JPH07203986A - 固定化ジクチオステリウムのジペプチジルアミノペプチダーゼを用いるタンパク質の酵素的変換 - Google Patents
固定化ジクチオステリウムのジペプチジルアミノペプチダーゼを用いるタンパク質の酵素的変換Info
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- JPH07203986A JPH07203986A JP6316368A JP31636894A JPH07203986A JP H07203986 A JPH07203986 A JP H07203986A JP 6316368 A JP6316368 A JP 6316368A JP 31636894 A JP31636894 A JP 31636894A JP H07203986 A JPH07203986 A JP H07203986A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 偶数のアミノ酸のN末端鎖をもつタンパク質
の改良切断法を提供すること。 【構成】 ジクチオステリウム・ジスコイデウムのジペ
プチジルアミノペプチダーゼ(dDAP)を適当な固相
担体上に固定化し、dDAPが機能するのに充分な条件
下で、前駆体ポリペプチドを固定化dDAPと接触させ
て、前駆体ポリペプチドからアミノ末端ジペプチドを除
去し、次いで、切断されたポリペプチドを回収する。
の改良切断法を提供すること。 【構成】 ジクチオステリウム・ジスコイデウムのジペ
プチジルアミノペプチダーゼ(dDAP)を適当な固相
担体上に固定化し、dDAPが機能するのに充分な条件
下で、前駆体ポリペプチドを固定化dDAPと接触させ
て、前駆体ポリペプチドからアミノ末端ジペプチドを除
去し、次いで、切断されたポリペプチドを回収する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バイオテクノロジーの
分野で行われたものであり、スライムカビと呼ばれるジ
クチオステリウム・ジスコイデウムから単離された固定
化ジペプチジルアミノペプチダーゼを用いる方法に関す
るものである。本発明は、偶数のアミノ酸N末端伸長鎖
をもつタンパク質のプロセシングに有用である。
分野で行われたものであり、スライムカビと呼ばれるジ
クチオステリウム・ジスコイデウムから単離された固定
化ジペプチジルアミノペプチダーゼを用いる方法に関す
るものである。本発明は、偶数のアミノ酸N末端伸長鎖
をもつタンパク質のプロセシングに有用である。
【0002】ジクチオステリウム・ジスコイデウムは、
通例、スライムカビ、特に細胞スライムカビと呼ばれる
原始的な真核微生物である。この名称は、巨視的に見た
該微生物の2つの先端の状態に由来している。活発に成
長するとき、ジクチオステリウム・ジスコイデウムは単
細胞アメーバとして成長する。この状態では、該有機体
は細胞壁をもたないが、薄膜(あるいはスライム)のよう
に見える。固体培地上で飢餓状態にすると、依存性のな
い細胞が集合してコロニーを形成する。コロニーは、ス
ラグ(ナメクジ状)と呼ばれる形態に移行して多細胞有機
体の特徴を呈示し、次いで分化してスラグの後部の細胞
群は偽足を形成し、前部の細胞群は付着柄を形成し、中
間部の細胞群は子実体を形成する。野生型アメーバは、
全細菌を偽足で取り込むこと(食菌作用)のみによって栄
養を得る;このため、野生型アメーバは食肉細胞と呼ば
れることもある。“食物”細菌の共培養なしで成長する
ことができ、それゆえに可溶性培地で成長しうるジクチ
オステリウム・ジスコイデウムの純粋型変異体が単離さ
れている。本発明は、ジクチオステリウム・ジスコイデ
ウムから単離された新規ジペプチジルアミノペプチダー
ゼ(DAP)の固定化と用途に関する。
通例、スライムカビ、特に細胞スライムカビと呼ばれる
原始的な真核微生物である。この名称は、巨視的に見た
該微生物の2つの先端の状態に由来している。活発に成
長するとき、ジクチオステリウム・ジスコイデウムは単
細胞アメーバとして成長する。この状態では、該有機体
は細胞壁をもたないが、薄膜(あるいはスライム)のよう
に見える。固体培地上で飢餓状態にすると、依存性のな
い細胞が集合してコロニーを形成する。コロニーは、ス
ラグ(ナメクジ状)と呼ばれる形態に移行して多細胞有機
体の特徴を呈示し、次いで分化してスラグの後部の細胞
群は偽足を形成し、前部の細胞群は付着柄を形成し、中
間部の細胞群は子実体を形成する。野生型アメーバは、
全細菌を偽足で取り込むこと(食菌作用)のみによって栄
養を得る;このため、野生型アメーバは食肉細胞と呼ば
れることもある。“食物”細菌の共培養なしで成長する
ことができ、それゆえに可溶性培地で成長しうるジクチ
オステリウム・ジスコイデウムの純粋型変異体が単離さ
れている。本発明は、ジクチオステリウム・ジスコイデ
ウムから単離された新規ジペプチジルアミノペプチダー
ゼ(DAP)の固定化と用途に関する。
【0003】ジペプチジルアミノペプチダーゼは、アミ
ノ末端から2番目のペプチド結合を加水分解して、閉鎖
されていないアミノ末端のペプチドおよびタンパク質か
ら、ジペプチドを遊離する酵素である。現在、ジペプチ
ジルアミノペプチダーゼには4つの種類があり(DAP
−I、DAPII、DAP−IIIおよびDAP−IV
と呼ばれる)、その差異は、それらの物理的特性および
基質との反応速度に基づいている。DAP−Iは、相対
的に非特異的DAPであり、閉鎖されていないアミノ末
端ペプチドおよびタンパク質から、多くのジペプチドの
組み合わせを遊離する触媒である。DAP−Iは、目的
のジペプチドがX−Pro、Arg−XまたはLys−
X(ここで、Xはいずれかのアミノ酸である)の場合、小
さい活性しか示さないかまたは全く活性を示さない。D
AP−IIは、Arg−XまたはLys−Xで始まるア
ミノ末端ジペプチド配列に対して活性を示し、X−Pr
oで始まる配列にはそれよりもやや小さい活性を示す。
ほとんどの他のジペプチドの組み合わせに対するDAP
−IIの反応速度は、これらに対する反応速度よりも非
常に遅い。DAP−IIIは、Arg−ArgおよびL
ys−Lysというアミノ末端ジペプチド配列を求める
性質がある。DAP−IVは、X−Proというジペプ
チド配列に対して加水分解活性が最も高い。酵素DA
P、特にDAP−IおよびDAP−IVは、タンパク質
のプロセシングにおいて有用な活性を示す。
ノ末端から2番目のペプチド結合を加水分解して、閉鎖
されていないアミノ末端のペプチドおよびタンパク質か
ら、ジペプチドを遊離する酵素である。現在、ジペプチ
ジルアミノペプチダーゼには4つの種類があり(DAP
−I、DAPII、DAP−IIIおよびDAP−IV
と呼ばれる)、その差異は、それらの物理的特性および
基質との反応速度に基づいている。DAP−Iは、相対
的に非特異的DAPであり、閉鎖されていないアミノ末
端ペプチドおよびタンパク質から、多くのジペプチドの
組み合わせを遊離する触媒である。DAP−Iは、目的
のジペプチドがX−Pro、Arg−XまたはLys−
X(ここで、Xはいずれかのアミノ酸である)の場合、小
さい活性しか示さないかまたは全く活性を示さない。D
AP−IIは、Arg−XまたはLys−Xで始まるア
ミノ末端ジペプチド配列に対して活性を示し、X−Pr
oで始まる配列にはそれよりもやや小さい活性を示す。
ほとんどの他のジペプチドの組み合わせに対するDAP
−IIの反応速度は、これらに対する反応速度よりも非
常に遅い。DAP−IIIは、Arg−ArgおよびL
ys−Lysというアミノ末端ジペプチド配列を求める
性質がある。DAP−IVは、X−Proというジペプ
チド配列に対して加水分解活性が最も高い。酵素DA
P、特にDAP−IおよびDAP−IVは、タンパク質
のプロセシングにおいて有用な活性を示す。
【0004】本発明は、ジクチオステリウム・ジスコイ
デウムから単離された新規DAP(dDAP)に関するも
のであり、dDAPは米国特許出願第07/95553
9号に開示されている物質である。さらに詳しくは、本
発明は、偶数のアミノ酸のN末端鎖をもつタンパク質の
改良切断法を提供する。従来の方法は、dDAPを基質
に加え、特定の時間反応させるというシングルユース(s
ingle-use)バッチ反応である。これには、生成物からd
DAPを除去するために、続いて精製工程が必要であっ
た。本発明は、dDAPを、比較的安価で市販されてい
るクロマトグラフィー用樹脂へ固定化し、活性型のdD
APを選択的に固定化することにより、シングルユース
バッチ変換反応の改良を行うものである。
デウムから単離された新規DAP(dDAP)に関するも
のであり、dDAPは米国特許出願第07/95553
9号に開示されている物質である。さらに詳しくは、本
発明は、偶数のアミノ酸のN末端鎖をもつタンパク質の
改良切断法を提供する。従来の方法は、dDAPを基質
に加え、特定の時間反応させるというシングルユース(s
ingle-use)バッチ反応である。これには、生成物からd
DAPを除去するために、続いて精製工程が必要であっ
た。本発明は、dDAPを、比較的安価で市販されてい
るクロマトグラフィー用樹脂へ固定化し、活性型のdD
APを選択的に固定化することにより、シングルユース
バッチ変換反応の改良を行うものである。
【0005】最も驚くべき発見は、dDAPが、ほとん
どのタンパク質が結合しないかまたは弱い結合しかしな
いような酸性条件下で、陰イオン交換樹脂に強く結合す
ることであった。通常陰イオン交換樹脂を使用しないよ
うな酸性条件下で、dDAPは安定であり、目的の基質
に対する活性も高い。pHが酸性であるため、収量に影
響を与えるに充分な程度あるいは非共有結合により結合
した酵素を置換するのに充分な程度に、この樹脂への基
質および生成物の結合は、効果的に阻害される。樹脂上
のdDAPの濃度は、動力学的に相対的に早い反応が得
られる程度まで高くすることができる。本発明は、反応
物および生成物が、pHおよび温度の苛酷な条件下にさ
らされる時間を減少するが、逆に、反応物および生成物
の安定性、収量、純度および構造において良い影響が増
加する。さらに、本発明の工程は、後で行う変換反応に
おいてdDAPを再利用する簡便な手段を提供する。し
たがって、本発明改良法の利点は、一定量の前駆体タン
パク質を変換するのに必要な酵素の総量が減少されるこ
と、および反応物と生成物が苛酷なバッチ工程条件にさ
らされる時間が減少されることである。
どのタンパク質が結合しないかまたは弱い結合しかしな
いような酸性条件下で、陰イオン交換樹脂に強く結合す
ることであった。通常陰イオン交換樹脂を使用しないよ
うな酸性条件下で、dDAPは安定であり、目的の基質
に対する活性も高い。pHが酸性であるため、収量に影
響を与えるに充分な程度あるいは非共有結合により結合
した酵素を置換するのに充分な程度に、この樹脂への基
質および生成物の結合は、効果的に阻害される。樹脂上
のdDAPの濃度は、動力学的に相対的に早い反応が得
られる程度まで高くすることができる。本発明は、反応
物および生成物が、pHおよび温度の苛酷な条件下にさ
らされる時間を減少するが、逆に、反応物および生成物
の安定性、収量、純度および構造において良い影響が増
加する。さらに、本発明の工程は、後で行う変換反応に
おいてdDAPを再利用する簡便な手段を提供する。し
たがって、本発明改良法の利点は、一定量の前駆体タン
パク質を変換するのに必要な酵素の総量が減少されるこ
と、および反応物と生成物が苛酷なバッチ工程条件にさ
らされる時間が減少されることである。
【0006】本発明は、切断ポリペプチドまたはタンパ
ク質を生成するために、前駆体ポリペプチドまたはタン
パク質からアミノ末端ジペプチドを除去する方法であ
る。本発明方法はジクチオステリウム・ジスコイデウム
のジペプチジルアミノペプチダーゼを適当な固相担体上
に固定化することから開始される。次いで、dDAPが
機能するのに充分な条件下で、前駆体ポリペプチドを固
定化dDAPと接触させて、前駆体ポリペプチドからア
ミノ末端ジペプチドを除去する。該方法には、切断され
たポリペプチドの回収も含まれる。別の具体化として、
本発明方法は、切断ポリペプチドを生成するために、前
駆体ポリペプチドから単一のアミノ末端ジペプチドを除
去するのに有用である。
ク質を生成するために、前駆体ポリペプチドまたはタン
パク質からアミノ末端ジペプチドを除去する方法であ
る。本発明方法はジクチオステリウム・ジスコイデウム
のジペプチジルアミノペプチダーゼを適当な固相担体上
に固定化することから開始される。次いで、dDAPが
機能するのに充分な条件下で、前駆体ポリペプチドを固
定化dDAPと接触させて、前駆体ポリペプチドからア
ミノ末端ジペプチドを除去する。該方法には、切断され
たポリペプチドの回収も含まれる。別の具体化として、
本発明方法は、切断ポリペプチドを生成するために、前
駆体ポリペプチドから単一のアミノ末端ジペプチドを除
去するのに有用である。
【0007】本明細書中で用いる語句の定義は以下のと
おりである。「dDAP」とは、ジクチオステリウム・
ジスコイデウムから単離されたジペプチジルアミノペプ
チダーゼであり、基質としてGFpNAを用いる場合の
最適pHは3.5、分析用超遠心分離を行って測定した
天然の分子量は約225000ダルトンであり、SDS
ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)を
行って測定したサブユニットの分子量は約66000で
ある。「前駆体ポリペプチド」とは、対象物である所望
のポリペプチドのアミノ末端から伸長された偶数のアミ
ノ酸を含むポリペプチドまたはタンパク質を意味する。
「切断ポリペプチド」とは、対象物である所望のポリペ
プチドを得るために、N末端ジペプチドまたはジペプチ
ド類が除去されたポリペプチドまたはタンパク質を意味
する。「担体」とは、そのままの状態でタンパク質と結
合しうるか、あるいは容易に誘導または活性化されてタ
ンパク質と結合しうるような、いずれの固体または半固
体あるいはマトリックスの表面でもよく、最小の非特異
的吸着を呈し、物理的、機構的および化学的に安定であ
り、リガンド接近可能性を提供するために極性が高く、
表面を劣化することなく再生産しうるような表面であ
る。
おりである。「dDAP」とは、ジクチオステリウム・
ジスコイデウムから単離されたジペプチジルアミノペプ
チダーゼであり、基質としてGFpNAを用いる場合の
最適pHは3.5、分析用超遠心分離を行って測定した
天然の分子量は約225000ダルトンであり、SDS
ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)を
行って測定したサブユニットの分子量は約66000で
ある。「前駆体ポリペプチド」とは、対象物である所望
のポリペプチドのアミノ末端から伸長された偶数のアミ
ノ酸を含むポリペプチドまたはタンパク質を意味する。
「切断ポリペプチド」とは、対象物である所望のポリペ
プチドを得るために、N末端ジペプチドまたはジペプチ
ド類が除去されたポリペプチドまたはタンパク質を意味
する。「担体」とは、そのままの状態でタンパク質と結
合しうるか、あるいは容易に誘導または活性化されてタ
ンパク質と結合しうるような、いずれの固体または半固
体あるいはマトリックスの表面でもよく、最小の非特異
的吸着を呈し、物理的、機構的および化学的に安定であ
り、リガンド接近可能性を提供するために極性が高く、
表面を劣化することなく再生産しうるような表面であ
る。
【0008】「dDAP床」とは、固定化dDAPの集
合体またはユニット体を形成する、単一または複数の担
体に固定化されたdDAPであり、量は規定しない。
「MR−KPB−hPI」は、対応するインスリンB鎖
の28位にLysをもち、29位にProをもつMet
−Arg−ヒトプロインスリンとして定義される。この
ヒトインスリン類縁体前駆体タンパク質を次の命名様式
で表現してもよい;Met−Arg−ヒトプロインスリ
ン類縁体(B28 Lys,B29 Pro)。「KPB−
hPI−」は、対応するインスリンB鎖の28位にLy
sをもち、29位にProをもつMet−Arg−ヒト
プロインスリンとして定義される。このヒトインスリン
類縁体前駆体タンパク質を次の命名様式で表現してもよ
い;ヒトプロインスリン類縁体(B28 Lys,B29
Pro)。「GFpNA」は、Gly−Phe p−ニト
ロアニリドである。「RRBNA」は、Arg−Arg
−β−ナフチルアミドである。「Z−RRBNA」は、
ベンジルオキシカルボニル−RRBNAである。本明細
書中で用いたすべてのアミノ酸の略語は、37C.F.
