JP5291137B2 - ８より上または５未満のｐＩを有するペプチドを産生するための方法 - Google Patents

Description

（発明の分野）
本発明は、ペプチドの産生に有用な方法および試薬に関する。詳細には、本発明は、約５未満または約８より上のｐＩを有するペプチドの産生に関する。本発明の好ましい実施態様は、ｂ型ナトリウム利尿ペプチドの産生に関する。

（発明の背景）
本発明は、特に、産生が所望されるペプチドが高いｐＩまたは低いｐＩ（これにより、ペプチドの精製工程としてイオン交換クロマトグラフィーを行うことが望ましくなる）を有する場合に、ペプチドを発現および回収するための効率的な方法に関する。本発明は、比較的高いｐＩを有するｂ型ナトリウム利尿ペプチドに関して例証される。それでもなお、当業者は、本明細書で開示される方法および試薬が、高いｐＩまたは低いｐＩのいずれかを有する他のペプチドの産生に対する適応性を有することを理解する。

組換え宿主細胞（例えば、Ｅ．ｃｏｌｉ）中のペプチドコードＤＮＡの発現による５０アミノ酸未満の長さのペプチドの産生が、宿主細胞内で発現されたペプチドの酵素分解によりペプチドの部分的もしくは完全な損失を生じるという問題に一般的に悩まされていることは、当該分野において周知である。この問題を克服するために最も一般的に用いられる手段は、宿主細胞内でペプチドを不溶化することである。これは、ペプチドを融合タンパク質として発現することによりもたらされ得、その融合タンパク質ではペプチドが融合パートナーに連結されている。通常、融合パートナーは、ペプチドのＮ末端に融合される。この融合タンパク質は、細胞内で封入体を形成し、ここで、ペプチドは、タンパク質分解性酵素による分解から保護される。

一旦封入体が宿主細胞から回収されると、ペプチドは、リーダー配列から分離され、精製され、そして活性形態で回収されるはずである。リーダー配列からの分離は、適切な条件下で特異的に認識されそして切断される（例えば、酸切断または酵素的切断）リーダーとペプチドとの連結部にてアミノ酸の配列を置換することにより達成され得る。酵素的切断は、酵素の高い費用および限定された使用可能期間に起因して、固定されたカラム上で使用する場合でさえも、商業的スケールでの産生にはほとんど実用的ではない。

酸切断は、リーダー配列とペプチドとの連結部にて特定のジペプチドを置換することによって達成され得る。ここで、このジペプチドの第１のアミノ酸は、アルパラギン酸である。第２のアミノ酸の選択は、ジペプチド結合が酸性条件下で切断される速度を決定する。もちろん、所望されるペプチドが酸で切断可能な任意の内部ジペプチド配列を含む場合、リーダーとペプチドとの連結部の切断部位は、受容不可能な回収の損失を避けるために、内部切断よりも実質的に速い速度で酸切断をうけなければならない。酸切断が可能なジペプチドの相対反応速度は、以下である。

酵素的切断または酸切断の前に、封入体中の融合タンパク質は、通常、タンパク質構造のアンフォールディングをもたらすカオトロピズム剤を用いた処理により可溶化される。次いで可溶化された融合タンパク質は切断され、所望のペプチドが単離され、そして精製される。そして、このペプチドは、例えば、必要ならば内部のジスルフィド結合の形成をもたらすカオトロープおよび酸化の除去により、生物学的に活性な立体配座へと再折り畳みをもたらす条件に供される。

ｂ型ナトリウム利尿ペプチドすなわちＢＮＰとして公知のペプチドは、ヒトにおいて、１３４のアミノ酸前駆体タンパク質の切断によりインビボで産生される３２のアミノ酸ペプチドとして生じる。ヒトｂ型ナトリウム排泄増加性前駆体をコードするＤＮＡ配列は、単離されている（米国特許第５，１１４，９２３号）。ｂ型ナトリウム利尿ペプチドは、ヒトの臨床的試行において、直接的な心臓への刺激なしで心臓機能を改善すること（これは、不整脈のような有害な副作用をもたらし得る）、および心不全の死亡率および進行の加速の増大に関連する神経ホルモンのレベルを減少させることが示されている。従って、これは、うっ血性心不全の患者の処置に有用である。

ｂ型ナトリウム利尿ペプチドは、うっ血性心不全の患者を処置するために使用される他の薬物を超える特定の臨床的利点を提供するが、非ペプチド薬剤と比較して、比較的高い費用のペプチド薬剤の産生は、臨床的実施におけるその承認に対して障害を示し得る。結果的に、費用を最小限にするためにｂ型ナトリウム利尿ペプチドを産生する高い効率的手段を提供する必要性が存在する。封入体の形態におけるペプチドの組換え産生は、いくつかの問題を示す。ｂ型ナトリウム利尿ペプチドを得るための融合タンパク質の酵素的切断の使用は、必要とされる酵素の費用が高いため、望ましくない。精製工程としてイオン交換クロマトグラィーを使用することによる、比較的高いｐＩのｂ型ナトリウム利尿ペプチド（１０以上）の利用を所望する場合、イオン性カオトロープ（例えば、塩酸グアニジン）の使用は避けるべきである。なぜならば、イオン性カオトロープは、イオン交換クロマトグラフィーを干渉するからである。一方、最も一般的に使用される非イオン性カオトロープである尿素は、融合タンパク質の酸切断を行う場合に疑問がある。高温の酸性条件下で、尿素の存在は、ペプチドの分解をもたらす。

（発明の要旨）
本発明において、融合タンパク質の酸切断は、カオトロープの非存在下で行われ、その結果可溶性ｂ型ナトリウム利尿ペプチドを生じる。この可溶性ペプチドは、不溶性タンパク質から可溶性タンパク質を分離するための任意の公知の簡便な方法（例えば、限外濾過、ダイアフィルトレーションまたは遠心分離による）を用いて、不溶性のままである融合パートナーおよび他の夾雑物から分離され得る。限外濾過および遠心分離は、商業的な観点から最適以下の工程であるので、本発明の好ましい実施態様は、不溶性物質の可溶化、続いて非イオン性カオトロープ（例えば、尿素）での処理による切断、およびイオン交換クロマトグラフィーによるｂ型ナトリウム利尿ペプチドの単離を使用する。

本発明は、約８より上または約５未満のｐＩを有するペプチドを産生するための効率的な方法を提供する。本発明の方法の好ましい実施態様は、以下の工程：
（ａ）このペプチドを、所望のペプチドが融合パートナーに対してそのＮ末端で融合された融合タンパク質として組換え宿主細胞中で発現させる工程であって、この融合パートナーは、そのＣ末端でＡｓｐ残基を有するアミノ酸配列を含み、ここで、（ｉ）融合パートナーのＣ末端Ａｓｐ残基およびペプチドのＮ末端残基が、酸性条件下で切断可能な結合を形成し、（ｉｉ）このペプチドが、融合パートナーの正味の電荷と十分異なる正味の電荷、およびペプチドがその融合パートナーから分離され得る融合タンパク質の酸切断により産生される任意の望ましくないフラグメント、およびイオン交換クロマトグラフィーによる融合タンパク質の任意の望ましくない酸切断フラグメントを有し、そして（ｉｉｉ）この融合タンパク質が組換え宿主細胞内に封入体を形成する、工程；
（ｂ）この組換え宿主細胞から封入体を回収する工程；
（ｃ）融合タンパク質をカオトロープの非存在下で酸性条件に供することによって、このペプチドを融合パートナーから切断する工程；
（ｄ）この不溶性切断産物を、そのペプチドの一次構造を変性することなく可溶化させる条件下で非イオン性カオトロープで処理することによって、可溶化させる工程；ならびに
（ｅ）イオン交換クロマトグラフィーによりそのペプチドを単離する工程、を包含する。

８より上または５未満のｐＩを有する所望のペプチドを生じる酸性条件下で切断可能な融合タンパク質を発現するのに有用なベクターがまた、本明細書中で提供され、このベクターは、以下：
（ａ）宿主細胞中で融合タンパク質の発現を指向し得る調節配列；
（ｂ）改変型クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼのアミノ酸配列の少なくとも一部をコードするＤＮＡ配列であって、ここで、リジン、アルギニンおよび／またはヒスチジン残基をコードする十分な数のコドンが、融合タンパク質のｐＩが６．０と８．０との間である荷電されていないかもしくは負に荷電したアミノ酸をコードするコドンで置換されている、ＤＮＡ配列；
（ｃ）改変型クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼをコードするＤＮＡ配列の３’末端に、直接かまたはリンカー配列を介して連結される、アスパラギン酸をコードするコドン；および （ｄ）８より上または５未満のｐＩを有し、かつそのＮ末端でプロリン、グリシン、セリン、ロイシン、アラニン、イソロイシンまたはバリン残基を有する所望のペプチドをコードするＤＮＡ配列であって、ここでこの配列は、改変型クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼをコードするＤＮＡ配列の５’末端から３’末端で連結される、ＤＮＡ配列、を含む。

