JP6001074B2 - 新規なα−1アンチトリプシン変異体、その製造方法及び用途 - Google Patents

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Description

本発明は、新規なα−1アンチトリプシン変異体、その製造方法及び用途に関する。
α−1アンチトリプシン(alpha−1 antitrypsin)は、394個のアミノ酸で構成された分子量約50,000ダルトンの哺乳類の血液内に存在するタンパク質の一つとして、血液内濃度は、約2mg/mLに達する主血液タンパク質の一つであり(Robin W.C. et. al., Nature, 298, 329−334, 1982)、α−1プロテアーゼ抑制剤(alpha−1 protease inhibitor)とも呼ばれる。α−1アンチトリプシンは、自然界に100余種以上の対立遺伝子(allele)が存在し、表現型(phenotype)は、IEF(isoelectric focusing)類型によってAからZに区分される。この中で一番多いM型対立遺伝子が大部分のヒトの血液内に存在し、少なくとも約75個のイソフォーム(isoform)が存在することで知られており(Brantley, M. et. al., Am. J. Med., 84(suppl. 6A), 13−31, 1988)、タンパク質分解酵素抑制剤としての主機能も維持されている。
一般的に、約90%のα−1アンチトリプシンは、M1、M2、M3、M4、M5の5個のPiM subtypeが存在することで知られている。この中で、M1が約67%、M2が約16%、そしてM3が約11%の分布を示している(Jan−Olof Jeppsson and Carl−Bertil Laurell, FEBS Lett., 231, 327−330, 1988)。この中でM2タイプは、101番位置にHisが存在し、M3サブタイプは、101番位置にArgが存在し、α−1アンチトリプシン固有の活性には影響を与えないことで知られている。
α−1アンチトリプシンは、共通的にタンパク質の3ヶ所に糖化されている糖タンパク質の構造を有しており(Mega, T. et. al., J. Biol. Chem., 255, 4057−4061, 1980)、X−ray結晶構造によれば、α−1アンチトリプシンは、血液に存在する他のタンパク質分解酵素抑制剤(Serpin類)と同様に3個のβシート(beta−sheet)と8個のアルファへリックス(alpha−helical)構造を有している(Elliot P.R., et. al., JMB, 275, 419−425, 1998)。α−1アンチトリプシンは、体内で多くの種類のタンパク質分解酵素を抑制するが、現在知られた疾患と関連された生体内の主な機能は、好中球エラスターゼ(neutrophil elastase)の活性を抑制して(Beatty et. al., J. Biol. Chem., 255, 3931〜3934, 1980)、α−1アンチトリプシンが欠乏されると、エラスチンの分解により肺機能が低下される肺気腫(emphysema)のような深刻な疾病が誘発される。また、α−1アンチトリプシンの変形されたタンパク質は、肝(liver)でまともに分泌されなくて、変形されたα−1アンチトリプシンが肝に蓄積されて結局肝硬変(Cirrhosis)が発生するという臨床的報告もある。
現在、α−1アンチトリプシン欠乏症治療剤として、ヒトの血液から抽出した何種類の製品がアメリカFDAから医薬品で許可を受けて市販されている。代表的な製品では、Talecris社のProlastin、Baxter社のアラルラスト(Aralast)、そしてCSL Behring社のZemairaがあり、通常的に、60mg/kgの用量で1週間隔で静脈注射して人体に投与される。したがって、大人1人当り1週に4〜5gの多量のタンパク質を患者に長期投与しなければならない。
データモニター(Data Monitor)(DMHC2364)分析によれば、アメリカとヨーロッパにおいて遺伝的にα−1アンチトリプシンに問題がある患者数が20万人に至ることで推測されるが、適切な診断が行われないので、一部患者のみが治療を受けている。現在まで医薬品で開発された製品は、全てヒトの血液から抽出したα−1アンチトリプシンである。このようなヒトの血液から抽出したα−1アンチトリプシンは、製造過程で徹底に遮断してもヒト免疫欠乏ウイルス(human immunodeficient virus)、B型肝炎ウイルス(hepatitis B virus)、C型肝炎ウイルス(hepatitis C virus)などヒトに致命的な疾病を誘発させることができる人体に有害なウイルスなどが常在する可能性が存在し、いくつかの病原体に対する血液選別検査とウイルス不活性化過程を使用しても今まで知られていない稀少病原体の基本的な根絶が不可能であるため、未知の病原体による人体感染の恐れはいつも存在する。また、商業的に必要なα−1アンチトリプシンを製造するための汚染されなかった血液の円滑な供給もいつも問題になって来た。
このような問題点を解決するためには、遺伝子再組み換え技術を利用してα−1アンチトリプシンを治療剤で開発する必要がある。したがって、これと関連された多様な研究が進行されて来たが、さまざまな制限的な要因により今まで商業的に成功できなかった。
ヒトα−1アンチトリプシンは、総3個の部位(46番アスパラギン、83番アスパラギン、247番アスパラギン)で糖化が起きて3個のN−グリカンを有することで知られている。遺伝子再組み換え方法でE.coliのような微生物を利用して生成されたα−1アンチトリプシンの場合、ヒト由来のα−1アンチトリプシンとは異なり糖化されないため、体内投与時に半減期が短いことで知られている(Karnaukhova et. al., Amino Acids, 30, 317−332, 2006, Garver Jr. et. al., Proc. Nati. Acad. Sci. USA., 84, 1050−1054, 1987)。このような問題点を克服して多量のα−1アンチトリプシンを経済的に得るために、α−1アンチトリプシンを植物から発現させる研究が行われた。しかし、植物から発現された再組み換えα−1アンチトリプシンの場合、植物由来の糖化が起きたが、体内半減期がヒトα−1アンチトリプシンに比べて短いことで報告された(Huang et. al., Biotechnol. Prog., 17, 126−133, 2001)。
α−1アンチトリプシンの体内半減期を改善するために、Cantinなどは、微生物から発現させたα−1アンチトリプシンのシステイン残基にポリエチレングリコールを接合させた融合体に対して報告した(Cantin et. al., Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol., 27, 659−665, 2002)。前記論文によれば、微生物から発現させたα−1アンチトリプシンのシステイン残基に20KDaと40KDaのポリエチレングリコールを接合させると、微生物から発現されたα−1アンチトリプシンに比べて体内半減期が改善されてヒトα−1アンチトリプシンと類似な水準に到逹した。しかし、タンパク質にポリエチレングリコールを接合させると、化学的な副反応によりさまざまな産物が作られて、これを除去するための追加工程が必要になる。また、ヒトα−1アンチトリプシンが有している糖構造上N−グリカンがないので、露出されたアミノ酸配列に対する免疫原性問題が発生する可能性がある。
動物細胞由来のα−1アンチトリプシンは、ヒトα−1アンチトリプシンと類似な体内半減期を有することで知られている(Garver Jr. et. al., Proc. Nati. Acad. Sci. USA., 84, 1050−1054, 1987)。したがって、ヒトα−1アンチトリプシンと糖構造が類似な動物細胞を利用して製造することが好ましい方法であると言える。しかし、動物細胞を利用した製造方法は、一般的に微生物を利用してα−1アンチトリプシンを生産することに比べて製造費用がたくさんかかるという短所がある。
一方、α−1アンチトリプシンの体内半減期を増加させるために、α−1アンチトリプシンのループ(loop)領域などに糖化部位を追加する技術が研究された。一般的に動物細胞から発現されたタンパク質に糖化を追加する場合、糖化が付かされたタンパク質の流体力学的容積(hydrodynamic volume)が増加して、糖化が追加されなかったタンパク質に比べて人体内に投与される場合、体内半減期が増加すると考えられる。しかし、一般的に生理活性タンパク質に糖化を変更または追加する方法は、赤血球生成促進因子(erythropoietin)の例から分かるように、糖化が追加された位置にしたがって体内半減期に大きい影響を与えるようになる(Eliott et. al., Nat. Biotechnol., 21, 414−421, 2003)。したがって、体内半減期を増加させるためにα−1アンチトリプシンに糖化を追加する場合、α−1アンチトリプシンのどの位置に糖化部位を追加すると体内安全性のような生理活性の改善が行われるかに対する研究結果が具体的に証明されなければならない。
結論的に、α−1アンチトリプシンの体内安全性を増加させるために、α−1アンチトリプシンを遺伝子再組み換え技術を利用して製造しようとする多様な方法が試みされて来たが、このような方法は、前述したさまざまな問題により医薬用で開発することが適合ではなかった。したがって、体内安全性が優れた再組み換えα−1アンチトリプシンを開発するための新しい方法に対する研究の必要性が切実に要求されている。
本発明者は、臨床的に有用な再組み換えα−1アンチトリプシンを構成するために、α−1アンチトリプシンの多くの特定部位に糖化を追加してα−1アンチトリプシン変異体を製造したところ、血中半減期(t1/2)と薬物濃度−時間曲線下面積(AUC)が顕著に増加して体内安全性が優秀であり、エラスターゼ活性抑制効果が維持されるα−1アンチトリプシン変異体を確認して、本発明を完成した。
本発明は、α−1アンチトリプシンのN−末端の1番位置から25番位置の間の特定部位にあるアミノ酸を置換して糖化部位を追加させたα−1アンチトリプシン変異体を提供する。
本発明の一具現例として、前記α−1アンチトリプシン変異体は、糖化部位を1個〜3個以下で追加させたことを特徴とする。
本発明の他の具現例として、前記特定部位は、N−末端の3番位置から13番位置の間であることを特徴とする。
本発明のまた他の具現例として、前記特定部位は、N−末端の9番位置あるいは12番位置であることを特徴とする。
本発明のまた他の具現例として、前記特定部位は、N−末端の4番と9番、あるいは4番と12番、あるいは9番と12番位置であることを特徴とする。
また、本発明は、α−1アンチトリプシンのN−末端の1番位置から25番位置の間の特定部位にあるアミノ酸を置換して糖化部位を追加させる段階と、前記糖化部位が追加されたα−1アンチトリプシン変異体発現ベクターを転移させた細胞を培地上で培養する段階と、前記細胞からα−1アンチトリプシン変異体タンパク質を発現させる段階と、前記発現されたα−1アンチトリプシン変異体タンパク質を精製して回収する段階と、を含む、α−1アンチトリプシン変異体の製造方法を提供する。
また、本発明は、α−1アンチトリプシンのN−末端の1番位置から25番位置の間の特定部位にあるアミノ酸を置換して糖化部位を追加させたα−1アンチトリプシン変異体を有効成分で含む、α−1アンチトリプシン欠乏症の予防または治療用組成物を提供する。
本発明の一具現例として、前記α−1アンチトリプシン欠乏症は、慢性閉鎖性肺疾患あるいは肝硬変であることを特徴とする。
