig−EPORプローブとERB 1ファージクローンとの間の相互作用がプローブのリガンド結合ドメインを包含したことを確かめた。この決定を行うために、磁気ビーズをまず、実質的に上記方法を用いて、キメラIg−EPORタンパク質、又はキメラIg−IL−6受容体タンパク質である負の対照により被覆した(Brown など., 1997, "A versitile expression system for the extracellular somain of type I cytokine receptors" (submitted for publication)により記載される)。
【0111】
約1×108pfuのERB 1及びIL6 −B26 ファージクローンを、上昇する量のEPO と共にそれぞれ混合し、そしてその混合物を被覆されたビーズと接触せしめた。結合されなかったファージ及びEPO を除去するために洗浄した後、HRP −接合された抗−M13 検出抗体をすべてのサンプルに添加し、そしてインキュベートし(室温で1時間)、そして次に、過剰の検出抗体を洗浄により除去した。洗浄されたビーズ複合体(10μl )を、96−ウェルマイクロタイターウェルに移し、TMB ペルオキシダーゼを用いて展開し、そしてその反応を、実質的に上記のようにして、分光光学的に測定した。
【0112】
図2に示される結果は、ERB 1ファージクローン及びEPO の両者がIg−EPORプローブのリガンド結合ドメインに結合したことを確証した。その結果は、上昇する濃度のEPO がプローブへの結合のためにERB 1と競争することを示した。EPO の濃度の上昇は、プローブに結合したERB 1ファージクローンの数を低めた。上昇する濃度のEPO は、未関係のファージ/ プローブ組み合わせの結合を阻害しなかった。従って、ERB1ファージクローンとIg−EPORとの間の相互作用は、特異的であり、そして純粋なEPO リガンドにより競争せしめられ得た。さらに、本明細書に記載されるキメラIg−EPORプローブは、EPORの結合特性を表し、そしてキメラプローブを結合した分子はEPORに結合することが予測された。
【0113】
ERB1クローンに類似するか、又はそのクローンよりもEPORに対して高い親和性を有するファージクローンを得るために、及びEPOR結合に寄与するERB1融合タンパク質内の副配列を同定するために、発生されるライブラリーを、元のERB1配列の飽和オリゴ又はヌクレオチドドーピング突然変異誘発を用いて創造し、そして発生されるライブラリーをキメラIg−EPORプローブを用いてスクリーンした。次の例は、ERB1ファージクローンにより発現される融合タンパク質に関連する38−マーペプチドのファージ表示ライブラリーを創造し、そしてスクリーンするために使用される方法を記載する。
例7ERB1 進化ライブラリーの構成及びスクリーニング
進化したライブラリーを、前記に実質的に記載のような方法を用いて構成した(McCOnnell など., 1996, Molecular Diversity 1:165)。手短には、本発明者は、38−マーERB1 EPOR −結合ペプチドの個々のアミノ酸位置に対応するコドンが予定された頻度でランダムアミノ酸によりそれぞれ置換される(但し、ERB1配列の中心近くのDEY 内部アミノ酸配列を除く)よう、オリゴヌクレオチドの収集物を合成した。それらの方法を用いれば、38−マーペプチドにおけるいずれかの単一の位置でのランダムアミノ酸の置換を示すコドン(但し、DEY トリペプチドをコードするアミノ酸を除く)は、約50%の頻度で生じることが予測された。
【0114】
ポリヌクレオチドを、図3に示されるドーピングスキームに従って合成した。手短には、図3A のオリゴヌクレオチド(配列番号10及び11)により示される冗長性オリゴヌクレオチドの2つの収集物を、それらの2種のグループのオリゴヌクレオチドがそれらの3'末端で存在する短い相補的配列を用いて、お互いアニーリングされ得るように合成した。それらの相補的配列は、ERB 1ペプチドの内部D −E −Y アミノ酸をコードし、従って、得られる発生ライブラリーの個々のクローンにこのトリペプチドを保持する。
【0115】
次に、アニーリングされたオリゴヌクレオチドの集団の相補的鎖を、一定集団の二本鎖DNA フラグメントを創造するために、標準のインビトロDNA 延長方法により合成した。それらのDNA フラグメントを、適切なM13 ベクター(たとえば、McConellなど.,前記のMsM1)中にクローン化し、pIII融合タンパク質を発現するファージ表示ライブラリーを生成し、ここで個々の融合タンパク質はERB1ペプチド配列に由来するN −末端38−マーペプチドを含む。
【0116】
ERB1オリゴヌクレオチドの個々のコドンの最初の2つの位置のために、冗長性オリゴヌクレオチドを、ERB1オリゴヌクレオチド配列の位置に使用されるヌクレオチドに対して同一のヌクレオチドの73%及び他の3種のヌクレオチドの9 %を用いて合成した。冗長性オリゴヌクレオチド配列において下部に示される個々の延期に対応するヌクレオチド組成物は、図3B に示される。個々のコドンの第3位置(図3A 及び3B において“S ”により示される)を、dGTP及びdCTPの等モル混合物を用いて合成した。
【0117】
このドーピングスキームは、その時間の約50%のERB1 38 −マーペプチドの個々の位置で元のアミノ酸をコードするヌクレオチドトリプレットを生成した。その時間の残りの50%、すなわち元のアミノ酸をコードしないコドンを、ほかの19個のアミノ酸のランダム混合物により置換した。
【0118】
得られるERB1進化ライブラリーを、キメラIg−EPORプローブを結合したクローンを同定するために例6 に実質的に記載のようにして、バイオパンニングによりスクリーンした。いくつかのランダムファージクローンをまた、非結合クロオ−ンを表すために、前記進化したライブラリーから単離した。EPOR−特異的磁気ビーズELISA 試験(例6に記載のような)の結果により判断される場合、前記パンニングされたグループから選択されたクローンの約88%がEPOR結合について陽性であり、ところがパンニングされていないグループからのランダムに選択されたクローンのすべてはEPOR結合について陰性であった。
【0119】
これは、発生されたライブラリーにおけるランダムに選択されたクローンはEPORを結合しそうでないが、しかしパンニング方法により選択されたクローンは非常に高い頻度でEPOR結合を示した。従って、本明細書に記載されるスクリーニング方法は、リガンド官能性を示すファージクローンを同定し、そして単離するために有用であり;この場合、クローンはEPORに結合することができる。
【0120】
合計48の結合(パンニングされたグループ)及び24の非結合(パンニングされていないグループ)クローンを、発生されたライブラリーから単離した。それらのクローンの融合ペプチドの38−マー領域をコードするDNA 配列を、標準の方法を用いて、ジデオキシ配列決定により決定した。それらの72の単離物の中で、34のユニーク配列を見出した(パンニングされたグループに関しては21の配列、及びパンニングされていないグループに関しては13の配列)。
【0121】
それらの34のユニークDNA 配列は、配列番号13〜46に開示されており、そしてそれらの配列によりコードされることが予測されるアミノ酸配列は、配列番号47〜80に開示される。それらのペプチド配列は、図4に示される。B 1〜B21 (配列番号47〜67)と命名された合計21種の異なった結合クローンを、最初に選択された48の結合クローンから単離し;そしてN1〜N13 (配列番号68〜80)として命名された13種の異なった非結合クローンを、最初に選択された24の非結合クローンから単離した。
【0122】
EPOR結合及び非結合クローンの整列されたペプチド配列から、すべての結合クローンに存在し、そして非結合クローンに不在のコンセンサス配列を決定した。使用される突然変異誘発原因スキーム(図3A を参照のこと)によりクローンのすべてに存在したDEY トリペプチドを排除すれば、コンセンサス配列は、CXXGWVGXCXXW(配列番号12)(ここで、X は種々のアミノ酸を許容できる位置を示す)であった。結合クローンに見出されるコンセンサス配列における不変の残基は図4において太字で示される。非結合クローンにおいては、いくつかの不変残基がまた存在したが(図4において下線が引かれている)、しかしコンセンサス配列の完全なモチーフは存在いなかった。
【0123】
結合及び非結合クローンのすべては同じpIIIタンパク質配列を含むもので、EPORプローブへのファージクローンの結合は、プローブとpIII配列との間の相互作用にはよらなかった。代わりに、Ig−EPORプローブへのファージクローンの結合は、融合タンパク質の追加のペプチド配列(たとえば、図4におけるクローンB1〜B21 について示されるそれらの配列)によるべきである。従って、12−マーコンセンサス配列を含むペプチドは、ヒトEPORのリガンド結合ドメインに結合し、そして配列番号12の配列を含んで成るペプチドはEPO ペプチド擬似物を表した。
【0124】
EPORに対する結合特異性を有するファージ単離物を良好に特徴化するために、本発明者は、ファージELISA 方法を用いて、図4に示される結合クローンの相対的親和性を比較した。結合クローンのファージストックを、個々の溶解物についてpfu/mlの濃度を正確に決定するために、三重反復して滴下した。次に異なった単離物を、標準化されたファージ濃度を用いてのELISA のよりアッセイし、その結果、すべてのクローンを同等数のファージを用いて試験した。次にERB1試験における50%最大応答に対応するELISA における光学密度を、異なったファージ単離物の個々について決定した。
【0125】
50%ERB 1最大応答でのファージ当たりの光学密度×1×108 は、ERB1についての1.0 の値を付与し、そしてB 1〜B21 単離物の相対的結合親和性を測定するための標準を表した。個々のクローンについての標準化された相対的親和性(“Rel. Aff. ”)は図4におけるクローンのペプチド配列の右側に示される。非結合クローンの個々に関しては、その相対的親和性は、それらの個々がEPOR結合に関して陰性であるので、<0.1 として列挙される。
【0126】
図5A 〜5D は、クローンB1〜B2のELISA 結果をグラフにより示す。B7及びB8を包含するいくつかのクローンは、親ERB 1クローンの親和性よりも約20倍高い親和性を有するキメラIg−EPORタンパク質を結合した。B3, B15 及びB19 を包含するほかのクローンはERB1に類似する親和性を有するEPORを結合し、そして2種のクローン(B20 及びB21 )は、ERB1に比較して、幾分低い結合親和性を有した。
【0127】
その異なった相対的親和性はたぶん、異なったクローン間のアミノ酸差異に起因する。従って、発生されたライブラリーから単離された多くの結合クローンは、ERB1親クローンに比較して高められた親和性を有するヒトEPO 受容体のリガンド結合ドメインに結合した。結合クローンのすべては、配列番号12により同定される12−マーコンセンサス配列を含むペプチドを有した。
次の例は、上記にクローンの配列に由来するアミノ酸配列を有する合成ペプチドがIg−EPORへの結合のために純粋なEPO と競争することを示すために使用される方法を記載する。
【0128】
例8ペプチド阻害 ELISA
この例は、配列番号12のコンセンサス配列を含む合成ペプチドがEPOR結合についてEPO と競争することを示す。コンセンサス配列は保存されたDEY 残基のアミノ末端側鎖上に位置するので、ペプチドは、キメラIg−EPORプローブについて高い親和性結合を示す2種の典型的なクローンのアミノ末端配列に基づいて合成された。そのペプチドは環状形で合成され、そしてB7及びB8クローンのアミノ末端の18個のアミノ酸に対応する配列を含む。
【0129】
配列DREGCRRGWVGQCKAWFN (配列番号81) 及びDVEACGGGWVGHCNYWLR(配列番号82)を有する合成ペプチドを、標準の方法(Peninsula Laboratories, Belmont, CA )を用いて、環状(ジスルフィド結合された)形で合成した。18−マーペプチド配列は、B7及びB8クローンに由来し、そしてそれらのペプチドは、それぞれ“ERB1−7”(配列番号81)及び“ERB1−8”(配列番号82)として本明細書において言及される。HPLCにより判断される場合、それぞれ95%以上の純度である、2種の精製されたペプチドの構造を、質量分析法により確かめた。
【0130】
ペプチドを、EPO −被覆されたポリスチレンプレートのIg−EPORタンパク質の結合を阻害するそれらの能力について上記EPO 特異的サンドイッチELISA プロトコールにおいて別々に試験した。図6に示される結果は、ERB1−7及びERB1−8合成ペプチドがキメラIg−EPORタンパク質に結合するためにEPO と競争したことを示す。両ペプチドは、アッセイにおいて、約45nMのIC50値を有した。
【0131】
これは、上記で同定されたコンセンサス12−マー配列を含む、結合クローンの配列に由来する合成18−マーペプチド(図4を参照のこと)が、M13pIII 融合タンパク質の内容物から除去される場合でさえ、EPORを結合したことを証明した。それらの結果は、コンセンサス12−マー配列(配列番号12)、及びコンセンサス配列のアミノ酸末端側上の4個のアミノ酸及びカルボキシル末端上の2個のアミノ酸を含む18−マーペプチドがEPOR結合組成物である結論を支持する。そのような合成ペプチドはEPO 擬似体である。
【0132】
機能的EPO ペプチド模倣体のサイズ限界を同定するために、より短い形のERB1−7を合成し、そしてペプチドサイズ及び受容体結合活性の関係を決定するために試験した。次の例に記載されるように、ERB1−7の一連のN −末端切断部分を合成し、そして上記EPO 特異的阻害ELISA において試験した。
【0133】
例912 −マーコンセンサス外の残基が合成ペプチドと EPOR との間の高親和性相互作用のために必要とされる
この例は、上記で同定された12マーコンセンサス配列の限界外に位置するアミノ酸残基がIg−EPORプローブを結合する合成ペプチドの能力に寄与することを示す。ERB1−7の配列に対応するが、しかし1, 2, 3 又は4個のN −末端アミノ酸のいずれかを欠いている合成ペプチドを、ペプチド阻害ELISA プロトコールにおいて試験した。次のペプチドを合成し、そして例8に実質的に記載のようにして試験した:
【0134】
DREGCRRGWVGQCKAWFN (配列番号81) から成る18−マーペプチドERB1−7;
REGCRRGWVGQCKAWFN ( 配列番号83) から成る17−マーペプチド7N −1;
EGCRRGWVGQCKAWFN (配列番号84) から成る16−マーペプチド7N −2;
GCRRGWVGQCKAWFN ( 配列番85) から成る15−マーペプチド7N −3;
CRRGWVGQCKAWFN (配列番号86) から成る14−マーペプチド7N −4。
【0135】
図7 に示される結果は、12−マーコンセンサスの他のアミノ酸がIg−EPORタンパク質に結合するためにEPO との効果的な競争に寄与することを示す。すなわち、18−マーについてのIC50値は約45mMであるが、ところが17−マーペプチドは91nMの低められたIC50を示した。さらに、切断物は、約3700nMのIC50を有する16−マーを生成した。さらなる切断物(すなわち、15−マー及び14−マーペプチド)は、EPOR結合活性を完全に破壊した。
【0136】
ERB1−7ペプチドの切断物はペプチドとIg−EPORとの間の物理的相互作用を妨害するだけでなく、また例10に記載のように、ペプチドの生物学的活性も妨害する。従って、配列番号12により与えられるコンセンサス12−マーペプチドが必要であるが、しかしEPORのための高い親和性を有する合成ペプチドを創造するためには十分ではない。
次の例は、EPORを結合した合成ペプチドがインビトロ細胞培養システムにおいてEPO −様薬理学的活性をまた示したことを例示するために使用される方法を記載する。
【0137】
10ERB1 及び発生されたペプチドが EPO −応答細胞系において増殖を刺激する
12−マーコンセンサス配列を含む2種の代表的な合成ペプチドの生物学的活性を評価するために、ペプチドERB1−7及びERB 1−8を、EPO −応答細胞系(TF−1)の増殖を刺激するそれらの能力について試験した。当業者は、TF−1細胞系がEPO 生物学的活性を検出し、そして定量化するために有用である(但し、他のEPO −応答細胞も置換され得る)ことを理解するであろう。TF−1細胞系が、汎血球減少症を有する35才の男性から単離されたヘパリン化された骨髄吸引物から確立した(Kitamuraなど., 1989, J. Physiol. 140: 323 )。
【0138】
TF−1細胞を、10%のBCS 及び5ng/ml のCM−CSF を含むRPMI1640において増殖した。残留GM−CSF を除去するためにPBS により2度洗浄した後、5,000 個の細胞を、0.5 単位のEPO/mlの存在下で96−ウェルマイクロタイタープレートの個々のウェルに配置し、そして標準の条件下で3日間培養した(Kitamuraなど., 1989, Blood 73: 375-380)。
【0139】
EPO に応答しての増殖を、標準のXXT アッセイ(ナトリウム3'−(−1 −(フェニルアミノカルボニル)−3, 4−テトラゾリウム)−ビス(4 −メトキシ−6 −ニトロ)ベンゼンスルホン酸水和物に基づくアッセイ;Promega, Madison WI )を用いて決定した。類似する方法に従って、EPO の代わりにERB1−7(配列番号81)又はERB1−8 合成ペプチド(配列番号82)を用いた。また、負の対照として、次の配列を有するIL−6 ペプチドを試験した:
GGAFCEAVGCGPDRNFYGG (配列番号87)。ペプチド濃度を、0.02〜20μM の1,000 培濃度範囲にわたって試験した。
【0140】
図8A 及び8B に示される結果は、EPORを結合した合成ペプチドがまた、生物学的アッセイにおいてEPO −様薬理学的活性を示したことを示す。陽性対照、すなわち精製されたEPO は、TF−1細胞がEPO 応答性であったことを確認した。0.05〜0.1 単位/ml の範囲のEPO において半分の最大応答(ED50)を有するTF−1 細胞は増殖した(図8A )。両ペプチドは、1〜10μM の濃度でTF−1細胞において用量−依存性態様で増殖応答を生成するEPORアゴニストであった(図8B )。対照的に、EPORを結合しなかった不適切なIL−6ペプチドは、20μM までのいずれかの試験された濃度でTF−1細胞増殖を刺激しなかった。
【0141】
これは、アッセイにおける非特異的相互作用が合成EPO 擬似体により見出された増殖結果に寄与しなかったことを示した。従って、コンセンサス12−マーの配列番号12及びフランキングアミノ酸を含む合成ペプチドは、EPO に類似する生物学的活性を示した。本発明の特定の態様が詳細に記載されて来たが、それらの態様は例示的であって、本発明の範囲を限定するものではないことが当業者に明らかであろう。
【0142】
【配列表】
(1)一般情報:
(i )出願人:McCONNELL, Stephen, J. and SPINELLA, Dominic, G.
