JPH06502526A - binding domain - Google Patents

binding domain

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JPH06502526A
JPH06502526A JP3512577A JP51257791A JPH06502526A JP H06502526 A JPH06502526 A JP H06502526A JP 3512577 A JP3512577 A JP 3512577A JP 51257791 A JP51257791 A JP 51257791A JP H06502526 A JPH06502526 A JP H06502526A
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JP3512577A
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スチュアート ジョンソン,ケビン
ジャクソン,ロナルド ヘンリー
チスウェル,デビッド ジョン
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ケンブリッジ アンティボディー テクノロジー リミティド
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 結合ドメイン 本発明は、結合ドメインを含んで成る分子、それらの調製方法および利用方法に 関する。本発明は特に、免疫グロブリンファミリーまたはスーパーファミリーの 一員の天然の一重鎖可変ドメインの合成類似体であるドメインを含んで成る分子 に関する。本発明は前記ドメインを含んで成る分子をデザインする方法、そうし てデザインされた分子、並びに療法および診断において前記分子を利用するため のキットおよび利用方法に関する。[Detailed description of the invention] binding domain The present invention relates to molecules comprising binding domains, methods of their preparation and methods of use. related. The invention particularly relates to immunoglobulin families or superfamilies. A molecule comprising a domain that is a synthetic analog of a natural single-chain variable domain of a member Regarding. The present invention provides methods for designing molecules comprising said domains, and for doing so. molecules designed in the future, and their use in therapy and diagnosis. Regarding the kit and how to use it.

抗体および免疫グロブリンスーパーファミリーの他の員、例えばT細胞レセプタ ーは、分子例えば抗原を特異的に認識しそしてそれらを高親和力で結合する能力 を有する。天然に存在する抗体では、抗原結合部位は重(H)lと軽(L)鎖の 両方の可変(V) ドメインの近位により形成される。それらの鎖の各々の内部 には、抗原と相互作用する残基を含んで成るアミノ酸配列部分、即ち相補性決定 領域(CDR)が3つある。この3つのCDRは4つのフレームワーク領域(F R)と交互に存在している。Winterらは、一本鎖Vドメインが高親和力と 高特異性で抗原を結合できることを証明したCWardら、 Nature 3 41.544−546 (1989)) 、それらの−重鎖ドメイン抗体(VH )は、完全抗体(rmm =160,000 )や他の抗体断片に比べてサイズ が小さいために幾つかの用途に有益であるだろうと提案された。Antibodies and other members of the immunoglobulin superfamily, such as T cell receptors – the ability to specifically recognize molecules such as antigens and bind them with high affinity has. In naturally occurring antibodies, the antigen-binding site is the heavy (H)l and light (L) chain. It is formed by the proximal portion of both variable (V) domains. inside each of those chains includes the portion of the amino acid sequence that comprises the residues that interact with the antigen, i.e., the complementarity determining There are three regions (CDR). These three CDRs are divided into four framework areas (F R) exists alternately. Winter et al. reported that single-chain V domains have high affinity and CWard et al., Nature 3, demonstrated that antigens can be bound with high specificity. 41.544-546 (1989)), their heavy chain domain antibodies (VH ) is smaller in size than the complete antibody (rmm = 160,000) and other antibody fragments. It has been proposed that this would be beneficial for some applications due to its small size.

しかしながら、VHドメインは残念ながらそれらの効用を制限するユニークな欠 点を有する。遭遇する難点は、関連するかもしれない少なくとも2つのVHドメ インの性質を反映する。それらは細菌中でクローニングした時に少量で発現され (Fv断片の10■/−に比べて約200μgノー細胞上清)、そしてVHドメ インの精製の間に相当量の物質が失われる。例えば限外濾過およびクロマトグラ フィーカラム上での精製を使ったVH−重鎖ドメインの濃縮は、しばしば低い回 収率を引き起こす。これはおそらく表面への非特異的結合によるものであろう。However, VH domains unfortunately have unique deficiencies that limit their utility. Has a point. The difficulty encountered is that at least two VH domains that may be related Reflects the nature of the inn. They are expressed in small amounts when cloned in bacteria. (approximately 200 μg no-cell supernatant compared to 10 μg of Fv fragment) and VH domain. Significant amounts of material are lost during the purification of in. For example ultrafiltration and chromatography Enrichment of VH-heavy chain domains using purification on a feed column is often performed at low efficiency. cause yield. This is probably due to non-specific binding to the surface.

これはWardら(1989)前掲により直接観察されており、彼らはプラスチ ックへの有意な(そして非特異的な)結合を示す一重鎖ドメイン抗体を高い比率 で単離した。生体内では、組織中の非特異的結合は腫瘍画像診断や癌療法研究と いった用途において低い効能を引き起こすであろう。This was directly observed by Ward et al. (1989) supra, who A high proportion of single-chain domain antibodies exhibiting significant (and non-specific) binding to isolated. In vivo, nonspecific binding in tissues is of interest in tumor imaging and cancer therapy research. would result in lower efficacy in such applications.

完全抗体または抗体断片、例えばFvもしくはFab断片では、一般的にそれら の難点に遭遇することはない。従って、問題は不対の一重鎖ドメインを含有する 抗体断片に特有であると思われる。For whole antibodies or antibody fragments, such as Fv or Fab fragments, they are generally You will not encounter any difficulties. Therefore, the problem involves unpaired single-stranded domains. It appears to be specific to antibody fragments.

よって、本発明は、豊富な商業的利用のために抗原結合性を保持しながら、−重 鎖可変ドメイン結合メンバーに関係する上記のまたは他のあらゆる問題を改善す ることを目的とする。Thus, the present invention provides - To ameliorate these or any other problems related to chain variable domain binding members. The porpose is to do.

本出願人は、−重鎖ドメイン抗体の望よしくない性質の最もありそうな原因が一 重鎖可変ドメイン、例えばVH−重鎖ドメインの疎水性面が水性溶媒に暴露され ることにあると理解した。生来の抗体では、この面はVLドメインの近位の疎水 性面と相互作用し、そして抗体分子の内側に埋もれている。この面の暴露は、表 面、例えばクロマトグラフィー母材との強力な相互作用を引き起こすため、その 表面から材料を回収することができないだろう。その上、水性溶媒への疎水性面 の暴露が一重鎖可変ドメイン、例えばVH−重鎖ドメインの安定性の低下を引き 起こし、これが次いで精製操作の間の変性と結合活性の損失を引き起こすと考え られる。最も重要なのは、この疎水性面が非特異的結合の有力な原因であり、生 体内および試験管内でのそれらの一重鎖可変ドメイン分子の利用性を相当制限す るということである。Applicant: - The most likely cause of the undesirable properties of heavy chain domain antibodies is The hydrophobic face of a heavy chain variable domain, e.g. a VH-heavy chain domain, is exposed to an aqueous solvent. I understand that there are many things to do. In native antibodies, this face is the proximal hydrophobic surface of the VL domain. It interacts with the sexual surface and is buried inside the antibody molecule. Exposure of this aspect is surface, e.g. the chromatographic matrix, because It will not be possible to recover material from the surface. Moreover, the hydrophobic surface to aqueous solvents exposure causes a decrease in the stability of single chain variable domains, e.g. VH-heavy chain domains. This is thought to lead to denaturation and loss of binding activity during the purification procedure. It will be done. Most importantly, this hydrophobic surface is a potent source of nonspecific binding and This significantly limits the availability of these single-chain variable domain molecules in the body and in vitro. This means that

VH−重鎖ドメインは非常に小さいけれとも、その活性は該分子の異なる部分の 間の相互作用を含む複雑な三次元構造に依存する(Chothia、 C,ら、  J、 Mo1. Biol、 186.651−663 (1985) )  、幾つかの場合では、抗原結合部位中の側鎖と重要な相互作用を有する側鎖がフ レームワーク中にある。例えば、抗プロゲステロン抗体DB3では、トリプトフ ァン47(フレームワーク)がプロゲステロンと接触することが示されており( Arevalo、 J、H,、Taussig、 M、および1Vilson、  i 私信〕、そして−ヒドロキシビタミンに結合抗体rgGINEWでは一ヒ ドロキシビタミンにと接触することが示されている(Twining、 S、S 、およびAtassi、 M、Z、、 J、 Biol、 Chem、253. 5259(1978))。ある抗体では、残基71 (フレームワーク)とCD R残基との相互作用が抗原結合の維持に重要であることが示されているCCho thia、 C,ら、 Nature 342.877−883 (1989)  ) 、基本抗体または可変ドメイン構造への任意の変異がおそらく該抗体また は可変ドメインの三次元構造に対して多面的結果を与え、そしてそれらを所望の 特異性と親和力で抗原結合できなくするだろうことは、当業者に明らかであろう 。このことは、抗すゾチームー重鎖ドメイン抗体を使った最近の実験において例 証されている。Asn 35をHisで置換する単一アミノ酸変化は、大腸菌中 での発現レベルを約1000倍向上させることがわかった。しかしながら、変更 された分子はごく弱くしかりゾチームを結合しないと批判された(ε、S、 W ard、 L、 Rej−chmann、 G、P、 Winter、私信)。Although the VH-heavy chain domain is very small, its activity depends on different parts of the molecule. (Chothia, C. et al., J, Mo1. Biol, 186.651-663 (1985)) In some cases, side chains that have important interactions with side chains in the antigen binding site are It is in framework work. For example, the anti-progesterone antibody DB3 It has been shown that fan 47 (framework) contacts progesterone ( Arevalo, J.H., Taussig, M., and 1Vilson, Personal communication], and - hydroxyvitamin-binding antibody rgGINEW has one human has been shown to come into contact with droxyvitamin (Twinning, S. , and Atassi, M. Z., J. Biol. Chem, 253. 5259 (1978)). In some antibodies, residue 71 (framework) and CD CCho, whose interaction with R residues has been shown to be important for maintaining antigen binding. thia, C. et al., Nature 342.877-883 (1989) ), any mutations to the basic antibody or variable domain structure are likely gives pleiotropic results to the three-dimensional structure of variable domains, and allows them to be adjusted to the desired It will be clear to those skilled in the art that specificity and affinity will preclude antigen binding. . This was demonstrated in recent experiments using anti-Suzozyme-heavy chain domain antibodies. It is proven. A single amino acid change substituting Asn 35 with His can be It was found to improve the expression level of 1000-fold. However, changes The molecule was criticized as being too weak to bind zozyme (ε, S, W ard, L., Rej-chmann, G., P. Winter, personal communication).

活性構造の構築、特にVHドメインの構築の原因となる相互作用は完全には解明 されていないため、基本構造に行うどのアミノ酸変化も、非常に注意深く選択し なければならない。VH−重鎖ドメインとVLドメインとの界面にある残基がC DRからだけでなくフレームワーク領域からも得られるという事実によって、あ る変化の選択は更に複雑になる。抗リゾチーム抗体D 1.3 (Amit、  A、G、ら 5cience 233.755−758 (1986) ; C hothia。The interactions responsible for the assembly of the active structure, especially of the VH domain, are not completely understood. Any amino acid changes you make to the basic structure must be very carefully selected. There must be. The residues at the interface between the VH-heavy chain domain and the VL domain are C The fact that you can gain not only from DR but also from the framework area The choice of changes becomes even more complex. Anti-lysozyme antibody D 1.3 (Amit, A, G, et al. 5science 233.755-758 (1986); C hotia.

C1ら、 5cience 233.755−758 (1986) )の界面 にあるフレームワーク残基(例えば残基37.39.45.47.91.93お よび103)は、全ての種の抗体において高度に保存されている。それらは不変 であるか、またはまれに、一般に保存性の置換、即ち同様な化学的性質を育する アミノ酸によるアミノ酸の置換を有する。例えば、脂肪族疎水性残基は通常、類 似の脂肪族残基により置換される。よって、もしそれらのフレームワーク残基中 に置換を行う場合、該分子の構造を破壊し、従って抗体または一重鎖可変ドメイ ン例えばVHによる抗原の結合を破壊する危険性が大いにある。CDR残基は抗 体間で異なり、抗原への結合の特異性と親和力を決定する。本出願人は高い親和 力と特異性で様々な抗原を結合する能力を保持したいと望むため、それらのCD R残基を変更する可能性を保持しておくことが必要である。C1 et al., 5science 233.755-758 (1986)) interface framework residues located at (e.g. residues 37.39.45.47.91.93 and and 103) are highly conserved in antibodies of all species. they are unchanging or, in rare cases, generally conservative substitutions, i.e., fostering similar chemical properties. Has a substitution of an amino acid by an amino acid. For example, aliphatic hydrophobic residues are typically Substituted by a similar aliphatic residue. Thus, if in those framework residues When substitutions are made to the antibody or single chain variable domain, it disrupts the structure of the molecule and thus There is a great risk of disrupting the binding of the antigen by, for example, the VH. CDR residues are anti- It varies between bodies and determines the specificity and affinity of binding to antigen. The applicant has a high affinity with Desiring to retain the ability to bind various antigens with strength and specificity, their CD It is necessary to retain the possibility of changing the R residue.

本発明は、従って、特定の結合メンバーに対する特異性を有する結合ドメインを 含んで成る天然分子の一部または全部の類似体であって、天然の結合物質に比較 して前記類似体の疎水性を減少させるように1または複数のアミノ酸が変更され ている類似体である、ポリペプチド配列を有する結合ドメインを含んで成る分子 を提供する。The present invention therefore provides binding domains with specificity for particular binding members. an analogue of some or all of the natural molecules comprising, compared to the natural binding substance one or more amino acids are changed to reduce the hydrophobicity of said analogue. A molecule comprising a binding domain having a polypeptide sequence that is an analog of I will provide a.

前記類似体は、例えば特異性、親和力または結合活性に関して、天然の結合性物 質と実質的に同じ結合性質を有することができる。The analogues may differ from the natural binding agent, e.g. with respect to specificity, affinity or binding activity. can have substantially the same bonding properties as the quality.

