【発明の詳細な説明】
組織プラスミノーゲン活性化因子置換変異体本発明は特定の組織プラスミノーゲ
ン活性化因子(t−PA)変異体、該変異体を製造する方法、該変異体を医薬組
成物の製造に用いる方法および組成物に関する。
II、発明の背景および関連技術の説明プラスミノーゲン活性化因子は、プラス
ミノーゲンのペプチド結合をアミノ酸残基561および562の間で開裂し、プ
ラスミンに変換する酵素である。プラスミンはフィブリンを初めとする様々なタ
ンパク質を分解する、活性なセリンプロテアーゼである。ストレプトキナーゼ(
細菌タンパク質)、ウロキナーゼ(腎臓その他で合成され、元々は尿から抽出さ
れた)、およびt−PAと呼ばれるヒト組織プラスミノーゲン活性化因子(血管
内壁の細胞により製造される)を初めとする幾つかのプラスミノーゲン活性化因
子が同定された。
これらプラスミノーゲン活性化因子の作用機序は幾分異なっている。ストレプト
キナーゼはプラスミノーゲンまたはプラスミンと複合体(コンプレックス)を形
成してプラスミノーゲン活性化活性を生じ、ウロキナーゼはプラスミノーゲンを
直接開裂し、t−PAはその最適な活性のためにプラスミノーゲンおよびフィブ
リンの両方と相互作用する。
一部は、その高いフィブリン特異性とインビボでの強力な血餅溶解能力のために
、t−PAは心筋梗塞等の血管性疾患の治療のための重要な、新らしい生物学的
医薬製剤とされている。
コレンら(Collen、 et al、、米国特許第4.752.603号、
1988年6月21日発行)は初めて実買上純粋な形のt−PAを天然起源から
製造し、インビボ活性を試験した[リケンら(Rijken et al、)
、 J、Biol、Chet、 256:7035(1981)をも参照]。ぺ
二力ら[Pen1ca et al、、 Nature、 301:214 (
1983)]はt−PAのDNA配列を決定し、このDNA配列からアミノ酸配
列を推定した(米国特許第4.766、075号、1988年8月23日発行を
参照)。
ヒト天然t−PAはそのアミノ酸位置117.184.218および448に潜
在的なN−結合グリコシル化部位を有する。117位に高マンノースのオIJゴ
サッカリドが存在し、184および448位に複雑なオリゴサ・ツカリドが存在
する。117および448位は常にグリコジル化されていると思われるが、18
4位は、50%の分子でグリコジル化されていると思われる。184位での部分
的なグリコジル化のパターンは、184位が分子の暴露されていない領域に存在
していることによるかもしれない。184位がグリコジル化されて(するt−P
A分子は■型t−PAと呼ばれ、184位がグリコジル化されていなu%t−P
A分子はII型t−PAと呼ばれる。218位がグリコジル化された天然t−P
AIR発見されていない。
t−PAの構造に関する研究で、該分子が5つのドメインを有することが明らか
になった。各ドメインは、トリプシン、キモトリプシン、プラスミノーゲン、プ
ロトロンビン、フィブロネクチン、および上皮成長因子(EGF)等の他のタン
パク質の構造的または機能的領域との相同性を参考にして定義された。これらの
ドメインはt−PAのアミノ酸配列のN−末端から始まり、アミノ酸1から約4
4までのフィンガー(F) ドメイン(領域)、アミノ酸約45力)ら91まで
の成長因子(G)ドメイン(EGFとの相同性に基づいて)、アミノ酸約92か
ら173までのクリングル−1(Kl) ドメイン、アミノ酸約180から26
1までのり1ルグルー2 (K2) ドメイン、およびアミノ酸約264からア
ミノ酸527のカルボキシ末端までのセリンプロテアーゼ(P) ドメインと、
命名された。
これらのドメインは基本的に互いに隣あっており、その幾つかは短(1「リンカ
−」領域によって連結されている。前駆体分子の不完全プロセシングによるであ
ろう3個の余分な残基(G 1 y −A 1 a−A r g)がアミノ末端
に見し)だされるが、これらリンカ−領域とで、成熟ポリペプチドのアミノ酸数
は527となっている。
各ドメインはt−PA分子上のある重要な生物学的特性に寄与していると考えら
れている。フィンガー領域はt−PAのフィブリンへの高い結合親和性に重要と
考えられている。血漿クリアランス(浄化)の構造的決定基はフィンガー、成長
因子およびクリングル−1ドメインにあると考えられている。クリングル−2ド
メインはりシンとの結合に関与している。セリンプロテアーゼドメインは、t−
PAの酵素活性およびフィブリン特異性に関与している。t−PAは、275位
と276位の間(セリンプロテアーゼドメインにある)で開裂され、2鎖形の分
子を生じる。
個々のアミノ酸、部分領域、または完全な領域を分子から除去することで、クリ
アランス(浄化)の低いt−PA変異体が製造された。例えば、米国特許第4゜
935、237号(1990年6月19日発効)の記載では、t−PAのフィン
ガー領域の一部または全部を除去すると、クリアランスの低下した分子が得られ
るが、フィブリン結合特性が実質上、減少していた。ブランランら[Brvne
et al、、 J。
Biol、Chem、、 263:1599 (1988)]はアミノ酸57か
ら81の間の領域を欠失させ、得られた変異体が、血漿からのクリアランスが低
下していることを見いだした。
コレンら[Co11en et al、、 Blood、 71:216 (1
988)コはアミノ酸6−86(フィンガードメインと成長ドメインの一部)を
欠失させ、この変異体の兎肉での半減期が野生型t−PAの5分に対して15分
であることを見いだした。同様に、カイランら[Kaylan et al、、
J、Biol、CC11e、、 263:3971(1988)コはアミノ酸
1−89を欠失させ、この変異体の、マウス内での半減期が野生型t−PAの約
2分に対して約15分であることを見いだした。カンビニールら[Cambie
r et al、、 J、Cardiovasc、Pharmacol、、 1
1:468(1988)]はフィンガードメインと成長因子ドメインが欠失され
、3つのアスパラギングリコジル化部位が除去された変異体を構築した。この変
異体は、犬で試験したところ、野生型のものよりも長い半減期を有することが分
かった。成長因子ドメインまたはフィンガードメインのみが欠失された変異体も
ウサギ、モルモットおよびラットで、クリアランスの低下を示した[ヒギンスお
よびベネット(Higgins & Bennet) 、^nn、 Rev、
Pharmcol、 Toxicol。
30:91 (1990)およびその中の文献]。
特許文献には、成長因子領域での様々な欠失も報告されている。EPO公開第2
41.208号(アミノ酸51−87の欠失、およびアミノ酸51−173の欠
失)。EPO公開第240,334号(成熟天然t−PAのアミノ酸67−69
領域の1またはそれ以上のアミノ酸の欠失または置換で修飾)をも参照。
他のt−PAの浄化率または浄化速度(クリアランスレート)および/または半
減期の改善策は、t−PA分子を第2の分子との複合体(コンプレ・ソクス)の
形成テアル。例、tば、EPO第304.311号(1989年2月22日公開
)に記載されているように、t−PAとポリエチレングリコールとのコンジュゲ
ートがt−PAの浄化率を低下すると報告されている。t−PAに対するモノク
ローナル抗体が、その活性を低下することな(、インビボでのt−PAの機能的
半減期を増大すると報告された(EPO第339.505号、1989年11月
2日公開)。
様々なアミノ酸置換t−PA変異体が、そのt−PAの浄化率低下または半減期
増大の能力に関して評価された。変異体R275E (天然の成熟t−PAの2
75位のアルギニンをグルタミン酸で置換)は霊長類および兎で試験したとき、
野生型t−PAの浄化率の約2倍遅い浄化速度を有したホッチキスら[Hotc
hkiss et al、、 Throa+b、Haemost、 58:49
1 (1987)コ。天然の成熟t−PAのアミノ酸63−72領域、特にアミ
ノ酸67位および68位での置換はt−PAの血漿半減期を増大すると報告され
た(Wo89/12681.1988年12月28日公開)。
他の置換変異体の製造は、t−PAのグリコジル化部位を非グリコジル化部位に
変換することに集中している。ホッチキスら[Hotchkiss et al
、、 Thromb、Haemost、60:255 (1988)]は、t−
PA分子からオリゴサツカリド残基を選択的に除去し、これら残基の除去がウサ
ギで試験したとき、t−PAの浄化速度を減少することを示した。117位の高
マンノースオリゴサ・ツカリドを酵素エンド−β−N−アセチルグルコサミニダ
ーゼH(Endo−H)で除去すると浄化速度が約2倍減少した。過ヨウ素酸ナ
トリウムによるほぼ全オリゴサ・ツカリドの酸化により野生型t−PAの浄化速
度の約3倍減少がみられた。これらの研究者(ま、また、117位のグリコジル
化を阻止するためにt−PA変異体N−1170(天然の成熟型t−PAの11
7位のアスパラギンがグルタミンで置換されたもの)を生産した。この変異体の
浄化速度も野生型t−PAのそれよりも低かった。EP238.3041.98
7年9月23日公開およびEP227.462.1987年7月1日公開をも参
照。
循環中の半減期が長く、浄化速度が遅いt−PA変異体を生産する他の試みは、
分子にグリコジル化部位を付加することであった。この試みの例として、60.
64.65.66.67.78.79.80.81.82、および103位の内
、あるものの位置、またはその近辺でグリコジル化部位を作るのに適当なアミノ
酸で置換さtした(WO89/11531.1989年11月30日公開参照)
。
ヒトt−PA分子の修飾のための他の鍵となる位置は、プロテアーゼドメインを
通して存在しており、例えば、275位(EP233.013.1987年8月
19日公開、およびWO37104722,1987年8月13日公開);27
7位(EP297.066.1988年12月28日公開、WO3610153
8(米国特許4,753.879と同等):およびEP201,153.198
6年11月12日公開) 、414−433位(EP351,246.1990
年1月17日公開)および296−299.416−418位、および426.