(ii)発明の名称:エクトロポエチン受容体のためのペプチドリガンド
(iii )配列の数:87
(2)配列番号1についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:14個のアミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号1:

Figure 0004361684
【0143】
(2)配列番号2についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:41個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号2:
Figure 0004361684
【0144】
(2)配列番号3についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:37個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:cDNA
(xi)配列:配列番号3:
Figure 0004361684
【0145】
(2)配列番号4についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:6338個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号4:
【化1】
Figure 0004361684
【化2】
Figure 0004361684
【化3】
Figure 0004361684
【0146】
(2)配列番号5についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:34個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号5:
Figure 0004361684
【0147】
(2)配列番号6についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:40個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号6:
Figure 0004361684
【0148】
(2)配列番号7についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:750個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号7:
【化4】
Figure 0004361684
【0149】
(2)配列番号8についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号8:
【化5】
Figure 0004361684
【0150】
(2)配列番号9についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号9:
【化6】
Figure 0004361684
【0151】
(2)配列番号10についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:63個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号10:
【化7】
Figure 0004361684
【0152】
(2)配列番号11についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:60個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号11:
【化8】
Figure 0004361684
【0153】
(2)配列番号12についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:12個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号12:
Figure 0004361684
【0154】
(2)配列番号13についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号13:
【化9】
Figure 0004361684
【0155】
(2)配列番号14についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号14:
【化10】
Figure 0004361684
【0156】
(2)配列番号15についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号15:
【化11】
Figure 0004361684
【0157】
(2)配列番号16についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号16:
【化12】
Figure 0004361684
【0158】
(2)配列番号17についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号17:
【化13】
Figure 0004361684
【0159】
(2)配列番号18についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号18:
【化14】
Figure 0004361684
【0160】
(2)配列番号19についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号19:
【化15】
Figure 0004361684
【0161】
(2)配列番号20についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号20:
【化16】
Figure 0004361684
【0162】
(2)配列番号21についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号21:
【化17】
Figure 0004361684
【0163】
(2)配列番号22についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号22:
【化18】
Figure 0004361684
【0164】
(2)配列番号23についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号23:
【化19】
Figure 0004361684
【0165】
(2)配列番号24についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号24:
【化20】
Figure 0004361684
【0166】
(2)配列番号25についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号25:
【化21】
Figure 0004361684
【0167】
(2)配列番号26についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号26:
【化22】
Figure 0004361684
【0168】
(2)配列番号27についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号27:
【化23】
Figure 0004361684
【0169】
(2)配列番号28についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号28:
【化24】
Figure 0004361684
【0170】
(2)配列番号29についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号29:
【化25】
Figure 0004361684
【0171】
(2)配列番号30についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号30:
【化26】
Figure 0004361684
【0172】
(2)配列番号31についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号31:
【化27】
Figure 0004361684
【0173】
(2)配列番号32についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号32:
【化28】
Figure 0004361684
【0174】
(2)配列番号33についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号33:
【化29】
Figure 0004361684
【0175】
(2)配列番号34についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号34:
【化30】
Figure 0004361684
【0176】
(2)配列番号35についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号35:
【化31】
Figure 0004361684
【0177】
(2)配列番号36についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号36:
【化32】
Figure 0004361684
【0178】
(2)配列番号37についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号37:
【化33】
Figure 0004361684
【0179】
(2)配列番号38についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号38:
【化34】
Figure 0004361684
【0180】
(2)配列番号39についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号39:
【化35】
Figure 0004361684
【0181】
(2)配列番号40についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号40:
【化36】
Figure 0004361684
【0182】
(2)配列番号41についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号41:
【化37】
Figure 0004361684
【0183】
(2)配列番号42についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号42:
【化38】
Figure 0004361684
【0184】
(2)配列番号43についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号43:
【化39】
Figure 0004361684
【0185】
(2)配列番号44についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号44:
【化40】
Figure 0004361684
【0186】
(2)配列番号45についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号45:
【化41】
Figure 0004361684
【0187】
(2)配列番号46についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:114個の塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号46:
【化42】
Figure 0004361684
【0188】
(2)配列番号47についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号47:
【化43】
Figure 0004361684
【0189】
(2)配列番号48についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号48:
【化44】
Figure 0004361684
【0190】
(2)配列番号49についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号49:
【化45】
Figure 0004361684
【0191】
(2)配列番号50についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号50:
【化46】
Figure 0004361684
【0192】
(2)配列番号51についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号51:
【化47】
Figure 0004361684
【0193】
(2)配列番号52についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号52:
【化48】
Figure 0004361684
【0194】
(2)配列番号53についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号53:
【化49】
Figure 0004361684
【0195】
(2)配列番号54についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号54:
【化50】
Figure 0004361684
【0196】
(2)配列番号55についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号55:
【化51】
Figure 0004361684
【0197】
(2)配列番号56についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号56:
【化52】
Figure 0004361684
【0198】
(2)配列番号57についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号57:
【化53】
Figure 0004361684
【0199】
(2)配列番号58についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号58:
【化54】
Figure 0004361684
【0200】
(2)配列番号59についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号59:
【化55】
Figure 0004361684
【0201】
(2)配列番号60についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号60:
【化56】
Figure 0004361684
【0202】
(2)配列番号61についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号61:
【化57】
Figure 0004361684
【0203】
(2)配列番号62についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号62:
【化58】
Figure 0004361684
【0204】
(2)配列番号63についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号63:
【化59】
Figure 0004361684
【0205】
(2)配列番号64についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号64:
【化60】
Figure 0004361684
【0206】
(2)配列番号65についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号65:
【化61】
Figure 0004361684
【0207】
(2)配列番号66についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号66:
【化62】
Figure 0004361684
【0208】
(2)配列番号67についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号67:
【化63】
Figure 0004361684
【0209】
(2)配列番号68についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号68:
【化64】
Figure 0004361684
【0210】
(2)配列番号69についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号69:
【化65】
Figure 0004361684
【0211】
(2)配列番号70についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号70:
【化66】
Figure 0004361684
【0212】
(2)配列番号71についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号71:
【化67】
Figure 0004361684
【0213】
(2)配列番号72についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号72:
【化68】
Figure 0004361684
【0214】
(2)配列番号73についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号73:
【化69】
Figure 0004361684
【0215】
(2)配列番号74についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号74:
【化70】
Figure 0004361684
【0216】
(2)配列番号75についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号75:
【化71】
Figure 0004361684
【0217】
(2)配列番号76についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号76:
【化72】
Figure 0004361684
【0218】
(2)配列番号77についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:37個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号77:
【化73】
Figure 0004361684
【0219】
(2)配列番号78についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号78:
【化74】
Figure 0004361684
【0220】
(2)配列番号79についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号79:
【化75】
Figure 0004361684
【0221】
(2)配列番号80についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:38個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号80:
【化76】
Figure 0004361684
【0222】
(2)配列番号81についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:18個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号81:
Figure 0004361684
【0223】
(2)配列番号82についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:18個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号82:
Figure 0004361684
【0224】
(2)配列番号83についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:17個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号83:
Figure 0004361684
【0225】
(2)配列番号84についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:16個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号84:
Figure 0004361684
【0226】
(2)配列番号85についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:15個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号85:
Figure 0004361684
【0227】
(2)配列番号86についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:14個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号86:
Figure 0004361684
【0228】
(2)配列番号87についての情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:19個のアミノ酸
(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:ナシ
(xi)配列:配列番号87:
Figure 0004361684

【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、ERB 1ファージクローンがキメラIg−EPORプローブと特異的に結合することを確かめるEPOR−特異的ファージELISA からの結果を示す線グラフである。グラフは、Ig−EPORプローブを用いて単離されたファージクローン(ERB1、黒三角形);抗−IL−8抗体に対して特異的に結合するファージクローン(HPKF、◆);及びヒトIL−6受容体に対して特異的に結合するファージクローン(IL−6−B26 、黒四角形)について、異なったファージ希釈度でのELISA (O. D. )により測定されるような、Ig−EPORに対する結合を示す。
【図2】 図2は、異なった濃度(単位/ml )での組換えEPO がIg−EPORに結合するためにERB1ファージ(◆)と競争するが、しかしIL−6受容体に結合したファージ(●)に対して効果を有さなかったELISA (O. D. )の結果を示す線グラフである。
【図3A】 図3A は、ERB1発生されたライブラリーを創造するために使用されたアプローチを示す。図3A は、第1の線上のERB1クローンにおけるpIIIタンパク質に融合されたペプチドのアミノ酸配列、及び第2及び第3の線上のERB1クローンの発生されたライブラリーを創造するために使用された冗長性オリゴヌクレオチドの収集物の配列を示す。オリゴヌクレオチドは、ERB1ペプチドにおけるアミノ酸に対応するコドンを示すために、及び配列の3'末端で9個の相補的塩基を用いてのオリゴヌクレオチドのアニーリングを示すために整列された。
【図3B】 図3B は、ERB1発生されたライブラリーを創造するために使用されたアプローチを示す。図3B は、冗長性オリゴヌクレオチドにおいて“g ”、“a ”、“t”、“c”及び“s”として表される個々の塩基のために冗長性オリゴヌクレオチドを合成するために使用されたヌクレオチド組成物を示す。ERB1クローンにおけるpIIIタンパク質に融合されたペプチドのアミノ酸配列、及びERB1ペプチド配列の変異体をコードしたオリゴヌクレオチドの収集物を創造するために使用されたスキームが示される。
【図4】 図4は、ERB1発生されたライブラリーに由来するファージクローンのアミノ酸配列、及びIg−EPORのためのクローンの相対的親和性を示す。クローンB1〜B21 は、Ig−EPORに結合することによって単離され、そしてファージクローンN1〜N13 は発生されたライブラリーに由来するが、しかし選択工程の間、Ig−EPORに結合しなかった。相対的親和性は、図5A 〜5D に示されるデータの数的な要約である。
【図5A】 図5A は、元のERB1単離物に関して、Ig−EROPのためのいくつかの独立したファージクローンの親和性を示す一連の線グラフである。図5A はクローンB1〜B5及びERB1についての結果を示す。
【図5B】 図5B は、元のERB1単離物に関して、Ig−EROPのためのいくつかの独立したファージクローンの親和性を示す一連の線グラフである。図5B はクローンB6〜B10 及びERB1についての結果を示す。
【図5C】 図5c は、元のERB1単離物に関して、Ig−EROPのためのいくつかの独立したファージクローンの親和性を示す一連の線グラフである。図5C はクローンB11 〜B15 及びERB1についての結果を示す。
【図5D】 図5D は、元のERB1単離物に関して、Ig−EROPのためのいくつかの独立したファージクローンの親和性を示す一連の線グラフである。図5D はB16 〜B21 及びERB1についての結果を示す。
【図6】 図6は、固定されたEPO へのキメラIg−EPORプローブの結合が、添加されるペプチドの不在(◆)及びIL−6受容体に結合する不適切なペプチドの添加(×)に比較して、競争体ペプチド(ペプチドERB1−7、黒四角形;ペプチドERB1−8、●)により阻害される、ペプチド阻害ELISA からの結果を示す線グラフである。
【図7】 図7は、N −末端切断されたERB1−7ペプチド(17−マー、黒四角形;16−マー、黒三角形;15−マー×;14−マー、★)のIg−EPORへの結合に比較して、及びIL−6受容体に結合する不適切なペプチドの添加又は添加されるインヒビターの不在(+)に比較して、Ig−EPORへのERB 1−7 18−マーペプチド(◆)の結合を示す線グラフである。
【図8A】 図8A は、TF−1細胞増幅アッセイからの結果を示す線グラフである。図8A は、組換えEPO の異なった濃度(単位)でのTF−1細胞(450nm でのO. D. )の増殖についての用量応答曲線を示す。
【図8B】 図8B は、TF−1細胞増幅アッセイからの結果を示す線グラフである。図8B は、IL−6受容体に結合する不適切なペプチドの添加(×)に比較して、合成ペプチドERB1−7(黒四角形)及びERB1−8(黒三角形)の異なった濃度(μM )でのTF−1細胞(450nm でのO. D. )の増殖についての用量応答曲線を示します。[0001]
Field of Invention
The present invention relates to the fields of pharmacology and drug discovery. More specifically, the present invention relates to novel peptide compositions that can bind to and activate human erythropoietin receptors, and erythropoietin receptors using the peptide compositions described above as design templates. Relates to a method for producing a small molecule agonist of
[0002]
Background of the Invention
Drug discovery has traditionally relied on high-throughput screening of large numbers of compounds to identify new drug precursors. More recently, combinatorial libraries constructed by chemical or biological means have expanded the number of compounds available for screening. Randomly directed semi-random sequence biological libraries such as phage-displayed peptide libraries represent a particularly rich source of molecular diversity, and advantageously have the ability to self-replicate.
