JPH03502880A - 多数のペプチドアナログの産生方法及び新規ペプチドアナログ - Google Patents
多数のペプチドアナログの産生方法及び新規ペプチドアナログInfo
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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】
多数のペプチドアナログの産生方法
及び新規ペプチドアナログ
本発明は多数のペプチドアナログの同時産生方法及び新規ペプチドアナログに関
する。本発明は特にLeu17−VIP (パンアクティブ・インテステイナ
ル・ポリペプチド(vasoactive 1ntestinal polyp
eptide) )の個々のC末端伸長アナログ群の同時産生方法、Leu’−
VIPの新規C末端伸長アナログ及び上記新規Leu’−1/IPアナログにつ
いてコードするDNA配列を有した遺伝子を含むプラスミドに関する。
背景
医薬産業及び独立研究者らは、有用な公知化合物とはわずかに異なる新規化合物
に関して更に強く更に特異的である等の誘導体を発見する目的で常に研究してい
る。
目的の公知化合物がペプチド又はポリペプチドである場合には、そのアミノ酸配
列の1つ又はいくつかのアミノ酸残基は他の天然又は非天然アミノ酸残基で置き
換えられる。
スクリーニング目的の場合には、時間及び費用双方を節約するため選択されたペ
プチドの多数のアナログを同時に産生じうろことが望ましい。
本発明はすべてのアミノ酸残基がL配置であるLeu’−VIPの多数のC末端
伸長アナログを同時に産生ずる方法を提供する。
従来技術
パンアクティブ・インテステイナル・ポリペプチド(V I P)はC末端アミ
ドがグルカゴン−セクレチン群に属する高塩基性28アミノ酸長鎖ペプチドであ
る。
VIPは最初1970年〔セイド、 S、 1. (Said、S、1.
)及CF?−z ト、 V、 (Mutt、V、) (1970年)サイ
エンス(Science) 、第169巻、第1217−1218頁〕S。
セイド及びV、マットによりブタ上部腸組織から単離されたが、但しその後神経
組織及び内分泌細胞双方中でも発見された〔セイド、S、I、 (1982年
)パンアクティブ・インテステイナル・ペプチド、レイブン・プレス(1?av
en Press) 、 :、−ヨーク及びセイド、S、I。
(1982年)ペブタイデス(Peptides)、第5巻、第143−150
頁〕。VIPの生物学的効果としては大脳血管拡張、プロラクチン放出促進、膵
臓外分泌促進、ペニス勃起〔セイド、S、1. (1982年)パンアクティ
ブ・インテステイナル・ペプチド、レイブン・ブレス7ニユーヨーク、ロステン
、 W、 H,(Rostene、V、)1.)(1984年)プログレス・
イン・ニューロバイオロジー(Progress in Neuroblolo
gy)、第22巻、第103−129頁及びマット、V、 (1983年)プ
レイン・ベプタイデス(Brain Peptides)、 クリーガー、D
、T。
(Krieger、D、T、)ら編集〕、コリン作動性刺激唾液流の増強〔ラン
ドバーブ、 J、 M、 (LundbergJ、M、)ら(1982年)アク
タ・フィジオロジカ・スヵンジナビ力(Acta Physlologlca
5candlnavica)、第114巻、第329−337頁〕及び肺内にお
ける界面活性剤としての作用〔バーネス、 P、 J、 (Barnes、
P、J、)ら(1987年)TIPS、第8巻、第24−27頁〕がある。
最近ヒトVIPについてコードする前駆遺伝子が単離されかつ配列決定された〔
ボドナー、 M、 (Bodner、M、)ら(1985年)プロシーディング
・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンスU S A (Proce
edlng of’Nat1onal Academy or 5c1ence
USA) 、第82巻、第3548−3551頁及びリンダ−、S、 (Lj
nder、S、)ら(1987年)プロシーディング・オブ・ナショナル・アカ
デミ−・オブ・サイエンスUSA、第84巻、第605−609頁〕。配列デー
タによれば、VIPについてコードする遺伝子の3′ −末端にアミノ酸配列c
+y−Lys−^「gについてコードする更に3つのトリブレットが存在するこ
とを示しているcac末端G I y−Lys−A rg又はGly jl独は
様々な組織中で検出されるペプチジルグリシンα−アミド化モノオキシゲナーゼ
(PAMアーゼ)によるC末端アミド化の基質部位として作用することが示され
た〔ブラッドベリー、A−F、 (Bradburt、^、F、)ら(198
2年)ネーチ−? −(Nature)、第298巻。
第686−688頁、エイバー、 B、 A、 (EIpper、B、^、)ら
(1983年)ベブタイデス、第4@、第921−928頁、グレムボトスキー
、 C,C,(Glembotski、C。
C,)ら(1984年)ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J
ournal or Biological CheIIistry) 。
W&259巻、第6385−6392頁、ゴメス、S。
(Goiez、S、)ら(1984年)フエデレーション・オブ・ヨーロピアン
・バイオケミカル・ソサエティーズ・レターズ(Federation of
European Biocheijcal 5ocietiesLetter
s)、第167巻、第160−164頁、エイパー。
B、 A、 ら(1985年)エンドクリノロジー(EndocrlnoIo
gY> 、第116巻、第2497−2504頁及びウアフィック、H8(Ou
afik、)1.)ら(1987年)プロシーディング・オブ・ナショナル・ア