図１は、ｂ型ナトリウム利尿ペプチドを産生するために融合パートナーとして使用される、改変型クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼのアミノ酸配列を示す。 図２は、上方の線上に野生型ｐｈｏＡプロモーターのＤＮＡ配列、下方の線上に改変型ｐｈｏＡプロモーターのＤＮＡ配列を示す。 図３は、ｐＴＨ８５のプラスミドの図である。 図４は、ｐＳＰ５４のプラスミドの図である。 図５は、ｐＣＢ１０１−１のプラスミドの図である。 図６は、ｐＴＨ７６のプラスミドの図である。 図７は、ｐＴＨ５３のプラスミドの図である。

（発明の詳細な説明）
（Ａ．本発明の産生方法）
本発明の方法は、約８より上または約５より下のｐＩを有する精製されたペプチドを産生するために用いられる。本明細書中において、本発明はｂ型ナトリウム利尿ペプチド（これは、比較的高いｐＩを有する）に関して例示されるが、所望のペプチドが、融合パートナーの正味の電荷、および融合タンパク質の酸切断によって産生される任意の所望でないフラグメント（すなわち、融合パートナーおよび所望のペプチドの結合以外の部位での切断によって産生されたフラグメント）の正味の電荷と十分に異なる正味の電荷を有し、その所望のペプチドがイオン交換クロマトグラフィーによって切断混合物から単離されることを可能にする場合に、本発明の方法はまた、低いｐＩを有するペプチドの産生にも適用可能であることが理解される。ペプチドと他の切断産物（切断混合物中におけるインタクトな任意の融合パートナーを含む）との間の正味の電荷の違いは、好ましくは少なくとも約±２、より好ましくは少なくとも約±３である。従って、１つ以上の内部酸切断部位を有する融合パートナーが選択されるならば、融合パートナーの切断産物の各々は、イオン交換クロマトグラフィーによって所望のペプチドから分離され得るように、所望のペプチドの電荷と十分に異なる、正味の電荷を有するべきである。

融合パートナーはまた、融合タンパク質による封入体の形成に考慮を払って選択される。この目的のための適切な融合パートナーの選択は、部分的には、産生されるペプチドの性質に依存する。好ましくは、その融合パートナーは、少なくとも約５０アミノ酸残基を含む。融合パートナーのアミノ酸残基の数に厳格な上限は存在しないが、約１００を超えないことが好ましい。なぜなら、融合パートナー中のより大きい数のアミノ酸残基は、一般的に、所望のペプチドのより低い収量に転換されるからである。融合タンパク質が、封入体の形成を促進する、約２５〜約５０の疎水性アミノ酸残基を含むように、融合パートナーを選択することもまた、好ましい。

融合パートナーは、そのＣ末端にＡｓｐ残基を有し、ここでそれはペプチドのＮ末端と結合する。

好ましくは、融合パートナーは、融合タンパク質が、６．０と８．０との間、より好ましくは６．５と７．５との間のｐＩであるように選択される。本発明の特に好ましい融合パートナーは、改変されたクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼのＮ末端部分を少なくとも含む。クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼのアミノ酸配列は、十分な数のリジン、アルギニン、および／またはヒスチジン残基を、電荷を有さないか、または負に荷電しているアミノ酸で置換するように改変され、その結果、融合タンパク質が６．０と８．０との間、より好ましくは６．５と７．５との間のｐＩを有する。クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ配列になされ得るさらなる改変には：（ａ）システイン、トリプトファン、およびメチオニン残基の、システイン、トリプトファン、およびメチオニン以外の残基による置換；および（ｂ）電荷のバランスを達成するために必要とされるような、１つ以上の酸性残基または塩基性残基の疎水性残基への置換が挙げられる。

トリプトファン残基、システイン残基、およびメチオニン残基の置換は、所望されない酸化的な副反応（所望のペプチドを含み得る）を除去するために働く。リジン、アルギニン、および／またはヒスチジンの疎水性残基での置換は、ｐＩおよび融合パートナーの荷電した残基の割合の両方を減少させ、そして封入体形成を促進する疎水性を導入する。改変されたクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ配列のＣ末端のＡｓｐ残基は、直接的またはリンカー配列を通して、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ配列に連結され得る。リンカー配列は、制限部位を提供するために発現ベクターに挿入されたコドンの翻訳の結果として存在し得る。本発明の方法によって産生することが望まれるペプチドが、内部の酸切断部位を含むならば、融合パートナーとそのペプチドとの連結で形成される酸切断部位は、上記に示したような内部切断部位よりも速い反応の速度を有するものであるに違いない。例えば、ヒトｂ型ナトリウム利尿ペプチドは、酸分解に感受性である内部Ａｓｐ−Ａｒｇジペプチドを含む。本発明に従って、本発明者らは、改変されたクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ配列との融合物としてこのペプチドを発現した。ここで融合パートナーとｂ型ナトリウム利尿ペプチドの結合は、Ａｓｐ−Ｓｅｒジペプチドを形成する。２つのジペプチドの酸切断の差示的な速度に起因して、本発明者らは、内部切断部位における切断によるいくつかのペプチドの損失に関わらず、所望のペプチドの良好な収量を得ることができた。あるいは、本発明者らは、本発明の手順を利用して、ｂ型ナトリウム利尿ペプチドを産生した（２−３２）。この分子は、全長３２アミノ酸型と等価な生物学的活性を有し、そしてそのＮ末端のプロリンの存在に起因して、融合パートナーから、付随する収量の増加を伴う、なおより効率的な切断を生じる。

融合タンパク質は、組換えＤＮＡ産生の公知の技術を用いて、宿主細胞中で発現される。組換えＤＮＡ法によるタンパク質の発現のために有用であることが公知である任意の適切な宿主細胞が利用され得、これらには、原核生物および真核生物宿主の細胞および細胞株が含まれる。Ｅ．ｃｏｌｉは好ましい宿主である。宿主細胞は、宿主におけるその発現を指向し得る調節配列、ならびに宿主細胞中で機能的である複製起点の制御下で融合タンパク質をコードする発現ベクターを含む。そのベクターは、組換えＤＮＡ技術において慣用的に利用される他のＤＮＡ配列（例えば、選択マーカーをコードする配列）を含み得る。

発現ベクターを含む宿主細胞は増殖され、そして融合タンパク質は適切な条件下で発現される。宿主細胞の増殖のための条件および融合タンパク質の発現は、種々の因子（例えば、使用される宿主細胞、プロモーター、および発現される特定の融合タンパク質）に依存して変化する。当業者は、使用される特定の宿主／ベクター系についての適切な条件を決定し得る。

融合タンパク質が封入体の形態で発現された後に、その封入体は、宿主細胞から回収される。これは、公知の方法、例えば、細胞を化学的または機械的に溶解し、そして遠心分離によって封入体を分離することによって達成され得る。代表的には、本発明者らは、細胞ペーストを数倍容量の溶解緩衝液中で希釈し、そして９，０００〜１０，０００ｐｓｉで、ＡＶＰ Ｇａｕｌｉｎホモジナイザーに複数回通すことによって、細胞を溶解する。次いで、この細胞溶解物は、緩衝液中でさらに希釈され、そして遠心分離されて封入体が回収される。

次いで封入体は、所望のペプチドから融合パートナーを切断するために酸条件に曝される。酸切断は、ペプチドの分解を引き起こす条件にペプチドを曝すことを避けるために、カオトロープ（ｃｈａｏｔｒｏｐｅ）の非存在下で行われる。切断は、封入体を、温度を上昇させた水性酸性溶液中で懸濁することによってもたらされ得る。好ましくは、封入体は、５％と１５％との間のｗ／ｖで、より好ましくは、５％と８％との間のｗ／ｖで、約１．７と２．２との間、より好ましくは１．９と２．１との間のｐＨの酸性溶液中に懸濁される。ＨＣｌが、切断を実行するための好ましい酸であるが、他の酸（例として酢酸およびリン酸を含む）が使用され得る。切断は、収量を最大化するために十分な温度および十分な時間で実行される。代表的には、切断は、約７５℃〜約９５℃までの温度で、約２時間〜約１０時間までの時間で実行される。ｂ型ナトリウム利尿ペプチドの産生の際に、本発明者らは、好ましくは、封入体を水中で１０％ｗ／ｖまで希釈すること、ＨＣｌでｐＨを２．０に調節すること、および８５℃で４．５〜５．５時間維持することによって酸切断を行った。