[0003]
Due to the self-replicating system, research on high affinity preconductors is not limited to members that happen to be in the initial library. As discussed more fully below, the desired characteristics of the initial sequence can be greatly improved by using sequential stages of mutagenesis, affinity selection and amplification. These approaches have recently been used to discover small peptides that can bind several cytokine receptors.
[0004]
Erythropoietin (EPO) is a cytokine that stimulates the formation of red blood cells by inducing the proliferation and differentiation of progenitor cells. Recombinant versions of human EPO are valuable therapeutic agents useful for treating several pathological conditions such as chronic renal failure, the grade or effect of chemotherapy, anemia associated with HIV and rheumatoid arthritis. is there. When used therapeutically, EPO should be administered by intravenous or subcutaneous injection. The fact that EPO is a relatively large glycoprotein adversely affects the cost of manufacture, the pharmacological properties of the molecule and the diversity of this therapeutic agent.
[0005]
The erythropoietin receptor (EPOR) belongs to the cytokine receptor superfamily members that share the usual structural features such as the extracellular ligand binding domain, a single transmembrane-extension region, and the intracellular cytoplasmic domain. The extracellular domain (ECD) is sufficient to mediate receptor-ligand binding. Thus, synthesizing DNA encoding ECD as a fusion with a secreted protein, for example, to generate a reagent useful for identifying receptor binding molecules by screening a phage display library, This is possible through recombinant DNA techniques.
[0006]
Phage display libraries expressing fusions of random or semi-random peptides and bacteriophage coat proteins represent a conventional version of a combinatorial library that can be screened to identify receptor ligands. Based on phage particle infection and assembly, the random polypeptide is placed superficially for interaction with an antibody or other receptor probe. Since the phage particle contains a nucleic acid encoding the fusion protein, the genetic information identifying the sequence of the fusion protein is physically linked to the fusion protein.
[0007]
The generation and screening of such phage expression libraries is well known and is described, for example, by Sawyer et al., Protein Engineering 4: 947-953 (1991); Akamatsu et al., J. Immunol. 151: 4651-59. (1993); Smith et al., Methods in Enzymol. 217: 228-257 (1993); Clackson et al., Trends Biotechnol. 12: 173-184 (1994); and US Pat. No. 5,427,908 (Dower et al.) Are listed.
[0008]
In one example of a screening method, a soluble form of EPOR was used to probe a phage display library to identify candidate properties that have EPO-like properties. Wrighton et al. Science 273: 458 (1996) describes the use of a fusion protein comprising an EPOR extracellular domain and human placental alkaline phosphatase in a library screening protocol. The library used for this purpose showed cyclic 8-residue peptides as fusions with filamentous phage pVIII coat protein.
[0009]
Subsequently, a high affinity property for EPOR was isolated from a mutagenesis library that showed pIII protein fusion. This approach leads to the identification of several properties that stimulate erythropoietin synthesis in mice. These agonists were disulfide-linked cyclic peptides with minimal consensus sequence YXCXXGPXTWXCXP (SEQ ID NO: 1), where X is a position that can be governed by any of several amino acids.
Despite this progress in the identification of EPOR ligands, there remains a need to identify ligands that display superior receptor-binding properties and ligands that bind to receptors using previously unknown contact sites. ing.
[0010]
Summary of invention
According to one aspect of the present invention, the following formula:
Xn -C-X1-X2-G-W-V-G-XThree-C-XFour-XFive-W-Xc
[Where Xn Is the N-terminal peptide of natural α-amino acids 2-4 in length;
Xc Is a C-terminal dipeptide, and
X1, X2, XThree, XFour, And XFiveAre independently selected from the group consisting of natural α-amino acids]
An isolated polypeptide capable of binding a human erythropoietin receptor is disclosed.
[0011]
In a preferred embodiment of the isolated polypeptide, the amino terminal Xn Xn1-Xn2-Xn3-Xn4And where Xn1Is selected from the group consisting of neutral and polar, neutral and hydrophobic, and acidic natural α-amino acids, or optionally Xn1Is absent; Xn2Is selected from the group consisting of neutral and polar, neutral and hydrophobic, and basic natural α-amino acids, or optionally Xn2Xn1Is absent if is absent; Xn3Is selected from the group consisting of natural α-amino acids; and Xn4Is selected from the group consisting of neutral and polar, neutral and hydrophobic, and acidic natural α-amino acids.
[0012]
More preferably, Xn1Is E, G, N, S, D, Q, L, Y or A; Xn2Is F, V, A, K, R, G, S, I or L; Xn3Is H, Q, E, G, D, A or V; and Xn4Is E, G, V, A, P, D, T or M. In another preferred embodiment, Xn1Is absent; Xn2Is F, V, A, K, R, G, S, I or L; Xn3Is H, Q, E, G, D, A or V; and Xn4Is E, G, V, A, P, D, T or M. In one embodiment, Xn1Is an acidic amino acid. In another embodiment, Xn2Is a branched chain amino acid or K 2. In yet another embodiment, X n3 is an acidic amino acid or V 3. In one embodiment, Xn4Is V or G.
[0013]
In a preferred embodiment, X1Is a neutral and hydrophobic, neutral and polar, or basic amino acid; more preferably X1Is R, I, G, Q, L, T or S; and most preferably R or L. In a preferred embodiment, X2Are neutral and hydrophobic, neutral and polar or basic amino acids; more preferably X2Is R, P, W, G, L or N; and most preferably R. In a preferred embodiment, XThreeAre neutral and polar, or basic amino acids; and are preferably H, Q or N 2.
[0014]
In a preferred embodiment, XFourIs a neutral and polar, basic or acidic amino acid; more preferably Q, N, S, K or E; and most preferably K 2 or N 2. In a preferred embodiment, XFiveIs a neutral and polar, neutral and hydrophobic, or acidic amino acid; more preferably V, A, Y, D or E; and most preferably D or E.
[0015]
In a preferred embodiment, the carboxy-terminal Xc Xc1-Xc2And Xc1Are neutral and polar, or neutral and hydrophobic amino acids, and Xc2Are neutral and polar, neutral and hydrophobic, or basic amino acids. In a preferred embodiment, Xc1Is L, I, P, F, M, Q or G; and more preferably L or Q. In a preferred embodiment, Xc2Is M, W, T, S, G, N or R; and more preferably G or R.
[0016]
Another aspect of the invention is an isolated polypeptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 82.
According to another aspect of the present invention, a cell having an erythropoietin receptor on its surface is contacted with a peptidomimetic of erythropoietin, wherein the peptidomimetic has the formula:
Xn -C-X1-X2-G-W-V-G-XThree-C-XFour-XFive-W-Xc
[Where Xn Is the N-terminal peptide of natural alpha-amino acids of 2-4 lengths; Xc Is a C-terminal dipeptide and X1, X2, XThree, XFour, And XFiveIs independently selected from the group consisting of natural α-amino acids], and a compound having the general formula
Allows binding of the peptidomimetic and the erythropoietin receptor, thereby initiating activation of the erythropoietin receptor;
Disclosed is a method for activating a human erythropoietin receptor comprising the steps.
[0017]
According to another aspect of the invention, there is provided a method for inhibiting binding of erythropoietin to an erythropoietin receptor, wherein said method comprises:
Following formula:
Xn -C-X1-X2-G-W-V-G-XThree-C-XFour-XFive-W-Xc
[Where Xn Is the N-terminal peptide of natural alpha-amino acids of 2-4 lengths; Xc Is a C-terminal dipeptide and X1, X2, XThree, XFour, And XFiveIs independently selected from the group consisting of natural α-amino acids] and provides a sufficient amount of a peptidomimetic having the general formula of competing with erythropoietin for binding to the erythropoietin receptor; And
Allowing interaction between the erythropoietin receptor and the peptidomimetic, thereby inhibiting the binding of erythropoietin to the erythropoietin receptor. In a preferred embodiment, the erythropoietin receptor is derived from a human.
[0018]
Another aspect of the present invention is a method for discovering drugs that mimic erythropoietin, wherein said method comprises a phage display library comprising a peptide wherein the fusion protein comprises a random sequence of amino acids and a phage protein. Screening the phage display library for at least one clone that binds to a human erythropoietin receptor probe;
Isolating said clone that binds to a human erythropoietin receptor probe;
Determining the nucleic acid sequence from the clone encoding the peptide contained within the fusion protein;
[0019]
Constructing a phage display library generated by in vitro mutagenesis of the nucleic acid sequence encoding the peptide contained within the fusion protein;
Screening the generated phage display library for clones that bind to a human erythropoietin receptor probe;
Isolating the clone from the generated phage display library;
Determining a nucleic acid sequence from the clone, wherein each individual nucleic acid encodes a peptide contained within the fusion protein of the clone;
Comparing the nucleic acid sequences to identify a consensus amino acid sequence; and
Synthesizing compounds that mimic the consensus amino acid sequence;
Comprising steps.
[0020]
In a preferred embodiment, the synthetic step comprises synthesizing a compound that is an organic compound; preferably a peptide. More preferably, the synthesized peptide is a cyclic peptide.
[0021]
Detailed description of preferred embodiments:
Herein, the inventors disclose a novel peptide capable of binding and activating human EPOR, and a method for producing small molecule analogs of EPO using peptide ligands as design templates. Surprisingly, the primary amino acid sequence of these peptide ligands is not related to the primary amino acid sequence of the true EPO protein.
[0022]
In addition, the peptides disclosed herein are also unrelated to previously isolated EPO binding peptides from phage display libraries. The novel peptides identified herein serve not only as candidate therapeutics, but also as models for designing small molecules with EPO agonist or antagonist activity. Specifically, peptides or other small molecules that mimic the biological properties of EPO provide valuable additions to drug species.
[0023]
A cyclic peptide conjugation that binds to EPOR and mimics the pharmacological activity of erythropoietin has been identified. One EPOR-binding clone was first isolated from an M13 phage library displaying 38 random amino acids fused to the N-terminus of the pIII capsid protein. When using the sequence encoding the EPOR-binding peptide of this initial isolate, a generated library containing various amino acid substitutions over the full length of the peptide can be used to isolate additional EPOR-binding clones. Manufactured and screened using bioseparation methods. The sequence encoding the binding peptide and the non-binding control were determined.
[0024]
Neither the initial isolate nor the EPOR-binding clone isolated from the generated library shared significant sequence similarity with the primary amino acid sequence of EPO. The sequence of EPO-binding clones contained a consensus sequence that was absent from non-binding clones. This consensus sequence (SEQ ID NO: 12) encodes a 12-mer peptide, but additional amino acid residues also contribute to the efficiency of binding to EPOR.
[0025]
Based on the consensus sequence, a truncated peptide of 18 amino acids in length that retains the activity of the longest 38-mer binding peptide was synthesized. Two typical synthetic peptides with amino acid sequences based on the consensus 12-mer sequence inhibited the binding of true EPO to chimeric Ig-EPOR in an in vitro assay. In addition, these derivative peptides also stimulated proliferation of EPO-responsive cells in culture.
[0026]
Cleavage of one of the 18-mer synthetic peptides by one or more N-termini reduced peptide activity in receptor-binding and biological assays. Thus, a long peptide containing at least an 18-mer amino acid sequence shows high affinity for binding to EPOR, but a shorter peptide (eg, having 3 amino acids located on the N-terminal consensus sequence side) Retained the ability to activate EPOR.
[0027]
Briefly, the EPOR ligand disclosed herein (1) creates a chimeric receptor probe that binds to EPO; (2) creates a phage display library that expresses a number of target random peptides; 3) screening the library with a chimeric receptor probe to identify one or more lead peptides having receptor-binding activity; and (4) variants that bind and / or activate the EPO receptor. They have been identified by a multi-step method involving the creation and testing of derivatives of the lead peptide to identify structural features shared by the molecule. The general characteristics of the method used to obtain new EPOR agonists are described below.
[0028]
EPO Chimeric receptor probe with binding activity
Methods for identifying receptor ligands have relied on the binding of sub-fragments of the native receptor ligand that may essentially alter the results of anti-ligand antibodies or screening assays. For example, identifying peptides that represent tertiary structures that are critical structural features of receptor-binding ligands, as linear peptides of only 6-10 amino acids in length can be fitted into antibody combining sites It is difficult.
[0029]
Similarly, sub-fragments of known ligands cannot represent structures in a critical high order that have or represent homologous ligand structural features. For example, the receptor-binding ligand tertiary structure may not be completely contained in the contiguous amino acids of an antibody or other ligand.