場合によっては、それらの性質が改善され得る。変更は、ポリペプチド配列の疎 水性を減少させる任意のアミノ酸変更であることができ、例えばアミノ酸置換、 削除または付加であることができる。In some cases, their properties may be improved. Changes are made to sparse polypeptide sequences. Can be any amino acid change that reduces aqueousity, e.g. amino acid substitutions, Can be deletions or additions.

結合ドメインを含んで成る分子は、抗体または他のレセプター分子、並びに抗体 またはレセプター分子の断片および誘導体を含んで成ることができる。特に、該 分子は、抗体分子中に存在する型の一重鎖可変ドメインを含んで成ることができ る。変更は相補性決定領域中および/またはフレームワーク領域中であることが できる。変更はフレームワーク領域中が好ましい。疎水性を減少させる変更がフ レームワーク領域中である場合、アミノ酸置換、削除、付加または反転によって 相補性決定領域も更に変更し、結合性物質の特異性および/または結合性質を変 更することができる。Molecules comprising binding domains include antibodies or other receptor molecules, as well as antibodies. or fragments and derivatives of receptor molecules. In particular, The molecule can comprise a single chain variable domain of the type present in antibody molecules. Ru. Changes may be in the complementarity determining region and/or in the framework region. can. Preferably, changes are made in the framework area. Changes that reduce hydrophobicity are If in a framework region, by amino acid substitution, deletion, addition or inversion. The complementarity-determining region is also modified to change the specificity and/or binding properties of the binding substance. can be changed.

結合ドメインを含んで成る分子は、実施例2〜11に記載の変更のいずれか1つ または複数を含んで成ることができる。The molecule comprising the binding domain can be modified according to any one of the modifications described in Examples 2-11. or more than one.

よって、本発明は、免疫グロブリンファミリーまたはスーパーファミリーの一員 の別の一重鎖可変ドメインの合成類似体である一重鎖可変ドメインで、該類似体 中の前記ドメインの1または複数の界面アミノ酸残基が前記別のドメインに比較 して変更されており、前記変更アミノ酸は、前記類似体が前記別のドメインより も親水性であるように、免疫グロブリンファミリーまたはスーパーファミリーの 一員の相同位置に存在する残基により置換されている一重鎖可変ドメインを提供 する。Thus, the present invention relates to immunoglobulin family or superfamily members. A single chain variable domain that is a synthetic analog of another single chain variable domain of one or more interfacial amino acid residues of said domain in said another domain; and the modified amino acid is such that the analogue is different from the other domain. members of the immunoglobulin family or superfamily, such that they are also hydrophilic. Provides a single chain variable domain in which a member is substituted by a residue present in a homologous position do.

変更アミノ酸残基はフレームワーク領域中にあってもよい。変更アミノ酸残基は 相補性決定領域中にあってもよい。合成類似体は前記別のドメインと本質的に同 じ結合活性を有することができる。相補性決定領域の配列を更にアミノ酸置換、 削除、付加または反転により変更して、前記別のドメインに比較して該類似体の 特異性および/または結合特性を変えることもできる。Altered amino acid residues may be in the framework regions. The modified amino acid residue is It may also be in the complementarity determining region. Synthetic analogs are essentially the same as another domain. can have the same binding activity. Further amino acid substitutions in the complementarity determining region sequence, modified by deletion, addition or inversion of the analogue compared to said another domain. Specificity and/or binding properties can also be altered.

−重鎖可変ドメインは一重鎖可変免疫グロブリン重鎮ドメインの合成類似体であ ることができる。この場合、アミノ酸残基37.39゜45、47.91.93 および103のうちの1つまたは複数が変更され得る。- Heavy chain variable domains are synthetic analogs of single chain variable immunoglobulin heavy domains. can be done. In this case, amino acid residues 37.39°45, 47.91.93 and 103 may be modified.

二のアミノ酸変更は下記のうちの1つまたは複数を含んで成ることができる。The second amino acid change can comprise one or more of the following:

i)グルタミンまたはスレオニンによるバリン37の置換:ii)グルタミン酸 によるグルタミン39の置換:1ii)グルタミンによるロイシン45の置換: iv)アスパラギン酸またはグリシンによるトリプトファン47の置換: ■)スレオニン、セリンまたはメチオニンによるチロシン91の置換; vi)セリンまたはグルタミン酸によるアラニン93の置換:vii)グルタミ ン酸、チロシンまたはスレオニンによるトリプトファン103の置換; vi)アスパラギン、スレオニンまたはセリンのいずれかによるノくリン37、 ロイシン45、トリプトファン47、アラニン93および/またはトリプトファ ン103の置換; ix)スレオニンによるバリン37の置換およびグルタミン酸によるグルタミン 39の置換およびグリシンによるトリプトファン47の置換:X)セリンまたは メチオニンによるチロシン91の置換およびグルタミン酸によるアラニン93の 置換およびスレオニンによるトリプトファン103の置換。i) Substitution of valine 37 by glutamine or threonine: ii) Glutamic acid Replacement of glutamine 39 by: 1ii) Replacement of leucine 45 by glutamine: iv) Replacement of tryptophan 47 by aspartic acid or glycine: ■) replacement of tyrosine 91 by threonine, serine or methionine; vi) Substitution of alanine 93 by serine or glutamic acid: vii) Glutami replacement of tryptophan 103 by phosphoric acid, tyrosine or threonine; vi) Noclin 37 with either asparagine, threonine or serine; Leucine 45, Tryptophan 47, Alanine 93 and/or Tryptophan Replacement of 103; ix) Substitution of valine 37 by threonine and glutamine by glutamic acid Substitution of 39 and substitution of tryptophan 47 by glycine: X) serine or Replacement of tyrosine 91 with methionine and replacement of alanine 93 with glutamic acid Substitution and replacement of tryptophan 103 by threonine.

本発明の一重鎖可変ドメインは、更に他の分子成分に結合させることができる。The single chain variable domains of the invention can further be attached to other molecular components.

更に他の分子成分は、酵素標識、蛍光標識もしくは放射能標識または免疫グロブ リンの一部分であることができる。Further molecular components may include enzyme, fluorescent or radioactive labels or immunoglobulins. It can be a part of phosphorus.

本発明はまた、診断試験を実施するための1または複数の補助試薬と一緒に上述 の一重鎖可変ドメインを含んで成る診断キットを提供する。The present invention also includes the above-mentioned together with one or more auxiliary reagents for performing diagnostic tests. A diagnostic kit is provided comprising a single chain variable domain of.

本発明は、少な(とも上述の一重鎖可変ドメインを含んで成る治療用組成物も提 供する。該組成物は更にlまたは複数の賦形剤も含んで成ることができる。The present invention also provides therapeutic compositions comprising a small number of single chain variable domains as described above. provide The composition may further comprise one or more excipients.

本発明の一観点によれば、上記で指摘したような改善された性質を有し且つ種々 のCDRから新規フレームワークへの置換により様々な結合相手に対する特異性 を生せしめる一重鎖可変ドメイン、例えばVH−重鎖ドメインフレームワークが 提供される。本出願人は、予め単離した一重鎖ドメインを含んで成る分子のフレ ームワーク残基を置換してそれらをより一層極性にすることを提供する。変更さ れた分子は所望の抗原を結合する能力を保持すべきである。好ましくは、該変更 は、ヒトに投与した時に界面を免疫原性にしないであろう。According to one aspect of the present invention, it has the improved properties as pointed out above and various Specificity for various binding partners by substitution of CDRs with novel frameworks A single chain variable domain, e.g. a VH-heavy chain domain framework that gives rise to provided. Applicant has disclosed that a molecular framework comprising a pre-isolated single-stranded domain provides for substituting framework residues to make them more polar. changed The molecule should retain the ability to bind the desired antigen. Preferably, the change will not render the interface immunogenic when administered to humans.

本発明はまた、免疫グロブリンファミリーまたはスーパーファミリーの一員の別 の一重鎖可変ドメインの親水性合成類似体である一重鎖可変ドメインを製造する 方法であって、(i)前記−重鎖可変ドメインの界面領域を詳しく調べて疎水性 アミノ酸残基を同定し、そして (ii) 1または複数の前記疎水性残基が、免疫グロブリンファミリーまたは スーパーファミリーの一員の相同位置に存在する一層疎水性の小さい残基により 置換されている(i)の前記−重鎖可変ドメインの前記類似体を作製する、 ことを含んで成る方法を提供する。The invention also relates to other members of the immunoglobulin family or superfamily. Producing single chain variable domains that are hydrophilic synthetic analogs of single chain variable domains 1. A method comprising: (i) probing the interfacial region of the -heavy chain variable domain to determine hydrophobicity; identify the amino acid residue, and (ii) one or more of the hydrophobic residues are of the immunoglobulin family or by less hydrophobic residues present in homologous positions of superfamily members. producing said analogue of said heavy chain variable domain of (i) which is substituted; Provides a method comprising:

該方法は、 (a)前記同定された疎水性残基のうちの1または複数をコードするヌクレオチ ド配列を得; (b)部位特異的突然変異誘発を使って前記ヌクレオチド配列を変更して代替ア ミノ酸をコードするトリプレットを導入し;(C)変更されたヌクレオチド配列 を組換え発現系において使って合成類似体を発現せしめる ことを含んで成ることができる。The method includes: (a) a nucleotide encoding one or more of the identified hydrophobic residues; get the code array; (b) altering said nucleotide sequence using site-directed mutagenesis to obtain alternative introducing a triplet encoding a amino acid; (C) modified nucleotide sequence; is used in a recombinant expression system to express synthetic analogs. It can consist of:

この方法では、複数のアミノ酸残基を置換することができる。代替アミノ酸は免 疫グロブリンスーパーファミリーの天然の単量体メンバーから誘導することがで きる。天然の単量体メンバーはrhy−tであってもよい。合成類似体は前記の 別のドメインと本質的に同じ結合活性を有することができる。In this method, multiple amino acid residues can be substituted. Alternative amino acids are can be derived from naturally occurring monomeric members of the epiglobulin superfamily. Wear. The natural monomeric member may be rhy-t. Synthetic analogs are as described above. It can have essentially the same binding activity as another domain.

結合ドメインを含んで成る分子か免疫グロブリンまたは免疫グロブリンの断片も しくは誘導体である場合、変更に適するアミノ酸部位は次のようにして同定する ことができる:i)結合物質の表面上にあると予想される疎水性アミノ酸につい て該分子を調査し: ii)免疫グロブリンの重鎮ドメインと軽鎖ドメインの界面に埋まっていると予 想されるものに関してアミノ酸残基をより詳しく調査し;ii) (ii)にお いて同定された残基が、−重鎖ドメインを別個に使った時に溶媒に暴露されるこ とを調べる。A molecule comprising a binding domain or an immunoglobulin or a fragment of an immunoglobulin or derivatives, the amino acid sites suitable for modification are identified as follows: i) for hydrophobic amino acids expected to be on the surface of the binding substance; to investigate the molecule: ii) It is predicted that it is buried at the interface between the heavy chain domain and the light chain domain of immunoglobulin. Examine the amino acid residues in more detail with respect to what is expected; ii) Residues identified in the -heavy chain domain may be exposed to solvent when used separately. Find out.

行うのに適する変更は、関連物質のファミリーの一員の相同アミノ酸配列を参考 にして同定することができる。例えば、上述したように同定された変更部位にお ける分子のアミノ酸配列は、ファミリ一群の1または複数の員のなかのその部位 と相同になるように変更することができる。Suitable changes to make can be made by reference to homologous amino acid sequences of members of the family of related substances. It can be identified by For example, at the change site identified as described above, The amino acid sequence of a molecule that represents its location within one or more members of a family can be changed to be homologous to

関連物質のファミリーは、免疫グロブリンファミリー、その断片および誘導体を 含んで成ることができる。あるいは、関連物質のファミリーは、免疫グロブリン に構造的に関連するドメインを含むタンパク質の一層、即ち免疫グロブリンスー パーファミリーを含んで成ることができる。A family of related substances includes the immunoglobulin family, its fragments and derivatives. can consist of Alternatively, a family of related substances may include immunoglobulins A layer of proteins containing domains that are structurally related to the immunoglobulin can comprise a par family.

ヌクレオチド配列は、所望の変更を導入するようにデザインされたオリゴヌクレ オチドを使った部位特異的突然変異誘発により変更することができる。あるいは 、ポリメラーゼ連鎖反応として知られる技術を使って変更を達成することもでき る。Nucleotide sequences are prepared using oligonucleotides designed to introduce the desired changes. It can be modified by site-directed mutagenesis using otide. or , the modification can also be accomplished using a technique known as polymerase chain reaction. Ru.

本発明はまた、本明細書中に提供されるような結合ドメインを含んで成る分子を 有するキットも包含する。該キットは、診断、精製または触媒キットであること ができる。本発明は更に、本発明に係る結合ドメインを含んで成る分子を含有す る医薬品を包含する。The invention also provides molecules comprising a binding domain as provided herein. Also included are kits with the invention. The kit is a diagnostic, purification or catalytic kit. Can be done. The invention further provides a molecule comprising a binding domain according to the invention. This includes drugs that are

これは、別の分子の特定の立体および極性構造に特異的に結合し、従ってそれと 相補的であると定義される、タンパク質の表面上の領域またはキャビティを言う 。ドメインはそれ自体の内部でそして同一タンパク質の別の部分と無関係に且つ 相補的結合メンバーと無関係に折り畳まれる。It specifically binds to a particular steric and polar structure of another molecule and thus refers to the regions or cavities on the surface of a protein that are defined as complementary . A domain can exist both within itself and independently of other parts of the same protein. Folds independently of complementary binding members.

免疫グロブリン これは、全てがジスルフィド結合により一緒に連結した2組の重鎮ポリペプチド と2組の軽鎖ポリペプチドとから成る構造的に関連したタンパク質の一層を言う 。それらは与えられた免疫グロブリンが別の分子に特異的に結合するような別の 分子のための結合ドメインを有する。immunoglobulin It consists of two sets of heavyweight polypeptides all linked together by disulfide bonds. a layer of structurally related proteins consisting of a polypeptide and two light chain polypeptides . They are different molecules in which a given immunoglobulin binds specifically to another molecule. Contains binding domains for molecules.

