JP7031934B2 - 分離マトリックス - Google Patents

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Description

本発明は、アフィニティークロマトグラフィーの分野に関し、より具体的には、免疫グロブリンのアフィニティークロマトグラフィーにおいて有用なプロテインAの変異した免疫グロブリン結合ドメインに関する。また、本発明は変異ドメインの多量体に、さらに、変異ドメインまたは多量体を含む分離マトリックスにも関する。
免疫グロブリンは、世界中で製造または開発のいずれにおいても最も普及しているバイオ医薬品を代表する。この特別な治療市場に対する商業的需要が高いことと、そのために価値が高いことにより、製薬会社は、付随するコストを制御する一方で各社のそれぞれのmAb製造プロセスの生産性を最大化することに重点を置いてきた。
アフィニティークロマトグラフィーは、これらの免疫グロブリン分子、例えばモノクローナル抗体またはポリクローナル抗体などの精製の重要なステップの1つとして、大部分の例で使用される。特に興味深い種類のアフィニティー試薬は、免疫グロブリン分子の不変部分と特異的結合することの可能なタンパク質であり、そのような相互作用は、抗体の抗原結合特異性とは独立している。そのような試薬は、限定されるものではないが血清または血漿調製物または細胞培養由来の供給原料などの異なる試料から、免疫グロブリンをアフィニティークロマトグラフィーによって回収するために広く使用されることができる。そのようなタンパク質の一例は、異なる種由来のIgG免疫グロブリンのFc部分およびFab部分と結合することのできるドメインを含む、ブドウ球菌のプロテインAである。これらのドメインは、一般にE-、D-、A-、B-およびC-ドメインと表示される。
ブドウ球菌プロテインA(SpA)に基づく試薬は、その高い親和性および選択性に起因して、バイオテクノロジーの分野、特に抗体の捕捉および精製のための、ならびに検出または定量化のためのアフィニティークロマトグラフィーにおいて広範な用途が見出されている。現在、SpAに基づくアフィニティー媒体は、おそらく、工業用の細胞培養上清を含む、異なる試料からモノクローナル抗体およびその断片を単離するための最も広く使用されるアフィニティー媒体である。したがって、プロテインA-リガンドを含む様々なマトリックスが、例えば、天然のプロテインA(例えば、プロテインA SEPHAROSE(商標)GE Healthcare、ウプサラ、スウェーデン)の形態で市販されており、組換えプロテインAからなるものもある(例えばrProtein A SEPHAROSE(商標)、GE Healthcare)。より具体的には、市販の組換えプロテインA製品で実施した遺伝子操作は、その支持体との付着を促進し、リガンドの生産性を増加することを目的とする。
これらの用途は、その他のアフィニティークロマトグラフィー用途のように、夾雑物を確実に除去することに総合的な注意を必要とする。そのような夾雑物は、例えば、クロマトグラフィー法において固定相またはマトリックスに吸着される、溶出しなかった分子、例えばタンパク質、炭水化物、脂質、細菌およびウイルスをはじめとする望ましくない生体分子または微生物などであり得る。マトリックスからのこのような夾雑物の除去は、通常、その後の使用の前にマトリックスを再生するために、所望の生成物の最初の溶出の後に行われる。そのような除去は通常、固定相から夾雑物を溶出することのできる薬剤を使用する、定置洗浄(CIP)として公知の方法を伴う。多くの場合使用されるそのような薬剤の種類の1つは、固定相に通すアルカリ溶液である。現在最も広く使用される洗浄および消毒剤はNaOHであり、その濃度は、汚染の程度および性質に応じて0.1から例えば1Mまでの範囲であり得る。この戦略は、13を上回るpH値をもつ溶液にマトリックスを曝露することに関連する。タンパク質性アフィニティーリガンドを含有する多くのアフィニティークロマトグラフィーマトリックスに関して、そのようなアルカリ環境は非常に厳しい条件であり、結果的に、関与する高いpHに対するリガンドの不安定性による能力の低下をもたらす。
そのため、広範な研究がアルカリ性pH値に耐える容量の改善を示す、操作されたタンパク質リガンドの開発に着目してきした。例えば、Gulichら(Susanne Gulich,Martin Linhult,Per-Ake Nygren,Mathias Uhlen,Sophia Hober,Journal of Biotechnology 80(2000),169-178)は、アルカリ性環境での連鎖球菌アルブミン結合ドメイン(ABD)の安定性を改善するためにタンパク質工学を提案した。Gulichらは、4つ全てのアスパラギン残基がロイシン(1つの残基)、アスパラギン酸(2つの残基)およびリジン(1つの残基)に置き換えられている、ABDの変異体を作製した。さらに、Gulichらは、作製した変異体が天然のタンパク質に似た標的タンパク質結合挙動を示すこと、および操作されたリガンドを含有するアフィニティーカラムが、アルカリ条件に繰り返し曝露した後に、操作されていない親リガンドを用いて調製したカラムよりも高い結合容量を示すことを報告している。よって、4つ全てのアスパラギン残基は、構造および機能に重大な影響を及ぼすことなく置き換えられることができることがその中で結論付けられる。
最近の研究は、その変更をプロテインA(SpA)にも行って類似した性質をもたらすことができることを示す。参照によりその全文が本明細書に援用される、米国特許出願公開第2005/0143566号明細書は、少なくとも1つのアスパラギン残基をグルタミン酸またはアスパラギン酸以外のアミノ酸に変異させると、その変異が、約13~14までのpH値で親SpA、例えばSpAのBドメイン、または、SpAのBドメインから誘導した合成構築物であるプロテインZ(米国特許第5,143,844号明細書、参照によりその全文が援用される)などと比較して、増加した化学安定性を付与することを開示する。著者らは、これらの変異タンパク質をアフィニティーリガンドとして使用する場合、予想通り分離媒体がアルカリ化剤を用いる洗浄方法により良く耐えることができることを示す。アルカリ安定性を向上させる目的をもつプロテインAドメインのさらなる変異は、米国特許第8,329,860号、特開2006-304633A号、米国特許第8,674,073号、米国特許出願公開第2010/0221844号、米国特許出願公開第2012/0208234号、米国特許第9,051,375号、米国特許出願公開第2014/0031522号、米国特許出願公開第2013/0274451号および国際公開第2014/146350号にも公開されており、その全ては参照によりその全文が本明細書に援用される。しかし、現在利用可能な変異体はなおアルカリ性のpHに対して感受性があり洗浄中のNaOH濃度は通常0.1Mに制限され、これは完全な洗浄を実現することが困難であることを意味する。高いNaOH濃度は、洗浄を向上させるかもしれないが、容認できない容量損失を招く。
よって、この分野では、アルカリ洗浄方法に対してさらに改善された安定性を有するタンパク質リガンドを含有する分離マトリックスを得る必要性がなおある。また、治療抗体の経済的に効率的な精製を可能にする改善された結合容量をもつそのような分離マトリックスも必要とされている。
国際公開第2016079033号
本発明の一態様は、改善されたアルカリ安定性を有するポリペプチドを提供することである。これは、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号22、配列番号51または配列番号52によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも80%、例えば少なくとも90%、95%または98%などの同一性を有するブドウ球菌プロテインA(SpA)の親Fc結合ドメインの変異体を含むFc結合ポリペプチドによって達成され、この際、配列番号4~7の11位に対応する位置の少なくともアスパラギンまたはセリン残基は、グルタミン酸、リジン、チロシン、トレオニン、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、トリプトファン、メチオニン、バリン、アラニン、ヒスチジンおよびアルギニンからなる群から選択されるアミノ酸に変異している。あるいは、ポリペプチドは、配列番号53によって定義されるか、あるいはそれとの少なくとも80%または少なくとも90%、少なくとも95%または少なくとも98%の同一性を有する配列を含む。
Q XAFYEILXLP NLTEEQRXF IXLKDXPSX SX101112LAEAKX1314NX15AQ (配列番号53)
上式で、互いに個別に:
=AまたはQまたは欠失
=E、K、Y、T、F、L、W、I、M、V、A、HまたはR
=HまたはK
=AまたはN
=A、G、S、Y、Q、T、N、F、L、W、I、M、V、D、E、H、RまたはK
=QまたはE
=SまたはK
=EまたはD
=QまたはVまたは欠失
10=K、RまたはAまたは欠失
11=A、EまたはNまたは欠失
12=IまたはL
13=KまたはR
14=LまたはY
15=D、F、Y、W、KまたはR
である。
1つの利点は、アルカリ安定性が親ポリペプチドよりも改善され、免疫グロブリンおよびその他のFc含有タンパク質に対する選択性の高い結合が維持されていることである。
本発明の第2の態様は、複数のポリペプチドを含む、アルカリ安定性の改善された多量体を提供することである。これは、上に開示されるポリペプチドの多量体によって達成される。
本発明の第3の態様は、アルカリ安定性の改善されたポリペプチドまたは多量体をコードする核酸またはベクターを提供することである。これは、上に開示されるポリペプチドまたは多量体をコードする核酸またはベクターによって達成される。
本発明の第4の態様は、アルカリ安定性の改善されたポリペプチドまたは多量体を発現することのできる発現系を提供することである。これは、上に開示される核酸またはベクターを含む発現系によって達成される。
本発明の第5の態様は、免疫グロブリンおよびその他のFc含有タンパク質に選択的に結合し、改善されたアルカリ安定性を示すことのできる分離マトリックスを提供することである。これは、多孔質支持体に共有結合された少なくとも11mg/mlのFc結合リガンドを含む分離マトリックスによって達成され、この際:
a)リガンドは、アルカリ安定化プロテインAドメインの多量体を含み、
b)多孔質支持体は、56~70マイクロメートルの体積加重メジアン径(d50、v)および55~80mg/mlの乾燥固体重量を有する架橋ポリマー粒子を含む。あるいは、それは多孔質支持体に共有結合された少なくとも15mg/mlのFc結合リガンドを含む分離マトリックスによって達成され、前記リガンドは、アルカリ安定化プロテインAドメインの多量体を含む。
1つの利点は、高い動的結合容量が提供されることである。さらなる利点は、高度のアルカリ安定性が達成されることである。
本発明の第6の態様は、免疫グロブリンまたはその他のFc含有タンパク質を単離する効率的かつ経済的な方法を提供することである。これは、
a)免疫グロブリンを含む液体試料と、上に開示される分離マトリックスとを接触させる工程、
b)分離マトリックスを洗液で洗う工程、
c)溶出液を用いて分離マトリックスから免疫グロブリンを溶出する工程、および
d)分離マトリックスを洗浄液で洗浄する工程
を含む方法によって達成される。
本発明のさらなる適切な実施形態は、従属請求項に記載される。同時継続出願PCT欧州特許出願第2015/076639号、PCT欧州特許出願第2015/076642号、英国特許第1608229.9号および英国特許第1608232.3号は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
定義
「抗体」および「免疫グロブリン」という用語は、本明細書では互換的に使用され、抗体の断片、抗体または抗体断片を含む融合タンパク質および抗体または抗体断片を含むコンジュゲートも含むと理解される。
用語「Fc結合ポリペプチド」および「Fc結合タンパク質」とは、抗体の結晶化可能部分(Fc)と結合することのできるポリペプチドまたはタンパク質をそれぞれ意味し、それには、例えばプロテインAおよびプロテインG、または結合特性が維持されたその任意のフラグメントまたは融合タンパク質が挙げられる。
用語「リンカー」は、本明細書において、多量体の2つのポリペプチド単位、単量体またはドメインを互いに連結する要素を意味する。
用語「スペーサー」は、本明細書において、ポリペプチドまたはポリペプチド多量体を支持体に結合する要素を意味する。
アミノ酸配列の比較に関する用語「同一性%」は、標準的なアライメントアルゴリズム、例えば、Altshul et al.(1990)J.Mol.Biol.,215:403-410に記載のBasic Local Alignment Tool(BLAST(商標))などによって求められる。これのウェブベースのソフトウェアは、米国国立医学図書館のhttp://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?PROGRAM=blastp&PAGE_TYPE=BlastSearch&LINK_LOC=blasthomeから自由に入手可能である。ここでは、アルゴリズム「blastp(タンパク質-タンパク質BLAST)」が、クエリ配列と対象配列のアライメントおよび特に同一性%の決定に使用される。
本開示において、「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含有する(containing)」および「有する(having)」などは、米国特許法においてこれらの語のものとされている意味を有し得、「含む(includes)」、「含む(including)」などを意味し得る;同様に、「から本質的になる(consisting essentially of)」または「本質的になる(consists essentially)」は米国特許法においてこれらの語のものとされている意味を有する。この用語はオープンエンドであり、列挙される内容の基本的または新規な特徴が、先行技術の実施形態を除いて列挙される内容よりも多く存在することで変化しない限り、列挙される内容よりも多くの存在が考慮に入れられる。
配列番号1~7および51~52によって定義されるFc結合ドメインのアライメントを示す図である。 SPRバイオセンサーチップと結合した親および変異四量体Zvar(配列番号7)ポリペプチドバリアントのアルカリ安定性について実施例2から得た結果を示す図である。 アガロースビーズと結合した親および変異四量体Zvar(配列番号7)ポリペプチドバリアントのアルカリ安定性(0.5M NaOH)について実施例4から得た結果を示す図である。 アガロースビーズと結合した親および変異四量体Zvar(配列番号7)ポリペプチドバリアントのアルカリ安定性(1.0M NaOH)について実施例4から得た結果を示す図である。 異なる量の変異多量体バリアント(配列番号20)と結合したアガロースビーズのアルカリ安定性(1.0M NaOH)について実施例7から得た結果を示す図である。結果は、相対的な残存動的容量(Qb10%、滞留時間6分)として1M NaOH中のインキュベーション時間に対してプロットされる。 異なる量の変異多量体バリアント(配列番号20)と結合したアガロースビーズのアルカリ安定性(1.0M NaOH)について実施例7から得た結果を示す図である。結果は、1M NaOH中の31時間のインキュベーション後の相対的な残存動的容量(Qb10%、滞留時間6分)としてプロトタイプのリガンド含有量に対してプロットされる。
一態様では、本発明は、図1に図示される配列番号1(Eドメイン)、配列番号2(Dドメイン)、配列番号3(Aドメイン)、配列番号22(バリアントAドメイン)、配列番号4(Bドメイン)、配列番号5(Cドメイン)、配列番号6(プロテインZ)、配列番号7(Zvar)、配列番号51(リンカー領域アミノ酸1~8および56~58を含まないZvar)または配列番号52(リンカー領域アミノ酸1~8および56~58を含まないCドメイン)によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも90%、少なくとも95%または少なくとも98%の同一性を有する、ブドウ球菌プロテインA(SpA)のFc結合ドメインの変異体を含むか、あるいはそれから本質的になり、配列番号4~7の11位に対応する位置の少なくともアスパラギン(または配列番号2の例ではセリン)残基が、グルタミン酸、リジン、チロシン、トレオニン、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、トリプトファン、メチオニン、バリン、アラニン、ヒスチジンおよびアルギニンからなる群から選択されるアミノ酸に変異している、Fc結合ポリペプチドを開示する。プロテインZ(配列番号6)は、参照によりその全文が本明細書に援用される米国特許第5143844号明細書に開示されるように変異Bドメインであり、一方配列番号7は、変異N3A、N6D、N23Tを含む、本明細書においてZvarと呼ばれるプロテインZのさらに変異したバリアントを示す。配列番号22は、図1の位置用語を用いる、A46S変異を有する黄色ブドウ球菌N315株由来のプロテインAのAドメインの天然バリアントである。これらのドメインのN11の変異は、免疫グロブリン結合性を損なうことなく親ドメイン/ポリペプチドと比較して改善されたアルカリ安定性を付与する。そのため、このポリペプチドは、Fcまたは免疫グロブリン結合ポリペプチド、あるいはFcまたは免疫グロブリン結合ポリペプチド単位としても記載され得る。
この説明を通じて、図1のアミノ酸残基位置番号付けの慣習が使用され、位置番号は、配列番号4~7の位置番号に対応するように指定される。これは多量体にもあてはまり、位置番号は、図1の慣習に従ってポリペプチド単位または単量体中の位置を指定する。
配列番号51(末端切断型Zvar)
QQ NAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQ
配列番号52(末端切断型Cドメイン)
QQ NAFYEILHLP NLTEEQRNGF IQSLKDDPSV SKEILAEAKK LNDAQ
代わりの言い方では、本発明は、配列番号53によって定義されるか、あるいはそれとの少なくとも90%、少なくとも95%または少なくとも98%の同一性を有する配列を含む、Fc結合ポリペプチドを開示する。
配列番号53
Q XAFYEILXLP NLTEEQRXF IXLKDXPSX SX101112LAEAKX1314NX15AQ
上式で、互いに個別に:
=A、Qまたは欠失
=E、K、Y、T、F、L、W、I、M、V、A、HまたはR
=HまたはK
=AまたはN
=A、G、S、Y、Q、T、N、F、L、W、I、M、V、D、E、H、RまたはK、例えばS、Y、Q、T、N、F、L、W、I、M、V、D、E、H、RまたはKなど
=QまたはE
=SまたはK
=EまたはD
=Q、Vまたは欠失
10=K、R、Aまたは欠失
11=A、E、Nまたは欠失
12=IまたはL
13=KまたはR
14=LまたはY
15=D、F、Y、W、KまたはR
である。
具体的には、配列番号53中のアミノ酸残基は、互いに個別に:
=Aまたは欠失
=E
=H
=N
=Q
=S
=D
=Vまたは欠失
10=Kまたは欠失
11=Aまたは欠失
12=I
13=K
14=L
であってよい。
ある種の実施形態では、配列番号53のアミノ酸残基は、