また、本発明は、α−1アンチトリプシンのN−末端の1番位置から25番位置の間の特定部位にあるアミノ酸を置換して糖化部位を追加させたα−1アンチトリプシン変異体を治療的有効量で患者に投与することを特徴とするα−1アンチトリプシン欠乏症の予防または治療方法を提供する。
また、本発明は、α−1アンチトリプシンのN−末端の1番位置から25番位置の間の特定部位にあるアミノ酸を置換して糖化部位を追加させたα−1アンチトリプシン変異体を二つ連結して体内半減期が増加されたα−1 アンチトリプシン変異体の融合体を提供する。
また、本発明は、α−1アンチトリプシンのN−末端の1番位置から25番位置の間の特定部位にあるアミノ酸を置換して糖化部位を追加させたα−1アンチトリプシン変異体に他の異種タンパク質を連結して異種タンパク質の体内半減期が増加されたα−1アンチトリプシン変異体の融合体を提供する。
本発明の一具現例として、前記α−1アンチトリプシン変異体は、追加的にP2位置である357番目アミノ酸のプロリン(proline)がアスパラギン(asparagine)に置換れたことを特徴とする。
本発明によるα−1アンチトリプシン変異体は、N−末端の1番位置から25番位置の間のアミノ酸変異を通じてN−糖化部位を追加させることで、血中半減期(t1/2)と薬物濃度−時間曲線下面積(AUC)が顕著に増加して体内安全性が優秀であり、エラスターゼ活性抑制効果が維持される。したがって、本発明のα−1アンチトリプシン変異体は、α−1アンチトリプシン欠乏症の予防または治療に有用に使用することができる。また、本発明によるα−1アンチトリプシン変異体に異種タンパク質を結合させて異種タンパク質の体内半減期を増加させるために使用することができる。
本発明によるα−1アンチトリプシンベクター(pT003)の模式図である。 本発明によるα−1アンチトリプシン変異体の配列と位置を示した図である。 本発明の精製されたα−1アンチトリプシン及びその変異体のSDS−PAGE結果を示した図である。 血漿由来のα−1 アンチトリプシン及び本発明の動物細胞から発現させた再組み換えα−1アンチトリプシンの皮下投与薬物動態グラフを示した図である。 本発明によるα−1アンチトリプシン及びその変異体の皮下投与薬物動態グラフを示した図である。 血漿由来のα−1アンチトリプシン及び再組み換えα−1アンチトリプシン変異体の皮下投与薬物動態グラフを示した図である。 本発明によるα−1アンチトリプシン変異体の皮下及び静脈投与薬物動態グラフを示した図である。 本発明によるα−1アンチトリプシン及び二量体(dimer)の静脈投与薬物動態グラフを示した図である。 本発明によるヒト成長ホルモン/α−1アンチトリプシン変異体の融合体の皮下投与薬物動態グラフを示した図である。 本発明による顆粒球刺激因子/α−1アンチトリプシン変異体融合体の皮下投与薬物動態グラフを示した図である。
本発明は、α−1アンチトリプシンのN−末端の1番位置から25番位置の間の特定部位にあるアミノ酸を置換して糖化部位を追加させたα−1アンチトリプシン変異体を提供する。
本発明によるα−1アンチトリプシン変異体は、α−1アンチトリプシンの三つの糖化部位(46番アスパラギン、83番アスパラギン、247番アスパラギン)以外に、N−末端の1番位置から25番位置の間の特定部位にあるアミノ酸を置換してN−糖化部位を追加することを特徴とする。追加できる糖化部位の数には、制限がない。好ましくは、1個〜3個以下である。
前記ヒトα−1アンチトリプシンのN−末端の特定部位にN−糖化部位を追加することは、N−末端の1番位置から25番位置の間でN−グリカン付着部位配列であるAsn−X−Thr/Serを生成させることを特徴とする。好ましくは、ヒトα−1アンチトリプシンのN−末端の3番位置から13番位置の間、一番好ましくは、、N−末端の9番位置、あるいは12番位置のアミノ酸であるグルタミンをアスパラギンに置換して糖化部位を追加する。糖化追加による変異体は、4番と9番、あるいは4番と12番、あるいは9番と12番の位置に糖が同時に追加された構造を得ることができ、本実施例で記述した特定部位外に、N−末端の25番以内の他の部位での追加糖化を含んでもよい。
また、本発明は、α−1アンチトリプシンのN−末端の1番位置から25番位置の間の特定部位にあるアミノ酸を置換して糖化部位を追加させる段階と、前記糖化部位が追加されたα−1アンチトリプシン変異体発現ベクターが転移された細胞を培地上で培養する段階と、前記培養液からα−1アンチトリプシン変異体タンパク質を発現させる段階と、前記発現されたα−1アンチトリプシン変異体タンパク質を精製して回収する段階と、を含むα−1アンチトリプシン変異体の製造方法を提供する。
前記N−糖化部位を追加する技術は、遺伝子再組み換え技術を利用し、遺伝子組み換えを通じてアミノ酸を置換、挿入、除去してN−糖化部位を追加することができる。前記ヒトα−1アンチトリプシンのN−末端の20個程度のアミノ酸は、α−1アンチトリプシンのX−ray結晶構造でよく検出されない領域(PDB code:1QLP、2QUG、3CWL、1PSI、7API、1KCT(www.pdb.org))として、3次構造が非常に柔軟な定形化されていない構造を有している。
本発明によるα−1アンチトリプシン変異体は、特定部位突然変異誘発(site−directed mutagenesis)方法を利用して一つ以上のアミノ酸を変異させて製造することができる。例えば、ヒトα−1アンチトリプシンで9番位置のグルタミンをアスパラギンに置換するか148番位置のグリシンをアスパラギンに置換して動物細胞から発現させると、置換されたアスパラギンに糖化部位が生成される。または、148番のグリシンをスレオニンに置換すると、146番のアスパラギンに新しい糖化部位が生成される。このような方式で、α−1アンチトリプシンの非常に多様な位置で糖化部位を追加することができる。
本発明では、ヒトα−1アンチトリプシンの3個の糖化部位(46番アスパラギン、83番アスパラギン、247番アスパラギン)以外に、A1ATのX−ray結晶構造で整形化された構造が検出されないN−末端の1番位置から25番位置の間の特定部位にあるアミノ酸の置換を通じてN−糖化部位を追加してα−1アンチトリプシン変異体を製造し、これをチャイニーズハムスター卵巣(Chinese Hamster Ovary)細胞から発現させた後、クロマトグラフィー方法を利用して高純度で精製して得る。
前記精製されたN−糖化部位が追加されたα−1アンチトリプシン変異体は、野生型α−1アンチトリプシンに比べて、SDS−PAGE試験で相対的に高い位置で染色帯が表示される。これは糖化により分子量が上昇したことで判断される。
また、前記精製されたα−1アンチトリプシン変異体は、血中薬物濃度−時間曲線下面積(AUC:area under the curve)値と体内半減期(t1/2)が顕著に増加して体内安全性が優れる。しかし、α−1アンチトリプシンの26番位置のアミノ酸をスレオニンに置換した変異体(I26T)の場合、N−糖化部位の追加により体内持続性が改善されなかった。また、WO2008/151845に記載されたループ(loop)領域(loop A、loop B、loop C、loop D、loop E)やその付近に糖化部位を追加したα−1アンチトリプシン変異体の場合にも体内持続性改善に大きい効果がなかった。さらに、ループ(loop)領域を糖化させると、タンパク質分解酵素としての固有の機能を有するα−1アンチトリプシンの活性に影響を与えることができるので、α−1アンチトリプシンの活性に影響を与えない糖化位置の選択が非常に重要である。
また、前記精製されたα−1アンチトリプシン変異体は、エラスターゼ活性抑制効果が維持されることを確認した。また、一般的にヒトα−1アンチトリプシンの結合速度定数は、1.0±0.2×10(Boudier C., 1994)〜1.67×10−1−1(Terashima M, et. al., Appl. Microbiol. Biotechnol., 52(4), 516−523, 1999)の範囲を有することで知られているが、本発明の野生型ヒトα−1アンチトリプシンとその変異体の結合速度定数及び平衡定数は類似である。したがって、α−1アンチトリプシンのN−末端部位の糖化がα−1アンチトリプシンのエラスターゼ活性抑制に影響を与えないことが分かる。
また、本発明は、前記α−1アンチトリプシン変異体を二つ連結して体内半減期が増加されたα−1アンチトリプシン変異体の融合体を提供する。
本発明者は、前記α−1アンチトリプシン変異体のP2位置である357番目のアミノ酸のプロリンをアスパラギンに追加的に置換させたα−1アンチトリプシン二重変異体を製造し、前記二重変異体に顆粒球刺激因子を結合させた融合体を製造して薬物動態実験を進行した結果、前記融合体の体内持続性が増加されたことを確認した(実験例5参照)。前記結果を通じて、前記二重変異体に生理活性タンパク質のような異種タンパク質を結合させると、前記生理活性タンパク質の半減期を増加させることができるということを確認した。
したがって、本発明は、前記α−1アンチトリプシン変異体に他の異種タンパク質を連結して異種タンパク質の体内半減期が増加されたα−1アンチトリプシン変異体の融合体を提供する。前記異種タンパク質の種類は、限定されるものではないが、好ましくは、生理活性ペプチドまたは生理活性タンパク質である。
前記精製されたα−1アンチトリプシン変異体を二つまたはその以上で連結して体内半減期が増加されたα−1アンチトリプシン変異体の融合体を製造することができる。以前研究で、Sytkowski, A.J.などは、赤血球成長因子(EPO)を適切なリンカーを利用してEPO−EPOの融合タンパク質で作った場合、活性が顕著に増加することはもちろん、体内半減期がEPO単量体(monomer)よりも一層増加することを証明した(Sytkowski, A.J., et. al., J. Biol. Chem., 274, 24773−24778, 1999)。したがって、本発明のα−1アンチトリプシン変異体を二つまたはその以上で連結する場合、α−1アンチトリプシン変異体の単量体に比べて体内半減期が増加されることで期待される。さらに、体内半減期が短い生理活性ペプチド、免疫調節因子、サイトカインなどに本発明のα−1アンチトリプシン変異体を連結する場合、体内半減期が顕著に増加して持続性効果を充分に示すことで期待される。
また、本発明は、前記α−1アンチトリプシン変異体を有効成分で含むα−1アンチトリプシン欠乏症の予防または治療用組成物を提供する。
また、本発明は、α−1アンチトリプシン変異体を治療的有効量で患者に投与してα−1アンチトリプシン欠乏症を予防または治療する方法を提供する。
上述のように、本発明によるα−1アンチトリプシン変異体は、N−末端の1番位置から25番位置の間のアミノ酸変異を通じてN−糖化部位を追加させることで、血中半減期(t1/2)と薬物濃度−時間曲線下面積(AUC)が顕著に増加して体内安全性が優秀であり、エラスターゼ活性抑制効果が維持される。したがって、本発明のα−1アンチトリプシン変異体は、α−1アンチトリプシン欠乏症の予防または治療に有用に使用することができる。前記α−1アンチトリプシン欠乏症では、慢性閉鎖性肺疾患(COPD:chronic obstructive pulmonary disease)や肝硬変を含まれ、好ましくは、肺気腫が含まれるが、これに限定されるものではない。
本発明の組成物は、α−1アンチトリプシン変異体とともにα−1アンチトリプシン欠乏症の予防または治療効果を有する公知の有効成分を1種以上含むことができる。
