JPH04504801A - システイン付加ポリペプチド変異体及びそれらの化学修飾物 - Google Patents
システイン付加ポリペプチド変異体及びそれらの化学修飾物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】
システィン付加ポリペプチド変異体及びそれらの化学修飾物技術分野
本発明は一般に、スルフヒドリル反応基を持つ化合物の付加によって修飾された
ポリペプチド、そのような修飾されたポリペプチド産生のための改良された方法
及び、れそらを含む改良された組成物に関する0本発明はとりわけ、3種類の修
飾されたポリペプチド(IL−3,G−C3Fおよび、EPO)に関しており、
これらのポリペプチドに対して、重合体を含むスルフヒドリル反応性化合物が、
システィン残基の挿入によって、または、システィン残基がその他の残基と置換
することによって修飾されているポリペプチドの選択された位置において付加で
きる。
1東技術
修飾された生物学的に活性のあり、そして、治療の面で役にたつ、その薬理作用
促進のために親水性の重合体ポリエチレングリコール(PEG)のような様々な
化合物が付加されたポリペプチドが望ましいことは注目されてきた0例えば、P
CT出願公開WO37100056,米国特許No、4,179,337 (酵
素及びインシュリンのような水溶性ポリペプチドのPEGまたはPPGへの結合
を開示している)及び米国特許No、4,766.106 (通常、非水溶性ベ
ーターインターフェロン、インターロイキン−2または、イムノトキシンの、ホ
モ重合体PEGまたはポリオキシエチル化グリセロールへの結合を開示している
)におけるポリペプチド修飾のこの分野での先行技術に関する議論参照されたい
。
このような修飾は、ポリペプチドに対する有害な免疫応答を減少させ、薬物の調
製時に利用する場合の溶解性を増加させ、治療効率の面でそのようなポリペプチ
ドを、望ましい環境レベルに保つことができる。
この分野における先行技術によって焦点をあてられていない一つの課題には、ポ
リペプチドが、その特定のアミノ酸残基に共有結合するような反応基を持った化
合物の付加によって修飾することができるという範囲を含んでいる0例えばPE
Gまたは類似した重き体によるポリペプチドの修飾によれば、ポリペプチドの末
端のアミン基への、及び/またはタンパク質のアミノ酸配列中の一つまたはそれ
以上のりジン残基への重合体の不規則な付加を生じることがある。一つ以上のP
EG基がポリペプチドに付加できるため、その結果生じる化合物はrPEG化さ
れた」ポリペプチドの不均質な混合物を含むこともある。すなわち、あるものは
、たった一つのPEG化された部位を持つポリペプチドとなり、そのほかのもの
は一つ以上のPEG化された部位を持つ、そのように化合物が不均質になること
は薬物利用の面で望ましくない、さらに、PEGがポリペプチドに付加するよう
な、化合物の付加位置に関する非特異性は、生物学的活性に必要なポリペプチド
部位への望ましくない付加に起因するポリペプチドの生物活性の消失を引き起こ
すことがある。米国特許4,904,584はリジンの挿入、除去、及び/また
は置き換えによる、ポリペプチドの部位特異的共有結合修飾の為の物質と方法を
提供することで前記の点に注意を払っている。しかしながら、我々は修飾、例え
ばPEG化、の付加サイトとしてリジンを利用すると、不利なこともあることが
判明している。なぜなら全ての修飾が生物学的に活性のあ化合物を生じるわけで
はなく、N−末端のPEG化が望まれない場合にはN−末端のPEG化を阻害す
るステップを取り入れなければならないからである。
凡咀O概整
本発明はポリペプチド、更に詳細にはそして好ましくは、ヒトIL−3.顆粒球
コロニー刺激因子(G−C3F)及びエリトロポエチン(EPO)ポリペプチド
、均質にCys修飾されたIL−3類、G−C3F類およびEPO類を含む組成
物及びそれらを含む薬物組成物の製造ができる、ポリペプチドの部位特異的共有
結合修飾のための物質と方法を提供する。ここで用いられている用語としての“
均質にCys修飾された”とは、実質的に一貫して特異的な、挿入され、置換さ
れたシスティン残基を意味する9例えば均質に修飾されたIL−3は実質的に一
貫して6位(成熟タンパク質のN−末端から数える慣習による)に、自然状態の
IL−3のスレオニンの位置にシスティンを挿入することによる修飾を受けてお
り、それ以外の位置には受けでいないIL−3組成物である。
従って、本発明は最初にIL−3,G−C3F、およびEPOのシスティン付加
変異体群(“CAVs”)を提供する0本発明のCAVsは、対応する自然状態
の、あるいは既知のIL−3,G−C8FおよびEPOに比べて少なくとも一つ
の追加のシスティン残基を含むIL−3,G−C3FおよびEPO修飾体を包含
する。1または2以上のシスティン残基は、天然のあるいは既知の目的CAV中
の一つまたはそれ以上のアミノ酸位置に、CAVsのポリペプチド構造中に導入
される。
ヒトIL−3の場き、16位及び84位に天然に生じるシスティン残基はジスル
フィド架橋を形成し、これは、ポリペプチドの望ましい生物活性を保つのに不可
欠であること、を見出した。新しいシスティンの付加のためには、ポリペプチド
中のいくつかの位置、位置15及び51のような位置は不適当である;このよう
な位置に導入されたシスティンは実質的に生物活性の低下しているヒトIL−3
ポリペプチドを生じさせる。しかしながら位置1−14の適当な置換または欠失
はIL−3の望まれる生物活性を顕著に消失させることはない。従って、新しい
システィンのポリペプチドへの導入領域は位置1−14までとなることが望まれ
、現在のところ位置6−12てはとりわけシスティン導入には望ましい部位とな
っている。新しくこの領域中の選択された位置に加えられたシスティンへの、以
下に議論するように、重合体を含むスルフヒドリル反応性化合物を引き続いて付
加することは、生物活性のいかなる顕著な低下も招かない。
ここで用いられている“システィン付加変異体”という用語は、天然のまたは既
知の相当物についてアミノ酸構造が修飾されたIL−3,G−C3FおよびEP
Oの変異体を意味し、その修飾は少なくとも一つのシスティン残基が天然の物質
または既知の配列中に挿入され及び/またはそれらの配列中の異なったアミノ酸
を置換するのに用いられているようなものである。
さらに、IL−3に関しては、ネイティブすなわち“天然の”IL−3配列は、
細菌内での発現用にイニシエーターのメチオニンが付加されているが、最初のア
ラニンが成熟ポリペプチドのN−末端で除去され、アミン末端配列がMET*A
LA*PROからMET*PROに変化(”mp”ミューティン)するようにさ
らに修飾されることらある二既に知られているように細菌内発現系ではN−末端
メチオニンにおける切断が起こる。同様に天然EPOのN−末端配列(MET付
加されている)は、MET*ALA*PROから開始し、m p E P Oミ
ューティンを得るために最初のアラニンを欠失させる利点を証明することができ
る。G−C3Fに関しては天然ヒトN−末端配列はMET*THR*PRO(細
菌的生産のためにMETが付加されている)で開始し、mpG−C3Fミユーテ
インを都合良く得るためにはこのN−末端スレオニンを欠失させることが望まし
いであろう。
別法として、天然IL−3配列は、成熟ポリペプチドのN−末端最初の2個のア
ミノ酸が欠失され、MET*THR*GLN*THR*で始まる末端を残したく
“m3”ミューティン)のようなさらなる修飾を受けることがある。′m3“ミ
ューティンのためにそのようなN−末端修飾があると、天然ヒトIL−3分子の
位置3のメチオニンを開始メチオニンとして利用するという有利な点もある。
本発明のCAVsによれば、スルフヒドリル反応性化合物(以下に述べる)で実
質的、特異的に、そして−貫して、選択された位置が修飾された均質な生物活性
のあるIL−3,G−C3FおよびEPO組成物を産生ずることが可能になる。
本発明を実施するに当って、スルフヒドリル反応性化合物による修飾が必要なI