商品生産の観点から、限外濾過および沈殿は最適以下の工程であるので、切断後、融合パートナーおよびペプチドは、非イオン性カオトロープ（好ましくは尿素）でそれらを処理することにより可溶化され、次いでそのペプチドは、イオン交換クロマトグラフィーによって単離されることが好ましい。この懸濁物は、カオトロープの添加前に、好ましくは５０℃以下（例えば、４０℃より下）まで冷却される。可溶化は、固体の尿素を約３Ｍ〜約７Ｍの濃度まで添加し、そして４０℃より下の温度（好ましくはおよその室温（１８〜２５℃））で維持することによって実行され得る。

ｐＨを、３と７．５との間、好ましくは３．８〜４．２に調製した後、次いで、切断された融合パートナーおよびペプチドを含む溶液は、直接的にイオン交換カラムにロードされ得る。ペプチド単離のために適切な任意の市販のイオン交換カラムが使用され得る。ｂ型ナトリウム利尿ペプチドについて、本発明者らは、スルホプロピルイオン交換カラム（Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ（登録商標））を使用した。このカラムは平衡化され、そして夾雑物を溶離するために洗浄された。次いで、所望のペプチドが、適切な塩濃度を用いてカラムから溶出される。ｂ型ナトリウム利尿ペプチドについて、カラムからの溶出は、好ましくはＮａＣｌ溶液の０．５〜０．６Ｍを用いてもたらされた。

多くの場合において、イオン交換カラムから回収されたペプチドは、そのネイティブな高次構造に再フォールディングされるが、さらなる工程が、そのペプチドを生物学的に活性な型に回復させるために必要であり得る（特に、そのペプチドがその活性に内部のジスルフィド結合の形成を必要とする場合）。Ｂ型ナトリウム利尿ペプチドは、ジスルフィド結合しなければならない２つのシステイン残基を含む。このことは、回収されたペプチドを酸化的な条件に曝すことによって達成され得る。酸化は、通常、そのペプチドの溶液を加熱することおよび大気下で攪拌することによってもたらされ得る。あるいは、Ｃｕ⁺²、Ｉ₃ ^-、またはＦｅ（ＣＮ）₆ ^-3のような酸化剤が使用され得る。

所望の場合、当業者に公知の技術を用いるさらなる精製工程が使用され得る。このような工程には、例えば、ＨＰＬＣ（例えば、ＲＰ−ＨＰＬＣ）またはさらなるイオン交換クロマトグラフィー工程）が挙げられ得る。ｂ型ナトリウム利尿ペプチドの場合、回収されたペプチドは、酢酸アンモニウム緩衝液ｐＨ５．０〜５．５およびアセトニトリル溶出勾配中のＲＰ−ＨＰＬＣに供された。

（Ｂ．本発明の発現ベクター）
本発明はまた、本発明の産生方法を実行するために適切な発現ベクターを提供する。この発現ベクターは、リジン残基、アルギニン残基、および／またはヒスチジン残基についての十分な数のコドンが、電荷を有さないかまたは負に荷電しているアミノ酸についてのコドンによって置換されており、その結果、融合タンパク質のｐＩは、６．０と８．０との間、好ましくは６．５と７．５との間であるように改変された、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ（ＣＡＴ）のアミノ酸配列のＮ末端部分を少なくともコードするＤＮＡ配列を利用する。有利には、リジン残基、アルギニン残基、および／またはヒスチジン残基のうちのいくつかは、疎水性残基で置換され得る。この疎水性残基は融合パートナーの正味の電荷を減少するだけではなく、宿主細胞中での封入体の形成を促進もする。所望される場合、ＣＡＴのネイティブな配列中のトリプトファン残基、システイン残基、および／またはメチオニン残基についての１つ以上のコドンは、所望されない酸化的な副反応（例えば、ｂ型ナトリウム利尿ペプチドとのジスルフィド結合）を防ぐために、トリプトファン、システイン、またはメチオニン以外の残基についてのコドンによって置換され得る（得られる融合タンパク質が必要とされる範囲のｐＩを有する場合）。

図１において、一番上の行のアミノ酸配列は、ＣＡＴのＮ末端由来の最初の７８アミノ酸のネイティブなアミノ酸配列を表す。一番下の行は、本発明者らがｂ型ナトリウム利尿ペプチドの産生に適切な融合タンパク質を発現するために使用したベクターによってコードされた、改変されたＣＡＴ配列を表す。Ｔｈｒ（７４位）で始まる改変された配列の５つのアミノ酸は、Ｃ末端Ａｓｐを改変されたＣＡＴ配列と一つにし、そしてＡｇｅＩ部位を導入する連結配列を表す。このＡｇｅＩ部位は、アミノ酸７４および７５についてのコドンを変異させることによって作製された。

本発明のベクターにおいて、改変されたＣＡＴをコードするＤＮＡ配列は、調節配列の制御下にあり、この調節配列は、宿主細胞において融合タンパク質の発現を指向し得る。任意の適切なプロモーター（例えば、ｔｒｐＬＥ、ｐｈｏＡまたはｌａｃＺプロモーター）が、使用され得る。好ましいプロモーターは、Ｗａｎｎｅｒ，Ｂ．Ｌ．、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ａｎｄ Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ 第２版（Ｎｅｉｄｂａｒｄｔ、Ｐ．Ｃ．ら編、ＡＳＭ Ｐｒｅｓｓ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．）１３５７〜１３８１頁に記載される、Ｅ．ｃｏｌｉ ｐｈｏＡプロモーターである。このプロモーターは、増殖培地中でホスファターゼの非存在下において、融合タンパク質をコードするＤＮＡ配列の転写を開始する。本発明者らが使用したｐｈｏＡプロモーターは、ネイティブＥ．ｃｏｌｉ ｐｈｏＡ配列から変異されて、ネイティブＧＴＧシグナルのためのＡＴＧ翻訳開始シグナルを置換した。図２は、上の行に野生型ｐｈｏＡプロモーターのＤＮＡ配列、および下の行にｂ型ナトリウム利尿ペプチドのための発現ベクターを生成するために本発明者らによって使用された改変されたｐｈｏＡプロモーターを示す。

所望のペプチドをコードするＤＮＡ配列は、その５’末端で融合パートナーの３’末端でのＡｓｐコドンに連結される。このペプチドをコードするＤＮＡ配列は、その５’末端で、Ｐｒｏ、Ｇｌｙ、ＳｅｒまたはＬｅｕのコドンを有する。選択される特定のアミノ酸は、所望のペプチドの配列に一部依存する。このペプチドが１つ以上の内部酸切断部位を含む場合、Ｎ末端アミノ酸は、この融合パートナーおよびこのペプチドの接合部での切断部位が内部切断部位よりも速い速度で切断されるように選択されなければならない。所望のペプチドのネイティブ配列がそのＮ末端にＰｒｏ、Ｇｌｙ、ＳｅｒまたはＬｅｕコドンを含まない場合、このペプチドをコードするＤＮＡは、５’末端で所望のアミノ酸のコドンを置換することによって改変される。これは、このペプチドのＮ末端での外来アミノ酸を生じ、続いて生物学的活性を妨害しない場合に受容可能であり得る融合パートナーからの切断を生じることが理解される。ｂ型ナトリウム利尿ペプチドの場合において、Ｎ末端アミノ酸はＳｅｒである。このアミノ酸は、融合パートナーとの接合部で受容可能である。なぜなら、ｂ型ナトリウム利尿ペプチドは、唯一の内部酸切断部位であり、Ａｓｐ−Ｓｅｒよりも非常に低速度で切断されるＡｓｐ−Ａｒｇを含むからである。

本発明の発現ベクターは、周知のＤＮＡ組換え技術を使用して、宿主細胞へ調製および組み込まれ得る。

以下の非限定的な実施例は、本明細書中に記載される本発明の実施をさらに例示することを意図する。Ｅ．ｃｏｌｉ Ｗ３１１０宿主中のプラスミドｐＣＢ１０１−１（実施例１）は、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，Ｍａｎａｓｓａｓ，ＶＡ（登録番号ＡＴＣＣ９８７７４を有する）で寄託されている。Ｅ．ｃｏｌｉ Ｗ３１１０宿主中のプラスミドｐＴＨ７６（実施例１）は、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，Ｍａｎａｓｓａｓ，ＶＡ（登録番号ＡＴＣＣ９８７７５を有する）で寄託されている。Ｅ．ｃｏｌｉ Ｗ３１１０宿主中のプラスミドｐＴＨ５３（実施例２）は、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，Ｍａｎａｓｓａｓ，ＶＡ（登録番号ＡＴＣＣ９８７７６を有する）で寄託されている。