本発明の組成物は、投与のために上述した有効成分の以外に追加で薬学的に許容可能な担体を1種以上を含んで製造することができる。薬学的に許容可能な担体は、食塩水、滅菌水、リンゲル液、緩衝食塩水、デキストロース溶液、マルトデキストリン溶液、グリセロール、エタノール及びこれら成分の中で1成分以上を混合して使用することができ、必要に応じて、抗酸化剤、緩衝液、静菌剤など他の通常の添加剤を添加することができる。また、希釈剤、分散剤、界面活性剤、結合剤及び潤滑剤を付加的に添加して水溶液、懸濁液、乳濁液などのような注射用剤形、丸薬、カプセル、顆粒または錠剤で製剤化することができる。さらに、当分野の適正な方法にまたはRemington's Pharmaceutical Science(最近版)、Mack Publishing Company, Easton PAに開示されている方法を利用して各疾患によってまたは成分によって適切に製剤化することができる。
本発明の組成物は、目的する方法によって経口投与するか非経口投与(例えば、静脈内、皮下、腹腔内、吸入または局所などに適用)でき、あるいは本発明によるα−1アンチトリプシン変異体の遺伝子治療法(Gene Therapy)に利用することができる。投与量は、患者の体重、年齢、性別、健康状態、食餌、投与時間、投与方法、排泄率及び疾患の重症度などによってその範囲が多様である。前記α−1アンチトリプシン変異体の週1回投与量は、α−1アンチトリプシンの投与容量である60mg/kgより少ない量で同等な臨床効能を示すか、あるいは野生型α−1アンチトリプシン投与容量と同一な用量を使用する場合、投与期間をさらに延長しても同一な臨床的効能を示すことで予想される。
本発明の組成物は、α−1アンチトリプシン欠乏症の予防または治療のために、単独で、または手術、ホルモン治療、薬物治療及び生物学的反応調節剤を使用する方法などと併用して使用することができる。
以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施例及び実験例を提示する。しかし、下記実施例及び実験例は、本発明をより容易に理解するために提供されるものに過ぎず、本発明の内容を限定するものではない。
実施例1. α−1アンチトリプシン及びその変異体と二重体の製造
1−1. 発現ベクターpAV1の製造
本発明に必要な発現ベクタークローニングは、母ベクターであるpSGHV0(GenBank Accession No. AF285183)を利用して産業で使用可能に目的に合わせて改良して開発したpAV1ベクターを利用した。母ベクターは、大腸菌のようなバクテリアを利用してヒト由来のタンパク質を発現させる場合には、タンパク質が細胞内で過剰発現されるが、大部分活性を有しないので、動物細胞を利用した場合には、細胞外に生理活性を有した目的タンパク質を高濃度で発現させる特性を有しているので、生理活性を有したタンパク質を手軽く精製する目的で製作された研究用ベクターである。しかし、産業で生産用で使用するためには、いろいろに制限があるので、pSGHV0ベクターの最大の長所である発現量が高い点を生産に利用するために、産業で使用可能に改良した。
1−2. α−1アンチトリプシン(subtype M3)ベクター(pT003)の製造
α−1アンチトリプシンベクターを製造するために、hMU001448(KRIBB)を鋳型としたα−1アンチトリプシン(M3)遺伝子をpAV1ベクターにクローニングしてα−1アンチトリプシンベクター(pT003)を製造した。具体的には、hMU001448(KRIBB)を鋳型として、2個のプライマーであるXhoAT正方向プライマー(5'−CCC TCC TCG AGA ATG CCG TCT TCT GTC TCG−3'、配列番号1)とATNot逆方向プライマー(5'−GGG CCC GCG GCC GCA GTT ATT TTT GGG TGG G−3'、配列番号2)を利用してPCRで増幅した。前記増幅されたヌクレオチドを、末端に存在する二つの制限酵素であるXhoIと NotIで切断し、XhoI/NotI切断部を有している発現ベクターpAV1と接合してα−1アンチトリプシンベクター(pT003、配列番号39)を製造した。前記α−1アンチトリプシンベクター(pT003)の模式図は、図1に示した。
1−3. α−1アンチトリプシン(M3)変異体の製造
糖化部位が追加された多くのα−1アンチトリプシン変異体を製造するために、前記実施例1−2で製造したα−1アンチトリプシンベクター(pT003)を鋳型として、下記表1に記載された各々の2個の正方向プライマーと逆方向プライマーと変異体生成キット(Enzynomix、EZchangeTM Site−Directed Mutagenesis Kit)を利用してα−1アンチトリプシン変異体を製造した。α−1アンチトリプシン変異体の配列と位置は、図2に示した。
全てのα−1アンチトリプシン変異体の変異目的は、N−糖化部位を増加させることであるので、動物細胞でN−糖化されたと知られているAsn−X−Thrを作るために、主に元々のアミノ酸をアスパラギンに置換したが、いくつの場合は、元々存在するアスパラギンを利用するために隣接したアミノ酸をスレオニンに変異させた。
1−4. α−1アンチトリプシン(subtype M2)ベクター(pT006)の製造
α−1アンチトリプシンベクターを製造するために、pEAT8(encoding a1−AT(M2) cDNA)を鋳型としたα−1アンチトリプシン遺伝子をpAV1ベクターにクローニングして、α−1アンチトリプシンベクター(pT006)を製造した。具体的には、pEAT8(encoding a1−AT(M2) cDNA)を鋳型として、2個のプライマーであるXhoAT正方向プライマー(5'−CCC TCC TCG AGA ATG CCG TCT TCT GTC TCG−3'、配列番号1)とATNot逆方向プライマー(5'−GGG CCC GCG GCC GCA GTT ATT TTT GGG TGG G−3'、配列番号2)を利用してPCRで増幅した。前記増幅されたヌクレオチドを末端に存在する二つの制限酵素であるXhoIと NotIで切断し、XhoI/NotI切断部を有している発現ベクターpAV1と接合してα−1アンチトリプシンベクター(pT006、配列番号40)を製造した。
1−5. α−1アンチトリプシン(M2)変異体の製造
糖化部位が追加されたα−1アンチトリプシン(M2)変異体を製造するために、前記実施例1−4で製造したα−1アンチトリプシンベクター(pT006)を鋳型として、2個のプライマーである正方向プライマー(配列番号5)と逆方向プライマー(配列番号6)を利用して、変異体生成キット(Enzynomix、EZchangeTM Site−Directed Mutagenesis Kit)を利用してα−1アンチトリプシン(M2)変異体ベクター(AT9N(M2))を製造した。製造されたα−1アンチトリプシン変異体のアミノ酸配列は、配列番号42に示した。
1−6. α−1アンチトリプシン及び変異体の二重体の製造
α−1アンチトリプシン変異体の二重体を製造するために、α−1アンチトリプシン変異体は、pAT9N(subtype M2)を使用した。二重体ベクターを製造するために、pAT9N(M2)を鋳型として、2個のプライマーであるXhoAT正方向プライマー2(5'−GGG CCC CTC GAG GCC ACC ATG CCG TCT TCT GTC TCG TGG GGC ATC CTC CTG CTG GCA GGC CTG TGC TGC CTG GTC CCT GTC TCC CTG GCT GAA GAT CCC CAG GGA −3'、配列番号31)とATBam逆方向プライマー2(5'−GGG GGG ATC CTC TTT TTG GGT GGG ATT CAC −3'、配列番号32)を利用してPCRで増幅した。前記増幅されたヌクレオチドを末端に存在する二つの制限酵素であるXhoIと BamHIで切断し、XhoI/BamHI切断部を有している発現ベクターpAT9N(M2)と接合してα−1アンチトリプシン二重体ベクター(pAT9N(M2)−AT9N(M2))を製造した。
1−7. α−1アンチトリプシン及びその変異体と二重体の発現
チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO−K1)を利用して、前記実施例1−2、3、4、5及び6で製造したα−1アンチトリプシン(T003、T006)とその変異体及び二重体のタンパク質発現を確認した。CHO−K1は、10% FBS(Fetal Bovine Serum)と抗生剤を含んだDMEM(Dulbecco's Modified Eagle Media)に5%COと37℃条件で培養して維持した。α−1アンチトリプシン及びその変異体発現ベクターを導入する一日前、100mm培養皿に細胞を5×10 cellsで接種して培養し、FBSと抗生剤がない800μLのDMEMと10μgのα−1アンチトリプシンとその変異体及び二重体の発現ベクター各々を混合して常温で1分間維持した後、20μgのPEI(Polyethylenimine、linear、Polysciences Inc.(Cat. no:23966, MW〜25,000)と混合して10〜15分程度の常温で放置した。この時、一日の前に培養した細胞をPBSで洗浄して新しい培養液の6mLのDMEMを添加した。10〜15分後、常温に放置したα−1アンチトリプシンとその変異体及び二重体の発現ベクターを各々前記培養皿に添加した。翌日、PBSで洗浄してFBSのないIMDM(Cat. No 12200−028, Gibco, Iscove's Modified Dulbecco's Medium)培地を添加してタンパク質発現を確認した。
1−8. α−1アンチトリプシンとその変異体及び二重体の精製
前記実施例1−7により発現されたα−1アンチトリプシンとその変異体及び二重体は、下記のように精製した。具体的には、細胞培養液に分泌されたα−1アンチトリプシンとその変異体及び二重体を精製するために、培養液を遠心分離して細胞を除去した後、上清液のみを取り、細胞上清液を平衡緩衝溶液(20mM sodium phosphate、pH8.0)で希釈した。その後、前記平衡緩衝溶液で希釈された細胞上清液を平衡緩衝溶液で平衡化されたQ−Sepharose(GE Healthcare、アメリカ)コラムに注入して平衡緩衝溶液で充分に洗浄した後、塩化ナトリウムの濃度を増加(0〜400mM NaCl、20mM sodium phosphate、pH8.0)させてタンパク質を溶出させた。溶出されたタンパク質を平衡緩衝溶液(トリス50mM、塩化ナトリウム0.15M、pH7.5)で平衡化されたAlpha−1 Antitrypsin Select(GE Healthcare、アメリカ)コラムに注入した後、平衡緩衝溶液で充分に洗浄してMgClの濃度を増加させてタンパク質を溶出させた。前記溶液をリン酸塩緩衝溶液で透析した後、Vivaspin20(GE Healthcare、アメリカ)を使用して濃縮して、最終的に、高純度で精製されたタンパク質を得た。前記精製されたα−1アンチトリプシンとその変異体及び二重体のSDS−PAGE結果は、図3に示した。
図3に示したように、野生型α−1アンチトリプシン(T003またはT006)に比べてN−糖化部位が追加されたα−1アンチトリプシン変異体が相対的に高い位置で染色帯が表示されることを確認した。これは、糖化により分子量が上昇したことで判断される。また、二重体の場合は、二重体の分子量位置で現れ、糖化程度によって少しずつ分子量の位置の差を確認することができた。
実施例2. ヒト成長ホルモン/α−1 アンチトリプシン変異体の融合体の製造