L−3,G−C3FまたはEPOポリペプチドの一部に少なくとも一つのシステ
ィン残基が導入される。一つまたは複数のシスティン残基は従って、以下に述べ
るような遺伝子工学的方法で導入される。新しいシスティン残基は、例えばDN
A分子中の望む部位にシスティンのコドンを単純に挿入することによって、ある
いは、望む部位に位置するアスパラギンまたはその他のアミノ酸コドンをシステ
ィンのコドンに転換することによってポリペプチド中に導入し得る。所望のCA
VをコードするDNA分子を産生するための、部位特異的変異導入またはDNA
合成の便利な方法、そのように産生されるD−N A分子の原核あるいは真核宿
主細胞内での発現及び、そのような発現によって産生されたCAVもまた。開示
されている。
本発明のCAVは、天然または、既知のタンパク質の役にたつ生物活性を保持し
ており、従って、非修飾原体と同様の応用に用いることができる。しかしながら
、このようなスルフヒドリル反応性化合物による修飾は好ましい、そのような生
物学的に活性のある、修飾されたCAVは、原体ポリペプチドと比較して、優れ
た薬理作用特性、免疫原性特性、及び/または、溶解特性を与えると考えられて
いる均質な組成物として産生できる。さらに、CAVは、優れた特性を持ってい
るが、通常−量体のポリペプチドから成る多量体型への生成を可能にすることが
できる。多量体CAVsは、また、゛ヘテロ複合体”−一すなわち、付加したシ
スティン部位のスルフヒドリル基を通じてふたつまたはそれ以上の異なったポリ
ペプチドの連結物、例えばIL−3がEPOに連結したり、IL−3がG−C3
Fに連結したものを構築することができる。
スルフヒドリル反応性化合物による修飾前と後のCAVsの生物活性は従来の原
体ポリペプチドの活性測定である標準1旦 vitroまたは1旦 viv。
分析で決定できる。別法としてここで、cys修飾及びスルフヒドリル反応性化
合物の付加が成功したがどうかが試験できる“小スゲール”のスクリーニング法
を提供する。
スルフヒドリル反応性化合物によるCAVsの選択的かつ均質な修飾は可能であ
る。何故ならば、そのような化合物が、CAV中のシスティン残基のみに第一に
共有結合するためである。スルフヒドリル反応基の選択に依存してHis、Ly
sおよびTyr残基への第二次的反応も観察され得るが、その割合は顕著に低い
、そのようにして産生された修飾されたCAVsは、それから回収され、必要で
あれば、さらに精製され慣用の方法で医薬組成物に製剤される。
スルフヒドリル反応性化合物は、ポリアルキレングリコール、例えば、ポリエチ
レングリコールおよびポリプロピレングリコール;更に、例えば、チオール、ト
リフレイト、トリフレイト、アジリジン、またはオキシレンまたは好ましくはS
−ピリジルまたは、マレイミド部分のある、カップリングあるいは活性化部分に
よる誘導体化またはカップリング剤により又はよらないそれら(ポリアルキレン
グリコール)の誘導体を含む、S−ピリジルモノメトキシPEG及びマレイミド
モノメトキシPEGのような化き物が典型的である。さらにスルフヒドリル反応
性化合物は、それらに限定されないが、荷電しているが又は中性の、次のような
タイプの重合体を包含する。すなわち、デキストラン、コロミニン酸、またはそ
の他の炭水化物ベースの重合体、アミノ酸の重合体及び、しばしば抗体をペース
とする分析に用いられるビオチンという周知の親和性試薬で修飾されたタンパク
質を生じるビオチン誘導体。
簡単に述べると本性は適切な条件下で、好才しくは非変性条件下で、スルフヒド
リル反応性化合物が、CAVのポリペプチド主鎖中に存在する導入されたシステ
ィン残基に共有結合し得るだけの十分な量を用いて、CAVとスルフヒドリル反
応性化合物を反応させることから成る0本反応は、還元性または非還元性である
;そして一般にスルフヒドリル反応性化合物の量は少なくとも誘導されるシステ
ィンの数と等モルでなければならないが、反応速度促進のため、及び、全ての反
応部位の一貫した修飾のための両方の理由で、過剰のスルフヒドリル反応性化合
物の使用が好ましい、生産された修飾されたCAVは、それから回収され、精製
され、そして従来法で製剤される0例えばWO37100056及びそこで引用
されている参考文献参照。
本発明はその他の側面は、治療法及び、本発明の修飾されたCAVsを単独で、
または、その他のリンホカイン、ヘマトボエチン、および/または、顆粒球マク
ロファージコロニー刺激因子(GM−CSF) 、マクロファージコロニー刺激
因子(M−C3F)、IL−1,IL−2,IL−4,IL−5,IL−6及び
、IL−10と共に用いた治療構成を含む、これらの方法及び構成は、これら修
飾されたCAVsの、治療に当たっての改良された薬理作用特性、例えば、少量
のポリペプチドを、少ない投与回数で、用いればよく、免疫原性が低く、より望
ましい分布をする、といった天然のポリペプチドに対して治療における指示薬と
して要求される特性を持つことを利点とする。
本発明のその他の側面および利点はそれらの実行における実例を伴う以下に示す
詳細な説明を考慮する事で明白となるであろう。
区厘Ω皿巣皇説朋
図1はE、coli発現用ヒトIL−3遺伝子構築物で、天然(野生型)ヒトI
L−3のポリペプチド配列をもち、さらにE、coliでの発現用に開始メチオ
ニンをもち、ここで議論されるミューティンにおけるようにN一端から番号を振
られたアミノ酸となるものである。
図2はE、coli発現用ζトG−C8F遺伝子構築物で、天然(野生型)ヒト
G−CSFのポリペプチド配列をもち、さらにE、coliでの発現用に開始メ
チオニンをもち、ここで議論されるミューティンにおけるようにN一端から番号
を振られたアミノ酸となるものである。
天然(野生型)ヒトEPOのポリペプチド配列をもち、さらにE、coliでの
発現用に開始メチオニンをもち、ここで議論されるミューティンにおけるように
N一端から番号を振られたアミノ酸となるものである。
見呵例詳農な説明
本発明は、薬理作用特性促進のため、そして臨床における使用のための均質な構
成物の提供のため、薬物用IL−3,G−CSFおよびEPOの選択的修飾を包
含している。IL−3に関しては本発明における出発点として、ヒトIL−3、
DNA及びペプチド配列が好まれるが、例えばヒトとテナガザル類のタンパク質
とDNAの間のように顕著なホモロジーを与える場合は、どんな霊長類のIL−
3も本発明の方法での使用が許される。Leary et al、、Blood
(1982)ヱ旦:1343−1348讐照、1!択的に修飾されたIL−3,
G−C3F及びEPOの為の方法はポリペプチド配列中のスルフヒドリル反応性
化合物の付加部位の選択的配置を含む、このステップは、システィン残基を選択
部位に挿入する事または、選択された内部残基をシスティン残基に転換する事に
よって、ポリペプチドのアミノ酸配列を変化させることで達成できる1例えば、
リジンをコードするコドンAAAまたはAAGはシスティンをコードするコドン
TGCまたはTGTに変化させることができる。
本発明に合致したCAVsはまたタンパク質配列中の対立遺伝子変異を含む、す
なわち、個体間における天然のばらつきによる、または、他のアミノ酸との置換
または欠失による配列変異で、原体の望ましい生物活性をいまだ保っているもの
を含む。
本発明の全てのCAVsは、宿主細胞内でのぞまれる変異をコードした組み替え
DNA配列を発現することによって調整可能であり、たとえば旦、coliのよ
うな原核宿主細胞あるいは酵母のような真核宿主細胞または哺乳類宿主細胞を、
たとえば、ベクターのような従来技術の方法と物質を用いることができる。CA
MをコードしたDNAを含みこれを発現可能な宿主細胞は従って、本発明によっ
て包含されている。変異体をコードするDNA配列は、合成することによってま
たは、タンパク質またはポリペプチドまたはそれらのアナログをコードするDN
ドpAL−hIL3−781に挿入された、そして、GO586のためにデザイ
ンされた旦、coli K12株内で発現された、ヒトIL−3遺伝子構築物を
示している。プラスミドを含むこの株はアメリカン・タイプ・カルチャー・コレ
