JPH01503679A - カリクレインの生産 - Google Patents
カリクレインの生産Info
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- JPH01503679A JPH01503679A JP63506049A JP50604988A JPH01503679A JP H01503679 A JPH01503679 A JP H01503679A JP 63506049 A JP63506049 A JP 63506049A JP 50604988 A JP50604988 A JP 50604988A JP H01503679 A JPH01503679 A JP H01503679A
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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】
浄書(内容に変更なし)
本発明は、組換えで誘導された新規な原性(組織)カリクレインポリペプチドお
よびそのようなポリペプチドの製造方法に係る。さらに本発明は、そのようなポ
リペプチドを含有する薬剤組成物ならびにそのようなポリペプチドおよび組成物
の血管拡張剤としてのおよび高血圧症および男性不妊症の治療における用途に係
る。
発明のバックグラウンド
カリクレイン類は、セリシブ0テアーゼに密接に関連する亜群の一員である。カ
リクレインはキニノーゲンからキニンという血管に作用するペプチドを遊離する
活性によって特徴付けられるが、これらの酵素のタンパク質分解作用の生理学的
な意味は、少なくともいくつかの場合には、キニンの遊離とは無関係のようにみ
え、またある種のカリクレインは生理活性ペプチドおよび因子をその前駆体から
生成する特定のプロセッシング過程に関与すると考えられている[ツクシマ(F
ukushima)ら、生化学(Biochemistry) 、第24巻、第
8037〜8043頁(1985年)]。
マウスおよびラットのカリクレインのcDNA配列が、顎下腺および膵臓cDN
Aバンクから単離された[ナカニシ(Nakanishi )ら、生物工学(B
iotechnology) 、第3巻、第1089〜1098頁(1985年
)]。ヒトカリクレインのcDNAクローンはヒトの膵11cDNAバンクから
単離されたしペイカー(Baker)ら、ディー・エヌ・ニー(DNA) 、第
4巻、第6号、第445〜450頁(1985年)]。活性な酵素形態は238
個のアミノ酸から成り、その前にアミノ酸24個のシグナルペプチドおよびプロ
フラグメントがついていると報告された。また、セリンプロテアーゼ活性に必要
な鍵となるアミノ酸残基(His−41,Asp−96,5er−190)およ
びカリクレインタイプの開裂特異性に必要な鍵のアミノ酸残基(Asp−184
)が、ヒトのカリクレインでもマウスおよびラットのカリクレインと同様に保持
されていることも注目さ本発明によって、新規な種類の原性カリクレインポリペ
プチドが提供される。これらの生物学的に活性なカリクレインポリペプチドは次
式(I>に示すN末端から延びるアミノ酸配列をもっている。
lie Val Gly Gly Trp Glu Cys Glu Gln
His Ser Gln Pro Trp Gln Ala@Ala Leu
Tyr His
Phe Ser Thr Phe Gln Cys Gly Gly Ile
Leu Val His Arg Gln Trp Val@Leu Thr
Ala Ala
506゜
His Cys Ile Ser Asp Asn Tyr Gln Leu
Trp Leu Gly Arg His Asn Leu@Phe Asp
Asp Glu
Asn Thr Ala Gln Phe Vat His Val Ser
Glu Ser Phe Pro His Pro Gly@Phe Asn
Het 5er
(I>
Arg Leu Thr Glu Pro Ala Asp Thr Ile
Thr Asp Ala Vat Lys Val Vat@Glu Leu
Pro Thr
Gln Glu Pro Glu Vat Gly Ser Thr Cys
Leu Ala Ser Gly Trp Gly Ser@Ile Glu
Pro Glu
Asn Phe Ser Phe Pro Asp Asp Leu Gln
Cys Val Asp Leu Lys Ile Leu@Pro Asn
Asp Glu
Cys Lys Lys Ala His Val Gln Lys Vat
Thr Asp Phe Met Leu Cys Vat@Gly His
Leu Glu
Gly Gly Lys Asp Thr Cys Val Gly Asp
Ser Gly Gly Pro Leu Met Cys@Asp Gly
Val Leu
Gin Gly Val Thr Ser Trp Gly Tyr Val
Pro Cys Gly Thr Pro Asn Lys@Pro Ser
Val Ala
2こで、nはOか1である。
これらのカリクレインポリペプチドは、ゲノム、cDNAからまたは遺伝子合成
によって得られた外因性DNAの原核または真核宿主による発現(たとえば、細
菌、酵母、バチラス(桿菌)および哺乳類の培養細胞による)の産物として特徴
付けられる。
本発明のDNAは、上記式(I)で表わされるアミノ酸配列および天然のカリク
レインの生物学的な性質の1種以上を有するカリクレインポリペプチドの一次構
造コンホメーション(立体配置)をもつポリペプチド産物の、適当な宿主細胞中
での発現を確実にするのに有用なりNAを含んでいる。本発明のDNAは、特に
、式(I)の配列をコードしているDNAまたはそれらと相補的なストランドを
含むと考えられる。とりわけ、製造されたDNAとしてカリクレインをコードし
ているものが包含され、そのようなりNAは微生物宿主中でのメツセンジャーR
NAの翻訳を容易にするコドンをもっていてもよい。このような製造されたDN
Aは、アルドン(A l ton )らのPCT出願W083104053号の
方法に従って容易に構築できる。
また、本発明には、適切な希釈剤、賦形剤および/または担体と共に本発明のカ
リクレインポリペプチド産物を治療上有効な量で含み、血管の拡張および男性不
妊症用などに有用な薬剤組成物も包含される。
さらに本発明は、各種のクローン化された遺伝子、複製可能なりローニングビヒ
クル、発現ビヒクルおよび形質転換された培養物も包含する。これらはすべて、
組換えで誘導された本発明のカリクレインポリペプチドの生産に作用するのに必
要な遺伝情報をもっている。
図面の簡単な説明
第1図は、DDSHKlの構築を示す。
第2図は、組換えヒト成熟カリクレインと天然の尿カリクレインとを比較して示
す5DS−ポリアクリルアミドゲルの写真である。分子量マーカーは右側に示さ
れており、第1列と第2列は、それぞれ、非還元条件下での尿カリクレインと組
換え成熟カリクレインを示し、第3列と第4列は、還元条件下での尿カリクレイ
ンと組換え成熟カリクレインを示す。
第3図は、pDGHK−LIAの構築を示す。
発明の詳細な説明
本発明により、本発明のヒト種放線カリクレインのポリペプチド配列をコードす
るDNA配列を単離し、特徴付けた。更に、ヒトDNAは、天然に存在するカリ
クレインの生物学的及び免疫学的特性並びに天然に存在するカリクレインのin
vivo及びin VitrOの生物学的活性、特に治療活性を有するポリペ
プチドを単離可能な邑与える真核及び原核発現において利用され得る。
ヒト種族起源のDNAはヒトゲノムDNAライブラリーから単離した。カリクレ
インコードDNAを含有するクローンの単離は、混合オリゴヌクレオチドプロー
ブのプールを使用するDNA/DNAプラークハイブリダイゼーションにより実
施した。
本発明のヒトカリクレイン遺伝子は262個のアミノ酸カリクレインポリペプチ
ド、即ち発生予定の(presumptiVe)の17個のアミノ酸シグナルペ
プチド、7個のアミノ酸プロ酵素断片及び238個のアミノ酸成熟タンパクをコ
ードする。
ゲノム若しくはcDNAクローニング又は遺伝子合成により得られる本発明の外
因性DNAを真核又は原核宿主(例えば細菌、酵母及び哺乳動物の培養細胞)に
より発現させると、本発明の組換えヒトカリクレインポリペプチドが得られる。
を推動物(例えば哺乳動物及び鳥類)細胞における微生物発現によるカリクレイ
ンポリペプチド産物は、天然の哺乳動物細胞環境中又は血漿又は尿のような細胞
外流体中ではカリクレインと結合し得るヒトタンパク又は他の汚染物質を結合し
ていない特徴を有スル。典型的な酵母(例えばSaccharomyces c
erevisiae)又は原核生物(例えば大腸菌)宿主細胞による産物は哺乳
動物タンパクを結合していない。使用した宿主に応じて、本発明のポリペプチド
を哺乳動物又は他の真核炭水化物とグリコジル化してもよく、非グリコジル化し
てもよい。本発明のポリペプチドは(−1位に)最初のメチオニンアミノ酸残基
を含有し得る。
本発明の実施態様はサル及びヒト種族起源のクローン化DNA配列及びそれから
適当に推察されるポリペプチドであり、これらはそれぞれ表■に示すアミノ酸配
列を有するサル及びヒト種族起源のカリクレインの一次m造コンホメーションを
表わす。
本発明の微生物学的に発現されたカリクレインポリペプチドは、例えばモノクロ
ーン及び/又はポリクローン抗体作製を含む、又はアフイニテイクロマトグラフ
イー用セリンプロテアーゼの阻害物質若しくは基質を用いる免疫学的分離或いは
りDマドグラフィーによる分離を包含する通常の手段により単離、精製され得る
。本発明のポリペプチド産物を検出可能なマーカー物質(例えばI のような放
射性標識又はビオチンのような非アイソトープ標識)を用いて共有結合して“標
識パシて、固体組織及び流体サンプル例えば血液又は尿中のカリクレインを検出
・定量化するための有用な試薬を提供することもできる。
本発明のDNA産物を、検出可能なマーカー(例えば【125P32のような放
射性標識又はビオチンのような非アイソトープ標識)を用いて標識し、カリクレ
イン遺伝子位置及び/又はヒト、サル及び他の哺乳類の染色体マツプにおける関
連する遺伝子の位置を決定するためにDNAハイブリダイゼーション法に使用し
てもよい。標識化DNAはDNAレベルでのカリクレイン遺伝子異常を特定する
ためにも使用され、近隣の遺伝子及びそれらの異常を特定するための遺伝子マー
カーとしても使用される。
本発明により提供されるカリクレインポリペプチド産物は、1つ以上の生物学的
性質を保有させるべく天然に存在するカリクレインの一次構造コンホメーション
を有し且つ天然に存在するカリクレインとは異なる平均的炭水化物組成を有する
産物である。
本発明のカリクレインポリペプチド産物の投与方法には、経口投与及び非経口(
例えばIV、 IN、 SC又はIP)投与が包含され、こうして投与される本
発明の薬剤組成物は通常治療上有効な岱の産物と許容され得る希釈剤、賦形剤又
