JPH11510061A - Crystalline ZAP family proteins - Google Patents

Crystalline ZAP family proteins

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JPH11510061A
JPH11510061A JP9510577A JP51057797A JPH11510061A JP H11510061 A JPH11510061 A JP H11510061A JP 9510577 A JP9510577 A JP 9510577A JP 51057797 A JP51057797 A JP 51057797A JP H11510061 A JPH11510061 A JP H11510061A
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ハタダ,マルコス・エイチ
ルー,シャオド
レアード,エレン・アール
カラス,ジェニファー・エル
ゾラー,マーク・ジェイ
ホルト,デニス・エイ
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アリアド・ファーマシューティカルズ・インコーポレイテッド
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    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids

Abstract

(57)【要約】 本発明はヒトZAP-70に関し、特に縦列Src ホモロジー-2("SH2")ドメインを含むZAP-70の領域、そのリガンド結合(liganded)または非結合(unliganded)の結晶性形態に関する。これらの結晶性形態はそのタンパク質の立体(三次元)構造の決定に特に有用である。ZAP の縦列SH2 領域の立体構造は、ZAP およびZAPファミリーの縦列SH2 ドメイン含有タンパク質の他のメンバーの生物学的機能、特に一方または両方のSH2 ドメインが関係する分子相互作用により媒介される生物学的機能、を阻害する薬剤組成物の設計に有用な情報を提供する。 The present invention relates to human ZAP-70, in particular, the region of ZAP-70 containing the tandem Src homology-2 ("SH2") domain, its liganded or unliganded crystallinity. About the form. These crystalline forms are particularly useful for determining the three-dimensional structure of the protein. The conformation of the tandem SH2 region of ZAP is dependent on the biological function of ZAP and other members of the tandem SH2 domain-containing protein of the ZAP family, particularly biological interactions mediated by molecular interactions involving one or both SH2 domains. Provide useful information for designing a pharmaceutical composition that inhibits function.

Description

【発明の詳細な説明】 結晶性ZAPファミリータンパク質 著作権の注意 本特許出願書類の開示の一部は著作権の保護を受ける材料を含んでいる。本著 作権者は、米国特許商標局の特許ファイルおよび記録に現れる特許出願書類また は特許の開示を何人かが複写することには異議を挟まないが、その他については あらゆる著作権を全て保有する。発明の分野 本発明はヒトZAP-70に関し、特に縦列Src ホモロジー-2("SH2")ドメインを含 むZAP-70の領域、そのリガンド結合(liganded)または非結合(unliganded)の 結晶性形態に関する。これらの結晶性形態はそのタンパク質の立体(三次元)構 造の決定に特に有用である。ZAP の縦列SH2 領域の立体構造は、ZAP およびZAP ファミリーの他のタンパク質の生物学的機能、特に一方または両方のSH2 ドメイ ンが関係する分子相互作用により媒介される生物学的機能、を阻害する薬剤組成 物の設計に有用な情報を提供する。背景 自己免疫疾患に罹患した患者の治療や、臓器もしくは組織の移植を受けた患者 には、安全で有効な免疫抑制剤が必要である。例えば、有効な免疫抑制剤が存在 しないと、移植患者は移植された臓器に対する拒絶反応を起こすことが多く、時 には死に至る。免疫抑制剤は免疫応答を遮断しなければならないが、長期投与が 可能となるように患者の身体が十分によく許容できるものでなければらない。例 えば、免疫抑制作用を持つ化合物の1つであるFK506 は、肝臓移植の拒絶反応を 防止するために使用されてきた。しかし、FK506 を投与された患者には重度の腎 毒性が認められており、場合によっては肝臓移植後に腎臓移植が必要となること がある。 新たな免疫抑制剤の発見を目指した研究は、免疫応答の正確な分子メカニズム に関する情報の不足により阻まれてきた。その結果、新たな免疫抑制薬剤の同定 を目指した研究努力のかなりの部分が、化合物のランダムスクリーニングで占め られてきた。より最近になり、薬剤設計に対して「構造に基づく」手法が試みら れるようになってきた。例えば、FK506 の細胞標的の一つであるFKBPタンパク質 に結合するように設計された化合物が免疫抑制剤の候補として合成された。これ らの研究は、FK506 により媒介される免疫抑制の実際の分子メカニズムの理解が 不足していたため残念な結果に終わった。今では、FK506 は、FKBPとカルシニュ ーリンという2つのタンパク質との複合体(complex)として結合することが知ら れている。FK506 の免疫抑制効果は、T細胞中でのカルシニューリンの阻害に起 因する。しかし、カルシニューリンは他の細胞中にも存在し、その細胞中では重 要であるので、FK506 は他の細胞および組織に影響を及ぼし、望ましくない副作 用を生ずる。 一方、別の研究から、免疫応答の決定的なメディエーターとして、プロテイン チロシンキナーゼであるZAP-70が突き止められた。ZAP-70の生物学的機能を遮断 すると免疫抑制につながることになる。残念ながら、現在まで、ZAP-70の立体構 造の詳細が完全に未知であった。そのタンパク質の立体構造の詳細がわからなけ れば、その構造に基づく阻害剤(インヒビター)の設計は不可能であったろう。 我々は今回、各種の結合リガンドを持った及び持たない、その縦列SH2 ドメイン を含むZAP-70の決定的領域の結晶を取得して、その立体構造を決定した。この情 報により、免疫抑制剤として機能することができるZAP-70の阻害剤、例えば、ZA P-70 SH2ドメインの一方または両方が関与する分子相互作用を阻害する化合物を 合理的に設計することがここに初めて可能となる。他のタンパク質のいくつかの 個々のSH2 ドメインの立体構造は知られているが、縦列SH2 領域の立体構造の決 定を報告した者はこれまで誰もいない。そして、後で説明するように、これまで 知られていたSH2 ドメインの三次元座標は、ZAP-70の縦列SH2 領域の構造を解く には不十分であったろう。発明の要約 本発明は、ヒトZAP-70のその2つのSH2 ドメインにまたがる領域に関する。そ の領域を我々は「ZAP 縦列SH2 領域」または単に「ZAP-NC」と称するが、これは その領域がヒトZAP-70のよりN末端側のSH2 ドメインとよりC末端側のSH2 ドメ インの両方を含むからである(図4を参照)。本発明は、X線回折法によりタン パク質の立体(三次)構造を決定するのに十分な品質の、各種リガンドとの複合 体を形成し、または形成していない、ヒトZAP-NCの結晶を得ることから始まる。 我々の研究を考察する場合に、どの場合でもタンパク質結晶を得ることは、あ る程度予測不可能な技術であり、特に実験者が関連性の近いタンパク質について の調製および/または結晶化に関する従来の成功例の手本を持たない場合にはそ うであることを認識すべきである。従って、我々が最初にZAP-NCの結晶を得たこ と自体も予想外の結果であった。さらに、我々によるZAP-NCの立体構造の決定は 、あらゆるタンパク質からの縦列SH2 領域の立体構造の最初の解答を意味し、本 当に驚くべき構造上の様相を含む、予想外の表面特徴の組合わせが明らかにした 。我々の結果は多くの応用に有用である。 例えば、ZAP-NCに関して得られた知識を用いて、関連タンパク質の三次構造を モデル化することができる。1例として、レニンの構造が、誘導体化の開始点と してエンドチアペプシン(endothiapepsin)の三次構造を用いてモデル化されたこ とがある。ケルカリア(cercarial)エラスターゼ及びトフォゾイテ(tophozoite) システインプロテアーゼのモデル構築が、それぞれ配列同一性(sequence identi ty)が35%未満の既知のセリン及びシステインプロテアーゼから作られた。得ら れたモデルを使用して、低マイクロモル範囲の阻害剤を設計した。(Proc.Natl .Acad.Sci.1933,90,3583)。また、X線回折法に頼らず、従ってタンパク 質の結晶化を必要としない、NMR 法のような三次構造の別の決定法は、その別の 決定法により集められた追加のデータを用いた精密化(refinement)のために構造 モデルが利用できれば、単純化される。そのため、ZAP 縦列SH2 領域の三次構造 の知識は、例えばSYK を含む他のZAP ファミリーのタンパク質の構造に対する有 意義な窓口となる。 ZAP-NCのような縦列SH2 領域の立体構造の知識は、そのタンパク質の作用メカ ニズムの研究手段およびその機能の阻害剤を同定するための道具となる。例えば 、SH2 ドメインは、SH2 含有タンパク質の生物学的活性に必須の分子内および分 子間相互作用、通常はタンパク質−タンパク質相互作用に関与することが知られ ている。縦列SH2 領域の立体構造の知識により、これに結合することができる分 子(従って、これは縦列SH2 領域とその天然リガンドとの相互作用を阻害するこ とができる分子を含む)を設計することが可能になる。 よって、本発明の1つの目的は、ZAP ファミリーのタンパク質のペプチド配列 に由来するか、またはこれから選ばれたペプチド配列を有する、結晶性形態のタ ンパク質を含む材料を提供することである。このタンパク質は、少なくとも1つ 、好ましくは2つのSH2 ドメインを含み、例えば、ZAP-70の縦列SH2 領域を含む タンパク質、SYK または他の関連縦列SH2 を含有するタンパク質からなるであろ う。ZAP-70の場合、このタンパク質は、少なくともアミノ酸残基3〜279 にまた がるペプチド配列からなるものでよい。かかる結晶性材料は、1または2以上の 重原子(heavy atom)、例えば、1または2以上の鉛、水銀、金および/またはセ レン原子を含有していてもよい。かかる重原子誘導体は、例えば、1または2以 上の重原子ラベルの取込みが可能な条件下で(例、セレノメチオニンの取込みの ように)該タンパク質をコードする遺伝子を発現させるか、該タンパク質をこれ に重原子を結合させることができる試薬(例、酢酸トリメチル鉛)と反応させる か、または該結晶中に重原子を含有する物質を吸い込ませることにより得ること ができる。 該タンパク質は1または2以上のリガンド分子との複合体の形態であってもよ い。ここ(本明細書、以下同じ)で「リガンド」は最も広い意味で使われ、該タ ンパク質に観察可能に結合することができる全ての物質を意味する。多数のSH2 ドメインに対する天然リガンド("ITAMs"、下記参照)のペプチド配列が知られて おり、SH2 ドメインのペプチドリガンドに関する共通配列の情報が科学文献で検 討されてきた。ZAP-70の場合、ZAP-70または他のSH2 ドメインの天然リガンドに 配列が由来する15〜19残基のペプチドリガンドを使用することができる。それら のリガンドは、典型的には1または2個のリン酸化チロシン残基を含有する。或 いは、かかるリン酸化チロシン部分の一方または両方をホスホチロシン疑似試薬 (phosphotyrosine mimetic reagent)(その非常に多くの例が当技術分野で知られ ている)に置換することができる。 各種の物理化学的特性を有する本発明の代表的な結晶性材料が以下に開示され ている。本発明の好ましい結晶性材料は、約 3.5Åより良好な分解能、より好ま しくは 2.6Åまたはそれより良好な分解能、さらに一層好ましくは 2.2Åまたは それより良好な分解能でX線を回折することができ、その物質の立体構造を決定 するのに有用である。(Åの数値が小さいほど分解能は良好である。) 本発明の結晶性材料は具体的には、結晶が、添付の付属文書のいずれかに示さ れる構造座標で特徴づけられるか、または付属文書に列挙されたアミノ酸の主鎖 原子(backbone atoms)に関して、それからの根平均二乗偏差(平均二乗偏差の平 方根)が 1.5Å以下である座標で特徴づけられる、ZAP ファミリータンパク質を 含んでいるものを包含する。 本発明の結晶性材料の構造座標は、立体(三次元)形状としてのディスプレイ )または他の用途(その構造座標または該座標が規定する立体構造のコンピュー タを用いた操作、または該座標または構造に基づくコンピュータ処理を含む)の ために、機械読出し可能な記憶媒体、例えば、コンピュータのハードドライブ、 フロッピーディスク、DAT テープ等に、機械読出し可能な形態で記憶させてもよ い。例えば、ZAP ファミリーのあるタンパク質、またはかかるタンパク質の一部 もしくは構造が類似した相同体の立体構造を規定するデータを、機械読出し可能 な記憶媒体に記憶させ、そのタンパク質構造を立体図形描写としてディスプレイ することができる。これには、典型的にはこの記憶媒体からデータを読出すこと ができ、かかるデータから上記描写を作製するための命令がプログラムされてい るコンピュータが使用される。従って、本発明は、本発明の結晶性材料の構造座 標、例えば本書の付属文書に示される座標、を表示するデータを、かかるデータ を操作するための任意の追加データおよび命令と一緒に含んでいるメモリーを持 つコンピュータのような機械も包含する。かかるデータは、他の関連する構造の 解明および薬剤の発見といった多様な目的に使用することができる。 例えば、かかる機械読出し可能な第1組のデータを、機械読出し可能な第2組 のデータと共に、第1組のデータと第2組のデータを用いて機械読出し可能な第 2組のデータに対応する座標の少なくとも一部を決定するための命令がプログラ ムされている機械を用いて組合わせることができる。例として、第1組のデータ は、本書の付属文書に示されるZAP またはSYK タンパク質の座標の少なくとも一 部のフーリエ変換を含むものでよく、第2組のデータは分子または分子複合体の X線回折データを含むものでよい。 より具体的には、本発明の目的の1つは、ZAP ファミリーメンバーと各種のリ ガンドとの新規な複合体に関する立体構造情報、ならびに他の縦列SH2 領域、こ れまで未解決の個々のSH2 ドメイン、新規なZAP ファミリーメンバーおよび以上 のいずれかの突然変異タンパク質(mutein)もしくは他の変種に関する構造情報を 提供することである。そのために、本発明者らは、本発明の結晶性材料またはそ の一部の構造座標を用いて、典型的には少なくとも1つのSH2 ドメインを含有す るタンパク質を包含する、かかるタンパク質またはタンパク質:リガンド複合体 の結晶形態の立体構造を、例えば分子置換法により解明することを提供する。こ うするには、その立体構造を決定しようとするタンパク質またはタンパク質:リ ガンド共複合体(co-complex)の結晶についてのX線回折データを得る必要がある 。次いで、このX線回折データを分子置換法を使用して、既にある構造座標に関 して解析することにより、そのタンパク質または複合体の立体構造を決定する。 例えば、米国特許第5,353,236 号に記載されているように、分子置換法は、出発 点として構造が既知の分子を用い、未知の結晶性サンプルの構造をモデル化する 。この方法は、単位格子の構造、配向および位置が類似する2つの分子は同様の 回折を生ずるという原理に基づいている。分子置換は、未知構造と同じ位置およ び配向で単位格子内に既知構造を配置することを含む。配置した後、単位格子内 の既知構造の原子を用いて、仮定の回折実験から得られるであろう構造因子を計 算で求める。これは、既知構造と実験データの整合性が得られるまで、既知構造 を6寸法(3つの角度寸法と3つの空間寸法)で回転させることを含む。この近 似的な構造を、各種の精密化法を用いてより正確で多くはより分解能の高い構造 を生ずるように微調整することができる。例えば、実験データにより規定された 構造について得られたモデルを、このモデルを約5%以下の位置シフトを生ずる 6寸法での限られた追加の回転を受けさせる剛体近似精密化法で処理してもよい 。こうして精密化されたモデルをその後、別の公知の精密化法を用いてさらに精 密化してもよい。 例えば、添付の付属文書I、付属文書IIまたは付属文書IIIに示されるような 一組の座標を活用するために分子置換法を利用して、ZAP-NC、またはその一部と 、ζ1ペプチド以外のリガンドとの結晶性共複合体の構造を決定することができ る。同様に、同じ手法を用いて、SYK-NC、またはその一部と、そのリガンドとの 共複合体の立体構造を決定することができる。 本発明の別の目的は、少なくとも1つのSH2 ドメインを含むタンパク質、また はこのタンパク質とそのリガンドとの共複合体の立体構造を、ホモロジーモデル 化法と本発明の材料の構造座標を用いて決定する方法を提供することである。ホ モロジーモデル化は、未知構造のモデルを、1または2以上の関連するタンパク 質、タンパク質ドメインおよび/またはサブドメインの構造座標を用いて構築す るものである。ホモロジーモデル化は、その立体構造を解明すべきタンパク質ま たはペプチドの共通または相同部分を、相同構造要素の立体構造とフィットさせ ることにより実施することができる。ホモロジーモデル化は、アミノ酸(または 他の成分)を解明すべき関連構造のものと置換することにより立体構造の一部ま たは全部を再構成することを含むことができる。例えば、ζ1ペプチドとの複合 体にしたZAP-NCの構造座標を用いて、ホモロジーモデル化を利用し、SYK-NCまた はその一部の立体構造を決定することができる。NMR データの評価から得られた 、Thr-pTyr-Glu-The-Leuペプチドとの複合体にしたSYK-C の立体構造を決定する 一組の座標が、付属文書IVに示されている。これらの座標は、付属文書I〜III のZAP-NCの座標と同様に、記憶、ディスプレイ、操作、およびその他の使用が可 能である。 こうして、本発明の結晶性材料は、ZAP-70ファミリーのタンパク質の他のメン バー、特にSYK の立体構造、ならびに少なくとも1つのSH2 ドメインと結合ポリ ペプチド(即ち、非SH2 ポリペプチド)とを含み、結合ポリペプチドがZAP-NCま たはSYK-NCのSH2 間(inter-SH2)結合ドメインの一部(好ましくは少なくとも6 アミノ酸)に対して少なくとも約25%のペプチド配列類似性、または好ましくは 同一性を有する、新たに発見されたタンパク質の立体構造、の解明に用いられる 出発材料となる。配列類似性は、任意の従来の類似性マトリックスを用いて決定 することができる。例えば、Dayhoff,M.O.,Schwartz,R.M.,Orcutt,B.C.,A tlas of Protein Sequence and Structure 1979,5,Suppl.3,345; Greer,J. ,J .Mol.Biol. 1981,153,1027;およびGonnet,G.H.,Cohen,M.A.,Benner ,S.A.,Science 1992,256,1443を参照。少なくとも1つのSH2 ドメインを、Z AP またはSYK のドメイン間リンカーに相同の、即ち、上記のように少なくとも2 5%のペプチド配列同一性または類似性を持つ、非SH2 ドメインペプチド配列と 一緒に含んでいるタンパク質は、本発明の開示の目的にとってZAP ファミリーメ ンバーであると考えられる。 さらに例示すると、機械読出し可能なデータにより規定された構造を、各種の 化学物質との会合能力に対してコンピュータにより評価してもよい。ここで用い た「化学物質」とは、化学的化合物、少なくとも2種類の化学的化合物の複合体 、ならびにかかる化合物もしくは複合体のフラグメントを意味する。 例えば、あるZAP ファミリータンパク質、またはその一部もしくは共複合体の 3-D(三次元、即ち、立体)構造を規定する第1組の機械読出し可能なデータを、 対象となる或る化学物質または部分の構造を規定する第2組の機械読出し可能な データと共に、その化学物質または部分が上記ZAP ファミリータンパク質または その部分もしくは複合体と会合する能力ならびに/またはかかる会合の位置およ び/もしくは向き(配向)を評価するための命令がプログラムされている機械を 用いて、組合わせる。このような方法は、ZAP ファミリータンパク質とかかる化 学物質との会合の位置、配向およびエネルギーへの洞察を与える。 ZAP ファミリーメンバーと会合することができる化学物質は、このタンパク質 に対する天然リガンドとのその相互作用を阻害し、このような相互作用により媒 介される生物学的機能を阻害するかもしれない。ZAP-70の場合、このような生物 学的機能は、免疫応答中のT細胞の活性化を含む。かかる化学物質は、潜在的な 薬剤候補である。 データにより符号化されたタンパク質構造は、その構造の視覚による検討なら びにその構造と化学物質との会合について視覚による検討を可能にする図形フォ ーマットでディスプレイすることができる。或いは、より定量的またはコンピュ ータ的な方法を使用してもよい。例えば、ある化学物質がここ(本明細書)に述 分子または分子複合体のどれかと会合する能力を評価するための本発明の1つの 方法は、下記工程を含む:a)コンピュータ手段を用いて、その化学物質と、その 分子または分子複合体の結合ポケットまたは他の表面特徴、との間でフィッティ ング(適合化)操作を行い、b)このフィッティング操作の結果を解析して該化学 物質と該結合ポケットとの会合を定量化する。 本発明はさらに、本発明の結晶性材料、またはその一部、の構造座標を使用し て、その立体構造の内部、好ましくはリガンド結合部位(サイト)の内部もしく は隣接位置にある、システイン残基のような反応性アミノ酸の同定;水が接近可 能な表面もしくは全原子の空間充填ファンデルワールス表面を含む表面のような 分子表面の形成および視覚化(映像化);そのタンパク質または複合体の表面特 徴、例えば、リガンド結晶性ポケット、のサイズおよび形状の計算および視覚化 ;その立体構造の内部、好ましくはリガンド結合部位の内部もしくは隣接位置、 での潜在的な水素結合供与体および受容体の位置確認;その立体構造の内部、好 ましくはリガンド結合部位の内部もしくは隣接位置、での疎水性および親水性の 領域の計算;ならびに興味ある選択された官能基(例、アミノ、ヒドロキシル、 カルボキシル、メチレン、アルキル、アルケニル、芳香族炭素、芳香環、ヘテロ 芳香環、置換および非置換リン酸基、置換および非置換ホスホン酸基、置換およ び非置換フルオロおよびジフルオロホスホン酸基等)に関して有利な相互作用エ ネルギーのタンパク質表面の領域もしくはこの表面の隣接領域の計算および視覚 化、を行うことを提供する。タンパク質およびこれと潜在的リガンドの部分との 相互作用を特徴化(キャラクタライゼーション)するための前述した手法を用い て、反応性アミノ酸(例、システイン)に特異的共有結合が可能な化合物の設計 もしくは選択、ならびにタンパク質の表面特徴(その一組を予め選択しておいて もよい)に相補的な特徴(例、サイズ、形状、電荷、疎水性/親水性、水素結合 に関与する能力等)を持つ化合物の設計もしくは選択を行うこともできる。構造 座標を用いて、そのタンパク質へのあるリガンドの複合体状態での配向、結合定 数もしくは相対的親和性を予測もしくは計算することもでき、またその情報を利 用して親和性が改善された化合物を設計もしくは選択することもできる。 このような場合、ZAP ファミリータンパク質、またはその一部もしくは複合体 の構造座標は、機械読出し可能な形態で、所望の操作を実行するための命令がプ ログラムされ、かつ任意の必要な追加のデータ(例、潜在的なリガンドもしくは その部分の構造上および/もしくは機能上の特徴を規定するデータ、各種アミノ 酸の分子の特徴を規定するデータ等)を含んでいる機械に取り込まれる。 本発明の1つの方法は、ZAP ファミリータンパク質に結合することができる化 合物を、化学構造のデータベースから選択することを提供する。この方法は、本 発明の結晶性材料の構造座標、例えば、ZAP ファミリータンパク質またはその一 部の立体構造を規定する座標、から始まる。その立体構造と会合する点を、1ま たは2以上の官能基との相互作用の有利性に関して特徴化する。次いで、この特 徴化に基づいて該タンパク質との有利な相互作用の傾向を持つ1または2以上の 官能基を含む候補化合物を探すため、化学構造のデータベースをサーチする。該 立体構造との有利な相互作用の点に最もよく適合する構造を持つ化合物がこうし て同定される。 このようなサーチはコンピュータの助けを借りて行うことが、必須ではないが 、好ましいことが多い。その場合、ZAP ファミリータンパク質、またはその一部 もしくはタンパク質−リガンド複合体の3D(立体)構造を規定する第1組の機械 読出し可能なデータを、対象となる1または2以上の部分または官能基を規定す る第2組の機械読出し可能なデータと共に、該官能基と該タンパク質の原子との 有利な相互作用に対して好ましい位置を同定するための命令がプログラムされて いる機械を用いて組合わせる。第3組のデータ、即ち、タンパク質と官能基との 有利な相互作用の位置を規定するデータがこうして作成される。この第3組のデ ータを次いで、1または2以上の化学物質の3D構造を規定する第4組のデータと 共に、各官能基がそれぞれ該タンパク質とのその有利な相互作用の位置に最もよ く適合するように配置された官能基を含有する化学物質を同定するための命令が プログラムされた機械を用いて組合わせる。 前記の手段のいずれかにより選択または設計された構造を持つ化合物を、その ZAP ファミリータンパク質への結合能力、ZAP ファミリータンパク質がその天然 もしくは非天然リガンドに結合するのを阻害する能力、ならびに/またはZAP フ ァミリーメンバーにより媒介される生物学的機能の阻害能力について試験しても よい。 本発明はまた、ZAP ファミリータンパク質に結合することができる化合物を設 計するための疑似ペプチド(peptidomimetic)方法も提供する。1つのこのような 方法は、ZAP ファミリータンパク質またはリガンドと複合体形成したその一部の 立体構造を規定する座標に基づく三次元描写を図形表示するものである。リガン ドの各部分と該タンパク質との相互作用を、置換のための候補部分を同定するた めに特徴化する。該タンパク質と相互作用する該リガンドの1もしくは2以上の 部分を、1もしくは2以上の候補代替部分の知識に基づいて選択された代替部分 と置換させてもよく、ならびに/または該タンパク質との追加の相互作用を可能 にするために該リガンドに別の部分を付加してもよい。 ここに開示したコンピュータ的な手法および構造上の洞察から、ZAP ファミリ ータンパク質に結合する低下した能力または実質的な活性を持つ分子の設計ま たは同定もまた可能となる。そのためには、ここに説明したデータに対して同じ モデル化およびコンピュータ処理方法を適用するが、但し、目標を反対にして、 即ち、1または2以上のZAP ファミリーメンバーに対する実質的な結合親和性に欠けた 化合物を設計または同定するようにすればよい。それは、ZAP ファミリー メンバーが媒介するもの以外のSH2 媒介相互作用の阻害剤の発見を目指した研究 に有用となりうる。このような研究の目標は、この場合には望ましくない副作用 となりうる免疫抑制といったZAP ファミリーが媒介する活性に欠ける、それらの 他のSH2 媒介相互作用の阻害剤である。 ここに説明した方法のいずれかにより最初に同定された化合物も本発明に包含 される。図面の簡単な説明 図1A N末端側SH2 ドメイン(ZAP-N)が図の左側に、C末端側SH2 ドメイン(ZA P-C)が図の右側に、そしてSH2 間ドメイン領域がその中間で図の下の方に下がっ ている向きでの、ZAP-NCとζ1ペプチドとの複合体の折りたたみ全体(overall fo ld)の主鎖リボン表示。二次構造要素はSH2 ドメインの協定20に従った記号で表 示されている。ペプチドのα炭素トレース(trace)が含まれている。ZAP-N で は全要素が記号表示され、ZAP-C では中央シートとヘリックスだけが記号表示さ れている。タンパク質およびペプチドの末端はNおよびCにより示されている。 ループ領域は、これが接続する二次要素で命名される。即ち、BCループはB鎖と C鎖とを接続する。ペプチドのN末端は図の右側にある。このペプチドはT細胞 受容体(TCR)の成熟ζサブユニットの残基48から始まる19残基からなる。ホスホ チロシンは相対位置4および15に存在する。各pYXXL モチーフの主鎖原子にフィ ットさせた最小二乗平面を規定すると 120°の角度をなす一対の平面ができる。 2つのSH2 ドメインの配向が食い違っているため、これらのpYXXL モチーフはペ プチドの"S"形セグメントにより分離される。この配列はζAsp 8 残基とζArg 1 2残基の間のα−ヘリックスの完全な1回転に近いターンを含んでいる。各pYお よびpY+3残基に対するポケットが見えている。N末端ζ1残基がζpTyr 4の包囲 に寄与していることが注目される。この図はSybyl(Tripos)で作製された。2つ のSH2 ドメインの間の界面近くの領域の電子密度マップを、1.0sで輪郭を描い た15.0ないし1.9 Åの間のデータについての2|Fo|−|Fc|係数で算出する ことができる。図1B ZAP-N のβB5からβC3までのBCループを Lck SH2:中間T(middle T)複 合体20の対応する残基と重ね合わせ、2つの構造を二次構造要素に従ってフィッ トさせた時にBCループの相対位置を検査することができる。これらのループの主 鎖原子の重ね合わせは、0.65Åのr.m.s.偏差(根平均二乗偏差)を生ずる。同様 な結果がZAP-C のBCループでも認められる。ホスホペプチドと隔離された2つの SH2 ドメインとの複合体では、BCループは直接水素結合の半分近くをリン酸基に 与える。ZAP-NCのどちらのSH2 ドメインについても、BCループは、数個の水がこ のループとリン酸基との間の接触を媒介するように延長されている。延長された 立体配座(conformation)は、複合体を形成していないSH2 ドメインについても認 められ、リン酸基がホスホン酸基で置換されているペプチドとの複合体でも報告 されている14。このループは、βB5およびβC3の残基を回転軸としてヒンジの動 きにより再配置(位置変動)が起こる。ZAP-C のBCループはより延長され、ZAP- N はそのZAP-C との相互作用のために、BCの回りで妨げられた(hindered)動きを 受ける。図2 特定のSH2 ドメインの配列整列図[配列番号21〜25]33。太線で囲まれた部 分は「完全」主鎖r.m.s.偏差の測定に使用されるセグメントを示し、囲まれてい ない部分は、1または2以上の該配列について空隙が存在するため計算から除外 される。整列図の下の記号は、構造的に保存された領域を示し、これまでに報告 された命名法20を用いている。これらの領域は「コア」r.m.s.偏差の計算に使用 された。ZAP-N およびZAP-C 内の細線で囲まれた部分はZAP-NCの二次構造要素を 示す。Src=トリSrc; Lck=ヒトp56-Lck; Syp-N=マウスSyp ホスファターゼ(PT P1D)のN末端側SH2; ZAP-N(C)=ヒトZAP-70のNまたはC末端側SH2。図3 ホスホチロシン結合部位。このホスホチロシン残基は、直接比較を容易に するため各図において同じような向きにされている。A.ZAP-C とのζpTyr 4会 合に対して選択された残基。ζpTyr 4のリン酸基への直接水素結合が破線で示さ れている。結晶構造水(crystallographic water)が●で示されている。551,555 および556 と表示された水は、リン酸基とSH2 ドメインとの間の架橋接触をもた らし、622 の水はζ1への架橋を形成する。B.ζpTyr 15 との近接した会合状 態での選択された残基。Aと同様に、破線はリン酸基への直接水素結合を示す。 ZAP-C 由来のTyr 238 およびLys 242 がリン酸基の水素結合ネットワークを完成 する。水は●で示されており、その全てがホスホチロシンのSH2 ドメインへの塩 橋形成に関与している。分かりやすくするため、ポケットを形成するいくつかの 残基を省略した。C.SH2 ドメイン間の界面は水素結合な大きなネットワークを 含んでいる。ζpTyr 15 が関係する相互作用はこの明細書のどこかに既に説明し た。いくつかの疎水性接触も存在しており、それらの最も刺激的なものは、Phe 229(ZAP-CβF)、Tyr 238(ZAP-CαB)、およびThr 227(ZAP-C EF ループ)の側鎖 、により形成された小さな疎水性凹部の中に、Arg 41(ZAP-N BCループ)が突き 出ている部分である。Arg 41はまたZAP-C に対する3個の水素結合接触も有して いる。これはZAP-C のF鎖との人工平行シート(artificial parallel sheet)を 形成するZAP-N のBCループ中の3残基として最初である。この3つの水素結合接 触の1つだけが独占的に主鎖原子を含んでいる。図4 活性化T細胞受容体のζ1サブユニットに結合されたZAP-70の説明図。 左図:T細胞受容体(TCR)が抗原提示細胞上で主要組織適合遺伝子複合体(MHC) に結合されたペプチド抗原と会合することによりT細胞の活性化が開始される。 TCR-MHC 会合は、ITAM内のチロシン上でT細胞受容体サブユニットのリン酸化を 刺激する(最も可能性の高いのはSrc ファミリーPTK、Lck またはFyn により) 。ZAP-70は、その縦列SH2 ドメイン(アミノ酸1-259)を介してリン酸化ITAMに、 そのN-SH2 ドメインがC近位pYXXL モチーフに結合し、C-SH2 ドメインがN近位 pYXXL モチーフに結合するような向きで結合する。インタードメインB(アミノ 酸260-310)および触媒ドメイン(アミノ酸311-620)と呼ばれるZAP-70の残りのド メインの提案された位置が示されている。ζサブユニットは、ジサルファイド結 合二量体として存在するので、2つのZAP-70分子が活性化TCR 複合体に結合する ことができよう。右図:二重リン酸化(doubly-phoshorylated)ζ1ITAMとの複合 体状態でのZAP-70の2つのSH2 ドメイン間での複合体の説明図。ZAP-70のSH2 ド メインはζ1ペプチドとの多数の接触を作る。結合の主要な決定因子は、ITAM内 の2つのpYXXL 配列のホスホチロシンおよびロイシン残基である。この構造には 、2つのSH2 ドメイン間の界面でのC近位pYXXL モチーフのpYに対するユニーク な結合ポケットが現れている。さらに、この結晶構造は、インタードメインAが コイルドコイルのヘリックス構造を形成することも示している。このドメインは 、ITAMとの会合のために2つのSH2 ドメインを位置決めし、構造変化をインター ドメインBに、および/または受容体とのかみ合い(engagement)後はキナーゼド メインに、伝達するのに関与するかも知れない。図5 は、蛍光偏向(fluorescent polarization)により測定された、データのア ソシエイテッド(associated)スキャッチャード・プロットによる、二重リン酸化 ζ-1:ZAP-NC複合体の結合曲線を示す。図6 は、受容体部位(サイト)マッピングのためにグリッド化ボックス(箱)に 収容されたZAP-NC:ζ1複合体を示す。ZAP-NMの主鎖とペプチドだけが示されて いる。色は次の意味を持つ:酸素原子と窒素原子はそれぞれ赤と青;ペプチドの 炭素原子は黄色;N末端側SH2 ドメイン、SH2 間スペーサーおよびC近位SH2 ド メインの炭素原子はそれぞれシアン、橙および緑。箱は、ペプチドが占める空間 と、SH2 ドメインのいくつかの界面領域が占める空間を含んでいることに留意さ れたい。図7 は、ZAP-NCの代表的な部位輪郭マップを示す。図7A:−10 kcal/mol で輪 郭形成されたZAP-NC+アミノカチオンプローブについての特定領域の受容体マッ プ。タンパク質表面上のポケットが、溶媒接近可能な表面により示されている。 図7B:この輪郭マップに極めて近い個々のアミノ酸が明確に示されている。輪 郭の位置は、水素結合供与部分と、Arg 192、Glu 194 およびThr 197 の主鎖カ ルボニル酸素原子ならびにGln 195 およびTyr 198 の側鎖、との間に強い相互作 用が得られるであろうことを示している。図8 はコンピュータシステムを示す。図9 は本発明の記憶媒体を示す。発明の詳細な説明 A.序論:ZAP-70が会合するT細胞受容体複合体を介したシグナリングにより免 疫応答が媒介される 抗原提示細胞のT細胞認識が、最終的に遺伝子発現の変化、分泌メディエータ ーの産生、および細胞増殖を生ずることになる、一連の細胞内プロセスの出発点 となる1,2。この認識はT細胞受容体(TCR)により媒介される。TCR は、抗原結合 サブユニットαおよびβ、δ−εおよびγ−εヘテロ二量体のCD3 複合体、なら びにζホモ二量体からなる。αおよびβを例外として、各サブユニットの細胞内 部分は、モチーフ YXX(L/I)X(7-8)YXX(L/I)(Xは変化しうる)を含んだ1ないし 3のペプチド配列を持っている3。受容体の刺激に続いて、これらの免疫受容体 チロシン活性化モチーフ(immunoreceptor tyrosine activation motif、即ち、I TMA)は、チロシン残基がリン酸化された形態になり、この修飾形態で下流のシグ ナリング(signaling)タンパク質に対する結合部位を与える。 TCR は固有のプロテインチロシンキナーゼ(PTK)活性を持っていないが、Src ファミリーおよびSYK/ZAP-70ファミリーのどちらのメンバーのPTK も、抗原受容 体の機能遂行に関係する4。現在の証明では、Src ファミリーキナーゼはTCR のI TAMをリン酸化することを示している4。ZAP-70は次いで、ζ鎖およびCD3ε鎖の 二重リン酸化ITAMと、そのSH2 ドメインを介して会合し5、それ自体が初期のT 細胞活性化中にリン酸化される6。ZAP-70(ζ associated protein)は、T細 胞とNK細胞(ナチュラルキラー細胞)だけに発現する70 kDaのプロテインチロシ ンキナーゼである7。ZAP-70は、T細胞の活性化に決定的な役割を果たすことが 知られている。ヒトのZAP-70の発現低下を生ずるZAP-70遺伝子の遺伝子変質は、 CD4+T細胞の抗原活性化を妨げ、CD8+T細胞の成熟を阻害し、そして重度の複合 免疫不全をもたらす8,9。TCR へのZAP-70の結合は、ζ鎖とのZAP-70の会合を遮 断するペプチドがT細胞シグナリング事象もまた阻害することから、シグナル伝 達にとって必須であると信じられている10。これらの理由から、ZAP-70は新規な 免疫抑制治療の開発にとって理想的なターゲットである。 ZAP-70の最初の259 の残基は、65残基のセグメントで接続された2つのSH2 ド メインからなり、その後に第2の接続領域と触媒ドメインとが続く7。SH2 ドメ インは約100 のアミノ酸からなる。チロシンリン酸化されたタンパク質の特異的 認識におけるそれらの役割は、多様な細胞内シグナリング事象にとって必須であ る(最近11,12に概説された)。いくつかのSH2 ドメインが、隔離された(isolat ed)タンパク質として発現された時に、ホスホチロシン(pY)を含む短いペプチド に高い親和性で結合する能力を保持することが実証された。隔離されたSH2 ドメ インに対する選択性は、リン酸化チロシン(pY+n)へのC末端側に隣接する残基の 認識に依存する。いくつかの隔離されたSH2 ドメイン(リガンド結合および非結 合の両方)の立体構造13,14ならびに1つのSH3-SH2 複合体15および1つのSH3-S H2-SH3 タンパク質16の立体構造が、X線結晶学またはNMR により決定された。T CR に結合するには、ZAP は、そのSH2 ドメインの両方が存在かつ機能し、ITAM 内の両方のチロシンがリン酸化されていることが必要である17-19B.構造決定 免疫応答におけるZAP-70の中枢的役割にもかかわらず、ZAP-70の縦列SH2 領域 がその生物学的活性に必要な相互作用においてITAMとかみ合う際の立体構造の様 子に関しては何もわかっていなかった。X線結晶学による方法は原理的にはこの 問題を扱うことはできよう。しかし、ZAP-70およびSYK のような他のZAP ファミ リーメンバーにより媒介される重要な生物学的機能にもかかわらず、どんな縦列 SH2 ドメインの立体構造に関する何らかのX線結晶学のデータや他の情報を開示 する報告は無論のこと、適当な結晶が得られたか、または得られる可能性がある ことを開示する報告すら全くなかった。万一結晶が得られたとしても、次に利用 可能な個々のSH2 ドメインに関する立体構造のデータは、構造の精密化に必要な 最小二乗最小化(least squares minimization)法で処理することができないため に、少なくとも部分的にはその縦列構造を解明するには有用ではなかったであろ う。 それにかかわらず、本発明者らは、よりN末端側のSH2 ドメインとよりC末端 型のSH2 ドメインの両方および結合領域にまたがるヒトZAP-70の領域("ZAP-NC") のペプチド配列を含むタンパク質を作りだすことに成功し、そのタンパク質の結 晶を、リガンド非結合の形態および各種リガンドとの複合体の形態で結晶化させ て取得した。このような材料を使用して、本発明者らはX線回折法を用いてZAP- NCの立体構造を解明した。ここに開示した我々の成功により、すべてここに開示 したような材料と方法を用いて、縦列SH2 ドメイン、特にZAP およびSYK のよう なZAP ファミリーメンバーのもの、を含むタンパク質は、リガンドとの複合体の 形態であろうとなかろうと、安定な形態で製造して精製および結晶化することが でき、それらの立体構造を決定することができると、今や言うことができる。材料 いずれかで述べたように、ZAP-NCは2つのsrc ホモロジー2(SH2)ドメインを 含んでいる多くのタンパク質の1つである。あるタンパク質配列におけるSH2 ド メインの存在および境界は、既知のSH2 ドメインに対するアミノ酸配列相同性を 同定するコンピュータ整列(alignment)プログラムを用いて同定することができ る。一般には、Src のSH2 ドメイン(140〜255 間のアミノ酸)がこの分析のため に使用されるが、他のタンパク質由来のSH2 ドメインもまた使用することができ る。かかるプログラムに典型的に使用される整列法はNeedleman-Wunch 整列であ る。例えば、「2つのタンパク質のアミノ酸配列の類似性サーチに適用できる一 般的方法」Needleman,S.B.,Wunch,C.D.,J .Mol.Biol. 1970,48,443-453 を 参照。SH2 ドメインの存在が同定されたタンパク質の数は大きく増えつつあり、 そのいくつかは複数のSH2 ドメインを含んでいる。例えば、縦列SH2 領域は、ヒ トZAP-70(アミノ酸1-259 にまたがる)、ヒトSYK(アミノ酸q-z にまたがる)、P LCγ、P13K、rasGAP、SH-PTP1、およびSH-PTP2 に存在している。 我々は、ZAP-NCをグルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)融合タンパク 質として発現させた。ヒトZAP-70から残基1-259 をコードするcDNA10を、pGEX2T 発現ベクター41中にクローニングし、E .coli BL21またはE .coli B834中に形質 転換した。得られた構築物は、トロンビン切断部位を持った -LVPRGS- 配列を含 むポリペプチドセグメントにより結合されたGST-ZAP-NCの融合タンパク質を産生 した。E .coli 834 の栄養要求性菌株42を、規定培地中でセレノメチオニン置換 性メチオニンと共に使用して、セレノメチオニル(SeMet)ZAP-NCを産生させた。G ST-ZAP-NC融合タンパク質をグルタチオンアガロースを用いて分離し、次いでト ロンビンで切断した。切断は、GST とZAP-NCの2つのポリペプチドを生じる。ZA P-NCポリペプチドは、アミノ末端にpGEX2T発現ベクターのリンカーセグメントか らの2つの余分なアミノ酸(Gly-Ser)を含んでいる。これら2つの余分なアミノ 酸は、ペプチドリガンドへのZAP-NC結合に対して機能的効果を全く持たないこと が示された。ZAP-NCをホスホチロシンアガロースカラムに結合させ、塩濃度勾配 (salt gradient)により溶離することにより、ZAP-NCをGST から分離した。その 後、ZAP-NCをフェニルセファロースカラムでさらに精製した。ZAP-NC:ペプチド リガンド複合体は、2倍過剰のペプチドを精製ZAP-NCと混合した後、混合物をス ーパーデックス(superdex)75 ゲルろ過カラムを用いてクロマトグラフィー処理 することにより生成させた。精製ZAP-NC:ペプチド複合体を含有する画分を一緒 にし、その後の結晶化実験に使用した。 SH2 相同性境界内だけを含んでいるN末端および/またはC末端の先端が切り 取られたZAP-NCタンパク質をはじめとする、他のZAP-NCタンパク質も使用するこ とができる。また、タンパク質は、全ZAP-70タンパク質(アミノ酸1-620)までの 追加のドメイン(スペーサーB)を含むように延びている追加のアミノ酸を含む ようにC末端側で延長してもよい。さらに、ヒトSYK のようなタンパク質を含む 、特にヒトおよびヒト以外のZAP ファミリーメンバーに由来する、他の縦列SH2 領域も、ここに説明したのと類似の方法で調製および使用することができる。他 の発現システムも容易に採用できることもさらに理解されよう。例えば、T7、マ ルトース結合性タンパク質融合体(MBP)を、封入または切断除去されたエピトー プ標識(His6,HA,myc,Flag)と共に使用して、縦列SH2 タンパク質をE .coli 中で産生させてもよい。例えば、pVL1393 または誘導体を、エピトープ標識もし くはGST のような融合相手と融合させて(またはさせずに)縦列SH2 タンパク質 のために使用したバキュロウイルス発現を採用することもできる。哺乳動物、酵 母または他の細胞内での発現のための従来の材料および方法も使用することがで きる。 ZAP-NCまたは他の縦列SH2 タンパク質との共結晶化のためのペプチドリガンド は、例えば、T細胞受容体のζ1、ζ2、ζ3、ε、γもしくはδサブユニット またはIgE 受容体のβもしくはγサブユニットに由来するITAM配列のような天然 ITAM配列に基づくペプチド配列を含み、これらは常法により調製することができ る。たいていの場合、このようなリガンドは、15アミノ酸の最小ITAM配列である YXXLXXXXXXXYXXL[配列番号1]を含んでおり、NおよびC末端の一方または両 方にさらにアミノ酸を含んでいてもよい。N末端は、遊離アミノ基でも、または 修飾(例、アミド化)されていてもよい。同様に、C末端も、遊離カルボキレー トでも、アミド化または他の修飾がされていてもよい。チロシンは(それぞれ) リン酸化(pTyr)されていてもよい。或いは、pTyrの代わりに、ジフルオロホスホ ノTyr、ホスホノメチルフェニルアラニン、ヘミ(半)リン酸化Tyr、または他の 疑似pTyrを使用することもできる。リガンドは、天然ITAM配列に対して、アミノ 酸置換、挿入または欠失を含んでいてもよい。さらに、ハイブリッドペプチド− 非ペプチドリガンドおよび非ペプチドリガンドも使用できる。かかるリガンドの 例を表1に示す。結晶化 結晶化実験は、ZAP-NC結晶の場合、Crystal Screen 1キット(Hampton Researc h,Riverside,CA)で開始するスパース・マトリックス(sparse matrix)スクリー ニング手法を用いて行った。SYK-NCを含有する結晶は後述するようにして得られ た。ZAP-NCの場合には、0.5 N NaCl中で安定化され、後で結晶化実験の前に透析 により塩が除去されたタンパク質を使用すると、最もよい結果が得られた。その 種の特別な取扱いはSYK-NCについては必要なかったが、他の縦列SH2 含有タンパ ク質についても有用であるかもしれない。 例えば、二重リン酸化19量体ζ1ITAMペプチド(リガンド5、表1)との複合体 にしたZAP-NCの結晶は、ポリエチレングリコール(PEG)4000から成長させた。そ の構造は、多重同形置換法により1.9 Åの分解能で解明された。以前に決定され たSH2 ドメインに対する座標を使用した分子置換だけでは、構造の解明は不可能 であった。これは、他のSH2 ドメインとの、および2つのZAP ドメイン間での、 配列同一性が低く、かつ65残基のドメイン間領域が存在するためである。結晶化 、データ採集、多重同形置換(MIR)、および精密化の詳細については後述する。 具体的には、二重リン酸化ζ1ペプチドとの複合体にしたZAP-NCを20 mM Tris 、pH 8.5、200 mM塩化ナトリウムおよび20 mM ジチオトレイトール中で30 mg/ml に濃縮した。この複合体を4 mM酢酸トリメチル鉛(TML)で処理した。20%のPEG 4 000および20 mM ジチオトレイトールの沈殿剤溶液上に配置した、13.5 mg/mlの 複合体および10%のPEG 4000を 50 mMクエン酸ナトリウム、100 mM酢酸アンモニ ウム、0.005 %アジ化ナトリウムおよび 20 mMジチオトレイトール、pH 6.2中に 含有するハンギングドロップ(hanging drops)における蒸気拡散により、結晶を 得た。この結晶は、非対称単位当たり1分子の単斜晶系(P21,a=50.11,、b= 63.37、c=54.00 Å,β=114.44°)である。 我々の別の実験では、同様の条件を用いて、非対称単位当たり2分子を含むこ とが判明した二重リン酸化ζ1ペプチドとの複合体にしたZAP-NCの結晶を得るこ ともできた。この結晶も単斜晶系(P21,a=65.17、b=62.00、c=78.67 Å、 β=111.32°)であった。 実験例III(A)および(B)に詳述するように、リガンドと結合した、および非結 合のZAP-NCおよびSYK-NCタンパク質の結晶も同様な条件下で得られた。 データ採集 回折データは、グラファイト単色化Cu KαX線で、リガクR-AXIS II エリア検 出器を使用して集めた。回折データは2°振動イメージとして集め、DENZO43で 積分強度に換算した。各イメージについてのスケーリングパラメーターをROTAVA TA44で計算し、AGROVATA44で適用した。各組のデータは、鉛を含有するZAP-NCタ ンパク質の含む結晶については室温で集めたのを除いて、全てのSYK およびZAP 結晶(結合リガンドの有無にかかわらず)について−160 ℃で集めた。MIR 分析および精密化 SeMet ZAP-NCを同じ条件下でTML により結晶化させ、データを集めた。鉛およ びセレン原子の位置を、差パターソン関数から決定した。どちらの組のデータに ついても異常分散の測定が含まれていた。MLPHARE プログラム44で重原子パラメ ーターを精密化すると、2.8 Åに位相(phase)が得られた。このMIR 位相を、DM プログラム44により、溶媒平滑化/ヒストグラムマッチング(solvent flattenin g/histogram mapping)と2.0 Åへの位相延長(phase extension)の組合わせによ り改良した。MLPHARE およびDMの各位相による電子密度地図を計算し、Oプログ ラム45でポリペプチド鎖モデルを作った。部分モデルおよび実験位相を用いた数 サイクルの位相組合わせの実施にはSIGMAA44を使用した。X-PLOR46を使用して、 模擬アニーリング(simulated annealing、SA法)による最小二乗精密化を行った 。本モデルは該タンパク質のAsp 3 からAsn 256 までの全残基、ゼータ(ζ)-1 の全19ペプチド残基、および113 個の水分子に加えて、1個の鉛および3個のセ レン原子を有する。TML はCys 117 に結合する。表2を参照。構造座標、それらの記憶および使用 本発明の結晶性材料の構造座標は、ここに詳述したようにして得ることができ る。その例として、付属文書I、付属文書II、および付属文書IIIは、ZAP-NC: ζ1"単量体"(単位格子当たり複合体1分子)、ZAP-NC:ζ2、およびZAP-NC: ζ1"二量体"(単位格子当たり複合体2分子)を含む結晶性材料についてのPDB フォーマットでの構造座標を示す。 