JPH05503001A - C1インヒビターミューティンおよびその利用 - Google Patents

C1インヒビターミューティンおよびその利用

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JPH05503001A JP2515057A JP51505790A JPH05503001A JP H05503001 A JPH05503001 A JP H05503001A JP 2515057 A JP2515057 A JP 2515057A JP 51505790 A JP51505790 A JP 51505790A JP H05503001 A JPH05503001 A JP H05503001A
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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】 CIインヒビターミュー−インおよびその1本発明は、分子生物学/免疫学の分 野に関し、そしてタンパク質分解攻撃に耐性であるCIインヒビタニ、すなわち CIゼインビターミューティンの遺伝子工学的構成を示す。ミューティンは、好 ましくは抗炎症剤及びより好ましくは敗血症の予防又は治療処置のために相当の 用途を有する。
アメリカ合衆国において、病院内園血症が約194,000人の患者に進行し、 そして約75,000人が死亡している。Maki、D、G、+1981. N osocomial Infect、+(Dikson、R,E、、Ed、)+ 183ページ、Yrke Medical Books、U、S、A、、これら の死のほとんどは、6種の主なグラム陰性バチルス菌に寄与し、そしてこれらは 、プソイドモナス アエルギノサ(Pseudomonas aerugino sa) 、ニスシリチア コリ (Escherichia coli) 、プ ロテウス(Proteus)、クレブシェラ (Klebsiella) 、エ ンテロバクタ−(Bnterobacter)及びセラチア(Serratia )である。菌属症のための現在の処置は、抗生物質の投与であるが、不幸なこと には、その有効性は制限がある。
菌属症の正確な病理学は完全には解明されてはいないが、細菌性内毒素、すなわ ちリポ多糖類(LPS)が主な原因物質であることが知られている。LPSは少 なくとも3種の有意な抗原性領域、すなわち脂質A、コアー多[類及び〇−特異 的多Illから成る。後者はまた、〇−特異的鎖又は単純に〇−抗原として言及 される。〇−特異的lif 1fJf域は、反復多糖単位から構成される長鎖多 糖類である。多糖類単位の数は、種々の細菌性の間で異なり、そして1〜6又は 7個の単糖類単位であり得る。〇−特異的鎖は種々のグラム陰性細菌の間で異な るが、脂質A及びコアー多糖類は、同一ではないが、類似する。
LPSは敗血症において主な役割を示すので、その活性を中和するために種々の アプローチが行なわれて来た。現在、LPSに対する抗体が標準の抗生物質治療 に付随する価値ある臨床であることを示唆する相当の研究が存在する。
LPSは、結果的に患者の死を引き起こす一連の生化学的出来事を開始せしめる 。LPSの導入後、第2の出来事は、マクロファージ細胞のLPS刺激の結果と して腫瘍壊死因子(TNF)の生成であると広く考えられている。従って、相当 の努力が、TNFに対する中和抗体、又はその数置効果を阻害する他の分子を生 成するために行なわれて来た。TNFに対する抗体は価値ある臨床的な適用であ ろうと思われる。
Tracey、 星&、、1987. Nature、 330 :662゜グ ラム陰性細菌により引き起こされる敗血症は、相補的システムの活性化を包含し 、そして種々の相補的成分の消耗を引き起こすと思われる。相補的システムの1 つの成分、すなわちC5aは、ニューロフィリスの凝集を引き起こし、そしてそ の凝集は、虚血を引き起こすように思われる。Siegel+J、+1981、  Ann、Rev、Med 、、32:175゜従って、C5aは敗血症におけ る観察される器官不全現象の原因であることが提案されている。
CIは、約105.000の分子量を有する血漿糖タンパク質であり、そしてα 1−抗トリプシン、α1−抗プラスミン、抗トロンビン■及びプラスミノーゲン 活性化インヒビタータイプ■及び■のようなメンバーを包含するセリンプロテア ーゼのメンバーである。相補的システムの活性剤成分が制御される1つの機構は 、C1インヒビターによる。C1インヒビターは、補体(C1r及びC15)及 び本来の凝集システム(第Xla因子、第XIIa因子及びKallikrei n)の従来の経路の活性化成分を阻害することが知られている。さらに、C1イ ンヒビターは、フィブリン溶解成分プラスミン及び組織プラスミノーゲン活性化 因子と相互作用することが示されている。
CIゼインビターは、いわゆる非標的プロテアーゼ、特にリソシームセリンプロ テアーゼエラスターゼによるタンパク質分解切断に敏感である。Browere 、M、and Horpel、P、、1982゜J、Biol、Chem 、、 257 :9849 、この酵素は、多形核白血球から開放され、そして敗血性 患者の循環に存在する。これらの患者に観察される凝集因子の濃度の低下は、一 部、CIゼインビターの白血球エラスターゼによるタンパク質分解の結果である と思われる。敗血症を処理するための可能性ある予防/治療アプローチは、タン パク質切断に耐性である遺伝的に構成されたC1インヒビターであり、そして敗 血症にかかる危険性がある患者にそれらを投与し、又はすでに敗血症の患者にそ れらを投与することが適切である。
