JPH06500699A - 新規なエンドペプチダーゼ - Google Patents

新規なエンドペプチダーゼ

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JPH06500699A
JPH06500699A JP4510877A JP51087792A JPH06500699A JP H06500699 A JPH06500699 A JP H06500699A JP 4510877 A JP4510877 A JP 4510877A JP 51087792 A JP51087792 A JP 51087792A JP H06500699 A JPH06500699 A JP H06500699A
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レズニック,ニコル,エム.
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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】 この発明は、タンパク質分解酵素、更に詳しくは実験用の蛙(Xenopus  1aevislの皮膚から抽出されたタンパク質分解性のエンドペプチダーゼに 関する。
発明の背景 ホルモンおよび神経ペプチドの初期合成、すなわち大型ポリペプチド前駆体とし ての合成は、酵母菌から哺乳類に到る生体内で認識される広範な現象である。生 物活性分子のプロペプチド構造からの翻訳後遊離には、真核細胞を経由して保存 されると想定される酵素を処理する主体者が必要である。
成熟ペプチドおよびホルモン生成の初期段階、即ち内部タンパク質分解による開 裂段階においては、配列特異性が要件であると推定される。既に、若干の再生ア ミノ酸配列形態に対して特異的な内部タンパク質分解酵素が、プロペプチドおよ びプロホルモンポリペプチド内で特定され、これらが分離され、かつその基質認 識部位が研究され、以下の文献に記載されている。
(Checler、 et al、、 r鼠脳シナプス膜からの新規なニューロ テンシン分解ペプチダーゼの精製および特性J J、 Biol、 (:hem 。
261、11274−11281 (19861; Clamagirand、  et al、、 r塩基性アミノ酸対に存するプロオシドシン/ニューロフィ シンを開裂するウシ神経分泌顆粒からの内部タンパク質分解酵素の部分精製と機 能的性質J Biochem、 26.6018−6023 (19871;  Gluchankof、 et aL、、r内部タンパク質分解酵素により塩基 性アミノ酸対に存するペプチドプロホルモンを選択処理する際のペプチド基質構 造の役割J FEBS Lett、 234.149−152 f1988i)  、その−例は通常Lys−ArgもしくはArg−Argである塩基対残基に 特異的なエンドペプチダーゼ、および単一プロリンであることを特徴とする開裂 部位である。−塩基残基認識部位もまた、ペプチド結合をアミノ基もしくは単一 アルギニン、あるいはリジンのカルボキシル端末サイドのいずれかに加水分解す る特殊なタンパク質分解酵素を誘引することが発見されている。
生理学的プロペプチド及びプロホルモンは、複数個の開裂部位と、未だ加水分解 されない認識部位より成る多数のアミノ酸配列を含む場合が多い、推定される配 列特異性のエンドペプチダーゼは、若干のペプチド結合を選択的に加水分解させ 、その他の共通部位をそのままに残す可能性がある。さらに組織特異性処理過程 により、内部タンパク質分解酵素で、成る1つの特定組織内にペプチド結合を形 成させ、他の組織には形成させないことも可能と見られる。[Loh、 et  al、、 r神経ペプチド処理およびその他の神経機能におけるタンパク質分解 現象J Annu。
Rev、 Neuro、 7.189−222 (19841]付加的なパラメ ータを適用すれば、明らかにエンドペプチダーゼの基質認識が可能であり、また 高次の構造がクリティカルな役割を果たすことが多くの研究者によって一致して 認められている。
タンパク質分解処理を研究するよう企図された数多くの実験システムにおいて、 −次配列のみでは、所与の酵素により加水分解されるペプチド結合の選択性を説 明することはできない。
このため内部タンパク質分解酵素の基質の特異性を実証付ける数多くの報告では 、二次構造により演じられる明白な役割を認めている。[Be1nfeld、e t al、、 r単一アルギニン残基よりソマトスタチン−28を生成するラッ トの小腸粘膜分泌粒から得られる内部タンパク質分解酵素の特性J J、Bio l、Chem 264゜4460−4465(19891、Gluschank of、et al、、5upra(198811より最近には、ペプチド処理を 支配する構造特性は、cDNAs (相補的DNA)の部位指向突然変異誘発に より修飾された短縮合成類似体もしくは前駆体ポリペプチドとして定量されるこ とで、試験が行われてきている* [Brakch、et al、、 r内部タ ンパク質分解酵素による処理はペプチド・プロホルモンの開裂部位における構造 特性を認識する。J J、Biol、Chem 264,15912−1591 6(19891゜Docherty、et al、、 rプロインシュリンの部 位指向突然変異誘発により規定されるプロインシュリン・エンドペプチダーゼ基 質の特異性J J、Biol、Chem、 264.18335−18339  f19891、 Gomez、et at、、r部位特定突然変異誘発はプロホ ルモン処理にクリティカルであるアミノ酸残基を識別するJEMBOJ。
8、2911−2915 (19g91.およびThorne、 et al、  rインシュリン細胞プロホルモン処理酵素の開裂部位特異性についての生体内 特性J J、Biol、Ches、 265.8436−8443(199(1 11この種の研究は通常、基質の感受性に影響を与える開裂部位もしくはその近 傍で特定残基を識別する場合にのみ成功し、またその基質の全構造に対するアミ ノ酸による寄与は評価されない。
二塩基残基により特徴づけられる開裂部位におけるB−旋回の確度の高さが、こ の特殊な構造的主題に新たな関心を向けるのに役立ったことを、ある統計分析が 明らかにしたe [Rhola+m、et al、rペプチド・ホルモンの前駆 体はタンパク質分解処理部位において特性を形成する共通の二次構造を共有する 」。
FEBS Lett、 207.l−6f19861]この観察は合成基質内の 開裂部位においてそのような配座の採用に関し、残基の導入もしくは欠失が影響 するものと想定されることにより、直接的な挑戦を受けている。[Brakch 、et al、、5upra 1989 ; Gomez et al、、5u pra1989 ]より最近では、既知のプロホルモンに塩基開裂部位において 知られる“オメガループ(長い非構造ループ)の発生を予言するよう企図された コンピューター・アルゴリズムは加水分解された結合が同様にこの配座という主 題とまさに関連づけられることを示したm [Bek、et al、、rプロホ ルモン部位はオメガループと関連するJ 8iochem、 29,178−1 83(199[11] Lかしながら、ポリペプチドの残存領域による構造的寄 与は事実上無視され、巨大ポリペプチドを操作する際に生じる困難に起因し、試 験されないままになることがある。
配列独立処理の一つの標本モデルは、分泌タンパク質のシグナル・ペプチドの部 位、およびミトコンドリアタンパク質の標的を特定するリーダー配列に含まれる ペプチダーゼの行動である。[van He1jne、et al、+ rシグ ナル配列開裂部位の近傍でのアミノ酸のパターンJ Eurj、Biochem 、133.17−21f19831゜Buffaud、et al、Aシグナル ・ペプチダーゼは分泌タンパク質の開裂部位において構造特性を認識するJ J 、Biol、Che■、263.10224−10228 (198g+ 、お よびFolz、et al、、 r真核シグナル・ペプチダーゼの基質特異性J  J、Biol、Chem、263,2070−2078+1988+ ] L かしながら、分泌タンパク質のシグナル・ペプチドに特有な疎水性コア・ドメイ ンおよび陽電荷アミン端末領域内のいずれにおいても開裂部位よりはるか上流に あるアミノ酸は、同じようにプロセシングに深く影響することが発見された。プ レプロバラチロイド・ホルモン、シグナル、ペプチドのαヘリックス・ポテンシ ャルにねじれを起こし、あるいは親木性残基を保存された疎水性ドメインに入れ るアミノ酸置き換えは、真核シグナル・ペプチドにより触媒反応する開裂反応に 対し粗悪な基質を作り出す[Caulfield、et al、、r真核シグナ ル・ペプチダーゼのための合成基質J J、Biol、Chem、264.15 813−15817 [19891同様に、ミトコンドリア標的シグナルよりな る酵母菌シトクローム・オキシダーゼ サブユニット■のアミン端末からの4個 の残基の欠失は、野生型部位24アミノ酸下流における部位を予防するのに役立 った* [Hurt、et al、、 r移入性ミトコンドリアタンパク質の予 備配列においてアミノ端末の欠失はカルボキシ端末において予備配列の標的機能 およびタンパク質分解開裂を阻害するJ J、Biol、Chem、262.1 420−1424(198711゜ 抗生物質として最初に分離されたマゲイニンは、一群の少(とも1ダースの塩基 性イオノフオア・ペプチドよりなり、背椎動物の神経ペプチドおよびホルモンの 研究に関する一つのモデルシステムを表わす。[Zaslov、et al、、  r合成マゲイニン・ペプチドおよびいくつかの同族体の殺菌活性J Proc 、Natl、Acad。
Sci、USA 85,910−913(19811)、およびBevin e t al、、r蛙の皮膚から得たペプチドJ Annu、Rev、Bioehe s、59.395−414(199011マゲイニン・ペプチドは大量の生物活 性ペプチドおよび神経伝達物質を貯蔵する分泌細胞として特化された顆粒腺で生 み出される。顆粒腺は両生類の皮膚および胃に存在し、緊張とか危害に対応して 全分接様式でその内容物を放出する。これらの構造は肉眼で見λるサイズの捕食 者に対し防御し、あるいは創傷に伴う細菌を制御するのに生理的役割を果たすも のと見られている。著しくは無尾類の顆粒腺に貯蔵された無尾類の生合成に含ま れている大抵のホルモンおよび数多くの処理酵素が補乳動物の中枢神経系の中に 見出され、かつ末梢神経系へと拡散する。
[Bevin、et al、、5upra (1990) ]マゲイニンベブチ ドは、ポリタンパク質から合成され、これからいくつかの場合、抗生物質および ホルモン活性ペプチドが遊離される[5ures、et al、、rキセノプシ ン: Xenopusの前躯体のカルボキシ端末でその皮膚から得られるニュー ロテンシン状のオクタペプチドJ Rroc、Natl、Acad、Sci U SA、81.380−384 f19841 : Riehter、et al 、、rXenopus 1aevisの皮膚から得られるクローン・プレプロセ ルレイン cDNAsの配列」J、Biol、Chem、261.3676−3 680(19861、およびPoulter、et al、。