クション、12301 Parklawn Drive、Rockville。
Maryland 20852 USA on April 19,1989に
寄託され寄託番号67932を与えられている。天然の霊長類IL−3のそのほ
かのDNA配列は、クローン化され、cDNA配列を含むDNA配列及び、同一
物に対する特異的ペプチド配列は、PCT出願No、US87101702.W
o 88100598 on January 28,1988として公開され
ており、従って先行技術として知られている。これらのDNA配列はアメリカン
・タイプ・カルチャー・コレクションに寄託され、寄託番号ATCC67154
゜67326.67319及びその置換68042.および40246を与えら
れている。天然G−C3F及びEPOに対するDNA配列はクローン化され、配
列およびその対応するペプチド配列は公開され、従って先行技術として知られて
いる。
天然ヒトIL−3s、G−C8FsおよびEPOsをコードするDNA分子は従
って、(i)公開された方法に従ってクローニングすることによって、(ii)
寄託済の1ラスミドから、または(iii )例えば望ましいコード領域を貫く
公開済み配列に基づく、重複する合成オリゴヌクレオチドを用いた合成によって
、得られる。そのような方法は先行技術に知られている。前述のWO38100
598として公開されたPCT出願およびWO38106161として公開され
たPCT出願番号US8810040219照。
上述したように、本発明の独立したCAVsをコードするDNA配列は、合成に
より、または、原体ポリペプチドあるいはそのアナログをコードするDNA配列
に対する慣用の部位特異的変異導入法によって、生産できる。そのような変異導
入法は、Zoller and Sm1th、Nucleic Ac1d Re
互、(1982)上0:6487−6500;Methods Enz mol
。
(1983)1旦旦:468−500;のM13系、および−重鎖DNAを用い
た旦NΔ(1984>3:479−488.およびヘテロ重複したDNAを用い
たMorinaga et al、、Bio technolo (July1
984)636−639の方法を含む、そのような方法に従って用いられる典型
的オリゴヌクレオチドが以下に述べられている0本発明の各々のCAVsをコー
ドするDNAは、適切に選択されたオリゴヌクレオチドを用いた部位特異的変異
導入法による当業者によって類似の方法で生産され得るということは、もちろん
、理解されていなければならない。
本発明のCAVsをコードする新しいDNA配列は、原核または真核の望ましい
宿主細胞における異程発現用の適当なベクター中に導入可能である。一時的にト
ランスフェクトされた、または安定にトランスフオームされた宿主細胞(または
その子孫)によって産生される活性は、原体タンパク質に用いられる慣用の標準
測定法を用いて測定可能である。宿主細胞が細菌の場合、DNAにはイントロン
が存在してはならない、例えばcDNAまたはき成りNAとなる。そして、如何
なる分泌リーダー配列も含まないこともできる。真核細胞内での発現においては
イントロンは存在し、またはしないことがあり、分泌リーダー配列は存在するこ
とが強くのぞまれる。
遺伝子工学的に作製された宿主細胞における発現により産生されたCAVsは、
それから精製され、必要であれば、慣用の方法、しばしば、原体タンパク質を精
製しそして/または製剤するために典型的に用いられる方法によって、製剤され
、薬剤組成物となる。医薬的に許容される担体との混合状態にあるCAVを含む
そのような薬剤組成物は、WO88100598且且LLユ、at page3
に発表されたような、原体タンパク質と類似した有用性を持つと考えられている
。
本発明のその他の望ましい側面では、上述した組み替え手法によって産生された
CAVsは、CAVのペプチド主鎖内にある導入されたシスティン残基のスルフ
ヒドリル基に対してスルフヒドリル反応性部分が付加することの可能な条件下で
、望まれるスルフヒドリル反応性化合物と反応する。このような修飾されたCA
VSは、最初率さいスゲールで産生されることが望まれるが、それから望まれる
ひとつまたは複数の部位に付加したスルフヒドリル反応性化合物を持つ生物活性
のあるミューティンをめてスクリーニングされる。別法として、このスクリーニ
ングはスルフヒドリル反応性化合物付加前に行うこともできる。
”スルフヒドリル反応性基”という用語は、システィン残基のスルフヒドリル基
(−SH)と共有結合が形成可能な反応基を持つか、または、持つように活性化
され得る基を持つ全ての化合物と定義される。PEGおよびポリプロピレングリ
コール(PPG) 、デキストラン、コロミニン酸、またはそのほかの含有炭素
基盤の重合体及び、アミノ酸とビオチン誘導体の重合体の様な重合体はこのよう
な化合物に含まれる。活性化は、スルフヒドリル基、チオール、トリフレイト、
トリフレイト、アジリジンまたはオキシジン、または望ましくは、S−ピリジル
またはマレイミドのようなスルフヒドリル部分によって化合物を修飾することに
よってできる。スルフヒドリル反応性化合物はいかなる特別な分子量である必要
もないが約1,000から30.000の間の分子量が、化合物の活性化のため
には、とりわけ、PEGの場合、望まれる。付加の方法は以下に詳細に述べられ
る。CAV配列中のシスティンの数と位置を制御する事で、付加したスルフヒド
リル反応性化合物の数と位置は選択的に制御可能である。そのような付加位置、
および数の制御は、そのうちのほんの一部のみ活性があるような様々な修飾され
た分子の誰多な混合物の産生ではなく、のぞまれる生物学的活性を保持した選択
的に修飾された分子のみを産生することを可能にする。PEG化またはその他の
付加の、この位置的選択性が、タンパク質の通常の機能的相互作用がスルフヒド
リル反応性化合物の遊離によって保存され、遮られ、あるいは再生されることを
許容する。
本発明のその他の側面は従ってここに述べられているような修飾されたCAVS
、例えばPEG化されたCAVs、の均質な構成物である1本発明のニジ−3C
AVsの特異的な態様は、位置10のリジンがシスティン残基に置き代わり、m
3開始配列を持ったし1−IL−3を含んでいる。(本発明のCAVsのアミノ
酸番号は、ここでは従来のやり方で、N一端から順番に、E、coli内で発現
された自然状態ヒトIL−3を示す図1で用いられている番号の振り方と相関し
て、行われている。)同様に、アミノ酸位置100のヒトIL−3における(図
1)天然のりジン残基は、本発明のヒトIL−43CAVを作製するためにシス
ティンに転換され得る。他の態様は、システィンが位置9及び10にありm3開
始配列をもっている。
本発明のG−C3FおよびEPOCAVsの具体的態様は、天然の位置17のシ
スティン残基がアラニン残基に置換し天然の位置37のアラニン残基がシスティ
ン残基に置換したヒトG−C8F、および、位置9のセリンがシスティン残基に
置換したヒトEPOを含む、G−C3FのAla−17の修飾は、起こりうる誤
ったジスルフィド架橋形成を防ぐために行われる。
CAV−コードDNAから分泌リーダー配列が除去された細菌的発現(ことって
は、Met−Ala−Pro (IL−3およびEPOの場合)またはMet−
Thr−Pro (G−C3Fの場合)といったN−末端の代わりに、Met−
Pro−−−(mpミューティン)を含むN−末端をコードするように、配列を
さらに修飾することが望ましい場合もある。そのようなN−末端修飾はN−末端
メチオニンのさらに一貫した除去を許容する0代わりに、天然ヒトIL−3の最
初のふたつの残基が除去可能となり、そうすると天然の位置3にあるメチオニン
力(翻訳開始点となる(m3ミユーテイン)。
本発明のCAVsは、上述したように修飾されるが、その他の修飾を含むCAV
sも同様に包含しており、ペプチド配列の切断、システィン以外のアミノ酸によ
る欠失または新たなアミノ酸の置換、新たなN−グリコシレージョン結合部位は
EPOをコードするDNA分子に厳しい条件下でtz4ブリダイズする事力τ可