R.§1.822(b)(2)(1992年)において合衆国特
許庁の受諾を得ている。
合体またはユニット体を形成する、単一または複数の担
体に固定化されたdDAPであり、量は規定しない。
「MR−KPB−hPI」は、対応するインスリンB鎖
の28位にLysをもち、29位にProをもつMet
−Arg−ヒトプロインスリンとして定義される。この
ヒトインスリン類縁体前駆体タンパク質を次の命名様式
で表現してもよい;Met−Arg−ヒトプロインスリ
ン類縁体(B28 Lys,B29 Pro)。「KPB−
hPI−」は、対応するインスリンB鎖の28位にLy
sをもち、29位にProをもつMet−Arg−ヒト
プロインスリンとして定義される。このヒトインスリン
類縁体前駆体タンパク質を次の命名様式で表現してもよ
い;ヒトプロインスリン類縁体(B28 Lys,B29
Pro)。「GFpNA」は、Gly−Phe p−ニト
ロアニリドである。「RRBNA」は、Arg−Arg
−β−ナフチルアミドである。「Z−RRBNA」は、
ベンジルオキシカルボニル−RRBNAである。本明細
書中で用いたすべてのアミノ酸の略語は、37C.F.
R.§1.822(b)(2)(1992年)において合衆国特
許庁の受諾を得ている。
【0009】本発明は、米国特許出願第07/955,
539号に開示の物質であるdDAPの物理的、化学的
および酵素的特性に基づくものであり、該出願は、本発
明の参考文献である。dDAPの幾つかの顕著な特徴と
しては、閉鎖されていないアミノ末端ジペプチドを開裂
する性質、基質としてGFpNAを用いる場合の最適p
Hが3.5であること、pH6以上では重要な酵素活性
がないこと、天然の分子量が約225000ダルトンで
あること、およびサブユニットの分子量が約66000
ダルトンであることが挙げられる。酵素dDAPは、合
成基質であるGFpNAおよびRRBNA、ならびに多
数の他のポリペプチド(天然、合成および組換え技術に
より製造されたもの)からジペプチドを除去する能力を
もつ。さらに、dDAPは、N末端アミノ酸が酸化され
たメチオニン残基(すなわち、Met(O)−Arg−ヒ
トプロインスリン)であるアミノ末端のジペプチドを開
裂することができる。酵素dDAPは、還元剤の添加を
必要とせず、ヨード酢酸塩または四チオン酸塩などのシ
ステイン修飾因子の存在下で充分活性である。
539号に開示の物質であるdDAPの物理的、化学的
および酵素的特性に基づくものであり、該出願は、本発
明の参考文献である。dDAPの幾つかの顕著な特徴と
しては、閉鎖されていないアミノ末端ジペプチドを開裂
する性質、基質としてGFpNAを用いる場合の最適p
Hが3.5であること、pH6以上では重要な酵素活性
がないこと、天然の分子量が約225000ダルトンで
あること、およびサブユニットの分子量が約66000
ダルトンであることが挙げられる。酵素dDAPは、合
成基質であるGFpNAおよびRRBNA、ならびに多
数の他のポリペプチド(天然、合成および組換え技術に
より製造されたもの)からジペプチドを除去する能力を
もつ。さらに、dDAPは、N末端アミノ酸が酸化され
たメチオニン残基(すなわち、Met(O)−Arg−ヒ
トプロインスリン)であるアミノ末端のジペプチドを開
裂することができる。酵素dDAPは、還元剤の添加を
必要とせず、ヨード酢酸塩または四チオン酸塩などのシ
ステイン修飾因子の存在下で充分活性である。
【0010】本発明は、前駆体ポリペプチドまたはタン
パク質を、切断ポリポペプチドまたはタンパク質に効率
よく変換するのに特に有用である。たとえば、ヒト成長
ホルモンが所望のポリポペプチドならば、ヒト成長ホル
モン前駆体(一例として、Met−Aspヒト成長ホル
モン)を発現させ、次いで、この前駆体をdDAPで処
理し、ジペプチドMet−Aspおよび所望の切断ポリ
ポペプチド、すなわちヒト成長ホルモンを遊離させるだ
けである。しばしば類縁体または中間体を生成すること
が望ましいので、該切断ペプチドは“天然”野生型ポリ
ポペプチドである必要はない。本発明の酵素を用いて切
断される、その他の前駆体ポリポペプチドとしては、M
et−Arg−ヒト成長ホルモン、Met−Arg−ヒ
トプロインスリン、Met−Tyr−ヒトプロインスリ
ン、Met−Arg−ヒトプロインスリン類縁体(B2
8 Lys,B29 Pro)、Met−Tyr−ヒトプロ
インスリン類縁体(B28 Lys,B29 Pro)、M
et−Arg−ヒトプロインスリン類縁体(B10 As
p,des B28−30)、Met−Tyr−ヒトプロ
インスリン類縁体(B10 Asp,des B28−3
0)およびMet−Tyr−ヒトプロインスリン類縁体
(des 64)が挙げられる。欧州特許出願第9030
1224.3号にインスリン類縁体(B28 Lys,B2
9 Pro)、欧州特許出願第92305678.2号に
インスリン類縁体(B10 Asp,desB28−30)
が記載されている。
パク質を、切断ポリポペプチドまたはタンパク質に効率
よく変換するのに特に有用である。たとえば、ヒト成長
ホルモンが所望のポリポペプチドならば、ヒト成長ホル
モン前駆体(一例として、Met−Aspヒト成長ホル
モン)を発現させ、次いで、この前駆体をdDAPで処
理し、ジペプチドMet−Aspおよび所望の切断ポリ
ポペプチド、すなわちヒト成長ホルモンを遊離させるだ
けである。しばしば類縁体または中間体を生成すること
が望ましいので、該切断ペプチドは“天然”野生型ポリ
ポペプチドである必要はない。本発明の酵素を用いて切
断される、その他の前駆体ポリポペプチドとしては、M
et−Arg−ヒト成長ホルモン、Met−Arg−ヒ
トプロインスリン、Met−Tyr−ヒトプロインスリ
ン、Met−Arg−ヒトプロインスリン類縁体(B2
8 Lys,B29 Pro)、Met−Tyr−ヒトプロ
インスリン類縁体(B28 Lys,B29 Pro)、M
et−Arg−ヒトプロインスリン類縁体(B10 As
p,des B28−30)、Met−Tyr−ヒトプロ
インスリン類縁体(B10 Asp,des B28−3
0)およびMet−Tyr−ヒトプロインスリン類縁体
(des 64)が挙げられる。欧州特許出願第9030
1224.3号にインスリン類縁体(B28 Lys,B2
9 Pro)、欧州特許出願第92305678.2号に
インスリン類縁体(B10 Asp,desB28−30)
が記載されている。
【0011】ベッカー(Becker)らの米国特許第5126
249号(1992年6月30日登録)には、ウシDAP
−IによるMet−Arg−ヒトプロインスリンおよび
Met−Arg−ヒトプロインスリン類縁体のプロセシ
ングが記載されており、この文献は本発明の参考文献で
ある。さらに、dDAPは、前駆体ポリペプチドのN末
端からひと組以上のジペプチドを連続して除去するのに
使用しうる。dDAPは最適pHを約3.5にもち、そ
のため、多くの前駆体ポリペプチドが可溶性である酸性
pH領域において反応を進行させるので、前駆体タンパ
ク質からジペプチドを除去するのにdDAPを使用する
ということには、利点がある。さらに、中性またはアル
カリ性pHにおいて前駆体ポリペプチドの変換を行う
と、内部鎖ジスルフィドダイマーまたはポリマーが高い
割合で発生し、生成物の収量に損失を招くことになる。
ジスルフィド・スクランブリングとして知られるDAP
−Iは反応混合物にβ−メルカプトエタノールまたはシ
ステインなどの還元剤を添加することを要求するので、
ウシDAP−Iを用いる場合、この現象は特に問題とな
る。また、酸性pH領域では低い割合でメチオニン残基
の酸化が生じる。ジクチオステリウム・ジスコイデウム
のアゼニック菌株AX−3(ATCC28368)を発酵
させ、遠心分離し、陰イオン交換クロマトグラフィー、
疎水的相互作用クロマトグラフィーおよびサイズ排除ク
ロマトグラフィーを行い、酵素dDAPの高精製溶液を
得るが、これを55%v/vグリセロール、0.025
M酢酸、0.25M塩化ナトリウムの存在下、pH3.5
で−20℃にて貯蔵するかまたはすぐに本発明の方法に
使用する。
249号(1992年6月30日登録)には、ウシDAP
−IによるMet−Arg−ヒトプロインスリンおよび
Met−Arg−ヒトプロインスリン類縁体のプロセシ
ングが記載されており、この文献は本発明の参考文献で
ある。さらに、dDAPは、前駆体ポリペプチドのN末
端からひと組以上のジペプチドを連続して除去するのに
使用しうる。dDAPは最適pHを約3.5にもち、そ
のため、多くの前駆体ポリペプチドが可溶性である酸性
pH領域において反応を進行させるので、前駆体タンパ
ク質からジペプチドを除去するのにdDAPを使用する
ということには、利点がある。さらに、中性またはアル
カリ性pHにおいて前駆体ポリペプチドの変換を行う
と、内部鎖ジスルフィドダイマーまたはポリマーが高い
割合で発生し、生成物の収量に損失を招くことになる。
ジスルフィド・スクランブリングとして知られるDAP
−Iは反応混合物にβ−メルカプトエタノールまたはシ
ステインなどの還元剤を添加することを要求するので、
ウシDAP−Iを用いる場合、この現象は特に問題とな
る。また、酸性pH領域では低い割合でメチオニン残基
の酸化が生じる。ジクチオステリウム・ジスコイデウム
のアゼニック菌株AX−3(ATCC28368)を発酵
させ、遠心分離し、陰イオン交換クロマトグラフィー、
疎水的相互作用クロマトグラフィーおよびサイズ排除ク
ロマトグラフィーを行い、酵素dDAPの高精製溶液を
得るが、これを55%v/vグリセロール、0.025
M酢酸、0.25M塩化ナトリウムの存在下、pH3.5
で−20℃にて貯蔵するかまたはすぐに本発明の方法に
使用する。
【0012】本発明を実施するには、まず精製したdD
APを適当な固相担体または基質に固定化することが必
要である。当業者ならば、これについて理解し、多くの
市販の固相担体および基質を適用するであろう。固相担
体の具体例としては、多孔質シリカ、多孔質ガラスビー
ズおよびヒドロキシアパタイトなどの無機物質が挙げら
れるが、本発明はこれらに限定されるものではない。ポ
リアクリルアミド、ポリメタクリレートおよびポリスチ
レンなどの合成有機ポリマーも担体の具体例である。さ
らに、セルロース、デキストラン、セファデックス(Se
phadex)(登録商標)、セファロース(Sepharose)(登録商
標)およびアガロースなどの多糖類も本発明に使用しう
る担体の具体例である。膜および繊維などの他の担体も
本発明に使用しうる。市販されている膜の一例は、Acti
-Mod(登録商標)も第4アミン分子[エフエムシー・バイ
オプロダクツ(FMC BioProducts)製]である。
APを適当な固相担体または基質に固定化することが必
要である。当業者ならば、これについて理解し、多くの
市販の固相担体および基質を適用するであろう。固相担
体の具体例としては、多孔質シリカ、多孔質ガラスビー
ズおよびヒドロキシアパタイトなどの無機物質が挙げら
れるが、本発明はこれらに限定されるものではない。ポ
リアクリルアミド、ポリメタクリレートおよびポリスチ
レンなどの合成有機ポリマーも担体の具体例である。さ
らに、セルロース、デキストラン、セファデックス(Se
phadex)(登録商標)、セファロース(Sepharose)(登録商
標)およびアガロースなどの多糖類も本発明に使用しう
る担体の具体例である。膜および繊維などの他の担体も
本発明に使用しうる。市販されている膜の一例は、Acti
-Mod(登録商標)も第4アミン分子[エフエムシー・バイ
オプロダクツ(FMC BioProducts)製]である。
【0013】一度表面に結合したdDAPに逆に影響を
及ぼさないような担体が好ましい。多孔質で、取り扱い
易く、生化学的精製の業界で公知であるという理由か
ら、様々な大きさのビーズに成形された市販の多糖類マ
トリックスが、より好ましい。市販の陰イオン交換樹脂
が、さらに好ましい。Qセファロース(登録商標)樹脂
[ファルマシア(Pharmacia)製]が最も好ましい[「Affin
ity C時omatography Principles & Methods」,ファルマ
シア・ファイン・ケンミカルズ(Pharmacia Fine Chemi
cals)(1983年);「Biotechnology Products Catal
og 1993」,ファルアマシア・バイオテック・インコ
ーポレイテッド(Pharmacia Biotech Inc),アメリカ合
衆国08854ニュージャージー州ピスカタウエイ、セ
ンテニアル・アベニュー800番を参照]。
及ぼさないような担体が好ましい。多孔質で、取り扱い
易く、生化学的精製の業界で公知であるという理由か
ら、様々な大きさのビーズに成形された市販の多糖類マ
トリックスが、より好ましい。市販の陰イオン交換樹脂
が、さらに好ましい。Qセファロース(登録商標)樹脂
[ファルマシア(Pharmacia)製]が最も好ましい[「Affin
ity C時omatography Principles & Methods」,ファルマ
シア・ファイン・ケンミカルズ(Pharmacia Fine Chemi
cals)(1983年);「Biotechnology Products Catal
og 1993」,ファルアマシア・バイオテック・インコ
ーポレイテッド(Pharmacia Biotech Inc),アメリカ合
衆国08854ニュージャージー州ピスカタウエイ、セ
ンテニアル・アベニュー800番を参照]。
【0014】過去20〜30年の間に、タンパク質を担
体に固定化またはカップリングするための各種の設計
が、広範囲に発達してきている。本発明は、担体へdD
APを共有結合により固定化することおよび非共有結合
により固定化することの両方を包含し、これらが担体を
酵素dDAPに結合させるブリッジとなる。通例、酵素
の固定化は、固相担体(一般にクロマトグラフィー用樹
脂)を用いて行われ、該固相担体は、樹脂を酵素に共有
結合によりカップリングさせる官能基を含むように修飾
または活性化されている。代表的には、脂肪族の結合ア
ームを利用する。市販の共有結合性固定化樹脂の一例
は、活性化CHセファロース4B(ファルマシア製)であ
る。これは、ファルマシアがセファロース4B塩基マト
リックスに付加した数多い化学的性質の型のうちのひと
つである。一般に、活性化樹脂は、同じ塩基マトリック
スの陰イオン交換樹脂よりもかなり割高であり、イオン
交換クロマトグラフィー用媒体として種々の塩基マトリ
ックス型が適用しうるような広い範囲には利用できず、
したがって、カラム充填物が低清澄度である場合、また
は移動相が高速で流れる場合、その処理能力において非
常に制限がある。
体に固定化またはカップリングするための各種の設計
が、広範囲に発達してきている。本発明は、担体へdD
APを共有結合により固定化することおよび非共有結合
により固定化することの両方を包含し、これらが担体を
酵素dDAPに結合させるブリッジとなる。通例、酵素
の固定化は、固相担体(一般にクロマトグラフィー用樹
脂)を用いて行われ、該固相担体は、樹脂を酵素に共有
結合によりカップリングさせる官能基を含むように修飾
または活性化されている。代表的には、脂肪族の結合ア
ームを利用する。市販の共有結合性固定化樹脂の一例
は、活性化CHセファロース4B(ファルマシア製)であ
る。これは、ファルマシアがセファロース4B塩基マト
リックスに付加した数多い化学的性質の型のうちのひと
つである。一般に、活性化樹脂は、同じ塩基マトリック
スの陰イオン交換樹脂よりもかなり割高であり、イオン
交換クロマトグラフィー用媒体として種々の塩基マトリ
ックス型が適用しうるような広い範囲には利用できず、
したがって、カラム充填物が低清澄度である場合、また
は移動相が高速で流れる場合、その処理能力において非
常に制限がある。
【0015】セファロースなどの多糖類ベースのビーズ
への、タンパク質のCNBrおよびカルボジイミドカッ
プリングも、本発明の直接カップリング工程に包含され
る。一般に、直接カップリングでは、どのような特別の
仕方においても、結合したタンパク質が担体に配向され
ることはない;しかし、幾つかの型の直接カップリング
では、結合したタンパク質を担体に何度も配向すること
ができる。酵素dDAPは、たとえば、イオン的または
疎水性メカニズムを介して、固相担体へ非共有結合によ
り付加されてもよい。イオン交換および疎水性相互作用
クロマトグラフィー用樹脂は、多数市販されており、活
性化・共有結合性樹脂よりも低コストである。