427.429.430の各位置(W09010798.1990年3月22日
公開)である。296−299の全領域を含む突然変異は、t−FA分子にフィ
ブリン特異性や酵素前駆体性等のある種の望ましい性質を付与するが、フィブリ
ン特異性がなお一層高い分子が有用である。d296−302t−PA、R30
4St−PA、およびR304Et−PAを初めとする、プロテアーゼ領域内の
変化を有するヒトt−PAのセルピン(serpine)耐性変異体がマジラン
ら[Madison et al、、 Nature、 339ニア21−72
4 (1989)]により開示された。同じ出版物のDagmer Ringe
の記事も参照されたい。
ワレ:z(fallen)のEP253.582はCys (409)からCy
s (441)の間の1またはそれ以上の位置で開裂されたとき、チモーゲン的
性質を表す修飾t−PAを開示した。開裂は、1本領ヒトt−PAの好ましくは
キモトリプシンによるタンパク質加水分解的または適当な化学処理で達成できる
。開裂された分子は次いでプラスミンの存在下で活性化されることができ、この
ようにして2重に開裂された生成物が形成される。
スミスら(Smith et al、 f084101960)はアシル基のよ
うなある種の基類を導入することにより、線維素溶解的に活性な糖タンパク質の
線維素溶解活性に必須と思われる触媒部位を破壊することを目指した。
プラスミノーゲン活性化因子およびその第2世代誘導体に関する総説が/%リス
によりなされた[Harris、 Protein Engineering、
1:449−458(1987)コ。他のt−PAの総説には、以下のものが
あるしバネコックら(Pannekoek et al、 ) 、 Fibri
nolysis、 2:123−132 (1988) ;ロスら(Ross
et al、 ) 、 in Annual Reports@in M
edical Chemistry、 Vol、 23. Chapter 1
2(198g)およびヒギンスおよびベネ、ット(Higgins and B
ennett)前掲]。
野生型t−PAに比較して高い血餅溶解活性を有すると同時に、同等またはそれ
以上のフィブリン特異性を有するt−PA分子を提供することが望ましい。
従うて、本発明の1つの目的は、血餅溶解活性およびフィブリン特異性に関して
劇的に改良された治療および薬剤特性を有するt−PA分子を提供することにあ
る。この目的および他の目的は当業者には明らかになるだろう。
発明の要約
従って、本発明は、野生型t−PAの299位のアルギニンをアスパラギン酸で
置換したt−PAアミノ酸配列変異体を提供するものである。
他の実施態様では、本発明は上記変異体をコードするDNA配列、このDNA配
列を形質転換された宿主細胞内で発現し得る複製可能な発現ベクター、形質転換
された細胞、およびt−PA変異体をコードするDNAが発現されるように宿主
細胞を培養することからなる方法に関する。
また他の実施態様では、本発明は治療上有効な量のt−PA変異体を、薬剤的に
許容される担体との混合物として含有する血管症状または疾患の治療のための組
成物に関する。
また他の実施態様では、本発明は、有効量のt−PA変異体を哺乳類に適用する
ことからなる、哺乳類での血管症状または疾患を治療する方法を提供するもので
ある。
さらに他の実施態様では、本発明は治療上有効な量のt−P、A変異体を、薬剤
的に許容される担体との混合物として含有するフィブリン沈着物または付着(接
着)物の形成または再形成の予防のための組成物を提供するものである。
また他の実施態様では、本発明は、有効量のt−PA変異体を哺乳類に適用する
ことからなる、哺乳類でのフィブリン沈着物または付着物の形成または再形成の
予防のための方法に関する。
図面の簡単な説明
図1はpRK、t−PAの構築のダイアグラムである。ヒトt−PAcDNAを
HindIIIおよびBa1lで消化し、真核性発現ベクターp RK 7 (
”:yH1ndIIIとBatIとの間に挿入した。
rt−PAJ、[ヒトt−PAJ、および「ヒト組織プラスミノーゲン活性化因
子」という語句は、典型的に5つのドメイン(フィンガー、成長因子、クリング
ル−1、クリングル−2およびプロテアーゼの各ドメイン)構造を有するヒトで
なおも機能するならば、ドメインの少ない物をも含む。少なくとも、t−PAは
プラスミノーゲンをプラスミンに変換し得るプロテアーゼドメインと、少な(と
も、部分的にフィブリンとの結合に関与すると信じられているN−末端領域とか
らなる2つの機能的な領域からなる。従って、これらの語句はポリペプチドのア
ミノ酸配列の部分として、少なくともこれらの機能的なドメインを含有するポリ
ペプチドを包含する。生物学的に活性な形のt、 −P Aは、t−PAの天然
起源のものでなくとも、組換え細胞培養系により、t−PA分子の2つの機能的
なドメイン、さもなくばt−PA起源固有のt−PAの任意の他の部分とからな
る形で製造し得るかもしれない。各個体のt−PAのアミノ酸配列における1ま
たはそれ以上のアミノ酸配列の相違によって分かるように、天然のアレル変異体
が存在し、それが個体間で起こり得ることは理解できるであろう。
「野生型t−PAJまたは「天然型t−PAJという語句は、天然配列ヒトt−
PA、即ち、米国特許第4.766.075 (1988年8月23日発行)で
報告されたcDNAによってコードされているものを指す。t−PA分子内のア
ミノ酸部位の番号または位置は米国特許第4,766.075号に従って記され
ている。t−PAは任意の天然起源のものでよく、ヒトのような様々な動物の対
応するタンパク質を含んでいてよい。加えて、t−PAは任意の組換え発現系、
例えば、チャイニーズハムスターの卵巣(CHO細胞)またはヒト胚腎293細
胞等、により得られたものでもよい。
「アミノ酸」および「アミノ酸類」という語句はあらゆる天然に存在するL−α
−アミノ酸を指す。この定義はノルロイシン、オルニチン、およびホモンステイ
ンを包含することを意図する。アミノ酸は1文字または3文字定義により表され
る。
Asp D アスパラギン酸 11e I イソロイシンThr T スレオニ
ン Leu L ロイシンSer S セリン Tyr Y チロシンGlu
E グルタミン酸 Phe F フェニルアラニンPro P プロリン Hi
s HヒスチジンGly G グリシン Lys K リシンAla A アラ
ニン Arg RアルギニンCys Cシスティン TrpW)リブトファンV
al V バlJ:/ Gln Q グルタミンMet M メチオニン As
n N アスパラギンこれらのアミノ酸は化学的組成およびそれらの側鎖の性質
に従い、分類される。
それらは広義には2つの群、荷電および非荷電、に分類される。これらの群の各
々はより正確なアミノ酸の分類のためにさらにサブグループに分類される。
「変化」、「アミノ酸配列の変化」、「変異体」および「アミノ酸配列変異体」
という語句は、天然のt−PAに比較してそのアミノ酸配に何かの変化を有する
t−PA分子を指す。通常、変異体は天然t−PAに対し、少なくとも80%相
同性を有し、好ましくは、天然t−PAに対し少なくとも約90の相同性を有す
る。本発明の範囲内に包含されるt−PAのアミノ酸配列変異体は299位に置
換を有し、かつ所望により、他の幾つかの位置での置換、欠失および/または挿
入をも有する。
置換t−PA変異体は、天然t−PA配列から少なくとも1個のアミノ酸残基が
欠失され、異なるアミノ酸がその同じ位置に挿入されている。置換は単一(分子
のただ1個のアミノ酸が置換されている)か複数(同じ分子の2個又はそれ以上
のアミノ酸が置換されている)のいずれでもよい。
t−PA分子の実質的な活性の変化は天然のアミノ酸と電荷および/または構造
が有意に異なる側鎖を有するアミノ酸による置換で得られる。この型の置換はポ
リペプチドバックボーンの構造および/または置換領域の分子の電荷または疎水
性に影響を与えると予測される。
t−PA分子の活性のゆるやかな変化は、天然のアミノ酸と電荷および/または
構造が同様な側鎖を有するアミノ酸による置換で得られる。この型の置換は、保
存的置換と呼ばれ、ポリペプチドバックボーンの構造または置換領域の分子の電
荷または疎水性を実質的に変化しないと予測される。
挿入的なt−PA変異体は、天然t−PA分子の特定のアミノ酸の直ぐ隣に1ま
たはそれ以上のアミノ酸が挿入されたものである。アミノ酸の直ぐ隣ということ
は、アミノ酸のαカルボキシまたはαアミノ官能基のいずれかに連結しているこ
とを意味する。挿入は1またはそれ以上のアミノ酸であってよい。通常、挿入は
1または2個の保存的なアミノ酸からなる。挿入部位に隣接するアミノ酸と電荷
および/または構造が同様のアミノ酸を保存的であると定義する。あるいは、本
発明は、挿入部位に隣接するアミノ酸と電荷および/または構造において実質上
翼なるアミノ酸の挿入をも包含する。
欠失的な変異体とは、天然t−PA分子から1またはそれ以上のアミノ酸が除去
されたものである。通常、欠失変異体はt−PA分子の特定領域の1または2個
のアミノ酸の欠失を有するであろう。
本出願を通してt−PAアミノ酸配列を記述するのに用いる表記法について、以
下に説明する。t−PAのポリペプチド鎖内の特定のアミノ酸の位置は番号で示
す。番号は、米国特許第4,766.075.1988年8月23日発行に記載
の成熟、野生型ヒトt−PAポリペプチドのアミノ酸配列におけるアミノ酸の位
置による。本出願では、t−PA変異体において、実際の残基は、分子内の欠失
または挿入変異により、そのような番号ではないが、同様の位置の残基を、これ
らの番号で示す。このことは、例えば、部位特異的な分子への欠失又は挿入で起
こるであろう。アミノ酸は1文字表記で表される。置換されたアミノ酸は、野生
型アミノ酸を、そのアミノ酸のポリペプチド鎖内の位置を示す番号の左側に示し
、置換されたアミノ酸をその番号の右側に示すことで明らかにする。
例えば、t−PAの299位のアルギニン(R)をアスパラギン酸(D)で置換
したとき、R99Dと表す。欠失変異体は、アミノ酸残基と欠失のいずれもの端
の位置とで表し、ギリンヤ文字デルタ「△」を指示されたアミノ酸の左側に配す
る。例えば、アミノ酸296−299の欠失を有するt−PA変異体は、Δに2
96−R297−R298−R299t−PAと表され、ここにに1HおよびR
は、それぞれアミノ酸すンン、ヒスチジンおよびアルギニンを表す。例えばに2