能な(あるいは、同意のコドンの使用がなければ可能となる)DNA分子(こよ
ってコードされており、コードされたポリペプチドが、原体ペプチド配列と比較
して1つ又はそれ以上の導入されたさらなるシスティン残基を含む限りそのよう
なCAVsを含む、典型的な厳しい条件は、T、Maniatis、et al
、。
Mo1ecularCIonin A Labarator Manual)。
Co1d Spring Harbor Laboratory(1982)。
pages 387−389で見いだすことができる。そのような厳し−ハイブ
リダイゼイション条件の例は、4XSSC65℃で、その後、o、1xssc6
5℃で1時間洗浄する0代わりの典型的な厳い)ノ蔦イブリダイゼイション条件
は、50%ホルムアミド、42℃で4XSSCである。
本発明の方法と構成物は、均質に修飾されたIL−3s、G−C3FsおよびE
POsを提供するため、医薬的に許容される担体との混合物状の、上述した修飾
されたCAVの治療上有効な量を含む医薬用のそのような均質な構成物をも、本
発明は包含する。そのような構成物は自然状態または組み替えポリペプチドの為
の記述と同様の方法で用いることが一般に可能である。構成物は、例えば造血機
能刺激への関与または、患者の血液学的特性の増進といった、様々な状態を扱う
のに用いられると考えられている0例えば、本発明の修飾されたIL−3は、ガ
ンの化学療法、放射線療法の補助として、または、免疫異常の治療において、W
O38100598,第17−19頁で議論されているように、用いることが可
能である。投与の正確な量と方法は、製品の作用を修正する様々な因子、例えば
体重、性別、減量、投与の時期、薬品の組み合わせ、反応感度及び状況の特別な
厳しさに依存すると同様に、使用した特別に修飾されたCAV、効能、および、
特別な化合物の薬理作用特性に依存して、担当の内科医によって決定される。一
般に毎日の処方計画は、自然状態または組み替え非修飾タンパク質の場合の一回
分の投薬量の範囲、例えば、体重1キログラムあたり、ポリペプチド約0.1か
ら約100μg、望ましくは体重1キログラム当たりポリペプチド約0.1から
約30μgの範囲、にあるべきである。
本発明の治療法及び構成物はその他の薬物または別のヒトの因子と共に投与する
事もできる1本発明のCAVsと共に同時にまたは連続的に、投与するための、
その他の適当なヘマトボエチン、C3Fs (コロニー刺激因子)およびインタ
ーロイキンの非除外リストは、GM−C3F、C3F−1(既知の様々な形態上
のもの、C3F−1は、M−C3Fまたは、マクロファージコロニー刺激因子と
も呼ばれている)、Meg−C3F、IL−1,IL−2,IL−4,IL−6
゜IL−10,8細胞成長因子、B細胞分化誘導因子および好酸球分化誘導因子
を含む、さらに本発明のCA V−sは、治療用としてモノクローナルまたはポ
リクローナル抗体とともに投与され得るか、または、これらに化学的に付加でき
る0代わりにこれらの成長因子は、治療上の投薬計画での使用において例えばり
シンのような適当な毒素に付加し得る。上に列挙した一回の投薬量は、治療構成
または投薬計画においてそのような付加的な構成要素を相殺するために補正され
ることもある0例えば修飾されたリンホカインCAVsを含む薬剤組成物の場合
、治療している患者の進行状態は、例えば白血球細胞総数といった血液学的特性
、ヘマトクリット、及び、その類似物の定期的評価によって監視できる。
以下に示す実施例はCAVs及び、本発明の方法及び構成を実例と共に記述して
いる。
大贋杜社一方法!ブ長去施億
火徳億」−: こ号7 のt・め 2 ゛本発明のCAVをコードするDNA塩
基配列が挿入された(必要又は必要に応じて合成リンカ−が付いている、或いは
付いていない)、真核細胞での発現ベクターは、本研究では良く知られた技術を
用いてき成され得る。ベクターの構成要素であるバクテリアのレプリコン、選択
遺伝子、エンハンサ−、プロモーター並びに同類の要素は、天然に存在するもの
或いは既知の手順によりき成して得られた。Kaufman et al、、J
、Mo1.Biol、、(1982)1旦9 : 601−621 ;Kauf
man、Proc、Nat 1.Acad。
Sci、(1985)82 689−693を参照、1987年1月2日提出の
WO37104187(pMT2及びPMT2−ADA)並びに1987年8月
21日提出の米国特許出願No、88,188 (PxMT2)も参照せよ、1
1乳動物細胞での発現に有効な典型的なベクターは、実施例4で引用され、参考
文献によりここに編入されている特許出願中でも開示されている0本発明の変異
型の作成に有効な真核細胞での発現ベクターは、これまでの研究で既知の誘導可
能プロモーターを含むか、誘導可能発現系から構成されていても良い、米国特許
出願No、893,115 (1986年8月1日提出)及び1988年2月1
1日にWO38100975として公表されたPCT/US87101871を
参照せよ。
形質転換したものを含め、確立した細胞株は宿主として適している0通常の二倍
体細胞や一次組織の1旦 vitro培養から導かれた細胞株と同様に、−次外
植片(造血幹細胞のような比較的未分化の細胞も含む)も適している0選択遺伝
子が優性に作用する限りに於いては、候補となる細胞は、選択遺伝子を遺伝的に
欠損している必要はない。
真植生物の宿主細胞を用いる場合、確立された哺乳動物の細胞株が望ましいであ
ろう、染色体DNAへのベクターDNAの適切な挿入及びその後、挿入されたベ
クターDNAの増幅を共に定法によって行うためには、現時的でこのような具体
例ではCHO(チャイニーズハムスターオバリー)細胞が望ましい、或いは、ベ
クターDNAがウシパピローマウィルスゲノム(Lusky et al、。
Ce l 1 (1984)36 : 391−401)のすべて又は一部を含
み、適当なエビソーム性因子としてC127マウス細胞のような細胞株に運ばれ
ても良い。
他に使用可能な哺乳動物の細胞株としては、HeLa、C08−1サル細胞、B
owes細胞のようなメラノーマ細胞株、マウスL−929細胞、5w1ssH
胞由来の3T3細胞、Ba1b−c又はNIHマウス細胞、BHK又はHaKハ
ムスター細胞株並びに同類のものが含まれる。
適切な形質転換体は、標準的な免疫学的又は活性測定アッセイにより、CAV産
物の発現をスクリーニングされる。CAVポリペプチドをコードするDNAの存
在は、サザンブロッティングのような標準的な方法で検出できる。CO3−1サ
ル細胞のような適当な宿主細胞に発現ベクターDNAを導入してから数日間は、
一時的なCAV遺伝子の発現が、非選択的に培地中のタンパク質の活性又は免疫
学的アッセイにより測定される。
定法によるDNAの発現に引き続き、作られたCAVは回収、精製され、さらに
/或いは生理学的、生化学的及び/又は臨床学的パラメーターについて、すべて
既知の方法により、特定が行われる。
割1整:バーlア 、こ号7
バクテリア及び酵母での発現は、目的とするCAVをコードするDNA分子を(
必要又は必要に応じて合成リンカ−を付け、又は付けない)適当なベクターに挿
入しく或いは本来のDNA塩基配列をベクターに挿入し、そこで望ましいように
塩基配列に突然変異を生じさせ)、そのような作成されたベクターで宿主細胞を
形質転換して行われ得る。ベクター及び方法は、例えば、1986年1月30日
公表の、公表PCT出願No、WO36100639で開示されているような既
知のものを用いることができる。形質転換体は定法により同定し、必要ならばサ
ブクローニングを行う、形質転換体とそのようにして作られた組換え産物の特定
、並びに産物の回収、精製はすべて実施例1で記述されているように行われ得る
。
バクテリアに於ける発現では、CAVをコードするDNA塩基配列は、定法を用
いて、完成ポリペプチドのみをコードするよう修飾するのが好ましく、またオプ
ションとしてバクテリアで良く用いられるコドンを含むように修飾することも可
能である。
太凰lに於辻る1現:
実施例5のIL−3、CAVは大腸菌内で以下のようにして発現させた:1ラス