ヒト成長ホルモン/α−1アンチトリプシン変異体(AT9N)の融合体を製造するために、α−1アンチトリプシン変異体ではpAT9N(subtype M2)を使用した。融合体ベクターを製造するために、ヒト成長ホルモン遺伝子(IOH45734(invitrogen))を鋳型として、2個のプライマーあるXhoGH正方向プライマー(5'−GGG CCC CTC GAG GCC ACC ATG GCT ACA GGC TCC CGG−3'、配列番号33)とGHBam逆方向プライマー(5'−GGG GGG ATC CTC GAA GCC ACA GCT GCC CTC −3'、配列番号34)を利用してPCRで増幅した。前記増幅されたヌクレオチドを末端に存在する二つの制限酵素であるXhoIとBamHIで切断し、XhoI/BamHI切断部を有している発現ベクターpAT9N(M2)と接合してヒト成長ホルモン/α−1アンチトリプシン変異体融合体ベクター(phGH−AT9N(M2)、配列番号43)を製造した。
実施例3. 顆粒球刺激因子/α−1アンチトリプシン二重変異体の融合体の製造
3−1. α−1アンチトリプシン二重変異体の製造
実施例1−5と同一な方法で製造されたα−1アンチトリプシン変異体(AT9N)ベクターを鋳型として、下記2個のプライマーの正方向プライマー(5'−CCA TGT TTT TAG AGG CCA TAA ACA TGT CTA TCC CCC CC−3'、配列番号35)と逆方向プライマー(5'−GGG GGG GAT AGA CAT GTT TAT GGC CTC TAA AAA CAT GG−3'、配列番号36)と変異体生成キット(Enzynomix、EZchangeTM Site−Directed Mutagenesis Kit)を利用して、α−1アンチトリプシンN−末端の9番位置のグルタミン(glutamine)がアスパラギン(asparagine)に置換されて、また357番位置のプロリン(proline)がアスパラギン(asparagine)に置換されたα−1アンチトリプシン二重変異体を含むベクターpT004N(Q9N、P357N)を製造した。製造されたα−1アンチトリプシン二重変異体のアミノ酸配列は、配列番号44に示した。
3−2. 顆粒球刺激因子/α−1アンチトリプシン二重変異体の融合体の製造
顆粒球刺激因子/α−1アンチトリプシン二重変異体の融合体を製造するために、実施例3−1の方法で製造されたα−1アンチトリプシン二重変異体を含むpT004N(Q9N、P357N)を使用した。融合体ベクターを製造するために、顆粒球刺激因子(Granulocyte Colony Stimulating Factor, IHS1380-97652343(Open biosystems))を鋳型として、2個のプライマーであるXhoCSF正方向プライマー(5'−GGG CCC CTC GAG ATG GCT GGA CCT GCC ACC−3'、配列番号37)とCSFBam逆方向プライマー(5'−GGG GGG ATC CTC GGG CTG GGC AAG GTG GCG−3'、配列番号38)を利用してPCRで増幅した。前記増幅されたヌクレオチドを末端に存在する二つの制限酵素であるXhoIとBamHIで切断し、XhoI/BamHI切断部を有している発現ベクターpT004Nと接合して顆粒球刺激因子/α−1アンチトリプシン二重変異体融合体ベクター(pT603N、配列番号45)を製造した。以後、製造された前記ベクター(pT603N)を利用して実施例1−7及び1−8と同一な方法で顆粒球刺激因子/α−1アンチトリプシン二重変異体を発現及び精製した。
実験例1. 血漿由来のα−1アンチトリプシンとチャイニーズハムスター卵巣細胞で製造したα−1アンチトリプシン及びその変異体の薬物動態
血漿由来のα−1アンチトリプシンと本発明のチャイニーズハムスター卵巣細胞で製造したα−1アンチトリプシンの薬物動態を確認するために、下記のような実験を実行した。
実験動物としてSprague−Dawley雄ラット(rat)を使用し、各実験群当たり3〜5匹ずつ割り当てた。各群のSprague−Dawleyラットに、血漿由来のヒトα−1アンチトリプシン(Calbiochem、アメリカ)、再組み換えα−1アンチトリプシン及びその変異体を各々ラットkg当たり445μgの投与量で皮下注射または静脈注射した。希釈は、リン酸塩緩衝溶液を使用した。投与後、時間別に採血して遠心分離して血清を得た。各採血時間別に得た血清は、分析時まで冷凍保管し、酵素免疫分析法を利用してα−1アンチトリプシン及びその変異体の血中濃度を測定した。酵素免疫分析法は、二つの方法で実行した。一番目の方法は、次のようである。ヒトα−1アンチトリプシンに対するモノクローナル抗体(Medix Biochemica、フィンランド)をプレート(Nunc、デンマーク)にコーティングし、1%ウシ血清アルブミンが溶解されたリン酸塩緩衝溶液で処理した。試料は、1%ウシ血清アルブミンが溶解されたリン酸塩緩衝溶液で希釈して使用し、sulfo−NHS−biotin(Pierce biotechnology、アメリカ)を利用して接合させたα−1アンチトリプシンモノクローナル抗体−ビオチンとストレプトアビジン−HRPを使用してα−1アンチトリプシンを検出した。発色反応は 、TMB(3,3',5,6'−テトラメチルベンジジン)と過酸化水素水発色溶液を使用し、硫酸を各ウェルに添加して反応を終了させた後、microplate reader(Molecular Device、アメリカ)で450nmで吸光度を測定した。二番目の方法は、ヒトα−1アンチトリプシンに対するモノクローナル抗体(Medix Biochemica、フィンランド)をプレート(Nunc、デンマーク)にコーティングし、1%ウシ血清アルブミンが溶解されたリン酸塩緩衝溶液で処理した。試料は、1%ウシ血清アルブミンが溶解されたリン酸塩緩衝溶液 で希釈して使用し、α−1アンチトリプシンポリクローナル抗体−ビオチン接合体(Abcam、イギリス)とストレプトアビジン−HRPを使用してα−1アンチトリプシンを検出した。発色反応は、TMB(3,3',5,5'−テトラメチルベンジジン)と過酸化水素水発色溶液を使用し、硫酸を各ウェルに添加して反応を終了させた後、microplate reader(Molecular Device、アメリカ)で450nmで吸光度を測定した。各段階別に、洗浄溶液(0.05%ツイン20、リン酸塩緩衝溶液)でプレートを洗浄した。各試料の定量値は、標準物質に対する標準曲線を作成した後に回帰分析を通じて求めた。
血漿由来のα−1アンチトリプシンとチャイニーズハムスター卵巣細胞由来のα−1アンチトリプシン及びその変異体の皮下投与薬物動態グラフ及び静脈投与薬物動態グラフは、各々図4、図5、図6及び図7に示した。
図4及び図5に示したように、血漿由来のα−1 アンチトリプシン、再組み換えα−1アンチトリプシン及びその変異体を皮下投与する時の薬物動態様相は多様に現われた。図4を参照すれば、血漿由来のα−1アンチトリプシンは、体内半減期(t1/2)が約 15.2時間であり、Tmaxが16.8時間、AUC(hr*μg/mL)値は113.1であった。再組み換えα−1アンチトリプシン(T003)は、体内半減期(t1/2)が約16.5時間、Tmaxが20.8時間、AUC(hr*μg/mL)値は156.6時間であった。したがって、チャイニーズハムスター卵巣細胞で製造したα−1アンチトリプシンは、血漿由来のα−1アンチトリプシンに比べて大きい差はなかったが、再組み換えα−1アンチトリプシンが血漿由来のα−1 アンチトリプシンに比べて半減期(t1/2)とTmaxが多少長くて、AUC(hr*μg/mL)も約40%ほど増加した。また、α−1アンチトリプシンのイソフォーム(isoform)であるM2型(His101)とM3型(Arg101)の場合、動物を利用した薬物動態試験においてその差が試験誤差範囲内であることを確認した。
一方、チャイニーズハムスター卵巣細胞で製造したα−1アンチトリプシンの変異体は、追加された糖化部位によって多様な薬物動態学的様相を示した。
図5を参照すれば、AT70N、AT178N、AT201N、AT212Nは、AUCINF_obs(hr*μg/mL)が、チャイニーズハムスター卵巣細胞で製造したα−1アンチトリプシン(T003)の薬50〜70%水準で低く示された。しかし、体内半減期の場合、前記変異体は、チャイニーズハムスター卵巣細胞で製造した野生型α−1アンチトリプシンより約15〜90%程度長くて、糖化部位の追加が体内半減期に影響を与えたことを確認した。一方、AT148Tの場合、AUC(hr*μg/mL)がチャイニーズハムスター卵巣細胞で製造したα−1アンチトリプシンと類似であったが、体内半減期は、24.6時間で、約 50%程度増加した。これは、AT148Tの糖化部位の追加により薬物動態様相が向上したことを示す。
図5を参照すれば、AT26Tの場合、体内半減期は、チャイニーズハムスター卵巣細胞で製造したα−1アンチトリプシン(T003)より多少長いが、AUC(hr*μg/mL)がチャイニーズハムスター卵巣細胞で製造したα−1アンチトリプシン(T003)の約17%水準しかならないで、体内排泄(CL/F; mL/hr/kg)速度も約6倍程度高くて、26番位置に糖化部位の追加が薬物動態学的側面では一番良くない結果を示した。
図6は、血漿由来のα−1アンチトリプシン、再組み換えα−1アンチトリプシンの変異体を皮下投与する時の薬物動態グラフを示す。血漿由来のα−1アンチトリプシンは、体内半減期(t1/2)が約15.2時間、α−1アンチトリプシン変異体のうち、AT148Tは、半減期が24.6時間、AT9Nは、37.7時間で長くて、AT212Nは、19.1時間として、追加された糖化部位によって多様な様相を示した。
このような結果を総合して見れば、α−1アンチトリプシンのループ(loop)領域を変異させて追加糖化させたα−1アンチトリプシン変異体(AT26T、AT148T、AT178N、AT201N、AT212N)では、追加で糖化させなかった再組み換えα−1アンチトリプシン対比半減期において多少増加する変化はあったが、他の薬物動態学的側面で、野生型再組み換えα−1アンチトリプシン(T003)よりも一層劣等な結果を示した。したがって、これら糖化変異体は、臨床的に野生型α−1アンチトリプシンより優れた面がないと言える。
しかし、再組み換えα−1アンチトリプシンを追加で糖化させた変異体の中で、N−末端の9番位置に糖化部位を追加すれば、他の糖追加変異体に比べて体内持続性が一層改善されるだけではなく体内排出が顕著に低下されることが分かる。したがって、α−1アンチトリプシンのN−末端ペプチド構造の中で25番アミノ酸以下の位置で糖を追加する場合、薬物動態学的パラメータが変化するかを確認するために実験した。
図7は、α−1アンチトリプシンのN−末端の4番位置、9番位置、そして12番位置を糖化させた変異体の薬物動態学な実験結果である。図7を参照すれば、9番と12番位置に糖化が追加された場合、体内半減期あるいは体内分布度(AUC; area under the curve)が、4番位置が糖化された変異体より優れることが分かる。α−1アンチトリプシンのN末端部位は、X−ray結晶構造で現われない部位として、溶液内で無定形の構造を有しており、自由に動く部位である。この部位が糖化されることで、α−1アンチトリプシンの流体力学的容積(hydrodynamic volume)が増加され、体内半減期が増加し、且つこの変異体は注射後に体内吸収率が増加することで類推することができる。
実験例2. 血漿由来のα−1 アンチトリプシンとチャイニーズハムスター卵巣細胞で製造したα−1アンチトリプシン及びその二重体の薬物動態
本発明によるチャイニーズハムスター卵巣細胞で製造したα−1アンチトリプシン二重体の薬物動態を確認するために、下記のような実験を実行した。α−1アンチトリプシンの9番位置を追加で糖化させたタンパク質を並列で連結してクローニングした後、CHO細胞から発現したAT9N(M2)−AT9N(M2)と単量体(monomer)であるT003を各々精製した後、薬物動態試験を実行した。
