JP5344462B2 - Analgesics using sodium channel inhibitory peptides - Google Patents

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Description

本発明は、ナトリウムチャネル阻害活性を有するSKTXペプチドの鎮痛剤としての用途に関するものである。   The present invention relates to the use of SKTX peptides having sodium channel inhibitory activity as analgesics.

従来からナトリウムチャネル阻害物質として知られているフグ毒テトロドトキシン(TTX)は、ナトリウムチャネルの活性を阻害することによって機能するものであり、ナトリウムチャネルの研究等に広く用いられている。哺乳類のナトリウムチャネルにはNav1.1-1.9の9種類のサブファミリーとこれらとは相同性の低いNaxが知られているが、この中でもTTXは、Nav 1.1, Nav 1.2, Nav 1.3, Nav 1.4, Nav 1.6, Nav 1.7の活性を阻害する(非特許文献1)。これらのTTXが作用するナトリウムチャネルのサブファミリーは、中枢神経、末梢神経、筋肉組織に分布しており、これらの組織分布を反映してTTXは広範な生命活動に影響し、重篤な障害を人に引き起こす。
一方、ナトリウムチャネルのサブファミリーのいくつかは神経において痛みの伝達にも働き、なかでもNav 1.3, Nav 1.8, Nav 1.9は末梢神経系にあって、痛みの伝達に中心的な役割を果たしている。これのナトリウムチャネルのサブファミリーを特異的に阻害することができれば、人に障害を引き起こすことなく、痛みのみを取り除くことができると考えられている。
とりわけ神経が障害を受けた時に生じる神経因性の痛みと関係の深いNav 1.3に特異的に作用する鎮痛剤の提供が望まれていた(非特許文献3)。
Ogata ,Ohishi Y.(2002)Molecular Diversity of Structure and Function f the Voltage-Gated Na+ Channels. Jpn J Pahrmacol. 88 : 365-377. Craik DJ, Daly NL, Waine C. (2001) The cystine knot motif in toxins and implications for drug design. Toxicon. 39(1): 43-60. 砥出勝雄 (2006)疼痛治療薬の基礎 −痛みの基礎および新規疼痛ターゲット− 日薬理誌. 128 : 321-325. Yoshimura, M., Onoyama, K. (2007) A new sibling species of the genus Strumigenys, with a redefinition of S. lewisi Cameron, pp. 664-690. In Snelling, R. R., B. L. Fisher, and P. S. Ward(eds). Advances in antystematics (Hymenoptera: Formicidae): homage to E. O. Wilson - 50 years of contributions. Memoirs of the American Entomological Institute, 80. Bosmans F, Rash ,Zhu S, Diochot S,Lazdunski M, Escoubas P, Tytgat J.(2006)Four novel tarantula toxins as selective modulators of voltage-gated sodium channel subtypes. Mol Pharmacol. 69(2):419-29. Xiao YC, Liang SP. (2003) Purification and characterization of Hainantoxin-V, a tetrodotoxin-sensitive sodium channel inhibitor from the venom of the spider Selenocosmia hainana. Toxicon. 41(6):643-50. Peng K, Chen XD, Liang SP. (2001)The effect of Huwentoxin-I on Ca(2+) channels in differentiated NG108-15 cells, a patch-clamp study. Toxicon. 39(4):491-8. Ebbinghaus J, Legros C, Nolting A, Guette C, Celerier ML, Pongs O, Baehring R. (2004)Modulation of Kv4. 2 channels by a peptide isolated from the venom of the giant bird-eating tarantula Theraphosa leblondi. Toxicon. 43(8):923-32. Conticello SG, Gilad Y, Avidan N, Ben-Asher E, Levy Z, and Fainzilber M. (2001)Mechanisms for evolving hypervariability: the case of conopeptides. Mol. Biol. Evol. 18 (2):120-131. 日本農芸化学会2008年度(平成20年度)大会講演要旨集 P223 2008年3月5日発行
The puffer venom tetrodotoxin (TTX), which has been conventionally known as a sodium channel inhibitor, functions by inhibiting the activity of the sodium channel, and is widely used for research on sodium channels and the like. There are nine known subfamily Na v 1.1-1.9 and low homology Nax in mammalian sodium channels. Among them, TTX is Na v 1.1, Na v 1.2, Na v 1.3, It inhibits the activity of Na v 1.4, Na v 1.6, Na v 1.7 (Non-patent Document 1). These TTX-acting sodium channel subfamilies are distributed in the central nervous system, peripheral nerves, and muscle tissues. Reflecting these tissue distributions, TTX affects a wide range of life activities and causes serious damage. Cause to people.
Meanwhile, some of the subfamily of sodium channels work in transmission of pain in nerve, among them Na v 1.3, Na v 1.8, Na v 1.9 In the peripheral nervous system, the central role in the transmission of pain Plays. If it is possible to specifically inhibit this sodium channel subfamily, it is believed that only pain can be removed without causing damage to humans.
In particular, it has been desired to provide an analgesic that specifically acts on Na v 1.3, which is closely related to neuropathic pain that occurs when nerves are damaged (Non-patent Document 3).
Ogata, Ohishi Y. (2002) Molecular Diversity of Structure and Function f the Voltage-Gated Na + Channels. Jpn J Pahrmacol. 88: 365-377. Craik DJ, Daly NL, Waine C. (2001) The cystine knot motif in toxins and implications for drug design.Toxicon. 39 (1): 43-60. Toshio Katsuo (2006) Basics of Pain Remedies-Basic Pain and New Pain Targets-Nihon Pharmacological Journal. 128: 321-325. Yoshimura, M., Onoyama, K. (2007) A new sibling species of the genus Strumigenys, with a redefinition of S. lewisi Cameron, pp. 664-690. In Snelling, RR, BL Fisher, and PS Ward (eds) Advances in antystematics (Hymenoptera: Formicidae): homage to EO Wilson-50 years of contributions. Memoirs of the American Entomological Institute, 80. Bosmans F, Rash, Zhu S, Diochot S, Lazdunski M, Escoubas P, Tytgat J. (2006) Four novel tarantula toxins as selective modulators of voltage-gated sodium channel subtypes. Mol Pharmacol. 69 (2): 419-29. Xiao YC, Liang SP. (2003) Purification and characterization of Hainantoxin-V, a tetrodotoxin-sensitive sodium channel inhibitor from the venom of the spider Selenocosmia hainana. Toxicon. 41 (6): 643-50. Peng K, Chen XD, Liang SP. (2001) The effect of Huwentoxin-I on Ca (2+) channels in differentiated NG108-15 cells, a patch-clamp study.Toxicon. 39 (4): 491-8. Ebbinghaus J, Legros C, Nolting A, Guette C, Celerier ML, Pongs O, Baehring R. (2004) Modulation of Kv4. 2 channels by a peptide isolated from the venom of the giant bird-eating tarantula Theraphosa leblondi. (8): 923-32. Conticello SG, Gilad Y, Avidan N, Ben-Asher E, Levy Z, and Fainzilber M. (2001) Mechanisms for evolving hypervariability: the case of conopeptides. Mol. Biol. Evol. 18 (2): 120-131. Abstracts of Annual Meeting 2008 Agricultural Chemical Society of Japan P223 Published March 5, 2008

本発明は、ナトリウムチャネル阻害ペプチドを有効成分とする鎮痛剤を提供しようとするものである。   The present invention is intended to provide an analgesic comprising a sodium channel inhibitor peptide as an active ingredient.

