JPH01102096A - モチリン様活性を有するポリペプチド、その発現用微生物及び該ポリペプチドの製法 - Google Patents

モチリン様活性を有するポリペプチド、その発現用微生物及び該ポリペプチドの製法

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JPH01102096A
JPH01102096A JP62258353A JP25835387A JPH01102096A JP H01102096 A JPH01102096 A JP H01102096A JP 62258353 A JP62258353 A JP 62258353A JP 25835387 A JP25835387 A JP 25835387A JP H01102096 A JPH01102096 A JP H01102096A
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motilin
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Kiichi Sawai
喜一 澤井
Kenichi Tanaka
健一 田中
Haruo Takahashi
治雄 高橋
Katsuya Fujimura
克也 藤村
Takahiko Mitani
隆彦 三谷
Masatsune Kurono
昌庸 黒野
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Sanwa Kagaku Kenkyusho Co Ltd
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Sanwa Kagaku Kenkyusho Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はモチリン様活性を有するポリペプチド、その発
現用微生物及び該ポリペプチドの製法に係る。
本発明によるポリペプチドは画一運動の亢進作用を有し
、従って医薬、殊に術後等における腸管麻痺等の治療薬
として用いることができる。
(従来の技術) モチリンはブラウン等によりブタの上部小腸粘膜から初
めて単離され、構造決定がなされた物質であってペプチ
ドホルモンの一種である[ r Gastroente
rology」第62巻第4010−4040頁(19
72年)及びr Can、 J、 Biochem、 
J第52巻第7−1O頁(1974年)]。
これらの文獣に記載のブタモチリンは何れも抽出により
得られたものであり、22個のアミノ酸からなっており
、分子量は約2700である。ブタモチリンの生理作用
としては消化管運動亢進作用及び消化管平滑筋収縮作用
が良く知られている。
消化管運動亢進作用としては例えば胃排出時間を短縮す
る作用が報告され[r Gastroenterolo
gy」第80巻第456−460頁(1981年)、消
化管平滑筋収縮作用としては神経経路に依存せずにウサ
ギやヒトの胃前庭部及び十二指腸に対して強い収縮作用
を有していることが知られている。従ってモチリンは、
胃腸運動亢進により術後等の胃腸障害(麻痺)における
治療や、或はこれを利用した胃腸障害の診断に有用であ
ると考えられてきた。
尚、モチリンにおける 13位のメチオニンをロイシン
又はノルロイシンに変換した構造に相当するように化学
合成されたポリペプチドはモチリンと同様な生理活性を
有していることが報告されてい! [rScand、 
J、 Gastroenterology」第11巻第
119−203頁(1976年)l。
一方、ヒトのモチリンについては、その構造が従来明ら
かになさ・れていなかったが、本発明者等によってその
eDNAクローンが単離されると共にそのアミノ酸配列
はブタ由来のものと同一であることが解明された(特願
昭62−109757)。
(発明が解決しようとする問題点) 慣用技術によるモチリンはブタ由来のものであり、抽出
によって得られており、従って大量生産が極めて困難で
ある点に問題があった。又、化学合成法を用いても、ア
ミノ酸数が22のポリペプチドであるために、大量に且
つ安価に得ることは困難であった。即ち、モチリンは胃
腸障害治療薬としての有用性が期待されるにも拘らず、
その生産がネックとなって臨床治療に応用されるに至っ
ていなかったのである。
それ故に、本発明の基本的課題は、所謂バイオテクノロ
ジーを応用してモチリン様活性を有するポリペプチドを
廉価に且つ大量に生産する工業的製法を確立することに
ある。