図8を参照すれば、AT9N(M2)−AT9N(M2)二重体(dimer)の体内半減期は、32.8時間として、T300の体内半減期である16.5時間に比べて二倍増加した。また、AUC値も2倍以上増加したことが確認でき、クリアランス(clearance)値もよほど減少した。前記結果から、体内持続性が増加されたα−1アンチトリプシンの変異体を使用するにおいて、変異体の単一体で使用できることだけではなく、二重体も薬物に使用可能であることを確認した。
実験例3. α−1アンチトリプシン及びその変異体のエラスターゼ活性抑制効果、
本発明によるα−1アンチトリプシン及びその変異体のエラスターゼ活性抑制効果を確認するために、下記のような実験を実行した。
豚膵腸エラスターゼ(Calbiochem, Cat. 324682)とAAA−pNA(N−Succinyl−Ala−Ala−Ala−p−nitroanilide, Sigma, S4760)を各々酵素と基質で使用して、α−1アンチトリプシン及びその変異体に対する速度定数(rate constant)を測定した。具体的には、豚膵腸エラスターゼとα−1アンチトリプシン及びその変異体を同一モール比で混合して25℃で120秒、300秒、600秒間反応させて、AAA−pNAを入れた後、1分おきで5分間反応速度論(kinetics)を測定した。最終反応の濃度は、豚膵腸エラスターゼとα−1アンチトリプシン及びその変異体が20nMであり、AAA−pNAは、1mMであった。
豚膵腸エラスターゼとα−1アンチトリプシン及びその変異体の反応は、非可逆的な2次反応(Levenspiel O. Chemical reaction engineering, 2nd edition. 1972, Wiley, New York)であるため、速度定数は、1/R=kaCE0t + 1[R=Remaining PPE activity, ka=Rate constant(M−1−1)、CE0=Initial concentration of AAT(M)、t=Reaction time(second)]である。結合速度定数(association rate constant; ka)は、各々の反応時間に残っている豚膵腸エラスターゼの活性を利用して計算した。その結果は、表2に示した。
また、α−1アンチトリプシン及びその変異体の平衡定数(equilibration constant)は、下記式で計算した。その結果は、表3に示した。
Ka(M−1)=[EI]/[E]f/[I]f×10
[E]T=酵素の初期濃度(Initial concentration of enzyme)
[I]T=阻害剤の初期濃度(Initial concentration of inhibitor)
[E]f=[E]T×(Atest/Acontrol)
[EI]=[E]T−[E]f=[E]T×(1−Atest/Acontrol)
[I]f=[I]T−[EI]
A=slope of t(measurement time)vs absorbance
表2及び表3に示したように、野生型ヒトα−1アンチトリプシン(T300)とα−1アンチトリプシンの変異体であるAT9Nの結合速度定数及び平衡定数は、血漿由来のヒトα−1アンチトリプシンの結合速度定数及び平衡定数と類似な値を有することで観察された。したがって、α−1アンチトリプシンのN−末端の糖化は、α−1アンチトリプシンのエラスターゼ活性抑制に影響を与えないことが分かった。しかし、AT148Tと血漿由来のα−1アンチトリプシンのエラスターゼに対する抑制(inhibition)程度を比較した時、AT148Tは、野生型α−1アンチトリプシンに比べて2倍以上の低い結合力を示した。したがって、AT148Tは、糖化が追加されて体内半減期に影響を与えることはしたが、α−1アンチトリプシンの148番位置に追加された糖は、α−1アンチトリプシンとタンパク質分解酵素(Proteolytic enzyme)の結合に影響を与えることが分かる。
AT70N及びAT178Nのような変異体もエラスターゼとの結合力において野生型血漿由来のα−1アンチトリプシンに比べて顕著に低下された結合力を示した。これにより、α−1アンチトリプシンの特定位置に糖化を追加すれば、体内薬物動態に影響を与えることはできるが、α−1アンチトリプシンの活性に影響を与えない糖化位置の選択が非常に重要であることが分かる。
実験例4. ヒト成長ホルモン/α−1アンチトリプシン変異体融合体の薬物動態実験
本発明によるヒト成長ホルモン/α−1アンチトリプシン変異体の融合体の薬物動態を確認するために、下記のような実験を実行した。実験動物としてSprague−Dawleyラット(rat)を使用した。ヒト成長ホルモン投与群には、3匹を割り当て、融合体投与群には、5匹を割り当てた。Sprague−Dawleyラットに前記実施例2で製造したヒト成長ホルモン/α−1アンチトリプシン融合体を各々ラットkg当たり720μgの投与量で皮下注射した。希釈液は、リン酸塩緩衝溶液を使用し、0、1、2、4、8、12、16、24、30、48時間後に採血して遠心分離して血清を得た。対照群では、ヒト成長ホルモンであるScitropin(SciGen, シンガポール)をラットkg当たり200μgの投与量で皮下注射した。希釈液は、リン酸塩緩衝溶液を使用し、0、0.33、1、2、5、8、12、18、24、30、48時間後に採血して遠心離して血清を得た。各試料に対しては、次のような酵素免疫分析方法を利用して分析した。ヒト成長ホルモンに対するモノクローナル抗体(Medix Biochemica, フィンランド)をリン酸塩緩衝溶液に1〜5μg/mLの濃度で希釈して100μLを96ウェルプレート(Nunc, デンマーク)に分注した後、常温で15〜18時間の間放置した。ウェルプレートに付着しなく残っている抗体を除去した後、1%ウシ血清アルブミンが溶解されたリン酸塩緩衝溶液250μLを分注して常温で2時間放置させて、洗浄溶液(0.05%ツイン20、リン酸塩緩衝溶液)で3回洗浄して溶液を除去した。試料は、1%ウシ血清アルブミンが溶解されたリン酸塩緩衝溶液で希釈し、96ウェルプレートに添加して常温で2時間の間反応させた。96ウェルプレートを洗浄溶液で5回洗浄した後、sulfo−NHS−biotin(Pierce biotechnology、アメリカ)を利用して接合させたヒト成長ホルモンモノクローナル抗体−ビオチン接合体を希釈溶液で希釈して96ウェルプレートに100μLずつ分注した。引き継いで、プレートを常温で2時間反応させた後、洗浄溶液で5回洗浄し、ストレプトアビジン−HRP溶液を加えて常温で30分間反応させた。洗浄溶液で5回洗浄してTMB(3,3',5,5'−テトラメチルベンジジン)と過酸化水素水発色溶液100μLを各ウェルに添加した後、暗所で30分間反応させた。1M硫酸100μLを各ウェルに添加して反応を終了させて、VersaMax microplate reader(Molecular Device、アメリカ)で450nmで吸光度を測定した。各試料の定量値は、標準物質に対する標準曲線を作成して回帰分析を通じて求めた。
本発明によるヒト成長ホルモン/α−1アンチトリプシン変異体の融合体の薬物動態グラフは、図9に示した。
図9に示したように、本発明のヒト成長ホルモン/α−1アンチトリプシン変異体の融合体の血中半減期(t1/2)は、約6時間として、ヒト成長ホルモンに比べて4倍以上顕著に増加された体内安全性を有することを確認することができた。
実験例5. 顆粒球刺激因子/α−1アンチトリプシン二重変異体融合体の薬物動態実験
本発明による顆粒球刺激因子/α−1アンチトリプシン二重変異体融合体の薬物動態を確認するために、下記のような実験を実行した。実験動物として、Sprague−Dawleyラット(rat)を使用した。顆粒球刺激因子投与群には、5匹を割り当て、融合体投与群には、3匹を各々割り当てた。Sprague−Dawleyラットに実施例3の方法で製造した顆粒球刺激因子/α−1アンチトリプシン二重変異体融合体(pT603N)を各々ラットkg当たり340μgの投与量で皮下注射した。希釈液では、リン酸塩緩衝溶液(PBS:phosphate buffered saline)を使用した。皮下注射した後、0、1、2、4、8、12、16、24、36、48、60及び72時間後に採血して遠心分離して血清を収得した。対照群では、顆粒球刺激因子であるグラシン(Grasin, Filgrastim)をリン酸塩緩衝溶液で希釈してラットkg当たり100μgの投与量で皮下注射し、0、0.5、1、2、4、8、12、16、24、36及び48時間後に採血して遠心分離して血清を収得した。各試料に対しては、下記のような酵素免疫分析方法(ELISA)を利用して分析した。顆粒球刺激因子に対するモノクローナル抗体(R&D systems)をリン酸塩緩衝溶液に1〜10μg/mLの濃度で希釈して100μLずつ96ウェルプレート(Nunc、デンマーク)に分注した後、常温で15〜18時間の間放置した。以後、ウェルプレートに付着しなくて残っている抗体を除去した後、1%ウシ血清アルブミンが溶解されたリン酸塩緩衝溶液250μLを分注して常温で2時間放置させて、洗浄溶液(0.05%ツイン20、リン酸塩緩衝溶液)で3回洗浄して溶液を除去した。試料は、1%ウシ血清アルブミンが溶解されたリン酸塩緩衝溶液で希釈し、96ウェルプレートに添加して常温で2時間の間反応させた。96ウェルプレートを洗浄溶液で5回洗浄した後、顆粒球刺激因子であるポリクローナル抗体−ビオチン接合体(R&D systems)を希釈溶液で希薄して96ウェルプレートに100μLずつ分注した。引き継いで、プレートを常温で2時間反応させた後、洗浄溶液で5回洗浄してストレプトアビジン−HRP溶液を加えて常温で30分間反応させた後、洗浄溶液で5回洗浄してTMB(3,3',5,5'−テトラメチルベンジジン)と過酸化水素水発色溶液100μLを各ウェルに添加して暗所で30分間反応させた。以後、1M硫酸溶液100μLを各ウェルに添加して反応を終了させて、VersaMax microplate reader(Molecular Device、アメリカ)で450nmで吸光度を測定した。各試料の定量値は、標準物質に対する標準曲線を作成して回帰分析を通じて求めた。本発明による顆粒球刺激因子/α−1アンチトリプシン変異体の融合体の薬物動態グラフは、図10に示した。
図10に示したように、本発明の顆粒球刺激因子/α−1アンチトリプシン二重変異体融合体の血中半減期(t1/2)は、約7.3時間として、顆粒球刺激因子の2.7時間に比べて約3倍、AUCは、3倍以上顕著に増加された体内安全性を有することが確認できた。前記結果を通じて、前記α−1アンチトリプシン二重変異体融合体に生理活性タンパク質のような異種タンパク質を結合させると、異種タンパク質の半減期を増加させることができることを確認した。
以上、添付した図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施例及び実験例に限定されるものではない。
本発明によるN−末端の1番位置から25番位置の間のアミノ酸変異を通じてN−糖化部位を追加させたα−1アンチトリプシン変異体をα−1アンチトリプシン欠乏症の予防または治療に使用する場合、血中半減期(t1/2)と薬物濃度−時間曲線下面積(AUC)が顕著に増加して体内安全性が優秀であり、エラスターゼ活性抑制効果が維持される。したがって、本発明によるα−1アンチトリプシン変異体を使用すれば、α−1アンチトリプシン欠乏症に使用することができ、α−1アンチトリプシン変異体に異種タンパク質を結合させて異種タンパク質の体内半減期を増加させるために使用することができるので、予防法または治療剤で有用に使用できる。
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<160> 45

