JPH0625300A - 免疫原性タンパク質、hiv関連ペプチド及びアニオン性部分からなる共複合体ワクチン - Google Patents

免疫原性タンパク質、hiv関連ペプチド及びアニオン性部分からなる共複合体ワクチン

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JPH0625300A
JPH0625300A JP3271684A JP27168491A JPH0625300A JP H0625300 A JPH0625300 A JP H0625300A JP 3271684 A JP3271684 A JP 3271684A JP 27168491 A JP27168491 A JP 27168491A JP H0625300 A JPH0625300 A JP H0625300A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 生理学的pHにおいてアニオン性またはポリ
アニオン性を示す低分子量部分−aにつながっている
第一の共有結合連結のセット、およびヒト免疫不全ウイ
ルス(HIV)主要中和決定基(PND)を含むペプチ
ドまたは免疫学的にそれと等価なペプチドにつながって
いる第2の共有結合連結のセットを有する、免疫原性タ
ンパク質もしくは複合タンパク質からなる新規な共複合
体が提供される。 【効果】 上記共複合体は、哺乳動物に抗ペプチド免疫
応答を誘発し、哺乳動物にHIV中和抗体を誘起し、H
IV感染もしくは後天性免疫不全症候群(AIDS)な
どのHIV病を予防するためのワクチンを製造し、ある
いはHIV感染もしくはHIV病を患うヒトを治療する
のに有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、新規な共有結合性ペプチド−蛋
白複合体及びその複合体を作る方法及びその複合体を使
用する方法に関する。ヒト免疫不全ウイルスを中和でき
る抗体に結合できる性質を有する主要中和決定基(PN
D)ペプチドは、免疫原性蛋白質または蛋白複合体、好
ましくは、ナイセリア(Neisseria)の外部膜蛋白複合体
(OMPC)からなるキャリヤーに複合化されている。
【0002】用語“中和”は抗体に適用される場合に
は、生体内または生体外を問わず抗体にウイルスを曝す
るとHIV感染及び細胞融合、細胞感染、CD4レセプ
ター保有細胞枯渇及びウイルス増殖を含む疾患に特徴的
な認識されたウイルス媒介異常生理学的機能のあるもの
またはすべてのアテヌエーションまたは排除を生じるこ
とを意味する。これらの基準に合う中和性抗体は、HI
Vに感染した患者の血清中に検出されかつ疾患HIV関
連抗原で免疫することによって動物及びヒトに誘発され
る。弱毒化または殺した丸ごとのHIV、HIVのサブ
ユニット蛋白、挿入HIV遺伝子物質を含む生の組み換
え体ワクシニアウイルス及びHIV特異生ペプチドはす
べて予防のまたは治療の後感染免疫原として使用し得る
として評価されている。丸ごとのウイルスの使用は、わ
ずかながらワクチン受容者に活性の感染を生じさせる危
険性があるが、サブユニット−蛋白−ワクチンの使用は
ウイルスを中和する抗体の誘発に限定的に成功した。生
の組み換え体ワクシニアウイルスワクチンを使用すれば
確実である、しかし、良性ではあるが生のウイルスの導
入、特にすでに免疫無防備な受容者への導入における本
質的な危険性は明らかである。今までは、ペプチドベー
ス免疫原が最も有望であった。次の文献は、ワクチンの
評価を行う一般的な見解を提供する: Crit. Rev. in I
mmunol. 9巻、153頁、1989年(Lasky, A.); C
omprehensive Therapy 15巻、47頁、1989年
(Garris on, L. ); Drus of Today, 25巻、709
頁、1989年(Dalgleish, A.); In Vivo 3巻、6
1頁、1989年(Schuhafer, E.P., Verma, R.
S.); Annals of Internal Medicine 110巻、37
3頁、1989年(Fauci, A. S., et al); Advances
in Immunol. 47巻、377頁、1989年(Rosenber
g, Z. F., Fauci, A. S.); AIDS 2巻、S107、1
989年(Snart, R. S.)
【0003】この発明において興味の対象であるペプチ
ド(以下、主中和決定基(PNDs)という)が同定さ
れており、それは哺乳動物にHIV中和免疫応答を引き
出すことができる。免疫原性を、本発明の複合体上の他
のHIV関連又は非関連ペプチドに与えることができる
が、ここで特に興味の対象であるものは、HIV III
B中の及びほどんどの他のHIV分離物、例えばMN分
離物、中のHIVエンベロープ糖たん白、gp120、の
296と341との間のアミノ酸に又はその近辺に位置
するPNDである(Nature 313巻、277頁、19
85年(Ratner等)スキームに従って番号を付けてあ
る)。この領域のアミノ酸配列はHIV分離物の全域で
変化できるが、分離物の内部に保存されたコアアミノ配
列、Gly−Pro−Gly(GPG)、は1回の研究におい
てテストされた分離物の90%以上に現われ、一方、配
列Gly−Pro−Gly−Arg−Ara−Phe(GPGRA
F)は多数の共通の分離物に現われる(Aids 2巻、S
41、1988年(Goudsmit,J.))。比較的少なく保
存されているアミノ酸がGPGトリマーの両側に現われ
る。GPGを含む5と8との間の最少のアミノ酸がHI
V中和応答を誘発するために必要であると考えられる
〔PNAS USA 86巻、6768頁、1989年
(Javaherian 等); Res. Virol. 140巻、419
頁、1989年(Goudsmit 等)〕。
【0004】直鎖状の又は環状のペプチドを使用して、
HIV中和免疫応答を発生する複合体を作ることができ
る。アミノ酸配列中の小さな分岐、例えば、アラニンに
換えてバリンの使用又はグルタミン酸塩に換えてアスパ
ラギン酸塩の使用、が同様な免疫応答を引き出すことの
できるペプチドを生じる場合がある。さらに、保存三級
構造を有するけれども分岐の一級構造を有する(一連の
環状PNDペプチド(cPNDs)のような)ペプチド
は同様な免疫応答を引き起すことができる。
【0005】HIVは細胞に結合しない形で又は細胞に
結合した形で運搬されることが知られているので、ペプ
チジルエピトープはB−細胞及びT−細胞媒介免疫応答
の両方、例えば抗体産生及び抗体依存性細胞の細胞毒、
を引き起すことができることが抗HIV免疫原として有
用であるための不可欠の条件である。上述の8he gp1
20領域からのペプチド配列は両方の型の免疫応答を含
むことができることが示されている〔AIDS 2巻、
S41、1988年(Goudsmit, J.)〕。
【0006】さらに、有用な抗HIVワクチンを発生さ
せるために、PNDペプチド(それ自体では一般にあま
り免疫原性がない)をしばしば再生かつ定量できる様式
でキャリヤーに複合体化しなければならない。複合体に
されていないペプチドは、B−細胞媒介抗体産生の良質
でない誘発剤であるばかりでなく、それらはまた予防T
−細胞応答の弱い誘発剤である。本発明はこれらの問題
点をPNDペプチドと免疫向上剤の新規な免疫学的複合
体を提供することによって解決した。
【0007】Marburg 等の米国特許第4,695,62
4号には、ハエモフィルス インフルエンザエ(Haemop
hilus Influenzae)bカプセル状ポリサッカライド、ポ
リリボシル リビトール ホスフェート(PRP)、を
ネイセリア メニンギチヂス(Neisseria meningitidi
s)のOMPCへ共有結合させるための複合化学が開示
されている。その複合体は抗PRP免疫応答を引き出す
ことができかつハエモフィルス インフルエンザエb感
染を予防するための免疫原として有用であった。本発明
の複合体は米国特許第4,695,624号の複合体に
は存在しないHIV PNDペプチドに対する完全に新
規な免疫応答を生じる。
【0008】本発明の新規な複合体は、複合体のペプチ
ジル部分に対する哺乳動物の免疫応答を誘発するために
有用である。複合体のペプチド成分がHIV PNDペ
プチド、又はHIV PNDペプチドを認識する免疫応
答を誘発することができるペプチドを表わす場合、この
複合体は哺乳動物に抗HIV PNDペプチド抗体を誘
発するために、哺乳動物にHIVを中和する抗体を誘発
するために、またはHIV感染またはAIDSを含む疾
患にかかる前または後にヒトにワクチンを投与するため
に有用である。
【0009】本発明の共複合体(coconjugate)は一般構
j (PEP−A−)−PRO−(−B−a- x を有するか、又はその製薬上許容し得る塩である。式
中:PEPはHIV PNDペプチド、すなわちHIV
PNDを認識する哺乳類の免疫応答を生起し得るペプ
チドであり;PROは免疫原性のタンパク質又は複合タ
ンパク質、好ましくはナイセリア・メニンギチジス(Ne
isseria meningitidis)bの外膜複合タンパク質(OM
PC)であり;−A−は共有結合、好ましくは二種間ス
ペーサー(bigeneric spacer)であり;−B−は共有結
合であり;−a- は生理的 pH においてアニオン性もし
くはポリアニオン性を有する低分子量部分であって、1
乃至5個のカルボン酸、スルホン酸もしくはホスホン酸
のアニオン形残基を有し;jはペプチド負荷であって、
共複合体中のペプチドの質量パーセントを表わし、複合
体中の全タンパク質質量の1%乃至90%、好ましくは
1%乃至50%であり;xは共複合体中の−B−a-
モル数であって、好ましくはmの1%乃至90%、最も
好ましくはmの10%乃至50%であり;mは複合(co
njngation)の前の免疫原性タンパク質PRO中の反応性
求核官能部位のモル量である。
【0010】本発明の共複合体は、タンパク質中に見ら
れる利用可能な求核官能部位“m”たとえばリシンのア
ミノ基、ヒスチジンのイミダゾール基、又はセリン、ト
レオニンもしくはチロシンのヒドロキシル基などを利用
する方法で製造される。この方法は、順序、活性化法、
並びにタンパク質、ペプチド及びアニオン性基が異なり
得るいくつかのやり方で実施できる。この方法は: 方法1: 1a) タンパク質の求核基を試薬たとえばN−アセチ
ルホモシステインチオラクトンと反応させてタンパク質
にチオール基を生成させ、 1b) 工程1aからのタンパク質のスルフヒドリル基
の一部を生理的 pH において負の荷電を有するアニオン
および求電子部位を含む試薬たとえばマレイミドアルカ
ン酸と反応させ、 1c) 工程1bの生成物を予め求電子基をつけて誘導
体化したペプチドと反応させるか; 方法2: 2a) タンパク質の求核基を二官能性求電子試薬たと
えばマレイミドアルカン酸ヒドロキシスクシンイミドエ
ステルと反応させて求電子タンパク質を生成させ、 2b) 工程2aの生成物の求電子部位の一部を求核部
位およびアニオンの両方を含む試薬たとえばα−メルカ
プト酢酸と反応させ、 2c) 工程2bの生成物を求核部位たとえばチオール
基を含むペプチドと反応させるか;又は 方法3: 3a) タンパク質の求核基の一部を求電子部位および
アニオンもしくはアニオン発生部(incipient anion)の
両方を含む試薬たとえばN−(ブロモアセチル)−6−
アミノカプロン酸又はコハク酸無水物と反応させ、 3b) 工程3aの生成物の求核基の残りを試薬たとえ
ばN−アセチルホモシステインチオラクトンと反応させ
てタンパク質上にチオール基を生成させ、 3c) 工程3bの生成物を予め求電子基(好ましくは
マレイミドなど)をつけて誘導体化したペプチドと反応
させるか;又は 方法4: 4a) タンパク質の求核基の一部を求電子部位および
アニオンもしくはアニオン発生部の両者を含む試薬たと
えばN−(ブロモアセチル)−6−アミノカプロン酸又
はコハク酸無水物と反応させ、 4b) 工程4aの生成物上の残りのタンパク質求核基
を二官能性求電子試薬たとえばマレイミドアルカン酸ヒ
ドロキシスクシンイミドエステルと反応させてそのタン
パク質上に求電子部位をつけ、 4c) 工程4bの生成物を求核基を含むペプチドたと
えばチオールと反応させることから成る。
【0011】これらの方法はいずれも、免疫原性タンパ
ク質上に負の荷電およびペプチドをつけ、それぞれ異な
る理化学特性たとえば溶解度や凝集傾向を有する複合体
を生成させる。
【0012】したがって、本発明の目的は、高い免疫原
性を示し、哺乳動物中に対してそのペプチジル部分に存
在するエピトープに特異的な免疫応答を生起しうる共複
合体を提供することである。別の目的は、ペプチド−タ
ンパク質複合体のペプチド部分がHIV主要中和決定基
を認識する哺乳動物の免疫応答を顕在化しうる共有結合
性の共複合体免疫原を提供することである。さらに別の
目的は、ヒト免疫不全ウイルスを中和する哺乳動物の抗
体応答を生起しうる共複合体免疫原を提供することであ
る。さらに別の目的は、水性媒体に可溶な共有結合性の
ペプチド−タンパク質複合体を高収率で生成する方法を
提供することである。さらに別の目的は、そのような共
複合体免疫原を用いて哺乳動物受容体に抗ペプチド、抗
HIV、またはHIV中和免疫応答を生起することであ
る。さらに別の目的は、本発明の共複合体を含有するワ
クチン製剤を使用してHIV感染やAIDSなどの病気
にかかる前あるいはすでにかかったヒトを免疫化するこ
とである。
【0013】定義及び略記号 AAアッセイ ペプチド又はタンパク質を酸で加水分解して遊離アミ ノ酸とした後に定量する、アミノ酸分析法 Acm アセトアミドメチル;チオール保護基 活性化 ペプチド、タンパク質又はアニオン性部分を、その部 分を誘導体化できる試薬と反応させて、その後に起こ る望ましい反応を可能にすること エイズ(AIDS) 後天性免疫不全症候群 アミノ酸 酸性官能基とアミノ官能基の両方を有する分子;一般 式 H2N-CHR-COOH のよく知られたα−アミノ酸が20 種類あるが、式中のR基がこのアミノ酸の種類を決定 する;これらのアミノ酸は、立体化学的形態としてD 体又はL体のいずれかを有するが、小文字1字の省略 記号又はアミノ酸名の前の接頭辞「D−」によってと くに明記されない場合には、アミノ酸は天然あるいは L体である。このよく知られた20種類のアミノ酸の 名称及びR基の式は、本明細書では以下の表に従がっ て1文字の符号で表わす、すなわち:アミノ酸名 3文字コード 1文字コード 側鎖(R) アラニン Ala A -CH3 アルギニン Arg R -(CH2)3NHCHNH2NH2 + アスパラギン Asn N -CH2CONH2 アスパラギン酸 Asp D -CH2COOH システイン Cys C -CH2SH グルタミン酸 Glu E -(CH2)2COOH グルタミン Gln Q -(CH2)2CONH2 グリシン Gly G -H ヒスチジン His H -CH2-イミダゾール イソロイシン Ile I -CH(CH3)CH2CH3 ロイシン Leu L -CH2CH(CH3)2 リシン Lys K -(CH2)4NH3 + メチオニン Met M -(CH2)2SCH3 フェニルアラニン Phe F -CH2-フェニル プロリン Pro P -α, N-(CH2)3 セリン Ser S -CH2OH トレオニン Thr T -CH(OH)CH3 トリプトファン Trp W -CH2-インドール チロシン Tyr Y -CH2-フェニル-OH バリン Val V -CH(CH3)2 抗体 ホ乳類のB細胞が作る、特定の抗原と結合することが できるタンパク質 ARC エイズ関連症候群 AZT アジドチミジン;抗エイズ化合物 2種間スペイサー 別々に誘導した部分を反応させた結果生ずる分子鎖又 は抱合体であり、このスペイサーを用いて形成した複 合体を分析のために分解すると、スペイサーが遊離し てそれを定量することができるので、共有結合の程度 を測定できる。 BOP ベンゾトリアゾール−1−イルオキシトリス−(ジメ チルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロリン酸塩 キャッピング 低分子との反応によって複合体上の反応性部位をなく すこと Cbz ベンジルオキシカルボニル 複合体 共有結合したそれぞれ独立した化学物質から成る複合 (conjugate) 体であり、少なくとも1つの化学物質は望ましい抗原 (たとえばHIV PND)であり、もう一方の化学 物質は担体である 共複合体 担体に共有結合した抗原に加えて、その担体に共有結 (coconjugate) 合した低分子量アニオンを有する複合体;この用語は 単に複合体(conjugate)と省略形で用いられることが ある。 コアアミノ酸 ホニュウ類のHIV中和免疫応答を誘導するのに不可 欠な、HIV PNDのアミノ酸 DPPA ジフェニルホスホリルアジド ELISA 酵素免疫吸着アッセイ Fmoc 9−フルオレニルメチルオキシカルボニル HIV ヒトの免疫不全ウイルス、レンティ・ウイルス群の1 種であり、エイズ及びそれに関連した症候群に関する 病因だと言われている。HIVは、また、HTLV( ヒトT細胞リンパ球性ウイルス)、LAV(リンパ節 腫張関連ウイルス)及びARV(エイズ関連ウイルス )としても知られている HIV病 HIV感染にまつわるものとして知られる何らかのあ るいはいくつかの生理学的機能不全の存在によって特 徴づけられる臨床的に認識される病気状態 免疫原 ホ乳類の免疫応答の刺激物質として有用な分子 免疫学的に等価 同じペプチドエピトープを認識することのできる抗体 なペプチド のように、ホ乳類のHIV中和免疫応答を誘導する働 きを共通に有する環状又は鎖状ペプチド ループアミノ酸 ペプチド環を形成する環状HIV PND中のコアア ミノ酸を含むアミノ酸 標識アミノ酸 AAアッセイにおいて、他のペプチド又はタンパク質 アミノ酸の作るシグナルの妨害を受けることのないシ グナルを有するアミノ酸、たとえばノルロイシン、オ ルニチン、β−アラニン、γ−アミノ酪酸。 Mtr 4−メトキシ−2,3,6−トリメチルフェニルスル ホニル NEM N−エチルマレイミド OMPC 髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)の外膜複合タン パク質、免疫増強剤及びペプチドの担体として用いる ペプチド アミド(ペプチド)結合でつながったアミノ酸のポリ マー PEP ペプチド PND 主要中和決定基:HIV中和抗体に結合することがで きて、PNDを有する免疫原の接種に際してホ乳類の 受容者のHIV中和抗体を高めることができるペプチ ジル配列に対する名称 Pn Ps 連鎖球菌(Streptocococcus pnenmoniae)の莢膜多糖 ;この後に番号が続く場合には(たとえばPn Ps 6 B)、その番号は当該菌の株を示す。 PRO 免疫原タンパク質 タンパク質 大きなペプチド PRP リン酸ポリリボシルリビトール 樹脂 固相合成用の固体支持体マトリクス Wang: 4−(ヒドロキシメチル)フェノキシメチルをコポリ スチレン−1%ジビニルベンゼン樹脂に結合させる、 これをバッチFmoc 固相ペプチド合成に用いる、最後 に95%TFAで樹脂より切断をして、同時に酸に反 応する側鎖保護基を脱保護する; Sasrin: 4−(ヒドロキシメチル)−3−メトキシフェノキシ メチルをコポリスチレン−1%ジビニルベンゼン樹脂 に結合し、これをバッチFmoc 固相ペプチド合成に用 いて、最後に1%のTFA/CH2Cl2で樹脂より切断し て、残っている酸に不安定な側鎖保護基をとりのぞく ; Pepsyn KA : 4−(ヒドロキシメチル)フェノキシメチルを、微粒 珪藻土に吸着させたポリアミド樹脂に結合し、これら 連続フローカラムFmoc 固相ペプチド合成に用いる。 ペプチドは前記 Wang の樹脂と同様にして樹脂より切 りはなす; Pepsyn KH : 4−(ヒドロキシメチル)−3−メトキシメチルを、 微粒珪藻土に吸着させたポリアミド樹脂に結合し、F moc 固相ペプチド合成に用いる、側鎖を保護したペプ チドを、 Sasrin 樹脂について述べたように樹脂から 切りはなす; SCMHC S−カルボキシメチルホモシステアミン、共複合体免 疫原の分解により放出される、AAアッセイで定量可 能な、酸に安定な二種間スペイサー; SCMC S−カルボキシメチルシステアミン、共複合体免疫原 の分解により放出されるAAアッセイで定量可能な、 酸に安定な二種間スペイサー; Z ベンジルオキシカルボニル
【0014】本発明の新規な共複合体 (coconjugate)
は、免疫原性タンパク質好ましくはナイセリア・メニン
ギチジス(Neisseria Meningitidis)bの外膜複合タン
パク質(OMPC)が、共有結合によりアニオン性部分
及びHIVPNDペプチドと結合したものである。
【0015】この複合体は、活性化した上記ペプチド及
び酸性成分を活性化した上記タンパク質に共有結合でつ
なぐという方法で作られる。ペプチド、タンパク質及び
酸性成分は別々に活性化して求電子性もしくは求核性の
側基をつけ、それらが接触したときにペプチドとタンパ
ク質の間及び酸性成分とタンパク質の間に共有結合が形
成されるようにする。
【0016】前記一連の反応の結果として得られる共有
結合性(covalent)共複合体においては、複数のペプチ
ド及び複数の酸性成分が免疫原性タンパク質の基礎の上
に適宜構築されていてもよい。
【0017】上記ペプチド成分がHIV中和免疫応答を
誘発し得る場合には、本発明の複合体は、その免疫学的
有効量を必要に応じて免疫調整用抗ウイルスもしくは抗
菌化合物とともに哺乳動物に投与することができ、複合
体のペプチジル部分に対する動物の免疫応答を誘発した
り、動物中にHIV中和抗体を誘発したり、ヒトがHI
Vに感染してAIDS等の病気にかかるのを予防した
り、HIV感染やAIDS等の病気を患ったヒトに投与
したりするのに有用である。
【0018】本発明の共複合体は一般構造j (PEP−A−)−PRO−(−B−a- ) x を有し、あるいは製薬上許容し得るその塩である。式
中:PEPはHIVPNDペプチド、すなわちHIVP
NDを認識する哺乳動物の免疫応答を生起し得るペプチ
ドであり;PROは免疫原性のタンパク質もしくは複合
タンパク質、好ましくはナイセリア・メニンギチジス
(Neisseria Meningitidis)bの外膜複合タンパク質
(OMPC)であり;−A−は共有結合連結、好ましく
は二種間スペーサー(bigeneric spacer)であり;−B
−は共有結合連結であり;−a- は生理学的pHにおいて
アニオン性を有する低分子量部分であって、好ましくは
カルボン酸、スルホン酸及びホスホン酸のアニオン形の
1乃至5個の残基であり;jは共複合体中でのペプチド
の質量パーセントであって、好ましくは複合体中のタン
パク質の全質量の1%乃至50%であり;xは共複合体
中での−B−a- のモル数であって、好ましくはmの1
%乃至90%、最も好ましくはmの10%乃至50%で
あり;mは複合前の免疫原性タンパク質PRO中の反応
性求核官能部位のモル量である。
【0019】本発明の共複合体は、タンパク質中の利用
可能な求核官能部位mを利用する方法によって作られ
る。どの様なタンパク質にも求核官能基(F)n がある
ところ、mは反応に利用可能で且つ求核性を有するよう
な官能基の部分集合であり、たとえばリシンのアミノ
基、ヒスチジンのイミダゾール基、あるいはセリン、ト
レオニンまたはチロシンのヒドロキシル基等である。実
際には、mの値は、N−アセチルホモシステインチオラ
クトンでチオール化した後、Ellman検定〔Ellman,G.