[0030]
In order to circumvent unnecessary restrictions on the structure of combinatorial molecules that can be identified in binding assays, the inventors have created probes that contain the extracellular domain of the native receptor. For convenience in screening assays, we have also used probes that not only bind ligands but can also be identified by secondary probes. The inventor has created a chimeric protein incorporating the EPO receptor ("EPOR") and the ligand binding domain of the hinge region, ie, the CH2 and CH3 domains of the murine IgG1 antibody.
[0031]
As shown below, this chimeric receptor ("Ig-EPOR") bound the native ligand and was also recognized by anti-murine IgG. This sequence was required for receptor interaction and also allowed the binding of a novel ligand to the probe that displayed the critical minimal structural features of the native ligand that could be detected using a second antibody. .
Conveniently, the use of a probe comprising the ligand binding domain of the native receptor is as small as the native ligand or as small as the smallest critical structure required for receptor binding. Made it possible to combine structures.
[0032]
Preparation and screening of phage display library
The inventor has used high complexity phage display libraries as a source of molecular diversity for drug discovery. Traditional libraries of organic compounds screen one compound at a time to identify candidate drug molecules, whereas phage display libraries are abundant that can be rapidly screened using high-throughput screening assays. A variety of different sources.
[0033]
The library used in the screening method disclosed below showed fusion of phage M13 with the pIII minor coat protein. The N-terminal domain of the pIII molecule binds to the bacterial F cilia and is required for infection, whereas the C-terminal domain anchors the protein in the phage capsid. Conveniently, it can be tolerated in constructs that include a large size range of fusion pIII proteins, thereby enhancing the molecular diversity of the library. A relatively long random amino acid sequence (about 30 to about 50 residues) can be fused to the pIII protein to display a relatively long peptide comprising the random sequence for screening.
[0034]
A library of long random peptides provides a “sliding window” of adjacent amino acid residues, and also has the potential to provide tertiary structure representing intermittent epitopes in the complex protein. This added level of complexity can be important when screening for molecules that can interact with complex targets, such as cell surface receptors. In addition, a library of long random peptides allows for the formation of multiple contact sites that can bind complex targets.
[0035]
Generation and testing of derivatives of leading peptides
The inventor has identified and isolated an initial isolate from one of the phage display libraries as a leading peptide, and then constituted a molecular variant of that leading peptide and is similar or enhanced. Screened for clones showing high biological activity. That is, the inventor has shown that a phage display library in which nearly all of the codon positions in the 38-mer leader peptide are randomized with the expected 50% frequency to generate a library of mutant molecules. Created. By screening a library of variants, the inventors identified a number of additional peptides that also bound the EPO receptor probe.
[0036]
The alignment of peptide sequences deduced from the mutant DNA sequence allowed the identification of amino acid consensus sequences for molecules with the desired functional characteristics. In this regard, this method of creating a library of variant peptides based on a nucleic acid sequence encoding a leading peptide is referred to as “molecular evolution”. Using this method, the inventor has a mutant clone with an increased ability to interact with the receptor of interest (ie, has an increased binding affinity for EPOR relative to the binding affinity of the lead clone) Clone).
[0037]
Molecular evolution methods have allowed a screen of over 100,000,000 protein variants to identify additional functional peptides. The alignment of the amino acid sequences of these additional peptides and the identification of the consensus sequence served as the basic principle for identifying optimized receptor binding properties. Preferably, these optimized peptides are smaller than the peptides present in the lead isolate, and more preferably, the optimized peptides are smaller than the variants identified by using molecular evolution.
[0038]
Definition
“Chimeric protein” means a non-naturally occurring protein or polypeptide comprising some or all of the amino acid sequence from at least two different proteins or polypeptides, or from one protein or polypeptide, And a non-naturally occurring polypeptide chain. As used herein, a chimeric protein is designed, constructed by genetic engineering, synthesized, or deliberately selected, and at least two domains (ie, at least a first domain and a first domain). Two domains, each domain has some structural and / or functional characteristics not present in other domains).
[0039]
“Directly or indirectly labeled” can include a label component (eg, a radioisotope, dye, or fluorescent or chemiluminescent component) that emits a signal that allows the molecule to be directly detected. , Or through some additional reaction (ie indirectly), which can include a detectable moiety (eg, bound enzyme, ligand, eg, biotin, enzyme substrate, epitope or nucleotide sequence).
By “second molecule” is meant a molecule that can bind to at least a portion of the second domain of a chimeric protein, thereby allowing detection or purification of the chimeric protein.
[0040]
“Hinge region” or “immunoglobulin heavy chain hinge region” refers to the C of many mammalian immunoglobulin heavy chains.H2And CH1Means one of a family of proline-containing and cysteine-containing amino acid regions present between the regions, or analogues of their amino acid sequences based thereon, wherein the amino- and carboxyl-terminal regions of the hinge are To facilitate separate and simultaneous specific binding to other molecules, they are spatially separated by rotation or kinking in the polypeptide chain.
[0041]
“Ligand” means a molecule or multimeric molecular complex capable of specifically binding to another predetermined molecule or molecular complex (ie, its target). Often, but not necessarily, the ligand is soluble and at the same time its target is identified, for example, by an anchor domain immobilized in the cell membrane.
[0042]
A “receptor” is an at least one molecule or multimeric molecular complex that has an anchor domain identified in the cell membrane and is capable of binding a given molecule or molecular complex in its native environment. Part. Often the receptors are capable of transdncing intracellular signals in response to ligand binding. Many receptors have a particularly high affinity for the ligand when either the receptor or the ligand or both are present in a homomultimeric or heteromultimeric form (eg, dimer).
[0043]
“Solid support” means a biologically insoluble matrix, such as but not limited to cells or bacteriophage particles, or a synthetic insoluble matrix such as acrylamide derivatives, cellulose, nylon, silica. And magnetic particles (but not limited to) (insoluble molecules can be linked or bound).
“Modified” means not naturally occurring or altered in a way that deviates from a naturally occurring compound.
[0044]
“Molecular evolution” refers to a method of producing a library of variant peptides by controlled rate randomization of nucleic acid sequences encoding a leading peptide having the desired functional characteristics.
“Molecule” means a molecule-sized inorganic or organic compound, such as a peptide, protein, store, fat or fatty acid, which may be naturally occurring or synthetically produced.
“Multimeric molecular complex” means a complex comprising at least two molecular components, wherein the individual components are peptides, proteins, nucleic acids, fats or fatty acids, the complex being a covalent bond Held together by non-covalent bonds or other known chemical interactions.
[0045]
Amino acids described by three letter (or one letter) abbreviations are separated according to the nature of their side groups (as described in Genes VB Lews, Oxford University Press, Inc., New York, NY. 1994). ) These groups are as follows: Ala (A), Val (V), Leu (L), Ile (I), Pro (P), Trp (W), Phe (F) and Met (M). Including "neutral and hydrophobic" groups; including "Gly (G), Ser (S), Thr (T), Tyr (Y), Cys (C), Glu (Q) and Asn (N)" "Basic and polar" groups; "basic" groups including Lys (K), Arg (R) and His (H); and "acidic" groups including Asp (D) and Glu (E). “Branched chain amino acids” refers to I, L and V.
[0046]
Unless otherwise stated, all chemical and technical terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. The general definitions of many terms used herein are Dictionary of Microbiology and Molecular Biology, and ed. (Singleton et al., 1994, John Wiley & Sons, New York, NY), and The Harper Collins Dictionary of Provided in Biology (Hale & Marham, 1991, Harper Perennial, New York, NY), and the protocol manual listed below.
[0047]
EPOR Identification of binding peptides
The methods described herein are EPOR binding peptides that can be used as receptor agonists for treating humans and animals and as structural templates for the design of small molecule EPO analogs with similar applicability. Was used to identify. A short peptide or small molecule EPO mimetic that stimulates erythropoiesis will have distinct advantages over recombinant EPO in terms of delivery convenience, pharmacokinetics and production costs.
[0048]
The inventor has found a high complexity (about 10 to identify EPOR binding peptides).8 EPO peptide mimetics were identified by screening a phage display library. The library displayed random peptide sequences as pIII fusion proteins expressed on the surface of M13 phage particles. Phages with the desired binding activity are affinity purified from a large excess of unbound phage, and the purified phage DNA is isolated and amplified to determine the amino acid sequence of the displayed peptide. And sequenced.
[0049]
In a typical phage display library, random peptides are displayed on the surface of bacteriophage M13 as N-terminal fusions that can be expressed on major (eg, pVIII) or minor (eg, pIII) coat proteins. . Individual bacteriophage particle display sequences having the desired binding characteristics can be affinity purified and cloned using standard laboratory techniques. Most phage libraries are constructed to display random sequences of only 6-8 amino acids in length as pIII or pVIII fusion proteins.
[0050]
However, longer random peptides displayed on the phage library have a “sliding window” effect (eg, a 38mer peptide contains 32 overlapping hexamers) and the native phage protein to which the peptide is fused. Has the potential to include increased complexity due to the ability to assume unrelated tertiary structures.
[0051]
As disclosed herein, the inventors have used IgG-EPO receptor fusion proteins to identify and isolate early and generated EPO peptide analogs, A phage display library displaying long peptides was screened. Although the methods used below are generally applicable to the discovery of peptides that bind virtually any receptor, in particular any type I cytokine or growth factor receptor, the peptides discovered by this pathway This structure cannot be predicted prior to substantial isolation and sequencing of the clone encoding the peptide.
[0052]
12-mer consensus sequence of amino acids by determining the DN and predicted amino acid sequence in clones isolated from the generated library that are bound to the EPOR probe, and sequences from clones that are not bound to this probe Was identified as present in all of the clones bound to the EPOR probe. The consensus sequence is CXXGWVGXCXXW (where X represents various amino acids).
[0053]
In addition to the 12-mer consensus sequence, the amino acid test of the 38-mer peptide of the binding clone (see Figure 4) shows that the first residue is acidic, or neutral and polar, or neutral. And a hydrophobic amino acid, preferably D, E, G, N, S, Q, L, Y or A and more preferably D.
The second residue is a basic, or neutral and polar, or neutral and hydrophobic amino acid, preferably L, V, I, K, A, F, R, G or S, more preferably branched. The amino acid of the chain, most preferably L.
[0054]
The third residue is any of the four general types of amino acids characterized by their side chain properties and is preferably E, D, Q, G, H, V or A, more preferably E or Q.
The fourth residue is an acidic, or neutral and polar, or neutral and hydrophobic amino acid, preferably G, T, V, A, P, M, D or E, and more preferably V or G. It was.
The fifth residue was C in the consensus sequence.
The sixth residue was a basic, or neutral and polar, or neutral and hydrophobic amino acid, preferably R, L, I, G, Q, T or S, and more preferably R .
[0055]
The seventh residue was a basic, or neutral and polar, or neutral and hydrophobic amino acid, preferably R, G, N, P, W, or L, and more preferably R.
Residues 8-11 are the conserved 12-mer GWVG sequence.
Residue 12 is H, Q or N, preferably H 2 and
The 13th residue was a 12-mer conserved C 2.
The 14th residue was acidic, or basic or neutral and polar, preferably E, K, N, Q or S, more preferably N or K.
[0056]
The fifteenth residue was an acidic, neutral and polar, or neutral and hydrophobic amino acid, preferably D, E, Y, V or Y, and more preferably D 1 or E 2, most preferably D 2.
Residue 16 is the consensus 12-mer W and
The 17th residue was a neutral and polar, or neutral and hydrophobic amino acid, preferably Q, G, L, I, P, F or M, and more preferably L.
[0057]
The eighteenth residue was a basic, or neutral polar, or neutral and hydrophobic amino acid, preferably R, G, N, T, S, M or W, and more preferably R 1 or G 2 .
Residues 19-21 were invariant DEY conserved in all of the peptides due to the mutagenesis scheme used (see Example 7 below).
[0058]
Residues 22-38 of the peptide shown in FIG. 4 also included a subset of the 20 naturally occurring α-amino acids.
In particular residue 22 is A, T, N, S or E, preferably A;
Residue 23 is K, R, S, N or I, preferably K or R; residue 24 is P, I, N, T, Q, K, H, R or E, preferably N Yes;
Residue 25 is P, T, R or H, preferably P;
Residue 26 is I, P, S, G, T, N, R or K, preferably R or G;
Residue 27 is L, S, N, T, Y, H or K, preferably Y;
Residue 28 is P, A, Q, G or S, preferably P;
[0059]
Residue 29 is a branched chain amino acid, such as A, M, F, N, T, E or D, preferably V;
Residue 30 is P, A, V, T, Q, R or E, preferably P;
Residue 31 is P, N, Q, H, K, R or D, preferably P;
Residue 32 is I, G, S, N, T, Q or R, preferably G or S;
Residue 33 is L, V, f, T, Y, N, S, Q, K, H, E or D, and N, Y or K appears most frequently.
[0060]
Residue 34 is L, V, P, A, Y, S, K, R, H, D or E, preferably S;
Residue 35 was L, V, P, M, Y, N, S, R or H, preferably one branched chain amino acid, more preferably L.
Residue 36 was I, N, G, Q, S, T or K, preferably neutral and polar amino acids, and more preferably N 2.
Residue 37 is P, L, T, G, S or R; and
Residue 38 was P, L, A, T, S, H or R. Both residues 37 and 38 were preferably P 2.
[0061]
Those amino acid residues represent the sequence of a population of 22 EPOR binding clones and their amino acid sequences representing binding peptides are shown in FIG. Thus, although certain trends in EPOR binding peptides can be discerned by testing their sequences, particularly for the preferred amino acids for some residues, they are not limiting and for binding clones in FIG. EPOR binding peptides that conserve a conserved 12-mer sequence having a flanking sequence that is not represented by any of the sequences shown are within the scope of the invention.
[0062]
Many of the amino acids that preferably appear at specific residue positions in their generated peptides are nucleic acid having the mutagenesis scheme described in Example 7 (73% of the parent nucleotide and 9% of the other three nucleotides). Was the same as the amino acid present at that position in the starting peptide that could affect the redundancy of the genetic code (eg, R at residue 5 and at residue 25) P).
[0063]
However, for some residues, it selectively changes to the amino acid that appeared at that position (eg, residue 33) and one or more amino acids that were not generally found at that position in non-binding clones There appears to be considerable denaturation of some residues in the binding clones that appear to be. For example, residue 23 in the binding clone is preferably the basic amino acid K 1 or R 2, representing a change from the neutral parent S residue, and K and R were not provided high at residue 23 in the unbound . Similarly, non-binding clones retained a higher percentage of parental clones at residue 31 than binding clones. Thus, in addition to the conserved 12-mer sequence, additional amino acids that are present in the generated binding clone, or preferably not present compared to the non-binding clone, are probably due to the unique EPOR binding of the clone. Contribute.