(問題点を解決するための手段及び作用)本発明によれ
ば、上記の基本的課題は、式%式% (式中x1はMet以外のアミノ酸を意味する) にて示されるアミノ酸配列に相当する一本Q DNA及
びその相補−重鎖DNAとを合成し、これらの画−重鎖
DNAを用いて二本g DNAとなし、このDNAの末
端にそれぞれ特定の制限酵素認識部位を付加し、一方、
他の蛋白質遺伝情報が組込まれた発現ベクターを上記両
特定制限酵素と同種の制限酵素により切断し、その断点
に上記の制限酵素認識部位付き合成りNAを付加してベ
クターを再構築し、この再構築ベクターを微生物細胞に
取込ませて形質転換させ、この形質転換微生物を培養し
て増殖させることにより上記の式にて示されるアミノ酸
配列を有するポリペプチドを融合蛋白の一部として産生
させ、次いで微生物菌体を破壊した後にブロムシアンに
て処理することにより上記の融合蛋白を切断して上記の
ポリペプチドを分離させ、その後にHPLCにより分画
処理して上記のポリペプチドを単離させることを特徴と
する、モチリン様活性を有するポリペプチドの製法によ
り解決される。
本発明方法において、合成りNAの13位のアミノ酸が
メチオニン以外のアミノ酸になされるのは、この部位が
メチオニンであると、後の工程、即ち産生された融合蛋
白をブロムシアンにより処理する場合に、このメチオニ
ンの部位で切断が生じて所望のポリペプチドを得ること
ができなくなるからである。又、二本鎖合成りNAの末
端に付加される制限酵素認識部位は例えば制限酵素5p
hl及びHindlIIを認識する部位であるのが好ま
しい0発現ベクターとして、他の蛋白質遺伝情報が組込
まれたベクターが用いられるのは、例えば大腸菌プラス
ミドをベクターとし、このベクターを上記の制限酵素5
phI及び旧ndIIIにより切断し、その断点に上記
の制限酵素認識部位付き合成りNAを付加してベクター
を再構築し、他の蛋白質遺伝情報が組込まれていない再
構築ベクターを宿主としての微生物sinに取込ませて
形質転換させると、当該形質転換宿主細胞は所望のポリ
ペプチドを一旦産生ずるが、このポリペプチドは微生物
tsm内で分解されてしまうために、実際上、これを取
出し得なくなるからである。ここにおいて「他の蛋白質
遺伝情報」とは宿主細胞内において不溶性蛋白質を産生
させる遺伝情報である0本発明方法の実施において、宿
主細胞として大腸菌を用いる場合には、発現ベクターと
しては、例えば市販のベクターpKK223−3 (フ
ァルマシア社製)にセンチニクバエレクチンの−cDN
Aクローン(特開昭62−111999公報)と大腸菌
の0■pAのシグナルペプチドの遺伝子を組込んだプラ
スミドpKKLE10であることができる。
尚、発現用ベクターであるこのプラスミドpKKLE1
0は上記の制限酵素5phI及びHindIIIにより
切断され、その断点に既述の制限酵素認識部位付き合成
りNAを付加することにより再構築されるが、上記の両
制限酵素は、上記の制限酵素認識部位付き合成りNAを
センチニクバエレクチンcDNAの下流に結合させる点
で有利なために採択されたものである。何故ならば、上
記の制限酵素認識部位付き合成りNAがセンチニクバエ
レクチンcDNAの上流や中間部に配置されるならば、
ブロムシアンによる融合蛋白の切断時に、所望のポリペ
プチド部分のみを分離することができなくなるからであ
る。
一方、モチリン様活性を有する本発明によるポリペプチ
ドは、式 %式% (式中XはMet及びLeu以外のアミノ酸を意味する
) にて示されるアミノ酸配列を有していることを特徴とし
ている。ここにおいて、Xの定義においてメチオニンが
外された理由は、既述の通り、本発明方法ではXがメチ
オニンを意味するポリペプチドを製造し得ないからであ
り、又Xの定義がxlの定義と異なりロイシンを含まな
い理由は、「従来の技術」の項で紹介した通り、Xがロ
イシンに相当するポリペプチドは化学合成的にではある
が既に公知となっているからである。
尚、°本発明方法により得られるポリペプチドは程度の
差を有するが、すべてモチリン様の生理活性を有してい
る。但し、Xlがグリシンやプロリンを意味するポリペ
プチドはこれらの立体構造からも判断されるように活性
が低い。
(実施例等) 次に、製造例及び薬理効果試験例に関連して本発明を更
に詳細に説明する。
11涯 (&)モチリン様活性ポリペプチドをコードしているD
NAの合成 ヒトモチリンは本発明者等により、以下のアミノ酸配列
を有していることが明らかにされている(特願昭62−
109757)。
Pbe−Va l−Pro−11e−Phe−Thr−