L.,Arch. Biochem. Biophys.,82,70(195
9)〕で全遊離スルフヒドリル基を定量するか、あるい
はアミノ酸分析で検定できるブロモアルキルアミノ酸で
アルキル化することにより定められる。jの値はペプチ
ドの分子量を通じてm及びxと関係している。すなわ
ち、 j=(ペプチドの分子量)(m−x)/(共複合体タン
パク質の全量) である。すなわちjは共複合体タンパク質の全量に対す
る質量%である。
【0020】共複合体の製造は、順序、活性化方法、な
らびにタンパク質、ペプチド及びアニオン性基の反応を
異にする幾つかのやり方で実施できる。次の様な工程を
含み得る: 方法1 1a) タンパク質の求核基をN−アセチルホモシステ
インチオラクトンの様な試薬と反応させてタンパク質上
にチオール基を生成させ、 1b) 工程1aからのタンパク質のスルフヒドリル基
の一部をマレイミドアルカン酸、ブロモ酢酸、ブロモア
セチル−6−アミノヘキサン酸、ヨード酢酸あるいは
−プロピオラクトンの様な求電子部位及び生理学的pHに
おいて負の荷電を有するアニオンを含む試薬と反応さ
せ、 1c) 工程1bの生成物を予め求電子基を付けて誘導
体化したペプチドと反応させる。本発明の一つの好適な
態様がこの方法によって作られ、それは構造
【化22】 を有し、あるいは製薬上許容し得るその塩である。式
中:PEP、PRO、j、m及びxは上記に定義した通
りであり;(F)n-m はPRO上における官能基Fn
全数から誘導体化された官能基の数mを引いたものであ
り;−R−は: a) −低級アルキル−、 b) −置換低級アルキル−、 c) −シクロアルキル−、 d) −置換シクロアルキル−、または e) −フェニル−、 であり;−R1 は: a) −水素、 b) −低級アルキル、または c) −SO3H; であり;−S−はイオウであり;−a- は低分子量アニ
オンまたはカルボン酸、スルホン酸もしくはホスホン酸
から選ばれる5つ以下の残基からなるポリアニオンであ
る。低級アルキルとは1乃至8個の炭素原子を有する直
鎖状または有枝鎖状のアルキルである。置換低級アルキ
ル及びシクロアルキルは、−NH2 、−NHCOCH3 、アルキ
ルアミノ、カルボキシ、カルボキシ低級アルキル、スル
ホノまたはホスホノ置換基を有することができる。
【0021】同様に、構造
【化23】 (式中のすべての記号は前記に定義した通りである。)
を有する本発明の好ましい態様は次の方法2によって作
られる。この方法では: 2a) タンパク質の求核基をマレイミドアルカン酸ヒ
ドロキシスクシンイミドエステルの様な二官能性の求電
子試薬と反応させて求電子タンパク質を生成させ、 2b) 工程2aの生成物の求電子部位の一部を −メ
ルカプト酢酸、2−メルカプトエチルスルホン酸、2−
メルカプトコハク酸、2−メルカプトエチルホスホン
酸、3−メルカプトプロピオン酸、または2−メルカプ
ト安息香酸の様な求核部位及びアニオンを有する試薬と
反応させ、 2c) 工程2bの生成物をチオール基の様な求核部位
を含むペプチドと反応させる。
【0022】同様に、構造
【化24】 (式中、R2 はカルボニル、低級アルキルまたは低級ア
ルキルアシルアミノであり、他のすべての記号は前記に
定義した通りである。) を有する本発明の好適な態様は
次の方法3によって作られる。この方法では: 3a) タンパク質の求核基の一部をN−(ブロモアセ
チル)−6−アミノカプロン酸、無水グルタル酸、無水
トリカルバリル酸、無水ヘミメリト酸、無水ピロメリト
酸、無水フタル酸、ヨード酢酸、グリオキシル酸ナトリ
ウムシアノボロヒドリド、4−カルボキシベンズアルデ
ヒド−ナトリウムシアノボロヒドリド、無水スルホ酢酸
または無水コハク酸の様な求電子部位及びアニオンもし
くはアニオン発生部を含む試薬と反応させ、 3b) 工程3bの生成物上の残りの求核基をN−アセ
チルホモシステインチオールラクトンの様なタンパク質
上にチオール基を生成する試薬と反応させ、 3c) 工程3bの生成物を予め求電子基好ましくはマ
レイミドを付けて誘導体化したペプチドと反応させる。
【0023】構造
【化25】 を有する本発明の共複合体の別の好適な態様は次の方法
4によって作られる。この方法では: 4a) タンパク質の求核基の一部をN−(ブロモアセ
チル)−6−アミノカプロン酸、無水グルタル酸、無水
トリカルバリル酸、無水ヘミメリト酸、無水ピロメリト
酸、無水フタル酸、ヨード酢酸、グリオキシル酸ナトリ
ウムシアノボロヒドリド、4−カルボキシベンズアルデ
ヒド−ナトリウムシアノボロヒドリド、無水スルホ酢酸
または無水コハク酸の様な求電子部位及びアニオンもし
くはアニオン発生部を含む試薬と反応させ、 4b) 工程4aの生成物上の残りのタンパク質求核基
をマレイミドアルカン酸ヒドロキシスクシンイミドエス
テルの様な二官能性の求電子試薬と反応させてタンパク
質上に求電子部位を付け、 4c) 工程4bの生成物をチオールの様な求核基を含
むペプチドと反応させる。
【0024】上記方法はいずれも、免疫原性タンパク質
上に負の荷電及びペプチドを付け、それぞれ異なる理化
学的特性例えば溶解度及び凝集傾向を有する複合体を作
るものである。
【0025】方法1のきわめて好ましい態様を下記及び
図式1に詳細に述べる。図式にしたがえば免疫原性タン
パク質はナイセリア・メニンギチジス(Neisseria Meni
ngitidis)の外膜複合タンパク質(OMPC)である
が、他の免疫原性タンパク質を用いてもよい。この方法
では: a1) 全部でnモルの求核基(リシンやアミノ末端に
由来する遊離のアミノ基等)を有するOMPC(I)を
チオール化剤好ましくはN−アセチルホモシステインチ
オラクトンと反応させて親硫剤(thiophile) との反応に
利用できるスルフヒドリル基をmモル有するOMPC−
SH(II)を生成させ、 a2) 工程a1でOMPCに付けられた利用可能なス
ルフヒドリルの数を好ましくはEllman検定により定量し
てmの値を定め〔Ellman,G. L., Arch. Biochem. Bioc
hem. Biophys.,82,70(1959)〕; b) 工程a1の生成物を親硫反応に関与しないアニオ
ン性基を有する親硫剤xモルと反応させ〔この場合の濃
度は例えばEllman消光検定で定めることができる。好ま
しくはマレイミド−R−酸(マレイミド−R−a- )を
用いる(R及び−a- は上記に定義した通りである)。
特に好ましいのはマレイミドエタンホスホン酸、マレイ
ミドエタンスルホン酸、マレイミドグルタル酸、マレイ
ミドコハク酸であり、最も好ましいのはマレイミドプロ
ピオン酸である。xはmの1%乃至90%好ましくは1
0%乃至50%であり、かくして(m−x)モルの反応
性スルフヒドリルが親硫剤との反応後にOMPC(III)
上に残存することになる。〕; c) 工程bの生成物を予め求電子基、好ましくはマレ
イミドアルカン酸、最も好ましくはマレイミドプロピオ
ン酸を付けて誘導体化したHIVPNDの過剰量(>m
−x)と接触させて本発明の共複合体(IV)を生成させる
〔上記誘導体化は誘導化すべきでないペプチド上の全ア
ミノ基をN保護した後に、遊離ペプチドアミノ基を二官
能性の試薬、好ましくはマレイミドアルカノイルオキシ
スクシンイミド、最も好ましくはマレイミドプロピオニ
ルオキシスクシンイミドと反応させることにより行うこ
とができる。〕。
【0026】共複合体生成物はその特徴的な理化学的特
性を利用する多くの方法により精製することができる。
例えば、共複合体をイオン強度が0.001乃至1Mで
pHが6乃至10であるような緩衝液中、好ましくはイオ
ン強度が0.01乃至0.1MでpHが6乃至10である
ような水性媒体中で精製することができる。上記に代
え、もしくは加えて、共複合体を超遠心して上澄液を捨
てることにより濃縮精製してもよい。共複合体は生理学
的に許容される緩衝液中に再懸濁させ、必要により無菌
濾過することができる。
【化26】
【0027】x対mの好ましい比は、複合体の沈殿が生
ずるまでアニオンの量をだんだんと減らしていきながら
(すなわちxの値を下げていきながら)複合体を調製す
ることにより定められる。
【0028】上記及び図式Aに示した方法を改変して、
免疫原性タンパク質をマレイミド誘導体の様な親硫剤と
共有結合するように誘導体化し、ペプチド及び低分子量
アニオン−a- を遊離スルフヒドリルと共有結合するよ
うに活性化してもよい。この変法及び他の変法(前記し
た方法3及び方法4を含む)は当然に本発明の範囲に含
まれるものであり、またこれらの方法の様々な改変、例
えば活性種の反応順序や反応体の比を代えたりしたもの
も本発明に含まれる。
【0029】本発明の複合体を作る方法はペプチド−タ
ンパク質複合体が所望され、特にペプチドの免疫原性を
高めたいような場合におけるあらゆる共複合体の製造に
適用することができる。またこの方法は水性媒体中にお
けるペプチド−タンパク質複合体の溶解度が通常きわめ
て低い場合に特に有効である。ここに開示された特徴的
な方法がなければ、HIVPNDペプチドとOMPCと
の複合体は水性媒体にきわめて溶けにくいため、収率は
低く、精製物の無菌濾過は行えず、複合体化の過程にお
ける操作そのものも困難となる。
【0030】ここに記載された複合体は不活性な担体と
の組成物中に含有され、適切に調剤すればワクチンとし
て有用である。この調剤とは、投与に先立ちワクチン製
造分野で知られたようにミョウバンに吸着させる、ある
いは懸濁剤やアジュバントと組み合わせることを含むこ
とができる。本発明の共有結合複合体化した免疫原の使
用方法は、 (a)HIV PNDペプチドの構造と機能の関連を調
べるために実験室で用いる: (b)ほ乳動物中に免疫原として投与してHIV中和抗
体を誘導し、その抗体を単離して、HIV感染の予防、
感染後のHIV増殖の阻止、あるいはエイズを含むHI
Vの感染や疾患に苦しむ人の治療をするためにヒトに投
与する: (c)ヒトをHIV感染に対して免疫するため、またH
IV感染後のヒトを治療するため、またエイズを含むH
IV感染や疾患の患者に追加抗原刺激をおこなってHI
V中和免疫反応を高めるためのワクチンとして用いる:
ことを含む。
【0031】実験室的に使用する場合、動物に投与して
抗PNDペプチド、抗HIV抗体、抗HIV中和免疫反
応を誘導するのに有用である。この動物は共有結合複合
体で追加抗原刺激を行ない、免疫反応を高めることがで
きる。このような動物から抗体を単離するには、当分野
で知られた方法に従い動物を瀉血し、血液を遠心して細
胞成分を血清から分離し、必要ならば血清から抗体蛋白
を単離する。このような抗体あるいは抗血清は、動物中
に抗PNDペプチド、抗HIV、HIV中和抗体を誘導
する際の、複合体中のHIV PNDペプチドの効率を
明らかにするために用いることができる。抗ペプチド抗
体の誘導を測定するためのインビトロのアッセイには、
遊離のペプチドと抗血清を用いたELIZAアッセイが
有用である。インビトロで抗血清のHIV中和能を測定
するには、生きているHIVと抗血清標品を一緒にイン
キュベートし、ついでこのHIV標品をCDレセプター
を有する細胞とインキュベートして抗血清による細胞の
保護の程度を測定する。これらのアッセイおよび所定の
共複合体の投与によって産生された抗血清はPNDペプ
チドの構造と機能の関連を研究するためにもちいること
ができる。
【0032】上述したように共複合体はほ乳動物の抗体
産生反応を誘導するのに有用で、このような抗体はHI
V感染の予防、感染後のHIV増殖の阻害、あるいはエ
イズを含むHIVの感染や疾患の患者の治療をするため
にヒトに投与して受動免疫を与えるために用いることが
できる。
【0033】この共複合体はヒトをHIV感染に対して
免疫するため、またHIV感染後のヒトを治療するた
め、またエイズを含むHIV感染や疾患の患者に投与す
るワクチンとして有用であり、またHIVウイルス陽性
血清の評価を得たヒトにワクチンとして投与するために
有用である。この共複合体は、AZTのような他の抗H
IV化合物、あるいはもっと一般的な抗ウイルス剤、抗
生物質、免疫調節剤(下記表I参照)と一緒に投与する
ことができる。
【0034】ワクチン内の免疫原は様々な分子構造をと
ることができる。抗原性共複合体IVの単一分子種はエ
イズあるいはARCを含むHIV疾患の予防および治療
に有用かつ適切な抗原として、十分なことが多い。カク
テルの形での他の抗原もまた有用であり、このカクテル
はペプチド/全蛋白の質量比がことなる複合体の混合物
からなる。加えて、混合物中の複合体はPNDのアミノ
酸配列が異なることができる。
【0035】免疫学的ベクター、キャリヤーあるいはア
ジュバントを免疫学的賦形剤として、従来の免疫学的研
究、実施にしたがって加えることができる。本発明のワ
クチンの製造のさいに、アジュバントは加えても加えな
くても良い。ミョウバンがヒト用のワクチンには典型的
かつ好ましいアジュバントであり、揺変性かつ粘性で均
一な水酸化アルミニウムゲルの形が好ましい。例を挙げ
ると本発明の1実施態様は、賦形剤としてミョウバンを
用い、選ばれた免疫原すなわち抗原のセットとして複合
体のカクテルを用いて、患者に予防接種するものであ
る。
【0036】本発明のワクチンは、表Iの他のエイズ抗
ウイルス剤、免疫調節剤、抗生物質、ワクチンの有効量
と組み合わせて、感染暴露の前あるいは後に効果的に投
与することができる。(原典:Market Letter 11月3
0日号、26−27頁(1987)、Genetic Engeneer
ing News8巻、23頁(1988年1月)) 表1 A.抗ウイルス剤 薬剤名 製造者 適応症 AL-721 Ethigen ARC BETASERON Triton Bioscience エイズ、ARC K
S (インターフェロンβ) CARRISYN Carringt
on Labs ARC (ポリマンノアセテート) CYTOVENE Syntex CMV (ガンシクロビル) DDC Hoffmann-La Roche エイズ、ARC (ジデオキシシチジン) FOSCARNET Astra AB HIV 感染、CMV (ホスホノホルメートトリナトリウム) 網膜炎 HPA-23 Rhone-Poulenc Sante HIV 感染 ORNIDYL Merrell Dow PCP (エフロルニチン) PEPTIDE T Peninsula Labs エイズ (オクタペプチド配列) RETICULOSE Advanced Viral Research エイズ、ARC (ヌクレオホスホプロテイン) 薬剤名 製造者 適応症 IR(ジドブジン、AZT) Burroughs Wellcome エイズ、進行したARC 、 小児エイズ、KS、 無症候性 HIV、 非重度 HIV、神経学的合併症 RIFABUTIN Adria Labs ARC (アンサマイシン LM427) (トリメトレキセート) Warner-Lambert PCP UA001 上野製薬 エイズ、ARC VIRAZOLE Viratek/ICN エイズ、ARC 、KS (リバビリン) WELLFERON Burroughs Wellcome KS、HIV 、 (αインターフェロン) RETROVIRと併用 ZOVIRAX Burroughs Wellcome エイズ、ARC 、 (アシクロビル) RETOROVIR と併用 − − − − − − − − − − − − − − − − − − 略号:エイズ(後天性免疫不全症候群)、ARC(エイ
ズ関連症候群)、CMV(サイトメガロウイルス、日和
見感染をおこし、エイズ患者を失明あるいは死に至らし
める。)、HIV(ヒト免疫不全症ウイルス、LAV、
HTLV−IIIあるいはARVとしても知られる)、
KS(カポシ肉腫)、PCP(カリニ肺炎、日和見感
染)、PGL(持続性全身リンパ節腫脹) B.免疫調節剤 薬剤名 製造者 適応症 ABPP Upjohn 進行性エイズ、KS (ブロピリミン) AMPLIGEN DuPont ARC, PGL (ミスマッチRNA) HEM Research (抗ヒトαインターフェロン Advanced Biotherapy Concept エイズ、ARC 、KS 抗体) コロニー増殖因子(GM-CSF) Sandoz Genetics Instiute エイズ、ARC 、HIV 、 KS CL246,738 American Cynamid エイズ IMREG-1 Imreg エイズ、ARC 、PGL 、 KS IMREG-2 Imreg エイズ、ARC 、PGL 、 KS IMUTHIOL Merieux Institute エイズ、ARC (ジエチル ジチオカルバメート) IL-2 Cetus エイズ、KS (インターロイキン−2) Hoffmann-La Roche Immunex INTRON-A Schering-Plough KS (インターフェロンα) ISOPRINOSINE Newport ARC 、PG
L 、HIV (イノシンパラノベックス) 血清陽性患者 (メチオニンエンケファリン)TNI Pharmaceuticals エイズ、ARC MTP-PE Ciba-Geigy KS (ムラミル−トリペプチド) THYMOPENTIN(TP-5) Ortho Pharmaceuticals HIV 感染 (胸腺化合物) ROFERON Hoffmann-La Roche KS (インターフェロンα) (組換えエリスロポエチン) Ortho Pharmaceuticals エイズ−レトロビル 治療関連重度 貧血 TREXAN DuPont エイズ、ARC (ナルトレキソン) TNF(腫瘍壊死因子) Genentech ARC,インターフェロンγ と併用 c.抗生物質 薬剤名 製造者 適応症 PENTAM 300 LyphoMed PCP (ペンタミジン イセチオネート) d.ワクチン 薬剤名 製造者 適応症 Gag Merck エイズ、ARC