「レヴイチド: Xenopus 1aevisの皮膚より得られる神経ホルモ ン状ペプチドJ J、Biol、Chem、263.3279−3283(19 881]生物活性ペプチド交叉する一次配列は想定されるホルモン処理部位を表 わし、またこれらは唾乳動物の神経ペプチド前躯体の処理シグナルに特有の二塩 基および一塩基開裂部位を含む。顆粒膣内に含まれるペプチドは、当初のタンパ ク質分解事象の分泌に先立って起こることを活性種が暗示しながら、処理に従い 分泌小胞内に貯蔵される。[Gibson、et al、、他rPGLaおよび Xenopus 1aevisのセルレインおよびキセノプシン萌躯体より生じ る新規なペプチド断片J J、Biol、Chem、261.5341−534 9(191161] ペプチドが顆粒腺より分泌された後、ペプチドは更にタンパク質分解され半ペプ チド断片となるe [Gibson、et al、。
rXenopus 1aevisのプロホルモンより誘導されたペプチドの生合 成および分解J (1986) : Giovannini、et al、、5 upra(19871]半ペプチド製品は広範なマス分光分析により完全に特徴 付けられている。処理されたペプチドはもはや抗生活性を保有しないため、処理 反応は不活性段階を表示する。しかし同時に半分子が分泌物に累積しており、そ のいくつかは、多くのホルモンに共通の一次変異である連続カルボキシル端末の アミド化することが示されてきている。[Gibson、et al、、5up raf1986+ 7かくして内部タンパク質分解はマゲイニンベブチドの抗生 活性を不活性化するが、それは同じく新しいホルモンを遊離するのに役立つ。
Xenopus 1aevisの分泌物は、ペプチド前躯体のプロセシングおよ び生合成のメカニズム、および分泌後利用されてきた。
[Giovannini、et al、、5upra (198711Xeno pus 1aevisより得られるより大きな一次製品のタンパク質分解が分泌 後に生じることが報告されており、これは多分Xaa−Lys結合という非常に 特殊な細胞質酵素によりもたらされており、ここでXaaはAla、Lys、L euもしくはGlyである。この代替案としでは、小胞に入るが分泌の市jに不 活性となる酵素によりタンパク質分解が行われていることが想定された。Gly −Lys配列を含むキセノプシンが報告された状態では分離されないことが認め られ、ペプチドの二次構造あるいは近傍のアミノ酸がタンパク質開裂部位への接 近を決定するのに重要な役割を果たすことが提案された。
多種多様のタンパク質が組替え技術等の合成手段により製造できるし、また現に 製造されている。宿主細胞によるこれらの組替えタンパク質の発生は、望ましい 成熟した機能的タンパク質を産出するために更に処理を必要とするタンパク質に しばしば帰着することとなる。組替えにより作り出されたタンパク質の天然処理 を模倣する試みとして、発現因子タンパク質がタンパク質分解酵素に被爆されて きた。一般に、タンパク質分解酵素は部位特定であり、関連あるペプチドが酵素 により認識されるいくつかの部位を含む数の開裂を生じさせることができる。
合成タンパク質生産の分野においては、従来の部位特定酵素に対し多発性認識部 位をもつタイプのようなタンパク質を処理するのに利用できる、より精巧な基質 特異性をもつ酵素が必要となる。
発明の概要 この発明は、少なくとも部分的に精製された形態の。
Xenopus 1aevis の皮膚から抽出された生体細胞に内因性のエン ドペプチダーゼより成る新規な組成物を提供する。この組成物は、SDSポリア クリルアミドゲル電気泳動法により測定された分子量が約11万ダルトンで;そ の酵素活性が、PMSF。
TP(:に、 E−64,ロイペプチン、バシトラシン、ホスホルアミトン、ペ プスタチンに等に対してほぼ非感受性であり;その酵素活性は、EDTAおよび 1−10フエナントロリンによって少なくとも部分的に阻害され:さらに、少な くとも20ないし40個のアミノ酸のアルファらせん構造より成るペプチド基質 を開裂する能力を備え、前記らせん構造は、1個の疎水結合面と1個の親水結合 面とを備え、前記開裂は、親木結合面上のリジンまたはアルギニン残基に対する アミノ末端において発生し、前記リジンまたはアルギニン残基は、前記らせんの 疎水結合面に沿って配列された少なくとも4個のアミノ酸の配列内に位置するこ とを特徴とする。さらにこの発明のエンドペプチダーゼにコード付与する遊離の DNA配列が提供される。
さらに前記エンドペプチダーゼにコード付与するDNA配列を含む新規な組換え 形発現ベクターを提供し、このベクターは、ホスト細胞内のエンドペプチダーゼ を発現することができる。
また発明のエンドペプチダーゼにコード付与するDNAによって形質転換された 新規なホスト細胞、またはそのホスト細胞によるエンドペプチダーゼの発現に十 分なホスト細胞の部分を提供する。
エンドペプチダーゼを生成する方法、その方法によって生成されるエンドペプチ ダーゼを提供する。その方法は、適切な調節制御配列に連結されて機能する前記 エンドペプチダーゼに対してコードするDNA配列によって形質転換された組換 えホスト細胞を培養することによって生成する方法であり、その配列は、前記被 転換細胞内のコード化配列の発現を可能ならしめると共に、かく発現されたエン ドペプチダーゼを再生させるものである。
また、ペプチド基質を化水分解させる新規な方法を提供し、その方法は、1個の 疎水結合面と、親水結合面と、前記疎水結合面に沿って配列された少なくとも4 個の不極性アミノ酸の配列内に位置する親水結合面上のリジンまたはアルギニン 残基を有し、少なくとも20個のアミノ酸のアルファらせん構造より成るペプチ ド基質を調製するステップと;ペプチド基質の加水分解の生起に十分な条件下で 、前記ペプチド基質を、この発明のエンドペプチダーゼに接触させるステップと から成る。
さらに、複数個の小形ペプチドまたはアミノ酸から、より大形のペプチドの合成 を可能ならしめる条件下で、小形のペプチドまたはアミノ酸を、この発明のエン ドペプチダーゼに接触させることにより、より大形のペプチドを合成する新規な 方法を提供する。
驚異的なことは、この発明のエンドペプチダーゼは、−次アミノ酸構造のみでな くて、むしろ二次構造に基づいてペプチドを加水分解するものであり、それ故ペ プチド処理の分野における有用な手段を提供する。
図面の簡単な説明 第1図 酸性ポリアクリルアミドゲル電気泳動法による酵素活性の検定 レーン6−8は、後記「実験方法」で説明するクーマシー青呈色による合成全長 マゲイニン2ペプチド、および半長へブチドの浸透図である。酵素単位量の減少 を利用した開裂反応の結果をレーン1−5に示す。酵素活性の1単位(レーン3 )の定義はr実験方法」に記載の通りである。
第2図 精製過程における酵素物質のSDSポリアクリルアミドゲル電気電気分 動 分析活性の約20単位をレーン2−5に負荷した。これは、15μgの硫酸アン モニウム分画(レーン2)、1.5μgの等電点集束分画(レーン3)、1.0 μgのセファクリルS−300分画(レーン4)、0.5μgのヒドロキシルア パタイト分画(レーン5)、および0.2μg(100)のグリセロール勾配分 画(レーン6)に対応する。レーン1内のマーカータンパク質(ビオラード)に 対する分子量(xto−”)を表示する。試料を「実験方法」に記載の電気泳動 法で分析し、硝酸ナトリウムで呈色させた。レーン6内に約6O−65kDaで 泳動した2つの淡色帯は、銀呈色方法(オツクス。
1983)によって共通に検出されたアーティファクト(人工産物)である。
第3図 数種のペプチド基質に対して活性な単一酵素(A)分画25−33の銀 星色SDSポリアクリルアミドゲル分析が、酵素活性の15−30%グリセロー ル勾配分画生成から再生された。矢印は沈降の反対方向を示す。
マゲイニン2のアミド(B)、PGLa (C)、XPF(D)の内部加水分解 開裂が、酸性ポリアクリルアミドゲル電気泳動法に続くクーマシー青呈色操作に よって検出された。最下部のグリセロール勾配分画に付した番号は、酸性ゲル電 気泳動法によってモニターされた個々の検定に対して使用された酵素の根源を示 す。矢印は、各全長非開裂ペプチド基質の泳動位置を示し、各ゲル内の帯の消失 は、半長ペプチド生成物の変換を示す、PGLaとXPFの場合は、開裂によっ て、実効静電荷がなくてもアミノ末端半長ペプチドが遊離され、それによりゲル 内への泳動が除外されることが解る。
第4図 一単位の酵素活性量を使用した開裂反応の逆相HPLCクロマトグラフ 法分析結果を示す。マゲイニン2−アミド(A)、PGLa (B)とXPF  (C)に対する開裂を分析する標準100uI2反応を実行したのち、HPLC (高性能液体クロマトグラフ法)分析を行った。各反応のビークaは、「実験方 法」に記述したアミノ酸分析により、アミノ末端半長ペプチドを表わし、ビーク bは、カルボキシル末端半長ペプチドを、ビークCは、非開裂の全長ペプチド基 質を示す。逆相HP L C分析は、「実験方法」中の記載によった。
第5図 アミノ末端欠除同族体耐性内部加水分解過程マゲイニン2−アミドアミ ノおよびカルボキシ欠除同族体の開裂試験用の標準酵素検定を実行し、開裂を酸 性ゲル電気泳動法により分析した。欠失同族体(Des)レーン1−4 (1欠 失から1−4欠失同族体まで)は、半長ペプチド生成物の不在を示すと共に、レ ーン5−7(各々22−23欠失、2〇−23欠失および18−23欠失を示す )は、半長ペプチド生成物が遊離されたことを示す、酸性ゲル電気泳動法は「実 験方法」中に記載の方法による。
第6図 マゲイニン2のアミノ末端半長内の単一アミノ酸欠除による、エンドペ プチダーゼ活性に耐性な各ペプチドの生成酸アクリルアミドゲル内の各レーンの 下の単文字アミノ酸記号は、この反応中のエンドペプチダーゼによる開裂の試験 に供された合成マゲイニン2の同族体から欠除された残基を示す。
攻撃を受け易い同族体は、右側に記号で示したように、C末端とN末端が現れる ことによって判定される。
第7図 らせん円輪として図式化した天然ペプチド各天然ペプチド基質のらせん 円輪(マゲイニン2とCPFの1−12番残基、PGLaとXPFの1−13番 残基)は、2それらのアミノ酸配列が可変であるにも拘らず、構造の簡便な表現 として便利である。各らせんの非極性面を有する疎水性アミノ酸は円形に、各開 裂部位(親水結合面に位置する)を包括する残基は陰影を付して示しである。
第8図 認識の決定因子としての基質疎水性(A)はグルタミン置換同族体を使 用した反応の酸性アクリルアミドゲル分析図で、各レーン下の単文字アミノ酸記 号は、その同族体内のグルタミン置換!換された野生形残基を示す、開裂は、右 側に併記した水平位置のアミノ末端半長ペプチドの出現によってアクリルアミド ゲル内に検出される。