ミドpAL−hIL3−781を大腸菌に12株のGI586に形質転換した。
GI586はW3110株由来で、C,857アリルを持つバクテリオファージ
ラムダのCI及びRaw領域が、バクテリアゲノム上の上acZ遺伝子のΩ1旦
エサイトに挿入されている。この挿入はファージゲノムのヌクレオチド3571
1と38104の間のすべてのDNA塩基配列から成る。F、Sanger、e
tal、、J、Mo1.Biol (1982)162ニア29を参照、大腸菌
に12株GI586 (PAL−hlL3−781)は1989年4月19日A
TCCに保存され、アクセスナンバー67932が与えられた。
pAL−hIL3−781で形質転換されたGI586を摂氏30度で高細胞濃
度に増やし、摂氏40度に加温すると、IL−3が急速に生産され、2.3時間
で全細胞タンパク質の10パーセント以上に達するほど蓄積される。このタンパ
ク質は不溶性の型で生産され、これは定法により可溶化し、リフオールドされね
ばならない、T、E、Creighton、Pro 、Bio h s、M。
Iec、Biol、(1978)旦3:231−297を参照せよ0発現に引き
続き、そのようにして生産されたCAVは以下のように回収され、精製され、特
定される。
実施(3’15のG−CSF CAV及び実施例6のEPOCAVii、pAL
−hIL3−781からCAV I’L−3をコードするDNA塩基配列を除去
し、この実施例で上述されているように適切なG−CS F又はEPOのDNA
塩基配列を挿入して、大腸菌内で同様に発現された。形質転換は上述のものと同
じ条件下で行われた。
1、CAVIL−3の
すべてのM衝液はガラス蒸留した水を用いて調製した。それらはすべてDTTを
添加する前に、家庭用バキューム/ソニフイケーションを用いて少なくとも5分
間脱気した。
初めに、湿重量400グラムの凍結した大腸菌の細胞ペーストを、2500ml
の50mM Tris−HCI、pH8,5,1mM EDTA、5mM p−
アミノベンザミジン、1mM PMSF及び2mM DTTを含む緩衝液(本実
施例では以降MWI液A”)に懸濁し、最終体積2850mlを得た。ガラス棒
とマグネティックスターターを用いて細胞ペーストを懸濁した0次に細胞懸濁を
9000ps iでmatiri gaulinバルブで4回、毎回間に冷却し
ながら通過させ、溶菌した。溶融液を氷水で冷却したガラス容器に集め、摂氏3
0度以下に維持した。タンパク質濃度は226/ml ;終体積は2850ml
であった。
溶融液をG5−30−ターを付けた5orval遠心分離機で8000rpm3
0分間遠心分離を行った。上澄(17,omg/輪1,2600m1)は捨て、
この遠心分離で生じたベレット(本実施例中では以降PL)をガラス棒及びマグ
ネテイックスターターを用いて約400mlの緩衝液Aに再懸濁した。白濁した
懸濁液を、60s+lシリンジを用いて18ゲージの注射針を通過させた。終体
積は640+l、タンパク質濃度は25.6+g/輸1であった。
次に再懸濁したP1ベレットをG5−30−ターを付けた5orval遠心分離
機で8000rpmで10分間遠心分離した。この遠心分離で生じた上澄を2本
の新たな遠心管に注ぎ(本実施例では以降゛S2”)、生じたベレットじP2”
)はv1衝液Aに再懸濁し、終体積165si1、タンパク質濃度50輪g/m
lとなった。
S2上澄を10分間遠心分離し、生じたベレット(P3”)を65輪1の緩衝液
Aに再懸濁した。生じた上澄(“’33”)はさらに10分間遠心分離し、そこ
で生じたP4ベレットは終体積5011のMWI液Aに再懸濁され、タンパク質
濃度11 、3mg/s+lとなった。P4ベレットはほとんどIL−3を含ま
なかったため、以後のステップでそれは用いなかった。最後の遠心分離の84上
澄約600mlは、濃度的IQ+*g/mlの膜性の成分を含んでいた。
P2及びP3ベレットをプールし、900Orpm (GSAローター)10分
間遠心分離し、2つのベレット(“P2−2”)及びHPLCを用いた分析でI
L−3を含まず、捨てられた濁った上澄を生じた。P2−2ベレツトは以降の使
用のため摂氏−20度に凍結した。
凍結したP2−2ベレツトをガラス棒及びマグネティックスターラーを用いて終
体積100m1のII衝液A(2mM DTTでなく10mM DTTを含む)
に再懸濁し、18ゲージの注射針を通過させた。再懸濁したP2−2に10mM
DTTI!衝液Aで新たに調製した4 00mlの7Mグアニジンを加え、一度
素早く転倒させ、可溶化したP2−2ベレツトを素早<3X250遠心管に移し
、8000rpm (GSAローター)で15分間遠心分離を行った。濃度5.
98mg/mlの500mlの上澄を、RP HP L Cを用い、室温でさら
に精製した。前の2つのステップは17分から22分の間に完了した。
この精製の10トコールは前述の、大腸菌内で発現させたG−C3F及びEPO
CAVの精製にも、同様な結果で適用し得る。
2、IL−CAVのRP−HPLCの
この分離プロトコールで用いられたM衝液は0.1%(v/v)TFA水溶液及
び0.1%TFAア七トニトリル溶液である。
2インチVydac C4カラムを10%アセトニトリルで平衡化した。約47
0mlの7Mグアニジン可溶化の上澄を180m1毎分で素早<C4カラムにア
ゲライした。カラムを20請1毎分で展開し、280nmの吸光がベースライン
に戻るまで10%アセトニトリルで洗浄した。下記濃度のアセI−ニトリルで下
記時間に洗浄することにより、以下のような勾配を設定した。
67.5 10
勾配に入って35分後より、40輸lのフラクションを回収した。各フラクショ
ンから10μmのサンプルを取り、真空乾燥し、20μlの2XSDS−サンプ
ルLaemmli[衝液に溶解した。5DS−PAGE分析を行い、IL−3の
存在を確認した。全フラクションを摂氏−80度に凍結させた。
G−CSF及びEPOCAvのRP−HPLC分離も同様に行われ得る。
3、IL−3CAVの1) −ルー ン約75mg(7,5111)(7)IL
−3を含むRP−i(PLC分離もフラクションの一つに50mM NaPO,
pH7,0,1mM EDTA及u0.2mMDTT中77)6.4Mグアニジ
ン142.5mlを加え、約0.5mg/+mlに希釈した。
混合液に750+slの50mM NaPO< ’pH7,1mM EDTA、
0.2mM DTTII衝液を加え、透析チューブに移し、41の同緩衝液に対
し、2時間透析を行った。IL−3(現時点では約0.22Mグアニジン)をさ
らに81の0.1mM DTTを含む同wtII液に対し、2回透析を行った。
この精製IL−3のポリエチレングリコール化は下の実施例7及び8で述べられ
る。
G−C3F及びEPOCAVのリフォールディングも同様な方法で行われ得る。
4、註工指括作Ω皿認
IL−3CAV又はEPOCAVの対生物活性は、TF−1細胞増殖アツセイに
より確かめられる。TF−1細胞系は既に記述されている。(Kitamura
et al、、Blood (1989>7二−3: 375−380ンその
アッセイでは細胞は摂氏37度、5%COzを含む湿潤空気中に維持され、用い
た培地は5Hg/mlの組換えGM−C3Fを添加したRPMI(Gj、bco
)、10%熱処理ウシつ児血清、2mM L−グルタミンである。3.4日毎に
細胞密度を2X10’細胞/輪1に調節した。アッセイの寸前に細胞を500X
G、5分間遠心分離し、rGM−C3Fを含まない培地で洗浄後、再遠心分離し
、密度10’M胞/*Iに再懸濁した。
検査されるIL−3又はEPOサンプルは1 : 500から1 : 10,0
00の間でrGM−C3Fを含まない培地で希釈する。96ウエルのマイクロタ
イタープレートの最上列に125μmの希釈したサンプルを載せる。残りのウェ
ルは100μmのrGM−C3Fを含まない培地で満たし、最上列のサンプルは
マイクロタイタープレートの下段に向かって、連続して5倍ずつ希釈される。各
ウェルに100μmの希釈した細胞(104細胞)を加え、プレートを摂氏37
度、5%COzで48−72時間インキュベートする。その後、ウェル当り0.