カデミ−・オブ・サイエンスUSA、第84巻、第261−264頁〕。
広域生物活性のペプチドホルモンVIP及びそのアナログの遺伝子工学法による
大規模産生が望ましいことは明らかである。VIPに関するヒト前駆遺伝子は単
離かつ特徴付けられたが〔ボドナー1M、ら(1985年)プロシーディング・
オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンスUSA、第82巻、第354
8−3551頁及びリンダ−2S、ら(1987年)プロシーディング・オブ・
ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンスUSA、第84巻、第605−60
9頁〕、他の生物中でのその発現についてはまだ報告されていない。
本発明のC末端伸長Leu’−VIPアナログは大腸菌内で産生された。
発明の記載
本発明の一面において、Leu’−VIP (バソアクティブ・インテステイナ
ル・ポリペプチド)の個々のC末端伸長アナログ群の同時産生方法が提供される
が、上記群は下記アミノ酸配列を有する同鎖長ペプチド:Hi 5−5er−A
s p−A 1 a−Va 1−Phe−X−Asp−Asn−Tyr−Thr
−Arg−Leu−Y−−Lys−Gln−Leu−Ala−Val−Z−Ly
s−T’yr−Leu−Asn−Ser−工1e−Leu−〔上記式中XはTh
r 、 Scr 、 Pro又はAlaを表す;YはThr 、 Lys 、
llc又はAlaを表す;ZはThr s Lys 、 Ile又はArgを表
す;及びWはcry又はGly−Lys−Argを表す〕及びLeu’−VIP
−V2”アナログであってかつ本方法を実施した場合に変異から生じる同鎖長ペ
プチドからなる。上記方法は下記ステップを含む:
合成に際してLeu’−VIPの7及び14位におけるアミノ酸残基についてコ
ードするトリプレットが不確定に作られかつ3′末端にいくつかの同一塩基を有
する同鎖長オリゴヌクレオチドの第一混合物を同時に合成する;合成に際してL
eu17−VIPの20位におけるアミノ酸残基についてコードするトリブレッ
トが不確定に作られかつ3′末端にいくつかの同一塩基を有する同鎖長オリゴヌ
クレオチドの第二混合物を同時に合成する(これらは第一混合物中におけるオリ
ゴヌクレオチドの3′末端でいくつかの塩基と相補的である);
上記第一混合物を上記第二混合物と混合し、それによって第一混合物のオリゴヌ
クレオチドの3′末端におけるいくつかの塩基が第二混合物のオリゴヌクレオチ
ドの3′末端におけるいくつかの塩基とアニーリングして部分的二重路間鎖長D
NA配列の混合物を生じさせ、しかる後完全二重鎖DNA配列に酵素変換する;
3′末端に第−酵素開裂部位及び5′末端に第二酵素開裂部位を有する二重鎖D
NA配列の上記混合物を同時又は連続的に第−及び第二酵素による開裂に付して
、同様に開裂されたベクターの5′及び3′末端に結合可能な3′及び5′末端
のあるDNA配列を製造する;こうして開裂されたDNA配列をこうして開裂さ
れたベクターに結合挿入してベクターの混合物を製造し、しかる後それ自体公知
の方法で宿主に組み込んで形質転換させる;
上記宿主を増殖させてコロニーを形成し、これを1つずつ分析して単一タンパク
質についてコードするDNA配列を確立し;
同定されたタンパク質コード配列(そのC末端部分は個々のLeu17−VIP
−w2”アナログに相当する)を有するベクターを含む宿主を発現条件下で別々
に増殖させ、しかる後別々に発現されたタンパク質が開裂されて上記個々の同鎖
長ペプチド群を形成するC末端Leu’−VIP−W29アナログを放出させる
。
WがGlyを表す本発明のこの面の一態様において、本方法を実施した場合に変
異から生じるLeu17−VIP−129アナログは以下である:
Ala−Asn −Arg −VIP−Gly 。
WがG l y−Lys−^「gを表す本発明のこの面のもう1つの態様におい
て、本方法を実施した場合に変異から生じるLeu’−VIP−V29アナログ
は以下である:5er7−Thr14(1e20−Va 126−VIP−Gl
y29−Lys30−Arg31゜上記方法で用いられる宿主の例は例えばバチ
ルス(Baci l lυS)属の細菌又は大腸菌及び酵母、例えばサッカロミ
セスーセレビシアエ(Saccharomyces cerevisiae)で
ある。上記方法で用いられるベクターの例はバクテリオファージ及びプラスミド
である。
本発明のこの面の好ましい態様において、ベクターはプラスミド、宿主は大腸菌
である。
本発明の方法の上記好ましい態様を実施した結果として多数のC末端伸長Leu
’−VIPアナログが産生されるが、これは本発明のもう一面を形成する。
このため本発明のもう一面では、下記アミノ酸配列を有するペプチドからなる群
より選択されるLeu’−VIPのC末端伸長アナログが提供される:
Hi 5−5er−Asp−A1 a−Va l −Phe−X−As p−A
sn−Tyr−Thr−Arg−Leu−Y−−Lys−G 1 n−Leu−
A l a −Va 1− Z−Lys−Tyr−Leu−Asn−5er−I
1 a−Leu−〔上記式中XはThr 5Ser s Pro又はAlaを
表す;YはThr 、Lys 、 lie又はAlaを表す;2はThr s
Lys 、 lie又はArgを表す;及びWはGly又はGly−Lys−A
rgを表す〕(本方法から得られかつ最初に産生されるよう計画された)並びに
WがGlyを表す同一アミノ酸配列を有したLeu17−VIPのアナログ:
但しX−Ala 、 Y−!le及びZ−Thrである場合1位の旧SはAsp
で置換されている、
但しX=Pro 、 Y−Thr及びZ−Lysである場合1位の旧SはTyr
で置換されている、
但しX−Thr 、 Y−Thr及びZ−Thrである場合2位のSerはTy
rで置換されかつ8位のAspはTyrで置換されている、
