JP5749744B2 - Igf−iポリ(エチレングリコール)コンジュゲート - Google Patents
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Description
タンパク質療法の重要性は過去数十年間かけて非常に大きくなった。なぜなら、このクラスの薬物は以前には処置できなかった疾病を標的としているからである。タンパク質薬物の製剤化は困難である。なぜなら、その分子サイズが伝統的な低分子量物質とは非常に異なるからである。さらに、タンパク質は、適切な機能性に必須であるその二次構造および三次構造のようないくつかの他の特徴を有する。それらは多くのタイプの分解または修飾を受けやすく、そしてその製剤は確実に安定でなければならず、そしてその効果的で安全なターゲット用量内に留まっていなければならない。
本明細書において、1つ以上のポリ(エチレングリコール)分子(群)へのポリペプチドの選択的なC末端における共有結合的なコンジュゲーションのための方法が報告されている。これは、ポリ(エチレングリコール)に共有結合的にコンジュゲーションした小さなペプチドが、PEG化しようとする対象のポリペプチドに酵素的に移行されるという方法である。トリプシン開裂部位に対してC末端にあるStrepタグの存在が、C末端における部位特異的改変を増強することが判明した。
a)5’から3’の方向に、
i)ポリペプチドをコードする核酸、および
ii)配列番号01のアミノ酸配列をコードする核酸
を含む融合ポリペプチドをコードする核酸を提供する工程
b)細胞においてa)の核酸を発現させ、そして細胞および/または培養培地から融合ポリペプチドを回収する工程、
c)C末端リジン残基においてポリ(エチレングリコール)残基と共有結合的にコンジュゲートした配列番号02のアミノ酸配列を有するターゲットペプチドを提供する工程、
d)融合ポリペプチドおよびターゲットペプチドを、トリプシン突然変異体D189K、K60E、N143H、E151Hと共にインキュベーションする工程、および
e)インキュベーション混合物から1つのポリ(エチレングリコール)残基にコンジュゲートしたポリペプチドを回収しそれにより生産する工程
を含む、ポリ(エチレングリコール)残基にコンジュゲートしたポリペプチドの生産方法である。
i)融合ポリペプチドおよびターゲットペプチドを緩衝溶液中で塩酸グアニジウムと共にインキュベーションし、
ii)トリプシン突然変異体D189K、K60E、N143H、E151HをZn(II)塩と共にインキュベーションし、そして
iii)i)およびii)のインキュベーション混合物を合わせそしてインキュベーションすることを含む。
本明細書において1つ(またはそれ以上)のポリ(エチレングリコール)残基(群)への選択的でC末端における共有結合的ポリペプチドのコンジュゲーションのための方法を報告する。これは、ポリ(エチレングリコール)残基に共有結合的にコンジュゲートした小さなペプチドが、PEG化しようとするポリペプチドに酵素的に移行される方法である。
最初の3つが最も頻繁に選択される。
a)5’から3’の方向にi)ポリペプチドをコードする核酸、およびii)配列番号01のアミノ酸配列をコードする核酸を含む核酸によってコードされる融合ポリペプチド、および配列番号02のアミノ酸配列を有し、そしてC末端リジン残基においてポリ(エチレングリコール)残基と共有結合的にコンジュゲートしたターゲットポリペプチドを、トリプシン突然変異体D189K、K60E、N143H、E151Hと共にインキュベーションする工程、そして
b)インキュベーション混合物から1つのポリ(エチレングリコール)残基にコンジュゲートしたポリペプチドを回収およびそれにより産生する工程
を含む、ポリ(エチレングリコール)残基にコンジュゲートしたポリペプチドを産生するための方法である。
a−1)5’から3’の方向に
i)PEG化しようとするポリペプチドをコードする核酸
ii)配列番号01のアミノ酸配列をコードする核酸、および
iii)配列番号13または27のアミノ酸配列をコードする核酸
を含む融合ポリペプチドをコードする核酸を含む細胞を培養し、そして細胞および/または培養培地から融合ポリペプチドを回収することを含む。
i)融合ポリペプチドおよびターゲットペプチドを緩衝溶液中で塩酸グアニジウムと共にインキュベーションし、