5μCLの3H−チミジンを加え、プレートをさらに4−6時間インキュベート
する。
そこで細胞を自動細胞回収機(LKB1295−001)を用いて回収し、’H
−チミジンの取り込みを定量する。
IL−3に対しては、1988年1月28日公表の国際公表No、WO3810
0598のPCT/US871017024で記述されているCML増殖アッセ
イも用いることができる。
G−C3F CAVの対生物活性は、Hapel、et al、、Blood(
1984)64 : 786−790で記述されているように32Dマウス細胞
系を用い、ATCCTIB68のWEHI−3細胞を5ng/m1組換えGM−
C3Fの代わりに2mM L−グルタミンを添加したRPMI−1640培地中
で48時時間養した( I X 10 ’細胞/ml ) 培地h’う得り、W
EHI−3ならし培地を5%v / v加えて、TF−1細胞増殖アツセイプロ
トコールで行うことによっても確認され得る。洗浄及びアッセイのステップはW
EHI−3ならし培地を除いて行われる。
大施広まニア、 ′ −プロトコール
部位特異的突然変異生成は、既知の定法を用いて行われ得る1例えば、国際出願
No、WO37107144及びWO37/’04722並びに米国特許出願シ
リアルNo、099,938 (1987年9月23日提出)及び088.18
8(1987年8月′り1日提出)並びにそれらに引用されている嘗考文献を参
照せよ。
大施t5 :6・85、′生 応
以下のヒトIL−3、G−CSF及びEPOミューティンは定法の部位特異的突
然変異生成法を用いてシスティンコドンを示すように置換、又はシスティンコド
ンの挿入により作成された:
一一−−−−−−−−−−−−−−工五二旦−一まd■−嗟亘山二 −一5S
spcyslo m3cys1.o 八^^をTccに(LysをCysに)*
pCys6 dCys6 ACTをTGCに(ThrをCysに)m3cys1
曽3Cys8 TCT tTCC4;: (SerをCys4.:)m3cy
s12 m3cys12 TCTをTGC4C(SerをCysG;:)exg
cysloo m3cysloo ^^GをTGTに<LysをCysに)m3
cys134 +13CF!1134 TTCとTA(、の間にTGTを挿入(
Phe133とストップコドンの間にCys)
鎗pCys3 ^Tc?:TGCに(Netをcysにン−pΔICys19
アミノ酸1−15で”mp”末端で置換し、19番目を^TGからTにC(Me
Lj?>Cys)に修飾53cys6,10 ACT及びAAAをTGCに(T
I+ r及びLysをCysに)m3cys9,10 TT^及び^^八をTG
Cに(Leu及びLysをcysに)m3cys6,8 ACT及びTCTをT
GCニ(Tbr及びSerをCysニ)m3cys6,8,10 ACT、TC
T及びAAAを丁CCに(丁hr、 Ser及びLysをCysに)
m3cys8,9.!OTCT、TT^及び^^^をTGCに(Ser 、 L
eu及びLysを―p^I@17Cys37 GCCをTGCに(AltをCy
siC)m3cys1 TCTをTCT4.: (SerをCystm)上述の
実施例において、天然IL−3.G−C3F、EPOタンパク質の修飾部位は、
“Cys“のあとの番号によって示されており、CAVのアミノ酸配列はN末端
に関しては示された位置を除いては天然タンパク質と同じである(第1図参@)
、“mp”および“m3”という表示は、以下で詳細に述べる2種類の興なるN
末端の変化を示すものである。さらに、Cysは、例えば位置63または位置6
6などの天然のIL−3コドンの位置に、単独で、あるいは上述のN末端のいず
れかの、例えば位置10に導入された別のCysとの組み合せで導入することが
できる。予想されるEPO変異変異タンパ上質ては、mp N末端を持ち、位置
166の天然のアルギニンがシスティンに置換されているEPOmpCys16
6、mpN末端を持ち、3箇所のN連結型グリコジル化部位のアスパラギンがシ
スティンに置換されているmpCys24Cys38Cys83が含まれる。
IL−3変異タンパク質に関しては、ある種の点変異により、生物活性またはス
ルフヒドリル反応性化合物に結きする能力が部分的に失われる可能性がある。
例えば、位置28の修飾は生物活性のあるCAVを産するが、スルフヒドリル反
応性化合物の結合能は失われ、これはおそらく再度折り畳まれたCAVの三次構
造において位置28が内側になるためだと思われる。IL−1βの位置138に
おけるCysの修飾によって活性のあるIL−1β−フィコエリスリン複合体が
得られると著者らが述べている、D、ウィングフィールド(Wir+gfiel
d)ほか、Eur、J、Biochem、(1989)179: 565−57
1と比較のこと、さらに、我々は天然ヒトIL−3の位置15または位置51の
アミノ酸をシスティン残基に置換することにより生物活性が部分的に失われる場
合があることを見いだした。スルフヒドリル反応性化合物の結合後の活性を測定
するために、本発明はさらに、修飾と結きが成功したか否かを容易に決定するた
めの「小スケール」スクリーニング法を与える(以下に述べる実施例9参照)。
ヒトIL−3はさらに、”m、p”または’m3”と表される2種類の異なる、
二者選択の構造でN末端が修飾された。”mp”の表示は、天然ヒトIL−3タ
ンパク質の最初のアラニンを欠失させるものであり、それによりN末端の配列が
MET*ALA*PROからM E T * P ROとなる。”m3”の表示
は、MET*ALA*PROから始まる天然ヒトIL−3タンパク質の最初の2
アミノ酸を欠失させることを示し、MET*THRIGLU*THRから始まる
末端となる。
これらの修飾の理由は既に述べた。IL−3mpΔICys19変異タンパク質
のN末端の修飾に関しては、アミノ酸1−15が欠失し、“mp”末端と置換さ
れた。ヒトG−C3FとEPO変異変異タンパ上質最初のアミノ酸が欠失される
ことによりN末端がさらに修飾され、mp”変異タンパク質が得られた。
上述のリストの変異タンパク質は単なる例であり、独占的なものではないことは
、もちろん理解されるべきである1本発明にしたがった別の変異タンパク質の考
案および合成は、十分に本分野の既知の技術の範囲内である。このような変異タ
ンパク質の合成は、通常の技術および方法によって行われ得る。
本分野の技術者は、もちろん、ILニー3.G−C3F、およびEPOをコード
するDNA配列中で、システィンコドンの置換またはその挿入による他の変異タ
ンパク質の考案および自戒を容易に行なうことができる。1箇所以上の部位を修
飾するためには、ミュータジエネジスを繰り返し行なうか、あるいはいくつかの
場合には1箇所以上の部位でのミュータジエネシスのためのオリゴヌクレオチド
を用いて行なう。
寒施逍旦:CAvsをコード−7DNA のへ@DNA配列に突然変異を起こす
ことによるCAVをコードするDNAの生産に対して代わるものとして請求めら
れるCAVをコードするDNAが合成により調製されるかもしれないことが理解
されるべきである。その場合、ふつう請求められるコード配列におよび、かつめ
られるシスティン付加物を含むところの、例えばオーバラップした50−801
体の、オーバーラッピングオリゴヌクレオチドの形状でCAV DNAを合成す
ることが望まれるだろう。
この実施例にしたがって作製された5具体例としてのEPOミューティンはEP
Q mpCys9である。第3図に示された化学的にき成されたcDNAは、当
業者が既知の技術を用いて会合させられ、第9番部位で修飾され、そして精製さ
れる。ウォスニツクら、Gene 60:115−127 (1987)参照;
また、米国特許第4,904.584号明細書をり照のこと、合成cDNAは、
制限酵素NdeIおよびXbalによって作られる突出末端に対応する「突出末
端」ヌクレオチド配列を持つように指定されている。精製された、合成由来のc
DNAは、精製されたプラスミドpALhIL3−781のNdeI−XbaI
ベクタ一部分と連結され、その結果ヒトIL−3cDNAがヒト エリロトボエ
チン cDNAと置換される。EPOmpcys166およびEPOmpCys
24Cys38Cys83は、同じ方法で作製されることができる。
求められるコード配列が与えられた場き、もし必要であれば、指定およびき成、