(B)は、マゲイニンらせん円輪上に図示されたグルタミン置換の結果を示す。
0から10%の開裂活性(天然マゲイニン2の活性に対する相対(1)を示す種 々の置換を、箱形の陰影残基として示す。25〜50%開裂を生ずる置換は円形 で、75〜100%活性を生ずる置換は箱形で示す、各置換同族体は、クーマシ ー青で呈色した酸性ゲルから眼視で識別され、若干の独立試験によっても要約さ れる。
IIG図 PGLa欠除同族体シこ対するエンドペプチダーゼの活性による構造 形態の決定 (9A)は、Lys’欠除とG1y+1欠除のPGLaの同族体の開裂を示す酸 性アクリルアミドゲル分析図で、レーンl。
3と5は、酵素なしての結果で、非開裂の全長ペプチドの制御レーンの役割を有 し、レーン2.4と6は、酵素を伴った反応で、開裂はアミノ末端半長ペプチド の発生によって判定される。
(9B)は、(9A)内の開裂を検定した天然PGLa (1−13)と、1個 だけの残基欠除を有する3種の同族体のらせん円輪突起とを示す。各々の潜在ア ルファらせんの非極性面を構成する疎水性アミノ酸は円形で、開裂可能結合を箱 形で示したアミノ酸には陰影を付して表示し、G l yl l欠除同族体の開 裂を起させると考えられるリジンは四角で囲って示した。
第10図 エンドペプチダーゼ活性の阻害剤としてのペプチドの分析 マゲイニンの1−4欠除同族体と、天然マゲイニン2−アミドのエンドペプチダ ーゼ開裂を阻害するメリチンとの両者の能力を試験するための酵素検定の酸性ア クリルアミドゲル試験結果を示す。レーン1から4は、阻害剤が両者ともに、エ ンドペプチダーゼの代理の役目を果さないことを例証するための制御要素を示す 。レーン2と5も、制御要素として役立ち、阻害剤がない場合の天然マゲイニン 2−アミドの100%開裂を示す、レーン3と6は、天然基質を添加する前に、 10回折なたみ過剰の阻害剤により酵素を培養した結果を示す。阻害剤の検定は 「実験方法」中に記載した通りである。
第11図 エンドペプチダーゼに対して試験されたペプチドと同族体との総括 矢印は、「実験方法Jに記載の逆相I(PLC分析とアミノ酸分析によって判定 された開裂部位を示し、下線を付した残基は、酸性ポリアクリルアミドゲル電気 泳動法で検出された開裂部位を下す。ペプチド末端から欠除されたアミノ酸は、 短線で表示しく11B図)、内部で欠除された残基は、全長配列内の記号間スペ ースで表示する(IIC,IIE図)。置換されたアミノ酸は、下線付き文字で 示す(+、LD、IIF図)、右手の欄は、天然マゲイニン2−アミドに対する エンドペプチダーゼ活性と比較した、各ペプチド同族体の相対的開裂度の概要で 、4個の十記号は開裂の野生形レベルを示し、−記号は開裂しないことを示す。
相対的開裂度の判定は、クーマシー青で呈色した酸性アクリルアミドゲルによっ て行った。
発明の詳細な説明 この発明によれば、少なくとも部分的にMHされた形態の、実験用蛙(Xeno pus 1.aevis)の皮膚から抽出された生体細胞に内因性のエンドペプ チダーゼより成る新規な組成物が提供される。SDSポリアクリルアミドゲル電 気泳動法により測定された分子量は約11万ダルトンである。またP14SF、  TPCK、 E−64゜ロイペプチン、バシトラシン、ホスホルアミトン、ペ プスタチンに対して不感受性であり、その酵素活性は、EDTAおよび1−10 フエナントロリンによって少なくとも部分的に阻害され;さらに、少なくとも2 0ないし40個のアミノ酸のアルファらせん構造より成るペプチド基質を開裂す る能力を備え、前記らせん[itiは、1個の疎水結合面と1個の親木結合面と を備え、前記開裂は、親木結合面上のリジンまたはアルギニン残基に対するアミ ノ末端において発生し、前記リジンまたはアルギニン残基は、前記らせんの疎水 結合面に沿って配列された少なくとも4個のアミノ酸の配列内に位置するもので ある。
「アルファらせん構造Jとは、蛋白質の右同りらせんのペプチド鎖によりらせん が形成される蛋白質分子配列の呼称である。エンドペプチダーゼ活性の特徴は基 質疎水性である。さらに具体的には、@5i親媒性のアルファらせん形態は、こ の新規なエンドペプチダーゼによって最適な基質として認識されるためには疎水 性でなければならない。特定の理論はさておき、酵素と基質物質の間の疎水性相 互作用は、タンパク質の加水分解の前の初期結合反応と想定される。
この発明のエンドペプチダーゼは、実験用蛙の皮膚内にかなり多量に存在し、従 来のクロマトグラフィー法でも、少なくとも部分的に精製された形で分離できる 。さらにこの発明のエンドペプチダーゼは、ペプチド基質が、(1)少なくとも 20個のアミノ酸と、(2)1個の疎水結合面と、(3)前記疎水結合面に沿っ て配列された少なくとも4個のアミノ酸の配列内に位置する親木結合面上のリジ ンまたはアルギニン残基、より成る両親媒性アルファらせん分域を有し、かっこ の基質が小断片に加水分解されている場合に、他の生体細胞から、天然発生エン ドペプチダーゼとして得ることができる。
必要ならば、このエンドペプチダーゼのアミノ酸およびDNA配列は、在来の方 法で容易に判定することが可能である。即ち、アミノ酸配列をめるには、酵素の 部分的アミノ酸配列をコード付与するDNA分子を合成するが、または、かかる 分子に対して相補性DNA線維を表示する分子を合成する。そこでこの合成りN Aは、生体のゲノムDNAから、またはその生体から分離されたm RN Aの cDNAコピーがら採取されたDNA配列内のDNA配列等質性を探るのに使用 することができる。一般に15分子以上のDNA分子は、成る等質DNAを一義 的に特定するために要求される。個々のアミノ酸は6個までの一義的3ヌクレオ チドDNA配列またはコドンに対してコード付与されるので、アミノ酸配列にコ ード付与できる種々のDNA分子の数はきわめて多数となる。それ故考えられる 全ての合成りNAプローブを逐一試験することは非現実的であり、幾つかのDN A分子の総量をプローブとして使用する方が有利である。これを「縮重」プロー ブと称し、既知の方法で生成できる。プローブ混合体内の唯一のDNA分子のみ が厳密な配列等質性を有するとはいえ、複数個の高度の等質性さえ得られれば十 分であるから、複数個の合成りNA分子によって遺伝子を−m的に特定すること ができる。
遺伝子配列を特定する一方法はポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の利用であり、 米国特許4,683,159 と4,683,202 の各号に記載されている 。このPCHによれば、DNA配列の2末端が既知であれば、1択してDNA配 列を生成することができる。その各末端に対応するプライマー、即ちオリゴヌク レオチド・プローブが得られる0次いで、DNA配列の中央部分が合成によって 生成される。
遺伝子を得るためのPCRを適用した一方法においては、生体からRNAが分離 精製される。次いでデオキシチミディレート末端オリゴヌクレオチドが、それを プライマーとしてRNAをcDNA内に逆転写するために使用される0次ぎに前 記縮重プローブとしての1合成りNA分子またはそれらの混合体が生成され、こ れは既に判明したアミノ末端アミノ酸配列をコードすることができる。このDN A混合体とデオキシチミディレート末端オリゴヌクレオチドを使用してPCR反 応を生起させる。PCR反応の生起に使用されるこの合成りNA混合体は、所望 のmRNA配列に対して特異的であるので、所望のcDNAのみを有効に増幅す ることができる。その結果生成物は、多数の既知のクローニングベクターに結合 させることができるように増幅されたcDNAである。
最後にこの生成cDNAを、適宜のベクター内にクローンさせて分析され、ヌク レオチド塩基配列が判定される。これらのPCR生成物からの直接アミノ酸翻訳 により、それらが酵素に対する完全なコード化配列であることが判明した。
試験用蛙等から直接に採取する他に、この酵素を既知の種々の方法によっても有 効に調製することが可能である。要するに細胞の転換、ベクターの構成、メツセ ンジャーRNAの抽出、cDNAライブラリーの調製等の方法の多くは、広〈実 施されており、またそれらの条件および手法は諸種の文献によって周知であるが 、なお参考のため以下に説明する。
組換えタンパク質を生成するための最も通用の原核生物系は、E、coli(大 腸菌)であるが、枯草菌、シェードモナス等の桿菌、またはその他の微生物菌株 を使用することもできるので、その生物体と両立できる種から採取されたレプリ カ末端と制御配列を含むプラスミド・ベクターが使用される。通用の制御配列は 、転写阻害用のプロモータを有し、所要によりオペレータ、リボゾヘム結合部位 配列を含む。
組換λ形外部蛋白質を生成するには、種々の真核生物体も使用され、それらは、 直接に蛋白質を生成できる発現系によって転換され、さらに蛋白質分泌のための 信号配列が提供される。
真核生物体を使用する他の利点として、高等生物の蛋白質にコード付与するゲノ ム配列内に発生するイントロンを処理できる。さらに成る種のアミノ酸残基のグ リコジル化、酸化、誘導体合成および構造制御等の処理機構を可能とする。
酵母菌、昆虫細胞、哨乳類細胞、鳥類細胞、および高等植物細胞等、種々の真植 生物体が使用される。これらの生体内での使用において両立性で機能できる適切 なプロモータ、並びに終結配列およびエンハンサ−1例えばバクロウィルス・ポ リヘトリン・プロモータ等が使用できる。前記の通り、プロモータは、構成性で も誘導性でもよく、例えば唖乳類系において、MTIIプロモータを重金属の添 加によって誘導することができる。
所望の生体に適合する発現系の構成のための諸要素は周知の通りである。蛋白質 を組換え生成するには、それにコード付与するDNAが発現系内に適切に連結さ れた上で、生体細胞内に転移され、外部遺伝子の発現が可能な条件下で培養、保 存される。かくして生成されたエンドペプチダーゼは、既知の方法により、細胞 の分解または培養媒体から再生される。
プラスミド構造への結合は、適切な生体を連結混合体により一次転換することに よって確認できる。適切な転換体は、アンピシリン、テトラサイクリン、その他 の抗生耐性物質、またはプラスミド構造の形態によって選ばれたマーカーを使用 することによって選択される。
この発明のエンドペプチダーゼは1例えば組換え法によって生成されて必要な蛋 白質を生成する特定の加水分解を必要とするペプチドを処理する場合に有効であ る。当業者であればペプチドが種々の方法、例えば加水分解へ導く条件下でエン ドペプチダーゼに直接接触させることにより、処理できることは理解できる。さ らにこの発明の酵素に対するDNAは、これをキメラ遺伝子を発現すると同時に ペプチドが自動的に処理されるような処理を必要とする蛋白質のDNAに結合さ せることができる。