=A、X=E、X=H、X=N、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=Lであってよい。いくつかの実施形態では、X=E、X=H、X=N、X=A、X=Q、X=S、X=D、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=Dであってよく、X、X、X10およびX11の1以上は欠失している。さらなる実施形態では、X=A、X=E、X=H、X=N、X=S、Y、Q、T、N、F、L、W、I、M、V、D、E、H、RまたはK、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=Dであるか、あるいはX=A、X=E、X=H、X=N、X=A、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=F、Y、W、KまたはRである。
N11(X)変異(例えばN11EまたはN11K変異)は、唯一の変異であってよく、あるいは、ポリペプチドは、さらなる変異、例えば配列番号4~7の3、6、9、10、15、18、23、28、29、32、33、36、37、40、42、43、44、47、50、51、55および57位に対応する位置の少なくとも1つでの置換などを含んでもよい。これらの位置の1または複数で、最初のアミノ酸残基は、例えばアスパラギン、プロリンまたはシステインでないアミノ酸で置換されていてよい。最初のアミノ酸残基は、例えばアラニン、バリン、トレオニン、セリン、リジン、グルタミン酸またはアスパラギン酸で置換されていてよい。さらに、1または複数のアミノ酸残基が、例えば1~6位および/または56~58位から欠失されていてよい。
いくつかの実施形態では、配列番号4~7の9位に対応する位置のアミノ酸残基(X)は、グルタミン、アスパラギン、プロリンまたはシステイン以外のアミノ酸、例えばアラニンなどであるか、またはその残基を欠失させることができる。9位および11位の変異の組合せは、例によって示されるように、特に良好なアルカリ安定性をもたらす。具体的な実施形態では、配列番号7において9位のアミノ酸残基はアラニンであり、11位のアミノ酸残基はリジンまたはグルタミン酸、例えばリジンなどである。9位の変異は、参照によりその全文が本明細書に援用される同時係属出願PCT/SE2014/050872号明細書においても考察されている。
いくつかの実施形態では、配列番号4~7の50位に対応する位置のアミノ酸残基(X13)は、アルギニンまたはグルタミン酸である。
ある種の実施形態では、配列番号4~7の3位に対応する位置のアミノ酸残基は、アラニンであり、かつ/または配列番号4~7の6位に対応する位置のアミノ酸残基は、アスパラギン酸である。3位および6位のアミノ酸残基の1つはアスパラギンであってよく、代替実施形態では、3位および6位の両方のアミノ酸残基がアスパラギンであってよい。
いくつかの実施形態では、配列番号4~7の43位に対応する位置のアミノ酸残基(X11)は、アラニンまたはグルタミン酸、例えばアラニンなどであるか、またはその残基を欠失させることができる。具体的な実施形態では、配列番号7の9位および11位のアミノ酸残基は、それぞれ、アラニンおよびリジン/グルタミン酸であり、一方、43位のアミノ酸残基は、アラニンまたはグルタミン酸である。
ある種の実施形態では、配列番号4~7の28位に対応する位置のアミノ酸残基(X)は、アラニンまたはアスパラギン、例えばアラニンなどである。
いくつかの実施形態では、配列番号4~7の40位に対応する位置のアミノ酸残基(X)は、アスパラギン、アラニン、グルタミン酸およびバリンからなる群から、またはグルタミン酸およびバリンからなる群から選択されるか、あるいはその残基を欠失させることができる。具体的な実施形態では、配列番号7の9位および11位のアミノ酸残基は、それぞれ、アラニンおよびグルタミン酸であり、一方、40位のアミノ酸残基は、バリンである。随意に、43位のアミノ酸残基は、アラニンまたはグルタミン酸であってよい。
ある種の実施形態では、配列番号4~7の42位に対応する位置のアミノ酸残基(X10)は、アラニン、リジンまたはアルギニンであるか、またはその残基を欠失させることができる。
いくつかの実施形態では、配列番号4~7の18位に対応する位置のアミノ酸残基(X)は、リジンまたはヒスチジン、例えばリジンなどである。
ある種の実施形態では、配列番号4~7の33位に対応する位置のアミノ酸残基(X)は、リジンまたはセリン、例えばリジンなどである。
いくつかの実施形態では、配列番号4~7の37位に対応する位置のアミノ酸残基(X)は、グルタミン酸またはアスパラギン酸、例えばグルタミン酸などである。
ある種の実施形態では、配列番号4~7の51位に対応する位置のアミノ酸残基(X14)は、チロシンまたはロイシン、例えばチロシンなどである。
いくつかの実施形態では、配列番号4~7の44位に対応する位置のアミノ酸残基(X12)は、ロイシンまたはイソロイシンである。具体的な実施形態では、配列番号7の9位および11位のアミノ酸残基は、それぞれ、アラニンおよびリジン/グルタミン酸であり、一方、44位のアミノ酸残基はイソロイシンである。随意に、43位のアミノ酸残基は、アラニンまたはグルタミン酸であってよい。
いくつかの実施形態では、配列番号4~7の1、2、3および4位、または3、4、5および6位に対応する位置のアミノ酸残基は欠失している。これらの実施形態の特定のバリアントでは、親ポリペプチドは、プロテインAのCドメイン(配列番号5)である。これらの欠失の天然のCドメインへの影響は、参照によりその全文が本明細書に援用される米国特許第9018305号明細書および米国特許第8329860号明細書に記載されている。
ある種の実施形態では、配列番号4~7、例えば配列番号7中の変異は:N11K;N11E;N11Y;N11T;N11F;N11L;N11W;N11I;N11M;N11V;N11A;N11H;N11R;N11E、Q32A;N11E、Q32E、Q40E;N11E、Q32E、K50R;Q9A、N11E、N43A;Q9A、N11E、N28A、N43A;Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43E、L44I;Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I;N11K、H18K、S33K、D37E、A42R、N43A、L44I、K50R、L51Y;Q9A、N11E、N28A、Q40V、A42K、N43A、L44I;Q9A、N11K、H18K、S33K、D37E、A42R、N43A、L44I、K50R、L51Y;N11K、H18K、D37E、A42R、N43A、L44I;Q9A、N11K、H18K、D37E、A42R、N43A、L44I;Q9A、N11K、H18K、D37E、A42R、N43A、L44I、K50R;Q9A、N11K、H18K、D37E、A42R;Q9A、N11E、D37E、Q40V、A42K、N43A、L44IおよびQ9A、N11E、D37E、Q40V、A42R、N43A、L44Iからなる群から選択される。これらの変異は、特に高いアルカリ安定性をもたらす。配列番号4~7、例えば配列番号7中の変異はまた、N11K;N11Y;N11F;N11L;N11W;N11I;N11M;N11V;N11A;N11H;N11R;Q9A、N11E、N43A;Q9A、N11E、N28A、N43A;Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43E、L44I;Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I;Q9A、N11E、N28A、Q40V、A42K、N43A、L44I;N11K、H18K、S33K、D37E、A42R、N43A、L44I、K50R、L51Y;Q9A、N11K、H18K、S33K、D37E、A42R、N43A、L44I、K50R、L51Y;N11K、H18K、D37E、A42R、N43A、L44I;Q9A、N11K、H18K、D37E、A42R、N43A、L44IおよびQ9A、N11K、H18K、D37E、A42R、N43A、L44I、K50Rからなる群から選択されることもできる。
いくつかの実施形態では、ポリペプチドは、以下からなる群から選択されるアミノ酸配列によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも90%、95%または98%の同一性を有する配列を含むか、あるいはその配列から本質的になる:配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41、配列番号42、配列番号43、配列番号44、配列番号45、配列番号46、配列番号47、配列番号48、配列番号49および配列番号50。それは、例えば、以下からなる群から選択されるアミノ酸配列によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも90%、95%または98%の同一性を有する配列を含むか、あるいはそれから本質的になってよい:配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号16、配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28および配列番号29。また、それは、以下からなる群から選択されるアミノ酸配列によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも90%、95%または98%の同一性を有する配列を含むか、あるいはそれから本質的になることもできる:配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号16、配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号27、配列番号28、配列番号38、配列番号40;配列番号41;配列番号42;配列番号43、配列番号44、配列番号45、配列番号46、配列番号47および配列番号48。
ある種の実施形態では、ポリペプチドは、配列番号54~70からなる群から選択されるアミノ酸配列によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも90%、95%または98%の同一性を有する配列を含むかあるいはそれから本質的になる。配列番号71~75からなる群から選択されるアミノ酸配列によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも90%、95%または98%の同一性を有する配列を含むかあるいはそれから本質的になるか、あるいは、それは、配列番号76~79からなる群から選択されるアミノ酸配列によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも90%、95%または98%の同一性を有する配列を含むかあるいはそれから本質的になってよい。それは、さらに、配列番号89~95からなる群から選択されるアミノ酸配列によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも90%、95%または98%の同一性を有する配列を含むか、あるいはそれから本質的になってよい。
ポリペプチドは、例えば上記の群から、またはこれらの群の部分集合から選択される配列によって定義されてよいが、それはまた、Nおよび/またはC末端にさらなるアミノ酸残基、例えばN末端のリーダー配列および/またはC末端のテール配列を含んでもよい。
配列番号8 Zvar(Q9A,N11E,N43A)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SAALLAEAKK LNDAQAPK
配列番号9 Zvar(Q9A,N11E,N28A,N43A)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRAAF IQSLKDDPSQ SAALLAEAKK LNDAQAPK
配列番号10 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43E,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKEILAEAKK LNDAQAPK
配列番号11 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号12 Zvar(N11E,Q32A)
VDAKFDKEQQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IASLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号13 Zvar(N11E)
VDAKFDKEQQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号14 Zvar(N11E,Q32E,Q40E)
VDAKFDKEQQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IESLKDDPSE SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号15 Zvar(N11E,Q32E,K50R)
VDAKFDKEQQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IESLKDDPSQ SANLLAEAKR LNDAQAPK
配列番号16 Zvar(N11K)
VDAKFDKEQQ KAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号23 Zvar(N11K,H18K,S33K,D37E,A42R,N43A,L44I,K50R,L51Y)
VDAKFDKEQQ KAFYEILKLP NLTEEQRNAF IQKLKDEPSQ SRAILAEAKR YNDAQAPK
配列番号24 Zvar(Q9A,N11E,N28A,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRAAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号25 Zvar(Q9A,N11K,H18K,S33K,D37E,A42R,N43A,L44I,K50R,L51Y)
VDAKFDKEAQ KAFYEILKLP NLTEEQRAAF IQKLKDEPSQ SRAILAEAKR YNDAQAPK
配列番号26 Zvar(N11K,H18K,D37E,A42R,N43A,L44I)
VDAKFDKEQQ KAFYEILKLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSQ SRAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号27 Zvar(Q9A,N11K,H18K,D37E,A42R,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ KAFYEILKLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSQ SRAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号28 Zvar(Q9A,N11K,H18K,D37E,A42R,N43A,L44I,K50R)
VDAKFDKEAQ KAFYEILKLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSQ SRAILAEAKR LNDAQAPK
配列番号29 Zvar(Q9A,N11K,H18K,D37E,A42R)
VDAKFDKEAQ KAFYEILKLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSQ SRNLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号36 B(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I)
ADNKFNKEAQ EAFYEILHLP NLNEEQRNGF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号37 C(Q9A,N11E,E43A)
ADNKFNKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNGF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号38 Zvar(N11Y)
VDAKFDKEQQ YAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号39 Zvar(N11T)
VDAKFDKEQQ TAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号40 Zvar(N11F)
VDAKFDKEQQ FAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号41 Zvar(N11L)
VDAKFDKEQQ LAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号42 Zvar(N11W)
VDAKFDKEQQ WAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号43 Zvar(N11I)
VDAKFDKEQQ IAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号44 Zvar(N11M)
VDAKFDKEQQ MAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号45 Zvar(N11V)
VDAKFDKEQQ VAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号46 Zvar(N11A)
VDAKFDKEQQ AAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号47 Zvar(N11H)
VDAKFDKEQQ HAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号48 Zvar(N11R)
VDAKFDKEQQ RAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SANLLAEAKK LNDAQAPK