<170> KopatentIn 2.0

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ccctcctcga gaatgccgtc ttctgtctcg 30


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gggcccgcgg ccgcagttat ttttgggtgg g 31


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<213> Artificial Sequence

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gggatcctca gccagggaga c 21


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ggcagcatct ccctggggat c 21


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aatacaaccc accatgatca ggatcac 27


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<220>
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tgtcttctgg gcagcatctc c 21


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actaccccca acctggctg 19


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cttgttgaag gttgggtgat cc 22


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<223> R178N reverse primer


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<223> Q212N reverse primer


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attttccagg tgctgtagtt tccc 24


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<220>
<223> K343N forward primer


<400> 29
aacgggactg aagctg 16


<210> 30
<211> 16
<212> DNA
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> K343N reverse primer


<400> 30
ctcgtcgatg gtcagc 16


<210> 31
<211> 105
<212> DNA
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> A1AT forward primer 2


<400> 31
gggcccctcg aggccaccat gccgtcttct gtctcgtggg gcatcctcct gctggcaggc 60

ctgtgctgcc tggtccctgt ctccctggct gaagatcccc aggga 105


<210> 32
<211> 30
<212> DNA
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> A1AT reverse primer 2


<400> 32
ggggggatcc tctttttggg tgggattcac 30


<210> 33
<211> 36
<212> DNA
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> hGH forward primer


<400> 33
gggcccctcg aggccaccat ggctacaggc tcccgg 36


<210> 34
<211> 30
<212> DNA
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> hGH reverse primer


<400> 34
ggggggatcc tcgaagccac agctgccctc 30


<210> 35
<211> 38
<212> DNA
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> P357N forward primer


<400> 35
ccatgttttt agaggccata aacatgtcta tccccccc 38


<210> 36
<211> 38
<212> DNA
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> P357N reverse primer


<400> 36
gggggggata gacatgttta tggcctctaa aaacatgg 38


<210> 37
<211> 30
<212> DNA
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> XhoCSF forward primer


<400> 37
gggcccctcg agatggctgg acctgccacc 30


<210> 38
<211> 30
<212> DNA
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> CSFBam reverse primer


<400> 38
ggggggatcc tcgggctggg caaggtggcg 30


<210> 39
<211> 1182
<212> DNA
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> pT003


<400> 39
gaggatcccc agggagatgc tgcccagaag acagatacat cccaccatga tcaggatcac 60

ccaaccttca acaagatcac ccccaacctg gctgagttcg ccttcagcct ataccgccag 120

ctggcacacc agtccaacag caccaatatc ttcttctccc cagtgagcat cgctacagcc 180

tttgcaatgc tctccctggg gaccaaggct gacactcacg atgaaatcct ggagggcctg 240

aatttcaacc tcacggagat tccggaggct cagatccatg aaggcttcca ggaactcctc 300

cgtaccctca accagccaga cagccagctc cagctgacca ccggcaatgg cttgttcctc 360

agcgagggcc tgaagctagt ggataagttt ttggaggatg ttaaaaagtt gtaccactca 420

gaagccttca ctgtcaactt cggggacacc gaagaggcca agaaacagat caacgattac 480

gtggagaagg gtactcaagg gaaaattgtg gatttggtca aggagcttga cagagacaca 540

gtttttgctc tggtgaatta catcttcttt aaaggcaaat gggagagacc ctttgaagtc 600

aaggacaccg aggaagagga cttccacgtg gaccaggtga ccaccgtgaa ggtgcctatg 660

atgaagcgtt taggcatgtt taacatccag cactgtaaga agctgtccag ctgggtgctg 720

ctgatgaaat acctgggcaa tgccaccgcc atcttcttcc tgcctgatga ggggaaacta 780

cagcacctgg aaaatgaact cacccacgat atcatcacca agttcctgga aaatgaagac 840

agaaggtctg ccagcttaca tttacccaaa ctgtccatta ctggaaccta tgatctgaag 900

agcgtcctgg gtcaactggg catcactaag gtcttcagca atggggctga cctctccggg 960

gtcacagagg aggcacccct gaagctctcc aaggccgtgc ataaggctgt gctgaccatc 1020

gacgagaaag ggactgaagc tgctggggcc atgtttttag aggccatacc catgtctatc 1080

ccccccgagg tcaagttcaa caaacccttt gtcttcttaa tgattgacca aaataccaag 1140

tctcccctct tcatgggaaa agtggtgaat cccacccaaa aa 1182


<210> 40
<211> 1182
<212> DNA
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> pT006