は担体とを含む。治療上有効な用量は治療する症状に応じて変化し得るが、活性
物質0.1〜100#/体重に9である。本発明のカリクレインペプチド及び組
成物を凍結乾燥させてもよく、また錠剤にしてもよい。
本発明の薬剤組成物に通常の希釈剤例えばヒト血清アルブミン、又は通常の担体
例えば食塩液を使用してもよい。
本発明のカリクレイン産物は単独又は他の成分若しくは薬物と組合せて血管拡張
及び男性不妊症の用途に有用である。
以下の実施例は本発明を説明するためのものであって、特にカリクレインをコー
ドするサルcDNAクローン及びヒトゲノムクローンを同定する前に実施される
方法、前記同定方法、並びに配列決定、発現系の開発及び前記系におけるカリク
レイン発現の免疫学的確認に関する。
本発明の各種局面及び利点は、本発明の現在好ましい具体例を示す以下の詳細な
記載から当業者には自明のことであろう。
以下の実施例中、特記しない限り、組換えカリクレインという用語は式(■)
(式中n=o)を有するアミノ酸配列で表わされる組換え成熟カリクレインを指
す。
文献記載の方法に従って、ヒト尿カリクレインを約30人の正常白人男性の貯尿
より精製した[J、Chinical Endocrinology &Het
abolism 51 : 840〜848 (1980)] 。このようにし
て得た純粋なヒト尿カリクレインをN−末端シーケンス分析にかけ、最初の40
個のアミノ酸を同定した。精製尿カリクレインタンパク質を過ギ酸で酸化し、ジ
チオトレイトールとヨードアセテートで還元アルキル化して誘導体化した。この
タンパク質誘導体を次に、トリプシン、スタフィロコッカス オウレウス sv
−gプロテアーゼ及びエンドリシン−Cペプチダーゼを用いて消化した。この消
化物から29個の別個のペプチドフラグメントを単離した。
還元しアルキル化したヒト尿カリクレイン由来のこのペプチドフラグメントは、
任意に、使用したプロテアーゼに従って番号付けした(すなわち、■はトリプシ
ン消化によるペプチドフラグメント、Sは5V−8プロテアーゼにより得られる
ペプチドフラグメント、またLCはエンドリシン−Cペプチダーゼにより得られ
るペプチドフラグメントを表わす)。気相シーケンサ−(Applied Bi
osystems)を用いて微量シーケンス分析により、フラグメントの分析を
行い、ヒト尿カリクレインのアミノ酸配列を決定し、第1表に示した。さらに、
上記の消化物から得たペプチドフラグメントも同じく第工表に示す。第工表にお
いては、尿カリクレインの推定翻訳ポリペプチド配列を一文字表示によって表わ
す。アステリスク(*)は未同定アミノ酸を示し、” N T ”は完全タンパ
ク質のN−末端シーケンシングを示し、パ#”は決定されたAsn−グリコジル
化部位を示し、さらに“+”は未決定のAsn−グリコジル化部位を示す。
第工表記載の5−18及びL C−17の二つの重複するペプチドの単離及び配
列分析から、ヒト尿カリクレインタンパク質の配列の162位のアミノ酸はりシ
ンと同定した。
3114夏表
QEPEVGSTCLASGWGSIEPENFSFPDDLQCVDLKIL
PNDECKKAI(VQKVTDFMLCVGHLEこの結果は、第V表に示
したヒトゲノムカリクレインDNA配列から推定されるアミノ酸配列と一致する
。しかしながら、この結果は、ヒト膵臓cD N A及び腎WacDNA由来の
報告された配列と異なる。その配列においては、報告された成熟したカリクレイ
ンの162位にグルタミン酸が存在する[ Bakerら、DNA 4. 44
5〜450 (1985)及びツクシマら、Biochemistry 24゜
8037〜8043 (1985)]。
B、グリコジル化部位
上部位ル51酸ナトリウム(SO3)ポリアクリルアミドゲル電気泳動法により
めた分子量に基づき、ヒト尿カリクレインは約30%の炭水化物分を含有してい
ることが判明した。ヒト尿カリクレインのアミノ酸配列は、三つの有力な(po
tent) Asn−結合グリコシル化部位を有することを示している。実施例
IAで得られたペプチドフラグメントの配列分析から、三つのASn−結合グリ
コシル化部位の存在が明らかである(第■表)。
しかしながら、Asn141は部分的にのみグリコジル化されている(60%)
ことが見出された。これは、同一の配列(T −58とLC−51対T−62と
LC−54A)を含む二個のペプチドをシーケンシングした結果に基づいている
。Asn141は、フラグメングリコペプチドの配列分析によって同定できない
。
第 ■ 表
グリコペプチドの単離及び同定
フラグメント番号 位装置Asn−結合 グリコジル化部位L C−641−1
14あ リ Asn 78 ; Asn 84L C−51115−154あ
リ ASn 141L C−54a 115−154 な し な しCD N
A及び/又はゲノムDNAライブラリー上でのDNA/DNAハイブリダイゼ
ーションに混合プローブが適用し得るか否か確かめる目的で、第工表に記載のア
ミノ酸配列を遺伝子コドンの縮重に関して精査した。
トリプシン処理ペプチドフラグメントOX −T −43からのPhe−Asp
−Asp−Glu−Asn−Thr−Ala−Gln−Phe−Valフラグメ
ント及び1〜10と12〜29のN−末端アミノ酸残基(第1表参照)をデオキ
シオリゴヌクレオチドプローブ混合物の合成用に選択し、第■表記載のプローブ
混合物を設計した。
ei hロ ω Q+ロ ロ ロ ロ 乙口←−■ ロ −ロ ω ω ロ の
く
ロロ ロ I−+< < < < < C5〜−〇 ロ ロー −−−親。←
閃←l−et8(j 13 C51J M<〉ロ ロ 工0 ロ ロ ロ くロ
ーロ← ← へ≧←CJ f−(J l+○ ←Q −υ←−← ← −一←
← ト ト 工←
+<(ロC51j C5(j Q−1−プローブ混合物である@ K −1a及
び1bは、長さが29ヌクレオチドの64プローブの混合物であり、HK −6
a、 6b、 7a及び7bは長さが53ヌクレオチドの3210−ブの混合物
であり、またプローブKF−2bは長さが29ヌクレオチドの32プローブの混
合物である。
これらのオリゴヌクレオチドプローブは、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(NE
N)を用いて、5′末端をγ−32P−ATP、7500〜8000キユ一リー
/ミリモル(ICN)でラベルした。
実施例 3
ハイブリダイゼーション
プローブHK −1a、lb、6a、6b、7a及び7bを用いてヒトDNAサ
ザンブOットまたはサル腎臓ポリ(A)” mRNAプロットのハイブリダイゼ
ーションを行い、特異的ハイブリダイゼーションを調べ、ハイブリダイゼーショ
ン条件を決定した。プローブ混合物HK−1b及びHK −7bは、0.9HN
aCj! 15mHEDTA150mHリン酸ナトリウム、pH6,510,5
%サルコシル/100埒/dの醇母tRNA中に0.0251)mol/l11
1!の各プローブ配列を含むハイブリダイゼーションバッフ7−において、それ
ぞれ45℃及び46℃で特異的ハイブリダイゼーションを生起した。これにより
、これ等のプローブ混合物の2つのセットを、実施例4Cに記載するサル腎ri
&cDNAライブラリースクリーニングに使用した。
PCT特許出願No、WO35102610及びLin et at、、 [G
ene 44:201−209. (1986)]に記載のようにして、貧血カ
ニクイザル腎臓から単離したポリ(A>” mRNAからサル腎臓cDNAライ
ブラリーを構築した。
Chirgwin et al [Biochemistry 18 : 52
94−5299 (1979)]のグアニジニウムチオシアネート法により貧血
サル腎臓からメッセンジt−RNAを単離し、Haniatis et al、
[”HolecularCloning、A Laboratory Han
uaド 、p、197−19g Co1d 5prir+oSHarbor L
aborotory、 Gold Springs Harbor、 NY、
(1982)]が記載したようにしてオリゴ(dT)−セルロースカラムクロマ
トグラフィーを2回行い、ポリ (A)+IIIRN Aを精製した。cDNA
7−1’77!J−ハokayama et al、[Ho1.and Ce1
l Biol、2.161−170 (1982)]の一般般的類を改変した手
順により構築した。手順を要約すると以下の通りである。
(1) pUc8を唯一のベクターとして使用し、PStIで切断し、その後6
0〜801!i基長のオリゴdTでティリングする: (2) Hinc■で消
化してベクターの1つからオリゴdTテイルを除去する:(3)第1の鎖の合成
及びオリゴdGティリングをOkayamaの方法により行う: (4) B
amHIにより消化してベクターの1つの末端からオリゴdGテイルを除去する
;(5)オリゴdGティリングされたベクターに対して3倍モル過剰の2つのリ
ンカ−(GATCTAAAGACCGTCCCCCCCCC及びACGGTCT
TTA )の存在下にRNA鎖をDNAにより置き換える。
を行い、1%(w/v) Bacto トリプトン10.5%(W/V)酵母エ
キス=10mHNaC41−10mHHt+S04.50xアンピシリン11d
、を含む1,5%(w/v) Bactoアガーを含むLH−Apアガー上でト
ランスフォーマントを選択した[Hanahan、 J、Ho1.Biol、ユ
66:557−580 (1983)]。
]処5X105/ポリ(A>+RNA埒のレベルでトランスフォーマントが(ワ
られた。
サルCD N Aライブラリースクリーニングのためのコロニーハイブリダイゼ
ーション方法はPCT出願No、 WO35102610及びLin et a
t [Gene 44: 201−209.(1986)]に記載のものと実質
的に同じ方法であった。
・トランスフオームされたE、C01iを、1d当り50.Bのアンピシリンを
含む栄養プレート上にプレート1’0X10ao当り9000コロニーの密度で
スプレッドした。Gene 5creenフイルター(NewEngland
Nuclear Catalog No、NEF−972)をBHI −CAI
(プレート(500鱈/aeのクロラムフェニコールを含有する、Bacto脳
心混合物37g/fl、カサミノ酸(casamFno acid) 2g/(
!及びアガー15’J/1 )上で予備湿潤し、コロニーをプレートから釣り上
げるのに使用した。コロニーを上記培地上で12時間またはそれ以上成育させ、
プラスミドコピー数を増加させた。増殖したコロニーを、下記溶液のそれぞれで
飽和したwhatman 38Mペーパーの2片上にフィルターを順次移して(
コロニー側を上にして)処理した。
(1) 50mMグルコース−25mH1−リス−HCj (pH8,0)−1
0mHEDTA(pH8,0)−5分間
(2) 0.5HNaOH−10分間
(3) 1.0Ht−リス−HC1(pH7,5)−3分間フィルターを真空オ
ーブン中80℃で2時間風乾し、その後0.1Hトリス−HCj (+)88.