但しX −Thr 、Y−Thr及びZ−Argである場合3位のAspはGl
yで置換されている、
但しX=Thr、Y−Arg及びZ−Thrである場合4位のAlaはProで
置換されている、
但しX −Thr 、 Y−Thr及びZmLysである場合5位のVatはP
heで置換されている、
但しX−Thr、Y−Arg及びZ−Argである場合8位のAspはAsnで
置換されている、
但しX−Pro 、 Y−Thr及びZ−Lysである場合8位のAspはcr
yで置換されている、
但しX=Pro 、Y−11e及びZ−Argである場合8位のAspはGin
で置換されかつ19位のValはPheで置換されている、
但しX−5er 、Y−11e及び2−^「gである場合8位のAspはPro
で置換されている、
但しX−Ala 、 Y=Lys及びZmLysである場合11位のThrはP
roで置換されている、但しX−Pro 、Y−Thr及びZ=Thrである場
合12位のArgはProで置換されている、但しX=Thr 、 Y−Lys
及びZ−11eである場合15位のLysはAsnで置換されている、但しX−
Pro 、Y−11e及びZ−Lysである場合15位のLysはArgで置換
されている、但しX−Ala 、 Y−Lys及びZ−Argである場合15位
のLysはGlnで置換されている、但しX−^1a、Y−11e及びZ−Ly
sである場合15位のLysはThrで置換されている、但しX−Thr 、Y
−Lys及びZwLysである場合16位のGlnは旧Sで置換されている、
但しX=Pro 、Y−1ie及びZ−Thrである場合16位のGlnは旧S
で置換されている、
但しX=Thr 、 Y−11e及びZ=lleである場合19位のValはP
heで置換されている、但しX−P ro 5Y−Th r及びZ−Thrであ
る場合24位のAsnはLysで置換されている、但しX=Ser 、Y−Ly
s及びZ=Thrである場合24位のAsnはIleで置換されている、但しX
−Thr 、Y−Arg及びZ−Lysである場合28位のAsnはAspで置
換されている、Y = Lys及びZ−Lysである場合X−Gly、及びY−
Asn及びZ−Argである場合X −Aha〔これらのアナログはVIPに関
して下記のように命名することができるニ
ア 14 20
Ala −Asn −Arg −VIP−Gly29](本発明の方法の好
ましい態様の1つのランを実施した場合に変異体として生じる)並びに
WがGly−Lys−Argを表す同一アミノ酸配列を資したLeu17−VI
Pのアナログ:
但しX−Pro 、Y=Thr及びZ−^「gである場合2位のSerはPhe
で置換されている、
但しX −Thr 、 Y−Lys及びZm!Ieである場合3位のAspはV
atで置換されている、
但しX−Thr 、 Y−Thr及びZ−Ly5である場合4位のAlaはPr
oで置換されている、
但しX−Pro 、Y−Thr及びZ−11cである場合5位のValはPhc
で置換されている、
但しX−Ala 、 Y=Thr及びZ−Thrである場合6位のPheはTh
rで置換されている、
但しX −Thr 、Y=Thr及びZ−Thrである場合8位のAspはVa
tで置換されている、
但しX = P ro % Y = Th r及びZ−Lysである場合11位
のThrはProで置換されている、但しX−Pro 5Y−11e及びZmA
rgである場合11位のThrはProで置換されている、但しX−Thr 、
Y−Lys及びZmArgである場合13位のLeuは^「gで置換されている
、但しX−Pro 、 Y−Lys及びZ−Lysである場合13位のLeuは
Ginで置換されている、但しX = P ro % Y −Thr及びZ−T
hrである場合13位のLeuはProで置換されている、但しX−Pro 、
Y−Thr及びZ−Argである場合13位のLcuはProで置換されてい
る、但しX −9er 、 Y−Thr及びZ=Thrである場合13位のLe
uはArgで置換されかつ15位のLysはGinで置換されている、
但しX−Pro 5Y−Lys及びZmArgである場合15位のLysはGl
nで置換されている、但しX−9er 、 Y−Lys及びZ−^「gである場
合15位のLysはAsnで置換されている、但しX=Thr 、Y−Lys及
びZ−Lysである場合19位のVatはAspで置換されている、但しX−T
hr 、 Y−Lys及びZ−Thrである場合19位のValはGlyで置換
されている、但しX−Thr 、Y−Thr及びZ−IIsである場合24位の
AsnはAspで置換されている、但しX −Ala 、 Y=IIc及びZ−
Argである場合24位のAsnはAspで置換されている、但しX−5er
、 Y−11e及びZ−Thrである場合24位のAsnはLysで置換されて
いる、但しX−Pro 、Y−lie及びZ−Thrである場合25位のSet
はTyrで置換されている、及び但しX−3Cr 、 Y=Thr及びZ−11
eである場合26位のIlcはValで置換されている
〔これらのアナログはVIPに関して下記のように命名することができる:
(本発明の方法の好ましい態様の第二〇ランを実施した場合に変異体として生じ
る)
本発明のC末端伸長Leu17−VIPアナログにおけるすべてのアミノ酸残基
はL配置である。
本発明のもう1面において、本発明のC末端伸長Leu’−VIPアナログにつ
いてコードするDNA配列を存する遺伝子を含んだプラスミドが提供される。
本発明のすべてのC末端伸長Leυ17−VIPアナログは天然ヒトVIPと同
様の性質の他にも共通した一部の有用な性質を有し、即ちそれらはVIPレセプ
ターにおけるリガンドであって、それらは酸化に抵抗して(ロイシンによる天然
VIP17位メチオニンの置換に基づき)溶液中酸性pHに保つことができ、し
かもそれらがC末端伸長であるためそれらはインビトロ及びインビボ双方で長期