への、タンパク質のCNBrおよびカルボジイミドカッ
プリングも、本発明の直接カップリング工程に包含され
る。一般に、直接カップリングでは、どのような特別の
仕方においても、結合したタンパク質が担体に配向され
ることはない;しかし、幾つかの型の直接カップリング
では、結合したタンパク質を担体に何度も配向すること
ができる。酵素dDAPは、たとえば、イオン的または
疎水性メカニズムを介して、固相担体へ非共有結合によ
り付加されてもよい。イオン交換および疎水性相互作用
クロマトグラフィー用樹脂は、多数市販されており、活
性化・共有結合性樹脂よりも低コストである。
【0016】非共有結合による固定化における潜在的障
害は、酵素の結合が通常、可逆的であるということであ
る。中程度の塩、溶媒、pH変化または他のタンパク質
でさえも、樹脂から酵素を部分的または全体的に脱着さ
せることができる。ほとんどの場合、非共有結合性樹脂
への酵素の結合が堅固となり、酵素が高度の機能的活性
および安定性を維持し、酵素反応物がそれ自身を樹脂に
結合しないような条件を同定するのは難しい。全く予期
せぬことに、本発明における鍵となる要素は、dDAP
の活性が最大となる酸性pHにおいて、陰イオン交換樹
脂に対するdDAPおよびMR−KPB−hPIの親和
性が非常に阻害されるということであった。クロマトグ
ラフィーにおける挙動および等電点電気泳動に基づい
て、dDAPは、酸性pHにおいて豊富な負の電荷をも
つと信じられている。必然的に、陰イオン交換樹脂の陽
イオン官能基に対して、dDAPは強く結合し、一方M
R−KPB−hPIまたはプロインスリンは化学量論的
に大過剰で存在する場合でさえも結合しないということ
が信じられている。
害は、酵素の結合が通常、可逆的であるということであ
る。中程度の塩、溶媒、pH変化または他のタンパク質
でさえも、樹脂から酵素を部分的または全体的に脱着さ
せることができる。ほとんどの場合、非共有結合性樹脂
への酵素の結合が堅固となり、酵素が高度の機能的活性
および安定性を維持し、酵素反応物がそれ自身を樹脂に
結合しないような条件を同定するのは難しい。全く予期
せぬことに、本発明における鍵となる要素は、dDAP
の活性が最大となる酸性pHにおいて、陰イオン交換樹
脂に対するdDAPおよびMR−KPB−hPIの親和
性が非常に阻害されるということであった。クロマトグ
ラフィーにおける挙動および等電点電気泳動に基づい
て、dDAPは、酸性pHにおいて豊富な負の電荷をも
つと信じられている。必然的に、陰イオン交換樹脂の陽
イオン官能基に対して、dDAPは強く結合し、一方M
R−KPB−hPIまたはプロインスリンは化学量論的
に大過剰で存在する場合でさえも結合しないということ
が信じられている。
【0017】しかし、非共有結合による酵素の結合が可
逆性であるということは、共有結合による固定化を凌ぐ
利点であるとも言える。一般に、非共有結合性樹脂への
結合は容易であり、繰り返して逆行することができる。
性能の低下または背圧の増加により、カラムの樹脂の再
生が必要ならば、樹脂を再生用の苛酷な条件にさらす前
に、酵素を樹脂から静かに取り外す[もし樹脂に酵素が
残存していれば、おそらく破壊されるであろう]。樹脂
を再生すれば、新しいバッチまたは再精製したバッチの
酵素の固定化に用いることができる。他の固定化方法
は、dDAPの触媒部位が影響を受けたままとなってい
るdDAPを用いるものである。このような方法のひと
つは、酵素上に認められる天然の炭水化物を利用するも
のである。まず始めに該炭水化物部位を酸化して対応す
るアルデヒドにし、次いで該アルデヒドを担体上の第1
アミノ基と反応させることにより、dDAPを有利な配
向で結合することができる。
逆性であるということは、共有結合による固定化を凌ぐ
利点であるとも言える。一般に、非共有結合性樹脂への
結合は容易であり、繰り返して逆行することができる。
性能の低下または背圧の増加により、カラムの樹脂の再
生が必要ならば、樹脂を再生用の苛酷な条件にさらす前
に、酵素を樹脂から静かに取り外す[もし樹脂に酵素が
残存していれば、おそらく破壊されるであろう]。樹脂
を再生すれば、新しいバッチまたは再精製したバッチの
酵素の固定化に用いることができる。他の固定化方法
は、dDAPの触媒部位が影響を受けたままとなってい
るdDAPを用いるものである。このような方法のひと
つは、酵素上に認められる天然の炭水化物を利用するも
のである。まず始めに該炭水化物部位を酸化して対応す
るアルデヒドにし、次いで該アルデヒドを担体上の第1
アミノ基と反応させることにより、dDAPを有利な配
向で結合することができる。
【0018】dDAPを担体に接続するブリッジには多
くの型式が可能であり、dDAPを担体に共有結合によ
り結合する小さい有機リンカーが包含される。スペーサ
ーアーム(spacer arms)と呼ばれるこれらリンカーは、
受諾されるものであり、一度ブリッジが形成されれば、
タンパク質と相互作用を起こさないのが好ましい。別の
型式のブリッジは、数個のdDAP分子を結合しうる、
担体に結合した、より大きい多価分子である。さらに別
の形式のブリッジは、担体に結合した、dDAPを非共
有結合により結合する特異的免疫吸着剤である。担体上
にdDAPを配向しうる特異的免疫吸着剤の例として
は、エピトープ特異性、抗dDAP、モノクローナル抗
体がある。触媒部位から離れたdDAPのエピトープに
対して高親和性のモノクローナル抗体を製造し、次い
で、抗体を担体に化学的に結合し、dDAPを抗体に結
合させることにより、dDAPを担体上に有利な配置で
配向させることができる。
くの型式が可能であり、dDAPを担体に共有結合によ
り結合する小さい有機リンカーが包含される。スペーサ
ーアーム(spacer arms)と呼ばれるこれらリンカーは、
受諾されるものであり、一度ブリッジが形成されれば、
タンパク質と相互作用を起こさないのが好ましい。別の
型式のブリッジは、数個のdDAP分子を結合しうる、
担体に結合した、より大きい多価分子である。さらに別
の形式のブリッジは、担体に結合した、dDAPを非共
有結合により結合する特異的免疫吸着剤である。担体上
にdDAPを配向しうる特異的免疫吸着剤の例として
は、エピトープ特異性、抗dDAP、モノクローナル抗
体がある。触媒部位から離れたdDAPのエピトープに
対して高親和性のモノクローナル抗体を製造し、次い
で、抗体を担体に化学的に結合し、dDAPを抗体に結
合させることにより、dDAPを担体上に有利な配置で
配向させることができる。
【0019】上記の具体的な記載は、本発明の請求の範
囲を制限することを意図するものではない。当業者であ
れば、担体にタンパク質を結合するための多数の別の方
法が存在することを理解するであろう。さらに、担体お
よびdDAP固定化法の選択が、主として便宜上の問題
となり、これは、実施者が種々の担体に精通しているか
どうか、および実施者による担体の選択、ならびに実施
者による種々の固定化方法の選択、および実施者の基質
に関する知識に依存するものである。最終的に、前駆体
タンパク質を変換して切断タンパク質にすることに関す
る、利用しうるdDAPの分量および全体的な目的およ
び設定が、担体および固定化法の選択を左右するであろ
う。
囲を制限することを意図するものではない。当業者であ
れば、担体にタンパク質を結合するための多数の別の方
法が存在することを理解するであろう。さらに、担体お
よびdDAP固定化法の選択が、主として便宜上の問題
となり、これは、実施者が種々の担体に精通しているか
どうか、および実施者による担体の選択、ならびに実施
者による種々の固定化方法の選択、および実施者の基質
に関する知識に依存するものである。最終的に、前駆体
タンパク質を変換して切断タンパク質にすることに関す
る、利用しうるdDAPの分量および全体的な目的およ
び設定が、担体および固定化法の選択を左右するであろ
う。
【0020】一度dDAPを担体に固定化すれば、前駆
体ポリペプチドの切断ポリペプチドへの変換は、種々の
適当な条件下で行うことができる。好ましい方法は、対
象となる基質(前駆体タンパク質)を固定化酵素の表面を
通過させて反応を進行させるために、クロマトグラフィ
ー用カラムに固定化dDAPを充填することである。酵
素は、担体に付着したままであるから、物理的に反応物
の混合物の一部とならず、したがって、引き続いて再利
用しうるのである。切断タンパク質を得るための、前駆
体タンパク質の完全なプロセシングを確実にするため
に、接触工程を1回またはそれ以上繰り返すことも、本
発明を構成する部分である。したがって、反応物/生成
物の流れを同一dDAP床に1回またはそれ以上再循環
させてもよいし、あるいは別のdDAP床に連続的に通
過させてもよい。好ましい方法は、前駆体タンパク質を
含む流れを、担体としてQセファロース樹脂を用いて調
製した3つのdDAP床に通過させることである。
体ポリペプチドの切断ポリペプチドへの変換は、種々の
適当な条件下で行うことができる。好ましい方法は、対
象となる基質(前駆体タンパク質)を固定化酵素の表面を
通過させて反応を進行させるために、クロマトグラフィ
ー用カラムに固定化dDAPを充填することである。酵
素は、担体に付着したままであるから、物理的に反応物
の混合物の一部とならず、したがって、引き続いて再利
用しうるのである。切断タンパク質を得るための、前駆
体タンパク質の完全なプロセシングを確実にするため
に、接触工程を1回またはそれ以上繰り返すことも、本
発明を構成する部分である。したがって、反応物/生成
物の流れを同一dDAP床に1回またはそれ以上再循環
させてもよいし、あるいは別のdDAP床に連続的に通
過させてもよい。好ましい方法は、前駆体タンパク質を
含む流れを、担体としてQセファロース樹脂を用いて調
製した3つのdDAP床に通過させることである。
【0021】当業者であれば、対象となる基質の生成物
への変換を追うことによって、固定化dDAPカラムの
作業をモニターするべきであることを理解するであろ
う。カラムの効率が少し低下することは、カラムの流速
を遅くし、それによって酵素反応を生じさせる時間を増
加させることによって改善される。生成物への基質の変
換が所望の収量に到達する限り、および背圧が作用上の
レベルを越えない限りは、カラムの流速をできるだけ速
くするのが理想的である。カラムの作業は、カラムの温
度および移動相のpHによっても影響を受ける。したが
って、これらのパラメーターをモニターするのが賢明で
ある。
への変換を追うことによって、固定化dDAPカラムの
作業をモニターするべきであることを理解するであろ
う。カラムの効率が少し低下することは、カラムの流速
を遅くし、それによって酵素反応を生じさせる時間を増
加させることによって改善される。生成物への基質の変
換が所望の収量に到達する限り、および背圧が作用上の
レベルを越えない限りは、カラムの流速をできるだけ速
くするのが理想的である。カラムの作業は、カラムの温
度および移動相のpHによっても影響を受ける。したが
って、これらのパラメーターをモニターするのが賢明で
ある。
【0022】前駆体ポリペプチドの切断ポリペプチドへ
の変換は、一般に、緩衝液にてpHを約2.5〜約5.5
に安定に維持した水性培媒体中で行われる。好ましく
は、pHの範囲を約3.0〜約4.5、最も好ましくは、
約3.0〜約3.5にする。最適pHは、基質に応じて僅
かに変化する。非結合のdDAPを用いると、GFpN
AおよびGly−Arg−pNAのプロセシングは、p
Hが約3.5において最も急速になり、一方、Met−
Asp−ヒト成長ホルモン(Met−Asp−hGH)の
プロセシングは、pHが約3.0〜約3.5において起こ
り易くなる。RRBNAのプロセシングは、pHが約
4.5において最も急速になる。当業者であれば、どん
な特異的反応でも、与えられた前駆体ポリペプチドおよ
び酵素の安定性および溶解度などの因子によって、その
最適pHが決定されることを認めるであろう。幾つかの
場合に、尿素、ドデシル硫酸ナトリウム、グアニジンな
どの可溶化剤を用いてもよい。
の変換は、一般に、緩衝液にてpHを約2.5〜約5.5
に安定に維持した水性培媒体中で行われる。好ましく
は、pHの範囲を約3.0〜約4.5、最も好ましくは、
約3.0〜約3.5にする。最適pHは、基質に応じて僅
かに変化する。非結合のdDAPを用いると、GFpN
AおよびGly−Arg−pNAのプロセシングは、p
Hが約3.5において最も急速になり、一方、Met−
Asp−ヒト成長ホルモン(Met−Asp−hGH)の
プロセシングは、pHが約3.0〜約3.5において起こ
り易くなる。RRBNAのプロセシングは、pHが約
4.5において最も急速になる。当業者であれば、どん
な特異的反応でも、与えられた前駆体ポリペプチドおよ
び酵素の安定性および溶解度などの因子によって、その
最適pHが決定されることを認めるであろう。幾つかの
場合に、尿素、ドデシル硫酸ナトリウム、グアニジンな
どの可溶化剤を用いてもよい。
【0023】広範囲の種類の緩衝剤が使用できるが、そ
の第1の前提は、pHを所望の範囲に維持する能力をも
ち、酵素を担体から脱着する能力がないことである。代
表的な緩衝剤は、リン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、
クエン酸ナトリウム、グリシンなどである。好ましい緩
衝剤は、酢酸ナトリウム、リン酸ナトリウムおよびグリ
シンである。本発明で使用する前駆体ポリペプチドは、
一般に、組換えDNA技術によって製造されるものであ
る。それらを製造するには、このような合成における慣
例の技術を用いて、所望の前駆体ポリペプチドをコード
するヌクレオチド配列を製造する。これらの方法には、
一般に、所望のコード配列のフラグメントおよびそれら
の相補的配列の両方をコードするオリゴヌクレオチドの
製造が包含される。該オリゴヌクレオチドは、該コード
配列の一つのフラグメントが、該相補的配列の2つのフ
ラグメントとオーバーラップするように設計されるが、
逆もまた同様である。オリゴヌクレオチドを対にし、結
合して、最終的に所望の遺伝子配列を生成する。該配列
を、配列がコードする生成物が発現するような位置にて
組換えベクターに挿入する。適当なベクターは、少なく
とも部分的に発現制御配列を含んでいる。次に挙げる実
施例は、本発明をさらに詳しく説明する手段として提供
されるものである。本発明はこれらの実施例に制限され
るものではないことを理解すべきである。
の第1の前提は、pHを所望の範囲に維持する能力をも
ち、酵素を担体から脱着する能力がないことである。代
表的な緩衝剤は、リン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、
クエン酸ナトリウム、グリシンなどである。好ましい緩
衝剤は、酢酸ナトリウム、リン酸ナトリウムおよびグリ
シンである。本発明で使用する前駆体ポリペプチドは、
一般に、組換えDNA技術によって製造されるものであ
る。それらを製造するには、このような合成における慣
例の技術を用いて、所望の前駆体ポリペプチドをコード
するヌクレオチド配列を製造する。これらの方法には、
一般に、所望のコード配列のフラグメントおよびそれら
の相補的配列の両方をコードするオリゴヌクレオチドの
製造が包含される。該オリゴヌクレオチドは、該コード
配列の一つのフラグメントが、該相補的配列の2つのフ
ラグメントとオーバーラップするように設計されるが、
逆もまた同様である。オリゴヌクレオチドを対にし、結
合して、最終的に所望の遺伝子配列を生成する。該配列
を、配列がコードする生成物が発現するような位置にて
組換えベクターに挿入する。適当なベクターは、少なく
とも部分的に発現制御配列を含んでいる。次に挙げる実
施例は、本発明をさらに詳しく説明する手段として提供
されるものである。本発明はこれらの実施例に制限され
るものではないことを理解すべきである。
【0024】
【実施例】実施例1 ジクチオステリウム・ジスコイデウムの発酵 ジクチオステリウム・ジスコイデウムのアゼニック菌株
AX−3の凍結乾燥した培養物をメリーランド州ロック
ビルにあるアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクシ
ョンから、受託番号ATCC28368で入手し、ディ
フコ酵母抽出物(Difco Yeast Extract)(7.15)、デ
ィフコ・バクト・ペプトン(Difco Bacto Peptone)(1
4.3)、Na2HPO4(0.51)およびKH2PO4(0.