【0037】本発明のワクチンを、免疫調節剤、抗生物
質、あるいはワクチンと組み合わせる範囲は上の表にあ
げたものに限定されるものではなく、原則としてエイズ
の治療に役立つ医薬組成物との組み合わせをすべて含む
ことは、理解されるであろう。本発明のエイズあるいは
HIVワクチンは、HIV暴露前後に、HIVの感染あ
るいは疾患を予防または治療するために用いられるワク
チンであって、免疫原に特異的な免疫反応を引き起こす
ことができるものを包含する。本発明の複合体は、ワク
チンとして用いられた場合、免疫学的に有効な量を投与
される。ほ乳動物に投与して、抗ペプチド、抗HIV、
HIV中和性免疫反応を引き起こすには、用量として、
複合体蛋白の1μg−500μgの範囲、好ましくは5
0μg−300μgを投与する必要がある。初回の投与
後、約2週間経過後に、追加抗原刺激を行い、さらにも
う一度、血清中の抗体価が減少したさいに行なうことが
できる。複合体は筋肉内、あるいは都合の良いまたは効
率のよい経路で投与するが、濃度は10μg/mlと1mg
/ml、好ましくは50−100μg/mlの間であり、合
計容量は免疫学的効力に必要とされる量とする。複合体
は水酸化アルミニウムゲルまたはRibiアジュバント(G
B 2220211A,US 優先権212,919
(1988年6月29日出願)にあらかじめ吸着させ、
注射前に滅菌生理食塩水に懸濁することができる。
【0038】蛋白部分は免疫のエンハンサーとして働く
べきである。蛋白を選択するにあたっては、被投与者の
非特異的免疫反応の活性化(reactogenicity) を起こさ
ないものが望ましい。米国特許第4,659,624号
において、Marburg らは Neisseria meingitidisの外膜
蛋白複合体(OMPC)を用いてポリサッカライド−蛋
白質複合体を作成した。OMPCは本発明においても適
していることが証明された。他の免疫原性蛋白質を用い
ることも可能である。
【0039】グラム陰性菌からOMPCを精製する方法
はいろいろ工夫されている。Fraschら、J. Exp. Med.1
40巻、87頁(1974)、同147巻、629頁
(1978), Zollinger ら、米国特許第4,707,
543号(1987)、Helting ら、Acta Path. Micro
biol. Scand. Sect. C. 89巻69頁(1981)、He
ltngら、米国特許第4,271,147号参照。本発明
で用いたOMPCは基本的にはHelting の方法によって
調製した。さらに、主要外膜蛋白質であるNeisseria me
ningitidisのクラス2蛋白(Murakamiら、Infection an
d Immunity, 57巻、2318頁(1989))のよう
なOMPCのサブユニットはHIV PNDペプチドに
対するほ乳類の免疫反応を誘導するのに必要な免疫活性
促進をもたらした。これらのサブユニットは単離したO
MPCをかい離させても得られるし、組換えによって必
要なOMPC免疫原性部分を発現させて生産することも
できる。OMPCサブユニットの調製と使用方法は併願
の米国特許出願番号555,329、555,978、
および555,204に開示してある。これらの複合体
形成に用いられるHIVペプチドは線状あるいは環状ペ
プチドであることができる。これら線状あるいは環状ペ
プチドはこの分野で知られた化学合成の手法を用いて、
あるいはその部分の組換え発現により、または単離され
たHIV蛋白質の断片として得ることができる。環状H
IV PNDは線状ペプチドを環化することにより合成
できる。たとえば(a)少なくとも2つのシステインを
含むペプチドを酸化してジスルフィド結合した環を作成
する。(b)アミド結合した環を作成する。(c)チオ
エーテル結合した環を作成する。このようなペプチドを
合成する方法はここに説明されるが、この説明は網羅的
あるいは限定するものではない。本発明の複合体は、構
成要素のペプチドがHIVPNDであり、ほ乳動物にH
IVを認識する免疫反応を引き起こすことができるなら
ばかならず有用である。
【0040】当分野で良く知られたPNDペプチドおよ
び本発明に開示するが別に継続出願(米国特許出願番号
555,112および555,227)において特許を
請求している新規PNDペプチドはともに、ほ乳類にお
いてHIV中和免疫反応(HIV中和抗体の産生を含
む)を誘導できるペプチド配列と定義される。
【0041】本発明に置いて克服された主要な点は、H
IVの単離株間の配列の変動である。上に定義したPN
Dペプチドはgp120の三番目の超可変領域に存在し、
多くの単離株においてある種のアミノ酸は決まった位置
に存在することが見出されているが、厳密に保存された
一次配列のモチーフは存在しない。本発明においては広
範囲の保護を得るのに必要な多くの異なる単離株のPN
D配列のカクテルを複合体にすることができるので、こ
の難点を乗り越えることができる。あるいは、保護範囲
の広い複合体のカクテルは、単一あるいは数種のHIV
単離株に対し保護効果のあるペプチド部分を有する複合
体を別々に作成してから混合することによっても作成す
ることができる。
【0042】gp120のアミノ酸296から341の間
またはその近傍に存在するアミノ酸が、PNDを定義す
る基準に合うことが示された。HIVの単離株IIIB
において、41アミノ酸配列は以下のように報告されて
いる(3文字コードとアミノ酸名は「略号および定義」
を参照)。 −INCTRPNNNTRKSIRIQRGPGRAFVTIGKIGNMRQAHCNIS − 〔2つのシステインは互いにジスルフィド結合してルー
プを形成している〕 三量体-Gly Pro Gly- はPNDループの先端で露出して
いる。異なる単離株のgp120のこれと同一部位は山羊
やモルモットの免疫系に対し、keyhole-limpetヘモシア
ニンと複合化して投与した場合、単離株特異的中和抗体
を誘導する。上に示した41量体配列中の主要中和エピ
トープは、GPGトリマーを囲む8アミノ酸からなる
(Javaherianら、PNAS USA 86巻、6768
頁(1989)) 。下記の表IIに、本発明の複合体に用
いられる異なる長さ、組成の線形ポリペプチドを多数示
す。表にしたペプチド配列を有するペプチドを含む単離
株の名は、参照し易くするためにそのペプチドに付けた
名称とともに記してある。各ペプチドの左側のrの文字
はそのペプチドがPSAにその位置で連結する可能性を
示している。さらに、ノルロイシンやオルニチンのよう
なマーカーアミノ酸はr−の一部をなすことができる。
【化27】
【0043】このリストは可能性のあるPND配列を網
羅したものではなく、むしろ有用なPND一次配列を示
唆し、説明するものである。したがってここに記載され
たように複合体として本発明の免疫原を形成するペプチ
ドは、表にあげられたどのペプチドでもよいし、これら
の配列が示唆するところの免疫学的に等価な変異体でも
よい。変異体の性質については次ぎに考察する。
【0044】このHIV PNDの一次配列は、保存さ
れたコアアミノ酸配列を有するように見える。そのコア
アミノ酸配列は Gly-Pro-Gly-Arg(−GPGR−)から
なる四量体配列からなり、その両側はHIV単離株の間
で違いが大きい。単離株のいくつかは、このテトラマー
の中も異なっており、−GPGK−、GPGQ−、−G
LGQ−などのコア配列を有する。これらすべての可能
性のある配列は本開示の範囲内にあり、本発明による複
合体形成に役立つペプチド配列とするものである。
【0045】ペプチドの長さは交叉反応性の免疫反応を
促進するにあたって重要な因子である。すなわち、所定
のペプチド性エピトープに対して惹起された免疫反応
は、決定的中和エピトープのほかに同一あるいは異なる
HIV単離株の類似のエピトープをエピトープ中のアミ
ノ酸の数に基づいて認識する。さらに、ペプチドの長さ
によって、HIV中和反応の原因となる決定基が免疫シ
ステムに曝される確率が決まる。
【0046】エピトープ提示の確率を最大にするため
に、PNDペプチドを所定の三次元構造に固定する化学
的手法が開発された。上記のHIV IIIBの41量
体アミノ酸PNDは、システイン−システイン間のジス
ルフィド結合により、1つのルプ構造をとることが知ら
れている。このジスルフィド結合は脆弱なため、ループ
が開いてペプチドが線状構造で存在する可能性がある。
したがって、線状ペプチドに加えて新規なジスルフィド
結合環状ペプチドあるいは新規な強固な環状構造を有す
るHIV PNDペプチドをここに開示し、別に遊離の
ペプチドとして米国特許出願第552,112および5
55,227中に開示するが、これらペプチドはすべて
本発明の複合体形成においてPEP部分として利用でき
る。
【0047】これらの複合体形成に用いられるペプチド
は天然の蛋白質(たとえばgp120)の断片として、あ
るいはその部分の組換え発現により、またはこの分野で
知られた化学合成の手法を用いて得ることができる。さ
らに新規な環状PNDはここに記載する方法により合成
することができる。配列には天然のL−アミノ酸でも天
然にない、すなわちD−アミノ酸でも含むことができ
る。さらに複合化の化学的手法は柔軟性があるので、ペ
プチド誘導化試薬を適切に選択すれば複合化は成功す
る。
【0048】合成ペプチドは、液中や固相保持体上での
様々な手法により調製されている。基礎的な原理と技術
をカバーする優れたテキストは、「ペプチド合成の原
理」(Bodanzky, M., Springer-Verlag(1984)),
「固相ペプチド合成」(StwertJ.M.,Young, J.D., Pier
ce Chemical Company (1984第2版)、「ペプチ
ド」(Gross, E, Meienhofer, J., Academic Press(1
979)であるが、ここにのべるプロセスはこれらテキ
ストの記載に限定されるものではない。
【0049】合成環状ペプチドは2組にわけて合成され
る。まず線状ペプチドを合成するには、Milligen905
0ペプチドシンセサイザーあるいはABI431Aペプ
チドシンセサイザーを用い、9−フルオレニルメチルオ
キシ−カルボニル(Fmoc)化学と既知の試薬である側鎖
が保護されたFmoc- アミノ酸ペンタフルオロフェニルエ
ステルを用いるか、または誘導化Wang樹脂とFmoc化学手
法および試薬としてその場で調製された側鎖が保護され
たFmocアミノ酸対称無水物を用いた。
【0050】つぎに線状ペプチドは液中あるいはまだ固
相に保持された状態で、環状化される。環状化は当分野
で既知の方法で行なうことができるが、その方法として
はたとえば a)ループを形成する予定の線状ペプチド配列の両端に
システイン残基を組み込み、既知の酸化条件下ジスルフ
ィド結合を起こさせる。 b)a)と同様にシステイン残基を組み込んだペプチド
を調製するが、システインを遊離のスルフヒドリル基と
して保持し(あるいは脱保護されて遊離スルフヒドリル
基となるAcmで保護されたチオールとして保持)、こ
のペプチドをo−キシレンジブロミドあるいは同様な試
薬(たとえばジイオジド、ジクロリド、ジハロゲン化さ
れたC2-4 の直鎖あるいは分岐低級アルキル)で処理す
る。このような試薬はシステインのイオウ原子と反応し
て環状構造を形成するがその構造中ではベンゼンまたは
アルキルに結合した2つの強固なチオエーテル結合が存
在する。 c)線状ペプチドの一端のアミノ酸と他の端のアミノ酸
のカルボキシル基とをDPPA、BOPなどのペプチド
結合形成を仲介する試薬によりアミド結合させる。これ
ら戦略のいずれも以下に詳しくとりあげるが、まずこれ
らの方法で調製した環状ペプチドの一般的な説明をす
る。
【0051】本複合体の発明を以下のペプチドまたはそ
の製造方法に限定することなく、適当な保護基を外した
後に本発明にしたがって連結できるPNDペプチドは、
PEP構造で表わされるものを包含し、上記の表IIの線
状ペプチドおよび以下の環状ペプチドを含む:
【化28】 〔式中rはPEPとPSAの間の連結部位であって、R1
がマーカーアミノ酸でない場合はマーカーアミノ酸1個
を意味することができる。R1は a)結合、または b)1から5個のアミノ酸からなるペプチドであって、
アミノ酸分析スペクトル中20個の天然アミノ酸とは離
れた場所に移動するマーカーアミノ酸を一個含むことが
できる。このマーカーアミノ酸としてはノルロイシン、
γ−アミノ酪酸、βアラニン、あるいはオルニチンが好
ましい:R2は、 a)R3が少なくとも2個以上のアミノ酸からなるペプチ
ドである場合、単結合あるいは17個までのアミノ酸か
らなるペプチド、または b)R3が単結合である場合は、2ないし17個のアミノ
酸からなるペプチド: R3は。 a)R2が少なくとも2個以上のアミノ酸からなるペプチ
ドである場合、単結合あるいは17個までのアミノ酸か
らなるペプチド、または b)R2が単結合である場合は、2ないし17個のアミノ
酸からなるペプチド: -GPGR-は四量体-GLyProGlyArg-: R4は、 a)R7がR8である場合、R7がメチン炭素に結合した-NH-
CH-CO-である、または b)R7がカルボニルまたは -COCH2CH2CH(CONH2)NHCO- の場合、R3からR7およびR5への単結合である:R5は a)マーカーアミノ酸をふくむことができる1個ないし
5個のアミノ酸からなるペプチド、 b)-OH 、 c)-COOH 、 d)-CONH2、 e)-NH2、または f)存在しない、 である:R6は a)R7に対する任意の結合( .......)が存在し
ない場合、通常のL−またはD−アミノ酸の側鎖から選
択されるアミノ酸側鎖(定義および略号の表参照)、 b)R7がR8の場合、-R8-S-S-または-R8-S-R8-R9-R8-S-
、 c)R7
【化29】 場合、-R8-NH- である。R7は a)-R8-
【化30】 R8は単結合あるいは1ないし8個の炭素の低級アルキル
である。R9は a)R10 、あるいは b)キシレンである。 R10 は a)低級アルキル、または b)-CH2-O-CH2- である: ここで基は互いに独立であり、ペプチドがアミノ酸の末
端アミノ基を保護して合成された場合、アミンの保護基
であるベンジルオキシカルボニル(Z)あるいはスルフ
ヒドリル基の保護基であるアセトアミドメチル(Acm)の
ような末端アミノ保護基は当分野で知られた方法および
ここに例示された方法にしたがって除去することができ
る。脱保護されて露出した基は、リンカーrを介して免
疫原性蛋白質との連結結合形成に用いることができる。
【0052】以降、PNDペプチドのコアを形成し、環
状ペプチドでループを形成することになるアミノ酸配
列、-R2-GPGR-R3-、のことをループアミノ酸という。し
かしR6とT7の間の任意結合が存在しない場合、構造PE
Pは線状で、表IIの全線状ペプチドをさす。
【0053】ペプチドが環状であれ線状であれ、PEP
のR2およびR3を意味するアミノ酸配列は、表II中の-GPG
R-コア四量体を囲む配列を含めてどのアミノ酸の組み合
わせでもよい。したがって-R2-GPGR-R3-であらわされる
コアアミノ酸はさらに進んで下記のコアアミノ酸構造を
有するものと定義することができる。 -Xn X1X2-GPGR- X3X4Xm - 式中-GPGR-は四量体 -GlyProGlyArg- であるX1はR2の構
成体で下記から選ばれる: a)セリン b)プロリン c)アルギニン d)ヒスチジン e)グルタミン f)スレオニン X2はR2の構成要素で下記から選ばれる: a)イソロイシン b)アルギニン c)バリン d)メチオニン Xn はR2の構成要素であって単結合あるいは15アミノ
酸までのペプチドである。X3はR3の構成要素であって下
記から選ばれる: a)アラニン b)アルギニン c)バリン X4はR3の構成要素であって下記から選ばれる: a)フェニルアラニン b)イソロイシン c)バリン d)ロイシン Xm はR3の構成要素であって、単結合あるいは15アミ
ノ酸までのペプチドである。本発明の好適な実施態様と
しては、たとえばHIVのMN単離株のPNDのように
X2はイソロイシンである。またペプチドのループ中に全
部で12−30アミノ酸が含まれることが好ましい実施
態様である。
【0054】環状ペプチドとは不安定なジスルフィド結
合による構造であるか、あるいは安定な結合あるいは構
造を介して形成される環である。安定な結合とは不安定
なジスルフィド結合以外の共有結合を指す。このような
安定な結合の例はアミドおよびチオエーテル結合であ
る。これらの共有結合はキシレンや低級アルキル、-CH2
-O-CH2のような架橋構造、またはアミノ酸ペプチド結合
架橋を介する。架橋構造を変えるおよび/またはペプチ
ドに含まれるアミノ酸の数や種類を変えることにより免
疫システムに提示されるエピトープを微妙に調節し、環
のループ構造の立体構造を最適にすることができる。た
とえば架橋構造としてo−キシレンを用いるとたとえば
炭素数8の直鎖低級アルキルを架橋に用いた場合よりル
ープの構造がタイトになる。したがって本発明の複合体
は、PNDエピトープが抗ペプチド、抗HIV、HIV
中和、抗エイズ免疫反応をほ乳類中に起こさせるにあた
