JPH06500070A - 新規タンパク質及びその製造 - Google Patents
新規タンパク質及びその製造Info
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- JPH06500070A JPH06500070A JP51576890A JP51576890A JPH06500070A JP H06500070 A JPH06500070 A JP H06500070A JP 51576890 A JP51576890 A JP 51576890A JP 51576890 A JP51576890 A JP 51576890A JP H06500070 A JPH06500070 A JP H06500070A
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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】
新規タンパク質及びその製造
本発明は、タンパク質及びその製造に関する。
血液凝固を溶解することができる一連のタンパク質、例えばtPA、ウロキナー
ゼ及びストレプトキナーゼは、既に公知である。その作用は、血液凝固の際に存
在するフィブリンをペプチド鎖の切断により解重合し、かつ従って、溶解性にす
ることよりなる。血液凝固の溶解は、ε−(γ−グルタミル)−リジン−結合を
溶かすことによっても行なわれうる。このような物質は、水蛭(Hirudo
medicinalis)から単離される。デスタビラーゼ(Destabi
1ase) (旧ochemistry、 USSR50,357(1985)
)がこれに属し、これは、分子量12300Daを有する(X[l Congr
ess of the International 5ociety 。
n Thrombosis and Haemostasis、Abstrac
t1727(1989))。
本発明の目的は、配列表中に示す配列1−12を有し、かつε−(γ−グルタミ
ル)−リジン−結合を切断する新規タンパク質並びにその突然変異タンパク質(
Mutein)及び匹敵する作用を有する天然の変種である。
突然変異タンパク質とは、タンパク質鎖中でのアミノ酸又はペプチドの交換、欠
失及び/又は付加により、新規タンパク質から由来するタンパク質である。
天然の変種とは、吸血動物種牛に存在し、かつ近似のアミノ酸配列で同様の作用
を示すタンパク質である。
この新規タンパク質は、水蛭(Blutegel) (旧rudo medic
inalis)の線分泌物から、S−セファロース(Sepharose)■、
コンカナバリン(Concanaval in) A−及び銅キレートクロマト
グラフィーカラムでのクロマトグラフィーにより単離することができる。水蛭5
00gの線分泌物から、このタンパク質の活性単位30〜200を単離すること
ができる。
新規タンパク質は、線分泌物中に濃度1〜100μg/kgで存在する。医薬目
的用のタンパク質を多量に入手するためには、公知の遺伝子技術法(サンブロー
ク(Sambrook) 、 T、等、モレキュラー・クローニング(Mo1e
cular Cloning)+、A Laboratory Manual、
Co1d Spring Harbor Press、N、Y、、1989参照
)を使用することができる。この目的のために、先ず、この新規タンパク質に関
する遺伝情報を同定し、かつ相当する核酸を単離させるべきである。このために
、純粋なタンパク質をジチオトレイトールを用いて還元し、次いでヨードアセト
アミドを加えて遊離SH−基を誘導体化させ、かつ引き続き、このようにして処
理されたタンパク質をブロムシアン及びトリプシンを用いて切断して小さいペプ
チドにする。ペプチドの分離は、逆相−クロマトグラフィーにより行なう。この
精製したペプチドを引き続き配列決定する。
存在するペプチド配列は、相当するオリゴヌクレオチドの合成により、配列特異
性フィルターハイブリッド形成(sequenzspezifische Fi
lterhybridisierung)によるゲノム又は相当するc−DNA
−パンク(Bank)からの遺伝子の明白な同定を可能にする。ここで有用なタ
ンパク質配列データからの縮重オリゴヌクレオチドプローブ(clegener
ierten Oligonukleotidsonden)の製法、mRNA
の単離及びcDNAへのその書換え並びにcDNA−パンクの製造及びcDNA
−パンクとオリゴヌクレオチドプローブとのハイブリッド形成は、技術水準であ