0)、 0118 Macl、 10mHEDTA(pH8,2)及び0.2%
サルコシルを含むバッファーに中1d当り50埒のブロティナーゼKを含む溶液
で処理した。特に、5dのプロテイナーゼに溶液を核フィルターに加え、55℃
で30分間消化させ、その後溶液を除去した。
フィルターを4−のブレハイブリダイゼーションバッファー[5x 5SPE
(0,18NaC(115mHEDTA150mHリン酸ナトリウム、 pH6
,5)−0,5%サルコシル−100IJ!l/ l1tf!一本領E、col
i DNA−5×B F P (1x BFP=0.02X wt/vo1.の
BSA、Ficoll(H,W、400,000)及びポリビニルピロリドン)
]で処理した。プレハイブリダイゼーションは55℃で、一般に4時間あるいは
それ以上行い、その時間の後ブレハイブリダイゼーションバッファーを除去した
。
ハイブリダイゼーション過程は以下のように行った。各フィルターに、表3の6
4プロ一ブ配列(全混合物がHK −1bと指称される)のそれぞれを0.07
5 picomole含むハイブリダイゼーションバッファー(5x 5SPE
−0,5%サルコシル−100埒/dの酵母tRN A )の3dを加え、フィ
ルターを20時間45℃に維持した。
ハイブリダイゼーションの後、フィルターを6xSSC(1xSSC−0,15
HHa(J、 15mHクエン酸ナトリウム、 pH7)−0,5%サルコシル
により空温において10分間シェーカーで3回洗浄し、ハイブリダイゼーション
温度(45℃)で6x 5SC−1χサルコシルで2〜3回洗浄し、その後オー
トラジオグラフィーにかけた。フィルターを1x SSC,pH7,0/ 0.
1%す)Lt :] シ)Lt中100℃で2分間インキュベートし、ハイブリ
ダイズしたプローブを除去した。フィルターを上述のようにして再度プレハイブ
リダイズし、その後HK −7b混合プローブと46℃でハイブリダイズさせ、
上述のように洗浄した。
HK −7b及びHK−1bプロ一ブ混合物の両方とハイブリダイズした4つの
陽性クローンをスクリーニングした200.000コロニーから得、もう一つの
プローブ混合物KF−,2bのセットとの48℃におけるハイブリダイゼーショ
ンによりさらに確認した。
M K K 80aと指称する陽性クローンの1つをさらに分析し、Sange
r et al、、 [Proc、Natl、Sci、Acad、、USA 7
4 : 5463−5467(1977) ]のジデオキシ法により配列決定し
た。M K K 80aクローンインサートのヌクレオチド配列を表4に示す(
矢印゛↓”はサルカリクレイン配列の開始点を示す)。これは表5に示したヒト
ゲノムカリクレインクローンλHK 65aのヌクレオチド配列から推論される
アミノ酸配列は、表8に示したヒトカリクレインのもと93%の相同性を示して
いる。
第 ■ べ
(iA ATT CCC COG CAT CTT AAA CAC CGT
CCC CCC CCC CCC AGC TCC TCC@ACC TGC
COG CCC CT(i711 11!1 911 108 118 128
Met Trp Phe Leu Val Leu Cys Leu Ala
Leu Ser Leu Cly Gly Thr13g !411 1511
1[i11 17g 1118零零本本本本
GC;TCGTCCGCCCCCGATTCAGTCCCG(iATTCTCG
GAGGCTOOGAGTGTTCCCAGCCCTOOGly Arg Al
a Pro Pro lle Gln Ser 人rg Ile Val Gl
y (ily Trp Cilu C凾刀@Ser Sln Pro Trp
Cln^IaAlaLeuTyrHisPheSerThrPhiGilnCy
s(ily(ilyIIsLeuValHlsProGin251128827
11288291130gAsnLeuPheAspAspGluAspThr
AlaGlnPheMall{IsValSer(iluSerPheProH
is3711311839840841842BPro Gly Phe As
n Met Ser.Leu Leu Lys Asn His Thr Ar
g Cln Ala Asp@Asp Tyr Ser His
4384484584B!l478488AspLeuMetLeuLeuAr
gLeuThrClnProAlaGluIleThrAspAlaVatGl
nValVatGlu Leu Pro Thr Gln Glu Pro (
ilu Val Gly Ser Thr Cys Leu Ala Se秩@
Gly Trp Gly Ser
第 ■ ム(vc き)
811 628 838 848 6511 68g零零本零零零
CCCAATCATGAGTGCCCCAAACCCCATACCCAGAAG
GTGACAGAGncATCCTGTCTCCCProAsnAspCluC
ysAlaLysAlaHisThrGlnLysVatThrGluPheM
etLeuCysAlaGly}ItsLeuGluGlyGlyLysAsp
ThrCysVatGlyAspSerGlyGlyProLeuThrCys
AspGlyVatLeuGinClyVatThrSerTrpGlyTyr
IlaProCysGlySerProAsnLys791180881882
88311[1411本本本本零本
CCTCiCTGTCTTCCTC^^AGTGCTGTCATATGTGAA
GTf,CATCGAGGACAceATAGCGGAGPro Ala Va
l Phe Val Lys Vat Leu Ser Tyr Val Ly
s Trp IIs (ilu As吹@Thr IIs ^la Glu
858888871188ll8989011実施例 5
ヒトゲノムライブラリーからカリクレインt伝子を するファージブラークハイ
ブリダイゼーション法Lawnら記載の方法(Cell 13 : 533 〜
543 (+979))により[したch4Aファージ産生ヒト退治肝臓ゲノム
ライブラリーが得られ、ブラークハイプリダイゼーションアッセイに使用した。
利用したファージブラークハイブリダイゼーション法はPCT No,W0 8
5/02610及びLinら(Proc.Natl.Sci.Acad.,LI
SA 82: 7580〜7584 (1985))に記載ざれていた。ファー
ジブラークは、遺伝子スクリーンプラスフィルター(Gene Screen
Plus filters)とNZYAHプレート(NaCR , 59 ;H
ad! −6820 . 2g:N2−アミンA,10g:酵母抽出物,5g;
カザミノB.2g:マルトース,2g;寒天,15g(1リットルにつき))を
使用することを除き、誓00の方法(Hethods Enzymol.68,
389 〜395 (1979))に従い増幅した。ファージ粒子をアルカリ処
理により崩壊させ、DNAをフィルター上に固定した(8.4x8.4 anフ
ィルターにつきso,ooo個のファージブラーク》。自然乾燥したフィルター
を80℃で1時間焼き、実施例4に記載のようにしてブロティナーゼK加水分解
処理をした。H{− NaG!/ 1% sarkosyl ’1g液を用いブ
レハイブリダイゼーションを55℃で4時間もしくはそれ以上の時間行なった。
サノレカリクレインM M K 80aのクローンDNAを32P標mαdCT
Pでニツクトランスレーションをし、CD N Aインサート(〜100bp)
をECORIとH ind IIIで二重消化することにより切り出し、ヒト胎
児肝臓ライブラリーのスクリーニングのブローブとして使用した。ハイブリダイ
ゼーション綴衝液は、0.9H− NaCi!/SmH−EDTA/50+nH
リン酸ナトリウム(1)H 6.5) /0.5Xsarkosyl/i&!に
つき100埒の酵母中にニツクトランスレーションしたサル力リクレインcD
N Aを2X 105Cl)1G/af含有した。
ハイブリダイゼーション55℃で20時間行なった。ハイブリダイゼーションの
完了時に、フィルターを室温で6xSSC(pH 7.0)/0.5% sar
kosylを用いて3回、ハイブリダイゼーション温度で2回洗浄.(1回の洗
浄につき10分)した。
λHK65aおよびλHK76aとして表わされる2つの極めてポジティブなク
ローンを、スクリーニングした総数が1.87x 106個のファージブラーク
から得た。
ヒトゲノム力リクレインλクローンをpUc118またはpUc119にサブク
ローニングし、二本IIDNAをSangerらのジデオキシ法(Proc.N
atl.Acad.Sci.USA 74: 5463−5467 (t977
))を使用するChenらの方法(DNA 4 , 165 〜170 (19
85))により配列決定した。λH K 65aクローンの領域を含むカリクレ
イン遺伝子のヌクレオチド配列を第5表に示す。
実施例 6
第■表は、本発明の成熟カリクレインポリペプチド組換え体をコードする生成り
NAのヌクレオチド配列を示す。生成りNALtAltonらが記載の方法(P
CT出願W01113104053)i、: ヨリ構築した。この生成(合成)
遺伝子はE、coli発現優先のコドンを有する。EC0RIおよびNde■部
位を、5′から開始コドンATGまでに加え、PStIおよびBamH1部位を