本発明者らは、以前、昆虫のナトリウムチャネルの活性を阻害する物質として注目されている毒産生生物由来の神経毒ペプチド(非特許文献3)に着目し、2007年に新種のアリとして発見された、キタウロコアリ(Strumigenys kumadori)が産生する毒性の高い神経毒ペプチドについて詳細に検討した結果、新規神経毒ペプチド(SKTXペプチド)の3種類の遺伝子クローニングに成功した。そして、これらSKTXペプチドがショウジョウバエ・ナトリウムチャネルの活性を顕著に阻害することを見いだし、特許出願すると共に(特願2008-130862)、平成20年度日本農芸化学会でも報告した(非特許文献10)。
本発明者らは、さらにこれらSKTXペプチドに対して、哺乳類のナトリウムチャネル阻害活性がある可能性を期待して鋭意研究を重ねた結果、神経因性の疼痛に中心的な役割を果たしている哺乳類ナトリウムチャネルのサブファミリーNav 1.3の活性を阻害することを見出し、副作用の少ない鎮痛剤に関する本発明を完成させるに至った。
The present inventors focused on a neurotoxin peptide derived from a venom producing organism (Non-patent Document 3), which has been attracting attention as a substance that inhibits the sodium channel activity of insects, and was discovered as a new species of ant in 2007. As a result of detailed examination of highly toxic neurotoxin peptides produced by Strumigenys kumadori, we succeeded in cloning three kinds of novel neurotoxin peptides (SKTX peptides). They found that these SKTX peptides markedly inhibit the activity of Drosophila sodium channel, filed a patent application (Japanese Patent Application No. 2008-130862), and reported it at the 2008 Agricultural Chemical Society of Japan (Non-patent Document 10).
As a result of intensive studies on the possibility of mammalian sodium channel inhibitory activity for these SKTX peptides, the present inventors have found that mammalian sodium plays a central role in neuropathic pain. It has been found that the activity of the channel subfamily Na v 1.3 is inhibited, and the present invention relating to an analgesic with few side effects has been completed.

すなわち、本発明は以下の通りである。
〔1〕 ナトリウムチャネル阻害活性を有するペプチドであって、以下(a)〜(e)のいずれかのアミノ酸配列を含むペプチドを有効成分として含有する鎮痛剤;
(a)配列番号1〜3に示されたいずれかのアミノ酸配列、
(b)(a)のアミノ酸配列において、当該配列中の6箇所のシステイン残基以外の位置で1もしくは数個のアミノ酸残基が欠失・置換・付加されたアミノ酸配列、
(c)(a)のアミノ酸配列と70%以上の相同性を有し、かつ当該配列中の6箇所のシステイン残基が保存されたアミノ酸配列、
(d)下記式(I)に記載されたアミノ酸配列、
式(I)
DX1CX2GWX3X4GCDPSX5X6GX7CCX8GYX9CSYKYPWCRYX10LF
(式中、X1〜X10は、それぞれ任意のアミノ酸を表す。ただし、X1は欠失していてもよい。)
(e)配列番号4〜6に示されたいずれかの塩基配列、又はその相補配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列によりコードされたアミノ酸配列。
〔2〕 前記(d)のアミノ酸配列において、式(I)中のX1が欠失しているかTであり、X2がT,L又はGであり、X3がM又はFであり、X4がG又はSであり、X5がK又はQであり、X6がT又はKであり、X7がE又はQであり、X8がS又はEであり、X9がV又はTであり、X10がD,E又はKである、前記〔1〕に記載の鎮痛剤。
That is, the present invention is as follows.
[1] An analgesic comprising a peptide having sodium channel inhibitory activity, the peptide containing any one of the following amino acid sequences (a) to (e) as an active ingredient;
(A) any one of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 3;
(B) In the amino acid sequence of (a), an amino acid sequence in which one or several amino acid residues are deleted, substituted, or added at positions other than the six cysteine residues in the sequence,
(C) an amino acid sequence having 70% or more homology with the amino acid sequence of (a), wherein 6 cysteine residues in the sequence are conserved;
(D) an amino acid sequence described in the following formula (I),
Formula (I)
DX 1 CX 2 GWX 3 X 4 GCDPSX 5 X 6 GX 7 CCX 8 GYX 9 CSYKYPWCRYX 10 LF
(In the formula, X 1 to X 10 each represents an arbitrary amino acid. However, X 1 may be deleted.)
(E) an amino acid sequence encoded by any one of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 4 to 6 or a nucleotide sequence that hybridizes with a complementary sequence under stringent conditions.
[2] In the amino acid sequence of (d), X 1 in formula (I) is deleted or T, X 2 is T, L or G, X 3 is M or F, X 4 is G or S, X 5 is K or Q, X 6 is T or K, X 7 is E or Q, X 8 is S or E, and X 9 is V or The analgesic according to [1], which is T and X 10 is D, E, or K.

本発明のナトリウムチャネル阻害活性を有するペプチドは、Nav 1.1- Nav 1.9及びNax以上10種類のナトリウムチャネルのサブファミリーの中でも、神経因性疼痛に関係すると考えられているNav 1.3の活性を阻害することから、副作用の少ない効果的な鎮痛作用が期待できる。 Peptides having sodium channel inhibitory activity of the present invention, among the subfamily of Na v 1.1- Na v 1.9 and Nax least 10 types of sodium channels, the activity of the Na v 1.3 which is considered to be related to neuropathic pain Since it inhibits, an effective analgesic action with fewer side effects can be expected.

次に、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明のナトリウムチャネル阻害活性を有するSKTXペプチドは、キタウロコアリの毒腺から得られたナトリウムチャネル阻害活性を有する殺昆虫効果の高いペプチドである。
本発明のキタウロコアリ(Strumigenys kumadori)は、フタフシアリ亜科ウロコアリ属のアリで、毒液をトビムシ、ジムカデ等の土壌昆虫に注入してこれらの昆虫を狩るアリである。これまで近縁種のウロコアリと同種として分類されてきたが、形態上の特徴が明らかに異なるため、2007年に新種のアリとして九州大学熱帯農学研究センターの吉村正志らによって記載された(非特許文献4)。
Next, the present invention will be described in more detail.
The SKTX peptide having sodium channel inhibitory activity of the present invention is a peptide with a high insecticidal effect having sodium channel inhibitory activity obtained from the poison gland of Kitaurocoari.
The present invention, Strumigenys kumadori, is an ant belonging to the genus Urocoari of the Subfamily Phafficaria, and hunts for these insects by injecting a venom into soil insects such as flying beetles and gymkade. It has been classified as the same species as the related species Urocoari, but it was described as a new species by Masayoshi Yoshimura of Kyushu University Tropical Agricultural Research Center in 2007 because it has distinctly different morphological features. Reference 4).

