JPH04502014A - 結晶性r―h―gm―csf及びその製造方法 - Google Patents
結晶性r―h―gm―csf及びその製造方法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】
結晶性R−H−GM−C3F及びその製造方法本発明は組換えヒト顆粒球−マク
ロファージコロニー刺激因子(r−h−GM−C3F)、及び特にその結晶型に
関する。
コロニー刺激因子とは、イン ビトロでを髄及び赤血球系の造血原細胞の生存、
増殖及び分化に必要な蛋白質のグループを意味する:メトカーフ、D、(Mel
cill。
Dl、造血コロニー刺激因子(The 1lesopoielic Co1oa
7 S目−mleliB Factors) 。
エルセヴイ乙 アムステルダム、1984年;メトカーフ、 D、(Mrles
lf、 D、)。
サイエンス(ScieIIce) 、229巻、第16〜22頁、1985年;
メトカーフ、D、(Metctll、D、) 、ブラッド(Bfood) 、6
7巻、第257−267頁。
1986年;及びクラーク、S、 C,ら(C1s+に、 S、 C,、el
*1.) 、サイエンス(Science) 、236巻、第1229〜123
7頁、1987年。顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子(GM−C3F)
は、顆粒球及びマクロファージのそれらの前駆細胞からのコロニー産生を刺激す
ると共に、多能性腺細胞の成長及び分化を促進する。
さらに、GM−C8Fは成熟した効果器細胞の種々の作用活性を高めることがで
き〔モースチン、G、らfMo+5tyn、 G、、 cl sl、) 、キャ
ンサーリサーチ(Csncet Res、 ) 、48巻、第5624〜563
7頁、1988年、に概説〕、を髄白血病細胞の分化を促進することができる〔
トモナガ1M、、ら(Tosonsgz。
M、、el 11.) 、ブラッド(Bfood) 、67巻、第31〜36頁
、1986年〕。
ヒトGM−C3Fは天然の材料から精製されているが〔ガッソン、J、C,、ら
(Gssson、1. C,、tl *1.) 、 サイエンス(ScieIl
cり 、226巻、第1339〜1342頁、1984年〕、製造された量が少
なく、その物理化学的及び生物学的性質の詳細な特性表示はなされていない。ヒ
トGM−C3Fをコード化する相捕的DNAのクローニング並びに、バクテリア
及び哺乳動物の細胞宿主中におけるその発現は、精製された組換え蛋白質の大量
生産を可能にしている〔グリーンバーブ、R1ら(G+eenbe+1. R,
、cl at、) 、 カレントミクロバイオロジイ(Cwu。
1lIic+@、) 、17巻、第321〜332頁、1988年;バージニス
、A、 W、ら(BuIe■、^ W、、el sl、) 、ブラッド([1f
ood) 、69巻、第43−51頁。
1987年;及びり−、F、らILet、F、、cl *1.) 、 プロシー
ディングスオブザナシタナルアカデミイオブサイエンスU S A (P「o、
N11. At暑d、 Sci、 113^)。
83巻、第3101〜3105頁、1985年〕。
イン ビトロの生物学及び動物モデルにおけるGM−C3Fの活性(メイヤー。
P、らfMBer、 P、、 el sl、) 、ブラッド(Bfood) 、
70巻、第206〜213頁、1987年、及びドナヒ:x 、R,E、ら(D
onIhwe、 R,E、、 el rl、) 、ネイチャー (Ns1w+e
) 、321巻、第872−875頁、1986年〕に基づき、組換えGM−C
3FによるフェーズI/II臨床試験がを髄形成異常症候群(バドハンーラジ、
S、ら(YtdhI*−R*i、S、、rl Il、) 、 =ユーイングラン
ドジャーナルオブメデ4 ス:/ (N、 EIlgl、 1. Med、)
、317巻、第1545〜1551頁。
1987年〕、後天性免疫不全症候群〔グループマン、J、E、ら(G+oop
su。