配列番号49 Zvar(Q9A,N11E,D37E,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号50 Zvar(Q9A,N11E,D37E,Q40V,A42R,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSV SRAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号54 Zvar(Q9A,N11E,A29G,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNGF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号55 Zvar(Q9A,N11E,A29S,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNSF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号56 Zvar(Q9A,N11E,A29Y,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNYF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号57 Zvar(Q9A,N11E,A29Q,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNQF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号58 Zvar(Q9A,N11E,A29T,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNTF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号59 Zvar(Q9A,N11E,A29N,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNNF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号60 Zvar(Q9A,N11E,A29F,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNFF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号61 Zvar(Q9A,N11E,A29L,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNLF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号62 Zvar(Q9A,N11E,A29W,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNWF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号63 Zvar(Q9A,N11E,A29I,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNIF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号64 Zvar(Q9A,N11E,A29M,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNMF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号65 Zvar(Q9A,N11E,A29V,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNVF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号66 Zvar(Q9A,N11E,A29D,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNDF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号67 Zvar(Q9A,N11E,A29E,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNEF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号68 Zvar(Q9A,N11E,A29H,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNHF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号69 Zvar(Q9A,N11E,A29R,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNRF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号70 Zvar(Q9A,N11E,A29K,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNKF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号71 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I,D53F)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNFAQAPK
配列番号72 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I,D53Y)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNYAQAPK
配列番号73 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I,D53W)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNWAQAPK
配列番号74 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I,D53K)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNKAQAPK
配列番号75 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I,D53R)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNRAQAPK
配列番号76 Zvar(Q9del,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKE_Q EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号77 Zvar(Q9A,N11E,Q40del,A42K,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPS_ SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号78 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42del,N43A,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV S_AILAEAKK LNDAQAPK
配列番号79 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43del,L44I)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SK_ILAEAKK LNDAQAPK
配列番号89 Zvar(D2del,A3del,K4del,Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I)
V___FDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号90 Zvar(V1del,D2del,Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I,K58del)
__AKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAP_
配列番号91 Zvar(K4del,F5del,D6del,K7del,E8del,Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I)
VDA_____AQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号92 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I,A56del,P57del,K58del)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQ___
配列番号93 Zvar(V1del,D2del,A3del,Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I)
___KFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号94 Zvar(V1del,D2del,A3del,K4del,F5del,D6del,K7del,E8del,Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I)
________AQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK
配列番号95 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I,K58_insYEDG)
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKYE DG
第2の態様では、本発明は、上に開示されるいずれかの実施形態によって定義される複数のポリペプチド単位を含むか、またはそれから本質的になる多量体を開示する。多量体の使用は、免疫グロブリン結合容量を増加させることがあり、また、多量体は単量体よりも高いアルカリ安定性を有することがある。多量体は、例えば二量体、三量体、四量体、五量体、六量体、七量体、八量体または九量体であり得る。それは、多量体中の全ての単位が同一であるホモ多量体であってもよいし、少なくとも1つの単位が他の単位と異なるヘテロ多量体であってもよい。有利には、多量体中の全ての単位は、例えば上に開示される変異を含むことによって、アルカリ安定性である。ポリペプチドは、ポリペプチドのC末端とN末端との間のペプチド結合によって直接に互いと結合することができる。あるいは、多量体中の2以上の単位は、オリゴマー種またはポリマー種を含むリンカー、例えば25または30までのアミノ酸、例えば3~25または3~20のアミノ酸を有するペプチドを含むリンカーによって連結することができる。リンカーは、例えば、APKVDAKFDKE、APKVDNKFNKE、APKADNKFNKE、APKVFDKE、APAKFDKE、AKFDKE、APKVDA、VDAKFDKE、APKKFDKE、APK、APKYEDGVDAKFDKEおよびYEDGからなる群から選択されるか、あるいはAPKADNKFNKE、APKVFDKE、APAKFDKE、AKFDKE、APKVDA、VDAKFDKE、APKKFDKE、APKYEDGVDAKFDKEおよびYEDGからなる群から選択されるアミノ酸配列によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも90%の同一性または少なくとも95%の同一性を有するペプチド配列を含むか、あるいはそれから本質的になってよい。それらはまた、APKADNKFNKE、APKVFDKE、APAKFDKE、AKFDKE、APKVDA、VDAKFDKE、APKKFDKE、APKおよびAPKYEDGVDAKFDKEからなる群から選択されるアミノ酸配列によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも90%の同一性または少なくとも95%の同一性を有するペプチド配列から本質的になることができる。いくつかの実施形態では、リンカーは、ペプチドAPKVDAKFDKEまたはAPKVDNKFNKEからならない、あるいは、ペプチドAPKVDAKFDKE、APKVDNKFNKE、APKFNKE、APKFDKE、APKVDKEまたはAPKADKEからならない。
そのようなリンカーの性質は、好ましくはタンパク質単位の空間的立体構造を不安定化するべきではない。これは、例えばリンカー中にプロリンが存在しないようにすることによって達成することができる。さらに、リンカーはまた、好ましくは変異したタンパク質単位の性質を損なわないようにアルカリ環境で十分に安定しているべきでもある。この目的のため、リンカーがアスパラギンを含まない場合は有利である。リンカーがグルタミンを含まない場合はさらに有利であり得る。多量体はさらにN末端で複数のアミノ酸残基、例えばクローニングプロセスに由来するか、または切断されるシグナル伝達配列由来の残基を構成するアミノ酸残基などを含むことがある。さらなるアミノ酸残基の数は、例えば20以下、例えば15以下、例えば10以下または5以下などであってよい。具体例として、多量体は、AQ、AQGT、VDAKFDKE、AQVDAKFDKEまたはAQGTVDAKFDKE配列をN末端に含むことがある。
ある種の実施形態では、多量体は、配列番号80~87からなる群から選択される配列を含むかまたはそれから本質的になってよい。これらのおよび追加の配列は下の表に記載され、親(変異)nと命名される。ここでnは多量体中の単量体単位の数である。
配列番号17 Zvar(Q9A,N11E,N43A)4
AQGT VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SAALLAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SAALLAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SAALLAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSQ SAALLAEAKK LNDAQAPKC
配列番号18 Zvar(Q9A,N11E,N28A,N43A)4
AQGT VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRAAF IQSLKDDPSQ SAALLAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRAAF IQSLKDDPSQ SAALLAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRAAF IQSLKDDPSQ SAALLAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRAAF IQSLKDDPSQ SAALLAEAKK LNDAQAPKC
配列番号19 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43E,L44I)4
AQGT VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKEILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKEILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKEILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKEILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号20 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I)4
AQGT VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号30 Zvar(N11K,H18K,S33K,D37E,A42R,N43A,L44I,K50R,L51Y)4
AQGT VDAKFDKEQQ KAFYEILKLP NLTEEQRNAF IQKLKDEPSQ SRAILAEAKR YNDAQAPK VDAKFDKEQQ KAFYEILKLP NLTEEQRNAF IQKLKDEPSQ SRAILAEAKR YNDAQAPK VDAKFDKEQQ KAFYEILKLP NLTEEQRNAF IQKLKDEPSQ SRAILAEAKR YNDAQAPK VDAKFDKEQQ KAFYEILKLP NLTEEQRNAF IQKLKDEPSQ SRAILAEAKR YNDAQAPKC
配列番号31 Zvar(Q9A,N11K,H18K,D37E,A42R)4
AQGT VDAKFDKEAQ KAFYEILKLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSQ SRNLLAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ KAFYEILKLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSQ SRNLLAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ KAFYEILKLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSQ SRNLLAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ KAFYEILKLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSQ SRNLLAEAKK LNDAQAPKC
配列番号32 Zvar(Q9A,N11E,N28A,Q40V,A42K,N43A,L44I)4
AQGT VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRAAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRAAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRAAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRAAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号33 Zvar(Q9A,N11E,Q40V,A42K,N43A,L44I)6
AQGT VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号34 Zvar(Q9A,N11E,D37E,Q40V,A42K,N43A,L44I)4
AQGT VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号35 Zvar(Q9A,N11E,D37E,Q40V,A42R,N43A,L44I)4
AQGT VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSV SRAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSV SRAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSV SRAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDEPSV SRAILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号80 リンカーのD2、A3およびK4が欠失した、Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)2