合音ならびに、他の適当なオリゴヌクレオチドの合成リンカ−への連結は、当業
の現在の技術レベルの範囲に完全に含まれるものである。
火、施倒l:IL−3m Csloミュー−インのPEGミューティン ヒトI
L 3 mpcysloは、上述の実施例5にしたがって調製され、2種類のP
EG 5000誘導体、すなわちS−ピリジル・モノメトキシPE05000
(PEB 5000 5PDP)およびマレイミド・モノメトキシPEG500
0(PEG 5000 SMCC)を用いてPEG化された。
a、)スルフィドリル反応性化象物の調製。
PEG5000は、以下のようにしてスルフィドリル基に連結させるために活性
化された。2.0グラムのモノメトキシPEG5000アミンは、12mlの乾
燥した過酸化物を含まないジオキサンに溶解された。144餉g(15%過剰)
のN−サクシンイミジルー3−(2ピリジルジチオ)プロピオネート(SPDP
)が、乾燥粉末として添加され、反応は室温で進行させられた。24時間後、S
−ビリジル・モノメトキシP E Q 5000産物は、乾燥した、過酸化物を
含まないジエチル・エーテルを用いて沈殿させられ、エーテルで洗われた。この
産物は真空下で乾燥させられて1.92グラムの白色固体を与えたが、NMRお
よびIRにより、これがS−ピリジル・モノメトキシPE05000であると同
定された。
PEGIo、000類似体(PEGIo、000 5PDP)も同様に、類似の
方法によって調製された5
b、)ミューティンC10ヒトIL−3のPEG化。
このカップリングのために、陰性対照として、天然のく野生型の)ヒトl−3も
PEG化試薬による処理を受けた。 50 m M N a H2P O4、1
00u MDTT、1mM EDTAおよび3mM 塩酸グアニジンを含むPH
7の緩衝溶液に、mpcyslOミューティンを1−g/端1で溶解した保存溶
液が用いられた。
DTTはタンパク質の21体化を妨げるために添加され、EDTAは、金属を介
した酸化的カップリングによる21体を阻害するために添加された。グアニジン
は、タンパク質の再生の人工物として残る。PH7が用いられたが、6.5−7
.5の範囲が好ましい、上述のようにして調製された0、9mgのS−ピリジル
・モノメトキシPEG5000は、エツベンドルフ・チューブ内にはかりとられ
た。
360u lの[11化したミューティンが添加され、この混合物は均一になる
ように軽くポルテックスにかけられた0反応は4℃で行われ、2時間後に試験採
取したときには、反応が完了していることが分かった。クマシーブルーによって
染色した10−20%グラジェントSDSアクリルアミド・ゲルによる分析は、
この産物がほとんど純粋で、約82kDの移動度であることを示した。(比較と
して、mpcyslOおよびその21体が標準試料として用いられ、これらはそ
れぞれ15kDと30kDの位置に移動することが示された。)ゲル上の還元性
レーンは、PEG化したIL−3ミユーテインがDTTによる還元に感受性であ
り、約15kDの本来の状部のタンパク質を再生することを示した。
2、ヱにイn・モノメ シPEG5000 いf−PEG : 、’ −へa、
)スルフィドリル反応性化会物の調製。
本実験において、PEG5000の活性化は以下のようにして行われた。
2.0mgのモノメトキシPEG5000アミンは121の乾燥した、過酸化物
を含まないジオキサンに溶解さ“れな、154+mgのスルホサクシンイミジル
4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート(SMC
C)(15%過剰)が乾燥粉末として添加され、反応は室温で進行させられた。
24時間後、この産物の構築はS−ピリジル・モノメトキシPEG5000と同
じ方法で行われ、1.82グラムのマレイミド・モノメトキシPEG5000が
得られた。PEGIO,0OOW似体は同様にして調製された。
b、)CyslOIL−3ミユーテインのPEG化。
この反応は、還元性PEG5000試薬を用い、陰性対照として天然のヒトIL
−3を用いることにより、PEG化反応と同様な方法で行われた。しかし、1.
0mgのPEG由来のPEG化試薬であるマレイミド・モノメトキシPE050
00が用いられた。400u Iのmpcyslo IL−3ミユーテインが添
加され、均一になるまでポルテックスにかけた。t=2時間において、反応が完
了したことが分かった。この産物はほぼ純粋であり、分子量においてS−ピリジ
ル由来の複合体と区別できなかった。しかし、この産物はDTTなどの還元条件
下で完全に不活性であり、この還元性レーンでは、28kDの産物が存続してい
る。
いずれの対照反応においても、2時間あるいは、24時間においてすら複合化を
示すものはみられない、したがって、この化学反応における反応可能なスルフィ
ドリル基の選択性は極めて高い。
m旦: シス−インミュー−インm3Cs9 10お m3CS9上仄O旦旦旦
止−
この実験では、両ミューティンのタンパク質保存標品は、実施例7で述べたよう
に、リン酸緩衝液の300 u g/ll1l溶液であった。PEG化保存溶液
は同様な[11液中に、50ug/+*Iの濃度でS−ピリジルまたはマレイミ
ド活性化P E G5000ポリマーからなるものであった0反応を開始するた
めに、ポルテックスにかけなから1lulの適当なPEG(l存液が、100u
lの適当なタンパク質保存液(m3Cys9.10ミユーテインあるいはm3C
ys9.10ミユーテイン)に添加された9反応は4℃で一夜進行させられた。
上述のように、この産物のSDSゲル分析は、どちらの化学反応についてもほん
のわずかな開始物質しか残っていないことを示した。さらに、どちらの化学反応
も約37kDのゲル移動度を持った新しい産物を生じた。同じゲルの還元性レー
ンは、マレイミド複合体が還元に対して耐性であるが、一方S−ピリジル由来の
複合体は開始物質に転換することを示した。
叉施■2:G−CSF m AIa17Cs37ミユーーインのPEGミューテ
ィン・ヒトG−CSF mpAIa17cys37は、上述の実施例5にしタカ
ッテ調製すレ、PEG5000 5PDP、PEG5000 SMCCおよびP
EGIo、000 5PDPによってPEG化された。第17番部位の天然のシ
スティンは、考えられる不適当なジスルフィド架橋形成を妨げるなめに除かれ、
アラニンと置換された。mpA1a17cys37 G−C3Fタンパク質保存
液は、50mM NaHzPO4および1mM EDTA、100u100uの
pH7,0MfN溶液で透析され、約100 u g/ealまで濃縮された。
総容量は670u lであった。
PEG化試薬(PEG 5000 5PDP、PEG 5000 SMCCおよ
びPEG 10.000 5PDP)の保存液は、H,O中で10mMの濃度で
変時調製された(18×保存溶液は実施例7の1aおよび1bで述べられたよう
にして調製された)、この反応は以下に示した試薬および量を用いて行われた。
1 50005PDP 170 10
2 5000 SMCC17010
310,0005PDP I70 10すべての反応はPEG試薬に関して1m
Mであった。実施例7にあるように、ミューティンはPEG試薬に添加され、均
一になるまでポルテックスにかけられた1反応は4℃で一夜進行させられ、完了
していることが分かった。
還元性および非還元性レーンを用いた10−20%グラジェントSDSアクリル
アミド・ゲルを行い、クマシーブルー染色を行った分析は、mpA1a17cy
s37 PEG5000 5PDPおよびmpAIa17cys37 PEG5
000 SMCC産物がほとんど純粋で、約28kDの移動度であることを示し
た。
非PEG化G−C3Fミューティンは、約19kDの移動度を示す、ゲル上の還
元性レーンは、5PDP複合体はDTT存在下の還元に感受性であることを示し
た。SMCC由来の試薬は還元処理に対して総会的に耐性である。PEGIo。
000 5PDP PEG化 mpAIa17cys37 G−CSFは、約3
2kDの移動度を示す、非PEG化 G−C3FミユーテインはDTT処理によ
り再生する。
m:EPo m Cs9”、z−−インのPEGミューティン・ヒトEPOm3
Cys9は、上述の実施例5にしたがって調製され、実施例9で調製されたPE