敗血症の生命脅威性質は、追加の治療法又は予防法の同定及び開発を示唆し、そ して両者とも敗血症の処置に効果的に適用され得る抗体又は他のものに基づかれ る。
その最っとも一般的な形においては、本明細書に記載される発明は、Clインヒ ビターミューティン、そのミューティンの構成法及び好ましくは抗炎症剤として 及びより好ましくは、敗血症の予防的又は治療的処置のためへのミューティンの 適用を示す。
本明細書に記載される本発明の第2の目的は、エラスターゼ耐性であり、そして 相補的システムの成分°に共有結合し、そして不活性化する能力を維持するCl インヒビターミューティンに関する。
本発明の第3の目的は、他の適切なアミノ酸に変異され、又は欠失される位置4 40及び/又は442でのアミノ酸を有し、耐エラスターゼ性であり、そして相 補的システムの成分に共有結合し、そして不活性化する能力を維持するClイン ヒビターミューティンの説明である。
本発明の第4の目的は、位置440及び/又は442でのアミノ酸を置換するア ミノ酸のタイプに依存して、プロテアーゼ及び阻害活性に対する種々の悪魔を示 すClインヒビターミューティンの説明である。
本発明の第5の目的は、位置440及び/又は442でのアミノ酸を置換するア ミノ酸のタイプに依存して、種々の基質に対して種々の阻害活性を示すClイン ヒビターミューティンの説明である。
さらに、本発明は、抗−炎症性薬物としてClインヒビターミューティンの予防 又は治療的使用及び好ましくは敗血症の予防又は治療的処置に関する。
本発明のこれらの及び追加の目的は、下記に示される本発明の詳細な記載の考慮 の後、明らかになるであろう。
第1図は、組換えCIゼインビターに対応するc DNA配列を示す。
第2図は、C1ミューティンの阻害又はプロテアーゼ活性を決定するための一般 化されたアッセイ方法を間約に示す。
第3図は、C1s及びKallikreinに対するCIミューティンの阻害活 性(複合体形成)及びプロテアーゼ感受性(不活性化)の程度を示す。
第4図は、B−12a及びプラスミンに対するCIミューティンの阻害活性(複 合体形成)及びプロテアーゼ感受性(不活性化)の程度を示す。
第5図は、いくつかの01インヒビターミユーテインの50%阻害性のために必 要とされるニューロフィルエラスターゼの量を示す。
1、、ti 本発明の本質及び範囲の理解を促進せしめるため、本発明の種々のamに関する 複数の定義を以下に示す。しかしながら、これらの定義は一般的であり、そして これらの定義は当業者に周知の意味に含まれている。
敗血症はダラム陽性又はグラム陰性細菌感染よりもたらされる疾患の意味と定義 し、この後者は主に細菌内毒素リポポリサンカライド(LPS)に起因する。こ れは少なくとも6種の主たるグラム陰性桿菌により誘発される。これらはシュー ドモナス アエルギノーザ(PseudolIlonas aeruginos a)、エツシエリヒリア コリ (Escherichia coli) 、プ ロテウス(Proteus)、タレブシェラ (Klebsiella) 、エ ンテロバクテリア(En terobac ter)及びセラチア(Serra  t ia)である。
CIゼインビターは、セリンプロテアーゼインヒビターの超科(superfa milいに属する、約105,000の分子量を有する血漿塘タンパク質を意味 する。これは補体C1r及びC1sの古典経路の活性化成分、並びに固有凝血シ ステムの因子Xla、因子XIIa及びカリクレインを阻害する。C1はまたプ ラスミン及び組織プラスミノーゲンアクチベーターと相互作用する。CIはそれ 自体がプロテアーゼ、特にエラスターゼにより不活性化される更なる特性を有す る。この01インヒビターの定義の範囲内に生物学的活性を保持するフラグメン トも当然含まれることが理解されるであろう。
C1インヒビターミューティンは本発明のデーターにより例示される通りの種々 の程度の生物活性を有し、そして特にタンパク質分解攻撃に耐性であるC1イン ヒビターの分子を意味する。
複数の特許/特許出願及び科学文献を以下に挙げる。本発明はこれらの文献中に 示されるいくつかの材料と方法を引用し、従ってこれら全ての文献は全体的に本 明細書に参照文献として組入れる。
CIインヒビターはクローン化且つ発現されており、従って技術者が本明細書に 詳細の突然変異誘発を実施するために容易に入手できる。例えばクローニング及 び発現はRockら、1986、L匹肚計Uユ 益: 4292に詳細されてい る。このcDNAは図1に示す。更に、Elderingら、1988. J、 Biol、Chem 、。
匹3 :11776は、この分子全体をコード化するAatII−HaeIIc 1インヒビターcDNAフラグメントを示す。このフラグメントはC1インヒビ ターミューティンを作製するための以下に詳細の方法を用いて操作されうる。
A、ミューティンの l+−m−・ 法Aa t If−Ha e IrC1イ ンヒビターcDNAフラグメントについての所望のコード及びコントロール配列 を含む適切なベクターの作製は、当業界において理解されている標準的ド、DN A配列又は合成したオリゴヌクレオチドを切断し、テーラ−し、そして所望の形 に再すゲートせしめた。
