JPH04502907A - 抗トロンビン - Google Patents
抗トロンビンInfo
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- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
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】
抗トロンビン
本発明は、新規な抗トロンビン、そして特に、ヒル(lee ch)組織及びヒ
ル分泌由来の抗トロンビンに関する。
ヒルジンは、良く知られそして十分に特性の分かったポリペプチドであり、トロ
ンビンに対し特異的であることが分かっており、ヒルド メジシナリス(旧ru
d。
medicinalis)の一種のヒル由来の抽出物である。このポリペプチド
は、やや低分子量(約7000)であり、65アミノ酸で構成されている。ヒル
ジンの第1のアイソホーム(isoform)の配列は、ドツト、ミュラー、シ
ーミュラー、及びチャン(Dodt、 Muller、seemuller、
and Chang) [ヒルジン、「トロンビン−特異的阻害剤の完全アミノ
酸配列」 (“The complete amino acid 5eque
nceof hirudin、a抽rombin−specific 1nhi
bitor”)、FEBS 165 (1984):pp180−184)によ
って、次のとおり決定された。
20 25 3G
2つのヒルジンの変種も又特性が決定され、アミノ酸配列が決定された。第1の
変種は、ドツト、マチレイト、シーミュラー、マシェラー、及びフリッブ(Do
dt。
Machleidt、Seemuller、Maschler and Fr1
tz) [rヒルジン、アイソインヒビターの単離及び特性並にヒルジンPAの
配列分析J (”l5olation andcharacterisatio
n of hirudin 1soinhibitors andsequen
ce analysis of hirudin PA″)、バイオワ1ケミ・
ホッペザイラ−Ria1. chem、Hoppe−3eyler)、367(
1986)pp803−811コに述べられている。
この変種は、上記のものと次の点で異なる:l1位置位置−val−に替えて、
−11e−2、位置2の−val−に替えて、−thr−3、位置24の−gl
n−に替えて、−1ys−4、位置33の−asp−に替えて、−asn−5、
位置35の−glu−に替えて、−17s−6、位置36の一17s−に替えて
、−gly−7、位置47の一1ys−に替えて、−asn−8、位置49の−
gln−に替えて、−glu−9、位置53の−asp−に替えて、−asn−
第2の変種は、ハーベイ、デグリセ、ステファ二、ジャンパー等(Harvey
、 Degryse、 5tefani、 Schamber等、[[吸血ヒル
、ヒルド メジシナリスからの抗凝固ヒルジンをコードするcDNAのクローニ
ング及び発現」(“Cloning and expression of a
c DNA codingfor the anti−coagulant
hirudin from thebloodsuckjng 1eech、
Hirudo medicinalis″)、プロ、ナショ、アカデ、サイエン
(Proc、Nat、Acad、sci、)U、S。
A、(2986)、pp1084−10883に述べられている。これは、位置
lから32までは、最初に述べた変種と同一であり、最初に述べたヒルジンとは
、次の相違がある。
l、位置33の−asp−に替えて、−gln−2、位置35の−glu−に替
えて、−1ys−3、位置36の一1ys−に替えて、−asp−4、位置53
の−asp−に替えて、−gln−5、位置58の−glu−に替えて、−pr
o−6、位rlL62の−g l U−に替えて、−asp−7、位1t64の
一1eu−に替えて、−asp−8、位置65の−gln−に替えて、−glu
−上記したように、ヒルジンは、ヒルド メジシナリスHirude medi
cinalis)種のヒル由来であった。ヒルディ哺乳網の血液で育つことがで
きる点において類似している。しかし、ヒルディナリアは、ヒルド メジシナリ
スよりも進化論的により進んでいる。ヒルの最初の種の分泌、物中に存在する活