、3′がら収支コドンTAAまでに加えた。得られた配列は第Vl−A表に表わ
す。無傷の合成遺伝子をEC0RIで切ったI)U C119にクローンし、1
qられたプラスミドを配列決定した。遺伝子をNde■とBam1−IIで加水
分解除去し、米国特許出願筒004.379号明mのくこの米国特許は本願明細
書の参考文献に含める)に記載[:、coli発現ベクターDCF M 115
6に挿入した。得られた発現プラスミドをBUrnetteら、BIO/TεC
HNOLOGY、 Vol、6.699(1988)に記載のようにしてE、c
oliホストFM5をトランスフェクションするのに使用した。形質転換したE
、coliを、20埒/ll112カナマイシンを含む脳/心臓注入剤(BHI
)培地中、28℃で0D6oo−0,1になるまで培養し、42℃に移動し4〜
6時間最大発現させた。カリクレイン発現レベルは、全細胞溶解物(Iysat
es>の5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動で評価したように、全細胞タ
ンパク質の約25%であった。
EIColi発現カリクレインは、8M尿素にpH3,5,2時間可溶化するこ
とによりバクテリア細胞ペーストから分離した封入体から抽出した。溶解物を遠
心分離(soooxy、3分)により清澄化した。透明な溶解物を10倍希釈し
、水酸化ナトリウムでpH9〜11に調整した。溶液を攪拌しながら一晩、4℃
で報知した後、2−メルカプトエタノールを最終濃度0,50または100mH
になるまで加えた。、酸化終了時、溶液を酢酸でp118に調整し、前述のよう
にして清澄化した。
免疫学的に検出可能な分子への再生の効率を、実施例7に記載のよう、にしてR
IAで決定したところ、封入体中に存在するタンパク質の約0.42%であった
。
第 ■ 表
C1u Asn Thr Ala Gln Phe Yal IIs Vat
Sar Glu Ser Phe Pro Hls Pro@Cly Phe
Asn Met
Sar Leu Leu Clu Asn Hls Thr^rg Cln^I
a Asp Glu Asp Tyr Ser Hls A唐吹@Leu Me
t Leu
Leu 人rg Leu Thr C1u Pro Ala 人sp Thr
lie Thr Asp Aft Val Lys Val@Val Glu
Leu Pr。
Thr Cln Glu Pro Glu Vat Gly Ser Thr
Cys Leu Ala Ser Gly Trp Cly@Ser Ile
Glu Pr。
Glu Asn Phe Ser Phe Pro Asp Asp Leu
Gln Cys Vat Asp Leu Lys Ile@Leu Pro
Asn Asp
Glu Gly Gly Lys Asp Thr Cys Val Gly
Asp Ser Gly Cly Pro Leu Met@Cys Asp
Cly Vat
Leu Gln Gly Val Thr Ser Trp C1y Tyr
Vat Pro Cys Gly Thr Pro Asn@Lys Pro
Ser Va1
GCG:(TrCGT(iGCTGAGCTAC(TTAAATOOATCCA
ACATACCATTCCGGA(iAACAGCTAA^Ia Mal Ar
g Val Leu Ser Tyr Vat Lys Trp Ile Gl
u Asp 7hr IIs Ale@Glu Asn Ser End
第Vl−A表
実施例 7
カリクレインの定りに実施したラジオイムノアッセイは、5hilllalnO
tOらの方法を修正したものであった( J、CI in、 Endocrin
ol & Net、 51: 840〜84g (1980))。
使用したアッセイ緩衝液は、0.1%BSA含有リン酸緩衝塩溶液(P B S
: 0.01M−Hal12po4中0.148−NaCj) 、 pH7,
0)であった。アッセイは以下の試薬およびサンプルを使用した:アッセイ緩衝
液中適当な希釈度の精製ヒト尿カリクレイン(24pc+〜62501)g>標
準を含有する200IJiアリコート;精製ヒト尿カリクレイン、に対して生じ
るウサギ抗血清、希釈度i : 250,000の100ρ: ニーヒト尿カリ
クレイン(比活性〜1.5X108cpm ) so、ooo cpmの100
ge。全てのサンプルおよび標準は、2度アッセイした。試験管を31℃で2時
間、次いで4℃で一晩インキユベートした。ホルマリン固定した5taphyl
ococcus aureuS (Cowan 5train)l胞懸濁液r
Q Gsorb (εnz、yme center、 Inc)の添加により、
遊離カリクレインから抗体が結合したカリクレインを分離した。各試験管に10
%l g Gsorbの50〜を加え、反応混合物を室温で30分間放買した。
試験雀を遠心分離にかけ、得られたベレットを洗浄緩衝液(0,05MのTri
s−HCI! (pH8,9)。
2X BSA、 0.1X SOS、 0.IX Triton X−100か
らなる)で2回洗浄し、γカウンターで計数した。アッセイは約24pl;l〜
約6250pりの範囲のカリクレインを検出した。未知のサンプルのカリクレイ
ン含有役が、既知量のfri製ヒト尿カリクレインを含む標準と比較することに
より決定された。
λHK 65aおよびλHK 76aとして表わされる2個の独立の正のヒトゲ
ノムカリフレインク0−ンのヌクレオチド配列分析を行ない、λHK65aクロ
ーン領域を含むカリクレイン遺伝子に対して、得られた結果を第7表に示す。第
■表に、両クローンが有する同一のカリクレインタンパク質コード配列および同
一のイントロン配列(該配列は完全なものである)F3よびλHK65a由来の
ヒトカリクレイン遺伝子の制限エンドヌクレアーゼ地図を示す。
遺伝子のタンパク質コード領域は、4つの介在配列すなわちイントロンによって
分けられている。ヒl゛組1111RNAを欠くためカリクレインに対するmR
NAの転写開始部位が決定されなかったので、エキソンエの5′側における境界
が不明である。
第1表に示すヒト尿カリクレインのアミノ酸配列に対するヌクレオチド配列の比
較により、および公表されたcDNA配列(Bakerら(上記)およびFrk
ushimaら(上記))との比較によりエキソンを同定した。カリクレイン遺
伝子のエキソンーイントロン境界は共通スプライス則(consensus 5
plice rules)(Mount、Nucleic Ac1ds Res
、10 : 459〜472 (1982))に従う。
第■表において開始配列は、遺伝子の5′末端非翻訳領域(802bp)を含む
ことが明らかであり、これはエンハンサ−/プロモータ一様のぼ能を含んでもよ
く、最初の15個のアミノ酸(−24から−10までおよび残基の−9の一部)
をコードする、翻訳されたDNA領域、第1のエキソンに導く。次いで1829
塩基対の介在配列(IVS)が続く。第2のエキソンは直ちに引き続きアミノ酸
残塁、グリシン−9からアスパラギン酸45までをコードする。続く第2のIv
Sは1268塩基対からなる。第3のエキソンはアミノ酸残基、アスパラギン酸
45からフェニルアラニン142までをコードし、118塩基対の第3のIVS
が続く。第4のエキソンは、アミノ酸残基、フェニルアラニン−142からバリ
ン187までをコードし、548塩基対の第4のrVSが続く。
最後のエキソンは、アミノ酸残基、グリシン188からセリン238および停止
コドン(TGA)をコードする。
最後のエキソンの3′末端に46bpの非翻訳領域がある。この部位から15b
p上流のヌクレオチド配列は、共通ポリアデニル化シグナル配列AATへAAに
似ているAGTAAA配列を含み、該配列は通常この位置で見られる( Nev
ins、 Anr+lJ、 Rev、 8iochem、52.441〜446
(1983))。
カリクレイン遺伝子は、262@のアミノ酸のタンパク質をコードする。精製ヒ
]−尿カリクレインのNH2−末端アミノ酸配列に基づく、最後の238@の残
基は、非グリコジル化形態において口出したMrが26403の成熟活性タンパ
ク質に対応する。
疎水性残基が優位の最初の17個のアミノ酸配列は、シグナルペ性化ペプチドす
なわちプロペプチドである( Takahashiら、J。
Biochem 99. 989〜992 (19H))。
−7位から一1位までのアミノ酸配列は組換え体ブOカリクレインにおけるプロ
ペプチドに対応し、+1位で開始するアミノ酸配列はCHO細胞における本発明
の成熟カリクレイン生成物発現組換え体のアミノ末端の配列に対応する。第7表
に示シタように、成熟タンパク質はA sn−X aa −S er/ T h
r則(Harshall、Biochem、Soc、Symp、40.17〜2
6 (1974))に従うASn−グリコシル化のための3個のポテンシャル部
位(遺伝子の第3のエキソン中アミノ酸残基78.84.141)を有し、10
個のシスティン残基を有する。
実施例 9
以下の第■表は、本発明ヒトおよびサルカリクレイン間のポリペプチド配列相同
性の程度を示す。表の上側連続ラインにおけるアミノ酸3文字表記は、−24の
残基で始まる本発明のヒトカリクレインの推定翻訳ポリペプチド配列を表すのに