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号81 リンカーのK58、V1およびD2が欠失した、Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)2
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAP AKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号82 リンカーのP57、K58、V1、D2およびA3が欠失した、Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)2
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAP AKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号83 リンカーのK4、F5、D6、K7およびE8が欠失した、Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)2
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号84 リンカーのA56、P57およびK58が欠失した、Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)2
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQ VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号85 リンカーのV1、D2およびA3が欠失した、Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)2
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK KFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号86 リンカーのV1、D2、A3、K4、F5、D6、K7およびE8が欠失した、Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)2
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK AQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号87 リンカーのK58とV1の間にYEDGが挿入された、Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)2
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK YEDG VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKC
配列番号88 Zvar2
VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPK VDAKFDKEAQ EAFYEILHLP NLTEEQRNAF IQSLKDDPSV SKAILAEAKK LNDAQAPKC
いくつかの実施形態では、上に開示されるポリペプチドおよび/または多量体は、C末端またはN末端に、1または複数のシステイン残基、複数のリジン残基および複数のヒスチジン残基からなる群から選択される、1または複数のカップリングエレメントをさらに含む。1または複数のカップリングエレメントはまた、C末端またはN末端から1~5アミノ酸残基の範囲内、例えば1~3または1~2アミノ酸残基の範囲内に位置してもよい。カップリングエレメントは、例えばC末端の単一のシステインであることがある。1または複数のカップリングエレメントは、C末端またはN末端に直接に結合してもよいし、あるいはカップリングエレメントは、最大15アミノ酸、例えば1~5、1~10または5~10アミノ酸を含むストレッチを介して結合してもよい。このストレッチもまた、好ましくは変異したタンパク質の性質を損なわないようにアルカリ環境で十分に安定しているべきである。この目的のために、ストレッチがアスパラギンを含まない場合に有利である。ストレッチがグルタミンを含まない場合はさらに有利であり得る。C末端システインを有する利点は、タンパク質のエンドポイントカップリングがシステインチオールと支持体上の求電子基との反応を通じて達成され得ることである。このことは、結合容量に重要である、結合したタンパク質の優れた移動度をもたらす。
ポリペプチドまたは多量体のアルカリ安定性は、例えばNHS-またはマレイミドカップリング化学を使用して、SPRチップ、例えば実施例に記載されるようなBiacore CM5センサーチップとそれをカップリングさせ、指定された温度、例えば22+/-2℃のアルカリ溶液中でのインキュベーションの前後に一般にポリクローナルヒトIgGを用いてチップの免疫グロブリン結合容量を測定することによって評価することができる。インキュベーションは、例えば0.5M NaOH中で何回かの10分サイクル、例えば100、200または300サイクルなどで実施することができる。22+/-2℃の0.5M NaOH中で100回の10分インキュベーションサイクルの後のマトリックスのIgG容量は、インキュベーション前のIgG容量の少なくとも55、例えば少なくとも60、少なくとも80または少なくとも90%などであり得る。あるいは、上記のように測定される特定の変異体の100サイクル後の残存IgG容量は、親ポリペプチド/多量体の残存IgG容量と比較することができる。この例では、変異体の残存IgG容量は、親ポリペプチド/多量体の少なくとも105%、例えば少なくとも110%、少なくとも125%、少なくとも150%または少なくとも200%などであることがある。
第3の態様では、本発明は、上に開示される任意の実施形態によるポリペプチドまたは多量体をコードする核酸を開示する。よって、本発明は、ポリペプチドまたは多量体をコードするRNAおよびDNAなどの本発明の核酸配列の全ての形態を包含する。本発明は、コード配列に加えて、本発明によるポリペプチドまたは多量体の発現に必要なシグナル配列を含む、プラスミドなどのベクターを包含する。一実施形態では、ベクターは、本発明による多量体をコードする核酸を含み、この際、各々の単位をコードする別々の核酸は、相同または異種のDNA配列を有することがある。
第4の態様では、本発明は発現系を開示し、発現系は上に開示されるような核酸またはベクターを含む。発現系は、例えばグラム陽性またはグラム陰性の原核生物宿主細胞系、例えば大腸菌(E.coli)またはバチルス属の種(Bacillus sp.)であってよく、本発明のポリペプチドまたは多量体を発現するよう改変されている。代替実施形態では、発現系は、真核生物宿主細胞系、例えば酵母、例えばピキア・パストリス(Pichia pastoris)またはサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、または哺乳動物細胞、例えばCHO細胞である。
第5の態様では、本発明は、上に開示される任意の実施形態による複数のポリペプチドまたは多量体が固相支持体に結合されている、分離マトリックスを開示する。分離マトリックスは、多孔質支持体に共有結合された少なくとも11、例えば11~21、15~21または15~18mg/mlなどのFc結合リガンドを含んでよく、この際:
a)リガンドは、アルカリ安定化プロテインAドメインの多量体を含み、
b)多孔質支持体は、56~70、例えば56~66マイクロメートルなどの体積加重メジアン径(d50、v)および55~80、例えば60~78または65~78mg/mlなどの乾燥固体重量を有する架橋ポリマー粒子を含む。架橋ポリマー粒子は、分子量110kDaのデキストランの逆ゲル濾過クロマトグラフィーのKd値0.69~0.85、例えば0.70~0.85または0.69~0.80などに相当する孔径をさらに有してよい。適切には、架橋ポリマー粒子は、高い流量に耐えることができるように、高い剛性を有し得る。剛性は、実施例8でさらに説明されるような、マトリックスを充填したカラムを増加流量の蒸留水に曝す、圧力流試験で測定することができる。圧力を段階的に増加させ、増加する圧力によって流量が低下し始めるまで、流量および背圧を測定する。達成した最大流量と最小圧力(最大流量に相当する背圧)を測定し、剛性の尺度として使用する。FineLine(商標)35カラム(GE Healthcare Life Sciences)で300+/-10mmのベッド高で測定した場合、最大圧力は、適切に少なくとも0.58MPa、例えば少なくとも0.60MPaなどであり得る。このことは、より小さい粒径の使用を可能にし、それは動的容量に有益である。多量体は、例えば、アルカリ安定化プロテインAドメインの四量体、五量体、六量体または七量体、例えばアルカリ安定化プロテインAドメインの六量体などを含んでよい。高いリガンド含有量と粒度範囲、乾燥固体重量範囲および随意のKd範囲を組み合わせることにより、例えば、IgGに対する10%貫流の動的結合容量が2.4分の滞留時間で少なくとも45mg/ml、例えば少なくとも50または少なくとも55mg/mlであるような、高い結合容量が得られる。あるいは、またはさらに、IgGに対する10%貫流の動的結合容量は、6分の滞留時間で少なくとも60mg/ml、例えば少なくとも65、少なくとも70または少なくとも75mg/mlなどであることがある。
アルカリ安定化プロテインA多量体は、IgGに対して選択性が高く、分離マトリックスは、20mMリン酸緩衝液、180mM NaCl、pH7.5中で、ヒトIgG2に対して0.2mg/mlよりも低い、例えば0.1mg/mlよりも低い解離定数を適切に有することができる。これは、N Pakiman et al:J Appl Sci 12,1136-1141(2012)に記載の吸着等温線法に従って求めることができる。
ある種の実施形態では、アルカリ安定化プロテインAドメインは、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号22、配列番号51または配列番号52によって定義されるか、あるいはそれとの少なくとも80%、例えば少なくとも90%、95%または98%などの同一性を有する、ブドウ球菌プロテインA(SpA)の親Fc結合ドメインの変異体を含み、配列番号4~7の11位に対応する位置の少なくともアスパラギンまたはセリン残基は、グルタミン酸、リジン、チロシン、トレオニン、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、トリプトファン、メチオニン、バリン、アラニン、ヒスチジンおよびアルギニンからなる群から選択されるアミノ酸、例えばグルタミン酸およびリジンからなる群から選択されるアミノ酸などに変異している。配列番号4~7の40位に対応する位置のアミノ酸残基はさらに、バリンであるか、またはバリンに変異していてよい。アルカリ安定化プロテインAドメインも、上記のポリペプチドおよび/または多量体の実施形態のような変異を含むことができる。
いくつかの実施形態では、アルカリ安定化プロテインAドメインは、配列番号53によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも80%または少なくとも90、95%または98%の同一性を有するアミノ酸配列を有するFc結合ポリペプチドを含む。
Q XAFYEILXLP NLTEEQRXF IXLKDXPSX SX101112LAEAKX1314NX15AQ (配列番号53)
上式で、互いに個別に:
=AまたはQまたは欠失
=E、K、Y、T、F、L、W、I、M、V、A、HまたはR
=HまたはK
=AまたはN
=A、G、S、Y、Q、T、N、F、L、W、I、M、V、D、E、H、RまたはK
=QまたはE
=SまたはK
=EまたはD
=QまたはVまたは欠失
10=K、RまたはAまたは欠失
11=A、EまたはNまたは欠失
12=IまたはL
13=KまたはR
14=LまたはY
15=D、F、Y、W、KまたはR
である。
いくつかの実施形態では、アミノ酸残基は、互いに個別に:
a)X=Aまたは欠失、X=E、X=H、X=N、X=Q、X=S、X=D、X=Vまたは欠失、X10=Kまたは欠失、X11=Aまたは欠失、X12=I、X13=K、X14=L。
b)X=A、X=E、X=H、X=N、X=A、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=D。
c)X=A、X=E、X=H、X=N、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=L、X15=Dまたは
d)X=A、X=H、X=N、X=A、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=L、およびX15=Dであってよい。
ある種の実施形態では、本発明は、多孔質支持体に共有結合された、少なくとも15、例えば15~21または15~18mg/mlなどのFc結合リガンドを含む分離マトリックスであって、リガンドがアルカリ安定化プロテインAドメインの多量体を含む、分離マトリックスを開示する。これらの多量体は、適切には、上記の実施形態のいずれかに開示される通りであるか、または下に明記される通りであり得る。
そのようなマトリックスは、免疫グロブリンまたはその他のFc含有タンパク質の分離に有用である。そして、ポリペプチド/多量体のアルカリ安定性が改善されたために、マトリックスは洗浄中の高アルカリ条件に耐え、それはバイオプロセス分離の状況において長期の反復使用に不可欠である。マトリックスのアルカリ安定性は、指定された温度、例えば22+/-2℃のアルカリ溶液中でのインキュベーションの前後に一般にポリクローナルヒトIgGを使用して、免疫グロブリン結合容量を測定することによって評価することができる。インキュベーションは、例えば、0.5Mまたは1.0M NaOH中で何回かの15分サイクル、例えば25、50または75時間の総インキュベーション時間に相当する100、200または300サイクルなどで実施することができる。22+/-2℃の0.5M NaOH中で96~100回の15分インキュベーションサイクルあるいは24または25時間の総インキュベーション時間の後のマトリックスのIgG容量は、インキュベーション前のIgG容量の少なくとも80、例えば少なくとも85、少なくとも90または少なくとも95%などであり得る。22+/-2℃の1.0M NaOH中で合計24時間のインキュベーションの後のマトリックスの容量は、インキュベーション前のIgG容量の少なくとも70、例えば少なくとも80または少なくとも90%などであり得る。2.4分または6分の滞留時間のIgGに対する10%貫流の動的結合容量(Qb10%)は、例えば、22+/-2℃の1.0M NaOH水溶液中、31時間のインキュベーションの後に20%未満低下していることがある。
当業者の理解するように、発現したポリペプチドまたは多量体は、支持体に固定される前に適切な程度まで精製されるべきである。そのような精製方法は当分野で周知であり、タンパク質に基づくリガンドの支持体への固定は標準法を用いて容易に実行される。適切な方法および支持体は、以下により詳細に述べる。
本発明によるマトリックスの固相支持体は、任意の適切な周知の種類であってよい。従来のアフィニティー分離マトリックスは、多くの場合有機性であり、親水性表面を使用する水性媒体に曝露している、すなわちヒドロキシ(-OH)、カルボキシ(-COOH)、カルボキシアミド(-CONH、N-置換型であってもよい)、アミノ(-NH、置換されていてもよい)、オリゴ-またはポリエチレンオキシ基をそれらの外部に曝露し、存在する場合にはその内部にも曝露しているポリマーに基づく。固相支持体は、適切には多孔質であり得る。空隙率は、Gel Filtration Principles and Methods,Pharmacia LKB Biotechnology 1991,pp6-13に記載の方法による逆サイズ排除クロマトグラフィーによって測定されたKavまたはKd値(特定のサイズのプローブ分子に利用可能な細孔容積の割合)として表すことができる。Kavは、比(V-V)/(V-V)として求められ、式中、Vは、プローブ分子の溶出量(例えば、デキストラン110kD)であり、Vは、カラムの空隙容量(例えば、高Mwのボイドマーカー、例えば未加工のデキストランなどの溶出量)であり、Vはカラムの総容積である。Kdは、(V-V)/Vとして求めることができ、式中、Vは、マトリックス体積(マトリックスポリマー分子によって占有される体積)を除く全ての容積に入ることのできる塩(例えば、NaCl)の溶出量である。定義上、KdおよびKav値は両方とも常に0~1の範囲内にある。有利には、分子量110kDaのデキストランをプローブ分子として用いて測定した場合、Kav値は0.6~0.95、例えば、0.7~0.90または0.6~0.8であり得る。分子量110kDaのデキストランで測定されるKd値は、適切には0.68~0.90、例えば0.68~0.85または0.70~0.85などであり得る。この有利性は、支持体が、本発明のポリペプチド/多量体および該ポリペプチド/多量体に結合する免疫グロブリンの両方を収容することができ、結合部位への、および結合部位からの免疫グロブリンの質量輸送を提供することができる細孔を大きな割合で有することである。
ポリペプチドまたは多量体は、例えばリガンドに存在するチオール、アミノおよび/またはカルボキシ基を利用する従来のカップリング技法によって支持体と結合させることができる。ビスエポキシド、エピクロロヒドリン、CNBr、N-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)等は周知のカップリング試薬である。支持体とポリペプチド/多量体との間には、ポリペプチド/多量体の有効性を改善し、ポリペプチド/多量体と支持体との化学カップリングを促進する、スペーサーとして公知の分子を導入することができる。ポリペプチド/多量体の性質およびカップリング条件に応じて、カップリングは、マルチポイントカップリング(例えば複数のリジンを介するもの)であってもよいし、シングルポイントカップリング(例えば単一のシステインを介するもの)であってもよい。あるいは、ポリペプチド/多量体は、非共有結合、例えば物理的吸着または生体分子特異的吸着などによって支持体と結合させてよい。
いくつかの実施形態では、マトリックスは、5~25、例えば5~20mg/ml、5~15mg/ml、5~11mg/mlまたは6~11mg/mlの、支持体と結合したポリペプチドまたは多量体を含む。結合したポリペプチド/多量体の量は、カップリングプロセスで使用したポリペプチド/多量体の濃度、使用した活性化およびカップリング条件、および/または使用した支持体の多孔構造によって制御することができる。概して、マトリックスの絶対結合容量は、結合したポリペプチド/多量体の量とともに、少なくとも細孔が結合したポリペプチド/多量体によって著しく狭窄されるようになる時点まで増加する。理論に縛られるものではないが、しかし、支持体に対して列挙されるKd値に関して、結合したリガンドによる細孔の狭窄はそれほど重要ではないと思われる。結合したポリペプチド/多量体1mg当たりの相対結合容量は、高いカップリングレベルで低下し、上に指定される範囲内で最適の費用便益をもたらす。