性物質が、他の種で見出されそうかどうか、又、(もし類似の活性の物質が見つ
かったとしたら)、それらが、実質的に同一のアミノ酸配列を持つか又は、極立
った異なるアミノ酸配列を持つかということをある確率で予測することはできな
い。
我々は、ここに、次のアミノ酸配列を存する抗トロンビmanillensis
)由来の新規抗トロンビンを単離した。
ここで、X、Y及びZの各々は、どのようなアミノ配残基を示し、Dは、cys
又はp r’oを示し、Eは、glu又はasp又はhisを示し、Fは、as
p、trp又はlysを示し、そして★は、前記した第1のヒルジン変種のもの
と異なる抗トロンビン分子中の位置を示す)。
ヒルジン配列と比較して約62%ホモロジーを示しく即ち、38%相違)、これ
は驚くべき実質的な相違である。
特に、重要なC−末端において非常に相違し、そして次の明らかな相違がある。
位置13(−1eu−に替えて−t y r −)位置17(−glu−に替え
て−van−)位1!24(−gln−に替えて−glu−)位1!26 (−
asn−に替えて−asp−)位!27(−1ys−に替えて−asn−)位1
29(−ile−に替えて−asn−)位830(−1eu−に替えて−pro
−又は−cys−)
位置31(−gly−に替えて−gin−)位(t32(−ser−に替えて一
1eu−)位置33(−asp−に替えて一5er−)位置34(−gl)’−
に替えて一5er−)位!35(−gltJ−に替えて−s e r −)位置
36(−Iys−に替えて−fly−)位置41(−thr−に替えて−glu
−又は−asp−又は、−his−)
位置47(−pro−に替えて、−asp−1−Iys−又は−trp−)
位置51(−his−に替えて−gin−)位置52(−asp−に替えて−t
h r −)位置53(−asp−に替えて−giu−)位置61(−glu
−に替えて−a’5p−)位置64(−1eu−に替えて一11e−)及び位1
65(−gln−に替えて−1y s −)位置61 (グルタメートに替えて
アスパルテート)、64(ロイシンに替えてイソロイシン)、及び65(グルタ
ミンに替えてリジン)での相違は、特に重要であると考えられている。即ち、5
5−64配列が、ヒルジンの阻害活性の重要なドメインであると考えられる[オ
ーエン(Owen)等、「ヒルジンに基ずく小ペプチド抗凝固剤のN−末端変換
」 (“N−terminal replacement ofsmall p
eptido anti−coagulants based on hiru
din” 。
1988、ジャーナルメディカルケミストリー(J、Med。
Chem、31 :pplO09−1011)コ。本発明による抗トロンビン中
のアスパラテート(−asp−)、イソロイシン(−ile−)及びリジン(−
1ys−)の存在は、新規なトロンビン阻害領域をもたらし、配列54−65の
みが、それ自体で新規であると考えられ、新規な抗トロンビン特性を存するもの
と考えられる。従って、本発明は、上記したアミノ酸配列54−65を有する小
ペプチドを含む。
位置63のアミノ酸(上記式においてZで表わされる)は、通常硫酸塩化された
チロシン(tyr)であっても良い(反対に、組換えヒルジンは一般的には、こ
の位置では硫酸塩化されていない)。
本発明に基ずくヒル由来抗トロンビン(及びそれから推測されつる対応DNA配
列)は、メジシナルリーチヒルド メジシナリス 中に存在することが分かって
いる公知のエラスターゼ/キモトリプシン阻害剤であり、シーミュラー(see
mulIer)等、「ニグリン:リーチ由来エラスターゼーカテプシンG阻害剤
」、I 981 、 Meth。
i:nZymol、 80 : p p 804−816記述のニグリンとは非
同種(non−homologous)である。
本発明に基ず(抗トロンビンは、通常、溶媒抽出及びそれに引き続くクロマトグ
ラフ−法による分画を含む方法によって、ヒルシナリア マニレンシス種の組織
からか又は類似のものから単離する。又はヒルシナリア マ単離しても良い。
本発明の別の面によれば、従って、ヒルシナリア マニレンシス種のヒルの組織
又は分泌物由来の抗トロンビンが与えられる。この抗トロンビンはトロンビンに
特異活性的である。
本発明は、更に上記した式のポリペプチドに対するリコンビナント又は蛋白工学
的同等物を含む。
本発明の抗トロンビンは、藁学上容認しうるキャリア又は賦形剤を有する薬剤に