使用し、下側連続ラインにおけるアミノ酸残基も特定された−24の残基で始ま
るサルカリクレインの推定ポリペプチド配列を示す。ダラシ121号は、本発明
のヒトカリクレインに存在するサルカリクレイン配列中ハイライト欠失アミノ酸
配列を表す。
第 ■ 表
ヒトおよびサルのカリワレインアミノ酸配列の比較にat Trp Phe L
eu
寒1」u互
1 ・4 にお(るヒト リフレイン の のためのプラスミドDSHKIの
築
ヒトカリクレイン遺伝子を発現させるために、まず最初に完全なカリクレイン遺
伝子を含むλクローンλHK65aから7kbのBgl If −Xba lフ
ラグメントを単離し、次に、BamHl /Xba ■で二重に消化したプラス
ミドベクターpUc118に挿入した。こうしてptlc118に担持したカリ
クレインクローンをHen1koff欠失手順[Hen1koff、 Gene
28: 351−359 (1984)コに従って処理し、3゛−フランキン
グ配列が種々の程度まで欠失しているヒトカリクレイン遺伝子を含むクローンを
生成した。特に、制限酵素sph l及び5allで消化することによりプラス
ミドを切り開いた。 Exollヌクレアーゼ及びSIヌクレアーゼを組み合わ
せて使用し、種々の時間間隔の間、3゛末端(Xba 1部位)から挿入部を消
化した。その後、プラスミドDNAをDNAポリメラーゼの大きいフラグメント
(フレノウ酵素)で処理し、その後のプラント末端結合のために末端を74DN
Aリガーゼで充填した。再び環状になったプラスミドDNAを使用して叶5a
E、coli宿主(Bethesda Re5earchLaboratori
es、 Cat、 No、 8263S八)を形質転換した。得られた形質転換
細胞を挿入部の寸法決定及びDNA配列決定により分析した。欠失クローンの1
つであるpHK102は、タンパク質開始コドンの上流に801bp及び終止コ
ドンの下流に232bpを有する完全なヒトカリクレイン遺伝子挿入部を含んで
いた。 pHK102はカリクレイン遺伝子のタンパク質開始puc118の2
37bpから移されたHindl11部位を含んでいた。 pHK102 DN
AをDra l及び旧ndlで消化し、約4.85KbのDra I −H1n
dllフラグメントを単離し、Ba131−スローヌクレアーゼで一時的に消化
した。得られたDNAフラグメントを、B a m Hl テa B L タ発
現へ99−pDsVL(pDsVlj、t PCT出111Wo 851026
10に記載されているようにマウスジヒドロ葉酸レダクターゼ遺伝子及びSV4
0後期プロモーターを含んでいる)に連結し、該発現ベクターは、DNAポリメ
ラーゼの大きいフラグメント(フレノウ酵素)で末端を充填しておいた。こうし
て得られたカリクレイン発現プラスミドは開始コドンの上流の5゛末端に64b
p及び終止コドンの下流の3°末端に232bpを有する完全なヒトカリクレイ
ン遺伝子を含んでおり、このプラスミドをpl)Sl(に1と命名した。 pD
sHKlの構築物の詳細を第1図に示す、 pDsHK1プラスミドは、pMG
lがらのEcoRl −Pst lフラグメントとしてマウスDHFRミニ遺伝
子、Hindm −BamHlフラグメント中のSV40複製起源及び初期/後
期プロモーター、BamHI −Bcl lフラグメント中のSV40 nt2
538−2770、HindI[[−EcoRlフラグメント中のpHK322
nt2448−4362、及びヒトカリクレイン遺伝子の4.85kbのDr
a 1−HindI[[フラグメントを含んでいる。5V40f&期プロモータ
ーを使用してヒトカリクレイン遺伝子の発現を推進した。
このpDsHK1プラスミドを使用し、一時的発現(transientexp
ression)のためにアフリカミドリザル腎細胞CO5−1、又をトランス
フェクトした。
及り鮭比
共有結合環状DNAであるpDsHKlのリン酸カルシウム微細沈降物を細胞4
X10s個につき1.hyのDNAの割合で担体としての10.、のマウス肝臓
DNAと共に使用し、CO5−1細胞をトランスフェクトした。10%のウシ胎
児血清+ペニシリン、ストレプトマイシン及びグルタミンを補充した高グルコー
スDMEM培地で細胞を増殖した。笑施例7のラジオイムノアッセイ手順による
と、3日熟成した培地は5.1B/z&の免疫反応性カリクレインを含有してい
た。
B、プラスミドDS)IKIによる ヤイニーズハムスター 巣(CIOのヒト
リフレイン遺伝 の
チャイニーズハムスター卵巣DHFR−細胞(CIODHFR−a胞)[Url
aub他、(1980) Proc、Nal 八Cad、 SC1,(U、S、
^−>+ 77゜4461]は椙遺遺伝子中の突然変異により酵素ジヒドロ葉酸
レダクターゼ(DI(FR)を欠失しているので、増殖用培地中にグリシン、ヒ
ボキサンチン及びチミジンの存在を必要とする。5%のウシ胎児血清、1%の非
必須アミノ酸、1%のヒボキサンチン及びチミジン、及びペニシリン、ストレプ
トマイシン、及びグルタミンを補充したダルベ・ンコの変形イーグル培地(DM
EM)を含むC培地で細胞を単層として増殖した。トランスフェクションの1日
前に、細胞を培養皿10c+n当たり約3X 1o’個の密度で培食した。 C
rahan他[Virology52: 456−467 (1973)]及び
旧Hler他[Ce1l 11: 223−232(1977)]の方法の変形
によるリン酸カルシウム微細沈降物手順を使用し、最終濃度が細胞106個当た
り6〜7+ugのプラスミドDN^となるようにpDsl(KI DNAを導入
した。 DHFR遺伝子(従ってカリクレイン遺伝子)により形質転換されてお
り、該遺伝子を発現していた細胞は、10%の透析ウシ胎児血清、1%の非必須
アミノ酸、グルタミン、ペニシリン、及びストレプトマイシンを補充し且つヒボ
キサンチン及びチミジンを含まないDMEMから成る選択培地中で生存し、増殖
した。
選択培地中で増殖した細胞を安定な形質転換細胞であるとみなした。安定な形質
転換細胞の熟成培地を採取し、実施例7に記載したラジオイムノアッセイ手順に
より免疫反応性ヒトカリクレインを定量した。定量の結果によると、免疫学的に
反応性の組換体ヒトカリクレイン生成物は3日熟成培地から6ng/xiのレベ
ル濃度で分泌された。
プラスミドpDstlK1 (9,85kg)を制限酵素EcoR”1及びHi
ndllJにより消化した。得られた消化物を0.7%アガロースゲル電気泳動
にかけ、pBRプラスミドに由来する原核DN^フラグメントからのフラグメン
トを含むカリクレイン挿入部を分離した。 DHFR遺伝子、SV40m節配列
、及びカリクレイン遺伝子を含む7.9kbのDN^フラグメントをアガロース
ゲルから単離した。この直線状DNAフラグメントによるC)IOE+胞のトラ
ンスフェクションは、閉環状DNA4二ついて上記実施例118(1)に記載し
たように601の培養皿で冥施し、培養皿当たり1101Iの7.9kb DN
八へラグメントを加え、培養皿当たり1×10′の細胞密度となるように行った
。細胞にDNAを加えてから17時間後、培地を吸引し、新鮮な培地に交換した
。3日後、2つの60nuaの培養皿の細胞をトリプシン処理し、2つの75c
m”の培養フラスコに移した。翌日、培地を選択培地に交換した。この時点から
細胞を選択培地中に約4週間維持し、継代培養し、この細胞な安定な形質転換細
胞と命名しP−127D14Eの1二1混合物の無血清条件で14日間培養して
得られる熟成培地をO,’17IIghlの分泌レベルで分泌する。
1クレイン遠−HKの 幅
安定な形質転換細胞により産生される組換体カリクレインの量は、より高い産生
率を有する新規細胞株を得るためにメトトレキセート処理による遺伝子増幅によ
り増加することができる。クローン化カリクレイン遺伝子を増幅するために、メ
トトレキセートの濃度を漸増する一連のメトトレキセート処理を安定な形質転換
細胞に施した。まず最初に細胞を選択培地からメトトレキセート培地に移した。
メトトレキセート培地は5%のウシ胎児血清、1%の非必須アミノ酸、グルタミ
ン、ペニシリン及びストレプトマイシンを補充し、これに所望の濃度のメトトレ
キセートを加えたDMEMから構成される。
メトトレキセートの濃度な漸増(OnM、20nM、60nM、300nM、及
びb+M) Lながら細胞株Cll0−DSHKI−CI (環状DNAでトラ
ンスフェクトした細胞に由来する安定な形質転換細胞)を処理し、より産生度の
高い細胞株を選別した。所与のメトトレキセート含有培地中で約4週間培養後、
はぼ集密的な細胞にメトトレキセートを含まない無血清培地を供給した。
各増幅段階から無血清培養の代表的な7日熟成培地サンプル(HaIId’s
F−12/DMEMの1:1混合物)を取り出し、実施例7に記載したラジオイ
ムノアッセイ手順により定量した処、d当たり夫々10.42.110.693
及び708nyのヒトカリクレインを含有していた。他方、細胞株CHO−DS
HKI−LL(直線状DN^でトランスフェクトしたCHO細胞に由来する安定
な形質転換細胞)も同様にメトトレキセートの濃度を漸増(OnM、30nM、
60nM、300nM、11IM及び5.M)することにより増幅した。
熟成培地中のカリクレイン含有量を実施例7に記載したラジオイムノアッセイ(