<400> 40
gaggatcccc agggagatgc tgcccagaag acagatacat cccaccatga tcaggatcac 60

ccaaccttca acaagatcac ccccaacctg gctgagttcg ccttcagcct ataccgccag 120

ctggcacacc agtccaacag caccaatatc ttcttctccc cagtgagcat cgctacagcc 180

tttgcaatgc tctccctggg gaccaaggct gacactcacg atgaaatcct ggagggcctg 240

aatttcaacc tcacggagat tccggaggct cagatccatg aaggcttcca ggaactcctc 300

cataccctca accagccaga cagccagctc cagctgacca ccggcaatgg cctgttcctc 360

agcgagggcc tgaagctagt ggataagttt ttggaggatg ttaaaaagtt gtaccactca 420

gaagccttca ctgtcaactt cggggacacc gaagaggcca agaaacagat caacgattac 480

gtggagaagg gtactcaagg gaaaattgtg gatttggtca aggagcttga cagagacaca 540

gtttttgctc tggtgaatta catcttcttt aaaggcaaat gggagagacc ctttgaagtc 600

aaggacaccg aggaagagga cttccacgtg gaccaggtga ccaccgtgaa ggtgcctatg 660

atgaagcgtt taggcatgtt taacatccag cactgtaaga agctgtccag ctgggtgctg 720

ctgatgaaat acctgggcaa tgccaccgcc atcttcttcc tgcctgatga ggggaaacta 780

cagcacctgg aaaatgaact cacccacgat atcatcacca agttcctgga aaatgaagac 840

agaaggtctg ccagcttaca tttacccaaa ctgtccatta ctggaaccta tgatctgaag 900

agcgtcctgg gtcaactggg catcactaag gtcttcagca atggggctga cctctccggg 960

gtcacagagg aggcacccct gaagctctcc aaggccgtgc ataaggctgt gctgaccatc 1020

gacgagaaag ggactgaagc tgctggggcc atgtttttag aggccatacc catgtctatc 1080

ccccccgagg tcaagttcaa caaacccttt gtcttcttaa tgattgacca aaataccaag 1140

tctcccctct tcatgggaaa agtggtgaat cccacccaaa aa 1182


<210> 41
<211> 394
<212> PRT
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> Alpha-1 antitrypsine


<400> 41
Glu Asp Pro Gln Gly Asp Ala Ala Gln Lys Thr Asp Thr Ser His His
1 5 10 15

Asp Gln Asp His Pro Thr Phe Asn Lys Ile Thr Pro Asn Leu Ala Glu
20 25 30

Phe Ala Phe Ser Leu Tyr Arg Gln Leu Ala His Gln Ser Asn Ser Thr
35 40 45

Asn Ile Phe Phe Ser Pro Val Ser Ile Ala Thr Ala Phe Ala Met Leu
50 55 60

Ser Leu Gly Thr Lys Ala Asp Thr His Asp Glu Ile Leu Glu Gly Leu
65 70 75 80

Asn Phe Asn Leu Thr Glu Ile Pro Glu Ala Gln Ile His Glu Gly Phe
85 90 95

Gln Glu Leu Leu Arg Thr Leu Asn Gln Pro Asp Ser Gln Leu Gln Leu
100 105 110

Thr Thr Gly Asn Gly Leu Phe Leu Ser Glu Gly Leu Lys Leu Val Asp
115 120 125

Lys Phe Leu Glu Asp Val Lys Lys Leu Tyr His Ser Glu Ala Phe Thr
130 135 140

Val Asn Phe Gly Asp Thr Glu Glu Ala Lys Lys Gln Ile Asn Asp Tyr
145 150 155 160

Val Glu Lys Gly Thr Gln Gly Lys Ile Val Asp Leu Val Lys Glu Leu
165 170 175

Asp Arg Asp Thr Val Phe Ala Leu Val Asn Tyr Ile Phe Phe Lys Gly
180 185 190

Lys Trp Glu Arg Pro Phe Glu Val Lys Asp Thr Glu Glu Glu Asp Phe
195 200 205

His Val Asp Gln Val Thr Thr Val Lys Val Pro Met Met Lys Arg Leu
210 215 220

Gly Met Phe Asn Ile Gln His Cys Lys Lys Leu Ser Ser Trp Val Leu
225 230 235 240

Leu Met Lys Tyr Leu Gly Asn Ala Thr Ala Ile Phe Phe Leu Pro Asp
245 250 255

Glu Gly Lys Leu Gln His Leu Glu Asn Glu Leu Thr His Asp Ile Ile
260 265 270

Thr Lys Phe Leu Glu Asn Glu Asp Arg Arg Ser Ala Ser Leu His Leu
275 280 285

Pro Lys Leu Ser Ile Thr Gly Thr Tyr Asp Leu Lys Ser Val Leu Gly
290 295 300

Gln Leu Gly Ile Thr Lys Val Phe Ser Asn Gly Ala Asp Leu Ser Gly
305 310 315 320

Val Thr Glu Glu Ala Pro Leu Lys Leu Ser Lys Ala Val His Lys Ala
325 330 335

Val Leu Thr Ile Asp Glu Lys Gly Thr Glu Ala Ala Gly Ala Met Phe
340 345 350

Leu Glu Ala Ile Pro Met Ser Ile Pro Pro Glu Val Lys Phe Asn Lys
355 360 365

Pro Phe Val Phe Leu Met Ile Asp Gln Asn Thr Lys Ser Pro Leu Phe
370 375 380

Met Gly Lys Val Val Asn Pro Thr Gln Lys
385 390


<210> 42
<211> 394
<212> PRT
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> Alpha-1 antitrypsine variant


<400> 42
Glu Asp Pro Gln Gly Asp Ala Ala Asn Lys Thr Asp Thr Ser His His
1 5 10 15

Asp Gln Asp His Pro Thr Phe Asn Lys Ile Thr Pro Asn Leu Ala Glu
20 25 30

Phe Ala Phe Ser Leu Tyr Arg Gln Leu Ala His Gln Ser Asn Ser Thr
35 40 45

Asn Ile Phe Phe Ser Pro Val Ser Ile Ala Thr Ala Phe Ala Met Leu
50 55 60

Ser Leu Gly Thr Lys Ala Asp Thr His Asp Glu Ile Leu Glu Gly Leu
65 70 75 80

Asn Phe Asn Leu Thr Glu Ile Pro Glu Ala Gln Ile His Glu Gly Phe
85 90 95

Gln Glu Leu Leu Arg Thr Leu Asn Gln Pro Asp Ser Gln Leu Gln Leu
100 105 110

Thr Thr Gly Asn Gly Leu Phe Leu Ser Glu Gly Leu Lys Leu Val Asp
115 120 125

Lys Phe Leu Glu Asp Val Lys Lys Leu Tyr His Ser Glu Ala Phe Thr
130 135 140

Val Asn Phe Gly Asp Thr Glu Glu Ala Lys Lys Gln Ile Asn Asp Tyr
145 150 155 160

Val Glu Lys Gly Thr Gln Gly Lys Ile Val Asp Leu Val Lys Glu Leu
165 170 175

Asp Arg Asp Thr Val Phe Ala Leu Val Asn Tyr Ile Phe Phe Lys Gly
180 185 190

Lys Trp Glu Arg Pro Phe Glu Val Lys Asp Thr Glu Glu Glu Asp Phe
195 200 205

His Val Asp Gln Val Thr Thr Val Lys Val Pro Met Met Lys Arg Leu
210 215 220

Gly Met Phe Asn Ile Gln His Cys Lys Lys Leu Ser Ser Trp Val Leu
225 230 235 240

Leu Met Lys Tyr Leu Gly Asn Ala Thr Ala Ile Phe Phe Leu Pro Asp
245 250 255

Glu Gly Lys Leu Gln His Leu Glu Asn Glu Leu Thr His Asp Ile Ile
260 265 270

Thr Lys Phe Leu Glu Asn Glu Asp Arg Arg Ser Ala Ser Leu His Leu
275 280 285

Pro Lys Leu Ser Ile Thr Gly Thr Tyr Asp Leu Lys Ser Val Leu Gly
290 295 300

Gln Leu Gly Ile Thr Lys Val Phe Ser Asn Gly Ala Asp Leu Ser Gly
305 310 315 320

Val Thr Glu Glu Ala Pro Leu Lys Leu Ser Lys Ala Val His Lys Ala
325 330 335

Val Leu Thr Ile Asp Glu Lys Gly Thr Glu Ala Ala Gly Ala Met Phe
340 345 350

Leu Glu Ala Ile Pro Met Ser Ile Pro Pro Glu Val Lys Phe Asn Lys
355 360 365

Pro Phe Val Phe Leu Met Ile Asp Gln Asn Thr Lys Ser Pro Leu Phe
370 375 380

Met Gly Lys Val Val Asn Pro Thr Gln Lys
385 390


<210> 43
<211> 1755
<212> DNA
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> phGH-AT9N DNA


