JP5990102B2 - ホスホ−6−マンノースへのマンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合の加水分解 - Google Patents

ホスホ−6−マンノースへのマンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合の加水分解 Download PDF

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Description

関連出願の引用
本願は、2009年9月29日に提出した米国出願第61/246,847号に対する優先権を主張する。この先願の開示は、その全体が本明細書中に参考として援用される。
技術分野
本発明は、糖タンパク質におけるマンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を加水分解する方法に関し、特に、マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を加水分解して糖タンパク質におけるホスホ−6−マンノース残基をキャップ除去するためのマンノシダーゼの使用に関する。
背景
現在開発中の多くのバイオ医薬品(例えば、組換えタンパク質)の生産には、高性能発現系が要求される。これらバイオ医薬品の多くの生物活性は、それらの翻訳後修飾(例えば、リン酸化または糖鎖付加)に依存する。酵母に基づく発現系は、遺伝的改変の簡便性と、タンパク質を分泌および修飾する能力を有する微生物の発酵とを組み合わせる。しかし、酵母細胞において生産された組換え糖タンパク質は、主として不均一な高マンノースおよびハイパーマンノースグリカン構造を提示し、これはタンパク質機能、下流のプロセシングおよびその後の治療用途、特に糖鎖付加が生物学的に重要な役割を果たす場合に有害となり得る。
ここに本明細書の一部を構成するものとして、米国特許出願第12/062,469号の全体を援用する。
概要
本発明は、少なくとも一部には、糖タンパク質におけるマンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を加水分解することのできるマンノシダーゼの発見に基づく。このようなものとしてマンノシダーゼを用いて、キャップ除去された末端マンノース−6−リン酸残基を含有する糖タンパク質を得ることができる。このような糖タンパク質を得るためのin vitroおよびin vivo方法が、本明細書に記載されている。遺伝的に操作されている細胞をこの方法に用いて、キャップ除去された末端マンノース−6−リン酸残基を有する標的分子を生産することができる。
一態様では、本文書は、オリゴ糖におけるマンノース−6−リン酸残基をキャップ除去するための方法に関する。この方法は、マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を有するオリゴ糖を提供するステップと、該オリゴ糖を、マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合をホスホ−6−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼと接触させるステップとを包含する。該接触ステップは、精製されたマンノシダーゼ、組換えマンノシダーゼ、組換えマンノシダーゼを含有する細胞溶解産物または組換えマンノシダーゼを含有する真菌細胞を用いて行うことができる。マンノシダーゼは、ターゲティング配列を包含することができる。オリゴ糖は、タンパク質(例えば、真菌生物において発現されたヒトタンパク質)に連結しているものであり得る。
別の一態様では、本文書は、末端ホスホ−6−マンノース残基を有する標的タンパク質を生産する方法に関する。この方法は、マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合をホスホ−6−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼをコードする核酸を包含するよう遺伝的に操作されている真菌細胞を提供するステップと、該細胞に、標的タンパク質をコードする核酸を導入するステップとを包含し、該細胞は末端ホスホ−6−マンノース残基を含む標的タンパク質を生産する。
本文書は、真菌生物において末端ホスホ−6−マンノース残基を有する標的タンパク質を生産する方法にも関する。本方法は、マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合をホスホ−6−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼをコードする核酸を包含するよう遺伝的に操作されている真菌細胞であって、標的タンパク質をコードする核酸をさらに包含する真菌細胞を提供するステップと、末端ホスホ−6−マンノース残基を有する該標的タンパク質を単離するステップとを包含する。該真菌細胞は、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸をさらに包含することができる、および/またはOCH1活性を欠損するように遺伝的に操作することができる。
本文書は、末端ホスホ−6−マンノース残基を含む糖タンパク質を生産するように遺伝的に操作されている、単離された真菌細胞にも関する。該真菌細胞は、マンノシダーゼをコードする核酸を包含し、該真菌細胞におけるマンノシダーゼの発現は、末端ホスホ−6−マンノース残基を含む糖タンパク質を生産させる。該真菌細胞は、標的糖タンパク質のタンパク質をコードする核酸をさらに包含することができる。
別の一態様では、本文書は、Yarrowia lipolytica、Pichia pastoris、Hansenula polymorpha、Arxula adeninivorans、Pichia methanolica、Oogataea minutaまたはAspergillus niger細胞の実質的に純粋な培養物に関するが、該細胞は、その相当数が末端ホスホ−6−マンノース残基を含む糖タンパク質を生産するように遺伝的に操作されており、マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合をホスホ−6−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼをコードする核酸を含む。
本明細書に記載されているいずれかの実施形態では、真菌生物は、Yarrowia lipolyticaまたはArxula adeninivoransであり得る。真菌生物は、Pichia pastoris、Pichia methanolica、Oogataea minutaまたはHansenula polymorpha等、メチロトローフ酵母であり得る。真菌生物は、糸状菌であり得る(例えば、以下からなる群から選択された糸状菌:
Figure 0005990102
本明細書に記載されているいずれかの実施形態では、タンパク質は、病原体タンパク質、リソソームタンパク質、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、抗体もしくはその抗原結合性断片または融合タンパク質であり得る。リソソームタンパク質は、リソソーム酵素(例えば、酸性アルファグルコシダーゼまたはアルファガラクトシダーゼ等、リソソーム貯蔵障害(LSD)に関連するリソソーム酵素)であり得る。LSDは、ファブリ病、ムコ多糖症I型、ファーバー病、ゴーシェ病、GM1ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、GM2活性化因子疾患(GM2 activator disease)、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病、シャイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコシドーシス、マンノシドーシス、シンドラー病、シアリドーシス1型、ポンペ病、濃化異骨症(Pycnodysostosis)、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多種スルファターゼ欠損症(Multiple sulfatase dificiency)、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス、シスチン症、シアル酸貯蔵病、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン停滞病(chylomicron retention disease with Marinesco−Sjoegren syndrome)、ヘルマンスキー・プドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病または幸福顔貌骨異形成症(Geleophysic dysplasia)であり得る。例えば、LSDは、ポンペ病またはファブリ病であり得る。
本明細書に記載されているいずれかの実施形態では、マンノシダーゼに関して、最小触媒中心に位置するアミノ酸側鎖中の原子の三次元タンパク質座標が、図33における等価原子座標の1.5Å偏差内に収まる。
本明細書に記載されているいずれかの実施形態では、マンノシダーゼは、配列番号50の残基1〜774に示されるアミノ酸配列に対して、または配列番号50に示されるアミノ酸配列に対して少なくとも90%の同一性(例えば、少なくとも95%または98%の同一性)を有するアミノ酸配列を包含することができる。
本明細書に記載されているいずれかの実施形態では、マンノシダーゼは、(i)GVGXXGXGGモチーフ(式中、XはGly、Ala、Ser、ThrまたはCysである)、(ii)VRXEモチーフ(式中、XはPro以外の任意のアミノ酸である)、(iii)XYQGXモチーフ(式中、XはLeu、Ile、Val、Ala、Phe、TyrまたはMetであり、XはThr、SerまたはAsnである)または(iv)GDXGNモチーフ(式中、XはPro以外の任意のアミノ酸であり得る)を有するアミノ酸配列を包含することができる。
本明細書に記載されているいずれかの実施形態では、マンノシダーゼは、C.cellulans、Streptomyces coelicolorまたはStreptomyces lividansのマンノシダーゼであり得る。
本明細書に記載されているいずれかの実施形態では、真菌細胞は、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチド(例えば、Yarrowia lipolytica、S.cerevisiae、Ogataea minuta、Pichia pastorisまたはC.albicansのポリペプチド等、MNN4ポリペプチド)をコードする核酸をさらに包含することができる、および/またはOCH1活性を欠損するように遺伝的に操作することができる。例えば、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドは、P.pastorisのPNO1ポリペプチドであり得る。
本明細書に記載されているいずれかの実施形態では、マンノシダーゼは、分泌シグナルおよび/またはマンノシダーゼを細胞内区画にターゲッティングするためのターゲティングシグナルを包含することができる。標的タンパク質およびマンノシダーゼは、同時分泌することができる。
本文書は、本明細書に記載されている方法によって生産された、末端ホスホ−6−マンノース残基を包含する単離された糖タンパク質にも関する。
さらに別の一態様では、本文書は、糖タンパク質におけるN−グリカンの少なくとも47%が末端ホスホ−6−マンノース残基を有する糖タンパク質を包含する組成物に関する。例えば、糖タンパク質におけるN−グリカンの少なくとも50%、75%、80%、85%または90%は、末端ホスホ−6−マンノース残基を有することができる。
本文書は、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12もしくは配列番号14に示されるヌクレオチド配列または配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14もしくは配列番号20に対して少なくとも90%同一であるヌクレオチド配列を包含する、単離された核酸にも関する。本文書は、マンノシダーゼをコードするこのような核酸に作動可能に連結したプロモーターを包含するベクターにも関する。該核酸は、分泌シグナルまたはマンノシダーゼを細胞内区画にターゲッティングするためのターゲティング配列をさらに包含することができる。
他に規定がなければ、本明細書に用いられているあらゆる技術および科学用語は、本発明が属す技術分野の当業者によって通常理解されるものと同じ意義を有する。本明細書に記載されている方法および材料と類似または均等の方法および材料を本発明の実施または試験に用いることができるが、例示的な方法および材料を後述する。ここに本明細書の一部を構成するものとして、本明細書において言及されているあらゆる刊行物、特許出願、特許、Genbank(登録商標)登録番号および他の参考文献の全体を援用する。矛盾する場合、本願は、定義を含めて調節することができる。材料、方法および実施例は、具体例としてのものであるに過ぎず、限定を目的とするものではない。
本発明の好ましい実施形態では、例えば以下が提供される:
(項目1)
オリゴ糖におけるマンノース−6−リン酸残基をキャップ除去するための方法であって、
a)マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を有する該オリゴ糖を提供するステップと、
b)該オリゴ糖を、該マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合をホスホ−6−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼと接触させるステップと、
を含む、方法。
(項目2)
前記マンノシダーゼが、配列番号50の残基1〜774に示されるアミノ酸配列に対して、または配列番号50に示されるアミノ酸配列に対して少なくとも90%の同一性を有するアミノ酸配列を含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記マンノシダーゼが、配列番号50の残基1〜774に示されるアミノ酸配列に対して、または配列番号50に示されるアミノ酸配列に対して少なくとも95%の同一性を有するアミノ酸配列を含む、項目1に記載の方法。
(項目4)
前記マンノシダーゼが、配列番号50の残基1〜774に示されるアミノ酸配列に対して、または配列番号50に示されるアミノ酸配列に対して少なくとも98%の同一性を有するアミノ酸配列を含む、項目1に記載の方法。
(項目5)
前記マンノシダーゼに関して、最小触媒中心に位置するアミノ酸側鎖中の原子の三次元タンパク質座標が図33における等価原子の座標の1.5Å偏差内に収まる、項目1に記載の方法。
(項目6)
前記マンノシダーゼが、(i)GVGXXGXGGモチーフ(式中、XはGly、Ala、Ser、ThrまたはCysである)、(ii)VRXEモチーフ(式中、XはPro以外の任意のアミノ酸である)、(iii)X YQGX モチーフ(式中、X はLeu、Ile、Val、Ala、Phe、TyrまたはMetであり、X はThr、SerまたはAsnである)または(iv)GDXGN(式中、XはPro以外の任意のアミノ酸であり得る)を有するアミノ酸配列を含む、項目1に記載の方法。
(項目7)
前記接触させるステップが、精製されたマンノシダーゼ、組換えマンノシダーゼ、該組換えマンノシダーゼを含有する細胞溶解産物または該組換えマンノシダーゼを含有する真菌細胞を用いて行われる、項目1〜6のうちいずれか一項に記載の方法。
(項目8)
前記オリゴ糖がタンパク質に連結している、項目1〜7のうちいずれか一項に記載の方法。
(項目9)
前記タンパク質が、真菌生物において発現されたヒトタンパク質である、項目7に記載の方法。
(項目10)
前記真菌生物が、Yarrowia lipolyticaまたはArxula adeninivoransである、項目9に記載の方法。
(項目11)
前記真菌生物がメチロトローフ酵母である、項目9に記載の方法。
(項目12)
前記メチロトローフ酵母が、Pichia pastoris、Pichia methanolica、Oogataea minutaまたはHansenula polymorphaである、項目11に記載の方法。
(項目13)
前記真菌生物が糸状菌である、項目9に記載の方法。
(項目14)
前記糸状菌が
Figure 0005990102

からなる群から選択される、項目13に記載の方法。
(項目15)
前記タンパク質が、病原体タンパク質、リソソームタンパク質、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、抗体もしくはその抗原結合性断片または融合タンパク質である、項目8に記載の方法。
(項目16)
前記リソソームタンパク質がリソソーム酵素である、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記リソソーム酵素がリソソーム貯蔵障害(LSD)に関連する、項目16に記載の方法。
(項目18)
前記LSDが、ファブリ病、ムコ多糖症I型、ファーバー病、ゴーシェ病、GM1ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、GM2活性化因子疾患、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病、シャイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコシドーシス、マンノシドーシス、シンドラー病、シアリドーシス1型、ポンペ病、濃化異骨症、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多種スルファターゼ欠損症、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス、シスチン症、シアル酸貯蔵病、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン停滞病、ヘルマンスキー・プドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病または幸福顔貌骨異形成症である、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記LSDがポンペ病またはファブリ病である、項目18に記載の方法。
(項目20)
前記マンノシダーゼがターゲティング配列を含む、項目1〜6のうちいずれか一項に記載の方法。
(項目21)
末端ホスホ−6−マンノース残基を有する標的タンパク質を生産する方法であって、
マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合をホスホ−6−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼをコードする核酸を含むように遺伝的に操作されている真菌細胞を提供するステップと、
該細胞に、標的タンパク質をコードする核酸を導入するステップと、
を含み、該細胞が、該末端ホスホ−6−マンノース残基を含む該標的タンパク質を生産する、方法。
(項目22)
前記マンノシダーゼに関して、最小触媒中心に位置するアミノ酸側鎖中の原子の三次元タンパク質座標が図33における等価原子の座標の1.5Å偏差内に収まる、項目21に記載の方法。
(項目23)
前記マンノシダーゼが、a)配列番号50のアミノ酸1〜774に対して、もしくは配列番号50のアミノ酸配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列、または(b)(i)GVGXXGXGGモチーフ(式中、XはGly、Ala、Ser、ThrまたはCysである)、(ii)VRXEモチーフ(式中、XはPro以外の任意のアミノ酸である)、(iii)X YQGX モチーフ(式中、X はLeu、Ile、Val、Ala、Phe、TyrまたはMetであり、X はThr、SerまたはAsnである)もしくは(iv)GDXGN(式中、XはPro以外の任意のアミノ酸であり得る)を有するアミノ酸配列を含む、項目21に記載の方法。
(項目24)
前記真菌細胞が、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸をさらに含む、項目21〜23のうちいずれか一項に記載の方法。
(項目25)
前記真菌細胞が、OCH1活性を欠損するように遺伝的に操作されている、項目21〜24のうちいずれか一項に記載の方法。
(項目26)
前記マンノシダーゼが、C.cellulans、Streptomyces coelicolorまたはStreptomyces lividansのマンノシダーゼである、項目21〜25のうちいずれか一項に記載の方法。
(項目27)
真菌生物において末端ホスホ−6−マンノース残基を有する標的タンパク質を生産する方法であって、
a)マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合をホスホ−6−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼをコードする核酸を含むように遺伝的に操作されており、標的タンパク質をコードする核酸をさらに含む真菌細胞を提供するステップと、
b)該末端ホスホ−6−マンノース残基を有する該標的タンパク質を単離するステップと、
を含む、方法。
(項目28)
前記マンノシダーゼに関して、最小触媒中心に位置するアミノ酸側鎖中の原子の三次元タンパク質座標が図33における等価原子の座標の1.5Å偏差内に収まる、項目27に記載の方法。
(項目29)
前記マンノシダーゼが、(i)配列番号50のアミノ酸1〜774に対して、もしくは配列番号50に示されるアミノ酸配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列、または(ii)(i)GVGXXGXGGモチーフ(式中、XはGly、Ala、Ser、ThrまたはCysである)、(ii)VRXEモチーフ(式中、XはPro以外の任意のアミノ酸である)、(iii)X YQGX モチーフ(式中、X はLeu、Ile、Val、Ala、Phe、TyrまたはMetであり、X はThr、SerまたはAsnである)もしくは(iv)GDXGN(式中、XはPro以外の任意のアミノ酸であり得る)を有するアミノ酸配列を含む、項目27に記載の方法。
(項目30)
前記標的タンパク質および前記マンノシダーゼが同時分泌される、項目27〜29のうちいずれか一項に記載の方法。
(項目31)
末端ホスホ−6−マンノース残基を含む糖タンパク質を生産するように遺伝的に操作されている単離された真菌細胞であって、マンノシダーゼをコードする核酸を含み、該真菌細胞における前記マンノシダーゼの発現が、該末端ホスホ−6−マンノース残基を含む糖タンパク質を生産する、真菌細胞。
(項目32)
前記マンノシダーゼに関して、最小触媒中心に位置するアミノ酸側鎖中の原子の三次元タンパク質座標が図33における等価原子の座標の1.5Å偏差内に収まる、項目31に記載の真菌細胞。
(項目33)
前記マンノシダーゼが、a)配列番号50のアミノ酸1〜774に対して、もしくは配列番号50のアミノ酸配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列、またはb)(i)GVGXXGXGGモチーフ(式中、XはGly、Ala、Ser、ThrまたはCysである)、(ii)VRXEモチーフ(式中、XはPro以外の任意のアミノ酸である)、(iii)X YQGX モチーフ(式中、X はLeu、Ile、Val、Ala、Phe、TyrまたはMetであり、X はThr、SerまたはAsnである)もしくは(iv)GDXGN(式中、XはPro以外の任意のアミノ酸であり得る)を有するアミノ酸配列を含む、項目31に記載の真菌細胞。
(項目34)
マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸をさらに含む、項目31〜33のうちいずれか一項に記載の真菌細胞。
(項目35)
OCH1活性を欠損するように遺伝的に操作されている、項目31〜33のうちいずれか一項に記載の真菌細胞。
(項目36)
マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸をさらに含み、OCH1活性を欠損するように遺伝的に操作されている、項目31〜33のうちいずれか一項に記載の真菌細胞。
(項目37)
糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸をさらに含む、項目31〜36のうちいずれか一項に記載の真菌細胞。
(項目38)
前記標的タンパク質がヒトタンパク質である、項目31〜36のうちいずれか一項に記載の真菌細胞。
(項目39)
前記標的タンパク質が、病原体タンパク質、リソソームタンパク質、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、抗体もしくはその抗原結合性断片または融合タンパク質である、項目38に記載の真菌細胞。
(項目40)
前記リソソームタンパク質がリソソーム酵素である、項目39に記載の真菌細胞。
(項目41)
前記リソソーム酵素が酸性アルファグルコシダーゼまたはアルファガラクトシダーゼである、項目40に記載の真菌細胞。
(項目42)
前記標的タンパク質が、LSDに関連するタンパク質である、項目38に記載の真菌細胞。
(項目43)