RI^)手順により決定した。7日熟成サンプルに基づく結果を表IXに示す。
省仄
カリクレイン濃度
OSF+ 14 0.27
300nM SF+PC−172,34SF+PC−1+G1n37 3.57
SF+PC−1’ 7 4.06
5%血清 7 1.74
511M 5%血清 7 0.82
1、SF−無血清培地、即ちHam’s F12/DMEMの1:1混合物。
2、 PC−1=無結成培地の補充成分としてVentrex(PorLlan
d、 Maine)から入手。
3、グルタミン濃度は通常の2mMでな(8mMとした。
4、この実験で使用した細胞はPC−1を補充した無血清培地中に予め7日間維
持した後、メトトレキセート培地中に3日間維持しておいた。
最高の発現レベルが観察されたのは、直線化カリクレインDNAでトランスフェ
クトし、300nHのメトトレキセートで処理した細胞を7日熟成培地であり、
4.06μg/xiのヒトカリクレインが得られた。
D、ブースミドDGI(K−Ll^によるCHO2のヒトカリクレイン遺−の
(1)DCHk−L1^ ベクターの 築第3図に示すpDc:)lk−Ll^
は次の要素から構成される。(i)HindIff −EcoRIフラグメント
としてpBR322nt 2448−4362;(ii )556bpのBgl
U −[fl Uフラグメントを除去した後、末端をフレノウ酵素で充填する
ことにより3゛未翻訳領域に欠失を有するpM、1からのEcoRl −Pst
IフラグメントとしてのDHFRミニ道伝子遺伝iii)最初はBamHI
−Bcl Iフラグメント(SV40 nL 2770−2553)であり、B
clIに合成リンカー−1を加え(Be11部位を破壊し、Pst r部位を生
成)、フラグメントのBamHl末端に合成リンカー−2を加えて5i11部位
をした237bpの二方向SV40終止配列;(iv)Dra11部位のnL
801に合成リンカー−3を加え、5a11部位を有するカリクレイン遺伝子(
表■のnt 801− nL 5370)は、部位特異的突然変異誘発を使用し
て終止コドンTG^の後のnL 15及びnt 16の間にC^を挿入し、配列
■人^CGCCCAGCCCTGTΔ(G^)C3生成することにより形成した
; (v )Sma I −Bssh IIフラグメント(CRP78nt−7
22〜nt−37)を含むグルコースで調節したラットタンパク質(GRP78
)遺伝子プロモーター[5hin C,Chang他。
Proc、 Natl、^cad、 Sci、 84:680−684 (19
87)]:及び(vi)mRNAキャップ部位を含む配列を復元し、BamHI
クローニング部位を形成するための合成リンカー−4,(:RPブロモ−クー−
カリクレイン遺伝子の融合は、リンカー−4のBam81部位をリンカー−4の
BgIn部位に連結し、更にリンカー−3のBgl 11部位に連結することに
より行った。 [:RPプロモーター配列の5Taa l末端にリンカー−5を
加え、HlndllでpBR322から誘導される配列に結合した。
リンカ−1:
GC八へTG(:CAAC八八CへへTGCCCCΔCGTC[、TTACCG
TTGTTGCΔΔC[;[;[:CCT八Gへst I (Bcl I )
[1,ACCTA(:
リンカ−3:
Bgl Tl (Dranl)
(:ATCTC八^^CへにAC^^CAT^[;TTTCTCTGTT
リンカ:1:
CGCGCTCCATACTGG CTにTCACTACACTf;ACTTG
GACACTT、GGCCTTTTにCG G ll:TTscAG
CACCTATCACCCACACTGATGTG八CTG^八CCT(、TO
^八cへcc^^Δ^CGCCCへ^^CTへCTAGBssh II Bam
[I I
グンオニj:
Hindm EcoRI Sma r
^CCTTCACTCCTfl:へへTTCCACCTCC(、TACCC^C
TCAf、(:へCTT^^GCTCCへGCCへTC;(:G13.6μg/
x/Vのヒボキサンチン、7.61Jg7xiのチミジン、及び21のグルタミ
ンを補充した高グルコース、高グルタミンDMEM((,1bco Labor
atories、 Cat、 #320−1965)中でCHOD−細3.3
胞を増殖した。511の培地を含む培養皿につき約ムロX10S個の細胞密度で
60℃菌のプレートに接種し、37℃、5%C02で約20時間増殖した。各プ
レートから培地を吸引し、新鮮な培地を加え、37°C55%CO2で更に5時
間細胞を増殖させた。
培地を再び吸引し、細胞をPBSで1回洗い、次にトランスフェクション緩衝液
で1回洗った後、細胞を直線状プラスミドDNA、pDcHK−Ll^でトラン
スフェクトした。トランスフェクション手順はBond及びHo1d(Bond
、 V、C,及びMo1d、 B、、 Mol。
& Ce11. Biol、 7:2286−2293.1987)により記載
されているとほぼ同一の手順で行った。トランスフェクションMWJ液は5mM
NaCl、120mM KCI、1.5mM Na2HPO4及び25mMT
ris。
pH7,5から構成し、1.4mMまでのCaCL及び0.511IMまでのM
gCl2を加えた。混合後、0.22pmのCo5Lar旧crosLarフイ
ルターで沢過することによりM街液を滅菌した。制限酵素Pvu lで直線化し
たプラスミドpDG)IK−CIAを、0.05M Tris。
した1:1のフェノール−クロロホルムで1回抽出し、更にクロロホルム単独で
1回抽出した。抽出したプラスミド消化物を172容旦の7,5邑酢酸アンモニ
ウム及びzti容量の絶対エタノールで一20℃で一晩沈降させた。沈降したプ
ラスミドDN^を、最終濃度が約2.51Iy/zN及び5μg/x1となるよ
うに無苗トランスフェクション緩@液に再溶解させた。 0.2ZIImのCo
5tar HicrosLarフィルターを通して滅菌した0、OIM Tri
spH7,5中の’looxg/xlのポリ−し一オルニチン(Sigma、
Cat。
11P4638)を、2.5μg/r1の1ラスミド濃度のトランスフェクショ
ン混合物には17IIfI/1まで、5μgazeのプラスミドDNA濃度のプ
ラスミドDNAトランスフェクション混合物には251g/lまで加えた1M3
胞を収容する培養皿上にトランスフェクション混合物(0,5tj!/60mm
の培養皿)を注急深く積層し、層流フード下で室温で1時間インキュベートした
。トランスフェクション処理の終わりに51□1の培地を各培養皿に加え、次に
培養皿を37℃、5%CO2に戻した。翌日、即ち約16時間後に培地を吸引し
、新鮮な培地を加え、培養皿を48時間の間に37℃、5%CO□に戻した0M
J胞をトリプシン処理し、各60+ueの培養皿を4個の100mmの培養皿(
夫々101の培地)に交換した。1日後、培地を吸引し、細胞をPBSで2回洗
った。
次に選択培地(10%の透析PBS、2mMのグルタミン、0.1mMの非必須
アミノ酸を補充した高グルコース、高グルタミン濃度のDMEMを含む)を加え
た0選択培地は個々のコロニーが現れるトランスフェクションから15日後まで
約3日毎に交換した。コロニーをまとめ、トリプシン処理し、フラスコ化たりプ
ールしたコロニーが約50個の密度となとるように25cm”の培養フラスコに
移した。トランスフェクトしたDNAtuyから約40〜50個のコロニーが得
られた。
(3) J^を むCIODHFR−細 にお(るクローン11に遺伝子の増幅
直線状pDGHK−LIAを含むCHODHFR−細胞の増幅手順は実施例11
Cに記載したとほぼ同一であり、次のように変形した。
細胞株CHO−DGHK−L已−8(pDGHK−LL八でトランスフェクトし
た細胞に由来する安定な形質転換細胞)に異なる2系列のメトトレキセート(M
TX)処理を行った。一方のMTX濃度系列は、0−20nM−60nM−20
0nl(−600nHHTXとし、他方は、
0−” 30nM−100100n 300nM−900nMとした。細胞によ
り培地中に分泌されるカリクレインの量を実施例7に記載したようなR1八を使
用して決定した。60nMのHTX及び1100nのMTXで増幅した細胞は最
高レベルのカリクレインを分泌し、夫々1350ny/*1/日及び1725B
/z17日であった。結果を下記の表Xに示す。
轟う辷
メトトレキセートによる各増幅 階におけるCl0−DCHKLI^−84によ
るカリクレインの レベルr■ヱ快 rHKの ・・n/11/日の細胞を収容
する175cm’の培養フラスコから得た。使用した培地は、PC−H培地50
O11ニツき10ziり、61ffiMノクルタミン及び0.1+aMの非必須
アミノ酸を含む1:1のDMEM/F12とした。
及11段
4 ヒト ■ レインの゛
CHOMJ胞により産生された組換体ヒトカリクレインを含む無細胞培地をプー
ルし、10000ダルトンの分子量を分画するメンブランフィルタ−を有する透
析r過器を使用して濃縮した。濃縮したサンプルを10容量のIOQIM Tr
is−HCI緩街液(pH7,8)で緩衝液交換した。 10mM Tris−
HCIhi街液(pH7,8)で平衡化したQ八−セファロース充填カラムに未
調整の組換体カリクレインを加えた。カラムを平衡!i液で洗い、組換体カリク