96単独の欠失は△に296と表される。挿入t−PA変異体は括弧「[]」を
挿入されたアミノ酸の周りに配すと共に、挿入のいずれもの側のアミノ酸の位置
で示す。例えば、94位グルタミン酸と95位アスパラギン酸との間にアミノ酸
アラニン(A)を挿入すると、E92 [Al D95となる。読み易いように
、単一分子内に存在する複数の変異を分離するのにカンマ巳」を用い、幾つかの
t−PA変異体を一緒に記載する場合には、構築された個々のt−PA変異体を
分離するのに、セミコロン「:」を用いる。
「血餅溶解活性」という表現は、精製フィブリンまたは血漿のいずれから導かれ
たにしても、以下の分析法による、t−PA分子の血餅を溶解する活性を指す。
「をコードするDNA配列」、「をコードするDNAJおよび「をコードする核
酸配列」という語句は、デオキシリポ核酸の鎖に沿った、デオキシリボヌクレオ
チドの順序または配列を指す。これらデオキシリボヌクレオチドの順序がポリペ
プチド鎖に沿ったアミノ酸の配列を決定する。このように、DNA配列はアミノ
酸配列をコードする。
「複製可能な発現ベクター」および「発現ベクター」という語句は通常2本鎖の
DNA片を指し、それには1片の外来性DNAが挿入されていてもよい。外来性
DNAは天然には宿主細胞に見いだされないDNAである、ヘテロローガス(異
種)DNAと定義する。ベクターは外来性または異種DNAを適当な宿主細胞に
運搬するために用いられる。宿主細胞内で宿主細胞の染色体DNAと独立してベ
クターが複製することができ、ベクターの幾つかのコピーおよびその挿入された
(外来性’)DNAが生成される。加えて、ベクターは外来性DNAをポリペプ
チドに翻訳させるに必要な要素をも有する。このようにして外来性DNAにコー
ドされているポリペプチド分子が多数、迅速に合成される。
「形質転換された宿主細胞」および「形質転換された」という語句は、DNAを
宿主細胞に導入することを意味する。細胞は「宿主細胞」と呼ばれ、それは原核
性または真核性細胞であってよい。代表的な原核性宿主細胞には大腸菌の様々な
株が含まれる。代表的な真核性宿主細胞には、チャイニーズノλムスター卵巣細
胞またはヒト肝腎293細胞等の哺乳類細胞である。導入されるDNA配列は、
宿主細胞と同じ種または宿主細胞と異なる種から得たものでよく、あるいはそれ
はある外来性DNAと、ある同種(ホモローガス)DNAの/S(ブ1ルソドで
あつ本発明の変異体は野生型t−PAの299位に存在するアルギニンの代わり
に、アスパラギン酸を有する必要がある。このR299D変異体は、その活性に
実質的な影響を与えないならば、他のアミノ酸置換、欠失または挿入を有してい
ても良い。そのような可能な変異の例には、分子の浄化を減少する可能性のため
の、103位のスレオニンまたは67位のチロシンのアスパラギンによる置換、
あるいは105位のセリンのアスパラギンによる置換と107位のアラニンのセ
リンによる置換の組み合わせ(W○89/11531 1989年11月30日
公開参照)、および/または117位または184位のアスパラギンの、アラニ
ンまたはセリン、または好ましくはグルタミンによる置換がある。
さらに、本発明の分子は、チモーゲン性をも含めて、他の望ましい性質を付与す
るために、ある位置で置換または欠失があってもよい。ヒトt−PAでのこれら
の位置には、例えば、それぞれ416−418位のりシン、ヒスチジンおよびグ
ルタミン酸それぞれのアラニンによる置換、94位のグルタミン酸のアラニンに
よる置換および/または95位のアスパラギン酸のアラニンまたはグリシンによ
る置換、および位置426.427.429および430のグルタミン酸、アル
ギニン、リシン、およびグルタミン酸のアラニンによる置換が含まれる(例、W
090102798.1990年3月22日公開)。
適当な複数変異の例を以下に挙げるo R2990,Ti03N t−PA;
R299D、Y67N t、PA;R299D、N117A t−pA: R2
99D、NN7S t−PA; R299D、NN70 t・PA: R299
D、N+84A@t、PA;
R299D、N+845+−PA;R299D、N 18401−PA:R29
9D、Tl03N、N 1+7Aτ−PA、R299D、YU7N、N117A
+、PA; R299C1,丁103N、N+ +75 t−PA; R299
D、Y67N、Ni 17S t□PA: R299D、T奄O3N、Ni 1
70 r−PA:
R299D、Y67N、Ni+70 トPA: R299D、Ti03N、N+
84A +−PA; R299D、Y67N、N+84A 煤|PA。
R299D、Ti03N、N+84S t−PA; R299D、Y67N、N
i84S t・PA: R299D、Ti03N、N+84O t−pA;
R299D、Y67N、N+84Q t−PA: R299D、D95G t−
PA; R299D、E94A、D95A t・PA、R299D、5105N
、A107S t−PA、R299D、E94A、D95A、Ti03N t−
PA: R299D、E94A、DX5A、N+170
トPA、 R299D、S+05N、Al07S、E94A、D95A I−P
A; R299D、5103N、A107S、N1170 {−PA。
R299D、に4+6A、+417A、E418A +−PA;日299D、ε
426A、R427A、に429A、E430A t・PAB、変異体の構築
本発明のt−PAアミノ酸配列変異体は好ましくは野生型t−PAをコードする
DNA配列の突然変異により構築する。一般に、特定の領域または部位が突然変
異誘発における標的となるので、これを達成するための一般的な方法は、部位特
異的突然変異誘発と称される。突然変異は、制限エンドヌクレアーゼ(DNAを
特定の位置で開裂する)、ヌクレアーゼ(DNAを分解する)および/またはポ
リメラーゼ(DNAを合成する)等のDNA修飾酵素類を用いてなされる。
1、単純な欠失および挿入
DNAの制限エンドヌクレアーゼ消化の後、連結(リゲーション、ligati
on)することが、サムプルツクら(Sambrook et al、 )のM
o1ecular Cloning: A Laboratory Mnual
、 5econd edition、 Co1d Spring Harbor
Laboratory Pr■唐刀A New
York (1989)の15.3節に記載されているように欠失の生成に用い
られる。この方法の使用には、外来性DNAをプラスミドベクターに挿入するこ
とが好ましい。外来性(挿入される)DNAとベクターDNAの両者の制限地図
が手に入るか、外来性DNAとベクターDNAの両者の配列が知られていなけれ
ばならない。
外来性DNAはベクターにはない唯一の(ユニークな)制限部位を有する必要が
ある。従って、外来性DNAを、適当な制限エンドヌクレアーゼを該酵素の供給
者の指示に従った条件下で用いて、これらユニークな制限部位の間で消化するこ
とで欠失を起こす。もしも用いた制限酵素が平滑末端または適合末端(comp
etitive end)を生じたら、サムプルツクら(前掲)の1.68節に
記載のように、バクテリオファージT4DNAリガーゼのようなりガーゼを用い
、混合物をATPおよびリガーゼバッファーの存在下、16℃で1−4時間イン
キュベートすることで末端を直接連結させる。もしも末端が平滑でないときは、
DNAポリメラーゼ■のフレノウフラグメントまたはバクテリオファージT4D
NAポリメラーゼを用い(これらのいずれも消化されたDNAの突出1本鎖末端
を充填するのにデオキシヌクレオチドトリホスフエートを必要とする)、まずそ
れらを平滑末端にする必要がある。あるいは、末端を、ヌクレアーゼS1または
ヤエナリ(mung bean)ヌクレアーゼ(これらはいずれもDNAの突出
した1本鎖を切り戻す作用をする)を用いて平滑末端にしてもよい。次いでDN
Aをリガーゼを用いて連結する。得られた分子はt−PAの欠失変異体である。
同様の戦略を用いてサムプルツクら(前掲)の15.3節に記載のごと(挿入変
異体を構築することができる。外来性DNAを唯一の制限部位(群)で消化した
後、オリゴヌクレオチドを外来性DNAの切断された部位に挿入する。オリゴヌ
クレオチドは、挿入が望まれるアミノ酸をコードすると共に、直接連結が可能な
ように、消化された外来性DNAに適合する5°および3′末端を有するもので
ある。
2、 オリゴヌクレオチドに仲介される突然変異誘発オリゴヌクレオチド−指向
突然変異誘発は本発明の置換変異体の調製に適した方法である。それはまた、本
発明の欠失および挿入変異体の調製にも好都合に用いることができる。この技術
はアデルマンら(Adelman et al、、 DNA、 2:183(1
9g3))に記載されているように、当業者に周知である。
t−PA分子に2またはそれ以上のヌクレオチドの挿入、欠失または置換をもた
らすのに、一般に、少なくとも25ヌクレオチド長さのオリゴヌクレオチドを用
いる。最適なオリゴヌクレオチドは、突然変異を突然変異をコードするヌクレオ
チドのいずれかの側のヌクレオチドと完璧に適合する12から15のヌクレオチ
ドを有している。これにより、オリゴヌクレオチドが1本鎖DNA鋳型分子と適
切に/ゾブリダイズする。このオリゴヌクレオチドは、フレア(Crea)ら[
Proc。
Natl、^cad、 Sci、 、 U、 S、^、 75.5765(19
78)]に記載されている手法などの当業界周知の手法によって容易に合成する
ことができる。
DNA鋳型分子は、野生型t−PAのcDNA挿入体を有する1本領形ベクター
である。この1本鎖の鋳型は、バクテリオファージM13ベクター(市販されて
いるM13a+p18及びM13mp19が適当である)、又はベイラ(Vei
ra)ら[Meth。
Enzymol、 153.3(1987)]に記載されている1本領ファージ
複製起点を含有するそれらのベクターのいずれかから誘導されるベクターによっ
てのみ作成することができる。従って、1本鎖鋳型の創製のために、突然変異し
ようとするcDNA t−PAをこれらのベクターの1つに挿入しなければなら
ない。1本鎖の鋳型の生産はサムプルツクら(前掲)の4.21−4.41項に
記載されている。
野生型t−PAを突然変異するためには、適当なハイブリダイゼーション条件下
でオリゴヌクレオチドを1本鎖DNA鋳型分子とアニーリングする。次いで、D
NAポリマー化酵素、通常は大腸菌(E、 coli) D N Aポリメラー
ゼIのクレノー断片を加える。この酵素は、突然変異を有するD N A鎖の合