前記LSDが、ファブリ病、ムコ多糖症I型、ファーバー病、ゴーシェ病、GM1ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、GM2活性化因子疾患、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病、シャイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコシドーシス、マンノシドーシス、シンドラー病、シアリドーシス1型、ポンペ病、濃化異骨症、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多種スルファターゼ欠損症、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス、シスチン症、シアル酸貯蔵病、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン停滞病、ヘルマンスキー・プドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病または幸福顔貌骨異形成症である、項目42に記載の真菌細胞。
(項目44)
Yarrowia lipolyticaまたはArxula adeninivorans細胞である、項目31〜43のうちいずれか一項に記載の真菌細胞。
(項目45)
マンノシルリン酸化を促進することのできる前記ポリペプチドが、MNN4ポリペプチドである、項目32に記載の真菌細胞。
(項目46)
前記MNN4ポリペプチドが、Yarrowia lipolytica、S.cerevisiae、Ogataea minuta、Pichia pastorisまたはC.albicansのポリペプチドである、項目45に記載の真菌細胞。
(項目47)
マンノシルリン酸化を促進することのできる前記ポリペプチドが、P.pastoris PNO1ポリペプチドである、項目46に記載の真菌細胞。
(項目48)
前記マンノシダーゼが、C.cellulans、Streptomyces coelicolorまたはStreptomyces lividansのマンノシダーゼである、項目31〜47のうちいずれか一項に記載の真菌細胞。
(項目49)
前記マンノシダーゼが分泌シグナルを含む、項目31〜47のうちいずれか一項に記載の真菌細胞。
(項目50)
前記マンノシダーゼが、前記マンノシダーゼを細胞内区画にターゲッティングするためのターゲティングシグナルを含む、項目31〜47のうちいずれか一項に記載の真菌細胞。
(項目51)
前記マンノシダーゼが、分泌シグナルおよび前記マンノシダーゼを細胞内区画にターゲッティングするためのターゲティングシグナルを含む、項目31〜47のうちいずれか一項に記載の真菌細胞。
(項目52)
Yarrowia lipolytica、Pichia pastoris、Hansenula polymorpha、Arxula adeninivorans、Pichia methanolica、Oogataea minutaまたはAspergillus nigerの細胞の実質的に純粋な培養物であって、前記細胞は、その相当数が末端ホスホ−6−マンノース残基を含む糖タンパク質を生産するように遺伝的に操作されており、マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合をホスホ−6−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼをコードする核酸を含む、培養物。
(項目53)
前記マンノシダーゼに関して、最小触媒中心に位置するアミノ酸側鎖中の原子の三次元タンパク質座標が図33における等価原子の座標の1.5Å偏差内に収まる、項目52に記載の培養物。
(項目54)
前記マンノシダーゼが、a)配列番号50のアミノ酸1〜774に対して、もしくは配列番号50のアミノ酸配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列、またはb)(i)GVGXXGXGGモチーフ(式中、XはGly、Ala、Ser、ThrまたはCysである)、(ii)VRXEモチーフ(式中、XはPro以外の任意のアミノ酸である)、(iii)X YQGX モチーフ(式中、X はLeu、Ile、Val、Ala、Phe、TyrまたはMetであり、X はThr、SerまたはAsnである)もしくは(iv)GDXGN(式中、XはPro以外の任意のアミノ酸であり得る)を有するアミノ酸配列を含む、項目52に記載の培養物。
(項目55)
前記細胞が、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸をさらに含む、項目52〜54のうちいずれか一項に記載の培養物。
(項目56)
前記細胞が、OCH1活性を欠損するように遺伝的に操作されている、項目55に記載の培養物。
(項目57)
項目1〜30のうちいずれか一項に記載の方法によって生産された、末端ホスホ−6−マンノース残基を含む単離された糖タンパク質。
(項目58)
糖タンパク質を含む組成物であって、該糖タンパク質におけるN−グリカンの少なくとも47%が末端ホスホ−6−マンノース残基を有する、組成物。
(項目59)
前記糖タンパク質におけるN−グリカンの少なくとも50%が末端ホスホ−6−マンノース残基を有する、項目58に記載の組成物。
(項目60)
前記糖タンパク質におけるN−グリカンの少なくとも75%が末端ホスホ−6−マンノース残基を有する、項目58に記載の組成物。
(項目61)
前記糖タンパク質におけるN−グリカンの少なくとも90%が末端ホスホ−6−マンノース残基を有する、項目58に記載の組成物。
本発明の他の特色および利点は、次の詳細な説明および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
図1は、pYLTmAXおよびpYLTmAXMnn4構築物の模式図である。 図2は、MTLY60Δoch1(Mnn4の野生型1コピー)、MTLY60Δoch1+Hp4dMnn4(Mnn4のWT1コピー+追加1コピー)およびMTLY60Δoch1+Hp4dMnn4+TEFMnn4の糖分析を表示する一連のエレクトロフェログラム(electroferogram)である。Pは一リン酸化ピークを表し、PPは二リン酸化ピークを表し、Man8はManGlcNAcピークを表す。 図3は、哺乳動物および酵母のグリカンリン酸化経路の模式図である。哺乳動物グリカンのリン酸化経路は、GlcNAc−ホスホトランスフェラーゼにより触媒されたホスホ−GlcNAcのManGlcNAcグリカンへの付加と、それに続く脱被覆(uncovering)酵素によるGlcNAcのデキャッピングとリン酸の露出に関与する。対照的に、酵母グリカンのリン酸化は、ホスホ−マンノースのManGlcNAcグリカンへの付加に関与するが、マンノースをキャップ除去してリン酸を露出させるための内在性酵素は存在しない。 図4は、異なる時間枠(7時間、8時間または一晩(ON))においてC.cellulans培地上清で処理されたMTLY60Δoch1+Hp4dMnn4+TEFMnn4株に由来するN−グリカンを表示する一連のエレクトロフェログラムである。 図5は、ホスファターゼ(CIP)インキュベーション有りおよび無しでC.cellulans上清(SN)で処理されたMNN4過剰発現株に由来するN−グリカンを表示する一連のエレクトロフェログラムである。 図6は、提示のMWにおける溶出画分の吸光度単位(mAU)のグラフである。各溶出画分は、ほぼ500μlを含有した。 図7は、シリカベースのゲル濾過溶出画分を電気泳動した後のSDS−ポリアクリルアミドゲルの表示である(各画分の250μlをDOC/TCA沈殿した)。囲まれているバンドは、ペプチド質量フィンガープリント法およびタンデム質量分析法(MS/MS)を用いたde novo配列決定法のために切り出した。 図8Aは、MS/MS de novo配列決定において同定されたCcMan1(すなわち、C.cellulans由来のマンノシダーゼ候補1)(コンティグ1003における)をコードするヌクレオチド配列(配列番号6)を示す図である。 図8Aは、MS/MS de novo配列決定において同定されたCcMan1(すなわち、C.cellulans由来のマンノシダーゼ候補1)(コンティグ1003における)をコードするヌクレオチド配列(配列番号6)を示す図である。 図8Bは、シグナル配列(太字)を包含するCcMan1のアミノ酸配列(配列番号7)を示す図である。シグナル配列を含まないCcMan1ポリペプチドの予測分子量は、92.6kDaである。 図9Aは、CcMan2(コンティグ774における)をコードするヌクレオチド配列(配列番号8)を示す図である。 図9Aは、CcMan2(コンティグ774における)をコードするヌクレオチド配列(配列番号8)を示す図である。 図9Bは、シグナル配列(太字)を含む、CcMan2のアミノ酸配列(配列番号9)を示す図である。シグナル配列を含まないCcMan2ポリペプチドの予測分子量は、121.6kDaである。 図10Aは、CcMan3(コンティグ774における)をコードするヌクレオチド配列(配列番号10)を示す図である。 図10Aは、CcMan3(コンティグ774における)をコードするヌクレオチド配列(配列番号10)を示す図である。 図10Bは、シグナル配列(太字)を含むCcMan3のアミノ酸配列(配列番号11)を示す図である。シグナル配列を含まないCcMan3ポリペプチドの予測分子量は、116kDaである。 図11Aは、CcMan4(コンティグ1237における)をコードするヌクレオチド配列(配列番号12)を示す図である。 図11Aは、CcMan4(コンティグ1237における)をコードするヌクレオチド配列(配列番号12)を示す図である。 図11Aは、CcMan4(コンティグ1237における)をコードするヌクレオチド配列(配列番号12)を示す図である。 図11Bは、シグナル配列(太字)を含むCcMan4のアミノ酸配列(配列番号13)を示す図である。シグナル配列を含まないCcMan4ポリペプチドの予測分子量は、184kDaである。 図12Aは、CcMan5(コンティグ896における)をコードするヌクレオチド配列(配列番号14)を示す図である。 図12Aは、CcMan5(コンティグ896における)をコードするヌクレオチド配列(配列番号14)を示す図である。 図12Bは、シグナル配列(太字)を含むCcMan5のアミノ酸配列(配列番号15)を示す図である。 図12Cは、シグナル配列を含まないCcMan5アミノ酸配列(配列番号50)を示す図である。シグナル配列を含まないCcMan5ポリペプチドの予測分子量は、173kDaである。 図13は、CcMan1〜5を、E.coliのペリプラズムにおいて発現するため(pET25−Man)、Yarrowia lipolyticaにおいて分泌タンパク質として発現するため(pYLPSecCcMan1〜5)、N末端にタグ付けされた(pYLPNtCcMan1〜5)またはC末端にタグ付けされた(pYLPCtCcMan1〜5)、Yarrowia lipolyticaの分泌経路にターゲッティングされるタンパク質として発現するための発現プラスミドの例を有する。 図14は、E.coliにおける発現に対してコドン最適化されたCcMan1のヌクレオチド配列(配列番号16)を示す図である。 図15は、E.coliにおける発現に対してコドン最適化されたCcMan2のヌクレオチド配列(配列番号17)を示す図である。 図16は、E.coliにおいて発現に対してコドン最適化されたCcMan3のヌクレオチド配列(配列番号18)を示す図である。 図17は、E.coliにおける発現に対してコドン最適化されたCcMan4のヌクレオチド配列(配列番号19)を示す図である。 図17は、E.coliにおける発現に対してコドン最適化されたCcMan4のヌクレオチド配列(配列番号19)を示す図である。 図18は、E.coliに対して発現に対してコドン最適化されたCcMan5のヌクレオチド配列(配列番号20)を示す図である。 図18は、E.coliに対して発現に対してコドン最適化されたCcMan5のヌクレオチド配列(配列番号20)を示す図である。 図19は、pLSAH36およびpLSH36ベクターならびにベクターにC.cellulans遺伝子を導入するためのクローニング戦略の模式図である。 図20は、CcMan4およびCcMan5を発現するE.coli細胞のペリプラズム画分の分析を表示する一連のエレクトロフェログラムである。DNAシーケンサー支援フルオロフォア支援炭水化物電気泳動(DSA−FACE)を用いて分析を行った。第一および第二のパネルは、それぞれデキストランラダーおよびRNaseB由来の糖を表す。第三のパネルは、モノマンノリン酸化された(mannophosphorylated)ManGlcNAcピークに相当する「P」、二重マンノリン酸化されたManGlcNAcピークに相当する「PP」およびManGlcNAcピークに相当する「Man8」を有する未処理Mnn4糖である。パネル4〜9は、その後にウシ腸ホスファターゼ(CIP)消化有りまたは無しの、提示のペリプラズムとインキュベートしたMnn4グリカンにより得られた結果である。 図21は、Zhuら、Nat.Chem.Biol、6巻(2号):125〜32頁、Epub 2009年12月27日(2010年)に記載されているBt3990(744AA)およびBt2199(739AA)マンノシダーゼと、CcMan4(1759AA)およびCcMan5(1650AA)との模式的アライメントである。 図22は、発現E.coli細胞から得られたCcMan4およびCcMan5酵素の分析を表示する一連のエレクトロフェログラムである。基質としてMNN4過剰発現株由来のグリカン(MNN4グリカンまたはMNN4糖と言う)を用いたDSA−FACEにより分析を行った。第一のパネルはデキストランラダーを表し、第二のパネルは未処理Mnn4糖を表す。第三から第六のパネルにおいて、糖は、それぞれ未誘導および18℃にて一晩IPTGで誘導したCcMan4ドメインペリプラズム画分ならびに未誘導および18℃にて一晩IPTGで誘導したCcMan5ドメインペリプラズム画分とインキュベートされた。最後のパネルは、RNaseB由来の糖を表す。 図23は、CcMan51〜774のリボン表示を示す図である。CcMan51〜744は、N末端のβ−サンドイッチドメイン(残基8〜271;薄灰色)、α−ヘリックスリンカー(残基272〜290;黒色)および(αα)6バレルドメイン(残基291〜771;暗灰色)からなる。触媒Ca2+は球として示す。 図24は、スティック表示で示した、基質結合部位に沿って並ぶ側鎖を有するCcMan51〜774タンパク質骨格のリボン表示を示す図である。炭素、酸素および窒素原子は、それぞれ薄灰色、灰色および暗灰色に着色されている。触媒中心におけるCa2+イオンならびに水W1、W2、W3およびW4は、球として示す。 図25は、スティック表示で示した、基質結合部位に沿って並ぶ側鎖を有するCcMan51〜774タンパク質骨格およびマンノース−1−ホスホ−6−マンノース(標識Man−P−Man)のモデル化した位置のリボン表示を示す図である。炭素、酸素および窒素原子は、それぞれ薄灰色、灰色および暗灰色に着色されている。触媒中心におけるCa2+イオンならびに水分子W1、W2、W3およびW4は、球として示す(比較のため、基質O2およびO3ヒドロキシル基に置き換えられることになるW2およびW3の位置も示しておく)。黄色、赤色および黒色の点線は、それぞれCa2+との配位結合、提案された求核水(W4)とのH結合ならびに−1部位マンノースおよびリン酸とのH結合を提示する。−1部位マンノースは、その基底状態のいす形配座でモデル化されている。触媒作用の間に、そのO2ヒドロキシルは、Ca2+イオンの赤道座標面においてW2に観察された位置より近い位置を占めるようになり、これにより、マンノース−1環における半いす形配座の歪みを生じ、C1炭素(矢印)における求核水(W4)のインライン(in line)攻撃を容易にする。 図26Aは、lip2プレ配列を太字で、Myc Hisタグを下線で示したα−ガラクトシダーゼAをコードするY.lipolyticaのコドン最適化されたヌクレオチド配列(配列番号22)を示す図である。 図26Bは、lip2プレ配列を太字で、Myc Hisタグを下線で示したα−ガラクトシダーゼAのアミノ酸配列(配列番号23)を示す図である。 図27Aは、lip2プレ配列を太字で示したヒトアルファグルコシダーゼ(GAA)のコドン最適化されたヌクレオチド配列(配列番号24)を示す図である。 図27Bは、lip2プレ配列を太字で示したヒトGAAのアミノ酸配列(配列番号25)を示す図であり、*は終止コドンを表す。 図28は、huGAAクローニングに用いたY.lipolytica発現ベクターの模式図である。 図29は、E.coli細胞のペリプラズム画分に由来するCcMan5によるhuGAAの処理の分析を表示する一連のエレクトロフェログラムである。分析は、DSA−FACEを用いて行った。 図30は、CcMan5の最小触媒中心の表示である。配列番号50における等価な残基の番号付けをカッコ内に示す。1:Q(Q536);2:N/D−E/Q(N588−Q589);3:D/E(D355);4:R(R405);5:D/E−X−D/E(D660−X−D662);6:G−G(G71−G72);および7:T/S/G(T626)。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図31は、MUSCLE(Log−Expectationによる多重配列比較)を用いたCcMan5(配列番号50、シグナルペプチドのない、配列番号15に示されるアミノ酸配列)およびそのホモログのうちの10種のアミノ酸配列のアライメントである。NP_630514 Streptomyces、配列番号26;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;YP_003120664 Chitinophaga、配列番号30;AAK22560 Caulobacter、配列番号31;ACL94075 Caulobacter、配列番号32;ACT03290 Paenibacillus、配列番号33;ACU59240 Chitinophaga、配列番号34;ACU05553 Pedobacter、配列番号35。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図32は、MUSCLEを用いたCcMan5(配列番号50)およびそのホモログのうちの19種のアミノ酸配列のアライメントである。Streptomyces NP_630514、配列番号26;Streptomyces ZP_02866543、配列番号36、ZP_06527366 Streptomyces、配列番号37;YP_003013376 Paenibacillus、配列番号38;NP_812442 Bacteroides、配列番号28;ZP_04848482 Bacteroides、配列番号39;ZP_03677957 Bacteroides、配列番号40;YP_003584502 Zunongwangia、配列番号29;ZP_01061975 Leeuwenhoekiella、配列番号41;ZP_07083984 Sphingobacterium、配列番号42;YP_003120664 Chitinophaga 、配列番号30;ZP_01885202 Pedobacter、配列番号43;ZP_02866543 Clostridium、配列番号27;XP_367221 Magnaporthe、配列番号44;ZP_07042437 Bacteroides、配列番号45;ZP_05759807 Bacteroides、配列番号46;ZP_05287524 Bacteroides、配列番号47;ZP_06076108 Bacteroides、配列番号48;YP_001302992 Parabacteroides、配列番号49。 図33は、CcMan51〜774の活性部位を取り囲む残基の構造座標を含有する。 図33は、CcMan51〜774の活性部位を取り囲む残基の構造座標を含有する。 図33は、CcMan51〜774の活性部位を取り囲む残基の構造座標を含有する。 図33は、CcMan51〜774の活性部位を取り囲む残基の構造座標を含有する。 図33は、CcMan51〜774の活性部位を取り囲む残基の構造座標を含有する。 図33は、CcMan51〜774の活性部位を取り囲む残基の構造座標を含有する。 図33は、CcMan51〜774の活性部位を取り囲む残基の構造座標を含有する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。 図34は、PDBエントリー2xsgにおける非対称単位の2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含有し、タンパク質の全フォールドを記載する。
本文書は、一般に、糖タンパク質におけるマンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を加水分解して、キャップ除去されたホスホ−6−マンノース(M6P)残基を有する標的分子(例えば、標的タンパク質)を生産するための方法および材料を提供する。本明細書に記載されている方法および材料は、リソソームにおけるその分解に関与する異化酵素の活性不良による貯蔵産物の蓄積によって特徴付けられた多様な遺伝性代謝障害群である、リソソーム貯蔵障害(LSD)患者を治療するための薬剤の生産に特に有用である。貯蔵産物の集積は、細胞機能不全および進行性臨床病態を生じる。異化酵素の欠損は、投与された酵素を罹患細胞のリソソームにターゲッティングできるのであれば、酵素補充療法(ERT)によって補正することができる。リソソーム酵素は、通常、小胞体(ER)において合成され、分泌経路を経由してゴルジに輸送され、次にリソソームに動員される糖タンパク質である。リソソーム酵素がリソソームに送達される1つの様式は、カチオン依存性(CD)マンノース−6−リン酸受容体(MPR)を経由するものである。M6P末端グリカンは、分泌経路からのリソソーム酵素のソーティングを媒介し、酵素をリソソームに送達する2種のMPRにより、トランスゴルジネットワーク(TGN)において認識される。本明細書に記載されている方法および材料を用い、微生物に基づく生産工程を用いて、同一のM6P依存性経路を活用することによってリソソームに送達され得る、キャップ除去されたM6Pグリカンを有する治療用タンパク質を得ることができる。このように、本明細書に記載されている方法および材料は、LSD等、代謝障害の治療用糖タンパク質の調製に有用である。
マンノシダーゼ
本文書は、オリゴ糖における末端マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を加水分解することのできるマンノシダーゼポリペプチドをコードする単離された核酸と、オリゴ糖における末端マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を加水分解することのできる単離されたマンノシダーゼとを提供する。用語「核酸」および「ポリヌクレオチド」は本明細書において互換的に用いられ、cDNA、ゲノムDNA、合成DNAおよび核酸アナログを含有するDNA(またはRNA)等、RNAとDNA両方を意味する。ポリヌクレオチドはいかなる三次元構造であってもよい。核酸は、二本鎖であっても、一本鎖(すなわち、センス鎖またはアンチセンス鎖)であってもよい。ポリヌクレオチドの非限定的な例として、遺伝子、遺伝子断片、エクソン、イントロン、伝令RNA(mRNA)、転移RNA、リボソームRNA、siRNA、マイクロRNA、リボザイム、cDNA、組換えポリヌクレオチド、分岐ポリヌクレオチド、プラスミド、ベクター、任意の配列の単離されたDNA、任意の配列の単離されたRNA、核酸プローブおよびプライマーならびに核酸アナログが挙げられる。
「ポリペプチド」および「タンパク質」は、本明細書において互換的に用いられ、長さまたは翻訳後修飾に関係なく、任意のペプチド結合したアミノ酸鎖を指す。通常、本明細書に記載されているポリペプチド(例えば、キャップ除去されたM6P残基を有するマンノシダーゼまたは標的タンパク質)は、それが標本における全タンパク質の少なくとも60重量%、例えば、試料における全タンパク質の60%を構成すると単離される。一部の実施形態では、本明細書に記載されているポリペプチドは、標本における全タンパク質の少なくとも75重量%、少なくとも90重量%または少なくとも99重量%からなる。
「単離された核酸」は、自然発生ゲノム中の核酸(例えば、酵母ゲノム)の一方または両方の端と通常隣接する核酸等、自然発生ゲノム中に存在する他の核酸分子から分離された核酸を意味する。核酸に関する本明細書における用語「単離された」は、任意の非自然発生核酸配列も包含するが、これは、このような非自然発生配列が天然に存在せず、自然発生ゲノム中に直接近接した配列を持たないためである。
単離された核酸は、例えば、自然発生ゲノム中でそのDNA分子と通常直接隣接して存在する核酸配列の一方が除去されている、あるいはそれを欠くようなDNA分子であり得る。このように、単離された核酸は、他の配列から独立して個々の分子として存在するDNA分子(例えば、化学合成された核酸、あるいはcDNAまたはPCRもしくは制限エンドヌクレアーゼ処理によって生成されたゲノムDNA断片)や、ベクター、自己複製プラスミド、ウイルス(例えば、任意のパラミクソウイルス、レトロウイルス、レンチウイルス、アデノウイルスまたはヘルペスウイルス)または原核生物もしくは真核生物のゲノムDNAに組み入れられたDNAを包含するが、これらに限定されるものではない。その上、単離された核酸は、ハイブリッドまたは融合核酸の一部であるDNA分子等、操作された核酸を包含することができる。例えば、cDNAライブラリーもしくはゲノムライブラリーまたはゲノムDNA制限酵素消化産物を含有するゲル切片内の数百から数百万種の他の核酸中に存在する核酸は、単離された核酸であるとは考えられない。