より詳しくは、当業界において一般的に知られる条件のもとて適切な制限酵素( 又は酵素)による処理によって位置特異的DNA切断を行う。そのうちの特殊な 方法はこれら市販制限酵素の製造業者により特定されている。例えばNew E ngland 8io1absの製品カタログを参照のこと。一般に約1μgの プラスミド又はDNA配列を1ユニツトの酵素により、約20λの緩衝溶液中で 切断せしめる。本明細書の実施例において、DNA1体の完全なる消化を確実に するために典型的に過剰量の制限酵素を用いた。約37°Cで約1時間から2時 間のインキュベーション時間が有効であるが、変更は容認できうる。各インキュ ベーションの後、タンパク質をフェノール/クロロホルムによる抽出、その後の エーテル抽出により除去せしめ、そして核酸をエタノールによる沈殿及び10n +Mのトリス、1mMのEDTA、pH7,5における再懸濁により水性画分か ら回収せしめる。所望するならば、切断フラグメントのサイズ分別を、標準の技 術を利用するポリアクリルアミドゲル又はアガロースゲル電気泳動により行なう ことができる。サイズ分別の一般的な詳細はMethods in Enzym ology+1980、皿:499−560に見い出せる。
制限切断フラグメントは、一旦工、21JDNAポリメラーゼ■(フレノウ)の 大きなフラグメントとの、4種のデオキシヌクレオチド三リン酸(dNTP)の 存在下における、約15〜25分のインキュベーション時間にて、20−25° Cにて、50mMのトリスpH7,6,50mMのNaC1,6mMのMgCl 2.61mMのDTT及び55−1OuのdNTP中における処理によってプラ ント末端化されうる。このフレノウフラグメントは5′接着末端を補完するが、 しかし例え4種のdNTPが存在していても突出し3′一本積を分解せしめる。
所望するならば、選択的な修復を、この接着末端の性質により示される制限内に おいて、唯一の又は選んだdNTPを供給せしめることにより行うことができる 。フレノウによる処理後、この混合物をフェノール/クロロホルムにより抽出し 、エタノール沈殿させ、その後セファデックスG−50スピンカラムにかける。
S1ヌクレアーゼによる適切な条件のもとての処理は、全ての一本鎖部分の加水 分解をもたらした。
合成オリゴヌクレオチドは、Matteucci ら1981. J、Am、C hen+、soc 、、103 :3185のトリエステル法、又は市販の自動 オリゴヌクレオチドシンセサイザーを用いることにより作られる。
アニール化の前又は標識化のための一本鎖のリン酸化は過剰量の、例えば約10 ユニツトのポリヌクレオチドキナーゼを、0.1ナノモルの基質に対して、50 mMのトリス、pH7,6,10mMのMgCl、2.5mMのジチオトレイト ール、11−211IのATP、1.7ピコモルのr32P−ATP (2,9 mC1/ミリモル)、0.1mMのスペルミジン、0.1mMのEDTAの存在 下において用いることにより成し遂げられる。
リゲーションは以下の標準的な条件及び温度のもとで15−30λの容量におい て行なわれる。20mMのトリス−CIpH7,5,10mMのMg Clz  、10mMのDTT、33ug/1mlのBSA、10mM−50ffiMのN  a Cl r及び以下のいづれか、40 g MのATP、 0. 01−0 . 02 (Weiss)ユニットのT4DNAリガーゼ中0°Cにて(「接着 末端」リゲーシ、7のため)、又は1mMのATP、0. 3−0. 6 (W eisS)ユニットのT、DNAリガーゼ中14°Cにて(「プラント末端」リ ゲーシゴンのため)行なわれる。分子間のプラント末端リゲーション(通常は1 0−30倍モル過剰量のリンカ−を採用)は1mMの総末@濃度で行った。
「ベクターフラグメント」を用いるベクター作製において、このベクターフラグ メントは通常5′リン酸を除去し、そしてベクターの再すゲーションを防止する ために細菌アルカリホルファターゼ(BAP)により処理する。BAP消化はp H8にて、約150mMのトリス中、Na”及びM g Z ”の存在下におい て、約1ユニツトのBAPを1μgのヘクター当り用い、60°Cにて約1時間 にわたり行った。
核酸フラグメントを回収するために、調製物をフェノール/クロロホルムで抽出 し、エタノールで沈澱し、そして5ephadex G−50スピンカラムを通 用して脱塩する。代わりに、望ましくないフラグメントの付加的な制限酵素消化 によって二重消化されたベクターにおける再結合を防止することができる。
配列改質を必要とするゲノムDNAまたはcDNA由来のベクタ一部分について は、部位特異的プライマー指令突然変異誘発を使用する。これは、限定された誤 対合を除いて突然変異を誘発されるべき一本鎖ファージDNAに相補する合成プ ライマーオリゴヌクレオチドを使用して行われる。簡単にいうと、合成オリゴヌ クレオチドをプライマーとして使用してファージに相補する鎖の合成を指令し、 そして得られた二本鎖DNAをファージ−サポーテイング(phage−sup porting)ホストバクテリアに形質転換する。形質転換したバクテリアの 培養液を寒天上部に植菌し、ファージを担持する単一細胞からのプラークを形成 させる。
理論的には、新規プラークの50%が突然変異型を一本鎖として有するファージ を含有し、50%が元の配列を有する。
得られたプラークを、正確な対合のハイブリダイゼーションを許容する温度でキ ナーゼ化合成プライマーを用いてハイブリダイズするが、しかしその温度では、 元の鎖との誤対合はハイブリダイゼーションを防止するに十分である。プローブ とハイブリダイズするプラークを拾い、培養し、そしてDNAを回収する。部位 特異的突然変異の手順は、以下の特定の例において記述する。
プラスミド構築用の正しい結合は、E、coli Genetic 5tock Center、CGCS#6135から得られるE、coli M M 294 株、または他の適当なホストを連結混合物でまず形質転換することによって確認 される。成功した形質転換体は、該技術分野では周知のように、プラスミドの構 築様式に依存して、アンピシリン、テトラサイクリン、または他の抗生物質耐性 によるか、または他のマーカーを用いて選択する。形質転換体からのプラスミド は、Clewe11.D、B ら (1969,Proc、Natl、八cad 、sci、 (USA) 、62:1159)の方法に従い調製され、任意には 次いでクロラムフェニコール増幅(Clewell 、 D、B、 、 197 2. J、Bacteriol、 、 110:667)を行う。単離したDN Aは、Messingら1981.Nucleic Ac1ds Res、、9 :309にさらに記載されているようにSangaer 、 F 。