[0064]
Although materials and methods similar or equivalent to those described herein can be used in the practice or testing of the present invention, the preferred methods and materials are described in the following examples. Standard methods that can be used by those skilled in the art to perform the genetic engineering and other methods described herein include the Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Sambrook et al. Eds. Cold Spring Harbor Lab Publ. 1989) and Current Protocols in Molecular Biology (Ausubel et al. Eds., Greene Publishing Associates and wiley-Interscience 1987), as well as other well-known literature.
[0065]
Well-known immunoassay methods, such as solid phase immunoassays suitable for rapidly screening large numbers of peptides and other compounds are also known to those skilled in the art (Harlow & Lane, Antibodies, A Laboratory Manual, 1988, Cold Sprinng Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, especially Chapt. 14, pp. 553-612).
The present invention may be better understood by the following examples, which are representative of preferred embodiments, but are not intended to limit the scope of the invention.
[0066]
Example 1 describes the construction of a plasmid cloning vector, pcDNA-IgG, encoding a portion of a chimeric IgG-EPOR protein used to probe a phage display library. This plasmid vector was designed to receive a polynucleotide cassette encoding a portion of the murine IgG1 heavy chain and encoding the ligand-binding domain of EPOR.
[0067]
Example
Example 1.mouse or rat IgG 1 H Chain C H2 , C H3 And an expression vector encoding a hinge domain
The plasmid vector, pcDNA 3, comprises neomycin and ampicillin drug resistance (selection marker) genes, multiple CalE1, f1 and SV40 origins, and multiple for HindIII, KpnI, BstXI, EcoRI, EcoRV, NotI, XhoI, XbaI and ApaI. A DNA fragment that contains an endonuclease recognition sequence in a cloning site-containing restriction where it is cloned into multiple cloning site regions can be expressed by using the CMV promoter contained in the vector sequence (Invitrogen Corp., San Diego CA) ).
[0068]
Plasmid pcDNA 3 was digested with NotI and XhoI restriction endonucleases and the digested product was used with TBE buffer (89 mM Tris, pH 8.0, 89 mM boric acid, 2 mM EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid)). And separated by electrophoresis on a 1% agarose gel. The largest DNA fragment of the digest was gel purified, ethanol precipitated, pelleted and immediately dried. The dried pellets of purified DNA fragments were resuspended in TE buffer (10 mM Tris, pH 7.5, 1 mM EDTA) and stored at −20 ° C. This linearized plasmid was used to receive a polynucleotide encoding a portion of a murine immunoglobulin (Ig) heavy chain.
[0069]
Polynucleotides encoding the murine IgG 1 heavy chain constant regions CH2, CH3 and the hinge domain were amplified from genomic DNA using a PCR protocol with primers having the following sequences:
The first strand primers were as follows (SEQ ID NO: 2):
5'-AGCTTCGAGCGGCCGCCGTGCCCAGGGATTGTGGTTGTAAG −3 '
The reverse primer was as follows (SEQ ID NO: 3):
5'-GATCCTCGAGTCATTTACCAGGAGAGTGGGAGAGGCT −3 '

[0070]
The underlined portion of SEQ ID NO: 2 corresponds to the NotI restriction endonuclease degradation site, and the bold underlined portion of SEQ ID NO: 3 corresponds to the XhoI restriction endonuclease degradation site.
Mouse genomic DNA was prepared from lysates of frozen NIH3T3 cells using standard experimental methods. In short, cells (5 × 10Five ) Is pelleted by centrifugation, washed with phosphate buffer, hypotonic buffer containing 0.5% (v / v) nonionic detergent (Tween ™ -20) and 10 μg proteinase K (50 mM KCl, 10 mM Tris HCl (pH 8.4), 1.5 mM MgCl2 ) Resuspended in 100 μl. The mixture was incubated at 56 ° C. for 45 minutes, heated to 95 ° C. for 10 minutes and then stored at 4 ° C.
[0071]
A PCR reaction to amplify the polynucleotide region encoding the murine IgG 1 heavy chain CH2, CH3 and hinge domains was prepared by combining the following reagents in 0.6 ml sterile microtubules in the following order: 10 μl 10 × PCR buffer II (100 mM Tris HCl (pH 8.3), 500 mM KCl), 6 μl 25 mM MgCl2 2 μl of 10 mM solution of individual dNTPs, 2.5 μl of 10 nM murine IgG 1 first strand primer (SEQ ID NO: 2), 2.5 μl of 10 nM murine IgG 1 reverse strand primer (SEQ ID NO: 3), 0.5 μl (2.5 units) Thermostable DNA polymerase (AMPLITAQ ™, Perkin Elmer Corp., Foster City CA), 66.5 μl ultrapure water, and one wax bead.
[0072]
After incubating the reaction mixture at 70 ° C. to melt the Max beads, 10 μl of lysate containing genomic DN template was added to the tube. The reaction mixture was incubated for 30 cycles as follows: 94 ° C for 1 minute, 55 ° C for 1 minute, and 72 ° C for 1.5 minutes (Perkin Elmer 4BO Thermal Cycler). The completed reaction mixture was stored at 4 ° C. until use.
[0073]
Amplified DNA from the PCR reaction was gel purified by electrophoresis through a 1% agarose gel in TBE. The band corresponding to the amplified DNA was excised from the gel and eluted in 40 μl of water. The approximately 1 kb amplified IgG 1 gene fragment was then digested with NotI and XhoI restriction endonucleases and the digested product was electrophoresed on a 1% agarose / TBE gel. The approximately 1 kb DNA fragment was again purified from the gel and eluted in 40 μl of water. The yield of the purified fragment was determined by measuring the optical density of the solution at 260 nm (Beckman DU600 spectrometer).
[0074]
XhoI and NotI digested IgG 1 PCR products were incubated overnight at room temperature, 50 mM Tris-HCl (pH 7.8), 10 mM MgCl.2 Ligation reaction containing about 100 ng of each pcDNA3 vector and IgG 1 amplified DNA fragment in 10 mM dithiothreitol (DTT), 1 mM ATP, 25 μg / ml bovine serum albumin (BSA) and 1 unit of DNA ligase Ligated in XhoI and NotI digested pcDNA3 vector in 20 μl.
[0075]
A 1 μl aliquot of the ligation mixture was used to transform competent E. coli cells (SURE ™ EPICUREAN COLI ™, Stratagene, La Jolla, CA) according to standard experimental methods. Transformants were selected by growth on ampicillin-containing LB plates. Plasmid DNA isolated from several independent clones was digested with NotI and XhoI and lysed on a 1% agarose / TBE analysis gel, the presence of a polynucleotide segment encoding a murine IgG1 invariant and hinge region Investigated about. Plasmid DNA from a clone containing NotI / XhoI was prepared for nucleic acid sequencing.
[0076]
Nucleic acid sequencing of NotI / XhoI inserts was performed using a dideoxy sequencing protocol. The sequencing reaction mixture was developed on a 4% acrylamide denaturing gel containing urea for 10 hours and the complete sequence of the fragments was determined. An insert in which one of the clones named pcDNA3-IgG1 (SEQ ID NO: 4) has the correct sequence (ie, murine IgG 1 CH2, CH3Large-scale plasmid preparation was performed.
[0077]
The pcDNA3-IgG1 expression vector was used to create a novel expression plasmid encoding a chimeric EPUR protein useful for probing phage display or other combinatorial libraries for ligands as described in Example 2. pcDNA3-IgG1 vector can be used as receptor DNA for sequences encoding other peptides, thereby allowing easy creation of other chimeric proteins useful in similar types of probing assays Will be understood by those skilled in the art. That is, the pcDNA3-IgG1 vector is a general purpose for producing a chimeric protein containing a portion of a mouse.
[0078]
The following example shows murine IgG 1 CH2, CH3And a method used to construct a plasmid expression vector encoding a chimeric protein having a hinge region and a ligand-binding domain of human EPOR.
[0079]
Example 2.EPOR Expression vector encoding a chimeric receptor incorporating a ligand binding domain
A DNA fragment encoding the extracellular portion of human RPOR was obtained by PCR amplification of cDNA synthesized from human leukocyte total RNA. RNA was reverse transcribed in a reaction mixture containing: 1 μg RNA, 12.5 mM individual dNTPs, 50 mM Tris-HCl (pH 8.3), 40 mM KCl, 5 mM DTT (dithiothreitol), 20 pmoles of random deoxyribonucleotide hexamer and 100 units of reverse transcriptase (SUPERSCRIPT ™, Life Technologies Gibco / BRL, Grand Island, NY). The mixture was incubated at 42 ° C. for 1 hour, heat treated at 95 ° C. for 5 minutes, and then stored at 4 ° C. until use. PCR reaction was performed using the following primers.
[0080]
First strand primers were as follows:
5'-GATCGGATCCATGGACCACCTCGGGGCGTCCCTC-3 ′ (SEQ ID NO: 5).
The reverse primer was as follows:
5′-AGCTTCGAGCGGCCGCGGGGTCCAGGTCGCTAGGCGTCAG-3 ′ (SEQ ID NO: 6).
The first strand primer (SEQ ID NO: 5) contains, in the amplification product, an ATG translation initiation codon (shown underlined above) and a BamHI recognition sequence (shown in bold above) located immediately upstream of the start codon. Incorporated. The reverse primer (SEQ ID NO: 6) introduced a NotI restriction endonuclease degradation site (shown in bold above) at the downstream end of the amplified fragment.
[0081]
An amplified EPOR DNA fragment that is run under conditions substantially as described in Example 1, but with primers of the sequences of SEQ ID NOs: 5 and 6, and having the sequence of SEQ ID NO: 7 Was generated. The amplified EPOR DNA fragment (ie, the PCR product) and pcDNA3-IgG1 plasmid are digested with BamHI and NotI, respectively, and the large DNA fragment of each reaction is gelled using the method as described in Example 1. Purified. The purified EPOR DNA fragment and plasmid vector were then ligated using ligation conditions substantially as described in Example 1 to produce a chimeric expression vector designated pcDNA3-IgG1-EPOR.
[0082]
This chimeric expression vector was transfected into competent E. coli cells using standard methods substantially as described in Example 1. RNA transcribed from the vector-loaded CMV promoter was translated in the transfected cells to produce a fusion protein having a domain corresponding to murine IgG1 and a cellular domain of human EPOR (ECD). Vector construction was verified by diagnostic restriction digestion and nucleic acid sequencing using standard methods. Large scale plasmid preparation was performed from transformed E. coli clones with pcDNA3-IgG1-EPOR plasmid.
[0083]
The following example describes the method used to produce the chimeric Ig-EPOR protein encoded by the pcDNA3-IgG1-EPOR plasmid in eukaryotic cells. Although COS-7 host cells have been used in these methods, one skilled in the art will appreciate that a variety of other cultured cells can be readily substituted.
[0084]
Example 3.pcDNA3 IgG1 EPOR Structure transfection and chimera Ig EP OR Protein expression
COP-7 cells were grown in Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) supplemented with 4500 mg / l D-glucose, 584 mg / ml L-glutamine and 10% fetal bovine serum (FBS). In the transfection preparation, the cells are about 2-4 × 10 5 per T −150 in a 20 ml volume.Five Inoculate with 5 cells and 5% CO to about 50% -70% confluency2 Grow in an incubator humidified at 37 ° C under atmosphere.
[0085]
Plates are washed with serum free medium and 10 μg pcDNA3-IgG1-EPOR plasmid DNA comprising positively charged and neutral lipids (LIPOFECTAMINE ™, GibcoBRL, Grand Island, NY) in DMEM and 31 μl of standard transfection reagent mixture was added to the cells and then returned to the incubator for 5 hours. Subsequently, the transfection medium was replaced with DMEM and 10% FBS. Stable transfections were drug selected in the presence of G418 using standard experimental methods.
[0086]
After 48-72 hours, the cell-free medium was assayed for the presence of Ig-EPOR protein using the ELISA protocol described in the following example. The results of those assays indicated that the protein in the cell free supernatant contained one component that could bind to pure EPO and another component that could bind to the anti-IgG antibody. That is, the transfectant containing the pcDNA3-IgG1-EPOR plasmid expressed a chimeric protein containing functional IgG1 and EPOR regions.
[0087]
Example 4 describes the ELISA method used to confirm that the chimeric Ig-EPOR protein was secreted from cells transfected with the pcDNA3-IgG1-EPOR plasmid, and the chimeric protein was pure EPO and label The method used to show that the anti-IgG antibodies made can be bound simultaneously is described.
[0088]
Example 4.Chimera Ig EPOR -To verify protein production and incorporationELISAProtocol
(1)Relative amount of secreted protein
The wells of a standard 96-well plate (IMMULON ™ 2, Dynatech) were coated with goat anti-murine IgG with hAd diluted 1 / 1,000 in PBS. After blocking the wells for non-specific binding with a solution of 1% BSA and 0.05% Tween ™ -20 in PBS, serially diluted samples of cell-free supernatant from the transfection were added to the wells. And allowed contact of the immobilized antibody.
[0089]
After removal of unbound chimeric protein by washing, anti-murine IgG1 detection antibody labeled with horseradish peroxidase (HRP) was added and allowed to bind the IgG portion of the chimeric protein. HRP-labeled antibody bound to the chimeric protein was detected using TMB peroxidase substrate (Kirkegard & Perry, Gaithersburg MD) by standard methods. The activity was calculated by spectrophotometry at 450 nm to 650 nm. That is, the concentration of the chimeric protein was calculated against a standard curve of known antibodies. In particular, measure the absorbance of each diluted solution at 450 nm and subtract the absorbance at 650 nm. Absorbance from non-specific sources (ie cell debris and dust) was excluded.
[0090]
The results of those methods indicated that the protein concentration ranged from 125 to 4,000 ng / ml, depending on the culture confluency and the frequency of supernatant harvest.
When confirming that the transformed cells secreted a protein with the same domain as the anti-murine IgG antibody, the inventors began to confirm that the chimeric protein could also bind the EPO ligand. It was.
[0091]
(2)Of the chimeric receptor EPO -Binding activity
The wells of a 96-well microtiter plate were coated with a 3.1 unit / ml solution of recombinant human EPO (R & D Systems, minneapolis MN) diluted in PBS. The wells were washed 3 times with PBS containing 0.05% (v / v) Tween ™ -20 nonionic surfactant and then 1% (w / v) in PBS (blocking buffer). ) Blocked with BSA and 0.05% Tween ™ -20 to prevent non-specific binding. Excess blocking buffer was removed by washing once.
[0092]
The culture medium was serially diluted with blocking buffer and 50 μl of each diluted solution was added to the coated and blocked wells. Wells receiving undiluted medium were used as controls. A set of uncoated wells also received diluted cell-free medium. The plates were then incubated for 2 hours at room temperature and washed three times as described above.