さらに発明によれば、発明のエンドペプチダーゼの縮合触媒有効量に接触させた 小形ペプチドまたはアミノ酸から大型ペプチド合成へ誘導する条件下において、 WI数個の小形ペプチドまたはそれらを有するアミノ酸から大型ペプチドを合成 する方法が提供される。当業者であれば、使用すべき酵素の縮合触媒有効量を判 定することは容易である。この酵素の縮合触媒有効量とは、アミノ酸の少なくと も数個の小さなペプチドを縮合(大型ペプチドの合成)させるのに十分な量のこ とである。
かくしてこの発明のエンドペプチダーゼは、複数個の小形ペプチドから大型ペプ チドを合成する際の縮合触媒として有用であると確信される。縮合触媒として成 る種の蛋白質分解酵素を使用することは下記各々に記載されている。米国特許第 5.002871号、およびV、にasche、rタンパク質酵素およびペプチ ドの合成J Proteolytic enzymes a practica l approach。
pp、 125−145 ed、 R,J、 Baynu+w and J、  S、 Bond、 IRL Pressf19891 。
実験方法 材料と購入先 −(材料:購入先、所在地)試験用蛙:ナスコ(ウィスコンシン 州フォート アトキンソン)、ffl酸アンモニウム:ベセスダ・リサーチ・ラ ボラトリーズ。グリセロール、酢酸アンモニウム、Non1det P−40: シグマ(モンタナ州セントルイス)、アクリルアミド:ベーリンガー・マンハイ ム(インディアナ州インディアナポリス)。フェナントロリン、ロイペプチン、 ペプスタチン、PMSF、 TPCK、 E−64,ホスホルアミトン、メリチ ン:シグマまたはベーリンガー・マンハイム。
ペプチドの合成 −マゲイニン1.2、PGLa、 XPF、 CPF 各ペプ チドおよびペプチド誘導体は、前記Zasloff、 et al、の方法によ り、固相法によって合成した。
酵素の検定 −マゲイニン・アミド基質で、各クロマトグラフを培養することに よって酵素活性をモニターした。反応緩衝液は燐酸ナトリウムおよび塩かナトリ ウムである。0.5容積の氷酢酸で反応を凍結した後、各反応の15u1の分割 1を酸性ゲル電気泳動法で分析した。活性の1単位は、前記条件下で25μgの マゲイニン2アミド基質の半長ペプチド精製物に変換させるのに必要な酵素の量 と定義する。
基質特異性分析も前記と同じ方法で、但しマゲイニン2アミドの代わりに検討す べき各基質同族体の50μgを使用して同一濃度の培養体中で実施した。
阻害剤の検討も同一方式であるが、まず試験される各阻害剤で、基質無しの特定 濃度で酵素を室温1時間培養し、次いで基質を反応に加えた上、さらに1時間培 養した。
酸性ゲル電気泳動法 −酸性ゲル(pH4)を調製し、初期の方法(Gabri el、 197tl を若干修正して適用した。ゲル溶液組成:最終濃度15% (v/v)アクリルアミド(アクリルアミド対ビスアクリルアミド37.5:1 )、88rnM KOH13%(v / v )氷酢酸、0.75%(V/V) テトラエチレン・メチレン・ジアミン(Temed)、0.375%過硫酸アン モニウム(30mg/rnl)。試料を混入する前に、0.5体積の氷酢酸と0 .5体積の0.1%プロリン付加染料を添加した。 14INI PROTEA N ゲル装置(カリフォルニア州Biorad。
Richmond社製)を使用して、0.035MベータアラニンとpH4の木 酢ill (2,45m l/ l )を含む緩衝液中で200ボルトでゲル電 気泳動を実施し、ゲルをクーマシーブリリアント青、メントール、水の混合液で 着色し、蒸留水で税色した。
ナトリウムドデシル硫酸塩ポリアクリルアミド電気泳動法(略してrsDs P AGEJ )−文献Laemmli、 Laem+mli、 Uに[バクテリオ ファージ1゛4の頭部形成中における構造蛋白質の開裂」の方法で実施した。高 分子量標準は、Bioradから購入した。
高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)とアミノ酸の分析 −これらの分析 に伴う酵素反応は、1%三フッ化酢酸(TFA)内で終了し、最終濃度0.1% TFAとなった。100μm反応が装置に投入され、逆相カラム上でアクアボア を使用して実行した。30−70%線形勾配法を45分間以上実行し、ペプチド を含む分画を親液性化し、HPLCグレード水中に再懸濁し、再懸濁試料の蛋白 質を自動化水分解法によってアミノ酸分析装置に投入し、アプライド・バイオシ ステムのデータ分析装置を使用して特異アミノ酸に対する数値計算を実施した。
蛋白質濃度 −ブラッドフォード法またはピアースBCA検定により、牛血清ア ルブミンを標準として算定した。
精製 −被麻酔試験用蛙の背腹両面皮膚から50mgを切取して秤量し、ポリト ロン・酢酸アンモニウム・グリセロール混液(バッファーA)で均質化、4℃4 0分間10rpmで遠心分離後、上澄み液を収集、硫酸アンモニウムで30%ま で飽和させる。沈澱遠心分離後、30%まで飽和させ、再沈澱する。
ベレットを前記バッファーA中に再懸濁し、十分に透析した。
この被透析試料を自由流等電点電気沫動集中法によってリサイクルし、1500 Vで約60分間予備集中させた後、7−10℃で120分間集中させ、2.5m 1分画を収集して酵素活性を検定した。
(以下はすべて40℃で実行)活性分画を収集してセントリコン30管によって 濃縮し、均衡化された酢酸アンモニウム、ノニデット混液(バッファーB)内の セファクリルカラムにロードし、洗浄、還流し、i、5m1分画を採取して28 0nmでの紫外線吸収により蛋白質を検出した。
酵素活性による分析と変性ゲル電気泳動後に、活性分画のサブセラ1−を再び収 集し、バイオゲルHPTハイトロキシルアパタイト・カラム上に収集試料を加え て、同一のバッファーで洗浄した。酵素の滴離は、0.1mI2/分の流率で線 形勾配法によって行い、酵素活性を解析したのち、活性分画を収集し、超濾過法 で濃縮した。
12mI2のグリセロール勾配液を調製し、前記のカラムから得られた濃縮酵素 試料を、既に形成された勾配の上部に供給し、39.OOOrpmで36時間遠 心分離し、0,25mff分画を、勾配管の底部から収集して、ゲル電気泳動法 により酵素活性と純度とを解析した。
実施例1−酵素の精製 実験用蛙の皮膚から開始して、この発明のエンドペプチダーゼを、数回のクロマ トグラフ・ステップを経て等質化精製し、酸性ポリアクリルアミドゲル電気泳動 法により、酵素活性を検定し、第1図の結果を得た。実効n電荷の差により、加 水分解によって生成された2種の開裂生成物から、全長マゲイニン2−アミドベ ブチド基質が分別された。酵素活性の数単位量を反応に加えるに伴って、半長ペ プチドの生成が増加し、全長基質が減少することが、ゲルのパターンによって表 示された(レーン1−5)。前記両者の開裂生成物は、合成半長ペプチドの進行 に伴って泳動し、これをゲル上の標準とした(レーン6−8)。
精製の結果を要約すれば、エンドペプチダーゼは、硫酸アンモニウム分画化ステ ップにより、約100回折たたみ精製されたことを示す(表1)。この可成り低 い折たたみ精製は、蛙皮膚内にきわめて豊富な酵素が存在することの証拠である 。第2図は、銀呈色ドデシル硫酸ナトリウム・アクリルアミドゲル法による各精 製ステップで、最後に均一な試料となることを示す。
表11tf製表 精製 体積 タン^゛り貿 全 単位数 全 特異 取量 折返し度ステップ  Ca1)含有量 タンハ゛り質 /ml’ 11位数 活性 (%)(tag/ セl) (岨) 硫酸 アンモニウム 3.6 15.00 54.00 20,000 72,000  1,333 100.0 −一−等電位 集束 15.5 0.15 2.30 2250 34,875 15,183  48.0 1!、4セフアクリル S−30010,60,070,74300031,80043,00044, 032,3ヒドロキシル アパタイト 4.2 0.03 0.126 4000 16.800134, 400 23.0 100.8a は、本文に記載の「実験手順」に記載した酵 素活性の1単位を示す。
b:ヒドロキシアパタイトステップからグリセロール勾配ステップへの特異的活 性の減少は、等質の酵素試料のみを定量した結果である。純粋の酵素は、グリセ ロール勾配分別に続いて再生された活性物質の一部分のみを表わす。
実施例2−エンドペプチダーゼの特性 このエンドペプチダーゼの分子量は約11万ダルトンである。還元性および非還 元性の条件下で電気泳動させると、タンパク質帯は、精製の各段階における酵素 活性に対応して、同一位置に泳動するので、活性は単一のサブ単位から成るもの と結論できる。レートゾーン遠心分離法によるグリセロール勾配中への酵素活性 の沈降は、約110kDの分子量とよく対応すると共に、単量体が内部タンパク 質分解に応答することの証左である。
数種のプロテアーゼ阻害剤を使用する阻害試験法によれば、エンドペプチダーゼ は、酵素の金属プロテアーゼの複数個より成るよとを示唆する。ロイペプチン、 フェニルメタンスルホニル・フルオライドおよびトシル−L−フェニルアラニン ・クロロメチル・ケトン(TPCK)、オチール・プロテアーゼ阻害剤E−64 (N−[N−(L−3−トランス−カルボキシオキシラン−2−カルボニル)− L−ロイシル]−アグマチン)、およびアスバチル・プロテアーゼ阻害剤ベブチ タチンは、酵素活性に対して作用を及ぼさないが、金属プロテアーゼの特徴的阻 害剤としての、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)と1゜10−フェナントロ リンは、十分に酵素活性を阻害した。ドシトラシン、ホスホルアミトン等の阻害 剤も、内部加水分解を生起させないことが判明した。これらの結果を表2に示す 。
酵素精製の最終段階は、単一の酵素が若干の関連ペプチド基質を開裂させること を暗示する。15−30%グリセロール勾配から再生された各分画をSOSポリ アクリルアミドゲル電気泳動分析した結果を第3A図に示す、マゲイニン2−ア ミドの27−30分画に対する酵素活性ピークが、酸性ポリアクリルアミドゲル 電気泳動法によってめられ(第3B図)、これは約110キロダルトンで泳動す る高度に濃縮されたタンパク質帯に対応する。他の2種の天然抗微生物性ペプチ ドPGLaとXPF (ゼノプシン前躯体分@)に対する最大加水分解活性は、 110kDaタンパク質との相関性を裏付ける(第30と3D図)。
各ペプチドの厳密な開裂部位を見きわめることにより、その酵素を、ペプチド鎖 内部のペプチド連鎖を加水分解できるタンパク質分解酵素の1つとして分類付け できることになった。逆相HPLC分析に次いで、純粋酵素と基質とを培養して 得られたペプチド主要ピークをアミノ酸分析することにより、試験管的にめられ た開裂部位が、生体内で特定される基質の開裂部位と一致することが確認された 。なおジョバンニー二他(1987)も参照のこと。第4A図と表3に示す通り 、マゲイニン2−アミドの10および11番残基位置のLys−1ysペプチド 結合は、この酵素によって加水分解される。基質としてPGLaとXPFを使用 した開裂反応のHPLCクロマトグラフ図形もまた、単一のタンパク質分解過程 が、それぞれのペプチドに向けられることを明示する(第4Bと4C図)。逆相 ピークの各々についてアミノ酸分析した結果、エンドペプチダーゼが、予想通り 、PGLaとXPFのGly”−Lys”ペプチド結合、およびCPF内に存す る類似のLeu’°−Lys1対をも開裂させることが判明した。第11A図は 、天然ペプチド基質について検出された開裂部位の概要を示す。