効果を示すが、これはVIPの極端に短い生物学的半減期からみて有利であると
考えられる。
このため本発明のC末端伸長Leu’−VIPアナログは新規医薬及び(皮膚の
保湿用)化粧品中における有効活性成分として有用である。
新規医薬は
1)一般に喘息及び上部気道の収縮の治療用、特に肺における血管拡張用;
2)特にペニス勃起用に局所適用される末梢血管拡張剤として;
3)VIP産生腸腫瘍(水5〜15g/日の貞失によりヒトの死を起こすVIP
産生腸腫瘍)の治療用:4)血流、血圧、腸運動及び膀胱に関する疾患の治療用
;
5)(例えば、抗精神病剤又は抗うつ剤の投与による)例えば阻止又は低下され
た唾液分泌治療用の唾液分泌増強用;及び
6)膵液分泌の促進用;
に投与される予定である。
活性成分を含有した医薬の組成は意図される投与経路及び治療される具体的疾患
に依存している。喘息が治療される場合には経鼻又は経口スプレーが適切である
。経口投与用の水性溶液又は錠剤は他の適応症に適している。
すべてのタイプの医薬において、活性成分は調剤分野で常用される薬学上許容し
うる賦形剤及び/又は希釈剤と混合される。
大腸菌発現ベクターでクローニングされたLeu’−VIPアナログコードDN
A配列を得るための遺伝子計画C末端伸長Leu’−VIPアナログについてコ
ードする多数の人工遺伝子は、1回のみのクローニングステップを実施すること
により大腸菌プラスミド発現ベクターの一部として直接得られるよう計画された
。合成計画では多数の人工大腸菌プロモーター誘導体を得るため最初に記載され
た方法〔シモンクシッツ、 A、 (Simoncsits、A、) 。
カルマン、 M、 (KalIIan、M、) 、 クセルバン、J。
(Cserpan、 J、)及びカリ、 C,(Karl、C,> (19
84年)ヌクレイツク・アシッズ・リサーチ・シンポ・セル(Nuclelc
Ac1ds t?es、symp、ser、) 、第14巻、第321頁〕の原
理を利用した。簡単には、2種の一本鎖オリゴデオキシリボヌクレオチドが化学
的に合成され、それらの3′末端相補配列を介してアニーリングされた〔イタク
ラ、に、、(1982年)TIBS、第7巻。
第442頁〕。こうして得られた部分的二本鎖は全Leu’−VIPコード領域
をカバーしており、クローニングに用いられる追加の末端配列を含んでいた。2
種のオリゴデオキシリボヌクレオチドは、4種すべての活性化ヌクレオチドモノ
マーの混合物がアニーリング領域の外側におけるある既定位置で(即ち、Leu
I7−VIPのアミノ酸残基7,14及び20についてコードするトリブレット
で)用いられるようあいまいな化学合成によって得られた。アニーリングされた
部分的二本鎖はDNAポリメラーゼ(フレノウ断片)で行われる相互プライム化
合成によってすべての可能なホモ二本鎖を含む二本鎖DNA混合物に変換された
。次いでこれらは2種の異なる制限エンドヌクレアーゼで開裂され(それらの開
裂部位はLcu’−VIPコード領域の上流及び下流に位置する)、開裂された
混合物は適切な開裂発現ベクターpPEXと結合された。結合された混合物はコ
ンピテント大腸菌に組み込まれて形質転換され、Leu17−VIP関連コード
配列含有組換え体がコロニーハイブリッド形成により選択された。陽性組換え体
はクローン化Leu17−VIPコード領域中で得られた具体的変異を確認する
ためヌクレオチド配列決定で更に分析された。
合成オリゴデオキシリボヌクレオチドのデザインに際しては、それらはLeu’
−VIPコード領域に先立つメチオニン及びカルボキシ末端におけるGly(V
IPaアナログ)又はGly−Lys−Arg (V I P bアナログ)伸
長部ニラいてコードするべきであると考えられた。メチオニンはCNB r開裂
により融合タンパク質からLeu’−VIPアナログを放出しうるように含まれ
るが、一方力ルボキシ末端伸長部はペプチジルグリシンα−アミド化モノオキシ
ゲナーゼ(PAMアーゼ)により触媒されるアミド化の基質部位として役立つ〔
ブラッドベリー、 A、 F、 、フィニー、 M、 D、 A、 (F
innie、M、D、^、)及びスミス、D。
G、 (Siyth、D、G、) (1982年)ネーチャー、第298巻、第
686頁〕。ヌクレオチド配列内における混合化学カップリングの位置は、経路
1で示されたステップを実施した後最大数のアミノ酸バリエーションがX、Y及
びZに関して得られるよう既決XSY及びZコドンに位置するものが選択された
。混合位置として漂的コドンの第一(コドンXに関する)又は第二(コドンY及
びZに関する)塩基を選択することにより、4種のアミノ酸が3つの各コドンバ
リエーションに関して得られるため、発現後に全部で64の可能なLeu17−
VIPアナログを得ることができる。
経路1で部分的アニーリング二本鎖の土踏として示されたVIPIオリゴヌクレ
オチドは2つの混合値f& (N)を有するが、一方下鎖VIP2オリゴヌクレ
オチドは1つ有するだけである。VIP’l!オリゴヌクレオチドは上記のよう
にC末端伸長部に関する情報を有した2つのバリエーションで製造された(経路
1中VIP2a及びVIP2bオリゴヌクレオチド)。VIPa及びVIPb双
方のアナログを得るため、2つの別の実験がVIP1+VIP2a又はVIP1
+VIP2b、tlJゴヌクレオチドを各々用いて行われた。
クレノウボリメラーゼ反応で得られた二本鎖D N A ?a合物はホモ二本鎖
分子を含むが、これは発現ベクターに組み込んでクローニングすることにより分
離された。原則的に、すべての組換え体は具体的Leu’−VIPアナログにつ
いてコードする1タイプのみの変異遺伝子を含有しているべきである。
pPEXベクター
pPEXとは我々によりppi:xと命名されたrac融合〔ボロス、 J、
(Boros、J、)、ルカクソピッチ、T。
(Lukacsov!ch、T、)、バリコ、 G、 (Ballko、G
、)及びベネチアナー、 P 、 (VeneLianer、P、) (1