ナトリウムチャネルは、細胞膜上にあって、刺激に応じてNaイオンを細胞内へ透過させることにより、活動電位を発生および伝達させ、生体内における神経系の情報伝達を司っている。ナトリウムチャネル阻害活性というとき、チャネル分子に結合して、チャネルの正常な活性を阻害する活性は全て含まれ、ナトリウムチャネル阻害剤とは、そのナトリウムチャネル阻害活性を有する薬剤のことを指す。ナトリウムチャネル阻害活性を有する薬剤の典型的なものとしてフグ毒のTTXがある。TTXは、Nav 1.1, Nav 1.2, Nav 1.3, Nav 1.4, Nav 1.6, Nav 1.7の活性を阻害する。これらのTTXが作用するナトリウムチャネルは、中枢神経、末梢神経、筋肉組織に分布しており、これらの組織分布を反映してTTXは広範な生体組織の活動に影響し、重篤な障害を人に引き起こす。
これに対して、本発明のSKTXペプチドは、哺乳類ナトリウムチャネルのうちで、痛覚に関係する神経系に主に働くNav 1.3に作用するため、重篤な障害を引き起こす危険性が少ないことが期待される。
The sodium channel is on the cell membrane, and permeates Na ions into the cells in response to stimulation, thereby generating and transmitting action potentials and controlling information transmission in the nervous system in the living body. The term “sodium channel inhibitory activity” includes any activity that binds to a channel molecule and inhibits the normal activity of the channel, and the sodium channel inhibitor refers to an agent having the sodium channel inhibitory activity. A typical drug having sodium channel inhibitory activity is TTX, a puffer venom. TTX inhibits the activity of Na v 1.1, Na v 1.2, Na v 1.3, Na v 1.4, Na v 1.6, Na v 1.7. These TTX-acting sodium channels are distributed in the central nervous system, peripheral nerves, and muscle tissues. Reflecting these tissue distributions, TTX affects a wide range of biological tissue activities and causes serious disabilities. To cause.
On the other hand, the SKTX peptide of the present invention acts on Na v 1.3, which works mainly on the nervous system related to pain sensation, among mammalian sodium channels, and therefore is expected to have a low risk of causing serious damage. Is done.

本発明におけるナトリウムチャネル阻害活性を有するペプチド(SKTXペプチド)とは、配列番号1〜3に示される、アミノ酸数35又は36のキタウロコアリの毒液中のSKTX1〜3ペプチド(SKTXペプチド)のみならず、ナトリウムチャネル阻害活性を失わない程度に、その1部のアミノ酸が欠失したり、他のアミノ酸と置換したり、アミノ酸配列が挿入、付加される変異を有する場合も包含する。その際、他のナトリウムチャネル阻害活性を有する生物毒に共通な6箇所のシステイン残基は保存される必要がある。
具体的には、以下のナトリウムチャネル阻害活性を有するペプチドであって、以下(a)〜(d)などのアミノ酸配列を含む単離されたペプチドとして表現することができる。ただし、いずれのペプチドにおいても、SKTX成熟ペプチドのアミノ酸配列中の6箇所のシステイン残基は変更されていないアミノ酸配列を含むものである。
(a)配列番号1〜3に示されたSKTX1〜3の成熟ペプチドに対応するアミノ酸配列。
(b)上記(a)のアミノ酸配列のうち、6箇所のシステイン残基以外のアミノ酸残基が1もしくは数個、すなわち1〜5個、好ましくは1〜3個、より好ましくは1個欠失・置換されたアミノ酸配列、又は当該アミノ酸配列中に、1〜5個、好ましくは1〜3個、より好ましくは1個のアミノ酸残基が挿入された、又は当該アミノ酸配列に1〜100個、好ましくは1〜30個、より好ましくは1〜5個のアミノ酸残基が付加されたアミノ酸配列。
(c)配列番号1〜3のいずれかに示されたアミノ酸配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上の相同性を有するアミノ酸配列。なお、ここで相同性とは、Clastal W法(解析ソフトDNASTAR Version 5.0 (Lasergene))による相同性の算出法(図3)で算出される「同一性」をいう。
(d)ここで、配列番号1〜3で示されるSKTX1〜3ペプチドのアミノ酸配列は、6箇所のシステイン残基以外にも共通配列が多く、72%の相同性を有している。
したがって、本発明における典型的なSKTXペプチドは、下記式(I)のような1文字表記のアミノ酸配列として表すことができる。

式(I)
DX1CX2GWX3X4GCDPSX5X6GX7CCX8GYX9CSYKYPWCRYX10LF

式(I)中で、X1〜X10は、それぞれ任意のアミノ酸であってよく、そのうちのX1を含む1〜3個は欠失してもよい。好ましくは、式(I)中のX1が欠失しているかTであり、X2がT,L又はGであり、X3がM又はFであり、X4がG又はSであり、X5がK又はQであり、X6がT又はKであり、X7がE又はQであり、X8がS又はEであり、X9がV又はTであり、X10がD,E又はKである。(配列番号7,8)
(e)配列番号4〜6に示された塩基配列によりコードされたアミノ酸配列(配列番号1〜3)を含むアミノ酸配列と共に、配列番号4〜6に示された塩基配列の相補配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列によりコードされたアミノ酸配列。ここで、ストリンジェントな条件としては、6M 尿素、0.4%SDS、0.5 x SSCの条件またはこれと同等のストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件を例示できる。よりストリンジェンシーの高い条件、例えば、6M 尿素、0.4%SDS、0.1 x SSCの条件を用いれば、より相同性の高いDNAの単離を期待することができる。
The peptide having a sodium channel inhibitory activity (SKTX peptide) in the present invention includes not only SKTX 1 to 3 peptide (SKTX peptide) but also sodium in the venom of 35 or 36 amino acids shown in SEQ ID NOs: 1 to 3. This includes a case where a part of the amino acid is deleted, substituted with another amino acid, or has an amino acid sequence inserted or added to such an extent that the channel inhibitory activity is not lost. At that time, the six cysteine residues common to other biotoxins having sodium channel inhibitory activity need to be conserved.
Specifically, it is a peptide having the following sodium channel inhibitory activity, and can be expressed as an isolated peptide containing an amino acid sequence such as (a) to (d) below. However, in any peptide, six cysteine residues in the amino acid sequence of the SKTX mature peptide include an amino acid sequence that is not changed.
(A) An amino acid sequence corresponding to the mature peptide of SKTX1 to 3 shown in SEQ ID NOs: 1 to 3.
(B) In the amino acid sequence of (a) above, one or several amino acid residues other than the cysteine residues at 6 positions are deleted, that is, 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1 amino acid residue. A substituted amino acid sequence, or 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1 amino acid residue inserted in the amino acid sequence, or 1 to 100 amino acid residues in the amino acid sequence, An amino acid sequence to which 1 to 30, more preferably 1 to 5 amino acid residues are added.
(C) 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 85% or more, more preferably 90% or more, most preferably 95% or more homology with the amino acid sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 3 Amino acid sequence having sex. The homology herein refers to “identity” calculated by the homology calculation method (FIG. 3) by the Clastal W method (analysis software DNASTAR Version 5.0 (Lasergene)).
(D) Here, the amino acid sequences of SKTX1 to 3 peptides represented by SEQ ID NOs: 1 to 3 have many common sequences other than 6 cysteine residues, and have 72% homology.
Therefore, a typical SKTX peptide in the present invention can be represented as a one-letter amino acid sequence represented by the following formula (I).