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癌〔ブランド、S、J、ら(Brsadl、S、J、、 elll、l、−s−
イングランドジャーナルオブメディスン(N、 EBl、I、 Med、) 。
318巻、第869〜876頁、1988年フにおいて開始されている。
ヒトGM−C3Fの完全な蛋白質配列は127アミノ酸から成り、2個のジスル
フィド結合を形成する4個のシスティン残基を含む〔リー、F、ら、(L!e、
F、。
el象1.)、 プロシーディングスオブザナショナルアカデミイオブサイエン
スUSA (Plot、 N511. Ac1d、Sci、 LISA)、83
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++imthe+、 I、 L、 tl tl、) 、バイオケミカルジャーナ
ル(BiochelI+、) 、247巻、第195〜199頁、1987年】
。物理学試験から、ヒトGM−C3Fはアルファらせん及びベータ板状構造の両
方を含む小型の球型蛋白質であることが示されている〔ウィングフィールド、P
、ら(WiB+1eld、P、、el Il、) 、ヨーロピアンジャーナルオ
ブバイオケミストリイ(Eu、1. Bioehem、) 、173巻、第65
〜72頁、1988年〕。
本発明者らは今回、結晶性のヒト組換えGM−C3Fを得た。本発明の結晶性G
M−CSFは好ましくは、N−末端メチオニンを欠き80位にメチオニンを有す
る完全なヒト組換えGM−C3Fである。本発明者らは該結晶性r−h−GM−
C3Fがその活性を完全に保持していること、すなわち水性の系での再溶解に際
して結晶の製造に使用したr−h−GM−C3F原料と本質的に同等の活性をそ
れが持っていることを証明した。本発明者らはまた、X線結晶学解析により該結
晶の特性表示も行なった。好ましくは、該結晶性GM−C3Fはグリコジル化さ
れておらず、大腸菌(E、eoli)に由来するものである。好ましい態様にお
いては、本発明で使用するr−h−GM−C3Fは以下の完全なアミノ酸配列を
有する:
(H) Ala Pro Ala Arg Ser Pro Ser Pro
Ser Thr(10)Gln Pro Trp Glu His Val A
sn Ala lle Gin(20) Glu AlaMet Phe As
p Leu Gln(50) Glu Pro Thr Cys Leu Gi
nMet Met(80) Ala Ser His Tyr Lys Gln
His Cys Pr。
Pro(90) Thr’Pro Glu Thr Ser Cys Ala
Thr G1n11e(100) lle Thr Phe Glu Ser
Phe Lys Glu AsnLeu(110) Lys Asp Phe
Leu Leu Val Ile Pro PheAsp(120) Cys
Trp Glu Pro Val Gin Glu (OH)本発明はさらに、
GM−C3F、とりわけr−h−GM−C3Fの溶液を、該GM−C3F溶液を
より濃縮してGM−C5F結晶を形成させる第2溶液に対して平衡化することを
含み、平衡化された該GM−C3F溶液が分子量が約8.000のポリエチレン
グリコール及び40ないし250曙g/mlのGM−C3Fを含有する、GM−
C3F結晶の製造方法を含む。好ましくは、この平衡化は徐々に、例えば5ない
し30日間かけて起こる。
本発明の方法は、r−h−GM−C3F若しくは上記のアミノ酸配列を有するG
M−C8Fの使用に限定されるものではない。本方法は種々の形態のGM−C9
Fに(例えば、グリコジル化GM−CSFでも非グリコジル化GM−C8Fでも
よく、それが属する哺乳動物種に関係なく、またそれがリーダー配列を持つかど
うかにかかわらず)使用してもよい。突然変異GM−C3F及び対立形質のGM
−C3Fを使用してもよい。好ましくは、グリコジル化された形態のGM−C3
Fを、結晶化に先立ってクロマトグラフィーにかけ、一定の分子量を得るであろ
う。しか;−ながら最も好ましくは、本発明の方法で使用するGM−C3Fは大