986年)ジーン(Gene)、第42巻、第97頁〕プロモーターベクターL
α int 23から組立てられた高度に効果的な大腸菌発現ベクターである
。racプロモーターコントロール下で大腸菌β−ガラクトシダーゼの280ア
ミノ酸及び細菌CAT (クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ)
の一部から構成される融合タンパク質を発現するLα int 23ベクター
は、その唯一のB a m H1部位を削除しかつclal及びEcoR1部位
間に位置するそのCATコード領域を合成ポリクローニング領域に代えることに
より修正された。こうして得られたpPEXベクターの関連領域は経路2で示さ
れている。本ベクターはポリクローニング領域に唯一のBamHr、Kpn L
Sac 1、Apa I及びEcoRI部位を有し、β−ガラクトシダーゼ遺
伝子融合はBamHI及び他の唯一部位のいずれかを用いて行うことができる。
Leu’−VIPコード遺伝子がpPEXベクターのBamHl及びEcoR1
部位に組み込まれてクローニングされた場合、得られた融合遺伝子は各々314
及び316アミノ酸鎖長のβ−ガラクトシダーゼ−VIPa及びβ−ガラクトシ
ダーゼ−VIPb融合タ融合タンパク−てコードしているが、それらのタンパク
質中284アミノ酸は融合パートナ−に由来する(経路1)。
例
Leu17−VIPアナログについてコードするDNA領域の混制限酵素及びT
4DNAリガーゼはニューイングランド・バイオラプス(New Englan
d Biolabs)から得た。
T4ポリヌクレオチドキナーゼ及びクレノウボリメラーゼはベーリンガ−(Bo
ehrlnger)製、(7−”2P) ATP(> 5000 CI/mmo
l)及びCa−32P)dATP(> 800 C1/lll1ol)はアマ−
ジャム(Amershaa)製であり、BSA−VIP複合体に対するウサギ抗
血清はバー・アスケロフ博士(Dr、Per Askelof) (S B L
、 ストックホルム、スウェーデン)から提供された。抗つサギIgG−ア
ルカリホスファターゼ複合体及び発色試薬BCI P/NBTを含有したイムノ
プロットアッセイキットはパイオーラッド(Bio−Rad)から購入した。
TIRNアーゼはカルビオケム(CalbiocheII)から購入した。
オリゴデオキシリボヌクレオチド
CCGG ATCCATATGCACTCTGA CGCTGTTTTCNCT
G ACA ACTA CACTCGTCTGAN^^^^CAGCTGGCT
(V I P ]オリゴヌクレオチド)AAG^^TTCAGCCGTTC
AG GATAG A GTTCA GGTACTTTNTA A CA GC
CA GCTGT(VIP2aオリゴヌクレオチド)AAGAATTC^^CG
TTTGCCGTTCAGGATAGACTTCAGGTACTTTNTAAC
AGCCAGCTGT (V I P 2 b オリゴヌクレオチド)及びCA
GGGTGAAACGCAGGTCGCCAGCGGC(l a c Z
277−プライマー)
オリゴヌクレオチドをホスホルアミダイト化学〔ファルマシア舎ジーン・アセン
ブラ−
(Pharmaeja Gene Assembler))により自動DNAシ
ンセサイザーで製造し、8M尿素含有ポリアクリルアミドゲル上での電気泳動に
より精製した。オリゴヌクレオチドはそれらがハイブリッド形成プローブ又は配
列決定ブライマーのいずれかとして用いられる場合T4ポリヌクレオチドキナー
ゼを用いることにより〔γ−”2P)ATPで57−ホスホリル化させた〔マニ
アティス、T。
(Maniates、T、) 、 フリッチュ、 E 、 F 、 (
Fritsch、E、F、)及びサンプルツク、 J、 (Sao+broo
k、J、) (1982年)モレキュラー・クローニング:実験マニュアル、
コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリーズ(Cold Spring
)Iarbor Laboratory) 、 コールド・スプリング・ハーバ
−、ニューヨーク〕。
VIPIオリゴヌクレオチド100pa+olを水50.cl中でVIP2a又
はVIP2bオリゴヌクレオチドのいずれか100pIIolと混合し、混合物
を90℃で3分間保ち、約1時間かけて室温まで冷却させた。溶液をpH8,2
の10a+MトリスーHCl、5 wMhil g C12、dCTP、dGT
P及びTTP各50μM、〔α−32P〕dATP (約62. 5pIIol
) 5 un並びに5U/μJl!クレノウボリメラ一ゼ1μgを含有した10
0μgに調製した。15分間後1a+MdNTP混合物(全部で4種のデオキシ
ヌクレオチド5′−三リン酸を含有)10Pgを加え、溶液を室温で15分間イ
ンキュベートした。DNAを10pg/un酵母キャリアtRNA (c tR
NA)1μgの補助でエタノール沈降により沈降させ、10%アクリルアミド−
8M尿素ゲル電気泳動により400Vで2時間精製した(ゲル厚0.4mm)。
ゲルをラジオオートグラフィーに付し、主放射能バンドを切出し、50dNaC
1−0,1%SDS溶液300 ulに37℃で12時間浸漬した。上澄をフェ
ノール抽出し、沈降を液体窒素浴中10ug/ltD c tRNAl、cl、
pH5,2の3M Na0Ac30uρ及びエタノール900μJを加えて行
った。遠心(14,000rpm、3分間)により放射性ペレットを得、これを
エタノールで洗浄し、乾燥し、無菌水に溶解した。
上記のようにして得た放射性Leu17−VIP−DNA 20 po+olを
100a+MNaC1、pH7,,5の50+aMトリスーHC1−10iMM
g CI 2.1 mMD T Tの200μg(高塩緩衝液)中37℃で2
0時間BamHI及びEcoRI各200単位で処理した。反応混合物を60℃