本発明は、付属文書I、IIもしくはIIIに示された構造座標、またはそこに列 挙されたアミノ酸残基の主鎖原子に関して、それからの根平均二乗偏差が約 1.5 Å未満、好ましくは約1Å未満、さらに一層好ましくは約 0.5Å未満である座標 、で特徴づけられる領域を有するZAP ファミリータンパク質を含む結晶性材料を すべて包含する。 この技術分野における従事者ならわかるように、各種のコンピュータによる解 析を利用して、あるタンパク質(またはその一部もしくは複合体)と、ここに説 明したようなZAP-NCもしくは他のZAP ファミリータンパク質またはその一部もし くは複合体、との立体構造間の類似度(degree of similarity)を決定することが できる。この種の解析は、QUANTAのMolecular Similarity(分子類似性)アプリ ケーション(Molecular Simulations,Inc.,Waltham,MA)、バージョン3.3 のよ うな市販のソフトウェアアプリケーションを用いて、それに添付のユーザーズガ イド、第3巻、134〜135 頁に記載されているように実施できる。 上記のMolecular Similarityアプリケーションでは、異なる構造間、同じ構造 の異なる立体配座間、および同じ構造の異なる部分間、での比較が可能である。 構造を比較するためにMolecular Similarityで用いられる操作は、次の4段階に 分かれる:(1)比較すべき複数の構造のロード;(2)これらの構造間の原子等価性 (atom equivalence)の規定;(3)フィッティング作業の実行;および(4)結果の解 析。 各構造は名前により識別される。1つの構造をターゲット(即ち、固定された 構造)とし、残り全ての構造は作業用の構造(即ち、動く構造)である。QUANTA 内の原子等価性はユーザーでの入力により規定されるため、本発明の目的に対し て、我々は比較される2つの構造間の全ての保存残基について等価原子をタンパ ク質主鎖原子(N、Cα、CおよびO)であると規定し、リジッドフィッティン グ(rigid fitting)操作だけを考慮する。 リジッドフィッティング法を用いる場合、ターゲット構造との最適フィットを 得るように作業用の構造を翻訳および回転させる。このフィッティング操作は、 等価原子の特定の対にわたってフィットの根平均二乗差が絶対最小値になるよう に、その動く構造に適用すべき最適の翻訳および回転を計算する最小二乗フィッ ティング・アルゴリズムを用いる。この数値(Å表示)はQUANTAにより報告され ている。 本発明の目的にとって、本発明のタンパク質または複合体の関連する構造座標 (例、付属文書I、付属文書IIまたは付属文書IIIに列挙された座標)上に−主 鎖原子を用いて−重ね合わせた時に、保存残基の主鎖原子(N、Cα、C、O) の根平均二乗偏差が1.5 Å以下であるZAP ファミリータンパク質、ZAP ファミリ ータンパク質の一部またはその分子複合体、の全ての組の構造座標が、同一であ ると考えられる。より好ましくは、根平均二乗偏差は1.0 Å以下である。最も好 ましくは、根平均二乗偏差は0.5 Å以下である。 「根平均二乗偏差」なる用語は、平均値(mean)からの偏差の二乗の算術平均の 平方根を意味する。これは、トレンド(trend)または対象からの偏差または変動 を表現する1指標である。本発明の目的にとって、「根平均二乗偏差」は、付属 文書I、付属文書IIまたは付属文書IIIの構造座標により規定され、およびここ に 説明したような、ZAP-NCのような本発明のタンパク質の主鎖からの或るタンパク 質の主鎖の変動を規定する。 「最小二乗」なる用語は、ある値の最もよい推定値が、観測された値の偏差の 二乗の合計が最小となる場合の値であるという原理に基づく方法を意味する。 本発明の結晶性物質に対して発生した構造座標、例えば、ZAP-NC、ζ1、ζ2 、または付属文書I、付属文書IIもしくは付属文書IIIに示されるような各種の 複合体の構造座標、を使用するためには、これらの座標を立体形状としてディス プレイするか、立体形状に変換させるか、またはこれらを他のやり方で操作する ことが必要または望ましいことがよくある。これは典型的には、一組の構造座標 から分子またはその一部の立体図形描写を作ることができるプログラムのような 市販のソフトフェアを用いて行われる。 例示として、タンパク質構造を見るためか、または他の操作のためのコンピュ ータプログラムの非制限的なリストとしては下記のものがある。 本発明の結晶性物質についての構造座標の記憶、移転および上記のようなプロ グラムでの使用のために、機械読出し可能なデータが符号化されたデータ記憶材 料を備えた機械読出し可能な記憶媒体が提供される。このデータは、該データを 用いるための命令がプログラムされている機械、例えば上に列挙した種類の1ま たは2以上のプログラムがロードされているコンピュータ、を使用した場合に、 ここに記載した任意の分子または分子複合体の図形立体表示を表示することがで きる。データ記憶材料を備えた機械読出し可能な記憶媒体としては、慣用のコン ピュータのハードドライブ、フロッピーディスク、DAT テープ、CD-ROM、ならび に他の磁気、磁気−光、光、フロプティカル(floptical)、およびコンピュータ との使用に適合しうる他の媒体が挙げられる。 さらにより好ましいのは、ZAP ファミリーのタンパク質、例えば、ZAP-NCもし くはSYK-NCまたはその一部の構造座標、特に付属文書I、付属文書IIもしくは付 属文書III(または、ここのどこかで説明したzapNC-z1.pdbのようなその派生物 )に記載のZAP-NC:ζ1もしくはZAP-NC:ζ2の構造座標±1.5 Å以下のかかる タンパク質のアミノ酸の主鎖原子からの根平均二乗偏差、により規定される分子 または分子複合体の図形立体表示をディスプレイすることができる機械読出し可 能 なデータ記憶媒体である。本発明のこの側面の代表的な態様は、付属文書I、付 属文書IIもしくは付属文書IIIの座標を含んでいる、好ましくはPDB フォーマッ トのデータの組が符号化されている、慣用の3.5 インチディスケット(フロッピ ーディスク)、DAT テープまたはハードドライブである。 別の態様では、機械読出し可能なデータ記憶媒体は、付属文書I、付属文書II または付属文書III(やはり、またはその派生物)に記載された構造座標のフー リエ変換を含む機械読出し可能な第1組のデータが符号化されたデータ記憶材料 を備えている。この第1組のデータは、このデータを用いるための命令がプログ ラムされた機械を用いて、分子または分子複合体のX線回折パターンを含む機械 読出し可能な第2組のデータと組合わせることにより、機械読出し可能な第2組 のデータに対応する構造座標の少なくとも一部を決定することができる。 図8は、これらの態様の1バージョンを示す。図示のシステムは、中央処理装 置("CPU")、作業メモリー(これは、例えば、RAM<ランダムアクセスメモリー>も しくは「コア」メモリーでよい)、大容量記憶メモリー(1もしくは2以上のデ ィスクドライブもしくはCD-ROMドライブなど)、1もしくは2以上の陰極線管(" CRT")ディスプレイ(表示)端末、1もしくは2以上のキーボード、1もしくは 2以上の入力ライン(IP)、ならびに1もしくは2以上の出力ライン(OP)を備えて おり、これら全てが慣用の双方向システムバスにより相互接続されている。 入力ラインによりコンピュータAに接続された入力ハードウェアBは、多様な 装置から構成することができる。本発明の機械読出し可能なデータは、電話線ま たはデータ専用線Lにより接続された1または2以上のモデムを用いて入力して もよい。それに代えて、または加えて、入力ハードウェアはCD-ROMドライブまた はディスクドライブDを備えていてもよい。CRT 表示端末を併用して、キーボー ドも入力手段として使用することができる。 出力ラインによりコンピュータAに接続された出力ハードウェアもまた、慣用 のデバイスにより構成することができる。1例として、出力ハードウェアは、こ こに説明したQUANTAのようなプログラムを用いて本発明のタンパク質(またはそ の一部)の図形描写を表示するためのCRT ディスプレイ端末を備えることができ る。出力ハードウェアはまた、ハードコピー出力を生ずることができるようにプ リンターを、また後での使用のためにシステム出力を記憶するためのディスクド ライブを備えている可能性もある。 操作時には、CPU が各種の入力および出力デバイスの使用を統合し、かつ大容 量記憶メモリーからの、また作業メモリーへの及びからのデータのアクセスを統 合して、データ処理工程の順序を決定する。本発明の機械読出し可能なデータの 処理には多数のプログラムを使用することができる。かかるプログラムの例は、 ここに説明したように薬剤発見のコンピュータ処理法に関して検討されている。 図8のハードウェアシステムの各コンポーネントについては、下記のデータ記憶 媒体の説明中に適宜具体的に言及されている。 図9Aは、図8のシステムのようなシステムにより実行されうる機械読出し可 能なデータによる符号化が可能な、磁気データ記憶媒体100 の断面を示す。媒体 100 は慣用のフロッピーディスクまたはハードディスクでよく、慣用のものでよ い適当な基体101 と慣用のものでよい片面または両面の適当な被膜102 とを有す る。被膜は、その極性または配向を磁気により変化させることができる磁区(目 に見えない)を含んでいる。媒体100 はディスクドライブまたは他のデータ記憶 デバイス24の回転軸を受け入れるための穴(図示せず)を有していてもよい。 媒体100 の被膜(コーティング)102の磁区は分極または配向されていて、図8 のシステムのようなシステムによる実行のために、ここに記載したような機械読 出し可能なデータが慣用または他の方法で符号化(コード)されている。 図9Bは、やはり図8のシステムのようなシステムにより実行されうる、上記 のような機械読出し可能なデータ、または命令の組、の符号化が可能な光読出し 可能なデータ記憶媒体110 の断面を示す。媒体110 は、慣用のコンパクトディス ク読出し専用メモリー(CD-ROM)、または光読出し可能で、光磁気書き込みが可能 な光磁気ディスクのような書替え可能な媒体でよい。媒体110 は好ましくは、慣 用のものでよい適当な基体111 と、通常は基体111 の片面の、慣用のものでよい 適当な被膜112 とを有している。 CD-ROMの場合、被膜112 は反射性で、機械読出し可能なデータを符号化するた めの多数のピット113 が刻まれている。レーザー光を被膜112 の表面から反射さ せることによりピットの配列が読取られる。好ましくは実質的に透明な保護被膜 114 が被膜112 の上に設けられる。 光磁気ディスクの場合には、被膜112 は、ピット113 を持たず、レーザー(図 示せず)等により或る温度以上に加熱された時にその極性または配向を磁気によ り変化させることができる多数の磁区を有している。磁区の配向は、被膜112 か らのレーザー反射光の偏光を測定することで読むことができる。磁区の配列で上 記のようなデータが符号化される。C.ZAP-NC:ζ1の三次構造の説明 TCR のζサブユニットの第1ITAM(ζ1)の配列に由来する19量体ペプチドとの 複合体にしたヒトZAP-70の縦列SH2 領域(ZAP-NC)のX線結晶構造の解明により、 我々はこのタンパク質:リガンド複合体について最初の立体構造の特徴化を行う ことができた。この複合体はペプチドと両方のSH2 ドメインとの間に精巧な多数 の接触を含んでいる。65残基のSH2 間領域は、αヘリックスのコイルドコイルと して存在し、2つのSH2 ドメイン間の界面の形成を助ける。ここに示される構造 は、両方のSH2 ドメインが第2のpYXXL モチーフ中でのホスホチロシンの認識に 寄与するという驚くベき事実を示している。本実験は、SYK/ZAP ファミリーのプ ロテインチロシンキナーゼの最初の構造的洞察を明示したものであり、TCR の細 胞内成分を初めて見たものである。一般的トポロジー ZAP-70の最初の259 残基のセグメントは、2つのSH2 ドメインが1つのらせん 領域で結合されたものからなる。折りたたみ全体はY字形で、2つのSH2 ドメイ ンがYの上部の分岐部を1つずつ構成し、その間に介在する65アミノ酸のドメイ ンがYの軸部を形成する。結晶構造の決定に用いたZAP-70のフラグメントは、キ ナーゼドメインの前で終わっている。そのため、我々はこの2つのSH2 領域を、 それぞれZAP N末端側SH2 およびZAP C末端側SH2 に対してZAP-N およびZAP-C と称する。これら2つのSH2 ドメインのそれぞれと、既に報告された、例えば、 v-Src13およびp56-Lck20のそれら、との間には高い構造類似性がある。個々のZA P SH2 ドメインはいずれも、2つのαヘリックスが並んだ中心逆平行βシートを 有する。SH2 間の領域は、ZAP-N の中心シートの続きであるβ鎖から始まる。こ れに続くのは、コイルドコイルモチーフを形成するように交錯している2つの 逆平行αヘリックスである。2つのSH2 ドメインは部分的に食い違った配向状態 にあり、それらの中心βシートは約52°の角度で約29Åだけ離れている。この配 置により、ペプチド結合に必須である2つのSH2 ドメインの直接接触が可能とな る。ZAP-C の中心βシートは、側鎖接触を少し含んだ、ZAP-N 中のいくつかの残 基との明らかな水素結合により伸びている。 ζ1ペプチドは、SH2 ドメインの両面にわたって広がっており、両方の中心β シートをまたぎ、このタンパク質表面との多くの接触を作っている。結合の向き は頭−尾、即ち、ペプチドのN末端がC末端側SH2 ドメインと接する。ペプチド のN末端側のpYXXL セグメントは、隔離されたSH2 ドメインに結合された一重リ ン酸化ペプチドに見られるもの20,21に似た立体配座でZAP-C に結合している。 2つのpYXXL モチーフを分離しているペプチドセグメントは、ZAP- Cと大いに接 触している。C末端側ホスホチロシンは、両方のSH2 ドメインからの寄与により 形成されたポケット内で結合されている。第2のpYXXL モチーフの残りは、第1 のモチーフおよび他の複合体20,21におけるのと同様に結合されている。ZAP SH2 ドメイン Asp 3 ないしAsn 256 の間の全残基がブレーク(break)のない良好な電子密度 にある。ζ1ペプチドのGln 2 ないしLeu 18の残基は良好な電子密度にあり、2 つの末端残基は弱いが、観察可能な密度にある。SH2 ドメインの構造的特徴につ いて既に定義された命名法20を明示のためにここで使用した。N末端側SH2 ドメ イン(ZAP-N)については二次構造要素が保存されているが、A、E、FおよびG 鎖についてはやや長い。これらの鎖の伸びのため、小(minor)βシート(以前に 報告されたSH2 ドメインに認められた)に対応する配列は、ZAP-N の中心βシー トの一体の部分となる。より注目すべきことに、ヘリックスAは3残基分だけ長 くなっていて、この部分のために該ヘリックスが完全な1回転近く伸びている。 ZAP のC末端側SH2 ドメイン(ZAP-C)も、いくつかの二次構造要素に小さい伸び を有する。B、C、およびE鎖は1または2残基分だけ長くなっている。ヘリッ クスAも1残基分だけ伸びている。F鎖は2残基だけからなり、FBループを置換 している。ZAP-C のBCループも伸びている。各SH2 ドメイン内および全てのドメ イン界面中のどちらも、多数の構造水について、非常に強い電子密度が認められ る。ホスホチロシン結合性ポケット中に非常に多数の観察された水が存在するこ とは、ZAP-NCにとってユニークである。らせん状インタードメインA SH2 間スペーサーは、タイプII逆ターンで始まり、ZAP-N のA鎖に顕著な接触 を作る長いβ鎖が続き、こうして中心βシートへの延長部を形成する。水素結合 は、Gln 111 とTyr 12の主鎖原子間およびGln 111 とSer 14の間に存在する。水 介在接触が Glu 109とTyr 12の主鎖原子間に存在する。水素原子に加えて、疎水 性パッキングがLeu 108 とTyr 12の間およびPro 110 とPhe 11の間に存在する。 このセグメントに続くのは、両方のSH2 ドメインから離れる方に伸びる5回転 のαヘリックス(ヘリックスCと表示)であり、ZAP-NCのY字形全体の軸部を形 成している。このヘリックスに続くのは、Leu 133 および Glu134 からなる1回 転である。第2のαヘリックス(ヘリックスD)がヘリックスCにより形成され る軸の付近に湾曲している。ヘリックスDはゆがんでいて、Pro 147 にブレーク を持ち、第2のブレークがAla 154 で起こり、その後にThr 155 - Met 161 残基 にまたがる短い310ヘリックスが続く。ヘリックスCおよびDはどちらも、ZAP- C へのいくつかの疎水性接触、最も注目すべきはTrp 233 へのPhe 115(αC)のp- 積み重ね(stacked)配置、を作る。いくつかの水介在水素結合がヘリックスDとZ AP-C との間に存在する。これらの逆平行ヘリックスはコイルドコイル構造を形 成し、そのコアを形成するいくつかの疎水性残基の間に直接接触を有している。 複数のSH2 ドメインを含むタンパク質について、2つの該ドメインを分離して いる領域の長さは大きく変動する。この領域は10〜15残基程度と短いこともあり (例、PLC-γ1、SHPTP-1 および-2)、それにより2つのSH2 ドメインは背中− 背中(back to back)の向きになるであろう。SYK はZAP に匹敵する長さのSH2 間 ドメインを有し、ここに記載したらせんスペーサーと68%の配列同一性を示す。 これはZAP-NCで認められた同じ全体立体配座を保持すべきである。ホスファチジ ルイノシトール3'−キナーゼ(PI 3-K)の p85サブユニットの縦列SH2 ドメインは 、やはり2つの逆平行αヘリックスのコイルドコイルを形成すると既に予測され ている163 残基という格段により大きなドメイン22により接続されている。複合体化ζ1に関する結合相互作用 ZAP-NC:ζ1複合体は、両方のチロシン残基がリン酸化され、配列 NQLpYNELNL GRREEpYDVLD(配列番号14)を有する、ヒトTCR ζ鎖の第1のITAM含有セグメ ント(ζ1)に基づく、19アミノ酸のペプチドを含んでいる。明確化のため、ペプ チド残基の番号はζAsn 1 から始める。このζ1ペプチドの結合立体配座は、残 基ζAsn 8とζArg12 の間にほぼ完全なαヘリックス1回転が存在するものの、 大いに伸びている。各pYXXL モチーフに対する主鎖立体配座は、一重リン酸化ペ プチドとのSH2 ドメインの高親和性複合体について認められた立体配座20,21,23 に類似している。 ζGly 10を除くζ1ペプチドの全残基がZAP-NCと接触している。ペプチド−タ ンパク質界面の面積は1300Å2以上である。この界面面積はタンパク質−タンパ ク質相互作用では普通であるが、接触の性質が一般に認められているもの24とは 全く異なる。例えば、抗体−抗原複合体やプロテアーゼ:タンパク質阻害剤複合 体における界面は、通常は架橋水をほとんと含まない。ZAP-NCとζ1との界面は2 1個もの架橋水を含んでいる。タンパク質−タンパク質の主要な接触は、通常は 疎水性(疎水結合)と分類される性質のものである。これに対し、ZAP-NCとζ1 との間の接触の半分は直接水素結合によるものである。認められた合計接触数は 、界面面積が似ているタンパク質−タンパク質構造について認められるものより かなり多い。個々のSH2 ドメインへのリン酸化ペプチドの結合は「ソケットとプ ラグ」を思い出させると説明されたことがあるが21、この一般的な結合配置が、 ZAP-C およびZAP-N にも存在する。各ソケットは、ホスホチロシン残基を認識す る高度に帯電したポケットと、pY+3位置の疎水性残基を好む第2のポケットとか らなる。モチーフ1(-pYNEL-)の結合はZAP-C に限定 ζ1のアミノ末端側のpYXXL モチーフは、専らZAP-C とだけに会合する。ζ1 の最初の2つの残基であるζAsn 1 とζGln 2 は大部分はペプチド内相互作用に 関与する。ζLeu 3 とZAP-NCの間の1つだけの接触である、ζLeu 3 の主鎖カル ボニルとArg 170 のNH1 との間の水素結合はpY-1残基に典型的なものである。 ζpTyr 4に対するポケットは、ヘリックスAと、B、CおよびD鎖と、BCルー プ、からの残基により形成される。疎水接触はβDからの残基を含んでおり、そ れからのHis 210、Tyr 211 およびLeu 212 がpTyrキャビティの一方の縁部を形 成する。また、ペプチドそれ自体のζAsn 1 とζGln 2 が、反対側で疎水接触を 形成する。Leu 212 の側鎖は、pTyr環から離れる方向にねじれていて、対称関連 (symmetry-related)分子からのTrp 131 に当たって詰め込まれる。この近隣Trp は、任意のζ1残基との唯一の分子間結晶接触を構成し、これもζpTyr 4への疎 水接触状態にある。リン酸基への直接水素結合接触は、わずか3つの残基で作ら れる。Arg 170(αA)およびArg 190(βB)はそれらの末端窒素を通して相互作用す る。Arg 192 はリン酸基への直接水素結合に十分な長さのBCループ内にある唯一 の残基であり、そのNεを介して相互作用する。このBCループは伸びているので 、pTyr結合領域はAAループの方に続く深いみぞ(groove)に似る。pY-2およびpY-3 残基が結合部位の一体部分として含まれているため、その中にpTyrが突き出るチ ャンネルの形成を生ずる。この領域には、密度が非常に強く温度因子の低い5個 の水が存在し、大きな水素結合ネットワークの一部となっている。 SH2 ドメインとの複合体について普通であるように20,21,23、pY+1およびpY+2 残基はそのタンパク質の表面に沿って伸びている。pY+1残基(ζAsn 5)は、ハム スター中間Tペプチド(…pYEEI…)とLck20およびv-Src21のSH2 ドメインとの 複合体に見られるものに類似した接触を作る。pY+2残基(ζGlu 6)はこのタンパ ク質の表面から離れる方向に向かう。 ζLeu 7(pY+3)を包囲するポケットは非常に深く、βD、EFループ、ヘリックス BおよびBGループからの残基により形成されている。このポケットのサイズのた め、ζLeu 7 にはTyr 211、Ile 223、Gly 226、Gly 245、およびLeu 246のわず か5残基だけが直接接触する。このポケットの深さは、多くの他のSH2 ドメイン 中ではチロシンにより占められている23、ZAP-C のヘリックスBにロイシンが存 在することに部分的には起因する。チロシンが存在しなくても、この部位近くの 2つの水については非常に強い密度が見られる。ζLeu 7 の主鎖は、Pro 224 の カルボニル酸素への水介在水素結合に関与する。このpY+3ポケットの全体形状へ の第2の寄与は、EFループ中のβターンの位置変動(repositioning)より与えら れる。隔離されたSH2 ドメインの複合体中では、このループはこのポケットの急 峻な溶媒露出壁面の形成に関与する。ZAP-C 中でEFループはD鎖の方にス ライドするため、ペプチドの残りがZAP-N の方にその行路をとり続けることがで きる。インターモチーフ(-NLGRREE-)の結合 ζ1の2つのpYXXL モチーフを分離しているペプチドセグメントは、ZAP-C へ のそれらの接触の大半を作る7アミノ酸からなる。αヘリックスの完全な1回転 近いターンがζAsn 8 から始まり、ζArg 12まで続くので、この配列に対する多 くの接触はペプチド内である。ζAsn 8 はGly 245(BG)のカルボニル酸素への主 鎖水素結合を形成し、ζArg 12はGlu 225(EF ループ)の主鎖カルボニルへの直 接および水介在の両方の水素結合に関与する。他に2つの水介在水素結合がζAr g 12をGly 226 およびLys 228 につなげている。ζLeu 9 およびζArg 12の側鎖 がZAP-C のpY+3ポケットを閉じている。 2つのグルタミン酸残基でζ1ペプチドのこのセグメントが完成し、これらは 第2のpYXXL モチーフのpY-1およびpY-2残基であるので、これらはZAP-N への最 初の接触を構成する。ζGlu 13はAsp 244 の主鎖カルボニルへの主鎖水素結合を 作る。より興味深いことに、ζGlu 13は、その側鎖カルボキシルにより、N末端 側SH2 ドメインのホスホチロシンポケットの一体部分であるLys 242(ZAP-C αB) の側鎖アミノ基への直接水素結合に関与する。ζGlu 13はまた、Lys 242 ならび にTyr 238(ZAP-C αB)およびArg 17(ZAP-N αA)のグアニジニウム基へのファン デルワールス接触も保持し、これらもN末端側pYポケットに寄与する。ζGlu 14 はArg 17の両方の末端窒素への特徴的なpY-1主鎖カルボニル水素結合を保持し、 Arg 17はζpTyr 15 の芳香環およびリン酸基と接触する。モチーフ-2(-pYDVL-)の結合には両ドメインが必要 恐らくZAP-NCとζ1との複合体の最も顕著な特徴は、ζpTyr 15 の認識ポケッ トが両方のSH2 ドメインからの残基により構成されることである。これは、この 性質を持つホスホチロシン結合部位についての最初の報告である。ZAP-N へのZA P-C の衝突により、ζpTyr 15 は深いトンネル中に引っ込む。ζpTyr 15 の側鎖 はArg 41(BCループ)、Val 47(βC)、His 58(βD)、およびPro 60(βD)へのフ ァンデルワールス接触を作る。Arg 17の側鎖はζpTyr 15 の芳香環の上に位置し 、ζpTyr 15 のリン酸酸素へのpY-1残基のカルボニルの架橋に加えて、アミノ −芳香族接触を形成する。このリン酸基はTyr 238(ZAP-C αB)、Lys 242(ZAP-C αB)、Arg 17(αA)、およびArg 37(αB)の側鎖と密に会合して、合計6個の直接 水素結合を形成する。6個の水介在水素結合が、このリン酸基とArg 17(αA)、C ys 39(βC)、Leu 40(BCループ)、Arg 41(BCループ)、およびLys 242(ZAP-C αB)との間に存在する。この界面での各残基の相対的重要性は、変異誘発実験に より決定することができる。強い電子密度を持つ4個の水がこの強力なネットワ ークに寄与し、これらの水の存在はBCループの残基上へのZAP-C の割り込みの結 果であるかもしれない(下記参照)。この配置において、リン酸基の各酸素は、 水素結合相手のその完全な補体(full complement)を有する。 第1のpYXXL モチーフについて述べたように、pY+1およびpY+2残基(ζAsp 16 およびζVal 17)は、他のSH2 複合体におけるこれらの位置に特有の20,21,23接 触を作る。ζLeu 18は、Src ファミリーSH2 ドメインとの高親和性ペプチド複合 体に見られるpY+3ポケットと類似の寸法を持つ疎水性ポケット中に存在する。1 個の水介在水素結合でζLeu 18の主鎖NHがEFループ上のAla 72のカルボニルに結 合される。次のいくつかの疎水性残基への接触が明らかである:βD はPhe 59を 与える;EFループとの相互作用はIle 71、Ala 72、Gly 73、およびGly 74を含む ;ヘリックスBはTyr 87を与える;BGループはGly 93およびLeu 94を介して接触 を作る。ζ1のAsp 19はより弱い密度にあり、その主鎖窒素からGly 93(BGルー プ)のカルボニルへの1つの水素結合だけを形成するようである。ドメイン間接触 ZAP-NCへのζ1の広大な接触面積とは異なり、ZAP-N とZAP-C の2つのSH2 ド メイン間の全相互作用面積は小さく、わずか約200 Å2の大きさである。ZAP-Cお よびSH2 間スペーサーで埋没されるZAP-N の表面積はわずか約400 Å2であり、Z AP-C の対応する埋没面積はこれよりさほど大きくはない。複合体全体のZAP-N の全埋没(total burial)は620 Å2であり、これはこのドメインの全表面積の約1 3%に相当する。逆に、ZAP-C の埋没は約1000Å2であると算出され、これはその 全表面積の20%を占める。この差は、ZAP-N のBCループ、ZAP-C のFBループおよ びヘリックスB、ならびにSH2 間スペーサーの両ヘリックスの凸部側の収斂によ り形成された溶媒接近が可能な大きなチャンネルの存在のためである。この 不規則形状の漏斗は約5〜7Åの直径を持ち、約12Åの長さだけ完全に包囲され た後、さらに8Åの長さにわたってフレアー状に開いている。ZAP-N とZAP-C の ドメイン間だけにある界面に対して、各SH2 ドメインが9残基を付与する。接触 のほとんどは水素結合によるものであり、これらの大部分は水介在型である。し かし、いくらかのファンデルワールス接触も存在する。 2つのSH2 ドメインに限られる全界面が該ペプチドの不存在下では存在しなく てもよいとすると、SH2 間スペーサーは、切断もしくは振り動かし運動によるご くわずかな変位が可能となることで縦列結合に対して適切な向きに安定化するら しい。等電点電気泳動ゲル中では複合体化していないZAP-NCは多重バンドとして 存在し、これらのバンドはζ1ペプチドを加えると崩壊して1つのバンドになる 。この複合体していないZAP-NCで見られるミクロ不均質性は、立体配座の変動性 と合致する。他のSH2:ホスホペプチド複合体との比較 ZAP-N とZAP-C の間の配列同一性が低い(33%)にもかかわらず、折りたたみ 全体での類似性は注目に値する。側鎖位置はこの2つのドメイン間で著しく良好 に保存されている。主鎖全体の根平均二乗(r.m.s)偏差は1.07Åである。Src フ ァミリーSH2 ドメイン類(個々)に対するZAP-N またはZAP-C についての同じ測 定値は、配列同一性の%の値は似ているにもかかわらず、典型的には1.50Åであ る。個々のSH2 ドメインの従来の構造について報告されたように14,20,21、ルー プ領域が最大の位置変動を示し、ループAA、BC、CD、およびEFが最も顕著である 。ZAP-N およびZAP-C の両方のCDループはSrc ファミリーのSH2 ドメインに対し て大きなトランケーション(truncation、先端の切取り)を有し、このトランケ ーションは多数のSH2 ドメインの配列からも明らかである23。 ζ1の各pYXXL モチーフは複合体中で類似の主鎖立体配座にあるが、ホスホチ ロシンの向き(配向)はZAP-N ZAP-C の間で変動する。ζpTyr 4の芳香環は、p5 6-Lck20およびv-Src21の両方のpTyrと非常によく重なり合う。しかし、もう一方 のζpTyr 15 については、芳香環はArg 17のグアニジニウムの方に0.7 Åだけ位 置が動き、D鎖から0.8 Å離れるようにずれる。これは、ζ1がZAP-C ドメイン 中に動く際に取る方向、ならびにリン酸基とZAP-C 上のTyr 238 およびLys 242 との強い水素結合性の相互作用とに起因するらしい。ZAP-NCの両方のpTyrポ ケットがいくつかの水をいれるのに十分な大きさであり、このように他のSH2 ド メインに比してポケットが大きくなるのは、BCループの位置変動のためである。 ZAP の両方のSH2 ドメインについて見られるBC(ホスホチロシン結合性)ループ の伸びた位置は、複合体化していないSH2 ドメインについては認められており、 チロシンリン酸化およびホスホン酸化ペプチドの結合におけるヒンジとして説明 されたことがある14,21。このループは配向が変化している(reoriented)が、BC ループの内部立体配座は強力に保持されている。 ZAP-C のpY+3ポケットは他のSH2 ドメイン中のこの部位に比べて目立って大き い。これは部分的には、先に述べたように、ZAP-C EF残基のPro 224 およびGlu 225 の位置変化に起因する。αB 中にTyr が存在しないこと以外は、このポケッ トを形成する他の側鎖の位置は、Lck およびSrc の対応する部位と著しく似てい いる。 また、他の全てのSH2 ドメイン複合体の結晶構造と比べて、ZAP-NCには著しい 数の水が存在する。いくつかはこのタンパク質へのホスホチロシンの架橋に関与 する。これらの介在水分子は、リン酸化ITAMリガンドへの個々のZAP SH2 ドメイ ンの弱い親和性に寄与するかもしれない17-19,25。また、多数の埋没または捕捉 された水が各種界面の全てに存在する。生物学的意義 T細胞受容体のζ鎖の成分との複合体の状態の本発明のZAP-70の縦列SH2 ドメ インの構造は、TCR の細胞内機構(図4にまとめた)を分子レベルで最初に見る 機会を与える。この構造のいくつかのユニークな特徴は、各SH2 ドメインが独立 したモジュールとして機能するのではなく、これらのドメイン間の相互作用が、 ZAP-70によるTCR のリン酸化ITAM配列の認識に決定的な役割を果たすことを示唆 している。また、この構造上の情報は、遺伝学的および生化学的データの解釈に とって重要であり、ZAP-70の作用機構の探査に対する基本的枠組を与える。 ZAP-70の縦列SH2 ドメインは、TCR のリン酸化ζおよびεサブユニットに対し て強い選択性を示すのに対し、他のタンパク質に由来する隔離されたSH2 ドメイ ンは、全細胞抽出液中の多くのチロシンリン酸化タンパク質により無差別に結合 する5。隔離されたSH2 ドメインに対するリガンド結合および選択性は、ホスホ チロシンとホスホチロシンに対してC末端側のいくつかの残基、特にpY+3位置の 疎水性残基、の認識により媒介される12。二重リン酸化ITAM配列へのZAP-70の高 度の選択性は、多数の構造的特徴の結果であるようである。ζまたはε鎖の2つ のpYXXL モチーフ間の距離は、SH2 間のコイルドコイルによって密な会合でつな がれた一対のSH2 ドメインに対して適正な間隔のパートナーとなる。この一対の SH2 ドメインとホスホチロシンおよび他のITAM残基との会合は、このドメイン間 での直接相互作用、従ってドメイン界面で1個のホスホチロシンを隠蔽する深い ポケットの形成、を可能にする立体配座を安定化する。 ZAP-NCは二重リン酸化ITAM類に対する高度の親和性とζおよびε鎖に対する選 択性を示すが、ZAP-70の個々のSH2 ドメインはリン酸化ペプチドに認めうるほど に結合することが認められなかった5。また、ZAP-NCは、モノリン酸化ITAM系ペ プチドへは、対応する二重リン酸化のものに対するより、100〜1000倍も低い親 和性で結合する17-19,25。従って、高親和性の結合に対しては両方のSH2 ドメイ ンが協力しなければならず、2つのホスホチロシン残基が存在し、適切に配置さ れていなければならない。この協力性および選択性の構造的発現、即ち、両方の SH2 ドメインからの残基の収斂がpTyr 15 を捕捉することは、ZAP-NCとζ1との 複合体の最も顕著な特徴でもある。 この点について、SH2 ドメインはそれらの天然分子コンテクスト(context)か ら抽出される時にそれらの本来の折りたたみをとり、それらのリン酸化タンパク 質の認識および結合の完全な能力を有するとこれまでは推定された12,14。我々 は、ZAP-70のN末端側SH2 ドメインは、隔離状態(in isolation)で発現させた場 合には不完全であるという構造上の証拠を提示する。ZAP-C のpYポケットのみぞ 様の性質が、このドメインは近隣のドメインまたはタンパク質からの寄与も必要 とするかもしれないことを示唆している。 結晶構造から、TCR との会合後にZAP-70がとる配向が、図4に示すようにZAP- C をζ1のN近位pYXXL モチーフと、またZAP-N をそのC近位モチーフと、それ ぞれ整列させることを我々は確信する。我々は、この配向が、ZAP-70の触媒ドメ インを、その活性化とその後のシグナル形質導入カスケードにおける下流基質の リン酸化のために位置決めするのにも重要であるかもしれないとも考えている。 ζ2以外のTCR の全てのITAMで、2つのpYXXL モチーフ間は7残基の間隔であ り、ζ2では8残基の間隔である。ZAP-NCと合成ホスホペプチドのin vitro結合 実験は、結合ヒエラルキーがζ1≧ζ2>ε≧ζ3であることを示する25。この結 果は、pYXXL モチーフ間にさらに1残基が許容されることを示唆する。逆に、ε の対応領域における2アミノ酸の欠失はZAP-70結合を急激に低下させ、IL-2産生 を消失させる17。従って、2つのpYXXL モチーフ間の距離は、会合とシグナリン グにとって重要である。ITAM内の各残基の相対的寄与を決定するため、各残基を アラニンと順に系統的に置換させたCD8-ζ1キメラを用いた実験が行われた。そ の結果は、IL-2産生で測定して、pYおよびpY+3の各残基の置換だけがシグナリン グを完全に消失させることを示す26。これらの残基を例外として、ITAMの具体的 な配列は、pYXXL モチーフ間の距離より選択性に対してあまり重要ではない。IT AM配列の選択性への寄与を評価するには、複数の残基の同時置換といった、より 多くの残基の変化が必要である。 先に述べたように、SH2 間領域は、2つのSH2 ドメインを、会合を可能にする 距離内に拘束する。しかし、逆平行ヘリックスのかなりの部分がSH2 ドメインか ら離れる方に向いているので、この領域はまた分子間および分子内の接触、キナ ーゼ活性の調節、ならびに/または受容体のクラスタリング(clustering)にも関 与しうる。このドメインがαヘリックスのコイルドコイルを形成するという証拠 は、これらの構造ユニットは普通にはタンパク質−タンパク質相互作用に含まれ ている27ので、非常に興味深い。コイルドコイルを形成することが既に予測され ているPI 3-Kのp85 サブユニットのSH2 間領域は、PI 3-Kのp110触媒サブユニッ トとのp85 の相互作用に必要かつ十分である22。我々の構造から明らかな1つの 興味をそそられる可能性は、このZAP インタードメインがそのキナーゼ活性の調 節に関与することである。このインタードメインは触媒活性を直接または間接に 阻害するかもしれず、この阻害はITAMへのSH2 ドメインの結合により軽減される 可能性がある。ZAP-70に相同のPTK であるPI 3-K25およびSYK28による実験は、 このようなモデルを支持する。PDGFβ受容体に由来する既知のPI-3K SH2 結合部 位のTyr 751 領域に対応するホスホチロシン含有ペプチドの添加は、in vitroで PI-3K の活性化を生ずる29。同様に、IgE 受容体のγサブユニットに由来するリ ン酸化ITAMペプチドは、SYK キナーゼ活性を5〜10倍増大させる30,31。SH2 間 領域の別の機能は、Lck および/もしくはFyn のようにZAP-70活性を調節するタ ンパク質か、またはZAP-70に対する基質であるタンパク質に結合するかもしれな いことである。SH2 間領域のチロシン126 はin vitroでLck によりリン酸化され32 、他のSH2 ドメイン含有タンパク質との相互作用に関与する可能性がある。最 後に、SH2 間ドメインは、活性化TCR 複合体中で起こる可能性のある、ZAP-70分 子間での分子間会合に対しても重要であるかもしれない。 SYK も、ZAP に対するその機能の類似性と57%という配列の同一性から考えて 、上記の構造の特徴を示すことが予想される。SYK を数種類の造血細胞中で発現 させると、IgE およびB細胞受容体の細胞質ドメイン内でITAM配列に結合させる ことにより、それぞれマスト細胞およびB細胞中で機能する28。ZAP-70とSYK の 配列を比べると33、pTyr 15 に接触するZAP-NC中の残基の大部分が、SYK 中の対 応する位置に保存されている。SYK のN末端側SH2 ドメインは、ホスホチロシン リガンドまたはホスホチロシン・アフィニティーカラムに結合しない34。これは 、ZAP-NCにおけるのと同様に、このホスホチロシン部位も、完全なポケットを形 成するには、C末端側のSH2 ドメインを必要とすることを示唆している。IgE 受 容体のγITAMに由来する二重リン酸化ペプチドは、SYK 活性化を誘導する30。我 々のZAP-NCとζ1との複合体は、従って、この活性化キナーゼでとられたSH2 ド メインの立体配座を示すことができる。 ZAP-70は安全かつ強力な免疫抑制薬剤の開発のための魅力ある目標として現れ てきた。ZAP-70はヒトのT細胞媒介免疫応答に必要であることが示され、ZAP-70 の欠損は他の組織に影響しない8。従って、ZAP アンタゴニスト(拮抗剤)は、 T細胞を特異的に阻害し、FK506 およびシクロスポリン35,36といった、より非 特異的に発現するタンパク質であるカルシニューリンを標的とする37,38現在使 用されている免疫抑制薬剤の毒性を避けることができよう。この種のタンパク質 ホスファターゼは、T細胞免疫応答に必要であると同時に、いくつかの他の組織 でも機能する。その結果、シクロスポリンおよびFK506 は腎臓および中枢神経系 に重大な副作用をひき起こすので、臓器移植拒絶反応のある患者へのそれらの投 与は著しく制限される36。かかる治療の常套的な使用を自己免疫疾患に広げるた めにも、毒性の低い新たな免疫抑制薬剤が求められている。 T細胞活性化を阻害する1つの手段は、ZAP に結合し、そのTCR との会合を妨 げる、小さく(即ち、好ましくは分子量が約1200以下、より好ましくは約750 以 下、さらにより好ましくは約500 以下)、好ましくは非ペプチドの、膜透過性の 分子を開発することである。そのような化合物は、ZAP-70のいずれかのSH2 ドメ インか、またはSH2 間ドメイン相互作用に、好ましくは高い親和性で結合するこ とができる。我々の結晶構造は、ZAP の立体構造の分子の詳細を明らかにし、そ のTCR との相互作用を考察する手段を与える。各SH2 リガンド結合部位と予想外 のSH2 間の会合というユニークな構造上の特徴を、特異性の高い小分子ZAP リガ ンドおよび構造的にバイアスさせた化合物ライブラリーの構造に基づく設計に活 用することがここに可能となる。D.ZAP-NC立体構造を使用した他の縦列SH2 タンパク質の構造解明 ZAP-NCの構造が解明されたので、我々は、2つのSH2 ドメイン、特にZAP ファ ミリーメンバーを含んでいる他のタンパク質も、ドメイン間の会合により形成さ れたこのユニークな結合ポケットを持っており、これを干渉(interfering)化合 物の設計に活用することができることについても考える。ZAP に最も関連性が近 いと現在考えられているタンパク質はSYK である(配列整列図を参照)。ZAP-NC の構造を用いて、ホモロジーモデル化によりSyk-NCの立体モデルを得ることがで きる。ZAP-NCの構造が解明される前は、Syk のSH2 ドメインと既知構造のSH2 ド メインとの間の配列同一性が低く、これまで解明されたSH2 ドメインのどれも2 つのSH2 ドメインを含んでいないため、この手法は不可能ではないまでも困難で あった。縦列SH2 ドメインを持つ現在までに判明している他のタンパク質は、PL Cγ、P13K、rasGAP、SH-PTP1、およびSH-PTP2 である。2つのSH2 ドメインをも つタンパク質はさらに今後もゲノムシークエンシングまたは他のクローニング方 法により発見されることが予想される。E.薬剤発見における構造の使用 コンピュータ利用薬剤設計(CADD)でのZAP-70の縦列SH2 ドメイン構造の利用 プロテインチロシンキナーゼZAP-70の縦列SH2 ドメイン(ZAP-NC)の立体構造が 利用可能となったことから、構造に基づく薬剤発見の手法が可能になる。構造に 基づく手法は、新たな(de Novo)分子の設計、コンピュータの力を借りたリード( lead)分子の最適化、および構造基準に基づく候補薬剤構造のコンピュータによ る選別を含む。そのペプチドリガンドの構造から、新たな疑似ペプチド(peptido mimetic)モジュールを、立体配座の制限つき(conformationally-restricted)ペ プチド置換の設計またはデータベース探索により直接開発してもよい。或いは、 そのリガンドを取り去った標的タンパク質構造を用いて、構造に基づくリードの 発見を行うこともできる。ZAP-NCの多重未複合体化状態(multiple uncomplexed state)をいくつかの方法により発生させて、さらに標的の立体配座を与えること もできる。実験の座標および得られた未複合体化モデルを、標的タンパク質の構 造と潜在的リガンドもしくは化学的部分(「フラグメント」または「シード」) との間の有利な相互作用エネルギーの部位を特定するために受容体部位マッピン グのような技術で処理することができる。このような評価に続けて、フラグメン トシード連結および成長のような操作を行ってもよい。フラグメントシード連結 とは、「連結された」「シード」を含む構造、即ち、それぞれ有利な相互作用の 部位に達するように適当な間隔をあけて2以上のマップされた部分を含む化学構 造、を設計する方法を意味する。成長とは、受容体部位マッピングに基づいて又 は利用可能なスペースを埋めるために、ある分子または部分を延長する構造を設 計することを意味する。受容体部位マッピングデータに基づいて、化学構造のデ ータベースから潜在的リガンドを選択することもできる。供給源は何でも、潜在 的リガンド、または準最適(suboptimal)リガンドは、その受容体部位マップを用 いて、エネルギーによる優先順位に従って複数のリガンド立体配座および配向を フィルターにかけることにより精密化することができる。最後に、p72Sykの縦列 SH2 ドメインに対する高度の配列類似性のため、ZAP-NCの構造から、知識に基づ くホモロジー鋳型法または反復する部位変異に続く最小化(minimization)のいず れかによりSyk-NCの高品質モデルをつくり出すことができる。つくり出されたSy k-NCの構造は、次いで上に概説した方法により、別のタンパク質標的として処理 してもよい。これらの方法およびそれらのZAP-NCへの応用は以下に説明する。 ζ1ペプチドの疑似ペプチドは、あるペプチドリガンドの結合立体配座から、 設計により、1もしくは2以上のペプチドセグメントの置換についてデータベー スのサーチにより、または現存するリガンド−タンパク質相互作用の増強により (即ち、あるリガンドの構成部分を、接近可能なタンパク質接触点を通して、ま たは普通には隠れている水の突出により、標的タンパク質とより大きな相互作用 をすることができる代替部分と置換させることにより)開発することができる。 あるペプチドの結合立体配座の知識は、立体配座の制限とペプチド結合置換につ いての道筋を示唆することができる。偏りの少ない(less biased)手法は、その ペプチドリガンドの1または2以上の部分に対する置換、好ましくは非ペプチド 置換部分を決定するために、立体構造のデータベースをサーチするためのコンピ ュータアルゴリズムを含む。この方法により、その生物学的活性の立体配座の割 合が高い化合物、即ち、該ペプチドリガンドの特に生物学的に関連する立体配座 に基づく化合物、を作り出すことができる。この目的のためのアルゴリズムは、 Cast-3D(Chemical Abstracts Service),3DB Unity(Tripos,Inc.),Quest-3D( Cambridge Crystallographic Data Center)およびMACCS/ISIS-3D(Molecular De sign Limited)のようなプログラム中で実行されている。これらの幾何学的サー チを、結合部位のサイズおよび形状の要件を用いて、禁止される寸法をもつもの を除外する立体的サーチにより補強することができる。ZAP-NCに適用されるサー チにおいて幾何学的要件と立体的要件を同期させるために使用できるプログラム としては、CAVEAT(University of California,Berkeley),HOOK(MSI)およびA LADDIN(Daylight Software)がある。これらのサーチ・プロトコルはいずれも 、現存の共通データベース、ケンブリッジ構造データベース(the Cambridge Str uctural Database)、または他の利用可能な化学製造業者の化学的データベース を併用することができる。 はっきりペプチド中に存在する潜在的な薬理団(pharmacophoric)要素の保持に 加えて、秩序ある水分子を置換することができる水素結合供与性または受容性の 基のリガンド構造内への導入は、有利な結合自由エネルギーを生ずる顕著なエン トロピーの獲得を通常は与える。このような秩序ある水は、構造から同定可能で あり、他の秩序ある水も、後でより詳しく説明するように、十分に溶媒和された 構造のコンピュータシミュレーション中に位置決定されることがある。 標的タンパク質の別の(alternate)結合部位立体配座の発生が、ホスホチロシ ン結合性領域のフレキシビリティー、2つのSH2 ドメイン間の界面の性質、そし て全体としては結合後のリガンドとタンパク質の両方に誘導されたフィット、即 ち、立体配座の変化の可能性、のために望ましいことがある。例えば、β鎖Bと Cをつなぐループ(BCループまたはホスホチロシン結合ループ)は、Src ファミ リーSH2 ドメイン中で機能性ヒンジとして作用することが報告された。また、ホ スホチロシン結合性ポケット中の荷電残基は、側鎖の配向を変化させることがで きる。メトロポリスモンテカルロあるいは分子動力学シミュレーション(MCPro< Yale University>,AMBER<UCSF>,CHARMm<Harvard University>およびGROMOS<ET H/Groningen>のようなプログラム中で実行される)のような多様な理論的方法を 局部的に用いて、未複合体化状態でのボルツマン分布を作り、従って分子設計に 有効な一組の追加の立体配座を与えることもできる。別の側鎖リオリエンテーシ ョン(配向の変化)を、デッドエンドエリミネーション(Dead End Elimination) およびA*アルゴリズム(University of Southhampton)により、各側鎖の反復 した系統的立体配座サーチにより、または各残基のタイプを同じ主鎖ねじれを持 つプロテインデータバンクのメンバーと比較することにより検査することもでき る。BCループ(またはループEFもしくはBG)の有効な立体配座を、類似のアンカ ーリング(anchoring)幾何学形状を持つループについてブルックヘブン(Brookhav en)プロテインデータバンクをサーチするか、または選択されたループ内にラン ダム主鎖立体配座を当てて、アンカー残基にフィットするように結果をフィルタ ーにかけることにより、創出することができる。これらの知識に基づく方法のど ちらも、可能な幾何学形状を作るための力場(force-field)最小化を受けさせる ことができる最初の構造を生ずる。 ペプチド結合部位に固有のフレキシビリティーに加えて、2つのSH2 ドメイン 間の界面が、さらなる立体配座状態を探査するための機会を与える。2つのSH2 ドメインだけに限られる界面は、わずか200 Å2の全埋没表面積を与え、大部分 は水素結合接触からなり、その多くは水により媒介される。等電点電気泳動ゲル による実験は、未複合体化ZAP-NCが、ζ1ペプチドに結合した後に弱くなる2つ のSH2 ドメイン間の立体配座の移動性を示すことを示唆している。ZAP 機能は2 つのSH2 ドメインがTCR の二重リン酸化ITAMと同時に会合することを必要とする ので、2つのSH2 ドメイン間の全体の置換(gross displacements)は調節的な役 割を果たすことがある。即ち、SH2 ドメインが離れている立体配座は不活性状態 を意味することができ、この配向状態を安定化する阻害剤は魅力的となる。十分 に溶媒和したZAP-NCの分子動力学シミュレーションは、SH2 ドメイン間の可能な 解離の構造の出現と、未複合体化タンパク質のさらなる標的立体配座についての 洞察を与えることができる。 受容体部位マッピングは、巨大分子上のエネルギー的に有利な結合部位を同定 する多様なコンピュータ操作を包含する。最も直截的な手法は、静電もしくは親 油性ポテンシャル、湾曲度、ならびに水素結合の特徴といった経験的に決められ た物理的特性に従って、その巨大分子ターゲットの溶媒が接近可能な表面(また は他の発生した特色)を「塗る」ことを含む。こうして巨大分子の表面を特徴化 するためのかかる方法は、Grasp(Columbia University),DelPhi(Biosym Techno logies),MOLCAD(Tripos,Inc.)およびHint(Virginia Commonwealth Universit y)といったプログラムに取り込まれている。次の分子設計は、同定された表面 特性に相補的な特徴を有するリガンドの同定または設計を含む。より進歩したア ルゴリズムは、標的と潜在的なリガンドまたはフラグメントとの間の相互作用エ ンタルピーの実際の計算を含む。実際には、対象となるタンパク質またはタンパ ク質フラグメント(これは回転または他の方法で変換させてもよい)の座標から は、全ての望ましくないリガンド(またはその一部)および/または全ての望ま しくない溶媒分子を取り去る。この座標を次いで、その原子位置に分子力学的パ ラメーターをとりつけて処理することにより、マッピング用の処理されたターゲ ット(標的)を与える。この標的をばらばらの結合部位に分割してもよい。