表2 阻害の態様 阻害剤 濃度 阻害率% ロイペプチン 1mM O ペプスタチン 100 mM O PMSF 10 mM 0 TPCK 1mM 0 E−64300uM O バシトラシン 1 mg/ml O ホスホルアミトン 1 μMO 100uM。
EDTA 0.5 mM 25 5mM 25 50mM 50 1.10− フェナントロリン 0.2mM 70 2 mM 100 20mM 100 表中の%阻害度は、マゲイニン2−アミドを基質としで使用した酵素検定の後、 酸性ゲル電気泳動法のクーマシーブルー呈色によって測定した値。
表3 (1) アミノ末端半長ペプチド アミノ酸 観測値 期待値 Gly 1.16 1.12 (21 11e 1.10 1.10 (11 Lys Q。78 0.89 (21 Phe 1.50 1.35 (11 Leu 1.02 1.03 [11 His 2.04 1.90 fil Ser 1.42 1.27 fil Ala O,950,9(! fil (2)カルボキシル末端半長ペプチド アミノ酸 観測値 期待値 Gly 1.10 1.12 (21 11e O,821,10fil Lys O,91G、89 (21 Phe 3.11 2.70 (21 Ser 1.17 1.27 1ll Ala 0.80 0.90 (11 Val O,881,37(ll Glu 2.04 G、70 fil 賛et 、 1.45 (11 1,71 Asn 1.55 1.91 [11 表3に示す通りエンドペプチダーゼは、単−Xaa−Lys末端において、天然 基質を開裂する。
実施例3−エンドペプチダーゼは、特定の基質の二次構造を認識する。
マゲイニン、PGLa、XPF、CPFは、すべて抗菌性を示すが、極端な配列 相同性は有しない。エンドペプチダーゼによる開裂が示す限りにおいては、2個 の残基のみが、これら4種の天然基質を通じて保有されている。それらは、加水 分解された結合の、アミノ末端のグリシン、およびカルボキシル末端のりジン残 基である。
前記各データに基づいて、基質の可能な決定要素がめられる。エンドペプチダー ゼは、残基位置にあるペプチド結合の性質とは無関係に、基質の末端からの残基 の特定数に位置するペプチド結合を開裂させるという計数的な機構を利用するこ とができる。さらに、エンドペプチダーゼの活性が、−次配列のみによって決定 されると仮定することができる。エンドペプチダーゼに関する多くの報告は、「 基質の特異性は、特定のアミノ酸または残基の配列の存在に由来する。」として いる。例えば推定的な二塩基性認識部位は、神経ペプチドおよびホルモン前駆体 ポリペプチドが多くの処理過程に従う際にきわめて通例的であり、またエンドペ プチダーゼがLys−ArgまたはArg−Arg対を認識するという種々の例 証が存在する。さらに基質二次構造が、タンパク質内部分解酵素による認識と加 水分解とに影響を与える可能性もある。
計数機構に関する第1の仮定を検証するには、アミノまたはカルボキシル末端が 欠除されたマゲイニン2の同族体を使用した(ペプチド配列に関する第11B図 )、エンドペプチダーゼが、−末端からのアミノ酸の幾つかの順番を厳密に算え ていたならば、各同族体は加水分解されるべきであるが、なお開裂部位も移動せ ざるを得ない。第5図のとおり、欠除−1同族体のわずかな開裂は検出される( レーン1)が、なおより長いアミノ末端欠除同族体は影響されなかった(レーン 2−4)。欠失同族体Des−1−3は、エンドペプチダーゼが末端からアミノ 酸を算えられないことを示すものではないことの最も有力な証左である。マゲイ ニン2のアミノ末端から最初の3個の残基を欠失させると、Gly′1−LyS 14の対を、10−11位置、即ちエンドペプチダーゼが開裂させた位置へ移動 させることができる。Gly−Lysは、天然PGLa、XPF、CPF内で認 識される天然の開裂配列ではあるが、このマゲイニン同族体は酵素によって加水 分解されなかった。
これに対し、優に6個の残基が欠失された場合でさえも、カルボキシル末端欠失 は、野性形に比敵する程度まで、すべて加水分解された。レーン5,6.7内に 現出した共通ペプチド断片は、天然マゲイニン2アミノ末端半長ペプチド(1− 10)を伴って泳動する。そこで、(1)エンドペプチダーゼは、ペプチド末端 から測っても、その開裂特異性を達成できず、(2)認識を可能ならしめる決定 要素は、マゲイニンペプチドのアミノ末端内に存在することが結論された。
エンドペプチダーゼにより認識と開裂に対していかなる特定残基が特に寄与する かを検討するために、マゲイニン2を欠除した同族体の完全な一連を検定し、こ れによって加水分解に対する感受性は、如何なる特定のアミノ酸にも依存しない ことが判明した。マゲイニン2配列の1ないし12の位置から、いずれの1個の アミノ酸を欠除しても、その結果内部タンパク質分解の準位が同等に低下する( 第6図)、他方、14から23までの位置から1つの残基を除去して生じた同族 体は、野性形準位において加水分解される。グリシン13の欠除は中間的な効果 を与えるものと見られ、恐らく開裂に係るエンドペプチダーゼによって認識され る基質領域の境界において占める位置によって説明できるようである。第11c 図は、活性の欠除は、グリシン、リジンおよびフェニルアラニンの残基がいずれ も欠除した場合と考えられる。唯一の統一的特性は、アミノ酸の欠除による基質 不活性を生じ得るアミノ酸が、いずれもそのペプチドのアミノ末端半長内に存在 することである。−次配列こそが基質特異性の唯一の決定因子であるという仮定 に加えて、このデータは、マゲイニンの認識決定因子がペプチドの最初の12個 の残基内に存在することをも支持する。さらに、この結果に対して最も強力な事 実は、これらのデータが、この区域内の基質二次構造が、この発明のエンドペプ チダーゼによる加水分解に対する感受性を左右するということである。
実施例4−エンドペプチダーゼによって認識される構造形態の推定 天然マゲイニンベブチド基質の一次配列相同性に拘らず、これらの基質は構造的 特徴を有することが判明している。ラマン散乱、MMR,サーキュラ−二色分光 法により、リン脂質内においてペプチドが、両親媒性のアルファらせん構造な誉 することが判明した。
アルファらせん構造は、これらの配列のらせん形部分を検討して得られる(第7 図)。
両親媒性らせんの非極性面を構成する疎水性残基が連続的に整列していることに より、再生形態が表示され、親水性部位上のエンドペプチダーゼ開裂部位の位置 により、天然基質の他の特徴も表示される。最後に加水分解された結合のカルボ キシル側にあるリジン残基ば、類似の方向の各らせんから突出している。
マゲイニン2欠除同族体の結果(第6図)は、この構造解析の範囲内で解釈され る限り、説明が可能である。1個の残基のみの欠除は、アルファらせん構造の両 親媒性の全体から除去することではないが、最初の12個の内のいずれのアミノ 酸が欠失しても、非極性面に沿った疎水性残基の整列、および開裂部位に対する 向きが乱される。前記各データに基づき、基質特異性を支配する二次構造の重要 性が確認された。
実施例5−タンパク質内部分解に必要な精密構造形態の判定基質特異性における 両親媒性の役割を直接に見きわめるため、一連のマゲイニン2のグルタミン酸置 換同族体を試験した。グルタミン酸によるアミノ酸1−12の置換を表示する1 2例の合成誘導体を、そのタンパク質分解過程を検定した(第11D図)。疎水 性面に沿った位置にあると考えられる疎水性残基の置換は、同族不活性を支配す ることが予想されたが、想定されるアルファらせんの親木結合面を維持するのに 寄与するような置換は、基質感受性を大きく左右しないと予想された。第8A、 8B図に示す結果は、疎水性が基質酵素相互作用の重要な決定因子であることを 示す。さらに具体的には、基質の開裂部位(Ala9とPhe 12.レーン9 と12)を包囲する2個の疎水性残基およびアミノ末端のグリシン(レーンl) がグルタミン酸塩で置換されると、ペプチドは不適切な基質に変化する。これに 対してレーン6.7.10は、野性形レベルで開裂される同族体を示す。開裂効 率の低下も、I Le”とPhe’位置(レーン2と5)をグルタミン酸で置換 した同族体において現れる。らせん円形として(第8B図)現れた特定残基は、 すべてらせんの非極性面上にある。これに反し、Lys’とLysllとを除け ば(下記参照)、らせんの極性面上のアミノ酸の置換では、基質に対する顕著な 加水分解性は見られない。
エンドペプチダーゼが、開裂部位を取巻く一次配列のみを検出するならば、アミ ノ酸1,2.5位置の加水分解結合をさかのぼった置換が行われてはならない。
さらに、マゲイニン2欠除の同族体とは異なり、酵素が開裂部位に対して一定の ペプチド長さのみを必要とする場合は、グルタミン酸塩置換が基質開裂を妨げて はならない、特定の基質構造に対する明らかな要件が浮上してくる。この実施例 中に見られる基質の感受性の定量的な相違は、認識形態を有するような残基を明 瞭ならしめるに役立つ。開裂部位を総括する2個の疎水性残基は最も決定的とは 見られるが、他の3個の非極性アミノ酸(aty’。
I le” 、Phe’ )も荷電残基と置換することにより加水分解を生起さ れるので、これらもまた重要なアミノ酸である。−見ランダムなアミノ酸である が、これらを統一すると、アルファらせん構造を有する以上、マゲイニンペプチ ドのアミノ末端領域内に強力な疎水結合面を形成させることができる。
Lys’ 、G l y”またはL ySl 1の欠失を有する合成P G L  a誘導体(第LIE図の配列図)を、エンドペプチダーゼに対して試験し、基 質二次構造のモデルを想定した。第9A図に示すとおり、Lys’欠除同族体は 未変性PGLa(レーン2)と同程度の効率で開裂されるが G1yI+欠除P GLa誘導体は、未変性ペプチドと比較するタンパク質分解の明らかな減少を示 す(レーン4)。LyS12欠除同族体は、酵素の存在の如何に拘らず、開裂さ れていないペプチドと同等の強度を示すとおり、加水分解に対して完全に耐性で ある(レーン5と6を比較)。
各誘導体のらせん円形の突出群(第9B図)を精査することにより、Lys’欠 除誘導体が理想的な基質であり、他方Gly”欠除誘導体は活性が劣るという理 由が解明される。欠失があるとしても、Lys’欠除同族体内の相隣る疎水性残 基(円形で表わされた部分)は、それらの位置が開裂部位かららせんを経由して 直接にその位置を保っている(未変性PGLaと比敵する)ので、それらの残基 の連続性は不変に保たれている。単一の欠除が、疎水性アミノ酸の配列内のLy s’ (四角形で示す)再定置を起こさせるようなGly”欠除の場合は、前記 とは相違する。マゲイニン2のPhe’をグルタミン酸塩で置換する効果と蔑似 して(第6図参照)、エンドペプチダーゼは、このPGLa誘導体に対する活性 が低下する。Lys”欠除PGLa同族体は、開裂可能な結合のカルボキシル側 の荷電リジンの欠除を構成する。後記に補足する結果によれば、この同族体は、 その位置にある荷電残基が開裂される必要があったので、タンパク質分解に対し て耐性であると結論された。