成の完了にプライマーとしてオリゴヌクレオチドを使用する。従って、DNAの
1つの鎖がベクターに挿入されている野生型t−PAをコードしており、第2の
DNAの鎖が同じベクターに挿入された突然変異形のt−PAをコードしている
ヘテロ二重ラセン分子が形成される。次いで、このへテロ二重ラセン分子を適当
な宿主細胞、通常はE、coliJMlolなどの原核細胞に導入する。細胞を
増殖させた後、それをアガロース平板にプレートし、32−Pで放射能標識した
オリゴヌクレオチドプライマーを使用してスクリーニングし、突然変異t−PA
を含有するコロニーを同定する。
そのようなコロニーを選択し、t−PA分子に突然変異が存在しているかを確認
するため、DNAの配列を決定する。
1つ以上のアミノ酸が置換されている突然変異体は、幾つかの方法の中の1つの
方法によって生成させることができる。ポリペプチド鎖中に数個のアミノ酸が近
接して一緒に配置される場合は、それら所望のアミノ酸置換のすべてをコードす
る1つのオリゴヌクレオチドを使用して同時に突然変異することができる。しか
し、アミノ酸が互いに若干距離をおいて位置している場合(例えば、10アミノ
酸以上で分割されている場合)は、所望の変化をすべてコードしている単一のオ
リゴヌクレオチドを製造することは比較的困難である。代わりに、2者択一の2
方法のいずれかを使用すればよい。第1方法では、置換させる各アミノ酸のオリ
ゴヌクレオチドを別々に創製する。次いで、それらのオリゴヌクレオチドを1本
鎖鋳型DNAに同時にアニーリングすれば、この鋳型から合成された第2のDN
A鎖は所望のアミノ酸置換をすべてコードすることになる。別の方法は、2又は
それ以上の突然変異誘発工程によって所望の突然変異体を生産することに関する
。第1工程は単一突然変異について記載しているとおりの方法である:野生型t
−PA DNAを鋳型として使用し、第1の所望のアミノ酸置換(群)をコード
するオリゴヌクレオチドをこの鋳型とアニーリングし、次いでヘテロ二重ラセン
DNA分子を生成させる。第2の突然変異誘発工程は、突然変異誘発の第1工程
で調製した突然変異DNAを鋳型として使用する。従って、この鋳型は既に1つ
又はそれ以上の突然変異を含有している。次いで、付加的な所望のアミノ酸置換
(群)をコードしているオリゴヌクレオチドをこの鋳型とアニーリングすると、
得られるDNAの鎖は、第1及び第2工程の突然変異誘発の両者に由来する突然
変異をコードしている。この得られたDNAは、第3の突然変異誘発工程におけ
る鋳型として使用することができ、以後同様である。
t−PA変異体をコードするDNAをポリペプチドとして発現させるため、この
DNAをベクターから切り取り、真核性宿主細胞での発現にとって適切な発現ベ
クターに挿入する。長期の安定なt−PA生産のためには、チャイニーズハムス
ター卵巣(CHO)細胞が好ましい。しかし、本発明はCH○細胞におけるt−
PA変異体の発現に限定されるものでなく、多くの他の型の細胞を用いることが
できることが知られており、特に、実験目的でt−PA変異体を一時的にしか発
現させる必要がない場合などはそうである。
本発明の最初のクローニング工程にとっては原核生物が好ましい。原核細胞は、
DNAの迅速な大量生産、部位特異的突然変異に使用される1本鎖DNAの鋳型
の生産、多くの突然変異体の同時スクリーニング、及び生成された突然変異体の
DNAの配列決定にとって特に有用である。適当な原核生物宿主細胞には、E、
coli(大腸菌)K12株294 (ATCCNo、 31.446)、E、
coli株W3110(^TCCNo、 27.325)、E、coli X
1776 (ATCCNo、 31.537)、及びE、coli Bなどがあ
る。
しかし、HBIOI、JMlol、NM522、NM538、NM539などの
E、coliの他の多くの株、並びに他の多くの原核生物の種及び属も同様に使
用することができる。
原核生物はDNA配列の発現のためにも宿主として使用できる。上記に挙げたE
、coli株のほか、バシラス・サブチリス(Bacillus 5ubtil
is)などのバシラス属、サルモネラ・チフィムリウム(Salmonella
typhimuriui)又はセラチア・マルセサンス(Serratia
marcesans)などの他の腸内細菌、及び種々のシュードモナス(Pse
udomonas)種などもすべて宿主として使用できる。
これらの宿主は、その宿主細胞と適合する種由来のレプリコン及び制御配列を含
有するプラスミドベクターと共に使用する。そのベクターは通常、複製部位、形
質転換された細胞内において表現型の選択性を付与できるマーカー遺伝子、1つ
又はそれ以上のプロモーター、及び外来遺伝子を挿入するための幾つかの制限部
位を含有するポリリンカー領域を含有する。E、coliを形質転換するために
通常使用されるプラスミドには例えば、pBR322、pUc18、pUc19
、pUc118、pUC119、及びブルースクリプト(Bluescript
)M 13などがあり、これらはすべてサムプルツクら(前掲)の1.12−1
.20項に記載されている。しかし、多(の他の適切なベクターも同様に利用可
能である。これらのベクターはアンピシリン及び/又はテトラサイクリン耐性を
コードする遺伝子を含有しており、それによりこれらのベクターによって形質転
換された細胞はそれらの抗生物質の存在下に増殖させることが可能となる。
原核性ベクターに最も普通に使用されるプロモーターとしては、β−ラクタマー
ゼ(ペニシリカーゼ)及びラクトースプロモーター系[チャン(Chang)ら
のNature375、615(1978) ;イタクラ(Itakura)ら
の5cience 198.1056(1977) :ゲラデル(G。
eddel)らのNature 281,544(1979)]、並びにトリプ
トファン(trp)プロモーター系[ゲラデルらのNucleic Ac1ds
Res、 8.4057(1980) ; E P O出願公開第36.77
6号コ、並びにアルカリホスファターゼ系が挙げられる。これらは最も普通に使
用されるものであるが、他の微生物系プロモーターも利用されており、それらの
ヌクレオチド配列に関する詳細が開示され、当業者ならば、それらをプラスミド
ベクターに機能的に連結することができる[シーベンリスト(Siebenli
st)らのCe1l 20.269(1980)を参照]。
2、真核性微生物
本発明を実施するには酵母などの真核性微生物が使用できる。パン酵母、す・ソ
カロマイセス・セレビシアエ(Saccharomyces cerevisi
ae)力(普通(こ使用される真核微生物であるが、他の幾つかの株も利用する
ことができる。サツカロマイセスにおける発現ベクターとしては、プラスミドY
Rp7が普通に使用される[スチンクコム(Stinchconb)らのNat
ure 282:39(1979) :キックスマン(Kingsman)らの
Gミドは、トリプトファン環境下での増殖能を欠いている酵母の突然変異株、例
えばATCCNo、 44.076株又はPEP4−1株[(ンヨーンズ(Jo
nes)のGenetics、 1115:12(1977))]に選択マーカ
ーを付与できるtrpl遺伝子を含有している。酵母宿主細胞ゲノムの特徴とし
てtrpl欠損が存在することので、トリプトファンの不存在下で増殖させるこ
とにより形質転換を検出する上で有効な環境が提供される。
酵母ベクターにおける適当なプロモーター配列には、3−ホスホグリセレートキ
ナーゼのプロモーター(ヒフ ラマン(Hitzeman)らのJ、 Biol
、 Chew、 255:2073(1980)]、又はエノラーゼ、グリセル
アルデヒド−3−リン酸脱水素酵素、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸デカルボキシ
ラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、グルコース−6−リン酸イソメラーゼ、3−
ホスホグリセレートムターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオセホスフェートイソ
メラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼ及びグある。適当な発現プラスミドを
構築するに当たっては、これらの遺伝子に付随する終止配列も、発現させようと
する配列の3“側で発現ベクターに連結させ、mRNAのポリアデニル化及び終
止機能を付与する。培養条件によって転写が制御されるという付加的な利点を有
している他のプロモーターには、アルコール脱水素酵素2、イソチトクロームC
1酸ホスフアターゼ、窒素代謝に関与する分解酵素、及び上記のグリセルアルデ
ヒド−3−リン酸脱水素酵素及びマルトースとガラクトースの利用に関与する酵
素、のプロモーター領域がある。酵母に適合するプロモーター、複製起点及び終
止配列を含有するプラスミドベクターが好適である。
3、真核性多細胞生物
本発明を実施するためには、多細胞生物由来の細胞培養も宿主として使用するこ
とができる。を推動物又は無を推動物培養のいずれの由来であっても許容できる
が、を推動物細胞培養、特に哺乳動物培養が好ましい。適当なセルライン(細胞
系)としては例えば、SV40によって形質転換されたサル腎CVIライン[C
08−7、ATCCCRL 1651コニヒト腎胚ライン293 S [Gra
hamら、 J、GenJirol、。
36・59(1977)] ;幼若ハムスター腎細胞[BHK、ATCCCCL
10コ:チャイニーズハムスター卵巣細胞[ウララブおよびチャッシン(Ll
rlab and Chasin) 、 Proc、Natl。
6、ATCCCCL 70コ;アフリカミドリザル腎細胞[VERO−76、A
TCCCRL 1587コ;ヒト子宮癌細胞[HELA、ATCCCCL 2]
;イヌ腎細胞[MDCK、ATCCCCL 34コニバツフアロー・ラット肝
細胞[BRL 3A、ATCCCRL 1442] ;ヒト肺細胞[W138、
ATCCCCL 75コ;ヒト肝細胞[He p G2. HB 8065]
ニアウス乳がん細胞[MMT 060562.ATCCCCL 51コニラツ
ト肝がん細胞[HTC,Ml、54.ポウマーは普通、(要すれば)複製起点、
発現すべき遺伝子の前に位!するプロモーター、リポソーム結合部位、RNAス
プライス部位、ポリアデニル化部位、及び転写ターミネータ一部位のDNA配列
を含有している。
哺乳動物発現ベクターに使用されるプロモーターは、ウィルス起源のものが多い