49)という組成(g/l)をもつ緩衝化酵母抽出物−ペプト
ン培地を含有する寒天平板[1.2%のディフコ・バクト
(Difco Bacto)(登録商標) Agar]に数種類の密度で植
込み、分離滅菌後、これにグルコース(最終濃度10g/
l)を無菌的に加え、NaOHまたはH2PO4を用いて最
終pHを6.5(+/−0.1)に調節する。これと同じ培
地(寒天なし)を用い、約1リットル以下の体積で液体培
養を行う。寒天平板を21〜24℃で3〜5日間インキ
ュベートする。AX−3培養物とともに凍結乾燥してい
る“食物バクテリア”を拾い上げないよう注意しながら
平板から胞子嚢を収穫し、次いで、3mlの緩衝化酵母抽
出物−ペプトンブロス中に接種し、緩やかに振とうしな
がら21〜24℃でインキュベートする。その後、緩衝
化酵母抽出物−ペプトンブロス中、ジクチオステリウム
・ジスコイデウム細胞を連続継代培養によって増殖し
て、累進的に大容量にする。各連続継代培養ステップは
約10倍〜25倍希釈によるものであり、細胞密度が約
2×106/mlを越えるときに行う。ブロスを常に緩や
かに撹拌しながら21〜24℃でインキュベートする。
AX−3の凍結乾燥した培養物をメリーランド州ロック
ビルにあるアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクシ
ョンから、受託番号ATCC28368で入手し、ディ
フコ酵母抽出物(Difco Yeast Extract)(7.15)、デ
ィフコ・バクト・ペプトン(Difco Bacto Peptone)(1
4.3)、Na2HPO4(0.51)およびKH2PO4(0.
49)という組成(g/l)をもつ緩衝化酵母抽出物−ペプト
ン培地を含有する寒天平板[1.2%のディフコ・バクト
(Difco Bacto)(登録商標) Agar]に数種類の密度で植
込み、分離滅菌後、これにグルコース(最終濃度10g/
l)を無菌的に加え、NaOHまたはH2PO4を用いて最
終pHを6.5(+/−0.1)に調節する。これと同じ培
地(寒天なし)を用い、約1リットル以下の体積で液体培
養を行う。寒天平板を21〜24℃で3〜5日間インキ
ュベートする。AX−3培養物とともに凍結乾燥してい
る“食物バクテリア”を拾い上げないよう注意しながら
平板から胞子嚢を収穫し、次いで、3mlの緩衝化酵母抽
出物−ペプトンブロス中に接種し、緩やかに振とうしな
がら21〜24℃でインキュベートする。その後、緩衝
化酵母抽出物−ペプトンブロス中、ジクチオステリウム
・ジスコイデウム細胞を連続継代培養によって増殖し
て、累進的に大容量にする。各連続継代培養ステップは
約10倍〜25倍希釈によるものであり、細胞密度が約
2×106/mlを越えるときに行う。ブロスを常に緩や
かに撹拌しながら21〜24℃でインキュベートする。
【0025】撹拌発酵は、一般に、最初の酵母抽出物−
ペプトン培地中のBacto Peptoneの代わりに、濃度が2
〜20g/lの大豆ペプトン[フィトン・ペプトン(Phyton
e Peptone)またはマーコー大豆ペプトン(Marcor Soy
Peptone)など]を含む同様の培地中で行われる。グル
コース濃度は、合計15g/lに増加する。通例、収穫
は、40〜150RPMで回転する1〜3個のラッシュ
トン(Rushton)(登録商標)タービン羽根車を取り付け
た10〜5000リットルの作業容量をもつ発酵装置で
行う。気流を液体ブロスの体積の0.1〜0.5倍に制御
しながら温度を22±1℃に調節し、背圧を3〜5p.s.
i.に維持する。硫酸でpHを6.3〜6.5に調節し、撹
拌および/または気流を変化させることによって溶存酸
素を40〜80%に維持しながら発酵を行う。成長中の
細胞は細胞壁のないアメーバ状なので、細胞の処理およ
び発酵における剪断作用を最小化するように注意する。
ペプトン培地中のBacto Peptoneの代わりに、濃度が2
〜20g/lの大豆ペプトン[フィトン・ペプトン(Phyton
e Peptone)またはマーコー大豆ペプトン(Marcor Soy
Peptone)など]を含む同様の培地中で行われる。グル
コース濃度は、合計15g/lに増加する。通例、収穫
は、40〜150RPMで回転する1〜3個のラッシュ
トン(Rushton)(登録商標)タービン羽根車を取り付け
た10〜5000リットルの作業容量をもつ発酵装置で
行う。気流を液体ブロスの体積の0.1〜0.5倍に制御
しながら温度を22±1℃に調節し、背圧を3〜5p.s.
i.に維持する。硫酸でpHを6.3〜6.5に調節し、撹
拌および/または気流を変化させることによって溶存酸
素を40〜80%に維持しながら発酵を行う。成長中の
細胞は細胞壁のないアメーバ状なので、細胞の処理およ
び発酵における剪断作用を最小化するように注意する。
【0026】一般に、ジクチオステリウム・ジスコイデ
ウムAX3の撹拌培養物は24〜36時間の間で2回成
長する。溶存酸素は、累進的に減少し(調節しない場
合)、次いで、細胞密度の増加が停止した後しばらくし
て上昇が始まる。最終細胞密度は3×106〜1×108
/mlの範囲である。サンプルを随時取り出し、細胞密度
およびdDAP活性を分析する(後記実施例3を参照)。
ペトロフ−ハウザー(Petroff-Hauser)計数管を用いて、
上記の約5×105細胞/mlという細胞密度を評価する。
一般に、GFpNAの加水分解活性は発酵によって増加
する。最大dDAP活性は、最大細胞密度に到達した
後、1〜4日目に見られる。全ブロスを4℃で貯蔵する
かまたは−20℃で凍結し、後日、解凍して活性を分析
する。発酵物は10℃以下に冷却して収穫し、連続フロ
ー遠心分離に付して細胞を除去する。
ウムAX3の撹拌培養物は24〜36時間の間で2回成
長する。溶存酸素は、累進的に減少し(調節しない場
合)、次いで、細胞密度の増加が停止した後しばらくし
て上昇が始まる。最終細胞密度は3×106〜1×108
/mlの範囲である。サンプルを随時取り出し、細胞密度
およびdDAP活性を分析する(後記実施例3を参照)。
ペトロフ−ハウザー(Petroff-Hauser)計数管を用いて、
上記の約5×105細胞/mlという細胞密度を評価する。
一般に、GFpNAの加水分解活性は発酵によって増加
する。最大dDAP活性は、最大細胞密度に到達した
後、1〜4日目に見られる。全ブロスを4℃で貯蔵する
かまたは−20℃で凍結し、後日、解凍して活性を分析
する。発酵物は10℃以下に冷却して収穫し、連続フロ
ー遠心分離に付して細胞を除去する。
【0027】実施例2 dDAPの単離 A)細胞の除去および濃縮 ジクチオステリウム・ジスコイデウム発酵ブロスからd
DAPを精製する最初の処理は、細胞除去および濃縮で
ある。連続フロー遠心分離機によって細胞除去を行う。
アミコン(Amicon)再生セルロース分子量100000
0カットオフ膜を用いる接線フロー超濾過機によって、
無細胞培地を20〜30倍の濃度に濃縮する。残留液を
超濾過ユニットから排水し、ユニットを50mMのトリ
ス(Tris)(登録商標)緩衝液,pH7にて洗浄し、追
加のdDAPを回収する。残留液と洗浄液を合わせて最
終濃縮液を成し、これをさらにプロセシグを行うまで数
カ月間−20℃で凍結して貯蔵する。
DAPを精製する最初の処理は、細胞除去および濃縮で
ある。連続フロー遠心分離機によって細胞除去を行う。
アミコン(Amicon)再生セルロース分子量100000
0カットオフ膜を用いる接線フロー超濾過機によって、
無細胞培地を20〜30倍の濃度に濃縮する。残留液を
超濾過ユニットから排水し、ユニットを50mMのトリ
ス(Tris)(登録商標)緩衝液,pH7にて洗浄し、追
加のdDAPを回収する。残留液と洗浄液を合わせて最
終濃縮液を成し、これをさらにプロセシグを行うまで数
カ月間−20℃で凍結して貯蔵する。
【0028】B.清澄化 凍結した最終濃縮液を室温にて12〜24時間かけて解
凍する。解凍した後、最初のカラムクロマトグラフィー
処理の前に、最終濃縮液を清澄化する。遠心分離に続い
て1ミクロン膜濾過を組み合わせて行い、清澄化を達成
する。清澄化最終濃縮液をpH7に調節し、4〜10℃
に保つ。
凍する。解凍した後、最初のカラムクロマトグラフィー
処理の前に、最終濃縮液を清澄化する。遠心分離に続い
て1ミクロン膜濾過を組み合わせて行い、清澄化を達成
する。清澄化最終濃縮液をpH7に調節し、4〜10℃
に保つ。
【0029】C.陰イオン交換クロマトグラフィー dDAP精製工程における最初のクロマトグラフィー処
理は、ファルマシアQセファロース・ファーストフロー
(Fast Flow)樹脂を用いる陰イオン交換クロマトグラ
フィーである。カラムを50mMトリス緩衝液,pH7
で平衡にする。清澄化無細胞濃縮液を50cm/時の線流
速で流す。Qセファロース・ファーストフロー樹脂1リ
ットルあたり、約600〜1500ユニットのdDAP
活性が付加される。無細胞濃縮液の導電率は、10mM
HOS/cm以下である。サンプルの装填完了後、Qセフ
ァロース・ファーストフロー樹脂をカラム容積の2倍量
の平衡緩衝液で洗浄する。0〜1MのNaClの直線勾
配、50mMトリス,pH7を用い、流速50cm/時で
カラム容積の10倍量を流して、dDAP活性を樹脂か
ら溶離する。フラクションサイズは、カラム容積の0.
1〜0.2倍量である。導電率および280nmにおける
吸光度によって流出液をモニターし、pH3.5におけ
る、その比色分析用基質であるGFpNAを切断する能
力によってフラクションのdDAP活性を評価する。総
溶離dDAP活性の80%以上を含むフラクションを合
わせて、主要流出液プールを用意する。dDAP画分は
単一ピークとして溶離する。10%v/vのHClを用
いて主要流出液プールを酸性化してpH3.5にする。
Qセファロース・ファーストフロー酸性化主要流出液プ
ールを4℃に保つ。
理は、ファルマシアQセファロース・ファーストフロー
(Fast Flow)樹脂を用いる陰イオン交換クロマトグラ
フィーである。カラムを50mMトリス緩衝液,pH7
で平衡にする。清澄化無細胞濃縮液を50cm/時の線流
速で流す。Qセファロース・ファーストフロー樹脂1リ
ットルあたり、約600〜1500ユニットのdDAP
活性が付加される。無細胞濃縮液の導電率は、10mM
HOS/cm以下である。サンプルの装填完了後、Qセフ
ァロース・ファーストフロー樹脂をカラム容積の2倍量
の平衡緩衝液で洗浄する。0〜1MのNaClの直線勾
配、50mMトリス,pH7を用い、流速50cm/時で
カラム容積の10倍量を流して、dDAP活性を樹脂か
ら溶離する。フラクションサイズは、カラム容積の0.