実施例6−開裂部位における一次配列による配列特異性の判定天然ペプチド基質 の開裂結合のカルボキル側にリジン残基が保存されていることは、加水分解部位 にある一次配列が、基質特異性を決定する重要な因子であることを示す。どんな 塩基性残基であっても、この基準を満足できるか否かを判定するために、マゲイ ニンlの類似体KIIR1つまりレジンのすべてをアルギニンで置換したペプチ ドを検定し、第1IG図のペプチド配列を得た。このペプチドは、いずれの塩基 性アミノ酸でも加水分解用の酵素によって寛容性であるという予測を確証する基 質として有効であった。エンドペプチダーゼが、むしろ特異性が少なくて、残基 の位置にある塩基性または酸性の1個の荷電残基のみを必要とするという可能性 は、すでにマゲイニンLyS11のグルタミン酸置換によって確認された(第8 図参照)、この誘導体の開裂耐性により、塩基性アミノ酸がエンドペプチダーゼ による加水分解には必要であると結論された。
レジンまたはアルギニンが、タンパク質分解に必要であるという決定的な証拠は 、加水分解部位の荷電残基が欠除されたペプチド同族体の幾つかを検定すること によって確定された。
Lysllが欠除したPGLaの欠除同族体は、開裂可能な結合点にGly−1 1e対を有することになり、加水分解に対して感受性がなく(第9B図、レーン 6参照)、第1に、この位置にリジンが必要であることを指示している0位置1 1にあるリジンがアラニンで置換されたマゲイニン同族体KIIA、および1−  ysl+の位置にプロリンを有するマゲイニン同族体K11Pに対して、それ らの開裂性および耐性を決定した(第11F図)。これにより、基質特異性決定 の他の因子は、開裂可能な結合のカルボキシル側の塩基性残基の存在であると結 論された。
実施例7−アルファらせん構造を補助するいずれの残基も、開裂可能結合のアミ ノ末端側に存在すること開裂部位の性質をさらに特性化することにより、加水分 解された結合のアミノ末端側を有する残基位置の限定が判定された。試験用蛙に よって天然合成された基質内のこの位置にある残基を検討すると、リジン、グリ シンおよびロイシンを受容することが判明した。マゲイニン1の誘導体GIOA は、この部位にあるアラニンが、QlyI+欠除のP G I−a同族体I+の 開裂に対応して、開裂に適合することが判明した。同様に、前記位置のグリシン をグルタミン酸で置換したマゲイニン同族体(G 10 E)は、加水分解に対 する感受性が認められた。エンドペプチダーゼによる開裂に適合することが試験 された唯一のアミノ酸はプロリンであった。基質内へのプロリンの導入を排除す る効果は、プロリンがアルファらせんを破壊する性質に起因すると考えられる。
Lys″とLySloとをDアミノ酸で直接したマゲイニン2の同族体dK11 とdKloとを、酵素に対して検討した。予想に反し、エンドペプチダーゼが、 これらの同族体を開裂させた(そのデータの概要を第11H図に示す)。dK1 1同族体は、天然基質と同等効率で開裂されたが、これは、この位置の塩基性残 基に対する酵素要件に拘らず、lll1iの鏡像異性がペプチド感受性に対して 決定的ではないことを示唆している。他方dDlo同族体は、開裂可能結合のア ミノ末端側にDレジンを有するもので、その開裂度が約50%の減少を示した。
加水分解されたペプチド結合位置の立体化学的特異性に対して、新規なエンドペ プチダーゼが応答性を示さないことは、酵素活性としては異富な特性である。タ ンパク質の内部開裂部位にあるアミノ酸の立体化学的要件に対して若干の類似の 検討の結果、Dアミノ酸を含む基質は完全に不活性であると報告されている(文 献: C:hecler et al、、1986;および(:lamagir andet al、、19891゜ 実施例8−基質構造形態は、エンドペプチダーゼにより、自律性領域と認識され る 4個の残基アミノ酸末端延長部を有するマゲイニン2の合成同族体REVR(t −4)(第1LH参照)をも、精製エンドペプチダーゼに対して試験した。天然 マゲイニン2と比較して、前記同族体は、約50%の効率で開裂され、またHP LCとアミノ酸分析により、加水分解が同一のLySlo−LyS11結合にお いて発生することが確認された。アミノ末端には4個の特殊な残基が存在しても 、開裂部位は確実に認識されるので、エンドペプチダーゼが算定機構を有しない 、という初期の結論は、重ねて確認された。さらに、この類似体の加水分解によ り、酵素によって認識される二次構造領域が、自律性機構であると見なしてよい ことが示される。また、この基質が酵素との相互作用において必須の構造を有す ること、および近辺に導入された付加構造がタンパク質分解をきびしく阻害する ことも判明した。
実施例9−特定の構造形態を有する不活性基質でも、エンドペプチダーゼと結合 する能力があること 基質特異性の広範な分析によれば、若干の合成同族体は、タンパク質分解用の基 質としての機能を示さなかった。マゲイニン2の1−4アミノ末端欠除同族体が 、2つの可能性を判別するように設定された阻害決定に使用された。第10図に 図示のとおり、10回折たたみ分子過剰のエンドペプチダーゼによる同族体の予 備培養体は、マゲイニン2の開裂を阻害するのに有効であった(レーン2と3を 比較)。さらに1−4欠除の同族体は、PGLa、XPF、CPFに対するタン パク質分解を阻害すること、ならびに単一のエンドペプチダーゼ活性でも多重ペ プチド基質を開裂させることが判明した。この現象は、たとえアミノ酸末端から 4個の残基が欠除された結果、開裂のためのエンドペプチダーゼによって必要と される構造形態の改変が生じたとしても、初期の結合反応は、有力な構造因子と は重要な関連性がないことを示唆するものである。
マゲイニンとは無関係ではあるが、ミツバチの毒液から採取されたアルファらせ ん形細胞溶解ペプチドであるグリシンは、マゲイニンと酷似した脂溶性を示す( 文献: Tosteson andTosteson、 19811゜これらの 機能的類似性は、それらの構造的特徴に由来すると考えられるので、エンドペプ チダーゼが、基質としてグリシンを処理する能力を検討した。その−次配列の検 討(表2)により、そのらせんの親水結合面上の特定の位置に必須の塩基性残基 を含まないゆえに、グリシンは開裂されないものと予見された(第1O図、レー ン4)。さらにグリシンを、天然基質マゲイニン2に対する酵素活性についても 試験した。グリシンの10回折たたみ分子過剰と共に、エンドペプチダーゼを予 備培養(第10図、レーン6)したものは、開裂の阻害に寄与したが、それは約 25%程度に過ぎなかった。これはエンドペプチダーゼに対する結合親和性が( 欠除形マゲイニン1−4と比較して)低いためであり、恐らくは第14残基位置 のプロリンの存在によるものと推定される。この結果力)ら、エンドペプチダー ゼによる開裂のみならず、有効な結合のためにも、中断されないアルファらせん を維持することが必要であるという仮定に到達する。
配列リスト (1)一般情報 fit 出願人 マイケル エイ ザスロフ、ニコールレズニック (01発明の名称:新規なエンドペプチダーゼ(iiil配列数:56 (ivl連絡先 (A)名 称 :ウッドコック ウオツシエバーンカーツ、マツキーヴイッツ  アント ノリス (B)ストリート名 :ワン リバティ ブレイス 46階(C)市 名 :フ ィラデルフィア (DJ州 名 :ペンシルヴアニア (E)国 名 :アメリカ合衆国 M コンピューター読取フオーム (A)記録媒体 =3.5インチディスク。
1.44Mbストーレッジ (B)コンピューター:IBM PS/2(C)作動システム : PC−DO S(D)ソフトウェア :ワードパーフェクト5.0(vil現出現出−デ ータ)出願番号 ・ (B)登録日 ・ (C) 分 類 ・ (viil先行出願データ (A)出願番号 (Bl登録日 (viii1代理人情報 (A)名 称 :バトリシア エイ シュレック(B)登録番号 :33,77 7 (C1’照/ドケット:CH−006 番号 fix)通信情報 (A)i[話 : (215)568−3100(B)テレファックス: (2 15)568−3439(2)配列識別番号1に関する情報 (1)配列特性 (A) 長 さ : 23 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xil配列の記述 :配列識別番号IGly Ile Gly Lys Ph e Leu His Ser Ala Lys Lys Phe Gly Ly s51O (2)配列識別番号2に関する情報 (if配列特性 (Al 長 さ =21 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xl)配列の記述 :配列識別番号2Gly Met Ala Ser Ly s Ala Gly Ala Ile Ala Gly Lys Ile Al 、al 5 10 (2)配列識別番号3に関する情報 (1)配列特性 (A3 長 さ : 25 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 (xl)配列の記述 :配列識別番号3Gly Trp Ala Ser Ly s Ile Gly Gin Thr Leu Gly Lys Ile Al al510 Lys Val Gly Leu Lys Glu Leu Ile Gln  Pro Lys(2)配列識別番号4に関する情報 (1)配列特性 (A) 長 さ : 27 (Bl タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 (xl)配列の記述 :配列識別番号4Gly Phe Ala Ser Ph e Leu Gly Lys Aha Leu Lys Ala Ala Le u51O Lys lie Gly Ala Asn Leu Leu Gly Gly  Thr Pro Gin G1n(2)配列識別番号5に関する情報 fil配列特性 (A) 長 さ = 22 (Blタイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (x11100記述 :配列識別番号511e Gly Lys Phe Le u His Ser Ala Lys Lyq Phe GLy Lys Al al 5 10 (2)配列識別番号6に関する情報 (il配列特性 (A) 長 さ :21 (Blタイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 fxi)配列の記述 :配列識別番号6Gly Lys Phe Leu Hi s Ser Ala Lys