ある種の実施形態ではポリペプチドまたは多量体は、チオエーテル結合を介して支持体と結合する。このようなカップリングを実施する方法は、この分野において周知であり、標準的な技術および装置を使用して当業者によって容易に実施される。チオエーテル結合は、柔軟で安定であり、一般的にアフィニティークロマトグラフィーでの使用に適している。特に、チオエーテル結合が、ポリペプチドまたは多量体上の末端または近末端のシステイン残基を介している場合、結合したポリペプチド/多量体の可動性が向上し、結合容量および結合反応速度が改善される。いくつかの実施形態において、ポリペプチド/多量体は、上記のタンパク質に提供されるC末端システインを介して結合される。このことは、システインチオールと支持体上の求電子基、例えばエポキシド基、ハロヒドリン基等との効率的なカップリングを可能にし、その結果チオエーテル架橋カップリングとなる。
特定の実施形態において、支持体は、ポリヒドロキシポリマー、例えば多糖類を含む。多糖類の例としては、例えば、デキストラン、デンプン、セルロース、プルラン、寒天、アガロースなどが挙げられる。多糖類は本質的に親水性であり、非特異的相互作用の程度は低く、反応性(活性化可能な)ヒドロキシル基含量が高く、バイオプロセスに使用されるアルカリ洗浄溶液に対して一般に安定である。
いくつかの実施形態において、支持体は、寒天またはアガロースを含む。本発明で使用する支持体は、標準的な方法、例えば逆懸濁ゲル化(S Hjerten:Biochim Biophys Acta 79(2),393-398(1964))により容易に調製することができる。または、塩基性マトリクッスは、SEPHAROSE(商標)FF(GE Healthcare)の名称で販売されている架橋アガロースビーズなどの市販品である。大規模分離に特に有利な一実施形態において、支持体は、米国特許第6602990号または米国特許第7396467号(当該特許は参照によりその全文が本明細書に援用される)に記載されている方法を使用して、その剛性を増加させるように適合されており、そのためにマトリックスは高い流量により適したものとなる。
特定の実施形態において、支持体、例えばポリマー、多糖類またはアガロース支持体などの支持体は、ヒドロキシアルキルエーテル架橋などで架橋される。このような架橋を生成する架橋剤試薬は、例えば、エピクロロヒドリンのようなエピハロヒドリン、ブタンジオールジグリシジルエーテルのようなジエポキシド、アリルハライドまたはアリルグリシジルエーテルのようなアリル化試薬であってよい。架橋は、支持体の剛性に有益であり、化学的安定性を改善する。ヒドロキシアルキルエーテル架橋はアルカリ安定性であり、著しい非特異的吸着を引き起こさない。
または、固相支持体は、合成ポリマー、例えばポリビニルアルコール、ポリヒドロキシアルキルアクリレート、ポリヒドロキシアルキルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミドなどに基づく。ジビニルおよびモノビニル置換ベンゼンに基づくマトリックスなどの疎水性ポリマーの場合、マトリックス表面は、多くの場合親水化されて、上で定義した親水性基を周囲の水性液体に曝露する。このようなポリマーは、標準的な方法に従って容易に製造され、例えば、“Styrene based polymer supports developed by suspension polymerization”(R Arshady:Chimica e L’Industria 70(9),70-75(1988))を参照されたい。あるいは、市販製品、例えばSOURCE(商標)(GE Healthcare)が使用される。別の代替としては、本発明による固相支持体は、無機性の支持体、例えばシリカ、酸化ジルコニウムなどを含む。
さらに別の実施形態において、固相支持体は、表面、チップ、キャピラリー、またはフィルタ(例えば、膜または深層フィルタマトリックス)などの別の形態である。
本発明によるマトリックスの形状に関して、一実施形態において、マトリックスは多孔質モノリスの形態である。別の実施形態において、マトリックスは、多孔質または非多孔質であり得るビーズまたは粒子の形態である。ビーズまたは粒子の形態のマトリックスは、充填床として、または懸濁形態で使用することができる。懸濁形態には、粒子またはビーズが自由に移動する膨張床および純粋な懸濁液として知られている形態が含まれる。モノリス、充填床および膨張床の場合、分離手順は一般に、濃度勾配を用いた従来のクロマトグラフィーに従う。純粋な懸濁液の例では、バッチ式モードが使用される。
第6の態様では、本発明は、上に開示されるような分離マトリックスを使用する、免疫グロブリンを単離する方法を開示する。この方法は、
a)免疫グロブリンを含む液体試料と、上に開示される分離マトリックスとを接触させる工程、
b)分離マトリックスを洗液で洗う工程、
c)溶出液を用いて分離マトリックスから免疫グロブリンを溶出する工程、および
d)分離マトリックスを洗浄液で洗浄する工程(洗浄液は0.1~1.0M NaOHまたはKOH、例えば0.4~1.0M NaOHまたはKOHを含んでよい)
を含むことがある。
工程a)~d)は、少なくとも10回、例えば少なくとも50回または50~200回繰り返されてよい。
ある種の実施形態では、この方法は、
a)免疫グロブリンを含む液体試料と上に開示される分離マトリックスとを接触させる工程、
b)分離マトリックスを洗液で洗う工程、
c)溶出液を用いて分離マトリックスから免疫グロブリンを溶出する工程、および
d)分離マトリックスを洗浄液(あるいは定置洗浄(CIP)液と呼ぶこともできる)で、例えば少なくとも10分の接触(インキュベーション)時間で洗浄する工程
を含む。
この方法はまた、工程a)の前に、上記の実施形態のいずれかによるアフィニティー分離マトリックスを準備する工程と、免疫グロブリンおよび液体試料として少なくとも1つのその他の物質を含む溶液を準備する工程と、工程c)の後に、溶出液を回収する工程と、任意選択で溶出液を、例えば陰イオンまたは陽イオン交換クロマトグラフィー、マルチモードクロマトグラフィーおよび/または疎水性相互作用クロマトグラフィーによる、さらなる分離工程に供する工程を含んでもよい。液体試料、洗液および溶出液の適した組成、ならびに分離を実施するための一般条件は、アフィニティークロマトグラフィーの技術分野、特にプロテインAクロマトグラフィーの技術分野で周知である。Fc含有タンパク質および少なくとも1つのその他の物質を含む液体試料は、宿主細胞タンパク質(HCP)、例えばCHO細胞、大腸菌または酵母タンパク質などを含んでよい。CHO細胞および大腸菌タンパク質の内容物は、これらのタンパク質に対するイムノアッセイ、例えばCygnus Technologies製のCHO HCPまたは大腸菌HCP ELISAキットによって簡便に求めることができる。宿主細胞タンパク質またはCHO細胞/大腸菌タンパク質は、工程b)の間に離脱させることができる。
溶出は、プロテインA媒体からの溶出に使用される任意の適した溶液を使用することによって実施することができる。これは、例えばpH5以下、例えばpH2.5~5または3~5などの溶液またはバッファーであり得る。また、いくつかの例では、それはpH11以上、例えばpH11~14またはpH11~13などの溶液またはバッファーであり得る。いくつかの実施形態では、溶出緩衝液または溶出緩衝液勾配は、少なくとも1つの単官能性、二官能性または三官能性カルボン酸またはそのようなカルボン酸の塩を含む。ある種の実施形態では、溶出緩衝液または溶出緩衝液勾配は、酢酸塩、クエン酸塩、グリシン、コハク酸塩、リン酸塩、およびギ酸塩からなる群から選択される少なくとも1つの陰イオン種を含む。
いくつかの実施形態では、洗浄液は、アルカリ性、例えばpHが13~14である。このような溶液は、特に間隔の上端において、マトリックスの効率的な洗浄を提供する
ある種の実施形態では、洗浄液は0.1~2.0M NaOHまたはKOH、例えば0.5~2.0または0.5~1.0M NaOHまたはKOHなどを含む。これらは効率的な洗浄溶液であり、特にNaOHまたはKOH濃度が0.1Mまたは少なくとも0.5Mを上回る場合にそうである。本発明のポリペプチドの高い安定性は、そのような強アルカリ溶液の使用を可能にする。
この方法はまた、消毒液でマトリックスを消毒する工程を含んでもよく、消毒液は例えば過酸化物、例えば過酸化水素および/または過酸、例えば過酢酸または過ギ酸などを含んでよい。
いくつかの実施形態では、工程a)~d)は少なくとも10回、例えば少なくとも50回、50~200、50~300または50~500回繰り返される。このことは、マトリックスを何度も再使用することができるという点でプロセスの経済に重要である。
工程a)~c)はまた、少なくとも10回、例えば少なくとも50回、50~200、50~300または50~500回繰り返すことができ、工程d)は、複数回の工程c)の後に実施され、その結果工程d)は少なくとも10回、例えば少なくとも50回実施される。工程d)は、例えば2~20回目の工程c)ごとに実施することができる。
タンパク質の変異誘発
部位特異的変異誘発を、変異をコードするオリゴヌクレオチドを用いて2工程のPCRによって実施した。鋳型として、Z、BまたはCのいずれかの単一のドメインを含有するプラスミドを使用した。PCR断片を大腸菌発現ベクターに連結した。DNA塩基配列決定法を使用して、挿入した断片の正しい配列を検証した。
変異体の多量体を形成するために、アミノ酸VDに対応する、B、CまたはZドメインの出発コドン(GTA GAC)に位置するAcc I部位を使用した。単量体ドメインのベクターをAcc Iで消化し、ホスファターゼ処理した。各々のバリアントに特異的なAcc I粘着末端プライマーを設計し、2つのオーバーラップPCR産物を各々の鋳型から作製した。PCR産物を精製し、2%アガロースゲル上でPCR産物を比較することによって濃度を推定した。等量の対のPCR産物をライゲーション緩衝液中でハイブリダイズした(45分で90℃→25℃)。結果として得られる産物は、Acc I部位(正しいPCR断片および/または消化ベクター)に連結される可能性の高い断片の約1/4からなる。ライゲーションおよび形質転換の後、コロニーをPCRスクリーニングして所望の変異体を含む構築物を同定した。陽性クローンは、DNA塩基配列決定法により確認した。
構築物の発現および精製
構築物を、標準培地中の大腸菌K12の発酵によって細菌ペリプラズム内に発現させた。発酵後、細胞を熱処理してペリプラズムの内容物を培地に放出させた。培地に放出された構築物を、孔径0.2μmの膜を用いる精密濾過法によって回収した。
各々の構築物(ここでは濾過工程からの透過液中にある)を、アフィニティーによって精製した。透過液を、固定化IgG(IgG Sepharose 6FF、GE Healthcare)を含有するクロマトグラフィー培地に添加した。添加した産物をリン酸緩衝生理食塩水で洗い、pHを低下させることによって溶出した。
溶出プールを中性pH(pH8)に調節し、ジチオトレイトールの添加によって還元した。次に、試料を陰イオン交換体に添加した。洗い工程の後、構築物をNaCl勾配に溶出し、それを夾雑物から分離した。溶出プールを限外濾過によって40~50mg/mlに濃縮した。固定IgG培地での構築物のアフィニティー精製の成功は、問題の構築物がIgGに対して高い親和性を有することを意味することに留意する必要がある。
精製したリガンドをRPC LC-MSで分析して、純度を求め、分子量が(アミノ酸配列に基づく)予測値と一致することを確かめた。
配列番号8~16、23~28および36~48についてN末端のAQGTリーダー配列およびC末端のシステインをさらに含む、表1に記載の精製単量体リガンドを、Biacore CM5センサーチップ(GE Healthcare、スウェーデン)上に固定化し、十分な量でGE Healthcareのアミンカップリングキット(チップ上のカルボキシメチル基のアミンのカルボジイミドカップリング用)を使用して、Biacore表面プラズモン共鳴(SPR)計測器(GE Healthcare、スウェーデン)で約200~1500RUのシグナル強度を得た。固定化表面のIgG結合容量を追跡するため、1mg/mlヒトポリクローナルIgG(Gammanorm)をチップの上に流し、シグナル強度(結合量に比例)を記録した。次に、表面を定置洗浄した(CIP)、すなわち、室温で(22+/-2℃)10分間、500mM NaOHを流した。これを96~100サイクル繰り返し、固定化リガンドのアルカリ安定性を、各サイクルの後に残存IgG結合容量(シグナル強度)として追跡した。結果は表1に示され、少なくともリガンドZvar(N11K)1、Zvar(N11E)1、Zvar(N11Y)1、Zvar(N11T)1、Zvar(N11F)1、Zvar(N11L)1、Zvar(N11W)1、Zvar(N11I)1、Zvar(N11M)1、Zvar(N11V)1、Zvar(N11A)1、Zvar(N11H1)、Zvar(N11R)1、Zvar(N11E、Q32A)1、Zvar(N11E、Q32E、Q40E)1およびZvar(N11E、Q32E、K50R)1、Zvar(Q9A、N11E、N43A)1、Zvar(Q9A、N11E、N28A、N43A)1、Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43E、L44I)1、Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)1、Zvar(Q9A、N11E、N28A、Q40V、A42K、N43A、L44I)1、Zvar(N11K、H18K、S33K、D37E、A42R、N43A、L44I、K50R、L51Y)1、Zvar(Q9A、N11K、H18K、S33K、D37E、A42R、N43A、L44I、K50R、L51Y)1、Zvar(N11K、H18K、D37E、A42R、N43A、L44I)1、Zvar(Q9A、N11K、H18K、D37E、A42R、N43A、L44I)1およびZvar(Q9A、N11K、H18K、D37E、A42R、N43A、L44I、K50R)1、ならびに29位にG、S、Y、Q、T、N、F、L、W、I、M、V、D、E、H、RまたはKを有するZvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)1の変種、53位にF、Y、W、KまたはRを有するZvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)1の変種およびQ9、Q40、A42またはN43が欠失しているZvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)1の変種は、基準として使用した親構造Zvar1と比較してアルカリ安定性が改善されたことを示す。さらに、リガンドB(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)1およびC(Q9A、N11E、E43A)1は、基準として使用した親BドメインおよびCドメインと比較して安定性が改善された。
表1.Biacore(0.5M NaOH)で評価した単量体リガンド
Figure 0007031934000001
Figure 0007031934000002
Biacore実験は、リガンドとIgGとの結合速度および解離速度を求めるためにも使用することができる。これを上記の設定でプローブ分子としてIgG1モノクローナル抗体を用いて使用した。基準Zvar1に関して、オンレート(10-1-1)は3.1であり、オフレート(10-1)は22.1であり、親和性(オフレート/オンレート)は713pMとなった。Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)1(配列番号11)に関して、オンレートは4.1であり、オフレートは43.7で、親和性は1070pMであった。このようにIgG親和性は変異バリアントについて多少高かった。
表2に記載の精製二量体、四量体および六量体リガンドを、Biacore CM5センサーチップ(GE Healthcare、スウェーデン)上に固定化し、十分な量でGE Healthcareのアミンカップリングキット(チップ上のカルボキシメチル基のアミンのカルボジイミドカップリング用)を使用して、Biacore計測器(GE Healthcare、スウェーデン)で約200~1500RUのシグナル強度を得た。固定化表面のIgG結合容量を追跡するため、1mg/mlヒトポリクローナルIgG(Gammanorm)をチップの上に流し、シグナル強度(結合量に比例)を記録した。次に、表面を定置洗浄した(CIP)、すなわち、室温で(22+/-2℃)10分間、500mM NaOHを流した。これを300サイクル繰り返し、固定化リガンドのアルカリ安定性を、各サイクルの後に残存IgG結合容量(シグナル強度)として追跡した。結果は表2および図2に示され、少なくともリガンドZvar(Q9A、N11E、N43A)4、Zvar(Q9A、N11E、N28A、N43A)4、Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43E、L44I)4およびZvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)4、Zvar(Q9A、N11E、D37E、Q40V、A42K、N43A、L44I)4およびZvar(Q9A、N11E、D37E、Q40V、A42R、N43A、L44I)4が、基準として使用した親構造Zvar4と比較してアルカリ安定性が改善されたことを示す。六量体リガンドZvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)6も、基準として使用した親構造Zvar6と比較してアルカリ安定性が改善されたことを示す。さらに、2つの単量体単位間のリンカー領域のa)D2、A3、K4;b)K58、V1、D2;c)P57、K58、V1、D2、A3;d)K4、F5、D6、K7、E8;e)A56、P57、K58;V1、D2、A3またはf)V1、D2、A3、K4、F5、D6、K7、E8が欠失した、Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)二量体は、基準として使用した親構造Zvar2と比較してアルカリ安定性を改善させた。また、リンカー領域のK58とV1の間にYEDGが挿入された、Zvar(Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I)二量体は、Zvar2と比較してアルカリ安定性を改善させた。
表2.Biacore(0.5M NaOH)で評価した二量体、四量体および六量体リガンド。
Figure 0007031934000003
Figure 0007031934000004
実施例2のような500mMの代わりに1M NaOHを用いて、3つのリガンドの100回のCIPサイクルを用いて実施例2を繰り返した。結果は表3に示され、3つ全てのリガンドが、基準として使用した親構造Zvar4と比較して1M NaOH中でも安定性を改善したことを示す。
表3.Biacore(1M NaOH)で評価した四量体リガンド
Figure 0007031934000005
表2の精製四量体リガンド(全てN末端にさらなるシステインを含む)を、下に記載される方法を用いてアガロースビーズに上に固定化し、容量および安定性について評価した。結果を表4および図3に示す。
表4.カラム(0.5M NaOH)で評価した、四量体リガンドを含むマトリックス。
Figure 0007031934000006
活性化