該タンパク質は天然であることもでき、または部分的にもしくは全体的に合成的 に製造することもできる。この用語は、免疫グロブリンの結合ドメインに相同で ある結合ドメインを有する任意のタンパク質をも包含する。The protein can be naturally occurring or partially or wholly synthetic. It can also be manufactured. This term is homologous to the binding domain of immunoglobulins. Also includes any protein that has a binding domain.

ここで、免疫グロブリンアミノ酸残基のナンバリングは、Kabat、E、A、 ら ”5equences of Proteins of Immunolo gical Interest’U、S、 Department of He alth and )Iuman 5ervices 1987に従う。Here, the numbering of immunoglobulin amino acid residues is based on Kabat, E, A, 5equences of Proteins of Immunolo gical Interest'U, S, Department of He alth and) Iuman 5 services 1987.

抗体 これは、天然のまたは部分的にもしくは全体的に合成された免疫グロブリンを言 う。この用語は免疫グロブリンの結合ドメインに相同である結合ドメインを有す る任意のタンパク質も包含する。それらのタンパク質は天然源から誘導すること もでき、または部分的にもしくは全体的に合成することもできる。antibody This refers to immunoglobulins that are naturally occurring or partially or wholly synthetic. cormorant. This term has a binding domain that is homologous to that of immunoglobulins. It also includes any protein that Those proteins must be derived from natural sources It can also be partially or totally synthetic.

抗体の例は免疫グロブリンイソタイプおよびFab、 F(ab’)z、 5c Fv。Examples of antibodies are immunoglobulin isotypes and Fab, F(ab')z, 5c Fv.

Fv、 dAb、 Fd断片である。Fv, dAb, and Fd fragments.

免疫グロブリンスーパーファミリー これは、構成員が免疫グロブリン分子の可変または定常ドメインの構造に関連す る構造を持つ少なくとも1つのドメインを有する、ポリペプチドの一層である。immunoglobulin superfamily This is because the members are related to the structure of the variable or constant domains of immunoglobulin molecules. A layer of a polypeptide that has at least one domain with a structure similar to that of a polypeptide.

前記ドメインは2つのβ−シートと通常は1つの保存されたジスルフィド結合を 含む(A、F、 WilliamsおよびA、N、 Barclay 1988  Ann、 Rev、 Immunol、 6381−450を参照のこと)。The domain contains two β-sheets and usually one conserved disulfide bond. (A, F, Williams and A, N, Barclay 1988 (See Ann, Rev. Immunol, 6381-450).

免疫グロブリンスーパーファミリーの構成員の例はCD4、血小板由来増殖因子 レセプター(PDGFR) 、細胞間接着分子(ICAM)である。Examples of members of the immunoglobulin superfamily are CD4, platelet-derived growth factor receptor (PDGFR) and intercellular adhesion molecule (ICAM).

文脈が異なって規定されない限り、この出願における免疫グロブリンおよび免疫 グロブリン類似体への言及は免疫グロブリンスーパーファミリーおよびその類似 体の構成員を包含する。Unless the context specifies otherwise, immunoglobulins and immunoglobulins in this application References to globulin analogs refer to the immunoglobulin superfamily and their analogs. Includes members of the body.

界面 これは、相補的な重鎖または軽鎖と会合する免疫グロブリンの特定の重鎮または 軽鎖上の領域を言う。interface This refers to the specific heavy or Refers to the region on the light chain.

フレームワーク 免疫グロブリンの重鎖は定常(C)領域と可変(V)領域を有する。各V領域は 、4つのフレームワーク領域(FR)により隔てられた3つの相補性決定領域( CDR)から構成される。CDRはアミノ酸配列の可変性区間であり、そして他 の分子に結合する機能を提供する。免疫グロブリンに様々な結合特異性を提供す る可変性がある。FRはCDRの間に入る実質上一定のアミノ酸配列の区間であ る。Framework The heavy chain of an immunoglobulin has a constant (C) region and a variable (V) region. Each V area is , three complementarity-determining regions separated by four framework regions (FRs) ( CDR). CDRs are variable regions of amino acid sequence and other provides the ability to bind to other molecules. provides various binding specificities to immunoglobulins. There is some variability. FR is a section of substantially constant amino acid sequence between CDRs. Ru.

本発明をより完全に理解するために、第一に一般的な概論で、そして第二に単に 例示のつもりであって限定のつもりではない特定の実施例への参照により、本発 明をより一層詳細に説明することにする。下記の説明は図面への参照である。In order to understand the invention more fully, firstly, a general overview, and secondly, simply By reference to specific examples, which are intended to be illustrative and not limiting, I will now explain the details in more detail. The following description refers to the drawings.

図1は、pUc119中にクローニングされた抗リゾチーム抗体D1.3のVH ドメインのヌクレオチド配列とアミノ酸配列を示し:図2は、天然に存在する免 疫グロブリン重鎮中に見つかる残基の置換のための変異オリゴヌクレオチドを示 し:図3は、rhy−tからの相同残基による置換のための変異オリゴヌクレオ チドを示し: 図4は、VHDl、3中へのThy−1残基の置換により得られる変異配列を示 し。Figure 1 shows the VH of anti-lysozyme antibody D1.3 cloned into pUc119. Figure 2 shows the nucleotide and amino acid sequences of the domains: Mutant oligonucleotides for substitution of residues found in epiglobulin heavy compounds are shown. Figure 3 shows the mutant oligonucleotide for substitution with homologous residues from rhy-t. Shows Chido: Figure 4 shows the mutant sequence obtained by substitution of the Thy-1 residue in VHDl,3. death.

図5は、VHDl、3中へのアスパラギン、セリンまたはスレオニンの無作為置 換のためのオリゴヌクレオチドを示し;図6は、TGI (対照) 、VHDl 、3、VHTHY−1およびVHTHY−2(7)リゾチーム結合活性を表すグ ラフであり; 図7は、p[Jc119 (対照)、VHDl、 3、VHMutTrp、 V HMutLeuおよびvH’rhy−3のリゾチーム結合活性を表すグラフであ り:図8は、pUc119 (対照)、V)ID1.3、vH’rhy−i、  Thy−2、V)IThy−1,Thy−3およびVHMutWDのリゾチーム 結合活性を表すグラフであり;図9は、クローニング部位の周りのベクターfd Ps/Bsのヌクレオチド配列を示しそしてPstlおよびBstE11制限部 位を示し;そして図10ハ、ベクターfdPs/Bs (対照’) 、rctv H’rhytThy2、fdVHDl、 3およびファージ抗体D1.3のリゾ チーム結合活性を表すグラフである。Figure 5 shows the random placement of asparagine, serine or threonine into VHDl,3. Oligonucleotides for conversion; Figure 6 shows TGI (control), VHDl , 3, VHTHY-1 and VHTHY-2 (7) Glue representing lysozyme binding activity Rough; Figure 7 shows p[Jc119 (control), VHDl, 3, VHMutTrp, V This is a graph showing the lysozyme binding activity of HMutLeu and vH'rhy-3. Figure 8 shows pUc119 (control), V) ID1.3, vH’rhy-i, Thy-2, V) IThy-1, Thy-3 and VHMutWD lysozyme FIG. 9 is a graph representing binding activity; FIG. The nucleotide sequence of Ps/Bs is shown and the Pstl and BstE11 restriction regions are shown. and Figure 10c, vector fdPs/Bs (control’), rctv H’rhytThy2, fdVHDl, 3 and phage antibody D1.3 lyso It is a graph showing team binding activity.

本出願人は、フレームワークに行う変更の選択のための3つの関連する方策を発 明した。この発明は、生体内および試験管内用途に向けて改善された性質を有す る抗体および一重鎖可変ドメイン例えばVHドメインの作製を可能にする。The applicant has developed three related strategies for selecting changes to make to the framework. I made it clear. This invention has improved properties for in vivo and in vitro applications. This allows for the production of antibodies and single chain variable domains such as VH domains.

異なる免疫グロブリン間で相当なアミノ酸配列相同性がある。相同性は、異なる 配列を1つずつ一列に並べ、そして異なる配列間で最大レベルの一致に到達する まで鎖を互いに関してスライドさせることにより決定される。それらの解析は通 常はコンピューター上で行われる。上述したように、フレームワーク残基は高度 に保存されており、即ち、一連の異なる抗体中の同じ位置に特定のアミノ酸が存 在するだろう。しかしながら、まれな置換は起こるので、本出願人はVH界面残 基の天然に存在する置換について調査した。これは、容易に利用可能な抗体配列 の編集物〔例えば、Kabat、 E、A、ら、”5equences of  Proteins of Immunological Interest’、  U、S、 Depa−rtment of Health and Huma n 5ervices (1987)) ヘの参照によって行った。この解析は 、任意の位置における天然の変異の同定を可能にする。抗体中にそれらの変異残 基が天然に存在するので(まれではあるカリ、本出願人はそれらがおそらくドメ イン構造をひどくは破壊しないであろうと認識した。それらの天然の置換は抗体 分子あたり一回の割合で最も頻繁に起こっている。しかしながら、本出願人は数 個の抗体から入手可能な置換を同一分子中に一緒に組み合わせる。天然の置換の 種々の組合せを利用することが可能である。There is considerable amino acid sequence homology between different immunoglobulins. homology is different Line up the arrays one by one and reach the maximum level of matching between different arrays determined by sliding the strands with respect to each other until . Their analysis is Usually done on a computer. As mentioned above, framework residues are highly that is, the presence of a particular amino acid at the same position in a series of different antibodies. There will be. However, since rare substitutions occur, Applicants have determined that the VH interface remains Naturally occurring substitutions of the groups were investigated. This is because readily available antibody sequences [e.g., Kabat, E. A. et al., “5 sequences of Proteins of Immunological Interest' U, S, Department of Health and Huma n5 services (1987)). This analysis , allowing the identification of natural mutations at any position. Those mutated residues in antibodies Since the groups are naturally occurring (potash, although rare), the applicant believes that they are probably domestic. It was recognized that this would not seriously destroy the internal structure. Their natural replacements are antibodies Most frequently occurring once per molecule. However, the applicant Substitutions available from several antibodies are combined together into the same molecule. natural substitution Various combinations are possible.

Z 免疫グロブリンスーパーファミリーの別のタンパク質中の相同特に着目され るのは、免疫グロブリン折り畳み(他のタンパク質中に見つかっている抗体ドメ インに特有の三次元構造)を含むドメインを有するが、別のドメインとは会合し ないタンパク質である。Z. Homology in another protein of the immunoglobulin superfamily is of particular interest. The immunoglobulin fold (antibody domains found in other proteins) It has a domain that contains a three-dimensional structure unique to the protein, but does not associate with another domain. There is no protein.

免疫グロブリン可変ドメインに相同な一重鎖ドメインを含む分子の例としては、 Thyl、 Poミニリン、CD7 、CD28およびCTLA−4が挙げられ る(Williams、 A、F。およびBarelay、 A、N、、 An n、 Rev、[mmunol。Examples of molecules containing single chain domains homologous to immunoglobulin variable domains include: Thyl, Po minirin, CD7, CD28 and CTLA-4 are mentioned. (Williams, A.F. and Barelay, A.N., An. n, Rev, [mmunol.

6、381−405 (1988) )。6, 381-405 (1988)).

別のタンパク質は複数の不対の抗体様ドメインを含む。CD4とMRCOX2は 各々、抗体分子の可変ドメインに相同なN末端ドメイン(MRCOX2中に1つ 、CDJ中に2つの゛V′型ドノドメイン、抗体分子の定常ドメインに相同なC 末端ドメイン(MRCOX2とCD4の各々に1つの°C゛型ドノドメイン含む (Williams、 A、F、およびBarclay、 A、N、、 Ann 、 Rev、 Immunol、 6.381−405 (1988) )。Other proteins contain multiple unpaired antibody-like domains. CD4 and MRCOX2 are each has an N-terminal domain homologous to the variable domain of the antibody molecule (one in MRCOX2 , two ``V''-shaped donodomains in the CDJ, a C homologous to the constant domain of the antibody molecule, Terminal domain (MRCOX2 and CD4 each contain one °C-shaped donodomain) (Williams, A.F., and Barclay, A.N., Ann , Rev. Immunol, 6.381-405 (1988)).

それらの不対ドメインタンパク質と該ドメイン含有抗体との間の三次元構造の類 似は、アミノ酸配列レベルでの相同性にある程度反映される。この場合の配列の 整列は不確かであり得るけれども、アミノ酸相同性は上記の1とほとんど同じ方 法で与えられる。’rhy−iについては、VH残基37.39.91および9 3での整列が比較的簡単である。しかしながら、VH残基45および47はTh y−i との2種類の異なる整列において報告されている(A、F、 Will iamsおよびJ。the kind of three-dimensional structure between those unpaired domain proteins and the domain-containing antibodies; Similarity is partly reflected in homology at the amino acid sequence level. In this case the array Although the alignment may be uncertain, the amino acid homology is almost the same as in 1 above. given by law. For 'rhy-i, VH residues 37.39.91 and 9 3 is relatively easy to align. However, VH residues 45 and 47 are Th reported in two different alignments with y-i (A, F, Will iams and J.

能な整列がある場合、最も適切なものを同定するために別の置換の探究が必要で あるかもしれない。If there are possible alignments, another search for permutations is necessary to identify the most appropriate one. Might happen.

VH一本鎖ドメイン中の暴露される変更VH界面がヒトに抗原性である可能性が ある。これは生体内での療法利用にとって不利であるたろう。ヒトTtty−1 中に天然に存在する残基による置換が、この起こり得る抗原応答を減少させるか もしれない。The exposed modified VH interface in the VH single-chain domain may be antigenic to humans. be. This would be disadvantageous for therapeutic use in vivo. Human Ttty-1 Does substitution with naturally occurring residues in Maybe.