っての構造と機能との関係を分析するのに有用であると
ともに、エイズを含むHIV疾患にたいするワクチン製
剤の成分としても有用である。
【0055】得られた合成ペプチドはFAB−MS、逆
相HPLC、アミノ酸分析あるいは核磁気共鳴(NM
R)によって同定される。
【0056】a.ジスルフィド結合したシステイン基を
介した環状ペプチド ループアミノ酸配列の両側にシステイン残基を有するペ
プチドは酸化的条件下で、ジスルフィド結合により環状
となる。ジスルフィド結合をさせる方法は当分野で良く
知られている。本発明におけるジスルフィド結合化の例
は、cPND4を製造する実施例5に示してある。実施
例5においては、システインのAcm 誘導体を用いてジス
ルフィド化したcPNDをつくるプロセスが示してある
が、他の方法も同様に用いることができる。cPND3
3を製造する実施例18においては、2個の遊離のスル
フヒドリル基を有するペプチドを希薄トリフルオロ酢酸
中で希釈し1−50時間以上、約10−40℃において
ジスルフィド結合を形成させる。本発明においてはジス
ルフィド結合したペプチドが好ましい。
【0057】よって、本発明の好適な実施態様としては
ペプチドは以下の構造
【化31】 あるいは、その医薬的に許容される塩である;式中 rはa)水素 b)
【化32】 式中Wは好ましくは-(CH2)2-、-(CH2)3-、あるいはR6
あって、R6
【化33】 式中R7は低級アルキル、低級アルコキシあるはいハロで
ある:R1は a)単結合、または b)マーカーアミノ酸1個を含んでいても良い1ないし
5のアミノ酸からなるペプチド: R2は3ないし10アミノ酸からなるペプチドである:R3
は3ないし10アミノ酸からなるペプチドである:-GPG
R-は四量体-GlyProGlyArg-である:R5は a)-OH 、 b)マーカーアミノ酸をふくむことができる1個ないし
5個のアミノ酸からなるペプチド、または c)-NH2である: R8は炭素数1から8の間の低級アルキルである:
【0058】低級アルキルとは特に断わらない限り、直
鎖あるいは分岐アルキルで炭素数1から8のものであ
る。以降、PNDペプチドのコアを形成し、環状ペプチ
ドでループを形成することになるアミノ酸配列、-R2-Gl
yProGlyArg-R3-、のことをループアミノ酸という。本発
明の1実施態様に置いて、以下の構造を有する環状ペプ
チド
【化34】 は、以下の構造
【化35】 を有する線状ペプチドを環化することにより調製され
る。式中-GPGR-は四量体-GlyProGlyArg-である:X1はR2
の構成体で下記から選ばれる: a)セリン b)プロリン c)アルギニン d)ヒスチジン e)グルタミン(これが好ましい) f)スレオニン X2はR2の構成要素で下記から選ばれる: a)イソロイシン(これがもっとも好ましい) b)アルギニン(好ましい) c)バリン d)メチオニン Xn はR2の構成要素であって1つのアミノ酸あるいは8
アミノ酸までのペプチドである:X3はR3の構成要素であ
って下記から選ばれる: a)アラニン、 b)アルギニン c)バリン X4はR3の構成要素であって下記から選ばれる: a)フェニルアラニン b)イソロイシン c)バリン d)ロイシン Xm はR3の構成要素であって、1つのアミノ酸あるいは
8アミノ酸までのペプチドである。
【0059】新規なジスルフィド結合環状ペプチドは2
相にわけて合成される。まず線状ペプチドを合成するに
は、Milligen 9050 ペプチドシンセサイザーあるいはAB
I431A ペプチドシンセサイザーを用い、9−フルオレニ
ルメチルオキシ−カルボニル(Fmoc) 化学的手法と既知
の試薬である側鎖が保護されたFmoc- アミノ酸ペンタフ
ルオロフェニルエステルを用いるか、または誘導化Wang
樹脂とFmoc法および試薬としてその場で調製された側鎖
が保護されたFmocアミノ酸対称無水物を用いた。
【0060】つぎに線状ペプチドは液中あるいはまだ固
相に保持された状態で、ループを形成する予定の線状ペ
プチド配列の両端にシステイン残基を組み込み、既知の
酸化条件下ジスルフィド結合を起こさせて環状化され
る。好適な実施態様としてはペプチドを(a)H2O2
(b)空気中の酸素、(c)約0.1−0.5%TFAを含
むCH3CN 水溶液、(d)約0.1Mフェリシアニンのいず
れかにさらして環化する。好ましい方法は空気中の酸素
にさらすことである。
【0061】得られた合成ペプチドはFAB−MS、逆
相HPLC、アミノ酸分析あるいは核磁気共鳴(NM
R)によって同定される。本発明において有用なペプチ
ドはさらに以下の(i),(ii) に記載するようにして
調製することができる。
【0062】i.固相状態でのペプチド環化 システインあるいはその他の遊離のスルフヒドリル基を
側鎖を持つアミノ酸であるC1とC2をループアミノ酸の両
端に有するペプチドを当分野で知られた方法により調製
する(上述)。環状PNDにおいて、スルフヒドリル基
を有する側鎖(-R8-SH) は環化して-R8S- 基となる。反
応性のある側鎖(R基)を有するアミノ酸を組み込む場
合は適切にR基が保護された形で用いる。例えば、ヒス
チジンはトリフェニルメチル(Trt), あるいはBoc で保
護し、アルギニンは4−メトキシメチル−2,3,6−
トリメチルフェニルスルホニル(Mtr)で保護する。
【0063】好ましくは、Acm で保護されたC2がすでに
結合している樹脂、たとえばFmoc-L-Cys(Amc)-O-Wang樹
脂を購入する。ループアミノ酸のアミノ末端に組み込ま
れたシステイン残基(C1)もまたAcm 誘導体である。C1
とC2のどちらも付加的なアミノ酸であるR1とR5にそれぞ
れ結合できる。このR1、R5はキャリア分子と複合体を形
成するのに利用され、あるいはノルロイシンやオルニチ
ンが用いられた場合はアミノ酸分析用のマーカーとして
働く。
【0064】アセトアミドメチル化システインのSは、
室温約15時間、樹脂と親和性のある溶液、たとえば1
−50%の有機酸濃度(好適には10%酢酸を含む無水
ジメチルホルムアミド(DMF))中、各Acm 基にたい
し約4倍の過剰モル重金属塩(たとえば酢酸水銀(Hg(O
Ac)2) と反応させる。生じた重金属チオエーテル( たと
えばペプチドの酢酸水銀チオエーテル、PEP(S−Ag
OAc))は,洗浄し、乾燥する。過剰のDMF中硫化水素
を加えると、不溶性の金属硫化物(たとえば水銀硫化物
HgS)と遊離のスルフヒドリル基を有するペプチドが得ら
れる。遊離のスルフヒドリル基はついで上記の方法の1
つによって酸化される。別法としてはAcm で保護された
チオールは、メタノール/DMF溶中でヨウ素で処理す
ることにより直接環状ジスルフィドに変換することもで
きる。
【0065】ii. 溶液中でのペプチドの環化 基本的には上述の固相環化法と同様であるが2点の主要
な違いがある。ペプチドがpepsyn KA 樹脂から95%T
FA/4%エタンジチオール/1%チオアニソールで切
り出されると、酸に不安定な側鎖保護基も同時にはず
れ、Cys(Trt)基は遊離の−SH官能基を与える。しかしCy
s(Acm)保護が用いられる場合、別に線状ペプチドを樹脂
についたままあるいは外した状態で酢酸水銀/硫化水素
を開裂して遊離の−SH基にする必要がある。
【0066】1つの方法はCys(Acm)保護基とSasrinまた
はPepsyn KH を用い、完全に保護されたペプチドを1%
TFA/CH2Cl2で樹脂から開裂する方法を用いるものであ
る。酢酸水銀/硫化水素でCys(Acm)を遊離の−SH基に変
換し、環化は別に保護したペプチドにおいて行なう。こ
の時点でペプチドはその場で選択的にN−末端がマレイ
ミド化されることができる。酸に不安定な側鎖保護基を
98%TFA/2%チオアニソールで開裂し、環状ペプ
チドをHPLCで単離する。しかし好ましい方法はペプ
チドを樹脂から切り出し、上述の方法の1つで環化をお
こさせるものである。もっとも好ましい方法は約1−5
0時間の間、10から40℃のあいだで空気酸化させる
ことである。
【0067】本発明において特に好ましい実施態様は、
構造(SEQ ID:1)を有するペプチド(cPND
33) である。
【化36】 を、アミノ末端ノルロイシンか内部のリシンの1つを介
してMIEPに連結し、構造の1つあるいは混合物を作
る。
【化37】
【化38】 〔式中、jは複合体中のペプチドの質量(%)で、好ま
しくは複合体中の全蛋白質量の11から50%である。
xは陰性の置換基を含む低分子残基のモル数であり、好
ましくはmの1%から90%のあいだにある、もっとも
好ましいのは10%と50%のあいだである。mは、複
合化するまえの免疫原性蛋白質PRO中の反応性求核性
官能基のモル数である。〕 これらはほ乳動物中に免疫原として投与してHIV中和
抗体を誘導し、あるいはHIV疾患や感染を予防するワ
クチンとして、またエイズを含むHIVの感染や疾患の
患者の治療を予防するためのワクチンを調製するのに有
用である:
【0068】b.o−キシレンまたは低級アルキルにチ
オエーテル連結を介した環状ペプチドi.固相状態での
ペプチド環化 システインあるいはその他の遊離のスルフヒドリル基を
側鎖に持つアミノ酸であるC1とC2をループアミノ酸の両
端に有するペプチドを当分野で知られた方法により調製
する(上述)。環化しおわったPNDにおいては、C1
C2は上に示したPEP構造のR6とR7の基の一部となる。
反応性のある側鎖(R基)を有するアミノ酸を組み込む
場合は適切にR基が保護された形で用いる。例えば、ヒ
スチジンはトリフェニルメチル(Trt), アルギニンは4
−メトキシメチル−2,3,6−トリメチルフェニルス
ルホニル(Mtr)で保護する。(「ペプチド合成の原理」
(Bodanzky, M., Springer-Verlag(1984)), 「固相ペプ
チド合成」(Stwert J.M.,Young, J.D., Pierce Chemic
al Company(1984第2版)、「ペプチド」(Gross,E, Me
ienhofer, J., Academic Press(1979))
【0069】好ましくは、Acm で保護されたC2がすでに
結合している樹脂、たとえばFmoc-L-Cys(Amc)-O-Wang樹
脂を購入する。ループアミノ酸のアミノ末端に組み込ま
れたシステイン残基(C1)もまたAcm 誘導体である。C1
とC2のどちらも付加的なアミノ酸であるR1とR5にそれぞ
れ結合できる。このR1、R5はキャリヤ分子と複合体を形
成するのに利用され、あるいはノルロイシンやオルニチ
ンが用いれらた場合はアミノ酸分析用のマーカーとして
働く。
【0070】アセトアミドメチル化システインのSは、
室温約15時間、樹脂と親和性のある溶媒、たとえば1
−50%の有機酸濃度(好適には10%酢酸を含む無水
ジメチルホルムアミド(DMF))中、各Acm 基にたい
し約4倍の過剰モル重金属塩(たとえば酢酸水銀(Hg(O
Ac)2) と反応させる。生じた重金属チオエーテル(たと
えばペプチドの酢酸水銀チオエーテル、PEP(S-AgOA
c)) は,洗浄し、乾燥する。過剰のDMF中硫化水素を
加えると、不溶性の金属硫化物(たとえば水銀硫化物Hg
S)と遊離のスルフヒドリル基を有するペプチドが得られ
る。
【0071】ペプチドと等モルのo−キシレンジブロミ
ドまたはジクロリド、ジブロム化またはジクロル化低級
アルキル、あるいは所望の架橋長さをあたえる1,3−
ジハロゲン化-CH2-O-CH2- の混合物を誘導体化した樹脂
に加える。大過剰の四級アミン、好ましくはDMF中の
トリエチルアミン(NEt3) を徐々に加える。ビススルフ
ヒドリルペプチド部分との反応を室温で約16時間進行
させて、樹脂に結合した状態の、架橋基で誘導体化され
た環状ペプチドを得る。酸に不安定な側鎖の保護基の脱
離と、樹脂からの切り出しは、4%1,2−エタンジオ
ールと1%チオアニソールの存在下で95%トリフルオ
ロ酢酸で処理することにより行なう。溶解した環状ペプ
チドはついで濾過して樹脂と分離する。濾液は溶媒を留
去して粗製残渣をHPLCで精製する。HPLCは当分
野に知られた方法、たとえば逆相HPLCによって行な
う。
【0072】ii. 溶液中でのペプチドの環化 基本的には上述の固相環化法と同様であるが2点の主要
な違いがある。ペプチドがpepsyn KA 樹脂から95%T
FA/4%エタンジオール/1%チオアニソールで切り
出されると、必要な遊離の−SH官能基を与えるCys(Trt)
基を含め酸に不安定な側鎖保護基も同時にはずれる。し
かしCys(Acm)保護が用いられる場合、別に線状ペプチド
を樹脂についたままあるいは外した状態で酢酸水銀/硫
化水素を開裂して遊離の−SH基にする必要がある。
【0073】しかしながら好ましい1つの方法はCys(Ac
m)保護基とSasrinまたはPepsyn KHを用い、完全に保護
されたペプチドを1%TFA/CH2Cl2で樹脂から開裂す
る方法も用いるものである。酢酸水銀/硫化水素でCys
(Acm)を遊離の−SH基に変換し、環化は別に保護したペ
プチドにおいて行なう。酸に不安定な側鎖保護基を98
%TFA/2%チオアニソールで開裂し、環状ペプチド
をHPLCで単離する。未反応のキシレンジブロミドの
ような過剰の試薬を保護基の脱離に先立って除去するに
は、まず1段階濃度勾配逆相HPLCを行なってからよ
り選択的な濃度勾配溶出を行なうので便利である。
【0074】このサブセクションの方法により調製され
た環状HIV PNDペプチドは以下に示すサンプルc
PNDを包含するがこれに限定されるものではない。こ
のサブセクションの方法は一般に小さいペプチドに適用
でき、、特に5個から30個までのアミノ酸からなるペ
プチドに適用できる。最適な環のサイズは-GPG- 三量体
を含む5から10個のあいだのアミノ酸を含むものであ
る。この環のサイズは適切なアミノ酸の数と組み合わせ
を有する線状ペプチドから環を作成することにより容易
に保つことができる。このサブセクションb.(i)と
(ii) に記載されたプロセスで得られた代表的なペプチ
ドを以下に示す。複合体発明はこれらの特定の実施態様
であるHIV環状PNDペプチドに限定されるものでは
ない。他の線状HIV PNDペプチド配列もこれらの
ペプチドを作成したのと基本的に同一のやり方で環状に
することができる。互いに異なった一次配列を有するペ
プチドを作成することができ、それらは抗ペプチド、抗
HIVあるいはHIV中和性免疫反応を引き出すことが
できるかぎり、本発明においては有益である。
【化39】
【0075】c.アミド結合形成を経る環化 複合体形成用の新規のアミド結合した環状ペプチドは、
基本的に2相で調製される。初めに、線状ペプチドを調
製するが、これにはたとえばABI−431Aペプチド
シンセサイザーを用い、既知の固相ペプチド合成化学手
法、たとえばFmoc法と適切に側鎖が保護されたFmoc−ア
ミノ酸を試薬に用いる。
【0076】次に、線状ペプチドを樹脂から切り出し、
溶液中で環化を行なうが、これはアミノ末端のイソグル
タミンの遊離のアミノ基、あるいはロープアミノ酸の片
端のリジンのε−あるいはα−アミノ基をループアミノ
酸のカルボキシ末端の遊離のカルボキシル基とを、DP
PA、BOPなどのペプチド結合形成を行なわせる試薬
によりアミド結合させることにより行なう。本サブセク
ションに従って合成されたペプチドは、高速電子衝撃質
量分析法(FAB−MS)、逆相HPLC、アミノ酸分
析あるいは核磁気共鳴スペクトル(NMR)によって同
定される。
【0077】したがって、ペプチド−ポリサッカライド
−蛋白質複合体の非常に好ましい実施態様は、第一の共
有結合のセット、すなわちOMPC−〔マレイミドプロ
ピオン酸、マレイミドエタンホスホン酸、マレイミドグ
ルタル酸、あるいはマレイミドエタンスルホン酸〕と、
第二の共有結合のセット、すなわちOMPC−〔上述し
たように調製したアミド結合した環状HIV PND〕
を有する複合体である。PNDが優勢な単離株、たとえ
ばHIV IIIBあるいはHIV MN単離株から得
られたもである場合、複合体ワクチンまたはこのような
複合体ワクチンの混合物はエイズあるいはARCの予防
あるいは治療に非常に有益である。以下の構造
【化40】
【化41】
【化42】
【化43】 〔式中、jは複合体中のペプチドの質量(%)で、好ま
しくは複合体中の全蛋白質量の11から50%である。
xは陰性の置換基を含む低分子残基のモル数であり、好
ましくはmの1%から90%のあいだにある、もっとも
好ましいのは10%と50%のあいだである。mは、複
合化するまえの免疫原性蛋白質PRO中の反応性求核性
官能基のモル数である。〕 これらはほ乳動物中に免疫原として投与してHIV中和
抗体を誘導し、あるいはHIV疾患や感染を予防するワ
クチンとして、またエイズを含むHIVの感染や疾患の
患者の治療をするためのワクチンを調製するのに有用で
ある。
【0078】下記実施例は本発明の複合体を製造及び使
用する方法について更に具体的に説明するために示され
ている。しかしながら、示された実施例は本発明の範囲
を制限するものとして解釈されるべきではない。
【0079】A.ペプチド製造例: 実施例1cPND1を形成する溶液環化: 無水DMF(20ml)
を脱気し、HPLC単離直鎖11マ−H−NleCHIGPGRAF
C(20mg、17μmol)を溶解し、窒素雰囲気下で密閉し
た。無水DMF(50μl)中o−キシリレンジブロミド
(4.7mg、17.9μmol)の溶液を加えた。次いでD
MF中NEt3(11.9μl 、85.2μmol))を約6.