使用したベースマトリックスは、参照によりその全文が本明細書に援用される米国特許第6602990号明細書に記載の方法に従って調製し、Gel Filtration Principles and Methods,Pharmacia LKB Biotechnology 1991,pp 6-13に記載の方法に従う、分子量110kDaのデキストランの逆ゲル濾過クロマトグラフィーのKav値0.70に相当する孔径をもつ、85マイクロメートル(体積加重、d50V)のメジアン径の硬質架橋アガロースビーズであった。
25mL(g)のドレインしたベースマトリックス、10.0mLの蒸留水および2.02gのNaOHを、100mLフラスコ中25℃で10分間の機械撹拌によって混合した。4.0mLのエピクロロヒドリンを加え、反応を2時間進行させた。活性化されたゲルを、10ゲル沈殿物体積(GV)の水で洗った。
カップリング
50ml Falconチューブ中20mLのリガンド溶液(50mg/mL)に、169mgのNaHCO、21mgのNaCO、175mgのNaClおよび7mgのEDTAを添加した。Falconチューブをローラーテーブルの上に5~10分間載せた後、77mgのDTEを添加した。還元は45分超進行した。次に、Sephadex G-25を充填したPD10カラムでリガンド溶液を脱塩した。脱塩した溶液中のリガンド含有量を、276nmのUV吸収を測定することによって求めた。
活性化したゲルを3~5GV{0.1Mリン酸塩/1mM EDTA pH8.6}で洗い、次に参照によりその全文が本明細書に援用される米国特許第6399750号明細書に記載の方法に従ってリガンドを結合させた。この実験で使用した全ての緩衝液を、窒素ガスによって少なくとも5~10分間脱気した。ゲルのリガンド含有量は、リガンド溶液の量および濃度を変化させることによって制御することができた。
固定化の後、ゲルを3xGVの蒸留水で洗った。ゲル+1GV{0.1M リン酸塩/1mM EDTA/10%チオグリセロールpH8.6}を混合し、チューブを室温で一晩振動台に置いた。次に、ゲルを3xGV{0.1M TRIS/0.15M NaCl pH8.6}および0.5M HAcで、その後8~10xGVの蒸留水で交互に洗った。ゲル試料をアミノ酸分析のために外部の試験所に送り、リガンド含有量(mg/mlゲル)を全アミノ酸含有量から計算した。
タンパク質
Gammanorm 165mg/ml(Octapharma)、平衡化緩衝液中2mg/mlに希釈。
平衡化緩衝液
PBSリン酸緩衝液10mM+0.14M NaCl+0.0027M KCl、pH7.4(Medicago)
吸着緩衝液
PBSリン酸緩衝液10mM+0.14M NaCl+0.0027M KCl、pH7.4(Medicago)
溶出緩衝液
100mM酢酸塩pH2.9
動的結合容量
2mlの樹脂を、TRICORN(商標)5 100カラムに充填した。貫流容量を、AKTAExplorer10システムで滞留時間6分(流量0.33ml/分)で求めた。安定したベースラインが得られるまで平衡化緩衝液をバイパスカラムに流した。これは自動ゼロ化の前に行った。100%UVシグナルが得られるまで試料をカラムに適用した。その後、安定したベースラインが得られるまで、平衡バッファーを再度適用した。
UVシグナルが最大吸光度の85%に達するまで試料をカラムに添加した。その後、流量0.5ml/分の5カラム容量(CV)の平衡緩衝液でカラムを洗った。タンパク質を5CVの溶出緩衝液で流量0.5ml/分で溶出した。次に、カラムを流量0.2ml/分の0.5M NaOHで洗浄し、平衡化緩衝液で再び平衡化させた。
10%の貫流容量の計算には、下の式を使用した。それは、カラム流出液中のIgGの濃度が供給液中のIgG濃度の10%になるまでカラムに添加されるIgGの量である。
Figure 0007031934000007
100%=100%UVシグナル;
sub=非結合IgGサブクラスによる吸光度への寄与;
A(V)=所与添加容量での吸光度;
=カラム容量;
app=10%貫流までの添加量;
sys=システムのデッドボリューム;
=供給濃度。
10%貫流での動的結合容量(DBC)を計算した。動的結合容量(DBC)は、10および80%貫流について計算した。
CIP-0.5M NaOH
10%貫流のDBC(Qb10)は、アルカリ洗浄溶液に繰り返し曝露する前と後に求めた。各々のサイクルには、0.5M NaOHを0.5/分の速度で20分間カラムに通してポンプ送達し、その後カラムを4時間静置するCIP工程が含まれた。曝露は室温(22+/-2℃)で行った。このインキュベーションの後、カラムを平衡緩衝液で流量0.5ml/分で20分間洗った。表4は、6回の4時間サイクル後の残存容量(すなわち、0.5M NaOHへの累積曝露時間は24時間)を、絶対数で、そして初期容量と比較して表す。
実施例4を、表5に示される四量体リガンドを用いて、但しCIP工程で0.5Mの代わりに1.0M NaOHを使用して繰り返した。結果を表5および図4に示す。
表5.カラム-1.0M NaOHで評価した、四量体リガンドを含むマトリックス。
Figure 0007031934000008
ベースマトリックス
使用したベースマトリックスは、米国特許第6602990号の方法に従って調製され、上記の方法に従って、0.2M NaCl中のプロトタイプとプローブ分子として一連のデキストラン画分を充填したHR10/30カラム(GE Healthcare)を用いる(流量0.2ml/分)分子量110kDaのデキストランの逆ゲル濾過クロマトグラフィーのKd値0.62~0.82に相当する孔径をもつ、59~93マイクロメートル(体積加重、d50V)のメジアン径(Malvern Mastersizer2000レーザー回折装置で測定)の、一組の剛性架橋アガロースビーズ試料であった。1.0mlの排水した濾過ケーキ試料を105℃で一晩乾燥させ、秤量することによって求めたビーズ試料の乾燥重量は、53から86mg/mlに及んだ。
表6.ベースマトリックス試料
Figure 0007031934000009
カップリング
100mlのベースマトリックスをガラスフィルタ上で10ゲル体積の蒸留水で洗った。ゲルを秤量し(1g=1ml)、撹拌器を備えた250mlフラスコ中で30mlの蒸留水および8.08gのNaOH(0.202mol)と混合した。温度は水浴中27+/-2℃に調節した。16mlのエピクロロヒドリン(0.202mol)を、90+/-10分の間に激しい撹拌下で(約250rpm)添加した。反応をさらに80+/-10分間継続させ、その後、ゲルをガラスフィルタ上で10ゲル体積を上回る蒸留水で中性のpHに達するまで洗った。この活性化したゲルを下のようなカップリングに直接使用した。
50ml Falconチューブ中16.4mLのリガンド溶液(50mg/mL)に、139mgのNaHCO、17.4mgのNaCO、143.8mgのNaClおよび141mgのEDTAを添加した。Falconチューブをローラーテーブルの上に5~10分間載せた後、63mgのDTEを添加した。還元は45分超進行した。次に、Sephadex G-25を充填したPD10カラムでリガンド溶液を脱塩した。脱塩した溶液中のリガンド含有量を、276nmのUV吸収を測定することによって求めた。
活性化したゲルを3~5GV{0.1Mリン酸塩/1mM EDTA pH8.6}で洗い、次に、かなり高いリガンド量であるが、米国特許第6399750号明細書5.2.2に記載の方法に従ってリガンドを結合させた(下記参照)。この実験で使用した全ての緩衝液を、窒素ガスによって少なくとも5~10分間脱気した。ゲルのリガンド含有量は、ゲル1ml当たり5~20mgのリガンドを添加して、リガンド溶液の量および濃度を変化させることによって制御した。リガンドは、アルカリ安定化変異体の四量体(配列番号20)かまたは六量体(配列番号33)であった。
固定化の後、ゲルを3xGVの蒸留水で洗った。ゲル+1GV{0.1M リン酸塩/1mM EDTA/10%チオグリセロールpH8.6}を混合し、チューブを室温で一晩振動台に置いた。次に、ゲルを3xGV{0.1M TRIS/0.15M NaCl pH8.6}および0.5M HAcで、その後8~10xGVの蒸留水で交互に洗った。ゲル試料をアミノ酸分析のために外部の試験所に送り、リガンド含有量(mg/mlゲル)を全アミノ酸含有量から計算した。
評価
2.4分および6分の滞留時間でのポリクローナルヒトIgGに対するQb10%動的容量を、実施例4に概説されるように決定した。
表7.プロトタイプの結果
Figure 0007031934000010
Figure 0007031934000011
Figure 0007031934000012
配列番号21
上記の通り調製した、異なるリガンド含有量をもつ一連のプロトタイプ(四量体、配列番号20)を1M NaOH中22+/-2℃で4、8および31時間インキュベートし、インキュベーションの前後に動的IgG容量(Qb10%、滞留時間6分)を測定した。プロトタイプを表8に示し、結果を図5および6に示す。この厳しいアルカリ処理に対する安定性は、リガンド含有量の増加に伴って増加することが分かる。
表8 1M NaOHでのインキュベーションの試料
Figure 0007031934000013
マトリックスの圧力流量試験
300mlの沈降したマトリックスを、内径35mmおよびチューブ高さ330mmのFineLine(商標)35カラム(GE Healthcare Life Sciences、ウプサラ、スウェーデン)に詰めた。ゲルを蒸留水に懸濁して620mlのスラリー体積を生成した。充填床の高さは300+/-10mmであった。充填圧は0.10+/-0.02bar(10+/-2kPa)であった。
次に、上昇させたポンプ速度で蒸留水をカラムを通じて揚水し、流量(線形流速、cm/hとして表示)および背圧(MPa)を各々のポンプ設定の5分後に測定した。測定は、最大流量および最大圧力に達するまで、すなわち、上昇する背圧で流量が減少を始める時点の流量および背圧に達するまで継続した。
表9 マトリックスの圧力流量成績
Figure 0007031934000014
P10およびS9のマトリックスは、最大圧力で示されるようにより高い剛性を有し、したがってそれらの低い(59~64マイクロメートル)中位粒径にも関わらず比較的高い流速を支えることができる。
本明細書は、最良の様式を含む本発明を開示するために、さらに当業者が誰でも、任意のデバイスまたはシステムを作製および使用することならびに任意の組み込まれた方法を実行することを含む、本発明を実践することを可能にするために、実施例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と異ならない構造要素を有する場合、または、請求項の文言と実質的な差のない等価の構造要素を含む場合に、請求項の範囲内にあることが意図されている。本文に述べられた全ての特許および特許出願は、それらが個別に援用されたかのように、それらの全文が参照により本明細書に援用される。
実施形態の項目別リスト
i.配列番号53によって定義されるか、あるいはそれとの少なくとも90%または少なくとも95%または98%の同一性を有する配列を含むFc結合ポリペプチド。
Q XAFYEILXLP NLTEEQRXF IXLKDXPSX SX101112LAEAKX1314NX15AQ (配列番号53)
上式で、互いに個別に:
=AまたはQまたは欠失
=E、K、Y、T、F、L、W、I、M、V、A、HまたはR
=HまたはK
=AまたはN
=A、G、S、Y、Q、T、N、F、L、W、I、M、V、D、E、H、RまたはK
=QまたはE
=SまたはK
=EまたはD
=QまたはVまたは欠失
10=K、RまたはAまたは欠失
11=A、EまたはNまたは欠失
12=IまたはL
13=KまたはR
14=LまたはY
15=D、F、Y、W、KまたはR
である。
ii.X=Aまたは欠失、X=E、X=H、X=N、X=Q、X=S、X=D、X=Vまたは欠失、X10=Kまたは欠失、X11=Aまたは欠失、X12=I、X13=K、X14=Lである、実施形態iのポリペプチド。
iii.X=A、X=E、X=H、X=N、X=A、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=Dである、実施形態iまたはiiのポリペプチド。
iv.X=欠失、X=E、X=H、X=N、X=A、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=Dである、実施形態iまたはiiのポリペプチド。
v.X=A、X=E、X=H、X=N、X=S、Y、Q、T、N、F、L、W、I、M、V、D、E、H、RまたはK、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=Dである、実施形態iまたはiiのポリペプチド。
vi.X=A、X=E、X=H、X=N、X=A、X=Q、X=S、X=D、X=欠失、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=Dである、実施形態iまたはiiのポリペプチド。
vii.X=A、X=E、X=H、X=N、X=A、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=欠失、X11=A、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=Dである、実施形態iまたはiiのポリペプチド。
viii.X=A、X=E、X=H、X=N、X=A、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=欠失、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=Dである、実施形態iまたはiiのポリペプチド。
ix.X=A、X=E、X=H、X=N、X=A、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=F、Y、W、KまたはRである、実施形態iまたはiiのポリペプチド。
x.配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号22、配列番号51または配列番号52によって定義されるか、あるいはそれとの少なくとも90%、例えば少なくとも95%または98%などの同一性を有する、ブドウ球菌プロテインA(SpA)の親Fc結合ドメインの変異体を含むFc結合ポリペプチドであって、配列番号4~7の11位に対応する位置の少なくともアスパラギンまたはセリン残基が、グルタミン酸、リジン、チロシン、トレオニン、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、トリプトファン、メチオニン、バリン、アラニン、ヒスチジンおよびアルギニンからなる群から選択されるアミノ酸に変異している、Fc結合ポリペプチド。
xi.配列番号51または配列番号52によって定義されるか、あるいはそれとの少なくとも90%、例えば少なくとも95%または98%などの同一性を有する、ブドウ球菌プロテインA(SpA)の親Fc結合ドメインの変異体を含む、実施形態xのポリペプチド。
xii.配列番号4~7の11位に対応する位置のアミノ酸残基がグルタミン酸である、実施形態xまたはxiのポリペプチド。
xiii.配列番号4~7の11位に対応する位置のアミノ酸残基がリジンである、実施形態x~xiiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xiv.配列番号4~7の29位に対応する位置のアミノ酸残基が、グリシン、セリン、チロシン、グルタミン、トレオニン、アスパラギン、フェニルアラニン、ロイシン、トリプトファン、イソロイシン、メチオニン、バリン、アスパラギン酸、グルタミン酸、ヒスチジン、アルギニンまたはリジンである、実施形態x~xiiiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xv.配列番号4~7の9位に対応する位置のアミノ酸残基がアラニンである、実施形態x~xivのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xvi.配列番号4~7の9位に対応する位置のアミノ酸残基が欠失している、実施形態x~xvのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xvii.配列番号4~7の50位に対応する位置のアミノ酸残基が、アルギニンまたはグルタミン酸、例えばアルギニンなどである、実施形態x~xviのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xviii.配列番号4~7の43位に対応する位置のアミノ酸残基が欠失している、実施形態x~xviiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xix.配列番号4~7の28位に対応する位置のアミノ酸残基がアラニンまたはアスパラギンである、実施形態x~xviiiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xx.配列番号4~7の40位に対応する位置のアミノ酸残基がアスパラギン、アラニン、グルタミン酸およびバリンからなる群から選択される、実施形態x~xixのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxi.配列番号4~7の40位に対応する位置のアミノ酸残基が欠失している、実施形態x~xxのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxii.配列番号4~7の42位に対応する位置のアミノ酸残基が、アラニン、リジンまたはアルギニン、例えばアルギニンなどである、実施形態x~xxiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxiii.配列番号4~7の42位に対応する位置のアミノ酸残基が欠失している、実施形態x~xxiiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxiv.配列番号4~7の44位に対応する位置のアミノ酸残基がロイシンまたはイソロイシン、例えばイソロイシンなどである、実施形態x~xxiiiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxv.配列番号4~7の44位に対応する位置のアミノ酸残基が欠失している、実施形態x~xxivのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxvi.配列番号4~7の53位に対応する位置のアミノ酸残基が、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、アルギニンまたはリジンである、実施形態x~xxvのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxvii.配列番号4~7の18位に対応する位置のアミノ酸残基が、リジンまたはヒスチジン、例えばリジンなどである、実施形態x~xxviのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxviii.配列番号4~7の33位に対応する位置のアミノ酸残基が、リジンまたはセリン、例えばリジンなどである、実施形態x~xxviiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxix.配列番号4~7の37位に対応する位置のアミノ酸残基が、グルタミン酸またはアスパラギン酸、例えばグルタミン酸などである、実施形態x~xxviiiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxx.配列番号4~7の51位に対応する位置のアミノ酸残基が、チロシンまたはロイシン、例えばチロシンなどである、実施形態x~xxixのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxxi.配列番号4~7の1、2、3、4、5、6、7、8、56、57または58位に対応する位置のアミノ酸残基の1以上が欠失している、実施形態x~xxxのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxxii.変異が、