標的 または分割したその部位を、MCSSプログラム(Molecular Simulations,Inc.) の場合のように、次に所望の場所中に弛緩させることができる所定の官能基フラ グメントであふれ(flood)させるか、或いはその上に単一フラグメント・プロー ブを順に配置する、サイト点(site points)の規則的格子の内部に入れる。この サイト−格子アルゴリズムを利用したプログラムの例には、Glin/Grid(Molecula r Discovery,Ltd.),Ludi(Biosym Technologies),Leapfrog(Tripos,Inc.) およびLegend(東京大学)がある。どちらの技法でも、結合親和性に対するエン タルピーの寄与が分子力学的力場で推定され、選択された官能基の適切な位置が 系統的に決定される。 サイト−格子手法では、標的の所望部分を規定された格子内に包囲するように 1つの箱(ボックス)を規定する。格子分解能、即ち、格子点の間隔、は従事者 が決めてもよく、またはコンピュータプログラムが設定してもよい。また、疎水 性または他の特性といった格子内の各点の他のパラメーターも同様に規定するこ とができる。1または2以上の選択された部分、官能基、分子または分子フラグ メントのプローブ(即ち、コンピュータモデル)を各格子点に配置し、プローブ −標的の対の相互作用エネルギーを、かかる格子点のそれぞれについて決定する 。選択された部分、官能基等のそれぞれのデータを集め、データセットとして回 収し、コンピュータのモニター上に映像化し、または各種のテキストもしくは図 表フォーマットでプリントアウトしてもよい。 一組の格子点のそれぞれに部分を配置するための別の手法として、既に説明し たように、選択されたフラグメント、部分、分子等の複数のコピーを用いて、こ の複数のコピーをタンパク質標的(上述したように座標で規定される)の近くに 重ね合わせることにより、標的をあふれさせてもよい。このモデルを次いでグル ープ最小化(即ち、分子力学的最小化)計算で処理して、有利な相互作用の点ま たはエリアを同定する。データは格子手法と同様に取り扱うことができる。 ZAP-NCの構造に対するこの方法の1つの適用例は、ペプチドリガンド(ζ1)と 実験的に観察された水分子の両方を取り去った結晶構造座標を含む。こうして現 れた結合部位は、そのペプチドがそれまで占めていた任意の位置のファンデルワ ールス距離の範囲内にある全てのタンパク質残基を含む。この「以前の」結合部 位を、その近位(proximal)タンパク質表面の大部分を含むように拡大し、こうし てどのSH2 ドメインに対する既知リガンドでも占められない追加の割れ目(crevi ces)および凹部(depressions)を潜在的な「補助」結合領域と考えると、それら の占有がT細胞受容体とのZAP 会合の阻害に著しく寄与する可能性がある。ZAP- NCの結合面の同様な規定は、経験的または上述したモデル化法により得られた任 意の別の座標にも当てはまる。受容体部位マッピング、ならびにここに説明した 他の方法は、ZAP-NC(またはZAP ファミリー-NC)構造内のSH2 ドメインまたは他 の部位に結合することができるリガンドを設計または選択するためにZAP ファミ リーの3-D 構造に適用することができる。 受容体部位マップは、上述したデータベースサーチによるリガンドの発生、お よび新規な化学物質の新たな設計のための成長/連結法に対するシード(種)を 与える。リガンド成長用のプログラムは、各サイト点に適当な官能基を配置する ために、まず拡張性(extensible)フラグメント・ディクショナリーにアクセスす る。次いで、遺伝子アルゴリズムまたは部分グラフ同型(subgraph isomorphism) プロトコルに頼って、フラグメントに小脂肪族鎖または環を接続する。内部自由 度の修正、ならびに結合キャビティ内での候補モデルの翻訳もしくは回転により 、確率向上を導入してもよい。得られた複数のセットの分子を、結合部位の立体 的制約、静電および疎水性相互作用の相補性、ならびに溶媒和の推定を考慮する 関数により評点をつけ、フィルターにかける。ZAP-NCに対する新規リガンドの設 計に適用できるかもしれないこの種のプログラムとしては、Ludi(Biosym Techno logies),Leapfrog(Tripos,Inc.)およびLegend(東京大学),Grow(Upjohn),B uilder/Delegate(University of California,San Francisco)およびSprout(Uni versity of Leeds)が挙げられる。クリーク(clique)検出法は、部位マッピング およびリガンド成長に対する別の戦略を提供する。DOCK(University of Califor nia,San Francisco)および類似のプログラムを用いて、所定の結合部位に可及 的に最小の組の原子寸法の球を充填する。次いで、原子が結合部位を満たした球 の中心(即ち、「核」)の上に重なりあうようにリガンドを配向させるためのデ ータベースサーチを試みる。形状の相補性を、キャビティの立体的要件を含む評 点決定関数(scoring functions)および潜在的エネルギー関数により増加させる 。 リガンドの最適化(任意の供給源から)を、ZAP-NCの立体構造を用いて向上さ せることができる。ZAP-NCの受容体部位マップまたはヒドロパシー(疎水親水) プロフィールを用いて、リガンドの官能基成分に対する好ましい位置を同定して もよく、またこれを用いて、そうしなければリガンド構造それ自身の最小限の立 体的観点(minimal steric considerations)により普通には抑制されるであろう リガンド構造の立体配座のサーチをフィルターにかけるか、制約することができ る。明らかな結合部位が利用可能になることから、模擬アニーリング(simulated annealing,SA)、距離ジオメトリー、メトロポリスモンテカルロ、または結合 様式の確率サーチにおいて力場を直接利用した方法により、標的タンパク質への リガンド結合の様式を決定することが可能となる。ZAP-NCへのリガンド結合の合 理的処理に適用できるプログラムの例としては、Autodock(Scripps Clinic),DG EOM(QCPE #590),Sculpt(Interactive Simulations,Inc.)または上述した分子 動力学的プログラムのいずれかが挙げられる。処理の容易な一組の可能な結合配 向が得られたら、考慮する各モデルの結合親和性を予測可能な様式で変化させる ように考えられた試験リガンドの修飾により、適切な結合様式を容易に同定する ことができる。例えば、あるリガンドを、1つの結合モデルと合致し、しかも別 のモデルとも合致する位置にある官能基を含有するように修飾してもよい。次い で、結合データを使用して「反証された」モデルを取り去ることができる。起こ りそうもない結合様式の取り去りを反復して1つの適切なモデルを作りだしたら 、このリード(適切モデル)の改善に対する可能性はその局部的なタンパク質環 境から容易に明らかになる。 リガンド最適化のための別のプロトコルは、結合部位の知識を組合わせた3Dデ ータベースサーチを含む。モデル化は、所定のあるリガンドの生物学的に活性な 立体配座についての複数の候補を示すことができる。正確な立体配座用のプロー ブは、それぞれ可能な配座異性体のいくつかの制約された疑似物(mimics)を同定 するための3Dサーチを含むことができる。制約されないリガンドの構造−活性の 関係は、どの官能基が制約された疑似物中に保持されるかを示唆するであろう。 最後に、結合部位の立体的および静電的な要件が、得られた可能性に優先順位を 付与するためのフィルターとなるかもしれない。 本発明に係るZAP-NCの構造により、相同タンパク質の正確なモデル構築と、そ れらをその後に薬剤設計に使用することが可能となる。このプロテインチロシン キナーゼ p72SykのSH2 ドメインおよびドメイン間コイルドコイル領域は、ZAP-7 0と高度の配列類似性を分かち合う。ZAP-NC構造は、知識ベースの鋳型構築法、 または指向性(directed)点突然変異の反復後の局部分子力学的最小化のいずれか により、Syk-NCの信頼できるモデルの開発に容易に使用できる。Syk-NCのモデル 開発に適用できるプログラムの例としては、Composer(Birbeck College),Model er(MSI)およびHomology(Biosym Technologies)が挙げられる。得られたモデル を次いで上述したCADD技法のいずれかで処理することができる。F.化合物の特徴化(キャラクタライゼーション) 上述した方法により設計、選択および/または最適化された化合物を、対象と なる1または2以上のSH2 ドメインを含有するタンパク質に対する結合活性につ いて評価してもよい。それには各種の手法が使用でき、その多くが当技術分野で 周知である。例えば、化合物を、SH2 ドメインのそれへのリン酸化リガンドとの 結合の競合阻害剤としての活性について評価することができる。例えば、Pawson ,米国特許第5,352,660 号(1994年10月4日)を参照。対象となる1または2以 上のSH2 ドメインに対する化合物の結合特性を評価するために表面プラスモン共 鳴(SPR)法を使用してもよく(例えば、Panayotou et al,1993,Molecular and Cellular Biology 13: 3567-3576を参照)、蛍光近接(fluorescence proximity) 法や他の当技術分野で公知の方法も同様である。 SPR 法は量子−機械的表面プラスモンの発生を通してリアルタイムで2または (Pharmacia Biosensor,Piscatawy,NJ)により開発されたSPR 法は、金膜(使 い捨てのバイオセンサー「チップ」として提供される)と使用者により調節でき るバッファー室(buffer compartment)との間の界面に、多色光ビームの焦点を当 てる。この金膜にはカルボキシル化デキストランからなる100 nm厚みの「ヒドロ ゲル」が付着させており、これは対象の分析物の共有固定化(covalent immobili zation)のためのマトリックスとなる。照射した光が金膜の自由電子雲と相互作 用する時にプラスモン共鳴が増大する。得られた反射光は、共鳴を最適に発生し た波長でスペクトルが損耗する。反射多色光をその成分波長に分離し(プリズム を用いて)、損耗した振動数を測定すると、BIAcore は発生した表面プラスモン 共鳴の挙動を正確に報告する光界面を作りあげる。上記のように設計されると、 プラスモン共鳴−従って、損耗スペクトル−は、この微小場(evanescent field) (これはほぼヒドロゲルの厚みに相当する)での質量に精妙に敏感となる。相互 作用する一対の一方の成分をヒドロゲルに固定し、相互作用する相手方の成分を バッファー室を通して供給すると、これら2成分間の相互作用を、その微小場で の質量の蓄積と、その対応するプラスモン共鳴の効果(損耗スペクトルにより測 定)に基づいてリアルタイムで測定することができる。この方式は、いずれかの 成分のラベルを必要とせずに、分子相互作用の迅速で極めて高感度のリアルタイ ム測定が可能である。 蛍光偏光(FP,fluorescence polarization)は、2分子間の会合反応のIC50値 とKd値を得るためにタンパク質−タンパク質およびタンパク質−リガンド相互 作用に容易に適用できる測定法である。この方法では、対象となる分子の一方を 蛍光団(fluorophore)と複合(conjugate)させなければならない。これは一般には その系の小さい方の分子(SH2 系の場合には、ホスホチロシン含有ペプチド)で ある。リガンド−プローブ複合体とタンパク質受容体の両方を含有するサンプル 混合物を、垂直偏光で励起する。光はプローブの蛍光団に吸収され、ごく短時間 で再発光が起こる。この発光した光の偏光度を測定する。発光した光の偏光はい くつかの因子に依存するが、最も重要な因子は溶液の粘度と蛍光団の見掛け分子 量である。 適切な制御により、発光した光の偏光度が蛍光団の見掛け分子量の変化だけに 依存するようにする。この見掛け分子量は、プローブ−リガンド複合体が溶液状 態で自由であるか、またはタンパク質受容体に結合しているかに依存する。FPに 基づく結合検定(assay)は多数の重要な利点を持つ。その中で主要なものは、真 に均質な平衡条件下でのIC50値とKd値の測定、検定の速度および自動化への利 便性、ならびに曇った懸濁液および着色した溶液中でスクリーニングできること である。 かかるFP方式の検定の自動化は、96ウェルの蛍光偏光プレートリーダーを用い て行われる。このリーダーは、フルオレセイン標識分子に対して1nMの感度レベ ルで偏光値を読取ることができ、各プレートを3分で読取ることができる。 蛍光偏光平衡結合検定をZAP、Syk、およびSrc ドメインに応用した。N,C-ZAP への二重リン酸化ζ-1配列の結合曲線を、データのスキャッチャードプロットと 一緒に図5に示す。 ある化合物が、特定のSH2 含有タンパク質とその天然のリガンド(またはその 一部もしくはそれに基づく類似物)との相互作用を、何か他の SH2−リガンド相 互作用の阻害より優先的に、例えば、少なくとも1桁、より好ましくは少なくと も2桁(任意の尺度で)の大きさで阻害することが望ましいことがよくある。 そのような化合物は、適当な細胞系検定または動物モデルを用いて対象となる 相互作用を含む経路により媒介される細胞または他の生物学的事象を阻害する活 性についてさらに評価してもよい。ある化合物の多様な細胞または他の生物学的 事象に関する阻害活性を評価するのに適した細胞系検定および動物モデルは当技 術分野で知られている。新たな検定法およびモデルも次々に開発され、科学文献 に報告されている。 例えば、ZAP-70に結合する化合物は、任意の従来の検定方法および材料を用い てT細胞活性化の阻害における生物学的活性について評価することができる。例 えば、ZAP に結合する化合物は、in vitroでCD4+およびCD8+Tリンパ球の阻害に ついて、およびin vitro活性の実証に使用される用量範囲内で細胞障害性T細胞 へのin vitro毒性の欠如について、検定することができる。一組のin vivo モデ ルを用いて、その化合物の免疫抑制活性の幅のプロフィールを決定し、これをシ クロスポリンおよびFK506 のような陽性対照(positive control)のプロフィール と比較してもよい。比較は、他の現在許容されている免疫抑制化合物、即ち、ラ パマイシン、シクロホスファミド、およびレフルノミドに対して行ってもよい。 最初のin vivo スクリーニングモデルとしては、遅延型過敏症試験、同種内皮膚 移植、および膝窩リンパ節過形成が挙げられる。上記モデルにおいて最適プロフ ィールを実証した化合物は、慢性関節リューマチ、移植、対宿主性移植片病、お よび喘息を含む特定の治療分野における免疫抑制活性を確認するように設計され たより精密なモデルに進める。 SYK に結合する化合物は、マスト細胞または好塩基球顆粒消失検定における阻 害活性について評価することができる。ヒスタミン、ロイコトリエン、ホルモン 性メディエーターおよび/もしくはサイトカインなどの特定のメディエーターの 細胞放出に関する本発明の化合物の阻害活性、ならびにホスファチジルイノシト ール加水分解またはチロシンリン酸化のレベルに関するその生物学的活性を、生 物学的活性の指標として、慣用のin vitro検定で特徴化することができる。[例 えば、「ラット好塩基球性白血病細胞系からのIgE 誘導ヒスタミン放出:放出性 および非放出性クローンの分離」Edward L.Barsumian,Chaviva Isersky,Mari anne G.Petrino,Reuben P.Siraganian,Eur .J.Immunol. 11:317-323; Forr est,MJ,1991,Biochemical Pharmacology 42:1221-1228(活性化ネトロフィル< netrophils>からのN-アセチル-βグルコサミナダーゼの測定);およびStephan,V .M.et al.,J .Biol.Chem. 267:5434-5441(1992)を参照。]例えば、ヒスタ ミン放出は、AMAC Inc.(Westbrook,ME)から入手できるキットを用いたラジ オイムノアッセイにより測定することができる。このようにしてSYK に結合する 化合物の生物学的活性を評価し、これら相互の間で、またはレフルノミド(およ びその活性代謝生成物、A771726)、バナデート、スタウロスポリン、ゲニステイ ン、もしくは陽性対照として使用できる、臨床的に関連する化合物を含む他の化 合物のような既知の活性化合物と比較することができる。 一般的に言って、かかる検定では、IC50値が 150〜300 μM で興味あり、50〜 150 μM では良好、約50μM 以下であると非常に興味ありと考えられる。 SYK に結合する化合物は、それらが感作モルモット気管ストリップ(細長片) 組織の抗原刺激収縮を阻止する能力についてex vivo 検定で試験することもでき る。この検定での活性は、潜在的な抗喘息薬剤の効力を予測するのに有用である ことが示されている。喘息の数多くの動物モデルがこれまでに開発されており、 それらを使用できる(概説については、Larson「可逆的気道閉塞の実験モデル」THE LUNG 中、Scientific Foundations,Crystal,West et al.(編),Raven Pre ss,New York,pp.953-965(1991); Waner et al.,1990,Am .Rev.Respir.Di s. 141:253-257を参照)。喘息の動物モデルに使用される種としては、マウス、 ラット、モルモット、ウサギ、イヌ、ヒツジ、および霊長類が挙げられる。利用 可能な他のin vivo モデルは、Cross et al.,Lab .Invest. 63:162-170(1990) およびKoh et al.,Science, 256:1210-1213(1992)に記載されている。 別の例示として、癌成長(増殖)の開始、保持または拡大に関係するシグナル の形質導入に関与するSH2 含有タンパク質に結合する化合物を、関連する従来の in vitroまたはin vivo 検定により評価することができる。例えば、イシイ等,J .Antibiot. XLII:1877-1878(1989)(細胞障害/抗腫瘍活性のin vitro評価); Sun et al.,米国特許第5,206,249 号(1993年4月27日発行)(培養白血病細胞の 増殖阻害活性のin vitro評価);およびSun et al.,同上(マウスに異種移植され た各種のヒト腫瘍細胞系を用いた異種移植モデルならびに各種の形質転換動物モ デル)を参照。 効力試験を行う化合物種においては、1回および複数回(例、5〜7日)の用 量での調査毒物学的検討が、一般に効力の検討に意図された投与経路を用いて実 施される。このような調査毒物学的検討は、最大許容用量、腹腔内もしくは経口 投与経路からの個体生体利用性(subjective bioavailability)、および初期の安 全性限界の推定を決めるために行われる。動物モデルにおけるその化合物の適当 な用量基準の決定を助けるため、その化合物の初期生体利用性および薬物動態学 (血液浄化値)を、標準的な低温または放射性検定で求めてもよい。薬剤設計の例示 ZAP ファミリーメンバーの構造を薬剤設計に利用する1つの手法を例示するた めに、我々はZAP-NC:ζ1複合体の構造座標(例えば、付属文書Iを参照)を使 用して、対象となるアミノ酸残基をそれらのリガンド分子との相互作用の可能性 に関して特徴化した。例えば、プログラムSyby1 を使用して、ζ-1ペプチドリガ ンドの10Å範囲内にあり、かつタンパク質表面上に存在する、N末端側SH2 ドメ インおよびC末端側SH2 ドメインからのアミノ酸残基を我々は同定した。リガン ド分子上の部分との疎水性相互作用に参加することができるその領域からの残基 を表Aに列挙する。リガンド分子上の部分との水素結合性相互作用またはイオン 性(塩橋)相互作用に参加することができるその領域からの酸性残基を表Bに列 挙する。リガンド分子上の部分との水素結合性相互作用またはイオン性(塩橋) 相互作用に参加することができるその領域からの塩基性残基を表Cに列挙する。 リガンド分子上の部分との水素結合性相互作用に参加することができるその領域 からの中性残基を表Dに列挙する。リガンド分子上の部分との水素結合受容性相 互作用に参加することができる、適当な位置に主鎖アミドカルボニルを有するそ の領域からの残基を表Eに列挙する。リガンド分子上の部分との水素結合供与性 相互作用に参加することができる、適当な位置に主鎖アミド窒素を有するその領 域からの残基を表Fに列挙する。 同様に、我々は、C末端側ドメインおよびN末端側ドメインからのアミノ酸残 基のうち、これら2つのドメイン間の界面に存在し、かつZAP-70をリン酸化T細 胞受容体に結合するのに必要なドメインの近接並置(juxtapositioning)を崩壊さ せるようにリガンド分子と相互作用することができそうなアミノ酸残基を同定し た。リガンド分子上の部分との疎水性相互作用に参加することができるその領域 からの残基を表Gに列挙する。リガンド分子上の部分との水素結合性相互作用ま たはイオン性(塩橋)相互作用に参加することができるその領域からの酸性残基 を表Hに列挙する。リガンド分子上の部分との水素結合性相互作用またはイオン 性(塩橋)相互作用に参加することができるその領域からの塩基性残基を表Iに 列挙する。リガンド分子上の部分との水素結合性相互作用に参加することができ るその領域からの中性残基を表Jに列挙する。 同様に、我々は、ドメイン間(スペーサーAとも呼ばれる)領域からのアミノ 酸残基のうち、この領域の2つのαヘリックスコイル間の界面に存在し、かつNC -ZAPドメインの観察された折りたたみ(フォールディング)を崩壊するようにリ ガンド分子と相互作用することができるらしいアミノ酸残基を同定した。リガン ド分子上の部分との疎水性相互作用に参加することができるその領域からの残基 を表Kに列挙する。リガンド分子上の部分との水素結合性相互作用またはイオン 性(塩橋)相互作用に参加することができるその領域からの酸性残基を表Lに列 挙する。リガンド分子上の部分との水素結合性相互作用またはイオン性(塩橋) 相互作用に参加することができるその領域からの塩基性残基を表Mに列挙する。 リガンド分子上の部分との水素結合性相互作用に参加することができるその領域 からの中性残基を表Nに列挙する。 表A〜Nに列挙されたアミノ酸残基を用いて、リガンド分子上の部分に対する ZAP-70タンパク質上の結合部位を決定することができる。結合部位は、互いに約 10Åの範囲内にある前述した残基からなる部分集合を含む。例えば、残基CYS39 ,ARG41,SER42,PRO60,GLU62,LYS220 およびASP230はかかる結合部位を含む 。 我々は前述した種類の評価に基づいてZAP ファミリーメンバーに対する新規な 種類のリガンドを考えつく。具体的には、この種類は、それぞれ前述した1また は2以上の残基、好ましくは前述した残基により規定される1または2以上の結 合部位、と相互作用することができる1または2以上の部分を含有する化合物か らなる。このような化合物の部分集合の組は、少なくとも2つの部分を含み、そ のうち少なくとも1つは置換または非置換のリン酸またはリン酸疑似部分(例、 置換または非置換のホスホン酸部分)であるものである。それらの部分が置換さ れている態様では、置換基はアルキル、アリールまたはアリールアルキルでよい 。 アルキルなる用語は、飽和および不飽和の両方の、直鎖、分岐鎖、環式または 多環式の脂肪族炭化水素を包含する意味であり、これは1または2以上の炭素原 子の代わりに酸素、硫黄、または窒素を含有していてもよく、かつヒドロキシ、 C1〜C8アルコキシ、アシルオキシ、カルバモイル、アミノ、N-アシルアミノ、ケ トン、ハロゲン、シアノ、カルボキシル、およびアリールよりなる群から選ばれ た1または2以上の官能基で任意に置換されていてもよい。アルキル基は好まし くは低級アルキル基、即ち、炭素数1〜8のものである。 アリールなる用語は、安定な環式、複素環式、多環式および複素多環式の不飽 和C3〜C14部分を包含する意味であり、例示すると、これらに限られないが、フ ェニル、ビフェニル、ナフチル、ピリジル、フリル、チオフェニル、イミダゾイ ル、ビリミジニル、およびオキサゾイルである。これらはさらに、ヒドロキシ、 C1〜C8アルコキシ、C1〜C8分岐鎖もしくは直鎖アルキル、アシルオキシ、カルバ モイル、アミノ、N-アシルアミノ、ニトロ、ハロゲン、トリフルオロメチル、シ アノ、およびカルボキシルよりなる群から選ばれた1ないし5個の置換基で置換 されていてもよい(例えば、Katritzky,Handbook of Heterocylic Chemistryを 参照)。 リガンドは1または2以上のアミド結合を含有していてもよいが、好ましくは 非ペプチドである。好ましくは、リガンドの分子量は1200以下、より好ましくは 750 以下、さらに好ましくは500 以下である。ペプチドおよびペプチド性分子は 、2またはそれ以上の天然α−アミノ酸がペプチド結合(アミノ酸がプロリンで ある場合を除いて第1アミド結合)により連結されたものからなる。 リガンドまたはリガンド上の部分の、結合部位で1つの特定の残基または複数 の残基の組と相互作用する能力は、対象となる残基へのリガンド部分の近接性に 注目することにより決定することができる。近接性(proximity)はタンパク質と リガンドの共複合体のX線結晶学もしくはNMR 評価のような物理的方法により決 定することができ、または上述したようなプログラムを用いてリガンドの構造を タンパク質の構造とドッキングさせるモデル化の検討を通して決定してもよい。 多数の市販のプログラムが、モデル化構造または実験的に決定された構造の評価 と、水素結合性または疎水性相互作用に関与する原子の同定を都合よく行うこと ができる。一般に、水素結合(これは塩橋および他のイオン性相互作用を含む) は、約 2.8〜3.5 Å、より普通には約3.2 Åまでの距離を横断し、約 180±60° の供与体−H−受容体角度で起こる。疎水性相互作用は、関与する原子の性質に 応じて、約5Åまで、より好ましくは約4.5 Åまで、より普通には約4Åまでの 距離を横断して起こる。やはり、多数の市販コンピュータプログラムのいずれか を使用して、リガンド部分とタンパク質原子との間の水素結合性および疎水性の 相互作用を同定することができる。G.ZAP ファミリーメンバーの阻害剤の薬剤組成物および使用 1または2以上のZAP ファミリーメンバーに結合する化合物を、リガンド特異 性に基づいて、SH2 含有タンパク質、特に新たに発見されたタンパク質の機能の 分類のために、ここに説明した結合検定における生物学的試薬として使用するこ とができる。 さらに、上記のようにして同定された化合物を、1または2以上のSH2 ドメイ ンを含有するZAP ファミリータンパク質により媒介される分子相互作用から生ず る生物学的事象の出現を阻害するために使用することができる。本発明はかくし て、このようなタンパク質とこれに対する天然リガンド[即ち、ZAP ファミリー タンパク質に細胞内で結合する天然タンパク質(典型的には)またはその一部も しくは類似物]との間の相互作用あるいはこのような相互作用により媒介される 生物学的活性を阻害する(完全または部分的に)ための方法および材料を提供す る。この方法では、ここに記載したようにして同定または得られた化合物を、例 えば、その分子相互作用を阻害すべき細胞中にこの化合物を導入するといった方 法により、ZAP ファミリータンパク質と混合または接触させる。化合物の導入後 、ZAP ファミリータンパク質とその天然リガンドとの相互作用が阻害され、これ は容易に検出できる。このような相互作用の阻害は、SH2 媒介事象の生物学のよ りよい理解を目指した研究に利用できる。 一般に、SH2 媒介相互作用の阻害剤は、例えば、SH2 含有タンパク質とそれに 対する天然リガンドとの相互作用により媒介される細胞プロセスから生ずる症状 または疾患の診断、予防または治療に有用であろう。例えば、骨粗鬆症の発症も しくは進行を予防し、またはその過程を逆転させるために、それを必要とする患 者にSrc SH2 と選択的に結合するSH2 結合または遮断剤を投与することにより、 患者を処置することができる。SH2 結合または遮断剤が治療に有用であるかもし れない病状は、SH2 ドメイン含有タンパク質のSrc,PLCg,およびGrb7が関与し ていた胸部癌をはじめとして、他にも多数ある。他の関連する病状として前立腺 癌があり、この場合には、Grb2,PLCg,およびP13K(これら全てSH2 ドメインを 含む)を標的とすることが、この病気の治療または予防に有用であるかもしれな い。Grb2またはAbl SH2 ドメインとBcr-abl との相互作用の阻害は、慢性骨髄性 白血病(CML)や急性骨髄性白血病(AML)の治療にも有用かもしれない。SH2 阻害 剤のさらに他の関連する用途は、STATタンパク質のSH2 ドメインを標的とするこ とによるインターフェロン、成長因子、またはサイトカインが媒介する疾患(例 、炎症性疾患)の予防であろう。 特に関心あるのが、ZAP ファミリーメンバーとそれらの天然リガンドとの相互 作用を遮断する薬剤である。例えば、T細胞の活性化に関与すると信じられてい るZAP-70が関係する相互作用の阻害剤は、自己免疫疾患の治療および予防ならび に皮膚および臓器移植の拒絶反応の予防に免疫抑制剤として有用であろう。SYK と天然リガンドとの相互作用の阻害剤は喘息や手に負えないアレルギー反応の治 療および予防に有用であろう。 本発明に従って選択または同定された阻害剤は、通常の材料および手段を用い て、薬剤に許容される担体および/または他の賦形剤を含有する薬剤組成物の形 態に処方することができる。このような組成物は、ZAP ファミリータンパク質に より媒介される分子相互作用が関係する細胞事象から生ずる疾患または症状の治 療のために、ヒトまたはヒト以外の動物に投与することができる。このような組 成物の投与は、この技術分野では周知のように、適当な処方組成物を用いて任意 の慣用の経路(非経口、経口、吸入等)により行うことができる。本発明の阻害 剤は、慣用の賦形剤、即ち、非経口投与に適した薬剤に許容できる有機または無 機担体物質との混合物として使用することができる。薬学的応用 ここに説明したようにして同定された化合物は、薬理学的に重要な細胞事象に 要求されるタンパク質−タンパク質相互作用を阻害するその能力のために、これ 必要とする哺乳動物におけるさまざまな疾患および障害の治療または予防のため の薬剤組成物および方法に使用できる。 哺乳動物は、マウス、ラットおよびモルモットのような齧歯類、ならびにイヌ 、ネコ、ウマ、ウシ、ヒツジ、ヒト以外の霊長類、およびヒトを含む。 このような治療および予防の好ましい方法は、その疾患または障害の予防、緩 和または治癒のために有効量の該化合物を哺乳動物に投与することである。この 有効量は、ここに記載した検定法を含む、当技術分野で周知の慣用の検定法で本 発明の化合物を評価することにより容易に決定することができる。治療/予防用投与と薬剤組成物 本発明は、上で言及された疾患または障害の症状および/または重篤性を、対 象個体にそのための有効量を投与することにより治療、予防および/または緩和 する方法を提供する。対象個体は、これらに限られないがウシ、ブタ、ニワトリ 等の動物を含む動物であり、好ましくは哺乳動物、特に好ましくはヒトである。 各種の薬剤供給系、例えば、リポソーム中封入、微粒子、マイクロカプセル等 、が知られており、本発明の阻害剤の投与に使用できる。興味ある1つの供給方 式は、後でより詳しく説明するように、肺を経由する投与である。他の導入方法 としては、これらに限られないが、皮内、筋肉内、腹腔内、静脈内、皮下、鼻腔 内、硬膜外および経口経路が挙げられる。阻害剤の投与は、例えば、輸液や大量 (bolus)注射、上皮もしくは粘膜皮膚の内層(例、口の粘膜、直腸および腸管粘 膜等)を通る吸収、といった任意の好都合な経路により行うことができ、他の生 物学的に活性な薬剤と一緒に投与してもよい。投与は全身でも局所でもよい。鼻 、気管または肺の症状の治療または予防用の好ましい投与経路は、経口、経鼻、 または気管用エアゾール(エーロゾル)もしくはネブライザーである。 このように、具体的態様においては、本発明の阻害剤を処置を必要とする体内 部位に局所的に投与することが望ましい場合がある。これは、例えば、制限を意 図しないが、手術中の局所輸注、局所塗布、注射、カテーテル手段、座薬手段、 または皮膚パッチもしくは埋設(implant)手段により達成しうる。この埋設材は 、サイアラスティック(sialastic)膜のような膜や繊維を含む、多孔質、非多孔 質、もしくはゼラチン状材料のものでよい。 本発明は薬剤組成物も提供する。かかる組成は治療(または予防)に有効な量 の該阻害剤と、薬剤に許容される担体または賦形剤とを含有する。このような担 体としては、これに制限されないが、食塩水、緩衝剤含有食塩水、デキストロー ス、水、グリセロール、エタノール、およびこれらの組合わせがある。担体およ び組成物は滅菌することができる。処方組成物は、投与方式に適した形態とすべ きである。 薬剤組成物は、所望により、少量の湿潤もしくは乳化剤、またはpH緩衝剤も含 有することができる。この組成物は、液体溶液、懸濁液、乳化液、錠剤、カプセ ル剤、持効性処方、または散剤(粉末)とすることができる。組成物はまた、ト リグリセリドのような慣用の結合剤および担体を用いて座薬として処方すること もできる。経口処方組成物は、薬剤用のマンニトール、乳糖、デンプン、ステア リン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、炭酸マグネシウム等 といった標準的な担体を含有しうる。 ある特定の態様において、本発明の薬剤組成物は、ヒトへの静脈内投与に適し た薬剤組成物として通常の方法に従って処方される。典型的には、静脈内投与用 の組成物は、滅菌等張緩衝剤水溶液中の溶液である。必要に応じて、この組成物 はさらに、可溶化剤および注射部位の痛みを和らげるための局所麻酔剤も含有し うる。一般に、各成分は別々にまたは一緒に混合して単位用量(一回量)形態に し、例えば、有効成分の量を表示したアンプルまたはサシェット(子袋)のよう な気密密封容器内に凍結乾燥粉末または無水濃厚液として供給される。この組成 物を輸注により投与しようとする場合、滅菌した薬剤用の水または食塩水を入れ た輸液ビンを用いて供給することができる。組成物を注射により投与する場合に は、注射用滅菌水または食塩水のアンプルを用意して、成分を投与前に混合でき るようにしてもよい。 有効量の阻害剤の個体への投与は、その個体の皮膚の病変部に化合物を直接投 与することにより局所的に達成することもできる。このためには、阻害剤は、ゲ ル、軟膏、ローションまたはクリームといった薬剤に許容される局所用担体を含 有する組成物として投与または塗布される。局所用担体は、制限されないが、水 、グリセロール、アルコール、プロピレングリコール、脂肪アルコール、トリグ リセリド、脂肪酸エステル、または鉱油など含む。 他の局所用担体としては、流動パラフィン、パルミチン酸イソプロピル、ポリ エチレングリコール、エタノール(95%)、ポリオキシエチレンモノラウレート(5% )水溶液、またはラウリル硫酸ナトリウム(5%)水溶液が挙げられる。酸化防止剤 、保湿剤、粘度安定化剤等の添加剤といった他の材料を必要に応じて添加しても よい。 また、場合によっては、阻害剤が皮膚の上、内部、または下に配置された器材 の内部に配置されることが予想される。このような器材としては、該化合物を受 動的または能動的放出機構により皮膚に放出するパッチ、埋設材、および注入材 がある。 各種の処方組成物を製造するための材料および方法は当技術分野で周知である [例えば、米国特許第5,182,293 号および同第4,837,311 号(錠剤、カプセル剤 および他の経口用処方ならびに静脈内処方)を参照]。 本発明の阻害剤の有効用量は、哺乳動物の体重当たりで約0.01〜50 mg/kg、好 ましくは約 0.1〜10 mg/kgであり、1回または複数回に分けて投与される。一般 に、この阻害剤は上記の治療を必要とする患者に、約1〜2000 mg/人の日用量範 囲で投与することができる。 具体的な障害または症状の治療または予防に有効な阻害剤の量は、その障害ま たは症状の性質に依存して変動し、標準的な臨床技術により決定することができ る。また、最適投与量範囲の決定を助けるため、in vitroまたはin vivo 検定を 場合により採用してもよい。有効用量は、in vitroまたは動物モデル試験システ ムから得られた用量−応答曲線から推定してもよい。有効成分としての阻害剤の 厳密な投与量レベルは、全ての投薬治療の場合と同様に、付添い医師または他の 健康管理提供者が決定すべきであり、投与経路、ならびに個体または患者の年齢 、体重、性別、ならびに一般健康状態;疾患の性質、重篤度および臨床段階;お よび同時に他の治療の併用の有無、を含む周知の因子に応じて変動しよう。 本発明はまた、本発明の薬剤組成物の1または2以上の成分を入れた1または 2以上の容器を備えた薬剤パックまたはキットも提供する。このような容器に、 薬品もしくは生物学的製品の製造、使用または販売を監督する政府機関により指 定された形態の注意書を任意に添えることができ、その注意書はヒトの投与に対 する製造、使用または販売の監督官庁による認可を反映する。肺への投与 本発明の1態様において、阻害剤は、例えばエーロゾル化によって、肺への投 与により投与される。この投与経路は、気管支または肺の感染症または腫瘍の治 療または予防に特に有用な場合がある。 肺への投与は、例えば当分野で知られる各種の供給装置[例、Newman,S.P.,1 984,Aerosols and the Lung 中,ClarkeおよびDavia(編)、Butterworths,Lo ndon,England,pp.197-224; PCT公開番号 WO92/16192(1992年10月1日); PCT公 開番号 WO91/08760(1991年6月27日); Roosdorp とCrystal によるNTIS特許出願 7-504-047(1990年4月3日出願)を参照])のいずれを用いても行うことができ る。供給装置としては、これに限られないが、ネブライザー(噴霧器)、計量吸 入器、および粉末吸入器が挙げられる。種々の供給装置が市販されており、いず れも使用できる。例としては、Ultravent 噴霧器(Mallinckrodt,Inc.,St.Lou is,Missouri); Acorn II噴霧器(Marquest Medical Products,Englewood,Colo rado); Ventolin 計量噴霧器(Glaxo Incs.,Research Triangle Park,North Ca rolina); Spinhaler 粉末吸入器(Fisons Corp.,Bedford,Massachusetts)ま たはTurbohaler(Astra)がある。このような器具は、通常はかかる器具からの投 薬に適した処方組成物を使用する必要があり、この組成物には噴射材料が存在す る場合もある。 超音波噴霧器は、液体から呼吸できる寸法のエーロゾルを製造するのにジェッ ト噴霧器より効率的である傾向がある(Smith とSpino「嚢胞性線維症における 薬剤の薬物動態学」Consensus Conference,Clinical Outcomes for Evaluation of New CF Therapies,Rockville,Maryland,1992年12月10〜11日、米国嚢胞 性線維症財団)。 噴霧器(ネブライザー)を用いてエーロゾル粒子を形成してもよく、また生理 学的に許容できる各種の不活性ガスのいずれもエーロゾル化剤としてを使用でき る。生理学的に許容できる界面活性剤(例、グリセリド)、賦形剤(例、乳糖) 、担体および希釈剤のような他の成分も含有させることができる。 本発明は、ここ(本明細書)に記載した特定の態様により範囲が制限されるも のではない。実際、ここに記載したものに加えて、本発明の各種の変更が上記の 説明から当業者には明らかとなろう。かかる変更例も添付の請求の範囲の範囲内 に包含されるものである。 本明細書には多様な特許、特許出願、および刊行物を引用しているが、その開 示内容の全体をここに援用する。実験例 I.タンパク質の調製 A.ZAP-NC:発現、精製および複合体形成 クローン化 ZAP-NCは、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)融合タンパク質として発 現させた。ヒトZAP-70からの残基 1〜259 をコードするDNA 配列[A.C.Chan,M .Iwashima,C.W.Turck,A.Weiss,Cell 71 649-662(1992)]を、pGex発現ベク ター[D.B.Smith,K.S.Johnson Gene 67,31-40(1988)]中にクローン化し、E .coli BL21またはE .coli B834中に形質転換した。得られた構築物は、トロン ビン切断部位とZAP-NCのN末端の2つの余分残基(extra residues)(GおよびS)に 対してコードした。発現 典型的調製では、BHI 培地中で2リットルの培養液(BL21)の増殖と誘導によ りZAP-NCを産生させた。培養液は25℃でOD 595 nm が0.8 になるまで増殖させ、 1mM IPTGで5時間誘導した。 セレノメチオニル(SeMet)ZAP-NCを、E .coli 834 の栄養要求性株[D.J.Leah y,H.P.Erickson,I.Aukhil,P.Joshi.W.Hendrickson Proteins 19 48-54(1 994)]を用いて、規定培地中でメチオニンをセレノメチオニンで置換し、産生さ せた。このSeMet ZAP-NCを、50mg/LのD,L-セレノメチオニンを用いて、0.5%チ アミンを加えた10リットルの規定培地[J.O.Boles,W.H.Tolleson,J.C.Schmi dt,R.B.Dunlap,J.D.Odom,J .Biiol.Chem. 267,22217-22223(1992)]中で 増殖させた。培養液は30℃でOD 595 nm が0.8 になるまで増殖させ、10〜15時間 誘導した。精製 GST 融合タンパク質をグルタチオンアガロースを用いて単離した後、トロンビ ンで切断した。ZAP-NCは、縦列SH2 ドメインをホスホチロシンアガロースカラム に結合させた後、塩(濃度)勾配を用いて溶離することによりGST から分離した 。その後、ZAP-NCをフェニルセファロースカラムでの疎水性相互作用クロマトグ ラフィーによりさらに精製した。このタンパク質を4℃で500mM NaClおよび10mM ジチオトレイトールと共にアルゴン下に貯蔵した。典型的な精製を下記に列挙す る。ZAP-NCとSeMet ZAP-NCのいずれも、N末端分析とSDS ゲル電気泳動により純 度>95%と判定された。ZAP-NCおよびSeMet ZAP-NCの質量スペクトル分析はセレ ノメチオニン混入率>95%を示した。複合体の調製 ZAP-NCプラスζ1ペプチド(NQLpYNELNLGRREEpYDVLD)の複合体は、このタンパ ク質に2倍過剰のペプチドを加えた後、試料をゲルろ過カラムに流すことによっ て調製した。ペプチドは2000μl の100mM Tris,pH 8.0に溶解させ、6mg のタン パク質に加えた。試料を室温で約30分間培養した後、0.2 ミクロンフィルターで ろ過した。Superdex 75 16/60 カラムを、100mM NaClと5mM DDT を含有する20mM Tris 中で平衡化し、試料を注入し、3mL ずつ画分を集めた。複合体は65.6mLで 溶離し、タンパク質A(280)に基づいてピーク画分をプールした。複合体の分析 は均質20%天然ゲル(homogeneous 20% native gel)で行った。典型的なZAP-NC精製 細胞溶解: 1)約20gの細胞をフレンチプレスセルを用いて40mLの緩衝液Aに溶解した。 2)緩衝液Bで1:1希釈した。 3)約30,000×g で30分間遠心分離し、上清を取り出した。グルタチオンカラム 2.6×10: 1)上清を緩衝液B中に平衡化したグルタチオンカラム上に注入した。 2)約100 mLの緩衝液B、次に基線まで緩衝液Cで洗浄した。 3)緩衝液Dで溶離し、5mL ずつ画分を集め、プールした。トロンビン切断 1)プールに200mM NaClを加えた後、ヒト・トロンビンを1μg/mgタンパク質で 加えた。 2)ニューテータ(nutator)で室温培養した。培養を続けながら、試料を採取し 、SDS ゲルに流した。反応は40分で完了した。(PMSFを加えて反応を停止させる ことができる。) 3)切断完了後、プールを20mM Tris pH 8/5 mM DTTで5倍に希釈した。ホスホチロシンカラム:26×7.5 cm: 1)プールを緩衝液E中で平衡化したカラムに注入した。 2)緩衝液Fに対して5 CV(カラム体積)勾配を用いて洗浄および溶離した。5m L ずつの画分を集めた。 3)ピークをプールした。フェニルセファロースカラム:26×17.5cm: 1)プールを3M(NH4)2SO4で1:1希釈した。 2)カラムを緩衝液Gで平衡化した。 3)タンパク質を注入し、基線まで洗浄し、緩衝液Hに対して3 CV勾配で溶離し た。ピーク画分をプールした。 4)ピークプールに500mM NaClと5mM DTTを加えた。アルゴン下4℃で貯蔵した 。使用した緩衝液 B.Syk-NCクローン化および発現 ヒトSyk の残基 6〜265 をコードするDNA 配列を、pET 発現ベクター中にクロ ーン化し、E .coli BL21(DE3)中に形質転換した[Shiue,L.et al.Molecular and Cellular Biology 15,272-281(1995)]。典型的調製では、200 μg/mLアン ピシリンを添加したBHI 培地中で2リットルの培養液の増殖と誘導によりSyk-NC を産生させた。培養液は25℃でOD 595 nm が1〜2になるまで増殖させ、1mM IP TGで誘導し、4時間後に集菌した。精製 全ての操作を4℃の低温室で行った。細胞をフレンチプレス・セルと2倍体積 の溶解用緩衝液(20mM Tris pH 8,500 mM NaCl,5mM DTTおよび1mM pefabloc) とを用いて溶解した。上清を高速遠心機で集め、2倍の緩衝液A(20mM Tris pH8 ,5mM DTT)で希釈し、同じ緩衝液で平衡化した 1.6×10cmのポリエチレンイミ ンアニオン交換カラムに適用した。流出液(flowthrough)を緩衝液B(20mM Tris pH 7.4,5mM DTT,50mM NaCl)に対して一晩透析した後、50mLホスホチロシンア ガロースカラムに注入した。カラムに結合したSyk-NCタンパク質を、4 CVの50mM 〜2M NaCl 塩勾配で溶離させた。Syk-NCタンパク質を集め、緩衝液C(50mM Mes pH 6.2,5mM CaCl2,5mM DTT)中に透析した。透析後、タンパク質試料を高速遠 心分離し、次いで緩衝液C中に平衡化したSource 15Sカラム(16×10cm)に適用 した。このカラムを緩衝液Cで洗浄した後、5 CVの0〜750mM NaClの塩勾配を用 いて溶離した。ピーク画分をプールした。SDS ゲル電気泳動は、このタンパク質 が純度>95%であることを示した。N末端配列決定と質量スペクトル分析で予測 された配列を確認した。280nm での吸収を測定してタンパク質濃度を決定した。 精製したタンパク質は10mM DTTと一緒に4℃で貯蔵した。Syk-NC とペプチドの複合体 長さの違う多数の異なるγおよびζペプチドとの複合体を作製した。典型的な 実験では、2倍過剰のペプチドを100mM Tris緩衝液に溶解し、10mgのSyk-NCに加 えた。この試料を室温で30分間培養した後、20mM Tris pH 8,100 mM NaCl,10m M DTT中で平衡化したSuperdex 75 カラム(16×60cm)に流した。3mL ずつ画分 を集め、ピーク画分をプールした。C.Syk-C 実験 残基 163〜265 をコードするヒトSyk のC末端側SH2 ドメインを、pGEX2TK 発 現ベクター中にクローン化し、E .coli BL21(DE3)中に形質転換した[Shiue,L. et al.Molecular and Cellular Biology 15,272-281(1995); Law,C.L.et al .J .Biol.Chem. 269,12310-12319(1994)]。1g/Lの15NH4Cl および/または3g /Lの13C グルコースを加えたM9培地中での2リットルの培養液の増殖と誘導によ り同位体標識グルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)-Syk-C を産生させて均一 に標識されたSyk-C SH2 を得た。誘導の直前に、M9培地に非標識グルコース:13 C グルコースを9:1の比率で含有する混合物4.15g/L を加えて、分別的に標識 された(約10%)13C Syk-C 試料を調製した。典型的な調製では、培養液を25℃ で光学濃度(OD)595 nm が1.0 になるまで増殖させ、1mM イソプロピル-b-D-チオ ガラクトピラノシド(IPTG)で誘導し、5時間後に集菌した。細胞は使用時まで− 80℃で貯蔵した。精製 細胞を溶解し、タンパク質をグルタチオンアガロースでアフィニティー精製し た。GST 融合タンパク質をトロンビンで切断し、ホスホチロシンアガロースおよ びイオン交換樹脂でさらに精製して、SDS ゲル電気泳動で>98%純度のSH2 ドメ インを得た。典型的な精製は下にまとめてある。N末端配列決定と質量スペクト ル分析で予測された配列を確認した。精製したタンパク質は過剰のジチオトレイ トール(DTT)と一緒にアルゴン下で貯蔵した。複合体の調製 0.5mL のNMR 緩衝液(50mM Tris-d11,0.15N NaCl,10mM DTT-d8,0.025% NaN3 ,pH=7.0)に溶解した2倍モル過剰のpTyr76ペプチドを、同じ緩衝液に溶解したS yk-C タンパク質に加えて、Syk-C SH2 タンパク質:pTyr76ペプチド複合体の試 料を調製した。この混合物を8℃で一晩培養した後、濃縮し、さらにCentricon 10マイクロコンセントレータを用いて14℃で平衡化した。2mLないし200mL の5 回の緩衝液の交換により完全な平衡化を確保した。濾液と最終的な複合体溶液の 一部を採取し、HPLCで分析した。全てのNMR 試料が2〜4mMのタンパク質を含有 していた。典型的なSyk-C 精製 細胞溶解: 1)約7gの凍結ペレット化細胞を2倍量のPBS,0.5% Triton X-100,500mM NaCl ,5mM DTT,2mM EDTA,1mM PMSF 中で解凍した。 2)得られたホモジネートを16,000psi で20K 手動注入フレンチプレスセルを用 いて2回の処理で溶解させた。 3)溶解した細胞を再び2倍量の新たな溶解用緩衝液で希釈し、10分間攪拌した 後、30,600×g で40分間遠心分離して細胞破片を沈降させた。 4)上清をカラムに注入する前に0.8 μm Supor 膜フィルターでろ過した。全操 作を4℃で行った。グルタチオンアガロースクロマトグラフィー 1)26×100mm のグルタチオンアガロースカラムをPBS,2mM DTTで平衡化した。 2)ろ過した細菌溶解液を2ml/分で注入した後、カラムをPBS,0.5% Triton X -100,500mM NaCl,2mM DTT で、次にPBS,2mM DTTで洗浄した。 3) GST融合タンパク質を100mM Tris,100mM NaCl,20mM還元グルタチオン,2m M DTT,pH 8.0 で溶離した。GST 融合タンパク質の酵素切断 1)グルタチオンアガロース溶離液中の全タンパク質1mg当たり1単位のヒトト ロンビンを添加した。 2)ゆっくり磁気攪拌しながらトロンビンを4℃で約16時間反応させた。 3)20% SDS ゲルで切断の完結を確認した後、反応を1mM PMSFで停止させた。 4)切断した融合タンパク質をホスホチロシンアガロースカラムに注入する前に 0.2 μm Supor 膜でろ過した。ホスホチロシンアガロースクロマトグラフィー 1)26×100mm のホスホチロシンアガロースカラムを緩衝液A(20mM Tris,100m M NaCl,5mM DTT,pH 7.4)で平衡化した。 2)切断した融合タンパク質を2ml/分で注入した後、緩衝液Aで基線まで逆洗 浄した。 3)Syk-C を4カラム体積(CV)の0〜100%緩衝液B勾配で溶離させた。緩衝液B =A+1.9M追加のNaCl。PEI クロマトグラフィー 1)16×53mlのポリエチレンイミンカラムをホスホチロシン緩衝液Aで平衡化し た。 2)プールしたホスホチロシンピークを5ml/分でPEI に注入した後、緩衝液Aで 洗浄した。Syk-C は流出液中に含まれていた。D.ZAP-C 実験 クローン化および発現 ヒトZAP-70のC末端側SH2 ドメインを、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(G ST)融合タンパク質として産生した。ZAP-70の残基 155〜258 をpGEX発現ベクタ ー中にクローン化し、E .coli BL21中に形質転換した。