& 界面残基の所での極性アミノ酸の手鋸作為挿入この方策は、あまり直接的で ない方法を使って一重鎖ドメインの改善を可能にする。突然変異誘発用のオリゴ ヌクレオチドを、成るトリブレットの所へのアミノ酸挿入に向けて曖昧さを与え るために、幾つかの位置の塩基の混合物を使って合成する。例えば、本出願人は 、2番目の位置に曖昧性を有するコドンを使うことにより高極性残基であるアス パラギン、セリンまt;はスレオニンの無作為挿入を可能にするであろう方策を 考案した。それらの残基は、例えばVHドメインの界面位置37.45.47. 93および103に挿入することができる。次いで、この突然変異誘発から生じ る243の可能なフレームワークをスクリーニングし、手鋸作為の組合せのうち 所望の性質を存するものを同定することができる。得られた半熱作為集団をスク リーニングするための方策は、ELISAによる抗原結合親和力と非特異的結合 の評価を含むだろう(下記参照)。& Hand-sawn insertion of polar amino acids at interfacial residues This strategy is less direct. This allows for the improvement of single-stranded domains using non-conventional methods. Oligos for mutagenesis Provides ambiguity for the insertion of amino acids into triplets consisting of nucleotides. To achieve this, a mixture of bases at several positions is used. For example, the applicant , by using an ambiguous codon in the second position, the highly polar residue As paragine, serine or threonine; devised. These residues can be found, for example, at interfacial positions 37.45.47. of the VH domain. 93 and 103. Then, resulting from this mutagenesis We screened 243 possible frameworks for Those possessing the desired properties can be identified. The resulting semi-thermal randomized population was screened. The strategy for leaning is to evaluate antigen binding affinity and non-specific binding by ELISA. (see below).

これは、上記の1)および2)に概説した方策に頼ることなく、手鋸作為的な方 式で界面残基を変更するのに用いることができる多数の方策のうちの一例である 。This is a hands-on approach without resorting to the strategies outlined in 1) and 2) above. is one example of the many strategies that can be used to change interfacial residues in Eq. .

本発明は、生体内および試験管内用途のために改善された性質を存する一重鎖ド メイン分子中に、同定した抗体の結合親和性および特異性を導入することができ る。The present invention provides single-stranded drugs with improved properties for in vivo and in vitro applications. The binding affinity and specificity of the identified antibody can be incorporated into the main molecule. Ru.

抗体D1.3のVHドメイン(Vl(01,3)を使ったモデル系を用いて作製 されたフレームワークは、所望の親和力と特異性の抗体分子由来のものイこよる そのCDRの一部分または全部の置換にまり、任意の特異性の抗体のためのフレ ームワ・−りとして使うことができる。これを達成するのには多数の方法がある 。例えば、所望の性質(例えば結合特異性)の抗体のCDRの配列を決定した後 、抗体/抗体ドメインを一層極性にするのに必要なヌクレオチド置換を含むフレ ームワーク領域と面記CDRをコードするオリゴヌクレオチドおよび一連のオリ ゴヌクレオチドを合成する。次いでPCRを使ってこのオリゴヌクレオチドを増 幅し、適当なベクター、例えばIIUC119中にクローニングし、そして細菌 中で生産物を発現せしめることができる。Produced using a model system using the VH domain of antibody D1.3 (Vl(01,3)) The developed framework can be derived from antibody molecules of desired affinity and specificity. Substituting part or all of its CDRs for antibodies of any specificity. It can be used as a mouse. There are many ways to achieve this . For example, after determining the sequence of an antibody's CDRs of desired properties (e.g. binding specificity) , a frame containing the necessary nucleotide substitutions to make the antibody/antibody domain more polar. Oligonucleotides and series of oligonucleotides encoding framework regions and designated CDRs Synthesize gonucleotides. This oligonucleotide is then amplified using PCR. clone into a suitable vector, e.g. IIUC119, and transform it into a bacterial The product can be expressed inside.

あるいは、所望の特異性を有する現存の一重鎖ドメイン抗体中に界面の所に適切 な変更を導入してその抗体の性質を改善することができる。これは、様々な方法 により、例えば部位特異的突然変異誘発、またはPCR(例えばHem5ley 、 A、ら[Nuc、 Ac1ds Res、 16゜6545−6551 ( 1989)]の方法を使って)により、達成することができる。Alternatively, appropriate at the interface into existing single chain domain antibodies with the desired specificity. Modifications can be introduced to improve the properties of the antibody. This can be done in various ways by, e.g., site-directed mutagenesis, or by PCR (e.g., Hem5ley , A, et al [Nuc, Ac1ds Res, 16°6545-6551 ( (1989)].

これに加えて、改善された一重鎖ドメイン抗体は非特異性の減少を示す。これに より提供される一重鎖可変ドメイン抗体の性質は、例えばfdファージ中にクロ ーニングされた一重鎖ドメインを使って、所望の特異性および親和性の一重鎖ド メイン抗体の選択を可能にする。本発明に記載されるフレームワークをfdファ ージ中にクローニングしそして現存のCDRをCDRのレパートリ−により置換 して一重鎖ドメイン抗体分子の新規集団を作製することができ、その新規集団を 所望の結合特異性についてスクリーニングすることができる。あるいは、例えば 、Wardら(1989,前掲)により記載されたように一重鎖ドメイン抗体を 単離することもできるが、それらの親和力と特異性に改善を要する場合がある。In addition to this, improved single chain domain antibodies exhibit reduced non-specificity. to this The properties of single chain variable domain antibodies provided by single-stranded domains of desired specificity and affinity. Allows selection of main antibody. The framework described in this invention can be clone into a repertoire of CDRs and replace existing CDRs with a repertoire of CDRs. A new population of single-chain domain antibody molecules can be created by Can be screened for desired binding specificity. Or for example , single chain domain antibodies as described by Ward et al. (1989, supra). Although they can be isolated, their affinity and specificity may require improvement.

それらの抗体からのCDRを本発明に記載の極性フレームワーク中にクローニン グし、fdファージ中にクローニングされた一重鎖ドメインに挿入することかで きる。次いてそれらのCDRの無作為突然変異誘発を行い、アフィニティー法を 使って所望の親和性および特異性の抗体の選択を行う、二とができる。Cloning the CDRs from those antibodies into the polar framework described in this invention by inserting it into the single-stranded domain cloned into fd phage. Wear. Next, we perform random mutagenesis of those CDRs and use the affinity method. can be used to select antibodies of desired affinity and specificity.

本明細書中の実施例15と16は、より極性の大きいフレームワークを有するV HDl、3の誘導体を、結合活性を保持した状態て遺伝子■タンパク質(McC afferty、J、ら、1990、Na、ture 348. p552−5 54)との融合体としてファージ上に表示できることを示す。ファージ上への表 示は、手鋸作為的突然変異誘発法によるフレームワーク残基の所での置換の組合 せの作製(その−例が実施例11に与えられる)およびその後の好ましい結合特 性を有するものの選択を可能にする。Examples 15 and 16 herein demonstrate that V with a more polar framework A derivative of HDl, 3 was added to gene ■ protein (McC) while retaining its binding activity. affinity, J. et al., 1990, Na, ture 348. p552-5 54) and can be displayed on phage. Table on phage Shown are combinations of substitutions at framework residues by deliberate mutagenesis. Preparation of the fibers (an example of which is given in Example 11) and subsequent preferred bonding characteristics Enables selection of gender.

本発明の改善された一重鎖ドメイン抗体は従来の一重鎖ドメイン抗体の優秀な変 形を構成するので、免疫グロブリン(Ig)およびそれらの分子または断片のス ーパーファミリーと同様に多数の方法で利用することができる。例えば、1g分 子は調査、療法(例えば癌療法、免疫状態の板形、および病原体により引き起こ される病気の治療)、診断(例えばホルモン状態の評価)、ホルモンまたは成長 因子の活性の板形、検出、バイオセンサー、触媒、他の分子の精製、および製薬 産業における治療化合物についてのスクリーニング操作において利用されている 。改良一本鎖ドメイン抗体の低い非特異的結合は、上記用途に特に有用であると わかるだろう。The improved single chain domain antibodies of the present invention are superior variations of conventional single chain domain antibodies. The structure of immunoglobulins (Igs) and their molecules or fragments As with the superfamily, it can be used in a number of ways. For example, 1g The child may be diagnosed with research, therapy (e.g. cancer therapy, immune status plateaus, and pathogen-induced diagnosis (e.g. assessment of hormonal status), hormonal or growth Plates, detection of activity of factors, biosensors, catalysts, purification of other molecules, and pharmaceuticals Used in screening operations for therapeutic compounds in industry . The low non-specific binding of improved single-chain domain antibodies makes them particularly useful for the above applications. You'll understand.

親水性の増加は、アフィニティークロマトグラフィー、特に弱アフィニティーク ロマトグラフィー(Zopf、 D、および0hlson、 S、。Increased hydrophilicity can be achieved by affinity chromatography, especially weak affinity Chromatography (Zopf, D., and Ohlson, S.).

Nature 346.87−89.1990)の際の結合分子としてのそれら の利用に特に重要であろう。Nature 346.87-89.1990). This may be particularly important for the use of

抗イデイオタイプ改良一本鎖ドメイン抗体を作ることもできる。Anti-idiotype-improved single chain domain antibodies can also be made.

抗イデイオタイプ特異性(Methods Enzymol、178. J、J 、 Langone ’編、 Academic Press (1989)  )は二段階法で作製される。第一に、特定の抗原またはエピトープに対して向け られた抗体Aをそのまま使って別の抗体を惹起せしめる。抗A抗体の一部である 抗体Bは、Bの抗原結合部位がへのそれに相補的であるような抗体への抗原結合 部位に対して向けられるだろう。要するに、抗イデイオタイプ抗体である抗体B の抗原、結合部位は、抗体Aにより認識されるもとの抗原またはエピトープを構 造上模倣する。もとの抗原はタンパク質、または他の任意の化合物、例えば炭水 化物もしくはステロイドであることができ、そして操作のいずれかの段階で使う 抗体が改良−重鎖トメイン抗体であることができる。最終の抗イデイオタイプ抗 体が本明細書中に記載のように製造された改良−重鎖ドメイン抗体であることも でき、または抗イデイオタイプ決定基が改良−重鎖ドメイン抗体フレームワーク 中に移行される免疫グロブリンスーパーファミリーの分子であることもできる。Anti-idiotype specificity (Methods Enzymol, 178. J, J , edited by Langone, Academic Press (1989) ) is prepared in a two-step process. First, directed against a specific antigen or epitope Antibody A thus obtained is used as is to raise another antibody. Part of the anti-A antibody Antibody B binds antigen to an antibody such that the antigen binding site of B is complementary to that of It will be directed against the body part. In short, antibody B, which is an anti-idiotype antibody, The antigen, binding site constitutes the original antigen or epitope recognized by antibody A. to imitate. The original antigen may be a protein or any other compound, such as carbohydrates. can be a chemical or steroid and is used at any stage of the operation The antibody can be a modified-heavy chain domain antibody. Final anti-idiotype anti The body may also be an improved heavy chain domain antibody produced as described herein. improved anti-idiotypic determinants - heavy chain domain antibody frameworks It can also be a molecule of the immunoglobulin superfamily that is transferred into the immune system.

そのような抗イデイオタイプ分子は様々な用途に有利である(Methods  Enzymol、178. J、J、 Langone編、 Academic  Press(1989):l。それらとしては、癌の治療並びに細菌、ウィル スおよび寄生生物により引き起こされる病気の治療のためのワクチンが挙げられ る。それらは上述の病原体に対する細胞レセプターをブロックするため、並びに ホルモンに対する細胞レセプターをブロックするために用いることができる。そ れらは診断操作において、例えばELISAにおいて抗原やペプチドの代わりと しても有益である。抗イデイオタイプ特異性は製薬産業において有用であること が知られている(Methods Enzymol、+78. J、J、 La ngone IN、 Academic Press(1989))。Such anti-idiotypic molecules are advantageous for a variety of applications (Methods Enzymol, 178. Edited by J. J. Langone, Academic Press (1989): l. These include cancer treatment, bacteria, and viruses. vaccines for the treatment of diseases caused by viruses and parasites. Ru. They block cellular receptors for the pathogens mentioned above, as well as Can be used to block cellular receptors for hormones. So They can be used as substitutes for antigens and peptides in diagnostic procedures, e.g. in ELISA. It is also beneficial. Anti-idiotype specificity is useful in the pharmaceutical industry is known (Methods Enzymol, +78. J, J, La ngone IN, Academic Press (1989)).

本発明は、免疫グロブリン([g)スーパーファミリーの分子から誘導される改 良−重鎖ドメイン抗体およびレセプター、前記改良を選択および実施する方法、 並びに調査、療法、診断、精製、触媒および新規治療薬の開発における前記抗体 およびレセプターの利用並びにそのためのキットに関する。The present invention relates to modifications derived from the immunoglobulin ([g) superfamily of molecules. Good-heavy chain domain antibodies and receptors, methods for selecting and implementing said improvements, and said antibodies in research, therapy, diagnosis, purification, catalysis and development of new therapeutics. and the use of receptors and kits therefor.

実施例1 グルタミンでのバリン37の置換による一層極性の大きいフレームワ ークを有するVHDl、3の調製図1は、突然変異誘発実験に使用するpUc1 19 VHDl、3クローンのヌクレオチド配列とアミノ酸配列を示す(War dら、 1989.前掲)。Example 1 More polar framework by replacing valine 37 with glutamine Preparation of VHDl,3 with pUc1 pUc1 used for mutagenesis experiments. 19 VHDl, nucleotide and amino acid sequences of 3 clones are shown (War d et al., 1989. (cited above).