[0093]
After removal of the unbound chimeric receptor by washing, the bound chimeric protein was assayed essentially as described above with 100 μl of HRP labeled anti-murine IgG antibody. Color progression was initiated by the addition of 100 μl of TMB peroxidase substrate and the extent of peroxidase reaction was measured spectrophotometrically at 450 nm and 650 nm as described above.
The results of those methods indicated that the chimeric receptor protein bound to EPO and could be detected by using a labeled anti-murine IgG antibody. Control wells showed no color progression, whereas wells formed with the EPO / Ig-EPOR complex were clearly blue to purple.
[0094]
The results indicated that the chimeric IgG-EPOR protein was suitable as a probe for identifying EPOR ligands. That is, chimeric Ig-EPOR showed specific binding to EPO and also bound anti-murine IgG antibody.
The following example describes the method used to purify the chimeric Ig-EPOR protein used to identify EPOR ligands.
[0095]
Example 5.Chimera Ig EPOR Protein purification
Sterile culture supernatant containing the chimeric receptor protein was loaded onto an anti-murine IgG1 affinity column (SEPHAROSE ™ affinity column, Zymed Laboratories, San Francisco CA) equilibrated with PBS. After loading, the column was washed with phosphate buffer solution (PBS) to remove non-specifically bound proteins. The protein bound to anti-IgG was removed from the column by eluting with a buffer containing 0.15 M NaCl and 0.1 M glycine (pH 2.4).
[0096]
Protein containing fractions were pooled, concentrated, and the buffer was exchanged into PBS using standard methods (CENTRICON ™ 50 cartridge, Amicon, Beverly, Mass.). The relative protein concentration of the Ig-EPOR chimera was determined using an IgG sandwich ELISA and known concentrations of antibody, all following standard experimental methods substantially as described in Example 4. Chimeric protein incorporation was determined by PAGE and silver staining (Bio-Red, Hercules CA) on 4% Tris-Glycine precast acrylamide gels and Ig-EPOR protein detected according to standard experimental methods To do this, immunoblotting was performed using HRP-labeled goat anti-murine IgG1.
[0097]
The results of those methods indicated that the major protein species had a molecular weight of about 59 KDa. Contaminated bands and degradation products on the gel were minimized. The binding kinematics investigated by Biacore analysis is based on known affinity values (0.1-1.1 x 10-9k) in good agreement (Karlsson et al., 1991, J. Immunol. Methods 145 (1-2): 229-240). Ig-EPOR protein could be recovered in μg quantities using the method described above.
[0098]
Using the purified chimeric Ig-EPOR protein as a probe, the present inventors isolated a phage clone bound to EPOR by screening a phage display library. The protein probe is immobilized on magnetic beads, although other solid supports can be used. The magnetic beads were used because the high surface area of the matrix facilitates effective contact between the immobilized probe and the phage, and magnetic separation allows for effective washing between processing steps. It is.
Example 6 describes the method used to isolate a recombinant phage expressing a fusion protein capable of binding a chimeric Ig-EPOR probe.
[0099]
Example 6.Biopanning method and magnetic beads ELISA
Four M13 phage display libraries expressing random peptides as pIII fusion proteins were each screened using biopanning with Ig-EPOR probes. Those libraries designated as XC8, XC13, X38, XC43 were constructed using the method described above (McConnell et al., Molec. Diversity 1: 165-176, 1996). The XC8 and XC13 libraries showed random amino acid sequences of 8 and 13 residues, respectively, with cysteine residues at the ends.
[0100]
The XC38 library expressed a fusion protein showing 37 random amino acids incorporating an invariant alanine at position 22 in the peptide sequence. The XC43 library shows a 43-mer peptide comprising 40 random amino acids surrounding the invariant Gly-Gys-Gly sequence at residues 21, 22 and 23, which is an intramolecular disulfide loop of the indicated peptide Made possible the formation of.
[0101]
The phage library was screened for EPOR binding clones by standard biopanning methods using the chimeric Ig-EPOR protein as a probe. Biopanning was performed using chimeric receptor proteins immobilized on magnetic beads (DYNABEADS ™ M-45 rat anti-murine IgG 1 beads, Dynal, Inc.) by standard methods. Chimeric Ig-EPOR protein (500 ng / ml) contained in 10 ml of clear supernatant from cells transfected with pcDNA3-IgG 1-EPOR plasmid was mixed with 400 μl of magnetic beads and the mixture was shaken gently Incubate overnight at 4 ° C.
[0102]
Subsequently, the beads were blocked for 1 hour in a greenhouse in standard Tris-buffer solution blocking medium (TBS SUPERBLOCK ™, Pierce Chemical, Chicago IL). The beads were further treated for 1 hour at room temperature by the addition of an Fc fragment of murine IgG (10 μg / ml) to block high affinity sites that non-specifically bind the IgG domain of the chimeric probe. The beads were washed three times with TBST (Tris buffer solution containing 0.1% (v / v) Tween ™ -20) and then suspended in 1 ml blocking medium (TBS SUPERBLOCk ™). About 1 × 10TenPhages in 100 μl aliquots containing plaque forming units (pfu) were added to the beads and the mixture was lightly spun for 2 hours at room temperature.
[0103]
After washing the beads five times with TBST, the phages were eluted with 30 μl of 500 mM glycine buffer (pH 2.2) for 10 minutes at room temperature. The eluted phage was immediately neutralized with 8 μl of 2M Tris base without pH adjustment, mixed and stored at 4 ° C. Phage isolated by biopanning was mixed with an equal volume of eluted phage and an overnight culture of E. coli strain JS5, and the mixture was mixed with 2 × YT (12.0 μg / ml) containing tetracycline (12.0 μg / ml). 20 ml) and amplified by incubating overnight at 37 ° C. with shaking.
[0104]
The resulting phage lysate was freed of cell debris by centrifugation for 5 minutes in microtubules, and 100 μl of the resulting supernatant lysate was used for subsequent biopanning. All phage titrations were performed using 2xYT upper agar and JS5 bacteria plated on agar plates.
[0105]
The results of the library screening method showed that a phage clone isolated from one of the four libraries bound the chimeric Ig-EPOR probe. This clone, designated ERB 1 (for “EPO receptor binding agent 1”), had DNA encoding the pIII fusion protein bound to the probe. The ERB 1 clone contained a polynucleotide having the sequence of SEQ ID NO: 8 fused to the sequence encoding the pIII coat protein. The amino acid sequence of the EPOR-binding peptide contained within the ERB 1 clone was as follows:
[0106]
DFDVCRRGWVGHCKDWLSDEYASNPSYPVPHSYYLNPP (SEQ ID NO: 9). Although the amino acid sequence of the ERB1-encoded peptide is unrelated to the amino acid sequence of EPO, the ERB 1 phage clone specifically bound to the IgEPOR protein.
A magnetic bead ELISA protocol was used to confirm that the ERB 1 phage clone bound to the chimeric Ig-EPOR probe by a specific interaction. The chimeric Ig-EPOR probe was prepared as described above in a sample (100 and 100%) of a 1: 2 dilution of phage lysate (PBS and 1% BSA) bound to magnetic beads representing rat anti-murine IgG1. μl) were combined with the beads and the phage allowed the binding of the immobilized probe for 1 hour at room temperature.
[0107]
The phage used in this method were ERB 1 and two negative control phages: HPKF, a clone that specifically binds to the commercially available anti-IL-8 mAb, and IL6-B26. That is, a clone that specifically binds to the human IL-6 receptor. Unbound phage was removed by washing 4 times with 200 μl aliquots of TBST (25 nM Tris HCl, pH 7.2, 0.15 M NaCl, 0.1% TweenR-20), then 1: 1 in PBS. HRP-conjugated anti-M13 detection antibody (Pharmacia) diluted to 5,000 was added.
[0108]
After incubation (1 hour at room temperature), excess detection antibody is removed by washing, and 10 μl of each washed bead complex is added to a microtiter well (FALCON ™ 3912, MICROTEST III, Beckton Dicknson, Oxnard CA). Individual wells were developed with TMB peroxidase substrate and the extent of the peroxidase reaction was measured spectrophotometrically as described in Example 4.
[0109]
The results shown in FIG. 1 showed that ERB1 phage clones and Ig-EPOR probes were particularly elevated. The inverse relationship between the optical density (OD) read in the ELISA assay and the extent of phage dilution indicates that progressively more diluted samples of ERB1 phage resulted in correspondingly lower binding of anti-M13 detection antibodies showed that. Control methods showed that the ERB 1 clone did not bind to the magnetic beads alone or to the extracellular domain of the receptor for tumor necrosis factor (INFR) or interleukin-6 (IL-6R) ( Results are not shown). Furthermore, control phage with specificity for either anti-IL-8 mAb or IL-6 receptor did not show binding to the Ig-EPOR probe. Therefore, the ERB 1 clone specifically bound to the Ig-EPOR probe.
[0110]
The inventors also confirmed that the interaction between the Ig-EPOR probe and the ERB 1 phage clone included the probe's ligand binding domain. To make this determination, magnetic beads were first coated with a negative control that was a chimeric Ig-EPOR protein, or a chimeric Ig-IL-6 receptor protein, substantially using the method described above (Brown et al.,. 1997, “A versitile expression system for the extracellular somain of type I cytokine receptors” (submitted for publication)).
[0111]
About 1 × 108pfu ERB1 and IL6-B26 phage clones were each mixed with increasing amounts of EPO and the mixture was contacted with the coated beads. After washing to remove unbound phage and EPO, HRP-conjugated anti-M13 detection antibody is added to all samples and incubated (1 hour at room temperature) and then excess The detection antibody was removed by washing. Washed bead complexes (10 μl) were transferred to 96-well microtiter wells, developed with TMB peroxidase, and the reaction was measured spectrophotometrically, substantially as described above.
[0112]
The results shown in FIG. 2 confirmed that both the ERB 1 phage clone and EPO bound to the ligand binding domain of the Ig-EPOR probe. The results indicated that increasing concentrations of EPO competed with ERB 1 for binding to the probe. Increasing the concentration of EPO reduced the number of ERB 1 phage clones bound to the probe. Increasing concentrations of EPO did not inhibit unrelated phage / probe combination binding. Thus, the interaction between the ERB1 phage clone and Ig-EPOR was specific and could be competed with pure EPO ligand. In addition, the chimeric Ig-EPOR probe described herein displayed the binding properties of EPOR, and molecules that bound the chimeric probe were expected to bind to EPOR.
[0113]
Generated to obtain phage clones that are similar to or have a higher affinity for EPOR than the ERB1 clone and to identify subsequences within the ERB1 fusion protein that contribute to EPOR binding A library was created using saturated oligo or nucleotide doping mutagenesis of the original ERB1 sequence, and the generated library was screened using a chimeric Ig-EPOR probe. The following example describes the method used to create and screen a phage display library of 38-mer peptides related to fusion proteins expressed by ERB1 phage clones.
Example 7.ERB1 Evolution library construction and screening
The evolved library was constructed using methods substantially as described above (McCOnnell et al., 1996, Molecular Diversity 1: 165). Briefly, the inventors have found that codons corresponding to individual amino acid positions of the 38-mer ERB1 EPOR-binding peptide are each replaced with random amino acids at a predetermined frequency (provided that the DEY internals near the center of the ERB1 sequence). A collection of oligonucleotides was synthesized so that the amino acid sequence was removed). Using these methods, codons that represent random amino acid substitutions at any single position in the 38-mer peptide, except for the amino acid encoding the DEY tripeptide, occur at a frequency of about 50%. It was predicted.
[0114]
Polynucleotides were synthesized according to the doping scheme shown in FIG. Briefly, two collections of redundant oligonucleotides represented by the oligonucleotides of FIG. 3A (SEQ ID NOs: 10 and 11) are represented by short complements where the two groups of oligonucleotides are present at their 3 ′ ends. The target sequences were synthesized so that they could be annealed to each other. Their complementary sequences encode the internal D-E-Y amino acids of the ERB 1 peptide and thus retain this tripeptide in individual clones of the resulting development library.
[0115]
The complementary strands of the annealed oligonucleotide population were then synthesized by standard in vitro DNA extension methods to create a population of double stranded DNA fragments. Those DNA fragments are cloned into an appropriate M13 vector (eg, McConell et al., MsM1 above) to generate a phage display library that expresses the pIII fusion protein, where each fusion protein is an ERB1 peptide sequence N-terminal 38-mer peptide derived from
[0116]
Due to the first two positions of the individual codons of the ERB1 oligonucleotide, the redundant oligonucleotide is 73% of the same nucleotide relative to the nucleotide used in the position of the ERB1 oligonucleotide sequence and the other three nucleotides. Of 9% of the product. The nucleotide composition corresponding to the individual postponement shown at the bottom in the redundant oligonucleotide sequence is shown in FIG. 3B. The third position of each codon (indicated by “S” in FIGS. 3A and 3B) was synthesized using an equimolar mixture of dGTP and dCTP.
[0117]
This doping scheme produced nucleotide triplets encoding the original amino acid at each position of the ERB1 38 -mer peptide about 50% of that time. The remaining 50% of the time, ie the codons that did not encode the original amino acid, were replaced with a random mixture of the other 19 amino acids.
[0118]
The resulting ERB1 evolution library was screened by biopanning, substantially as described in Example 6, to identify clones that bound the chimeric Ig-EPOR probe. Several random phage clones were also isolated from the evolved library to represent unbound clones. Approximately 88% of clones selected from the panned group are positive for EPOR binding, as determined by the results of the EPOR-specific magnetic bead ELISA test (as described in Example 6). All of the randomly selected clones from the non-group were negative for EPOR binding.
[0119]
This is because randomly selected clones in the generated library are unlikely to bind EPOR, but clones selected by the panning method showed very high frequency of EPOR binding. Accordingly, the screening methods described herein are useful for identifying and isolating phage clones that exhibit ligand functionality; in this case, the clones can bind to EPOR.
[0120]
A total of 48 binding (panned group) and 24 non-binding (non-panned group) clones were isolated from the generated library. The DNA sequence encoding the 38-mer region of the fusion peptide of those clones was determined by dideoxy sequencing using standard methods. Among those 72 isolates, 34 unique sequences were found (21 sequences for the panned group and 13 sequences for the non-panned group).
[0121]
Those 34 unique DNA sequences are disclosed in SEQ ID NOs: 13-46, and the amino acid sequences predicted to be encoded by those sequences are disclosed in SEQ ID NOs: 47-80. Their peptide sequences are shown in FIG. A total of 21 different binding clones, designated B1-B21 (SEQ ID NO: 47-67), were isolated from the first 48 selected binding clones; and as N1-N13 (SEQ ID NO: 68-80) The 13 named different non-binding clones were isolated from the first 24 non-binding clones selected.