。これらウィルスプロモーターは通常、ポリオーマウィルス、アデノウィルス2
、及び最も頻繁にはアカゲザルウイルス40(SV40)から誘導される。S■
40ウィルスは初期及び後期プロモーターと呼ばれる2つのプロモーターを含有
する。これらのプロモーターはいずれもウィルスの複製起点をも含有する1つの
DNA断片として該ウィルスから容易に入手されるので、特に有用である[ファ
イア(Fiers)らのNature、 273:113(1978)]。また
、このウィルスの複製起点内に位置するHindI[[部位からBglI部位に
伸びる約250bp配列を含有することを条件として、それよりも小さい、又は
大きなSV40 DNA断片を使用することもできる。
あるいは、形質転換のために選択する宿主セルラインと適合することを条件とし
て、外来遺伝子が天然に伴っているプロモーター(同種プロモーター)を使用し
てもよい。
複製起点は、SV40又は他のウィルス(例えば、ポリオーマ、アデノ、VSV
、BPV)などの外因性供給源から入手することができ、それをクローニングベ
クターに挿入すればよい。あるいは、複製起点は宿主細胞の染色体における複製
機構によって与えられ得る。外来遺伝子を含有するベクターが宿主細胞の染色体
に組み込まれるなら、後者で十分である場合が多い。
形質転換された細胞培養によって満足のいく量のt−PAが生産される。しかし
、第2のコード化配列を使用すれば、さらに生産レベルを向上させることができ
る。この第2のコード化配列は通常、ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)を含有
している。野生型のDHFRは正常では化学物質メトトレキサート(MTX)に
よって阻害される。細胞内のDHFR発現レベルは、培養宿主細胞に加えられる
MTXの量に依存して変動する。DHFRを第2の配列として特に有用とする、
他の性質は、それが形質転換細胞を同定するための選択マーカーとして使用でき
ることである。
DHFRを第2の配列として使用するには、野生型DHFR及びMTX=耐性D
HFRの2つの型が利用できる。個々の宿主細胞に使用するDHFRの型は、宿
主細胞がDHFR欠損であるか否か(例えば、非常に低レベルのDHFRを内因
的に産生ずるか、又は機能的なりHFRを全(産生じないか)に依存する。ウル
ラウブ及びチャッンン(Urlaub及びChasin)の[Proc、 Na
tl、 Acad、 Sci、 、 U、 S、 A、 V7 :
4216(1980)]に記載されているCHOセルラインなどのDHFRHF
上ルラインを野生型DHFRコード化配列で形質転換する。形質転換された後で
は、これらのDHFRHF上ルラインは機能的なりHFRを発現し、ヒポキサン
チン、グリシン及びチミジン栄養素を欠く培養培地中で増殖することができる。
形質転換されていない細胞はこの培地中では生存しない。
MTX耐性型のDHFRは、MTX感受性の機能的DHFRを正常量、内因的に
産生ずる宿主細胞中の、形質転換された宿主細胞を選択する手段として使用でき
る。CHO−K 1 (ATCCNo、 CCL 61)はこの特性を有してお
り、従ってこの目的にとって有用なセルラインである。細胞培養培地にMTXを
添加すれば、MTX耐性D HF RをコードするDNAで形質転換された細胞
のみを発育させることができる。形質転換されていない細胞はこの培地中で生存
することができない。
本発明の変異体の製造に用いる哺乳類宿主細胞は様々な培地で培養することが出
来る。ハムのFlo(シグマ)、最少必須培地(rMEMJシグマ) 、RPM
l−1640(シグマ)およびダルベツコの改良イーグル培地(rDMEMJシ
グマ)等の市販の培地が宿主細胞の培養に適する。加えて、ハム(Ham)およ
びワラス(Wallace)の(Meth、 Enz、、 58: 44 (1
979))、バーンス(Barnes)およびサト(Sato)の(Anal、
Biochem、、102:2551 (1989))、U、S、Patent
Nos、4,767.70S: 4゜
657、866: 4.927.762; 4.560.655; to 90
103430: to 87100195: U、 S、 oatent、 R
e、 3
0、9852)に記載の任意の培地がある。
例えば、哺乳類、特にCHO細胞に適した培養培地は以下の成分を含んでいて良
い。
アスパラギン 300−74011+g/lアスパラギン酸 300−650m
g/lグリシン 300−500111g/ 1イソロイシン 300−500
mg/ 10イシン 400−700mg/l
リシン 1000−2250mg/l
メチオニン 80−350mg/l
セリン 500−750mg/l
スレオニン 550−950mg/l
トリプトファン 75−230mg/lチロシン 175−400mg/l
バリン 240−640mg/l
様々な哺乳類細胞系の増殖を支える他の培養培地には、下記の主要成分が含まれ
る。
アスパラギン 150 450mg/lアスパラギン酸 150−450mg/
lリンン 400−800mg/l
メチオニン 50−200mg/l
セリン 100−300mg/l
トリプトファン 50−200mg/l哺乳類細胞の高密度培養および大量の商
業規模生産には、両方の培養培地とも、好ましくは血清不含であるものが適する
。
どの培地も、必要ならホルモンおよび/または他の成長因子(インシュリン、ト
ランスフェリン、上皮成長因子等)、塩類(塩化ナトリウム、カルシウム、マグ
ネシウム、リン酸塩等)、バッファー(HEPES等)、ヌクレオシド(アデノ
シン、チミジン等)、抗生物質(ゲンタマイシン等)、微量元素(通常、最終濃
度マイクロモル程度で存在する無機化合物と定義する)、およびグルコースまた
は同等のエネルギー源)で補充されていてよい。当業者既知の、その他のいかな
る必要な補充物質が適当な濃度で含有されていてもよい。
4、分泌系
細胞から普通分泌される多くの真核生物タンパク質は、そのアミノ酸配列の一部
として内因性シグナル配列を含有している。この配列は小胞体及びゴルジ装置を
介して細胞からタンパク質を輸出させる。このシグナル配列は通常タンパク質の
アミノ末端に位置しており、約13から約36のアミノ成長の範囲にある。実際
の配列はタンパク質毎に異なっているが、既知のすべての真核生物シグナル配列
は、そのシグナル配列の中心付近に、少なくとも1個の正に荷電した残基と、高
度の疎水性の10−15アミノ酸(通常はアミノ酸類、ロイシン、イソロイシン
、アラニン、バリン及びフェニルアラニンに富む)を含有している。このシグナ
ル配列は、タンパク質が細胞質内部の小胞体内に移動する際に円買小胞体上に存
在するシグナルペプチダーゼによって開裂されるので、通常、分泌形態のタンパ
ク質からは除去されている。そのシグナル配列が依然として結合しているタンパ
ク質は、「プレタンパク質」又はタンパク質の非成熟型と呼ばれることが多い。
しかし、分泌されるタンパク質のすべてが、開裂されるアミノ末端シグナル配列
を含有しているわけでない。オバルブミンなどのある種のタンパク質は、タンパ
ク質の内部領域に位置するシグナル配列を含有している。この配列は移動時に正
常では開裂されない。
細胞質中に通常見いだされるタンパク質は、そのタンパク質にシグナル配列を連
結させることにより分泌させることができる。これは、シグナル配列をコードす
るDNAを、タンパク質をコードするDNAの5°末端に連結し、次いでこの融
合タンパク質を適当な宿主細胞において発現させることにより、容易に実施する
ことができる。シグナル配列をコードするDNAは、シグナル配列を有するタン
パク質をコードする遺伝子から制限断片として入手できる。従って、本発明を実
施するために利用する宿主細胞の型に応じて、原核生物、酵母、及び真核生物シ
グナル配列を本発明では使用できる。遺伝子のシグナル配列部分をコードするD
NAは適当な制限エンドヌクレアーゼを使用して切除され、次いでそれを分泌さ
せようとするタンパク質、即ちt−PAをコードするDNAに連結する。
機能的なシグナル配列の選択には、シグナル配列が宿主細胞シグナルペプチダー
ゼによって認識される結果、シグナル配列の開裂及びタンパク質の分泌が起こる
ことが要件となる。幾つかの真核生物遺伝子のシグナル配列部分をコードするD
NA及びアミノ酸配列は既知であり[例えば、ヒト成長因子、プロインスリン、
及びプロアルブミン(ストライヤー(Stryer)のBiochemistr
y、 W、 IIl、 Freeman andCompany、ニューヨーク
(1988)、 769頁を参照)]、これらは適当な真核生物宿主細胞におい
てシグナル配列として使用することができる。例えば、酸ホスファターゼ[アリ
ア (Arima)らのNuc、 Ac1ds Res、 、旦: 1657(
1983)]、α−因子、アルカリホスファターゼ及びインベルターゼなどの酵
母シグナル配列は、酵母宿主細胞から分泌させるために使用できる。例えば、L
amB又はOmpF[ウオン(long)らのGene 68:1931988
]、MalESPhoA、又ハβ−ラクタマーセヲコートスル遺伝子、並びに他
の遺伝子由来の原核生物シグナル配列は、原核生物細胞から培養培地にタンパク
質を向かわせるのに使用できる。
目的のタンパク質が分泌できるようにするためにそれにシグナル配列を付与する
別の手法は、シグナル配列をコードするDNAを化学的に合成することである。
この方法では、選択したシグナル配列をコードするオリゴヌクレオチドの両鎮を
化学的に合成し、次いで互いにアニーリングさせて二重ラセンを形成させる。次
に、得られた2本鎖オリゴヌクレオチドを、タンパク質をコードするDNAの5
°末端に連結させる。
次いで、タンパク質をそれに連結されたシグナル配列と共にコードしているDN
Aを含有する構築物を適当な発現ベクターに連結すればよい。この発現ベクター
を適当な宿主細胞に形質転換し、目的のタンパク質を発現させ、分泌させる。
D、形質転換方法
哺乳動物宿主細胞及び頑強な細胞膜障壁を有していない他の宿主細胞の培養物は
、グラハム(Graham)及びフォノ・デルニブ(Van der Eb)[
Virology 52.546(1978)]に最初に開示され、サムプルツ
クら(前掲)の16.32−16.37項にて改変を施されたリン酸カルシウム
法によって普通は形質転換される。しかし、ポリブレン(Polybrene)
[カワイ(Kawai)及びニシザワ(Nishizava) 、 Mo1.