り、かつ文献「モレキュラー・クローニング」(サンブローク等(1989)K
apitel 11.7及び8)中に記載されている。
次いで、こうして得られたタンパク質の遺伝情報を種々異なる寄主細胞、例えば
真核細胞(eukaryotischeZelle)、酵母(Hefe)、枯草
菌(Bacillus 5ubtilis)、大腸菌(E、coli)中で、自
体公知の方法により発現させ、かつこうして多量のタンパク質を得ることができ
る。
異種遺伝子の発現のために必要な方法も技術水準であり、かつサンブローク等(
1989)のKapitel l 6及び17中に詳述されている。
この突然変異タンパク質も、遺伝子技術法により、有利に製造される。
この新規タンパク質を水蛭から単離する場合には、これはグリコジル化された形
で得られる0発現のために、真核細胞を使用する場合には、遺伝子技術的製造に
関して同様のことが当てはまる。原核細胞中でそれを発現させる場合、それはグ
リコジル化されていない形で得られる。どちらの形も、同様の作用を示す。
この新規タンパク質は、インペプチダーゼであり、かつ#素活性により活性化さ
れた因子Xll+により架橋された線維素凝塊(血栓)を溶かすことができる。
この架橋は、グルタメート−及びリシン−側鎖間のインペプチド結合により形成
される。切断は、y−グルタミル基の、他のアミノ酸、ジペプチドへの転移又は
加水分解により行なわれる。このインペプチド結合の加水分解により、因子X1
llaの作用が消される。こうして、因子X1llaにより架橋された(エージ
ングした)凝塊を減縮させ、かつ直接溶解するか又は組織プラスミノーゲンアク
チベーター(例えばtPA)と組み合わせて溶解させる。こうして、この酵素を
血栓状態(例えば心筋梗塞、重い静脈血栓症及びアテローム硬化症)の治療に、
緊急処置に、予防に使用することができる。
遊離した腫瘍細胞は、ε〜(γ−グルタミル)−リジン−結合を介して目的組織
中で固着し、かつ次いで線維素被覆により免疫系から遠ざかる。従って、この新
規酵素は、転移形成を阻止するためにも好適である。
新規タンパク質の取得
例1
特表千6−500070 (3)
a)ヒル分泌物の取得
水蛭500gを4℃で、僅かな水を有する冷蔵室中で、約50gに分けて保持し
た。この動物を150mM NaCl、10 m M アルギニン及び20mM
リン酸塩緩衝液pH7,4中で2時間、室温で刺激した。これを2日後に、15
0 mM Na1l、20mMリン酸塩緩衝液pH7,4及び1%ピロカルビン
中に1時間浸漬した。その際に、水蛭は、多量の粘液並びに発色基質(Farb
substrat) y−グルタミル−パラ−ニトロアニリドを変換する酵素活
性を分泌した。ヒル500gは、この酵素活性30〜200単位を分泌した。
b)ヒル分泌物からのタンパク質の単離lOO単位(a参照)を平衡緩衝液(2
0mMリン酸ナトリウム緩衝液pH4,5,10mM NaC1,0。
01%トゥイーン(Tween) @ 80 ) 51で希釈した。pHを4.
5に調整した。最終容量は、約61であった。
この容量を流速5m1/分で、S〜セファa−ス9350m1上にのせ、平衡a
!衡液液4カラム量用いて洗浄し、かつ20mMリン酸ナトリウム緩衝液pH4
゜5、 10mM NaC1,0,01%トウイーン■8011から20mMリ
ン酸ナトリウム緩衝液pH4,5,500m M Na1l、0.O1%トウィ
ーン08011の塩−勾配を用いて展開させた。酵素活性は、50〜200 m
M NaC1で溶離した。
活性フラクションを集めた。希釈により、この緩衝液を20mM酢酸ナトリウム
pH7,0,150mMNaC1,1mM MnC1,、l m M MgCl
、及び1 m M CaCl2に調節した。このa液をコンカナバリンA−カラ
ム(25ml)上に加え、かつ同様の緩衝液4カラム量を用いて洗浄した。付加
的に10mMマンノース又は5mM α−メチルマンノシドを有する同様の緩衝
液を用いて、溶離を行なった。
活性フラクションを集め、かつM受液中で20mMリン酸ナトリウムpH7,0
,500mM塩化ナトリウム、0.01%トゥイーン080の最終濃度が得られ
るように希釈した。同様のa新液中で平衡させた銅キレートカラム(2m1容量
)を負荷し、かつ20 m Mコハク酸pH7,0,500mM NaC1,0
,01%トウイーン08015カラム量から得られた均衡緩衝液15カラム量を
用いて洗浄した。その後に、カラムを20mMコハク酸pH4,5,500mM
NaC1,0,01%トウイーン80への勾配を用いて溶離させた。
活性は、pH6〜5.4で溶離した。
C)モノ S−クロマトグラフィーを介するタンパク質の精製