[0122]
From the aligned peptide sequences of EPOR-binding and non-binding clones, a consensus sequence that was present in all binding clones and absent in non-binding clones was determined. The consensus sequence is CXXGWVGXCXXW (SEQ ID NO: 12), where X is the various amino acids, if the mutagenesis scheme used (see Figure 3A) eliminates the DEY tripeptide present in all of the clones. Indicates an acceptable position). Invariant residues in the consensus sequence found in binding clones are shown in bold in FIG. In non-binding clones, some invariant residues were also present (underlined in FIG. 4), but there was no complete motif of the consensus sequence.
[0123]
All of the bound and unbound clones contained the same pIII protein sequence, and the binding of the phage clone to the EPOR probe did not depend on the interaction between the probe and the pIII sequence. Instead, the binding of the phage clone to the Ig-EPOR probe should be due to the additional peptide sequence of the fusion protein (eg, those sequences shown for clones B1-B21 in FIG. 4). Thus, a peptide comprising a 12-mer consensus sequence bound to the ligand binding domain of human EPOR, and a peptide comprising the sequence of SEQ ID NO: 12 represented an EPO peptide mimetic.
[0124]
In order to better characterize phage isolates with binding specificity for EPOR, we compared the relative affinities of the binding clones shown in FIG. 4 using a phage ELISA method. The phage stock of the binding clones was dropped in triplicate to accurately determine the pfu / ml concentration for each lysate. Different isolates were then assayed by ELISA using standardized phage concentrations, so that all clones were tested with an equivalent number of phage. The optical density in the ELISA corresponding to the 50% maximum response in the ERB1 test was then determined for each of the different phage isolates.
[0125]
Optical density per phage at 50% ERB 1 maximum response x 1 x 108 Gave a value of 1.0 for ERB1 and represented a standard for measuring the relative binding affinity of B 1 -B21 isolates. The normalized relative affinity ("Rel. Aff.") For each clone is shown to the right of the peptide sequence of the clone in FIG. For each of the non-binding clones, its relative affinity is listed as <0.1 since they are negative for EPOR binding.
[0126]
5A-5D graphically show the ELISA results for clones B1-B2. Several clones, including B7 and B8, bound chimeric Ig-EPOR protein with an affinity about 20 times higher than that of the parent ERB 1 clone. Other clones including B3, B15 and B19 bind EPOR with affinity similar to ERB1, and the two clones (B20 and B21) have somewhat lower binding affinity compared to ERB1. Had.
[0127]
Its different relative affinities are probably due to amino acid differences between different clones. Thus, many binding clones isolated from the generated library bound to the ligand binding domain of the human EPO receptor with an increased affinity compared to the ERB1 parental clone. All of the binding clones had a peptide containing the 12-mer consensus sequence identified by SEQ ID NO: 12.
The following example describes the method used above to show that a synthetic peptide having an amino acid sequence derived from the sequence of the clone competes with pure EPO for binding to Ig-EPOR.
[0128]
Example 8.Peptide inhibition ELISA
This example shows that a synthetic peptide comprising the consensus sequence of SEQ ID NO: 12 competes with EPO for EPOR binding. Since the consensus sequence is located on the amino-terminal side chain of the conserved DEY residue, the peptide is synthesized based on the amino-terminal sequences of two typical clones that exhibit high affinity binding for the chimeric Ig-EPOR probe. It was done. The peptide is synthesized in a circular form and contains a sequence corresponding to the amino terminal 18 amino acids of B7 and B8 clones.
[0129]
A synthetic peptide having the sequences DREGCRRGWVGQCKAWFN (SEQ ID NO: 81) and DVEACGGGWVGHCNYWLR (SEQ ID NO: 82) was synthesized in a cyclic (disulfide linked) form using standard methods (Peninsula Laboratories, Belmont, CA). The 18-mer peptide sequences are derived from B7 and B8 clones, and these peptides are referred to herein as “ERB1-7” (SEQ ID NO: 81) and “ERB1-8” (SEQ ID NO: 82), respectively. The The structures of the two purified peptides, each 95% or more pure as judged by HPLC, were confirmed by mass spectrometry.
[0130]
The peptides were tested separately in the EPO-specific sandwich ELISA protocol for their ability to inhibit Ig-EPOR protein binding on EPO-coated polystyrene plates. The results shown in FIG. 6 indicate that ERB1-7 and ERB1-8 synthetic peptides competed with EPO to bind to the chimeric Ig-EPOR protein. Both peptides have an IC of about 45 nM in the assay.50Had a value.
[0131]
This is where a synthetic 18-mer peptide (see FIG. 4) derived from the sequence of the binding clone, including the consensus 12-mer sequence identified above, is removed from the contents of the M13pIII fusion protein. Even proved to have joined EPOR. The results show that the consensus 12-mer sequence (SEQ ID NO: 12) and an 18-mer peptide comprising 4 amino acids on the amino acid terminal side of the consensus sequence and 2 amino acids on the carboxyl terminus are EPOR binding compositions. Support a conclusion. Such synthetic peptides are EPO mimetics.
[0132]
In order to identify the size limit of functional EPO peptidomimetics, a shorter form of ERB1-7 was synthesized and tested to determine the relationship between peptide size and receptor binding activity. As described in the following examples, a series of N-terminal truncations of ERB1-7 were synthesized and tested in the EPO specific inhibition ELISA described above.
[0133]
Example 9.12 -Residues outside of the consensus are synthetic peptides EPOR Required for high-affinity interaction between
This example shows that amino acid residues located outside the limits of the 12-mer consensus sequence identified above contribute to the ability of the synthetic peptide to bind the Ig-EPOR probe. Synthetic peptides corresponding to the sequence of ERB1-7 but lacking either 1, 2, 3 or 4 N-terminal amino acids were tested in a peptide inhibition ELISA protocol. The following peptides were synthesized and tested substantially as described in Example 8:
[0134]
18-mer peptide ERB1-7 consisting of DREGCRRGWVGQCKAWFN (SEQ ID NO: 81);
17-mer peptide 7N-1 consisting of REGCRRGWVGQCKAWFN (SEQ ID NO: 83);
16-mer peptide 7N-2 consisting of EGCRRGWVGQCKAWFN (SEQ ID NO: 84);
15-mer peptide 7N-3 consisting of GCRRGWVGQCKAWFN (SEQ ID NO: 85);
14-mer peptide 7N-4 consisting of CRRGWVGQCKAWFN (SEQ ID NO: 86).
[0135]
The results shown in FIG. 7 show that other amino acids of the 12-mer consensus contribute to effective competition with EPO to bind to the Ig-EPOR protein. That is, the IC for the 18-mer50The value is about 45 mM, whereas the 17-mer peptide has a reduced IC of 91 nM.50showed that. Furthermore, the cut is about 3700nM IC50A 16-mer with Additional cleaves (ie, 15-mer and 14-mer peptides) completely abolished EPOR binding activity.
[0136]
The cleavage of ERB1-7 peptide not only interferes with the physical interaction between the peptide and Ig-EPOR, but also interferes with the biological activity of the peptide, as described in Example 10. Therefore, the consensus 12-mer peptide given by SEQ ID NO: 12 is required, but not sufficient to create a synthetic peptide with high affinity for EPOR.
The following example describes a method used to illustrate that a synthetic peptide conjugated with EPOR also showed EPO-like pharmacological activity in an in vitro cell culture system.
[0137]
Example Ten.ERB1 And the generated peptide is EPO -Stimulate proliferation in responding cell lines
To assess the biological activity of two representative synthetic peptides containing 12-mer consensus sequences, the peptides ERB1-7 and ERB1-8 were tested for proliferation of the EPO-responsive cell line (TF-1). We tested for their ability to stimulate. One skilled in the art will appreciate that the TF-1 cell line is useful for detecting and quantifying EPO biological activity (although other EPO-responsive cells can also be substituted). The TF-1 cell line was established from a heparinized bone marrow aspirate isolated from a 35 year old male with pancytopenia (Kitamura et al., 1989, J. Physiol. 140: 323).
[0138]
TF-1 cells were grown in RPMI 1640 with 10% BCS and 5 ng / ml CM-CSF. After washing twice with PBS to remove residual GM-CSF, 5,000 cells are placed in individual wells of a 96-well microtiter plate in the presence of 0.5 units of EPO / ml and standard The cells were cultured under conditions for 3 days (Kitamura et al., 1989, Blood 73: 375-380).
[0139]
Growth in response to EPO was determined by standard XXT assay (sodium 3 '-(-1- (phenylaminocarbonyl) -3,4-tetrazolium) -bis (4-methoxy-6-nitro) benzenesulfonic acid hydration. Product-based assay; Promega, Madison WI). According to a similar method, ERB1-7 (SEQ ID NO: 81) or ERB1-8 synthetic peptide (SEQ ID NO: 82) was used instead of EPO. Also, as a negative control, an IL-6 peptide having the following sequence was tested:
GGAFCEAVGCGPDRNFYGG (SEQ ID NO: 87). Peptide concentrations were tested over a 1,000 culture concentration range of 0.02 to 20 μM.
[0140]
The results shown in FIGS. 8A and 8B show that the synthetic peptide conjugated with EPOR also showed EPO-like pharmacological activity in biological assays. A positive control, ie purified EPO, confirmed that TF-1 cells were EPO responsive. TF-1 cells with half maximal response (ED50) in EPO ranging from 0.05 to 0.1 units / ml proliferated (FIG. 8A). Both peptides were EPOR agonists that produced a proliferative response in a dose-dependent manner in TF-1 cells at concentrations of 1-10 μM (FIG. 8B). In contrast, inappropriate IL-6 peptides that did not bind EPOR did not stimulate TF-1 cell proliferation at any tested concentration up to 20 μM.
[0141]
This indicated that non-specific interactions in the assay did not contribute to the growth results found by the synthetic EPO mimetic. Thus, a synthetic peptide containing the consensus 12-mer SEQ ID NO: 12 and flanking amino acids showed biological activity similar to EPO. While particular embodiments of the present invention have been described in detail, it will be apparent to those skilled in the art that the embodiments are illustrative and do not limit the scope of the invention.
[0142]
[Sequence Listing]
(1) General information:
(I) Applicant: McCONNELL, Stephen, J. and SPINELLA, Dominic, G.
(Ii) Title of invention: Peptide ligand for ectropoietin receptor
(Iii) Number of sequences: 87
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Embedded image
Figure 0004361684
[0160]
(2) Information about SEQ ID NO: 19:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 19
Embedded image
Figure 0004361684
[0161]
(2) Information about SEQ ID NO: 20:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 20:
Embedded image
Figure 0004361684
[0162]
(2) Information about SEQ ID NO: 21:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 21:
Embedded image
Figure 0004361684
[0163]
(2) Information about SEQ ID NO: 22:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 22:
Embedded image
Figure 0004361684
[0164]
(2) Information about SEQ ID NO: 23:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 23:
Embedded image
Figure 0004361684
[0165]
(2) Information about SEQ ID NO: 24:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 24:
Embedded image
Figure 0004361684
[0166]
(2) Information about SEQ ID NO: 25:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 25:
Embedded image
Figure 0004361684
[0167]
(2) Information about SEQ ID NO: 26:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 26:
Embedded image
Figure 0004361684
[0168]
(2) Information about SEQ ID NO: 27:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 27
Embedded image
Figure 0004361684
[0169]
(2) Information about SEQ ID NO: 28:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 28:
Embedded image
Figure 0004361684
[0170]
(2) Information about SEQ ID NO: 29:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 29:
Embedded image
Figure 0004361684
[0171]
(2) Information about SEQ ID NO: 30:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 30:
Embedded image
Figure 0004361684
[0172]
(2) Information about SEQ ID NO: 31:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 31
Embedded image
Figure 0004361684
[0173]
(2) Information about SEQ ID NO: 32:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 32:
Embedded image
Figure 0004361684
[0174]
(2) Information about SEQ ID NO: 33:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 33:
Embedded image
Figure 0004361684
[0175]
(2) Information about SEQ ID NO: 34:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 34:
Embedded image
Figure 0004361684
[0176]
(2) Information about SEQ ID NO: 35:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 35:
Embedded image
Figure 0004361684
[0177]
(2) Information about SEQ ID NO: 36:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 36:
Embedded image
Figure 0004361684
[0178]
(2) Information about SEQ ID NO: 37:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 37:
Embedded image
Figure 0004361684
[0179]
(2) Information about SEQ ID NO: 38:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 38:
Embedded image
Figure 0004361684
[0180]
(2) Information about SEQ ID NO: 39:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 39:
Embedded image
Figure 0004361684
[0181]
(2) Information about SEQ ID NO: 40:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 40:
Embedded image
Figure 0004361684
[0182]
(2) Information about SEQ ID NO: 41:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 41
Embedded image
Figure 0004361684
[0183]
(2) Information about SEQ ID NO: 42:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 42:
Embedded image
Figure 0004361684
[0184]
(2) Information about SEQ ID NO: 43:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 43:
Embedded image
Figure 0004361684
[0185]
(2) Information about SEQ ID NO: 44:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 44:
Embedded image
Figure 0004361684
[0186]
(2) Information about SEQ ID NO: 45:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 45:
Embedded image
Figure 0004361684
[0187]
(2) Information about SEQ ID NO: 46:
(I) Sequence features:
(A) Length: 114 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 46:
Embedded image
Figure 0004361684
[0188]
(2) Information about SEQ ID NO: 47:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 47:
Embedded image
Figure 0004361684
[0189]
(2) Information about SEQ ID NO: 48:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 48:
Embedded image
Figure 0004361684
[0190]
(2) Information about SEQ ID NO: 49:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 49:
Embedded image
Figure 0004361684
[0191]
(2) Information about SEQ ID NO: 50:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 50:
Embedded image
Figure 0004361684
[0192]
(2) Information about SEQ ID NO: 51:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 51:
Embedded image
Figure 0004361684
[0193]
(2) Information about SEQ ID NO: 52:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 52:
Embedded image
Figure 0004361684
[0194]
(2) Information about SEQ ID NO: 53:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 53:
Embedded image
Figure 0004361684
[0195]
(2) Information about SEQ ID NO: 54:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 54:
Embedded image
Figure 0004361684
[0196]
(2) Information about SEQ ID NO: 55:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 55:
Embedded image
Figure 0004361684
[0197]
(2) Information about SEQ ID NO: 56:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 56:
Embedded image
Figure 0004361684
[0198]
(2) Information about SEQ ID NO: 57:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 57:
Embedded image
Figure 0004361684
[0199]
(2) Information about SEQ ID NO: 58:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 58
Embedded image
Figure 0004361684
[0200]
(2) Information about SEQ ID NO: 59:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 59:
Embedded image
Figure 0004361684
[0201]
(2) Information about SEQ ID NO: 60:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 60:
Embedded image
Figure 0004361684
[0202]
(2) Information about SEQ ID NO: 61:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 61:
Embedded image
Figure 0004361684
[0203]
(2) Information about SEQ ID NO: 62:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 62:
Embedded image
Figure 0004361684
[0204]
(2) Information about SEQ ID NO: 63:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 63:
Embedded image
Figure 0004361684
[0205]
(2) Information about SEQ ID NO: 64:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 64:
Embedded image
Figure 0004361684
[0206]
(2) Information about SEQ ID NO: 65:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 65:
Embedded image
Figure 0004361684
[0207]
(2) Information about SEQ ID NO: 66:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 66
Embedded image
Figure 0004361684
[0208]
(2) Information about SEQ ID NO: 67:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 67:
Embedded image
Figure 0004361684
[0209]
(2) Information about SEQ ID NO: 68:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 68:
Embedded image
Figure 0004361684
[0210]
(2) Information about SEQ ID NO: 69:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 69:
Embedded image
Figure 0004361684
[0211]
(2) Information about SEQ ID NO: 70:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 70:
Embedded image
Figure 0004361684
[0212]
(2) Information about SEQ ID NO: 71:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 71:
Embedded image
Figure 0004361684
[0213]
(2) Information about SEQ ID NO: 72:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 72:
Embedded image
Figure 0004361684
[0214]
(2) Information about SEQ ID NO: 73:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 73:
Embedded image
Figure 0004361684
[0215]
(2) Information about SEQ ID NO: 74:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 74
Embedded image
Figure 0004361684
[0216]
(2) Information about SEQ ID NO: 75:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 75:
Embedded image
Figure 0004361684
[0217]
(2) Information about SEQ ID NO: 76:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 76:
Embedded image
Figure 0004361684
[0218]
(2) Information about SEQ ID NO: 77:
(I) Sequence features:
(A) Length: 37 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 77:
Embedded image
Figure 0004361684
[0219]
(2) Information about SEQ ID NO: 78:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 78:
Embedded image
Figure 0004361684
[0220]
(2) Information about SEQ ID NO: 79:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 79:
Embedded image
Figure 0004361684
[0221]
(2) Information about SEQ ID NO: 80:
(I) Sequence features:
(A) Length: 38 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 80
Embedded image
Figure 0004361684
[0222]
(2) Information about SEQ ID NO: 81:
(I) Sequence features:
(A) Length: 18 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 81
Figure 0004361684
[0223]
(2) Information about SEQ ID NO: 82
(I) Sequence features:
(A) Length: 18 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 82:
Figure 0004361684
[0224]
(2) Information about SEQ ID NO: 83:
(I) Sequence features:
(A) Length: 17 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 83:
Figure 0004361684
[0225]
(2) Information about SEQ ID NO: 84:
(I) Sequence features:
(A) Length: 16 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 84:
Figure 0004361684
[0226]
(2) Information about SEQ ID NO: 85:
(I) Sequence features:
(A) Length: 15 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 85:
Figure 0004361684
[0227]
(2) Information about SEQ ID NO: 86:
(I) Sequence features:
(A) Length: 14 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 86:
Figure 0004361684
[0228]
(2) Information about SEQ ID NO: 87:
(I) Sequence features:
(A) Length: 19 amino acids
(B) Type: amino acid
(C) Number of chains: single chain
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: pear
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 87:
Figure 0004361684

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a line graph showing results from an EPOR-specific phage ELISA that confirms that an ERB 1 phage clone specifically binds to a chimeric Ig-EPOR probe. Graph shows phage clones isolated using Ig-EPOR probe (ERB1, black triangle); phage clones that specifically bind to anti-IL-8 antibody (HPKF, ◆); and human IL-6 Phage clones that specifically bind to the receptor (IL-6-B26, black squares) show binding to Ig-EPOR as measured by ELISA (OD) at different phage dilutions.