核酸および特定の宿主細胞に関連する本明細書における用語「外因性」は、天然に見出されるものとして該特定の細胞において生じない(また、それから得られない)任意の核酸を意味する。このように、非自然発生核酸は、宿主細胞に導入されれば、宿主細胞に対して外因性であると考えられる。非自然発生核酸は、核酸サブ配列または天然に見出されるがひとまとまりとしては天然に存在しない核酸配列断片を含有できることに留意することが重要である。例えば、発現ベクター内にゲノムDNA配列を含有する核酸分子は、該核酸分子はひとまとまり(ゲノムDNA+ベクターDNA)として天然に存在しないため、非自然発生核酸であり、よって、宿主細胞に導入されれば宿主細胞に対して外因性である。よって、全体として天然に存在しないいかなるベクター、自己複製プラスミドまたはウイルス(例えば、レトロウイルス、アデノウイルスまたはヘルペスウイルス)も、非自然発生核酸であると考えられる。PCRまたは制限酵素処理によって生成されたゲノムDNA断片とcDNAは、天然に見出されない個々の分子として存在するため、非自然発生核酸であると考えられることになる。天然に見出されない配置のプロモーター配列およびポリペプチドコード配列を含有する任意の核酸(例えば、cDNAまたはゲノムDNA)も、非自然発生核酸ということになる。自然発生の核酸は、特定の細胞に対して外因性であり得る。例えば、酵母xの細胞から単離された染色体全体は、該染色体が酵母細胞に導入されれば、酵母yの細胞に対して外因性核酸である。
マンノシダーゼをコードする核酸は、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12または配列番号14に示されるヌクレオチド配列に対して少なくとも70%の配列同一性(例えば、少なくとも80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%または100%の配列同一性)を有することができる。一部の実施形態では、本明細書に記載されている核酸は、配列番号7、9、11、13、15、50に示されるアミノ酸配列に対して少なくとも70%(例えば、少なくとも75、80、85、90、95、99または100パーセント)の同一性を有するマンノシダーゼポリペプチドをコードすることができる。例えば、核酸は、配列番号15もしくは配列番号50またはその一部に示されるアミノ酸配列に対して少なくとも90%(例えば、少なくとも95または98%)の同一性を有するマンノシダーゼをコードすることができる。例えば、核酸は、配列番号50のアミノ酸残基1〜774に対して少なくとも90%の同一性を有するマンノシダーゼをコードすることができる。特定のアミノ酸配列と、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13、配列番号15または配列番号50に示されるアミノ酸配列との間のパーセント同一性は、次の通り決定される。先ず、BLASTPバージョン2.0.14を含有するBLASTZのスタンドアロン版のBLAST2Sequences(Bl2seq)プログラムを用いて、アミノ酸配列を整列する。このBLASTZのスタンドアロン版は、Fish&Richardsonのウェブサイト(例えば、www.fr.com/blast/)または米国政府のバイオテクノロジー情報センター(National Center for Biotechnology Information)のウェブサイト(www.ncbi.nlm.nih.gov)から入手できる。Bl2seqプログラムの使用方法について解説する説明書は、BLASTZ添付のreadmeファイルに見出すことができる。Bl2seqは、BLASTPアルゴリズムを用いて2種のアミノ酸配列の比較を実行する。2種のアミノ酸配列を比較するため、B12seqのオプションは次の通り設定される。比較しようとする第一のアミノ酸配列を含有するファイル(例えば、C:\seq1.txt)に−iが設定され、比較する第二のアミノ酸配列を含有するファイル(例えば、C:\seq2.txt)に−jが設定され、blastpに−pが設定され、任意の所望のファイル名(例えば、C:\output.txt)に−oが設定され、他のあらゆるオプションはデフォルト設定のままにしておく。例えば、次のコマンドは、2種のアミノ酸配列間の比較を含有する出力ファイルの作成に用いることができる。C:\Bl2seq −i c:\seq1.txt −j c:\seq2.txt −p blastp −o c:\output.txt。2種の比較された配列が相同性を有する場合、次に、命名された出力ファイルは、これらの相同性領域を整列された配列として提示する。2種の比較された配列が相同性を持たない場合、次に、命名された出力ファイルは、整列された配列を提示しない。核酸配列に対してblastnが用いられる以外は同様の手順に従うことができる。
整列されると、両方の配列に同一アミノ酸残基が存在するポジション数を計数することによってマッチ数が決定される。マッチ数を全長マンノシダーゼポリペプチドアミノ酸配列の長さで割り、続いて得られた値に100を掛けることによって、パーセント同一性が決定される。例えば、配列番号7に示される配列と整列したときに、700マッチを有するアミノ酸配列は、配列番号7に示される配列に対して77.8パーセント同一である(すなわち、700÷900×100=77.8)。
パーセント同一性値は、0.1未満が四捨五入されることに留意する。例えば、78.11、78.12、78.13および78.14は、端数を切り捨てられて78.1となり、一方、78.15、78.16、78.17、78.18および78.19は、端数を切り上げられて78.2となる。長さの値は常に整数となることにも留意する。
多数の核酸が、ある特定のアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードできることが分かるであろう。遺伝暗号の縮重は、本技術分野にとって周知のものである。すなわち、多くのアミノ酸に対して、アミノ酸コドンとして2以上のヌクレオチドトリプレットが存在する。例えば、所定のマンノシダーゼポリペプチドのコード配列におけるコドンは、特定の種(例えば、細菌または真菌)において最適な発現が得られるように、その種に関する適切なコドンバイアス表を用いて改変することができる。例えば、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12または配列番号14に示される核酸は、図14〜18(配列番号16〜20を参照)に示されるようにE.coliの発現に対してコドン最適化することができる。
ハイブリダイゼーションを用いて2種の核酸配列間の相同性を評価することもできる。本明細書に記載されている核酸配列またはその断片もしくは変種は、標準ハイブリダイゼーション技法に従ってハイブリダイゼーションプローブとして用いることができる。対象のプローブ(例えば、CcMan5ヌクレオチド配列の一部を含有するプローブ)と、試験ソース由来のDNAまたはRNAとのハイブリダイゼーションは、プローブに対応するDNAまたはRNA(例えば、CcMan5ヌクレオチド配列)の試験ソースにおける存在を暗示する。ハイブリダイゼーション条件は、当業者にとって公知のものであり、Current Protocols in Molecular Biology、John Wiley & Sons、N.Y.、6.3.1〜6.3.6、1991年に見出すことができる。中程度のハイブリダイゼーション条件は、2×塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)における30℃のハイブリダイゼーションと、続く1×SSC、0.1%SDSにおける50℃の洗浄に相当すると定義されている。高ストリンジェント条件は、6×塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)における45℃のハイブリダイゼーションと、続く0.2×SSC、0.1%SDSにおける65℃の洗浄に相当すると定義されている。
オリゴ糖における末端マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を加水分解することのできるマンノシダーゼポリペプチドは、C.cellulansマンノシダーゼの一部(配列番号50の残基1〜774、CcMan51〜774とも言う)の本明細書に記載されている三次元構造に基づいて同定することもできる。三次元構造は、例えば、CcMan51〜774の結晶のX線回折によって決定することができる。CcMan51〜774の構造座標(例えば、タンパク質データバンク(Protein Data Bank)(ワールドワイドウェブのPDB.orgにおけるPDB ID番号2xs)に寄託されたCcMan51〜774の座標、図33に示されるCcMan5触媒中心の座標または図34に示されるPDBエントリー2xsgにおける非対称単位における2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子の座標)は、オリゴ糖における末端マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を加水分解することのできるマンノシダーゼの三次元構造の特性評価、ならびにマンノース−6−ホスホ−アルファ,1−マンノース(以後、Man−P−Manと言う)の基質としての受け入れに関与し、Man−P−Manを加水分解して末端ホスホ−6−マンノースを生産するその能力を付与するマンノシダーゼ領域の視覚化、同定および特性評価を包含するが、これらに限定されない多くの適用に有用である。「構造座標」は、分子または分子錯体における原子の他の原子に対する空間的関係に相当するデカルト座標である。構造座標は、X線結晶学的技法またはNMR技法を用いて得ることができる、あるいは分子置換分析または相同性モデリングを用いて導き出すことができる。様々なソフトウェアプログラムが、構造座標セットのグラフィック表示を可能にし、分子または分子錯体の三次元表示を得ることができる。本明細書に記載されている構造の構造座標は、反転または整数加算もしくは減算等、数学的操作により、図33または図34に記すオリジナルセットから改変することができる。そのため、本発明の構造座標が相対的なものであり、決して、図33または図34の実際のx、y、z座標に特に限定されるものではないことが認識される。
実施例8に示される通り、CcMan51〜774の構造は、α−ヘリックスリンカー(配列番号50の残基272〜290)を介して接続した2個のドメイン、N末端β−サンドイッチドメイン(配列番号50の残基8〜271)およびC末端(αα)6バレルドメイン(配列番号50の残基291〜771)からなる。両ドメイン間の接合部分は、保存された触媒Ca2+イオンを収容する浅い空洞を形作り、−1基質結合部位(Daviesら、Biochem.J.321巻:557〜9頁(1997年)に記載の通りに命名)および触媒中心を形作る。配列番号50の残基22、25、71、72、195、196、354、405、535、536、588、589、626、658、660および662は、基質結合部位を形成する。
CcMan51〜774の三次元構造は、PDB ID番号2xsの構造座標、またはCcMan51〜774の活性部位を取り囲む残基を含む図33に提示されているその抜粋、またはPDBエントリー2xsgの非対称単位における2種のCcMan51〜774分子のプロテインCアルファ原子および触媒Ca2+原子を含み、該タンパク質の全フォールドを記載する図34に提示されているその抜粋を用いて部分的にまたは全体を特徴付けることができる。例えば、CcMan51〜774の三次元構造は、PDB ID番号2xsに従ったアミノ酸残基7〜771の構造座標±2A以下の前記アミノ酸の保存された骨格原子からの標準偏差によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、CcMan51〜774の三次元構造は、PDB ID番号2xsに従ったアミノ酸の完全構造座標±2A以下(例えば、1.5A、1.0Aまたは0.5A以下)の前記アミノ酸の保存された骨格原子からの標準偏差を含む。本明細書において、「標準偏差」とは平均からの偏差の二乗の算術平均の平方根であり、本明細書に記載されている構造座標からの偏差または変動を表現する仕方である。本開示は、言及されている標準偏差内の同一構造座標をもたらす表記のアミノ酸残基の保存的置換を含むあらゆる実施形態を包含する。
本明細書に規定されている構造座標を用いて、マンノシダーゼポリペプチドの三次元構造を特徴付けることができる。このような構造から、例えば基質結合部位を、分子の表面構造、表面電荷、立体配置、反応性アミノ酸の存在、疎水性または親水性の領域等に基づいてコンピュータにより視覚化、同定および特徴付けることができる。
図33、図34またはPDB ID番号2xsに示され本明細書に記載されている構造に対して作成された構造座標を用いるため、関連する座標は、三次元の形態またはグラフィック表示として掲示、あるいはそれに変換することができる。構造座標セットから分子またはその一部の三次元グラフィック表示を作成することができるソフトウェアプログラムが市販されている。市販のソフトウェアプログラムの例として次のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。GRID(Oxford University、英国オックスフォード)、MCSS(Molecular Simulations、カリフォルニア州サンディエゴ)、AUTODOCK(Scripps Research Institute、カリフォルニア州ラ・ホーヤ)、DOCK(University of California、カリフォルニア州サンフランシスコ)、Flo99(Thistlesoft、ニュージャージー州モリス・タウンシップ)、Ludi(Molecular Simulations、カリフォルニア州サンディエゴ)、QUANTA(Molecular Simulations、カリフォルニア州サンディエゴ)、Insight(Molecular Simulations、カリフォルニア州サンディエゴ)、SYBYL(TRIPOS、Inc.、ミズーリ州セントルイス)およびLEAPFROG(TRIPOS、Inc.、ミズーリ州セントルイス)。
本明細書に記載されている構造座標は、分子または分子錯体の未知の三次元構造を決定するために、標準相同性モデリング技法と併せて用いることができる。相同性モデリングは、1または複数の連関するタンパク質分子、分子錯体またはそれらの一部の構造座標を用いた未知の構造のモデル構築に関与する。相同性モデリングは、特に、本明細書における図33および34に提示されている関連する(すなわち、相同)構造座標を用いて、その三次元構造を解明しようとするタンパク質の共通または相同部分を、公知の分子の相同構造エレメントの三次元構造に適合させることにより実行することができる。相同性は、アミノ酸配列同一性、相同二次構造エレメントおよび/または相同三次フォールドを用いて決定することができる。相同性モデリングは、アミノ酸(または他の構成要素)を、解明しようとする連関する構造のアミノ酸に置き換えることによる三次元構造の一部または全体の再建を包含することができる。よって、未知の分子の三次元構造は、本明細書に記載されているCcMan51〜774の三次元構造を用いて作成し、本技術分野で周知の数多くの技法を用いて精緻化することができる。
本明細書に記載されている三次元構造に基づき、その選択性を改善または改変するために、CcMan51〜774または他のマンノシダーゼの原子または側鎖(side group)の一部において置換を行うことができる。例えば、CcMan5は、ポジション536および588に非酸性残基を含有し、これによりマンノシダーゼは、Man−P−Man基質におけるアノマー酸素とのリン酸結合を許容できるようになる。そのようなものとして、他のマンノシダーゼにおける対応する残基を非酸性残基に変化させ、該マンノシダーゼのMan−P−Man基質を受け入れる能力を増加させることができる。
本明細書における使用に適した他のマンノシダーゼポリペプチド候補は、ヌクレオチドおよびポリペプチド配列アライメントの解析によって同定することができる。例えば、ヌクレオチドまたはポリペプチド配列のデータベースにおけるクエリーの実行は、マンノシダーゼポリペプチドのホモログおよび/またはオルソログを同定することができる。配列解析は、公知のマンノシダーゼアミノ酸配列を用いた非重複データベースのBLAST、Reciprocal BLASTまたはPSI−BLAST解析に関与することができる。データベースにおける40%を超える配列同一性を有するポリペプチドは、マンノシダーゼポリペプチドとしての適合性に関するさらなる評定のための候補として同定することができる。アミノ酸配列の類似性は、ある疎水性残基による別の疎水性残基の置換、あるいはある極性残基による別の極性残基の置換等、保存的アミノ酸置換を可能にする。必要に応じて、さらに評定される候補の数を狭めるため、このような候補のマニュアル検査が行われてよい。マニュアル検査は、末端マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を加水分解することのできるマンノシダーゼに存在する疑いのあるドメイン、例えば、1または複数(例えば、1、2、3、4またはそれ以上)の保存されたドメインまたは機能領域(例えば、基質結合空洞)を有すると思われる候補を選択することによって行うことができる。このようなドメインは、グリシンリッチモチーフ、GVGXXGXGG(式中、XはGly、Ser、Thr、Val、Ala、CysもしくはGln(または小分子側鎖を有する他のアミノ酸)を包含することができる。このモチーフは、配列番号50の残基69〜77に見られる。この領域は、酵素の活性部位における−1マンノースおよびリン酸結合サブ部位に必須の水素結合を与えるループを形成する。
保存されたモチーフの別の例として、VXEモチーフ(式中、Arg(R)は、−1環および場合により+1環と水素結合を形成し、Glu(E)は該R残基と塩橋(salt bridge)し、恐らくこのモチーフを形作り、XはTrpまたはProを除く20種のアミノ酸のうちいずれかである)が挙げられる。このモチーフは、配列番号50の残基404〜407に見いだされる。
適格なモチーフとして、X QGXモチーフ(式中、XはLeu、Ile、Val、Ala、Phe、TyrまたはMetであってよく、XはThr、SerまたはAsnであってよい)を挙げることもできる。このモチーフは、配列番号50の残基534〜538に見られる。オリゴ糖における末端マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を加水分解する能力を持たないマンノシダーゼにはEが存在するため、このモチーフにおけるGln(Q)は重要である。このモチーフにおけるTyr(Y)もまた、+1部位の形成に重要であると考えられる。
その上、配列番号50の残基22、25、71、72、195、196、354、405、535、536、588、589、626、658、660および662によって画定される領域は、CcMan5の基質結合空洞を形成する。最小必要要件として、G71、G72、D355、R405、Q536、N588、Q589、T626、D660、D662が触媒中心を形成するが、そのうちN588、Q589およびD660が触媒Ca2+イオンの配位に関与し、D662およびD660が求核水の活性化に関与し、Q536が遷移状態におけるアノマー酸素を安定化し、G71、G71、D355、R405およびT626が−1部位における基質結合に関与する。この最小触媒中心の表示に関しては図30を参照されたし。そのようなものとして、アミノ酸側鎖中の原子の三次元タンパク質座標が図33における等価原子の座標の1.5Å偏差内に収まる最小触媒中心(例えば、図30に示されている通り)に位置する場合、マンノシダーゼは、末端マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を加水分解することのできる候補マンノシダーゼとして選択することができる。
保存されたモチーフは、タンパク質のN末端ドメインにおけるGDXGNモチーフ(式中、XはPを除くいずれのアミノ酸であってよい)となることもできる。このモチーフは配列番号50の残基21〜25に見られ、図24に示す酵素の基質結合ポケットの一部を形成する。特に、DおよびNの側鎖は、基質結合空洞に沿って並び、+1マンノースと結合する代替的なサブポケット(subpocket)を形作ることができる。
実施例14に示されている通り、ポリペプチド配列のデータベースにおけるクエリーの実行により、以下の生物におけるCcMan5ホモログが同定された:
Figure 0005990102
上のモチーフのみならず、三次元構造のループの多くにおいて、Streptomyces coelicolorおよびStreptomyces lividans由来のマンノシダーゼは類似のものである(CcMan5 GH92ドメインに対して66%配列同一性であり、BLASTPにより765個の整列した残基にわたり501個の同一性)。
マンノシダーゼポリペプチドをコードする単離された核酸分子は、標準技法により生成することができる。例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技法は、本明細書に記載されているヌクレオチド配列を含有する単離された核酸を得るために用いることができる。PCRは、全ゲノムDNAまたは全細胞RNA由来の配列等、DNAおよびRNAから特異的な配列を増幅するため用いることができる。一般に、対象の領域の末端またはそれを超える配列情報は、増幅しようとする鋳型の逆ストランドと配列が同一または同様のオリゴヌクレオチドプライマーの設計に活用される。部位特異的なヌクレオチド配列修飾を鋳型核酸に導入することができる様々なPCR戦略を用いることもできる。単離された核酸は、単一の核酸分子(例えば、ホスホラミダイト技術を用いた3’から5’方向の自動DNA合成により)として、あるいは一連のオリゴヌクレオチドのいずれかとして化学合成してもよい。例えば、オリゴヌクレオチド対がアニールすると二重鎖が形成されるように各対が短い相補性セグメント(例えば、約15ヌクレオチド)を含有する所望の配列を含有する、1または複数対の長いオリゴヌクレオチド(例えば、>100ヌクレオチド)を合成することができる。DNAポリメラーゼを用いてオリゴヌクレオチドを伸長し、各オリゴヌクレオチド対につき単一の二本鎖核酸分子を生じ、次にこれをベクターにライゲーションすることができる。本発明の単離された核酸は、例えば、自然発生DNAの突然変異誘発により得ることもできる。
本文書は、本明細書に記載されているマンノシダーゼの(i)生物活性変種および(ii)生物活性断片またはその生物活性変種も提供する。マンノシダーゼの生物活性変種は、配列番号7、9、11、13、15または50に示される配列に関連する付加、欠失または置換を含有することができる。置換されたタンパク質は、一般に、50を超えない(例えば、1,2,3,4,5,6,7,8,9,10、12、15、20、25、30、35、40または50を超えない)保存的アミノ酸置換を有することになる。保存的置換は、あるアミノ酸による、同様の特徴を有する別のアミノ酸の置換である。保存的置換は、次の各群の内における置換を包含する。バリン、アラニンおよびグリシン;ロイシン、バリンおよびイソロイシン;アスパラギン酸およびグルタミン酸;アスパラギンおよびグルタミン;セリン、システインおよびスレオニン;リシンおよびアルギニン;ならびにフェニルアラニンおよびチロシン。非極性疎水性アミノ酸は、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファンおよびメチオニンを包含する。極性中性アミノ酸は、グリシン、セリン、スレオニン、システイン、チロシン、アスパラギンおよびグルタミンを包含する。正電荷(塩基性)アミノ酸は、アルギニン、リシンおよびヒスチジンを包含する。負電荷(酸性)アミノ酸は、アスパラギン酸およびグルタミン酸を包含する。上述の極性、塩基性または酸性群のあるメンバーの、同じ群の別のメンバーによる任意の置換は、保存的置換であると判断することができる。それと比べて、非保存的置換は、あるアミノ酸によるそれと類似していない特徴を有する別のアミノ酸の置換である。図31および32に示される配列アライメントは、実施可能なアミノ酸置換の多数の例を提供する。
欠失変種は、(2以上のアミノ酸の)1,2,3,4,5,6,7,8,9,10、11、12、13、14、15、16、17、18、19もしくは20アミノ酸セグメントまたは近接していない単一アミノ酸を欠くことができる。
付加(付加変種)は、(a)配列番号7、9、11、13もしくは15またはその断片に示されるマンノシダーゼと、(b)内部または末端(CまたはN)の無関係または異種アミノ酸配列とを含有する融合タンパク質を包含する。このような融合タンパク質の文脈において、用語「異種アミノ酸配列」は、(a)以外のアミノ酸配列を意味する。異種配列は、例えば、組換えタンパク質の精製に用いられる配列(例えば、FLAG、ポリヒスチジン(例えばヘキサヒスチジン)、赤血球凝集素(hemagluttanin)(HA)、グルタチオン−S−転移酵素(GST)またはマルトース結合タンパク質(MBP))であり得る。異種配列は、診断または検出可能マーカーとして有用なタンパク質、例えば、ルシフェラーゼ、緑色蛍光タンパク質(GFP)またはクロラムフェニコールアセチル基転移酵素(CAT)となることもできる。一部の実施形態では、融合タンパク質は、別のタンパク質由来のシグナル配列を含有する。特定の宿主細胞(例えば、酵母宿主細胞)において、標的タンパク質の発現および/または分泌は、異種シグナル配列の使用によって増加させることができる。一部の実施形態では、融合タンパク質は、例えば、抗体作製のための免疫応答の誘発に有用な担体(例えば、KLH)または小胞体もしくはゴルジ体保留シグナルを含有することができる。異種配列は、変動的な長さとなることができ、ある場合には、該異種配列が取り付けられる全長標的タンパク質よりも長い配列であり得る。