ら1977、 Proc、Natl、Acad、Sci、 (IIsA) 、  74:5463のジデオキシ法によるか、またはMaxamら1980.Met hods in Enzymology、65:499の方法によって配列決定 するか、及び/または制限によって分析する。
用いたホスト細胞によって、該細胞に適した標準的技法を用いて形質転換を行う 。実質的な細胞壁を含有する原核細胞または他の細胞については、Cohen、 S、N、 、Proc、Natl、Acad、Sci、 (USA) (197 2)69:2110により記載されている塩化カルシウムを用いたカルシウム処 理、またはManiatisらMo1ecular Cloning:A La boratory Manual(1982)Cold Spring Har bor Press。
p254に記載されているRbCIZ法を使用した。このような細胞壁を持たな い動物細胞については、Grahan+とVan der EbのVirolo gy、 1978,52:546のリン酸カルシウム沈澱法が好ましい。
本明細書におけるクローニング及び発現に用いられたホスト株は以下のとうりで ある。クローニング及び配列決定には、E、coli HB 101株をホスト として使用することができる。
M13ファージ組換え体には、ファージ感染感受性のE、coli株例えばE、 coli K 12 DG98株を使用する。D(1,98株は1984年7月 にATCCに寄託されており、受託番号は1965である。CIゼインビターミ ューティンの好ましい発現系は、Elderingらの1988.Journa l of Biological Chemistry、263:11776に 示されているCO3−1細胞/pSVLヘクター系である。pSVL (ファル マシア、Uppsala、Sweden)は、アンピシリン耐性遺伝子及び複製 原点を含有するpBR322フラグメントに融合された、SV40後期ポリアデ ニル化シグナルが続くポリリンカーの前のVPIイントロン、SV40後期プロ モーター、SV40複製原点から成る。
突然変異誘発は、該技術分野において周知のいずれの手順を使用しても行うこと ができる。これらの技法は、Sm1th、1985、Annual Revie w of Genetics、19:423に記載されている。
該技法のいくつかの改変が、Methods in Enzymology、1 54.part E、(eds)Wu and Gross+oan(1987 )、chapters 17,18,19.and20に記載されている。好ま しい手順は、KramerらのMethodsin Enzymology、v ol−154,chapter 17、及びKrascerらの1984.Nu cleic Ac1ds Re5earch、12:9441によって記載され ているGapped Duplex部位指令突然変異誘発法の変法である。
B、ミューティン − ”しい 111慣例のM13突然変異法は、短い合成オ リゴヌクレオチドを、変異誘発をめられるクローン化標的をコードしている配列 を有する一本鎖M13DNAにアニールする工程を包含する。オリゴヌクレオチ ドは、標的配列とほとんど相補しており(しかし完全には相補していない)、そ して少なくとも一つの誤対合ヌクレオチドを有する。アニール反応後、−末鎖D NAの残る部分を満たして、変異の発現を許容する適当なホスト細胞内に感染で きるヘテロ二本鎖DNAを与えなければならない。KramerらのMetho ds in Enzymology、chapter17に記載されているギャ ンプト(gapped)二本頭注では、−末鎖M 13 DNAの標的領域及び 残りの部分が露出している慣例の方法とは違い、標的領域のみが露出している部 分DNA二本鎖を構築する。慣例の方法と同様に、短いオリゴヌクレオチドを標 的領域にアニールし、伸長及び連結してヘテロ二本鎖を生成する。しかしながら 、ギャップト二重鎖法では一本1jDNAのごく一部しかハイブリダイゼーショ ンに利用できないので、オリゴヌクレオチドはM13ゲノム内の望ましくない部 位にアニールしない。この方法は、標的領域のどちらかの側のDNAのごく一部 しか満たされる必要がないので、ヘテロ二本鎖の形成の際に導入されるエラーが より少ないという別の利点を有する。
より詳細には、ギャンプト二重法は、例えば停止コドンアンバー突然変異のよう な選択可能なマーカーを有する適当なM13ファージに標的Aa t II−H a elIc1インヒビターcDNAフラグメントをクローニングすることを含 む。後者は突然変異の効果を抑制できないホストセル内のネガティブ選択を許容 する。好ましくは、このファージは重要なファージ遺伝子内に2つのアンバーコ ドン/を含むMl 3mp 9である。従って、C1をコード化する配列はM1 3mp9アンバーにクローニングされ、これより標準法を用いて1つのらせんD NAが調製される。次に、アンバーコドンを欠いている強化M13誘導体である M13GAPからの二重らせん複製形状DNAは適当な制限酵素により裂けられ る。M13GAPの塩基配列はM13mp18と同じであり、アンバーコドン及 び塩基ベアー6172と6323の間の配列の両者を欠いている。この欠失はM 13mpの多くのクローニングサイトの側面に位!し、独特な制限サイトを形成 する。