5時間かけて加えた。塩基の添加終了後約1時間目に溶
液を乾燥させた。残渣をエーテルに再懸濁し、遠心して
不溶性生成物を沈降させ、しかる後再乾燥した。高速原
子衝突質量スペクトル測定(FAB−MS)により分析
された一部は1275の主イオン〔M+H〕+ を示し
た。バイダック(Vydac)C18カラム(0.46×2
5.0cm)において2.0ml/min で0.1%TFA/
24%CH3CN を用い215nmでモニターされた均等逆相
HPLCでは約18.5min の保持時間を有するシャー
プな生成物ピークを示した。プレパラティブ規模の単離
を24〜29%CH3CN から10ml/min で135分間に
わたりランし、これらの条件で保持時間76.41min
の生成物を集め、分析条件下で再クロマトグラフィーに
付してその同一性を確認した。アミノ酸分析及び400
MHz NMR分析は下記構造cPND1と一致した:
【化44】
【0080】実施例2cPND2を形成する溶液環化: 実施例1で記載された
操作に従ったが、但し直鎖10マ−H-Nle-CIGPGRAFC-O
H (20mg、19.3μmol)を用いた。塩基添加後、溶
液を窒素下で更に9時間保った。FAB−MSでは〔M
+H〕+ =1138及び〔M+Na〕+ =1160を示し
たが、これはcPND2に関して提示された構造と一致
した。2本の2.12×25cmのバイダックC18カラ
ムを用いたプレパラティブHPLCは24〜28%CH3C
N /0.1%TFAから10ml/min で90分間にわた
り行った。溶出液を215nmでモニターし、保持時間6
3.42及び70.82min の2つの生成物ピークを集
め、乾燥し、FAB−MSに付した。双方の物質が11
38の〔M+H〕+ を有したが(後のピークは1160
の〔M+Na〕+ も有した)、これは下記構造cPND2
と一致する:
【化45】
【0081】実施例3cPND3を形成する溶液環化: 実施例1及び2で用い
られた同様の操作をここでは用いたが、但し直鎖15マ
−H-Nle-CRIQRGPGRAFVTC-OH(21.2mg、11.92
μmol)を用い、NEt3を約10時間かけて加えた。更に5
時間の塩基との接触を分析HPLCによる分析前に行っ
た。粗生成物のFAB−MSでは1779の単一で強い
〔M+H〕+ を示したが、これは下記cPND3の構造
と一致する:
【化46】
【0082】実施例4cPND1を形成する固体状態環化: 直鎖PNDペプチ
ドをABI−431Aペプチドシンセサイザーでワン
(Wang) 樹脂上Fmoc-L-Cys(Acm)-O-ワン樹脂(0.61
meq /g)から出発して製造した。Fmoc化学及びFmoc−
アミノ酸対称無水物(4倍過剰、その場で製造)を試薬
として0.25mmol規模で用い、下記ペプチド745mg
を得た:
【化47】 Hg(OAc)2(64mg、0.2mmol)をDMF(0.5ml)
中10%酢酸に溶解し、前記の乾燥樹脂(149mg、
0.05meq)に加えた。更にDMF(0.2ml)中10
%酢酸を膨潤樹脂に加え、溶液を一夜撹拌した。次いで
樹脂を濾過し、DMF(5×1ml)、CH2Cl2(3×1m
l)及びエーテル(3×2ml)で洗浄した。次いで樹脂
を乾燥し、H2S 飽和DMF1mlしかる後その二次分を加
えた。次いで樹脂を濾過し、前記のように洗浄し、しか
る後乾燥して、黒色樹脂状粉末(179mg)を得た。D
MF(2ml)中o−キシリレンジブロミド(3.2mg)
及びNEt3(3.4μl)の混合液を室温で樹脂(35m
g)に加え、16時間反応させた。樹脂を濾過し、前記
のように洗浄し、乾燥した。Fmocを室温で20分間にわ
たるDMF(1ml)中20%ピペリジンとの処理で除去
した。樹脂を再び前記のように洗浄し、乾燥した。cP
ND1ペプチドを室温で6時間にわたる95%TFA/
4%エタンジチオール/1%チオアニソール(1ml)と
の処理で樹脂から開裂させ、付随的にTrt及びMtr保護
基を除去した。溶液を濾過し、樹脂を更に100%TF
A(3×1ml)で洗浄し、合わせた濾液を20℃/0.
1mm圧で蒸発させた。エーテルに不溶性の物質を抽出
(3×2ml)により除去し、不溶性粗生成物を20℃/
0.1mm圧で再乾燥させた。0.46×25cmバイダッ
クC18カラムを用いた分析HPLCを用いて生成物を
同定した。実施例1から得られた生成物との比較で、真
正生成物が存在することを確認した(12.97min に
対して保持時間12.88min )。プレパラティブHP
LCは連続した2本の2.12×25cmバイダックC1
8カラムを用い10ml/min で25〜30%CH3CN /
0.1%TFAから90分間行った。54.12min で
溶出したピークを集めた。実施例1で製造された物質と
一緒のこの物質の分析規模同時クロマトグラフィーでは
単一のシャープなピークを示した。FAB−MSは12
75の〔M+H〕+ を有し、これでcPND1の製造を
確認した(構造に関し前実施例1参照)。
【0083】実施例5ジスルフィド結合cPND4の固体状態合成: 直鎖PN
DペプチドをABI−431Aペプチドシンセサイザー
でワン樹脂上Fmoc-L-Cys(Acm)-O-ワン樹脂(0.61me
q /g)から出発して製造した。Fmoc化学及びFmoc−ア
ミノ酸対称無水物(4倍過剰、その場で製造)を試薬と
して0.25mmol規模で用い、下記ペプチド745mgを
得た:
【化48】 5%メタノール/無水DMF(1ml)中ヨウ素の溶液を
前記の乾燥誘導化ワン樹脂に加え、室温で4時間撹拌し
た。樹脂を濾過し、無水DMF(5×2ml)で洗浄し、
最後にDMF(2ml)に再懸濁した。水中チオ硫酸ナト
リウム0.1M溶液2滴を加え、数秒間撹拌した。樹脂
を水性95%DMF(3×2ml)、無水DMF(2m
l)、塩化メチレン(3×2ml)、エーテル(3×2m
l)で洗浄し、乾燥した。Fmoc及び他の保護基を20分
間にわたるDMF中20%ピペリジンとの処理で除去
し、樹脂を洗浄し、乾燥した。樹脂を室温で6時間にわ
たる95%TFA/4%エタンジチオール/1%チオア
ニソール(1ml)との処理でジスルフィド結合環状ペプ
チドから開裂させた。溶液を濾過し、樹脂を更に100
%TFA(3×1ml)で洗浄し、合わせた濾液を乾燥し
た。エーテルに不溶性の物質を抽出(3×2ml)で除去
し、溶液を再乾燥した。連続した2本の2.12×25
cmバイダックC18逆相カラムを用いたプレパラティブ
HPLC及び90分間にわたる20〜24%CH3CN の勾
配溶出によりこれらの条件下36.66min で溶出する
シャープなピークを単離した。分析HPLCにより公知
のジスルフィド結合環状標準とプレパラティブHPLC
から得られた生成物との同時クロマトグラフィーで単一
ピークを得た。FAB−MSで1171の〔M+H〕+
を得たが、これは下記ジスルフィド結合環状構造のcP
ND4と一致する:
【化49】
【0084】実施例5b 1.
【化50】 の合成 (C135H220N42O33S2 式量=3023.6) 26マーは0.081meq /g(約604mg)の部分的
ラセミ化Fmoc-L-Cys(Trt)-OPKA樹脂〔ミリゲン(Millig
en) バッチB 090426〕2.47g(0.200
meq )から出発してミリゲン#9050シンセサイザー
で組立てた。樹脂を等容量のガラスビーズ(シグマ15
0〜212μm )と混ぜた。混合物を連結された2本の
1×10cmカラムに完全に充填した。試薬はFmoc−Pft
エステルであったが(但しトレオニンの場合にそれはd
HBtであった)、これをN−メチルピロリジン溶媒中
4倍モル過剰で用いた。側鎖保護はY(tert−ブチ
ル)、K(Boc)、R(Mtr)、His(Boc)、T(tert−ブチ
ル)、C(Trt)であった。プロトコールはK7 、I9
11、G12、P13、G14、R15、F17、Y18、T19、T
20、I73、I24と二重カップリングさせるために修正し
た。アシル化リサイクル時間はG14及びA16を除くすべ
ての単位で30〜60分間並びにI9(2X)、I11(2
X)、I23(2X)及びI24(2X)で90分間まで延
長した。誘導化された樹脂を遊離末端アミンとして維持
し、CH2Cl2で洗浄し、風乾した。乾燥誘導化樹脂及びガ
スラビーズの混合物を振動トレー上で穏やかに撹拌しな
がら密閉フラスコ中23℃で8時間かけて95%TF
A、4%エタンジチオール、1%CH3SPh(30ml)に再
懸濁した。次いで明黄色混合液を濾過し、不溶物を10
0%TFA(3×20ml)で徹底的に抽出した。合わせ
た暗橙色濾液を蒸発させて、淡黄褐色油状ゴム物を得
た。エーテル(20ml)で摩砕時にこの物質は直ちに無
色固体物となったが、これを更にエーテル(3×20m
l)摩砕でフィルターに移した。乾燥後、粗生成物を微
細な無色粉末(583mg)として得た。水性0.1%T
FA/20%CH3CN に溶解されたサンプル約50μgの
0.46×25.0cmバイダックC18カラム分析逆相
HPLCでは主成分及び後に溶出する副成分を示した。
これらは連続した2本の2.21×25.0cmプレパラ
ティブカラムへの30mg及び更に50mgのサンプル注入
後に別々に回収した。全部で35.2mgの最初に溶出す
る物質及び8.2mgの後に溶出する物質を凍結乾燥後に
回収した。FAB−MSで〔M+H〕+ =3022.1
及び〔M+Na〕+=3044.2を得たが、これは計算
質量と一致する。
【0085】2.環状ジスルフィドの製造:(SEO
ID:1:)
【化51】 a.K3Fe(CN)6 誘導酸化: 直鎖26マージチオール化合物(35.0mg)を23℃
で脱気蒸留水(38ml)に溶解して、pH2.73の澄明
無色溶液を得た。pHを0.1N NH4OHで8.5に調整
し、溶液を窒素雰囲気で覆った。物質の一部を分析逆相
HPLCで直ちにランしたところ、これは初期ピークの
出現で証明されるように酸化をうけていることがわかっ
た。磁気撹拌しながら、0.01M K3Fe(CN)6の新鮮調
製溶液を窒素下23℃で電動皮下シリンジにより加え
た。HPLCによる少量の分析ではより早い溶出時間へ
の出発物質の全変換を示した。反応混合液(pH8.3)
を10%水性酢酸と混ぜ、撹拌して、pH4.0とした。
溶液を濾過して不溶性物質を除去し、淡黄色溶液を蒸発
させ、しかる後凍結乾燥して、淡黄色粉末約27.9mg
を得た。物質を0.1%TFA、20%CH3CN に溶解
し、プレパラティブHPLCで勾配溶出させた。主な最
初に溶出するピーク及び後に溶出するピーク(4:1)
を別々に回収し、凍結乾燥して、初期溶出物質6.1mg
及び後溶出物質1.5mgを得た。最初に溶出する物質の
FAB−MS分析:〔M+H〕+ 3019.7、〔M+
Na〕 + 3024.5;後に溶出する物質のFAB:MS
分析:〔M+H〕+ 3021.0〔M+Na〕+ 初期物質
=3041.5;そのすべては環化cPND33に関す
る正確な質量に相当する。後に溶出する物質はD−シス
テイン異性体である。生成物のアミノ酸分析では環化生
成物に関して予想されるアミノ酸組成を示し、後に溶出
する物質がD−システイン含有ジアステレオマーである
ことを確認した。 b.空気酸化: 前記(1)で製造された直鎖26マー(86mg、28.