Cu−キレート−カラムの有価ピークを濃縮し、かつ20 mM N a−リン
酸塩、10mM NaC1pH5゜0(緩衝液A)まで再緩衝した。その後に、
モノ 5FPLC−カラム(Pharmacia、Freiburg)上にのせ
た。
緩衝液AIOカラム量を用いてカラムをすすぐことにより、結合していない物質
を溶離後に、カラムを、緩衝液B(20mMリン酸ナトリウム、500 m M
NaC1、pH8,5)0〜66%の組み合わせたpH−及び塩−直線勾配を
用いて、85分間溶離させた。この条件下で新規タンパク質は、緩衝液BIO〜
30%で、カラムから溶離した。
溶離を、280 nmでのUV−測定もしくはのせたフラクションのアリコート
の活性測定により追跡した。
活性を有するフラクションを集め、脱塩し、かつ濃縮乾固させた。試料は、更に
使用するまで一20℃で保存した。
d)逆相(r)HPLCによるタンパク質の精製濃縮乾固させたCu−キレート
−クロマトグラフィーの有価フラクションを0.1%トリフルオロ酢酸(TFA
)−溶液中に入れ、かつC−4逆相カラム(rP304、Biorad、ミュン
ヘン)上で、更に精製した。この工程において、大きな及び小さな単位のタンパ
ク質を分離した。カラムの溶離は、0〜50%のアセトニトリル−直線勾配(T
FAo、1%中)の設定により、90分で1ml/分の流速で達成された。
溶離の経過は、210nmでのUv−測定により追跡した。この条件下で、この
タンパク質に関係した一連のタンパク質は、アセトニトリル35〜45%で溶離
した。このタンパク質に属するタンパク質バンドを分別させ、かつa刑の除去の
後にペプチド形成のためのタンパク質分解性消化作用をさせる。
e)タンパク質分解性分断後に得られるデスタビラーゼ−ペプチドの逆相(r)
HPLCを用いる分離トリプシン(Sequence Grade、ペーリンガ
ーマンハイム)もしくはエンドプロテアーゼGIuC(べ−リンガーマンハイム
)を用いる酵素的消化により得られるペプチド混合物にO,1%TFAを加え、
かつC−tS逆相HPLC−カラム(r p 318、Biorad、ミュンヘ
ン)上で分離させた。その際、2時間にわたって、溶液C(水中TFA0.1%
)から溶液D(アセトニトリル中TFA0.1%)の直線勾配を設定した。1m
l/分の流速で、溶離を2LOnmでのUV−測定により追跡した。分離された
ペプチドを分別し、かつ個々のペプチドのアミノ酸−配列をベブチドシークエネ
ータ−(アプライド・バイオシステムス; Applied Biosyste
ms)上で測定した。
配列表中に示した配列が測定された。
タンパク質の特性付け
5DS−ポリアクリルアミド−ゲル電気泳動及び引き続く銀染色法により、バン
ド3個が認識される(pharmaciaによるLow molecular
weight maker) :バンド1個は、見掛は分子量57000Daを
有し、かつバンド2個は、30000Daを有する。分子量を分子ふるいクロマ
トグラフィー(TSK G3000、緩衝液=20mM Na、HPO40,I
M NaC1pH7,0、特表平6−500070 (4)
流速:0.7ml/分)により測定すると、このタンパク質は、見掛は分子量約
44000 (±5000Da)Daを示す。特異活性は、約580U/mgで
ある。この活性の測定のために、つぎの試験を使用した二緩衝液(5mMトリス
pH8,4,0,01%トウイーン980)50μl、発色試薬(γ−グルタ
ミルーp−ニドOアニリド、1mg/m1)50μlを試料6050μlと共に
37℃でインキュベーションし、かつ引き続き吸光度の増加を405nmで測定
した。
IUは、γ−グルタミルーp−ニトロアニリド1μモルを37℃で1分間で変換
させ、かつこれにより405nmの吸収増大を生じさせる酵素活性として定義し
た。
この天然タンパク質は、腑タンパク質であり、これは、コンカナバリンA−カラ
ムからのマンノース−依存溶離により証明される。
プロテアーゼ−抑制物質、例えばシスタチン((:ystatin)C(10μ
g/ml)、アプロチニン(Aprotinin)(100μg/ml)及びベ
ンズアミジン(Benzamidil) (10mM)は、活性を抑制しない。
1004MボレートpH8,4と一緒になった100μMセリンは、酵素活性の
約50%を抑制する。この酵素は、1〜5mMHgclユの添加により完全に抑
制される。更に、還元及び酸化したグルタチオンは、この酵素を抑制する。
トリトン(Tri℃On)”’ X−100は、活性にほとんど影響せず、か−
)SDSによる変性(Denaturierung)の前に、保護することがで