1〜0.2倍量である。導電率および280nmにおける
吸光度によって流出液をモニターし、pH3.5におけ
る、その比色分析用基質であるGFpNAを切断する能
力によってフラクションのdDAP活性を評価する。総
溶離dDAP活性の80%以上を含むフラクションを合
わせて、主要流出液プールを用意する。dDAP画分は
単一ピークとして溶離する。10%v/vのHClを用
いて主要流出液プールを酸性化してpH3.5にする。
Qセファロース・ファーストフロー酸性化主要流出液プ
ールを4℃に保つ。
【0030】D)疎水的相互作用クロマトグラフィー 次に、Qセファロース・ファーストフロー酸性化主要流
出液プールを、ファルマシア製のフェニルセファロース
ファーストフロー樹脂で行う疎水的相互反応クロマトグ
ラフィー(HIC)によって精製する。樹脂1リットル
あたり、約500〜2000ユニットの活性を付加す
る。Qセファロースファーストフロー主要流出液に、1
リットルあたり140gの硫酸アンモニウムを添加し
て、HICカラムへの装填用に調製する。装填は、pH
3.5に調節して行い、最終導電率は約90mMHOS/
cmである。HICカラムを、少なくとも1リットルあた
り140gの硫酸アンモニウムを含む50mMクエン
酸,pH3.5で平衡にする。線流速40cm/時で装填を
行い、樹脂を少なくともカラム容積の3倍量の平衡緩衝
液で洗浄する。1リットルあたり140g〜0gの硫酸
アンモニウム、50mMクエン酸,pH3.5を用い、
流速40cm/時でカラム容積の10倍量を流して、dD
AP活性を樹脂から溶離する。フラクションサイズは、
カラム容積の0.1〜0.2倍量である。導電率および2
80nmにおける吸光度によって、流出液をモニターし、
pH3.5における、GFpNAを切断する能力によっ
て、フラクションのdDAP活性を評価する。総溶離d
DAP活性の80%以上を含むフラクションを合わせ
て、主要流出液プールを用意する。10%v/vのHC
lまたは10%w/wのNaOHを用いて主要流出液プ
ールを酸性化してpH3.5にする。HIC主要流出液
プールを4℃に保つ。
出液プールを、ファルマシア製のフェニルセファロース
ファーストフロー樹脂で行う疎水的相互反応クロマトグ
ラフィー(HIC)によって精製する。樹脂1リットル
あたり、約500〜2000ユニットの活性を付加す
る。Qセファロースファーストフロー主要流出液に、1
リットルあたり140gの硫酸アンモニウムを添加し
て、HICカラムへの装填用に調製する。装填は、pH
3.5に調節して行い、最終導電率は約90mMHOS/
cmである。HICカラムを、少なくとも1リットルあた
り140gの硫酸アンモニウムを含む50mMクエン
酸,pH3.5で平衡にする。線流速40cm/時で装填を
行い、樹脂を少なくともカラム容積の3倍量の平衡緩衝
液で洗浄する。1リットルあたり140g〜0gの硫酸
アンモニウム、50mMクエン酸,pH3.5を用い、
流速40cm/時でカラム容積の10倍量を流して、dD
AP活性を樹脂から溶離する。フラクションサイズは、
カラム容積の0.1〜0.2倍量である。導電率および2
80nmにおける吸光度によって、流出液をモニターし、
pH3.5における、GFpNAを切断する能力によっ
て、フラクションのdDAP活性を評価する。総溶離d
DAP活性の80%以上を含むフラクションを合わせ
て、主要流出液プールを用意する。10%v/vのHC
lまたは10%w/wのNaOHを用いて主要流出液プ
ールを酸性化してpH3.5にする。HIC主要流出液
プールを4℃に保つ。
【0031】D)サイズ排除クロマトグラフィー セファクリル(Sephacryl)(登録商標)S−200HR
で行うサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によっ
て、HIC主要流出液をさらに切断する。アミコン再生
セルロース分子量1000000カットオフ膜を用い、
超濾過ユニットでHIC主要流出液を濃縮することによ
って、SEC用HIC主要流出液を調製する。HIC主
要流出液を濃縮し、残留液をユニットから排水する。超
濾過ユニットを50mMのクエン酸緩衝液,pH3.5
にて洗浄する。残留液と洗浄液を合わせて最終濃縮液を
成し、10%v/vのHClまたは10%w/vのNa
OHを用いてpHを3.5に調節する。最終濃縮液の体
積は、SECの体積の2.5%以下である。最終濃縮液
の導電率は約30mMHO/cmである。SECカラムを
50mMの酢酸、0.5Mの塩化ナトリウム、pH3.5
で平衡にする。この導電率は約20〜30mMHO/cm
である。最終濃縮液を、8cm/時の線流速で流し、カラ
ム容積の1倍量の平衡緩衝液を流して、dDAP活性を
樹脂から溶離する。フラクションサイズは、カラム容積
の0.01倍量である。導電率および280nmにおける
吸光度によって流出液をモニターし、pH3.5におけ
る、GFpNAを切断する能力によってフラクションの
dDAP活性を評価する。総溶離dDAP活性の80%
以上を含むフラクションを合わせて、主要流出液プール
を用意する。dDAP画分は単一ピークとして溶離す
る。SEC主要流出液プールを数カ月間4℃に保つ。
で行うサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によっ
て、HIC主要流出液をさらに切断する。アミコン再生
セルロース分子量1000000カットオフ膜を用い、
超濾過ユニットでHIC主要流出液を濃縮することによ
って、SEC用HIC主要流出液を調製する。HIC主
要流出液を濃縮し、残留液をユニットから排水する。超
濾過ユニットを50mMのクエン酸緩衝液,pH3.5
にて洗浄する。残留液と洗浄液を合わせて最終濃縮液を
成し、10%v/vのHClまたは10%w/vのNa
OHを用いてpHを3.5に調節する。最終濃縮液の体
積は、SECの体積の2.5%以下である。最終濃縮液
の導電率は約30mMHO/cmである。SECカラムを
50mMの酢酸、0.5Mの塩化ナトリウム、pH3.5
で平衡にする。この導電率は約20〜30mMHO/cm
である。最終濃縮液を、8cm/時の線流速で流し、カラ
ム容積の1倍量の平衡緩衝液を流して、dDAP活性を
樹脂から溶離する。フラクションサイズは、カラム容積
の0.01倍量である。導電率および280nmにおける
吸光度によって流出液をモニターし、pH3.5におけ
る、GFpNAを切断する能力によってフラクションの
dDAP活性を評価する。総溶離dDAP活性の80%
以上を含むフラクションを合わせて、主要流出液プール
を用意する。dDAP画分は単一ピークとして溶離す
る。SEC主要流出液プールを数カ月間4℃に保つ。
【0032】陰イオン交換樹脂、疎水的相互作用および
サイズ排除クロマトグラフィーを組み合わせて用いるd
DAPの精製によって、SDS−PAGEで大きなバン
ドとして移動する物質が得られる。バンドは、分子量標
準ウシ血清アルブミン(66キロダルトン)に相当する
ゲル上の位置へ移動する。ISSプロ−ブルー着色剤で
タンパク質を着色する。サンプル調製中の0.1Mのジ
チオスレイトール(+100℃、5時間)の存在の有無
によって、移動パターンは影響を受けない。ウシ由来の
DAP−Iのサブユニットの分子量はSDS−PAGE
によって約22000であると算出される。
サイズ排除クロマトグラフィーを組み合わせて用いるd
DAPの精製によって、SDS−PAGEで大きなバン
ドとして移動する物質が得られる。バンドは、分子量標
準ウシ血清アルブミン(66キロダルトン)に相当する
ゲル上の位置へ移動する。ISSプロ−ブルー着色剤で
タンパク質を着色する。サンプル調製中の0.1Mのジ
チオスレイトール(+100℃、5時間)の存在の有無
によって、移動パターンは影響を受けない。ウシ由来の
DAP−Iのサブユニットの分子量はSDS−PAGE
によって約22000であると算出される。
【0033】実施例3 dDAP活性の評価および特徴 A)GF−pNAの切断 精製あるいは貯蔵後、通例、色素産生基質であるGFp
NAの切断を用いて、dDAPの酵素活性をモニターす
る。代表的に、このアッセイは、酵素を少なくとも11
倍に希釈して、pH3.5に調節された、0.05M酢酸
中の1.0mlの4mMのGFpNAに加えることによっ
て行われる。Gly−Pheジペプチドの切断率を、4
05nmにおける吸光度の増加を測定することによっ
て、37℃でモニターする。1単位の活性は、これらの
条件下で、1分間あたりのODの変化として0.90に
相当する。単位/mlの評価から、405nmにおける遊
離のp−ニトロアニリド(pNA)の吸光係数を9.9
mM-1cm-1であると仮定できる。
NAの切断を用いて、dDAPの酵素活性をモニターす
る。代表的に、このアッセイは、酵素を少なくとも11
倍に希釈して、pH3.5に調節された、0.05M酢酸
中の1.0mlの4mMのGFpNAに加えることによっ
て行われる。Gly−Pheジペプチドの切断率を、4
05nmにおける吸光度の増加を測定することによっ
て、37℃でモニターする。1単位の活性は、これらの
条件下で、1分間あたりのODの変化として0.90に
相当する。単位/mlの評価から、405nmにおける遊
離のp−ニトロアニリド(pNA)の吸光係数を9.9
mM-1cm-1であると仮定できる。
【0034】ウシ脾臓DAP−Iの活性を阻害すること
がわかっているスルフヒドリル修飾剤であるヨードアセ
トアミドおよびテトラチオ酸カリウムを用いて、基質G
FpNAに対するdDAPの阻害特性を、ウシ脾臓DA
P−Iのものと比較する。dDAPまたはウシ脾臓DA
P−Iのサンプルを、それぞれ最終濃度0、0.5、5.
0または50mMの阻害剤を加え、pH7、100mM
トリス緩衝液中、室温で15分間インキュベートする。
次いで、インキュベートした溶液を4mMのGFpN
A、pH3.5で21倍に希釈する。37℃における4
05nmの吸光度の増加を測定することによって、切断
率をモニターする。5mMのヨードアセトアミドにさら
すことにより、ウシDAP−IのGFpNA切断率は9
0%以上減少し、5mMのテトラチオ酸カリウムによっ
て95%阻害される。試験したレベルのヨードアセトア
ミドまたはテトラチオ酸カリウムによる、dDAPの大
きな阻害は認められない。
がわかっているスルフヒドリル修飾剤であるヨードアセ
トアミドおよびテトラチオ酸カリウムを用いて、基質G
FpNAに対するdDAPの阻害特性を、ウシ脾臓DA
P−Iのものと比較する。dDAPまたはウシ脾臓DA
P−Iのサンプルを、それぞれ最終濃度0、0.5、5.
0または50mMの阻害剤を加え、pH7、100mM
トリス緩衝液中、室温で15分間インキュベートする。
次いで、インキュベートした溶液を4mMのGFpN
A、pH3.5で21倍に希釈する。37℃における4
05nmの吸光度の増加を測定することによって、切断
率をモニターする。5mMのヨードアセトアミドにさら
すことにより、ウシDAP−IのGFpNA切断率は9
0%以上減少し、5mMのテトラチオ酸カリウムによっ
て95%阻害される。試験したレベルのヨードアセトア
ミドまたはテトラチオ酸カリウムによる、dDAPの大
きな阻害は認められない。
【0035】pH3〜8の範囲の種々のpHに対して、
10%HClまたは10%NaOHを含む0.5Mのト
リス、リン酸およびクエン酸からなる緩衝液を調節する
ことによって、dDAPのGFpNA切断能力のための
最適pHを決定する。100mMのシステアミンおよび
10mMのNaClを含む緩衝液で、酵素dDAPを2
0倍に希釈する。同じ緩衝液で、ウシDAP−Iを20
0倍に希釈する。GFpNA基質溶液(4mM)を2%
ジメチルホルムアミド中で調製する。マイクロタイトレ
ーションプレートで、種々のpHのトリス/リン酸/ク
エン酸緩衝液0.025mlを、希釈酵素0.1mlおよび基
質溶液0.1mlと合わせる。410nmにおける吸光度
の増加率を、30分間にわたるプレートリーダーの読み
から決定する。GFpNAの切断のためのdDAPの最
適pHは3.5〜4.0の間であることが結果として示さ
れる。
10%HClまたは10%NaOHを含む0.5Mのト
リス、リン酸およびクエン酸からなる緩衝液を調節する
ことによって、dDAPのGFpNA切断能力のための
最適pHを決定する。100mMのシステアミンおよび
10mMのNaClを含む緩衝液で、酵素dDAPを2
0倍に希釈する。同じ緩衝液で、ウシDAP−Iを20
0倍に希釈する。GFpNA基質溶液(4mM)を2%
ジメチルホルムアミド中で調製する。マイクロタイトレ
ーションプレートで、種々のpHのトリス/リン酸/ク
エン酸緩衝液0.025mlを、希釈酵素0.1mlおよび基
質溶液0.1mlと合わせる。410nmにおける吸光度
の増加率を、30分間にわたるプレートリーダーの読み
から決定する。GFpNAの切断のためのdDAPの最
適pHは3.5〜4.0の間であることが結果として示さ
れる。
【0036】B)Gly−Arg−pNA(GRpN
A)の切断 50mMの酢酸、50mMのグリシン緩衝液、pH5に
おいて、4mMのGRpNAを調製する。HClまたは
NaOHを用いて、5.1〜2.3の範囲の種々のpHを
達成する。上記pHの緩衝化基質180μlに、5μlの
dDAP(最終的に49ミリユニット/ml)を加え
る。410nmにおける吸光度の増加率をモニターし
(プレートリーダーにて)、その増加率を反応溶液のp
H5と比較する。GFpNAと比較すると、GRpNA
基質の最適pHは3.5付近である。この酵素は、この
基質に対しては、pH2.5以下またはpH5以上では
小さい活性しかもたない。
A)の切断 50mMの酢酸、50mMのグリシン緩衝液、pH5に
おいて、4mMのGRpNAを調製する。HClまたは
NaOHを用いて、5.1〜2.3の範囲の種々のpHを
達成する。上記pHの緩衝化基質180μlに、5μlの
dDAP(最終的に49ミリユニット/ml)を加え
る。410nmにおける吸光度の増加率をモニターし
(プレートリーダーにて)、その増加率を反応溶液のp
H5と比較する。GFpNAと比較すると、GRpNA
基質の最適pHは3.5付近である。この酵素は、この
基質に対しては、pH2.5以下またはpH5以上では
小さい活性しかもたない。