腸菌(E、colt)に由来し、N−末端メチオニンを欠き80位にメチオニン
を有する完全なヒト組換えGM−C3F、例えば上記の完全なアミノ酸配列を有
するr−h−GM−C3Fである。
平衡化の適当な方法としては、透析、限外濾過(例えば、ダイアフィルトレージ
ョン)若しくは液滴の使用(例えば、水滴の垂下あるいはサンドイッチ処理)が
含まれる。平衡化はGM−C3F溶液よりも濃度の高い適当な溶質の第2溶液に
より実施してもよい。特に好ましい方法はr−h−GM−C8Fをポリエチレン
グリコール溶液に対して平衡化することであり、このPEGは好ましくは分子量
が約s、oooである。
好ましい態様においては、適当なバッファー、例えばpH6,5ないし8.5の
もの、とりわけpH7,0ないし8.0のリン酸ナトリウム、及びポリエチレン
グリコール(PEG)、好ましくはPE(、−8,000によるGM−C3Fの
純粋溶液を、好ましくは同じPEGによる、より濃度の高いPEG溶液に対して
平衡化させる。該バッファーの濃度は幅広い範囲、例えば約1++Mないし1.
000mMが可能であるが、好ましくは10ないし4005M、とりわけ16な
いし320霧Mである。適当な温度、例えばちょうど溶液の凝固点以上から20
℃まで、好ましくは0〜10℃で数日間平衡化した後、通常結晶が形成されてい
るであろう。このような結晶をその後のGM−C3F結晶のバッチ用の種晶とし
て使用することができる。
実験手順
(E、coli)の周辺庫形質中に発現させた〔グリーンバーブ、R1ら(G+
e!nbcB。
R,el 11.)、カレントミクロバイオロジイ(Cwrr、 Mic+o、
)、17巻、第321〜332頁、1988年〕。r−h−GM−C3Fの発現
のための他の方法を用いることもできる;例えば、リーら(Lee sl 薯1
.) 、ブσシーディングスオブザナシ3ナルア力デミイオブサイエンスUSA
(PTIIC,N11l ^ttd、 Sei、 IIS^)。
82巻、第4060〜4064頁、1985年、の方法等がある。ヒトGM−C
3Fは先に述ヘラれテイルヨうに(国際出願PCT/US 88102294゜
ンエリング・コーポレーシヨン及びトロツタ、P、P、ら(TTOIIl、P、
P、、5la1.l、WO39100579aして1989年1月260国際公
開、1987年7月1611出願の米国出願第074,410号に対応)、通常
のクロマトグラフィーによって精製し、その後0.1%トリフルオロ酢酸中27
〜72%のアセトニトリル勾配を用いてレイニンダイナマソクス(R>1iin
Dynimo) −300人C−4カラムIZの逆相高速液体クロマトグラフ
ィー(HI) L C)にかけた。
X線解析に適した結晶は、水滴の垂下若しくは水滴のづンドイッチ処理のいずれ
かを用いる蒸気拡散実験によって得た。水滴の垂下には、10%ポリエチレング
リコール8.000 (PEG−8,000)及び16sljリン酸ナトリウム
。
pH8,0中に20 mg/’mlの蛋白質を含有する20μmの水滴をリンプ
ロ(Linb+o)プレート」−に逆に置いたシリコン処理カバーグラスから垂
下させた。
これらの水滴は1 wlcJ) 16 dリン酸ナトリウム、p++8.0中2
0%PEG−8,000に対して平衡化した。4℃で10〜15Lj間の後、最
大2. 0IIIIXO,60mmx Q、]、 0關までの寸法の斜方晶系結
晶が得られた。あるいは、水滴の号ンドイノグー処理による蒸気拡散実験には、
100伺)EG−8,000及び161リン酸ナトリウム、pH8,0中に20
mg/mlの蛋白質を含有する20μmの水滴を、16dリン酸す]・リウム、
pH3,0中における20%P E G −8,0001+slに対して平衡化
した。4℃で15〜20日間の後、同しような一般形態及びサイズの結晶が出現
した。各処理において、結晶は6.5ないり、、8.5のpi範囲、好まし、く
は7.0〜80で生した:本発明nらはpH8,0において最も良好な結晶を得
た。
X線試験のために、結晶をガラスキャピラリー中に据え付け、22℃で、40k
V及び100−^で作動する。リガク(Rigikw) RU =300回転ア