VLと相互作用するVHドメイン中のアミノ酸残基は37.39.45.47゜ 91.93および103と同定されている(Amitら(1986)前掲、 C hothia。The amino acid residues in the VH domain that interact with VL are 37.39.45.47° 91.93 and 103 (Amit et al. (1986) supra, C hotia.

C9ら(1986)前掲〕。免疫グロブリン配列の編集物〔例えば、Kabat 。C9 et al. (1986) supra]. Compilations of immunoglobulin sequences [e.g. Kabat .

E、 A、ら、”5equences of Proteins of rmm unological 1nterest”、U、S、 Department  of Health and Human 5ervices (1987)  )を使って、VHドメイン中に天然に存在するアミノ酸を調査した。天然重鎮 中の37.39.45.47.91.93および103位において置換が見つか った。次の実施例における突然変異誘発による界面残基の置換にむけて、現在ま でに配列決定されている抗体の中でそれらの各残基の所の最大極性置換を選択し た。E, A, et al. “5 sequences of Proteins of rmm unological 1nterest", U, S, Department of Health and Human 5 services (1987) ) was used to investigate naturally occurring amino acids in VH domains. natural heavyweight Substitutions were found at positions 37.39.45.47.91.93 and 103 in It was. We are currently working on replacing interfacial residues by mutagenesis in the next example. Select the most polar substitutions at each of those residues among the antibodies that have been sequenced in Ta.

残基37は、調査した434配列のうちの38′5がバリンである。他の48配 列では、脂肪族アミノ酸に置換されていた。残りの1つの例であるヒト重鎮疾患 の症例では、有意に極性の大きい残基であるグルタミンに置換されていた。VH Dl、3中へのこの変異の組み込みのためにオリゴヌクレオチド(図2に記載の VHMLITVAL)をデザインした。Residue 37 is 38'5 valine out of 434 sequences investigated. Other 48 placements In the sequence, an aliphatic amino acid was substituted. One remaining example, a major human disease In this case, it was replaced with glutamine, a significantly more polar residue. VH Oligonucleotides (described in Figure 2) for the incorporation of this mutation into Dl,3 VHMLITVAL) was designed.

この変異および下記の実施例に記載の他の変異を種々の組み合わせにおいて集成 して、更なる新規誘導体を作製することができる。Assembling this mutation and other mutations described in the Examples below in various combinations Further new derivatives can be created.

試験管内突然変異誘発 (1)試験管内突然変異誘発の前に、図2に記載のオリゴヌクレオチドをApp lied Biosystems 391 DNA合成装置上で合成し、標準技 術(Sambrook、 J、ら“Mo1ecular Cloning: a  1aboratory manual (第2版) ” 、 Co1d Sp ring Harbor Laboratory Press、 11.23) を使って尿素−アクリルアミドゲル上で精製した。In vitro mutagenesis (1) Before in vitro mutagenesis, apply the oligonucleotides described in Figure 2 to App. Synthesized on a Lied Biosystems 391 DNA synthesizer and performed using standard techniques. Technique (Sambrook, J., et al. “Mo1ecular Cloning: a 1 Laboratory Manual (2nd Edition)”, Co1d Sp ring Harbor Laboratory Press, 11.23) was purified on a urea-acrylamide gel using

(2)突然変異誘発用の一本鎖DNA鋳型の調製。本発明を例証するのに用いる VHDl、3抗体遺伝子(Wardら、 +989.前掲)をプラスミドpUc  119 (Sambrook、J、ら ’Mo1ecular Clonin g: a laboratorymanual (第2版) ” 、 Co1d  Spring Harbor Laboratory Press。(2) Preparation of single-stranded DNA template for mutagenesis. used to illustrate the invention VHDl, 3 antibody gene (Ward et al., +989, supra) on plasmid pUc 119 (Sambrook, J. et al. Mo1ecular Clonin g: a laboratorymanual (2nd edition) ”, Col1d Spring Harbor Laboratory Press.

1.14)上に担持させた。増殖および精製のための標準技術(Sambroo k、J、ら Mo1ecular Cloning: a 1aborator y manual (第2版) ”、 Co1d Spring Harbor  Laboratory Press、 4.46)を使って、該プラスミドを 含有するTG1細胞をMI3 KO7O7ヘルパーファージ染せしめることによ り一本鎖鋳型DNAを調製した。1.14) Supported on. Standard techniques for propagation and purification (Sambroo k, J, et al Mo1ecular Cloning: a1aborator y manual (2nd edition)”, Co1d Spring Harbor Laboratory Press, 4.46) to transform the plasmid into By staining the containing TG1 cells with MI3 KO7O7 helper phage. A single-stranded template DNA was prepared.

(3)製造業者の指示通りに”In vitro Mutagenesis S ystem、 Oligo−nueleotide directed I[’ ″(Amersham International)を使って部位特異的突然 変異誘発を実施した。突然変異誘発から生じたアンピシリン耐性コロニーを、  100μg/イのアンピシリンを含む2YT(2YT=水1jl’あたりバクト ートリプトン16g、酵母エキス10 g、NaC15g)中で一晩増殖させた 。それらの培養物を新鮮な2YT中に希釈し、そして上記(2)と同様なM2S  KO7感染により一本鎖鋳型DNAを調製した。5equenase 2.0 型キツトを使ったDNA配列決定により変異体を確かめた。(3) “In vitro Mutagenesis S” according to the manufacturer’s instructions. system, Oligo-nueleotide directed I[' ” (Amersham International) Mutagenesis was performed. ampicillin-resistant colonies resulting from mutagenesis, 2YT containing 100 μg/I of ampicillin (2YT = Bacto per 1 jl of water) - grown overnight in 16 g tryptone, 10 g yeast extract, 15 g NaC) . The cultures were diluted in fresh 2YT and M2S similar to (2) above. Single-stranded template DNA was prepared by KO7 infection. 5equenase 2.0 The mutant was confirmed by DNA sequencing using a type kit.

実施例1に記載のものと同様な論理および方法を使って、39位の所へのグルタ ミン酸残基の導入のためのすリボヌクレオチドVHMUTGLN (図2)をデ ザインした。この置換は、調査した420の重鎮のうちの1つに認められる。グ ルタミン酸はグルタミンよりもわずかに極性が大きいと考えられるCRoseら 、 5cience 229.834−838゜1985) 。Gluta to position 39 using logic and methods similar to those described in Example 1. Decode the ribonucleotide VHMUTGLN (Figure 2) for the introduction of mic acid residues. I signed it. This substitution is found in 1 of the 420 stalwarts investigated. Group Rutamic acid is thought to be slightly more polar than glutamine. CRose et al. , 5science 229.834-838°1985).

実施例1に記載のものと同様な論理および方法を使って、45位のロイシンのグ ルタミンでの置換を導入するオリゴヌクレオチドVHMUTLEU (図2)を デザインした。この変更は、調査した402の配列のうちの2つに認められる( 396はこの位置にロイシンを有する)。Using logic and methods similar to those described in Example 1, the leucine group at position 45 was Oligonucleotide VHMUTLEU (Figure 2) introducing the substitution with rutamine Designed. This change was observed in two of the 402 sequences examined ( 396 has a leucine at this position).

この位置にグルタミンを含む抗体の1つは、抗旧、6D−ガラクタンに特異的な マウス抗体である。One of the antibodies containing glutamine at this position is anti-old, specific for 6D-galactan. It is a mouse antibody.

実施例4 アスパラギン酸でのトリプトファン47の置換による一層極性の大き いフレームワークを有するVHDl、3の調製実施例1に記載のものと同様な論 理および方法を使って、47位の所へのアスパラギン酸の導入のためのオリゴヌ クレオチドVl(M[JTWI)(図2)をデザインした。この置換は、調査し た392の重鎮のうちの1つに認められる。Example 4 More polarity due to substitution of tryptophan 47 with aspartic acid Preparation of VHD1,3 with a unique framework Similar reasoning to that described in Example 1 oligonucleotide for the introduction of aspartic acid at position 47 using Creotide Vl (M[JTWI) (Figure 2) was designed. This replacement is It is recognized as one of the 392 important figures.

実施例5 スレオニンでのチロシン91の置換による一層極性の大きいフレーム ワークを有するVHDI。3の調製実施例1に記載のものと同様な論理および方 法を使って、91位の所へのスレオニンの導入のためのオリゴヌクレオチドVH MUTTYRをデザインした。この置換は、調査した398の重鎮のうちの1つ に認められる。Example 5 More polar frame by substitution of tyrosine 91 with threonine VHDI with work. Similar logic and method to that described in Preparation Example 1 of 3. Oligonucleotide VH for the introduction of threonine at position 91 using the method I designed MUTTYR. This substitution was one of 398 stalwarts investigated. recognized.

実施例6 セリンでのアラニン93の置換による一層極性の大きいフレームワー クを有するVHDl、3の調製実施例Iに記載のものと同様な論理および方法を 使って、93位のアラニンをセリンで置換するためのオリゴヌクレオチドVHM UTALA(図2)をデザインした。この置換は、調査した410の重鎮のうち の4つに認められる。それらの1つはマウス抗B2.1フルクトサンの中にある 。Example 6 More polar framework by substitution of alanine 93 with serine Preparation of VHDl, 3 with a similar logic and method as described in Example I. Oligonucleotide VHM to replace alanine at position 93 with serine using We designed UTALA (Figure 2). This substitution was found among the 410 heavyweights investigated. It is recognized in four cases. One of them is in mouse anti-B2.1 fructosan .

置換による一層極性の大きいフレームワークを有するVHDl、3の調製 実施例1に記載のものと同様な論理および方法を使って、103位の所へのグル タミン酸およびチロシンそれぞれの導入のための2つのオリゴヌクレオチドVH MIJTTRPおよびVHMUTWY (図2)をデザインした。これらの置換 は、調査した308の重鎮の中に各々1度認められる。グルタミン酸はトリプト ファンよりもずっと極性が大きい。Preparation of VHD1,3 with a more polar framework by substitution Using similar logic and methods as described in Example 1, group to position 103. Two oligonucleotides VH for the introduction of tamic acid and tyrosine respectively We designed MIJTTRP and VHMUTWY (Figure 2). These substitutions were found once in each of the 308 heavyweights surveyed. Glutamic acid is tryptic acid It's much more polar than the fans.

チロシンはトリプトファンよりも極性が大きいけれども、−要保存的な置換であ る。Although tyrosine is more polar than tryptophan, it is a conservative substitution. Ru.

rhy−tは免疫グロブリンスーパーファミリーの一重鎖ドメインタンパク質で ある。rhy−tの残基と免疫グロブリン重鎮の残基との整列はWilliam sにより行われている(A、F、 WilliamsおよびJ、 Gagnon 。rhy-t is a single-chain domain protein of the immunoglobulin superfamily. be. Alignment of rhy-t residues with immunoglobulin heavy residues was performed by William (A, F, Williams and J, Gagnon .

5cience 216.696−703. 1982 : A、F、 Wil liamsおよびA、N、 Barclay。5science 216.696-703. 1982: A, F, Will liams and A.N. Barclay.

Ann、 Rev、 Immunol、 6.381−405.1988)。両 刊行物ではVHドメインの残基37.39.91および93がThy−1の同一 残基と整列されているけれども、45および47位の残基は異なる残基と整列さ れ、それらの位置の隣接アミノ酸の相同性が低いことを反映している。Will iams &Gagnon (1982)前掲により公表された整列を使って、 相同のThy−を位置に見つかる37.39および47位の最大極性残基を導入 するためにオリゴヌクレオチドVHTHY−1(図3)をデザインした。実施例 1と同様に突然変異誘発を実施した。生じたアミノ酸置換を図4に示す。Ann, Rev. Immunol, 6.381-405.1988). both In the publication, residues 37.39.91 and 93 of the VH domain are identical to Thy-1. residues, but the residues at positions 45 and 47 are aligned with different residues. , reflecting the low homology of the adjacent amino acids at those positions. Will Using the alignment published by Iams & Gagnon (1982) supra, Introducing the most polar residues at positions 37, 39 and 47 found in the homologous Thy- Oligonucleotide VHTHY-1 (Figure 3) was designed to do so. Example Mutagenesis was performed in the same manner as in 1. The resulting amino acid substitutions are shown in Figure 4.

残基での91.93および103位の残基の置換による、一層極性の大きいフレ ームワークを有するVHDl、3の調製実施例8に記載の方法を使って、相同T by−1残基の所にVH残基91゜93および103の最大極性置換を組み込む ためにオリゴヌクレオチドVHTHY−2(図3)をデザインした(Kabat 、 E、A、ら、“5equencesof Proteins of [mm unological Interest”、 U、S、 Departmen t ofHealth and Human 5ervices (+987) ) o VH界面に相同な残基の所に、全体として最も極性であると思われるラ ット脳’rhy−+中の同位置に見つかる残基を組み込むために別のオリゴヌク レオチドVHT)IY−3(図3)をデザインした。突然変異誘発は実施例1に 記載の通りである。生じたアミノ酸変化を図4に示す。Substitution of residues at positions 91, 93 and 103 to create a more polar spectrum Preparation of VHDl, 3 with a framework using the method described in Example 8. Incorporating maximum polar substitutions of VH residues 91°93 and 103 at the by-1 residue We designed the oligonucleotide VHTHY-2 (Figure 3) for this purpose (Kabat , E, A, et al., “5 sequences of proteins of [mm unological Interest", U, S, Department of Health and Human 5 services (+987) ) o At residues homologous to the VH interface, place a label that is considered to be the most polar overall. Another oligonucleotide was used to incorporate residues found at the same position in the rat brain’rhy-+. Reotide VHT) IY-3 (Figure 3) was designed. Mutagenesis is described in Example 1. As described. The resulting amino acid changes are shown in Figure 4.