（実施例１）
（Ｂ型ナトリウム利尿ペプチドに対する融合タンパク質をコードする遺伝子の合成およびクローニング）
ｔｒｐプロモーターをコードするテトラサイクリン耐性プラスミドｐＣＢ１０１−１（５μｇ）およびクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼの改変された１５３アミノ酸のＮ末端部分の３’末端に融合したｂ型ナトリウム利尿ペプチドからなる融合タンパク質を、ＮｄｅＩおよびＡｇｅＩを用いて消化した。得られた消化物を、１％アガロースゲル（ＳｅａＰｌａｑｕｅ，ＦＭＣ，Ｒｏｃｋｌａｎｄ，ＭＥ）上で電気泳動に供し、そして３．４Ｋｂｐのフラグメントを切り出した。

オリゴヌクレオチドを、以下の配列を有するように合成した。

オリゴヌクレオチド１１００〜１１０５（各１μｇ）を、ＡＴＰおよびＴ₄ポリヌクレオチドキナーゼを用いる処理によって個々にリン酸化し、そして各１μｇのオリゴヌクレオチド１０９９および１１０６と組み合わせた。次いで、このオリゴヌクレオチドの混合物を、７分間、煮沸によって変性させ、そして室温まで徐々に冷却させた。この２１４μｌの反応混合物の５μｌを、Ｔ4ＤＮＡリガーゼを使用して室温で一晩、上記で調製した１．５μｌのｐＣＢ１０１−１の溶融し切り出したフラグメントに連結した。次いで、この混合物を再溶融し、そしてＥ．ｃｏｌｉ株ＭＣ１０６１をテトラサイクリン耐性に形質転換するために使用した。得られた８つのコロニーを、３１７ｂｐのＡｇＩ／ＭｌｕＩフラグメントを有するプラスミドについてスクリーニングした。このようなプラスミドの１つを、ｐＴＨ８０（ｔｒｐの制御下でｂ型ナトリウム排泄増加性に融合する改変されたＣＡＴ配列をコードする）と命名した。

発酵の間に融合タンパク質の合成を制御し得ることは、重要である。ｐｈｏＡプロモーターは、ＰＯ4-の枯渇によって十分な誘導が達成されるまで、誘導されない状態において標的遺伝子を維持し得る利点を有する。ｐｈｏＡプロモーターの制御下に融合物を配置するために、ｐＴＨ８０を、制限酵素ＮｄｅＩおよびＨｉｎｄＩＩＩを用いて消化した。次いで、この消化物を３％アガロースゲル（Ｎｕｓｉｅｖｅ，ＦＭＣ，Ｒｏｃｋｌａｎｄ，ＭＥ）上で電気泳動し、そしてＣＡＴ−ＢＮＰ融合物をコードする３３２ｂｐのフラグメントを切り出した。このベクターフラグメントを、テトラサイクリン耐性プラスミドであるｐＴＨ７６の、ＮｄｅＩおよびＨｉｎｄＩＩＩを用いる消化によって調製した。ｐＴＨ７６は、ｔｒｐプロモーターがｐｈｏＡプロモーターによって置換されていることを除いて、ｐＴＨ８０と非常に類似している。このベクターフラグメントを、２．４μｇのｐＴＨ７６の、３７℃、一晩でのＮｄｅＩおよびＨｉｎｄＩＩＩを用いる消化によって単離し、続いて、３７℃で１時間、ウシ腸ホスファターゼを用いて処理した。反応混合物の最終容量は１００μｌであった。連結を、１μｌのベクターフラグメントと、ｐＴＨ８０由来の挿入フラグメントを含む３μｌの溶融し切り出したゲル切片との間で実施した。室温での一晩のインキュベーション後、この混合物を使用して、Ｗ３１１０株を形質転換した。得られたコロニーから調製したＤＮＡを、固有のＢｓｔＸＩ部位の存在についてスクリーニングした。これらの陽性コロニーを、ＤＮＡ配列決定によって確認した。これらのうちの１つを、ｐＴＨ８５と命名した。図３は、ｐＴＨ８５のプラスミドのダイアグラムである。

プラスミドｐＴＨ８５およびその構築物由来の２つの他の陽性コロニーを使用して、Ｅ．ｃｏｌｉ株Ｗ３１１０をテトラサイクリン耐性に形質転換した。単一コロニーを、６．２５μｇ／ｍｌのテトラサイクリンを含有するＬブロスへ播種した。３７℃での４時間のインキュベーション後、得られた培養物を使用して、０．１の光学密度まで、以下の培地を含む培養物に播種した：グルコース ４ｇ、カザミノ酸 ５ｇ、１Ｍ ＭＯＰＳカリウム緩衝液（ｐＨ７．４） ４０ｍｌ、（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄ １．２４ｇ、１Ｍ ＭｇＳＯ₄ ２ｍｌ、水（最終容量１Ｌになるまで）。

３７℃で一晩のインキュベーション後、全ての細胞を、位相差顕微鏡下で少なくとも一相の明るい封入体を有することを観察した。細胞を回収し、そしてＳＤＳサンプル緩衝液中で１８分間煮沸し、そして標準Ｌａｅｍｍｌｉ Ｔｒｉｓ−ｇｌｙｃｉｎｅ ＳＤＳポリアクリルアミドゲル上で電気泳動した。ｂ−ナトリウム利尿ペプチド融合タンパク質の大量の蓄積を、非常にクーマーシー染色される、約１２Ｋダルトンで移動するバンドの存在によって示す。

（実施例２）
（ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２〜３２）に対する融合タンパク質をコードする遺伝子のクローニング）
酸切断は、Ａｓｐ−Ｐｒｏペプチド結合で最も迅速に生じる。成熟ｂ型ナトリウム利尿ペプチドの第２の残基はＰｒｏであるので、アミノ酸残基２〜３２を含むｂ型ナトリウム利尿ペプチドの短縮型バージョン[ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２〜３２）]の発現によって、融合パートナーからのｂ型ナトリウム利尿ペプチドの切断を容易にすることが可能である。成熟ｂ型ナトリウム利尿ペプチドの最初のセリンコドンを欠失するＡｇｅＩ／ＨｉｎｄＩＩＩ制限フラグメントの変更した形態を、以下の２つのオリゴヌクレオチドをＰＣＲプライマーとして用いて、野生型コード配列のＰＣＲによって構築した。

１００μｌの反応混合物を、０．４ｍＭの各ｄＮＴＰ、１．３μｇの各プライマー、ヒトユビキチンのクローンに対して３’末端に融合したｂ型ナトリウム利尿ペプチド配列を保有する５０ｎｇのプラスミドｐＴＨ５３、および１μｌのＶＥＮＴ ＤＮＡポリメラーゼ（Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ，Ｂｅｖｅｒｌｙ，ＭＡ）を、製造業者によって提供される反応緩衝液中に含むように調製した。この反応を、以下の温度プログラムの３０サイクルの間実施した：９４℃１分間、５５℃２分間、および７２℃１分間。予測サイズ（１６７ｂｐ）を、３％Ｎｕｓｉｅｖｅ上のアガロースゲル電気泳動によって確認した。次いで，このＰＣＲ反応生成物を、ベクタープラスミドｐＴＨ５３と共に、ＫｐｎＩおよびＨｉｎｄＩＩＩを用いる２重消化（ｄｏｕｂｌｅ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ）に供した。次いで、このベクター消化物を、ウシ腸ホスファターゼを用いて４５分間３７℃で、続いてフェノール抽出およびエタノール沈殿によってさらに処理した。次いで、このプラスミド消化物を、３０μｌのＴｒｉｓ−ＥＤＴＡ緩衝液中に再懸濁した。このＰＣＲ消化物を、３％Ｎｕｓｉｅｖｅ上での電気泳動に供し、そして１０８ｂｐのフラグメントを、ＤＥ８１紙を用いて、移動するバンドの妨害によって回収した。このベクターおよびＰＣＲで消化したフラグメントの連結を、製造業者によって供給された緩衝液中に、０．５μｌのベクターＤＮＡ、０．１μｌのＰＣＲフラグメント、および０．５μｌのＴ₄ＤＮＡリガーゼ（Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ，Ｂｅｖｅｒｌｙ，ＭＡ）を含有する２０μｌの反応混合物中で実施した。この連結を室温で３時間実施し、続いて、ＣａＣｌ₂コンピテントＥ．ｃｏｌｉ Ｂへ形質転換した。プラスミドＤＮＡを、２つの得られた形質転換体から調製し、そしてジデオキシＤＮＡ配列決定を使用して、正確なヌクレオチド配列が得られたことを決定した。このプラスミドをｐＵＤＢＮＰ２と命名し、そしてこれは、ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２〜３２）にインフレームで融合するヒトユビキチンをコードする。