4μmol))を23℃で水性0.1%TFA、20%アセ
トニトリル(284ml)に溶解し、溶液を空気に開放放
置させた。環化を逆相HPLCでモニターしたところ、
サンプルは24時間で初期溶出物質にほぼ完全に変換さ
れることがわかり、出発直鎖物質はほぼ完全に消失し
た。澄明な無色溶液を約8mlまで蒸発させ、しかる後8
6mgの場合と同様に製造されたサンプル10mgを更に追
加した。合わせたサンプルを約9mlまで蒸発させた。濁
った無色溶液を連続した2本の2.21×25.0cmバ
イダックC18カラムにおいて2回の別々のランでHP
LC分離を付した。物質の2つのピーク、即ち最初に溶
出するピーク及び後に溶出するピークを別々に集めた。
各ピークを別々に蒸発させ、凍結乾燥して、最初の及び
後の物質30.1mg及び9.7mgを各々得た。最初に溶
出する物質を最初に溶出する環化物質の他の調製物と合
わせて、全部で47.5mgの淡紅色綿毛状粉末を得た。
この物質の分析HPLCで単一ピークを得た。
【0086】実施例6ペプチド結合cPND7の溶液合成: 直鎖ペプチドCbz-
Nle-Lys(Boc)-His(Trt)-Ile-Gly-Pro-Gly-Arg(Mtr)-Ala
-PheをABI431Aペプチドシンセサイザーで固相法
に従い市販Fmoc−フェニルアラニル−p−アルコキシベ
ンジルアルコール樹脂373mg(0.1mmol)を用いて
合成した。ベンジルオキシカルボニル(Cbz)保護形で購
入されたノルロイシンを除き、用いられたL−アミノ酸
は適切な酸不安定性側鎖保護基を有するフルオレニルメ
トキシカルボニル(Fmoc)誘導体であった。ポリペプチ
ド誘導化樹脂生成物を焼結ガラス漏斗に移し、ジクロロ
メタンで洗浄し、乾燥して、ポリペプチド−樹脂生成物
0.6gを得た。ペプチドを16時間にわたるTFA:
1,2−エタンジオール:アニソールの95:2:3混
合液6mlとの処理で樹脂から開裂した。反応混合液を焼
結ガラス漏斗で濾過し、樹脂をTFA10mlで洗浄し、
濾液を合わせた。約1〜2mlの黄色油状物に濃縮後、直
鎖ペプチドを50mlずつジエチルエーテル400mlでの
摩砕及び焼結ガラス漏斗での濾過により回収した。1%
TFA100mlへの溶解しかる後凍結乾燥で直鎖ペプチ
ド298mgを得た。ペプチド粉末をDMF800mlに溶
解し、ジイソプロピルエチルアミン0.42mlで中和
し、ジフェニルホスホリルアジド0.077mlで処理し
た。溶液を暗所中4℃で70時間撹拌して環状ラクタム
を形成させた。氷酢酸3mlの添加で反応停止後、反応混
合液を約1〜2mlの油状物に濃縮し、10%水性酢酸に
溶解し、凍結乾燥した。環状ペプチドをG−15サイズ
排除クロマトグラフィーにより移動相として5%酢酸を
用い精製した。UV検出でモニターされたペプチドを含
有する画分をプールし、凍結乾燥して、乾燥環状ペプチ
ド135mgを得た。得られたすべての結果は下記構造c
PND7と一致した:
【化52】 これは下記式でも示される:
【化53】
【0087】実施例7水素形のcPND8を得るcPND7の脱保護 cPND7の脱保護は30%水性酢酸20mlへの環状ペ
プチドの溶解及び10%パラジウム炭素100mg上40
psi(約2.8kg/cm2 )で16時間の水素添加により行
った。反応混合液をセライトで濾過して触媒を除去し、
濾液を凍結乾燥した。バイダックC18セミプレプカラ
ムを用いた逆相HPLCを利用して純粋な脱保護環化ペ
プチド8.5mgを得た。この脱保護方法は遊離水素形の
ペプチドを得るためベンジルオキシカルボニルN保護ペ
プチドとして合成されたすべてのペプチドに適用可能で
あり、得られたペプチドは複合化のためアミノ末端で活
性化してもよい。生成物の構造はFAB−MS、分析H
PLC及びアミノ酸分析で確認したが、すべての結果は
下記構造cPND8と一致した:
【化54】 これは下記式でも示される:
【化55】
【0088】実施例8cPND10の合成: ペプチドアミノ末端にAcm 保護Ac
−システインを有するcPND10の合成は実施例1で
用いられた操作と同一であるが、但しここでの合成では
Z-Nle ではなくFmoc−ノルロイシンを含み、更にアミノ
酸Ac-Cys(Acm) をN末端アミノ酸として用いた。このた
め直鎖ペプチドAc-Cys(Acm)-Nle-Lys(Boc)-His(Trt)-Il
e-Gly-Pro-Gly-Arg(Mtr)-Ala-Pheは市販Fmoc-Nle及びFm
oc-Cys(Acm) を用いて組立てた。実施例1操作のこの修
正はN末端Ac-Cys(Acm) が望まれる他のcPNDペプチ
ドの合成にも適用可能である。
【0089】実施例9cPND9を得るcPND10の脱保護: Acm 保護Ac-C
ys(Acm) はアサトン,E.ら,ケミカル・ソサエティ,
パーキントランスアクション,第I巻,第2057頁,
1985年〔Atherton , E. et al., Chem. Soc. Perki
n Trans.,I, 2057(1985) 〕で記載された操作に従い遊
離Ac-Cys-SH(遊離スルフヒドリル)形のペプチドに変換
してもよい。この操作はブロモアセチル化又はマレイミ
ド化タンパク質又は多糖類のように親チオ剤との複合化
のためペプチドのAcm チオール保護の除去にも適用可能
である。cPND10の一部を10%水性酢酸に溶解
し、トリフルオロ酢酸水銀(10倍過剰)で処理した。
pHを4に再調整し、溶液を室温で撹拌しながら、S−Ac
m 基の開裂を逆相HPLCでモニターした。反応が終了
したと判断された後、溶液を硫化水素ガスで飽和させ
た。硫化水銀(II) 沈殿を遠心除去し、cPND9をR
P−HPLCで精製した。cPND9の構造及び純度を
FAB−MS、分析HPLC及びアミノ酸分析により確
認した。
【0090】実施例7〜26実施例6〜9及び19〜20の方法に従い合成されたc
PNDペプチド: cPND7、cPND8、cPND
9、cPND10、cPND31及びcPND32の合
成に各々関する前記実施例6〜9及び後記実施例25〜
26で確立された操作を、多数の異なる単離物から環状
形の合成PNDペプチドの合成に際してペプチド一次配
列の変化及び適切な保護基の導入を除きいかなる実質的
修正もなく適用した。このためこれらの方法に従い合成
された下記ペプチドのすべては本発明の複合体を形成す
るため必要であればN末端脱保護して−r−で複合化し
てもよい:
【化56】
【化57】
【化58】
【0091】実施例25cPND31の合成: Fmoc-Phe- ワン樹脂2g(0.6
meq /g)をABI431Aシンセサイザーにいれた。
Fmoc単一カップリングプロトコールを用いてFmoc-Ala、
Fmoc-Arg(Tos) 、Fmoc-Pro、Fmoc-Ile、Fmoc-His(Trt)
、Boc-Lys(Fmoc) 及びCbz-Nle を付加し、下記配列を
有する直鎖ペプチド樹脂3.7gを得た: Boc-Lys(Nε-Z-Nle)-His(Trt)-Ile-Gly-Pro-Gly-Arg(To
s)-Ala-Phe. ペプチドを2時間にわたる95%TFA、5%水との処
理で樹脂から開裂させた。樹脂を濾去し、TFAを減圧
蒸発により濾液から除去し、残渣をジエチルエーテルで
摩砕した。沈殿物を濾取し、乾燥して、下記配列を有す
る直鎖ペプチド1.7gを得た: H-Lys(Nε-Z-Nle)-His-Ile-Gly-Pro-Gly-Arg(Tos)-Ala-
Phe ペプチドを室温で一夜DMF(10ml)中Boc-イソグル
タミン-ONp(0.71g、2nmol) 及びDIEA(0.
35ml、2mmol)で処理した。DMFを蒸発させ、残渣
をジエチルエーテルで処理した。沈殿物を濾取し、酢酸
エチルで洗浄した。乾燥ペプチド(1.9g)をTFA
(100ml)で0.5時間処理した。TFAを減圧蒸発
させ、残渣をジエチルエーテルで摩砕し、沈殿物を濾取
し、乾燥させる。ペプチドをセファデックスG−10に
おいて溶離液として10%水性酢酸により脱塩した。ペ
プチド画分を凍結乾燥して下記ペプチド1.2g(0.
79mmol)を得た: H-isoGln-Lys(Nε-Z-Nle)-His-Ile-Gly-Pro-Gly-Arg(To
s)-Ala-Phe 2バッチ(0.55g、0.36mmol)のペプチドを氷
冷DMF1000mlに別々に溶解し、DIEA(0.1
6ml、0.9mmol)及びDPPA(0.12ml)を加
え、溶液を室温で一夜撹拌した。DMFを減圧蒸発さ
せ、残渣を合わせ、CHCl3 に溶解した。有機画分を5%
水性クエン酸で洗浄し、しかる後MgSO4 で乾燥し、蒸発
させて、粗製環状ペプチド0.78gを得た。この物質
を0℃で2時間アニソール(1ml)含有液体HF(10
ml)で処理した。HFを蒸発させ、残渣を逆相HPLC
で勾配溶出により(バイダックC18、0〜50%CH3C
N 、50分間、緩衝液として0.1%水性TFA使用)
精製し、純粋なcPND31(M+H=1204)25
0mgを得た。
【化59】
【0092】実施例26cPND32の合成: cPND31の合成に関して実施
例25で用いられたのと本質的に同様の操作をここでは
用いたが、但し環化された直鎖ペプチドは下記配列を有
しており: H-isoGln-Lys(Nε-Z-Nle)-Gln-Arg(Tos)-Gly-Pro-Gly-A
rg(Tos)-Ala-Phe 下記構造を有するcPND32を得た:
【化60】
【0093】実施例27マレイミドエタンホスホン酸(MEPA)の製造: エト
キシカルボニルマレイミド169mgを0℃で水1ml中2
−アミノエチルホスホン酸125mg及び炭酸ナトリウム
106mgに加えた。混合液を20分間撹拌し、しかる後
水4mlを加え、混合液を室温で1時間撹拌した。溶液を
希硫酸でpH5.5に酸性化し、減圧下で1mlに濃縮し
た。生成物を水で展開される3枚の1000μ逆相TL
Cプレートによるクロマトグラフィーで単離した。4つ
のバンドがUV光下における展開プレートの試験で観察
された。原位置から15〜16.7cmの第三バンドを単
離した:マレイミドエタンホスホン酸ナトリウム塩10
0mgを非晶質粉末として回収した。D2O 中の200MHz
NMRスペクトルでは7.2ppm でシングレットとして
マレイミド水素並びに4.0及び2.2ppm でマルチプ
レットとしてエチレン水素を示した。
【0094】実施例28マレイミドエタンスルホン酸(MESA)の製造: 実施
例27の反応条件を用い、但し2−アミノエタンホスホ
ン酸の代わりにタウリン123mgを用いて、マレイミド
エタンスルホン酸のナトリウム塩をTLC及び凍結乾燥
により非晶質粉末として回収する。
【0095】実施例29マレイミドコハク酸及びマレイミドグルタル酸の製造 実施例27においてアミノエタンホスホン酸の代わりに
アスパラギン酸133mg又はグルタミン酸157mgを用
い、マレイミドコハク酸及び2−マレイミドグルタル酸
のナトリウム塩を各々得る。
【0096】B.中間生成物の活性化及び共同結合体形
成の実例 実施例30 OMPC−SHの調製 10ミリリットルのOMPC(3.2mg/ml)を43,00
0 rpm、4℃、2時間の遠心にかけた。OMPC沈殿物を8
mlのチオール化溶液(10mlのホウ酸緩衝液pH11中に
85mgEDTA、17mg DTT、及び46mgN−アセチルホモ
システインチオラクトンを含む)で再懸した。チオール
化反応は室温で一晩かけて行なった後、溶液を43,0
00 rpm、4℃、2時間の遠心にかけた。OMPC−SHを1
0mlの0.01Mリン酸緩衝液pH8で再懸濁後、遠心に
かけて、9.3mlの0.01Mリン酸緩衝液pH8で懸濁
した。エルマン(Ellman) アッセイによりスルフヒドリ
ル力価は0.496μmoles/mlであった。
【0097】実施例31 マレイミドプロピオニル−cPND15の調製 10ミリグラムのcPND15トリフルオロアセテート塩を
0.3mlのH2O :MeCNが1:2である混合液で溶解
した。この溶液を氷浴中で冷却後、100μLの0.3
45M NaHCO 溶液、3.5mgのマレイミドプ
ロピオニック酸N−ヒドロキシスクシニミドエステルを
添加した。反応は攪拌しながら1時間行ない、その後3
μLのトリフルオロ酢酸により停止させた。反応混合液
を0.2ミクロンフィルターで濾過した。このフィルタ
ーを0.2mlの水で洗浄後、これらの濾液を採集して
2.15×25cmビダック(Vydac) C18の逆相カラム
にかけた。カラムからの溶出は10分間、流速10ml/
min 、25% MeCN/0.1%TFA 、次にさらに20分
間、25から40%MeCN/0.1%TFA の濃度勾配を用
いて、均一に溶出させた。20から32分の間における
溶出液を濃縮及び凍結乾燥して、7mgのマレイミドプロ
ピオニル−cPND15のトリフルオロ酢酸塩を白色無定形
粉末として回収した。FAB −MSは1262に主要イオン
(M+H)を示した。反応停止後のマレイミドの力価は
エルマンアッセイにより、0.54μmoles/mgマレイミ
ドプロピオニル−cPND15であった。
【0098】実施例32 マレイミドプロピオニル−cPND31の調製 実施例31、37の方法により6mgのcPND31のトリフ
ルオロ酢酸塩を8.3mgのマレイミドプロピオニルN−
ヒドロキシスクシニミドエステルを含む0.4mlの0.
322M NaHCO3 溶液及び1.2mlの1:2 H2O:MeCN
と反応させた後、10.5μlのTFA で反応を停止させ
た。調製用HPLC(30%MeCN/0.1%TFA )で10分
間、さらに5分間、30−50%MeCNの濃度勾配を用い
て均一に溶出し、溶出ピーク18−25分間において回
収した。これを凍結乾燥し、その26mgについてマレイ
ミド力価は0.57μM/mgであった。FAB −MSは13
56において主要イオン(M+H)を示した。アミノ酸
分析よりNle =460、β−アラニン=420、及びLy
s =460nmoles/mgであった。NMR 分析は6.93 p
pm(マレイミドH)において一重線を示した。
【0099】実施例33 マレイミドプロピオニル−cPND8の調製 実施例31の方法により3.5mgのcPND8トリフルオロ
酢酸塩を1.5mgのマレイミドプロピオニル(N−ヒド
ロキシ)スクシニミドを含む、0.24mlの1:2mg H
2O:MeCN溶液で反応させ、さらにそこへ0.12mlの
0.175M NaHCO3 溶液を添加した。2.6mgのマレ
イミドプロピオニル−cPND8が回収され、これを調製用
HPLCにかけた(30%MeCN/0.1% TFA10分間、3
0−50%MeCN濃度勾配でさらに10分間)、22.5
−30分における溶出ピーク部分を集め、濃縮、凍結乾
燥を行なった。FAB −MS:1228でM+H、1250
でM+Na、NMR(D20)6.85 ppmでマレイミドヒドロジ
ェン
【0100】実施例34 マレイミドプロピオニル−cPND32の調製 実施例5の方法により、10ミリグラムのcPND32トリ
フルオロ酢酸塩を0.3mlの1:2なる H2O:MeCN混合
液と0.1mlの0.35M NaHCO3 溶液で溶解した。
3.2mgのマレイミドプロピオニルオキシスクシニミド
を加えてマレイミドプロピオニル−cPND32トリフルオ
ロ酢酸塩を得た。このペプチドは25から40%MeCNの
濃度勾配を持つ0.1%TFA により調製用HPLCより溶
出、分離された。
【0101】実施例35 マレイミドプロピオニル−cPND15とマレイミドプロピ
オン酸(MPA)とのOMPC−SHの結合 OMPC(10mlの3.2mg/ml溶液)を実施例30に従が
いチオール化して0.496μMSH/mlを含む溶液を調製
した。分離用チューブ1本当り約4mgのMPA を含む3ml
の水溶液を分注して力価を測定した。マレイミド含有量
は8.38μM/mlであった。実施例31からのMPP −
cPND15を0.8mlの水に溶解して、力価測定すると、
マレイミドの含有量は3.84μM/mlであった。17
2μl(0.4eq)の MPA溶液を遠心用チューブ中のOM
PC−SH溶液に加えて、窒素気流下で、静かに攪拌した。
この混合液を室温で10分間反応させた後、540μl
(0.6eq)のマレイミドプロピオニル−cPND15溶液
を添加した。反応停止後、1時間静置して遠心(100
0 rpm、1分間)にかけた。上清を4Lの0.01Mリ
ン酸緩衝液pH7.5で透析(12,000−14,00
0分子量カット)した。透析は緩衝液を新たらしくし
て、さらに8時間続けた。この混合液をストッパ付きの
バイアル瓶に入れて冷蔵庫で保存した。ローリー(Lowr
y)タンパクアッセイ法により、2.82mg結合タンパク
/mlであり、アミノ酸分析より271nmoles ノルロイ
シン/mlであった。1.11mg/ナノモルの分子量にも
ちいたペプチド容量率は10.7%として計算された。
全体回収率(すなわちタンパク回収率)は約80%であ
った。未反応の過剰 MPP−cPND15は凍結乾燥する事に
より回収した。
【0102】実施例36 マレイミドブチリル−cPND31、(MBP −cPND31)の
調製 実施例31の方法により、10.6ミリグラムのcPND3
1トリフルオロ酢酸塩を、0.45mlの1:2水:MeCN
及び0.15mlの0.25M NaHCO3 から成る溶液で溶
解した。γ−マレイミドブチル酸N−ヒドロキシスクシ
ニミドエステル(4.3mg)を加えて、0℃で1時間、
攪拌した。3μlのトリフルオロ酢酸を加えて反応を停
止させ、ペプチドを調製用HPLCにより単離した:30%
MeCN/1%TFA 10分間、さらに10分間30−50%
MeCNの濃度勾配を用いて溶出。21.2から25分にお
けるピーク部分を集め濃縮後、凍結乾燥して3.8mgの
白色粉末を得た。FAB −MSは1369でM+Hを示す。
【0103】実施例37 マレイミドプロピオニル−cPND31とマレイミドプロピ
オン酸とのOMPC−SHの結合;至適 MPAの決定:マレイミ
ドプロピオン酸(MPP )の比率:段階希釈したマレイミ
ドプロピオン酸(MPA)をOMPC−SH(0.59μMSH/ml)
を含むpH8、0.1Mリン酸緩衝液の入った6本のチュ
ーブに加えた。10分後、過剰のマレイミドプロピオニ
ル−cPND31を、それぞれのチューブに添加し、残存SH
基と反応させた。1時間後、それらのチューブを遠心
(1000RPM 、1分)にかけ、各チューブにおける上
清中の吸光度を、波長275nmを用いて測定した。チュ
ーブ4−6においては濃厚な沈殿物が確認された。チュ
ーブ1−3の上清を4リッターの0.01Mリン酸緩衝
液pH8で透析した後、各溶液について分析した: チューブ# 1 2 3 4 5 6 %MPA 67 50 33 25 17 10 吸光度(275nm) 4.05 3.9 6 0.4 0.11 05 ローリータンパク (mg/ml) 2.15 1.95 2.4 ND' ND ND AAアッセイ (Nle)2 63.6 78.6 157 ND ND ND タンパク容量率 3.5% 4.8 % 7.9 % ND ND ND 1. ND =未決定 2. nmoles/ml 3. mgペプチド(Nle)/mg総タンパク
【0104】実施例38 MPP −cPND31とマレイミドホスホニックアシッド(ME
PA) とのOMPC−SHの結合:実施例30の方法により調製
されたOMPC−SH懸濁液の一部(0.587μ MSH/mlを
2ml)をそれぞれ2本の遠心用チューブに入れた。10
3μl(3.73μMマレイミド/ml、0.33eq)の
MEPAをチューブ#1に加え、チューブ#2には78.6
μl(0.25eq)を加えた。15分後、MPP −cPND3
1、3.22μMマレイミド/mlをそれぞれのチューブ
に加えた(#1へ212μl及び#2へ238μl)。
1時間後、両チューブともに沈殿物の形成はなかった。
0.01Mリン酸緩衝液pH8による透析後、それらのチ
ューブに対する溶液を回収し分析した: チューブ #1 #2 Au/275 7.5 8.2 ローリータンパク、mg/ml 2.34 2.52 Nle 、nM/ml 183 250 ペプチド容量率、“j” 9.4% 12.3%
【0105】実施例39 MPP −cPND8とマレイミドプロピオン酸(MPA)とのOMPC
−SHの結合:実施例35の方法により、MPA (476μ
l、4.36μMマレイミド/ml、0.4eq)の水溶液
をOPMC−SH(8.4ml、0.62μMSH/ml)の懸濁液
に加え、さらにMPP −cPND32(560μL、5.58
μMマレイミド/ml、0.6eq)を加えた。実施例35
の反応に従がい、9.0mlの懸濁液を得た:Au/275
=6.9;ローリータンパク2mg/ml:Nle =275n
M/ml、ペプチド容量率:14.89%。
【0106】実施例40 MPP −cPND32とMPA とのOMPC−SHの結合:実施例30
に従がい調製されたOMPC−SH(9ml、600μMSH/m
l)の懸濁液へMPA (392μl、5.5μMマレイミ
ド/ml、0.4eq)の水溶液を加えた。10分後、MPP
−cPND32(704μl、4.6μmマレイミド/ml:
0.6eq)の溶液を添加し、この混合液を室温で1時間
反応させた。次にこの反応液を遠心(1000RPM 、1
分間)にかけ、上清を4リットルの0.1Mリン酸緩衝
液pH7.5に対して透析した。透析後、結合体を含む懸
濁液を回収し、4℃で保存した。
【0107】実施例41 MBP −cPND31とMPA とのOMPC−SHの結合:実施例35
の方法により、MPA (0.4eq)の水溶液をOMPC−SHの
懸濁液へ加えた後、マレイミドブチリルcPND31(0.