実施例10 免疫グロブリンファミリータンパク質Thy−tからの相同残基で の37.39.47.91.93および103位の残基の置換による、一層極性 の大きいフレームワークを有するVHDl、3の調製鋳型として変異タンパク質 VHTHY−1のDNA配列、並びに部位特異的変異を組み込むための変異オリ ゴヌクレオチドVHTHY−2およびVHTHY−3(図3)を使って、実施例 1に記載の如く突然変異誘発実験を実施することにより、実施例8と9に詳述し たアミノ酸変更を組み合わせた。Example 10 Homologous residues from immunoglobulin family protein Thy-t more polar by substitution of residues at positions 37, 39, 47, 91, 93 and 103 of Preparation of VHD1 with a large framework of 3 mutant proteins as a template VHTHY-1 DNA sequence and mutation ori- ties for incorporating site-directed mutations Examples using the oligonucleotides VHTHY-2 and VHTHY-3 (Figure 3) By performing mutagenesis experiments as described in Example 1, the results are as detailed in Examples 8 and 9. combined amino acid changes.

実施例11 アスパラギン、スレオニンまたはセリンでの37.45.47゜9 3および103位の残基の置換による、一層極性の大きいフレームワークを有す るVHDl、3の調製 37、39.45.47.91.93および103位の各々にトリブレットGX T (ここでXは塩基C,GおよびTの任意混合物である:図5)を含むオリゴ ヌクレオチドを調製する。実施例1に記載のような突然変異誘発プライマーとし てのそれらの使用は、塩基が組み込まれたものに依存してそれぞれSer、 T hrおよびAsnの挿入をもたらすだろう。次いて生した誘導体を抗原結合およ び改善された性質についてスクリーニングする。Example 11 37.45.47°9 with asparagine, threonine or serine with a more polar framework due to substitution of residues at positions 3 and 103 Preparation of VHDl,3 37, 39.45.47.91.93 and 103rd position each with triplet GX T (where X is any mixture of bases C, G and T: Figure 5) Prepare the nucleotides. As a mutagenic primer as described in Example 1 Their use in Ser, T, respectively, depends on which base is incorporated. This will result in the insertion of hr and Asn. The resulting derivative is then subjected to antigen binding and and improved properties.

実施例12 VHThy−1およびV)fThy−2変異一本鎖ドメイン抗体の 抗原結合状態の評価 実施例8および9に記載のようにして作製されたVHDl、3界面変異体VHT hy−1およびVHThy−2を、リゾチーム結合活性について評価した。変異 一本鎖ドメイン抗体の抗原結合状態は、当業界で公知の技術に従ってEL[SA  (エンザイムリンクトイムノソルベントアッセイ)により測定した。Example 12 VHTy-1 and V) fThy-2 mutant single chain domain antibodies Evaluation of antigen binding status VHDl, 3-interface mutant VHT produced as described in Examples 8 and 9 hy-1 and VHTy-2 were evaluated for lysozyme binding activity. mutation The antigen binding state of single chain domain antibodies is determined by EL[SA It was measured by (enzyme linked immunosorbent assay).

これは、抗原−抗体結合を測定するのに利用することかできる広範囲の方法のう ちのわずか1つにすぎない。他のものとしては、ウェスタンブロッティング、競 合ラジオイムノアッセイおよび蛍光消光か挙げられる。This covers a wide range of methods that can be used to measure antigen-antibody binding. It's just one of them. Others include Western blotting, competitive Examples include combined radioimmunoassay and fluorescence quenching.

変異一本鎖ドメインによるリゾチーム結合についてのELISAは次の通り実施 した。ELISA for lysozyme binding by mutant single-stranded domains was performed as follows. did.

アンピシリン耐性クローンの一晩培養物を新鮮な2YT(100μg/mlのア ンピシリンを含む)中に110希釈し、そして37°Cで1時間増殖させた。イ ソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド([PTG)を1mMの最終濃度 に添加し、37°Cにて更に24〜30時間細胞を培養した。EL[SAで直接 使用するために遠心によって上清を調製した。An overnight culture of ampicillin-resistant clones was grown with fresh 2YT (100 μg/ml aliquots). (containing ampicillin) and grown for 1 hour at 37°C. stomach Sopropyl-β-D-thiogalactopyranoside ([PTG) at a final concentration of 1 mM and cultured the cells for an additional 24-30 hours at 37°C. EL[SA directly Supernatant was prepared by centrifugation for use.

l) プレート(Falconミクロテスト■フレキシブルプレート)を、50 mM NaHCO+、 pH9,6中のImg/mlの鶏卵リゾチーム2ooL tl/ウエルにより室温で一晩コーティングした。l) Plate (Falcon Microtest ■Flexible Plate), 50 2ooL of Img/ml chicken egg lysozyme in mM NaHCO+, pH 9,6 Coated overnight at room temperature by tl/well.

2) リン酸塩緩衝化塩溶液(PBS)での3回洗浄によりウェルをすすぎ、3 00μE/ウエルのPBS中2%スキムミルク粉末を使って37°Cにて2時間 ブロックした。2) Rinse wells with 3 washes with phosphate buffered saline (PBS); 00μE/well of 2% skim milk powder in PBS for 2 hours at 37°C. Blocked.

3) PBSでの3回洗浄によりウェルをすすぎ、200μlの培養上清を添加 し、そして室温で2時間インキュベートした。3) Rinse the wells by washing 3 times with PBS and add 200 μl of culture supernatant. and incubated for 2 hours at room temperature.

4) 0.05%T+veen 20/PBSて2回、そしてPBSて3回、ウ ェルを洗浄した。4) 0.05%T+veen 20/PBS 2 times, PBS 3 times, U The well was washed.

5)2%スキムミルク粉末/PBS中のFv断片に対するウサギポリクローナル 抗血清の適当な希釈液(1:1OOO) 200μ!を各ウェルに添加し、2時 間インキュベートした。5) Rabbit polyclonal against Fv fragment in 2% skim milk powder/PBS Appropriate dilution of antiserum (1:1OOO) 200μ! to each well and at 2 o'clock Incubated for a while.

6) (4)の通りに洗浄を繰り返した。6) Repeat the washing as in (4).

7)2%スキムミルク粉末/PBS中の、西洋ワサビペルオキシダーゼ接合ヤギ 抗ウサギ抗体(Sigma)の適当な希釈液(1:5000) 200μ!を各 ウェルに添加し、そして室温で1時間インキユベートシた。7) Horseradish peroxidase conjugated goat in 2% skim milk powder/PBS Appropriate dilution (1:5000) of anti-rabbit antibody (Sigma) 200μ! each wells and incubated for 1 hour at room temperature.

8) (41の通りに洗浄を繰り返した。8) (Repeat washing as in 41.

9) 200μβの2.2′−アジノービス(3−エチルチアゾリンスルホン酸 ) [Sigmal (10mlあたりluI!の30%過酸化水素/水を含む クエン酸緩衝液(クエン酸緩笥液は、100 dあたり54m1の50mMクエ ン酸+46−の50mMクエン酸三ナトリウムを含んで成る)中0.55■/  ml! )を各ウェルに添加し、そして室温で10分間まで発色させた。9) 200μβ of 2,2'-azinobis(3-ethylthiazolinesulfonic acid) ) [Sigmal (contains 30% hydrogen peroxide/water of luI! per 10ml) Citrate buffer (Citrate buffer is 54ml of 50mM quench per 100d) (containing 50mM trisodium citrate of +46-) ml! ) was added to each well and allowed to develop for up to 10 minutes at room temperature.

50mMクエン酸pH4,3中の0.05%アジ化ナトリウムを添加することに より反応を停止させた。Titertek Multiskan M、C,中で 405 nmにおいてELISAプレートを読み、各ウェル中の光学濃度の読み を与えた。光学濃度の読みは、ELISAに使用した一次抗体(この場合は一重 鎖ドメイン抗体)の量および親和力に比例する。By adding 0.05% sodium azide in 50mM citric acid pH 4.3 The reaction was further stopped. Titertek Multiskan M, C, inside Read the ELISA plate at 405 nm and take the optical density reading in each well. gave. The optical density reading is based on the primary antibody used in the ELISA (in this case, single chain domain antibody) and is proportional to the amount and affinity of the antibody.

図6に示した結果は、それらの変異体がリゾチームを結合する能力を保持してい たことを証明する。vHrhy−i変異体は、親のVHDl、3よりも高いリゾ チーム結合活性の親和力/量を有し、一方変異体VHThy−2はわずかに低い と思われる。The results shown in Figure 6 indicate that these mutants retain the ability to bind lysozyme. prove that. The vHrhy-i mutant has a higher lysovirus than the parental VHDl,3. has an affinity/amount of team-binding activity, whereas mutant VHTy-2 has slightly lower I think that the.

問題の複雑性(上記参照)を仮定すれば、この結果は驚くべきことであり、この 明細書中に教示されるように、抗原結合を過度に傷つけることなくVH一本鎖ド メイン抗体の性質が驚くべき程に改善され得るという論点を強化する。Given the complexity of the problem (see above), this result is surprising; As taught in the specification, VH single-chain dosing can be achieved without unduly impairing antigen binding. This strengthens the argument that the properties of the main antibody can be surprisingly improved.

実施例13 VHMutTrp、 VHlliutLeuおよびVHThy−3 変異一本鎖ドメイン抗体の抗原結合状態の評価 それぞれ実施例3,7および9に記載の通りに作製したVHDl、3界面変異体 VHMutLeu、 VHMutTrpおよびVHThy−3をリゾチーム結合 活性について評価した。変異−重鎖結合ドメインの抗原結合状態を実施例12に 記載の通りELISAにより測定した。図7に示した結果は、それらの変異体が リゾチームを結合する能力を保持していたことを証明する。Example 13 VHMutTrp, VHlliutLeu and VHTy-3 Evaluation of antigen binding status of mutant single chain domain antibodies VHDl, 3 interface mutants prepared as described in Examples 3, 7 and 9, respectively. Lysozyme binding of VHMutLeu, VHMutTrp and VHTy-3 The activity was evaluated. The antigen binding state of the mutant-heavy chain binding domain is shown in Example 12. Measured by ELISA as described. The results shown in Figure 7 indicate that those mutants Proving that it retained the ability to bind lysozyme.

実施例14 VHThy−1,Thy−2: VHThy−1,Thy−3およ びVHMutWD変異一本鎖ドメイン抗体の抗原結合状態の評価それぞれ実施例 1Oおよび4に記載の通りに作製したVHDl、3界面変異体VHThy(、T hy−2: VHThy−1,Thy−3およびVHMutWD ヲ’Jゾチー ム結合活性について評価した。変異−重鎖結合ドメイン抗体の抗原結合状態を実 施例12に記載の通りEL(SAにより測定した。図8に示した結果は、それら の変異体がリゾチームを結合する能力を保持していたことを証明する。Example 14 VHTy-1, Thy-2: VHTy-1, Thy-3 and Evaluation of antigen binding state of VHMutWD mutant single chain domain antibody VHDl, 3-interface mutant VHThy (, T hy-2: VHThy-1, Thy-3 and VHMutWD wo'Jzochy The membrane binding activity was evaluated. Mutations - Heavy chain binding domain Determines the antigen binding status of antibodies. Measured by EL (SA) as described in Example 12. The results shown in FIG. demonstrate that the mutant retained the ability to bind lysozyme.

このように、リゾチームを結合する能力に影響を及ぼすことなく該ドメインの極 性を増加させる広範囲の変化(6アミノ酸置換)をVH界面に行うことができる 。本明細書中に教示した置換を選択するのに用いたアプローチは、いずれのVH ドメインにも適用できると期待される。In this way, the polarity of the domain can be modified without affecting its ability to bind lysozyme. A wide range of changes (6 amino acid substitutions) can be made to the VH interface that increase the . The approach used to select substitutions as taught herein does not apply to any VH It is expected that it can be applied to domains as well.

鋳型としての変異タンパク質VHThy−1のDNA配列と部位特異的変異を組 み込むための変異オリゴヌクレオチドVHThy−2とを使うことによって実施 例10で作製された誘導体VHThy−1,Thy−2をコードする遺伝子を、 遺伝子■タンパク質との融合体としてこのVHドメインをファージ上に表示する ためにベクターfdPs/Bs中にサブクローニングした。ベクターfdPs/ Bsは、クローニングのためのPstlおよびBstB11制限部位を含むこと 以外はfdcATl (MeCafferty、 J、ら。Assemble the DNA sequence of the mutant protein VHTy-1 as a template and site-directed mutagenesis. carried out by using the mutated oligonucleotide VHTy-2 to The genes encoding the derivatives VHTy-1 and Thy-2 produced in Example 10 were Gene ■Display this VH domain on the phage as a fusion with the protein For this purpose, it was subcloned into the vector fdPs/Bs. Vector fdPs/ Bs contains Pstl and BstB11 restriction sites for cloning Other than fdcATl (MeCafferty, J, et al.

1990、 Nature 348. p552−554)と同じである(図9 )。1990, Nature 348. p552-554) is the same as (Figure 9 ).

標準法(Sambrookら、 1989.前掲)を使ってpUc119 VH Thy−1,ThY−2DNAのミニ調製物を調製した。プライマーRVHTH YFORおよびKSJ6を使ってPCRによりVHThy−1,Thy−2コ一 ド配列を増幅せしめた。pUc119 VH using standard methods (Sambrook et al., 1989, supra). A mini preparation of Thy-1, ThY-2 DNA was prepared. Primer RVHTH VHTy-1 and Thy-2 were isolated by PCR using YFOR and KSJ6. The code sequence was amplified.

RVHTHYFOR 5’ TGA GGA GACGGT GACCGT GGT GCCTTG  GCCAGT G 3’これはVHThy−1,Thy−2遺伝子の3′末端f 、:BstE11部位を導入する。RVHTHYFOR 5' TGA GGA GACGGT GACCGT GGT GCCTTG GCCAGT G 3' This is the 3' end f of VHTy-1, Thy-2 gene , :Introduces the BstE11 site.

5J6 5’ AGG TGCAGCTGCAGG AGT CAG G 3’これはV HThy−4,7hy−2遺伝子の5′末端にPst[部位を導入する。5J6 5' AGG TGCAGCTGCAGG AGT CAG G 3' This is V A Pst site is introduced at the 5' end of the HThy-4,7hy-2 gene.