ギャップト二重DNAは標準DNA/DNAハイブリダイゼーション法を 用いて形成され、アンバーコドンを有する1つのらせんDNA、及びアンバーコ ドン及びC1コーディング配列の両者を欠いている消化されたM13GAPから の第二のDNAのらせんからなっている。従って、暴露されたギャップト二本鎖 の唯一の部分はC1標的配列である。所望のオリゴヌクレオチドはギヤンプト二 本鎖DNAにアニールされ、そして残っているギヤノブはDNAポリメラーゼに より満たされ、切れ目はDNAリガーゼによりシールされ、ヘテロ二本鎖を形成 する。本発明に通用されるように、突然変異生成は16の異なるミューティンを コードするオリゴヌクレオチドの混合物により行われる。P5及びP3二重変異 体及びP50イシン及びバリンシングルミューティンを単離するために用いられ る縮重したオリゴヌクレオチドの配列は5 ’ GCGGGCC(AG) (G C) AGAG (AG) (GC) GGCGGAG3 ’である。このオリ ゴヌクレオチドは、上記Bockらのヌクレオチド1412−1433に相補性 である。
上記に加え、多くの他のシングルP3ミューティンは以下のオリゴヌクレオチド を用いて得られた。
P3−ala 5’GGTGCGGGCGGCAGAGATGG3’p3−gi y 5“GGTGCGGGCTCCAGAGATGG3”P3−arg 5’G GGTGCGGGCTCTAGAGATGGCG3’P3−1eu 5’GCG GGCCAGAGAGATGG3’P3−thr 5’GGGTGCGGGCG GTAGAGATGGCG3’ヘテロ二本鎖は、好ましくは不釣り合いな修復欠 損ホストにトランスフェクションされ、混合ファージが形成される。
混合ファージ集団より、この混合ファージ集団をアンバー突然変異を抑制できな いホストセルにインフェクションすることにより、アンバー突然変異を有する未 変異CI DNAを有するファージが再び選ばれる。次いで、C1突然変異を有 するファージに対しクローンがスクリーニングされ、突然変異の位置を決定する ために分子が配列される。クローンはキナーゼ縮重オリゴヌクレオチドの混合物 を用いてスクリーニングされる。前記方法を用いて、11c1インヒビターミユ ーテインが形成される。
C1インヒビターミューティンDNAフラグメントは適当な制限酵素によりM1 3から摘出され、COSセルにおける発現に適したベクターにクローニングされ る。このベクターはpsVLであり、上記のBockらに示されている。他のp Cl−INHも用いてよい。
SV40形質転換CO3−1モンキーセルは、ペニシリン及びストレプトマイシ ンを含むl5cove’s Modified Dulbecc。
Ce1l Cu1ture Mediumで培養された。この培地は10%VZ V熱活性化生胎児血清が加えられている。セルのトランスフェクションは、Lu thn+ann and Magnusson、1983+Nucleic A c1ds Re5earch、5:1295に記載されたようにして行われた。
これは、セル培地中のスブコンフルエントCO3−1をスーパーコイル化したベ クターコード化C1インヒビターミューティンDNA (5−7,5μg/ml )及びDEAE−デキストラン(200μg/ml) と共に90分間インキュ ベートすることを含む。90分間インキュベートした後、セルをセル培地で2回 洗浄し、さらに2時間80μg/+++1のクロロキンを含むセル培地と共にイ ンキュベートした。さらに2回洗浄し、10%牛脂児血清を加えた培地にセルを インキュベートした。
この培地は24時間後、血清を含まない培地に変えた。後者の培地を72時間後 に取り出し、遠心し、セル及び残金を除去し、以下に記載のようにしてC1イン ヒビター活性に付いて調べた。
図2はC1ミューティンのインヒビター(コンプレックス形成)もしくはプロテ アーゼ感受性(不活性化)を測定するための一般的アンセイスクリーニングフォ ーマントを示す。
後者は非標的プロテアーゼによるC1インヒビターミューティンの不活性化を測 定する。この方法は、Elderingら、1988゜J、of Biolog ical Chem、、263:11776に記載されている。この方法の改良 も公知である。
通常、C1ミューティンのインヒビター活性は、C1インヒビターと基質の間の コンプレックス形成を測定することにより決定される。好ましい基質はグルコー ス、C1s、 Kallilrein、 B −12a及びプラスミンである。
C1インヒビター、又はCIインヒビターミューティンは、基質と共有結合を形 成することにより基質のプロテアーゼ活性を阻害する。
これらの分子は公知の方法により、又はLiebermann、 H,ら、19 84、J、Mo1.Biol、、177:531及びNuijens、 J、ら 、1987. Immunology、 61 :387に記載されているよう にして精製された。
数多くの方法が01インヒビターミユーテインとその標的ブロティナーゼ基から 得られる複合体を測定するのに利用可能であり、その方法としては標準的な免疫 化学、放射線化学またはエライザアンセイが挙げられる(Levin、M、ら、 1983゜J、Biol、Chem、、 258 :6415 、Nuijen s、J、ら、1987. Thromb、Haemos t 、 、 58 :  778、de Agostini、1985.ハAS、 82:5190)。
これらの方法は、一般的に、複合体形成を起しうる溶液中で標的基質をCIイン ヒビターミューティンと接触させ、次いで複合体を未複合体化反応体から分離し て形成された複合体量を検出することからなる。別のアッセイは、反応体の量、 すなわち、複合体形成が起った後に反応溶液中に残存する遊離の01インヒビタ ーミユーテインまたは標的分子の量を使用してもよい。