おいて使用しうる。このような薬剤は、普通静脈投与する(この場合、キャリア
は、一般的には、許容しうる純度の殺菌食塩水又は水である)。
本発明の抗トロンビンは、血栓塞栓、例えば血液の凝固の処置に適している。本
発明の一例では、抗トロンビンは、組織プラスミノーゲンアクチベーターのよう
なプラスミノゲーンアクチベーターとともに投与する。本発明の抗トロンビンは
、後者とコンパチブルであることが分かった。
ヒル組織からの本発明の抗トロンビンの単離方法の例を、以下の詳細な実施例で
述べる。
実施例1
ステップ−アセトン抽出
600gのヒルシナリア マニレンシス リーチを約2リツターの96%エタノ
ール中で24時間脱水した。
動物の前部を体部から切断し、更に約200m1の96%エタノール中で更に2
4時間脱水した。
脱水したヒル頭部を微小片に切断し、40m1のアセトンと60m1の水の混合
物を添加した。
混合物を室温で30分間攪拌し、2.70Orpmで15分間スピンし、上澄液
をデカントした。
ペレットを更に100m1の40:60アセトン:水混合物に再懸濁し、室温で
30分間攪拌した。
混合液を2. 70 Or pmで15分間スピンし、上澄液をデカントし、最
初の上澄液でプールした。
80m1アセトン及び20m1水を、プールした上澄液に添加し、氷酢酸により
pHを4.4に低げた。
混合物を2.70Orpmで15分間スピンし、上澄液をデカントした。溶液の
pHを30%アンモニアを用いて6.0に調節した。35℃でロータリーエバポ
レーションにより容量を約30m1に低下させた。
結晶トリクロロ酢酸を加え、溶液のpHを1.8に低げ、その後遠心分離して沈
殿物を除去した。原料抗トロンビンを9倍量のアセトンを用いて溶液から沈殿さ
せた。
混合物を2.70Orpmで15分間スピンし、上澄液を捨てた。ペレットを5
0m1アセトン中で再懸濁し、2.70Orpmで10分間スピンした。洗液を
捨て、沈殿物を真空デシケータ中で1時間乾燥した。原料抗トロンビンを4.0
mlの水で再構成した。
蛋白質は、280mmでの吸収により、78mg/mlと評価した。活性は、ト
ロンビン/フィブリノーゲンクロットの阻止により2400抗トロンビン単位/
ml(又は、約10.000抗トロンビン単位/200gの頭片)と評価した。
トータル活性は9600抗トロンビン単位であった。特異的活性は、30.7抗
トロンビン単位/mg蛋白と計算された。
ステップ2 エタノール抽出
原料抗トロンビン溶液を冷却して3 ”Cとした。水冷96%エタノールの1.
2mlアリコートを6回5分間隔で添加した。混合物をそれから3℃10分間放
置し、2゜400rpmで10分間遠心分離した。上澄液をデカントして保持し
た。
ペレットを4ml水冷蒸留水中に再懸濁し、7.2ml水冷96%エタノールで
混合した。これを3°C30分間静置し、その後2.40Orpmで10分間遠
心分離した。
上澄液をデカントして除き、最初の上澄液でプールした。
ペレットを4mlの水冷96%エタノールの混合物中で再懸濁し、30分間3°
Cに静置した。これを、その後2゜400rpmで10分間スピンし、上澄液を
デカントし、プールした。
プールを氷で0℃に冷やし、その後−10℃で、0.5%酢酸アンモニウムを含
む50.7mlのエタノールを加えた。これを30分間放置し、その後2.40
Orpmで10分間スピンした。
上澄液を捨て、沈殿物を50m1の水冷エタノールで洗條した。上澄液をその後
真空デシケータで1時間乾燥した。
これをその後、水で再構成し、抗トロンビン活性、蛋白量を試験し、バイアルし
、凍結乾燥した。結果の容量は、1.5mlであった。
蛋白は、280nmでの吸収を用いて19mg/mlで評価した。
活性は、トロンビン/フィブリノーゲンクロッティングアッシーによって、10
00抗トロンビン単位と評価した。特異的活性を52.6ATU/n+g蛋白で
計算した。
実施例2
実施例1のステップ1を反覆し、その後、ステップ2及び3を以下のとおり行な
った。
ステップ2−陽イオン交換クロマトグラフィー原料抗トロンビンを10mM酢酸
アンモニウム−酢酸pH4,0中で再構成し、ろ過して、不溶物を除去した。
商業的に商標名CMセアアデックスC50として入手しつる、カルボキシメチル
セルロースをバッファー(10mM酢酸アンモニウム−酢酸;pH4,0)中で
事前膨潤し、2.6cm径の30c+n長カラムにパックした。サンプルをカラ
ムにロードした。