6eq)の溶液を加えた。生成物を0.01Mリン酸緩衝
液pH8に対する透析で精製した後、懸濁液として回収し
た。
【0108】実施例42 マレイミドプロピオニル−OMPC(MP−OMPC)の調製 10mlのOMPC(3.2ng/nl)を43,000RPM 、4
℃、2時間の遠心にかけ、得られた沈殿物を1.6mgの
重炭酸ナトリムを含む1:1 H2O:MeCNの冷溶液8mlで
再懸濁した。マレイミドプロピオニルN−ヒドロキシス
クシニミド(2.6mg)を加えて、この混合液を1時
間、氷中で攪拌した。2mlの0.1Mリン酸緩衝液pH6
を加えて、43,000RPM 、4℃、2時間の遠心にか
けた。マレイミド化OMPCを0.01M緩衝液pH7で再懸
濁した後、遠心にかけて、再度、0.1Mリン酸緩衝液
pH8で懸濁した。マレイミド含有量はエレマン(Ellma
n)アッセイにより、量のわかっているN−アセチルシ
ステインを用いて測定された。
【0109】実施例43 チオール酢酸(TAA )とcPND9−SHとのマレイミドプロ
ピオニル−OMPCの反応:実施例42の方法で調製された
マレイミドプロピオニル−OMPC(8ml、0.6μMマレ
イミド/ml)の懸濁液へTAA (192μl 、10μmole
s SH/ml、0.4eq)の溶液を加えて、激しく攪拌し
た。10分間、cPND9(720μl 、0.4μMSH/m
l、0.6eq)を加えて、室温で1時間静置した。この
混合液を遠心(1000RPM 、1分間)し、その上清を
4Lの0.01Mリン酸緩衝液pH7.5に対して18時
間、透析した。新たな緩衝液でさらに8時間、透析を続
けた。得られた透析懸濁液を回収し、4℃に保存した。
アミノ酸及びローリータンパク分析によりペプチド容量
率を計算した。
【0110】実施例44 チオール化スクシノイルOMPCの調製 10mlのOMPC(3.2mg/ml)を43,000 RPM、4
℃、2時間の遠心にかけ、得られたOMPC沈殿物を6.3
mlのホウ酸緩衝液pH11で再懸濁した。2ミリミッター
のOMPC懸濁液を氷中冷却されている3本のチューブにそ
れぞれ入れた。少量のスクシニックアンヒドライド(ア
セトニトリル中0.1M)をそれぞれのチューブに加え
て、激しく攪拌した。スクシニックアンヒドライド溶液
をチューブ#1(8μl )、チューブ#2(16μl
)、及びチューブ#3(32μl )づつ添加した。反
応は0℃で2時間、室温で1時間行ない、その後各チュ
ーブに2mlのチオール化溶液(10mlのホウ酸緩衝液pH
11中に85mgEDTA、17mg DTT及び46mgN−アセチ
ルホモシステインチオラクトンを含む)を加えた。チオ
ール化反応を室温で一晩行なった後、各チューブを4
3,000RPM 、4℃、2時間の遠心にかけた。各チュ
ーブにおけるチオール化スクシノイルOMPCを10mlの
0.01リン酸緩衝液pH8で再懸濁した後、さらに遠心
を行ない、2mlの0.01Mリン酸緩衝液pH8で再懸濁
した。各チューブにおけるスルフヒドリル力価はエルマ
ンアッセイにより測定された。
【0111】実施例45 MPP −cPND31とチオール化スクシノイルOMPCの結合:
実施例20によるチオール化再懸濁スクシノイルOMPCの
各チューブに対して等量のマレイミドプロピオニル−cP
ND31の溶液を処理した。反応を1時間行なった後、そ
れらのチューブを1000 RPM、1分間の遠心にかけ
た。上清を1Lの0.01Mリン酸緩衝液pH8を用いて
透析した。結合体を回収してノルロイシン及びタンパク
含有量の分析を行なった。
【0112】実施例46 本発明におけるマレイミドプロピオニル−cPND31ある
いはマレイミドプロピオニル−cPND33−OMPC−マレイ
ミドプロピオン酸結合体の動物への接種方法:一連の接
種においてアラムがアジュバントとして使用された。接
種材料はその結合体の最終濃度が300μg/mlになる
様に生理食塩水で溶解して、調製された。前処理された
アラム(アルミニウムヒドロキサイドゲル)はその最終
量が500μg/ml アルミニウムになる様に溶液へ加
えられた。結合体のアラムゲルへの吸着は室温で2時間
行なった。吸着後、結合体を保有するゲルを生理食塩水
で2回洗浄し、タンパク濃度が300μg/mlになる様
に食塩水で再懸濁した。アラム吸着あるいはラビ(Rab
i) アジュバントによる結合体の300μg容量3種、
あるいは100μg容量3種をそれぞれアフリカミドリ
ザルに接種した。各容量は筋肉内へ接種された。また接
種は1ヵ月おきに行なった(0.4及び8週目)2週間
ごとに動物から採血し、以下の実施例に記載されている
様に特異的抗体の産生をアッセイする為に、それぞれの
血液から血清試料を調製した。
【0113】実施例47 抗ペプチドIgG 抗体に関する血清の分析 各血清試料を酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)により
検査した。ポリスチレンミクロタイタープレートを−ウ
ェル0.5μgの合成ペプチド(OMPCとは結合しない)
でコーティングする。使用溶液は合成ペプチドを含むリ
ン酸緩衝液生理食塩水(PBS)で、4℃で行なった。次に
各ウェルを0.05%ツィーン20を含むPBS(PBS −
T)で洗浄した。PBS −Tで連続希釈された被検血清を
ペプチド固相ウェルへ加え、36℃、1時間、ペプチド
との吸着反応を行なった。PBS −Tで洗浄後、アルカリ
ホスファターゼ結合ヤギ抗ヒトIgG を各テストウェルへ
加えて、36℃で1時間反応させた。すべてのウェルを
大量のPBS −Tで洗浄後、0.5 mM MgCl2・6H2O を
含む0.1%p−ニトロフェニルホスフェートの10%
ジエタノールアミンpH9.8を各ウェルに加えた。次い
で起こる反応は室温で30分間した後、そこへ3.0N
NaOH を加える事により停止させた。被検血清中の抗体
とペプチドとの相互作用が強ければ強いほど、そのウェ
ル中におけるアルカリホスファターゼの結合量は増大す
る。ホスファターゼ酵素は、p−ニトロフェニルホスフ
ェートの崩壊を媒介し波長405nmにおける光を吸収し
うる物質を形成させる。よって、ELISA 反応の最終段階
における405nmの光に対する吸光度とペプチドと結合
した抗体との間には直接的な関係がある。マレイミドプ
ロピオニル−cPND31−OMPC−マレイミドプロピオン酸
あるいはマレイミドプロピオニル−cPND33−OMPC−マ
レイミドプロピオン酸結合体を接種したすべてのサルに
おいてペプチドと特異的に結合しうる抗体が検出され
た。
【0114】実施例48 HIV 感染を特異的に中和しうる活性物質に関する血清の
分析 ウィルス中和活性の検出はロバートソン(Robertson)
等、ジェイ・ヴィロル・メソッズ、(J.Virol.Method
s)、第20巻、195−202(1988)記載の方法
によるアッセイで行なわれる。このアッセイにより被検
血清中の特異的HIV中和活性が測定される。このアッセ
イは、MT−4細胞、ヒトT−リンパ球細胞系は容易にHI
V の感染を受けウィルスの増殖後、感染の結果として細
胞は死滅してしまうという所見を基礎にしているアッセ
イ方法である。アッセイに先立って、被検血清を56
℃、60分間、加熱処理するこの操作はHIV 増殖を非特
異的に阻害する物質を消去する為に必要な操作である。
熱処理した血清をRPMI−1640細胞培養培地で連続希
釈し、HIV の標準感染容量と混合する。アッセイに使用
する前に、この容量はアッセイ用に培養してあるMT−4
細胞を7−8日目にすべて死滅させてしまうのに必要な
ウィルスの最小量として決められているものである。血
清とウィルスの接触を37℃で1時間行ない、次にそこ
へ10%仔牛血清を含むRPMI−1640増殖培地に懸濁
された1.0×105 個のMT−4細胞を加え、37℃、
5% CO2気流下で7日間培養する。培養最終時にメタボ
リック色素、 DTTを各培養中に添加する。この色素は光
学的検査において黄色を示す。生きた細胞の存在による
代謝産物は、この色素を青色を示す物質に変える。中和
されたHIV はその標的細胞であるMT−4細胞中では増殖
できず、それにより細胞を死滅させる事ができない。よ
って陽性中和活性はメタボリック色素を添加してその青
色の発現をもってアッセイされる。マレイミドプロピオ
ニル−cPND33−OMPC−マレイミドプロピオン酸結合体
を接種したすべてのサルにおいて、上記に示す様にヒト
免疫不全ウィルスを中和しうる特異的抗体が検出され
た。
【0115】実施例49 cPND33とOMPCの結合 1.3−マレイミドプロピオン酸無水物の調製 3−マレイミドプロピオン酸(226mg)に5mLの酢酸
無水物を作用させ130℃で3.75時間、加熱処理し
た。さらに室温で一晩おいた。溶液は濃縮されて油状成
分となり、そのNMR スペクトル(CDCl3)はホモアンヒド
ライドの混合液と酢酸の無水物とマレイミドプロピオン
酸の混合物である事を示している。スタートの酸はカル
ボニル付近のメチレンを2.68 ppmにおける三重線と
して表わし、一方無水物においては2.81 ppmにおい
て共鳴が表われる。精製は分画昇華により効果的に行な
われ、最初は70℃で0.2mm次に120℃で0.2mm
である。後者の分画をCDCl3 に溶解して昇華物より取り
出し34mgの純粋ホモアンヒドライドが溶剤の蒸発によ
り得られる。CDCl3 より再結晶化され融点、143−1
47℃をもつシクロセキサン物質が得られた。
【0116】2.“cPND33の選択的アシル化 cPND33(22.5mg、70%ペプチドで15.75mg
あるいは5.212ミクロモルに相当)を12.0mlの
0.1Mスルホン酸モルフォリノエタン緩衝液pH5.2
5で溶解し氷浴中で冷却した。この溶液の分析及び反応
は25%水性アセトニトリル:0.1%トリフルオロ酢
酸(TFA)を溶離液とした25cmのODSカラムを用いたHPL
Cにより行なわれた。マレイミドプロピオン酸無水物
(2.0mg、6.25ミクロモル)を0.600mLの無
水テトラヒドロフランで溶解しこの溶液の0.5mL(無
水物の5.2ミクロモルに相当)を上記ペプチド溶液に
加えた。30秒後に7ミクロリッターを取り出し、HPLC
で評価した。このアッセイを0.25、0.50、1.
25、2.25及び3.0時間で繰り返し行なった。
3.5時間後、この溶液を凍結乾燥した。凍結乾燥物質
を2.0mLの20%水性アセトニトリルで溶解後0.2
ミクロンフィルターで濾過して、21.2mm×25cmゾ
ルバックス(Zorbax)C−18カラムに0.700mLづ
つ3回にわけてクロマトグラフィーを行なった。次の方
法で溶出した:流速=10mL/min :25%水性アセト
ニトリル/0.1%TFA (12分間)の均一溶出:28
%アセトニトリル(10 min)の勾配溶出:35%アセ
トニトリル(8分間)の勾配溶出。最終画分を濃縮単離
し凍結乾燥により8.9mgの出発材料(終わりから2番
目の画分)及び、質量スペクトル(FAB)が3172の分
子量を示す産生物9.6mgが回収された(すなわちcPND
33のモノーマレイミドプロピオニル誘導体)。この産
生物は、リジンの欠損を調べる配列分析によりさらに解
析された(配列中におけるリジンの欠損は末端アミノ酸
のアシル化を意味する)。この結果は大部分の、しかし
すべてではないマレイミドプロピオニル部分がカルボキ
シル基末端にかくれたリジンと結合する事を示してい
る。
【0117】3.マレイミド化cPND33とチオール化OP
MCの結合 A.少量実験 水性3−マレイミドプロピオン酸(MPA)溶液(1mg/m
l)を調製した。次の操作により力価測定した:2.9
8mLのN−アセチルシステイン(PO4 緩衝液pH8.0中
0.2ミクロモル/mL)溶液へ0.02mLのマレイミド
プロピオン酸溶液を加えた。10分後に、0.100mL
のエルマン(Ellman)試薬を添加した。O.D.は412nm
を用い、本試料を対称ビーム中に及び“ブランク”(試
料の代わりに水を使用)を試料ビーム中に入れて測定さ
れた。力価5.0ミクロモル/mLの3−マレイミドプロ
ピオン酸がこのエルマン“吸光度”アッセイにより検出
された。上記のマレイミド化ペプチド(MPP)(水中9.