ＣＡＴ１５４のｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２〜３２）への遺伝子融合物を発現する発現プラスミドの構築のために、プラスミドｐＵＤＢＮＰ２をｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２〜３２）コード配列の供給源として使用したが、一方、プラスミドｐＣＢ１０１−１はＣＡＴ１５４融合パートナーをコードし、そしてｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２〜３２）フラグメントのレシピエントとして使用する。５マイクログラムのｐＵＤＢＮＰ２および１μｇのｐＵＢ１０１−１を各々、製造業者（Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ，Ｂｅｖｅｒｌｙ，ＭＡ）によって供給された緩衝液中でＡｇｅＩを用いて、３７℃で２時間、消化した。消化物を、アガロースゲル電気泳動によって完了についてチェックした。ＤＮＡを、ＧｅｎｅＣｌｅａｎ（Ｂｉｏ１０１，ＣＡ）を使用して消化混合物から回収し、そして１５μｌの最終容量中に溶出した。次いで、両方のプラスミドを、製造業者（Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ，Ｂｅｖｅｒｌｙ，ＭＡ）によって供給された緩衝液中で、１．５時間、３７℃でＢａｍＨＩを用いて消化した。アガロースゲル電気泳動は、完了するまでｐＵＤＢＮＰ２消化を示し、それによって、部分的に消化したＤＮＡを、ＧｅｎｅＣｌｅａｎを使用して回収し、そして以前のようにＢａｍＨＩを用いて消化した。この時点で、アガロースゲル電気泳動は、完了するまでｐＵＤＢＮＰ２消化物およびｐＣＢ１０１−１消化物の両方を示した。連結のためのフラグメントを、３％Ｎｕｓｉｅｖｅ上での電気泳動によって調製し、ｐＵＤＢＮＰ２消化物から２４０７ｂｐのバンドおよびｐＣＢ１０１−１消化物から１５６２ｂｐのバンドを切り出した。ＤＮＡフラグメントを、Ｇｅｎｅｃｌｅａｎを用いて回収し、そして１０μｌの最終容量中で溶出した。２つのフラグメントの連結を、１５℃で一晩、製造業者によって供給された緩衝液中に１μｌのＴ4ＤＮＡリガーゼ（Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ，Ｂｅｖｅｒｌｙ，ＭＡ）を有する混合物中で、２μｌのｐＵＤＢＮＰ２ ＤＮＡフラグメントおよびｐＣＢ１０１−１由来の５μｌのＤＮＡフラグメントを使用して達成した。得られた混合物を、ＣａＣｌ₂コンピテントＥ．ｃｏｌｉ Ｗ３１１０へ形質転換した。得られた６つの形質転換体から調製したプラスミドＤＮＡを、ＢｇｌＩを用いて消化し、そして正確な構造を有するプラスミドを２８４５ｂｐおよび８９０ｂｐのフラグメントの両方の存在に基づいて同定した。テトラサイクリン耐性領域から生じる予測される２３４ｂｐバンドは非常に小さいので可視化されない。さらに、プラスミドＤＮＡ調製物のために使用される培養物もまた、小さなＬＢ培養物へ播種し、そして３７℃で一晩インキュベートした。得られた細胞を位相差顕微鏡によって可視化し、一方、他のアリコートをＳＤＳサンプル緩衝液中で煮沸し、そしてＳＤＳポリアクリルアミドゲル電気始動によって分析した。この方法で処理した６つのコロニーのうち、正確な制限パターンを得た３つはまた、顕微鏡において明るい相の封入体の存在、およびＳＤＳ−ＰＡＧＥ中で約２０、５００ダルトンで強力にクーマーシー染色されたバンドの存在を示した。このプラスミドをｐＳＰ５４と命名した。図４は、ｐＳＰ５４のプラスミドのダイアグラムである。

（実施例３）
（ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（１−３２）の生成および単離）
（（ａ）発酵および細胞溶解）
ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（１−３２）発現ベクター（ｐＴＨ８５／ＴＥＨ１０２）を保有するＥ．ｃｏｌｉ細胞を流加様式で発酵させた。この系における融合タンパク質の発現の誘導は、細胞に、培地からのリン酸塩を枯渇させることによって引き起こされる。４３リットルの全発酵ブロスを、発酵の終了時に収集した。全発酵ブロスを遠心分離することによって、得られたバイオマスを１Ｌの瓶に収集し、そして−７０±１０℃にて保存する。４３リットルの発酵物からのバイオマス収量は、湿重量４．７ｋｇのＥ．ｃｏｌｉ細胞であった。凍結したバイオマスを室温で一晩で解凍し、そして溶解緩衝液（２０ｍＭのＮａ_XＨ_XＰＯ₄、５ｍＭのＥＤＴＡ、ｐＨ６．０）を用いて、２５％ｗ／ｖに希釈した。直列に冷却した熱交換機を備えたＭａｔｏｎ−Ｇａｕｌｉｎ Ｍｏｄｅｌ ３０ＣＤ（９−１０、０００ｐｓｉ）ホモジナイザーを用いて、細胞をホモジナイズした。細胞溶液を溶解を開始する前に２℃に冷却し、そして溶解の間は１５℃未満に温度を維持した。ホモジナイザーを通した流れを細胞溶液に逆戻りさせて、顕微鏡試験によって測定される場合に９０％を超える溶解の均質化終点を達成するために、平均６回ホモジナイザーを通過させる。

（（ｂ）バッチ遠心法による封入体の回収）
バッチ遠心法を、１Ｌのポリプロピレン瓶内で、Ｈ６０００ローターを備えた冷却したＳｏｒｖａｌｌ ＲＣ−３Ｂ遠心機を使用して実施した。Ｅ．ｃｏｌｉ細胞溶解物を、溶解緩衝液で出発細胞重量の１２．５％まで希釈し、そしてＨ６０００Ａローターを備えたＳｏｒｖａｌｌ ＲＣ−３Ｂ遠心機内で、４５００ｒｐｍ（５８９４ｇ）にて４０分間遠心分離した。上清をデカントし、そして封入体のペレット（９０５ｇ）を２〜８℃にて保存した。

（（ｃ）酸切断反応）
酸切断反応混合液を、上記のように調製された封入体から調製した。封入体を２〜８℃の貯蔵機から取り出し、そして手動ホモジナイザーを用いて、脱イオン水で１９８０ｍＬ（封入体１００ｇ／２２０ｍＬ）に再懸濁した。１００ｇ湿重量と等価なこの懸濁物のアリコートを、さらに加工処理した。封入体調製物を、７８０ｍＬの脱イオン水で希釈して、１０％湿重量の懸濁液を産生した。封入体懸濁物のｐＨを、濃塩酸（約４ｍＬ）で１．９９に調整した。この溶液はｐＨ４．５〜３．０で濃厚になるので、激しい攪拌を必要とした。

上記の封入体懸濁液を、攪拌、サンプルポート、および不活性ガス大気を提供するためのコネクションを備える、温度制御されたガラス被覆反応容器内に配置した。不活性ガスは、通気孔の開口とともに５ｐｓｉで反応容器に流入される。温度制御器を作動状態にし、そして適切な設定に調整した。反応のタイミングをこの時点で開始した。加熱を４０℃まで進めさせ、この時点で通気孔を閉鎖し、そして反応容器を５ｐｓｉまで加圧させた。圧力水頭を維持するために、温度調整の期間に時折、反応容器を開口した。この反応混合物を、１５分間、所望の温度の５℃の範囲内にした。温度を、反応期間を通して８５±０．５℃に制御した。サンプルを、ｂ型ナトリウム利尿ペプチド放出のＲＰ−ＨＰＬＣ分析のために、規則的な間隔（１時間および３０分間）に採取した。最初にガス入口弁を閉鎖し、次いで、大気圧まで容器を開口し、そして最後にディスポーザブル注射器を用いて、サンプリングポートから１ｍＬのサンプルを回収することによりサンプリングを行った。次いで、サンプリングポートを閉鎖し、ガス入口弁を再開し、この容器を５〜１０秒間開口し、そして最終的に通気孔を閉鎖して容器を再加圧させた。