Formula (I)
DX 1 CX 2 GWX 3 X 4 GCDPSX 5 X 6 GX 7 CCX 8 GYX 9 CSYKYPWCRYX 10 LF

In the formula (I), X 1 to X 10 may be any amino acid, and 1 to 3 of them may be deleted. Preferably, X 1 in formula (I) is missing or T, X 2 is T, L or G, X 3 is M or F, X 4 is G or S, X 5 is K or Q, X 6 is T or K, X 7 is E or Q, X 8 is S or E, X 9 is V or T, X 10 is D, E or K. (SEQ ID NOs: 7, 8)
(E) Along with an amino acid sequence including the amino acid sequence (SEQ ID NO: 1 to 3) encoded by the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 to 6, a complementary sequence and stringent of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 Amino acid sequence encoded by a base sequence that hybridizes under various conditions. Here, examples of stringent conditions include 6M urea, 0.4% SDS, 0.5 × SSC conditions, or hybridization conditions with stringency equivalent thereto. Isolation of DNA with higher homology can be expected by using conditions with higher stringency, for example, conditions of 6M urea, 0.4% SDS, and 0.1 × SSC.

本発明における、ナトリウムチャネル阻害活性を有し、かつ6つのシステイン残基を有するペプチドを組換えペプチドとして発現し得る核酸とは、配列番号4〜6に示されるSKTXペプチド成熟体をコードするDNA、配列番号13,15又は17中のSKTXペプチド前駆体をコードするDNAのみならず、以下の(a)〜(g)の塩基配列を含む核酸も包含するものである。ただし、発現される組換えペプチドは、配列番号1〜3に共通する6箇所のシステイン残基は保存されているペプチドである。
(a)配列番号4〜6に示される塩基配列を含む核酸、配列番号13,15、17中のSKTXペプチド前駆体をコードする核酸(配列番号13の70〜246位、配列番号15の82〜267位、配列番号17の2〜178位に対応する。)、又は配列番号13,15、17に示される塩基配列に含まれる核酸であって、配列番号4〜6と読み枠をそろえた核酸。
(b)(a)の塩基配列の相補配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列、
(c)(a)の塩基配列と70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上の相同性を有する塩基配列。なお、ここで相同性とは、Clastal W法(解析ソフトDNASTAR Version 5.0 (Lasergene))による相同性の算出法で算出される「同一性」をいう。
(d)配列番号1〜3に示されたSKTX成熟体ペプチドのアミノ酸配列をコードする塩基配列、又は配列番号14,16,18に示されたSKTX前駆体ペプチドをコードする塩基配列。
(e)配列番号1〜3に示されたアミノ酸配列において、当該配列中の6箇所のシステイン残基以外の位置で1もしくは数個のアミノ酸残基が欠失・置換・付加されたアミノ酸配列をコードする塩基配列。ここで、1もしくは数個のアミノ酸残基が欠失・置換・付加されたアミノ酸配列とは、1〜5個、好ましくは1〜3個、より好ましくは1個欠失・置換・挿入された配列をいう。または、配列番号1〜3に示されたアミノ酸配列に1〜100個、好ましくは1〜30個、より好ましくは1〜5個のアミノ酸残基が付加されたアミノ酸配列をいう。
(f)配列番号1〜3に示されたアミノ酸配列と70%以上の相同性を有し、かつ当該配列中の6箇所のシステイン残基が保存されたアミノ酸配列をコードする塩基配列。
(g)下記式(I)に記載されたアミノ酸配列をコードする塩基配列、
式(I)
DX1CX2GWX3X4GCDPSX5X6GX7CCX8GYX9CSYKYPWCRYX10LF
(式中、X1〜X10は、それぞれ任意のアミノ酸を表す。ただし、X1は欠失していてもよい。)。

これらの核酸を含む発現ベクターを用い、形質転換宿主でSKTX1〜3ペプチド又はその類似ペプチドを単独又は融合組換え蛋白として発現させることができるが、その際に選択した宿主に応じて、成熟ペプチドに対応する塩基配列も、シグナル配列を含む前駆体ペプチドに対応する塩基配列も利用可能である。
そして、これら塩基配列もしくはその相補配列、又はそれらの配列中の連続して15塩基以上、好ましくは17以上、より好ましくは20以上の塩基配列を含む部分配列からなる核酸は、SKTX1〜3ペプチドと類似のナトリウムチャネル阻害活性を有するペプチドをコードする核酸を取得するためのプローブ又はプライマーとして用いることができる。特に、プライマーとしては5’側、3’側のノンコーディング領域に対応する塩基配列も有用に用いられる。
In the present invention, the nucleic acid capable of expressing a peptide having sodium channel inhibitory activity and having six cysteine residues as a recombinant peptide is a DNA encoding a mature SKTX peptide shown in SEQ ID NOs: 4 to 6, It includes not only DNA encoding the SKTX peptide precursor in SEQ ID NO: 13, 15 or 17, but also nucleic acids containing the following base sequences (a) to (g). However, the expressed recombinant peptide is a peptide in which six cysteine residues common to SEQ ID NOs: 1 to 3 are conserved.
(A) a nucleic acid comprising the base sequence shown in SEQ ID NOs: 4 to 6, a nucleic acid encoding a SKTX peptide precursor in SEQ ID NOs: 13, 15, and 17 (positions 70 to 246 in SEQ ID NO: 13, 82 to SEQ ID NO: 15) 267, corresponding to positions 2 to 178 of SEQ ID NO: 17), or a nucleic acid contained in the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 13, 15, 17 and having a reading frame aligned with SEQ ID NOs: 4-6 .
(B) a base sequence that hybridizes with a complementary sequence of the base sequence of (a) under stringent conditions;
(C) A nucleotide sequence having a homology of 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 85% or more, still more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more with the nucleotide sequence of (a). Here, the homology means “identity” calculated by the homology calculation method by the Clastal W method (analysis software DNASTAR Version 5.0 (Lasergene)).
(D) A base sequence encoding the amino acid sequence of the SKTX mature peptide shown in SEQ ID NOs: 1 to 3, or a base sequence encoding the SKTX precursor peptide shown in SEQ ID NOs: 14, 16, and 18.
(E) an amino acid sequence in which one or several amino acid residues are deleted, substituted, or added at positions other than the six cysteine residues in the amino acid sequence shown in SEQ ID NOs: 1 to 3; The base sequence to encode. Here, the amino acid sequence in which one or several amino acid residues are deleted / substituted / added is 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1 deleted / substituted / inserted. An array. Alternatively, it refers to an amino acid sequence in which 1 to 100, preferably 1 to 30, more preferably 1 to 5 amino acid residues are added to the amino acid sequence shown in SEQ ID NOs: 1 to 3.
(F) A base sequence encoding an amino acid sequence having 70% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NOs: 1 to 3 and conserving six cysteine residues in the sequence.
(G) a base sequence encoding the amino acid sequence described in the following formula (I),
Formula (I)
DX 1 CX 2 GWX 3 X 4 GCDPSX 5 X 6 GX 7 CCX 8 GYX 9 CSYKYPWCRYX 10 LF
(In the formula, X 1 to X 10 each represents an arbitrary amino acid, provided that X 1 may be deleted).