好ましいアッセイは、活性化された標的基質(例えば、C15)への機能性C1 インヒビターミューティンの結合の観察に基づくラジオイムノアッセイである。
このアッセイは各種の方法で行うことができるが、好ましくは、当該技術分野で 既知のシアノゲンブロマイドを介して固体マトリックス、好ましくは5epha ros 4Bに精製された活性C1sが結合される。結合されたC1sは、必要 によって少量の界面活性剤(好ましくはTfveer+−20)を含む適当な緩 衝液中でインキュベートされる。後者は約0.1重量/容量%の濃度で使用され る。標的基質と複合体を形成するCIインヒビターミューティンの力価は、抗C 1インヒビターミューティン抗体を使用して測定できる。また、放射性標識され た第二抗体を使用して結合した第1抗体を測定することもできる。抗体はポリク ローナルまたはモノクローナルであることができ、C1インヒビターへの抗体の 検出可能な結合を起こすのに十分な時間インキュベートされる。適当な洗浄工程 により非特異的に結合した放射性標識抗体を01インヒビターミユーテインに結 合した抗体から分離した後、後者に付随する放射能を測定する。アッセイ系に適 当な対照を組み入れたこの方法により、C1ミューティンの阻害力価が測定され る。
同様な方法により、C1インヒビターミューティンの非標的プロテアーゼ感受性 が測定可能である。完全なC1インヒビターミューティンまたはプロテアーゼに さらした後残存するミューティン由来の断片の量を測定する数多くのアッセイが 利用可能である。多くの方法がC1,インヒビターミューティンのブロティナー ゼ感受性を測定するのに利用でき、そしてこれらの方法としては標準的な免疫化 学、放射性化学またはエライザアソセイが挙げられる。C1インヒビターミュー ティンを固体マトリックスに結合した非標的プロテアーゼと反応させて、残存す る完全なミューティンの量を測定するか、または好ましくはミューティンの検出 可能な断片の測定によってミューティンのタンパク分解量を測定する固相アッセ イが好ましい。また、C1インヒビターミューティンを固体支持マトリックスに 結合させ、このミューティンの付着物がミューティンへのプロテアーゼの接近を 立体的に阻害しない場合には、その物質をタンパク分解にかけることもできる。
C1を開裂する非標的プロテアーゼの具体例は好中球エラスターゼである。すな わち、この酵素をCNB r処理5epharose 4Bに結合させ、CIイ ンヒビターミューティンとインキュベートし、次いでタンパク分解的に開裂され たCIミューティンの存在を各種技法を用いてモニターできる。好ましい方法は 5epharose結合エラスターゼをペレット化し、Clインヒビター分子を 認識する抗体を用いて上澄中の開裂されたC1インヒビターの存在を測定するこ とである。このような抗体は入手可能であり、そしてNuijensら、198 B、 Blood 。
22:1841に記載されている。これらを固体マトリックスに付着させて開裂 されたC1インヒビターミューティンの他の反応体からの分離を促進してもよい 。結合した開裂C1ミューティンインヒビターを担持する抗体を含むセファロー スビーズを、遠心し、洗浄し、次いで未開裂C1インヒビターまたは開裂されて いるが未結合の断片から分離する。次に、結合した開裂CIインヒビターは、そ の開裂分子を識別できる第二の標識抗体を用いて測定できる。最後に、5eph aroseビーズに付着する放射能の量は、エラスターゼによりもたらされる開 裂物の量の指標として測定できる。
C1インヒビターミューティンの阻害または非標的プロテアーゼ感受性の両者を 測定するための一般方法は、図1に示されている。C1sを必要とするこの方法 は、手短かにいえば、Eldering、1988.J、Biological  Chem、、 263 :11776に記載され、そして上述のNuijen s らに示される変法を伴う他の基質用の方法と類似である。
上述のように、各種のミューティンのCIインヒビター活性を検出するためのラ ジオイムノアッセイは、機能的C1インヒビターミューティンが活性化C1sに 結合するであろう観測に基づいている。従って、精製された活性化C1sは、C NBr 5epharose 4Bにカプリングされ、そしてリン酸緩衝溶液、 pH’7. 4.10ミリモルEDTA及び0.1%(W/V)Tween − 20に懸濁される。次いで活性化C151,5μgを含むこの混合物0.3mL が、多様に希釈したC1インヒビターミューティンと共に5時間インキュベーシ ョンされる。5epharose 4Bビーズは採集され、十分に洗浄され、そ して複合化C1インヒビターミューティンを+zs■−ポリクローナル抗−C1 抗体とインキュベーションされる(〉4時間)。抗体は、上記Hack他により 記載されている。その5epharoseビーズは洗浄され、そして結合した放 射能は、LKB1260マルチガンマ■ガンマカウンターを用いて検出される。
C1インヒビターミューティンの不活性化は、以下のように検出される。豚膵臓 エラスターゼが、エラスターゼ約3゜75■が5epharose 300 m gとカプリングされるように、5epharose 4Bとカブリニ/グされる 。そのビーズは10ミリモルEDTA及び0.1%w / v Tween−2 0を含むリン酸緩衝溶液に懸濁される。多様な量の01インヒビターミユーテイ ンが、容量500μL中エラスターゼ5.6■を含む5epharose 4B 懸濁液150μLと共にインキュベーションされる。続いて、その混合物は遠心 分離され、そして上清は、不活性化CIインヒビターミューティンの存在につい て、上記の5epharoseに結合させたKOK12モノクローナル抗体及び ポリクローナル+zs■−抗一01−インヒビター抗体を用いてアッセイされる 。