で10分間加熱し、フェノール抽出しく2回)、DNAを上記エタノール沈降(
2回)により水相から回収し、しかる後エタノールで洗浄し、乾燥し、無菌水に
再溶解した。10%アクリルアミド−8M尿素電気泳動による混合物の分析では
二本鎖の約50%のみが開裂され、双方の酵素で開裂されたDNAの分画が約3
0%のみであることを示した。それにもかかわらず混合物をそのままBamHI
−EcoRI開裂pPEXベクターに組み込んでクローニングするため用いた。
pPEX13 2μgを高塩緩衝液20μΩ中37℃で4時間BamHI及びE
coRI 10−10単位で処理した。反応混合物をアガロースゲル(0,5%
)に供し、電気泳動をTAE緩衝液(40a+Mトリスー酢酸、pH7,5の2
dEDTA)生臭化エチジウム存在下60Vで1時間行った。直鎖ベクターバン
ドを切出し、エレクトロエリュージョンに付しくelectroeluted)
、2回フェノール抽出し、エタノール沈降させ、エタノールで洗浄し、乾燥し
た。ペレットを無菌水に溶解した。
上記のようにして得たBamHI−EcoRI開裂pPEXベクター0.2μg
及びBamHI−E c o RI Leu17−VIP−DNA5 pool
をpH7,5の50mMトリス−HC1,10IIIMMgC12,10mMD
TT、1mMA T P及びT4DNAリガーゼ80単位を含有した反応混合物
20μg中15℃で12時間反応させた。反応混合物をJMIOI大腸菌細胞
〔遺伝子型(supE、thi。
Δ (lac−proAB) 、 (F’ traD36、proAB、1
aclqZΔM15))メッシング。
J (Messing、J、)、フレア、 R,(Crca、R,)及びシーバ
ーブ、 P、 H,(Seeburg、P、H,) (1981年)ヌクレイ
ツク・アシッズ・リサーチ、第9巻、第309−321頁〕に凍結ストック〔ハ
ナハン、 D、 (Hanahan、D、)、 DNAクローニング、第1
巻、グローバー、 D、 M、 (Glover。
D、M、) W菜、IRCブレス・リミテッド(IRc PressLitiL
ed) (1985年)、第109−135頁、プロトコール3〕を用いて組
み込み形質転換させた。アンピシリン耐性コロニーを32P標2V I P 1
オリゴヌクレオチドプローブでコロニーハイブリッド形成〔グランスタイン、
M、 (Grunstein、M、)及びホグネス、D、S。
(Hogness、D、S、) (1975年)プロシーディング・オブ・ナシ
ョナル・アカデミ−・オブ・サイエンスUSA。
第72巻、第3961−3965頁〕に関して選択した。
コロニーの約80〜9096はVIPa及びVIPb変異体の双方に関してこの
試験で陽性であった。−双方の系の120コロニーをプラスミド製造及び配列決
定用に取出した。
プラスミド製造及び配列決定
単一コロニーを100μg/mlアンピシリン含有LB培地3mlに播種し、培
地を37℃で12〜16時間振盪した。プラスミドDNAを迅速なアルカリ抽出
操作で製造した〔バーンボイム、 H,C,(Birnboim、H,C,)及
びドリー、 J、 (Doly、J、) (1979年)ヌクレイツク・ア
シッズ・リサーチ、第7巻、第1513−1523頁〕。
プラスミドDNAをpH8,0の101トリス−MCI。
1iMEDTA含有溶液100μg中37℃で30分間TIRNアーゼ5単位で
更に処理し、しかる後フェノール抽出及びエタノール沈降した。ペレットを無菌
水30μgに溶解した。
ジデオキシヌクレオチド配列決定は〔ホン、 G、 F。
01ong、G、P、) (1982年)バイオサイエンス・リボーツ(Bi
oscience Reports)、第2巻、第907頁で〕記載のようにs
′、−32p−ホスホリル化1ac Z 27?−配列決定ブライマー(0
,25pcol)及び熱変性を用いてHindln直鎖化プラスミド鋳型(0,
2〜0゜4μg)上で行った。24クローンに関する配列決定反応も同時に行っ
た。
pPEX !、eu’−VIPアナログプラスミドで形質転換された大腸菌JM
IOI細胞を0. 1g+g/mlアンピシリン含有LB培地1ml中25 O
rpmで振盪しながら37℃で増殖させた。細胞密度がA−600no+で0.
5に達したとき、細胞をI PTGの添加(最終濃度’2. 5tsH>及び3
7℃、250rp11で4時間の振盪によるか又はラクトースの添加(最終濃度
1%)及び25 Orpmで20時間の振盪のいずれかで誘導した。誘導後細胞
をエッペシドルフ(Eppendorr)遠心機中12000rpImで1分間
の遠心により回収し、溶解緩衝液(pH6,8の0.125Mトリス−MCI、
:30%グリセロール、2%SDS。
6M尿素及び1M2−メルカプトエタノール)300μg中100℃で3分間か
けて溶解させ、非誘導抽出液30μg及び誘導抽出液30μgをレムリ、 U
、 K。
(Laea+mli、U、に、) (1970年)ネーチャー、第227巻。
第680−685頁に従い5DS−10%ポリアクリルアミドゲル上でランさせ
て、ゲルのクマシープリリャントブルー染色で示されるタンパク質発現の程度を
モニターした。ゲルから評価されるように、発現融合タンパク質の量は全細胞タ
ンパク質の60%以上であった。
β−ガラクトシダーゼ−Leu’−VTPアナログの免疫学的認識/検出
非誘導サンプル6μg及び50倍希釈誘導サンプル6μgをパラレルに5DS−
10%ポリアクリルアミドゲル上でランさせ、ゲルの半分をクマシーブリリャン
トブルーで染色し、ゲルの他の半分をニトロセルロース紙上でエレクトロプロッ
トした(electroblotted)。プロットされたニトロセルロース紙
をBSA−VIPに対する抗体を含有したポリクローナルウサギ血清と共にイン
キュベートし、イムノプロットを製造者の指示に従いヤギ抗つサギIgG複合化
アルカリホスファターゼ及びBCIP/NBT発色溶液(バイオ−ラッドイムノ