【0037】C)RRBNAの切断 100mMの酢酸緩衝液、pH3.5または100mM
のクエン酸緩衝液、pH5のいずれかの中で、約0.2
5mMのRRBNAまたは0.25mMのZ−RRBN
Aを調製する。2mlの基質に、dDAPまたはウシDA
P−I(約15ミリユニット/ml溶液)を加える。切断
率(410nmにおける蛍光の増加および340nmに
おける励起をモニターする)をモニターする。ウシDA
P−Iは、いずれの基質も切断することができない。驚
いたことに、dDAPはRRBNA基質を効率よく切断
することができる。dDAPは閉鎖されたアミノ基であ
るZ−RRBNA基質を切断することができず、このこ
とは、dDAPがDAP酵素であるという所見をサポー
トするものである。RRBNAを切断するための最適p
Hは、50mMの酢酸および50mMのクエン酸からな
る緩衝系を用いてRRBNA切断率をモニターすること
によって、得られる。HClまたはNaOHを用いて、
種々のpHを達成し、1.5mlの緩衝液に、1mMのR
RBNAストック溶液(最終濃度約0.25mM)0.5
mlを加えて2.0mlとする。dDAPを加え(約15m
U/mlになるまで)、切断率を決定する。RRBNA切
断のための最適pHは約4.5であることが観察され、
試験した全範囲(pH3.5〜5.7)において、大きな
活性が見られる。この驚くべき結果は、dDAPがDA
P−IIIの性質も、合わせもつことを示唆するもので
ある。当業者であれば、基質の切断のための最適pH
は、酵素に依存するものではなく、基質自身、すなわ
ち、除去されたジペプチドならびにそのインジケーター
基の構造に依存するものであることを認めるであろう。
たとえば、dDAPを用いる場合、GRpNAの最適p
Hは約3.5であり、一方、Gly−arg−7−アミ
ド−4−メチルクマリンの切断の最適pHは約5であ
り、このことは、環境指示基が切断特性に影響を与える
ことができることを示唆している。
のクエン酸緩衝液、pH5のいずれかの中で、約0.2
5mMのRRBNAまたは0.25mMのZ−RRBN
Aを調製する。2mlの基質に、dDAPまたはウシDA
P−I(約15ミリユニット/ml溶液)を加える。切断
率(410nmにおける蛍光の増加および340nmに
おける励起をモニターする)をモニターする。ウシDA
P−Iは、いずれの基質も切断することができない。驚
いたことに、dDAPはRRBNA基質を効率よく切断
することができる。dDAPは閉鎖されたアミノ基であ
るZ−RRBNA基質を切断することができず、このこ
とは、dDAPがDAP酵素であるという所見をサポー
トするものである。RRBNAを切断するための最適p
Hは、50mMの酢酸および50mMのクエン酸からな
る緩衝系を用いてRRBNA切断率をモニターすること
によって、得られる。HClまたはNaOHを用いて、
種々のpHを達成し、1.5mlの緩衝液に、1mMのR
RBNAストック溶液(最終濃度約0.25mM)0.5
mlを加えて2.0mlとする。dDAPを加え(約15m
U/mlになるまで)、切断率を決定する。RRBNA切
断のための最適pHは約4.5であることが観察され、
試験した全範囲(pH3.5〜5.7)において、大きな
活性が見られる。この驚くべき結果は、dDAPがDA
P−IIIの性質も、合わせもつことを示唆するもので
ある。当業者であれば、基質の切断のための最適pH
は、酵素に依存するものではなく、基質自身、すなわ
ち、除去されたジペプチドならびにそのインジケーター
基の構造に依存するものであることを認めるであろう。
たとえば、dDAPを用いる場合、GRpNAの最適p
Hは約3.5であり、一方、Gly−arg−7−アミ
ド−4−メチルクマリンの切断の最適pHは約5であ
り、このことは、環境指示基が切断特性に影響を与える
ことができることを示唆している。
【0038】実施例4 dDAPカラムの調製 Qセファロース・ファーストフロー樹脂の1.0mlカラ
ム(0.5×5.0cm)を、カラム容積の10倍量の酢
酸(0.05M酢酸,pH3.5)を通し、平衡にす
る。0.27mlのdDAPを希酢酸で希釈して1.22
mlにすることによって、dDAP(実施例1および2に
準じて製造、5.5U/ml)の1U/ml溶液を調製す
る。dDAP溶液を流速30cm/時(0.1ml/分)で
流し、カラムを少なくとも10mlの希酢酸で洗浄する。
GFpNA活性アッセイを用いて、カラム流出液のdD
AP活性を測定する。カラム流出液に、活性は検出され
ない。このことは、酵素dDAPが、ほとんど定量的に
樹脂に結合することを示している。このカラムに付加さ
れたdDAPのレベルは、約1ユニット/cm3(または
5ユニット/cm2)に匹敵する。
ム(0.5×5.0cm)を、カラム容積の10倍量の酢
酸(0.05M酢酸,pH3.5)を通し、平衡にす
る。0.27mlのdDAPを希酢酸で希釈して1.22
mlにすることによって、dDAP(実施例1および2に
準じて製造、5.5U/ml)の1U/ml溶液を調製す
る。dDAP溶液を流速30cm/時(0.1ml/分)で
流し、カラムを少なくとも10mlの希酢酸で洗浄する。
GFpNA活性アッセイを用いて、カラム流出液のdD
AP活性を測定する。カラム流出液に、活性は検出され
ない。このことは、酵素dDAPが、ほとんど定量的に
樹脂に結合することを示している。このカラムに付加さ
れたdDAPのレベルは、約1ユニット/cm3(または
5ユニット/cm2)に匹敵する。
【0039】実施例5 固定化dDAPを用いるGFpNAからpNAへの変換 実施例4で調製したカラムに、0.05M酢酸,pH
3.5中の1.0mlの0.4mMのGFpNAの溶液を
流速60cm/時で加える。カラムからの流出液を、LK
Bモニター(モデル2151可変波長モニターを1.5
6AUFSに設定し、10mmフローセルを使用)を用い
てモニターする。カラムを下降するにつれて、溶液は黄
色になり、それたカラムに残るので、吸光度の増加が検
出される。着色と吸光度の両方の観察から、dDAPカ
ラムが、GFpNAを着色生成物pNAに変換すること
が示される。1.0mlの固定化dDAPカラム上にGF
pNAを1.0ml注入するこのシステムは、樹脂上の酵
素dDAPの有効性が持続しているかをモニターするた
めに定期的に使用する。
3.5中の1.0mlの0.4mMのGFpNAの溶液を
流速60cm/時で加える。カラムからの流出液を、LK
Bモニター(モデル2151可変波長モニターを1.5
6AUFSに設定し、10mmフローセルを使用)を用い
てモニターする。カラムを下降するにつれて、溶液は黄
色になり、それたカラムに残るので、吸光度の増加が検
出される。着色と吸光度の両方の観察から、dDAPカ
ラムが、GFpNAを着色生成物pNAに変換すること
が示される。1.0mlの固定化dDAPカラム上にGF
pNAを1.0ml注入するこのシステムは、樹脂上の酵
素dDAPの有効性が持続しているかをモニターするた
めに定期的に使用する。
【0040】実施例6 Met−Arg−ヒトプロインスリン類縁体(B28
Lys,B29 Pro)の変換 実施例4で調製したカラムをカラム容積の10倍量の希
酢酸で平衡にする。組換え技術で生産したMR−KPB
−hPIの20g/l溶液を用意し、10%v/v塩酸溶
液にてpH3.3に調節する。5.0mlのMR−KPB
−hPI溶液を、dDAPカラムに流速60cm/時で室
温にて流す。流出液を1.0mlフラクションで集め、7
M尿素を含む0.05M酢酸で希釈して4.0mlにす
る。MR−KPB−hPIからKPB−hPIへの変換
の程度を、ウルトラスフィアODSカラム[フェノメネ
ックス(Phenomenex)製]を、0.1Mのリン酸アンモ
ニウム(pH7)中の25〜30%のアセトニトリル勾
配で溶離することからなる逆相HPLC分析系でモニタ
ーする。
Lys,B29 Pro)の変換 実施例4で調製したカラムをカラム容積の10倍量の希
酢酸で平衡にする。組換え技術で生産したMR−KPB
−hPIの20g/l溶液を用意し、10%v/v塩酸溶
液にてpH3.3に調節する。5.0mlのMR−KPB
−hPI溶液を、dDAPカラムに流速60cm/時で室
温にて流す。流出液を1.0mlフラクションで集め、7
M尿素を含む0.05M酢酸で希釈して4.0mlにす
る。MR−KPB−hPIからKPB−hPIへの変換
の程度を、ウルトラスフィアODSカラム[フェノメネ
ックス(Phenomenex)製]を、0.1Mのリン酸アンモ
ニウム(pH7)中の25〜30%のアセトニトリル勾
配で溶離することからなる逆相HPLC分析系でモニタ
ーする。
【0041】2回目に、5.0mlのMR−KPB−hP
Iを、dDAPカラムに流速60cm/時で流すと、HP
LCで測定される変換パーセントは40%である。3回
目に、50mlのMR−KPB−hPIを、dDAPカラ
ムに流速60cm/時で流す。この部分は連続的に再循環
させて合計250mlとなるように流すと、HPLCで測
定される最終の変換パーセントは75%である。4回目
に、5.0mlのMR−KPB−hPIを、dDAPカラ
ムに流速12cm/時で流すと、HPLCで測定される変
換パーセントは83%である。5回目に、60mlのMR
−KPB−hPIを、dDAPカラムに流速12cm/時
で流すと、HPLCで測定される変換パーセントは80
%である。6回目に、148mlのMR−KPB−hPI
を、dDAPカラムに流速12cm/時で流すと、HPL
Cで測定される平均変換パーセントは84%である。上
記の実験の進行により、合計15日間が経過する。カラ
ムをMR−KPB−hPI溶液の実験に使用しない間
は、希酢酸で洗浄し、室温(20℃)にて保存する。最
後に、213mlのMR−KPB−hPIを、流速8cm/
時を維持しながら流すが、MR−KPB−hPIの変換
パーセントに大きな減少はなく、このことから、さらに
追加してMR−KPB−hPIをこの樹脂に流しても、
持続して良い収率が得られることが示唆される。実験の
進行中、カラムの背圧の増加がときおり発生する;しか
し、一時的なカラムの逆流またはカラムフリット交換の
逆戻りによって、この問題は補正される。カラム上のd
DAPを、約5回の標準的バッチ方式のMR−KPB−
hPI(273mlまたは約5.5gのMR−KPB−h
PIがこの実験で反応する)の等価物に対して変換反応
に付す。バッチ方式では、約50〜60mlまたは約1.
0gのMR−KPB−hPIが1ユニットのdDAPと
反応する。この観察は、このように固定化されたdDA
Pが、MR−KPB−hPI工程によるdDAPの使用
法に、大きな影響を与えるという主張を支持するもので
ある。
Iを、dDAPカラムに流速60cm/時で流すと、HP
LCで測定される変換パーセントは40%である。3回
目に、50mlのMR−KPB−hPIを、dDAPカラ
ムに流速60cm/時で流す。この部分は連続的に再循環
させて合計250mlとなるように流すと、HPLCで測
定される最終の変換パーセントは75%である。4回目
に、5.0mlのMR−KPB−hPIを、dDAPカラ
ムに流速12cm/時で流すと、HPLCで測定される変
換パーセントは83%である。5回目に、60mlのMR
−KPB−hPIを、dDAPカラムに流速12cm/時
で流すと、HPLCで測定される変換パーセントは80
%である。6回目に、148mlのMR−KPB−hPI
を、dDAPカラムに流速12cm/時で流すと、HPL
Cで測定される平均変換パーセントは84%である。上
記の実験の進行により、合計15日間が経過する。カラ
ムをMR−KPB−hPI溶液の実験に使用しない間
は、希酢酸で洗浄し、室温(20℃)にて保存する。最
後に、213mlのMR−KPB−hPIを、流速8cm/
時を維持しながら流すが、MR−KPB−hPIの変換
パーセントに大きな減少はなく、このことから、さらに
追加してMR−KPB−hPIをこの樹脂に流しても、
持続して良い収率が得られることが示唆される。実験の
進行中、カラムの背圧の増加がときおり発生する;しか
し、一時的なカラムの逆流またはカラムフリット交換の
逆戻りによって、この問題は補正される。カラム上のd
DAPを、約5回の標準的バッチ方式のMR−KPB−
hPI(273mlまたは約5.5gのMR−KPB−h
PIがこの実験で反応する)の等価物に対して変換反応
に付す。バッチ方式では、約50〜60mlまたは約1.
0gのMR−KPB−hPIが1ユニットのdDAPと
反応する。この観察は、このように固定化されたdDA
Pが、MR−KPB−hPI工程によるdDAPの使用
法に、大きな影響を与えるという主張を支持するもので
ある。
【0042】実施例7 やや大きい固定化dDAPカラムの調製 それぞれ1.0×6.0cm、2.2×6.0cmおよび3
0×10cmのカラムに、Qセファロース・ビッグビーズ
樹脂(ファルマシア・ケミカル・カンパニー製)を充填
し、カラム容積の5倍量の希酢酸(0.05M酢酸、p
H3.5)で平衡にする。実施例1および2で製造およ
び単離した精製dDAP溶液(9.5U/ml)を、希酢
酸で希釈して4U/mlにする。dDAP溶液を上記の各
カラムに流速50cm/時で流す。付加されるdDAPの
レベルは、それぞれ2.5U/cm2(1.0×6.0c
m)、5.0U/cm2(1.0×6.0cm)および10.
0U/cm2(1.0×6.0cm、2.2×6.0cmおよ
び30×10cm)である。各カラムを少なくとも各カラ
ム容積の3倍量の希酢酸で洗浄する。GFpNAアッセ
イを用いて、各カラムの流出液のdDAP活性を測定す
る。カラムから溶離される流出液フラクションには活性
は検出されない。このことは、酵素dDAPがほとんど
定量的に樹脂に結合することを示している。
0×10cmのカラムに、Qセファロース・ビッグビーズ
樹脂(ファルマシア・ケミカル・カンパニー製)を充填
し、カラム容積の5倍量の希酢酸(0.05M酢酸、p
H3.5)で平衡にする。実施例1および2で製造およ
び単離した精製dDAP溶液(9.5U/ml)を、希酢
酸で希釈して4U/mlにする。dDAP溶液を上記の各
カラムに流速50cm/時で流す。付加されるdDAPの
レベルは、それぞれ2.5U/cm2(1.0×6.0c
m)、5.0U/cm2(1.0×6.0cm)および10.