レインを同一緩衝液中の0〜0.5Mの直線勾配NaCIで溶離させた。活性な
カリクレイン及び酵素的に不活性なプロカリクレインはいずれも0.3〜0.4
MのNaCIを含むフラクションで溶出した0組換体カリクレイン及びプロカリ
クレインフラクションをプールし、10+oMのTris−HCI(pH7,8
>緩ffr液で透析し、過剰の塩化ナトリウムを除去した。
透析は4℃で2〜3日間行い、こうしてプロカリクレインをカリクレインにより
完全に活性化させ、成熟カリクレインを生成した。透析した活性化カリクレイン
プールを、10mMTris−1(CI (pH7,8>で予め平衡化したペン
ズアミジンーセファロースアフィニティ力ラムに加えた。カラムを平衡MFff
液で洗い、2HのグアニジンHCIを含む同一の緩衝液でカリクレインを溶離さ
せた。カリクレインフラクションをプールした後、10mMのTris−HCI
(pH7,8>中の70%飽和硫酸アンモニウムで沈降させた。硫酸アンモニウ
ムで沈降させたカリクレインフラクションを10mMのTris−HCI(+)
H7,8)に溶解させ、溶解したサンプルを同−mm液で平衡化したセファクリ
ルS−300ゲル濾過カラムに加えた。カリクレインフラクションを30000
〜45000の分子量で溶離させた。プールしたカリクレインフラクションは高
純度の活性な組換体ヒト成熟カリクレインを含んでいた。 C,IIPLcカラ
ム(Vydac C4力ラム25cmX 4.6mm)クロマトグラフィを使用
して最終生成物の純度をチェックした。使用した緩衝液勾配条件を以下にL(分
) %^ %B
八=0.1%TF^(トリフルオロ酢酸)B冨90%CH,CN10.1%TF
^(CH,CN=Nニアセトニトリル量= 1zl/分
結果を下記の表X^に示す。
基質として合成ペプチド^e−Phe−^rg−OEt−ニトロアニリドを使用
し、(:eiger他[Adv、 Biosci、 17.127 (1979
)]により記載の手順に従ってエステラーゼアッセイを行った処、得られた精製
カリクレインは酵素的に活性であることが判明した。
同様の精製手順を使用して培地の各バッチからカリクレイン(成熟活性形)及び
プロカリクレイン(不活性形)の両方を精製した。精製したプロ酵素は酵素的に
活性でなかった。
自己賦活後、又はトリプシンと共にインキュベーションすることによりプロカリ
クレインから活性化ペプチドを除去した後、活性なカリクレインを羊離した。
大JLfLu
カリクレイン びプロカリクレインの 1ゝ精製した組換体カリクレインを配列
決定した処、精製タンパク質は相同であり、単一のアミン末端3含んでいること
が判明した0部分的N−末端配列は次のように決定される。
、 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11H
−Ile−Val−GIy−Gly−XXX−Glu−XXX−Glu−にIn
−Hls−Ser7CIn−Pr。
尚、XXXは明確に指定することができない残基を表す、この結果から明らかな
ように、ffl換体刀体カリクレイン−末端配列は従来決定されているヒトの尿
のカリクレインのN−末端配列と同一である。
組換体プロカリクレインのト末端配列分析の結果、前駆形態はへブタペプチドリ
ーダーとそれに続く成熟カリクレインのアミノ酸配列を有することが判明した。
^1−Pro−Pro−11e−Gln−Ser−Δrg−11e−Val−G
ly−Gly−XXX−Clu−XXX−
f、LU−C:In−Hls−Ser−f;In−Pro−−−−−−−−。
尚、XXXは明確に指定することができない残基を表す、この前駆形N−末端配
列は同様に、Takahashi他の前出の文献に報告されているN−末端配列
と同一である。
天上」シロ−
力1クレインの ノゲナーゼアツセイ
本発明の組換体カリクレインポリペプチドのキニン産生活性を測定するために使
用した手順は、Shimamoto他、 Jap。
C1rc、 J、 43: 147−152. (1979)により記載されて
いる手順とほぼ同一である。
精製したヒトの尿のカリクレイン標準又は組換体カリクレインサンプルを、0.
5zj!の総容量中に3目の精製ウシ低分子量キニノーゲンを含有する0、1M
リン酸ナトリウム(pH8,5)730mM Na、EDTA/3mMフェナン
トロリンで希釈しく20.F又は40ハ)、37℃で30分間インキュベートし
た。10分間沸騰させて反応を終了し、50ν!のアリコートを2つ収り分け、
抗キニンウサギ抗血清を使用してキニン放出量によりキニン放出量を測定した0
組換体カリクレインのキニンゲナーゼ活性を、30分間にカリクレインu当たり
産生されたキニンの旦(py)で表した。
夾澹[
リフレインの血 久 、のin vivoアッセイ^、ラット
体重的250gの自発的高血圧症のラットの雄種を使用して試験した。ラットに
ベントパルピトールナトリウム(50zy/体重Kg)を腹腔内に投与して麻酔
をかけた。比類動脈にカニユーレを挿入し、Statham圧力変換器に連結し
た。右頚静脈にカニユーレを挿入してカリクレインを投与し、ポリグラフで血圧
の変化を測定した0本発明の組換体成熟カリクレインを投与した処、高血圧症の
ラットの血圧レベルの低下が観察された。
B、ブタ
薬剤試験の有意識動物実験を実施するために、次のプロトコールを使用した1体
重約50kgの正常な飼育用ブタにKg当たり25zyのケタミンHCIを筋肉
内投与して鎮静作用を与え、Kg当たりZOxgのチアミロ−ルナトリウムで麻
酔を誘導し、1〜2%のへロタンで維持した。左胸壁の第4又は第5肋骨間隙含
切開した。大動脈及び左心房カテーテルを植え込み、背中から体外に出した。
実験を実施する1週間前に動物を回復させた0回復期間中に各動物を薬剤試験手
順に羽化させた。全動物が健康になるのを毎日監視した。
動物を実験カートに入れ、各動物の2本のカテーテルを流通させた。大動脈系を
使用して血圧を連続的に監視した。
各実験の間、動物に100OOU/時の割合でヘパリン与え、土塊の形成を阻止
した。一旦安定な血圧に達したら、即ち平均動脈圧が±5mmHHに5分間維持
されたら、試験を開始した。
次に継続的に血圧を監視しながら左心房カテーテルを通して薬剤を投与した。薬
剤試験の時間間隔は、動物及び先に与えた用量に従って変化した。純粋な組換体
カリクレイン(rHK)の2種類の調製物をに−011及びに−012と命名し
、試験に使用した。11gのrHK=’1.5^21Gと仮定すると、 K−0
11では試験で使用される0、25zfの溶液が体重ki当たり2.5■のr)
IKの投与量に相当し、調製物に−012では、0.25zi’の溶液が体重k
g当たり1.25.gのr)IKに相当する。
結果を表XI〜XIvに示す0体重kg当たり1.25.g程度の低濃度でも有
意識ブタの平均心房圧は著しく降下し得る(表xIv)。
用量=0.2511 用量=0.50z1時間 )IRBPM八P へ時間 H
RBPHAPcont、115 170/115 137 cont、105
165/115 13230秒 210 175/100 125 30秒 1
65 140/70 931分 175 175/100 125 1分 14
7 155/70 982分 160 175/115 137 2分 125
160/110 1273分 145 175/115 137 3分 12
0 160/110 1274分 130 175/115 137 4分 1
20 160/110 1275分 115 175/115 137 5分
120 160/110 1276分 105 175/115 137 6分
120 160/110 127用量−1,Oxl 用量= 2.OxN時間
HRBPM静 時間 HRBPHAPcont、120 190/145 1
63 cont、165 165/115 13230秒 165 115/7
5 88 30秒 180 115/75 881分 165 155/70
127 1分 165 160/105 1232分 160 160/110
117 2分 165 160/105 1233分 165 165/11
5 132 3分 165 160/115 1304分 165 165/1
15 132 4分 165 160/115 1305分 165 165/
115 132 5分 165 160/115 1306分 165 165
/115 132 6分 165 160/115 1308^P=平均心房圧
青μ↓
置方に立」
L久旦
用量二〇。2511 用量=0.50z1時間 HRBPM八P へ時間 HR
BPHAPcont、 96 115/65 82 cont、 81 100
/60 7330秒 167 100/30 53 30秒 120’lOO/
30 531分 120 100/30 53 1分 138 115/40
652分 96 100/35 55 2分 108 90/30 503分
90 100/45 63 3分 84 85/40 554分 90 110
/60 77 4分 78 95750 655分 78 100/65 77
5分 72 95/60 726分 80 105/75 85 6分 72
95/60 72用量= 1 、(hl 用量=2.0R1時間 HRBPM
八P へ時間 HRBPM^P30秒 138 95/35 88 30秒 1