反応を、氷上で２〜８℃まで冷却することによって、４．５時間後に終了させた。この溶液を冷却の間中連続的に攪拌した。４０℃未満への温度の低下を、２０分間未満に達成した。冷却期間の終了時に、反応混合液のｐＨを、２ＮのＮａＯＨで２．９に調整した。この溶液のｂ型ナトリウム利尿ペプチド含有量を、ＲＰ−ＨＰＬＣピーク範囲によって、１．９２ｇ ｂ型ナトリウム利尿ペプチド／Ｌと測定した。この溶液を、さらなる加工処理まで−７０±１０℃にて保存した。

（（ｄ）酸切断反応混合物由来のｂ型ナトリウム利尿ペプチド（１−３２）のＩＥＣ精製）
ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（１−３２）のＩＥＣ精製のために、上記のように調製される４つの酸切断反応混合液を組み合わせ、そして２６０ｇの固形尿素を１Ｌの酸切断反応混合液に添加して、３．５Ｍの尿素濃度を与えた。最終容量は、１．３Ｌであった。この溶液は、０．６ｍｇのｂ型ナトリウム利尿ペプチド／ｍＬまたは７８０ｍｇのｂ型ナトリウム利尿ペプチドを含んだ。この溶液を、ＲＰ−ＨＰＬＣアッセイに基づいて、Ｗｈａｔｍａｎ Ｅｘｐｒｅｓｓ−Ｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ Ｓ（スルホキシエチルイオン交換樹脂）の充填されたカラム上に、８ｍｇ ｈＢＮＰ／ｍＬ樹脂にてロードした。カラムを以下を用いて連続的に洗浄した：２００ｍＬの３．５Ｍ尿素、５０ｍＭ酢酸（ｐＨ３．５）、５００ｍＬの５０ｍＭ酢酸、６００ｍＬの１０ｍＭジチオトレイトール（ＤＴＴ）、５０ｍＭのリン酸ナトリウム（ｐＨ７．２）、そして最終的に、１Ｌの５０ｍＭリン酸ナトリウム中５５ｍＭのＮａＣｌ（ｐＨ６．８）。ここで完全に還元されたｂ型ナトリウム利尿ペプチドのカラムからの溶出を、１Ｌの５０ｍＭリン酸ナトリウム中５００ｍＭのＮａＣｌ（ｐＨ６．８）の段階的勾配によって実施した。１５０ｍＬの溶出ピークを収集し、そしてｂ型ナトリウム利尿ペプチド含有量について分析した（合計５９０ｍｇ）。この溶出プールをさらなる加工処理まで−７０±１０℃にて保存した。

（（ｅ）ジスルフィド結合形成）
１４５ｍＬのイオン交換カラム溶出物を、４℃で一晩解凍し、次いで、室温まで暖めた。溶液を５０ｍＭのリン酸ナトリウム（ｐＨ６．８）を用いて１．４ｍｇのｂ型ナトリウム利尿ペプチド／ｍＬに希釈した。ジスルフィド結合形成は、穏和な攪拌を伴う３５℃で６時間の空気酸化（ａｉｒ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）によって達成した。反応を５Ｍ酢酸の添加によるｐＨ５．０への酸性化によって終了させた。酸化プールを、さらなる加工処理まで−７０±１０℃にて保存した。

（（ｆ）ｂ型ナトリウム利尿ペプチドの逆相ＨＰＬＣ精製）
上記のように実施された２つの酸化反応由来の酸化プールを２〜８℃にて一晩解凍し、そして室温まで暖めた。５Ｎ水酸化アンモニウムで５．５に調整した。この溶液（７５６ｍＬ中の８６９ｍｇのｂ型ナトリウム利尿ペプチド）を、ロード中で６％アセトニトリルを得るための溶媒混合液（ロード：緩衝液Ｂ ８５：１５）を用いて調製用ＲＰ−ＨＰＬＣ（Ｚｏｒｂａｘ Ｐｒｏ １０／１５０ Ｃ８）上に１０．６ｍＬ／分間にてロードした。樹脂ローディングは、９．８ｍｇ／ｍＬ樹脂であった。溶出を、以下に概説される表に従って、同じ流速で実施した。緩衝液Ａは精製水であり、緩衝液Ｂは４０％アセトニトリルであり、緩衝液Ｃは１Ｍの酢酸アンモニウム（ｐＨ５．５）である。

溶出ピークの画分を、分析用ＲＰ−ＨＰＬＣによって分析し、そして９６％を超える純度の画分をプールした。ＲＰ−ＨＰＬＣプールは、４０６ｍｇのｂ型ナトリウム利尿ペプチド（１−３２）を含んだ。

（（ｇ）酸切断反応からのｂ型ナトリウム利尿ペプチド（１−３２）の特徴づけ）
酸切断、ＩＥＣクロマトグラフィー、およびＲＰ−ＨＰＬＣ後のｂ型ナトリウム利尿ペプチドの類似した調製物由来の主要なＲＰ−ＨＰＬＣピークを、完全Ｎ末端アミノ酸配列決定、アミノ酸分析およびエレクトロスプレー質量分析法によって特徴付けした。すべての局面において、この手順によって生成されたペプチドは、合成ｂ型ナトリウム利尿ペプチド標準から区別不能であった。

（実施例４）
（限外濾過／ダイアフィルトレーションによる酸切断反応混合液からのｂ型ナトリウム利尿ペプチド（１−３２）の精製）
クロマトグラフィーのための酸切断混合液の可溶化に対する代替として、可溶性ｂ型ナトリウム利尿ペプチドは、ダイアフィルトレーションによって粗酸切断反応混合液から単離され得る。還元されたｂ型ナトリウム利尿ペプチドをフィルターに通し、そして高分子量凝集物および不溶性物質を保持した。ｂ型ナトリウム利尿ペプチドは自由に膜を通過し、そして濾液中に見出される。

名目上の３００ｋＤの分子量カットオフを有するＦｉｌｔｒｏｎ ｕｌｔｒａｓｅｔｔｅフィルター（Ｆｉｌｔｒｏｎ、カタログ番号ＯＳ１００Ｃ７２）を、製造業者の指示に従って、ダイアフィルトレーション様式に組み立てた。デバイスを蒸留水で洗浄し、次いで２０ｍＭ酢酸ナトリウム、１５０ｍＭ塩化ナトリウム（ｐＨ４．０）で平衡化した。

１リットルの酸切断反応混合物を上記のように調製した。この溶液は、ＲＰ−ＨＰＬＣ ピーク面積（ＲＴ１１２／１２３、１／２６／９６）により決定した場合、７０５ｍｇの還元されたｂ型ナトリウム利尿ペプチドを含有した。この溶液を、２Ｌ Ｐｙｒｅｘビンに移し、そして６０ｍＬの５Ｍ塩化ナトリウムを添加した。混合物を氷上で２５分間攪拌し、次いで６０ｍＬの蒸留水および１００ｍＬの０．２Ｍ酢酸ナトリウム（ｐＨ４．０）を添加した。氷上でさらに２０分間攪拌を続けた。次いで、混合物を、蠕動ポンプを２Ｌ／分の循環速度を維持しながら用いるダイアフィルトレーションデバイスを通して循環した。濾過物排出口循環の開始時に完全に密閉した。約２分間の循環後、濾過排出口をゆっくりと開け、そして濾過流速を平均速度５３．５ｍＬ／分（２５〜８２ｍＬ／分の範囲）に制御した。ダイアフィルトレーション緩衝液（２０ｍＭ酢酸ナトリウム、１５０ｍＭ塩化ナトリウム、ｐＨ４．０）を、ダイアフィルトレーション溶液を維持するために一定の容量でフィルターから取り除いた濾過物と同じ速度で２Ｌビンに添加した。これらの設定で、膜貫通圧を、全ダイアフィルトレーション過程を通して、１０ｐｓｉよりも低く維持した。合計で、５，７００ｍＬの濾過物を収集した後、ダイアフィルトレーション溶液への希釈剤の添加を停止した。さらなる１Ｌの濾過物を、ダイアフィルトレーション過程を完了する前に収集した。ダイアフィルトレーション過程の最後に、総容積６．７Ｌの濾過物を収集した。ＲＰ−ＨＰＬＣによる、濾過物中のｂ型ナトリウム利尿ペプチドの定量は、５５０ｍｇのｂ型ナトリウム利尿ペプチドすなわち７８％の回収を示した。