0U/cm2(1.0×6.0cm、2.2×6.0cmおよ
び30×10cm)である。各カラムを少なくとも各カラ
ム容積の3倍量の希酢酸で洗浄する。GFpNAアッセ
イを用いて、各カラムの流出液のdDAP活性を測定す
る。カラムから溶離される流出液フラクションには活性
は検出されない。このことは、酵素dDAPがほとんど
定量的に樹脂に結合することを示している。
【0043】実施例8 Met−Arg−ヒトプロインスリン類縁体(B28
Lys,B29 Pro)の変換 実施例7で調製した1.0×6.0cmのdDAPカラム
をカラム容積の3倍量の希酢酸で洗浄する。おおむね精
製した、組換え技術で生産したMR−KPB−hPIの
17g/l溶液を、10%v/v塩酸溶液または10%w
/v水酸化ナトリウムの溶液にてpH3.5に調節す
る。2000mlのMR−KPB−hPI溶液を、室温に
て種々の線流速(8〜115cm/時)で流す。少なくと
もカラム容積の2倍量の溶液を流した後、各流速の流出
液サンプルを集める。MR−KPB−hPIからKPB
−hPIへの変換の程度を、デュポン・ゾルバックス
(Zorbax)(登録商標)5ミクロン300オングストロ
ームカラム(15×4.6cm)を用いる逆相HPLC分
析系でモニターする。カラムを、ACN勾配を用いるモ
ルホリン/リン酸/OSA緩衝液系で溶離する。
Lys,B29 Pro)の変換 実施例7で調製した1.0×6.0cmのdDAPカラム
をカラム容積の3倍量の希酢酸で洗浄する。おおむね精
製した、組換え技術で生産したMR−KPB−hPIの
17g/l溶液を、10%v/v塩酸溶液または10%w
/v水酸化ナトリウムの溶液にてpH3.5に調節す
る。2000mlのMR−KPB−hPI溶液を、室温に
て種々の線流速(8〜115cm/時)で流す。少なくと
もカラム容積の2倍量の溶液を流した後、各流速の流出
液サンプルを集める。MR−KPB−hPIからKPB
−hPIへの変換の程度を、デュポン・ゾルバックス
(Zorbax)(登録商標)5ミクロン300オングストロ
ームカラム(15×4.6cm)を用いる逆相HPLC分
析系でモニターする。カラムを、ACN勾配を用いるモ
ルホリン/リン酸/OSA緩衝液系で溶離する。
【0044】流速と収率の関係を、6つの異なる線流速
の平均に基づいて決定する。76cm/時における収率を
定期的に評価することによって、カラムの作業をモニタ
ーすると、54〜61%であることがわかる。19日間
保管した後、2回目の作業工程を行い、カラムに400
mlのMR−KPB−hPIを流す。76cm/時における
収率は55%である。最初の変換から45日後、3回目
の作業工程を行い、カラムに600mlのMR−KPB−
hPIを流す。2つの流出液サンプルに基づく、76cm
/時における収率は46〜52%である。カラムをMR
−KPB−hPI溶液の実験に使用しない間は、pH
3.5の希酢酸で洗浄し、室温(20℃)にて保存す
る。上記のMR−KPB−hPI実験の間、MR−KP
B−hPIの変換パーセントは最小限度しか減少しな
い。
の平均に基づいて決定する。76cm/時における収率を
定期的に評価することによって、カラムの作業をモニタ
ーすると、54〜61%であることがわかる。19日間
保管した後、2回目の作業工程を行い、カラムに400
mlのMR−KPB−hPIを流す。76cm/時における
収率は55%である。最初の変換から45日後、3回目
の作業工程を行い、カラムに600mlのMR−KPB−
hPIを流す。2つの流出液サンプルに基づく、76cm
/時における収率は46〜52%である。カラムをMR
−KPB−hPI溶液の実験に使用しない間は、pH
3.5の希酢酸で洗浄し、室温(20℃)にて保存す
る。上記のMR−KPB−hPI実験の間、MR−KP
B−hPIの変換パーセントは最小限度しか減少しな
い。
【0045】上記実施例8における作業工程において、
カラム上の固定化dDAPを、7.5回、標準的バッチ
方式のMR−KPB−hPI(273mlまたは約5.5
gのMR−KPB−hPIがこの実験で反応する)の等
価物に対して変換反応に付す。この実験で変換されるM
R−KPB−hPIは、合計3000mlの(およそ50
g)のMR−KPB−hPIに相当する。これに対し
て、バッチ方式工程における遊離酵素として用いた8ユ
ニットのdDAPは、与えられた時間枠内では、400
ml(およそ6.8g)のMR−KPB−hPIに変換さ
れるだけである。この計算は、本発明方法が、バッチ方
式工程よりも有効な方法であるということを表してい
る。
カラム上の固定化dDAPを、7.5回、標準的バッチ
方式のMR−KPB−hPI(273mlまたは約5.5
gのMR−KPB−hPIがこの実験で反応する)の等
価物に対して変換反応に付す。この実験で変換されるM
R−KPB−hPIは、合計3000mlの(およそ50
g)のMR−KPB−hPIに相当する。これに対し
て、バッチ方式工程における遊離酵素として用いた8ユ
ニットのdDAPは、与えられた時間枠内では、400
ml(およそ6.8g)のMR−KPB−hPIに変換さ
れるだけである。この計算は、本発明方法が、バッチ方
式工程よりも有効な方法であるということを表してい
る。
【0046】実施例9 濃度を変化させるMet−Arg−ヒトプロインスリン
類縁体(B28 Lys,B29 Pro)の変換 実施例7で調製した1.0×6.0cmのdDAPカラム
をカラム容積の3倍量の希酢酸で洗浄する。おおむね精
製した、組換え技術で生産したMR−KPB−hPIの
17g/l溶液を、10%v/v塩酸溶液または10%w
/v水酸化ナトリウムの溶液にてpH3.5に調節す
る。MR−KPB−hPIの17g/l溶液を希酢酸で希
釈して、約3.4mg/mlおよび0.85mg/mlの溶液にす
る。該17mg/ml、3.4mg/mlおよび0.85mg/mlの
MR−KPB−hPI溶液を、室温(20〜22℃)に
て種々の線流速(115、76および23cm/時)で流
す。少なくともカラム容積の2倍量の溶液を流した後、
各流速の流出液サンプルを集める。MR−KPB−hP
IからKPB−hPIへの変換の程度を、デュポン・ゾ
ルバックス5ミクロン300オングストロームカラム
(15×4.6cm)を用いる逆相HPLC分析系でモニ
ターする。カラムを、ACN勾配を用いるモルホリン/
リン酸/OSA緩衝液系で溶離する。
類縁体(B28 Lys,B29 Pro)の変換 実施例7で調製した1.0×6.0cmのdDAPカラム
をカラム容積の3倍量の希酢酸で洗浄する。おおむね精
製した、組換え技術で生産したMR−KPB−hPIの
17g/l溶液を、10%v/v塩酸溶液または10%w
/v水酸化ナトリウムの溶液にてpH3.5に調節す
る。MR−KPB−hPIの17g/l溶液を希酢酸で希
釈して、約3.4mg/mlおよび0.85mg/mlの溶液にす
る。該17mg/ml、3.4mg/mlおよび0.85mg/mlの
MR−KPB−hPI溶液を、室温(20〜22℃)に
て種々の線流速(115、76および23cm/時)で流
す。少なくともカラム容積の2倍量の溶液を流した後、
各流速の流出液サンプルを集める。MR−KPB−hP
IからKPB−hPIへの変換の程度を、デュポン・ゾ
ルバックス5ミクロン300オングストロームカラム
(15×4.6cm)を用いる逆相HPLC分析系でモニ
ターする。カラムを、ACN勾配を用いるモルホリン/
リン酸/OSA緩衝液系で溶離する。
【0047】収率と流速の関係は、各基質濃度に対して
本質的に同一である(流速115cm/時において、17m
g/ml、3.4mg/mlおよび0.85mg/ml溶液の収率は、
それぞれ48%、50%および50%である;流速76
cm/時において、17mg/ml、3.4mg/mlおよび0.8
5mg/ml溶液の収率は、それぞれ55%、58%および
58%である;流速23cm/時において、17mg/ml、
3.4mg/mlおよび0.85mg/ml溶液の収率は、それぞ
れ83%、89%および85%である)。これはは、1
0U/cm2の固定化dDAPカラムを用いる場合、変換
収率は基質濃度に関連して変化しないことを示してい
る。
本質的に同一である(流速115cm/時において、17m
g/ml、3.4mg/mlおよび0.85mg/ml溶液の収率は、
それぞれ48%、50%および50%である;流速76
cm/時において、17mg/ml、3.4mg/mlおよび0.8
5mg/ml溶液の収率は、それぞれ55%、58%および
58%である;流速23cm/時において、17mg/ml、
3.4mg/mlおよび0.85mg/ml溶液の収率は、それぞ
れ83%、89%および85%である)。これはは、1
0U/cm2の固定化dDAPカラムを用いる場合、変換
収率は基質濃度に関連して変化しないことを示してい
る。
【0048】実施例10 再スラリー化したdDAPカラムを用いるMet−Ar
g−ヒトプロインスリン類縁体(B28 Lys,B2
9 Pro)の変換 実施例8で用いたカラムをカラム容積の1倍量の希酢酸
で再スラリー化する。カラムを少なくともカラム容積の
3倍量の希酢酸で充填・洗浄する。おおむね精製したM
R−KPB−hPIの17g/l溶液を、10%v/v塩
酸溶液または10%w/v水酸化ナトリウムの溶液にて
pH3.5に調節する。該MR−KPB−hPI溶液
を、室温(20〜22℃)にて種々の線流速(115、
76、38、23および4cm/時)で流す。少なくとも
カラム容積の2倍量の溶液を流した後、各流速の流出液
サンプルを集める。MR−KPB−hPIからKPB−
hPIへの変換の程度を、デュポン・ゾルバックス5ミ
クロン300オングストロームカラム(15×4.6c
m)を用いる逆相HPLC分析系でモニターする。カラ
ムを、ACN勾配を用いるモルホリン/リン酸/OSA
緩衝液系で溶離する。収率と流速の関係は、再スラリー
化の前の収率と本質的に同一である。流速115cm/時
において、収率は39%であり、再スラリー化前の収率
は38〜41%である。
g−ヒトプロインスリン類縁体(B28 Lys,B2
9 Pro)の変換 実施例8で用いたカラムをカラム容積の1倍量の希酢酸
で再スラリー化する。カラムを少なくともカラム容積の
3倍量の希酢酸で充填・洗浄する。おおむね精製したM
R−KPB−hPIの17g/l溶液を、10%v/v塩
酸溶液または10%w/v水酸化ナトリウムの溶液にて
pH3.5に調節する。該MR−KPB−hPI溶液
を、室温(20〜22℃)にて種々の線流速(115、
76、38、23および4cm/時)で流す。少なくとも
カラム容積の2倍量の溶液を流した後、各流速の流出液
サンプルを集める。MR−KPB−hPIからKPB−
hPIへの変換の程度を、デュポン・ゾルバックス5ミ
クロン300オングストロームカラム(15×4.6c
m)を用いる逆相HPLC分析系でモニターする。カラ
ムを、ACN勾配を用いるモルホリン/リン酸/OSA
緩衝液系で溶離する。収率と流速の関係は、再スラリー
化の前の収率と本質的に同一である。流速115cm/時
において、収率は39%であり、再スラリー化前の収率
は38〜41%である。
【0049】実施例11 Met−Arg−ヒトプロインスリン類縁体(B28
Lys,B29 Pro)の大きいスケールにおける変
換 実施例7で調製した10U/cm2の固定化dDAPの7
リットル容のカラム(30×10cm)を、カラム容積の
4倍量の希酢酸(pH3.5)で洗浄する。おおむね精製
したMR−KPB−hPIの16g/l溶液(218リッ
トル)(およそ3488g)を、10%v/v塩酸溶液
または10%w/v水酸化ナトリウムの溶液にてpH
3.5に調節する。MR−KPB−hPI溶液を4℃か
ら21℃に暖め、切断時間中(30〜35時間)、温度
を21℃に維持する。溶液をカラムに10cm/時で流
す。変換反応をモニターするために、流出液および充填
物のサンプルを2時間毎に処理する。MR−KPB−h
PI溶液がなくなった後、カラムを、カラム容積の3倍
量の希酢酸(pH3.5)で、流速10cm/時にて洗浄
する。最初のカラム容積分を集め、KPB−hPI流出
物とともに保管し、カラムは希酢酸中、21℃にて保管
する。MR−KPB−hPIからKPB−hPIへの変
換の程度を、35℃にて、デュポン・ゾルバックス5ミ
クロン300オングストロームカラム(15×4.6c
m)を用いる逆相HPLC分析系でモニターする。カラ
ムを、イソクラティックなモルホリン/リン酸/OSA
/ACN緩衝液系で溶離する。緩衝液A(25%AC
N)および緩衝液B(50%ACN)の混合物をACN
が38〜42%となるように維持する。変換収率の平均
値は約98%である。
Lys,B29 Pro)の大きいスケールにおける変
換 実施例7で調製した10U/cm2の固定化dDAPの7
リットル容のカラム(30×10cm)を、カラム容積の
4倍量の希酢酸(pH3.5)で洗浄する。おおむね精製
したMR−KPB−hPIの16g/l溶液(218リッ
トル)(およそ3488g)を、10%v/v塩酸溶液
または10%w/v水酸化ナトリウムの溶液にてpH
3.5に調節する。MR−KPB−hPI溶液を4℃か
ら21℃に暖め、切断時間中(30〜35時間)、温度
を21℃に維持する。溶液をカラムに10cm/時で流
す。変換反応をモニターするために、流出液および充填
物のサンプルを2時間毎に処理する。MR−KPB−h
PI溶液がなくなった後、カラムを、カラム容積の3倍
量の希酢酸(pH3.5)で、流速10cm/時にて洗浄
する。最初のカラム容積分を集め、KPB−hPI流出
物とともに保管し、カラムは希酢酸中、21℃にて保管
する。MR−KPB−hPIからKPB−hPIへの変
換の程度を、35℃にて、デュポン・ゾルバックス5ミ
クロン300オングストロームカラム(15×4.6c
m)を用いる逆相HPLC分析系でモニターする。カラ
ムを、イソクラティックなモルホリン/リン酸/OSA
/ACN緩衝液系で溶離する。緩衝液A(25%AC
N)および緩衝液B(50%ACN)の混合物をACN
が38〜42%となるように維持する。変換収率の平均
値は約98%である。
【0050】11日後、少なくともカラム容積の3倍量
の希酢酸でカラムを洗浄する。GFpNA活性アッセイ
を用いてカラム流出液のdDAP活性を測定する。カラ
ムから溶離したカラム流出液には、活性は検出されず、
このことは、カラム樹脂から活性dDAPの溶け出しが
ないことを示している。おおむね精製したMR−KPB
−hPIの17.5g/l溶液(242リットル)を、1
0%v/v塩酸溶液または10%w/v水酸化ナトリウ
ムの溶液にてpH3.5に調節する。MR−KPB−h
PI溶液を、切断時間中(30〜35時間)、温度を2
〜4℃に維持する。インラインの熱交換器を用いて、M
R−KPB−hPI充填物を20〜22℃に暖める。溶
液をカラムに10cm/時で流す。
の希酢酸でカラムを洗浄する。GFpNA活性アッセイ
を用いてカラム流出液のdDAP活性を測定する。カラ
ムから溶離したカラム流出液には、活性は検出されず、
このことは、カラム樹脂から活性dDAPの溶け出しが
ないことを示している。おおむね精製したMR−KPB
−hPIの17.5g/l溶液(242リットル)を、1
0%v/v塩酸溶液または10%w/v水酸化ナトリウ
ムの溶液にてpH3.5に調節する。MR−KPB−h
PI溶液を、切断時間中(30〜35時間)、温度を2
〜4℃に維持する。インラインの熱交換器を用いて、M
R−KPB−hPI充填物を20〜22℃に暖める。溶
液をカラムに10cm/時で流す。
【0051】変換反応をモニターするために、流出液お
よび充填物のサンプルを2時間毎に処理する。MR−K
PB−hPI溶液がなくなった後、カラムを、カラム容
積の3倍量の希酢酸で、流速10cm/時にて洗浄する。
最初のカラム容積分を集め、KPB−hPI流出物とと
もに保管し、他の2容積分は捨てる。カラムは希酢酸
中、20℃にて保管する。MR−KPB−hPIからK
PB−hPIへの変換の程度を、35℃にて、デュポン
・ゾルバックス5ミクロン300オングストロームカラ
ム(15×4.6cm)を用いる逆相HPLC分析系でモ
ニターする。カラムを、イソクラティックなモルホリン
/リン酸/OSA/ACN緩衝液系で溶離する。緩衝液
A(25%ACN)および緩衝液B(50%ACN)の
混合物をACNが38〜42%となるように維持する。
変換収率の平均値は約92%である。
よび充填物のサンプルを2時間毎に処理する。MR−K
PB−hPI溶液がなくなった後、カラムを、カラム容
積の3倍量の希酢酸で、流速10cm/時にて洗浄する。
最初のカラム容積分を集め、KPB−hPI流出物とと
もに保管し、他の2容積分は捨てる。カラムは希酢酸
中、20℃にて保管する。MR−KPB−hPIからK
PB−hPIへの変換の程度を、35℃にて、デュポン
・ゾルバックス5ミクロン300オングストロームカラ
ム(15×4.6cm)を用いる逆相HPLC分析系でモ
ニターする。カラムを、イソクラティックなモルホリン
/リン酸/OSA/ACN緩衝液系で溶離する。緩衝液
A(25%ACN)および緩衝液B(50%ACN)の
混合物をACNが38〜42%となるように維持する。
変換収率の平均値は約92%である。
【0052】実施例12 Met−Asp−ヒト成長ホルモンのプロセシングにお
けるdDAPの共有結合的固定化およびその用途 1gのCHセファロース4B(ファルマシア製)を10
0mM酢酸(pH5)で膨潤させる。1mlの膨潤樹脂を
追加の100mM酢酸(pH5)で徹底的に洗浄する。
樹脂と緩衝液のスラリー(1:1)を調製し、23mU
の精製dDAP(実施例1および2に準じて調製)を加
える。反転によって、混合物を4℃で18時間、緩やか
に混合する。次いで、樹脂を0.5×5cm(1.0ml)カ
ラム(ファルマシア(登録商標)HR5/5)に充填
し、0.5Mトリス(pH7)2.0mlを流速0.2ml