アッセイキット)による処理で展開した。非常に強い免疫染色を融合タンパク質
含有Leu’−VIPアナログに関して得た。
発現されたβ−ガラクトシダーゼ−Leu’−VIPアナログ融合タンパク質の
1g規模精製
p P E X Leu17−VIPアナログプラスミドを有する大腸菌JMI
OI細胞を0,1■/mlアンピシリン含有LB培地1ml中37℃で振盪した
(25Orpm ) o 600nmにおける吸光度が0.5に達したとき、細
胞をラクトース(最終濃度1%)で誘導し、37℃、25 Orpmで20時間
振盪した。誘導後細胞を4℃、2000Xgで10分間遠心により回収し、pH
7,6のTBS40mlで洗浄し、10IIINPMSF及び0.5gMEDT
A含有TBS30mlに再懸濁した。次いで細胞懸濁液を凍結解凍し、ブランラ
ン(Branson)超音波機で超音波処理しく5回の1分間破壊)、シかる後
4℃、17000Xgで30分間遠心した。融合タンパク臂含有ベレットをゴデ
ル、 D、 V、 (Goeddcl、D、V、)う(1979年)PN
AS(USA)、第76巻、第106−110頁に従い1%2−メルカプトエタ
ノール含有6M塩化グアニジウム50m1中でホモゲナイズし、60000Xg
で60分間遠心した。融合タンパク賞を含有した透明コハク色上澄を6M塩化グ
アニジウム−1%2−メルカプトエタノールで100m1まで希釈し、TBS1
72mlを激しい攪拌下で滴下して融合タンパク質のほとんどを沈降させ、その
一方で宿主タンパク質のほとんどを溶液中に残留させた。スラリーを10℃、1
10000Xで30分間の遠心前に室温で30分間攪拌した。こうして得られた
ベレットはβ−ガラクトシダーゼ−Leu’−VIPアナログ融合タンパク質の
ほとんどを含有している。
融合タンパク質のCNBr開裂
部分的に精製されたβ−ガラクトシダーゼ−Leu’−VIPアナログ融合タン
パク質を70%ギ酸25m1中にホモゲナイズで溶解させ、CNBr1.5gを
沈降物1g当たりで加えた。溶液を室温で70時間攪拌し、しかる後ロータベー
パー(Rotavapor)を用い減圧下室温で蒸発させた。メタノール中50
gMM C120mlを残渣に融合タンパク質1g当たりで加え、室温で一夜攪
拌した。次いでスラリーを4℃、2000Xgで10分間遠心し、上澄を回収し
た。
Leu’−VIPアナログ含有上澄を1)−凍結乾燥し、Leu’−VIPアナ
ログ含有残渣を1%TFAに溶解し、HPLC(CIB−ボンダバック(Bon
dapak)、逆相)で精製するか又は2)HPLCステップ前に下記のような
次の精製に付した;−Leu’−VIPアナログ含有含有酸性メタノール面体N
a C1(0,2g/ml)及び4倍容量の水冷ジエチルエーテルを加えた。
沈降物(Leu17−VIPアナログ含有)を焼結ガラスロート(孔径Nα3)
で回収し、IM酢酸5mlによる洗浄で溶解させた。溶解されたLeu17−V
IPアナログをセファデックス(Sephadex) G 25カラム(70長
、2cm径)で脱塩し、1%TFAで溶解前に凍結乾燥し、HPLC上1%TF
A中20〜40%アセトニトリル直線勾配で精製した。Leu’−VIPアナロ
グを33%アセトニトリルで溶出させた。次いで精製されたLeu’−VIPア
ナログを生化学及び生物アッセイ系で試験した。
例: V I P a (X−Thr、Y−Arg、Z −Lys、W−Gly
)融合タンパク質β−ガラクトシダーゼ−VIPaを0.1■/ mlアンピ
シリン含有LB培地1g中で発現させ、前記のように精製した。融合タンパク質
をCNB rで開裂し、こうして得られたVIPaを前記のように更に精製し、
下記アッセイ系で試験した:1)ラジオイムノアッセイ(RI A)2)ラジオ
レセプターアッセイ
3) 3’ 、 5’ 一環式A M P産生の促進4)インビボでネコに
おける炭酸水素分泌1)ラジオイムノアッセイ(RI A)ベニンジュラ・ラボ
ラトリーズ
(PennlnsuIa Laboratories) (U S A )か
ら購入したVIP−RIAキットにおいて、組換えVIPaは製造者の推薦に従
いファーレンクラッグ、 J、 (Pahrenkrug。
J、)及びシャツアリトッキ−・デ・ムカデル、0゜(Schaffalftz
ky De Muckadell、0.) (1977年)ジャーナル・オブ
・ラボラトリ−・アンド・クリニカル・メデイシン(Journal orLa
boratory and ClinicalMCllnical 、第89巻
、第1379−1388頁の方法に基づき測定した場合VIPとして認識される
。
2)ラジオレセプターアッセイ
ラジオレセプターアッセイをラット大脳皮質由来膜上でクロラミン−Tヨウ素化
1251− V I P (ハルテン。
G、 (Hat!den、G、)ら(1986年)レジ・ペブ(Reg、Pep
、)、第16巻、第183−188頁〕を濃度0.5nMで用いて行い、アベン
ス、 J、 (Abens、J、)ら(1984年)ベブタイデス、第5巻
、第375−377頁で記載されるようにブタ腸由来精製VIP及び大腸菌由来
組換えVIPaによる標識VIPの置換について試験した。組換えVIPaの親
和性はブタ腸から精製されたVIPの場合と同一の実験誤差範囲内、即ち平衡状
態で1.5〜1.8nMのKd値であったが、但し組換えVIPaはVIPレセ
プターにおける窩アフィニティリガンドであり、他の起源から得られたVIPの
場合と識別しえない程度に結合した。
3) 3’ 、 5’ 一環式A M P合成の促進ラット大脳皮質組織片
中における3’ 、 5’ 一環式A M P (c A M P )合成
のブタから精製されたVIP及び組換えVI Paによる促進に関して試験し、
2)の結果によるとVIPレセプターのリガンドである組換えVIPaが作動剤
又は拮抗剤として挙動するのか否かについて確立した。実験は下記のように行っ
た:ラット大脳皮質片(0,4mmX0.4mm)をクレブス・リンガース(K