100m1バツフアーをカラムに通し、廃棄物として収集した。バッファーをそ
の後10mM酢酸アンモニウムpH4,2に変えた。10m1フラクシヨンをそ
の後集め、抗トロンビン活性及び蛋白量を試験した。各フラクションの特異的活
性を計算し、特異的活性の閾値以上のフラクションをプールし、凍結し、そして
凍結乾燥した。
ステップ3 陰イオン交換クロマトグラフィーエタノール抽出又はCMセファデ
ックス抽出のいずれかにより作られた凍結乾燥粗抽出物を10mMTris/M
CIバッファー、pH7,5で再構成し、DEAE−セファデックスA−25カ
ラム(0,9X7am)上でクロマトグラフし、同バッファーで、事前平衡した
。流出液の234nmでの吸収が0.15より小さくなるまで流速15m1/時
間でカラムをディベロップした。結合物質をそれから平衡バッファー(各リザー
バー中60m1)中で直線勾配0−IM NaC1で溶出した。
溶出液を2mlフラクションに集め、吸収及び阻害活性測定用とした。溶出プロ
フィールをエタノール抽出物質(図1)及びCMセファデックス抽出物質(図2
)で示す。
抗トロンビン活性を育するフラクションをプールし、濃縮しそして、その後の精
製の前にセファデックスG−25上で脱塩した。部分的精製サンプルをトロンビ
ンセファロース上のアフィニティクロマトグラフィーで更に分画した。カラムを
平衡バッファー(0,1MTr i s/HCL pH8,0)で洗條し、そし
てその結合した抗−トロンビンを1Mベンズアミジンで溶出した。
溶出した物質を凍結乾燥し、前と同様に脱塩した。この物質をその後高速液体ク
ロマトグラフィーで精製した。
50マイクロリツターの濃縮サンプルを、室温で0. 1%TFAで事前平衡し
たマイクロポアRP−300C−8カラムに適用した。結合した物質は、35分
間、流速0.25mf/分で、0.09%TFAを含む60%アセトニトリルの
0−100%直線勾配で溶出した。
溶出液の吸収を215nmでモニターした。各ピーク、又は部分的にリゾルブし
たピークを、阻害活性の測定用に別々のフラクションとして集めた。得られた溶
出プロフィールを図3に示す。そして抗トロンビン活性を含むピーク(ピーク5
.6.7)が、他のピークとは別れていることを示している。
配列化
抗トロンビン活性を含む主なピーク(図3のピーク5.6及び7に等しい)を真
空乾燥し、PTHアミノ酸同定用自動アブライドバイオシステムズ気相シーケン
サ−(モデル470A)、オン−ライン分析器(モデルI20)とリンク、によ
りN−末端アミノ酸配列を分析した。
精製抗トロンビンサンプルをシーケンス用フィルターに直接負荷した。配列中の
システィン残基は、精製サンプルをジチオスレイトール及び4−ビニルピリジン
に反応させてピリジルエチルシスティンに誘導化後決定した。
還元及びピリジルエチル化抗トロンビンのトリブティクダイジェスト(tryp
tic digests)をTPCK−トリプシンで得た。この反応は、37°
C14時間、0.05M二炭酸アンモニウム塩バッファー中で行ない、凍結乾燥
により反応を停止させ、モしてO,I%TFA中で再懸濁した。以下の実施例3
、ステップ5に述べたのと類似の条件下で逆相HPLCによりフラグメントを分
離した。
C−末端配列を、チャン(Chang) F E B S 1etts(198
3)、164 pp307−313に記述されたカルボキシペプチダーゼYダイ
ジェスチタン及びDABS−CI法の組合せにより実施した。決定された配列は
前記のとおりであった。
実施例3
実施例2のステップl及び2を反覆し、その後ステップ3及び4を以下のとおり
行なった。
ステップ3 陰イオン交換クロマトグラフィーステップ2からの溶液を、0.1
M NaOHでpH7,0に調整し、20mM Tr is HCI、pH7,
0バツフアーで平衡化された。商標名Q−セファロースで商業的に利用できる陰
イオンクロマトグラフィーを含むカラムにかけた。未結合蛋白(2801mの吸
収で検出)が除去される迄バッファーをカラムにポンプし、その後場(同じバッ
ファー中のNaC1)の勾配を、直線状または段階状にかけて、結合した抗トロ
ンビンを溶出した。典型的なりロマトグラフィープロフィールを図4に示す。
抗トロンビン活性を含むフラクションをプールし、ウルトラフィルトレージョン
により濃縮して容量を2525−5Oとした。この段階で、抗トロンビンプレバ
レージョンは、100−400抗トロンビン単位/mg蛋白の特異的活性を存し