Using an expression vector containing these nucleic acids, the SKTX1-3 peptide or a similar peptide can be expressed alone or as a fusion recombinant protein in a transformed host, but depending on the host selected, the mature peptide A corresponding nucleotide sequence or a nucleotide sequence corresponding to a precursor peptide containing a signal sequence can be used.
And these nucleic acid sequences or their complementary sequences, or nucleic acids consisting of partial sequences containing 15 or more base sequences, preferably 17 or more, more preferably 20 or more consecutive base sequences in these sequences are SKTX1-3 peptides and It can be used as a probe or primer for obtaining a nucleic acid encoding a peptide having similar sodium channel inhibitory activity. In particular, as a primer, a base sequence corresponding to a non-coding region on the 5 ′ side or 3 ′ side is also usefully used.

本発明のペプチドは、化学的に合成することもできるが、遺伝子組換え技術を用い形質転換宿主から組換えペプチドとして取得することができる。その際に、用いられる宿主・ベクター系としては、大腸菌、昆虫細胞、植物細胞、哺乳動物細胞を宿主とする通常の宿主・ベクター系はいずれも用いることができる。例えば、大腸菌宿主を用いて大量に生産可能であるが、特にコールド・ショックシステム(タカラバイオ株式会社)を用いることで、さらに大量生産が可能となる。また、融合蛋白として取得することができ、例えばグルタチオンSトランスフェラーゼとの融合タンパク質(GE Healthcare)として発現させれば、高い効率で立体構造が正確に形成されたペプチドを大量に取得することができる。その際には、発現させようとする宿主により、成熟体ペプチドをコードするDNAでも、シグナル配列を含むDNAでも適宜用いることができる。   The peptide of the present invention can be chemically synthesized, but can be obtained as a recombinant peptide from a transformed host using a gene recombination technique. In this case, as a host / vector system to be used, any ordinary host / vector system using Escherichia coli, insect cells, plant cells, or mammalian cells as hosts can be used. For example, although mass production is possible using an E. coli host, mass production is further possible particularly by using a cold shock system (Takara Bio Inc.). Further, it can be obtained as a fusion protein. For example, if expressed as a fusion protein (GE Healthcare) with glutathione S transferase, a large amount of peptides with a highly accurate three-dimensional structure can be obtained. In that case, depending on the host to be expressed, either DNA encoding a mature peptide or DNA containing a signal sequence can be used as appropriate.

本発明を鎮痛剤として用いる場合に、精製ペプチド、未精製ペプチド、又は複数種の混合ペプチドとして用いてもよく、さらに他の公知の鎮痛剤と併用してもよい。その際のSKTXペプチド又はその薬理学上許容される塩の投与形態としては、注射剤、座薬、塗り薬、貼付剤などの非経口投与形態が望ましい。これら製剤は賦形剤、結合剤、安定剤、希釈剤などの添加剤を用いて周知の方法で製造される。エタノールなどを含む通常の水性溶媒に、適量溶解させて(例えば0.00001〜10mg/ml)、皮膚表面に塗布してもよく、また、脊髄くも膜下に直接カテーテルを挿入してペプチド水溶液を投与することができる。
本発明のSKTXペプチド及びその薬理上許容される塩の使用量は症状、年齢、投与方法等によって異なるが、例えば、成人1日あたり、0.00001〜100mg/kg、好ましくは0.001〜10mg/kgを1回又は数回に分けて、症状に応じて投与することが望ましい。
When the present invention is used as an analgesic, it may be used as a purified peptide, an unpurified peptide, or a mixed peptide of a plurality of types, and may be used in combination with other known analgesics. In this case, the dosage form of the SKTX peptide or a pharmacologically acceptable salt thereof is preferably a parenteral dosage form such as an injection, a suppository, a coating, or a patch. These preparations are produced by known methods using additives such as excipients, binders, stabilizers, and diluents. An appropriate amount may be dissolved in a normal aqueous solvent containing ethanol (eg 0.00001-10mg / ml) and applied to the skin surface, or the aqueous peptide solution may be administered by inserting a catheter directly under the spinal cord. Can do.
The amount of the SKTX peptide of the present invention and a pharmacologically acceptable salt thereof varies depending on symptoms, age, administration method, etc., for example, 0.00001-100 mg / kg, preferably 0.001-10 mg / kg per day for an adult. It is desirable to administer the dose according to the symptoms in several or several times.

以下に、製造例と共に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、特に記載のない限りにおいて、遺伝子工学的手法の詳細は、Molecular Cloning 2nd edition. Cold Spring Harvor Laboratory Press, Cold Spring Harvor, NY. (1989)に記載の方法に従った。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to production examples, but the present invention is not limited thereto.
Unless otherwise specified, the details of the genetic engineering method were in accordance with the method described in Molecular Cloning 2nd edition. Cold Spring Harvor Laboratory Press, Cold Spring Harvor, NY. (1989).

(製造例1)キタウロコアリ由来生理活性ペプチドSKTX1をコードするcDNAの単離
(1−1)キタウロコアリ由来、生理活性ペプチドに共通する合成プライマーの製造
公知のトビキバハリアリ(Myrmecia pilosula)由来の生理活性ペプチドPilosulin及びコモリグモの一種(Oxyopes kitabensis)由来の生理活性ペプチドOxyopininsのアミノ酸配列を比較した。この配列の中で相同性の高く、シグナルペプチドの作用部位に近いアミノ酸配列に対応する塩基配列をプライマーPilosulin/Oxyopinin (5’-ACYTTNGGIAGIACYTT-3’)(配列番号9)として合成した。
(Production Example 1) Isolation of cDNA Encoding Kitaurocoli-Derived Bioactive Peptide SKTX1 (1-1) Production of Synthetic Primer Common to Kitaurocoari Derived and Bioactive Peptide The amino acid sequences of bioactive peptides Oxyopinins from a species of Oxyopes kitabensis were compared. A base sequence corresponding to an amino acid sequence having high homology among these sequences and close to the action site of the signal peptide was synthesized as a primer Pilosulin / Oxyopinin (5′-ACYTTNGGIAGIACYTT-3 ′) (SEQ ID NO: 9).

(1−2)RNAの単離
キタウロコアリ(Strumigenys kumadori)よりTRIZOL LS溶液(GIBCO BRL)を用いて、その使用方法に従いtotal RNAを抽出した。このtotal RNAから、Oligotex-dT30 (Super)(タカラバイオ株式会社)を用い、その使用方法に従って、poly A+ RNAを精製した。
(1-2) Isolation of RNA Total RNA was extracted from Strumigenys kumadori using TRIZOL LS solution (GIBCO BRL) according to the method of use. From this total RNA, poly A + RNA was purified using Oligotex-dT30 (Super) (Takara Bio Inc.) according to the method of use.