マンノシダーゼの生物活性断片または生物活性変種は、野生型、全長、成熟タンパク質のマンノシダーゼ活性(例えば、M6P残基のキャップ除去)の少なくとも40%(例えば、少なくとも50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%、99.5%もしくは100%またはそれよりさらに多い)を有する。例えば、マンノシダーゼの生物活性断片は、配列番号50の残基1〜774を含有することができる。
本明細書に記載されているマンノシダーゼは、キャップ除去された末端ホスホ−6−マンノース(M6P)残基を有する分子(例えば、標的タンパク質)の生産に用いることができる。この方法は、in vitroまたはin vivoで実行することができる。
M6P残基キャップ除去のin vitro方法
本明細書に記載されているマンノシダーゼは、組換えにより生産し、in vitroで用いてオリゴ糖における末端M6P残基をキャップ除去することができる。マンノシダーゼを組換えにより生産するため、マンノシダーゼポリペプチドをコードする核酸に作動可能に連結したプロモーターを含有するベクターを用いる。本明細書において、「プロモーター」は、遺伝子を転写させるDNA配列を意味する。プロモーターがRNAポリメラーゼによって認識され、次にポリメラーゼが転写を開始する。このように、プロモーターは、RNAポリメラーゼによって直接的に結合される、あるいはその動員に関与するDNA配列を含有する。プロモーター配列は「エンハンサー(enhancer)領域」を包含することもできるが、エンハンサー領域とは、タンパク質(すなわち、トランス作用因子:転写因子一式のようなもの)と結合して、遺伝子集団における遺伝子の転写レベルを増強(enhance)することのできる(この名称の由来)1または複数のDNA領域である。エンハンサーは、通常、コード領域の5’末端にあるが、プロモーター配列から離間していてもよく、また、例えば遺伝子のイントロン領域内または遺伝子コード領域の3’にあってもよい。
本明細書において、「作動可能に連結した」は、発現調節配列が対象コード配列の発現を効果的に調節するように、遺伝的構築物(例えば、ベクター)に組み入れられることを指す。
発現ベクターは、コードされているポリペプチドの発現のために宿主細胞に導入(例えば、形質転換またはトランスフェクションにより)することができ、その後ポリペプチドは精製することができる。マンノシダーゼポリペプチドの小規模または大規模生産に用いることのできる発現系は、核酸分子を含有する組換えバクテリオファージDNA、プラスミドDNAまたはコスミドDNA発現ベクターで形質転換された細菌(例えば、E.coli)や、核酸分子を含有する組換え真菌発現ベクターで形質転換された真菌(例えば、S.cerevisiae、Yarrowia lipolytica、Arxula adeninivorans、Pichia pastoris、Hansenula polymorphaまたはAspergillus)等、微生物を包含するが、これらに限定されるものではない。有用な発現系は、核酸分子を含有する組換えウイルス発現ベクター(例えば、バキュロウイルス)に感染した昆虫細胞系、および組換えウイルス発現ベクター(例えば、タバコモザイクウイルス)に感染した、あるいは核酸分子を含有する組換えプラスミド発現ベクター(例えば、Tiプラスミド)で形質転換した植物細胞系も包含する。マンノシダーゼポリペプチドは、本明細書に記載されている核酸と共に、哺乳動物細胞のゲノムに由来(例えば、メタロチオネインプロモーター)、あるいは哺乳動物ウイルスに由来(例えば、アデノウイルス後期プロモーターおよびサイトメガロウイルスプロモーター)するプロモーターを含有する組換え発現構築物を保有する細胞(例えば、COS細胞、チャイニーズハムスター卵巣細胞、HeLa細胞、ヒト胎児由来腎臓293細胞および3T3L1細胞等、不死化細胞株)を包含する哺乳動物発現系を用いて生産することもできる。
通常、組換えマンノシダーゼポリペプチドは、タンパク質の精製に役立つよう、FLAG、ポリヒスチジン(例えば、ヘキサヒスチジン)、赤血球凝集素(HA)、グルタチオン−S−転移酵素(GST)またはマルトース結合タンパク質(MBP)等、異種アミノ酸配列でタグ付けされる。他のタンパク質精製方法は、イオン交換、疎水性および逆相、分子ふるい、アフィニティー、疎水性電荷誘導クロマトグラフィーその他(例えば、Scopes、Protein Purification:Principles and Practice、第3版、Springer− Verlag、New York(1993年);Burton and Harding、J.Chromatogr.A 814巻:71〜81頁(1998年)を参照)等、クロマトグラフィー技法を包含する。
キャップ除去された末端M6P残基を有する分子をin vitroで生産するため、マンノース−1−ホスホ−6マンノース結合を含有する標的分子は、適格な条件下で、精製されたマンノシダーゼまたは組換えにより生産されたマンノシダーゼを含有する細胞溶解産物と接触させる。細胞溶解産物は、真菌細胞、植物細胞または動物細胞等、任意の遺伝的に操作されている細胞に由来し得る。動物細胞の非限定的な例として、線虫、昆虫、植物、鳥類、爬虫類、およびマウス、ラット、ウサギ、ハムスター、スナネズミ、イヌ、ネコ、ヤギ、ブタ、ウシ、ウマ、クジラ、サルまたはヒト等の哺乳類が挙げられる。標的分子(例えば、オリゴ糖または糖タンパク質)を精製マンノシダーゼまたは細胞溶解産物と接触させると、マンノシダーゼは、マンノース−1−ホスホ−6マンノース結合を加水分解し、1または複数のキャップ除去された末端M6P残基を有する標的分子を生成する。実施例2に記載されている方法は、末端M6P残基がキャップ除去されているか決定するために用いることができる。マンノシダーゼによるプロセシングに続き、キャップ除去された末端M6P残基を有する標的分子を単離することができる。
溶解産物におけるマンノシダーゼ活性の活性または統合性を維持する細胞溶解産物を得るための適格な方法は、適切なバッファーおよび/または、細胞溶解産物におけるN−糖鎖付加活性の変化を維持または最小化するヌクレアーゼ、プロテアーゼおよびホスファターゼ阻害剤等の阻害剤の使用を包含することができる。このような阻害剤として、例えば、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、エチレングリコールビス(P−アミノエチルエーテル)Ν,Ν,Ν1,Ν1−四酢酸(EGTA)等のキレート剤、フッ化フェニルメチルスルホニル(PMSF)、アプロチニン、ロイペプチン、アンチパインその他等のプロテアーゼ阻害剤およびリン酸塩、フッ化ナトリウム、バナジン酸塩その他等のホスファターゼ阻害剤が挙げられる。酵素活性を含有する溶解産物を得るのに適切なバッファーおよび条件は、例えば、Ausubelら、Current Protocols in Molecular Biology(別冊47巻)、John Wiley & Sons、New York(1999年)、Harlow and Lane, Antibodies:A Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratory Press(1988年)、Harlow and Lane, Using Antibodies:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Press(1999年)、Tietz Textbook of Clinical Chemistry、第3版、Burtis and Ashwood, eds.W.B.Saunders、Philadelphia、(1999年)に記載されている。
細胞溶解産物は、さらに加工して、適宜干渉物質の存在を排除または最小化することができる。必要に応じて、細胞溶解産物は、細胞成分分画や、イオン交換、疎水性および逆相、分子ふるい、アフィニティー、疎水性電荷誘導クロマトグラフィーその他等のクロマトグラフィー技法を包含する、当業者にとって周知の多種多様な方法によって分画することができる。
一部の実施形態では、細胞溶解産物は、全細胞小器官が無傷および/または機能的なまま調製することができる。例えば、溶解産物は、無傷粗面小胞体、無傷滑面小胞体または無傷ゴルジ体のうち1または複数を含有することができる。無傷細胞小器官を含有する溶解産物の調製およびオルガネラの機能性試験に適格な方法は、例えば、Moreauら、(1991年)J.Biol.Chem.266巻(7号):4329〜4333頁、Moreauら、(1991年)J.Biol.Chem.266巻(7号):4322〜4328頁、Rexachら、(1991年)J.Cell Biol.114巻(2号):219〜229頁およびPaulikら、(1999年)Arch.Biochem.Biophys.367巻(2号):265〜273頁に記載されている。
本明細書における標的分子は、末端マンノース−1−ホスホ−6マンノース結合を含有する任意の分子、あるいは真菌起源の細胞において発現される際にマンノース−1−ホスホ−6マンノース結合を含有する任意の分子を意味する。適格な標的タンパク質は、破傷風トキソイドまたはジフテリア(diptheria)トキソイド等、病原体タンパク質;サイトメガロウイルス(CMV)糖タンパク質B、HおよびgCIII、ヒト免疫不全ウイルス1(HIV−1)エンベロープ糖タンパク質、ラウス肉腫ウイルス(RSV)エンベロープ糖タンパク質、ヘルペスシンプレックスウイルス(HSV)エンベロープ糖タンパク質、エプスタイン・バーウイルス(EBV)エンベロープ糖タンパク質、水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)エンベロープ糖タンパク質、ヒトパピローマウイルス(HPV)エンベロープ糖タンパク質、インフルエンザウイルス糖タンパク質ならびに肝炎ファミリー表面抗原等、ウイルス表面タンパク質;リソソームタンパク質(例えば、酸性アルファグルコシダーゼ、アルファガラクトシダーゼ(galatosidase)、グルコセレブロシダーゼ、セレブロシダーゼまたはガラクトセレブロシダーゼ);インスリン;グルカゴン;増殖因子;サイトカイン;ケモカイン;ならびに抗体またはその断片を包含する。増殖因子は、例えば、血管内皮増殖因子(VEGF)、インスリン様増殖因子(IGF)、骨形成タンパク質(BMP)、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、神経成長因子(NGF)、ニューロトロフィン、血小板由来増殖因子(PDGF)、エリスロポエチン(EPO)、トロンボポエチン(TPO)、ミオスタチン(GDF−8)、増殖分化因子−9(GDF9)、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGFまたはFGF2)、上皮増殖因子(EGF)、肝細胞増殖因子(HGF)を包含する。サイトカインは、例えば、IL−1からIL−33(例えば、IL−1、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8、IL−9、IL−10、IL−12、IL−13またはIL−15))等、インターロイキンを包含する。ケモカインは、例えば、I−309、TCA−3、MCP−1、ΜΙΡ−1α、ΜΙΡ−1β、RANTES、C10、MRP−2、MARC、MCP−3、MCP−2、MRP−2、CCF18、ΜΙΡ−1γ、エオタキシン、MCP−5、MCP−4、NCC−1、Ckβ10、HCC−1、ロイコタクチン(Leukotactin)−1、LEC、NCC−4、TARC、PARCまたはエオタキシン−2を包含する。腫瘍糖タンパク質(例えば、腫瘍関連抗原)、例えば、癌胎児抗原(CEA)、ヒトムチン、HER−2/neuおよび前立腺特異的抗原(PSA)もまた包含される[Henderson and Finn, Advances in Immunology、62巻、217〜56頁(1996年)]。
一部の実施形態では、標的タンパク質はリソソーム貯蔵障害に関連する可能性があり、該標的タンパク質は、例えば、酸性アルファグルコシダーゼ、アルファガラクトシダーゼ、アルファ−L−イズロニダーゼ、ベータ−D−ガラクトシダーゼ、ベータ−グルコシダーゼ、ベータ−ヘキソサミニダーゼ、ベータ−D−マンノシダーゼ、アルファ−L−フコシダーゼ、アリールスルファターゼB、アリールスルファターゼA、アルファ−N−アセチルガラクトサミニダーゼ、アスパルチルグルコサミニダーゼ、イズロネート−2−スルファターゼ、アルファ−グルコサミニド−N−アセチル基転移酵素、ベータ−D−グルコロニダーゼ(glucoronidase)、ヒアルロニダーゼ、アルファ−L−マンノシダーゼ、アルファ−ノイラミニダーゼ、ホスホトランスフェラーゼ、酸性リパーゼ、酸性セラミダーゼ、スフィンゴミエリナーゼ、チオエステラーゼ、カテプシンKおよびリポタンパク質リパーゼを包含する。
一部の実施形態では、標的タンパク質は、標的タンパク質が別のポリペプチド配列と融合、あるいはポリマー、担体、アジュバント、免疫毒素または検出可能な(例えば、蛍光、発光または放射性)部分と融合した融合タンパク質である。例えば、標的タンパク質は、小分子タンパク質の分子量を増加させるため、および/または循環滞留時間を増加させるため、ポリエチレングリコール等、ポリマーと連接することができる。
M6P残基をキャップ除去するin vivo方法
本明細書に記載されている遺伝的に操作されている細胞を用いて、キャップ除去されたM6P残基を含有する標的分子を生産することができる。例えば、細胞に基づく方法は、マンノシダーゼをコードする核酸を包含するように、遺伝的に操作されている真菌細胞に、標的分子をコードする核酸を導入するステップを包含することができ、該細胞は、キャップ除去された末端M6P残基を含有する標的分子を生産する。一部の実施形態では、マンノシダーゼおよび標的分子をコードする核酸は、マンノシダーゼおよび標的分子が同時分泌されるような分泌配列を含有する。
本明細書に記載されている遺伝的に操作されている細胞は、マンノシダーゼをコードする核酸を含有し、キャップ除去された末端M6P残基を有する1または複数の標的分子の生産に有用である。キャップ除去されたM6P残基のin vivo生産に適した細胞は、以下を含めた真菌起源のものであり得る:
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本明細書において指定されている遺伝的操作に先立ち、このような細胞は、多種多様な商業的供給元や、例えば、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(American Type Culture Collection)(メリーランド州ロックビル)等の研究資源施設から入手することができる。標的分子は、本明細書に記載されている標的タンパク質のいずれか等、タンパク質を包含する(上を参照)。
細胞の遺伝的操作は、マンノシダーゼをコードする外因性核酸に加えて、(i)外鎖伸長(Outer CHain elongation)(OCH1)タンパク質をコードする内在性遺伝子の欠失、(ii)マンノース残基のリン酸化を増強するための、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチド(例えば、Yarrowia lipolytica、S.cerevisiae、Ogataea minuta、Pichia pastorisもしくはC.albicans由来のMNN4ポリペプチドまたはP.pastoris由来のPNO1ポリペプチド)をコードする組換え核酸の導入、(iii)OCH1タンパク質の機能発現に干渉するRNA分子の導入もしくは発現、(iv)N−糖鎖付加活性を有する野生型(例えば、内在性または外因性)タンパク質をコードする組換え核酸の導入(すなわち、N−糖鎖付加活性を有するタンパク質の発現)、(v)上述の標的分子をコードする組換え核酸の導入または(v)N−糖鎖付加活性を有するタンパク質をコードする1もしくは複数の内在性遺伝子のプロモーターもしくはエンハンサーエレメントの変更によるそれらがコードするタンパク質の発現の変更等、1または複数の遺伝的改変を包含することができる。RNA分子は、例えば、低分子干渉RNA(siRNA)、短鎖ヘアピン型RNA(shRNA)、アンチセンスRNAまたはマイクロRNA(miRNA)を包含する。遺伝的操作は、付加(例えば、異種配列)、欠失または置換(例えば、点突然変異、保存または非保存的突然変異等、突然変異)を有するタンパク質を生産するための、N−糖鎖付加活性を有するタンパク質をコードする内在性遺伝子の変更も包含する。突然変異は、特異的に導入することができる(例えば、部位特異的突然変異誘発または相同組換えによる)、あるいはランダムに(例えば、細胞は、例えばNewman and Ferro−Novick(1987年)J.Cell Biol.105巻(4号):1587頁に記載されている通り、化学的に突然変異誘発することができる)導入することができる。
本明細書に記載されている遺伝的改変は、(i)遺伝的に改変された細胞における1もしくは複数の活性の上昇、(ii)遺伝的に改変された細胞における1もしくは複数の活性の低下または(iii)遺伝的に改変された細胞における1もしくは複数の活性の局在もしくは細胞内分布の変化のうち1または複数を生じることができる。特定の活性(例えば、マンノシルリン酸化の促進)の量の増加は、マンノシルリン酸化を促進することのできる1または複数のタンパク質の過剰発現、内在性遺伝子(例えば、遺伝子重複)コピー数の増加または遺伝子にコードされるタンパク質の発現上昇を刺激する、内在性遺伝子のプロモーターもしくはエンハンサーの変更に起因し得ることが理解される。1または複数の特定の活性の低下は、変異型(例えば、ドミナントネガティブ型)の過剰発現、特定の活性を有する1もしくは複数のタンパク質の発現を低減させる1もしくは複数の干渉RNA分子の導入もしくは発現または特定の活性を有するタンパク質をコードする1もしくは複数の内在性遺伝子の欠失に起因し得る。
相同組換えにより遺伝子を破壊するため、「遺伝子置換」ベクターは、選択可能マーカー遺伝子を包含するような仕方で構築することができる。選択可能マーカー遺伝子は、5’および3’末端両方において、相同組換えを媒介するのに十分な長さの遺伝子の一部と作動可能に連結することができる。選択可能マーカーは、URA3、LEU2およびHIS3遺伝子等、宿主細胞の栄養要求性を補完する、あるいは抗生物質耐性を与える、任意の数の遺伝子のものであり得る。他の適格な選択可能マーカーは、酵母細胞にクロラムフェニコール耐性を付与するCAT遺伝子またはβ−ガラクトシダーゼの発現により青色のコロニーを生じるlacZ遺伝子を包含する。次に、遺伝子置換ベクターの直鎖化されたDNA断片は、本技術分野で周知の方法を用いて細胞に導入される(下を参照)。直鎖状断片のゲノムへの組込みおよび遺伝子の破壊は、選択マーカーに基づき決定することができ、例えばサザンブロット解析により立証することができる。選択可能マーカーは、例えばCre−loxPシステムにより宿主細胞ゲノムから除去することができる(下を参照)。
あるいは、遺伝子置換ベクターは、破壊しようとする遺伝子の一部であって、内在性遺伝子プロモーター配列を持たず、遺伝子コード配列をコードしないまたはその不活性断片をコードする一部を包含するような仕方で構築することができる。「不活性断片」は、例えば、遺伝子の全長コード配列から生産されたタンパク質の活性の約10%未満(例えば、約9%未満、約8%未満、約7%未満、約6%未満、約5%未満、約4%未満、約3%未満、約2%未満、約1%未満または0%)を有するタンパク質をコードする遺伝子の断片である。遺伝子のこのような一部は、公知のプロモーター配列は遺伝子配列に作動可能に連結していないが、終止コドンおよび転写終結配列が遺伝子配列の一部に作動可能に連結しているような仕方でベクターに挿入される。このベクターは、その後、遺伝子配列の一部において直鎖化し、細胞に形質転換することができる。1回の相同組換えにより、次にこの直鎖化されたベクターが、遺伝子の内在性カウンターパートに組込まれる。
発現ベクターは、自律型であっても組込み型であってもよい。組換え核酸(例えば、マンノシダーゼをコードするもの)は、プラスミド、ファージ、トランスポゾン、コスミドまたはウイルス粒子等、発現ベクターの形状で細胞に導入することができる。組換え核酸は、染色体外に保持することができる、あるいは酵母細胞染色体DNAに組込むことができる。発現ベクターは、選択された条件下における細胞生存率に要求されるタンパク質をコードする選択マーカー遺伝子(例えば、ウラシル生合成に必要な酵素をコードするURA3またはトリプトファン生合成に要求される酵素をコードするTRP1)を含有し、所望の核酸で形質転換されたこれらの細胞を検出および/または選択することができる(例えば、米国特許第4,704,362号を参照)。発現ベクターは、自己複製配列(ARS)も包含し得る。例えば、米国特許第4,837,148号は、Pichia pastorisにおいてプラスミドを保持する適格な手段をもたらす自己複製配列について記載する。
組込みベクターは、例えば、米国特許第4,882,279号に開示されている。組込みベクターは、一般に、連続的に配置された少なくとも第一の挿入可能DNA断片、選択可能マーカー遺伝子および第二の挿入可能DNA断片の配列を包含する。第一および第二の挿入可能DNA断片は、それぞれ約200(例えば、約250、約300、約350、約400、約450、約500もしくは約1000またはそれ以上)の長さのヌクレオチドであり、形質転換しようとする種のゲノムDNAの一部に相同的なヌクレオチド配列を有する。発現のための対象の遺伝子(例えば、N−糖鎖付加活性を有するタンパク質をコードする遺伝子)を含有するヌクレオチド配列は、マーカー遺伝子の前であれ後であれ、このベクターの第一と第二の挿入可能DNA断片の間に挿入される。組込みベクターは、酵母形質転換に先立ち直鎖化し、これにより対象のヌクレオチド配列の宿主細胞ゲノムへの組込みを容易にすることができる。
発現ベクターは、核酸を真菌細胞において発現させることのできる、酵母(例えば、Yarrowia lipolytica、Arxula adeninivorans、P.pastorisまたは他の適格な真菌種)プロモーターの制御下における組換え核酸を特色付けることができる。適格な酵母プロモーターは、例えば、ADC1、TPI1、ADH2、hp4d、POXおよびGal10(例えば、Guarenteら、(1982年)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 79巻(23号):7410頁を参照)プロモーターを包含する。追加的な適格なプロモーターは、例えば、Zhu and Zhang(1999年)Bioinformatics 15巻(7〜8号):608〜611頁および米国特許第6,265,185号に記載されている。
プロモーターは、構成的または誘導性(コンディショナル)であり得る。構成的プロモーターは、その発現が標準培養条件下において一定なプロモーターであると理解される。誘導性プロモーターは、1または複数の誘導合図応答性のプロモーターである。例えば、誘導性プロモーターは、化学的に制御される(例えば、その転写活性がアルコール、テトラサイクリン、ステロイド、金属または他の小分子等、化学誘導剤の有無によって制御されるプロモーター)、あるいは物理的に制御される(例えば、その転写活性が光、高温または低温等、物理的誘導因子の有無によって制御されるプロモーター)。誘導性プロモーターは、それ自身が化学または物理的合図によって直接的に制御される1または複数の転写因子によって間接的に制御されてもよい。
他の遺伝的に操作された改変もコンディショナルとなり得ることが理解される。例えば、遺伝子は、例えば、Cre−loxPシステム等、部位特異的DNAリコンビナーゼを用いてコンディショナルに欠失させることができる(例えば、Gossenら、(2002年)Ann.Rev.Genetics 36巻:153〜173頁および米国特許出願公開第20060014264号を参照)。
組換え核酸は、スフェロプラスト技法やホールセル塩化リチウム酵母形質転換方法等、多種多様な方法を用いて本明細書に記載されている細胞に導入することができる。プラスミドまたは直鎖状核酸ベクターの細胞への形質転換に有用な他の方法は、例えば、本明細書にそのそれぞれの開示の全体を援用する米国特許第4,929,555号、Hinnenら、(1978年)Proc.Nat.Acad.Sci.USA 75巻:1929頁、Itoら、(1983年)J.Bacteriol.153巻:163頁、米国特許第4,879,231号およびSreekrishnaら、(1987年)Gene 59巻:115頁に記載されている。Cregg and Russel、Methods in Molecular Biology:Pichia Protocols、第3章、Humana Press、ニュージャージー州トトワ、27〜39頁(1998年)に記載されている通り、エレクトロポレーションおよびPEG1000ホールセル形質転換手順を用いることもできる。
形質転換された真菌細胞は、(細胞の栄養要求性により)要求される生化学的産物の不在下における形質転換後の栄養要求性細胞の培養、新しい表現型の選択および検出、または形質転換体に含有されている耐性遺伝子の不在下では酵母に対して毒性を有する抗生物質の存在下における培養を包含するが、これらに限定されない適切な技法を用いることによって選択することができる。形質転換体は、例えばサザンブロットやPCR解析によって評価することのできる、発現カセットのゲノム内への組込みにより選択および/または立証することもできる。