Tyr−Gly−Glu−Leu−Gln−Arg−M
e t−Gln−Glu−Lys−Glu−Arg−A
sn−Lys−Gly−Gln 一方、「従来の技術」の項で紹介した通り、モチリンに
おける13位のアミノ酸であるメチオニンをロイシン又
はノルロイシンに変換した物質に相当する化学合成ポリ
ペプチドがモチリンと同様の活性を有している旨の報告
が既になされている事実を考慮に入4れ、又本発明者等
が立体構造的観点から解析した結果を踏まえて、本発明
者等はモチリンの13位におけるメチオニンは当該物質
の薬理活性に及ぼす影響が少ないものと想定し、モチリ
ンの13位におけるアミノ酸であるメチオニンをロイシ
ン又はバリンに変換したアミノ酸配列に相当する塩基配
列を有し且つN末端側にはメチオニンに相当する塩基配
列を有するDNA及びその相補DNAを、DNA合成装
置(ファルマシア社製の「シーンアセンブラ−」)を用
いて合成し且つこれらのDNAから二本鎖ON^を形成
させた。尚、5″、3′末端側にはそれぞれ制限酵素5
phI及びHindlIIの認識部位を付加しな。
これらDNAの塩基配列は下記の通りである。
(1) 13位をロイシンとしたDNA :CCATG
TTCGTCCCCATCTTCACCTATGGCG
AACTC−GTACGGTACAAGCAGGGGT
AGAAGTGGATACCGCTTGAG−CAGA
GGCTGCAGGAAAAGGAACGGAATAA
AGGGCAATG^−GTCTCCGACGTCCT
TTTCCTTGCCTTATTTCCCGTTACT
−A TTCGA (2) 13位をバリンとしたDNA :CCATGT
TCGTCCCCATCTTCACCTATGGCGA
ACTC−GTACGGTACAAGCAGGGGTA
GAAGTGGATACCGCTTGAG−CAGAG
GGTACAGGAAAAGGAACGGAATAAA
GGGCAATGA−GTCTCCCATGTCCTT
TTCCTTGCCTTAT↑丁CCCGTTACT−
A TTCGA (b)合成りNA (ポリペプチド)を組込んだベクタ
ー(プラスミド)の構築 本項については、第1図を参照しつつ説明する。
先ず、大腸菌での発現ベクターである市販のプラスミド
(pKK223−3、ファルマシア社製)にセンチニク
バエレクチンのDNAクローン(特開昭62−1119
99公報)と大腸菌の0+sp^のシグナルペプチド遺
伝子を組込んだプラスミド(ベクター) (pKKLE
lO)を予め構築しておく、この遺伝子組換えベクター
に制限酵素旧ndlll及び5phlを作用させて切断
した断点に、上記のa)項に示した合成りNA (第1
図の上段には塩基配列がアミノ酸配列と共に示されてい
る)をDNAリガーゼにより結合させてベクターを再構
築することにより、それぞれ所望のベクターを得た。こ
れらのベクターについては、それぞれPKLMO−L及
びpKLMO−Vと命名した。
(c)遺伝子組換えベクターによる宿主細胞あ形質転換
及び形質転換菌の寄託 上記のb)項で得たベクターpKLMO−Lを大腸菌E
、 colt JM−105に取込ませて該菌の形質転
換を行い、得られた形質転換菌をE、 coli MO
−Lと命名した。
一方、上記のb)項で得たベクターPKLMO−Vにつ
いても大腸菌E、 colt JM−105に取込ませ
て該菌の形質転換を行い、得られた形質転換菌をE、 
colt MO−Vと命名した。
上記の両形質転換菌株については、下記の通り工業技術
院微生物工業技術研究所に、昭和62年lO月5日付け
にて寄託した。
ff1JL        受」ヨE号−E、 col
i MO−L   微工研菌寄第9636号(FERM
 P−9636) E、 coli MO−V   同  第9637号(
FERM  P−9637) (d)形質転換菌の培養及び培養菌体からのポリペプチ
ドの取得 形質転換菌(E、 coli MO−L)を、アンピシ
リン50μg/ml含有のL−ブロス中で培養し、A6
60が0.6−0.8になった時点でイソプロピルチオ
β−ローガラクトピラノシド (IPTG)を添加して
最終濃度を1mMになした。
これを、次いで2時間培養し、遠心処理(8000rp
m、 4℃、5分間)により菌体を収集した。
湿潤状態の細胞ペースト(leg)を 10+*M P
BS−EDTA (pH8,0> 30m1に懸濁させ
、この懸濁液を超音波処理することにより菌体を破壊し
た。菌体残渣を18000rpmで30分間遠心処理し
てペレット化させた。このペレットはセンチニクバエレ
クチン蛋白とモチリン様蛋白との複合蛋白を含有してい
る。