(1−3)cDNAライブラリーの構築
こうして得られたpoly A+ RNAを鋳型としてcDNA合成キット(Stratagene)を用いて、2本鎖化したcDNAの混合物を得た。これにEcoR Iアダプター(タカラバイオ株式会社)を付加してポリヌクレオチドキナーゼでリン酸化し、Xho Iで制限酵素処理後、0.8〜2kbのDNA断片を抽出した。こうして得られたDNA断片を、pSD64TRベクター(Nucleic Acids Res., 12: 7057 (1984) 及びArch. Biochem. Biophys., 428(2): 170-178 (2004))のEcoR I, Xho Iサイトに挿入した。これをcDNAライブラリーとして以降、使用した。
(1-3) Construction of cDNA Library Using the thus obtained poly A + RNA as a template, a cDNA synthesis kit (Stratagene) was used to obtain a double-stranded cDNA mixture. An EcoR I adapter (Takara Bio Inc.) was added thereto, phosphorylated with polynucleotide kinase, treated with restriction enzyme with Xho I, and then a 0.8 to 2 kb DNA fragment was extracted. The DNA fragment thus obtained was placed on the EcoR I and Xho I sites of the pSD64TR vector (Nucleic Acids Res., 12: 7057 (1984) and Arch. Biochem. Biophys., 428 (2): 170-178 (2004)). Inserted. This was subsequently used as a cDNA library.

(1−4) SKTX1〜3 cDNAの単離
前記(1−1)で得たcDNAライブラリーを鋳型としたPCR反応によって、プライマー Pilosulin/Oxyopininとプライマー SDA(5’-TTATGTAGCTTAGAGACT-3’)(配列番号10)を用いてDNAフラグメントを増幅した。増幅したDNAフラグメントを、クローニングベクターpCR2.1 (invitrogen)を用い、サブクローニングした。部分長cDNAの塩基配列を決定し、公知のcDNAの塩基配列と比較した後、新規のペプチドをコードしているものを選択した。新規ペプチドの全長cDNAを単離するために、新規ペプチドの部分長cDNAの塩基配列の一部からプライマーconoR (5’-TTAAAACAGGTCATAGCG-3’)(配列番号11)を設計し、当該プライマーとベクタープライマー SP6 (5’-TATTTAGGTGACACTATAG-3’)(配列番号12)を用いて再度同じcDNAライブラリーを鋳型としたPCRを行った。全長cDNAを取得後、全塩基配列を決定し、このクローンをSKTX1、SKTX2、SKTX3と命名した。
DNAの塩基配列は、BigDye Terminator Cycle Sequencing FS Ready Reaction Kit (Applied Biosystems)とSP6プライマーを用いて反応し、蛍光自動シークエンサーABI Sequencer377(Applied Biosystems)で解析した。
以上のようにして単離、配列決定したSKTX1 cDNAの塩基配列及び塩基配列から推測されるアミノ酸配列を図1に示す。(SKTX1は、配列番号13,14及び1,4に対応。SKTX2は、配列番号15,16及び2,5に対応。SKTX3は、配列番号17,18及び3,6に対応。)
SKTX1〜3がコードする成熟体ペプチド(図2)は、Clastal W法(解析ソフトDNASTAR Version 5.0)による相同性の算出法で、クモの神経毒CcoTX(非特許文献5), HNTX(非特許文献6), HWTX(非特許文献7), TLTX(非特許文献8),イモ貝のコノトキシン(非特許文献9)と相同性を示したが、その相同性はシステイン残基に限られており、成熟体ペプチドのアミノ酸配列レベルで30%〜50%という低い相同性しか示さない新しいタイプの神経毒ペプチドであることが判明した(図3)。
(1-4) Isolation of SKTX1-3 cDNA By PCR reaction using the cDNA library obtained in (1-1) as a template, primer Pilosulin / Oxyopinin and primer SDA (5'-TTATGTAGCTTAGAGACT-3 ') (sequence) The DNA fragment was amplified using No. 10). The amplified DNA fragment was subcloned using the cloning vector pCR2.1 (invitrogen). After determining the base sequence of the partial length cDNA and comparing it with a known cDNA base sequence, one encoding a novel peptide was selected. In order to isolate the full-length cDNA of the new peptide, a primer conoR (5'-TTAAAACAGGTCATAGCG-3 ') (SEQ ID NO: 11) is designed from a part of the base sequence of the partial-length cDNA of the new peptide, and the primer and vector primer Using SP6 (5′-TATTTAGGTGACACTATAG-3 ′) (SEQ ID NO: 12), PCR was performed again using the same cDNA library as a template. After obtaining the full-length cDNA, the entire nucleotide sequence was determined, and this clone was named SKTX1, SKTX2, and SKTX3.
The DNA base sequence was reacted with the BigDye Terminator Cycle Sequencing FS Ready Reaction Kit (Applied Biosystems) and SP6 primer, and analyzed with a fluorescence automatic sequencer ABI Sequencer377 (Applied Biosystems).
The base sequence of SKTX1 cDNA isolated and sequenced as described above and the amino acid sequence deduced from the base sequence are shown in FIG. (SKTX1 corresponds to SEQ ID NOS: 13, 14, and 1, 4. SKTX2 corresponds to SEQ ID NOS: 15, 16, and 2, 5. SKTX3 corresponds to SEQ ID NOS: 17, 18, and 3, 6.)
The mature peptide encoded by SKTX1-3 (Fig. 2) is a homology calculation method using the Clastal W method (analysis software DNASTAR Version 5.0). The spider neurotoxin CcoTX (Non-patent Document 5), HNTX (Non-patent Document) 6), HWTX (Non-patent document 7), TLTX (Non-patent document 8), conotoxin of mussels (Non-patent document 9), but the homology is limited to cysteine residues, It was found that this is a new type of neurotoxin peptide that shows only 30% to 50% homology at the amino acid sequence level of the mature peptide (FIG. 3).

(製造例2)組換えSKTX1〜3ペプチドの発現・精製
配列番号1〜3で示したアミノ酸配列からなるSKTX1〜3ペプチドを、大腸菌のコールド・ショックシステム(タカラバイオ株式会社)を用いる手法、及びグルタチオンSトランスフェラーゼとの融合タンパク質(GEヘルスケア バイオサイエンス株式会社)とする手法の2種類の方法を用いて大腸菌Rossetta Gami2(メルク)で発現させた。いずれの場合も、融合タンパク質を精製したのち、プロテアーゼPreScissionTM (GEヘルスケア バイオサイエンス株式会社)を用いて処理し、SepPakC18により0.1%トリフルオロ酢酸を含む40%のアセトニトリルで溶出し組換えSKTX1ペプチドを精製した。これを凍結乾燥後、蒸留水に溶解させた。
(Production Example 2) Expression / Purification of Recombinant SKTX1-3 Peptide SKTX1-3 peptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NOs: 1 to 3 is obtained by using a cold shock system of E. coli (Takara Bio Inc.), and It was expressed in Escherichia coli Rossetta Gami2 (Merck) using two types of methods, a fusion protein with glutathione S-transferase (GE Healthcare Biosciences). In either case, the fusion protein is purified, treated with the protease PreScission (GE Healthcare Biosciences), and eluted with 40% acetonitrile containing 0.1% trifluoroacetic acid with SepPakC18 to produce recombinant SKTX1 peptide. Was purified. This was freeze-dried and then dissolved in distilled water.