Ce11. Biベツチ(Capecchi) 、 Ce11.22:479
(1980)]などの、DNAを細胞に導入するための他の方法も使用できる。
酵母宿主細胞は、ハイネン(Hfnnen)のProc、 Natl、 Aca
d、 Sci、 、 U、 S、 A、 、 75 : 1X29−1
933(197g)によって教示されているように、ポリエチレングリコール法
によって形質転換するのが一般的である。
原核生物細胞又は頑強な細胞壁を有する細胞を形質転換するには、サムプルツク
ら(前掲)の1.82項に記載されている塩化カルシウム法によって行うのが好
ましい。また、これらの細胞を形質転換するにはエレクトロポルーンヨンも使用
できる。
E、クローニング法
復製配列、調節配列、表現型選択遺伝子をコードするDNA及び目的の外来DN
Aを含有する適当なベクターの構築には、標準的な組換えDNA手法を使用する
。単離したプラスミド及びDNA断片を開裂し、仕立て、そして特定の順序で互
いに連結し、所望のベクターを生成させる。
DNAの開裂は、適当な緩衝液中にて適当な制限酵素又は酵素群を使用して行う
。一般には、緩衝溶液約20μl中、適当な制限酵素的1−2単位と共に、プラ
スミド又はDNA断片約12−1μgを使用する(適当な緩衝液、DNA濃度、
及びインキュベート時間及び温度は、その制限酵素の製造元によって特定されて
いる)。一般には、37℃での約1又は2時間のインキュベート時間が適当であ
るが、酵素の中にはそれよりも高い温度が必要であるものがある。インキュベー
トした後に、フェノール及びクロロホルムの混液で消化溶液を抽出することによ
って酵素及び他の夾雑物を除去し、次いでエタノール沈殿によってその水性画分
からDNAを回収する。
DNA断片類を一緒に連結して機能的ベクターを形成させるためには、それらD
NA断片の末端は互いに適合していなければならない。ある場合には、エンドヌ
クレアーゼ消化で、直接適合する末端が得られる。しかし、エンドヌクレアーゼ
消化によって普通に生成される粘着末端を、連結に適合させるために、まず平滑
末端に変換しなければならない場合がある。平滑末端にするためには、4つのデ
オキシヌクレオチド三リン酸の存在下、DNAポリメラーゼIのクレノー断片(
クレノー)10単位と共に少なくとも15分間、15℃において適当な緩衝液中
で得られたDNAを処理する。次いで、それをフェノール−クロロホルム抽出し
、エタノール沈殿して精製する。
開裂させたDNA断片は、DNAゲル電気泳動によってサイズ分離し、選択する
ことができる。DNAはアガロース又はポリアクリルアミドマトリックスのいず
れかによって電気泳動できる。マトリックスの選択は、分離しようとするDNA
断片のサイズ(大きさ)に左右される。電気泳動した後に、電気溶離(elec
troelution)によってDNAをマトリックスから抽出するか、あるい
は低融点アガロースをマトリックスとして使用した場合は、サムプルツクら(前
掲)の6. 30−6゜33項に記載されているようにしてアガロースを融解し
、それからDNAを抽出する。
互いに連結させようとするDNA断片(適当な制限酵素で消化してそれぞれの断
片の連結させるべき末端を適合させておく)のほぼ等モル量を溶液中に存在させ
る。この溶液はATP、リガーゼ緩衝液及びリガーゼ、例えばDNA0.5μg
当たりT4DNAリガーゼ約10単位をも含有している。DNA断片をベクター
に連結する場合は、まず、適当な制限エンドヌクレアーゼ(群)によってベクタ
ーを切断して線状化し、次いで細菌アルカリホスファターゼ又は子牛腸内アルカ
リホスファターゼのいずれかでリン酸化する。この操作によって、開裂したベク
ターが連結工程の際に自己連結するのを防止できる。
連結した後に、新たに外来遺伝子が挿入されたベクターを適当な宿主細胞、最も
普通にはE、coli K 12株294 (ATCC番号31.446)又は
別の適当なE、coli株などの原核生物に導入する。抗生物質、普通はテトラ
サイクリン(tet)又はアンピシリン(amp)と増殖させることにより、ベ
クター内のtet及び/又はamp耐性遺伝子のおかげでそれらに対して耐性に
なっている形質転換細胞を選択する。連結混合物によって真核生物宿主細胞を形
質転換した場合は、形質転換細胞は上述のDHFR/MTX系によって選択でき
る。形質転換細胞を培養物中で増殖させ、次いでプラスミドDNA(プラスミド
は、目的の外来遺伝子に連結されたベクターを意味する)を単離する。このプラ
スミドDNAを次に、制限マツピング及び/又はDNA配列決定によって分析す
る。DNAの配列決定は、メッシング(Mes哺乳動物宿主細胞がDNAで安定
に形質転換された後、その宿主細胞培養をMTX約200−500nM濃度の存
在下で増殖させ、それによりDHFRタンパク質をコードしている配列の増幅を
行う。MTXの有効な濃度範囲は、DHFR遺伝子及びタンパク質の性質、及び
宿主の特性に大きく左右される。明らかに、一般的な上限及び下限の定義は確認
できない。他の葉酸同族体又はDHFRを阻害する他の化合物も適当な濃度で使
用することができる。しかし、MTXが簡便であり、容品に利用でき、かつ有効
である。
上述のように、t−PA変異体は、部位特異的突然変異誘発法を使用して生成さ
れる突然変異(類)によって製造するのが好ましい。この方法では、特異的なオ
リゴヌクレオチドであうで、所望の突然変異の配列と、該オリゴヌクレオチドそ
してDNAの鋳型と安定にハイブリダイズせしめるに十分な数の隣接ヌクレオチ
ドの配列の両方をコードしているオリゴヌクレオチドを合成し使用する必要があ
る。
F、医薬組成物
本発明のt−PA産物を医薬的に許容され得る担体との混合物中で混合すること
により、本発明の化合物は医薬的に有用な組成物を調製するための既知の方法に
よって製剤化することができる。適当な担体及び製剤化法は、オスロー(Osl
o)ら編のRemington’ s Pharmaceutical 5ci
ences 16版、1980[7−/り・パブリッシングω、コに記載されて
いる。このような組成物は通常、患者への効果的な投与に適した医薬的に許容さ
れ得る組成物を調製する上で適当な量のビヒクルと共に、有効量の本発明のt−
PA変異体、例えば約0.5から約5*ghL含有している。t−PA変異体は
、心臓血管の疾患又は症状の患者に非経口的に、又はそれを確かに有効な形で血
流に供給する他の方法で投与することができる。
本発明を実施する上で使用されるt−PA変異体を臨床投与するのに特に適して
いる組成物には、例えば滅菌水溶液剤、又は凍結乾燥タンパク質などの滅菌水和
性の粉末剤などがある。通常、製剤を等強性にするために、製剤中にさらに、医
薬的に許容され得る塩を適量使用する。また、通常、適当濃度のりん酸と組み合
わせたアルギニン塩基のバッファーを、適当なpH1一般にはpH5,5−7,
5を維持するために含有させる。さらに、貯蔵寿命を維持するために、グリセリ
ンなどの化合物も含有させることができる。
本発明の医薬組成物の投与量及び望ましい薬物濃度は、目的とする個々の用途に
応じて変化し得る。例えば、深部静脈血栓又は末梢血管疾患の処置に当たっては
、約0.05から約0.2mg/kgオーダーの「ポーラス」投与が通常好まし
く、その後は、血中レベルをほぼ一定に、好ましくは約3μg/寓lのオーダー
で維持し得るよう約0.1から約0.2冨g /kgの投与を行うのが好ましい
。
しかし、一般に潅流(infusion)が行えない場面である緊急医療に関連
して使用するためには、及び処置する疾患が一般に重篤な性質をもつ場合(塞栓
症、心筋梗塞)には、多めの初期投与量、例えば約0.3mg/kgオーダーの
静脈内ポーラス投与が望ましい。
例えば、t−PA変異体は、心血管疾患又は症状に罹患した患者に非経口的に投
与するのが適切である。投与量及び投与速度は、現在、臨床試験における他の心
血管渠、血栓溶解薬の用量、例えば心筋梗塞、肺塞栓症などに罹患したヒト患者
には、約1−2++g/kg体重を1.5−12時間かけて静脈内又は動脈内投
与、と同等又は高いであろう。
適当な投与剤形の1例として、5Qs+g t−PA、アルギニン、リン酸、及
びポリソルベート80を含有するバイアルを滅菌水50寓lにより注射用に再構
成し、それを適量の0.9%塩化ナトリウム注射液と混合することが挙げられる
。
本発明のt−PA変異体はフィブリン沈着又は接着の形成もしくは再形成を防止
するためにも有用である。この用途の1態様は、1989年1月4日公開のEP
o 297.860に記載されている。一般には、この使用法の1態様では潜在
的なフィブリンまたは接着形成部位に、治療有効量のt−PA変異体を、それが
およそ3日から2週間にわたって持続的に放出されるよう、難溶性の形で含。
有する組成物を投与することを包含する。t−PA変異体は通常、手術、感染、
外傷又は炎症後にフィブリン沈着または接着の形成を予防するに充分な投与量で
投与する。その量は普通、0.02mg/gゲルから25mg/gゲルであり、
0.20wg/gゲルから約2.5mg/gのゲルが好ましく、最も好ましくは
0.25mg/gゲルから約1.O翼g/gゲルである。接着形成及び/又はフ
ィブリン沈着を防止するために使用する各t−PA変異体は、潜在的な接着形成
の部位にt−PA酵素を配!するための半固形の粘液質の製薬的に不活性な担体
中で製剤化するのが普通である。このような担体には、長鎖の炭化水素又は植物
油及び、修飾された飽和及び不飽和脂肪酸グリセリドの混合物又は修飾された飽
和及び不飽和脂肪酸グリセリドの混合物から構成されるワックスなどがある。例
えば、石油ゼリーまたは半合成グリセリドなどの半固形ビヒクル、グリセリンな
どのポリヒドロキシ溶媒、長鎖炭化水素、生体侵食性ポリマー(bioerod
able polymers)、又はリポソームなどが挙げられる。
以下に記載する実施例を簡単にするため、共通して用いられる幾つかの方法を以
下に説明する。
「プラスミド」は、小文字のpの後ろにアルファベットの名称を付して表してい
る。本発明における出発プラスミドは市販されているか、非制限的な起源から一
般に入手可能となっており、又はそのような入手可能なプラスミドから文献開示
の方法によって構築することができる。さらに、他の同等のプラスミドも当業界
既知であり、当業者には明らかである。
DNAの「消化」、「切断」又は「開裂」とは、DNA内のある特定の場所での
み働(酵素によってそのDNAを触媒的に開裂することを意味する。
このような酵素は制限エンドヌクレアーゼと呼ばれ、DNA配列に沿った、各酵
素が開裂する部位は制限部位と呼ばれる。本明細書で使用している制限酵素は市
販されており、その供給元から提示されている教示に従って使用される。制限酵
素は、大文字の後ろに各制限酵素が得られる微生物を表す2又は3つの小文字を
付して命名される。これらの文字に続いて個々の酵素を示す1又はそれ以上のロ
ーマ数字がある。一般に、プラスミド又はDNA断片約lμgを緩衝溶液約20
μ!中、酵素約2単位と共に使用する。個々の制限酵素にとって適当な緩衝液、
基質濃度、インキュベーション温度、及びインキュベート時間は製造会社によっ
て特定されている。インキュベートした後、フェノール−クロロホルム溶液によ
る抽出によってDNAから酵素及び他の夾雑物を除去し、エタノール沈殿によっ
て、消化されたDNAを水性画分から回収する。制限酵素による消化の後には、
細菌アルカリホスファターゼ又は子牛腸内アルカリホスファターゼで処理する。
これは、別のDNA断片の制限部位への挿入を妨げかねない、DNA断片の2つ
の制限開裂末端の「環化」又は閉じたループの形成を防止するためである。しか
し、特に明記しない限りは、プラスミドの消化後には5°末端の脱リン酸化は行
わない。
脱リン酸化のためのこれらの操作法及び試薬はサムプルツクら(前掲)の1゜6
0−1.61項及び3.38−3.39項に記載されている。
特定のDNA断片を制限消化物から「回収」または「単離」するとは、ポリアク
リルアミド又はアガロースゲルを使用して電気泳動法により、得られたDNA断
片を分離し、目的とする断片を既知の分子量のマーカーDNA断片の移動度と比
較してその同定を行い、所望の断片を含有するゲル切片を取り出し、そしてDN
Aからゲルを分離することを意味する。この操作法は一般に既知である。例えば
、ローン(R,Lawn)らのNucleic Ac1ds Res、9:61
03−6114(1981)、及びゲラデル(D、 Goeddel)らのNu
cleic Ac1ds Res、 8 : 4057(1980)を参照のこ
と。
「サザーン分析」とは、既知の標識化オリゴヌクレオチド又はDNA断片とのハ
イブリッド形成により、消化物またはDNA含有組成物中のDNA配列の存在を
確かめる方法である。サザーン分析とは、元来、サザーン[5outhern、
J、Mo1. Biol、 98+503(1975)]により記載され、サ
ムプルツク(前掲)の9.31−9.57節で改良された方法を用いてアガロー
スゲル上にて消化DNAを分離し、DNAを変性し、DNAをゲルからニトロセ
ルロースまたはナイロンメンブラン上に移すことを指す。
「形質転換」とは、DNAが染色体外要素または染色体成分として複製できるよ
うにそのDNAを生物に導入することを意味する。形質転換するために使用する
方法は、宿主細胞が真核生物であるか、又は原核生物であるかによって変わる。
原核生物を形質転換する方法はサムプルツクら(前掲)の1゜82項に記載され
ている塩化カルシウム法である。真核生物は、サムプルツク(前掲)らの16.