典型的な醗酵では、200m g/mL アンピシリンを添加したLB培地中で4リットルの培養液の増殖と誘導によ りZAP-C を産生させた。培養液は37℃で595 nmでのODが1になるまで増殖させ、 1mM IPTGで誘導し、4時間後に集菌した。誘導の直前に温度を25℃に下げた。1 g/L 15NH4Cl を加えたM9培地中での培養液の増殖と誘導により15N標識ZAP-C を 産生させた。細胞を−80℃で貯蔵した。精製 ZAP-C 細胞を溶解し、タンパク質をグルタチオンアガロースでアフィニティー 精製した。GST 融合タンパク質をトロンビンで切断し、ホスホチロシンアガロー スでさらに精製して、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)ゲル電気泳動で>95%純度 を示したSH2 ドメインを得た。精製したタンパク質は過剰のジチオトレイトール (DTT)と一緒にアルゴン下で貯蔵した。典型的なZAP-C 精製 細胞溶解: 1)50g の凍結ZAP-C 細胞を2倍量のPBS,0.5% Triton,500mM NaCl,5mM DTT ,2mM EDTA,1mM PMSF 中で解凍した。 2)得られたホモジネートを16,000psi でMinnie Rannie 細胞破砕機を用いた3 回の処理により溶解させた。 3)細胞溶解液を30,000×g で40分間遠心分離した。 4)上清を集め、カラムに注入する前に0.8 μm 膜でろ過した。全操作を4℃で 行った。グルタチオンアガロースクロマトグラフィー 1)26×100mm のグルタチオンアガロースカラムをPBS,2mM DTTで平衡化した。 2)ろ過した細菌溶解液を2ml/分で注入した後、カラムをPBS,0.5% Triton, 500mM NaCl,2mM DTT で、次にPBS,2mM DTTで洗浄した。 3) GST融合タンパク質を100mM Tris,100mM NaCl,2mM DTT,20mM 還元グルタ チオン,pH 8で溶離した。GST 融合タンパク質の酵素切断 1)グルタチオンアガロース溶離液中のタンパク質1mg当たり1単位のヒトトロ ンビンを添加した。 2)ゆっくり攪拌しながらトロンビンを4℃で一晩反応させた。 3)翌朝タンパク質溶液に追加のトロンビン(1単位/mgタンパク質)を加え、切 断反応をSDS ゲルで監視した。完結後、反応を1mM PMSFで停止させた。ホスホチロシンアガロースクロマトグラフィー 1)26×80mmのホスホチロシンアガロースカラムを緩衝液A(20mM Tris,100mM NaCl,2mM DTT,2mM EDTA,pH 7.4)で平衡化した。 2)切断した融合タンパク質の半分をこのカラムに2ml/分で注入した後、緩衝 液Aで基線まで洗浄した。ZAP-C を4カラム体積の0〜100%緩衝液B勾配で溶離 させた(緩衝液B=A+1.9M NaCl)。 3)このホスホチロシンクロマトグラフィーを次いで残り半分の切断した融合タ ンパク質に適用した。ZAP-C 画分を集め、UV/可視分光法で分析した。II .リガンドの調製 全てのペプチドは、TFA-不安定側鎖保護を行ったN-フルオレニルメトキシカル ボニル(Fmoc)アミノ酸を用いて、Applied Biosystems 431A または433Aシンセサ イザーでの自動化固相合成により合成した。合成はリンク(Rink)樹脂(Rink,H. Tetrahedron Lett. 1987,28,3787-3790)上で0.25〜0.50 mmol スケールで実 施した。アミノ酸(1.0 mmol)は活性化剤としてHBTU/HOBt/DIEA(1:1:2)を用い て結合させた。結合反応は30〜50分であった。組立てられたペプチドをアセチル 化(DMA 中Ac2O/ピリジン)したが、これはリン酸化前(5分間の1回反応)ま たはリン酸化後(2×10分間の反応)のいずれかに行った。リン酸化 39,40 樹脂結合ペプチド(0.25 mmol)およびテトラゾール(25〜40等量/OH)を混合 し、デシケーター中でNaOHペレットの存在下に一晩減圧乾燥する。フラスコに、 次いでN2を流し、DMA(6 mL)を加える。(t-BuO)2PNEt2(10等量/OH)を添加し、混 合物を60〜90分間超音波処理する。樹脂をろ過し、DMA(3×5 mL)と CH2Cl2(4 ×5 mL)とで洗浄する。CH2Cl2(5 mL)およびmCPBA(2〜5 等量/OH)を添加し 、混合物をさらに20〜50分間超音波処理する。樹脂をろ過し、CH2Cl2(6×5 mL )で洗浄し、吸引乾燥する。分割および脱保護基 リン酸化ペプチド−樹脂を、TFA:フェノール:水(90:5:5)または TFA:水 :エタンジチオール:アニソール:フェノール(95:5:5:5:2)のいずれかで90〜 120 分間処理する。樹脂をろ過し、TFA で洗浄し、ろ液を回転蒸発により濃縮す る。ジエチルエーテルを加えて粗製ペプチドを沈殿させ、これをろ別し、Et2Oで 洗浄し、乾燥する。ペプチドをゲルろ過、分離用HPLC、およびゲル脱塩の組合わ せにより精製する。 ゲルろ過:粗製ペプチドを0.1M NH4HCO3(10〜20 mL)中に溶解させ、Sephadex G-25 カラム(2.6×100 cm)に適用し、約0.5 mL/minで溶離する。溶離液を254ま たは278 nmで監視し、生成物含有画分を分析用HPLCで同定し、プールし、凍結乾 燥する。 分離用HPLC:ペプチドを、220 nmでUV監視しながら、逆相Kromasil C8 カラム (粒度10ミクロン、孔径100 Å、20×250 mm)で精製した。生成物を、0.1% TFA 水溶液中60/40 MeCN/H2O(0.1% TFA)または25mM Et3N ホスフェート中60/40 Me CN/25mM Et3Nホスフェート pH 7 のいずれかの勾配で溶離させた。後者の緩衝液 は、単離された純ペプチドを脱塩する必要があり、これは凍結乾燥した生成物を Sephadex G-10 またはG-15カラム(2.6×30 cm)に適用し、0.1M NH4HCO3により1 〜2mL/minで溶離することにより行われた。リガンド(9) Nα-Fmoc-(O,O-ジエチル-α,α-ジフルオロホスホノメチル)フェニルアラニン (FmocF2Pmp(OEt)2OH)を用いて、上記の方法に従って、リガンド(9)の固相合成を 行った(Burke,T.R.,Smyth,M.S.,Otaka,A,Nomizu,M.,Roller,P.P.,Wo lf,G.,Case,R.,Shoelson,S.E.,ホスファターゼ耐性SH2 ドメイン阻害剤の 調製のための非加水分解性ホスホチロシル模擬物,Biochem. 1994,33,6490-64 94)。このペプチドを、TFA:フェノール:H2O:エタンジチオール:アニソール (18:1:1:1:1)を用いて樹脂から分割して、粗製のビス-O,O-ジエチルジフルオ ロホスホネート含有生成物を得た。最後の脱保護基は、粗生成物を室温でTMS-I: MeCN(1:1)にて20分間処理することにより行った。溶媒を蒸発させ、残渣を0.2M リン酸ナトリウム(pH 7.0: 50 mL)に溶解した。この溶液をジエチルエーテル(6 ×15 mL)で洗浄し、凍結乾燥した。生成物を上記のようにして精製した。III .結晶化および構造決定 A.ZAP-NCは、次のように各種リガンド(表1を参照)との複合体で結晶化させ た: 1.Zap/ζ1: ZAP-NCとζ1 19量体(リガンド5、表1)との二元系複合体は pH 8.5の20 mM Tris、200 mM塩化ナトリウム、および20 mM ジチオトレイトール を含有する緩衝液中で30 mg/mlに濃縮した。ZAP-NCのζ1 ペプチドとの複合体を 4 mM酢酸トリメチル鉛でさらに処理した。結晶は、20%のポリエチレングリコー ル4000および20 mM ジチオトレイトールの沈殿剤溶液の貯留上の、13.5 mg/mlの タンパク質複合体、10%のポリエチレングリコール4000、pH 6.2の50 mM クエン 酸ナトリウム、100 mM酢酸アンモニウム、0.005 %のアジ化ナトリウムおよび20 mM ジチオトレイトールを含有する、複数のハンギングドロップの状態で、3週 間以内は自発的に成長した。微小核接種(microseeding)により一晩で大きな結晶 が得られた。得られた各結晶は、非対称単位当たり1分子の単斜晶系(P21,a= 50.11,b=63.37,c=54.00 Å,およびβ=114.44°)である。リガンド8(表 1)との複合体にしたZAP-NCの結晶も同じ条件下で得られた。 2.Zap/ζ2: ZAP-NCとζ2 19量体(リガンド6、表1)との二元系複合体の 結晶は、Zap/ζ1に使用したのに類似した条件下で、下記の幾つかの変更を行っ て得られた。タンパク質の濃縮は、pH 8.5の10 mM Tris、0.5M塩化ナトリウム、 20 mM DTT 中で行った。20〜26 mg/mlのタンパク質を、結晶化の準備をする前に 、2 mM酢酸トリメチル鉛で1時間処理した。各ドロップは、Zap/ζ1 複合体につ いて記載した条件に加えて、20 mM 酢酸ナトリウムおよび0.2 M 塩化ナトリウム を含有していた。ドロップ中の最終pHは 6.4〜6.5 である。結晶化はZap/ζ1 の 微小核接種により行った(自発的結晶化は得られなかった)。結晶は、非対称単 位当たり1分子の単斜晶系(P21,a=50.00,b=63.19,c=54.22 Å,およびβ =114.6°)であり、2.2 Åの分解能にX線を回折した。 3.Zap/ζ3: ZAP-NCとζ3 19量体(リガンド7、表1)との二元系複合体の 結晶は、ドロップに酢酸ナトリウムを含有させた点を除いて、ZAP-NC/ζ2につい て述べたようにして得られた。結晶化はZap/ζ1 結晶による微小核接種後に得ら れた。結晶は非対称単位当たり1分子の単斜晶系(P21,a=49.85,b=63.38,c =54.01 Å,およびβ=114.43°)であり、2.6 Åの分解能にX線を回折した。 4.Zap/ジフルオロホスホノ−ζ1: ZAP-NCとζ1 19量体のジフルオロホスホ ノ類似物(リガンド9、表1)との二元系複合体の結晶は、ZAP-NC/ζ1について 述べたようにして、Zap/ζ1 結晶による微小核接種後に得られた。結晶は、非対 称単位当たり1分子の単斜晶系(P21,a=49.77,b=60.87,c=53.58 Å,およ びβ=117.09°)であり、2.2 Åの分解能にX線を回折した。 5.Zap/IgE γTAM 19量体: ZAP-NC とIgE γTAM 19量体(リガンド1、表1 )との二元系複合体の結晶は、ZAP-NC/ζ1について述べたようにして、但しpH6. 6 で、Zap/ζ3 結晶による微小核接種後に得られた。 6.Zap/IgE γTAM 16量体類似物: ZAP-NC とIgE γTAM 16量体類似物(リガ ンド10、表1)との二元系複合体の結晶は、ZAP-NC/ζ1 について述べたように して、但しpH7.0 で、2%グリセロールの存在下でZap/γ結晶の微小核接種によ り得られた。 7.Zap/リガンド11: ZAP-NC を3 mMリガンド11(表1)と混合し、酢酸トリ メチル鉛で処理した。結晶は、10%PEG 4K、pH8.23の50 mM Trisおよび10 mM DT T の溶液中の12.5 mg/ml ZAP-NC タンパク質、1.5 mMリガンド11および1.5 mM酢 酸トリメチル鉛の混合物から得られた。 B.SYK-NCは下記のようにリガンド(表1参照)と一緒または無しに結晶化させ た: 1.SYK-NC(リガンド無し)は、pH8.0 の20 mM Tris、0.2 M 塩化ナトリウム 、40 mM DTT 中で濃縮した。結晶は10%PEG 4k、0.2 M 塩化ナトリウム、50 mM リン酸緩衝液、pH 7.3、30 mM DTT 中の12.5 mg/mlのタンパク質で得られた。 2.syk/ζ1: SYK-NCとζ1 19量体(リガンド6、表1)との二元系複合体の 結晶は、pH 7.2の50 mM Hepes、9%PEG4k、4%2-プロパノール、0.25 M塩化ナト リウム、30 mM DTT 中の11mg/ml syk/ζ1 複合体で得られた。 3.syk/γ19: SYK-NCとIgEγ19量体(リガンド1、表1)との二元系複合体 の結晶は、pH 7.68 の50 mM TrisもしくはpH 7.36 の50 mM イミダゾール、11% PEG 4k、3.5 %2-プロパノール、0.3 M 塩化ナトリウム、30 mM DTT 中の11 mg/ ml syk/ζ1 複合体で得られた。 4.syk/γ15: SYK-NC とIgE γ15量体(リガンド2、表1)との二元系複合 体の結晶は、下記のいくつかの異なる組合わせの条件下で得られた。 a.10%PEG 4K、pH 5.6の50 mM クエン酸/リン酸緩衝液、0.1 M 塩化アン モニウム、0.01%アジ化ナトリウム、30 mM DTT 中の18 mg/ml複合体。 b.10%PEG 4K、pH 5.6の50 mM クエン酸ナトリウム緩衝液、0.1 M 塩化ア ンモニウム、0.5 %メチルペンタンジオール、0.01%アジ化ナトリウム、30 mM DTT 中の18 mg/ml複合体。 c.10 %PEG 6K、pH 6.2の50 mM リン酸緩衝液、0.2 M塩化ナトリウム、50 mM 酢酸アンモニウム、0.01%アジ化ナトリウム、30 mM DTT 中の18 mg/ml複合 体。 5.syk/γ25: SYK-NC とIgE γ25量体(リガンド3、表1)との二元系複合 体の結晶は、下記のいくつかの異なる組合わせの条件下で得られた。 a.16%PEG 2K、50 mMクエン酸ナトリウム、5%グリセロール、20 mM DTT 、pH6.46中の12.5 mg/ml SYK-NC/リガンド複合体。 b.10%PEG 4K、50 mM クエン酸ナトリウム、0.1 M 酢酸アンモニウム、20 mM DTT、pH6.3 中の12.5 mg/ml SYK-NC/リガンド複合体。 6.syk/γTam 27量体: SYK-NC とIgE γ27量体(リガンド4、表1)との二 元系複合体の結晶は、IgE γ25量体(リガンド3、表1)の場合についてすぐ上 に述べたのと同様にして得られた。 C.ZAP-NC:ζ1 立体構造 ZAP-NC:ζ-1複合体(単位格子当たり1複合体)の結晶を用いて得たX線回折 データを、いずれかに説明したようにして(表2も参照)解析し、この結晶性複 合体の立体構造を規定する座標を得た。ZAP-NC:ζ2 複合体の構造は、ZAP-NC: ζ2 複合体のX線回折データと、付属文書Iの座標により示されるようなZAP-NC :ζ-1複合体の構造とを用いて、分子置換法により決定した。ZAP-NC:ζ1 モデ ルを用いて剛体近似精密化を行った。得られたモデルを、ζ1 ペプチドをζ2 ペ プチドで置換した後、慣用の精密化により再構築した。ZAP-NC:ζ-1 "二量体" 複合体(単位格子当たり2複合体)のX線データも、ZAP-NC:ζ-1("単量体")構 造を用いた分子置換法により解析した。完全なZAP-NC:ζ-1 "単量体" モデルを 用いて剛体近似精密化を行った後、個々のSH2 ドメインを用いた剛体近似精密化 と、らせんドメイン領域の再構築を行った。それらの構造座標は、以下の付属文 書I(ZAP-NC:ζ-1複合体,"単量体")、付属文書II(ZAP-NC:ζ2 複合体)およ び付属文書III(ZAP-NC:ζ-1複合体,"二量体")に、プロテインデータバンクのフ ォーマットで示してある。このようなデータは、従事者のコンピュータに合わせ て、任意の所望の媒体に移し、所望のようにフォーマット化してもよい。 本発明は、それらの座標、ならびにその内部座標を保持(即ち、それらの固有 の内部関係を保持)しているそのあらゆる翻訳または回転等を包含するものであ る。当業者であれば、これらの座標は、例えば動力学シミュレーション(dynamic simulation)、最小化(minimization)等の分子力学計算を含む他の変換を受けさ せることができることも理解しよう。本発明はさらに、ZAP-NCまたは他のZAP フ ァミリーメンバーの対応する領域の座標、特に付属文書I、付属文書IIまたは付 属文書IIIに記載した座標をかかる変換(または別の立体配座の形成といったよ り広範な変換)に使用すること、ならびにこの変換の生成物(即ち、該座標の誘 導体)もさらに包含する。 IV.モデル化 受容体部位マッピング手法を例示するために、Irix 5.2を走らせる、Silicon Graphics Onyx ワークステーションで、Molecular Discovery のプログラムのセ ット(Molecular Discovery Ltd; Goodford,P.J.「生物学的に重要な巨大分子の エネルギー的に有利な結合部位決定のためのコンピュータ手法」J .Med.Chem. 1985,28,849-857)を用いて、我々はZAP-NCを次のように評価した。 (1) ZAP-NC+ζ1 のプロテインデータバンク(PDB)座標ファイルから、ζ1 ペプ チドと全ての結晶学的に観察された水分子を取り去った(Sybil のRemove Atom フィーチャーを用いて)。 (2) 得られたPDB ファイルを、タンパク質の検討に適した一組の分子力学パラメ ーターと合体させた(かかる適当なパラメーターとしては、そのコンピュータプ ログラムに一般に付随しているユーザー拡張用データファイルが挙げられる)。 (3) 各SH2 ドメインのペプチド結合面全体と2つのこのドメイン間の界面領域を 包囲する三次元の箱を作った。この箱の寸法は60Å×40Å×37Åであり、0.5 Å 間隔で配置した規則的な格子点を、箱をうめるように指定した。箱の位置は図6 に示す。 (4) 各格子点に、46個の原子(atomic)および多原子(polyatomic)プローブを順に 配置した。これらのプローブは非常に多様な化学的部分を代表するパラメータを 包含する。各プローブと該タンパク質との相互作用のエネルギーを、Lennard-Jo nes、静電および水素結合ポテンシャルに対する複数の明確な項を含む経験的な ポテンシャルエネルギー関数に従って、格子の各点でコンピュータ計算した。各 プローブについての埋没度(degree of burial)をイメージ法によりコンピュータ 計算した。 (5) 二次輪郭マップを作った。これは、或るポテンシャルエネルギーでの或るプ ローブの有利な相互作用の部位を視覚化するために使用できる。1例を図7に示 す。 この受容体部位マッピング実験からのデータを、Irix 5.2を走らせるSilicon Graphics Onyx ワークステーションで、tar フォーマットに書き込まれたDAT テ ープに移した。このマップデータは、それぞれ二次輪郭マップ用のファイル拡張 子 .cnt と .lontおよびASCII 出力を使用する。マップの向きは、我々のファイ ルzapNC-zl.pdbに対応し、これはブルックヘブン・プロテインデータバンクのフ ォーマットである。この輪郭ファイルはSybyl 6.1(Tripos,Inc.,St.Louis, MO)により読出すことができる。ファイルネームはMolecular Discoverプログラ ム、バージョン12におけるプローブ命名法に対応する。 コンピュータ処理方法の欄に記載したように、上記または他のプログラムによ る部位マッピングにより提供された情報を用いて、潜在的な薬効支持部位(薬理 団、pharmacophore)の空間配置を決定し、こうして3-D データベースのサーチに 対するシード点(seed points)または選択された点からの成長またはそれとの連 結を試みる新たなプログラムを提供することができる。コンピュータ手法で用い るための薬効支持部位の基礎構造の例示については、例えば、ここのどこかで既 に引用したFesik(1993)を参照。 例えば、二次輪郭マップを規定するデータを、Sybyl のようなソフトウェアプ ログラムを用いて、選択された官能基に対して好ましい位置を同定する3D構造と して画面表示してもよい。それらの画面表示を目で検討して、マップに示された 好ましい位置(即ち、標的タンパク質との有利な相互作用エネルギーにより特徴 化された、選択された各官能基に対して同定された位置)と一致するように、互 いに対して適切に配置された部分を含有する対応する化合物を選択することがで きる。LeafFrogのようなコンピュータプログラムを使用して、ある化合物を、適 切にマッピングされた配置内に位置する1または2以上の選択された部分から推 計学的に「成長」させることもできる。或いは、2またはそれ以上の部分につい てマッピングされた有利な位置から始めて、それらの部分間の空間的な関係を規 定する「ベクター」を規定し、次いでそれらのベクターを使用して、その適切な 空間的な関係内で選択された部分を具体化した化合物を選択または設計すること もできる。潜在的なリガンドの3D構造を含むデータベースは、実験的に決定され たか、またはコンピュータで作製された構造を含んでいる。選択または設計プロ セスは、ALADDIN(Van Drie et al,1989,J.Comput-Aided Mol Des 3,225-251 ),MACCS-3D(Moock et al,1990,Chemical Information Systems,Bawden & Mi tchell編,Chichester,pp 42-49),3D SEARCH,ChemDBS-3D,SYBYL/3DおよびCA VEATのようなプログラムを使用し、コンピュータの力を借りて行うことができる 。例えば、Fesik,1993,J Biomolecular NMR 3,261-269を参照。V.検定法 (1) 結合検定法 (a) 競合的結合検定法:結合の測定は、表面プラスモン共鳴(SPR)および応用技 術[Malmqvist,M.,Current Opinions in Immunology 5,282-286(1993); Malmq vist,M.,Nature 361:186-187(1993); Jonsson,U.,Malmqvist,M.,Advances in Biosensors ,JAI Press Ltd.London,1992,pp.291-336; Jonsson,U. et al,Bio Techniques 11(5):620-627(1991)]を使用した競合により行うことがで きる。SH2 ドメインを、典型的には各種濃度の試験化合物と一緒に予備インキュ ベーションし、試験化合物が固定化されたホスホペプチドリガンドへのSH2 結合 を競合的に阻害する能力をまず測定する。結果を、競合物の不存在下で測定され た結合と比較し、阻害%を算出する。IC50値は、結合を50%だけ低減させるのに 必要な阻害剤の濃度を表す。個々の測定の詳細は以下に記載する。全ての測定を 、10 mM HEPES(pH 7.4)/150 mM NaCl/3.4 mM EDTA/0.05% Tween 20 ± 10 m M DTTからなるHEPES 緩衝化食塩水(HBS)中、25℃で行う。一次スクリーニング -- 試験化合物(例、50μM)を、HBS±10 mM DTT 中で標的SH 2 と一緒に4℃で最低1時間予備インキュベーションする。その化合物が標的ホ スホペプチドへのSH2 ドメインの結合を阻害する能力をSPR を用いて測定する。 予め決めた割合(例、≧50%)だけ SH2/ホスホペプチドの会合を阻害する化合 物は、次の二次スクリーニングを受けさせる。二次スクリーニング -- 試験化合物の対数希釈液(10-4、10-5、10-6、…)を、 HBS±10 mM DTT 中で標的SH2 と一緒に予備インキュベーションする。その化合 物が標的ホスホペプチドへのSH2 ドメインの結合を阻害する能力をSPR を用いて 測定する。化合物濃度に対する阻害%(阻害剤の不存在下でのSH2 ドメインと比 較した)のプロットから、IC50の値を求める。 ・縦列ZAP 検定の詳細:ヒトT細胞受容体のζ鎖ITAM-1に対応するペプチド[NQ LY(PO4)NELNLGRREEY(PO4)DVLD][配列番号15]を、より大きなペプチド[Ac-KGG NQLY(PO4)NELNLGRREEY-(PO4)DVLD-NH2][配列番号16]の一部として合成し、ZAP 感受性バイオセンサー表面を形成するために使用した。具体的には、バイオセン サーチップCM5 を200 mM EDC/50 mM NHSで活性化して第1アミンに対す る表面反応性を生じさせ、ITAMペプチドをN末端リジンを介して固定化した。未 反応部位はエタノールアミン(水中1M)でブロックし、このチップを6 M グアニ ジン塩酸塩を用いて非共有結合ペプチドがなくなるように清浄化した。検定は、 10 nM pp70ZAP(1-259)+/-試験阻害剤を用いて、HBS + 10 mM DTT 中で行った。 ・N-ZAP 検定の詳細:ヒトT細胞受容体のζ鎖ITAM-1に対応するペプチド[NQLYN ELNLGRREEY(PO4)DVLD][配列番号17]を、より大きなペプチド[Ac-KGGNQLYNELNLG RREEY-(PO4)DVLD-NH2][配列番号18]の一部として合成し、上記と同様にZAP 感受性バイオセンサー表面を形成するために使用した。検定は、pp70ZAP(1-259) R195K(C末端側のSH2 ドメインを不活性にするため、アルギニン195をリシンで 置換した変異体)+/- 試験阻害剤を用いて、HBS + 10 mM DTT 中で行った。 ・C-ZAP 検定の詳細:ヒトT細胞受容体のζ鎖ITAM-1に対応するペプチド[NQLYN ELNLGRREEY(PO4)DVLD][配列番号17]を、より大きなペプチド[Ac-KGGNQLYNELNLG RREEY-(PO4)DVLD-NH2][配列番号18]の一部として合成し、上記と同様にZAP 感受性バイオセンサー表面を形成するために使用した。検定は、pp70ZAP(1-259) R37K(N末端側のSH2 ドメインを不活性にするため、アルギニン37をリシンで置 換した変異体)またはpp70ZAP(161-259)+/-試験阻害剤を用いてHBS + 10 mM D TT 中で行った。 ・縦列Syk 検定の詳細:ヒトFcεRIのγ鎖ITAMに対応するpp72sykペプチドリガ ンド[DGVY(PO4)TGLSTRNQETY(PO4)ETLK][配列番号19]を、より大きなペプチ ド[Ac-CGGDGVY(PO4)TGLSTRNQETY-(PO4)ETLK-NH2][配列番号20]の一部として合成 し、Syk 感受性バイオセンサー表面を形成するために使用した。具体的には、バ イオセンサーチップCM 5を200 mM エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)-カル ボジイミド塩酸塩(EDC)/50 mM N-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)で活性化して 第1アミンに対する表面反応性を生じさせ、エチレンジアミンで処理して、第1 アミンリッチの表面を形成し、m-マレイミドベンゾイル-N-ヒドロキシスクシン イミドエステル(sulfo-MBS; 25 mM NaHCO3中 50 mM)で活性化して遊離チオール に対する表面反応性を生じさせ、そしてITAMペプチドをN末 端システインを介して固定化した。未反応部位はβ−メルカプトエタノールでブ ロックし、このチップを6 M グアニジン塩酸塩を用いて非共有結合ペプチドがな くなるように清浄化した。検定は、20 nM pp72syk(1-265)+/- 験阻害剤を用いて 、HBS 中で行った。 ・C-Syk 検定の詳細:ヒトFcεRIの半リン酸化γ鎖ITAMに対応するpp72sykペプ チドリガンド[DGVY(PO4)TGLSTRNQETYETLK]を、より大きなペプチド[Ac-CGGDG VY(PO4)TGLSTRNQETYETLK-NH2]の一部として合成し、縦列syk に対して上述した ようにしてC-Syk 感受性バイオセンサー表面を形成するために使用した。検定は 270 nM pp72syk(163-265)+/- 試験阻害剤を用いてHBS 中で行った。(2) 細胞系の検定 (a) T細胞検定 (T細胞受容体依存性転写)検定の目的と説明 :この検定は、ある化合物が持つヒト・ジャーカット(Jurkat) T細胞系におけるIL-2転写経路のTCR 活性化を阻害する能力を測定するものであ る。このジャーカット細胞を、普通にはIL-2産生を調節する、上流プロモーター 要素、NF-AT 結合部位18の制御下にβ−ガラクトシダーゼ遺伝子を含む構築物で トランスフェクションした。細胞を活性化させると、β−ガラクトシダーゼが産 生する。細胞の薬剤処理と刺激 :検定すべき化合物を検定用緩衝液中に段階希釈し、各希 釈液を1時間の予備インキュベーションのためにジャーカット細胞に添加する。 予備インキュベーション後、TCR のCD3 成分に対する抗体を塗布したプレートに 細胞を移す。この抗体はTCR を架橋して、受容体シグナル化経路の活性化を生ず る。細胞を4時間インキュベーションした後、産生したβ-galの量を測定する。β−ガラクトシダーゼの測定 :この測定を用いて、MUG 検定で産生したβ−ガラ クトシダーゼの量を定量する。MUG(4-メチルウンベリフェロンガラクトース) をβ−ガラクトシダーゼで切断して、蛍光誘導体の7-ヒドロキシ-4-メチルクマ リンを生成させる。観測された蛍光は切断生成物の量と、従ってβ−ガラクトシ ダーゼの量と、相関する。各ウェルについて、化合物を添加しない場合のβ-gal の産生を100 %の値と決める。生データを抑制率(%)に換算し、3ウェルの平 均値を求め、次いでデータを試験化合物の濃度に対する抑制放出の%としてプロ ットする。(b) 細胞障害性Tリンパ球死滅 検定の目的と説明 :この検定は、ある化合物が持つヒト細胞障害性リンパ球細胞 系の細胞障害機能を阻害する能力を測定するものである。マイトジェン刺激抹消 血液リンパ球からヒト CD8+ CTL を作製した。マイトジェン活性化細胞はIL2 中 で増殖させ、3週間ごとにT細胞受容体複合体に対抗する抗体で再刺激し、CD8+ 細胞を分類し、クローン化した。クローンT9をCLT 検定に使用するために選択し た。このT細胞は非特異的に選択された、即ち、誘導に特異的抗原を使用しなか ったので、この検定のために選んだ標的はB細胞ハイブリドーマOKT3であった。 この細胞系はその表面上で抗CD3(T細胞受容体のサブユニットの1つに対する 抗体)を発現する。この抗体によるT細胞受容体の認識は、標的の細胞障害性プ ロセスを誘導する。細胞の薬剤処理と刺激 :検定すべき化合物を検定用緩衝液中に段階希釈し、各希 釈液を1時間の予備インキュベーションのためにCTL に添加する。予備インキュ ベーション後、この細胞を51Cr標識OKT3細胞と、3:1(エフェクター:標的) の比率で混合し、3時間インキュベーションする。このエフェクター:標的の比 率は約30%の比放出(specific release)を生ずる。 51Cr 放出の測定 :この細胞混合物を遠心分離し、上清を取り出す。培地中に放出 された51Crの量をγカウンターで測定し、比放出の値を、ディタージェント溶解 標的細胞の場合の値を100 %として求める。このデータを試験化合物の濃度に対 する比放出(%)としてプロットする。(3) 動物モデル: (a) 遅延型過敏症 最初のスクリーニングモデルは遅延型過敏症である。マウスの腹部にジニトロ フルオロベンゼンまたはオキサザロンのような感作性の化学物質を塗布(感作) する。7日後、感作したマウスの耳により低濃度の同じ化合物を塗布(攻撃)す る。抗原処理および提示、Tリンパ球活性化、白血球浸潤(infiltration)、体液 性メディエーター放出、微小血管透過性の増大、および血漿滲出はどれも感作し たマウスの攻撃により起こる現象であって、浮腫の形成を生ずる。浮腫は、24時 間以内に耳の厚みの2〜3倍の増大として現れる。 試験化合物または標準物質を、感作または攻撃段階の前後のさまざまな時間で 投与(局所または非経口)することができる。耳の厚みの増大は、免疫抑制剤お よびステロイドを含む数種類の化合物により防止される。このモデルは、接触皮 膚炎に対する1つのプライマリー(primary)モデルである。(b) 同種皮膚移植 同種皮膚移植は試験化合物の免疫抑制活性を判定するために使用される。この モデルでは、ドナーマウス(Balb/c)の胸郭皮膚をレシピエントマウス(C57bl/6) の胸郭上に外科的に植皮する。この植皮の宿主拒絶反応は、提供皮膚の収縮、乾 燥、および紅斑により証明される。平均移植片生存期間は10〜11日であり、移植 片の80%は12日までに拒絶される。活性な新規免疫抑制化合物は、今ある免疫抑 制化合物と同様に、移植片の生存を延長しよう。(c) 膝窩リンパ節過形成 このモデルは、in vivo Tリンパ球増殖を直接評価する。Balb/cマウスから得 た脾臓細胞を分離し、C3H マウスのフットパッド(foot pads)中に投与する。4 日以内に、膝窩リンパ節をレシピエントマウスから取り出して、秤量することが できる。Tリンパ球副次集団に対するFACS走査を始めとする、他の血液学的評価 法も実施できる。活性な化合物は、今ある免疫抑制化合物と同様に、リンパ節塊 の増大を阻止しよう。(d) 慢性関節リューマチ 抗関節炎作用の評価には、ラットおよび/またはマウスのアジュバント誘導、 カラゲナン誘導、およびコラーゲン誘導関節炎を始めとする数種のモデルが利用 可能である。脚部の体積が増大するので、20〜30日後の間に測定を行う。脚部の 腫れの誘導を防止する試験化合物の能力は、誘導剤の注射後に12日間続けて毎日 処置することにより試験する。脚部の腫れの進展を逆転させる試験化合物の能力 が、誘導剤の注射から12日目に始めて12日間続けて試験化合物を投与することに より試験される。脚部の腫れの測定は、水置換プレスチモグラフィー(体積変動 記録法)により行う。組織学もこれらの研究に対する適切な終点である。上述し たMRL/lpr マウスモデルが慢性関節リューマチの表示に必要である。このモデル は、循環系リューマチ(circulating rheumatoid)因子、パンヌス形成、ならびに 骨および軟骨侵食の存在を含む、ヒトの症状に似た慢性関節リューマチを発現す る自発性自己免疫モデルである。(e) 全身性エリテマトーデス 全身性エリテマトーデス(SLE)はいくつかの動物モデルがある別の自己免疫疾 患である。数種類のマウス系統が自発的にSLE を発現する。このような系統の1 つはMRL/lpr マウスである。これらのマウスは時間とともに(20〜30週間)、核 抗原のdsDNA に対する自己抗体および腎基底膜を発現する。これは、補体の固定 と免疫複合体の形成を生ずる。腎の損傷はタンパク尿症の始まりにより明らかと なる。CGVHD モデルについて後述する残りの生理学的、血液学的および免疫学的 異常の多くも存在する。シクロスポリン、シクロホスファミドおよびレフルノミ ドのような免疫抑制化合物は、このモデルの疾患の過程を防止および逆転するこ とができる。興味深いことに、これらのマウスは慢性関節リューマチに類似した 病理現象も発現する。 マウスの慢性移植片対宿主病(CGVHD、後述)モデルは、SLE の臨床特徴の多く を含むSLE のモデルである。このモデルにおける活性は、より臨床的に関連性の 高いSLE モデルにおける活性を予測となることが示された。(f) 移植 同種移植(皮膚移植片)検定は、免疫抑制活性の初期試験としてよく使われる 。このモデルはスクリーンとして有用であるが、移植片の生存を評価するための 「臨床に許容される」生理学的終点を使用して、内臓器官(心臓、肝臓、腎臓、 骨髄)の移植を含む動物移植モデルに基づく検定で補うこともできる。非常に限 られた数の齧歯モデルだけで試験化合物の有効性が要求される。一匹の齧歯モデ ルにおける活性の観察の後に、さらに別の動物モデル(例、イヌ、ブタ、または ヒト以外の霊長類)で試験化合物を試験するのが普通である。活性な化合物は、 急性および慢性の拒絶反応を減少させ、移植片の生存期間を延長する。(g) 移植片対宿主病 (GVHD) 慢性GVHD(CGVHD)は CD4+依存性の体液性免疫のモデル化に使用できる。これは BDF1マウス(これは DBA/2雄性×C57BL/6 雌性の交尾の子孫である)に、これ にDBA/2 マウスから分離された脾臓:リンパ節細胞を投与することにより誘導さ れる。これは、a)MHC II分子の不適合に起因する CD4+Tリンパ球(Lyl+;マウス ・マーカー)活性の調節不全(disregulation)および刺激、およびb)異常なT−B リンパ球協同を生ずる。これにより生ずる病理状態は、多くの場合、全身性エリ テマトーデス(SLE)に似ている。いくつかの測定可能な終点が14日以内に発現し 、これには循環系抗宿主IgG およびIgE 抗体、in vitroで測定した変質Tおよび B細胞増殖活性、補体利用、赤血球凝集、遅い進行性消耗(wasting)、皮膚異常 、巨脾腫、リンパ球過形成、およびタンパク尿症が含まれる。これらの終点の少 しだけが測定に必要である。活性な化合物は、Tリンパ球の調節不全を制限し、 これらの因子の変化をなくすものである。多くのステロイド(例、プレドニゾロ ン)、シクロスポリン、FK506、シクロホスファミド、およびレフルノミドはい ずれもこのモデルで活性であり、陽性対照として使用できる。 急性GVHDモデル(AGVHD)もBDF1マウスで作られる。この場合には、C57BL/6 マ ウスから分離された脾臓:リンパ節細胞が投与される。これは、MHC I 分子の不 適合に起因する CD8+Tリンパ球の調節不全および刺激を生ずる。最終的に、ド ナーの細胞障害性Tリンパ球およびNK細胞は宿主組織を急速に拒絶し、レシピエ ントの比較的急激な死を生ずる。このモデルでのAGVHD の進行は、血液学的異常 (T細胞の数とタイプを含む)、サイトカイン(TNF、IL-1、IL-2および/または IL-4)、低体重、低ガンマグロブリン血症、再生不良性貧血の指標となる循環系 血液学的徴候(顆粒球減少、血小板減少)、ex vivo NKもしくはCTL 活性、およ び宿主の生存性の測定により評価される。活性な化合物は、上記因子の変化をな くし、4〜6週以上に生存期間を延長するものである。(h) 喘息 喘息は安全な免疫抑制治療のための別の機会を提供する。アトピー性喘息患者 は抗体媒介過敏症を持っており、頻発性後期反応(often-occurring late phase reaction)がDTH 応答になぞらえる。喘息はごく最近に炎症性疾患であると規定 された(1992)。それ以来、著名な喘息学者によるいくつかの刊行物が、アトピー 性喘息患者の気管支肺胞洗浄液および血液中における活性化 CD4+および CD8+T リンパ球の存在を実証している。これらの細胞の比率は喘息の状態で変化する 。さらに、T細胞結合サイトカインのいくつか(IL-1、IL-2、IL-4、IL-5、およ びTNF)が全て臨床的および実験的喘息に関係している。喘息における炎症性事象 は、現在ではTリンパ球が推進していると考えられている。シクロスポリンの吸 入による初期の臨床試験は、局所免疫抑制が、喘息の根底にある欠陥である気道 過敏症を緩和することができることを示唆している。 抗原誘導肺異常のモルモットモデルが喘息のモデルとして使用される。この動 物は、アトピー性喘息患者がそうであるように、IgE クラスに対するセロコンバ ージョンによる抗オボアルブミン抗体の高い循環系力価を発生させるためにオボ アルブミンに活性に感作される。感作したモルモットのエーロゾル攻撃は、測定 可能な好酸球に富む肺浸潤物(好酸球が約16倍増加)、肺水腫、および小気道の 粘膜閉塞を生じ、これらすべてが極まって、喘息の根底にある欠陥である気道過 敏反応(反応性の約3〜4倍の増加)を生ずる。急性気管支収縮が明らかに存在 し、上述した病態生理学的後遺症の存在を鋭くする。活性な化合物は、かかる徴 候を著しく少なくするか、解消するものである。 以上の説明は、本発明の範囲を制限するのではなく、例示を意味している。以 上の説明があれば、本発明の実施に用いる材料または方法における非常に多くの 変更が当業者には明らかであろう。このような自明の変更はいずれも本発明の範 囲内であると考えるべきである。参考文献 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                     Crystalline ZAP family proteins Copyright notice   Portions of the disclosure of this patent application contain material that is subject to copyright protection. Book The copyright owner may not file any patent application documents or Does not object to the copying of patent disclosures by some, but otherwise Holds all copyrights.Field of the invention   The present invention relates to human ZAP-70, particularly including the tandem Src homology-2 ("SH2") domain. Region of ZAP-70, its ligand bound (liganded) or unbound (unliganded) Related to crystalline forms. These crystalline forms represent the three-dimensional structure of the protein. It is particularly useful for building decisions. The three-dimensional structure of the tandem SH2 region of ZAP is ZAP and ZAP Biological function of other proteins in the family, particularly one or both SH2 domains Compositions that inhibit biological functions mediated by molecular interactions involving Provide useful information for product design.background   Patients who have been treated for an autoimmune disease or who have received organ or tissue transplants Require safe and effective immunosuppressants. For example, there are effective immunosuppressants Otherwise, transplant patients often reject the transplanted organ, To death. Immunosuppressants must block the immune response, but long-term The patient's body must be well-tolerated enough to be possible. An example For example, FK506, one of the compounds with immunosuppressive effects, can suppress liver transplant rejection. It has been used to prevent. However, patients receiving FK506 had severe renal disease. Toxicity has been observed, possibly requiring kidney transplantation after liver transplantation There is.   Research aimed at discovering new immunosuppressive drugs requires precise molecular mechanisms of the immune response Has been hindered by the lack of information on As a result, identification of new immunosuppressive drugs A significant portion of the research effort aimed at I have been. More recently, "structure-based" approaches to drug design have been attempted It has come to be. For example, FKBP protein, one of the cellular targets of FK506 Compounds designed to bind to were synthesized as candidates for immunosuppressants. this Their work provides an understanding of the actual molecular mechanisms of FK506-mediated immunosuppression. The result was disappointing because of the shortage. Now, FK506 and FKBP and Calcine Is known to bind as a complex with two proteins Have been. The immunosuppressive effect of FK506 is caused by the inhibition of calcineurin in T cells. Cause. However, calcineurin is also present in other cells, where it is heavy. As such, FK506 affects other cells and tissues, Cause a problem.   Meanwhile, another study found that protein is a critical mediator of the immune response. A tyrosine kinase, ZAP-70, was identified. Blocks the biological function of ZAP-70 This will lead to immunosuppression. Unfortunately, until now, the three-dimensional structure of ZAP-70 Details of the structure were completely unknown. I do not know the details of the three-dimensional structure of the protein If so, it would not have been possible to design inhibitors (inhibitors) based on their structure. We now show that tandem SH2 domain with and without various binding ligands The crystal of the critical region of ZAP-70 containing was obtained and its three-dimensional structure was determined. This information According to reports, inhibitors of ZAP-70 that can function as immunosuppressants, such as ZA Compounds that inhibit molecular interactions involving one or both of the P-70 SH2 domains Here, a rational design is possible for the first time. Some of the other proteins Although the three-dimensional structure of each SH2 domain is known, the three-dimensional structure of the tandem SH2 region has been determined. No one has ever reported a decision. And, as explained later, The known three-dimensional coordinates of the SH2 domain solve the structure of the tandem SH2 region of ZAP-70 Would have been insufficient.Summary of the Invention   The present invention relates to the region of human ZAP-70 spanning its two SH2 domains. So We refer to this area as the "ZAP tandem SH2 area" or simply "ZAP-NC" The region consists of the SH2 domain at the N-terminal side and the SH2 domain at the C-terminal side of human ZAP-70. This is because both of them are included (see FIG. 4). The present invention relates to a tan Complex with various ligands of sufficient quality to determine the tertiary (tertiary) structure of the protein We begin by obtaining crystals of human ZAP-NC, with or without the body.   When considering our research, obtaining protein crystals in any case It is a technique that is somewhat unpredictable. If you do not have an example of the traditional success in preparing and / or crystallizing Should be aware that Therefore, we first obtained the ZAP-NC crystal. And the results themselves were unexpected. Furthermore, our determination of the three-dimensional structure of ZAP-NC Means the first solution of the conformation of the tandem SH2 region from any protein Unexpected combination of surface features, including truly surprising structural features revealed . Our results are useful for many applications.   For example, using the knowledge gained about ZAP-NC, we can determine the tertiary structure of related proteins. Can be modeled. As an example, the structure of renin is the starting point of derivatization. Modeled using the tertiary structure of endothiapepsin There is. Cercarial elastase and tophozoite The model construction of the cysteine proteases has sequence identity (sequence identity) ty) was made from less than 35% of known serine and cysteine proteases. Get Using the model described, inhibitors in the low micromolar range were designed. (Proc. Natl . Acad. Sci.1933, 90, 3583). It does not rely on X-ray diffraction, and Another method for determining tertiary structure, such as NMR, which does not require quality crystallization, Structured for refinement using additional data collected by the decision method If a model is available, it will be simplified. Therefore, the tertiary structure of the ZAP tandem SH2 region Knowledge of the structure of other ZAP family proteins, including SYK, for example. It will be a meaningful window.   