(2−1)SKTX1〜3ペプチドを大腸菌のコールド・ショックシステムを用いて発現させた場合
SKTX1〜3 cDNAの成熟体ペプチドをコードする塩基配列(配列番号4〜6)をpCOLD II(タカラバイオ株式会社)ヒスチジンヘキサマーの配列とPreScissionTMの認識配列とともに、BamHIサイトに接続し、pCOLD-SKTX1〜3 を作成した。これを大腸菌、BL21に大腸菌のシャペロニン配列をもつpGro7(タカラバイオ株式会社)とともに共形質転換した。この形質転換した大腸菌をLB (0.02%アラビノースを含む)培地中で37度、3時間培養した後、15度に温度を低下させて1 μMになるようIPTGを添加し、オーバーナイトで大腸菌を培養した。この培養液から大腸菌を回収しNi-NTA(Qiagen)とSepPakC18(Waters)を用いて組み換えペプチドを精製した。このペプチドはN末端側にヒスチジンヘキサマーの配列とPreScissionTMの認識配列を持っていたので、プロテアーゼPreScissionTMを用いて4度、オーバーナイトで反応させて余分な配列のないSKTX1ペプチドを取得した。プロテアーゼ処理はTagzyme (Qiagen)を用いて37度で1時間の反応を行っても同じ余分な配列のないSKTX1ペプチドを取得することができた。
(2-1) When SKTX1-3 peptide is expressed using E. coli cold shock system
The base sequence (SEQ ID NO: 4-6) encoding the mature peptide of SKTX1-3 cDNA was connected to the BamHI site together with the pCOLD II (Takara Bio Inc.) histidine hexamer sequence and the PreScission TM recognition sequence. SKTX1-3 were created. This was co-transformed with E. coli and pGro7 (Takara Bio Inc.), which has an E. coli chaperonin sequence in BL21. This transformed Escherichia coli was cultured in LB (containing 0.02% arabinose) medium at 37 ° C for 3 hours, then IPTG was added to reduce the temperature to 15 ° C to 1 µM, and the E. coli was cultured overnight. did. Escherichia coli was recovered from this culture solution, and the recombinant peptide was purified using Ni-NTA (Qiagen) and SepPakC18 (Waters). Since this peptide had the sequence of histidine hexamer and the recognition sequence of PreScission on the N-terminal side, it was reacted overnight 4 times using the protease PreScission to obtain the SKTX1 peptide having no extra sequence. Protease treatment was able to obtain the SKTX1 peptide without the same extra sequence even when the reaction was carried out at 37 degrees for 1 hour using Tagzyme (Qiagen).

(2−2)SKTX1〜3ペプチドを大腸菌の発現ベクターpGEXを用いて発現させた場合
SKTX1〜3 cDNAの成熟体ペプチドをコードする塩基配列(配列番号4〜6)をPreScissionTMの認識配列とともに、pGEX-2T(GEヘルスケア バイオサイエンス株式会社)のBamH IサイトとEcoR Iサイトの間に接続し、pGEX-SKTX1を作成した。これを大腸菌Rossetta Gami2に形質転換した。この形質転換した大腸菌をLB培地中で37度、3時間培養した後、20度に温度を低下させて1 μMになるようIPTGを添加し、オーバーナイトで大腸菌を培養した。この培養液から大腸菌を回収しグルタチオンセファロース(GEヘルスケア バイオサイエンス株式会社)とSepPakC18(Waters)を用いて組み換えペプチドを精製した。このペプチドはN末端側にグルタチオンSトランスフェラーゼとPreScissionTMの認識配列を持っていたので、プロテアーゼPreScissionTMを用いて4度、オーバーナイトで反応させて余分な配列のないSKTX1〜3ペプチドを取得した。
(2-2) When SKTX1-3 peptides are expressed using the E. coli expression vector pGEX
Between the BamH I site and EcoR I site of pGEX-2T (GE Healthcare Bioscience Co., Ltd.), together with the PreScission TM recognition sequence, the base sequence encoding the mature peptide of SKTX1-3 cDNA (SEQ ID NOs: 4-6) PGEX-SKTX1 was created. This was transformed into E. coli Rossetta Gami2. This transformed Escherichia coli was cultured in LB medium at 37 ° C. for 3 hours, IPTG was added to 1 μM by lowering the temperature to 20 ° C., and E. coli was cultured overnight. Escherichia coli was recovered from this culture solution, and the recombinant peptide was purified using glutathione sepharose (GE Healthcare Biosciences) and SepPakC18 (Waters). Since this peptide had a glutathione S transferase and PreScission recognition sequence on the N-terminal side, it was reacted overnight four times using the protease PreScission to obtain SKTX1-3 peptides having no extra sequence.

(実施例)SKTX1〜3ペプチドのナトリウムチャネル・阻害活性
従来のアフリカツメガエル卵母細胞を用いた二本差し膜電位固定法は、例えば「Ion Channels. Edited by: Bernardo Rudy, Methods in Enzymology Volume 207, Pages 3-917 (1992)」等に詳述されている。
その代表的な手法は、以下の方法に従い、イオンチャネルの活性を電気生理学的解析にするという方法である(図4)。
(1)イオンチャネルcRNAを合成し、
(2)そのcRNAを卵母細胞へ注入しチャネル分子を細胞膜表面に発現させて、
(3)2日〜4日後に、2本の微小電極を卵母細胞に差し込み、膜内外で電圧を変化させることによって誘起されるイオンの流出もしくは流入を、電流量の変化に置き換えて測定する。
本実施例では、上記方法の(1)の段階でのイオンチャネルcRNAとしてラット・ナトリウムチャネルαサブユニット Nav 1.3を使用した。また、(3)の段階で、前記(製造例2)で取得したSKTX1ペプチドを添加し、5分後にイオンチャネルの活性を測定した。
この結果とSKTX1〜3ペプチド無添加の状態のイオンチャネルの活性とを比較した。その結果、SKTX1ペプチドは、1μMにおいてラットのナトリウムチャネルの活性をほぼ完全に阻害した(図4A)。また、この時ナトリウムチャネルの電位依存性を変化させることはなかった(図4B)。
(Examples) Sodium Channel / Inhibitory Activity of SKTX1-3 Peptide A conventional double-membranous voltage fixation method using Xenopus oocytes is described in, for example, “Ion Channels. Edited by: Bernardo Rudy, Methods in Enzymology Volume 207, Pages 3-917 (1992) ".
A typical method is a method of electrophysiological analysis of ion channel activity according to the following method (FIG. 4).
(1) Synthesize ion channel cRNA,
(2) Injecting the cRNA into the oocyte to express the channel molecule on the cell membrane surface,
(3) Two to four days later, two microelectrodes are inserted into an oocyte, and the outflow or inflow of ions induced by changing the voltage inside or outside the membrane is replaced with a change in current amount and measured. .
In this example, rat sodium channel α subunit Na v 1.3 was used as the ion channel cRNA in the step (1) of the above method. In step (3), the SKTX1 peptide obtained in (Preparation Example 2) was added, and the activity of the ion channel was measured after 5 minutes.
This result was compared with the activity of the ion channel without addition of SKTX1-3 peptide. As a result, SKTX1 peptide almost completely inhibited rat sodium channel activity at 1 μM (FIG. 4A). At this time, the voltage dependence of the sodium channel was not changed (FIG. 4B).