32−16.37項に記載されているリン酸カルシウム法によって形質転換され
る。
「連結」とは、ATPをも含有している適当な緩衝液中、リガーゼ酵素を使用し
て、2つの2本鏑DNA断片間にホスホジエステル結合を生成させる「オリゴヌ
クレオチド」は、ホスホジエステル結合によって結合されているデオキシリボヌ
クレオチドの短い長さの1本鎖又は2本領配列を意味する。
このオリゴヌクレオチドは既知の方法によって化学的に合成され、ポリアクリル
アミドゲル上にて精製される。
以下に、本発明を実施する上で現在知られている最も最良の方法を説明するため
に実施例を挙げるが、これは本発明の限定を意図するものではない。
t−PA突然変異体を作成するためのベクターとしてプラスミドpRK7を使用
した。pRK7は、C1al及びHindllI間のポリリンカー領域内のエン
ドヌクレアーゼ制限部位の順序が逆である以外はp RK 5 (1989年3
月15日公開のEP公開番号第307.247号)と同一である。このベクター
に挿入するために、t−PA cDNA[ベニ力(Pennica)らのNat
ure 301:214(1983)]を、制限エンドヌクレアーゼHindm
(ATG開始コドンの5°側496塩基対を切断する)及び制限エンドヌクレア
ーゼBa1I(TGA終止コドンの下流276塩基対を切断する)で切断するこ
とにより調製した。このcDNAを、サムプルツク(3ambrook)ら(前
掲)の1.68−1.69項に記載されている標準的な連結(リゲーション)法
を使用し、HindIff及びSmalで前もって切断しておいたpRK7に連
結した。得られた構築物をpRK、t−PAと命名した。(図1参照)
II、pRK7−t−PAの部位特異的突然変異誘発アマ−ジャム・コーポレー
ション(Amersham Corporation)から購入したキット(カ
タログ番号RPN 1253)を使用し、ティラー(Taylor)らのNuc
l、 Ac1ds、 Res、 、 13:8765(1985)の方法によっ
てt−PA cDNAの部位特異的突然変異誘発を行った。所望の突然変異を生
成させるため、所望のアミノ酸置換をコードする配列を有するオリゴヌクレオチ
ドを合成し、それをプライマーとして使用した。このオリゴヌクレオチドを、標
準的な手法[Vieraらの1leth、 Enz、 、 14影3(1987
)コにより調製した1本領pRK7−t−PAと7ニーリングさせた。
デオキシリボアデノシン(dATP)、デオキシリボグアノシン(dGTP)、
及びデオキシリボチミジン(dTTP)の3つのデオキシリボヌクレオチドの混
合物を、上記キットの製造元から供されているそのキット中のdCTP(aS)
と呼ばれる改変チオ−デオキシリボシトシンと混合し、それをオリゴヌクレオチ
ドとアニーリングさせた1本領pRK7−t−PAに加えた。
この混合物にDNAポリメラーゼを加えると、突然変異した塩基以外はpRK7
−t−PAと同一のDNAの鏑が生成した。さらに、この新たなりNAの鎖はd
cTPの代わりに、それを制限エンドヌクレアーゼ消化から保護するのに役立つ
dcTP(aS)を含有していた。得られた2本鎖へテロ二重鎮の鋳型の鎖に適
当な制限酵素により切れ目にツク)を作成した後、その鋳型の鎖を、突然変異オ
リゴマーを含有している領域を通過するようExamヌクレアーゼによって消化
した。次いで、この反応を停止させると、部分的にのみ1本鎖となった分子が得
られた。次に、4つのみすべてのデオキシリボヌク−レオチド3リン酸、ATP
、及びDNAリガーゼの存在下にDNAポリメラーゼにより、完全な2本lDN
Aのへテロ二重鎖分子を形成させた。
R299Dt−PAの製造に用いたオリゴヌクレオチドは下記のとおりである。
5’ TCCGGGCGAGTCCCTGTGCTTGGC(配列番号1)R2
99D、530ONt−PAおよびR299G、5300Tt−PAの製造に用
いたオリゴヌクレオチドは下記のとおりである。
5’ CCGCTCTCCGGGNN (G/C)NN (G/C)CCTC;
TGCTT (配列番号2)
ここにNは任意のヌクレオチド、G/Cはその位置のヌクレオチドがGまたはC
のいずれでもよいことを意味する。
IIl、細菌形質転換及びDNA調製
コンピテント細胞の調製と形質転換するための標準的な塩化カルシウム法[Sa
a+brookら(前掲)の1.76−1.84項コを使用し、上記のプロトコ
ールを使用して作成した突然変異t−PA構築物をE、coli宿主株MM 2
94 tonAに導入した。TnlO)ランスボゾンをton A遺伝子に挿入
した後、不正確に切除することにより、E、coli株MM294tonA(こ
れはT1ファージに耐性である)を調製した。次いで、この遺伝子をトランスポ
ゾン挿入突然変異[クレックカー(Kleckner)らのJ、1loi、Bi
ol、 、 116 : 125−159(1977)]を使用し、E、col
i宿主MM 294 (ATTCNo、 31.446)に挿入した。
Sambrookら(前掲)の1.25−1.31項に記載されている標準的な
ミニブレブ法を使用し、細菌形質転換体のコロニーそれぞれからDNAを抽出し
た。得られたプラスミドをセファクリルCL6Bスピンカラムに通してさらに精
製し、次いでDNA配列決定並びに制限エンドヌクレアーゼ消化及びアガロース
ゲル電気泳動によって分析した。
■、真核生物細胞の形質転換
ヒト腎肝293細胞(温度感受性ラージT抗原遺伝子でトランスフェクトしたサ
ブクローン293TSA)を6ウエル平板にて10%全ウシつ児血清を補充L7
’:IIM HEPESバッファー、0.29 g/ 1グルタミン、2.44
g/l炭酸水素ナトリウム、0.55 g/ Iピルビン酸ナトリウム、pH6
゜95を含有スル、DMEM:F12 (1:1)培地T70%全面成長マで増
殖させた。トランスフェクションの前日に細胞を計数し、培地を吸引して除き、
細胞をトリプシン処理し、あらがじめリシン含有カラムに通してプラスミノーゲ
ンを除去しておいた10%全ウシつ児血清を含有する、同じDMEM: F12
(1: 1)に基づく培地に再けんだくした。次いで、懸濁液を266.00
0細胞/l111に調節し、6ウエルプレートに3m1/ウエル(8oo、oo
o細胞/ウェル)では種し、トランスフェクションの日までインキュベーション
した。
t−PA突然変異体をコードするプラスミド2.5μgを1mM トリス−HC
l、0.1mM EDTA、0.227M CaCJ2(150μA’)中に溶
解シタ。
これに、50mMHEPES緩衝液(pH7,35)、280mM NaCL
1゜5mM NaPO3(150μl)を加え(旋回下に滴加)、25℃で10
分間沈殿物を形成せしめた。次いで、得られた懸濁沈殿物を6ウエル平板の各ウ
ェル中の細胞に加え、インキュベーター中に1夜放置した。次いで、培地を吸引
除去し、インシュリン、トランスフェリン、微量元素および脂質を含むDMEM
: F12 (1: 1)J、:基づく血清不含培地(PS−04と呼称) (
U、S。
S、N、 071592.14.1前掲に記載)で置き換えた。細胞を6日間イ
ンキュベートした後、培地を採取し、検定した。
野生型t−PAに対しで調製したポリクローナル抗体を使用し、ELISA(酵
素結合免疫吸着検定ン法によって1.細胞培養上清中に存在するt−PAの濃度
を測定した。以下で説明する各検定に使用したt−PA量はこのELISA法の
結果に基づく。
B、S−2288検定
S−2288検定を使用し、2本鎖形の本発明突然変異体のタンパク質分解活性
を測定した。この検定は、t−PAのタンパク質分解活性のための直接的な検定
法である;t−PAは小ペプチドとバラニトロアニリド発色団との間の結合を開
裂させる。
野生型組換えt−PA(rt−PA)を細胞培養培地で希釈して標準曲線試料を
調製する。この標準曲線試料及びrt−PA突然変異体試料をマイクロ多イター
平板のウェルに加えた。この検定法を使用して2本領rt−PAの活性を測定す
るので、ヒトプラスミンとのインキュベーション工程を操作に包含させた。ヒト
プラスミン(KabiVitrum)を終濃度0.13CU(カゼイン単位)/
諺lまで加えた。試料を室温で90分間インキュベートした。
アプロチニン[シグマ、約14TIU(トリプシンインヒビタ一単位)/++g
]を終濃度72μghlまで加えてプラスミン活性を阻害し、得られた試料を室
温で15分間インキュベートした。S−2288の2.16mM溶液を0゜1M
トリス、0.106+M NaCL 0.02%アジ化ナトリウム、pH8゜
4を用いて1゜45mMにまで希釈し、この溶液工OOμlをマイクロタイター
平板の各ウェルに加えた(各ウェルにおける最終容量は200μlであった)。
405止において発色をモニターした。それぞれの標準及び試料についての吸光
度対時間曲線の勾配を測定した。標準曲線は、rt−PA欅品に対するrt−P
A濃度の関数として、吸光度対時間の曲線勾配をプロットすることで作成した。
次いで、突然変異体の相対活性濃度を標準曲線から測定した。各突然変異体の活
性濃度をrt−PA ELISAにて得られた突然変異体についての濃度で除し
、得られた比活性を、1.0値と帰属した野生型t−PAに関連させて表した。
C,S−2251検定
この検定はt−PA活性の間接検定法である。この検定法では、プラスミノーゲ
ンをt−P、Aの作用によりプラスミンに変換させるが、そのプラスミンがS−
2251基質を開裂してバラニトロアニリド発色団を放出するものである。次い
で、この発色団の発色を経時的に測定する。
1、フィブリン刺激S−2251検定
S−2288検定について記載しているようにして標準曲線試料を調製した。そ
の試料をプラスミン−セファ0−スと共にインキュベートすることにより、試料