ノード発生器からのCuKα放射線を用いてプリセツションカメラで撮影した。
完全な生のデータセットは同じ放射線源を用いたニコレット(Nicolel)
X−100Aエリア探知器に収集した。
水滴垂下法により製造されたもの及び水滴サンドイッチ処理法により製造された
ものを含む、幾つかのバッチの結晶をX線解析にかけ、空間群及び単位格子サイ
ズに関して矛盾のない結果を得た。この結果は後で述べる。
本発明の結晶性GM−C5Fは、従前のGM−C5F材料が医薬用製剤、例えば
GM−C3Fのデボ製剤等に使用されてきたのと基本的に同様の方法で使用する
ことができ、GM−C3Fの一日用量が0.1μg/kgないし100μg /
k tの投与になるように設計してもよい。このような製剤は医薬上有効な量
の結晶性GM−C3Fを通常の医薬上許容し得るキャリアーとともに含有する。
個々の結晶を垂下水滴からンリンジで抽出した後、4℃で20%PEG3.00
0及び16請關リン酸ナトリウム、pH7,5から成る洗浄溶液100μm中に
再!Lllliシた。該懸濁液を遠心分離し、洗浄溶液をパスツールピペットで
除去1.た。洗浄した結晶を25℃で、100μIの20mMリン酸ナトリウム
。
pH7,5,0,15M塩化ナトリウム中に再溶解した。
蛋白質測定及び再溶解した結晶溶液によるKG−1細胞系を用いての細胞増殖ア
ッセイ〔モスマン、 T、J、(Monuv、 T、1.) 、ジャーナルオブ
イミュノロジカルメソッヅ(louul at Irswno、 Method
+) 、65巻、第55〜63頁。
1983年〕から、2.7X108ユニット/mgの特異活性が得られた。この
値は、結晶化以前の元のG M −CS F製剤について得られたものと同等で
あり、当アッセイの精度限界内(通常、2X10 ないし3X10’ユニツト/
町の範囲内)にある。
2、 1iPLc
分析m高速道WIG体クロマトグラフィーを、再溶解した結晶溶液の一部を、ウ
ォーターズ社(W+Iu+)製分折用iI P L C系上に30分間かけて2
7%アセト二1−リル 0.1%トリフルオロ酢酸から72%アセトニトリル、
0.1%トリフルオロ酢酸の線型勾配を用いてレイニンダイナマソクス(Rii
nin Dynxma+) C8ワイドボア(4,6vsX25c+1)カラム
にかけて行なった。0.02アブソ一バンス単位の感度のギルマン?I: (G
i1+on’l製可変式波長検知器セットを28On11でピークのモニターに
使用した。再溶解結晶溶液及び結晶化前の元のGM−C3F製剤の保持時間及び
クロマトグラフィーパターンは同一であった。
上記の1.及び26 から、結晶化若しくは再構成の間に該蛋白質に何らかの化
学的変化若しくは何らかの変性が起きたと考えるような理由は明らかにない。
3 X線回折分析
X線回折データは最初にエリア検出器を用いて2.8への分解能で収集した。
振動フレームは0.25°に設定し10分間測定l、た。総計6,797の反射
を測定した。これらは3,841の独特の反射に合併整理された。強度データの
指数化及び積分はXENGEN処理プログラムを用いて行なった(ハワード。
A、J、ら(Hovud、A 1.、el gl、) 、ジャーナルオブアプラ
イドクリスタログラフィ(1^+lp1. C+y+l+llog+、 ) 、
20巻、第383〜387頁、1987年〕。
30人のデータに対するRsym値(1に基づく)は0.087であった。デー
タは旦−126,9±2人、共=47.4±1人及びc−=59.1±1人の斜
方晶系で指数化した。空間群P2,2,2.は、h=2旦+1であるhoo、に
=2n+lであるoko、及び1=2n+lであるoolの各反射の系統的欠如
によって特定化した。その後のGM−C3Fのxvaプリセツション写真は該空
間群及び単位格子寸法を確認するものであった。該結晶は室温で少なくとも3日
間はX@に安定であり、2.5人若しくはより良好な分解能で回折する。
使用した結晶性r−h−GM−C3FのcDNAから予想される14./+77
ダルトンの分子量に基づき〔リ−1F、ら(1,u、 F、、 el +1.)