Lys Phe Gly Lys Ala Ph e51O (2)配列識別番号7に関する情報 (U配列特性 (A) 長 さ : 20 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 (xil配列の記述 :配列識別番号7Lys Phe Leu His Se r Ala Lys Lys Phe Gly Lys Ala Phe Va ll 5 10 (2)配列識別番号8に関する情報 (i)配列特性 (A) 長 さ : 19 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 (xil配列の記述 :配列識別番号8Phe Leu His Ser Al a Lys Lys Phe Gly Lys Ala Phe Vat Gl yl 5 10 (2)配列識別番号9に関する情報 fit配列特性 (A) 長 さ :21 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xil配列の記述 :配列識別番号9(2)配列識別番号10に関する情報 fit配列特性 (A) 長 さ : 19 (Blタイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xl)配列の記述 :配列識別番号10(2)配列識別番号11に関する情報 fit配列特性 (A) 長 さ : 17 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xil配列の記述 :配列識別番号11Gly Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala Lys Lys Phe Gly L ysl 5 10 (2)配列識別番号12に関する情報 (it配列特性 (A) 長 さ : 22 (BJタイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 fxil配列の記述 :配列識別番号12(2)配列識別番号13に関する情報 fit配列特性 (Al 長 さ : 22 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xl)配列の記述 :配列識別番号13PheVal Gly Glu Il e Met、Asn 5er(2)配列識別番号14に関する情報 fil配列特性 (A) 長 さ : 22 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 (x11100記述 :配列識別番号14(2)配列識別番号15に関する情報 fit配列特性 (Al 長 さ = 22 (Blタイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xil配列の記述 :配列識別番号15(2)配列識別番号16に関する情報 (it配列特性 (Al 長 さ : 23 (BJタイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 fxil配列の記述 :配列識別番号16Gly Ile Gly Lys L eu Leu His Ser Ala Lys Lys Phe Gly L ysl 5 10 (2)配列識別番号17に関する情報 fit配列特性 (A) 長 さ : 23 (BJタイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 (xil配列の記述 :配列識別番号17(2)配列識別番号18に関する情報 fit配列特性 (A) 長 さ : 22 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 (xil配列の記述 :配列識別番号18(2)配列識別番号19に関する情報 (il配列特性 (A) 長 さ : 22 (BJタイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 fxil配列の記述 :配列識別番号19Gly lie Gly Lys P he Leu His Ala Lys Lys Phe Gly Lys A lal 5 10 (2)配列識別番号20に関する情報 (it配列特性 (A) 長 さ : 22 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 fxil配列の記述 :配列識別番号20Gly Ile Gly Lys P he Leu His Ser Lys Lys Pt+e Gly Lys  Alal 5 10 Phe Val Gly Glu [le 14et Asn Ser(2)配 列識別番号21に関する情報 (if配列特性 (A) 長 さ : 22 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 fxil配列の記述 :配列識別番号21Gly Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala Lys Phe Gly Lys A lal 5 10 (2)配列識別番号22に関する情報 (il配列特性 (A) 長 さ = 22 (B)タイプ 二アミノ酸 CD)トポロジー 二未知 (xil配列の記述 :配列識別番号22Gly Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala Lys Phe Gly Lys A la151゜ (2)配列識別番号23に関する情報 (1)配列特性 (A) 長 さ = 22 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 (xil配列の記述 :配列識別番号23Gly Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala Lys Lys Gly Lys A laPhe Val Gly Glu Ile Met Asn Ser(2) 配列識別番号24に関する情報 fil配列特性 (A) 長 さ : 22 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 fxil配列の記述 :配列識別番号24Gly Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala Lys Lys Phe Lys A lal 5 10 (2)配列識別番号25に関する情報 fit配列特性 (A) 長 さ = 22 (Blタイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 (xl)配列の記述 :配列識別番号25(2)配列識別番号26に関する情報 fit配列特性 (A) 長 さ : 22 (Blタイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 [xil配列の記述 :配列識別番号26(2)配列識別番号27に関する情報 (1)配列特性 (A) 長 さ : 22 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (Xl)配列の記述 :配列識別番号27Ala Val Gly Glu I le Met Asn 5er(2)配列識別番号28に関する情報 fil配列特性 (A) 長 さ : 22 (83タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 fxil配列の記述 :配列識別番号28Gly Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala 1.ys Lys Phe Gly  Lysl 5 10 (2)配列識別番号29に関する情報 fit配列特性 (A) 長 さ = 22 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 (xil配列の記述 :配列識別番号29Gly IIs Gly LySPh e Leu His Ser Ala Lys Lys Phe Gly Ly sl510 (2)配列識別番号30に関する情報 [i1配列特性 (A) 長 さ : 22 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xil配列の記述 :配列識別番号30G1:r Iie Gly Lys  Phe 1.eu His Ser Ala Lys Lys Phe Gly  Lysl 5 10 (2)配列識別番号31に関する情報 fil配列特性 (D)トポロジー :未知 (xi)配列の記述 :配列識別番号31^1a Phe Val Gly G lu Met Asn Ser(2)配列識別番号32に関する情報 (il配列特性 (D)トポロジー :未知 [xil配列の記述 :配列識別番号32Ala Phe Val Gly G lu Ile Asn Ser(2)配列識別番号33に関する情報 fil配列特性 (Al 長 さ : 22 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xl)配列の記述 :配列識別番号33Gly Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala Lys Lys Phe Gly L ysl 5 1G (2)配列識別番号34に関する情報 (11配列特性 (Al 長 さ : 22 (Bl タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 (xil配列の記述 :配列識別番号34Gay Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala Lys Lys Phe Gly L ysl510 Ala PbeVat Gly Glu Ile Met Asn(2)配列識 別番号35に関する情報 fit配列特性 (A) 長 さ : 23 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 [xi)配列の記述 :配列識別番号35Glu Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala Gly Lys Phe Gly L ysl510 (2)配列識別番号36に関する情報 (it配列特性 (A) 長 さ : 23 (D)トポロジー :未知 (xil配列の記述 :配列識別番号36Gly Glu Gly Lys P he Leu His Ser Ala Gly Lys Phe Gly L ysl 5 10 Ala Phe Vat Gly Glu lie Met Lys Ser( 2)配列識別番号37に関する情報 (il配列特性 CD)トポロジー :未知 (xil配列の記述 :配列識別番号37Ala Phe Val