FIG. 2 shows that recombinant EPO at different concentrations (units / ml) competes with ERB1 phage (♦) to bind to Ig-EPOR, but binds to IL-6 receptor. It is a line graph which shows the result of ELISA (OD) which had no effect on (●).
FIG. 3A shows the approach used to create an ERB1-generated library. FIG. 3A shows the amino acid sequence of the peptide fused to the pIII protein in the ERB1 clone on the first line, and the redundancy used to create the generated library of ERB1 clones on the second and third lines. The sequence of the oligonucleotide collection is shown. The oligonucleotides were aligned to show codons corresponding to amino acids in the ERB1 peptide and to show annealing of the oligonucleotide with 9 complementary bases at the 3 ′ end of the sequence.
FIG. 3B shows the approach used to create the ERB1-generated library. FIG. 3B was used to synthesize redundant oligonucleotides for the individual bases represented as “g”, “a”, “t”, “c” and “s” in the redundant oligonucleotide. The nucleotide composition is shown. The amino acid sequence of the peptide fused to the pIII protein in the ERB1 clone and the scheme used to create a collection of oligonucleotides encoding variants of the ERB1 peptide sequence are shown.
FIG. 4 shows the amino acid sequence of phage clones derived from the ERB1-generated library and the relative affinity of the clones for Ig-EPOR. Clones B1-B21 were isolated by binding to Ig-EPOR and phage clones N1-N13 were derived from the generated library but did not bind to Ig-EPOR during the selection process. Relative affinity is a numerical summary of the data shown in Figures 5A-5D.
FIG. 5A is a series of line graphs showing the affinity of several independent phage clones for Ig-EROP with respect to the original ERB1 isolate. FIG. 5A shows the results for clones B1-B5 and ERB1.
FIG. 5B is a series of line graphs showing the affinity of several independent phage clones for Ig-EROP with respect to the original ERB1 isolate. FIG. 5B shows the results for clones B6-B10 and ERB1.
FIG. 5c is a series of line graphs showing the affinity of several independent phage clones for Ig-EROP with respect to the original ERB1 isolate. FIG. 5C shows the results for clones B11-B15 and ERB1.
FIG. 5D is a series of line graphs showing the affinity of several independent phage clones for Ig-EROP with respect to the original ERB1 isolate. FIG. 5D shows the results for B16-B21 and ERB1.
FIG. 6 shows the absence of added peptide (♦) and addition of inappropriate peptide binding to IL-6 receptor (×) when chimeric Ig-EPOR probe binding to immobilized EPO. Is a line graph showing the results from a peptide inhibition ELISA that is inhibited by a competitor peptide (peptide ERB1-7, black square; peptide ERB1-8, ●).
FIG. 7 shows the N-terminal truncated ERB1-7 peptide (17-mer, black square; 16-mer, black triangle; 15-mer ×; 14-mer, *) to Ig-EPOR. ERB 1-7 18-mer peptide to Ig-EPOR (compared to binding and compared to the addition of inappropriate peptide binding to IL-6 receptor or absence of added inhibitor (+)) It is a line graph which shows the coupling | bonding of ().
FIG. 8A is a line graph showing results from a TF-1 cell amplification assay. FIG. 8A shows a dose response curve for the growth of TF-1 cells (OD at 450 nm) at different concentrations (units) of recombinant EPO.
FIG. 8B is a line graph showing the results from the TF-1 cell amplification assay. FIG. 8B shows different concentrations (μM) of synthetic peptides ERB1-7 (black squares) and ERB1-8 (black triangles) compared to the addition of inappropriate peptides that bind to the IL-6 receptor (×). Shows the dose response curve for the growth of TF-1 cells (OD at 450 nm) in

Claims (22)

下記式:
Xn-C1-X1-X2-G-W-V-G-X3-C2-X4-X5-W-Xc
[式中、Xnは、Xn1-Xn2-Xn3-Xn4であり、ここで
Xn1は、中性及び極性、中性及び疎水性、及び酸性の天然α−アミノ酸から成る群から選択され、又は任意には、Xn1は不在であり;
Xn2は、中性及び極性、中性及び疎水性、及び塩基性の天然α−アミノ酸から成る群から選択され、又は任意には、Xn1が不在である場合、Xn2は不在であり;
Xn3は、天然α−アミノ酸から成る群から選択され;そして
Xn4は、中性及び極性、中性及び疎水性、及び酸性の天然α−アミノ酸から成る群から選択され;
X1は、中性及び疎水性、中性及び極性、又は塩基性のアミノ酸であり;
X2は、中性及び疎水性、中性及び極性又は塩基性のアミノ酸であり;
X3は、中性及び極性、又は塩基性のアミノ酸であり;
X4は、中性及び極性、塩基性、又は酸性のアミノ酸であり;
X5は、中性及び極性、中性及び疎水性、又は酸性のアミノ酸であり;そして
Xcは、Xc1-Xc2であり、そしてXc1が中性及び極性、又は中性及び疎水性アミノ酸であり、そしてXc2が中性及び極性、中性及び疎水性、又は塩基性のアミノ酸である]
で表され、C 1 とC 2 との間の分子内ジスルフィド結合におより環化している、ヒトエリトロポエチン受容体に結合することができる単離されたポリペプチド。
Following formula:
X n -C 1 -X 1 -X 2 -GWVGX 3 -C 2 -X 4 -X 5 -WX c
[Where X n is X n1 -X n2 -X n3 -X n4 , where
X n1 is selected from the group consisting of neutral and polar, neutral and hydrophobic, and acidic natural α-amino acids, or, optionally, X n1 is absent;
X n2 is selected from the group consisting of neutral and polar, neutral and hydrophobic, and basic natural α-amino acids, or optionally, when X n1 is absent, X n2 is absent;
X n3 is selected from the group consisting of natural α-amino acids; and
X n4 is selected from the group consisting of neutral and polar, neutral and hydrophobic, and acidic natural α-amino acids;
X 1 is a neutral and hydrophobic, neutral and polar, or basic amino acid;
X 2 is a neutral and hydrophobic, neutral and polar or basic amino acid;
X 3 is a neutral and polar or basic amino acid;
X 4 is a neutral and polar, basic or acidic amino acid;
X 5 is a neutral and polar, neutral and hydrophobic, or acidic amino acid; and
X c is X c1 -X c2 and X c1 is neutral and polar, or neutral and hydrophobic amino acid, and X c2 is neutral and polar, neutral and hydrophobic, or basic Is an amino acid]
In represented, C 1 and C 2 that are cyclized Oyori intramolecular disulfide bond between, human erythropoietin isolated polypeptide capable of binding to Chin receptor.
Xn1がE, G, N, S, D, Q, L, Y又はA であり;
Xn2がF, V, A, K, R, G, S, I又はL であり;
Xn3がH, Q, E, G, D, A又はV であり;そして
Xn4がE, G, V, A, P, D, T 又はM である;
請求項1記載の単離されたポリペプチド。
X n1 is E, G, N, S, D, Q, L, Y or A;
X n2 is F, V, A, K, R, G, S, I or L;
X n3 is H, Q, E, G, D, A or V; and
X n4 is E, G, V, A, P, D, T or M;
2. The isolated polypeptide of claim 1.
Xn1が不在であり;
X n 2 F, V, A, K, R, G, S, I又はL であり;
Xn3がH, Q, E, G, D, A又はV であり;そして
Xn4がE, G, V, A, P, D, T 又はM である;
請求項1記載の単離されたポリペプチド。
X n1 is absent;
X n 2 is F, V, A, K, R, G, S, I or L;
X n3 is H, Q, E, G, D, A or V; and
X n4 is E, G, V, A, P, D, T or M;
2. The isolated polypeptide of claim 1.
Xn1が酸性アミノ酸である請求項1記載の単離されたポリペプチド。2. The isolated polypeptide of claim 1, wherein Xn1 is an acidic amino acid. Xn2が枝分かれ鎖のアミノ酸又はK である請求項1記載の単離されたポリペプチド。2. The isolated polypeptide according to claim 1, wherein Xn2 is a branched chain amino acid or K2. Xn3が酸性アミノ酸又はV である請求項1記載の単離されたポリペプチド。The isolated polypeptide according to claim 1, wherein X n3 is an acidic amino acid or V 2. Xn4がV 又はG である請求項1記載の単離されたポリペプチド。The isolated polypeptide of claim 1, wherein Xn4 is V or G. X1がR, I, G, Q, L, T又はS である請求項1記載の単離されたポリペプチド。The isolated polypeptide according to claim 1, wherein X 1 is R, I, G, Q, L, T or S. X1がR 又はL である請求項8記載の単離されたポリペプチド。The isolated polypeptide of claim 8, wherein X 1 is R 1 or L 2. X2がR, P, W, G, L 又はN である請求項1記載の単離されたポリペプチド。The isolated polypeptide according to claim 1, wherein X 2 is R, P, W, G, L or N. X2がR である請求項10記載の単離されたポリペプチド。The isolated polypeptide of claim 10, wherein X 2 is R. X3がH, Q又はN である請求項1記載の単離されたポリペプチド。The isolated polypeptide according to claim 1, wherein X 3 is H, Q or N 2. X4がQ, N, S, K又はE である請求項1記載の単離されたポリペプチド。The isolated polypeptide according to claim 1, wherein X 4 is Q, N, S, K or E. X4がK 又はN である請求項13記載の単離されたポリペプチド。The isolated polypeptide of claim 13, wherein X 4 is K or N. X5がV, A, Y, D又はE である請求項1記載の単離されたポリペプチド。The isolated polypeptide according to claim 1, wherein X 5 is V, A, Y, D or E. X5がD 又はE である請求項15記載の単離されたポリペプチド。The isolated polypeptide according to claim 15, wherein X 5 is D 1 or E 2. Xc1がL, I, P, F, M, Q又はG である請求項1記載の単離されたポリペプチド。The isolated polypeptide according to claim 1, wherein Xc1 is L, I, P, F, M, Q or G. Xc1がL 又はQ である請求項17記載の単離されたポリペプチド。18. An isolated polypeptide according to claim 17, wherein X c1 is L 1 or Q 2. Xc2がM, W, T, S, G, N又はR である請求項1記載の単離されたポリペプチド。2. The isolated polypeptide according to claim 1, wherein Xc2 is M, W, T, S, G, N or R. Xc2がG 又はR である請求項19記載の単離されたポリペプチド。 20. The isolated polypeptide of claim 19, wherein Xc2 is G 1 or R 2. 配列番号81のアミノ酸配列を有し、分子内ジスルフィド結合により環化している単離されたポリペプチド。  An isolated polypeptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 81 and cyclized by intramolecular disulfide bonds. 配列番号82のアミノ酸配列を有し、分子内ジスルフィド結合により環化している単離されたポリペプチド。  An isolated polypeptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 82 and cyclized by intramolecular disulfide bonds.
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