きる。pH−至適は、pH8〜9である。しかし、この酵素は、pH12までな
お活性である。更に、基質の非特異的加水分解は、既に重要である。
線維素−溶解作用の証明
TBS(=10mMトリス/HCI pH7,5,150mM NaC1)中の
濃度4 m g / m lのウシフイブリノゲン(Miles No、82−
0222−4 ;因子Xll+含有)lOOμlに、ウシトロンビン(Sigm
a No、T6634.25mM酢酸カルシウムを有するTBS中50/m1)
10μlを加え、かつ37℃で2〜5時間、エッペンドルフ(Eppendo
rf )−反応容器中でインキュベーションする。その際に、安定な、因子XI
l1a−架橋した繊維素凝塊が生じる。
これを10mMリン酸ナトリウムpH7,5,150mMNaC1を用いて1回
洗浄し、かつ引き続き水蛭の唾液分泌物200μlと共にインキュベーションす
る(20時間、37℃)、5%モノクロル酢酸1mlの添加後に、上澄(OD
280nm)中の遊離タンパク質質量を測定する。
例2
1、m−RNAの単離
RNAを、水蛭全てから、グアニジニウムチオシアネート中での溶解及び引き続
<CsC1−クッション(Kissen)を介する遠心濾過後に得た。3′−末
端にポリAを含有するRNAの部分(ポリA+)をオリゴ(dT)−アフィニテ
ィークロマトグラフィーによって単離した。双方の方法工程は、サンブローク等
の(1989) rモレキュラー・クローニング」第2版、C3H−Press
、7.19〜7.22及び7.26〜7.29頁の記載のようにして実施した。
2、DNA−プローブの製造
ポリメラーゼ一連鎖反応(PCRlこの技術の詳細はサンブローク等、Kapi
tel14参照)を用いるcDNA−断片のクローニングのために、ペプチド−
配列:Gly Lys Asp He Ile Lys Lys Tyrから出
発した。公知の遺伝コードに基づいて、このアミノ酸配列を核酸配列に書換える
。この遺伝コードの公知の縮重(Degenerat 1on)故に、多くの位
置に、多くの核酸を導入することができる。その際、mRNA鎖の配列には、次
の576の可能性が生じる:5’ GGNAARGAYATHATHAARAA
RTA3’複雑性を減少させるために、オリゴヌクレオチド各144個の4群を
合成した(A−D316)。同様に、相補鎖(cDNA−鎖)から、オリゴヌク
レオチド各144個の4群を合成した(逆A−D 316)。
2、ペプチド配列として、ペプチド:
+1e Val Gln Glu Ile Gin Ser Gluを使用した
。核酸コードへの書換え後に、m RN A鎖のために次の1728の可能性が
生じる:5’ AT)[GTNCARGARATHCARTCNGA3’5’
ATHG丁N(:ARGARATHCARAGYGA3 ’これらの配列を、オ
リゴヌクレオチド各144個当たり12群に合成した(A−L 317)。同様
に、相補鎖(cDNA−鎖)から、オリゴヌクレオチド各144個の12群(逆
A−L 317)を合成した。
この合成をアプライド・バイオシステムス DNA−シンセサイザー(Synt
hesizer)Typ 360Aを用いて実施した。オリゴヌクレオチドを保
護基の除去後に、ゲル電気泳動により、アシルアミド/原素ゲルを介して精製し
た。
3、cDNAの製造
ポリA’−RNA l 2 X 3μgを市販で入手可能なcDNA−合成キッ
ト(Synthesekits ;ベーリンガー・マンハイム、Be5t、No
、 1013882)を用い、プライマーとしてオリゴ(dT)+sを用いて、
1本鎖のcDNAに書換えた。合成を、1時間後に、95℃まで加熱することに
より(5分)中断し、かつ低分子成分をr cDNAスパンカラム(Spun
Column)J (Pharmacia No、27−5099)を介して除
去した。
4、PCR反応
特表平6−500070 (5)
ポリメラーゼ一連鎖反応(PCR)の方法は、サンブローク等、Kapitel
14中に記載されている。この方法は、DNA−セグメントを複製する。この
ためには、DNA (この場合1本鎖のcDNA)の他に、相補オリゴヌクレオ
チド1組が必要である。更に、1方のオリゴヌクレオチドは、mRNA−鎖に対
して相補的であり、他方は、cDNA−鑞に対して相補的であるべきである0次
いで、PCR−反応は、双方のオリゴヌクレオチドの間にセグメントを複製し、
かつクローニングすることを可能にする。全部で、96のPCR−反応が実施さ
れ、その際、それぞれオリゴヌクレオチド基316と逆317もしくは逆316
と、317とを組合せた。それぞれの反応のために、cDNA−パッチの1/1