（実施例５：ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）の生成および単離）
（（ａ）発酵および細胞溶解）
ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）発現ベクターｐＳＰ５４を保有するＥ．ｃｏｌｉ細胞を、流加培養様式で発酵させた。この系は、ｔｒｐプロモーターを用い、そして融合タンパク質発現はインドールアクリル酸の添加により誘導される。全発酵培養液（４．７リットル）を、発酵の最後に採取した。生じるバイオマスを１Ｌビン中の全発酵培養液を遠心分離することにより収集し、そして−７０±１０℃で保存した。４．７リットルの発酵物から得たバイオマスは、湿重量４３２ｇのＥ．ｃｏｌｉ細胞であった。凍結バイオマスを室温で一晩解凍し、そしてクラック緩衝液（２０ｍＭ Ｎａ_xＨ_xＰＯ₄、５ｍＭ ＥＤＴＡ、ｐＨ６．０）を用いて２５％ ｗ／ｖに希釈した。細胞を、ＡＶＰ Ｇａｕｌｉｎ Ｍｏｄｅｌ ３０ＣＤ（９−１０，０００ ｐｓｉ）を用いて、冷蔵熱交換に従ってホモジナイズした。細胞溶液を、破壊を開始する前に２℃冷し、そして溶解の間、温度を１５℃未満に保った。ホモジナイザーを通した流れは、顕微鏡実験により測定されるように＞９０％破壊のホモジナイゼーション終点に達するまで平均４回ホモジナイザーを通ることを可能にするために細胞溶液中に戻した。

（（ｂ）バッチ遠心分離による封入体の回収）
バッチ遠心分離を、Ｈ６０００ローターを用いる冷蔵Ｓｏｒｖａｌｌ ＲＣ−３Ｂ遠心分離を用いて１Ｌのポリプロピレンボトルにおいて行なった。Ｅ．ｃｏｌｉ細胞溶解物を１２．５％開始細胞重まで溶解物緩衝液で希釈し、そして４５００ｒｐｍ（５８９４ｇ）でＨ６０００Ａローターを用いるＳｏｒｖａｌｌ ＲＣ−３Ｂ遠心分離装置において、４０分間遠心分離した。上清を静かにデカントし、そして封入体ペレット（１１１．５ｇ）を−７０±１０℃で保存した。

（（ｃ）酸切断反応）
酸切断反応混合物を、上記の封入体調製物から調製した。封入体（５５．８ｇ）を、−７０±１０℃の保存から取りだし、そして携帯型ホモジナイザーを用いて、脱イオン水を用いて５５８ｍＬに再懸濁し、１０％湿重量の懸濁物を得た。封入体上清のｐＨを、１Ｍの塩酸（約２８ｍＬ）を用いて、２．０に調製した。激しい攪拌が、溶液がｐＨ４．５〜３．０の間で濃縮されるにつれて必要とされた。

封入体調製物は、温度を制御した、ガラスライン反応容器装置におくこの装置は、攪拌するサンプルポートおよび不活性ガス雰囲気を提供するように接続部を有する。不活性ガス（Ａｒ）を、５ｐｓｉで通気開口（ｖｅｎｔ ｏｐｅｎ）を用いて反応容器中に流した。温度のコントローラーを作動させ、そして適切な設定に調節した。反応のタイミングをこの時点で開始した。加熱を４０℃まで進行させ、この時点で通気口を閉じ、そして反応容器を５ｐｓｉに加圧した。この反応容器を、このヘッドの圧力を維持するように温度を調節する期間の間、時折通気した。反応混合物を１５分以内で所望される温度の５℃以内にした。温度は、反応期間を通して、８５±１．５℃に制御した。サンプルを、ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）放出の、ＲＰ−ＨＰＬＣ分析のために、通常の間隔（３０分）で採取した。サンプリングを、まずガス注入口のバルブを閉じ、次いで、雰囲気圧に容器を通気し、そして最後に、使い捨てのシリンジを用いて、サンプリングポートから１ｍＬのサンプルを取り出すことにより行なった。次いで、サンプリングポートを閉じ、ガス注入口を再度開き、容器を５〜１０秒通気させ、そして最後に、通気口を閉じて、容器を再加圧させた。

反応を、２．０時間後、氷上で２０℃に冷却することにより終結した。溶液を、冷却中連続して攪拌した。冷却期間の終了時、２８ｍＬの１Ｍのリン酸を、反応混合物（最終５０ｍＭ）に添加し、そして反応混合物のｐＨを１０Ｎ ＮａＯＨを用いて２．８に調整した。この溶液のｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）含量を、ＲＰ−ＨＰＬＣアッセイにより、０．４５ｇの還元されたｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）／Ｌ（総量２２３ｍｇの還元されたｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２））として決定した。この溶液をさらなる処理まで、−７０±１０℃で凍結した。

（（ｄ）酸切断反応混合物からのｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）のバッチイオン交換精製）
ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）を、ＳＰ−Ｓｐｈｅｒｏｄｅｘ ＬＳカチオン交換樹脂とのバッチインキュベーションにより、ｐＨ調整酸切断反応混合物から吸収した。上記の５００ｍＬの酸切断反応混合物を、温度が２２℃に達するまで、１．５時間温浴槽において解凍した。製造者の指示に従って洗浄したＳＰ−Ｓｐｈｅｒｏｄｅｘ ＬＳ樹脂（５０ｍＬ）を、穏やかに攪拌しながら、ガラス容器中の解凍した反応混合物に添加した。混合物を、９０分間、周囲温度で攪拌し、そしてサンプルの上清を３０分間隔で採取した。この樹脂を、５分間の混合の最後に沈下させた。上清を静かにデカントし、そして樹脂を、３回、２５０ｍＬの５０ｍＭ酢酸を用いて洗浄した。次いで、この樹脂を、カラム（２．５×１１．５ｃｍ）に詰め、そして２カラム容積（ＣＶ）の５０ｍＭ酢酸（ｐＨ３．５）を用いて、８ｍＬ／分にてさらに洗浄した。次いで、このカラムを、４ＣＶの５０ｍＭリン酸ナトリウム（ｐＨ７．２）で洗浄した。カラム上での還元を、カラムを４ＣＶの１０ｍＭジチオスレイトール（ＤＴＴ）、５０ｍＭリン酸ナトリウム（ｐＨ７．２）を用いて洗浄することにより行なった。最後に、カラムを、４ＣＶの５０ｍＭリン酸ナトリウム（ｐＨ７．２）で洗浄し、次いで２００ｍＭのＮａＣｌを含有する５ＣＶの５０ｍＭリン酸ナトリウム（ｐＨ７．２）で洗浄した。カラムから、今や完全に還元されたｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）の溶出を、２段階で、５０ｍＭリン酸ナトリウム（ｐＨ７．２）中、４５０ｍＭおよび１Ｍ ＮａＣｌで行なった。３３０ｍＬの溶出プールを収集し、そしてｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）含量を分析した（総量１４８ｍｇ、６６％収量）。溶出プールは、直接ジスフィルド結合形成に用いた。

（（ｅ）ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）のジスフィルド結合形成）
１ｍＬあたり０．４５ｍｇのｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）を含有する３３０ｍＬのイオン交換カラム溶出物を、２ＮのＨＣｌを用いて、ｐＨ６．８にｐＨ調整した。ジスフィルド結合形成を、アルゴン下で、１１時間２〜８℃にて１１ｍＬの１５ｍＭ Ｋ₃Ｆｅ（ＣＮ）₆の溶液への添加により達成した。反応を、３．４ｍＬの５Ｍ酢酸の添加によるｐＨ５．０への酸性化により終結した。酸化反応物の収率は、１２１ｍｇのｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）、８２％段階収量であった。酸化プールを２〜８℃で一晩保存した。

（（ｆ）ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）の逆相ＨＰＬＣ精製）
酸化プールを、室温に加温し、そしてＲＰ−ＨＰＬＣによりさらに精製した。アセトニトリル（１８ｍＬ）を、３４２ｍＬの酸化プールに添加し、３６０ｍＬロードを得た。ｐＨを、１０Ｎの水酸化アンモニウムを用いて５．５に調整した。この溶液（５１ｍｇのｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）を含有する１６０ｍＬ）を、ＲＰ−ＨＰＬＣカラム（Ｖｙｄａｃ Ｃ４ ２１４ＴＰ１０１０）上に４．５ｍＬ／分でロードした。樹脂のロードは、３ｍｇ／ｍＬであった。溶出を、同じ流速で、以下の概説表に従って行なった。緩衝液Ａは、５％アセトニトリル、５０ｍＭ酢酸アンモニウム（ｐＨ５．０）であり、緩衝液Ｂは、５０％アセトニトリルであり、５０ｍＭ酢酸アンモニウム（ｐＨ５．０）である。