Gly G lu lie Met Lys Ser(2)配列識別番号38に関する情報 m配列特性 (D)トポロジー 二未知 fxil配列の記述 :配列識別番号38(2)配列識別番号39に関する情報 fil配列特性 (Al 長 さ : 23 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xl)配列の記述 :配列識別番号39Gly Ile Gly Lys G lu Leu His Ser Ala Gly Lys Phe Gly L ysl 5 10 (2)配列識別番号40に関する情報 fil配列特性 (A) 長 さ : 23 (B)タイプ 二アミノ酸 CD) トポロジー :未知 (xil配列の記述 :配列識別番号40Gly lie Gly Lys P he Glu His Ser Ala Gly Lys Phe Gly L ysl51O (2)配列識別番号41に関する情報 (if配列特性 (A) 長 さ = 23 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 fxil配列の記述 :配列識別番号41Ala Phe Val Gly G lu Ile 1Jet Lys 5er(2)配列識別番号42に関する情報 (1)配列特性 (D)トポロジー 二未知 (xil配列の記述 :配列識別番号42Ala Phe Val Gly G lu Ile Met Lys Ser(2)配列識別番号43に関する情報 (1)配列特性 (D)トポロジー :未知 (xil配列の記述 :配列識別番号43Ala Phe Val Gly G lu Ile Met Lys Ser(2)配列識別番号44に関する情報 fit配列特性 (xl)配列の記述 :配列識別番号44GlyIleGlyLysLeuHi sSerAlaGluLysPheGuyLysAJa(2)配列識別番号45 に関する情報 (1)配列特性 (A) 長 さ : 23 (Blタイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xil配列の記述 :配列識別番号45Gly Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala Gly Glu Phe Gly L ys(2)配列識別番号46に関する情報 (U配列特性 (A) 長 さ : 23 (B)タイプ 二アミノ酸 CD)トポロジー 二未知 (xil配列の記述 :配列識別番号46Gly Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala Guy Lys Glu Gly L yst s t。
(2)配列識別番号47に関する情報 (1)配列特性 (A) 長 さ : 20 (B)タイプ 二アミノ酸 CD)トポロジー 二未知 (xl)配列の記述 :配列識別番号47Gly Met Ala Ser A la G]、y Ala lie Ala Gly Lys Ile Ala  Lysl 5 10 (2)配列1別番号48に関する情報 fil配列特性 (A) 長 さ = 20 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 (xil配列の記述 :配列識別番号48Gly Met Ala Ser L ys Ala Gly Ala Ile Ala Lys Ile Ala L ysl 5 10 (2)配列識別番号49に関する情報 fit配列特性 (A) 長 さ 二 20 (BCタイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xil配列の記述 :配列識別番号49Gly Met Ala Ser L ys Ala Gly Ala Ile Ala Gly Ile Ala L yst s i。
(2)配列識別番号50に関する情報 (1)配列特性 (A) 長 さ : 22 (D)トポロジー :未知 (xl)配列の記述 :配列識別番号50Gly Ile Gly Arg P he Leu Arg Ser Ala Gly Arg Phe Gly A rgl 5 10 Ala Phe Val Arg Ile Leu Asn Ser(2)配列 識別番号51に関する情報 (il配列特性 (D)トポロジー :未知 (x11100記述 :配列識別番号51Gly Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala Gly Glu Phe Gly L ysl 5 10 Ala Phe Val Guy Glu Ile 14et Lys Ser (2)配列識別番号52に関する情報 (il配列特性 (D)トポロジー 二未知 (xil配列の記述 :配列識別番号52Gly Ile Guy Lys P he Leu His Ser Ala Gly Ala Phe Gly L ysl 5 10 (2)配列識別番号53に関する情報 (il配列特性 (A) 長 さ = 23 (B)タイプ 二アミノ酸 (D) トポロジー :未知 (xil配列の記述 ;配列識別番号53Gly Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala Giy Pro Phe Gly L ysl 5 10 ^1a、 Phe Val Gly Glu lie Met Lys Ser (2)配列識別番号54に関する情報 fit配列特性 (A) 長 さ : 23 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー 二未知 [xil配列の記述 :配列識別番号54Gly Ile Gly Lys P he Leu His Ser Ala Ala Lys Phe Gly L ysl510 (2)配列識別番号55に関する情報 fit配列特性 (A) 長 さ = 23 (B)タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xl)配列の記述 :配列識別番号55Ala Phe Val Gly G lu Ile 14et Lys Ser(2)配列識別番号56に関する情報 fil配列特性 (A) 長 さ = 23 (町タイプ 二アミノ酸 (D)トポロジー :未知 (xil配列の記述 :配列識別番号5610 5 1 0.50.1 FIG、1 FIG、2 FIG、5 FIG、7c FIG、9A GI KFL)−1sAKK FGKAFVGEIMNS +GIGKFしj− isAKK GKAFVGεIMNs +GIGKFLHFAKKFGKAFV  EIMNS ++→GIGKFLI−1sAKKFGKAFVGEIM S  ++ +GIGKFLI−154■FG KA FVGEIMN + + +F IG、lldウシ功2θ・、 εIGKFLJ−ISAGKFGKAFVGEIMKSFIG、IIe PGL a−9 FIG、IlfなAk1麹 KIT RGIGRFLR5AQ旦FGRAFVRILNS ++KITE G IGKFLH5AGEFGKAFVGEIMKS −KIIA GIGKFL+ SAGΔFGKAFVGEIMKS −KIIP GIGKFLH5AGPFG KAFVGEIMKS −GIOA GIGKFLH5A、7FGKAFVGε IMKS +÷+引OE GIGKFL+SAQFGKAFVGEIMKS + +++c+op GIGKFL+SAPKFGKAFVGEIMKS −メ)? / GIGAVLKVLTTGLρALISWIKKKKOO−

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも部分的に精製された形態の、Xenopuslaevisの皮 膚から抽出された生体細胞に内因性のエンドペブチダーゼより成る組成物であっ て、この組成物は、(a)SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動法により測定 された分子量が約11万ダルトンで; (b)その酸素活性が、PMSF,TPCK,E−64,ロイペプチン、バシト ラシン、ホスホルアミドン、ペプスタチンに等に対してほぼ非感受性であり; (c)その酵素活性は、EDTAおよび1−10フェナントロリンによって少な くとも部分的に阻害され;さらに、(d)少なくとも20ないし40個のアミノ 酸のアルファらせん構造より成るペブチド基質を開裂する能力を備え、前記らせ ん構造は、1個の疎水結合面と1個の親水結合面とを備え、前記開裂は、親水結 合面上のリジンまたはアルギニン残基に対するアミノ末端において発生し、前記 リジンまたはアルギニン残基は、前記らせんの疎水結合面に沿って配列された少 なくとも4個のアミノ酸の配列内に位直することを特徴とする組成物。
  2. (2)エンドペブチダーゼが、Xenopuslaevisの皮膚から分離され たところの請求の範囲第1項記載の組成物。
  3. (3)エンドペブチダーゼが開裂させ得るペブチド基質が、マゲイニン、PGL a、XPFまたはCPFであることを特徴とする請求の範囲第1項記載の組成物 。
  4. (4)請求の範囲第1項記載のエンドペブチダーゼに暗号付与する遊離DNA配 列。
  5. (5)請求の範囲第1項記載のエンドペブチダーゼに遺伝暗号付与するDNA配 列より成り、ホスト細胞内のエンドペブチダーゼを発現することができる組換え 形発現ベクター。
  6. (6)請求の範囲第1項記載のエンドベブチダーぜに遺伝暗号付与するDNAに よって形質転換されたホスト細胞、またはそのホスト細胞によるエンドペブチダ ーゼの発現に十分なホスト細胞の部分。
  7. (7)適切な調節制御配列に連結されて機能するエンドペブチダーゼに対してコ ードするDNA配列によって形質転換された組換えホスト細胞を培養することよ り成り、その配列は、前記被転換細胞内のコード化配列の発現を可能ならしめる と共に、かく発現されたエンドペブチダーゼを再生させることを特徴とするエン ドペブチダーゼを生成する方法。
  8. (8)請求の範囲第7項記載の方法によって生成されたエンドペブチダーゼ。
  9. (9)(a)1個の疎水結合面と、親水結合面と、前記疎水結合面に沿って配列 された少なくとも4個の不極性アミノ酸の配列内に位置する親水結合面上のリジ ンまたはアルギニン残基を有し、少なくとも20個のアミノ酸のアルファらせん 構造より成るペブチド基質を調製するステップと;(b)ペブチド基質の加水分 解の生起に十分な条件下で、前記ペブチド基質を、この発明のエンドペブチダー ゼに接触させるステップ とから成るところのペブチド基質を開裂させる方法。
  10. (10)複数個の小形ペブチドまたはアミノ酸から、より大形のペブチドの合成 を可能ならしめる条件下において、小形のペブチドまたはアミノ酸を、請求の範 囲第1項記載のエンドペブチダーゼの縮合触媒有効量に接触させることにより、 より大形のペブチドを合成する方法。
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