<400> 43
ttcccaacca ttcccttatc caggcttttt gacaacgcta tgctccgcgc ccatcgtctg 60

caccagctgg cctttgacac ctaccaggag tttgaagaag cctatatccc aaaggaacag 120

aagtattcat tcctgcagaa cccccagacc tccctctgtt tctcagagtc tattccgaca 180

ccctccaaca gggaggaaac acaacagaaa tccaacctag agctgctccg catctccctg 240

ctgctcatcc agtcgtggct ggagcccgtg cagttcctca ggagtgtctt cgccaacagc 300

ctggtgtacg gcgcctctga cagcaacgtc tatgacctcc taaaggacct agaggaaggc 360

atccaaacgc tgatggggag gctggaagat ggcagccccc ggactgggca gatcttcaag 420

cagacctaca gcaagttcga cacaaactca cacaacgatg acgcactact caagaactac 480

gggctgctct actgcttcag gaaggacatg gacaaggtcg agacattcct gcgcatcgtg 540

cagtgccgct ctgtggaggg cagctgtggc ttcgaggatc cccagggaga tgctgccaac 600

aagacagata catcccacca tgatcaggat cacccaacct tcaacaagat cacccccaac 660

ctggctgagt tcgccttcag cctataccgc cagctggcac accagtccaa cagcaccaat 720

atcttcttct ccccagtgag catcgctaca gcctttgcaa tgctctccct ggggaccaag 780

gctgacactc acgatgaaat cctggagggc ctgaatttca acctcacgga gattccggag 840

gctcagatcc atgaaggctt ccaggaactc ctccataccc tcaaccagcc agacagccag 900

ctccagctga ccaccggcaa tggcctgttc ctcagcgagg gcctgaagct agtggataag 960

tttttggagg atgttaaaaa gttgtaccac tcagaagcct tcactgtcaa cttcggggac 1020

accgaagagg ccaagaaaca gatcaacgat tacgtggaga agggtactca agggaaaatt 1080

gtggatttgg tcaaggagct tgacagagac acagtttttg ctctggtgaa ttacatcttc 1140

tttaaaggca aatgggagag accctttgaa gtcaaggaca ccgaggaaga ggacttccac 1200

gtggaccagg tgaccaccgt gaaggtgcct atgatgaagc gtttaggcat gtttaacatc 1260

cagcactgta agaagctgtc cagctgggtg ctgctgatga aatacctggg caatgccacc 1320

gccatcttct tcctgcctga tgaggggaaa ctacagcacc tggaaaatga actcacccac 1380

gatatcatca ccaagttcct ggaaaatgaa gacagaaggt ctgccagctt acatttaccc 1440

aaactgtcca ttactggaac ctatgatctg aagagcgtcc tgggtcaact gggcatcact 1500

aaggtcttca gcaatggggc tgacctctcc ggggtcacag aggaggcacc cctgaagctc 1560

tccaaggccg tgcataaggc tgtgctgacc atcgacgaga aagggactga agctgctggg 1620

gccatgtttt tagaggccat acccatgtct atcccccccg aggtcaagtt caacaaaccc 1680

tttgtcttct taatgattga ccaaaatacc aagtctcccc tcttcatggg aaaagtggtg 1740

aatcccaccc aaaaa 1755


<210> 44
<211> 394
<212> PRT
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> Alpha-1 antitrypsine divariant


<400> 44
Glu Asp Pro Gln Gly Asp Ala Ala Asn Lys Thr Asp Thr Ser His His
1 5 10 15

Asp Gln Asp His Pro Thr Phe Asn Lys Ile Thr Pro Asn Leu Ala Glu
20 25 30

Phe Ala Phe Ser Leu Tyr Arg Gln Leu Ala His Gln Ser Asn Ser Thr
35 40 45

Asn Ile Phe Phe Ser Pro Val Ser Ile Ala Thr Ala Phe Ala Met Leu
50 55 60

Ser Leu Gly Thr Lys Ala Asp Thr His Asp Glu Ile Leu Glu Gly Leu
65 70 75 80

Asn Phe Asn Leu Thr Glu Ile Pro Glu Ala Gln Ile His Glu Gly Phe
85 90 95

Gln Glu Leu Leu Arg Thr Leu Asn Gln Pro Asp Ser Gln Leu Gln Leu
100 105 110

Thr Thr Gly Asn Gly Leu Phe Leu Ser Glu Gly Leu Lys Leu Val Asp
115 120 125

Lys Phe Leu Glu Asp Val Lys Lys Leu Tyr His Ser Glu Ala Phe Thr
130 135 140

Val Asn Phe Gly Asp Thr Glu Glu Ala Lys Lys Gln Ile Asn Asp Tyr
145 150 155 160

Val Glu Lys Gly Thr Gln Gly Lys Ile Val Asp Leu Val Lys Glu Leu
165 170 175

Asp Arg Asp Thr Val Phe Ala Leu Val Asn Tyr Ile Phe Phe Lys Gly
180 185 190

Lys Trp Glu Arg Pro Phe Glu Val Lys Asp Thr Glu Glu Glu Asp Phe
195 200 205

His Val Asp Gln Val Thr Thr Val Lys Val Pro Met Met Lys Arg Leu
210 215 220

Gly Met Phe Asn Ile Gln His Cys Lys Lys Leu Ser Ser Trp Val Leu
225 230 235 240

Leu Met Lys Tyr Leu Gly Asn Ala Thr Ala Ile Phe Phe Leu Pro Asp
245 250 255

Glu Gly Lys Leu Gln His Leu Glu Asn Glu Leu Thr His Asp Ile Ile
260 265 270

Thr Lys Phe Leu Glu Asn Glu Asp Arg Arg Ser Ala Ser Leu His Leu
275 280 285

Pro Lys Leu Ser Ile Thr Gly Thr Tyr Asp Leu Lys Ser Val Leu Gly
290 295 300

Gln Leu Gly Ile Thr Lys Val Phe Ser Asn Gly Ala Asp Leu Ser Gly
305 310 315 320

Val Thr Glu Glu Ala Pro Leu Lys Leu Ser Lys Ala Val His Lys Ala
325 330 335

Val Leu Thr Ile Asp Glu Lys Gly Thr Glu Ala Ala Gly Ala Met Phe
340 345 350

Leu Glu Ala Ile Asn Met Ser Ile Pro Pro Glu Val Lys Phe Asn Lys
355 360 365

Pro Phe Val Phe Leu Met Ile Asp Gln Asn Thr Lys Ser Pro Leu Phe
370 375 380

Met Gly Lys Val Val Asn Pro Thr Gln Lys
385 390


<210> 45
<211> 1706
<212> DNA
<213> Artificial Sequence

<220>
<223> pT603N


<400> 45
ccacccccct gggccctgcc agctccctgc cccagagctt cctgctcaag tgcttagagc 60

aagtgaggaa gatccagggc gatggcgcag cgctccagga gaagctgtgt gccacctaca 120

agctgtgcca ccccgaggag ctggtgctgc tcggacactc tctgggcatc ccctgggctc 180

ccctgagcag ctgccccagc caggccctgc agctggcagg ctgcttgagc caactccata 240

gcggcctttt cctctaccag gggctcctgc aggccctgga agggatctcc cccgagttgg 300

gtcccacctt ggacacactg cagctggacg tcgccgactt tgccaccacc atctggcagc 360

agatggaaga actgggaatg gcccctgccc tgcagcccac ccagggtgcc atgccggcct 420

tcgcctctgc tttccagcgc cgggcaggag gggtcctggt tgcctcccat ctgcagagct 480

tcctggaggt gtcgtaccgc gttctacgcc accttgccca gcccgaggat ccccagggag 540

atgctgccaa caagacagat acatcccacc atgatcagga tcacccaacc ttcaacaaga 600

tcacccccaa cctggctgag ttcgccttca gcctataccg ccagctggca caccagtcca 660

acagcaccaa tatcttcttc tccccagtga gcatcgctac agcctttgca atgctctccc 720

tggggaccaa ggctgacact cacgatgaaa tcctggaggg cctgaatttc aacctcacgg 780

agattccgga ggctcagatc catgaaggct tccaggaact cctccatacc ctcaaccagc 840

cagacagcca gctccagctg accaccggca atggcctgtt cctcagcgag ggcctgaagc 900

tagtggataa gtttttggag gatgttaaaa agttgtacca ctcagaagcc ttcactgtca 960

acttcgggga caccgaagag gccaagaaac agatcaacga ttacgtggag aagggtactc 1020

aagggaaaat tgtggatttg gtcaaggagc ttgacagaga cacagttttt gctctggtga 1080

attacatctt ctttaaaggc aaatgggaga gaccctttga agtcaaggac accgaggaag 1140

aggacttcca cgtggaccag gtgaccaccg tgaaggtgcc tatgatgaag cgtttaggca 1200

tgtttaacat ccagcactgt aagaagctgt ccagctgggt gctgctgatg aaatacctgg 1260

gcaatgccac cgccatcttc ttcctgcctg atgaggggaa actacagcac ctggaaaatg 1320

aactcaccca cgatatcatc accaagttcc tggaaaatga agacagaagg tctgccagct 1380

tacatttacc caaactgtcc attactggaa cctatgatct gaagagcgtc ctgggtcaac 1440

tgggcatcac taaggtcttc agcaatgggg ctgacctctc cggggtcaca gaggaggcac 1500

ccctgaagct ctccaaggcc gtgcataagg ctgtgctgac catcgacgag aaagggactg 1560

aagctgctgg ggccatgttt ttagaggcca taaacatgtc tatccccccc gaggtcaagt 1620

tcaacaaacc ctttgtcttc ttaatgattg accaaaatac caagtctccc ctcttcatgg 1680

gaaaagtggt gaatcccacc caaaaa 1706

Claims (7)

  1. α−1アンチトリプシンのN−末端の1番位置から25番位置の間の特定部位にあるアミノ酸をアスパラギンに置換して糖化部位を追加させたことを特徴とするα−1アンチトリプシン変異体であって、
    該特定部位は、9番位置あるいは12番位置である、α−1アンチトリプシン変異体。
  2. a) α−1アンチトリプシンのN−末端の9番位置あるいは12番位置にあるアミノ酸をアスパラギンに置換して糖化部位を追加させる段階と、
    b) 前記糖化部位が追加されたα−1アンチトリプシン発現ベクターを転移させた細胞を培地上で培養する段階と、
    c) 前記細胞からα−1アンチトリプシン変異体タンパク質を発現させる段階と、
    d) 前記発現されたα−1アンチトリプシン変異体タンパク質を精製して回収する段階と、
    を含むことを特徴とする、請求項1に記載のα−1アンチトリプシン変異体の製造方法。
  3. 請求項1に記載のα−1アンチトリプシン変異体を有効成分で含むことを特徴とするα−1アンチトリプシン欠乏症の予防または治療用組成物。
  4. 前記α−1アンチトリプシン欠乏症は、慢性閉鎖性肺疾患あるいは肝硬変であることを特徴とする請求項3に記載のα−1アンチトリプシン欠乏症の予防または治療用組成物。
  5. 請求項1に記載のα−1アンチトリプシン変異体を二つ連結して体内半減期が増加されたことを特徴とするα−1アンチトリプシン変異体の融合体。
  6. 請求項1に記載のα−1アンチトリプシン変異体に他の異種タンパク質を連結して異種タンパク質の体内半減期が増加されたことを特徴とするα−1アンチトリプシン変異体の融合体。
  7. 前記α−1アンチトリプシン変異体は、追加的にP2位置である、α−1アンチトリプシンのN−末端の357番目アミノ酸のプロリン (proline)がアスパラギン(asparagine)に置換されたことを特徴とする請求項6に記載のα−1アンチトリプシン変異体の融合体。
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