ベクターの対象の標的細胞への導入に先立ち、ベクターは、上述のEscherichia coli(E.coli)等、細菌細胞において増殖(例えば、増幅)させることができる。ベクターDNAは、細菌環境(milieu)からベクターDNAの精製をもたらす本技術分野で公知の方法のいずれかにより細菌細胞から単離することができる。精製されたベクターDNAをフェノール、クロロホルムおよびエーテルで広範に抽出し、プラスミドDNA標本中に、哺乳動物細胞に毒性となり得るE.coliタンパク質が存在していないことを確実にすることができる。
一部の実施形態では、遺伝的に操作されている真菌細胞は、OCH1遺伝子またはその遺伝子産物(例えば、mRNAまたはタンパク質)を欠き、OCH1活性が欠損している。一部の実施形態では、遺伝的に操作されている細胞は、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチド(例えば、Yarrowia lipolytica、S.cerevisiae、Ogataea minuta、Pichia pastorisもしくはC.albicans由来のMNN4ポリペプチドまたはP.pastoris由来のPNO1ポリペプチド)を発現する。例えば、真菌細胞は、Y.lipolytica由来のMNN4ポリペプチド(Genbank(登録商標)登録番号XM_503217、Genolevures Ref:YALI0D24101g)を発現することができる。一部の実施形態では、遺伝的に操作されている細胞は、OCH1活性を欠損し、またマンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドを発現する。
M6P残基のキャップ除去に続いて、標的分子を単離することができる。一部の実施形態では、標的分子は酵母細胞内に保持され、細胞溶解により放出される。一部の実施形態では、標的分子は、細胞から分子の分泌を指示するコード配列(外因性核酸に元から存在するか、あるいは発現ベクター内に操作されて入れられた)によって提供される機序を介して培養用培地に分泌される。細胞溶解産物または培養用培地におけるキャップ除去された標的分子の存在は、該分子の存在を検出するための多種多様な標準プロトコールによって立証することができる。例えば、変更された標的分子がタンパク質である場合、このようなプロトコールは、変更された標的タンパク質(または標的タンパク質そのもの)に特異的な抗体によるイムノブロッティングもしくは放射性免疫沈降、変更された標的タンパク質(または標的タンパク質そのもの)に特異的なリガンドの結合または変更された標的タンパク質(または標的タンパク質そのもの)の特異的酵素活性の試験を包含することができるが、これらに限定されるものではない。
本明細書に記載されている方法を用いて生産された標的分子において、糖タンパク質におけるN−グリカンの少なくとも47%(例えば、少なくとも50、55、60、65、70、75、80、85または90%)は、末端ホスホ−6−マンノース残基を有する。末端ホスホ−6−マンノース残基を有するN−グリカンのパーセンテージは、DSA−FACEエレクトロフェログラムにおけるピーク面積から概算することができる。実施例13を参照されたし。
一部の実施形態では、単離に続いて、キャップ除去された標的分子は、例えば、酵素または化学的手段を用いて異種部分に取り付けることができる。「異種部分」は、変更された標的分子に(例えば、共有結合または非共有結合により)連接された任意の構成物であって、変更された標的分子上に元来存在していた構成物とは異なる構成物を意味する。異種部分は、例えば、ポリマー、担体、アジュバント、免疫毒素または検出可能な(例えば、蛍光、発光または放射性)部分を包含する。一部の実施形態では、変更された標的分子に追加的なN−グリカンを付加することができる。
標的分子の糖鎖付加を検出するための方法は、DNAシーケンサー支援(DSA)フルオロフォア支援炭水化物電気泳動(FACE)または表面増強レーザー脱離/イオン化飛行時間型質量分析(SELDI−TOF MS)を包含する。例えば、分析は、例えば糖タンパク質を変性し、続いて例えばメンブレン上に固定化するDSA−FACEを利用することができる。次に、糖タンパク質は、ジチオスレイトール(DTT)またはβ−メルカプトエタノール等、適格な還元剤によって還元することができる。タンパク質のスルフヒドリル基は、ヨード酢酸等、酸を用いてカルボキシル化することができる。次に、N−グリカンは、N−グリコシダーゼF等、酵素を用いてタンパク質から遊離させることができる。N−グリカンは、必要に応じて再構成し、還元的アミノ化により誘導体化することができる。次に、誘導体化されたN−グリカンは濃縮することができる。N−グリカン分析に適した器具使用は、例えば、ABI PRISM(登録商標)377DNAシーケンサー(Applied Biosystems)を包含する。データ分析は、例えば、GENESCAN(登録商標)3.1ソフトウェア(Applied Biosystems)を用いて実行することができる。必要に応じ、単離されたマンノプロテインは、1または複数の酵素によりさらに処理し、そのN−グリカン状態を確認することができる。N−グリカン分析の追加的な方法は、例えば、質量分析(例えばMALDI−TOF−MS)、順相、逆相における高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)およびイオン交換クロマトグラフィー(例えば、グリカンが標識されていない場合はパルスアンペロメトリック検出により、また、グリカンが適切に標識されていればUV吸光度または蛍光による)を包含する。Callewaertら(2001年)Glycobiology 11巻(4号):275〜281頁およびFreireら(2006年)Bioconjug.Chem.17巻(2号):559〜564頁も参照されたし。
操作された細胞の培養物
本文書は、本明細書に記載されている遺伝的に操作されている細胞のうちいずれかの実質的に純粋な培養物も提供する。本明細書において、遺伝的に操作されている細胞の「実質的に純粋な培養物」は、培養物の生細胞全数の約40%未満(すなわち、約35%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、2%、1%、0.5%、0.25%、0.1%、0.01%、0.001%、0.0001%未満またはさらにそれ以下)が、遺伝的に操作されている細胞以外、例えば細菌、真菌(酵母等)、マイコプラズマまたは原生生物の細胞以外の生細胞である、細胞培養物である。この文脈における用語「約」は、関連するパーセンテージが、指定のパーセンテージのプラスマイナス15%パーセントとなり得ることを指す。よって、例えば約20%は、17%から23%であり得る。遺伝的に操作されている細胞のこのような培養物は、細胞および増殖、保存または輸送培地を包含する。培地は、液体、半固体(例えば、ゼラチン状培地)または凍結状であり得る。培養物は、液体培地中または半固体培地中/上で増殖する、あるいは凍結保存または輸送培地等、保存または輸送培地において保存または輸送される細胞を包含する。培養物は、培養容器もしくは保存容器または基盤(例えば、培養皿、フラスコもしくはチューブまたは保存バイアルもしくはチューブ)内に置かれる。
本明細書に記載されている遺伝的に操作されている細胞は、例えば、グリセロールやショ糖等、凍結防止物質を含有するバッファー中における例えば凍結細胞懸濁液として、あるいは凍結乾燥細胞として保存することができる。あるいは、例えば、細胞は、例えば流動床乾燥もしくは噴霧乾燥、またはその他の適格な乾燥方法によって得られる乾燥細胞標本として保存することができる。
代謝障害
キャップ除去された末端M6P残基を有する分子は、多種多様な代謝障害の治療に用いることができる。代謝障害は、個々のヒト(または動物)細胞内のエネルギー生産に影響を与える障害である。一部は食事、毒素、感染等の結果「後天性」となり得るが、多くの代謝障害は遺伝性である。遺伝性代謝障害は、先天性代謝異常としても公知のものである。一般に、遺伝性代謝障害は、細胞の代謝過程のいくつかのステップに必要な酵素の欠落または不適切な構築をもたらす遺伝的欠陥に起因する。最大クラスの代謝障害は、炭水化物代謝障害、アミノ酸代謝障害、有機酸代謝障害(有機酸血症)、脂肪酸酸化およびミトコンドリア代謝障害、ポルフィリン代謝障害、プリンまたはピリミジン代謝障害、ステロイド代謝障害、ミトコンドリア機能障害、ペルオキシソーム機能障害ならびにリソソーム貯蔵障害(LSD)である。
キャップ除去された末端M6P残基を有する1または複数の分子(またはその医薬組成物)の投与によって治療され得る代謝障害の例として、遺伝性ヘモクロマトーシス、眼皮膚白皮症、プロテインC欠損症、I型遺伝性血管浮腫、先天的スクラーゼ・イソマルターゼ欠損症、クリグラー・ナジャーII型、ラロン症候群、遺伝性ミエロペルオキシダーゼ、原発性甲状腺機能低下症、先天的QT延長症候群、チロキシン(tyroxine)結合グロブリン欠損症、家族性高コレステロール血症、家族性カイロミクロン血症、無βリポタンパク血症、低血漿リポタンパク質Aレベル、肝傷害を伴う遺伝性気腫、先天的甲状腺機能低下症、骨形成不全症、遺伝性低フィブリノーゲン血症、アルファ−1抗キモトリプシン欠損症、腎性尿崩症、神経下垂体性尿崩症、アデノシンデアミナーゼ欠損症、ペリツェウス・メルツバッヘル病、フォン・ヴィルブランド病IIA型、組み合わせ因子VおよびVIII欠損症、遅発性脊椎骨端異形成症、全脈絡膜萎縮、I細胞病、バッテン病、毛細血管拡張性運動失調症、ADPKD−常染色体優性多発性嚢胞腎病、微絨毛封入体病、結節性硬化症、ロウの眼脳腎症候群、筋萎縮性側索硬化症、骨髄異形成症候群、裸リンパ球症候群、タンジール病、家族性肝内胆汁鬱滞、X連鎖副腎白質ジストロフィー、スコット症候群、ヘルマンスキー・プドラック症候群1および2型、ツェルウェガー症候群、肢根型点状軟骨異形成症、常染色体劣性原発性高シュウ酸尿症、Mohr Tranebjaerg症候群、球脊髄性筋萎縮症、原発性線毛機能不全症(diskenesia)(カルタゲナー症候群)、巨人症および末端肥大症、乳汁漏出症、アジソン病、副腎性男性化症、クッシング症候群、ケトアシドーシス、原発性または続発性アルドステロン症、ミラー・ディーカー症候群、脳回欠損、運動ニューロン疾患、アッシャー症候群、ウィスコット・アルドリッチ症候群、Optiz症候群、ハンチントン病、遺伝性膵炎、抗リン脂質症候群、重複結合組織病、シェーグレン症候群、全身硬直症候群、ブルガダ症候群、フィンランド型の先天的腎炎症候群、デュビン・ジョンソン症候群、X連鎖性低リン酸血症、ペンドレッド症候群、新生児持続性高インスリン性低血糖症、遺伝性球状赤血球症、無セルロプラスミン血症、小児性神経セロイドリポフスチン沈着症、偽性軟骨形成不全症および多発性骨端、シュタルガルト様黄斑ジストロフィー、X連鎖シャルコー・マリー・トゥース病、常染色体優性網膜色素変性症、Wolcott−Rallison症候群、クッシング病、肢帯型筋ジストロフィー、ムコ多糖症(mucoploy−saccharidosis)IV型、フィンランド型(Finish)の遺伝性家族性アミロイドーシス、アンダーソン病、肉腫、慢性骨髄単球性白血病、心筋症、faciogenital異形成、Torsion病、ハンチントンおよび脊髄小脳失調症、遺伝性高ホモシステイン血症(hyperhomosyteinemia)、多発ニューロパチー、下位運動ニューロン疾患、色素網膜炎、血清反応陰性多発性関節炎、間質性肺線維症、レイノー現象、ウェゲナー肉芽腫症(Wegner’s granulomatosis)、タンパク尿症(preoteinuria)、CDG−Ia、CDG−Ib、CDG−Ic、CDG−Id、CDG−Ie、CDG−If、CDG−IIa、CDG−IIb、CDG−IIc、CDG−IId、エーラース・ダンロス症候群、多発性外骨腫、Griscelli症候群(1型または2型)またはX連鎖性非特異的精神遅滞を挙げることができる。その上、代謝障害は、ファブリ病、ムコ多糖症I型、ファーバー病、ゴーシェ病、GM−ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、GM活性化因子疾患、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病(A、BおよびC型)、シャイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコシドーシス、マンノシドーシス、シンドラー病、シアリドーシス1型、ポンペ病、濃化異骨症、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多種スルファターゼ欠損症、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス(II、IIIおよびIV型)、シスチン症、シアル酸貯蔵病、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン停滞病、ヘルマンスキー・プドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病または幸福顔貌骨異形成症等であるが、これらに限定されないリソソーム貯蔵障害を包含することもできる。
代謝障害の症候は多数かつ多様であり、例えば、貧血、疲労、易挫傷、低濃度血中血小板、肝腫大、脾腫大、骨格弱化、肺機能障害、感染症(例えば、胸部感染症または肺炎)、腎機能障害、進行性脳損傷、発作、非常に濃い胎便、咳嗽、喘鳴、唾液もしくは粘液産生過剰、息切れ、腹痛、腸もしくは消化管閉塞、妊孕性問題、鼻部内ポリープ、ばち状指/足指爪および皮膚、手もしくは足の痛み、被角血管腫、発汗低下、角膜および水晶体混濁、白内障、僧帽弁逸脱症および/または逆流症、心拡大、温度不耐性、歩行困難、嚥下困難、進行性視力喪失、進行性難聴、筋緊張低下、巨舌症、反射消失、腰痛、睡眠時無呼吸、起座呼吸、傾眠、脊柱前弯症または脊柱側弯症のうち1または複数を包含し得る。タンパク質の欠陥または不在と、その結果生じる疾病の表現型(例えば、代謝障害の症候性症状)の多様な性質のため、所定の障害は、一般に、その特定の障害に特徴的な症候のみを呈するであろうことが理解されている。例えば、ファブリ病患者は、温度不耐性、角膜旋回、疼痛、皮疹、嘔気または下痢(dirarrhea)等であるがこれらに限定されない、上述の症候の特定のサブセットを呈し得る。ゴーシェ症候群の患者は、巨脾、硬変、痙攣、筋緊張亢進、無呼吸、骨粗鬆症または皮膚変色を呈し得る。
本明細書に記載されている1または複数のキャップ除去された分子の投与に加えて、代謝障害は、固有の栄養およびビタミン(例えば、補助因子療法)、物理的療法ならびに鎮痛剤によって治療することもできる。
所定の代謝障害の特異的な性質に応じて、患者は、任意の年齢においてこれらの症候を呈し得る。多くの症例において、症候は小児期または成人期初期に生じ得る。例えば、ファブリ病の症候は、若年齢、例えば、10または11歳の年齢で生じ得る。
本明細書において、「代謝障害を発症するリスクのある」対象は、障害を発症する素因、すなわち、酸性アルファグルコシダーゼ、アルファガラクトシダーゼ、アルファ−L−イズロニダーゼ、ベータ−D−ガラクトシダーゼ、ベータ−グルコシダーゼ、ベータ−ヘキソサミニダーゼ、ベータ−D−マンノシダーゼ、アルファ−L−フコシダーゼ、アリールスルファターゼB、アリールスルファターゼA、アルファ−N−アセチルガラクトサミニダーゼ(acteylgalactosaminidase)、アスパルチルグルコサミニダーゼ、イズロネート−2−スルファターゼ、アルファ−グルコサミニド−N−アセチル基転移酵素、ベータ−D−グルコロニダーゼ、ヒアルロニダーゼ、アルファ−L−マンノシダーゼ、アルファ−ノイラミニダーゼ(neurominidase)、ホスホトランスフェラーゼ、酸性リパーゼ、酸性セラミダーゼ、スフィンゴミエリナーゼ(sphinogmyelinase)、チオエステラーゼ、カテプシンKまたはリポタンパク質リパーゼ等、酵素における突然変異の結果、代謝障害を発症する遺伝性素因を有する対象である。明らかに、「代謝障害を発症するリスクのある」対象は、対象の種内の全対象という訳ではない。
「障害を有する疑いのある」対象は、本明細書に記載されているうちのいずれか等、代謝障害の1または複数の症候を有する対象である。
医薬組成物および治療方法
キャップ除去されたM6P残基を有する標的分子は、治療上有効量の該分子および1または複数のアジュバント、賦形剤、担体および/または希釈剤を含有する医薬組成物に組み入れることができる。容認できる希釈剤、担体および賦形剤は、通常、レシピエントの恒常性(例えば、電解質バランス)に有害な影響を与えない。容認できる担体は、生体適合性、不活性または生体吸収性の塩、緩衝剤、オリゴ糖または多糖、ポリマー、粘性改善剤、防腐剤その他を包含する。例示的な担体の1つは、生理食塩水(0.15M NaCl、pH7.0〜7.4)である。別の例示的な担体は、50mMリン酸ナトリウム、100mM塩化ナトリウムである。医薬組成物の製剤および投与の技法に関するさらなる詳細は、例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences(Maack Publishing Co.、ペンシルベニア州イーストン)に見出すことができる。補足的な活性化合物が組成物に組み入れられてもよい。
キャップ除去されたM6P残基を備える分子を含有する医薬組成物の投与は、全身性であっても局所性であってもよい。医薬組成物は、非経口および/または経口投与に適するように処方することができる。特異的投与様式は、皮下、静脈内、筋肉内、腹腔内、経皮性、髄腔内、経口、直腸、頬側、局所、経鼻、点眼、関節内、動脈内、くも膜下、気管支、リンパ管、腟内および子宮内投与を包含する。
投与は、医薬組成物ボーラスの定期的な注射によるものとなることができ、あるいは外部(例えば、IVバッグ)または内部(例えば、生体侵食(bioerodable)移植片、バイオ人工臓器もしくは移植された変更されたN−糖鎖付加分子生産細胞のコロニー)にあるリザーバーからの静脈内または腹腔内投与による、中断されないまたは継続的な投与であり得る。例えば、米国特許第4,407,957号、第5,798,113号および第5,800,828号を参照されたし。医薬組成物の投与は、ポンプ(例えば、Annals of Pharmacotherapy、27巻:912頁(1993年);Cancer、41巻:1270頁(1993年);Cancer Research、44巻:1698頁(1984年)を参照)、マイクロカプセル化(例えば、米国特許第4,352,883号、第4,353,888号および第5,084,350号を参照)、継続放出ポリマー移植(例えば、Sabel、米国特許第4,883,666号を参照)、マクロカプセル化(macroencapsulation)(例えば、米国特許第5,284,761号、第5,158,881号、第4,976,859号および第4,968,733号ならびにPCT特許出願公開の国際公開第92/19195号パンフレット、国際公開第95/05452号パンフレットを参照)、皮下、静脈内、動脈内、筋肉内もしくは他の適格な部位のいずれかへの注射、またはカプセル、液体、錠剤、丸薬もしくは持続放出製剤における経口投与等、適格な送達手段を用いて成し遂げることができる。
非経口送達系の例として、エチレン−酢酸ビニル共重合体粒子、浸透圧ポンプ、埋め込み式注入システム、ポンプ送達、カプセル封入式細胞送達、リポソーム送達、針送達による注射、針なし(needle−less)注射、ネブライザー、噴霧器(aerosolizer)、エレクトロポレーションおよび経皮性パッチが挙げられる。
非経口投与に適した製剤は、好都合には、好ましくはレシピエントの血液と等張(例えば、生理食塩水溶液)である、変更されたN−糖鎖付加分子の無菌の水性標本を含有する。製剤は、単位用量または複数用量にて提示できる。
経口投与に適した製剤は、そのそれぞれが、既定量の変更されたN−糖鎖付加分子を含有するカプセル、小袋(cachet)、錠剤またはトローチ剤等、個別の単位、あるいはシロップ、エリキシル剤、エマルジョンまたはドラフト(draught)等、アルコール水溶液または非水性液体における懸濁液として提示できる。
局所投与に適したキャップ除去されたM6P残基を有する分子は、例えば、クリーム、噴霧剤、泡、ゲル、軟膏剤(ointment)、軟膏(salve)またはドライ・ラブ(dry rub)として、哺乳動物(例えば、ヒト患者)に投与することができる。ドライ・ラブは、投与部位において再水和できる。このような分子は、包帯、ガーゼまたはパッチに直接的に注入(例えば、それに浸漬してから乾燥)し、その後それを局所的に塗布することができる。このような分子は、局所投与のため包帯、ガーゼまたはパッチにおいて半液体、ゲル状または完全な液状で保持することができる(例えば、米国特許第4,307,717号を参照)。
治療上有効量の医薬組成物は、当業者によって究明可能な投与計画において、それを必要とする対象に投与することができる。例えば、組成物は、用量当たり0.01μg/kg〜10,000μg/kg対象体重の投薬量で全身的に対象に投与することができる。別の例において、投薬量は、用量当たり1μg/kg〜100μg/kg対象体重である。別の例において、投薬量は、用量当たり1μg/kg〜30μg/kg対象体重、例えば用量当たり3μg/kg〜10μg/kg対象体重である。
療法上の有効性を最適化するため、キャップ除去されたM6P残基を有する分子は、先ず、異なる投与計画で投与することができる。単位用量および投与計画は、例えば、哺乳動物の種、その免疫状態、該哺乳動物の体重を包含する因子に依存する。通常、組織におけるこのような分子のレベルは、例えば、所定の治療上の投与計画の有効性を決定するための臨床試験の手順の一部として、適切なスクリーニングアッセイを用いてモニターすることができる。
キャップ除去されたM6P残基を有する分子の投薬頻度は、医療従事者(例えば、医師や看護師)の技能および臨床判断の範囲内である。通常、投与計画(regime)は、最適な投与パラメーターを確立できる治験によって確立される。しかし、医療従事者は、対象の年齢、健康、体重、性別および医学的な状態に応じて、このような投与計画を変動させることができる。投薬の頻度は、処置が予防用であるか治療用であるかに応じて変動され得る。
このような分子またはその医薬組成物の毒性および治療上の有効性は、例えば、細胞培養または実験動物における公知の製薬手順によって決定することができる。これらの手順は、例えば、LD50(集団の50%にとって致死の用量)およびED50(集団の50%において治療上有効な用量)を決定するため用いることができる。毒性と治療上の効果との間の用量比は治療上の指標であり、LD50/ED50比として表現することができる。高度な治療上の指標を提示する医薬組成物が好ましい。毒性の副作用を提示する医薬組成物が用いられてもよいが、正常細胞(例えば、非標的細胞)に対する傷害の可能性を最小化し、これにより副作用を低減させるため、このような化合物を患部組織の部位にターゲッティングする送達系を設計するよう注意しなければならない。
細胞培養アッセイおよび動物研究から得られたデータは、適切な対象(例えば、ヒト患者)に用いるための種々の投薬量での処方に用いることができる。このような医薬組成物の投薬量は、一般に、毒性が殆どない、または全くないED50を包含する種々の血中濃度範囲内にある。投薬量は、活用されている剤形および利用されている投与ルートに応じてこの範囲内で変動し得る。本明細書に記載されている通り(例えば、対象の代謝障害を治療するため)に用いられる医薬組成物のため、治療上有効な用量は、最初に細胞培養アッセイから概算することができる。この用量は、動物モデルにおいて処方し、細胞培養において決定されるIC50(すなわち、症候の最大半量阻害を達成する医薬組成物の濃度)を包含する循環血漿濃度範囲を達成することができる。このような情報は、ヒトに有用な用量をより正確に決定するために用いることができる。血漿におけるレベルは、例えば、高性能液体クロマトグラフィーによって測定することができる。
本明細書に定義されている通り、キャップ除去されたM6P残基を有する分子の「治療上有効量」は、治療される対象において医療上望ましい結果(例えば、代謝障害の1または複数の症候の寛解)を生じることのできる分子の量である。治療上有効量(すなわち、効果的な投薬量)は、対象または試料の重量1キログラム当たりのミリグラムまたはマイクログラム量の化合物(例えば、1キログラム当たり約1マイクログラムから1キログラム当たり約500ミリグラム、1キログラム当たり約100マイクログラムから1キログラム当たり約5ミリグラムまたは1キログラム当たり約1マイクログラムから1キログラム当たり約50マイクログラム)を包含することができる。
対象は、任意の哺乳動物、例えば、ヒト(例えば、ヒト患者)もしくは非ヒト霊長類(例えば、チンパンジー、ヒヒまたはサル)、マウス、ラット、ウサギ、モルモット、スナネズミ、ハムスター、ウマ、家畜の1種(例えば、ウシ、ブタ、ヒツジまたはヤギ)、イヌ、ネコまたはクジラであり得る。
本明細書に記載されている分子またはその医薬組成物は、別の治療、例えば、代謝障害(例えば、リソソーム貯蔵障害)の治療と併せた併用療法として対象に投与することができる。例えば、併用療法は、代謝障害(例えば、リソソーム貯蔵障害)である対象またはそれを発症するリスクのある(あるいはその疑いのある)対象に治療上の利益を提供する1または複数の追加的な薬剤を、対象(例えば、ヒト患者)に投与するステップを包含することができる。よって、化合物または医薬組成物と1または複数の追加的な薬剤は、同時に投与することができる。あるいは、分子を第一に投与し、1または複数の追加的な薬剤を第二に投与することができ、あるいはその逆でもよい。