38 80/25 431分 120 100/40 127 1分 120
100/45 632分 96 100150 117 2分 96 9515
5 683分 90 100/60 132 3分 96 100/60 73
4分 90 90155 132 4分 84 100/70 805分 78
95/60 132 5分 90 1flO/70 806分 78 95/
60 132 6分 72 105/70 82cont 、 =対照
HR=心拍数
BP=血圧
M胛−平均心房圧
表Xll1
1創に立R
ブタ14
用量=0.25肩p 用量= 0.50g1時間 HRBPM八P へ時間 H
RBPHAPcont、 96 115/75 88 cont、114 13
5/95 10830秒 132 100/40 60 30秒 204 11
0155 731分 115 105/65 78 1分 132 110/6
0 772分 104 110/75 86 2分 114 105/70 8
13分 104 110/75 86 3分 102 110/75 864分
104 110/75 86 4分 102 110/75 865分 10
4 110/75 86 5分 102 110/75 866分 104 1
10/75 86 6分 102 110/75 86時間 HRBPM^P
cont、 96 110/75 8630秒 168 100/40 60
1分 136 100/42.5 61.52分 102 100150 67
3分 96 100155 70
4分 90 100/65 77
5分 84 100/70 80
6分 84 100/70 80
HR=心拍数
BP=血圧
MAP =平均心房圧
轟μヱ
匡正に刀ヱ
ブタ43
)IR−心拍数
BP−血圧
HへP−平均心房圧
得られた最長応答は6分間であった。
K毘鰻咀
−ffI′j4 ヒト リフレインの”ニノゲナーゼ活 び工区j2Σ:」51
五−
組換体ヒトカリクレインは基質キニノーゲンに作用してキニンを放出させ、即ち
天然に産生ずるカリクレインに関連する活性であるキニンゲナーゼ活性を示した
0表XVに示すように、本発明の精製組換体ヒト成熟カリクレインの活性は、精
製したヒトの尿のカリクレインがら得られる活性と同様であった。
組換体カリクレイン 29.0 45.1ヒト尿カリクレイン 28.9 57
.5緩衝液隼独 0 0
(1)キニンゲナーゼ比活性は30分間にカリクレインIff当たりに産生され
るキリンlIgで表し、実施例12の手順に従って決定した。
(2)エステラーゼ単位は基質として3To Tos−Arg−OMeを使用し
て測定し、E、U、/■9カリクレインとして表し、Beaven他[Cl1n
、 Chin、^cta、 32.67 (1971)]の手順に従って決定し
た。
実施例7のラジオイムノアッセイ手順により測定した処、組換体ヒトカリクレイ
ンはヒトの尿のRHカリクレインと同様の用量応答曲線を示した。このことから
明らかなように、組換体細胞により産生されるカリクレインは天然の細胞により
産生される天然に産生ずるカリクレインと同一の免疫特性と有する。
精製組換体ヒト成熟カリクレインを8〜25%の勾配ドデシルKM−ポリアクリ
ルアミドゲル中で分析した処、組換体ヒト成熟カリクレイン及び天然に産生ずる
尿のカリクレインは類似の分子量を有しており、寸法の相異を示した(第2図)
1寸法の相異は糖鎖長の相異により糖タンパクに共通である。
去1」1■−
ζΣ址五五1尤に ζ′−ヒト 1 レインのt受精能のある正常な供与体から
精子を得た。精製ヒトカリクレイン(0,68^2.。)を、1:10及び1:
20の最終希釈度で最終月旦100ハ中の1〜2x 10’個の精子に加えた。
参考文献として本願の開示内容に加えるMathur他。
Fertility and 5terility、 Vol、 46. No
、 3.484(1986)及びMathur他、^merican Jour
nal or Reproductive Immuno−1ngy and
Mierobiology、 12:87−89(1986)に記載の手原を使
用して精子の運動能を測定した。48時間観察後の結果を以下に示す。
運1Ulχ一
対照培地 29.13
r−HuK(1:10の希釈度) 42.76r−t(uK(1:20の希釈度
> 41.213組換体カリクレインは精子運動能が著しく増加した0組換体カ
リクレインのこの生物活性は男子の不妊症の治療剤として重要である。
以上の具体例に鑑みて本発明の種々の変形が当業者に予想されよう、従って、本
発明は請求の範囲のみに限定されるものと見なされるべきである。
FIG、3
平成元年5月2日
特許庁長官 古 1)文 毅 殿
1、事件の表示 PCT/US 881022142、発明の名称 カリクレイ
ンの生産
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
名 称 アムジエン・インコーホレーテッド5、補正命令の日付 自 発
6、補正の対象 明細書の翻訳文及び請求の範囲の翻訳文7、補正の内容
(1)鮮明な明細書の翻訳文を別紙の通り補充する。
(内容に変更なし。)
国際調査報告
IA瞳IM11HOAal^””””””017h−CQQ/L1つつ1APC
T/US88102214
Group III xncLudes c上aims 9−15 and 1
9−22 drawn セo DNA
Claims (25)
- 1.N末端から始まる以下のアミノ酸配列:【配列があります】 (nは0又は1) を含み、外来性DNA配列の原核又は真核細胞による発現生成物であることを特 徴とする、精製及び単離された組換えカリクレインポリペプチド。
- 2.nが0である請求の範囲第1項記載の精製及び単離された組換えカリクレイ ンポリペプチド。
- 3.nが1である請求の範囲第1項記載の精製及び単離された組換えカリクレイ ンポリペプチド。
- 4.如何なる哺乳動物タンパクとも混在していない請求の範囲第2項記載の精製 及び単離された組換えカリクレインポリペプチド。
- 5.外来性DNA配列がcDNA配列である請求の範囲第2項記載の精製及び単 離された組換えカリクレインポリペプチド。
- 6.外来性DNA配列が合成DNA配列である請求の範囲第2項記載の精製及び 単離された組換えカリクレインポリペプチド。
- 7.外来性DNA配列がゲノムDNA配列である請求の範囲第2項記載の精製及 び単離された組換えカリクレインポリペプチド。
- 8.検出可能標識を有する請求の範囲第1項記載の精製及び単離された組換えカ リクレインポリペプチド。
- 9.請求の範囲第1項記載のカリクレインポリペプチドの原核及び真核宿主によ る発現をコードする精製及び単離されたDNA。
- 10.表Vに示したヌクレオチド配列を有する請求の範囲第9項記載の精製及び 単離されたDNA。
- 11.DNAがcDNAである請求の範囲第9項記載の精製及び単離されたDN A。
- 12.DNAがゲノムDNAである請求の範囲第9項記載の精製及び単離された DNA。
- 13.DNAが合成DNAである請求の範囲第9項記載の精製及び単離されたD NA。
- 14.大腸菌細胞における発現に好適な一つ以上のコドンを有する請求の範囲第 13項記載の精製及び単離されたDNA。
- 15.表VIに示したヌクレオチド配列を有する請求の範囲第14項記載の精製 及び単離されたDNA。
- 16.治療上有効量の請求の範囲第1項記載のカリクレインポリペプチド及び医 薬上許容し得るアジュバントを含む医薬組成物。
- 17.請求の範囲第1項記載のカリクレインポリペプチドの治療上有効量を投与 することから成る血管拡張療法。
- 18.請求の範囲第1項記載のカリクレインポリペプチドの治療上有効量を投与 することから成る男性不妊症治療法。
- 19.請求の範囲第1項に記載のカリクレインポリペプチド生成物を発現し得る ように請求の範囲第9項記載のDNAで形質転換又はトランスフェクションされ た原核又は真核宿主細胞。
- 20.pDHSKI1及びpDGHK−L1Aから成る群より選択されるプラス ミド。
- 21.請求の範囲第20項記載のプラスミドで形質転換又はトランスフェクショ ンされた真核宿主細胞。
- 22.請求の範囲第9項記載のDNAで宿主細胞を形質転換又はトランスフェク ションし、 形質転換又はトランスフェクションした宿主細胞を培養してカリクレインポリペ プチドを発現させ、そして、カリクレインを単離する操作を含む、精製及び単離 されたカリクレインポリペプチドの製造方法。
- 23.組換えヒトカリクレインを含む培養培地をジアフィルトレーションによっ て濃縮し、 この培養培地をアフィニティクロマトグラフィにかける操作を含む、 組換えヒトカリクレインの精製法。
- 24.濃縮操作の次に培養培地をアニオン交換クロマトグラフィ操作にかけ、そ してアフィニティクロマトグラフィ操作の次に培養培地をゲルフィルトレーショ ン操作にかける、請求の範囲第23項に記載の精製法。
- 25.アニオン交換クロマトグラフィ操作の次に自己活性化によってプロカリク レインをカリクレインに変換する操作にかける、請求の範囲第24項に記載の精 製法。
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