6mg/0.800mL)も同様に力価測定され、2.7ミ
クロモル/mLが検出された。N−アセチルホモシステイ
ンチオラクトンを有するチオール化OPMCはエルマンアッ
セイにより力価0.775ミクロモルSH/mlとして検出さ
れた。反応性のあるこのチオール化OPMC溶液0.5ml
へ、0.044mLのMPA 溶液を加えて10分間、室温で
反応させ、さらに0.044mLのMPP 溶液を加えた。結
合体の沈殿形成は認められなかった。 B.大量実験 8.5mL(6.6ミクロモルのSH)の上記チオール化OP
MC溶液へ0.85mLの MPA溶液(4.25ミクロモルあ
るいは65%MPA )を加えて10分間反応し、さらに、
0.85mLのMPP 溶液(2.3ミクロモルあるいは35
%MPP )を加えた。4℃で16時間反応させた後、沈殿
物が確認された。この沈殿物を懸濁し、0.005mLの
5N NaOH によりpH8.13に調整した。3時間後、少
量の沈殿を低速遠心により取り出した。結合体を43K
rpm、4℃、2時間の超遠心に2回かけさらに精製し
た。沈殿物を0.03Mリン酸緩衝液pH 、に再懸濁し
ダウンスホモジナイザーにかけた。最終結合体溶液につ
いてタンパク(fd:0.92mg/ml)アッセイ及びアミ
ノ酸分析(Nle =60.35ナノモル/mL、つまりペプ
チド:ベーターアラニン139.6ナノモル、すなわち
結合体のトータルマレイミド化合物)を行なった。これ
はタンパク量に対するペプチドの20.4%容量率に相
当する。この結合体はアミノ末端ノルロイシンあるいは
3個の内部リジンを介したOMPC結合cPND33の混合物で
ある。ウサギを用いた試験により、本結合体はHIV 中和
抗体の上昇に効果的である事が認められた。
【0118】本発明の原理を上記明細に、説明を目的と
した実施例と伴に示してはあるが、特許請求の範囲の中
に記載されているように、本発明の実施には一般的な変
法、適応、改良あるいは削除などが含まれている事はよ
く知られている事である。
【配列表】
【0119】配列番号:1 配列の長さ:26 配列の型:アミノ酸 トポロジー:両形態 配列の種類:ペプチド 配列の特徴 特徴を表わす記号:Modified Site 存在位置:1 他の情報:Nle 特徴を表わす記号:Disulfide bond 存在位置:2..26 配列: Leu Cys Tyr Asn Lys Arg Lys Arg Ile His Ile Gly Pro 1 5 10 Gly Arg Ala Phe Tyr Thr Thr Lys Asn Ile Ile Gly Cys 15 20
25
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 715278 (32)優先日 1991年6月19日 (33)優先権主張国 米国(US) (72)発明者 ステフェン マルブルグ アメリカ合衆国,08840 ニュージャーシ ィ,メチュチェン,コンコード アヴェニ ュー 50 (72)発明者 リチャード エル.トルマン アメリカ合衆国,07059 ニュージャーシ ィ,ウォーレン,アッパー ウォーレン ウェイ 29 (72)発明者 エミリオ エー.エミニ アメリカ合衆国,19301 ペンシルヴァニ ア,パオリ,ファッグス マナー レーン 6

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生理学的 pH においてアニオン性または
    ポリアニオン性を示す低分子量部分−a- につながって
    いる第1の共有結合連結のセット、及びヒト免疫不全ウ
    イルス(HIV)主要中和決定基(PND)を含むペプ
    チドまたは免疫学的にそれと等価なペプチドにつながっ
    ている第2の共有結合連結のセットを有する免疫原性タ
    ンパク質または複合タンパク質からなる共複合体。
  2. 【請求項2】 該免疫原性タンパク質が実質的にナイセ
    リア・メニンギチジス(Neisseria Meningitidis)bの
    外膜複合タンパク質(OMPC)からなり、該PNDペ
    プチドが鎖状構造、ジスルフィド結合環状構造、アミド
    結合環状構造またはチオエーテル結合環状構造を有する
    請求項1記載の共複合体。
  3. 【請求項3】 該PNDペプチドが配列: −GlyProGlyArg−,−GlyProGlyLys−,−Gly
    ProGlyVal−,−GlyProGlyGln−,−GlyLeuG
    lyGln−,−GlyProGlyArgAlaPhe−, −HisIle
    GlyProGlyArgAlaPhe−,又は−GlnArgGlyPro
    GlyArgAlaPhe−。 からなる請求項2記載の共複合体。
  4. 【請求項4】 該PNDペプチドがコアすなわちループ
    アミノ酸構造: −x−Xn −X1 −X2 −GPGR−X3 −X4 −Xm
    −y− 〔式中:−GPGR−は4量体−GlyProGlyArg−で
    あり;X1 は: a) セリン、 b) プロリン、 c) アルギニン、 d) ヒスチジン、 e) グルタミン、または f) トレオニンであり; X2 は: a) イソロイシン、 b) アルギニン c) バリン、または d) メチオニンであり; Xn は結合または15個以下のアミノ酸からなるペプチ
    ドであり; X3 は: a) アラニン、 b) アルギニン、または c) バリンであり; X4 は: a) フェニルアラニン、 b) イソロイシン、 c) バリン、または d) ロイシンであり; Xm は結合または15個以下のアミノ酸からなるペプチ
    ドであり;−x−および−y−は互に共有結合して環状
    ペプチド(これはOMPCに共有結合する)を形成す
    る。〕を有するPNDペプチド、または製薬上許容し得
    るその塩である請求項3記載の共複合体。
  5. 【請求項5】 xとyの間の環状共有結合構造が: a) ループアミノ酸の一方の側のアミノ基とループア
    ミノ酸の他方の側のカルボキシル基との間のアミド結
    合、 b) ループアミノ酸の両側のスルフヒドリル含有アミ
    ノ酸同士の間のキシリレンチオエーテルまたは低級アル
    キルチオエーテル結合、または c) ループアミノ酸の両側のスルフヒドリル含有アミ
    ノ酸同士の間のジスルフィド結合からなる請求項4記載
    の共複合体。
  6. 【請求項6】 生理学的 pH においてアニオン性または
    ポリアニオン性を示す低分子量部分−a- につながって
    いる第1の共有結合連結のセット、及びヒト免疫不全ウ
    イルス(HIV)主要中和決定基(PND)を含むペプ
    チドにつながっている第2の共有結合連結のセットを有
    し、上記第1、第2もしくは両方の共有結合連結のセッ
    トがマレイミドの誘導体を含む、免疫原性タンパク質ま
    たは複合タンパク質からなる共複合体。
  7. 【請求項7】 低分子量アニオン性部分−a- と免疫原
    性タンパク質との間の共有結合連結が基Rからなってい
    て構造−R−a- 〔式中:−R−は: a) 低級アルキル、 b) 置換低級アルキル、 c) シクロアルキル、 d) 置換シクロアルキル、または e) フェニルであり; −a- は、カルボン酸、スルホン酸またはホスホン酸の
    アニオン形から運ばれる1乃至5個の残基である。〕を
    形成している請求項6記載の共複合体。
  8. 【請求項8】 該免疫原性タンパク質が実質的にナイセ
    リア・メニンギチジス(Neisseria Meningitidis)bの
    外膜複合タンパク質(OMPC)である請求項7記載の
    共複合体。
  9. 【請求項9】 構造:j (PEP−A−)−OMPC−(−B−a- x 〔式中:−a- は生理学的 pH においてアニオン性また
    はポリアニオン性を示す低分子量部分であってカルボン
    酸、スルホン酸またはホスホン酸のアニオン形である1
    乃至5個の残基からなり;xは共複合体中のB−a-
    モル数であってmの1乃至90%であり;mは複合前に
    おける免疫原性タンパク質PRO中の反応性求核官能部
    位のモル量であり;PEPは実質的にHIVPNDから
    なり;jはペプチド負荷であって全共複合体タンパク質
    の1乃至50%であり;−A−は実質的に連結: 【化1】 からなり;−B−は実質的に連結: 【化2】 からなり;−S−はイオウであり;−R1 は: a) 水素、 b) 低級アルキル、または c) −SO3Hであり; −R2 は: a) 低級アルキル、 b) カルボニル、または c) 低級アルキルアシルアミノである。〕を有する請
    求項8記載の共複合体または製薬上許容し得るその塩。
  10. 【請求項10】 該PEPが: 【化3】 〔式中:rはPEPとOMPCとが結合する位置であ
    り;R1 は: a) 結合、または b) 1乃至5個のアミノ酸からなるペプチド(標識ア
    ミノ酸を含んでいてもよい。)であり;R2 は: a) R3 が少なくとも2個のアミノ酸からなるペプチ
    ドであるときは、結合または17個以下のアミノ酸から
    なるペプチドであり、あるいは b) R3 が結合であるときは2乃至17個のアミノ酸
    からなるペプチドであり; R3 は: a) R2 が少なくとも2個のアミノ酸からなるペプチ
    ドであるときは、結合または17個以下のアミノ酸から
    なるペプチドであり、あるいは b) R2 が結合であるときは2乃至17個のアミノ酸
    からなるペプチドであり;−GPGR−は4量体−Gly
    ProGlyArg−であり;R4 は: a) R7 がR8 のときは−NH−CH−CO−(R7 がメチ
    ン炭素に結合する)であり、あるいは b) R7 が: 【化4】 のときはR3 からR7 およびR5 への結合であり;R5
    は: a) 1乃至5個のアミノ酸からなるペプチド(標準ア
    ミノ酸を含んでいてもよい)、 b) −OH、 c) −COOH、 d) −CONH2 、 e) −NH2 、または f) 不存在であり; R6 は: a) R7 への任意結合(−−−−−−)が不存在のと
    きは通常のLまたはDアミノ酸のアミノ酸側鎖(定義お
    よび略号の表を参照)のいずれか、 b) R7 がR8 のときは−R8 −S−S−もしくは−
    8 −S−R8 −R9−R8 −S−、あるいは c) R7 が 【化5】 のときは−R8 −NH−であり;R7 は: a) −R8 −、 b) −C=O、または c) 【化6】 であり;R8 は結合または1乃至8個の炭素原子からな
    る低級アルキルであり;R9 は: a) R10、または b) キシリレンであり; R10は: a) 低級アルキル、または b) −CH2 −O−CH2 −であり; −R2 −GPGR−R3 −はPEPのコアすなわちルー
    プアミノ酸構造である。〕に限定される請求項8記載の
    共複合体。
  11. 【請求項11】 PEPコアアミノ酸構造−R2 −GP
    GR−R3 −が −Xn 12 −GPGR−X3 4 m − 〔式中−GPGR−は四量体−GlyProGlyArg−であ
    る:X1 はR2 の構成体で下記から選ばれる: a) セリン b) プロリン c) アルギニン d) ヒスチジン e) グルタミン f) スレオニン X2 はR2 の構成要素で下記から選ばれる: a) イソロイシン b) アルギニン c) バリン d) メチオニン Xn はR2 の構成要素であって単結合あるいは15アミ
    ノ酸までのペプチドである。X3 はR3 の構成要素であ
    って下記から選ばれる: a) アラニン b) アルギニン c) バリン X4 はR3 の構成要素であって下記から選ばれる: a) フェニルアラニン b) イソロイシン c) バリン d) ロイシン Xm はR3 の構成要素であって、単結合あるいは15ア
    ミノ酸までのペプチドである。〕である請求項10記載
    の共複合体。
  12. 【請求項12】 PEPが下記構造 【化7】 【化8】 【化9】 【化10】 【化11】 〔式中rは複合体のペプチドと陰イオン性ポリサッカラ
    イドの間の連結位置である。ただしcPND33はアミ
    ノ末端Nleあるいは内部のリジン残基を介して結合され
    ている〕を有するペプチドの1つまたはそれ以上からな
    る請求項10記載の複合体。
  13. 【請求項13】 下記の構造 【化12】 【化13】 〔式中−a- は生理的 pH でアニオン、あるいはポリア
    ニオン性性質を有し、1から5個までのカルボン酸、ス
    ルホン酸、またはホスホン酸残基を有する低分子部分:
    xは共複合体中のa- のモル数であって、mの1%から
    90%の間にある:mは複合体化する前のOMPCの反
    応性親核性官能基のモル量である:PEPは基本的にH
    IV PNDの一つである:(F)n-m はPRO上の官
    能基の総数Fn から誘導体化された官能基の数Fmを減
    じたものである:−R−は a) 低級アルキル、 b) 置換低級アリール、 c) シクロアルキル、 d) 置換シクロアルキル、 e) フェニルである: −R1 は a) 水素、 b) 低級アルキル、 c) 低級アルキルアシルアミノである: −S−はイオウである:OMPCはナイセリア・メニン
    ギチジスbの外膜複合蛋白質である〕を有する複合体。
  14. 【請求項14】 以下の構造 【化14】 【化15】 【化16】 【化17】 〔式中、変数はすべて請求項13で規定するとおりであ
    る〕を有する請求項13の複合体または医薬的に許容さ
    れるその塩。
  15. 【請求項15】 請求項1、請求項6、請求項13また
    は請求項14記載の複合体と不活性の担体からなり、そ
    の他のアジュバントあるいは免疫調節物質を含んでも良
    い医薬組成物。
  16. 【請求項16】 下記の構造 J(PEP−A−)−PRO−(−B−a- x 〔式中PEPはHIV PNDペプチドまたはHIV
    PNDを認識できるほ乳類の免疫応答を誘導できるペプ
    チドである:PROは免疫原性蛋白質あるいは蛋白質複
    合体である:−A−は共有結合連結であって、好ましく
    は2種間スペーサーである:−B−は共有結合連結であ
    る:−a- は生理的 pH で陰イオン性、あるいはポリア
    ニオン性性質を有し、1から5個までのカルボン酸、ス
    ルホン酸、またはホスホン酸残基を有する低分子量部
    分:jはペプチド荷重であって、複合体中のペプチドの
    質量のパーセントであり、複合体中の全蛋白質量の1%
    から90%のあいだにある:xは共複合体中の−B−a
    - のモル数であって、mの1%から90%の間にある:
    mは複合体化する前のOMPCの反応性親核性官能基の
    モル量である〕の構造を有する複合体またはその医薬的
    に許容される塩を製造する方法であって、 1a) スルフヒドリル基を蛋白質に付加する試薬と蛋
    白質の求核性基とを反応させ、 1b) 工程1aにおいて蛋白質に付加されたスルフリ
    ル基のフラクションと、求電子性基および生理的 pH で
    負の電荷を有するアニオンを含む試薬とを反応させ、 1c) 工程1bの生成物と、あらかじめ誘導体にした
    ペプチドとを反応させて求電子性基をペプチドに付加す
    る:または 2a) 蛋白質の求核性基と、二官能性求電子性試薬と
    を反応させて求電子性蛋白質を生じさせ、 2b) 工程aの生成物上の求電子部位のフラクション
    と、求核性基およびアニオン性基の両方を含む試薬とを
    反応させ、 2c) 工程2bの生成物と、求核性基を含むペプチド
    とを反応させる:または、 3a) 蛋白質の求核性基のフラクションと、アニオン
    またはインシピエントアニオンと求電子性基の両方を含
    む試薬とを反応させ、 3b) 工程3aの生成物上の求核性基の残余のフラク
    ションと、チオール基を蛋白質に発生させる試薬とを反
    応させ、 3c) 工程3bの生成物と、あらかじめ誘導体にした
    ペプチドとを反応させて求電子性基を付加する:または 4a) 蛋白質の求核性基のフラクションと、アニオン
    またはインシピエントアニオンと求電子性基の両方を含
    む試薬とを反応させ、 4b) 工程4aの生成物上の残余の蛋白質求核性基
    と、二官能性求電子試薬とを反応させて求電子性部位を
    蛋白質に付加し、 4c) 工程4bの生成物を、求電子性基を含むペプチ
    ドとを反応させる: 工程を特徴とする方法。
  17. 【請求項17】 PROがナイセリア・メニンギチジス
    bのOMPCである、以下の構造 【化18】 〔式中−a- は生理的 pH で陰イオン性、あるいはポリ
    アニオン性性質を有し、1から5個までのカルボン酸、
    スルホン酸、またはホスホン酸残基を有する低分子部
    分:jはペプチド荷重であって、複合体中のペプチドの
    質量のパーセントであり、複合体中の全蛋白質量の1%
    から90%のあいだにある:xは共複合体中の−B−a
    - のモル数であって、mの1%から90%の間にある:
    mは複合体化する前のOMPCの反応性親核性官能基の
    モル量である:−R−は a) 低級アルキル、 b) 置換低級アリール、 c) シクロアルキル、 d) 置換シクロアルキル、 e) フェニルである: −R1 は a) 水素、 b) 低級アルキル、 c) 低級アルキルアシルアミノである: −S−はイオウである:〕を有する共複合体またはその
    医薬的に許容される塩を製造する請求項16記載の方法
    であって、 1a) スルフヒドリル基を蛋白質に付加する試薬と蛋
    白質の求核性基とを反応させ、 1b) 工程1aにおいて蛋白質に付加されたスルフリ
    ル基のフラクションと、求電子性基および生理的 pH で
    負の電荷を有するアニオンを含む試薬とを反応させ、 1c) 工程1bの生成物と、あらかじめ誘導体にした
    ペプチドとを反応させて求電子性基をペプチドに付加す
    る: 工程を特徴とする方法。
  18. 【請求項18】 PROがナイセリア・メニンギチジス
    bのOMPCである、以下の構造 【化19】 〔式中−a- は生理的 pH で陰イオン性、あるいはポリ
    アニオン性性質を有し、1から5個までのカルボン酸、
    スルホン酸、またはホスホン酸残基を有する低分子部
    分:jはペプチド荷重であって、複合体中のペプチドの
    質量のパーセントであり、複合体中の全蛋白質量の1%
    から90%のあいだにある:xは共複合体中の−B−a
    - のモル数であって、mの1%から90%の間にある:
    mは複合体化する前のOMPCの反応性親核性官能基の
    モル量である:−R−は a) 低級アルキル、 b) 置換低級アリール、 c) シクロアルキル、 d) 置換シクロアルキル、 e) フェニルである: −R1 は a) 水素、 b) 低級アルキル、 c) 低級アルキルアシルアミノである: −S−はイオウである:〕を有する共複合体またはその
    医薬的に許容される塩を製造する請求項16記載の方法
    であって、 2a) 蛋白質の求核性基と、二官能性求電子性試薬と
    を反応させて求電子性蛋白質を生じさせ、 2b) 工程aの生成物上の求電子部位のフラクション
    と、求核性基およびアニオン性基の両方を含む試薬とを
    反応させ、 2c) 工程2bの生成物と、求核性基を含むペプチド
    とを反応させる: 工程を特徴とする方法。
  19. 【請求項19】 PROがナイセリア・メニンギチジス
    bのOMPCである、以下の構造 【化20】 〔式中−a- は生理的 pH で陰イオン性、あるいはポリ
    アニオン性性質を有し、1から5個までのカルボン酸、
    スルホン酸、またはホスホン酸残基を有する低分子部
    分:jはペプチド荷重であって、複合体中のペプチドの
    質量のパーセントであり、複合体中の全蛋白質量の1%
    から90%のあいだにある:xは共複合体中の−B−a
    - のモル数であって、mの1%から90%の間にある:
    mは複合体化する前のOMPCの反応性親核性官能基の
    モル量である:−R−は a) 低級アルキル、 b) 置換低級アリール、 c) シクロアルキル、 d) 置換シクロアルキル、 e) フェニルである: −R1 は a) 水素、 b) 低級アルキル、 c) 低級アルキルアシルアミノである: −S−はイオウである:〕共複合体またはその医薬的に
    許容される塩を製造する請求項16記載の方法であっ
    て、 3a) 蛋白質の求核性基のフラクションと、アニオン
    またはインシピエントアニオンと求電子性基の両方を含
    む試薬とを反応させ、 3b) 工程3aの生成物上の求核性基の残余のフラク
    ションと、チオール基を蛋白質に発生させる試薬とを反
    応させ、 3c) 工程3bの生成物と、あらかじめ誘導体にした
    ペプチドとを反応させて求電子性基を付加する: 工程を特徴とする方法。
  20. 【請求項20】 PROがナイセリア・メニンギチジス
    bのOMPCである、以下の構造 【化21】 〔式中−a- は生理的 pH で陰イオン性、あるいはポリ
    アニオン性性質を有し、1から5個までのカルボン酸、
    スルホン酸、またはホスホン酸残基を有する低分子部
    分:jはペプチド荷重であって、複合体中のペプチドの
    質量のパーセントであり、複合体中の全蛋白質量の1%
    から90%のあいだにある:xは共複合体中の−B−a
    - のモル数であって、mの1%から90%の間にある:
    mは複合体化する前のOMPCの反応性親核性官能基の
    モル量である:−R−は a) 低級アルキル、 b) 置換低級アリール、 c) シクロアルキル、 d) 置換シクロアルキル、 e) フェニルである: −R1 は a) 水素、 b) 低級アルキル、 c) 低級アルキルアシルアミノである: −S−はイオウである:〕を有する共複合体またはその
    医薬的に許容される塩を製造する請求項16記載の方法
    であって、 4a) 蛋白質の求核性基のフラクションと、アニオン
    またはインシピエントアニオンと求電子性基の両方を含
    む試薬とを反応させ、 4b) 工程4aの生成物上の残余の蛋白質求核性基
    と、二官能性求電子試薬とを反応させて求電子性部位を
    蛋白質に付加し、 4c) 工程4bの生成物を、求電子性基を含むペプチ
    ドとを反応させる: 工程を特徴とする方法。
  21. 【請求項21】 請求項1、請求項6、または請求項1
    3記載の組成物と不活性担体からなる医薬組成物の免疫
    的に有効な量をほ乳動物に投与することからなり、場合
    によっては追加の複合体を投与して免疫反応を高めるこ
    ともできる、ほ乳類に投与して抗PNDペプチド、抗H
    IV、HIV中和性免疫応答を高める方法。
  22. 【請求項22】 ほ乳動物がヒトである請求項21記載
    の方法。
  23. 【請求項23】 請求項1、請求項6、または請求項1
    3記載の共複合体と不活性担体からなる医薬組成物の免
    疫的に有効な量をヒトに単独あるいは免疫調節剤、アジ
    ュバント、抗ウイルス剤とともに投与し、場合によって
    は追加の複合体を投与して抗PNDペプチド、抗HI
    V、HIV中和性免疫反応を高めることを特徴とする、
    HIV感染の危険性のあるヒト、すでにHIV陽性血清
    を有するヒトあるいはエイズ患者を治療または予防する
    方法。
  24. 【請求項24】 請求項1、請求項6、請求項12また
    は請求項13記載の複合体および不活性の担体からなる
    組成物の免疫的に有効な量を単独あるいは免疫調節剤、
    アジュバント、抗ウイルス剤とともにほ乳動物に投与
    し、場合によっては追加の複合体を投与して抗PNDペ
    プチド、抗HIV、HIV中和性免疫応答を高め、得ら
    れた抗血清あるいはその抗血清から単離した抗体を十分
    量投与することを特徴とする、HIV感染の危険性のあ
    るヒトを受動的に保護し、すでにHIV感染したヒトの
    HIV増殖からヒトを保護し、エイズ患者を治療する方
    法。
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