次に、このペレット (蛋白含量200B)を70%蟻
酸301に溶解させ、ブロムシアン(30+*g)を添
加し、25℃以下で一晩反応させた。得られた反応溶液
に蒸留水2001を添加した後に、蟻酸及びブロムシア
ンを凍結乾燥により除去した。残渣を0.1%トリプル
オロ酢酸に溶解させた後に、セファデックスG−15に
より素通り画分を得た。
この両分を下記の条件でHPLCにかけた。
カラム:マイクロボンダスフェアC−ta(19x 1
5c+s) (ウォーターズ社製)流速 : 0.8m
l/win 溶出 :0.1%)リフルオロ酢酸中5%から25%迄
のアセトニトリルの直線勾配、5分間、更に0.1%ト
リフルオロ酢酸中、25%から75%迄のアセトニトリ
ルの直線勾配、35分間 第2図において、(a)はこの時の溶出パターンを示し
ており、保持時間23.4分における主ピークが所望の
ポリペプチド(モチリンの13位におけるメチオニンが
ロイシンに変換されたものに相当)に該当する。この主
ピークに相当する画分を採取し、クロマトグラフィーを
 15回繰り返して精製することにより所望のポリペプ
チドを約1mg得た。
第2図において、(b)は合成ポリペプチド(モチリン
の13位におけるアミノ酸であるメチオニンがロイシン
に変換されたものに相当し、アプライド・バイオシステ
ムズ社製のペプチド合成装置430Aを用いて合成され
たもの)と上記のHPLCの保持時間23.4分の主ピ
ーク画分とを混合し、HP LCにかけた際の溶出パタ
ーンを示すものであるが、この溶出パターンにおける主
ピークは第2図のく&)における主ピークと完全に一致
することが判る。
一方、形質転換菌([!、 coli MO−V) G
:l:ツイテも上記の形質転換菌(E、 coli M
O−L)におけると同様に培養し、その後更に処理して
所望のポリペプチド(モチリンの13位におけるアミノ
酸であるメチオニンがロイシンに変換されたものに相当
)を得た。
この形質転換菌(E、 colt MO−V)に関する
処理過程で得られたHPLCの保持時間22.5分の主
ピーク画分を前記の形質転換菌(E、 colt MO
−L)に関する処理過程で得られたHPLCの保持時間
23.4分の主ピーク画分と混合し、HPLCにかけた
場合の溶出パターンが第2図の(C)に示されており、
両者は完全に分離されることが判明した。このことはモ
チリンの13位におけるメチオニンをロイシン又はバリ
ンに変換した合成ポリペプチドに相当する遺伝情報が形
質転換大腸菌中で正しく発現していたことを示すもので
ある。
尚、得られた各ポリペプチドのアミノ酸配列について、
アプライド・バイオシスムズ社製のプロテインシークエ
ンサーを用いて解析した処、所定の正しいアミノ酸配列
を有していることが確認された。。
11肱1K11(腸管収縮活性) ウサギの十二指腸を用いるマグヌス法[「J。
Pharm、 Pharmac、」第28巻第650−
651頁(1976年)1に従って、合成モチリン及び
上記の製造例により得られた各ポリペプチドが有する腸
管収縮活性を測定した結果は第4.5及び6図に示され
る通りであった(第4A図及び第4B図は10  M及
びlo’Mの合成モチリンの場合、第5A図及び第5B
図は13位がバリンである10−’M  及び10  
Mのモチリン様ポリペプチドの場合、第6A図及び第6
B図は13位がロイシンである lO−〜及び10−’
Mのモチリン様ポリペプチドの場合をそれぞれ示してい
る)、尚、第3図は第4.5及び6図に示される結果を
判断するコントロールとして用いられた10  Mのア
セチルコリンが有する腸管収縮活性を測定した結果を示
している(第3乃至6図において、下部に付された矢印
は、対照物質としてのアセチルコリンや被験物質として
のポリペプチドの添加時点を示している)。
第4.5及び6図のキモグラムから、上記の製造例によ
り得られたポリペプチドはモチリンと同レベルの薬理活
性を有していることが判る。
(発明の効果) 本発明によれば、モチリン様のペプチド構造を有するポ
リペプチドの合成から開始されるが、これが遺伝子化さ
れてプラスミドに組込まれ、該遺伝子組換えプラスミド
を宿主としての微生物細胞に取込ませ、該微生物を培養
して成長増殖させることにより上記のポリペプチドを菌
体内に産生させているので、増殖させた宿主微生物の一
部のみを採取し、その菌体からモチリン様の薬理活性を
有するポリペプチドを分離精製して得ることができ、°
従って当該ポリペプチドを比較的廉価に且つ大量に生産
することができる。
尚、術後において患者が腸管麻痺症状を示す場合には、
プロスタグランジン等が現在投与されているが、このよ