図3は、基質としてC1s及びカリクレインを、そしてプロテアーゼの供給源と して好中球エラスターゼを用いて評価されるような、11C1インヒビターミユ ーテインのインヒビター活性(複合体形成)の程度並びにプロテアーゼ感受性( 不活性化)の程度を示す。図4は、基質がB−12a及びプラスミンであったこ とを除いて、同様のデータを示す。
11C1インヒビターミユーテインが、インヒビター活性及びプロテアーゼ感受 性において相当な変動を示すことが、顕著である。これは、野生型のアミノ酸と 置き換えて用いられるアミノ酸のタイプ及びインヒビター活性を試験するのに用 いられる基質の両方の関数であった。
野生型CIインヒビターは、440及び442の位1で、それぞれイソロイシン 及びバリンを有する。440及び442の位置での変異は、それぞれP、及びP 3 ミューティンと呼ばれる。これらの図は、P3でのみ変化された(Ala。
Gly、Arg、LeuもしくはThrがValと置き換えられている)ミュー ティンは、用いられる標的プロテアーゼによって、異なる性質を示すことを表し ている。固相C1sが用いられる場合、複合体形成はAr g=G l y<A  1 a<Leu<野生型=Thrの順序で生しる。
さらに、2つの変異体、P、−Leu:P+−ala;及びPs−1eu:Pz −1euが不活性化に対して十分に低減された感受性を示すことが、明らかであ る。C1sに対する残りの機能的活性により測定されるような、50%不活性化 に必要とされるINFの量は、野生型C1インヒビターと比較して因子5〜8に より増強される(図5)。
D、PEGC1ミューティン 好ましい態様のCIミニ−ティンは、未変性分子よりも実質的に長い生体内循環 寿命を有する。変性ミューティンから成る。好ましい変性Clインヒビターミュ ーティンは、ミューティンに結合した水溶性ポリマーを有するものである。この ような水溶性ポリマーの具体例としては、ポリアクリル酸とその誘導体、デキス トラン、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール、及びポリオキ シエチレート化グリコールが挙げられる。好ましい態様の水溶性ポリマーは、ポ リエチレングリコールである。それは、ポリエチレングリコールのタンパク質へ のバインディング方法と共に、米国特許第4,179,337号明細書に開示さ れている。ポリエチレングリコール変性I L−2は、米国特許第4,766、 106号明細書に示されている。これら2つの特許に記載された組成物及び方法 を用いて、当業者らによりポリエチレングリコール変性C1ミューティンは容易 に製造される。
E、Clミュニ孟イユヴ列支並 本明細書中に記載の01ミユーテインが、単独でまたは他の抗炎症剤と組み合わ せて、ヒトを含む哺乳類に投与でき、またはそれらが様々な医薬上許容される希 釈剤もしくは担体と祖み合わせることができることは当業者により理解されるだ ろう。そのようなものは当業者に広く知られており、そして標準的な製剤プラク チスに従って製剤化される。
典型的な希釈剤としては、生理的食塩水、または緩衝化された食塩溶液、並びに リンガ−注射液およびブドウ糖注射液、およびブドウ糖食塩溶液、乳酸加リンガ ー注射液、または追加の治療剤、好ましくは敗血症の治療において有効であるこ とが知られている抗生物質または抗体を含有する希釈溶液が挙げられる。そのよ うな抗体としては、異なる菌株、好ましくはシュードモナス・アエルギノーザ( Pseudomonas aeruginosa) 、エシェリキア・コリ ( Escherichia coli) 、プロテウス(Proteus)、クレ ブシェラ (Klebsiella) 、エンテロバクタ−(En terob ac ter)およびセレイシア (Serra tia)により引き起こされ る敗血症の治療的処置に有益であることが知られているものが挙げられるだろう 。
F、Clインヒビターミューティンの、法・ ゛、本発明の1態様は、敗血症を 発生する危険性が高いかまたは敗血症を発生している個体への有効量の当該Cl インヒビターミューティンの投与である。前者の範晴の例は、手術を受けている 最中の患者である。投与の形式は特に重要でないが、敗血症の迅速な進行のため 、および従って01インヒビタ一ミユーテイン組成物を体中に素早く広げる必要 性のため、非経口投与が好ましい。CIインヒビターの用量は、通常は処方医師 により決定されるだろう。好ましい投与形式は、手術の直前、最中または直後に r、v、巨丸剤を供給することである。用量は個体患者の年齢、体重および応答 に従って変化するだろうと予想される。
本出願人は発明であると考えたものを一般的に記載してきたが、上記に与えられ るものは本発明の例示である例である。
この例は、本発明の範囲から逸脱することなく多数の置換を行い得るため、示さ れた材料および方法に本発明を限定するものと解釈してはならない。
本発明を特定の態様に関して今まで記載してきた。しかしながら、本出願は添付 の請求の範囲の精神および範囲から逸脱することなく当業者によって行うことが できるそれらの変更および置換を包含する。