ii)トリプシン突然変異体D189K、K60E、N143H、E151HをZn(II)塩と共にインキュベーションし、
iii)i)およびii)のインキュベーション混合物を合わせそしてインキュベーションすることを含む。
配列番号01 改変されたトリプシン部位(tryp部位)
配列番号02 部位特異的PEG化のために必要とされるターゲットペプチド
配列番号03 トリプシン部位の置換部分
配列番号04 残りのペプチド配列
配列番号05〜09および14〜26 IgA−プロテアーゼ開裂部位
配列番号10 Hisタグ−スペーサー−IgA部位−wt-hIGF−tryp部位−strepタグ
配列番号11 Hisタグ−スペーサー−IgA部位−wt-hIGF−tryp部位
配列番号12 Hisタグ−スペーサー−IgA部位−hIGF(K27R、K65R)−tryp部位
配列番号13および27 Strepタグ
配列番号28 N末端hisタグおよびIgAプロテアーゼ開裂部位を含む、モノPEG化ヒトIGF−Iのアミノ酸配列
配列番号29 モノPEG化ヒトIGF−Iのアミノ酸配列
「トリプシン側」 アミノ酸配列YRHAAG
6−CF カルボキシフルオレセイン
Gdm−HCl 塩酸グアニジウム
Hisタグ ポリヒスチジンタグ
MCa メチルクマリン
PEG ポリ(エチレングリコール)
Strep ストレプトアビジン
TRIS 2−アミノ−1−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール
Tryp 「トリプシン部位」
IGF−I インシュリン様成長因子1
trypsin-4x-mutant 突然変異体トリプシンD189K、K60E、N143H、E151H
分析用サイズ排除クロマトグラフィー
緩衝液:0.5Mトリス、0.15M NaCl、pH7.5
カラム:Superdex(登録商標)ペプチド10/300GL
システム:Dionex
方法:均一濃度での溶出を、0.5ml/分の流速で行なった。全サイクル時間は70分間であった。50μlの試料を注入した。分離の経過を、220および280nmにおける吸光度シグナルを追うことによって追跡した。
緩衝液:100mMトリス、150mM NaCl、pH8.0
カラム:Superdex(登録商標)ペプチド10/300GL(RHAK−6CF標識)
Superdex(登録商標)75 10/300GL(RHAK−MCa−PEG20000標識)
システム:Gynkotek(RHAK−6CF標識)
Dionex(RHAK−MCa−PEG20000標識、表8参照)
RHAK−6CF標識法:均一濃度での溶出を、0.5ml/分の流速で行なった。全サイクル時間は60分間であった。
RHAK−MCa−PEG20000標識法:均一濃度での溶出を0.75ml/分の流速で行なった。
全サイクル時間は45分間であった。
50μlの試料(調製の問題のため250μl)を注入した。分離の経過を、220nm、280nm、320nmにおける吸光度シグナル(RHAK−MCa−PEG20000標識)および蛍光シグナル(吸光=490nm、発光=514nm)(RHAK−6CF標識)を追うことによって追跡した。
部位特異的改変
IGF−I構築物の部位特異的標識は、RHAK−6CFおよびRHAK−MCa−PEG20000を用いて達成された。
部位特異的改変の最適化
反応を室温で1000μlの容量中で行なった。trypsin-4x-mutantを、ZnCl2およびPEG標識の存在下において30℃で10分間プレインキュベーションした。その後、塩酸グアニジウムおよびwt−hIGF−tryp部位−strep部位を加えて、以下に示した最終濃度を達成した。反応混合物を20℃で54時間までインキュベーションした。24時間後に25%を超える生成物の収率が達成され、52時間後には最大の32.6%に到達した(図4参照)。
100μM wt hIGF−Iトリプシン部位Strepタグ
2μM Trypsin 4x mutant
500μM RHAK−MCa−PEG20000
10μM ZnCl2
100mM HEPES
150mM NaCl
1mM CaCl2
200mM GdmHCl
組換えwtおよび突然変異体IGF−I変異体並びにモノPEG化IGF−IによるインビトロにおけるIGF−IRリン酸化