rebs Rlngers)炭酸水素緩衝液中で前インキュベートし、10mM
テオフィリン(ホスホジェステラーゼ阻害剤)存在下36℃で60分間02/C
02(95%15%) (V/V)を吹き込んだ。次いで組織片をブタVIPの
場合濃度10.50.1100n、1及び10μMで10分間並びに(1)で評
価された)組換えVIPaの場合濃度10.50.100及び300nMで10
分間にわたり総容11600μρ中でインキュベートした。インキュベートをE
GTA (100mM)溶液150μgの添加で終結させ、しかる後試験管を沸
騰水浴中に3分間おいた。c A M P含有率をブラウン、B。
L、 (Brovn、B、L、)ら(1972年)アドバ・サイクル・ヌクレ・
リサ(^dv、cycl 、Nucl、Res、)、第2巻、第25−40頁に
従い測定した。その結果は、10分間のインキュベート時間で組換えVIPaが
c A M Pレベルを増加させ、このためVIPの生理作用を媒介すると考え
られるVIPレセプター結合アデニル酸シクラーゼにおいて作動剤として作用す
ることを示している〔ロステン、W。
H,(Rostene、W、H,) (1984年)ブログレ・ニューロバイオ
o (Progr、Neurobiol 、)、第22巻、第103−129頁
参照〕。
4)VIPaの生物活性
組換えVI Paの生物活性をマットV、及びソーダーバーブ、 U、 (So
derberg、U、) (1959年)アーキブ・ケム(Arklv Ket
x) 、第15巻、第63−68頁に従いネコ膵臓からの炭酸水素分泌促進に関
してもインビボアッセイで試験した。
組換えVIPa (16μg注入)はこのアッセイでブタVIPと比較し約70
%有効であった。
組換えVIPbはこのアッセイにおいて同様の濃度で試験した場合少なくともブ
タVIPと同じくらい有効であった。
Φ = \
国際調査報告
lamIIm++@+uu^e−1−(s11@ll5=、PCT/SEa81
00696
Claims (6)
- 1.Leu17−VIP(バソアクティブ・インチステイナル・ポリペプチド) の個々のC末端伸長アナログ群の同時産生方法であって、上記群が下記アミノ酸 配列を有する同鎖長ペプチド: 【配列があります】 〔上記式中XはThr、Ser、Pro又はAlaを表す;YはThr、Lys 、lle又はAlaを表す;ZはThr、Lys、lle又はArgを表す;及 びWはGly又はGly−Lys−Argを表す〕及びLeu17−VIP−W 29アナログであってかつ該方法を実施した場合に変異から生じる同鎖長ペプチ ドからなり、該方法が下記のステップで特徴付けられる方法:合成に際してLe u17−VIPの7及び14位におけるアミノ酸残基についてコードするトリプ レットが不確定に作られかつ3′末端にいくつかの同一塩基を有する同鎖長オリ ゴヌクレオチドの第一混合物を同時に合成する;合成に際してLeu17−VI Pの20位におけるアミノ酸残基についてコードするトリプレットが不確定に作 られかつ3′末端にいくつかの同一塩基を有する同鎖長オリゴヌクレオチドの第 二混合物を同時に合成する(これらは第一混合物中におけるオリゴヌクレオチド の3′末端でいくつかの塩基と相補的である); 上記第一混合物を上記第二混合物と混合し、それによって第一混合物のオリゴヌ クレオチドの3′末端におけるいくつかの塩基が第二混合物のオリゴヌクレオチ ドの3′末端におけるいくつかの塩基とアニーリングして部分的二重鎖同鎖長D NA配列の混合物を生じさせ、しかる後完全二重鎖DNA配列に酵素変換する; 3′末端に第一酵素開裂部位及び5′末端に第二酵素開裂部位を有する二重鎖D NA配列の上記混合物を同時又は連続的に第一及び第二酵素による開裂に付して 、同様に開裂されたベクターの5′及び3′末端に結合可能な3′及び5′末端 のあるDNA配列を製造する;こうして開裂されたDNA配列をこうして開裂さ れたベクターに結合押入してベクターの混合物を製造し、しかる後それ自体公知 の方法で宿主に組み込んで形質転換させる; 上記宿主を増殖させてコロニーを形成し、これを1つずつ分析して単一タンパク 質についてコードするDNA配列を確立し; 同定されたタンパク質コード配列(そのC末端部分は個々のLeu17−VIP −W29アナログに相当する)を有するベクターを含む宿主を発現条件下で別々 に増殖させ、しかる後別々に発現されたタンパク質が開裂されて上記個々の同鎖 長ペプチド群を形成するC末端Leu17−VIP−W29アナログを放出させ る。
- 2.WがGlyを表し、本方法を実施した場合に変異から生じるLeu17−V IP−W29アナログが:【配列があります】 である、請求項1に記載の方法。
- 3.WがGly−Lys−Argを表し、本方法を実施した場合に変異から生じ るLeu17−VIP−W29アナログが:【配列があります】 である、請求項1に記載の方法。
- 4.ベクターがプラスミド、宿主は大腸菌である、請求項1〜3のいずれか一項 に記載の方法。
- 5.下記アミノ酸配列を有するペプチド:【配列があります】 〔上記式中XはThr、Ser、Pro又はAlaを表す;YはThr、Lys 、lle又はAlaを表す;ZはThr、Lys、lle又はArgを表す;及 びWはGly又はGly−Lys−Argを表す〕並びに 【配列があります】 及び 【配列があります】【配列があります】及び【配列があります】 (上記においてすべてのアミノ酸残基はL配置である)からなる群より選択され ることを特徴とするLeu17−VIPのC末端伸長アナログ。
- 6.Leu17−VIPのC末端伸長アナログについてコードする遺伝子を含む プラスミドであって、請求項5で記載されるLeu17−VIPのC末端伸長ア ナログについてコードするDNA配列で特徴付けられるプラスミド。
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