/分(16.7cm/時)で流して洗浄する。樹脂にトリス
緩衝液を加えて、さらに30分間インキュベートし、残
留活性化部位をなくす。さらに、2.0mlの0.05M
酢酸(pH3.5);2mlの0.5Mトリス、0.5M
NaCl(pH7);および4.0mlの0.05M酢酸
(pH3.5)を流してカラムを洗浄し、前駆体タンパ
ク質との接触用のカラムを調製および平衡化する。
けるdDAPの共有結合的固定化およびその用途 1gのCHセファロース4B(ファルマシア製)を10
0mM酢酸(pH5)で膨潤させる。1mlの膨潤樹脂を
追加の100mM酢酸(pH5)で徹底的に洗浄する。
樹脂と緩衝液のスラリー(1:1)を調製し、23mU
の精製dDAP(実施例1および2に準じて調製)を加
える。反転によって、混合物を4℃で18時間、緩やか
に混合する。次いで、樹脂を0.5×5cm(1.0ml)カ
ラム(ファルマシア(登録商標)HR5/5)に充填
し、0.5Mトリス(pH7)2.0mlを流速0.2ml
/分(16.7cm/時)で流して洗浄する。樹脂にトリス
緩衝液を加えて、さらに30分間インキュベートし、残
留活性化部位をなくす。さらに、2.0mlの0.05M
酢酸(pH3.5);2mlの0.5Mトリス、0.5M
NaCl(pH7);および4.0mlの0.05M酢酸
(pH3.5)を流してカラムを洗浄し、前駆体タンパ
ク質との接触用のカラムを調製および平衡化する。
【0053】Met−Asp−hGHは、大腸菌の細胞
質中で不溶性タンパク質として生成される。該不溶性タ
ンパク質を、可溶化し、おりたたんで固有のジスルフィ
ド結合をもつMet−Asp−hGHを生成し、イオン
交換クロマトグラフィーによって精製する。この調製物
の溶媒を交換し、pH3.5に調節して、固定化dDA
Pカラム用の前駆体タンパク質溶液として使用する。2
80nmにおける溶液の吸光度を用いて決定されるMe
t−Asp−hGHのおよその濃度は5mg/mlである。
Met−Asp−hGH前駆体タンパク質溶液(5mg)
を、線流速1.25cm/時でカラムに流す。カラム流出
液を100mMトリス、30%アセトニトリル(pH
8)の溶液で10倍に希釈し、逆相クロマトグラフィー
で評価し、ヒト成長ホルモン(hGH)変換収率37%
を得る。さらに実験を行うと、このカラムを用いて、さ
らに60mgのMet−Asp−hGH溶液が、平均収率
33%で切断可能であることが明らかになる。カラム流
出液の定期的なサンプリングから、hGHの収率が作業
工程を通して一定であることが示される。合計65mgの
Met−Asp−hGHが切断される。バッチ方式で反
応を行う場合、65mgのMet−Asp−hGHを切断
するには、約390mUのdDAPが必要となる。ここ
で行った実験では、Met−Asp−hGHを切断して
hGHにするために、バッチ方式変換反応と比較して、
使用するdDAPが何倍も少なくてすむ、共有結合的に
固定化されたdDAPを使用することの可能性が表示さ
れる。
質中で不溶性タンパク質として生成される。該不溶性タ
ンパク質を、可溶化し、おりたたんで固有のジスルフィ
ド結合をもつMet−Asp−hGHを生成し、イオン
交換クロマトグラフィーによって精製する。この調製物
の溶媒を交換し、pH3.5に調節して、固定化dDA
Pカラム用の前駆体タンパク質溶液として使用する。2
80nmにおける溶液の吸光度を用いて決定されるMe
t−Asp−hGHのおよその濃度は5mg/mlである。
Met−Asp−hGH前駆体タンパク質溶液(5mg)
を、線流速1.25cm/時でカラムに流す。カラム流出
液を100mMトリス、30%アセトニトリル(pH
8)の溶液で10倍に希釈し、逆相クロマトグラフィー
で評価し、ヒト成長ホルモン(hGH)変換収率37%
を得る。さらに実験を行うと、このカラムを用いて、さ
らに60mgのMet−Asp−hGH溶液が、平均収率
33%で切断可能であることが明らかになる。カラム流
出液の定期的なサンプリングから、hGHの収率が作業
工程を通して一定であることが示される。合計65mgの
Met−Asp−hGHが切断される。バッチ方式で反
応を行う場合、65mgのMet−Asp−hGHを切断
するには、約390mUのdDAPが必要となる。ここ
で行った実験では、Met−Asp−hGHを切断して
hGHにするために、バッチ方式変換反応と比較して、
使用するdDAPが何倍も少なくてすむ、共有結合的に
固定化されたdDAPを使用することの可能性が表示さ
れる。
【0054】実施例13 Met−Asp−ヒトプロインスリン類縁体(B28
Lys,B29 Pro)のリサイクルおよび分離的通
過変換 10U/cm2に相当するdDAPレベルをもつ、0.5
×5cmのカラムを実施例7の記載に準じて調製する。お
おむね精製した組換えMR−KPB−hPIの溶液(約
17g/l)を、10%v/v塩酸溶液または10%w/
v水酸化ナトリウムの溶液にてpH3.5に調節する。
100cm/時の流速で、室温(20〜22℃)にて、カ
ラムにMR−KPB−hPI溶液を流す。カラム容積の
約8倍量の溶液を流した後、流出液を連続的に装填コン
テナへリサイクルさせる。充填コンテナからサンプルを
定期的に取り出して処理する。MR−KPB−hPIか
らKPB−hPIへの変換の程度を、デュポン・ゾルバ
ックス5ミクロン300オングストロームカラム(15
×4.6cm)を用いる逆相HPLC分析系でモニターす
る。カラムを、ACN勾配を用いるモルホリン/リン酸
/OSA緩衝液系で溶離する。1、2および3回通過後
の等価物(カラムを通過した総体積は、装填コンテナお
よびライン中の溶液の総体積で割り切れる)の収率は、
それぞれ58%、71%および80%である。
Lys,B29 Pro)のリサイクルおよび分離的通
過変換 10U/cm2に相当するdDAPレベルをもつ、0.5
×5cmのカラムを実施例7の記載に準じて調製する。お
おむね精製した組換えMR−KPB−hPIの溶液(約
17g/l)を、10%v/v塩酸溶液または10%w/
v水酸化ナトリウムの溶液にてpH3.5に調節する。
100cm/時の流速で、室温(20〜22℃)にて、カ
ラムにMR−KPB−hPI溶液を流す。カラム容積の
約8倍量の溶液を流した後、流出液を連続的に装填コン
テナへリサイクルさせる。充填コンテナからサンプルを
定期的に取り出して処理する。MR−KPB−hPIか
らKPB−hPIへの変換の程度を、デュポン・ゾルバ
ックス5ミクロン300オングストロームカラム(15
×4.6cm)を用いる逆相HPLC分析系でモニターす
る。カラムを、ACN勾配を用いるモルホリン/リン酸
/OSA緩衝液系で溶離する。1、2および3回通過後
の等価物(カラムを通過した総体積は、装填コンテナお
よびライン中の溶液の総体積で割り切れる)の収率は、
それぞれ58%、71%および80%である。
【0055】前もって調製したカラムを、少なくともカ
ラム容積の3倍量の希酢酸で洗浄する。該カラムに、室
温(20〜22℃)にて、流速150cm/時および50c
m/時で、前もって調製したMR−KPB−hPI溶液を
流す。流出液を集め、連続ではなく分離して追加的に2
〜3回通過させるやり方で、カラムに再度流す。流出液
のサンプルは各分離的通過後に取り出して処理する。M
R−KPB−hPIからKPB−hPIへの変換の程度
を、前出の分析システムでモニターする。各分離的通過
後の累積収率は、150cm/時では59%、81%およ
び85%であり、50cm/時では75%、86%および
89%である。これは、より高い線流速において、カラ
ム流出液をリサイクルさせること、または単一カラムを
分離的に通過させることによって、所望の変換収率が得
られることを表している。
ラム容積の3倍量の希酢酸で洗浄する。該カラムに、室
温(20〜22℃)にて、流速150cm/時および50c
m/時で、前もって調製したMR−KPB−hPI溶液を
流す。流出液を集め、連続ではなく分離して追加的に2
〜3回通過させるやり方で、カラムに再度流す。流出液
のサンプルは各分離的通過後に取り出して処理する。M
R−KPB−hPIからKPB−hPIへの変換の程度
を、前出の分析システムでモニターする。各分離的通過
後の累積収率は、150cm/時では59%、81%およ
び85%であり、50cm/時では75%、86%および
89%である。これは、より高い線流速において、カラ
ム流出液をリサイクルさせること、または単一カラムを
分離的に通過させることによって、所望の変換収率が得
られることを表している。
【0056】実施例14 連続した固定化カラムを用いるMet−Asp−ヒトプ
ロインスリン類縁体(B28 Lys,B29 Pro)
の変換 10U/cm2に相当するdDAPレベルをもつ、0.5
×4.5cmの3本のカラムを実施例7の記載に準じて調
製する。カラムを連続して接続し、カラム容積の少なく
とも3倍量の希酢酸で洗浄する。おおむね精製した組換
えMR−KPB−hPIの溶液(約17g/l)を、10
%v/v塩酸溶液または10%w/v水酸化ナトリウム
の溶液にてpH3.5に調節する。40〜50cm/時の
流速で、室温(20〜22℃)にて、カラムにMR−K
PB−hPI溶液を流す。MR−KPB−hPIからK
PB−hPIへの変換の程度を、デュポン・ゾルバック
ス5ミクロン300オングストロームカラム(15×
4.6cm)を用いる逆相HPLC分析系でモニターす
る。カラムを、ACN勾配を用いるモルホリン/リン酸
/OSA緩衝液系で溶離する。収率は、84%〜90%
の範囲である。これは、より高い線流速において、複数
の連続したカラムを用いることによって、所望の変換収
率が得られることを表している。
ロインスリン類縁体(B28 Lys,B29 Pro)
の変換 10U/cm2に相当するdDAPレベルをもつ、0.5
×4.5cmの3本のカラムを実施例7の記載に準じて調
製する。カラムを連続して接続し、カラム容積の少なく
とも3倍量の希酢酸で洗浄する。おおむね精製した組換
えMR−KPB−hPIの溶液(約17g/l)を、10
%v/v塩酸溶液または10%w/v水酸化ナトリウム
の溶液にてpH3.5に調節する。40〜50cm/時の
流速で、室温(20〜22℃)にて、カラムにMR−K
PB−hPI溶液を流す。MR−KPB−hPIからK
PB−hPIへの変換の程度を、デュポン・ゾルバック
ス5ミクロン300オングストロームカラム(15×
4.6cm)を用いる逆相HPLC分析系でモニターす
る。カラムを、ACN勾配を用いるモルホリン/リン酸
/OSA緩衝液系で溶離する。収率は、84%〜90%
の範囲である。これは、より高い線流速において、複数
の連続したカラムを用いることによって、所望の変換収
率が得られることを表している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リザ・ケイ・フォスター アメリカ合衆国46143インディアナ州グリ ーンウッド、フォックス・リッジ・アベニ ュー4263番
Claims (3)
- 【請求項1】 切断ポリペプチドを生成するための前駆
体ポリペプチドからアミノ末端ジペプチドを除去する方
法であって、 a)ジクチオステリウム・ジスコイデウムのジペプチジ
ルアミノペプチダーゼ(dDAP)を適当な担体の表面上
で固定化し; b)dDAPが機能するのに充分な条件下で、前駆体ポ
リペプチドを固定化dDAPと接触させて、前駆体ポリ
ペプチドからアミノ末端ジペプチドを除去し;次いで、 c)切断されたポリペプチドを回収する;ことを特徴と
する方法。 - 【請求項2】 前駆体ポリペプチドが、Met−Asp
−ヒト成長ホルモン、Met−Arg−ヒト成長ホルモ
ン、Met−Arg−ヒトプロインスリン、Met(O)
−Arg−ヒトプロインスリン、Met−Tyr−ヒト
プロインスリン、MR−KPB−hPI[Met−Ar
g−ヒトプロインスリン類縁体(B28Lys,B29
Pro)]、Met−Tyr−ヒトプロインスリン類縁体
(B28Lys,B29 Pro)、Met−Arg−ヒト
プロインスリン類縁体(B10Asp,des B28−
30)、Met−Tyr−ヒトプロインスリン類縁体(B
10 Asp,des B28−30)およびMet−Ty
r−ヒトプロインスリン類縁体(des 64)から選ば
れる請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前駆体ポリペプチドがMR−KPB−h
PI[Met−Arg−ヒトプロインスリン類縁体(B2
8 Lys,B29 Pro)]であり、dDAPが非共有
結合によりQセファロース・ファーストフロー樹脂に固
定化される請求項2に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US172501 | 1993-12-22 | ||
US08/172,501 US5573923A (en) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | Method for removing N-terminal dipeptides from precursor polypeptides with immobilized dipeptidylaminopeptidase from dictyostelium discoideum |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07203986A true JPH07203986A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=22627963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6316368A Withdrawn JPH07203986A (ja) | 1993-12-22 | 1994-12-20 | 固定化ジクチオステリウムのジペプチジルアミノペプチダーゼを用いるタンパク質の酵素的変換 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5573923A (ja) |
EP (1) | EP0659886B1 (ja) |
JP (1) | JPH07203986A (ja) |
KR (1) | KR950018481A (ja) |
AT (1) | ATE220108T1 (ja) |
BR (1) | BR9405145A (ja) |
CA (1) | CA2138099A1 (ja) |
DE (1) | DE69430898T2 (ja) |
FI (1) | FI945977A (ja) |
HU (1) | HU219544B (ja) |
IL (1) | IL111996A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2005532151A (ja) * | 2002-06-07 | 2005-10-27 | オーミック・アクチボラゲット | 微細流体構造 |
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US5614379A (en) * | 1995-04-26 | 1997-03-25 | Eli Lilly And Company | Process for preparing anti-obesity protein |
US6794159B1 (en) | 1999-04-30 | 2004-09-21 | Pharmacia Corporation | Method of removing n-terminal alanine residues from polypeptides with aeromonas aminopeptidase |
US6743600B1 (en) | 1999-04-30 | 2004-06-01 | Monsanto Technologies Llc | Method of removing N-terminal alanine residues from polypeptides with Aeromonas aminopeptidase |
US20110237509A1 (en) * | 2010-02-17 | 2011-09-29 | Elona Biotechnologies | hGH AND METHODS FOR PREPARING hGH |
Family Cites Families (5)
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US5126249A (en) * | 1989-05-09 | 1992-06-30 | Eli Lilly And Company | Enzymatic removal of a protein amino-terminal sequence |
CA2089541A1 (en) * | 1992-02-18 | 1993-08-19 | Bruce H. Frank | Selective removal of n-terminal extensions from folded insulin precursors using dipeptidyl-aminopeptidase-1 |
TW257792B (ja) * | 1992-10-01 | 1995-09-21 | Lilly Co Eli |
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1993
- 1993-12-22 US US08/172,501 patent/US5573923A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
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