以前の療法が特に毒性を有する実例(例えば、重大な副作用プロファイルを有する代謝障害の治療)において、本明細書に記載されている分子の投与は、毒性なしで治療上の利益を同一にするまたは改善するのに十分なレベルまで、以前の療法の量を相殺および/または和らげるのに用いることができることが分かるであろう。
本明細書に記載されている医薬組成物のいずれかは、容器、包装またはディスペンサーを投与のための説明書と共に包含することができる。
次の記述は、本発明の実施の具体例である。これらは、決して本発明の範囲を限定するものとして解釈するべきではない。
(実施例1)
より高度なリン酸化N−グリカンを有するYarrowia lipolytica株の作出
Y.lipolyticaにおけるグリカンのリン酸化を上方制御するため、株MTLY60を、それぞれ別個の発現ベクターに入れられたMNN4遺伝子の2個の追加コピーで形質転換した。MNN4遺伝子は、酵母におけるグリカンのリン酸化の増加に関与する。図1は、pYLTmAXプラスミドの模式図を含有し、これにMNN4遺伝子がクローニングされてpYLTmAXMnn4が作製され、このプラスミドはTEFプロモーターの制御下におけるMNN4オープンリーディングフレームを含有する。1個はhp4dプロモーターの制御下にあり、もう1個はTEF1プロモーターの制御下にある、MNN4遺伝子の2個の追加コピーを含有する株を作出した。株MTLY60Δoch1(MNN4の野生型1コピー)、株MTLY60Δoch1+Hp4dMNN4(MNN4のWT1コピー+追加1コピー)および株MTLY60Δoch1+Hp4dMNN4+TEFMNN4(Mnn4のWT1コピー+追加2コピー)からN−グリカンを調製し、DNAシーケンサー支援(DSA)フルオロフォア支援炭水化物電気泳動(FACE)によりアッセイした。Callewaertら、Glycobiology 11巻(4号):275〜281頁(2001年)を参照されたし。図2における結果に基づき、一リン酸化ピークは追加コピー1個を有する株において上方制御され、二重リン酸化ピークが出現すると推定することができる。追加コピー2個を有する株において、二重リン酸化ピークはより高く、中性ManGlcNAc糖ピークはより低かった。
(実施例2)
真菌起源のリン酸化グリカン上に存在するキャップ形成したマンノース残基をキャップ除去できるマンノシダーゼ活性の同定
酵母および糸状菌による糖のリン酸化は、マンノース−ホスホ−マンノースジエステル結合を生じる(図3)。リン酸がモノエステル結合した構造を得るため、リン酸を高マンノースグリカン構造のマンノースの6位に取り付けたままマンノース−リン酸結合を加水分解することのできるマンノシダーゼが要求される。Chibaら、Glycobiology、12巻(12号):821〜8頁(2002年)は、Cellulomonas種由来のマンノシダーゼが、マンノースをデキャッピングできることを示す。しかし、Chibaらは、マンノシダーゼタンパク質を部分的にしか精製できず、タンパク質をコードする遺伝子を同定することができなかった。
LMG細菌コレクションからCellulosimicrobium cellulans(Oerskovia xanthineolyticaおよびArthrobacter luteusとしても公知の)分離株を得て、マンノシダーゼ活性の生成を試験した。マンナン含有培地において細菌を30℃で増殖させ、マンノシダーゼを培地に分泌させた。培養物から細菌上清(SN)を得て、SNを、実施例1に記載されているMNN4過剰発現株に由来する単離されたN−グリカンとインキュベートすることによって所望のマンノシダーゼ活性を試験した。インキュベーション後、DSA−FACEによりグリカンをアッセイした(図4)。
SNで処理した後、グリカンは追加的な電荷を獲得し、電場内をより速く移動し、エレクトロフェログラムの左側にシフトする。これら高速泳動する構造が実際にリン酸モノエステル置換された高マンノースグリカンである場合、これは、同じ位置に泳動される中性産物よりサイズが大きくなる。このようなグリカンのホスファターゼによる処理は、より遅く泳動される中性オリゴ糖を生じることになる。図5に示す通り、ウシ腸ホスファターゼ(CIP)による処理は、より低い電気泳動移動度を掲示するピークを生じ、リン酸が末端にあって、マンノースがデキャッピングされていることを証明する。
(実施例3)
マンノシダーゼの部分的な精製およびさらなる同定
マンノシダーゼを精製するため、1Lの培地B(Bagiyanら、Eur.J.Biochem.249巻(1号):286〜92頁(1997年))または培地A(Chibaら、2002年、上記参照)においてC.cellulansを増殖させた。表1を参照されたし。その後、40%および80%硫酸アンモニウムにより培地を沈殿させ、SDS−PAGEにより試料を分析した。硫酸アンモニウム画分を、1mM CaClを含む20mMリン酸NaバッファーpH6.5で透析し、次にMNN4過剰発現株由来のオリゴ糖における活性を試験した(実施例1)。
Figure 0005990102
どちらの培養条件もキャップ除去活性の生成をもたらした。培地Bは40%硫酸アンモニウム画分のみが活性を示し、一方、培地A上清は全画分が活性を示した。
シリカベースのゲル濾過カラムにおいて培地A培養物に由来する40%硫酸アンモニウム試料をさらに精製した(図6)。これによって、670kDa前後の肩を有するピークがもたらされた。
全溶出画分を、MNN4過剰発現Yarrowia lipolytica株(実施例1に記載)に由来するオリゴ糖と共にインキュベートし(続くCIP消化有りまたは無しで)、リン酸キャップ除去活性を試験した。全試料においてデキャッピングおよびマンノシダーゼ活性が観察された。試料をSDS−PAGEでも解析したところ(図7)、単一タンパク質バンドではなく数本のタンパク質バンドを示した。ゲルから数本のバンドを切り出し、それらの配列の一部を、質量分析を用いたde novoペプチド配列決定法により解析した。
de novo配列決定法の結果から数種類のペプチド配列が明解になり、これらを、BLASTを用いた非重複データベースにおける配列に対して比較した。次のタンパク質に対して相同性を有するペプチドを同定した:ホスホジエステラーゼ、仮説上のタンパク質、推定アルファ−1,2マンノシダーゼ(表2に示す同定されたペプチド)(Magnetospirillum由来のマンノシダーゼに対する相同性)、アミノペプチダーゼY。ホスホジエステラーゼは可能性のある候補であったが、ここでは6ペプチドのうち2個のみがヒットした。マンノシダーゼもまた、2種の異なるマンノシダーゼに対して3/5および5/5ヒットした候補であった。
Figure 0005990102
(実施例4)
全ゲノム配列決定に基づく所望の配列を有するマンノシダーゼの同定
所望の活性をコードしているマンノシダーゼ遺伝子を同定するため、Titanium454配列決定(Eurofins MWG Operon)を用いてC.cellulansのゲノムを配列決定した。高GC含量のため、配列決定は部分的(1.96メガベース)でしかなく、クオリティーが低い(低い平均コンティグサイズしかない)。エマルジョンPCR(emPCR)におけるループ形成の原因となるゲノムの高GC含量は、欠失および非常に短い配列をもたらす。
Rocheからベータテストを入手できるemPCRの新しい配列決定化学を用いてこの問題を克服した。これによりさらに改善された配列(4.7メガベース)が得られ、グリコシルヒドロラーゼファミリー92に属する5種のマンノシダーゼ遺伝子の同定を可能にしたが、その1つ(CcMan1、配列番号6)は、それを基に実施例3に記載されているペプチドが得られた配列に相当する。ファミリー38または47由来のマンノシダーゼは見つからなかった。それぞれのCcMan1〜CcMan4の開始コドンは、MetaGeneAnnotator(ワールドワイドウェブのmetagene.cb.k.u−tokyo.ac.jp/metagene/を参照)によって予測し、公知遺伝子とのBlast結果と比較した。CcMan5の開始コドンは配列から欠落しているため、予測できなかった。2通りの方法(神経ネットワークおよび隠れマルコフモデル)によりシグナルP(ワールドワイドウェブのcbs.dtu.dk/services/SignalP/を参照)を用いて各遺伝子のシグナル配列を予測した。
図8〜12は、C.cellulans由来の5種のマンノシダーゼ遺伝子のヌクレオチドおよびコードされたアミノ酸配列を含有する。
(実施例5)
in vitroまたはin vivoマンノースデキャッピングのためのマンノシダーゼの異種発現
マンノシダーゼによる酵母型リン酸化のデキャッピングを可能にするため、治療用途のタンパク質が発現される宿主と異なる宿主において異種で、あるいは同一真菌宿主において発現されなければならない。後者の事例において、タンパク質は同時分泌することができる、あるいは細胞内区画(例えば、ゴルジ体または小胞体)にターゲッティングすることができる。これは、発現ベクターにおいてプロモーターの後に作動可能に連結した遺伝子(標的宿主に対してコドン最適化されていても最適化されていなくてもよい)をクローニングすることによって達成することができる。マンノシダーゼは、エピトープタグをタグ付けして、これにより容易な検出および精製を可能にする、あるいはそれ自身として発現することができる。タンパク質は、細菌細胞のペリプラズムにおいて分泌することができる、あるいは細胞内で発現することができる。真菌宿主において発現する場合、配列は、分泌シグナルもしくはタンパク質を細胞内区画にターゲッティングするターゲティングシグナルまたはその両方を含有することができる。表3は、真菌生物における発現のための分泌およびターゲティングシグナルの一覧表を含有する。このような発現ベクターの例を図13に示す。
Figure 0005990102
CcMan1〜Man5遺伝子をE.coliにおける発現に対してコドン最適化した。コドン最適化された配列に関しては図14〜18を参照されたし。表4は、コドン最適化された各ヌクレオチド配列の長さおよびシグナル配列を含まない各ポリペプチドの予測される分子量を含有する。
Figure 0005990102
(実施例6)
C.cellulansグリコシルヒドロラーゼ(GH)ファミリー92酵素のクローニングおよび活性
CcMan1〜CcMan5のコドン最適化された核酸を、E.coliベクターである、Spyシグナル配列を含有するpLSH36および/またはペリプラズム発現のためのDsbAシグナル配列を含有するpLSAH36にクローニングした。pLSH36およびpLSAH36は両者共に、ポリヒスチジンタグおよび精製においてHis6タグの除去に用いられ得るマウスカスパーゼ3部位を有するコードされたポリペプチドを生じた。図19は、pLSH36およびpLSAH36ベクターの模式図ならびにC.cellulans GH92遺伝子をベクターに導入するためのクローニング戦略を含有する。クローニング後、異なるマンノシダーゼをE.coli BL21+pICa2発現株に形質転換した。光学密度(OD)が0.5〜1になるまで形質転換株を増殖させ、1mMイソプロピルβ−D−1−チオガラクトピラノシド(IPTG)で誘導した。様々な細胞画分(培地、ペリプラズム、可溶性および不溶性画分)を単離し、SDS PAGEおよび抗His6抗体を用いたウエスタンブロッティングにより解析した。CcMan1、CcMan2およびCcMan3に関し、発現は全画分において検出された。CcMan4およびCcMan5に関し、発現は可溶性画分において最も高く、ある程度の発現は他の画分においても検出された。
CcMan1〜CcMan5タンパク質の活性を決定するため、Chibaら、2002年、上記参照、に示される通り、メチルウンベリフェリルアルファマンノシド(MUM)を用いて活性試験を行った。CcMan1およびCcMan2に関し、培地およびペリプラズム試料はMUMを弱く加水分解することができ、一方、CcMan3およびCcMan5は、MUMを加水分解できなかった。CcMan4の可溶性画分は最も強い蛍光シグナルを発し、CcMan4が、αl,2−マンノシダーゼ活性を有する唯一のマンノシダーゼであることを示す。
5種の異なるC.cellulansマンノシダーゼの全培地およびペリプラズム試料を、実施例1のMNN4過剰発現株に由来する糖(本明細書においてMNN4糖と言う)において試験して、これらが糖を分解し、マンノース−6−リン酸のマンノースをキャップ除去することができるか観察した。糖を一晩インキュベートし、DNAシーケンサー支援フルオロフォア支援炭水化物電気泳動(DSA−FACE)により分析した。培地におけるフルオロフォア分子の存在(presentation)がエレクトロフェログラムにおける無関係のピークを生じるため、培地試料の糖プロファイルを解析することはできなかった。CcMan1、CcMan2およびCcMan3のペリプラズムの糖プロファイルは分解もデキャッピングも示さず、CcMan4は分解を示し、CcMan5はデキャッピング活性を示した(図20)。脱リン酸化ピークは中性Man8に移行するため、デキャッピングされた糖のCIP消化は、CcMan5のデキャッピング活性を確認した。
活性マンノシダーゼCcMan4およびCcMan5を、公知の構造を有するファミリー92マンノシダーゼであるBt3990(744AA)およびBt2199(739AA)(Zhuら、Nat.Chem.Biol、6巻(2号):125〜32、Epub2009年12月27日(2010年)を参照)と整列した。図21を参照されたし。CcMan4およびCcMan5の最初の部分のみがBt3990およびBt2199と整列したため、また、これらは大分子タンパク質であるため、各タンパク質の最初のドメインを別個にクローニングし、活性を試験することを決定した。CcMan4ドメイン(1〜3357bp、すなわち、配列番号20のヌクレオチド1〜3357)およびCcMan5ドメイン(1〜2322bp、すなわち、配列番号20のヌクレオチド1〜2322)をpLSAH36、E.coli発現ベクターにクローニングした。pLSAH36クローニングベクターの模式図に関しては図19を参照されたし。発現ベクターをE.coli BL21+pICa2発現株に形質転換し、これをODが0.5〜1となるまで増殖させ、1mM IPTGで誘導した。様々な細胞画分(培地、ペリプラズム、可溶性および不溶性画分)を単離し、SDS PAGEおよび抗His6抗体を用いたウエスタンブロッティングによって解析した。4種全ての細胞画分において発現が検出された。
Mnn4糖におけるドメインの活性を試験した。ここにおいて、CcMan4ドメインおよびCcMan5ドメインそれぞれのペリプラズム画分をMnn4糖の存在下でインキュベートし(図22)、DSA−FACEによって解析した。本実験により、CcMan4ドメインは、分解を検出できなかったため、そのマンノシダーゼ活性を失ったことが示された(図22、パネル4)。対照的に、CcMan5ドメインはそのキャップ除去活性を維持した(図22、パネル6)。
(実施例7)
CcMan5およびそのファミリー92相同ドメインの生産および精製
発現ベクターpLSAHCcMan5およびpLSAHCcMan5ドメインで形質転換されたE.coli株BL21コドン+pICA2において、組換えCCman5(配列番号20のヌクレオチド1〜4995)およびCCMan5ドメイン(配列番号20のヌクレオチド1〜2322)を発現させた。λpL−プロモーターの制御下においてIPTGにより発現を誘導した(国際公開第98/48025号パンフレットおよび国際公開第04/074488号パンフレットを参照)。pLSAHの説明に関しては、実施例6および図19を参照されたし。アンピシリン(100μg/ml)および1%グリセロールを補充したLB培地を備える20リットル発酵槽に1/100播種する前に、アンピシリン(100μg/ml)およびカナマイシン(50μg/ml)を補充したルリア・ベルターニ(Luria Bertani)(LB)培地において、形質転換された細菌を28℃で一晩増殖させた。最初の攪拌および気流はそれぞれ200rpmおよび1.5l/分であり、自動的に適応されてpOを30%に維持する。温度は28℃に維持した。光学密度がA600nm=1.0になるまで細胞を増殖させ、20℃で移し、1mM IPTGの添加によって発現を一晩誘導した。次に、細胞を回収し、−20℃で凍結した。解凍後、50mM NaHPO、pH8.0、300mM NaCl、1mM PMSFおよび10μg/ml DNaseI中に3ml/gの濃度にて細胞を穏やかに再懸濁した。細胞懸濁液を1時間4℃で攪拌することによってペリプラズム画分を調製し、18,000×gで30分間遠心分離によって単離した。全ステップは4℃で実施した。50mMイミダゾールの入った同じバッファーによる追加的な洗浄ステップの後、20mM NaHPO、pH7.4、300mM NaCl、20mMイミダゾール、0.1%CHAPSで平衡化した20mlのNi−セファロース6FFカラム(GE Healthcare)に清澄な上清をアプライした。20mM NaHPO、pH7.4、20mM NaCl、400mMイミダゾール、0.1%CHAPSでカラムを溶出した。溶出画分を20mM Tris、pH8.0、0.1%CHAPSで1/10希釈し、14mlのSource15Qカラム(GE Healthcare)上にロードし、夾雑物を除去した。平衡化の後、10カラム容量の20mM Tris、0.1%CHAPS中の0〜1M NaClに及ぶ直線的勾配により、対象のタンパク質を溶出した。CcMan5およびCcMan5ドメイン含有画分を、ランニング溶液としてPBSを用いてHiLoad26/60Superdex200prep grade上にさらに注入した。SDS−PAGEおよび抗His6抗体を用いたウエスタンブロッティングにより、得られた画分を解析した。最後に、BCAアッセイ(Pierce)を用いて濃度を決定した。全長CcMan5タンパク質の精製収量は20Lの発酵から5.7mgであり、CcMan5ファミリー92ドメインに関しては110mgであり、これは、ファミリー92ドメイン単独がより高い収量で生産および精製できることを示す。実施例6に示されるMnn4単離糖において、精製されたCcMan5ドメインの活性を試験した。デキャッピングされた糖プロファイルを得た。
(実施例8)
CcMan5ドメインの構造
E.coli BL21(DE3)ペリプラズムにおいて、N末端6×Hisタグから始まり、その後、DsbAリーダー配列の後に9アミノ酸リンカー(VGPGSDEVD、配列番号21)が続く融合産物としてCcMan51〜774(配列番号50の残基1〜774、配列番号20のヌクレオチド1〜2322によってコードされる;その天然のリーダー配列を除去した後の成熟タンパク質に相当)を発現した。100μg/mlのカナマイシンおよび100μg/mlのアンピシリンを含有するM9培地において28℃で細胞を培養した。OD600値0.4において、1mM IPTGを添加することによってCcMan51〜774発現を誘導し、培養物を18℃で一晩さらに増殖させた。一晩の培養から得られた細胞を遠心分離により回収し、洗浄し、20mM Tris/HCl pH8.0、20%ショ糖、5mM EDTAおよび0.1mg/mlリゾチームを含有するバッファーにより20分間4℃でインキュベートし、スフェロプラストを作製した。20,000×g、20分間の遠心分離によりスフェロプラストからペリプラズムタンパク質を単離した。金属イオンアフィニティークロマトグラフィー(HisTrap HP、GE Healthcare、50mM Tris−HCl pH8.0、150mM NaClを含有するバッファーにおいてローディングし、最大400mMのイミダゾール勾配を用いて溶出)、イオン交換クロマトグラフィー(HiTrap Q FF、GE Healthcare、バッファー:20mM Tris−HCl pH8.0、40mM NaClおよび最大1MのNaCl勾配)および疎水性相互作用クロマトグラフィー(HiTrap Phenyl HP、GE Healthcare、ローディングバッファー:20mM Tris−HCl pH8.0、10mM NaCl、1M (NHSO、最大0mMの(NHSO勾配を用いて溶出)によりペリプラズム抽出物からCcMan51〜774を精製した。
精製されたCcMan51〜774を、10mM Tris−HC1 pH8.0、10mM NaCl中で130mg/mlまで濃縮し、0.2Mフッ化Na、0.1M Bis−TrisプロパンpH7.5および20%PEG3350を含有する結晶化溶液を用いた蒸気拡散により板状結晶(0.2×0.07×0.01mm)を成長させた。10%(v/v)グリセロールを補充した結晶化溶液を含有する凍結保護溶液に結晶を手早く移し、液体窒素中で急速に冷却した。単一の結晶回折データをSwiss Light Source(SLS、フィリゲン、スイス)のPXIIIビームラインおよびEuropean Synchrotron Radiation Facility(ESRF、グルノーブル、フランス)のビームラインBM30Aにて100Kで収集した。Au L−III吸収端に相当する11.958keVにおけるSAD実験から実験段階の計算のため、KAuCl4浸漬した結晶を用いてCcMan51〜774の構造を解明した。図33は触媒中心の構造座標を含有する。実験段階から築き上げたCcMan5モデルを、天然の結晶において収集された2Å分解能データに対して、最尤法によって最終RおよびfreeR因子がそれぞれ19.3および23.9%になるまで精緻化した。最終モデルは、11.513タンパク質原子、860溶媒原子、2Ca2+イオンおよび1bis−tris−プロパンならびにグリセロール分子をそれぞれ含む、非対称単位当たり2CcMan51〜774分子(残基8〜771)を含有する。
配列類似性に基づくと、CcMan5は、エキソ作用性(exo−acting)のアルファ−マンノシダーゼとして定義されるグリコシルヒドロラーゼのファミリー92(GH92)に含まれる。α1,2−マンノシダーゼ活性を有する2種のGH92ファミリーメンバー、Bt3990およびBt2199(それぞれPDBアクセスコード2WVXおよび2WVY)のX線構造が利用できる。CcMan51〜774構造から分かり、ここに解明され、PDBエントリー2xsgとして寄託された全フォールドは、それぞれ624および621マッチしたCα原子にわたり1.99Åおよび2.12Åのr.m.s.d(標準偏差(root mean standard deviation))値を有するBt3990およびBt2199の両方に見られるフォールドに十分に対応する。CcMan51〜774は、α−ヘリックスリンカー(残基272〜290)を介して接続した2個のドメイン、N末端β−サンドイッチドメイン(残基8〜271)およびC末端(αα)6バレルドメイン(残基291〜771)からなる。両ドメイン間の接合部分は、保存された触媒Ca2+イオンを収容する浅い空洞を形成し、−1基質結合部位(命名:Daviesら、Biochem.J.321巻:557〜9頁(1997年))および触媒中心を形成する(図23および24)。
GH92ファミリーグリコシルヒドロラーゼは、遊離マンノースにおけるアノマー立体配置の反転を生じる、単一の置き換え機序によりグリコシド結合の加水分解を触媒するCa2+依存性アルファ−マンノシダーゼである(Zhuら、2010年、上記参照)。CcMan51〜774において、触媒Ca2+は、Asn588のカルボニル酸素、それぞれGlu589およびAsp662のカルボキシル酸素ならびに赤道座標面に存在する3個の水分子(W1、W2、W3−図23を参照)を介して八面体に配位される。追加的な水分子(W4)が触媒中心付近に存在し、保存されたAsp660およびAsp662対のカルボキシル基と結合する。触媒Ca2+を取り囲む基質結合空洞に沿って、残基Asn588、Gln589、Thr626、Thr658、Asp22、Asn25、Gly71、Gly72、Phe195、Tyr196、Arg405、Trp354、Tyr535およびGln536が並んでいる(図23)。