、プロシーディングスオブザナショナルアカデミイオブサイエンス(Ptoc
、NJIl、At5d、5ciUS^)、83巻、第3101〜3105頁、1
985年]、結晶学的非対称単位あたり2若しくは3分子に対するVmのj1算
値〔フシ。1−ズ、B、W。
(Mxllhev+、B、 L) 、ジャーナルオブモリキュラーバイオロジ4
(1,N61゜Biol、l、33巻、第491〜497頁、1968年〕は
それぞれ3.07、及び2.05である。部分固有容積を0.724C−、/g
と仮定すると〔ウィングフィールド、P、ら(WiBtitl+1. P、、e
l sl、) 、ヨーロビアンジャーナルオブバイオケミストリイ(Eu、]、
Riochn、 l、173巻、第65−72頁、1988年〕、これらの値は
それぞれ59%及び39%の溶媒容積画分に対応する。結晶学的非対称単位あた
り1及び4分子に対する対応するVm値はそれぞれ6.14及び1.53である
が、これらは蛋白質について通常観、察される限界をはるかに逸脱している。そ
れゆえに、該蛋白質は非対称単位中に2若しくは3分子のいずれかずつ結晶して
いるらしい。エリア検出器に収集された生データを用いて計算された自己回転関
数は、非結晶学的な2倍若しくは3倍の軸は示さなかった。
手続補正書
平成 3年12月 60
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 結晶性ヒト組換えGM−CSF。 アミノ酸配列 【配列があります】 を有する、請求項1記載の結晶性GM−CSF。 3.GM−CSFの溶液を、該GM−CSF溶液をより濃縮してGM−CSF結 晶を形成させる溶液に対して平衡化することを含み、ここにおいて、平衡化され た核GM−CSF溶液が分子量約8,000のポリエチレングリコール及び40 ないし250mg/mlのGM−CSFを含有する、結晶性GM−CSFの製造 方法。 4.該平衡化が限外濾過あるいは透析、若しくは液滴の使用によって実施される 、請求項3記載の方法。 5.該平衡化が水滴の垂下若しくはサンドイッチ処理によって実施される、請求 項3若しくは4のいずれかに記載の方法。 6.r−h−GM−CSFの溶液がポリエチレングリコール溶液に対して平衡化 される、請求項3ないし5のいずれかに記載の方法。 7.該ポリエチレングリコール溶液中のポリエチレングリコールが約8,000 の分子量を有する、請求項6記載の方法。 8.該GM−CSF溶液が適当なパッファーを含み、該ポリエチレングリコール 溶液中のポリエチレングリコールの濃度が該GM−CSF溶液中よりも高い、請 求項6若しくは7のいずれかに記載の方法。 9.該バッファーのpHが6.5ないし8.5である、請求項8記載の方法。 10.結晶性ヒト組換えGM−CSF及び医薬上許容しうるキャリアーを含む医 薬用組成物。
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