Q9A、N11E、A29G、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29S、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29Y、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29Q、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29T、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29N、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29F、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29L、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29W、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29I、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29M、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29V、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29D、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29E、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29H、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、A29R、Q40V、A42K、N43A、L44I;および
Q9A、N11E、A29K、Q40V、A42K、N43A、L44I
からなる群から選択される、実施形態x~xxxiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxxiii.変異が、
Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I、D53F;
Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I、D53Y;
Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I、D53W;
Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I、D53K;および
Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I、D53R
からなる群から選択される、実施形態x~xxxiiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxxiv.変異が、
Q9del、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、Q40del、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、Q40V、A42del、N43A、L44I;および
Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43del、L44I
からなる群から選択される、実施形態x~xxxiiiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxxv.変異が、
D2del、A3del、K4del、Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I;
V1del、D2del、Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I、K58del;
V1del、D2del、A3del、Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I、P57del、K58del;
K4del、F5del、D6del、K7del、E8del、Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I;
Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I、A56del、P57del、K58del;
V1del、D2del、A3del、Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I;
V1del、D2del、A3del、K4del、F5del、D6del、K7del、E8del、Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I;および
Q9A、N11E、Q40V、A42K、N43A、L44I、K58_insYEDG
からなる群から選択される、実施形態x~xxxivのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxxvi.配列番号54、配列番号55、配列番号56、配列番号57、配列番号58、配列番号59、配列番号60、配列番号61、配列番号62、配列番号63、配列番号64、配列番号65、配列番号66、配列番号67、配列番号68、配列番号69および配列番号70からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%の同一性を有する配列を含むかまたはそれから本質的になる、実施形態i~xxxiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxxvii.配列番号71、配列番号72、配列番号73、配列番号74および配列番号75からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%の同一性を有する配列を含むかまたはそれから本質的になる、実施形態i~xxxiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxxviii.配列番号76、配列番号77、配列番号78および配列番号79からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%の同一性を有する配列を含むかまたはそれから本質的になる、実施形態i~xxxiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xxxix.配列番号89、配列番号90、配列番号91、配列番号92、配列番号93、配列番号94および配列番号95からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%の同一性を有する配列を含むかまたはそれから本質的になる、実施形態i~xxxiのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xl.ポリペプチドが、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6または配列番号7、例えば配列番号7などによって定義されるポリペプチドと比較して改善されたアルカリ安定性を有する、実施形態i~xxxixのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xli.ポリペプチドが、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6または配列番号7、例えば配列番号7などによって定義される親ポリペプチドと比較して改善されたアルカリ安定性を有する、実施形態i~xlのいずれか1項に記載のポリペプチド。
xlii.アルカリ安定性が、22+/-2℃の0.5Mまたは1.0M NaOH水溶液中、24、25時間のインキュベーションの後に残存IgG結合容量によって測定して改善されている、実施形態xlまたはxliの記載のポリペプチド。
xliii.実施形態i~xliiのいずれか1項に記載の複数のポリペプチドを含むかまたはそれから本質的になる多量体。
xliv.ポリペプチドが、25までのアミノ酸、例えば3~25または3~20アミノ酸などを含むリンカーによって連結されている、xliiiに記載の多量体。
xlv.少なくとも2つのポリペプチドが、APKVDAKFDKE、APKVDNKFNKE、APKADNKFNKE、APKVFDKE、APAKFDKE、AKFDKE、APKVDA、VDAKFDKE、APKKFDKE、APK、APKYEDGVDAKFDKEおよびYEDGからなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%の同一性を有する配列を含むかまたはそれから本質的になるリンカーによって連結されている、実施形態xliiiまたはxlivに記載の多量体。
xlvi.二量体、三量体、四量体、五量体、六量体、七量体、八量体または九量体である、実施形態xlivまたはxlvに記載の多量体。
xlvii.配列番号80、配列番号81、配列番号82、配列番号83、配列番号84、配列番号85、配列番号86および配列番号87によって定義される配列の群から選択される配列を含むかまたはそれから本質的になる、実施形態xliv~xlviのいずれか1項に記載の多量体。
xlviii.C末端またはN末端に、または、C末端またはN末端から1~5個のアミノ酸残基の範囲内に、1または複数のシステイン残基、複数のリジン残基および複数のヒスチジン残基からなる群から選択される1または複数のカップリングエレメントをさらに含む、実施形態i~xlviiのいずれか1項に記載のポリペプチドまたは多量体。
xlix.実施形態i~xlviiiのいずれか1項に記載のポリペプチドまたは多量体をコードする核酸またはベクター。
l.実施形態xlixに記載の核酸またはベクターを含む発現系。
li.実施形態i~xlviiiのいずれか1項に記載の複数のポリペプチドまたは多量体が固相支持体に結合されている分離マトリックス。
lii.多孔質支持体に共有結合された少なくとも11mg/mlのFc結合リガンドを含む分離マトリックスであって:
a)前記リガンドが、アルカリ安定化プロテインAドメインの多量体を含み、
b)前記多孔質支持体が、55~70マイクロメートルの体積加重メジアン径(d50、v)および55~80mg/mlの乾燥固体重量を有する架橋ポリマー粒子を含む、分離マトリックス。
liii.多孔質支持体に共有結合された、少なくとも15、例えば15~21または15~18mg/mlなどのFc結合リガンドを含む分離マトリックスであって、前記リガンドがアルカリ安定化プロテインAドメインの多量体を含む、分離マトリックス。
liv.前記架橋ポリマー粒子が架橋多糖類粒子を含む、実施形態liまたはliiiの分離マトリックス。
lv.前記架橋ポリマー粒子が架橋アガロース粒子を含む、実施形態li~livのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lvi.前記架橋ポリマー粒子が、分子量110kDaのデキストランの逆ゲル濾過クロマトグラフィーのKd値0.70~0.85に相当する孔径を有する、実施形態li~lvのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lvii.FineLine(商標)35カラムに300+/-10mmのベッド高で充填した場合の最大圧力が少なくとも0.58MPa、例えば少なくとも0.60MPaなどである、実施形態li~lviのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lviii.前記多量体がアルカリ安定化プロテインAドメインの四量体、五量体、六量体または七量体を含む、実施形態li~lviiのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lix.前記多量体がアルカリ安定化プロテインAドメインの六量体を含む、実施形態li~lviiiのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lx.ポリペプチドが、25までのアミノ酸、例えば3~25または3~20アミノ酸などを含むリンカーによって連結されている、実施形態li~lixのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lxi.少なくとも2つのポリペプチドが、APKVDAKFDKE、APKVDNKFNKE、APKADNKFNKE、APKVFDKE、APAKFDKE、AKFDKE、APKVDA、VDAKFDKE、APKKFDKE、APK、APKYEDGVDAKFDKEおよびYEDGからなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%の同一性を有する配列を含むかまたはそれから本質的になるリンカーによって連結されている、実施形態li~lxのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lxii.IgGに対する10%貫流の動的結合容量が2.4分の滞留時間で少なくとも45mg/ml、例えば少なくとも50または少なくとも55mg/mlである、実施形態li~lxiのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lxiii.IgGに対する10%貫流の動的結合容量が6分の滞留時間で少なくとも60mg/ml、例えば少なくとも65、少なくとも70または少なくとも75mg/mlである、実施形態li~lxiiのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lxiv.2.4分または6分の滞留時間のIgGに対する10%貫流の動的結合容量が、22+/-2℃の1.0M NaOH水溶液中、31時間のインキュベーションの後に20%未満低下している、実施形態li~lxiiiのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lxv.20mMリン酸緩衝液、180mM NaCl、pH7.5中でのIgG2に対する解離定数が0.2mg/mlよりも低い、例えば0.1mg/mlよりも低い、実施形態li~lxivのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lxvi.ポリペプチドまたは多量体が、チオエーテル結合によって固相支持体または多孔質支持体に結合されている、実施形態li~lxvのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lxvii.固相支持体または多孔質支持体が多糖類である、実施形態li~lxviのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lxviii.22+/-2℃の0.5M NaOH中での24時間のインキュベーションの後のマトリックスのIgG容量が、インキュベーションの前のIgG容量の少なくとも80、例えば少なくとも85、少なくとも90または少なくとも95%である、実施形態li~lxviiのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lxix.22+/-2℃の1.0M NaOH中での24時間のインキュベーションの後のマトリックスのIgG容量が、インキュベーションの前のIgG容量の少なくとも70、例えば少なくとも80または少なくとも90%である、実施形態li~lxviiiのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lxx.前記アルカリ安定化プロテインAドメインまたは複数のポリペプチド/多量体が、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号22、配列番号51または配列番号52によって定義されるか、あるいはそれとの少なくとも80%、例えば少なくとも90%、95%または98%の同一性を有する、ブドウ球菌プロテインA(SpA)の親Fc結合ドメインの変異体を含み、配列番号4~7の11位に対応する位置の少なくともアスパラギンまたはセリン残基が、グルタミン酸、リジン、チロシン、トレオニン、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、トリプトファン、メチオニン、バリン、アラニン、ヒスチジンおよびアルギニンからなる群から選択されるアミノ酸に変異している、実施形態li~lxixのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lxxi.配列番号4~7の11位に対応する位置のアミノ酸残基が、グルタミン酸またはリジンであるか、あるいはグルタミン酸またはリジンに変異している、実施形態lxxの分離マトリックス。
lxxii.配列番号4~7の40位に対応する位置のアミノ酸残基が、バリンであるか、あるいはバリンに変異している、実施形態lxxまたはlxxiの分離マトリックス。
lxxiii.前記アルカリ安定化プロテインAドメインまたは複数のポリペプチド/多量体が、配列番号53によって定義されるか、あるいはそれとの少なくとも80%または少なくとも90、95%または98%の同一性を有するアミノ酸配列を有するFc結合ポリペプチドを含む、実施形態li~lxixのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
Q XAFYEILXLP NLTEEQRXF IXLKDXPSX SX101112LAEAKX1314NX15AQ (配列番号53)
上式で、互いに個別に:
=AまたはQまたは欠失
=E、K、Y、T、F、L、W、I、M、V、A、HまたはR
=HまたはK
=AまたはN
=A、G、S、Y、Q、T、N、F、L、W、I、M、V、D、E、H、RまたはK
=QまたはE
=SまたはK
=EまたはD
=QまたはVまたは欠失
10=K、RまたはAまたは欠失
11=A、EまたはNまたは欠失
12=IまたはL
13=KまたはR
14=LまたはY
15=D、F、Y、W、KまたはR
である。
lxxiv.互いに個別に:
=Aまたは欠失、X=E、X=H、X=N、X=Q、X=S、X=D、X=Vまたは欠失、X10=Kまたは欠失、X11=Aまたは欠失、X12=I、X13=K、X14=Lである、実施形態lxxiiiiの分離マトリックス。
lxxv.互いに個別に:
=A、X=E、X=H、X=N、X=A、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=Dである、実施形態lxxiiiの分離マトリックス。
lxxvi.互いに個別に:
=A、X=E、X=H、X=N、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=Dである、実施形態lxxiiiの分離マトリックス。
lxxvii.互いに個別に:
=A、X=H、X=N、X=A、X=Q、X=S、X=D、X=V、X10=K、X11=A、X12=I、X13=K、X14=LおよびX15=Dである、実施形態lxxiiiの分離マトリックス。
lxxviii.C末端またはN末端に、または、C末端またはN末端から1~5個のアミノ酸残基の範囲内に、1または複数のシステイン残基、複数のリジン残基および複数のヒスチジン残基からなる群から選択される1または複数のカップリングエレメントをさらに含む、実施形態li~lxxviiのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lxxix.前記多量体またはポリペプチドが、1~20アミノ酸残基を含むN末端のリーダー配列をさらに含む、実施形態li~lxxviiiのいずれか1項に記載の分離マトリックス。
lxxx.実施形態li~lxxixのいずれか1項に記載の分離マトリックスが使用される、免疫グロブリンを単離する方法。
lxxxi.a)免疫グロブリンを含む液体試料と、実施形態li~lxxixのいずれか1項に記載の分離マトリックスとを接触させる工程、
b)前記分離マトリックスを洗液で洗う工程、
c)溶出液を用いて分離マトリックスから前記免疫グロブリンを溶出する工程、および
d)分離マトリックスを洗浄液で洗浄する工程
を含む、実施形態lxxxの方法。
lxxxii.洗浄液が、アルカリ性、例えばpHが13~14である、実施形態lxxxiの方法。
lxxxiii.洗浄液が、0.1~1.0MのNaOHまたはKOH、例えば0.5~1.0Mまたは0.4~1.0MのNaOHまたはKOHを含む、実施形態lxxxiまたはlxxxiiの方法。
lxxxiv.工程a)~d)が少なくとも10回、例えば少なくとも50回または50~200回繰り返される、実施形態lxxxi~lxxxiiiのいずれか1項に記載の方法。
lxxxv.工程a)~c)が少なくとも10回、例えば少なくとも50回または50~200回繰り返され、工程d)が、複数回の工程c)の後に、例えば少なくとも10回または少なくとも50回実施される、実施形態lxxxi~lxxxivのいずれか1項に記載の方法。
[実施態様1]
多孔質支持体に共有結合された少なくとも11、例えば15、15~21、17~21または18~20mg/mlなどのFc結合リガンドを含む分離マトリックスであって、
a)前記リガンドが、アルカリ安定化プロテインAドメインの多量体を含み、
b)前記多孔質支持体が、56~70マイクロメートルの体積加重メジアン径(d50、v)および55~80mg/mlの乾燥固体重量を有する架橋ポリマー粒子を含む、分離マトリックス。
[実施態様2]
前記架橋ポリマー粒子が、架橋多糖類粒子を含む、実施態様1に記載の分離マトリックス。
[実施態様3]
前記架橋ポリマー粒子が、架橋アガロース粒子を含む、実施態様1または2に記載の分離マトリックス。
[実施態様4]
前記架橋ポリマー粒子が、分子量110kDaのデキストランの逆ゲル濾過クロマトグラフィーのKd値0.69~0.85に相当する孔径を有する、実施態様1乃至3のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様5]
前記多量体が、アルカリ安定化プロテインAドメインの四量体、五量体、六量体または七量体を含む、実施態様1乃至4のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様6]
前記多量体が、アルカリ安定化プロテインAドメインの六量体を含む、実施態様1乃至5のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様7]
IgGに対する10%貫流の動的結合容量が2.4分の滞留時間で少なくとも45mg/ml、例えば少なくとも50または少なくとも55mg/mlである、実施態様1乃至6のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様8]
IgGに対する10%貫流の動的結合容量が6分の滞留時間で少なくとも60mg/ml、例えば少なくとも65、少なくとも70または少なくとも75mg/mlである、実施態様1乃至7のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様9]
2.4分または6分の滞留時間の前記IgGに対する10%貫流の動的結合容量が、22+/-2℃の1.0M NaOH水溶液中、31時間のインキュベーションの後に20%未満低下している、実施態様1乃至8のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様10]
20mMリン酸緩衝液、180mM NaCl、pH7.5中でのIgG2に対する解離定数が0.2mg/mlよりも低い、例えば0.1mg/mlよりも低い、実施態様1乃至9のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様11]
FineLine(商標)35カラムに300+/-10mmのベッド高で充填した場合の最大圧力が少なくとも0.58MPa、例えば少なくとも0.60MPaなどである、実施態様1乃至10のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様12]
前記アルカリ安定化プロテインAドメインが、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号22、配列番号51または配列番号52によって定義されるブドウ球菌プロテインA(SpA)の親Fc結合ドメインの変異体を含み、配列番号4~7の11位に対応する前記位置の少なくとも前記アスパラギンまたはセリン残基が、グルタミン酸、リジン、チロシン、トレオニン、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、トリプトファン、メチオニン、バリン、アラニン、ヒスチジンおよびアルギニンからなる群から選択されるアミノ酸に変異している、実施態様1乃至11のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様13]
配列番号4~7の11位に対応する前記位置の前記アミノ酸残基が、グルタミン酸またはリジンであるか、あるいはグルタミン酸またはリジンに変異している、実施態様12に記載の分離マトリックス。
[実施態様14]
配列番号4~7の9位に対応する前記位置の前記アミノ酸残基がアラニンである、実施態様12または13に記載の分離マトリックス。
[実施態様15]
配列番号4~7の9位に対応する前記位置の前記アミノ酸残基が欠失している、実施態様12または13に記載の分離マトリックス。
[実施態様16]
配列番号4~7の40位に対応する前記位置の前記アミノ酸残基が、バリンであるか、またはバリンに変異している、実施態様12乃至15のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様17]
配列番号4~7の1、2、3、4、5、6、7、8、56、57または58位に対応する前記位置の前記アミノ酸残基の1以上が欠失している、実施態様12乃至16のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様18]
前記アルカリ安定化プロテインAドメインが、配列番号53によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも80%または少なくとも90、95%または98%の同一性を有するアミノ酸配列を有するFc結合ポリペプチドを含む、実施態様1乃至11のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
Q XAFYEILXLP NLTEEQRXF IXLKDXPSX SX101112LAEAKX1314NX15AQ (配列番号53)
上式で、互いに個別に:
=AまたはQまたは欠失
=E、K、Y、T、F、L、W、I、M、V、A、HまたはR
=HまたはK
=AまたはN
=A、G、S、Y、Q、T、N、F、L、W、I、M、V、D、E、H、RまたはK
=QまたはE
=SまたはK
=EまたはD
=QまたはVまたは欠失
10=K、RまたはAまたは欠失
11=A、EまたはNまたは欠失
12=IまたはL
13=KまたはR
14=LまたはY
15=D、F、Y、W、KまたはR
である。
[実施態様19]
実施態様18に記載の分離マトリックスであって、互いに個別に:
=Aまたは欠失、X=E、X=H、X=N、X=Q、X=S、X=D、X=Vまたは欠失、X10=Kまたは欠失、X11=Aまたは欠失、X12=I、X13=K、X14=Lである、分離マトリックス。
[実施態様20]
前記多量体が、アルカリ安定化プロテインAドメインの四量体、五量体、六量体または七量体を含む、実施態様1乃至19のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様21]
前記多量体が、アルカリ安定化プロテインAドメインの六量体を含む、実施態様1乃至20のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様22]
前記ポリペプチドが、25までのアミノ酸、例えば3~25または3~20アミノ酸などを含むリンカーによって連結されている、実施態様1乃至21のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様23]
少なくとも2つのポリペプチドが、APKVDAKFDKE、APKVDNKFNKE、APKADNKFNKE、APKVFDKE、APAKFDKE、AKFDKE、APKVDA、VDAKFDKE、APKKFDKE、APK、APKYEDGVDAKFDKEおよびYEDGからなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%の同一性を有する配列を含むかまたはそれから本質的になるリンカーによって連結されている、実施態様1乃至22のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
[実施態様24]
免疫グロブリンを単離する方法であって、
a)免疫グロブリンを含む液体試料と、実施態様1乃至23のいずれか1項に記載の分離マトリックスとを接触させる工程と、
b)前記分離マトリックスを洗液で洗う工程と、
c)溶出液を用いて前記分離マトリックスから前記免疫グロブリンを溶出する工程と、
d)前記分離マトリックスを洗浄液で洗浄する工程と
を含む、方法。
[実施態様25]
前記清浄液が0.1~1.0M NaOHまたはKOH、例えば0.4~1.0M NaOHまたはKOHを含む、実施態様24に記載の方法。
[実施態様26]
工程a)~d)が少なくとも10回、例えば少なくとも50回または50~200回繰り返される、実施態様24または25に記載の方法。
[実施態様27]
多孔質支持体に共有結合された、少なくとも15、例えば15~21または15~18mg/mlなどのFc結合リガンドを含む分離マトリックスであって、前記リガンドがアルカリ安定化プロテインAドメインの多量体を含む、分離マトリックス。
[実施態様28]
前記アルカリ安定化プロテインAドメインが、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号22、配列番号51または配列番号52によって定義されるか、あるいはそれとの少なくとも80%、例えば少なくとも90%、95%または98%などの同一性を有する、ブドウ球菌プロテインA(SpA)の親Fc結合ドメインの変異体を含み、配列番号4~7の11位に対応する位置の少なくとも前記アスパラギンまたはセリン残基が、グルタミン酸、リジン、チロシン、トレオニン、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、トリプトファン、メチオニン、バリン、アラニン、ヒスチジンおよびアルギニンからなる群から選択されるアミノ酸に変異している、実施態様27に記載の分離マトリックス。
[実施態様29]
前記アルカリ安定化プロテインAドメインが、配列番号53によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも80%または少なくとも90、95%または98%の同一性を有するアミノ酸配列を有するFc結合ポリペプチドを含む、実施態様27に記載の分離マトリックス。
Q XAFYEILXLP NLTEEQRXF IXLKDXPSX SX101112LAEAKX1314NX15AQ (配列番号53)
上式で、互いに個別に:
=AまたはQまたは欠失
=E、K、Y、T、F、L、W、I、M、V、A、HまたはR
=HまたはK
=AまたはN
=A、G、S、Y、Q、T、N、F、L、W、I、M、V、D、E、H、RまたはK
=QまたはE
=SまたはK
=EまたはD
=QまたはVまたは欠失
10=K、RまたはAまたは欠失
11=A、EまたはNまたは欠失
12=IまたはL
13=KまたはR
14=LまたはY
15=D、F、Y、W、KまたはR
である。

Claims (14)

  1. 多孔質支持体に共有結合された11~20mg/mのFc結合リガンドを含む分離マトリックスであって、
    a)前記リガンドが、アルカリ安定化プロテインAドメインの多量体を含み、
    b)前記多孔質支持体が、56~70マイクロメートルの体積加重メジアン径(d50、v)55~80mg/mlの乾燥固体重量、及び分子量110kDaのデキストランの逆ゲル濾過クロマトグラフィーのKd値0.69~0.85に相当する孔径を有する架橋ポリマー粒子を含む、分離マトリックス。
  2. 前記架橋ポリマー粒子が、架橋多糖類粒子を含む、請求項1に記載の分離マトリックス。
  3. 前記多量体が、アルカリ安定化プロテインAドメインの四量体、五量体、六量体または七量体を含む、請求項1又は2に記載の分離マトリックス。
  4. IgGに対する10%貫流の動的結合容量が2.4分の滞留時間で少なくとも45mg/mlであり、および/またはIgGに対する10%貫流の動的結合容量が6分の滞留時間で少なくとも60mg/mlである、請求項1乃至のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
  5. 2.4分または6分の滞留時間の前記IgGに対する10%貫流の動的結合容量が、22+/-2℃の1.0M NaOH水溶液中、31時間のインキュベーションの後に20%未満低下している、請求項1乃至のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
  6. FineLine(商標)35カラムに300+/-10mmのベッド高で充填した場合の最大圧力が少なくとも0.58MPaである、請求項1乃至のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
  7. 前記アルカリ安定化プロテインAドメインが、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号22、配列番号51または配列番号52によって定義されるブドウ球菌プロテインA(SpA)の親Fc結合ドメインの変異体を含み、配列番号4~7の11位に対応する前記位置の少なくとも前記アスパラギンまたはセリン残基が、グルタミン酸、リジン、チロシン、トレオニン、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、トリプトファン、メチオニン、バリン、アラニン、ヒスチジンおよびアルギニンからなる群から選択されるアミノ酸に変異している、請求項1乃至のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
  8. i)配列番号4~7の11位に対応する前記位置の前記アミノ酸残基が、グルタミン酸またはリジンであるか、あるいはグルタミン酸またはリジンに変異しており、
    ii)配列番号4~7の9位に対応する前記位置の前記アミノ酸残基がアラニンであり、
    iii)配列番号4~7の9位に対応する前記位置の前記アミノ酸残基が欠失しており、
    iv)配列番号4~7の40位に対応する前記位置の前記アミノ酸残基が、バリンであるか、またはバリンに変異しており、あるいは
    v)配列番号4~7の1、2、3、4、5、6、7、8、56、57または58位に対応する前記位置の前記アミノ酸残基の1以上が欠失している、
    請求項に記載の分離マトリックス。
  9. 前記アルカリ安定化プロテインAドメインが、配列番号53によって定義されるかあるいはそれとの少なくとも80%または少なくとも90、95%または98%の同一性を有するアミノ酸配列を有するFc結合ポリペプチドを含む、請求項1乃至のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
    Q XAFYEILXLP NLTEEQRXF IXLKDXPSX SX101112LAEAKX1314NX15AQ (配列番号53)
    上式で、互いに個別に:
    =AまたはQまたは欠失
    =E、K、Y、T、F、L、W、I、M、V、A、HまたはR
    =HまたはK
    =AまたはN
    =A、G、S、Y、Q、T、N、F、L、W、I、M、V、D、E、H、RまたはK
    =QまたはE
    =SまたはK
    =EまたはD
    =QまたはVまたは欠失
    10=K、RまたはAまたは欠失
    11=A、EまたはNまたは欠失
    12=IまたはL
    13=KまたはR
    14=LまたはY
    15=D、F、Y、W、KまたはR
    である。
  10. 請求項に記載の分離マトリックスであって、互いに個別に:
    =Aまたは欠失、X=E、X=H、X=N、X=Q、X=S、X=D、X=Vまたは欠失、X10=Kまたは欠失、X11=Aまたは欠失、X12=I、X13=K、X14=Lである、分離マトリックス。
  11. 前記ポリペプチドが、25までのアミノ酸を含むリンカーによって連結されている、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の分離マトリックス。
  12. 前記リンカーが、APKVDAKFDKE、APKVDNKFNKE、APKADNKFNKE、APKVFDKE、APAKFDKE、AKFDKE、APKVDA、VDAKFDKE、APKKFDKE、APK、APKYEDGVDAKFDKEおよびYEDGからなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%の同一性を有する配列を含むかまたはそれから本質的になる、請求項11に記載の分離マトリックス。
  13. 免疫グロブリンを単離する方法であって、
    a)免疫グロブリンを含む液体試料と、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の分離マトリックスとを接触させる工程と、
    b)前記分離マトリックスを洗液で洗う工程と、
    c)溶出液を用いて前記分離マトリックスから前記免疫グロブリンを溶出する工程と、
    d)前記分離マトリックスを洗浄液で洗浄する工程と
    を含む、方法。
  14. 前記清浄液が0.1~1.0M NaOHまたはKOHを含む、かつ/あるいは工程a)~d)が少なくとも10回繰り返される、請求項13に記載の方法。
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