G化試薬保存液と、陰性対照として天然のし)EPOを用いてPEG化されるこ
とができる1反応を開始するために、実施例9で調製されたような10ulの適
当なPEG保存液が、100 u g/+*Iの濃度のEPOmpCys保存液
170ulに添加される。この混合液はポルテックスにかけられ、反応は4℃で
一夜進行させられた9反応完了時には、反応物は実施例9にあるようにして分析
されることができる。
大施但11: foCAVS
もし適当な発現ベクターに構築されたCAVsをコードする新規なりNA分子を
有し、スルフィドリル反応性化き物がミューティンに結きしていた場合、それぞ
れのCAMタンパク質を小規模で作製し請求められている結合部位を持つミュー
ティンを「検索する」ことが要求されるかもしれない、スルフィドリル反応性化
合物への結合前および後の、それぞれのCAVの生物学的活性は1旦 ヱ上土r
oアッセイを用いることにより、すみやかに評価されることができる。
T−L−3CAVミュー−インの バ ″1アに 7ハバクテリアGI586株
は、新規なCAV IL、−3コ一ド配列を持つ、精製されたバクテリア発現ベ
クター、pAL−hIL3−781、ATCC寄託番号67932によって形質
転換された。形質転換細胞は、プレートあたり約100コロニーを得られる濃度
で、50 u g、’nlのアンピシリンを含むLB寒天プレート上に広げられ
た。 5011 g、/+Iのアンピシリンを添加した3+alのL培地は、単
一のバクテリアのコロニーで接種され、30℃で一夜培養された。50m1の誘
導培地(0,IXL培地、IXM9塩、0.4%ブドウ糖、1mM Mg5O,
および50ug/鶴1のアンピシリン)がこの−夜培養液11で接種された。5
0睦1の培養液が0.5 0D 600nmレベルに達するまで、30℃で撹拌
しながら培養され、次に温度は40℃に上げられ、少なくとも2時間培養を続け
た。
次に、細胞をソーパル遠心機、3Bローターを用いて3500rpmで5分間遠
心することにより集めた。上清は捨てられ、細胞ベレットは11のMtIIPE
D(50mM NaH,P(L、PH7,0,1mM EDTA、5mM DT
Tおよび10mM PMSF)に再懸濁された。この1躊1の溶液は10,00
0psiで2回フレンチプレスにかけられ、氷におかれた。この溶液は、次に1
2,000rpmで5分間微量遠心された。上清は捨てられ、沈殿した材料はP
ED[衝液中の7Mグアニジン−HCl溶液150ulに再懸濁された9次にこ
の溶液は650u IのPED榎衝液で希釈され、透析チューブ(10,OOO
MWCOスペクトロボア)中におかれた。この試料は、2リツI・ルのPED、
1[1i液(50mM NaH,PO−pH7,0,1mM EDTA、O,i
mM DTT)に対して少なくとも4時間透析された。この試料は回収され、沈
殿したタンパク質を除くために微量遠心された0次にこの試料は12%レムリー
SDS PAGEゲルで分析され、IL−3タンパク質の量が概算された。
次にタンパク質溶液は約0.51111/Illに濃縮され、そして200ug
がモル濃度で15倍過剰のS−ピリジル・モノメトキシPEG5000あるいは
マレイミド・モノメトキシPEG5000と、4℃で数時間反応させられた0次
にこの産物はSDS PAGEで分析され、生物学的活性はin vitro
TF−1細胞分裂アッセイで決定された。
この小規模の生産法は、同様な有用性をもって、本発明の新規なCAV G−C
3FsおよびEPOsの生産に適用されるかもしれない。
もうひとつの点として、この検索のための小規模の生産法は、スルフィドリル反
応性化合物の結合以前に行われるかもしれない。この場合、生物学的活性は依然
、上n vitro TF−1a胞分裂アッ七イ(あるいはG−C3Fの場合、
32D細胞分裂アッセイ)によって決定されるであろうし、またこの産物は既知
の技術にしたがってSDS PAGE分析によって分析されるかもしれない。
他のスルフィドリル反応性化合物の、本発明の他のCAVsへの結合のために、
同じあるいは同様の方法が当業者によって用いられるかもしれない、そのように
して生産された修飾CAVsの均一性が、従来の分析法、例えば標準的なSDS
−PAGEあるいはHPLC分析によって観察されることができる。
本明細書で開示される観点から、本発明の方法および組成物に対して、当業者に
よる無数の修飾がなされるかもしれない、そのような修飾は、添付の請求の範囲
で定義されるように、この発明によって包含されると信じられている。
F工GURE :L
フ0
CTCGCG ATCTTCTAG
Lau Ala工1ta Pha 5topTG
ET
F工GURE 2b
FIGURE 3a
TTA TAG TGA CAG GGT CTG TGG TTT CAA
TTG AAA ATG CGCACCTTT TCT ’I’ACCTT C
AA CCG GTCGTCCGA CAT CTT CATACCGTCCC
T MT CGCGAT AAT TCA CTT CGA CAA GAG
GCGCCA GTCCGA MT AAT CAG TTG AGA AGG
GTCGGCACCCTCGcc GAT GTCGACGTA CACCT
A TTT CGG CAG TCA CCG GAAFIGURE 3b
TOP
国際調査報告
I崗11n+4酊1^―畦、、、、IINL PCT/US 90102144
国際調査報告
US 9002144
S^ 36769
Claims (14)
- 1.該CAVが少なくともひとつのポリアルケン・グリコール部分に共有結合し ている、少なくとも1つの非−天然システイン残基を含むように修飾した、ヒト IL−3のペプチド配列からなるところの、システインが添加されたインターロ イキン−3の変種(「CAV」)。
- 2.少なくともひとつの該非−天然システイン残基がIL−3CAVの成熟型ペ プチド配列を含めて1から14番目の位置に含まれるところの、請求の範囲第1 項のCAV。
- 3.少なくともひとつの該非−天然システイン残基がIL−3CAVの成熟型ペ プチド配列を含めて6から12番目の位置に含まれるところの、請求の範囲第1 項のCAV。
- 4.少なくともひとつの該非−天然システイン残基がIL−3CAVの成熟型ペ プチド配列の10番目の位置にあるところの、請求の範囲第1項のCAV。
- 5.非−天然システイン残基をIL−3CAVの成熟型ペプチド配列の9番目お よび10番目の位置にもっところの、請求の範囲第1項のCAV。
- 6.該CAVが少なくともひとつのポリアルケン・グリコール部分に共有結合し ている、少なくとも1つの非−天然システイン残基を含むように修飾した、ヒト G−CSFのペプチド配列からなるところの、G−CSFのCAV。
- 7.該CAVが少なくともひとつのポリアルケン・グリコール部分に共有結合し ている、少なくとも1つの非−天然システイン残基を含むように修飾した、ヒト EPOのペプチド配列からなるところの、EPOのCAV。
- 8.CAVのN−末端がメチオニンで始まり、成熟型ペプチド配列の第1番目が 除かれるところの、請求の範囲第1項から請求の範囲第8項のCAV。
- 9.N−末端がIL−3CAVの成熟型ペプチド配列の第1番目および第2番目 の位置のアラニンおよびプロリンの削除によって修飾されているところの、請求 の範囲第1項から請求の範囲第5項のCAV。
- 10.少なくともひとつの該ポリアルケン・グリコール部分がポリエチレン・グ リコールであるところの、請求の範囲第1項から請求の範囲第9項のCAV。
- 11.請求の範囲第1項から請求の範囲第9項のCAVをコードするDNA配列 。
- 12.請求の範囲第11項のDNA配列を含み、これを発現できる宿主細胞。
- 13.該CAVをコードするDNA配列を含み、これを発現することができる宿 主細胞の培養によって生産された該CAVの、少なくともひとつの非−天然シス テイン残基に共有結合した該ポリエチレン・グリコール部分からなる、請求の範 囲第10項のCAVを生産する方法。
- 14.造血刺激に適した薬学的組成物の調製のための請求の範囲第1項から請求 の範囲第10項のCAVの利用。
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