うな汎用薬物は子宮に対する収縮作用並びに出血傾向や
ショック傾向等の副作用があるために、本発明はこれら
の薬物に代わる安全な薬物を提供する点で極めて有用で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の要部を構成する遺伝子組換えベク
ターの構築態様を示す説明図、第2図は本発明方法によ
るポリペプチドの製造過程におけるHPLCの溶出パタ
ーンを示すグラフであって、(&)は形質転換大腸菌で
あるIf、 coli MU−Lが産生したポリペプチ
ドの溶出パターンを、(、b)はE、 coli MO
−Lが産生したポリペプチドとアミノ酸配列が同一の合
成ポリペプチドとの混合ポリペプチドに関する溶出パタ
ーンを、又(e)は形質転換大腸菌であるE、 col
t MO−Lが産生したポリペプチドと形質転換大腸菌
であるE、 coliMO−Vが産生したポリペプチド
との混合ポリペプチドに関する溶出パターンを示してお
り、第3図はコントロールとしてのアセチルコリンによ
る腸管収縮め経時的変化を記録したキモグラムであり、
第4A図及び第411図は濃度がそれぞれ異なる合成モ
チリンに関して測定された第3図と同様のキモグラムで
あり、第5A図及び第511図は濃度がそれぞれ異なり
モチリンにおける13位のアミノ酸がバリンに相当する
ポリペプチドに関して測定された第3図と同様のキモグ
ラムであり、第6A図及び第611図は濃度がそれぞれ
異なりモチリンにおける 13位のアミノ酸がロイシン
に相当するポリペプチドに関して測定された第3図と同
様のキモグラムである。 SphI CCATGTTCGTCCCCATCTTCACCTA
TGGCGAACTCCAGAGGGTACGGTAC
AAGCAGGGGTAGAAGTGGATACCGC
TTGAGGTCTCCMetPheValPr611
aPheThrTyrG1yGluLeuGlnArg
L図 GTA      HindIII 手続補正書(自発) 昭和62年12月7日

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)式 【遺伝子配列があります】 (式中XはMet及びLeu以外のアミ ノ酸を意味する) にて示されるアミノ酸配列を有していることを特徴とす
    る、モチリン様活性を有するポリペプチド。
  2. (2)式 【遺伝子配列があります】 (式中X_1はMet以外のアミノ酸を意味する) にて示されるアミノ酸配列をコードしている塩基配列を
    有する二本鎖DNAが他の蛋白質の遺伝情報の下流に付
    加されて組込まれた遺伝子組換えベクターにより形質転
    換されていることを特徴とする、モチリン様活性を有す
    るポリペプチド発現用の微生物。
  3. (3)式 【遺伝子配列があります】 (式中X_1はMet以外のアミノ酸を意味する) にて示されるアミノ酸配列に相当する一本鎖DNA及び
    その相補一本鎖DNAとを合成し、これらの両一本鎖D
    NAを用いて二本鎖DNAとなし、このDNAの末端に
    それぞれ特定の制限酵素認識部位を付加し、一方、他の
    蛋白質遺伝情報が組込まれた発現ベクターを上記両特定
    制限酵素と同種の制限酵素により切断し、その断点に上
    記の制限酵素認識部位付き合成DNAを付加してベクタ
    ーを再構築し、この再構築ベクターを微生物細胞に取込
    ませて形質転換させ、この形質転換微生物を培養して増
    殖させることにより上記の式にて示されるアミノ酸配列
    を有するポリペプチドを融合蛋白の一部として産生させ
    、次いで微生物菌体を破壊した後にブロムシアンにて処
    理することにより上記の融合蛋白を切断して上記のポリ
    ペプチドを分離させ、その後にHPLCにより分画処理
    して上記のポリペプチドを単離させることを特徴とする
    、モチリン様活性を有するポリペプチドの製法。
JP62258353A 1987-10-15 1987-10-15 モチリン様活性を有するポリペプチド、その発現用微生物及び該ポリペプチドの製法 Pending JPH01102096A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008090678A1 (ja) 2007-01-25 2008-07-31 Kyowa Hakko Kirin Co., Ltd. 新規ペプチド

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