Knowledge of the tertiary structure of the tandem SH2 region, such as ZAP-NC, is It provides a tool for the study of ism and the identification of inhibitors of its function. For example In addition, the SH2 domain is an intramolecular and integral molecule essential for the biological activity of SH2-containing proteins. Known to be involved in child-to-child interactions, usually protein-protein interactions ing. Knowledge of the three-dimensional structure of the tandem SH2 region (Therefore, this may inhibit the interaction of the tandem SH2 region with its natural ligand). (Including molecules that can be used).   Thus, one object of the present invention is to provide a peptide sequence of the ZAP family of proteins. Having a peptide sequence derived from or selected from It is to provide a material containing protein. This protein has at least one , Preferably comprising two SH2 domains, eg, including the tandem SH2 region of ZAP-70 Consist of proteins containing SYK or other related tandem SH2 U. In the case of ZAP-70, this protein contains at least amino acid residues 3-279. It may be composed of a curable peptide sequence. Such crystalline materials may include one or more Heavy atom, for example, one or more lead, mercury, gold and / or It may contain a ren atom. Such heavy atom derivatives are, for example, one or two or more. Under conditions that allow for the incorporation of the heavy atom label above (eg, for the incorporation of selenomethionine So that the gene encoding the protein is expressed or Reacts with a reagent capable of binding a heavy atom (eg, trimethyl lead acetate) Or by sucking a substance containing a heavy atom into the crystal Can be.   The protein may be in the form of a complex with one or more ligand molecules. No. As used herein (hereinafter the same), the term “ligand” is used in the broadest sense. All substances capable of observable binding to protein are meant. Many SH2 The peptide sequence of the natural ligand for the domain ("ITAMs", see below) is known Information on consensus sequences for peptide ligands in the SH2 domain Have been debated. In the case of ZAP-70, as a natural ligand of ZAP-70 or other SH2 domains Peptide ligands of 15 to 19 residues from which the sequence is derived can be used. Those Ligands typically contain one or two phosphorylated tyrosine residues. Some Alternatively, one or both of the phosphorylated tyrosine moieties may be replaced with a phosphotyrosine mimetic reagent. (phosphotyrosine mimetic reagent) (Numerous examples are known in the art. Can be replaced by   Representative crystalline materials of the present invention having various physicochemical properties are disclosed below. ing. Preferred crystalline materials of the present invention have a resolution of about 3.5 ° better, more preferably Or 2.6Å or better resolution, even more preferably 2.2Å or better X-rays can be diffracted with better resolution, and the three-dimensional structure of the substance can be determined. Useful to do. (The smaller the value of Å, the better the resolution.)   The crystalline material of the present invention specifically has a crystal as shown in any of the attached annexes. Backbone of amino acids characterized by the structural coordinates given or listed in the Annex For the backbone atoms, the root mean square deviation (the mean squared deviation ZAP family proteins characterized by coordinates whose roots are less than 1.5Å Includes what is included.   The structural coordinates of the crystalline material of the present invention are displayed as a three-dimensional (three-dimensional) shape. ) Or other uses (the computer of the structural coordinates or the three-dimensional structure defined by the coordinates) (Including computer operations based on the coordinates or structure) A machine-readable storage medium, such as a computer hard drive, It may be stored in a machine-readable form on a floppy disk, DAT tape, etc. No. For example, a protein of the ZAP family, or a portion of such a protein Or machine-readable data that defines the three-dimensional structure of homologues with similar structures And display the protein structure as a three-dimensional depiction. can do. This typically involves reading data from this storage medium. Instructions for producing the depiction from such data. Computer is used. Therefore, the present invention relates to the structural structure of the crystalline material of the present invention. Data representing a marker, for example, the coordinates shown in the annex to this document, Has a memory containing along with any additional data and instructions for operating the Machines such as computers. Such data may be stored in other related structures. It can be used for a variety of purposes, such as elucidation and drug discovery.   For example, the first set of machine-readable data may be replaced with a second set of machine-readable data. Machine-readable using the first set of data and the second set of data together with the second set of data. Instructions for determining at least some of the coordinates corresponding to the two sets of data are programmed. Can be combined using a machine that has been programmed. As an example, the first set of data Is at least one of the coordinates of the ZAP or SYK protein shown in the annex to this document. The second set of data may include the Fourier transform of a part of the molecule or molecular complex. It may include X-ray diffraction data.   More specifically, one of the objects of the present invention is to associate ZAP family members with various resources. Conformational information on the novel complex with Gand, as well as other tandem SH2 regions, Unresolved individual SH2 domains, new ZAP family members and more Structural information about any mutein or other variant of To provide. For that purpose, the present inventors have proposed the crystalline material of the present invention or the same. With at least one SH2 domain, using some of the structural coordinates of Such proteins or protein: ligand complexes, including proteins To elucidate the three-dimensional structure of the crystalline form by, for example, a molecular replacement method. This To determine the three-dimensional structure of a protein or protein: Need to obtain X-ray diffraction data for crystals of Gand co-complex . The X-ray diffraction data is then used to identify existing structural coordinates using molecular replacement. Then, the three-dimensional structure of the protein or complex is determined. For example, as described in U.S. Pat. Model the structure of an unknown crystalline sample using known structure molecules as points . In this method, two molecules with similar unit cell structures, orientations and positions are similar. It is based on the principle that diffraction occurs. Molecular substitution is performed at the same position and And arranging known structures in unit cells in different orientations. After placing, in the unit cell Using atoms of known structure, we calculate the structural factors that would be obtained from a hypothetical diffraction experiment. Obtain by calculation. This is until the consistency between the known structure and the experimental data is obtained. In six dimensions (three angular dimensions and three spatial dimensions). Around here Similar structures can be refined using various refinement methods, often with higher resolution Can be fine-tuned to produce For example, as defined by experimental data Using the model obtained for the structure, this model produces a position shift of about 5% or less. It may be processed by a rigid approximation refinement method subject to limited additional rotation at 6 dimensions . The refined model is then further refined using another known refinement method. It may be densified.   For example, as indicated in the attached Annex I, Annex II or Annex III Using molecular replacement to take advantage of a set of coordinates, ZAP-NC, or a part of it, , The structure of a crystalline co-complex with a ligand other than the ζ1 peptide can be determined You. Similarly, using the same technique, SYK-NC, or a portion thereof, and its ligand The three-dimensional structure of the co-complex can be determined.   Another object of the invention is a protein comprising at least one SH2 domain, Describes the three-dimensional structure of the co-complex of this protein and its ligand by a homology model. It is an object of the present invention to provide a method for determining using a chemical method and the structural coordinates of the material of the present invention. E Morology modeling is a model of an unknown structure that has one or more related proteins. Using the structural coordinates of the quality, protein domain and / or subdomain Things. Homology modeling is used for proteins whose tertiary structure is to be elucidated. Or the homologous or homologous parts of the peptide to the conformation of the homologous structural element. It can be implemented by doing. Homology modeling uses amino acids (or By replacing the other components) with those of the relevant structure to be elucidated, Or reconstitute the whole. For example, complexing with the ζ1 peptide Utilizing homology modeling using the structural coordinates of ZAP-NC Can determine some of its three-dimensional structure. Obtained from evaluation of NMR data Determines the three-dimensional structure of SYK-C complexed with Thr-pTyr-Glu-The-Leu peptide A set of coordinates is shown in Annex IV. These coordinates are shown in Annex I-III Similar to ZAP-NC coordinates, can be used for storage, display, operation, and other uses Noh.   Thus, the crystalline material of the present invention can be used for other members of the ZAP-70 family of proteins. The structure of the bar, especially SYK, and at least one SH2 domain and binding A peptide (ie, a non-SH2 polypeptide), wherein the binding polypeptide is ZAP-NC or Or part of the inter-SH2 binding domain of SYK-NC (preferably at least 6 Amino acid), or at least about 25% peptide sequence similarity, or preferably Used to elucidate the three-dimensional structure of a newly discovered protein with identity It will be the starting material. Sequence similarity is determined using any conventional similarity matrix can do. For example, Dayhoff, M.O., Schwartz, R.M., Orcutt, B.C.,A tlas of Protein Sequence and Structure  1979, 5, Suppl. 3, 345; Greer, J. ,J . Mol. Biol. 1981153, 1027; and Gonnet, G.H., Cohen, M.A., Benner , S.A.,Science 1992, 256, 1443. At least one SH2 domain, Z Homologous to the AP or SYK interdomain linker, i.e., at least two Non-SH2 domain peptide sequence with 5% peptide sequence identity or similarity The protein they contain together is a ZAP family member for the purposes of this disclosure. Members.   To further illustrate, a structure defined by machine-readable data is The ability to associate with chemicals may be assessed by computer. Used here "Chemical substance" means a chemical compound, a complex of at least two chemical compounds. , As well as fragments of such compounds or complexes.   For example, a ZAP family protein, or part or co-complex A first set of machine-readable data defining a 3-D (three-dimensional, or three-dimensional) structure is A second set of machine readable defining the structure of a chemical or moiety of interest Along with the data, if the chemical or part is the ZAP family protein or The ability to associate with the moiety or complex and / or the location and And / or a machine programmed with instructions for evaluating orientation. Use and combine. Such methods involve the use of ZAP family proteins and such Provides insight into the location, orientation and energy of the association with the chemical.   Chemicals that can associate with ZAP family members Inhibits its interaction with natural ligands for May interfere with the mediated biological function. In the case of ZAP-70, such organisms The biological function involves the activation of T cells during the immune response. Such chemicals have potential It is a drug candidate.   A protein structure encoded by data can be used to visualize the structure And a graphic format that allows for a visual examination of the structure and its association with chemicals. Can be displayed in the same format. Alternatively, more quantitative or computer A data-like method may be used. For example, a chemical substance is described here (here). One of the present invention for assessing the ability to associate with any molecule or molecular complex The method includes the following steps: a) Using computer means, the chemical and its Fitting between binding pockets or other surface features of the molecule or molecular complex B) Analyze the results of this fitting operation and The association of the substance with the binding pocket is quantified.   The present invention further uses the structural coordinates of the crystalline material of the invention, or a portion thereof. Inside the three-dimensional structure, preferably inside the ligand binding site (site) or Identifies adjacent reactive amino acids such as cysteine residues; water accessible Such as surfaces that contain functional or space-filled van der Waals surfaces of all atoms Formation and visualization (imaging) of molecular surface; surface characteristics of the protein or complex Calculation and visualization of the size and shape of features such as ligand crystalline pockets A position inside the three-dimensional structure, preferably inside or adjacent to the ligand binding site; Localization of potential hydrogen bond donors and acceptors in the interior; Hydrophobic and hydrophilic, preferably inside or adjacent to the ligand binding site Region calculation; and selected functional groups of interest (eg, amino, hydroxyl, Carboxyl, methylene, alkyl, alkenyl, aromatic carbon, aromatic ring, hetero Aromatic ring, substituted and unsubstituted phosphoric acid group, substituted and unsubstituted phosphonic acid group, And unsubstituted fluoro and difluorophosphonic acid groups) Calculation and visualization of the area on or adjacent to the energy protein surface To provide Of proteins and their potential ligands Using the techniques described above to characterize interactions Of compounds that can specifically covalently bind to reactive amino acids (eg, cysteine) Alternatively, select and select the surface features of the protein (a set of (Eg, size, shape, charge, hydrophobic / hydrophilic, hydrogen bonding) Can be designed or selected. Construction Using the coordinates, the orientation and binding of a ligand to the protein in a complex state You can also predict or calculate numbers or relative affinities and use that information Can be used to design or select compounds with improved affinity.   In such cases, ZAP family proteins, or parts or complexes thereof The structural coordinates are machine readable, with instructions for performing the desired operation. And any necessary additional data (eg, potential ligand or Data that defines the structural and / or functional characteristics of the part, various amino acids (Such as data defining the characteristics of the acid molecule).   One method of the present invention provides a method for binding to ZAP family proteins. It provides for selecting compounds from a database of chemical structures. This method Structural coordinates of the crystalline material of the invention, for example, ZAP family proteins or one of them. Coordinates that define the three-dimensional structure of the part. One point that associates with the three-dimensional structure Or with respect to the advantage of interaction with two or more functional groups. Then, this feature One or more that have a tendency to favorably interact with the protein based on the Search chemical structure databases to find candidate compounds containing functional groups. The Compounds with structures that best match the point of favorable interaction with the steric structure are Identified.   Performing such a search with the aid of a computer is not required, but Are often preferred. In that case, ZAP family protein or a part thereof Or a first set of machines that define the 3D (steric) structure of a protein-ligand complex Define readable data as one or more moieties or functional groups of interest Together with a second set of machine-readable data, Instructions to identify preferred locations for favorable interactions are programmed Using a machine that is The third set of data, ie, the relationship between proteins and functional groups Data defining the location of the advantageous interaction is thus created. This third set of data Data is then combined with a fourth set of data defining the 3D structure of one or more chemicals. Together, each functional group is best located at its location of favorable interaction with the protein. Instructions to identify chemicals containing functional groups arranged in a Combine using a programmed machine.   A compound having a structure selected or designed by any of the aforementioned means, Binding ability to ZAP family proteins, ZAP family proteins Or the ability to inhibit binding to a non-natural ligand, and / or Tested for its ability to inhibit biological function mediated by family members Good.   The present invention also provides compounds capable of binding to ZAP family proteins. Also provided are pseudopeptide (peptidomimetic) methods for counting. One such The method is based on ZAP family proteins or their A three-dimensional description based on coordinates defining a three-dimensional structure is graphically displayed. Ligan The interaction of each part of the protein with the protein can be used to identify candidate parts for replacement. Characterize for One or more of the ligands interacting with the protein Replacement part selected based on knowledge of one or more candidate replacement parts And / or allow for additional interaction with the protein Another moiety may be added to the ligand to achieve   From the computational approaches and structural insights disclosed here, the ZAP family -Binds to proteinsDroppedAbility or substantialUnfortunateDesign of active molecules Or identification is also possible. To do this, the same applies to the data described here. Apply modeling and computer processing methods, but with the opposite of the goal, That is, a substantial binding affinity for one or more ZAP family membersChipped Compounds may be designed or identified. It is the ZAP family Research aimed at finding inhibitors of SH2-mediated interactions other than those mediated by members Can be useful. The goal of such research is that in this case undesirable side effects Lack of ZAP family-mediated activity, such as potential immunosuppression It is an inhibitor of other SH2-mediated interactions.   Compounds first identified by any of the methods described herein are also included in the invention. Is done.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1A   The N-terminal SH2 domain (ZAP-N) (P-C) to the right of the figure, and the inter-SH2 domain region in the middle toward the bottom of the figure. ZAP-NC and の1The overall fold of the complex with the peptide (overall fo ld) Main chain ribbon display. Secondary structural elements are agreements in the SH2 domain20Table with symbols according to It is shown. Includes the alpha carbon trace of the peptide. With ZAP-N Symbolizes all elements, and ZAP-C symbolizes only the center sheet and helix. Have been. The ends of proteins and peptides are indicated by N and C. The loop region is named by the secondary element to which it connects. That is, the BC loop and the B chain Connect to C chain. The N-terminus of the peptide is on the right side of the figure. This peptide is a T cell It consists of 19 residues starting from residue 48 of the mature ζ subunit of the receptor (TCR). Phospho Tyrosine is at relative positions 4 and 15. The main chain atom of each pYXXL motif Defining the plotted least squares plane yields a pair of planes at an angle of 120 °. Because the orientations of the two SH2 domains are staggered, these pYXXL motifs Separated by "S" shaped segments of peptides. This sequence contains ζAsp 8 residues and ζArg 1 It contains close to one complete turn of the α-helix between the two residues. Each pY And pockets for pY + 3 residues are visible. N terminalζ1Residue surrounded by ζpTyr 4 Is noted. This figure was made with Sybyl (Tripos). Two Electron density map of the area near the interface between the SH2 domains of the same in 1.0s 2 | F for data between 15.0 and 1.9 mmo|-| Fc| Calculate by coefficient be able to.FIG. 1B   The BC loop from βB5 to βC3 of ZAP-N is inserted into Lck SH2: middle T Coalescence20And the two structures are fitted according to the secondary structural elements. You can check the relative position of the BC loop when you turn it on. The main of these loops The superposition of chain atoms results in an r.m.s. deviation (root mean square deviation) of 0.65 °. As well Results are also observed in the ZAP-C BC loop. Two isolated phosphopeptides In the complex with the SH2 domain, the BC loop directs nearly half of the hydrogen bond to a phosphate group. give. For both SH2 domains of ZAP-NC, the BC loop contains several waters. Has been extended to mediate the contact between the loop and the phosphate group. Extended Conformation is also observed for uncomplexed SH2 domains. And a complex with a peptide in which the phosphate group is replaced by a phosphonate group Has been14. This loop moves the hinge around βB5 and βC3 residues. Causes rearrangement (position change). The BC loop of ZAP-C has been extended, and ZAP- N hindered movement around BC due to its interaction with ZAP-C. receive.FIG.   Sequence alignment diagram of specific SH2 domain [SEQ ID NOS: 21 to 25]33. Part surrounded by bold line The minutes indicate the segments used to measure the "complete" backbone r.m.s. Missing parts are excluded from calculation due to the presence of voids in one or more of the sequences Is done. The symbols below the alignment diagram indicate structurally conserved areas and have been reported so far. Nomenclature20Is used. These areas are used to calculate the "core" r.m.s.deviation Was done. The part surrounded by a thin line in ZAP-N and ZAP-C represents the secondary structural element of ZAP-NC. Show. Src = avian Src; Lck = human p56-Lck; Syp-N = mouse Syp phosphatase (PT P1D) N-terminal SH2; ZAP-N (C) = N- or C-terminal SH2 of human ZAP-70.FIG.   Phosphotyrosine binding site. This phosphotyrosine residue facilitates direct comparison For the sake of simplicity, the same orientation is used in each figure. A. ΖpTyr 4 meeting with ZAP-C Residues selected for直接 Direct hydrogen bond to phosphate group of pTyr 4 Have been. Crystallographic water is indicated by ●. 