(参考例)SKTX1〜3ペプチドのフタフシコオロギに対する作用
従来のフタフシコオロギを用いた殺虫活性は、「Scorpion toxins affecting insects: Loret. E.P., Methods in Neuroscience Volume 8, Pages 381-395 (1992)」等に詳述されている。
その代表的な手法は、
(1)フタフシコオロギ(平均 0.2g)の中肢と後肢の間に、10 μl用のハミルトンシリンジを用いて、
5 μlのPBSに溶解させた80μMペプチド溶液を注入し、
(2)昆虫の変化を5,15,60分, 18時間後に観察する
という方法である。
参考例では、この方法に従い本発明のペプチドの殺虫活性を評価した結果、SKTX1では50%のコオロギで麻痺作用が起き,その麻痺が30分間以上にわたって持続した。SKTX2では、60%のコオロギで麻痺作用が起き,その麻痺が18時間以上にわたって持続した。
したがって、本発明のペプチドの殺虫活性が実証された。
(Reference Example) Actions of SKTX1-3 peptides on phlebet crickets Insecticidal activity using conventional phleet crickets is “Scorpion toxins affecting insects: Loret. Are described in detail.
The typical method is
(1) Use a 10 μl Hamilton syringe between the middle and hind limbs (average 0.2 g)
Inject 80 μM peptide solution dissolved in 5 μl PBS,
(2) A method of observing changes in insects after 5, 15, 60 minutes and 18 hours.
In the reference example, the insecticidal activity of the peptide of the present invention was evaluated according to this method. As a result, SKTX1 exhibited a paralytic action in 50% crickets, and the paralysis persisted for 30 minutes or more. In SKTX2, 60% crickets were paralyzed and the paralysis persisted for over 18 hours.
Therefore, the insecticidal activity of the peptides of the present invention was demonstrated.

SKTXのcDNAの塩基配列とアミノ酸配列 A:SKTX1(25〜59位が成熟体ペプチド) B:SKTX2(27〜62位が成熟体ペプチド) C:SKTX3(25〜59位が成熟体ペプチド)SKTX cDNA base sequence and amino acid sequence A: SKTX1 (positions 25-59 are mature peptides) B: SKTX2 (positions 27-62 are mature peptides) C: SKTX3 (positions 25-59 are mature peptides) SKTXの成熟体ペプチドのアミノ酸配列 (1−4番目、2−5番目、3−6番目のシステイン残基がジスルフィド結合で架橋されていると推定される。)A:SKTX1、B:SKTX2、C:SKTX3Amino acid sequence of mature peptide of SKTX (It is presumed that the 1-4th, 2-5th and 3-6th cysteine residues are cross-linked by disulfide bonds.) A: SKTX1, B: SKTX2, C : SKTX3 SKTXペプチドと相同性のある毒性ペプチドとの比較:SKTXはクモ毒、コノトキシンなどと30〜50%程度の相同性を示す。ICKを持つペプチドはアミノ酸配列の微妙な違いによって生理活性が大きく異なることが知られている。アステリスクはC末端のアミド化を示す。Comparison with SKTX peptide and homologous toxic peptide: SKTX shows about 30-50% homology with spider venom, conotoxin and the like. It is known that peptides with ICK have significantly different physiological activities due to subtle differences in amino acid sequences. An asterisk indicates C-terminal amidation. SKTX1ペプチドのラット・ナトリウムチャネルの阻害活性 A:濃度依存的変化 B:電位依存的変化Inhibitory activity of SKTX1 peptide on rat sodium channel A: Concentration-dependent change B: Voltage-dependent change 参考図1:SKTX1ペプチドのショウジョウバエ・ナトリウムチャネルの阻害活性 A:濃度依存的変化 B:電位依存的変化Reference figure 1: Drosophila sodium channel inhibitory activity of SKTX1 peptide A: Concentration-dependent change B: Voltage-dependent change 参考図2:SKTX2ペプチドのショウジョウバエ・ナトリウムチャネルの阻害活性 A:濃度依存的変化 B:電位依存的変化Reference figure 2: Drosophila sodium channel inhibitory activity of SKTX2 peptide A: Concentration-dependent change B: Voltage-dependent change 参考図3:SKTX3ペプチドのショウジョウバエ・ナトリウムチャネルの阻害活性 A:濃度依存的変化 B:電位依存的変化Reference figure 3: Drosophila sodium channel inhibitory activity of SKTX3 peptide A: Concentration-dependent change B: Voltage-dependent change

Claims (2)

ナトリウムチャネル阻害活性を有するペプチドであって、以下(a)〜(e)のいずれかのアミノ酸配列を含むペプチドを有効成分として含有するナトリウムチャネルNav1.3活性阻害剤;
(a)配列番号1〜3に示されたいずれかのアミノ酸配列、
(b)(a)のアミノ酸配列において、当該配列中の6箇所のシステイン残基以外の位置で1もしくは数個のアミノ酸残基が欠失・置換・付加されたアミノ酸配列、
(c)(a)のアミノ酸配列と90%以上の相同性を有し、かつ(a)のアミノ酸配列中の6箇所のシステイン残基が保存されたアミノ酸配列、
(d)下記式(I)に記載されたアミノ酸配列、
式(I)
DX1CX2GWX3X4GCDPSX5X6GX7CCX8GYX9CSYKYPWCRYX10LF
(式中、X1〜X10は、それぞれ任意のアミノ酸を表す。ただし、X1は欠失していてもよい。)
(e)配列番号4〜6に示されたいずれかの塩基配列、又はその相補配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列によりコードされたアミノ酸配列であって、かつ(a)のアミノ酸配列中の6箇所のシステイン残基が保存されたアミノ酸配列
A sodium channel Na v 1.3 activity inhibitor comprising a peptide having sodium channel inhibitory activity, the peptide containing any one of the following amino acid sequences (a) to (e) as an active ingredient;
(A) any one of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 3;
(B) In the amino acid sequence of (a), an amino acid sequence in which one or several amino acid residues are deleted, substituted, or added at positions other than the six cysteine residues in the sequence,
(C) an amino acid sequence having 90% or more homology with the amino acid sequence of (a) , wherein 6 cysteine residues in the amino acid sequence of (a) are conserved;
(D) an amino acid sequence described in the following formula (I),
Formula (I)
DX 1 CX 2 GWX 3 X 4 GCDPSX 5 X 6 GX 7 CCX 8 GYX 9 CSYKYPWCRYX 10 LF
(In the formula, X 1 to X 10 each represents an arbitrary amino acid. However, X 1 may be deleted.)
(E) any one of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 4 to 6, or an amino acid sequence encoded by a nucleotide sequence that hybridizes with a complementary sequence under stringent conditions , and the amino acid of (a) An amino acid sequence in which 6 cysteine residues in the sequence are conserved .
前記(d)のアミノ酸配列において、式(I)中のX1が欠失しているかTであり、X2がT,L又はGであり、X3がM又はFであり、X4がG又はSであり、X5がK又はQであり、X6がT又はKであり、X7がE又はQであり、X8がS又はEであり、X9がV又はTであり、X10がD,E又はKである、請求項1に記載のナトリウムチャネルNav1.3活性阻害剤。 In the amino acid sequence of (d), X 1 in formula (I) is deleted or T, X 2 is T, L or G, X 3 is M or F, and X 4 is G or S, X 5 is K or Q, X 6 is T or K, X 7 is E or Q, X 8 is S or E, and X 9 is V or T The sodium channel Na v 1.3 activity inhibitor according to claim 1, wherein X 10 is D, E or K.
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