PCRは、全量100μfにおいて20mM Tris (70°CでpH7, 3)。PCR was performed using 20mM Tris (pH 7 at 70°C, 3).

50mM KCl、 4mM MgC1z、 0.01%ゼラチン、ioμuの 各オリゴヌクレオチド、 1mMの各dNTP、 5単位のTaqポリメラーゼ および約50 ngのpcU119 VHThy−1,Thy−2DNAを使っ て実施した。PCR反応生成物をエタノール沈澱せしめ、そして20u1.のl omM Tris、 pH8,0,0,1mMEDTA中に再懸濁した。lOμ m部分を全量50μβにおいてNEB緩衝液2中でPstI (20単位)とB stEll (2o単位)により37°Cにて2時間消化した(制限酵素はNe w England Biolabs、 CP Labs、 B15hopsS tortfordから入手した)。消化後、反応混合物をフェノール抽出し、エ タノール沈澱せしめた。生成物を1%アガロース−Tris酢酸塩−EDTAゲ ル上で電気泳動し、そして約350 bpのバンドを切り取り、Genecle an (Bio 101、La Jolla、 Ca1ifornia)を使っ てDNAを精製した。標準法(Sambrookら、 1989.前掲)を使っ てベクターDNA (fdPs/Bs RF型)を調製した。このDNA (1 ,2μg)を100μfのNEB緩衝液3中でPst[とBstEll (50 単位)により37°Cにて90分間消化した。生成物をフェノール抽出し、エタ ノール沈澱せしめ、そして再懸濁したDNAをSambrookら(1989, 前掲)により記載されたようにしてホスファターゼ処理した。調製用0.7%T ris−はう酸塩−EDTA−アガロース電気泳動を行い、約9kbのバンドを 切り取り、Genecleanを使ってDNAを精製し、そして10ttlのl omM Tris、pH8,0,0,1mM EDTA中に再懸濁した。消化し たベクターと挿入断片DNA各5μβを使って10μ!のNEBリガーゼ緩衝液 中て200単位のT4DNAIJガーゼを使って連結を行った。この連結混合物 (8μりを用いて、Sambrookら(1989,前掲)に従って調製したコ ンピテントE、コリ(E、coli) MC1061細胞を形質転換せしめ、そ して20μg/mlのテトラサイクリンを含む2YT寒天上で混合物を平板培養 した。コロニーを採集し、一本j!DNAを調製しく Sambrookら。50mM KCl, 4mM MgClz, 0.01% gelatin, ioμ Each oligonucleotide, 1mM each dNTP, 5 units of Taq polymerase and about 50 ng of pcU119 VHTy-1, Thy-2 DNA. It was carried out. The PCR reaction product was ethanol precipitated and 20 u1. l of Resuspended in omM Tris, pH 8, 0, 0, 1 mM EDTA. lOμ Part m was mixed with PstI (20 units) and B in NEB buffer 2 in a total volume of 50μβ. Digested with stEl (2o units) at 37°C for 2 hours (restriction enzyme was Ne w England Biolabs, CP Labs, B15hopsS (obtained from tortford). After digestion, the reaction mixture was phenol-extracted and Tanol was precipitated. The product was transferred to a 1% agarose-Tris acetate-EDTA gel. Electrophoresis was performed on a Genecle gel, and a band of approximately 350 bp was cut out. using an (Bio 101, La Jolla, Ca1ifornia) The DNA was purified. using standard methods (Sambrook et al., 1989, supra). Vector DNA (fdPs/Bs RF type) was prepared. This DNA (1 , 2 μg) of Pst[ and BstEl (50 μg) in 100 μf NEB buffer 3. Unit) for 90 minutes at 37°C. The product was extracted with phenol and The nol-precipitated and resuspended DNA was prepared by Sambrook et al. (1989, Phosphatase treatment was performed as described by (supra). 0.7% T for preparation ris-phosphate-EDTA-agarose electrophoresis was performed, and a band of approximately 9 kb was detected. Excise, purify the DNA using Geneclean, and incubate in 10 ttl. Resuspend in omM Tris, pH 8, 0, 0, 1mM EDTA. Digest Use 5μβ each of the vector and insert fragment DNA to make 10μ! NEB ligase buffer Ligation was performed using 200 units of T4 DNA IJ gauze. This concatenated mixture (Prepared according to Sambrook et al. (1989, supra) using an 8 μl sample. E. coli (E. coli) MC1061 cells were transformed; Plate the mixture on 2YT agar containing 20 μg/ml tetracycline. did. Collect a colony and make one! To prepare DNA, Sambrook et al.

1989、前掲) 、5equenase 2.0キツト(United 5t ates Biochemical。1989, supra), 5equenase 2.0 kit (United 5t ates Biochemical.

C1eveland、 U、S、A、)を使ってDNAを配列決定した。挿入断 片の配列はVHThy−1,Thy−2と一致した。この誘導体をfdVHTh y−1,Thy−2と命名した。DNA was sequenced using C1leveland, U,S,A,). Insertion disconnection The sequence of the fragment matched VHTy-1 and Thy-2. This derivative was fdVHTh They were named y-1 and Thy-2.

pUc119VHD1.3から出発しテfdPs/Bs中(7) VHDl、  3(7) クローンを調製した。PstlとBStEllでのpsWl−VHD l、3−TAGI (Ward E、S、ら、1989゜前掲)の消化によって VHDl、3をコードする挿入断片を調製した。その他の手順は上記と同様であ った。この誘導体をfdVHDl、’3と命名した。Starting from pUc119VHD1.3 in TefdPs/Bs (7) VHDl, 3(7) Clones were prepared. psWl-VHD in Pstl and BStEl l, by digestion of 3-TAGI (Ward E, S, et al., 1989, supra). An insert encoding VHD1,3 was prepared. Other steps are the same as above. It was. This derivative was named fdVHDl,'3.

実施例15で作製したfdVHThy−1,Thy−2フアージは、ELISA ア・ソセイを使って、抗原リゾチームの結合に関して機能的であることが証明さ れた。The fdVHTy-1, Thy-2 phages produced in Example 15 were tested by ELISA It has been proven that the antigen lysozyme is functional in binding to the antigen lysozyme. It was.

fdVHTt+y−1,Thy−2; fdVHDl、3 :フy−ジ抗体01 .3 (表示5cFvD1.3 + McCafferty、 J、ら、 19 90. Nature 348、p552−554)またはfdPs/Bsを含 有するE、コリMC1061細胞を、15μg/艷のテトラサイクリンを含む2 YT培地5〇−中で16〜24時間増殖させることにより、ウィルス粒子を調製 した。8X501nI!ローター中での11000orpでの10分間の遠心分 離により培養上清を収集した。115容の20%ポリエチレングリコール(PE G) /2.5M NaC1を添加し、4°Cで1時間置くことによりファージ 粒子を沈澱せしめた。上記と同様の15分間の遠心分離によってファージ粒子を ペレット化し、このベレットを、1%ゼラチンを含む無菌の10mM Tris 、 pH8,0,llIIM EDTA中に、元の容量のl/40になるように 再懸濁した。fdVHTt+y-1, Thy-2; fdVHDl, 3: Thy-antibody 01 .. 3 (Display 5cFvD1.3 + McCafferty, J. et al., 19 90. Nature 348, p552-554) or fdPs/Bs. E. coli MC1061 cells were incubated with E. coli MC1061 cells containing 2 Prepare virus particles by growing for 16-24 hours in YT medium 50- did. 8X501nI! Centrifugation for 10 minutes at 11000 orp in rotor Culture supernatants were collected by separation. 115 volumes of 20% polyethylene glycol (PE G) / Add 2.5M NaCl and leave at 4°C for 1 hour to remove phage. The particles were allowed to settle. Phage particles were isolated by centrifugation for 15 minutes as above. Pellet the pellet and add sterile 10mM Tris containing 1% gelatin. , pH 8,0, llIIM in EDTA to 1/40 of the original volume. Resuspend.

1、 実施例12に記載の通りに、ELISAプレートをリゾチームでコーティ ングし、そしてスキムミルク粉末含有PBSによりブロックした。1. Coat the ELISA plate with lysozyme as described in Example 12. and blocked with PBS containing skim milk powder.

Z ウェルをPBSで洗浄した。Z wells were washed with PBS.

3、適宜各ウェルに濃縮ファージ(200μl)を添加し、室温で2時間インキ ュベートした。3. Add concentrated phages (200 μl) to each well as appropriate and incubate for 2 hours at room temperature. It was incubated.

4、 ウェルを0.5%Tween 20/PBSで3回、PBSで3回洗浄し た。4. Wash the wells 3 times with 0.5% Tween 20/PBS and 3 times with PBS. Ta.

5.2%スキムミルク粉末含1fPBS中のヒツジ抗M13血清(200μm  : 1:1O00)を各ウェルに添加し、1時間インキュベートした。Sheep anti-M13 serum (200 μm) in 1 f PBS containing 5.2% skim milk powder :1:1000) was added to each well and incubated for 1 hour.

684と同様に洗浄を繰り返した。Washing was repeated as in 684.

7、 ペルオキシダーゼ接合ウサギ抗ヤギ免疫グロブリン(200μl;1:5 000 : Sigma)を添加し、1時間インキュベートした。7. Peroxidase-conjugated rabbit anti-goat immunoglobulin (200 μl; 1:5 000: Sigma) was added and incubated for 1 hour.

8.4と同様に洗浄を繰り返した。Washing was repeated as in 8.4.

9、 実施例12に記載の通りにペルオキシダーゼ基質を添加し、1時開発色せ しめた。9. Add peroxidase substrate as described in Example 12 and perform one-time development. Closed.

fdVHThy−1,Thy−2とfdVHDl、 3(7)両方が、fdPs /Bsを使ッテ得られた値よりも4〜5倍高いELISAシグナルを与え、一方 、ファージ抗体D1.3を使った場合、シグナルはfdPs/Bsを使って得ら れた値の約8倍であった(図10)。よって、VH界面残基の変更は、ファージ 上に表示した時にリゾチームを結合する該ドメインの能力に影響を及ぼさなかっ た。Both fdVHTy-1, Thy-2 and fdVHDl, 3(7) are fdPs /Bs gave an ELISA signal 4-5 times higher than the value obtained using , when using phage antibody D1.3, the signal was obtained using fdPs/Bs. This value was approximately 8 times that of the actual value (Figure 10). Therefore, changes in VH interface residues may Does not affect the ability of the domain to bind lysozyme when displayed above Ta.

本発明を単に例示のつもりで記載してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく 該方法に相当な変更を行って同様な結果を成し遂げることができることは、当業 者に明白であろう。Although the invention has been described by way of example only, without departing from the scope of the invention, It will be appreciated by those skilled in the art that similar results can be achieved with substantial modifications to the method. It would be obvious to anyone.

+30 140 150 160170 1elOコ10コ203303403 50360ミ←蓋 ト1 :り自 ミ・目→弓 =・U ミ・l ;110目 =03 舎・8・8 ;弓・舌・( 訃目 g0卜 ν耘←阜 pl・目を藍 変異VHドメインのELISA FもJ℃ゴ。+30 140 150 160170 1elO 10 203303403 50360 mi ← lid 1 :Riself Mi・Eye → Bow =・U Mi・l ;110th =03 Sha・8・8; Bow・Tongue・( Mortality g0 卜 ν耘←阜 pl・eyes indigo ELISA of mutant VH domains F also J℃go.

VH変異ドメインのELISA 遺伝子■ fdVHThy−1,7hy−2および対照のELISAIwl−、−No ρ CT/GB 91101253フロントページの続き (51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号C07K 13100  8517−4HC12N 15/12 //(C12P 21102 C12R1:19) CO7K 99:00 (81)指定回 EP(AT、BE、CH,DE。ELISA for VH variant domains Gene■ fdVHTy-1, 7hy-2 and control ELISA Iwl-, -No ρ Continuation of CT/GB 91101253 front page (51) Int, C1,5 identification symbol Internal reference number C07K 13100 8517-4HC12N 15/12 //(C12P 21102 C12R1:19) CO7K 99:00 (81) Specified times EP (AT, BE, CH, DE.

DK、 ES、FR,GB、 GR,IT、 LU、 NL、SE)、0A(B F、BJ、CF、CG、CI、CM、GA、GN、ML、MR,SN、TD、T G)、AT、AU、BB、BG、BR,CA、CH,C3,DE、DK。DK, ES, FR, GB, GR, IT, LU, NL, SE), 0A (B F, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, SN, TD, T G), AT, AU, BB, BG, BR, CA, CH, C3, DE, DK.