FIG、 IA FIG、 IB 7−=7コーア=−77−Tうら一一−−−→CCAAAAGGGCTCCTG AGGGTCTGGGCAAGGGACCTGCTTCTATTAG CCCT TCTCCATGGCATA二ACCTGACAGACCATAAAAAAAA A FIG、 IC卆 浄書(内容に変更なし) c+s FIG、 3A KALLIKREIN FIG、 3BP6: −−−−−−1eu val  leu val leu valP3: −ala gly arg leu  thr ala ala leu leu −−浄書(内容に変更なし) B−12−FIG、 4A −は野生型残基を意味する 浄書(内容に変更なし) FIG、 5 CISにより評価される残存rCLインヒビター手続手続補正力式) %式% 1、 事件の表示 PCT/US 90106072 平成2年特許願第515057号 λ 発明の名称 CIゼインビターミューティンおよびその利用3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 シタス オンコロジー コーポレイション4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号静光虎ノ門ビル 電話350 4−07215、補正命令の日付 6、補正の対象 (1)特許法第184条の5第1項の規定による書面の「特許出願人の代表者」 の欄 (2)明細書及び請求の範囲の翻訳文 (3)図面の翻訳文 (4)委任状 (5)名称の変更を証する書面 7、補正の内容 (1)(3)(5)別紙の通り (2)明細書、請求の範囲の翻訳文の浄書(内容に変更なし) (4)図面の翻訳文の浄書(内容に変更なし)8、添付書類の目録 (1)訂正した特許法第184条の5第1項の規定による書面 1通 (2)明細書及び請求の範囲の翻訳文 各1通(3)図面の翻訳文 1通 (4)委任状及びその翻訳文 各1通 国際調査報告

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.組換えC1インヒビターミューテイン。
  2. 2.前記ミューテインがヒト起源のものである、請求項1のC1インヒビターミ ューテイン。
  3. 3.組換えC1インヒビターの440位のアミノ酸が置換または削除されている 、請求項2のC1インヒビターミューテイン。
  4. 4.組換えC1インヒビターの440位のアミノ酸が中性アミノ酸により置換さ れている、請求項3のC1インヒビターミューテイン。
  5. 5.組換えC1インヒビターの440位のアミノ酸が荷電アミノ酸により置換さ れている、請求項3のC1インヒビターミューテイン。
  6. 6.組換えC1インヒビターの440位のアミノ酸が荷電アミノ酸アルギニンに より置換されている、請求項3のC1インヒビターミューテイン。
  7. 7.組換えC1インヒビターの440位のアミノ酸がアラニン、グリシン、ロイ シンおよびスレオニンから成る群から選択されたアミノ酸により置換されている 、請求項4のC1インヒビターミューテイン。
  8. 8.組換えC1インヒビターの442位のアミノ酸が置換されている、請求項2 のC1インヒビターミューテイン。
  9. 9.組換えC1インヒビターの442位のアミノ酸が中性アミノ酸により置換さ れている、請求項3のC1インヒビターミューテイン。
  10. 10.組換えC1インヒビターの442位のアミノ酸が荷電アミノ酸により置換 されている、請求項3のC1インヒビターミューテイン。
  11. 11.組換えC1インヒビターの442位のアミノ酸が荷電アミノ酸アルギニン により置換されている、請求項3のC1インヒビターミューテイン。
  12. 12.組換えC1インヒビターの442位のアミノ酸がアラニン、グリシン、ロ イシンおよびスレオニンから成る群から選択されたアミノ酸により置換されてい る、請求項4のC1インヒビターミューテイン。
  13. 13.組換えC1インヒビターの440位と442位のアミノ酸が中性アミノ酸 により置換されている、請求項2のC1インヒビターミューテイン。
  14. 14.組換えC1インヒビターの440位と442位のアミノ酸がそれぞれ中性 アミノ酸アラニンおよびロイシンにより置換されている、請求項13のC1イン ヒビターミューテイン。
  15. 15.組換えC1インヒビターの440位と442位のアミノ酸がそれぞれ中性 アミノ酸アラニンおよびバリンにより置換されている、請求項13のC1インヒ ビターミューテイン。
  16. 16.組換えC1インヒビターの440位と442位のアミノ酸が中性アミノ酸 ロイシンにより置換されている、請求項13のC1インヒビターミューテイン。
  17. 17.組換えC1インヒビターの440位と442位のアミノ酸がそれぞれ中性 アミノ酸ロイシンおよびバリンにより置換されている、請求項13のC1インヒ ビターミューテイン。
  18. 18.C1インヒビターミューテイン活性を含んで成る分子をコードする組換え DNA。
  19. 19.請求項7に記載のC1インヒビターミューテイン活性を含んで成る分子を コードする組換えDNA。
  20. 20.請求項12に記載のC1インヒビターミューテイン活性を含んで成る分子 をコードする組換えDNA。
  21. 21.請求項17に記載のC1インヒビターミューテイン活性を含んで成る分子 をコードする組換えDNA。
  22. 22.請求項7に記載の生物学的に活性なC1インヒビターミューテインの有効 量を含んで成る敗血症の治療的または予防的処置のための組成物。
  23. 23.請求項12に記載の生物学的に活性なC1インヒビターミューテインの有 効量を含んで成る敗血症の治療的または予防的処置のための組成物。
  24. 24.請求項17に記載の生物学的に活性なC1インヒビターミューテインの有 効量を含んで成る敗血症の治療的または予防的処置のための組成物。
  25. 25.敗血症の治療方法であって、患者に有効量の請求項22の組成物を投与す ることを含んで成る方法。
  26. 26.敗血症の治療方法であって、患者に有効量の請求項23の組成物を投与す ることを含んで成る方法。
  27. 27.敗血症の治療方法であって、患者に有効量の請求項24の組成物を投与す ることを含んで成る方法。
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