551,555 And 556 water had a bridging contact between the phosphate group and the SH2 domain. The water of 622 is ζ1To form a bridge. B. Close association with ζpTyr 15 Selected residue in the form. Like A, the dashed line indicates a direct hydrogen bond to the phosphate group. Tyr 238 and Lys 242 from ZAP-C complete hydrogen phosphate bond network I do. Water is indicated by ●, all of which are salts of phosphotyrosine into the SH2 domain. Involved in bridge formation. For clarity, some of the pockets Residues have been omitted. C. The interface between SH2 domains has a large hydrogen-bonded network. Contains. The interaction involving ζpTyr 15 has already been described elsewhere in this specification. Was. There are also some hydrophobic contacts, the most stimulating of which is Phe Side chains of 229 (ZAP-CβF), Tyr 238 (ZAP-CαB), and Thr 227 (ZAP-C EF loop) Arg 41 (ZAP-NBC loop) protrudes into the small hydrophobic recess formed by This is the part that is out. Arg 41 also has three hydrogen bond contacts to ZAP-C I have. This is an artificial parallel sheet with the F chain of ZAP-C. First as three residues in the BC loop of ZAP-N to form. These three hydrogen bonding contacts Only one of the contacts exclusively contains the main chain atom.FIG.   Activated T cell receptor ζ1Explanatory drawing of ZAP-70 combined with the subunit. Left: T cell receptor (TCR) is a major histocompatibility complex (MHC) on antigen presenting cells The activation of T cells is initiated by associating with the peptide antigen bound to. TCR-MHC association leads to phosphorylation of the T cell receptor subunit on tyrosine in ITAM. Stimulate (most likely by Src family PTK, Lck or Fyn) . ZAP-70 binds to phosphorylated ITAM via its tandem SH2 domain (amino acids 1-259), The N-SH2 domain binds to the C-proximal pYXXL motif and the C-SH2 domain is N-proximal Binds in an orientation that binds to the pYXXL motif. Interdomain B (amino Acids 260-310) and the rest of ZAP-70, called the catalytic domain (amino acids 311-620). The main proposed location is shown. ζ The subunit is disulphide Two ZAP-70 molecules bind to the activated TCR complex because they exist as union dimers I could do that. Right: Doubly-phoshorylatedζ1Combination with ITAM Explanatory drawing of a complex between two SH2 domains of ZAP-70 in a somatic state. SH2 of ZAP-70 Main is ζ1Make multiple contacts with the peptide. Key determinants of binding are within ITAM Are the phosphotyrosine and leucine residues of the two pYXXL sequences. This structure has Unique to pY of the C-proximal pYXXL motif at the interface between two SH2 domains A perfect binding pocket appears. Furthermore, this crystal structure shows that interdomain A It also shows that a coiled coil helical structure is formed. This domain is Positions Two SH2 Domains for Meeting with ITAM and Interacts with Structural Changes Domain B and / or after engagement with the receptor May be involved in communicating to the main.FIG. Is a measure of the data measured by fluorescent polarization. Dual phosphorylation by associated Scatchard plot ζ-1 shows the binding curve of the ZAP-NC complex.FIG. Into a gridded box for receptor site mapping Shown is the contained ZAP-NC: ζ1 complex. Only the main chain and peptide of ZAP-NM are shown I have. The colors have the following meanings: oxygen and nitrogen are red and blue, respectively; Carbon atom yellow; N-terminal SH2 domain, inter-SH2 spacer and C-proximal SH2 domain The main carbon atoms are cyan, orange and green, respectively. The box is the space occupied by the peptide Note that it includes the space occupied by several interfacial regions of the SH2 domain. I want to be.FIG. Shows a representative part outline map of ZAP-NC. Figure 7A: Ring at -10 kcal / mol Receptor map of specific region for ZAP-NC + aminocation probe formed H. Pockets on the protein surface are indicated by solvent accessible surfaces. FIG. 7B: Individual amino acids very close to this contour map are clearly shown. ring The position of the segment is based on the hydrogen bond donor and the backbone chain of Arg192, Glu194 and Thr197. Strong interaction between the rubonyl oxygen atom and the side chains of Gln 195 and Tyr 198 Indicates that the utility will be available.FIG. Indicates a computer system.FIG. Indicates a storage medium of the present invention.Detailed description of the invention A. Introduction: ZAP-70 is immune by signaling through the associated T cell receptor complex Epidemiological response is mediated   T cell recognition of antigen presenting cells ultimately alters gene expression, secreted mediator Starting point for a series of intracellular processes that result in the production of Becomes1,2. This recognition is mediated by the T cell receptor (TCR). TCR is antigen binding CD3 complex of subunits α and β, δ-ε and γ-ε heterodimer, It consists of a homodimer. Intracellular of each subunit, with the exception of α and β The part is a motif YXX (L / I) X(7-8)1 to containing YXX (L / I) (X can vary) Has 3 peptide sequencesThree. Following receptor stimulation, these immune receptors Tyrosine activation motif (immunoreceptortyrosineactivationmotif, ie I (TMA) becomes a phosphorylated form of tyrosine residue, and this modified form Provides a binding site for the signaling protein.   TCR has no intrinsic protein tyrosine kinase (PTK) activity, but Src PTKs, both members of the SYK / ZAP-70 family, Related to the functioning of the bodyFour. Current evidence suggests that Src family kinases Shows phosphorylation of TAMFour. ZAP-70 then binds the ζ and CD3ε chains. Associates with dual-phosphorylated ITAM via its SH2 domainFive, Itself is an early T Phosphorylated during cell activation6. ZAP-70 (ζ associatedprotein) is T-thin 70 kDa protein tyrosine expressed only in cells and NK cells (natural killer cells) Is a kinase7. ZAP-70 may play a critical role in T cell activation Are known. Genetic alteration of the ZAP-70 gene that results in reduced expression of human ZAP-70, CD4+Prevents T cell antigen activation, CD8+Inhibits T cell maturation and severely complex Causes immunodeficiency8,9. Binding of ZAP-70 to the TCR blocks ZAP-70 association with the ζ chain. Since the blocking peptide also inhibits T cell signaling events, Is believed to be essential to usTen. For these reasons, ZAP-70 is a new It is an ideal target for the development of immunosuppressive therapies.   The first 259 residues of ZAP-70 are two SH2 domains connected by a 65 residue segment. Consists of the main, followed by the second connecting region and the catalytic domain7. SH2 Dome Inns consist of about 100 amino acids. Specificity of tyrosine phosphorylated protein Their role in recognition is essential for a variety of intracellular signaling events. (Recent11,12Outlined). Several SH2 domains have been isolated (isolat ed) Short peptides containing phosphotyrosine (pY) when expressed as proteins Has been demonstrated to retain the ability to bind with high affinity. Isolated SH2 domain The selectivity for in is determined by the residues adjacent to the C-terminal side to phosphorylated tyrosine (pY + n). Depends on recognition. Several isolated SH2 domains (ligand bound and unbound) Three-dimensional structure)13,14And one SH3-SH2 complexFifteenAnd one SH3-S H2-SH3 protein16Was determined by X-ray crystallography or NMR. T To bind to CR, ZAP requires that both its SH2 domain be present and functional and that ITAM Need to be phosphorylated on both tyrosines17-19.B. Structure determination   Despite the central role of ZAP-70 in the immune response, the tandem SH2 region of ZAP-70 Like conformation when ITAM interacts with ITAM in interactions required for its biological activity I didn't know anything about the child. In principle, X-ray crystallography I could handle the problem. However, other ZAP families like ZAP-70 and SYK Any tandem despite important biological functions mediated by Lee members Disclose some X-ray crystallographic data and other information about the three-dimensional structure of the SH2 domain Reports that appropriate crystals were or could be obtained There were no reports disclosing that. Even if a crystal is obtained, it will be used next The conformational data for each possible SH2 domain is required for structural refinement. Because it cannot be processed by the least squares minimization method Would not have been useful, at least in part, to elucidate its tandem structure. U.   Nevertheless, we found that the more N-terminal SH2 domain and the more C-terminal A region of human ZAP-70 that spans both the binding SH2 domain and the binding region ("ZAP-NC") Successfully produced a protein containing the peptide sequence of The crystals are crystallized in an unliganded form and in the form of a complex with various ligands. I got it. Using such a material, the present inventors have developed a ZAP- The three-dimensional structure of NC was elucidated. All disclosed here due to our success disclosed here Using materials and methods such as those described above, tandem SH2 domains, especially ZAP and SYK Proteins, including those of the various ZAP family members, Whether in form or not, it can be produced in a stable form and purified and crystallized. Now, we can say that we can determine their three-dimensional structure.material   As mentioned in either, ZAP-NC binds two src homology 2 (SH2) domains. One of the many proteins it contains. SH2 in a protein sequence The presence and boundaries of the main characterize amino acid sequence homology to known SH2 domains. Can be identified using a computer alignment program You. Generally, the SH2 domain of Src (between 140 and 255 amino acids) is used for this analysis. However, SH2 domains from other proteins can also be used. You. The alignment method typically used for such programs is Needleman-Wunch alignment. You. For example, “One applicable to similarity search of amino acid sequences of two proteins” General Methods "Needleman, S.B., Wunch, C.D.,J . Mol. Biol. 1970,48, 443-453 reference. The number of proteins identified as having an SH2 domain is growing significantly, Some contain multiple SH2 domains. For example, the column SH2 area ZAP-70 (strand spans amino acids 1-259), human SYK (str spans amino acids q-z), P Present in LCγ, P13K, rasGAP, SH-PTP1, and SH-PTP2.   We compared ZAP-NC with glutathione-S-transferase (GST) fusion protein. Expressed as quality. CDNA encoding residues 1-259 from human ZAP-70Ten, PGEX2T Expression vector41Cloned intoE . coli BL21 orE . coli Traits in B834 Converted. The resulting construct contains a -LVPRGS- sequence with a thrombin cleavage site. GST-ZAP-NC fusion proteins linked by different polypeptide segments did.E . coli 834 auxotrophs42Was replaced with selenomethionine in a defined medium. Used with sex methionine to produce selenomethionyl (SeMet) ZAP-NC. G The ST-ZAP-NC fusion protein is separated using glutathione agarose and then Cut with Rombin. Cleavage results in two polypeptides, GST and ZAP-NC. ZA Is the P-NC polypeptide a linker segment of the pGEX2T expression vector at the amino terminus? They contain two extra amino acids (Gly-Ser). These two extra amino Acid has no functional effect on ZAP-NC binding to peptide ligand It has been shown. ZAP-NC is bound to a phosphotyrosine agarose column and salt gradient ZAP-NC was separated from GST by eluting with (salt gradient). That Thereafter, ZAP-NC was further purified on a phenyl sepharose column. ZAP-NC: Peptide The ligand complex was prepared by mixing a two-fold excess of peptide with purified ZAP-NC and then mixing the mixture. -Chromatography using a Superdex 75 gel filtration column To generate the following. Purified ZAP-NC: Combined fractions containing peptide complex And used for subsequent crystallization experiments.   The N- and / or C-terminal truncations containing only within the SH2 homology boundary are truncated. Other ZAP-NC proteins, including the ZAP-NC protein taken, can also be used. Can be. In addition, the protein, up to the entire ZAP-70 protein (amino acids 1-620) Includes additional amino acids that extend to include additional domains (spacer B) It may be extended on the C-terminal side as described above. In addition, contains proteins such as human SYK Other tandem SH2s, especially from human and non-human ZAP family members Regions can also be prepared and used in a manner similar to that described herein. other It will be further understood that the expression system of can also be readily employed. For example, T7, Ma The encapsulated or cleaved epitope contains a lactose-binding protein fusion (MBP). Using the tandem SH2 protein together with labeling (His6, HA, myc, Flag)E . coli It may be produced in. For example, pVL1393 or a derivative can be epitope-tagged. Tandem SH2 protein fused (or not) to a fusion partner such as GST The baculovirus expression used for E. coli can also be employed. Mammals, yeast Conventional materials and methods for expression in mother or other cells can also be used. Wear.   Peptide ligands for co-crystallization with ZAP-NC or other tandem SH2 proteins Is, for example, the 細胞 1, ζ2, ζ3, ε, γ, or δ subunit of the T cell receptor. Or native, such as an ITAM sequence from the β or γ subunit of the IgE receptor Contains peptide sequences based on the ITAM sequence, which can be prepared by standard methods You. In most cases, such a ligand is a minimal ITAM sequence of 15 amino acids YXXLXXXXXXXYXXL [SEQ ID NO: 1], and one or both of the N and C termini Alternatively, it may further contain an amino acid. The N-terminus may be a free amino group, or It may be modified (eg, amidated). Similarly, the C-terminus is May also be amidated or otherwise modified. Tyrosine (each) It may be phosphorylated (pTyr). Alternatively, instead of pTyr, difluorophospho Tyr, phosphonomethylphenylalanine, hemi (semi) phosphorylated Tyr, or other A pseudo pTyr can also be used. The ligand is an amino acid relative to the native ITAM sequence. It may contain acid substitutions, insertions or deletions. Furthermore, the hybrid peptide Non-peptide ligands and non-peptide ligands can also be used. Of such ligands An example is shown in Table 1.Crystallization   Crystallization experiments were performed using the Crystal Screen 1 kit (Hampton Researc) for ZAP-NC crystals. h, Riverside, CA), starting with a sparse matrix screen This was done using the tanning technique. Crystals containing SYK-NC were obtained as described below. Was. In the case of ZAP-NC, it is stabilized in 0.5 N NaCl and subsequently dialyzed before crystallization experiments The best results were obtained using proteins which had been de-salted. That No special handling of the species was required for SYK-NC, but other tandem SH2-containing It may also be useful for quality.   For example, double phosphorylated 19-merζ1Complex with ITAM peptide (ligand 5, Table 1) Crystals of ZAP-NC were grown from polyethylene glycol (PEG) 4000. So Has been elucidated by multiple isomorphous replacement with a resolution of 1.9 mm. Previously determined Cannot be solved only by molecular replacement using the coordinates for the SH2 domain Met. This is with other SH2 domains and between two ZAP domains. This is because sequence identity is low and there is an interdomain region of 65 residues. Crystallization Details of data collection, multiple isomorphous replacement (MIR), and refinement are provided below.   Specifically, double phosphorylation1ZAP-NC complexed with peptide was added to 20 mM Tris PH 8.5, 30 mg / ml in 200 mM sodium chloride and 20 mM dithiothreitol Concentrated. This complex was treated with 4 mM lead trimethyl acetate (TML). 20% PEG 4 13.5 mg / ml on a precipitant solution of 000 and 20 mM dithiothreitol. Conjugate and 10% PEG 4000 in 50 mM sodium citrate, 100 mM ammonium acetate In 0.005% sodium azide and 20 mM dithiothreitol, pH 6.2 The vapor diffusion in the hanging drops contained Obtained. This crystal has a monoclinic system (P21, a = 50.11, b = 63.37, c = 54.00 °, β = 114.44 °).   In another of our experiments, similar conditions were used to include two molecules per asymmetric unit. Double phosphorylation was found1Obtain crystals of ZAP-NC complexed with peptide I was able to do it. This crystal is also monoclinic (P21, a = 65.17, b = 62.00, c = 78.67Å, β = 111.32 °).   As detailed in Experimental Examples III (A) and (B), ligand bound and unbound Crystals of the combined ZAP-NC and SYK-NC proteins were obtained under similar conditions. Data collection   Diffraction data was obtained from graphite monochromated Cu Kα X-rays, using Rigaku R-AXIS II area scan. Collected using a dispenser. Diffraction data is collected as a 2 ° vibration image, DENZO43so It was converted to integrated intensity. ROTAVA scaling parameters for each image TA44Calculated by AGROVATA44Applied in. Each set of data is based on a lead-containing ZAP-NC All SYK and ZAP except for proteins containing crystals were collected at room temperature. Crystals (with or without bound ligand) were collected at -160 ° C.MIR Analysis and refinement   SeMet ZAP-NC was crystallized by TML under the same conditions and data was collected. Lead and And the positions of the selenium atoms were determined from the difference Patterson function. Which set of data Also included was the measurement of anomalous variance. MLPHARE program44With heavy atom parame When the data was refined, a phase was obtained at 2.8%. This MIR phase is referred to as DM program44Solvent flattening / histogram matching g / histogram mapping) and a phase extension to 2.0 mm. Improved. Calculate the electron density map for each phase of MLPHARE and DM, and Ram45Created a polypeptide chain model. Numbers using partial models and experimental phases SIGMAA for implementation of cycle phase combination44It was used. X-PLOR46using, Least square refinement by simulated annealing (SA method) . In this model, all the residues from Asp 3 to Asn 256 of the protein, zeta (ζ) -1 Of all 19 peptide residues and 113 water molecules, plus one lead and three Has a ren atom. TML binds to Cys 117. See Table 2.Structural coordinates, their storage and use   The structural coordinates of the crystalline material of the present invention can be obtained as detailed herein. You. By way of example, Annex I, Annex II, and Annex III include ZAP-NC: # 1 "monomer" (1 molecule complex per unit cell), ZAP-NC: $ 2, and ZAP-NC: ζ1 PDB for crystalline materials containing "dimers" (2 molecules of complex per unit cell) Indicates the structure coordinates in format.   The present invention relates to the structural coordinates set forth in Annex I, II or III, or the columns therein. The root mean square deviation from the main chain atom of the listed amino acid residue is about 1.5 Coordinates that are less than Å, preferably less than about 1Å, and even more preferably less than about 0.5Å A crystalline material containing a ZAP family protein having a region characterized by Include all.   As will be appreciated by those skilled in the art, various computer solutions Analysis, a protein (or part or complex thereof) and ZAP-NC or other ZAP family proteins as described Or the complex, the degree of similarity between the three-dimensional structures it can. This type of analysis is based on the QUANTA Molecular Similarity app. Application (Molecular Simulations, Inc., Waltham, MA), version 3.3 Using a commercially available software application such as Id, Vol. 3, pages 134-135.   In the Molecular Similarity application above, the same structure between different structures Between different conformations of, and between different parts of the same structure. The procedure used in Molecular Similarity to compare structures involves the following four steps: Divide: (1) Load multiple structures to compare; (2) Atomic equivalence between these structures Provision of (atom equivalence); (3) execution of fitting work; and (4) solution of results Analysis.   Each structure is identified by a name. Target one structure (ie, fixed All the remaining structures are working structures (ie, moving structures). QUANTA The atomic equivalence in is defined by the input by the user. Therefore, we tamper equivalent atoms for all conserved residues between the two structures being compared. Are defined as carbon main chain atoms (N, Cα, C and O) Consider only the rigid fitting operation.   When using the rigid fitting method, the best fit with the target structure Translate and rotate the working structure to obtain. This fitting operation Fit root-mean-square difference of fit over a specific pair of equivalent atoms to an absolute minimum The least-squares fit to calculate the optimal translation and rotation to apply to the moving structure Use the singing algorithm. This number (Å) is reported by QUANTA ing.   For the purposes of the present invention, the relevant structural coordinates of the protein or complex of the present invention (Eg, coordinates listed in Annex I, Annex II or Annex III) Using chain atoms-When superimposed, main chain atoms of conserved residues (N, Cα, C, O) ZAP family proteins with a root mean square deviation of 1.5 の or less -The structural coordinates of all sets of a part of the protein or its molecular complex are the same. It is thought that. More preferably, the root mean square deviation is 1.0 ° or less. Most favorable More preferably, the root mean square deviation is less than 0.5 mm.   The term "root mean square deviation" is the arithmetic mean of the square of the deviation from the mean. Means square root. This is the deviation or variation from the trend or target Is an index that expresses For the purposes of the present invention, “root mean square deviation” Defined by the structural coordinates of Document I, Annex II or Annex III, and To As described, certain proteins from the backbone of the proteins of the invention, such as ZAP-NC Specifies the quality backbone variation.   The term "least squares" means that the best estimate of a value is the deviation of the observed value. This means a method based on the principle that the sum of squares is the value when the sum is the minimum.   Structural coordinates generated for the crystalline material of the present invention, for example, ZAP-NC, # 1, # 2 Or any of the various types indicated in Annex I, Annex II or Annex III. To use the structural coordinates of the complex, these coordinates must be displayed as a three-dimensional shape. Play, convert to 3D shapes, or manipulate them in other ways It is often necessary or desirable. This is typically a set of structural coordinates Like a program that can create a three-dimensional drawing of a molecule or part of it from This is performed using a commercially available software.   As an example, a computer for viewing protein structures or for other manipulations A non-restrictive list of data programs includes:   The storage and transfer of structural coordinates for the crystalline materials of the present invention and the Data storage material encoded with machine readable data for use in programming Provided, a machine-readable storage medium comprising: This data is The machine on which the instructions for use are programmed, for example, one of the types listed above. Or a computer loaded with two or more programs, It is possible to display a graphic 3D display of any molecule or molecular complex described here. Wear. Conventional computer readable storage media with data storage materials include Computer hard drives, floppy disks, DAT tapes, CD-ROMs, Other magnetic, magneto-optical, optical, floptical, and computer Other media that may be adapted for use with   Even more preferred are proteins of the ZAP family, such as ZAP-NC. Or SYK-NC or its structural coordinates, especially Annex I, Annex II or Generic Document III (or a derivative thereof such as zapNC-z1.pdb described elsewhere here) ) ZAP-NC: {1 or ZAP-NC: {2} Structural coordinates ± 1.5 mm or less A molecule defined by the root mean square deviation from the main chain atoms of the protein's amino acids Or machine readable, capable of displaying 3D graphics of molecular complexes Noh Data storage medium. A representative embodiment of this aspect of the invention is described in Annex I, Appendix Contains the coordinates of Generic Document II or Annex III, preferably in PDB format 3.5-inch diskette (floppy Disk), DAT tape or hard drive.   