ES、 FI、 GB、 HU、JP、 KP、 KR,LK、 LU、MC, MG、MN、MW、NL、No、PL、RO、SD、SE、SU、 US I (72)発明者 ジャクソン、ロナルド ヘンリーイギリス国、ケシブリッジ  シーピー12エヌユー、キックストン ストリート(72)発明者 チスウエル 、デビット ジョンイギリス国、パツキンガム エムグー182エルデイー、ミ ドル クレイトン、サンドヒル ハウス 1ES, FI, GB, HU, JP, KP, KR, LK, LU, MC, MG, MN, MW, NL, No, PL, RO, SD, SE, SU, US I (72) Inventor: Jackson, Ronald Henry, UK, Poppy Bridge CP12NU, Kixton Street (72) Inventor Chiswell , David John, United Kingdom, Patskingham, M.G. 182 L.D., MI Dollar Clayton, Sand Hill House 1

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.免疫グロブリンファミリーまたはスーバーファミリーの一員の別の一本鎖可 変ドメインの合成類似体である一本鎖可変ドメインであって、前記類似体では前 記ドメインの1または複数の界面アミノ酸残基が前記別のドメインに比較して変 更されており、ここで前記変更アミノ酸は、該類似体が前記別のドメインよりも 一層親水性であるように、免疫グロブリンファミリーまたはスーバーファミリー の一員の相同部位に存在する残基により置換されている、前記一本鎖可変ドメイ ン。1. Another single strand of a member of the immunoglobulin family or superfamily A single chain variable domain that is a synthetic analog of a variable domain, in which the former one or more interfacial amino acid residues of said domain are altered compared to said another domain; wherein the modified amino acid is such that the analog is more specific than the other domain. Immunoglobulin family or superfamily, as they are more hydrophilic said single-stranded variable domain, wherein said single-stranded variable domain is substituted by a residue present in a homologous site of a member of hmm. 2.前記変更アミノ酸残基がフレームワーク領域中にある、請求項1に記載の一 本鎖可変ドメイン。2. 2. The method of claim 1, wherein the modified amino acid residue is in a framework region. Full chain variable domain. 3.前記変更アミノ酸残基が相補性決定領域中にある、請求項1または請求項2 に記載の一本鎖可変ドメイン。3. Claim 1 or Claim 2, wherein the altered amino acid residue is in a complementarity determining region. A single chain variable domain as described in. 4.前記合成類似体が前記別のドメインと本質的に同じ結合活性を有する、請求 項1〜3のいずれか一項に記載の一本鎖可変ドメイン。4. Claim wherein said synthetic analog has essentially the same binding activity as said another domain. The single chain variable domain according to any one of Items 1 to 3. 5.本来のドメインに比べて前記類似体の特異性および/または親和力を変更す るために、アミノ酸置換、削除、付加または反転により相補性決定領域のアミノ 酸配列が更に変更されている、請求項2または請求項3に記載の一本鎖可変ドメ イン。5. altering the specificity and/or affinity of said analog compared to the native domain; amino acid substitutions, deletions, additions, or inversions to The single-stranded variable domain according to claim 2 or claim 3, wherein the acid sequence is further modified. in. 6.一本鎖可変免疫グロブリン重鎖ドメインの合成類似体である、請求項1〜5 のいずれか一項に記載の一本鎖可変ドメイン。6. Claims 1-5 which are synthetic analogs of single chain variable immunoglobulin heavy chain domains. Single chain variable domain according to any one of. 7.アミノ酸残基37,39,45,47,91,93および103の1つまた は複数が変更されている、請求項6に記載の一本鎖可変ドメイン。7. one of amino acid residues 37, 39, 45, 47, 91, 93 and 103 or 7. The single chain variable domain of claim 6, wherein a plurality of has been altered. 8.アミノ酸変更が、 i)グルタミンまたはスレオニンによるバリン37の置換;ii)グルタミン酸 によるグルタミン39の置換;iii)グルタミンによるロイシン45の置換; iv)アスパラギン酸またはグリシンによるトリプトファン47の置換; V)スレオニン、セリンまたはメチオニンによるチロシン91の置換; vi)セリンまたはグルタミン酸によるアラニン93の置換;vii)グルタミ ン酸、チロシンまたはスレオニンによるトリプトファン103の置換; viii)アスパラギン、スレオニンまたはセリンのいずれかによるバリン37 、ロイシン45、トリブトファン47、アラニン93および/またはトリプトフ ァン103の置換; ix)スレオニンによるバリン37の置換およびグルタミン酸によるグルタミン 39の置換およびグリシンによるトリブトファン47の置換;x)セリンまたは メチオニンによるチロシン91の置換およびグルタミン酸によるアラニン93の 置換およびスレオニンによるトリブトファン103の置換 のうちの1つまたは複数を含んで成る、請求項6または請求項7に記載の一本鎖 可変ドメイン。8. Amino acid changes i) replacement of valine 37 by glutamine or threonine; ii) glutamic acid iii) replacement of leucine 45 by glutamine; iv) replacement of tryptophan 47 by aspartic acid or glycine; V) replacement of tyrosine 91 by threonine, serine or methionine; vi) substitution of alanine 93 by serine or glutamic acid; vii) glutami replacement of tryptophan 103 by phosphoric acid, tyrosine or threonine; viii) Valine 37 with either asparagine, threonine or serine , leucine 45, tributophane 47, alanine 93 and/or tryptophan Replacement of fan 103; ix) Substitution of valine 37 by threonine and glutamine by glutamic acid substitution of 39 and substitution of tributophane 47 by glycine; x) serine or Replacement of tyrosine 91 with methionine and replacement of alanine 93 with glutamic acid Substitution and replacement of tributophane 103 by threonine A single strand according to claim 6 or claim 7, comprising one or more of: variable domain. 9.更に他の分子成分に結合される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の一本 鎖可変ドメイン。9. The one according to any one of claims 1 to 8, further bonded to other molecular components. Chain variable domain. 10.前記更に他の分子成分が酵素標識、蛍光標識もしくは放射能標識、または 免疫グロブリンの一部分である、請求項9に記載の免疫グロブリン−本鎖可変ド メイン。10. The further other molecular component is an enzyme label, a fluorescent label or a radioactive label, or Immunoglobulin-main chain variable domain according to claim 9, which is part of an immunoglobulin. Main. 11.診断試験を実施するための1または複数の補助試薬と共に、請求項1〜1 0のいずれか一項に記載の一本鎖可変ドメインを含んで成る診断キット。11. Claims 1-1, together with one or more auxiliary reagents for carrying out a diagnostic test. A diagnostic kit comprising a single chain variable domain according to any one of 0. 12.少なくとも請求項1〜10のいずれか一項に記載の一本鎖可変ドメインを 含んで成る治療用組成物。12. at least a single chain variable domain according to any one of claims 1 to 10; A therapeutic composition comprising: 13.免疫グロブリンファミリーまたはスーバーファミリーの一員の別の一本鎖 可変ドメインの親水性合成類似体である一本鎖可変ドメインの製造方法であって 、 (i)前記一本鎖可変ドメインの界面領域を詳しく調べて疎水性アミノ酸残基を 同定し;そして (ij)1または複数の前記疎水性残基が、免疫グロブリンファミリーまたはス ーバーファミリーの一員の相同位置に存在する一層疎水性の小さい残基により置 換されている(i)の前記一本鎖可変ドメインの前記類似体を製造する、 ことを含んで成る方法。13. Another single chain of a member of the immunoglobulin family or superfamily A method for producing a single chain variable domain that is a hydrophilic synthetic analog of a variable domain, the method comprising: , (i) The interfacial region of the single-chain variable domain was examined in detail to identify hydrophobic amino acid residues. identify; and (ij) one or more of said hydrophobic residues belong to an immunoglobulin family or group; is replaced by a less hydrophobic residue present in the homologous position of a member of the bar family. producing said analogue of said single chain variable domain of (i) which has been modified; A method comprising: 14.次の段階: (a)前記同定された疎水性残基のうちの1または複数をコードするヌクレオチ ド配列を得; (b)部位特異的突然変異誘発を使って前記ヌクレオチド配列を変更して代替ア ミノ酸をコードするトリプレットを導入し;(c)変更されたヌクレオチド配列 を組換え発現系において使って合成類似体を発現せしめる ことを含んで成る、請求項13に記載の方法。14. Next stage: (a) a nucleotide encoding one or more of the identified hydrophobic residues; get the code array; (b) altering said nucleotide sequence using site-directed mutagenesis to obtain alternative introducing a triplet encoding a amino acid; (c) an altered nucleotide sequence; is used in a recombinant expression system to express synthetic analogs. 14. The method of claim 13, comprising: 15.複数のアミノ酸残基が置換される、請求項13または請求項14に記載の 方法。15. Claim 13 or Claim 14, wherein multiple amino acid residues are substituted. Method. 16.代替アミノ酸が免疫グロブリンスーバーファミリーの天然の単量体メンバ ーから誘導される、請求項13〜15のいずれか一項に記載の方法。16. Alternative amino acids are natural monomeric members of the immunoglobulin superfamily 16. A method according to any one of claims 13 to 15, which is derived from -. 17.天然の単量体メンバーがThy−1である、請求項16に記載の方法。17. 17. The method of claim 16, wherein the natural monomeric member is Thy-1. 18.前記合成類似体が前記別のドメインと本質的に同じ結合活性を有する、請 求項13〜17のいずれか一項に記載の方法。18. said synthetic analog has essentially the same binding activity as said another domain; 18. The method according to any one of claims 13 to 17.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005520494A (en) * 2001-10-24 2005-07-14 ブラームス インターユニバージテーア インスティテュート ボーア ビーオテクノロジー ベゼッドドゥブルヴェ Functional heavy chain antibodies, fragments thereof, libraries thereof and methods for producing them
US8188223B2 (en) 2005-05-18 2012-05-29 Ablynx N.V. Serum albumin binding proteins
US8703131B2 (en) 2005-05-21 2014-04-22 Ablynx N.V. Nanobodies against tumor necrosis factor-alpha
JP2017160230A (en) * 2011-06-23 2017-09-14 アブリンクス エン.ヴェー. Technique for predicting, detecting and reducing nonspecific protein interference in assay involving immunoglobulin single variable domain
US11644471B2 (en) 2010-09-30 2023-05-09 Ablynx N.V. Techniques for predicting, detecting and reducing aspecific protein interference in assays involving immunoglobulin single variable domains

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6399368B1 (en) 1992-01-17 2002-06-04 Board Of Regents, The University Of Texas System Secretion of T cell receptor fragments from recombinant Escherichia coli cells
EP0640094A1 (en) * 1992-04-24 1995-03-01 The Board Of Regents, The University Of Texas System Recombinant production of immunoglobulin-like domains in prokaryotic cells
JPH07502417A (en) * 1992-06-05 1995-03-16 バクスター、ダイアグノスチックス、インコーポレイテッド Rabbit single domain antibodies and their uses
US6765087B1 (en) 1992-08-21 2004-07-20 Vrije Universiteit Brussel Immunoglobulins devoid of light chains
US6005079A (en) * 1992-08-21 1999-12-21 Vrije Universiteit Brussels Immunoglobulins devoid of light chains
EP2192131A1 (en) * 1992-08-21 2010-06-02 Vrije Universiteit Brussel Immunoglobulins devoid of light chains
SG41929A1 (en) * 1992-09-25 1997-08-15 Commw Scient Ind Res Org Target binding polypeptide
US6010861A (en) * 1994-08-03 2000-01-04 Dgi Biotechnologies, Llc Target specific screens and their use for discovering small organic molecular pharmacophores
ATE253593T1 (en) 1996-07-16 2003-11-15 Plueckthun Andreas Prof Dr IMMUNOGLOBULIN SUPERFAMILY DOMAINS AND FRAGMENTS WITH INCREASED SOLUBILITY
US5922537A (en) * 1996-11-08 1999-07-13 N.o slashed.AB Immunoassay, Inc. Nanoparticles biosensor
AUPP221098A0 (en) 1998-03-06 1998-04-02 Diatech Pty Ltd V-like domain binding molecules
GB0115841D0 (en) * 2001-06-28 2001-08-22 Medical Res Council Ligand
DK1399484T3 (en) * 2001-06-28 2010-11-08 Domantis Ltd Double-specific ligand and its use
US9321832B2 (en) 2002-06-28 2016-04-26 Domantis Limited Ligand
EP2135879A3 (en) * 2002-06-28 2010-06-23 Domantis Limited Ligand
US9320792B2 (en) 2002-11-08 2016-04-26 Ablynx N.V. Pulmonary administration of immunoglobulin single variable domains and constructs thereof
JP2006520584A (en) 2002-11-08 2006-09-14 アブリンクス エン.ヴェー. Stabilized single domain antibody
US20060034845A1 (en) 2002-11-08 2006-02-16 Karen Silence Single domain antibodies directed against tumor necrosis factor alpha and uses therefor
CN104740631B (en) 2008-10-29 2019-04-16 阿布林克斯公司 The preparation of single domain antigen-binding molecule
JP6113404B2 (en) 2008-10-29 2017-04-12 アブリンクス エン.ヴェー. Purification method of single domain antigen binding molecule

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU612370B2 (en) * 1987-05-21 1991-07-11 Micromet Ag Targeted multifunctional proteins
EP0368684B2 (en) * 1988-11-11 2004-09-29 Medical Research Council Cloning immunoglobulin variable domain sequences.

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005520494A (en) * 2001-10-24 2005-07-14 ブラームス インターユニバージテーア インスティテュート ボーア ビーオテクノロジー ベゼッドドゥブルヴェ Functional heavy chain antibodies, fragments thereof, libraries thereof and methods for producing them
US8188223B2 (en) 2005-05-18 2012-05-29 Ablynx N.V. Serum albumin binding proteins
US9067991B2 (en) 2005-05-18 2015-06-30 Ablynx N.V. Nanobodies against tumor necrosis factor-alpha
US11472871B2 (en) 2005-05-18 2022-10-18 Ablynx N.V. Nanobodies against tumor necrosis factor-alpha
US8703131B2 (en) 2005-05-21 2014-04-22 Ablynx N.V. Nanobodies against tumor necrosis factor-alpha
US11644471B2 (en) 2010-09-30 2023-05-09 Ablynx N.V. Techniques for predicting, detecting and reducing aspecific protein interference in assays involving immunoglobulin single variable domains
JP2017160230A (en) * 2011-06-23 2017-09-14 アブリンクス エン.ヴェー. Technique for predicting, detecting and reducing nonspecific protein interference in assay involving immunoglobulin single variable domain
US10858418B2 (en) 2011-06-23 2020-12-08 Ablynx N.V. Techniques for predicting, detecting and reducing aspecific protein interference in assays involving immunoglobulin single variable domains
US11192938B2 (en) 2011-06-23 2021-12-07 Ablynx N.V. Serum albumin binding proteins containing immunoglobulin single variable domains
US11192937B2 (en) 2011-06-23 2021-12-07 Ablynx N.V. Techniques for predicting, detecting and reducing aspecific protein interference in assays involving immunoglobulin single variable domains
US12006352B2 (en) 2011-06-23 2024-06-11 Ablynx N.V. Techniques for predicting, detecting and reducing aspecific protein interference in assays involving immunoglobulin single variable domains

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Publication number Publication date
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