CcMan5は、マンノース−アルファ−1−ホスホ−6−マンノース(Man−P−Man)を基質として受け入れるその独自の能力のため、また、アルファ−1,2−、アルファ−1,3−、アルファ−1,4−またはアルファ−1,6−マンノシダーゼ活性を欠くため、GH92ファミリー内の他のアルファ−マンノシダーゼから際立っている。この独自の基質特異性を生じるCcMan5活性部位における判別残基に関する洞察を得るため、Man−P−Manを非対称単位の分子BのCcMan51〜774活性部位においてモデル化した(図25)。−1マンノースの位置決めは、Bt3990に観察された総体的な結合立体配座に基づき、アポ(apo)活性部位に存在する2個の水分子(W2およびW3)およびグリセロール分子の位置によってガイドした。このようにして、−1マンノースのO2、O3、O4およびO6ヒドロキシル基は、それぞれ水分子W2、W3ならびにグリセロール分子のO1およびO3ヒドロキシル基に観察された位置と等価な位置を占める。よって、マンノース−1のO2およびO3ヒドロキシル基は、八面体(actohedral)Ca2+座標の球の赤道面に位置する。O3は、Asp355カルボキシル基と追加的な水素結合を行う。後者は、O4ヒドロキシルとのH結合をさらに与え、これはArg405グアニジウム基のH結合距離の圏内にも入る。O6ヒドロキシル(hydoxyl)およびO5酸素は、Gly71アミドとのH結合に関与し得る。モデリングのため、−1マンノースをその基底状態のいす形配座に保持した。Bt3990に観察された通り、Ca2+と理想化された座標に入るようなO2ヒドロキシル基の位置決めは、糖環を半いす形配座に歪ませるであろう(図25を参照)。この結果は、入ってくる求核試薬とO2ヒドロキシルとの1,2−二軸(diaxial)相互作用を断つため、α−マンノシドのアセタール中心における求核置換のために触媒作用際に糖環の歪みが要求されるとの一般に受け入れられている事柄と合致する(Vocadloら、Curr.Opin.Chem.Biol.12巻:539〜55頁(2008年))。−1部位における基質結合に関して得られたモデルは、水分子W4が、アセタール炭素に対するインライン攻撃のための求核試薬として作用するのに良好な位置にあることをさらに示す。W4は、GH92酵素を通じて保存されて求核試薬の活性化のための塩基触媒(複数可)を形成することが提案されているAsp660およびAsp662のカルボキシル基とH結合相互作用にある。従って、−1部位におけるモデル化した基質結合ならびに触媒残基および求核試薬の位置は、遊離マンノースにおけるアノマー中心の反転との求核置換の機構的要件と一致する。上に記した通り、CcMan5は、Man−P−Manを結合および加水分解するその能力によって識別される。そこで、CcMan5活性部位とMan−P−Manの結合に関して得られたモデルは、これらの観察に対する論理的根拠を提供する。公知のGH92ファミリーメンバーにおいて、グリコシド結合を形成させるアノマー酸素は、保存されたグルタミン酸残基(Bt3990におけるGlu533)のカルボキシル基と静電相互作用にある。グルタミン酸残基は、アノマー酸素と結合し、脱離基をプロトン化することによって移行中間体を安定化する触媒酸として作用することを示した(Zhuら、2010年、上記参照)。CcMan5において、Bt3990のGlu533と等価な残基はグルタミンに変異されているが、これはプロトン供与体として作用できず、従ってCcMan5におけるマンノビオシド(mannobiosides)加水分解の機能喪失を説明する。しかし、Man−P−Man基質において、アノマー酸素と結合したリン酸は、アノマー酸素のプロトン化に酸触媒を要求しないより強力な脱離基を構成し、これは、CcMan5のような酵素が、Man−P−Man基質に対する触媒活性を保持できる理由を説明する。触媒酸の置換に伴い、Bt3990におけるGlu585等価物は、CcMan5においてThrに置き換えられる(Thr626)。Bt3990において、Glu585は、Glu533と相互作用し、後者のpKを制御することおよび/または2−結合マンノシド(Zhuら、2010年、上記参照)における脱離基との結合における役割を果たすことが示唆されてきた。
Gln536およびThr626対における非酸性残基への突然変異は、結合部位における負の静電電位の一部を軽減し、これによりMan−P−Man基質におけるアノマー酸素とのリン酸結合を許容させると考えられる。CcMan5において、モデル化したリン酸結合部位(図25におけるP)は、その両方がリン酸における非グリコシド酸素にH結合を供与できると考えられるThr626およびGly72アミドによって形作られる。
最後に、CcMan51〜774活性部位におけるモデル化したMan−p−Manの結合に基づき、還元末端マンノースは、2個のチロシン残基、Tyr535およびTyr196近傍に置かれ、これは、後者残基が+1マンノース結合部位の一部を形成することを示唆する。両残基共に、樹状グリカン還元末端におけるグリカンとのさらなる相互作用に関与し得る浅い間隙の縁にある。
(実施例9)
Y.lipolyticaにおけるαガラクトシダーゼAの発現
プレおよびプロ配列を含まないヒトα−ガラクトシダーゼAをコードする核酸を、Y.lipolyticaに対してコドン最適化してMyc−Hisタグを付加しつつ合成した。lip2遺伝子のプレ配列の後に、得られた配列をインフレームでクローニングした。コドン最適化されたヌクレオチド配列のヌクレオチド配列(配列番号22)は図26Aに示され、アミノ酸配列(配列番号23)は図26Bに提示されている。
MNN4の追加コピーを2コピーと、α−ガラクトシダーゼAを1コピー有するY.lipolytica MTLY60を、より大量の培養で誘導し、Ni−NTAカラムで精製した。このようにして、細胞をYTGにおいて増殖させ、2×225ml(2L振盪フラスコ)内のオレイン酸培地において48時間誘導した。培養物を遠心分離し、続いて0.22μmフィルターで培地を濾過した。Ni−セファロース6FFによる精製前に、濾過した培地を、20mM NaHPO pH7.4、0.5M NaCl、20mMイミダゾールのsephadex G25 XK50/100カラム(GE Healthcare)にて脱塩し、非タンパク質の撹乱夾雑物を除去した。20mM NaHPO pH7.4、0.5M NaCl、20mMイミダゾールで平衡化した4.3ml Ni−セファロース6FFカラム(GE Healthcare)に、脱塩したタンパク質画分をロードし、50mMイミダゾールを含む同じバッファーで洗浄し、20mM NaHPO pH7.4、20mM NaCl、400mMイミダゾールで溶出した。Ni−セファロースカラム処理後の試料3〜10および36〜49を、SDS−PAGEおよび抗His6抗体を用いたウエスタンブロッティングにより解析した。試料40および41において50kDa前後および65kDaのクーマシータンパク質バンドが提示されたが、これはSDS−PAGEゲルのクーマシーブルー染色によって明らかになった。ウエスタンブロットにおいて、50kDaのバンドのみが検出され、これが恐らくα−ガラクトシダーゼAであると思われる。精製されたα−ガラクトシダーゼAの概算収量は、100〜125μg/L培養用培地であった。
精製された試料を用いて、組換えα−ガラクトシダーゼAにおける糖の種類を決定した。溶液中で糖を離し、その後APTSで標識した。ゲル濾過により試料を浄化した後、DSA−FACEにより糖を分析した。予想される糖、モノマンノリン酸化されたManGlcNAcピーク(P)および二重マンノリン酸化されたManGlcNAcピーク(PP)が、主要ピークとして提示された。
(実施例10)
Y.lipolyticaにおけるヒトアルファグルコシダーゼの発現
3コピーのヒトアルファグルコシダーゼ(酸性アルファグルコシダーゼ(GAA)または酸性マルターゼEC3.2.1.3としても公知の)および2コピーのY.lipolytica MNN4遺伝子を含有するY.lipolytica株OXYY1589を構築した。株OXY1589の遺伝子型は、次の通りである。
Figure 0005990102
形質転換は全て、異なる選択的マーカー用に改変しつつ、十分に確立されたプロトコールに従って行った。全事例において(他に特段の指定がなければ)、huGAA組込み断片は、カナマイシン耐性遺伝子を発現プラスミドから除去するためのNotI制限酵素消化によって得た。その結果得られた断片を全てアガロースゲル電気泳動によって分離し、続いて正確なhuGAA断片をQiagenカラム精製した。先ずヒトGAA(huGAA)をY.lipolytica発現ベクターにクローニングし、Y.lipolytica MNN4タンデム発現ベクターを構築することによって、株OXYY1589を構築した。次に、最終huGAA生産株OXYY1589を得るため、3回の安定的な組込み型形質転換を行った。
Y.lipolyticaコドン最適化したhuGAA発現ベクター:110kDAヒトGAA(huGAA)前駆体をコードするヌクレオチド配列を化学合成し、Y.lipolytica発現に対してコドン最適化した。合成構築物において、タンパク質がアミノ酸57から始まるようにプレおよびプロhuGAAシグナルペプチドを排除した。huGAAの合成ORF(図27A)の5’末端をY.lipolytica LIP2シグナル配列(プレ)の3’末端にインフレームで融合し、2個のXxx−Ala切断部位のコード配列が続き、発現ベクターにクローニングするためのBamHIおよびAvrII制限酵素部位が側面に隣接する。構築物は、誘導性POX2プロモーターの制御下にある。融合構築物の完全アミノ酸配列を図27Bに示す。
発現ベクターの概略的な模式図を図28に提示する。細菌部分はプラスミドpHSS6に由来し、細菌の複製開始点(ori)およびカナマイシンに対する耐性を付与するカナマイシン耐性遺伝子(KanR)を含む。組込みカセットは、a)Yarrowia lipolyticaに形質転換するための選択マーカー(URA3;LEU2;GUT2)、b)プロモーターから構成される発現カセット、c)huGAAをシグナル配列と共にインフレームで挿入するための多重クローニング部位(MCS)およびd)LIP2遺伝子のターミネーターを含む。組込みカセットは、Y.lipolyticaゲノムへの安定的な非相同組込みのためのゼータ(zeta)配列に隣接する。2個のNotI制限酵素部位は、形質転換前の発現カセットの単離を可能にする。プラスミドpRAN034、pRAN036およびOXYP183は、それぞれURA3、LEU2およびGUT2形質転換マーカーを含有するhuGAA発現ベクターpRAN058、pRAN059およびpRAN060の作製にそれぞれ用いた。
タンデムYlMNN4発現ベクター:YlMNN4遺伝子を誘導性pPOX2プロモーターおよび(半)構成的hp4dプロモーター制御下においてクローニングした。これら2種のYlMNN4発現カセットを、ゲノムのADE2遺伝子座内にターゲッティングされた組込みのためのADE2遺伝子の隣接する領域(PT)および選択マーカーとしてADE2遺伝子を運ぶタンデム構築物として1個のベクター内にサブクローニングした。
中間型株OXYY1569:最初の形質転換は、URA3およびLEU2マーカーを用いてpRAN058およびpRAN059ベクターから精製された発現カセットの同時形質転換であり、これにより中間型組換え株OXYY1569を作出した。OXYY1569は、株G014のゲノムにランダムに組込まれた、pPOX2プロモーター制御下のhuGAAの発現構築物を2個運ぶ。
次の通りOXYY1569を選択した。外来huGAA DNAのY.lipolyticaゲノムへの組込みを確認するため、ゲノムDNAのPCRスクリーニングを行った。プライマーを設計して、huGAAヌクレオチド配列から2552bpの断片を増幅した。少なくとも2コピーのhuGAA DNAの組込みを確認するため、ゲノムDNAのサザンブロット解析も行った。具体的には、OXYY1569クローンのゲノムDNAをHindIIIで消化し、huGAAのDIG標識した特異的プローブを用いて探査した。
高レベルのhuGAAを分泌するクローンを選択するため、PCRスクリーニングおよびサザンブロットにおいて陽性として同定された、数個のランダムに選択されたクローンを振盪フラスコ内で標準手順に従いPOX2誘導条件下で増殖させた。全事例において、誘導後72時間目に培養物上清を収集し、標準ウエスタンブロットおよび酵素活性アッセイ分析でスクリーニングした。OXYY1569のN−グリカン分析は、OXYY1569における主たる構造がManGlcNAcであることを提示した。
中間型株OXYY1584:2コピーのY.lipolytica MNN4遺伝子をそのゲノム内に組込むため組換え株OXYY1569を形質転換して、OXYY1584を作出した。プラスミドOXYP1479Bから切り取ったSacII/XmaI由来の発現カセットで形質転換を行った。発現カセットは、Y.lipolyticaゲノムのADE2遺伝子座内にターゲッティングされた組込みのために設計した。リン酸化増加に関し株の挙動を評価するためのサザンブロッティングおよびグリカン分析の後に組換え株を選択した。いくつかの任意で選ばれた形質転換体のゲノムDNAをSpeI消化し、MNN4特異的DIG標識プローブで探査した。MNN4発現カセットのY.lipolyticaゲノムADE2遺伝子座への正確なターゲッティングされた組込みは、4207bpおよび5683bpのバンドを生じさせる。標準振盪フラスコ手順においてサザンブロット陽性クローンを増殖させた。中間型クローンOXYY1584を選択するため、分泌されたタンパク質のN−グリカン分析を行った。親株(stain)OXXY1569と比較すると、MNN4過剰発現後の主たる構造は、ManGlcNAc(PMan)およびManGlcNAc(PMan)である。
生産株OXYY1589:最終原栄養性生産株OXYY1589を作出するため、huGAAの第三のコピーを組換えOXYY1584株のゲノムに組込んだ。pRAN069由来のNotI切り取り発現カセットを用いて形質転換を行った。先ず、huGAAの追加的なコピーの存在に関するgDNAのPCRにより、形質転換体をスクリーニングした。huGAA生産を評価するため、標準振盪フラスコ培養後に、任意選択したPCR陽性クローンを発現に関してさらに解析した。ウエスタンブロット解析および酵素活性アッセイの後に、最高レベルのhuGAAを発現するクローン(OXYY1589)を選んだ。M8からMP2−M8およびMP−M8 N−グリカンへの変換レベルは、追加的なhuGAA発現カセットの存在によって影響を受けなかったことも再確認した。
(実施例11)
株OXYY1589の流加培養
株OXYY1589(実施例10)からhuGAAを生産させるため、10L攪拌タンクを用いた作業容量6〜8リットルの流加プロセスを確立した。このプロセスは2段階に分かれる。
1)バイオマス生成のためのグルコースにおけるバッチ増殖
2)制限されたオレイン酸供給による誘導による産物生成。
通常、バッチ段階は約20時間(h)であり、生産段階はおよそ72時間であった。このプロセスの最後に、培養ブロスを遠心分離し、上清を収集した。上清をGAA精製の出発材料として用いた(実施例12を参照)。
次のパラメーターは発酵の間に調節した。1.5vvm空気(容量/容量/分)の一定値にエアレーションを保持した。溶存酸素(DO)を最初は30%に維持した。DOレベルに応じて攪拌を600から1200rpmに増加させた。最大1200rpmに達したら、この速度を一定に維持し、DOセットポイントを10%に設定した。10%DOを保持するため、リアクタ内に酸素を最大パーセンテージ50%で加えた。気泡の放出は気泡プローブによって調節した。気泡を検出した場合、バイオリアクタに消泡剤を添加した。14%(v/v)アンモニア(塩基)または10%リン酸を添加することによってpHを調節し、pH6.8の一定値を保持した。全プロセスを通じて温度を28℃の一定に保った。
600nm(OD600)における光学密度の測定によりバイオマスをモニターした。2〜1000倍になるよう蒸留水に試料を希釈して、分光光度計の線形範囲の値を得た。ウエスタンブロット解析および特異的酵素活性試験により産物生成を検出した。
(実施例12)
組換えhuGAA(rhGAA)の精製
深層濾過により培養(実施例11を参照)後の上清を清澄化した。次に、その結果得られた材料を、20mMリン酸ナトリウムpH6および100mM NaClに対して10kDa MWCOメンブレン(Millipore)によりTFFおよびダイアフィルトレーションすることによって20倍に濃縮した。
最大で1M濃度まで硫酸アンモニウムを添加することによって、rhGAAの精製を開始した。遠心分離後、Toyopearl−Phenyl650M(Tosoh Biosciences)充填XK16/40カラムに上清をロードした。1〜0M硫酸アンモニウムの直線的勾配を溶出に適用した。次に、rhGAAを含有する画分をプールし、10mM BIS−TRIS pH6のバッファー交換に付した。さらなる精製は、0〜1M NaClの直線的塩勾配を用いたsource30Q充填Tricorn10/50またはXK25/20カラム(GE Healthcare)における陰イオン交換クロマトグラフィーによって成し遂げられた。次に、その結果得られたGAA含有画分を、50mMリン酸ナトリウムpH6および200mM NaClで予め平衡化した最後のHiload16/60superdex200ゲル濾過カラム(GE Healthcare)にロードする前に濃縮した。特異的活性およびクーマシー染色したSDS−PAGEゲルにおける純度に基づいて画分を選択し、次に組み合わせて終濃度5〜10mg/mlに濃縮した。タンパク質濃縮は、10kDaのMWCOを有する15mlのAmicon Ultra遠心分離装置(Millipore)により行った。
10または5μlの溶出画分に対して10:1または20:1の容量比率で0.35mM 4−MUG、0.1%BSAおよび100mM酢酸ナトリウムpH4からなる反応バッファーを添加することによって、rhGAAの質的スクリーニングのための反応を開始した。全反応は、96ウエル平底マイクロタイタープレートにおいて行った。30分間〜1時間、37℃のインキュベーション期間の後、等容量の100mMグリシンpH11を添加して反応を停止させ、UV光の下で蛍光発生反応産物4−メチルウンベリフェロンの遊離を観察した。黄色のp−ニトロフェノラート反応産物の酵素による遊離を測定する合成基質p−ニトロフェニル−α−D−グルコピラノシド(PNPG)による比色アッセイを用いて特異活性(ユニット/mgタンパク質)を決定した。10μlの酵素溶液と90μlの基質反応バッファー(150mMクエン酸塩−リン酸塩バッファーpH4、1%BSA中の2mM PNPG)をマイクロタイタープレートの反応ウエル内で混合することによって反応を開始し、その後37℃でインキュベートした。1〜2時間後、等容量の停止バッファー、10%炭酸ナトリウムpH12を添加して反応をクエンチし、遊離p−ニトロフェノール(PNP)をそのイオン化状態に導いた。バックグラウンド補正した吸光度およびp−ニトロフェノラート標準を405nmの波長で測定し、特異活性を計算した。ビシンコニン酸(BCA)法によりタンパク質濃度を決定した。1ユニットは、毎分、37℃、最終基質濃度2mM、クエン酸塩−リン酸塩バッファーpH4.0における、1nmol PNPGの1nmol PNPとD−グルコースへの変換を触媒する酵素の量として定義されている。
(実施例13)
Y.lipolytica株において発現したより高度にリン酸化したN−グリカンを有する糖タンパク質における、異種発現したCcMan5のリン酸キャップ除去活性
Y.lipolytica株OXYY1589においてhuGAAを発現させ、高度にリン酸化したN−グリカン構造を有する糖タンパク質を得た(実施例10を参照)。実施例12に記載されている通りにhuGAAを精製した。
CcMan5(70μg/mlの濃度でそれぞれ1および5μl)を、2mM CaClを含む100mM HEPESバッファーpH7.0中の4μgのhuGAA溶液に添加した。この20μl反応混合液を室温で一晩インキュベートした。Laroy W.ら、Nature Protocols、1巻:397〜405頁(2006年)に基本的に記載されている通り、PNGaseFによりN−グリカンを遊離させ、APTSで標識し、その後DSA−FACEにより分析した。CcMan5処理前後のN−グリカンプロファイルを図29に示す。精製huGAAから遊離したN−グリカン混合物は、主にManP−Man8GlcNAcおよび(ManP)2−Man8GlcNAcで構成される(図29、パネルB)。ManP−Man8GlcNAcよりやや速く泳動されるピークは、ManP−Man7GlcNAcであると決めることができる。ManGlcNAcおよびManGlcNAcは、ごく微量しか存在しない。huGAAとCcMan5とのインキュベーションの後、ManP−Man8GlcNAcおよび(ManP)2−Man8GlcNAcの、それぞれP−Man8GlcNAcおよびP2−Man8GlcNAcへの変換が観察された(図29、パネルCおよびD)。エレクトロフェログラムにおけるP−Man8GlcNAcとP2−Man8GlcNAcとの間を流れるピークは、リン酸ジエステルおよびリン酸モノエステル結合を有する、部分的にキャップ除去された2リン酸化(ManP)2−Man8GlcNAcに相当する(図29における(MP)−M8−P、パネルCおよびD)。より高濃度のCcMan5またはより長時間のインキュベーションを用いた場合、この産物は、完全にキャップ除去されたP2−Man8GlcNAcにさらに加水分解される。
DSA−FACEエレクトロフェログラム(図29)におけるピーク面積の測定からリン酸化N−グリカン対中性N−グリカンのパーセンテージを概算した。曲線下面積に関するこの図は、CcMan5処理前(パネルB)および後(パネルD)のhuGAAに存在する様々なN−グリカンを提示する。huGAA(パネルB)において、(ManP)2−Man8GlcNAc(11597)、ManP−Man6GlcNAc(1261)、ManP−Man7GlcNAc(5901)、ManP−Man8GlcNAc(15576)、Man6GlcNAc(680)、Man7GlcNAc(1716)、Man8GlcNAc(1572)が存在した。組換えhuGAAにおけるN−グリカンのおよそ90%は、マンノース−リン酸含有構造で構成されていた。
組換えhuGAAをCcMan5で一晩処理した後(パネルD)、P2−Man8GlcNAc(16182)、(ManP)P−Man8GlcNAc(1997)、P−Man7GlcNAc(8254)、P−Man8GlcNAc(17893)、ManP−Man6GlcNAc(500)、ManP−Man7GlcNAc(2495)、ManP−Man8GlcNAc(1326)、Man6GlcNAc(1097)、Man7GlcNAc(2143)、Man8GlcNAc(1599)が存在していた。huGAAから遊離したN−グリカンは、83%がキャップ除去されたリン酸化構造で構成されており、8%は依然としてマンノース−リン酸キャッピングされており、9%の中性N−グリカンが存在する。より高濃度のCcMan5またはより長時間のインキュベーションを用いた場合、キャップ除去されたリン酸化構造のパーセンテージを増加させることができた。
(実施例14)
キャップ除去活性を有する可能性のあるホモログの同定
同様の予測触媒部位トポロジーおよび機能性を有する他のGH92ファミリーメンバーを同定するため、ワールドワイドウェブのcazy.org/GH92_all.htmlから発掘した、精選されたGH92ファミリーメンバーを、CcMan5ドメイン配列を用いてNCBIの非重複タンパク質配列データベースにおいてBlastp検索することによって得られた上位500ヒットとして解析した。その後、これら392配列は、多重配列アライメントパッケージMUSCLE(Log予想による多重配列比較(MUltiple Sequence Comparison by Log−Expectation))のためのインプットとして用いるが、これは「系統発生」距離(最も近縁から最も遠縁)の順序で配列のランク付けも行う。
Cazyデータベースから精選されたGH92ファミリーメンバーに基づき、全GH92タンパク質配列(392)およびCcMan5ドメイン配列のMUSCLEアライメントは、次のものをCcMan5の最も近縁のホモログとして同定した。
Figure 0005990102
これらの配列および5個の次に最も近縁のホモログの配列を図31に整列する。
500の最良のスコアのblastpタンパク質ヒット対CcMan5ドメインのMUSCLEアライメントに基づき、次のものがCcMan5の最も近縁のホモログであると考えられる。
Figure 0005990102
これらおよび5個の次善のホモログのアライメントは、図32に見出すことができる。アノテートされたGH92データベースの全5個の最良のヒットは、全体配列データベースにおけるBlast検索によるこれら13個の最良のヒットにおいても見出される。
図31における上位5ヒットおよび図32における上位13ヒットは、次の3種のモチーフを独自に共有し、これは、実施例8の結晶構造において示されており、その構造がZhuら、2010年、上記参照において報告されているアルファ−1,2−マンノシダーゼGH92ファミリーメンバーとは異なる。
1)グリシンリッチモチーフGVGxxGxGG(式中、各XはG、S、T、V、A、CまたはQ(小分子側鎖)、CcMan5ドメインの結晶構造残基のナンバリング:69〜77)。この領域は、−1との必須の水素結合および酵素の活性部位におけるリン酸結合サブ部位を提供するループを形成する。
2)VRxEモチーフ。Rは、−1環および場合により+1環と水素結合を形成する。EはこのR残基と塩橋し、恐らくこのモチーフを形作る。最も密接に連関するサブファミリー(CcMan5との上位3ホモログ)においてxはWである、あるいは20アミノ酸のうちPを除くいずれであってもよい。このモチーフは、配列番号50の残基404〜407に見出される。
3)マンノシダーゼにおいてはEであるQを含有し(プロトン供与体)、+1部位形成に重要なY535を含有するLQGTモチーフ。いくつかの配列において、LはAまたはYであり、合理的には、I、V、A、FまたはMでもあると予想することができ、いくつかにおいてTはNであり、Sも許容すると予想することができる。2種のCaulobacter配列は、Qの代わりにEを有し、よって、リン酸化グリカンにおいて機能しないと予測することができる。
4)GDXGNモチーフ。DおよびNは基質結合空洞の一部を形成し、+1マンノースと結合する代替的サブポケットを形作ることができる。Xは、P以外のいずれのアミノ酸であってよい。このモチーフは、配列番号50の残基21〜25に見出される。
上述の生命情報科学的ワークフローおよび構造に基づくモチーフ検索に基づき、このようにCcMan5に対して同一基質特異性を有する、すなわち、Man−6−Pi−Man構造をキャップ除去することのできる良い候補であるこれら希少なファミリーメンバーのため、非重複タンパク質配列データベース(現在、1220を超える配列を含有)に存在するGH92配列にフィルターをかけることが可能である。特に、Streptomyces coelicolorおよびStreptomyces lividans由来の3種の配列は、上述のモチーフのみならず、構造のループの多くにおいてもCcMan5と類似している。
CcMan5およびその最も近縁のホモログに特有の配列エレメントに基づく隠れマルコフモデルを用いた検索は、これらエレメント全てを含有するさらなるGH92配列を明らかにせず、これは、このようなGH92メンバーは収束進化を通じてこれらのエレメントを得なかったことを強く提示する(これらは、多重配列アライメントにおいて上位にランク付けされなかったものであろう)。