ホスホIGF−IR特異的ELISAを使用して、種々のIGF−I変異体によるIGF−IRの活性化を定量した。一晩かけて血清を枯渇させた後、ヒトIGF−IRを発現する組換えNIH−3T3細胞を、種々の濃度のIGF−I変異体と共にインキュベーションして、細胞内容物におけるIGF−IRの結合および活性化を可能とした。刺激後、冷溶解緩衝液(25mM MES、pH6.5、150mM NaCl、2%Triton−X100、60mM βオクチルグリコシド、2mM Na3VO4、Complete(登録商標)プロテアーゼ阻害剤)を使用して細胞を溶解にかけ、リン酸化状態を保存した。ヒトIGF−IRα鎖に対するビオチニル化モノクローナル抗体(MAK<huIGF−IRα>hu−1a−IgG−Bi、Roche Diagnostics GmbH)を使用して、全IGF−IRをストレプトアビジンでコーティングされたマイクロプレートの表面に捕捉させ、そしてIGF−IRキナーゼドメイン内のリン酸化Tyr1135/1136に対するモノクローナル抗体(Cell Signaling3024L番)を使用して活性化IGF−IRの画分を決定した。10nMヒトIGF−Iで刺激した細胞を最大対照として使用し、刺激なしの細胞を最小対照として使用した。IGF−IRの活性化率を(結果−最小)/(最大−最小)として計算した。IC50/EC50値を、GraphPad Prism 4.0ソフトウェアを使用して曲線をあてはめることによって決定した。
Claims (9)
- 以下の工程
a)5’から3’の方向にi)ポリペプチドをコードする核酸、ii)配列番号01のアミノ酸配列をコードする核酸、およびiii)Strepタグをコードする核酸を含む核酸によってコードされる融合ポリペプチド、並びに配列番号02のアミノ酸配列を有し、そしてC末端リジン残基においてポリ(エチレングリコール)残基と共有結合的にコンジュゲートしているターゲットポリペプチドを、トリプシン突然変異体D189K、K60E、N143H、E151Hと共にインキュベーションする工程、そして
b)1つのポリ(エチレングリコール)残基にコンジュゲートしたポリペプチドを回収およびそれにより生産する工程
を含む、ポリ(エチレングリコール)残基にコンジュゲートしたポリペプチドの生産方法。 - インキュベーションが、
i)融合ポリペプチドおよびターゲットペプチドを緩衝溶液中で塩酸グアニジウムと共にインキュベーションし、
ii)トリプシン突然変異体D189K、K60E、N143H、E151HをZn(II)塩と共にインキュベーションし、そして
iii)i)およびii)のインキュベーション混合物を合わせそしてインキュベーションすること
を含むことを特徴とする、請求項1記載の方法。 - 融合ポリペプチドが、5’から3’の方向に、
i)ポリペプチドをコードする核酸、
ii)配列番号01のアミノ酸配列をコードする核酸、および
iii)配列番号13または配列番号27のアミノ酸配列をコードする核酸
からなる核酸によってコードされることを特徴とする、請求項1〜2のいずれか1項記載の方法。 - インキュベーションが150分間から180分間であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項記載の方法。
- 工程a)の核酸がさらに、
iii)配列番号13のアミノ酸配列をコードする核酸
を含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項記載の方法。 - インキュベーションをHEPES緩衝溶液中で行なうことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項記載の方法。
- ポリペプチドがヒトIGF−Iであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項記載の方法。
- 融合ポリペプチドが、配列番号10、配列番号11または配列番号12から選択されるアミノ酸配列を有することを特徴とする、請求項7記載の方法。
- 融合ポリペプチドをコードする核酸が、配列番号10のアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードする核酸であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項記載の方法。
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