In another aspect, the machine-readable data storage medium comprises Annex I, Annex II Or the hull of the structural coordinates described in Annex III (also or a derivative thereof) Data storage material encoded with a first set of machine readable data including a Rier transform It has. This first set of data contains instructions for using this data. Machine that uses a rammed machine to include an X-ray diffraction pattern of a molecule or molecular complex Combined with the second set of readable data, the second set of machine readable Can be determined at least a part of the structural coordinates corresponding to the data.   FIG. 8 shows one version of these aspects. The illustrated system has a central processing unit. Unit ("CPU"), working memory (this is, for example, RAM <random access memory> Or “core” memory), mass storage memory (one or more Disk drive or CD-ROM drive), one or more cathode ray tubes (" CRT ") display terminal, one or more keyboards, one or more With two or more input lines (IP) and one or more output lines (OP) All of which are interconnected by a conventional bidirectional system bus.   Input hardware B, connected to computer A by input lines, It can be composed of devices. The machine readable data of the present invention is Or using one or more modems connected by a dedicated data line L Is also good. Alternatively or additionally, the input hardware may be a CD-ROM drive or May include a disk drive D. Using a CRT display terminal together with the keyboard Can also be used as input means.   Output hardware connected to computer A by an output line is also conventional. Device. As an example, the output hardware Using a program such as QUANTA described herein, the protein (or its Part of the CRT display terminal for displaying graphical depictions You. The output hardware is also programmable so that it can produce hardcopy output. Linter and a disk drive for storing system output for later use. They may have a live.   During operation, the CPU integrates the use of various input and output devices and Control access to data from and to working memory In addition, the order of the data processing steps is determined. Of the machine readable data of the present invention. Many programs can be used for processing. Examples of such programs are: As discussed herein, computer processing for drug discovery is being considered. For each component of the hardware system of FIG. It is specifically mentioned as appropriate in the description of the medium.   FIG. 9A illustrates a machine-readable version that may be performed by a system such as the system of FIG. 1 shows a cross section of a magnetic data storage medium 100 that can be encoded with useful data. Medium 100 can be a conventional floppy disk or hard disk, A suitable substrate 101 and a suitable coating 102 on one or both sides which may be conventional. You. Coatings have magnetic domains whose orientation or polarity can be changed by magnetism. Invisible). Media 100 is a disk drive or other data storage It may have a hole (not shown) for receiving the axis of rotation of device 24.   The magnetic domains of the coating 102 of the medium 100 are polarized or oriented, Machine-readable as described herein for execution by a system such as The retrievable data is conventionally or otherwise encoded.   FIG. 9B illustrates an example of a system that can be implemented by a system such as the system of FIG. Optical readout capable of encoding machine-readable data or sets of instructions, such as 2 shows a cross section of a possible data storage medium 110. The medium 110 is a conventional compact disc. Read-only memory (CD-ROM) or optical readable, magneto-optical writing possible A rewritable medium such as a simple magneto-optical disk may be used. The medium 110 is preferably A suitable substrate 111, which may be a conventional one, usually one side of the substrate 111. A suitable coating 112.   In the case of a CD-ROM, the coating 112 is reflective and encodes machine-readable data. Many pits 113 are carved. Laser light is reflected from the surface of the coating 112. By doing so, the arrangement of pits is read. Preferably a substantially transparent protective coating A 114 is provided on the coating 112.   In the case of a magneto-optical disk, the coating 112 does not have the pits 113, and the laser (see FIG. When heated above a certain temperature (not shown), its polarity or orientation is It has a number of magnetic domains that can be varied. The orientation of the magnetic domains is It can be read by measuring the polarization of the laser reflected light. Top with magnetic domain array The data as described above is encoded.C. ZAP-NC: Description of zeta 1 tertiary structure   The first ITAM of the ζ subunit of the TCR (ζ1) With a 19-mer peptide derived from the sequence The elucidation of the X-ray crystal structure of the tandem SH2 region (ZAP-NC) of human ZAP-70 We perform the first conformational characterization of this protein: ligand complex I was able to. This complex is an elaborate multiple between the peptide and both SH2 domains. Includes contact. The 65-residue inter-SH2 region is linked to the α-helix coiled coil. And help to form an interface between the two SH2 domains. Structure shown here IsBothSH2 domain recognizes phosphotyrosine in the second pYXXL motif It shows the surprising fact that it contributes. In this experiment, the SYK / ZAP family Demonstrates the first structural insights into the rotatory tyrosine kinase and details the TCR. This is the first time we have seen intracellular components.General topology   The first 259-residue segment of ZAP-70 has two SH2 domains in one helix Consists of those joined by regions. The entire fold is Y-shaped, with two SH2 domains Constitute one branch at the top of Y, with a 65 amino acid domain in between. Form the Y axis. The fragment of ZAP-70 used to determine the crystal structure Ends before the Nase domain. Therefore, we combine these two SH2 regions, ZAP-N and ZAP-C for ZAP N-terminal SH2 and ZAP C-terminal SH2 respectively Called. Each of these two SH2 domains, as previously reported, eg, v-Src13And p56-Lck20There is a high structural similarity between them. Individual ZA Each P SH2 domain has a central antiparallel β sheet with two α helices Have. The region between SH2s begins with the β-strand, which is a continuation of the ZAP-N central sheet. This Following this are two interlaced to form a coiled coil motif An antiparallel α helix. Two SH2 domains are partially staggered And their central β-sheets are separated by about 29 ° at an angle of about 52 °. This distribution Position allows direct contact of the two SH2 domains essential for peptide binding. You. The central β-sheet of ZAP-C has several residues in ZAP-N, including some side-chain contacts. It is extended by an apparent hydrogen bond with the group.   ζ1The peptide spans both sides of the SH2 domain and has both central β It straddles the sheet and makes many contacts with this protein surface. Join direction Is head-to-tail, ie, the N-terminal of the peptide is in contact with the C-terminal SH2 domain. peptide The N-terminal pYXXL segment of is a single library linked to an isolated SH2 domain. Found in phosphorylated peptides20,21Binds to ZAP-C in a conformation similar to The peptide segment that separates the two pYXXL motifs is highly connected to ZAP-C. I'm touching. C-terminal phosphotyrosine is contributed by both SH2 domains It is joined in the formed pocket. The remainder of the second pYXXL motif is the first Motifs and other complexes20,21As in.ZAP SH2 domain   Good electron density without breaks in all residues between Asp 3 and Asn 256 It is in. ζ1The residues Gln 2 to Leu 18 of the peptide are in good electron density and The two terminal residues are weak but at an observable density. About the structural features of the SH2 domain And already defined nomenclature20Was used here for clarity. N-terminal side SH2 Dome In (ZAP-N) the secondary structural elements are preserved, but A, E, F and G Somewhat long for chains. Due to the elongation of these chains, minor β-sheets (previously The sequence corresponding to the reported SH2 domain) is the central β-sequence of ZAP-N. It is an integral part of the More notably, helix A is only three residues long And the helix extends for nearly a full turn due to this part. The C-terminal SH2 domain of ZAP (ZAP-C) also has a small extension to some secondary structural elements. Having. The B, C, and E chains are one or two residues longer. Helicopter Box A also extends by one residue. F chain consists of only 2 residues and replaces FB loop doing. The BC loop of ZAP-C is also growing. Within each SH2 domain and all domains Very high electron densities were observed for a large number of structured water You. The presence of a very large number of observed waters in the phosphotyrosine binding pocket Is unique to ZAP-NC.Spiral interdomain A   The spacer between SH2s begins with a type II reverse turn and has a prominent contact with the A-chain of ZAP-N Followed by a long beta chain, thus forming an extension to the central beta sheet. Hydrogen bond Exists between the main chain atoms of Gln 111 and Tyr 12 and between Gln 111 and Ser 14. water Intervening contacts exist between the main chain atoms of Glu 109 and Tyr 12. Hydrophobic and hydrophobic Sex packing exists between Leu 108 and Tyr 12 and between Pro 110 and Phe 11.   Following this segment is five rotations that extend away from both SH2 domains Α helix (denoted as helix C), which forms the axis of the entire Y-shape of ZAP-NC Has formed. Following this helix is a single one consisting of Leu 133 and Glu134 It is a roll. A second α-helix (helix D) is formed by helix C Curved around the axis. Helix D is distorted and breaks into Pro 147 And a second break occurs at Ala 154 followed by Thr 155-Met 161 residues Short spanning 3TenA helix follows. Helix C and D are both ZAP- Some hydrophobic contacts to C, most notably the p- of Phe 115 (αC) to Trp 233 Make a stacked arrangement. Some water-mediated hydrogen bonds form helix D and Z Exists between AP-C. These antiparallel helices form a coiled coil structure And has direct contacts between several hydrophobic residues that form its core.   For proteins containing multiple SH2 domains, separating the two domains The length of the region that is located varies greatly. This region may be as short as 10-15 residues (Eg, PLC-γ1, SHPTP-1 and -2), whereby the two SH2 domains are back- Will be back to back. SYK is between SH2 of length comparable to ZAP Domain and exhibits 68% sequence identity with the helical spacer described herein. It should retain the same overall conformation observed in ZAP-NC. Phosphatid The tandem SH2 domain of the p85 subunit of luinositol 3'-kinase (PI 3-K) Is also predicted to form a coiled coil of two antiparallel α-helices A much larger domain of 163 residuestwenty twoConnected byBinding interaction on complexation ζ 1   ZAP-NC: ζ1The complex has both tyrosine residues phosphorylated and the sequence NQLpYNELNL First ITAM-containing segment of human TCR ζ chain having GRREEpYDVLD (SEQ ID NO: 14) (Ζ1), And contains a 19 amino acid peptide. For clarity, The numbering of the tide residues starts with ΔAsn 1. This ζ1The binding conformation of the peptide Although there is almost a complete α-helical turn between the bases ζAsn 8 and ζArg12, It's growing a lot. The main-chain conformation for each pYXXL motif is Observed Conformation of a High-Affinity Complex of the SH2 Domain with Peptides20,21,23 Is similar to   ζExcluding Gly 10ζ1All residues of the peptide are in contact with ZAP-NC. Peptide The area of the protein interface is 1300ÅTwoThat is all. This interface area is the protein-protein Those that are common in carbon interactions but are generally accepted for their nature of contacttwenty fourWhat is Completely different. For example, antibody-antigen complexes or protease: protein inhibitor complexes The interface in the body is usually free of crosslinking water. ZAP-NC and ζ1Interface with 2 Contains as much as one cross-linking water. The primary protein-protein contact is usually It is a property classified as hydrophobic (hydrophobic bond). In contrast, ZAP-NC and ζ1 Half of the contact between is through direct hydrogen bonding. The total number of contacts allowed was , From those found for protein-protein structures with similar interfacial areas Quite a lot. The binding of phosphorylated peptides to individual SH2 domains is described Has been described as reminding of "lag"twenty one, This general bonding arrangement It is also present in ZAP-C and ZAP-N. Each socket recognizes a phosphotyrosine residue A highly charged pocket and a second pocket that prefers hydrophobic residues at the pY + 3 position Become.Motif 1 (-pYNEL-) binding is limited to ZAP-C   The amino terminal pYXXL motif of ζ1 associates exclusively with ZAP-C. ζ1 The first two residues of Asn 1 and ζGln 2 are mostly involved in intrapeptide interactions concern.主 Leu 3 main chain cal, only one contact between Leu 3 and ZAP-NC The hydrogen bond between bonyl and the NH1 of Arg 170 is typical of the pY-1 residue.   ポ ケ ッ ト Pockets for pTyr4 are helix A, B, C and D chains, BC loop Formed by residues from the Hydrophobic contacts include residues from βD, His 210, Tyr 211 and Leu 212 form one edge of the pTyr cavity. To achieve. Also, ζAsn 1 and ζGln 2 of the peptide itself make hydrophobic contact on the other side. Form. The side chain of Leu 212 is twisted away from the pTyr ring and is symmetrically related. (symmetry-related) Packed against Trp 131 from molecule. This Neighbor Trp Is any ζ1Constitutes the only intermolecular crystal contact with the residue, which is also sparse to ζpTyr 4. In water contact. Direct hydrogen bond contacts to phosphate groups are made with only three residues It is. Arg 170 (αA) and Arg 190 (βB) interact through their terminal nitrogen You. Arg 192 is the only one in the BC loop long enough for a direct hydrogen bond to the phosphate group. And interact through its Nε. Because this BC loop is growing The pTyr binding region resembles a deep groove that follows the AA loop. pY-2 and pY-3 Residues are included as an integral part of the binding site, into which pTyr protrudes. This results in the formation of a channel. In this area, there are five very dense and low temperature factors Water exists and is part of a larger hydrogen bonding network.   As usual for complexes with the SH2 domain20,21,23, PY + 1 and pY + 2 Residues extend along the surface of the protein. pY + 1 residue (ζAsn 5) Star intermediate T peptide (… pYEEI…) and Lck20And v-Srctwenty oneWith the SH2 domain Make contacts similar to those found in the complex. pY + 2 residue (ζGlu 6) Away from the surface of the substrate.   ポ ケ ッ ト The pocket surrounding Leu 7 (pY + 3) is very deep, βD, EF loop, helix It is formed by residues from the B and BG loops. The size of this pocket Leu 7 contains only Tyr 211, Ile 223, Gly 226, Gly 245, and Leu 246. Or only 5 residues make direct contact. The depth of this pocket is dependent on many other SH2 domains Occupied by tyrosine intwenty threeLeucine in Helix B of ZAP-C Partly due to its existence. Even if tyrosine is not present, Very strong densities are seen for the two waters.主 The main chain of Leu 7 is that of Pro 224 Involved in water-mediated hydrogen bonding to carbonyl oxygen. To the overall shape of this pY + 3 pocket The second contribution of is given by the repositioning of the β-turn in the EF loop. It is. In an isolated SH2 domain complex, this loop is abrupt in this pocket. Participates in the formation of steep solvent-exposed walls. In ZAP-C, the EF loop moves toward the D chain. The rest of the peptide can continue on its way to ZAP-N to ride Wear.Intermotif (-NLGRREE-) binding   ζ1The peptide segment separating the two pYXXL motifs into ZAP-C Consists of seven amino acids that make up most of their contacts. One complete rotation of the alpha helix Since close turns begin at ζAsn 8 and continue to ζArg 12, Most contacts are within the peptide. ζAsn 8 is the main ligand for the carbonyl oxygen of Gly 245 (BG). Arg 12 forms a direct chain hydrogen bond to the main chain carbonyl of Glu 225 (EF loop). It is involved in both contact and water-mediated hydrogen bonding. Another two water-mediated hydrogen bonds are ζAr g12 is linked to Gly226 and Lys228. Side chains of ζLeu 9 and ζArg 12 Closes the pY + 3 pocket of ZAP-C.   With two glutamic acid residues ζ1This segment of the peptide is completed, Since these are the pY-1 and pY-2 residues of the second pYXXL motif, they are Make up the first contact. Glu 13 forms a main-chain hydrogen bond to the main-chain carbonyl of Asp 244 create. More interestingly, ΔGlu 13 is N-terminal due to its side chain carboxyl. Lys 242 (ZAP-C αB), an integral part of the phosphotyrosine pocket of the flanking SH2 domain Involved in direct hydrogen bonding to the side chain amino group. Glu 13 also has Lys 242 and To the guanidinium groups of Tyr 238 (ZAP-C αB) and Arg 17 (ZAP-N αA) It also retains Delwars contacts, which also contribute to the N-terminal pY pocket. ζGlu 14 Retains the characteristic pY-1 backbone carbonyl hydrogen bond to both terminal nitrogens of Arg 17, Arg 17 contacts the aromatic ring and the phosphate group of ζpTyr 15.Motif-2 (-pYDVL-) Binding Requires Both Domains   Probably ZAP-NC and ζ1The most prominent feature of the complex with ζpTyr15 is the recognition pocket. Is composed of residues from both SH2 domains. This is This is the first report on a phosphotyrosine binding site with properties. ZA to ZAP-N Due to the P-C collision, ζpTyr 15 retracts into a deep tunnel.側 side chain of pTyr 15 To Arg 41 (BC loop), Val 47 (βC), His 58 (βD), and Pro 60 (βD). Make a van der Waals contact. The side chain of Arg 17 is located on the aromatic ring of ζpTyr 15 In addition to the carbonyl bridge of the pY-1 residue to the phosphate oxygen of ζpTyr 15, Forming an aromatic contact; This phosphate group is Tyr 238 (ZAP-C αB), Lys 242 (ZAP-C αB), closely associated with the side chains of Arg 17 (αA) and Arg 37 (αB), for a total of 6 direct Form hydrogen bonds. Six water-mediated hydrogen bonds form this phosphate group with Arg 17 (αA), C ys 39 (βC), Leu 40 (BC loop), Arg 41 (BC loop), and Lys 242 (ZAP-C αB). The relative importance of each residue at this interface is important for mutagenesis experiments. More can be determined. Four waters with strong electron density make this powerful network And the presence of these waters results in the interruption of ZAP-C on residues in the BC loop. (See below). In this configuration, each oxygen of the phosphate group is It has its full complement of hydrogen bonding partners.   As described for the first pYXXL motif, the pY + 1 and pY + 2 residues (ζAsp 16 And ζVal 17) are unique to these positions in other SH2 complexes.20,21,23Contact Make a touch. ζLeu 18 is a high affinity peptide complex with Src family SH2 domain Located in a hydrophobic pocket with similar dimensions to the pY + 3 pocket found in the body. 1 The main chain NH of ζLeu 18 to the carbonyl of Ala 72 on the EF loop Are combined. Contact to several hydrophobic residues is evident: βD binds Phe 59 Gives; interactions with EF loop include Ile 71, Ala 72, Gly 73, and Gly 74 Helix B gives Tyr 87; BG loop contacts via Gly 93 and Leu 94 make. ζ1Asp 19 is at a weaker density, and Gly 93 (BG It appears that only one hydrogen bond to the carbonyl of step (p) is formed.Inter-domain contact   AP to ZAP-NC1Unlike the vast contact area of ZAP-N and ZAP-C, two SH2 The total interaction area between the mains is small, only about 200 ÅTwoIs the size of ZAP-C The surface area of ZAP-N buried in the spacer between SH2 and SH2 is only about 400 ÅTwoAnd Z The corresponding buried area of AP-C is not much larger. ZAP-N of the whole complex Total burial of 620 ÅTwoWhich is about 1% of the total surface area of this domain. Equivalent to 3%. Conversely, the burial of ZAP-C is about 1000ÅTwoWhich is calculated as Occupies 20% of the total surface area. This difference is due to the ZAP-N BC loop, ZAP-C FB loop and And helix B and the convergence of the convex side of both helices of the spacer between SH2. This is due to the presence of the formed large channel that allows solvent access. this The irregularly shaped funnel has a diameter of about 5-7 mm and is completely surrounded by a length of about 12 mm After that, it is flared for a further 8 mm. ZAP-N and ZAP-C Each SH2 domain confers 9 residues on the interface only between the domains. contact Most are due to hydrogen bonding, and most of these are water-mediated. I However, there are also some Van der Waals contacts.   Total interface limited to two SH2 domains is absent in the absence of the peptide If so, the spacer between SH2 may be cut or swung If it is possible to stabilize in an appropriate direction for tandem coupling New Uncomplexed ZAP-NC in isoelectric focusing gels as multiple bands Exist, these bands are ζ1Addition of peptide breaks down into one band . The microheterogeneity seen in this uncomplexed ZAP-NC is due to conformational variability. Matches.Comparison with other SH2: phosphopeptide complexes   Folding despite low sequence identity (33%) between ZAP-N and ZAP-C The overall similarity is noteworthy. Side chain position is significantly better between the two domains Is stored in The root mean square (r.m.s) deviation of the entire main chain is 1.07Å. Src The same measurement for ZAP-N or ZAP-C for family SH2 domains (individual) The fixed value is typically 1.50Å, despite similar% identity values. You. As reported for the traditional structure of individual SH2 domains14,20,21,Roux Loop region shows largest positional variation, loops AA, BC, CD, and EF are most prominent . The CD loops of both ZAP-N and ZAP-C bind to the Src family SH2 domain. With a large truncation (truncation) Is also evident from the sequence of many SH2 domainstwenty three.   ζ1PYXXL motifs are in a similar main-chain conformation in the complex, but The direction (orientation) of rosin varies between ZAP-N ZAP-C.芳香 The aromatic ring of pTyr 4 is p5 6-Lck20And v-Srctwenty oneVery well overlaps with both pTyr. But the other For ζpTyr 15, the aromatic ring is only 0.7 に toward the guanidinium of Arg 17 The position moves and shifts 0.8 ° away from the D-chain. This is ζ1Is the ZAP-C domain Direction to move in, as well as phosphate groups and Tyr 238 and Lys on ZAP-C 242 and strong hydrogen bonding interactions. Both pTyr ports of ZAP-NC The ket is large enough to hold some water and thus other SH2 The reason why the pocket is larger than the main is that the position of the BC loop fluctuates. BC (phosphotyrosine binding) loop found in both SH2 domains of ZAP The extended position of is observed for the uncomplexed SH2 domain, Explained as a hinge in the binding of tyrosine phosphorylated and phosphonated peptides Have been14,21. This loop is reoriented, but BC The internal conformation of the loop is strongly retained.   