ていた。
ステップ4 ゲル濾過
ステップ3からの溶液をスーパーデックス200として商業的に入手できるゲル
濾過カラムにかけ、平衡化し、50mM Tris HCI、0.IM NaC
1、pH7,5で溶出した。典型的なりロマトグラフプロフィールを図5に示す
。
抗トロンビン活性を含むフラクションを集め、プールし、凍結乾燥した。この時
点で、抗トロンビンブレバレージョンは、普通1000−4000抗トロンビン
単位/mg蛋白の範囲で特異的活性を育していた。
ステップ5 最終精製
ステップ4からの物質を、O,IM TrisHCI、pH8,0中に平衡化さ
れたトロンビン−セファ0−スのアフィニティカラムにかけた。そして未結合物
質を同じバッファーで溶出した。結合した抗トロンビンを0.1Mベンズアミジ
ンでカラムから溶出し、凍結乾燥し、その後セファデックス025カラムを用い
て脱塩した。
アフィニティクロマトグラフィーにより精製された物質を更に、逆相カラム(R
P−300C−8)を用いたHPLC(高速液体クロマトグラフィー)により精
製した。典型的な例では(図6)、室温で、0.1%トリフルオロ酢酸(TFA
)で平衡化されたカラムに、サンプルをかけた。そして結合した抗トロンビンを
0.9%(T F A)を含む60%アセトニトリルの直線勾配で溶出した。蛋
白のピーク(215/280nmの吸収により検出)を集め、抗トロンビンを含
むものを真空下乾燥した。
抗トロンビン活性のアッセイ
本質的にマークワーツ(Markwardt)がメソッド インエンザイモロジ
−(Methods jn Enzy+nology : X I X。
1)I)924.rトロンビンの阻害剤ヒルジンJ“旧rudin as an
1nhibitor of Thrombin″ (1970)で述べたと同
様のフィブリノーゲン上のトロンビンのクロッティング活性の阻害を測定するこ
とによるか、又は、特異的パラ−ニトロフェノール由来クロモジェニック物質、
例えばS−238(カビ社から商業的に入手可)のトロンビン開裂の阻害を測定
することによって、抗トロンビン活性を決定した。
本発明による抗−トロンビンの活性は、ヒルジンに特異的な中和モノクローナル
抗体の高い濃度によっては中和しなかった(このことは、本発明の抗トロンビン
とヒルジンが非類似であることの免疫学的な確認である)。
本発明の抗トロンビン及びヒルジンは、しかしながら、同等の投与量で、類似の
部分トロンボプラスチック時間を持つ。このことは、それらは、ヒト血液に対す
る類似の抗凝固特徴を有することを示唆している。
浄書(内拍こズ更なし)
FIG、I
DEAE −A25 IIIヒル抽出物のりOマドグラフィーFIG、2
FIG、3
部分精製抗トロンビンのHPLCブbフィール手続補正−書(自発)
手続補正書坊式)
AI:Pつ日1交口r=〒コ
Claims (9)
- 1.次のアミノ酸配列: 【配列があります】 ここで、Xは、いかなるアミノ酸残基でも良く;Yは、いかなるアミノ酸残基で も良く;Zは、いかなるアミノ酸残基でも良く;Dは、cys又はproを示し ;そしてEは、glu又はasp又はhisを示し;Fは、asp、lys又は trpを示す、を有するポリペプチド又は、薬学的に容認しうるその塩、誘導体 又はバイオプレカーサー。
- 2.Xが、valを表わす請求項1のポリペプチド。
- 3.Yが、serを表わす請求項1又は2のポリペプチド。
- 4.トロンビンを特異的に阻害しかつアミノ酸配列【配列があります】 ここで、Zは、いかなるアミノ酸残基でも良い、を含むポリペプチド;又は薬学 的に許容しうるその塩、誘導体又はバイオプレカーサー。
- 5.Zがtyr又は、その硫酸塩化された誘導体を表わす請求項1乃至4のいず れかのポリペプチド。
- 6.薬学的に許容しうるキャリア又は賦形剤とともに、請求項1乃至5のいずれ かのポリペプチドを含む薬剤。
- 7.血栓塞栓プロセスの処置用医薬を製造するための請求項1乃至5のいずれか のポリペプチドの使用。
- 8.プラスミノーゲンアクチベーターとともに患者に投与する医薬を製造するた めの請求項1乃至5のいずれかのポリペプチドの使用。
- 9.ヒルジナリアマニレンシス種のヒルの組織又は分泌物から由来することを特 徴とするヒル由来特異的抗トロンビン。
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