溶出ピークの画分を手動で収集し、分析用ＲＰ−ＨＰＬＣにより分析し、そしてプールするまで３日間、２〜８℃で保存した。＞９５％純度の画分をプールし、最終的に、分析用ＲＰ−ＨＰＬＣにより＞９７％純度のプールを得、そして４８ｍｇのｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）の収量すなわち９４％の段階収率であった。

（（ｇ）酸切断反応からのｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）の特徴付け）
酸切断、ＩＥＣクロマトグラフィー、およびＲＰ−ＨＰＬＣ後の、ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）の同様の調製物からの主なＲＰ−ＨＰＬＣピークを、完全なＮ末端アミノ酸配列分析、アミノ酸分析、およびエレクトロスプレー質量分析により特徴付けた。３つ全てのアッセイの結果は、このプロトコルにより産生したペプチドがｂ型ナトリウム利尿ペプチド（２−３２）であったことを示した。

Claims (22)

1. ５未満または８より上のｐＩを有する精製ペプチドを産生するための方法であって、以下の工程；
   （ａ）組換え宿主細胞において、融合タンパク質として５未満または８より上のｐＩを有する該ペプチドを発現させる工程であって、該融合タンパク質において、該ペプチドが、そのＣ末端にＡｓｐ残基を有するアミノ酸配列を含む融合パートナーに、該ペプチドのＮ末端で融合され、ここにおいて、（ｉ）該融合パートナーのＣ末端Ａｓｐ残基および該ペプチドのＮ末端残基が、酸性条件下で切断可能な結合を形成し、（ｉｉ）該ペプチドが、所望のペプチドを、イオン交換クロマトグラフィーによって切断混合物から分離されることを可能にするように、該融合パートナーの正味の電荷および該融合タンパク質の該酸切断によって産生される任意の所望でないフラグメントの正味の電荷の両方とは異なる正味の電荷を有し、そして（ｉｉｉ）該融合タンパク質が、該組換え宿主細胞内で封入体を形成する、工程；
   （ｂ）該封入体を該組換え宿主細胞から回収する工程；
   （ｃ）該融合タンパク質をカオトロープの非存在下で酸性条件に供することによって、融合パートナーのＣ末端Ａｓｐ残基と所望のペプチドのＮ末端残基との間を切断することにより所望のペプチドが融合パートナーから切断される、工程；
   （ｄ）該ペプチドの一次構造を崩壊せずに可溶化させるように、不溶性切断産物を３Ｍ〜７Ｍの尿素で処理することによって可溶化する工程；ならびに
   （ｅ）該ペプチドを、イオン交換クロマトグラフィーによって単離する工程、を包含する、方法。
2. 前記融合パートナーが、前記融合タンパク質が６．０と８．０との間のｐＩを有するような電荷を有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記融合パートナーが、前記融合タンパク質が６．５と７．５との間のｐＩを有するような電荷を有する、請求項１に記載の方法。
4. 前記単離されたペプチドをｐＨ６．８の５０ｍＭのリン酸ナトリウムで希釈し、前記単離されたペプチドを３５℃で６時間空気酸化することによって生物学的に活性なペプチドを製造する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記所望のペプチドが、酸性条件下で切断可能な内部ジペプチド配列を含まない、請求項１に記載の方法。
6. 前記ペプチドが、１つ以上の内部ジペプチド配列を含み、該内部ジペプチド配列は、前記融合パートナーのＣ末端アミノ酸残基および該ペプチドのＮ末端アミノ酸残基によって形成されるジペプチドの切断速度よりも遅い切断速度で、酸性条件下で切断可能である、請求項１に記載の方法。
7. 前記ペプチドが、ｂ型ナトリウム利尿ペプチドである、請求項１に記載の方法。
8. ｂ型ナトリウム利尿ペプチドがヒトｂ型ナトリウム利尿ペプチドである、請求項７に記載の方法。
9. 工程（ｄ）で使用される尿素濃度が３．５Ｍである、請求項１に記載の方法。
10. 前記ペプチドが、ｂ型ナトリウム利尿ペプチドである、請求項９に記載の方法。
11. ５未満または８より上のｐＩを有する精製ペプチドを産生するための方法であって、以下の工程；
    （ａ）組換え宿主細胞において、融合タンパク質として該ペプチドを発現させる工程であって、該融合タンパク質において、所望のペプチドが、そのＣ末端にＡｓｐ残基を有するアミノ酸配列を含む融合パートナーに、該所望のペプチドのＮ末端で融合され、ここで（ｉ）該融合パートナーのＣ末端Ａｓｐ残基および該ペプチドのＮ末端残基が、酸性条件下で切断可能な結合を形成し、（ｉｉ）該ペプチドが、所望のペプチドを、イオン交換クロマトグラフィーによって切断混合物から分離されることを可能にするように、該融合パートナーの正味の電荷および該融合タンパク質の該酸切断によって産生される任意の所望でないフラグメントの正味の電荷の両方とは異なる正味の電荷を有し、そして（ｉｉｉ）該融合タンパク質が、該組換え宿主細胞内で封入体を形成する、工程；
    （ｂ）該封入体を該組換え宿主細胞から回収する工程；
    （ｃ）該融合タンパク質をカオトロープの非存在下で酸性条件に供することによって、融合パートナーのＣ末端Ａｓｐ残基と所望のペプチドのＮ末端残基との間を切断することにより所望のペプチドが融合パートナーから切断される、工程；
    （ｄ）不溶性切断産物を、該切断混合物から、限外濾過、ダイアフィルトレーション、または遠心分離によって除去する工程；ならびに
    （ｅ）該ペプチドをイオン交換クロマトグラフィーによって単離する工程、を包含する、方法。
12. 前記ペプチドが、工程（ｅ）に続いて１つ以上のさらなる精製工程に供される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記ペプチドがｂ型ナトリウム利尿ペプチドであり、そして該ペプチドが、連続して、工程（ｅ）に続く逆相ＨＰＬＣクロマトグラフィーおよびさらなるイオン交換クロマトグラフィーに供される、請求項１２に記載の方法。
14. 融合タンパク質の宿主細胞における発現のためのベクターであって、該融合タンパク質は、カオトロープの非存在下、酸性条件下で切断可能であり、８より上または５未満のｐＩを有する所望のペプチドを生成し、該ベクターは、以下：
    （ａ）該融合タンパク質のｐＩが６．０と８．０との間であるように荷電した融合タンパク質パートナーをコードするＤＮＡ配列；
    （ｂ）前記（ａ）の融合タンパク質パートナーをコードするＤＮＡ配列の３’末端に連結される、アスパラギン酸をコードするコドン；
    （ｃ）８より上または５未満のｐＩを有し、そしてそのＮ末端で、プロリン、グリシン、セリン、ロイシン、アラニン、イソロイシンまたはバリン残基を有する所望のペプチドをコードするＤＮＡ配列であって、前記（ｂ）のアスパラギン酸をコードするコドンの３’末端にその５’末端で連結される、ＤＮＡ配列；
    （ｄ）融合タンパク質パートナーをコードするＤＮＡ配列に操作可能に連結し、宿主細胞における該融合タンパク質の発現を指向し得る調節配列、を含み、
    ここにおいて、コードされた所望のペプチドが、カオトロープの非存在下、酸性条件下で供される場合、前記（ｂ）のコードされたアスパラギン酸残基と前記（ｃ）のコードされたＮ末端残基との間の結合を切断することにより、コードされた融合パートナーから切断可能である、ベクター。
15. 融合タンパク質パートナーが配列番号１２のクロラムフェニコールトランスフェラーゼである、請求項１４に記載のベクター。
16. コードされた融合タンパク質パートナーが、前記融合タンパク質が６．５と７．５の間のｐＩを有するような荷電を有する、請求項１４に記載のベクター。
17. 前記コードされたペプチドが、ｂ型ナトリウム利尿ペプチドである、請求項１４に記載のベクター。
18. 前記調節配列が、ｐｈｏＡプロモーターを含む、請求項１４に記載のベクター。
19. 前記融合タンパク質パートナーが、配列番号１１の５０個のＮ末端アミノ酸残基に対応する少なくとも５０個の残基を含む、請求項１４に記載のベクター。
20. 請求項１４〜１９のいずれか１項に記載のベクターを含む、宿主細胞。
21. 前記組換え宿主細胞が原核生物である、請求項１または１１に記載の方法。
22. 前記原核生物がＥ．ｃｏｌｉである、請求項２１に記載の方法。

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