を2本鎖に変換した。プラスミン−セファロースは、ヒトプラスミン(Kabi
Vitrum)約20.8CUを臭化シアン活性化セファロース(ファルマンア
)1mfとカップリングさせて調製した。このプラスミン−セファロース(5%
スラリー50μIりを試料150μlと共に室温で90分間撹拌させながらイン
キュベートした。インキュベートの後、得られた樹脂を遠心によって除去し、試
料10μlをマイクロタイター平板のウェルに加えた。
ヒトトロンビン(42単位/1溶液10μl)を各ウェルに加えた。ヒトG1ロ
ープラスミノーゲン(5,3μM)28μ11プラスミノーゲン不含のヒトフィ
ブリーゲン(10μM)10μz、3mM S−2251(KabiVitru
trr)30 ttl、及びPBS62μlから構成される混合物(130μl
)を加え、各ウェル中の反応を開始させた。405nmにおいて発色をモニター
し、492nmの参考波長における吸光度を各時点の吸光度から差し引いた。吸
光度対時間の二乗の曲線勾配を標準及び突然変異体試料の各々について測定した
。標準曲線は、rt−PA標品についてのrt−PA濃度の関数として、吸光度
対時間の二乗の曲線勾配をプロットすることにより作成した。突然変異体の相対
比活性は、S−2288検定について記載したようにして測定した。
2、フィブリノーゲン刺激S−2251検定この検定は、トロンビンをPBSで
置き換える以外はフィブリン刺激S−2251検定について記載しているように
して行った。
3、血漿血餅S−2251検定
標準曲線試料の調製及び、プラスミン−セファ0−スを使用する1本領rt−P
Aから2本領rt−PAへの変換をフィブリン−刺激S−2251検定につ −
いて記載しているようにして行った。ヒトトロンビン(31ag/++1溶液1
0μl)をマイクロタイター平板の各ウェルに加えた。標準及び突然変異体試料
(40μl)をその平板に加え、酸クエン酸デキストロースヒト血漿90μ!及
び9. 1iM S−2251(KabiVitr+m) 10 Illの混合
物1001を加え、反応を開始させた。405止において発色をモニターし、4
92止の参考波長における吸光度を各時点の吸光度から差し引いた。得られたデ
ータの分析は、フィブリン刺激S−2251検定について記載したようにして行
った。
血漿S−2251検定
この検定は、トロンビンをPBSで置き換え、参考波長を用いないことを除き、
血漿血餅S−2251検定に関して記載したと同様に行った。
上記Bおよび0項に記載の検定の結果を表1に示す。表中、R299Dt−PA
は本発明の変異体であり、KHRR296−299AAAA t−PA (W0
90102798.1990年3月22日公開に記載の変異体)、R299D、
530ONt−PA、およびR299位にアミノ酸置換変異を有する幾つかの他
の変異体(適当なオリゴヌクレオチドを用いて上記のようにして調製した)につ
いても比較の目的で試験した。
S−2288検定の結果は、本発明の変異体が野生型t−PAに概ね匹敵するア
ミド分解活性を有することを示している。R299D変異体と野生型t−PAと
の活性の差異は52251検定で見られるが、ここに、フィブリンの存在下での
R299Dのプラスミノーゲン活性化因子活性と、フィブリノーゲンの存在下で
のそれとの比は、この変異体がこの検定系において、野生型t−PAの4倍以上
、フィブリン特異的であることを示している。ヒト血漿および血餅形成したヒト
血漿の存在下でプラスミノーゲン活性化因子検定を行った場合にも同様のパター
ンが認められる。本発明の変異体は血漿中で野生型t−PAよりも活性が低いが
、血漿血餅の存在下では活性が高く、野生型t−PAに比較して、血漿血餅への
特異性が約3.7倍に増大している。
表1
D 血漿血餅溶解検定
表1に記載のt−PA変異体試料およびR299G、5300Rt−PAを、上
述のフィブリン刺激S−2251検定にて説明したプラスミン−セファロースを
使用し、1本鎖から2本鎖形に変換した。
血漿血餅溶解検定は以下のようにして行った二 〇、15M塩化カルシウム10
11をマイクロタイター平板ウェルに加えた。次いで、各ウェルに、遠心し0.
45マイクロン濾過したヒトクエン酸処理血漿プールを加えた。
その内容物を完全に混合し、血漿血餅を形成させた。rt−PAの標準試料及び
検定すべきt−PA変異体を、それらの終濃度の2倍濃度(18−800ng/
ll)にまで検定緩衝液で希釈した。希釈緩衝液はO,LM NaCL 0.0
3M重炭酸ナトリウム(実験の開始直前に新たに加える)、4mMKC4,1m
M塩化カルシウム、ll11M二塩基性二塩酸ナトリウム、0.3mM塩化マグ
ネシウム、Q、4mM硫酸マグネシウム、20mM HEPES[4−[2−ヒ
ドロキシエチル]−1−ピペラジンエタンスルホン酸コ、及び0.01%ポリソ
ルベート80、pH7,4を含有している。次いで、各標品又は変異体を1容量
の血漿プールと混合した。この混合物100μ!全体を、周囲温度で6−8時間
放置して血餅を生じさせた後の血漿血餅の上に重層した。次いで、各平板の光学
密度を405nmにて読みとった。次いで、その平板を37℃で約15時間イン
キュベートし、光学密度の測定を繰り返した。各ウェルについて、0から15時
間までの光学密度値の差異を引き算によって計算した。標品では、光学密度を標
品の濃度のlogの関数としてプロットした。
この標準曲線から未知量を内挿した。同じ(処理した野生型t−PA対照に標準
化した。標準曲線は4つのパラメーター適合プログラムを使用して決定した。使
用した平板解読装置は、5LT−ラボラトリーズのEAR340AT型であった
(オーストリア)。
得られた結果を以下の第2表に示す。
表2
Wild−type +−PA +、0 +、0R299D t・PA 4.1
° 49°0KHRR296・299AAAA t−PA 1.6” 2.2°
0R299A t・PA L8° 16+0R299Ft−PA O,a° 0
.4”R299Lt・PA 1.7°” NClR299V t−PA O,9
° 10°″1R299S t−PA 1.7”″” L7−”R299Y t
−pA o、4” N0R299Ht−pA L7” 24++R2991+・
PA 1.’l° 10°。
R299Wt−PA O,8” 0.6°+R299G t−PA 15” L
3”R299Pt−PA O,6°” N0R299Ht−pA 1.2””
N0R299Ht−FA 2.7・1111NOR299D、530ON t−
PA 2.8” N0R299H,5300T t−PA 0・8”” ND*
測定数は3
**測定数は1
***測定数は2
驚(べきことには、本発明の変異体は野生型t−PAおよびKHRR296−2
99AAAAt−PA変異体、並びに299位における他のアミノ酸置換変異体
の大多数よりも血餅溶解活性が劇的に増大している。それはまた2重突然変異体
R299D、530ONおよびR299G、5300Tt−PAよりも活性が増
大しており、これは300位における突然変異が実は、299位突然変異体の血
漿血餅溶解活性を減少させることを示している。
このように、R299D変異体は野生型t−PAに比較して、実質上増大した血
餅溶解活性を持つと同時に増大したフィブリンおよび血漿血餅特異性を有する。
配列表
(1)一般的な情報
(i)出願人:ンエネンテク、インコーポレイテッド(ii)発明の名称:組織
プラスミノーゲン活性化因子置換変異体(iii)配列の数:2
(iv)連絡先:
(A)あて名:ジエネンテク、インコーポレイテッド(B)通り=460ポイン
ト サン プルノ プルバード(C)市:サウス サン フランシスコ(D)州
:カリフォルニア
(E)国:米国
(F) ジップコード: 94080
(V)コンピューター読み取り可能な形式:(A)媒体型:5.25インチ36
0 Kbフロッピーディスク(B)コンピューター: IBM PCコンパチブ
ル(C)オペレーティングシステム: PC−DO3/MS−DO3(D)ソフ
トウェアー: patin (ジエネンテク)(vi)現出願のデータ:
(^)出願番号:
(B)出願臼:
(C)分類:
(vii)先の出願のデータ:
(A)出願番号二〇7/629.683(B)出願臼: 18−DEC−199
0(viii)代理人/エージェントの情報:(A)氏名: ドレッガー、ギン
ガーアール(Dreger、 Ginger R,)(B)登録番号: 33.
055
(C)参照/整理番号:669
(ix)電話連絡情報:
(A)電話+ 415/266−1896(B)ファクンミリ: 415/95
2−9881(C)テレックス: 910/371−7168(2)配列番号、
lに関する情報:
(i)配列の特徴
(^)長さ;24塩基
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー:線状
(iv)配列番号+1: R299DのためのプローブITCCGGGCGAG
TCCCTGTGCT TGGC24(2)配列番号=2に関する情報。
(i)配列の特徴:
(A)長さ=27塩基
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:1本鎖
(D)トポロジー二線状
(iv) 配列lt号:2: R299D、530ONとR299G、5300
Tのためのプローブ2
CCGCTCTCCG GGNNGNNGCCTGTGCTT 27国際調査報
告
国際調査報告
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(51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号Cl2N 5/10
9/64 9161−4B
C12P 21102 C8214−4B//(C12P 21102
C12R1:91)
I