(実施例15)
Bacteroides thetaiotaomicron由来のGH92グリコシダーゼにおけるリン酸キャップ除去活性の存在
Bacteroides thetaiotaomicron由来の23ファミリーGH92α−マンノシダーゼの酵素分析は、Zhu, Y.ら、2010年、上記参照、によって報告された。一部変種は非常に低い活性を掲示するが、α1,2−、α1,4−、α1,3−またはα1,6−マンノシダーゼ活性を有する酵素がこの酵素群に存在する。2種のα−1,2マンノシダーゼ(Bt3990およびBt2199)の三次元構造は、α1,2−マンノシダーゼ活性に特徴的なモチーフ、すなわち、Bt3990におけるHis584−Glu585およびTrp99であると思われる主要アミノ酸残基の同定を可能にした。B.thetaiotaomicron由来の3種のGH92酵素、Bt3530(Genbank nr AAO78636.1)、Bt3965(Genbank nr AAO79070.1)およびBt3994(Genbank nr AAO79099.1)のリン酸化N−グリカン(実施例1に記載されているMNN4糖)における活性を試験した。これらの酵素は、低いα1,4−マンノシダーゼ活性を示し、His−GluおよびPro−Trpモチーフを欠く。
Zhuら、2010年、上記参照、に記載されている通りにBt3530、Bt3965およびBt3994をE.coliにおいて発現させ、精製した。室温での一晩のアッセイにおいて、試料(0.1mg/ml濃度の酵素を1μl)を、2mM CaClを含む10mM HEPESバッファーpH7.0中に溶解した7μlのAPTS標識MNN4糖とインキュベートした。CcMan5による対照アッセイが包含される。末端リン酸の存在を確認するため、反応混合液をCIPとインキュベートした。Man8GlcNAc(M8)および一リン酸化ManP−Man8GlcNAc(MP−M8)を含有するN−グリカン標本を基質として用いた。上述のアッセイ条件下ではBt3530、Bt3965およびBt3994のキャップ除去活性は検出されなかった。CcMan5対照反応と比較して(速く流れるP−M8ピークの出現)、続くCIP処理で(P−M8の消失)、ピークの電気泳動移動度のシフトは観察されなかった。
追加的な実験において、1μlの酵素、すなわち、それぞれBt3530(0.1mg/ml)、Bt3965(4.75mg/ml)およびBt3994(1.37mg/ml)を、pH7.0(2mM CaClを含む10mM HEPESバッファーpH7.0)およびpH5.0(2mM CaClを含む10mM酢酸アンモニウムpH5.0)中で60時間室温にてMNN4 N−グリカンとインキュベートした。小さなMan5GlcNAc(M5)ピークがエレクトロフェログラムに現れたため、pH7.0におけるBt3530によって非常に微小なα1,2−マンノシダーゼ活性が観察された。他方、pH5.0において、α1,2−マンノシダーゼ活性は存在しないが、エレクトロフェログラム左側に速く流れるピークが現れる。このピークは、P−Man8GlcNAc(P−M8)と同じ電気泳動移動度を有し、CIPとインキュベーションした後に末端リン酸は加水分解される。CcMan5(Bt3530と同じ濃度で用いた)は、室温、pH7.0における20時間以内のインキュベーションでManP−Man8GlcNAcを完全にキャップ除去する。従って、Bt3530の観察された活性はやや低い。精製後、Bt3530試料を、4℃で300mM NaClを含む20mM TRISバッファー、pH8.0中に保存すると徐々に沈殿する。従って、Bt3530タンパク質の不安定性が、用いたアッセイ条件下で活性に影響する可能性がある。40倍高濃度で用いたBt3965は、pH7.0(パネルGおよびH)ならびにpH5.0(パネルIおよびJ)のBt3530と同様の結果をもたらした。同一反応条件下においてBt3994による活性は全く観察されなかった(パネルKからNまで)。
これらの実験から、リン酸キャップ除去活性は、MNN4糖において試験した3種のB.thetaiotaomicron GH92酵素のうち2種のマイナーな側面的活性でしかないと結論することができる。
他の実施形態
本発明をその詳細な説明と併せて記載してきたが、前述の記載は説明を目的としており、本発明の範囲の限定を目的とするものではなく、これは添付の特許請求の範囲によって規定されている。他の態様、利点および修正は、次の特許請求の範囲内でなされる。

Claims (17)

  1. オリゴ糖におけるマンノース−6−リン酸残基をキャップ除去するための方法であって、
    a)マンノース−1−ホスホ−6−マンノース結合を有する該オリゴ糖を提供するステップと、
    b)該オリゴ糖を、該マンノース−1−ホスホ−6−マンノース残基をホスホ−6−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼと接触させるステップと、
    を含み、ここで、該マンノシダーゼが、グリコシルヒドロラーゼファミリー92のメンバーであり、そして、該マンノシダーゼが、配列番号50の残基1〜774または配列番号50を含む、方法。
  2. 以下に列挙する特徴のうちの1つ以上を有する、請求項1に記載の方法:
    (I)前記マンノシダーゼが、以下の特徴のうちの1つ以上を有する:
    a)該マンノシダーゼが、配列番号50の残基1〜774のN末端または配列番号50のN末端に、配列番号15の残基1〜15をさらに含む;
    b)該マンノシダーゼが、該マンノシダーゼを細胞内区画にターゲッティングするためのターゲティング配列を含む;
    (II)前記接触させるステップが、精製されたマンノシダーゼ、組換えマンノシダーゼ、該組換えマンノシダーゼを含有する細胞溶解産物または該組換えマンノシダーゼを含有する真菌細胞を用いて行われる;
    (III)前記オリゴ糖がタンパク質に連結している;
    (IV)該オリゴ糖がタンパク質に連結しており、かつ、該タンパク質が、真菌生物において発現されるヒトタンパク質である;
    (V)該オリゴ糖がタンパク質に連結しており、かつ、該タンパク質が真菌生物において発現されるヒトタンパク質であり、かつ、該真菌生物が、
    a)Yarrowia lipolyticaまたはArxula adeninivorans;
    b)メチロトローフ酵母;
    c)Pichia pastoris、Pichia methanolica、Oogataea minutaまたはHansenula polymorphaであるメチロトローフ酵母;
    d)糸状菌;
    e)
    Figure 0005990102
    である糸状菌;
    から選択される;
    (VI)該オリゴ糖がタンパク質に連結しており、かつ、該タンパク質が、病原体タンパク質、リソソームタンパク質、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、抗体もしくはその抗原結合性断片または融合タンパク質である;
    (VII)該オリゴ糖がタンパク質に連結しており、かつ、該タンパク質が真菌生物において発現されるヒトタンパク質であり、かつ、該タンパク質が、病原体タンパク質、リソソームタンパク質、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、抗体もしくはその抗原結合性断片または融合タンパク質である;
    (VIII)該オリゴ糖がタンパク質に連結しており、かつ、該タンパク質がリソソーム酵素である;
    (IX)該オリゴ糖がタンパク質に連結しており、かつ、該タンパク質が真菌生物において発現されるヒトタンパク質であり、かつ、該タンパク質がリソソーム酵素である;
    (X)該オリゴ糖がタンパク質に連結しており、かつ、該タンパク質がリソソーム貯蔵障害(LSD)に関連するリソソーム酵素である;
    (XI)該オリゴ糖がタンパク質に連結しており、かつ、該タンパク質が真菌生物において発現されるヒトタンパク質であり、かつ、該タンパク質がリソソーム貯蔵障害(LSD)に関連するリソソーム酵素である;
    (XII)該オリゴ糖がタンパク質に連結しており、かつ、該タンパク質がリソソーム貯蔵障害(LSD)に関連するリソソーム酵素であり、かつ、該リソソーム貯蔵障害(LSD)が、ファブリ病、ムコ多糖症I型、ファーバー病、ゴーシェ病、GM1ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、GM2活性化因子疾患、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病、シャイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコシドーシス、マンノシドーシス、シンドラー病、シアリドーシス1型、ポンペ病、濃化異骨症、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多種スルファターゼ欠損症、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス、シスチン症、シアル酸貯蔵病、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン停滞病、ヘルマンスキー・プドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病または幸福顔貌骨異形成症である;
    (XIII)該オリゴ糖がタンパク質に連結しており、かつ、該タンパク質が真菌生物において発現されるヒトタンパク質であり、かつ、該タンパク質がリソソーム貯蔵障害(LSD)に関連するリソソーム酵素であり、かつ、該LSDが、ファブリ病、ムコ多糖症I型、ファーバー病、ゴーシェ病、GM1ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、GM2活性化因子疾患、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病、シャイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコシドーシス、マンノシドーシス、シンドラー病、シアリドーシス1型、ポンペ病、濃化異骨症、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多種スルファターゼ欠損症、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス、シスチン症、シアル酸貯蔵病、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン停滞病、ヘルマンスキー・プドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病または幸福顔貌骨異形成症である;
    (XIV)該オリゴ糖がタンパク質に連結しており、かつ、該タンパク質がポンペ病またはファブリ病に関連するリソソーム酵素である;
    (XV)該オリゴ糖がタンパク質に連結しており、かつ、該タンパク質が真菌生物において発現されるヒトタンパク質であり、かつ、該タンパク質がポンペ病またはファブリ病に関連するリソソーム酵素である。
  3. キャップ除去されたホスホ−6−マンノース残基を有する標的タンパク質を生産する方法であって、
    マンノース−1−ホスホ−6−マンノース残基をホスホ−6−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼをコードする核酸を含みそして発現するように遺伝的に操作されている真菌細胞を提供するステップであって、該マンノシダーゼが、グリコシルヒドロラーゼファミリー92のメンバーであり、そして、該マンノシダーゼが、配列番号50の残基1〜774または配列番号50を含む、ステップと、
    該細胞に、標的タンパク質をコードする核酸を導入するステップと、
    を含み、該細胞が、該細胞において発現された該発現されたマンノシダーゼによって該標的上のマンノース−1−ホスホ−6−マンノース残基がホスホ−6−マンノース残基に変換された該標的タンパク質を生産する、方法。
  4. 以下に列挙した特徴のうちの1つ以上を有する、請求項3に記載の方法:
    (I)前記真菌細胞が、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸をさらに含む;
    (II)該真菌細胞が、OCH1活性を欠損するように遺伝的に操作されている;
    (III)前記マンノシダーゼが、C.cellulans、Streptomyces coelicolorまたはStreptomyces lividansのマンノシダーゼである。
  5. 真菌生物においてキャップ除去されたホスホ−6−マンノース残基を有する標的タンパク質を生産する方法であって、
    a)マンノース−1−ホスホ−6−マンノースをホスホ−6−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼをコードする核酸を含みそして発現するように遺伝的に操作されており、標的タンパク質をコードする核酸をさらに含む真菌細胞を提供し、ここで、該マンノシダーゼが、グリコシルヒドロラーゼファミリー92のメンバーであり、そして、該マンノシダーゼが、配列番号50の残基1〜774または配列番号50を含み、該細胞において発現された該発現されたマンノシダーゼによって該標的上のマンノース−1−ホスホ−6−マンノース残基がホスホ−6−マンノース残基に変換されているステップと、
    b)該キャップ除去されたホスホ−6−マンノース残基を有する該標的タンパク質を単離するステップと、
    を含む、方法。
  6. 前記標的タンパク質および前記マンノシダーゼが前記細胞により分泌される、請求項5に記載の方法。
  7. キャップ除去されたホスホ−6−マンノース残基を含む糖タンパク質を生産するように遺伝的に操作されている単離された真菌細胞であって、マンノシダーゼをコードする核酸を含み、該真菌細胞における前記マンノシダーゼの発現が、該キャップ除去されたホスホ−6−マンノース残基を含む糖タンパク質の生産をもたらし、ここで、該マンノシダーゼが、グリコシルヒドロラーゼファミリー92のメンバーであり、そして、該マンノシダーゼが、配列番号50の残基1〜774または配列番号50を含む、真菌細胞。
  8. 以下に列挙した特徴のうちの1つ以上を有する、請求項7に記載の真菌細胞:
    (I)該真菌細胞が、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸をさらに含む;
    (II)該真菌細胞が、OCH1(外鎖伸長)活性を欠損するように遺伝的に操作されている;
    (III)該真菌細胞が、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸を含み、OCH1活性を欠損するように遺伝的に操作されている;
    (IV)該真菌細胞が、糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸をさらに含む;
    (V)該真菌細胞が、糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸をさらに含み、かつ、該標的タンパク質がヒトタンパク質である;
    (VI)該真菌細胞が、糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸をさらに含み、かつ、該標的タンパク質が、病原体タンパク質、リソソームタンパク質、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、抗体もしくはその抗原結合性断片または融合タンパク質である;
    (VII)該真菌細胞が、糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸をさらに含み、かつ、該標的タンパク質がヒトタンパク質であり、かつ、該標的タンパク質が、病原体タンパク質、リソソームタンパク質、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、抗体もしくはその抗原結合性断片または融合タンパク質である;
    (VIII)該真菌細胞が、糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸をさらに含み、かつ、該標的タンパク質がリソソーム酵素である;
    (IX)該真菌細胞が、糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸をさらに含み、かつ、該標的タンパク質がヒトタンパク質であり、かつ、該標的タンパク質がリソソーム酵素である;
    (X)該真菌細胞が、糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸をさらに含み、かつ、該標的タンパク質がリソソーム酵素である酸性アルファグルコシダーゼまたはアルファガラクトシダーゼである;
    (XI)該真菌細胞が、糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸をさらに含み、かつ、該標的タンパク質がヒトタンパク質であり、かつ、該標的タンパク質がリソソーム酵素である酸性アルファグルコシダーゼまたはアルファガラクトシダーゼである;
    (XII)該真菌細胞が、糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸をさらに含み、かつ、該標的タンパク質が、LSDに関連する;
    (XIII)該真菌細胞が、糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸をさらに含み、かつ、該標的タンパク質がヒトタンパク質であり、かつ、該標的タンパク質がLSDに関連する;
    (XIV)該真菌細胞が、糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸をさらに含み、かつ、該標的タンパク質が、ファブリ病、ムコ多糖症I型、ファーバー病、ゴーシェ病、GM1ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、GM2活性化因子疾患、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病、シャイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコシドーシス、マンノシドーシス、シンドラー病、シアリドーシス1型、ポンペ病、濃化異骨症、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多種スルファターゼ欠損症、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス、シスチン症、シアル酸貯蔵病、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン停滞病、ヘルマンスキー・プドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病または幸福顔貌骨異形成症に関連する;
    (XV)該真菌細胞が、糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸をさらに含み、かつ、該標的タンパク質がヒトタンパク質であり、かつ、該標的タンパク質が、ファブリ病、ムコ多糖症I型、ファーバー病、ゴーシェ病、GM1ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、GM2活性化因子疾患、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病、シャイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコシドーシス、マンノシドーシス、シンドラー病、シアリドーシス1型、ポンペ病、濃化異骨症、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多種スルファターゼ欠損症、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス、シスチン症、シアル酸貯蔵病、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン停滞病、ヘルマンスキー・プドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病または幸福顔貌骨異形成症に関連する;
    (XVI)該真菌細胞が、Yarrowia lipolyticaまたはArxula adeninivorans細胞である;
    (XVII)該真菌細胞が、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸をさらに含み、該ポリペプチドが、MNN4ポリペプチドである;
    (XVIII)該真菌細胞が、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸をさらに含み、該ポリペプチドが、Yarrowia lipolytica、S.cerevisiae、Ogataea minuta、Pichia pastorisまたはC.albicansのMNN4ポリペプチドである;
    (XIX)該真菌細胞が、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸をさらに含み、該ポリペプチドが、P.pastoris PNO1ポリペプチドである;
    (XX)前記マンノシダーゼが、C.cellulans、Streptomyces coelicolorまたはStreptomyces lividansのマンノシダーゼである;
    (XXI)該マンノシダーゼが分泌シグナルを含む;
    (XXII)該マンノシダーゼが、該マンノシダーゼを細胞内区画にターゲッティングするためのターゲティングシグナルを含む;
    (XXIII)該マンノシダーゼが、分泌シグナルおよび該マンノシダーゼを細胞内区画にターゲッティングするためのターゲティングシグナルを含む;
    (XXIV)該真菌細胞が、単離された形態にある。
  9. Yarrowia lipolytica、Pichia pastoris、Hansenula polymorpha、Arxula adeninivorans、Pichia methanolica、Oogataea minutaまたはAspergillus nigerの細胞を含む実質的に純粋な培養物であって、該細胞は、キャップ除去されたホスホ−6−マンノース残基を含む糖タンパク質を生産するように遺伝的に操作されており、マンノース−1−ホスホ−6−マンノースをホスホ−6−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼをコードする核酸を含み、ここで、該マンノシダーゼが、グリコシルヒドロラーゼファミリー92のメンバーであり、そして、該マンノシダーゼが、配列番号50の残基1〜774または配列番号50を含む、培養物。
  10. 以下に列挙した特徴のうちの1つ以上を有する、請求項9に記載の培養物:
    (I)前記細胞が、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸をさらに含む;
    (II)該細胞が、OCH1活性を欠損するように遺伝的に操作されている。
  11. 配列番号50の残基1〜774、または配列番号50を含むアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、該ポリペプチドは、マンノース−1−ホスホ−6−マンノースをホスホ−6−マンノースに加水分解することができる、ポリペプチド。
  12. 請求項1に記載のポリペプチドであって、前記アミノ酸配列が、配列番号50の残基1〜774のN末端または配列番号50のN末端に、配列番号15の残基1〜15をさらに含む、ポリペプチド。
  13. 核酸であって、
    (a)請求項1または1に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;または
    (b)該ヌクレオチド配列の相補体
    を含む、核酸。
  14. 請求項1に記載の核酸であって、
    (I)前記ヌクレオチド配列が、配列番号50の残基1〜774または配列番号50をコードする;または
    (II)該ヌクレオチド配列が、配列番号14のヌクレオチド46〜2322または配列番号14のヌクレオチド46〜4995を含む;または
    (III)該ヌクレオチド配列が、配列番号14のヌクレオチド46〜2322または配列番号14のヌクレオチド46〜4995を含み、かつ、配列番号14のヌクレオチド46〜2322の5’または配列番号14のヌクレオチド46〜4995の5’に、配列番号14のヌクレオチド1〜45をさらに含む、
    核酸。
  15. 請求項1または1に記載のポリペプチドをコードする請求項1または1に記載の核酸を含む発現ベクター。
  16. 請求項15に記載の発現ベクターを含む宿主細胞。
  17. 請求項11または12に記載のポリペプチドを作製する方法であって、請求項16に記載の宿主細胞を培養するステップと、培養物から該ポリペプチドを単離するステップとを含む、方法。
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