0 (RNA0.3ILg)を使用した。このPCR−反応をパーキン−エルマ
ー(Perkin−Elmer)社の装置(DNA−Thermo Cycle
r)で、40サイクルで、それぞれ95℃で2分、50℃で2分及び72℃で2
分実施した。
オリゴヌクレオチド混合物316B:
5’ GGCAARGAYATHATHAARAARTA3’と317逆■:
5’ TCACTTTGDATYTCYTGNACDAT3’とを組合せて、5
90bp、の大きさのDNA−フラグメントが得られた。このフラグメントを調
合アガロースゲルから単離し、かつ5′−ホスフェート残基の付加(「キナーゼ
化J ; Kinasieren)後に、クローニングベクターpuc18のS
mal−切断位置中にクローニングすることができた。このクローンを、Des
t−p’crlと称した。キメラプラスミドのDNAを、大腸菌(E、coli
CMK 603)中で繁殖させ、かつ継代物(Passagier)のDNA
−配列をサンガー(Sanger)法により測定することができた(配列表:配
列13)。
ここで必要な方法は、サンブローク等の文献(1989)中に詳述されている。
配列13は、DNA−配列及びこれに属するタンパク質配列である。この配列は
、ペプチド11の一部分で始まり、かつペプチド1の一部分で終わる。ヌクレオ
チド307〜333の配列は、ペプチド9の暗号化である。
配列表
配列 l:
Leu Ala ASn
配列 2:
配列 3:
配列 4
配列 5
配列 6
配列 7
配列 8
11e rle Glu Ala Pha Ser配列 9
配列 12
配列 13
国際調査報告
□□”’ PCT/EP 90101996国際調査報告
フロントページの続き
(51) Int、 CI、5 識別記号 庁内整理番号A61K 37154
8314−4CCO7K 7106 Z 8318−4H71087537−
4H
CO7K 99:00
(72)発明者 ケルヴアー、ヴオルフガングドイツ連邦共和国 デー−671
8グリュンシュタット アウフ デム ライメン 10I
(72)発明者 シュトウルーベ、カールーヘルマンドイツ連邦共和国 デー−
6720シュバイアー クルトーシュマッハーーシュトラーセ 49アー
(72)発明者 ビアロヤシ、シークフリートドイツ連邦共和国 デー−683
6オフタースハイム ガルテンシュトラーセ あ
Claims (4)
- 1.配列表中に記載の配列1〜13を有し、かつε−(γ−グルタミル)−リジ ン−結合を切断するタンパク質並びにその突然変異タンパク質及び匹敵しうる作 用を有する天然変種。
- 2.請求項1記載のタンパク質の製法において、これを公知遺伝子技術により製 造することを特徴とする、請求項1記載のタンパク質の製法。
- 3.請求項1記載によるタンパク質のための暗号化されたDNA。
- 4.疾病の予防に使用するための、請求項1記載のタンパク質。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3939801A DE3939801A1 (de) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | Neue proteine und ihre herstellung |
PCT/EP1990/001996 WO1991008233A1 (de) | 1989-12-01 | 1990-11-22 | Neue blutgerinnselauflösende proteine und ihre herstellung aus dem blutegel hirudo medicinalis |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06500070A true JPH06500070A (ja) | 1994-01-06 |
Family
ID=25887571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51576890A Pending JPH06500070A (ja) | 1989-12-01 | 1990-11-22 | 新規タンパク質及びその製造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06500070A (ja) |
-
1990
- 1990-11-22 JP JP51576890A patent/JPH06500070A/ja active Pending
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