The pY + 3 pocket of ZAP-C is significantly larger than this site in other SH2 domains. No. This is due, in part, to the ZAP-C EF residues Pro 224 and Glu 225 position change. Except for the absence of Tyr in αB, this pocket The positions of the other side chains forming the target are very similar to the corresponding sites in Lck and Src. I have.   In addition, compared to the crystal structures of all other SH2 domain complexes, ZAP-NC There are a number of waters. Some are involved in cross-linking of phosphotyrosine to this protein I do. These intervening water molecules bind individual ZAP SH2 domains to phosphorylated ITAM ligand. May contribute to the weak affinity of the17-19,25. Also, multiple burials or traps Water is present at all of the various interfaces.Biological significance   ZAP-70 tandem SH2 domain of the invention in complex with a component of the T cell receptor ζ chain The structure of the inn is the first to see the intracellular mechanism of TCR (summarized in Fig. 4) Give the opportunity. Some unique features of this structure are that each SH2 domain is independent Instead of functioning as a modular module, the interaction between these domains Suggests that ZAP-70 plays a critical role in recognition of TCR phosphorylated ITAM sequence doing. This structural information can also be used to interpret genetic and biochemical data. Important and provides a basic framework for exploring the mechanism of action of ZAP-70.   The tandem SH2 domain of ZAP-70 binds to the phosphorylated ζ and ε subunits of TCR. Show high selectivity, while isolated SH2 domains from other proteins Is indiscriminately bound by many tyrosine phosphorylated proteins in whole cell extracts DoFive. Ligand binding and selectivity for the isolated SH2 domain is Some residues C-terminal to tyrosine and phosphotyrosine, especially at the pY + 3 position Mediated by recognition of hydrophobic residues12. High ZAP-70 to double phosphorylated ITAM sequence Degree selectivity appears to be the result of a number of structural features. Two ζ or ε chains The distance between the pYXXL motifs is tightly associated by coiled coils between SH2s. It becomes a partner with proper spacing for a pair of separated SH2 domains. This pair of The association of the SH2 domain with phosphotyrosine and other ITAM residues Interaction at the domain interface, thus concealing a single phosphotyrosine at the domain interface Stabilizes the conformation that allows for the formation of pockets.   ZAP-NC has high affinity for dual phosphorylated ITAMs and selection for ζ and ε chains Despite its selectivity, the individual SH2 domains of ZAP-70 Was not found to bind toFive. ZAP-NC is a monophosphorylated ITAM-based The parent has a 100- to 1000-fold lower parent to the corresponding double phosphorylation Unite with union17-19,25. Therefore, both SH2 domains for high affinity binding Must cooperate and the two phosphotyrosine residues are present and properly positioned Must be. This structural expression of cooperativity and selectivity, ie, both Convergence of residues from the SH2 domain captures pTyr15, indicating that ZAP-NC and ζ1With It is also the most prominent feature of the complex.   In this regard, the SH2 domains are subject to their natural molecular context. Unfold their natural folds when extracted from their phosphorylated proteins Previously presumed to have full capacity for quality recognition and binding12,14. we Indicates that the N-terminal SH2 domain of ZAP-70 was expressed in an isolated state. Provide structural evidence that they are incomplete. Only the pY pocket of ZAP-C Domain also requires contributions from neighboring domains or proteins Suggest that you might.   From the crystal structure, the orientation that ZAP-70 assumes after associating with the TCR, as shown in FIG. C1N-proximal pYXXL motif, and ZAP-N as its C-proximal motif, We are convinced that each will be aligned. We believe that this orientation is the catalytic domain of ZAP-70. Activates and activates downstream substrates in the signal transduction cascade. We also believe it may be important for positioning for phosphorylation.   ζTwoIn all ITAMs of the TCR except for the above, there is a 7 residue interval between the two pYXXL motifs. ΖTwoIs an interval of 8 residues. In vitro binding of ZAP-NC to synthetic phosphopeptides In the experiment, the binding hierarchy was ζ1≧ ζTwo> Ε ≧ ζThreeShow thattwenty five. This result The results suggest that one more residue is allowed between the pYXXL motifs. Conversely, ε Deletion of 2 amino acids in the corresponding region of Zap rapidly reduced ZAP-70 binding and produced IL-2 Vanish17. Thus, the distance between the two pYXXL motifs depends on the association and signalin Important for To determine the relative contribution of each residue in ITAM, CD8-ζ systematically replaced with alanine1Experiments with chimeras were performed. So Results indicate that only the substitution of pY and pY + 3 residues was To completely eliminate the bug26. With the exception of these residues, the specific ITAM The exact sequence is less important for selectivity than the distance between pYXXL motifs. IT To assess the contribution of the AM sequence to selectivity, more Many residue changes are required.   As mentioned earlier, the inter-SH2 region allows two SH2 domains to associate Constrain within distance. However, a significant portion of the antiparallel helix is in the SH2 domain This region is also facing away from the Regulation of protease activity and / or clustering of receptors Can be given. Evidence that this domain forms a coiled coil of an alpha helix Indicate that these structural units are normally involved in protein-protein interactions ing27So very interesting. It is already predicted that a coiled coil will be formed. The inter-SH2 region of the p85 subunit of PI3-K is the PI110 catalytic subunit of PI3-K. Necessary and sufficient for the interaction of p85 withtwenty two. One that is clear from our structure The intriguing possibility is that this ZAP interdomain regulates its kinase activity. To be involved in the clause. This interdomain directly or indirectly enhances catalytic activity May inhibit, this inhibition is reduced by binding of SH2 domain to ITAM there is a possibility. PI 3-K, a PTK homologous to ZAP-70twenty fiveAnd SYK28The experiment by We support such a model. Known PI-3K SH2 binding site derived from PDGFβ receptor Addition of a phosphotyrosine-containing peptide corresponding to the Tyr751 region Causes activation of PI-3K29. Similarly, a resource derived from the γ subunit of the IgE receptor Phosphorylated ITAM peptide increases SYK kinase activity 5-10 fold30,31. Between SH2 Another function of the region is to regulate ZAP-70 activity, such as Lck and / or Fyn. May bind to proteins or proteins that are substrates for ZAP-70 That is. Tyrosine 126 in the inter-SH2 region is phosphorylated by Lck in vitro.32 And may be involved in interactions with other SH2 domain-containing proteins. Most Later, the inter-SH2 domain is a potential ZAP-70 minute in the activated TCR complex. It may also be important for intermolecular association between offspring.   SYK also considers its functional similarity to ZAP and 57% sequence identity. , Are expected to exhibit the features of the above structure. SYK is expressed in several types of hematopoietic cells Causes binding to the ITAM sequence in the cytoplasmic domains of IgE and B cell receptors Function in mast cells and B cells respectively28. ZAP-70 and SYK When comparing arrays33Most of the residues in ZAP-NC that contact pTyr 15 Stored in the corresponding location. The N-terminal SH2 domain of SYK is phosphotyrosine Does not bind to ligand or phosphotyrosine affinity column34. this is As in ZAP-NC, this phosphotyrosine site also forms a complete pocket. This suggests that the C-terminal SH2 domain is required for synthesis. IgE receiving Double-phosphorylated peptide derived from γITAM induces SYK activation30. I Various ZAP-NC and ζ1And thus the SH2 domain taken by this activated kinase Can show the main conformation.   ZAP-70 emerges as an attractive target for the development of safe and powerful immunosuppressive drugs Have been. ZAP-70 has been shown to be required for T cell-mediated immune responses in humans, Defects do not affect other tissues8. Therefore, ZAP antagonists (antagonists) Specifically inhibits T cells, FK506 and cyclosporin35,36More non- Targets calcineurin, a protein that is specifically expressed37,38Currently The toxicity of the immunosuppressive drugs used could be avoided. This kind of protein Phosphatase is required for the T cell immune response while at the same time in some other tissues. But it works. As a result, cyclosporine and FK506 are found in the kidney and central nervous system. Can cause serious side effects in patients with organ transplant rejection. Giving is severely restricted36. To extend the routine use of such treatments to autoimmune diseases In addition, a new immunosuppressive drug having low toxicity is required.   One means of inhibiting T cell activation is to bind to ZAP and prevent its association with the TCR. Small (i.e., preferably having a molecular weight of about 1200 or less, more preferably about 750 or less). Below, even more preferably about 500 or less), preferably non-peptide, membrane permeable To develop molecules. Such compounds are available in any of the SH2 domains of ZAP-70. Or bind to the SH2 interdomain interaction, preferably with high affinity. Can be. Our crystal structures reveal the molecular details of the ZAP conformation and Provides a means to consider the interaction of TCR with TCR. Each SH2 ligand binding site and unexpected The unique structural feature of the association between the SH2s of the two For structural and structurally biased compound libraries. Can be used here.D. Structure elucidation of other tandem SH2 proteins using ZAP-NC three-dimensional structure   Now that the structure of ZAP-NC has been elucidated, we have identified two SH2 domains, especially the ZAP file. Other proteins, including Millie members, are also formed by association between domains. It has a unique binding pocket that has been Think about what can be used to design things. Most relevant to ZAP The protein currently believed to be SYK (see sequence diagram). ZAP-NC Using the structure of, it is possible to obtain a 3D model of Syk-NC by homology modeling. Wear. Before elucidating the structure of ZAP-NC, the SH2 domain of Syk and the SH2 domain of known structure were The sequence identity to the main is low, and none of the SH2 domains elucidated so far This method is difficult, if not impossible, because it does not contain two SH2 domains. there were. Another known protein with a tandem SH2 domain is PL Cγ, P13K, rasGAP, SH-PTP1, and SH-PTP2. Also two SH2 domains Proteins will continue to be used for genomic sequencing or other cloning methods It is expected to be discovered by law.E. FIG. Use of structure in drug discovery Use of the tandem SH2 domain structure of ZAP-70 in computer-based drug design (CADD)   The conformation of the tandem SH2 domain (ZAP-NC) of the protein tyrosine kinase ZAP-70 The availability makes possible a structure-based drug discovery approach. To the structure Based on a new (de Novo) Molecular design, computer-assisted lead ( lead) molecule optimization and computerized candidate drug structure based on structural criteria Including sorting. From the structure of the peptide ligand, a new pseudo peptide (peptido mimetic) module into a conformationally-restricted page. It may be developed directly by peptide substitution design or database search. Or, Using the target protein structure with the ligand removed, the structure-based read You can also make discoveries. Multiple uncomplexed state of ZAP-NC state) by several methods to give additional target conformation Can also. The coordinates of the experiment and the resulting uncomplexed model are Structure and potential ligand or chemical moiety ("fragment" or "seed") Receptor site mapping to identify sites of favorable interaction energy between Can be processed by such techniques as Following such an assessment, the fragment Operations such as toseed ligation and growth may be performed. Fragment seed concatenation Are structures that include “connected” and “seed”, that is, each having an advantageous interaction A chemical structure containing two or more mapped parts at appropriate intervals to reach the site Construction, means how to design. Growth is based on receptor site mapping or Sets up structures that extend certain molecules or moieties to fill available space. Means to measure. Based on the receptor site mapping data, Potential ligands can also be selected from the database. Whatever source, potential Target or suboptimal ligands use their receptor site maps Multiple conformations and orientations according to energy priority. It can be refined by filtering. Finally, p72SykColumn of Due to the high degree of sequence similarity to the SH2 domain, knowledge based on the structure of ZAP-NC Either homology template method or minimization following repeated site mutations This will create a high quality Syk-NC model. Sy created The structure of k-NC is then processed as another protein target by the methods outlined above. May be. These methods and their application to ZAP-NC are described below.   ζ 1 peptide pseudo peptideIs, from the binding conformation of a peptide ligand, Depending on the design, one or more peptide segments can be By searching for existing sources or enhancing existing ligand-protein interactions (That is, the components of a ligand can be transferred through accessible protein contacts, Greater interactions with target proteins due to overhanging or otherwise hidden water By substituting alternative parts that can be Knowledge of the binding conformation of a peptide may be relevant to conformational constraints and peptide bond displacement. Can be suggested. The less biased approach is Substitution to one or more moieties of a peptide ligand, preferably a non-peptide A computer to search a three-dimensional database to determine substitutions. Computer algorithm. In this way, the conformational assignment of its biological activity is Compounds, ie, particularly biologically relevant conformations of the peptide ligand A compound based on The algorithm for this purpose is Cast-3D (Chemical Abstracts Service), 3DB Unity (Tripos, Inc.), Quest-3D ( Cambridge Crystallographic Data Center) and MACCS / ISIS-3D (Molecular De sign Limited). These geometric sir Dimensions that are prohibited using the size and shape requirements of the binding site Can be reinforced by a three-dimensional search that excludes Services applicable to ZAP-NC Program that can be used to synchronize geometric and three-dimensional requirements in CAVEAT (University of California, Berkeley), HOOK (MSI) and A There is LADDIN (Daylight Software). Each of these search protocols , An existing common database, the Cambridge Structural Database (the Cambridge Str uctural Database) or other available chemical manufacturers' chemical databases Can be used in combination.   For retention of potential pharmacophoric elements clearly present in peptides In addition, hydrogen bond donating or accepting that can replace ordered water molecules Incorporation of a group into the ligand structure results in significant entrainment that produces a favorable binding free energy. Usually gives tropy gain. Such ordered water is identifiable from its structure Yes, other well-ordered waters were also fully solvated, as explained in more detail below. It may be located during computer simulation of the structure.   Generation of an alternative binding site conformation of the target proteinBut phosphotyros Of the binding region, the nature of the interface between the two SH2 domains, and Overall, the induced fit for both ligand and protein after binding, That may be desirable due to the possibility of conformational changes. For example, with β-chain B The loop connecting C (BC loop or phosphotyrosine binding loop) is a Src family It was reported to act as a functional hinge in the Lee SH2 domain. Also, Charged residues in the schotyrosine binding pocket can change the orientation of the side chains. Wear. Metropolis Monte Carlo or molecular dynamics simulation (MCPro < Yale University>, AMBER <UCSF>, CHARMm <Harvard University> and GROMOS <ET H / Groningen>). Used locally to create an uncomplexed Boltzmann distribution, and thus for molecular design An effective set of additional conformations can also be provided. Another side chain lioness (End change of orientation), Dead End Elimination And A*Algorithm (University of Southhampton) for each side chain iteration Systematic conformational search, or each residue type has the same backbone twist Can also be tested by comparing with one member of the Protein Data Bank. You. Convert the effective conformation of the BC loop (or loop EF or BG) to a similar anchor Brookhav on loops with anchoring geometry en) Search for protein databank or run within selected loop Apply the dam backbone conformation and filter the results to fit the anchor residues Can be created. Throat based on this knowledge We also have a force-field minimization to create possible geometries Yields the first structure that can be used.   In addition to the inherent flexibility of the peptide binding site, two SH2 domains The interface between them provides an opportunity to explore additional conformational states. Two SH2 Interfaces limited to domains only 200 ÅTwoGives the total buried surface area of Consist of hydrogen bond contacts, many of which are mediated by water. Isoelectric focusing gel According to the experiment by uncomplexed ZAP-NC,1Two that weaken after binding to a peptide It suggests a conformational mobility between the SH2 domains of S. cerevisiae. ZAP function is 2 Requires that two SH2 domains associate simultaneously with the dual phosphorylated ITAM of the TCR Thus, gross displacements between the two SH2 domains are regulatory. May be worth it. That is, the conformation in which the SH2 domain is separated is inactive. And an inhibitor that stabilizes this alignment state would be attractive. sufficient Dynamics simulations of ZAP-NC solvated in The emergence of dissociated structures and further target conformations of uncomplexed proteins Can give insight.   Receptor site mappingIdentifies energetically favorable binding sites on macromolecules Encompasses a variety of computer operations. The most straightforward approach is electrostatic or parental Empirically determined oily potential, curvature, and hydrogen bonding characteristics According to the physical properties of the macromolecule target, accessible surfaces (and Includes "painting" other generated features. Characterize the surface of macromolecules in this way Such methods for doing this are described in Grasp (Columbia University), DelPhi (Biosym Techno logies), MOLCAD (Tripos, Inc.) and Hint (Virginia Commonwealth Universit) y). The next molecular design is the identified surface Includes the identification or design of ligands that have characteristics complementary to the property. A more advanced Algorithms determine the interaction between the target and potential ligands or fragments. Includes the actual calculation of enthalpy. In practice, the protein or protein of interest From the coordinates of the denature fragment (which may be rotated or otherwise transformed) Are all undesired ligands (or parts thereof) and / or all undesired ligands. Remove unwanted solvent molecules. This coordinate is then assigned to the atomic location By attaching and processing parameters, processed targets for mapping (Target). The target may be split into discrete binding sites. target Alternatively, the divided site can be transferred to the MCSS program (Molecular Simulations, Inc.) As in the case of the above, a predetermined functional group flag that can be relaxed into a desired place next Fragment or a single fragment probe on top Are placed inside a regular grid of site points, which are placed one after the other. this Examples of programs using the site-lattice algorithm include Glin / Grid (Molecula r Discovery, Ltd.), Ludi (Biosym Technologies), Leapfrog (Tripos, Inc.) And Legend (University of Tokyo). Either technique requires an Talpy contributions are estimated in the molecular mechanical force field and the appropriate position of the selected functional group is determined. Determined systematically.   In the site-grid approach, a desired portion of the target is surrounded by a defined grid. One box is defined. The grid resolution, ie the spacing between grid points, is May be determined, or may be set by a computer program. In addition, hydrophobic Other parameters of each point in the grid, such as character or other properties, should be specified as well. Can be. One or more selected moieties, functional groups, molecules or molecular flags A probe (that is, a computer model) of the -Determine the interaction energy of the target pair for each such grid point . Collect data of selected parts, functional groups, etc. Capture, visualize on computer monitor, or various texts or figures It may be printed out in a table format.   As another approach to placing parts at each of a set of grid points, As described above, using multiple copies of selected fragments, parts, molecules, etc. Multiple copies of the protein near the protein target (defined by coordinates as described above) By overlapping, the target may overflow. This model is then Loop minimization (ie, molecular dynamics minimization) calculations to reach the point of favorable interaction. Or identify the area. The data can be handled in the same way as the grid method.   One application of this method to the structure of ZAP-NC is to use peptide ligands (ζ1)When Includes crystal structure coordinates with both experimentally observed water molecules removed. Thus The binding site is a van der Waal at any position previously occupied by the peptide. Includes all protein residues that are within the Ruth distance. This "old" joint Position is expanded to include most of its proximal protein surface, and Additional crevices not occupied by known ligands to any SH2 domains (crevi ces) and depressions are potential "auxiliary" binding regions Occupancy can significantly contribute to the inhibition of ZAP association with the T cell receptor. ZAP- Similar provisions for the NC coupling surface can be obtained empirically or obtained by the modeling method described above. The same applies to any other coordinates. Receptor site mapping, as described here Other methods include the SH2 domain in ZAP-NC (or ZAP family-NC) structures or other ZAP family to design or select ligands that can bind to It can be applied to Lee's 3-D structure.   The receptor site map is described above.Database searchGeneration of ligand by And new designs for new chemicalsGrowth / consolidation methodSeeds for give. Ligand growth program places appropriate functional groups at each site point First access the extensible fragment dictionary. You. Then a genetic algorithm or subgraph isomorphism Depending on the protocol, attach a small aliphatic chain or ring to the fragment. Internal freedom Correction of the degree and translation or rotation of the candidate model in the coupling cavity , A probability improvement may be introduced. The resulting multiple sets of molecules can be Considers constraints, complementarity of electrostatic and hydrophobic interactions, and solvation estimates Score and filter by function. Establishment of new ligand for ZAP-NC Ludi (Biosym Techno Corp.) logies), Leapfrog (Tripos, Inc.) and Legend (University of Tokyo), Grow (Upjohn), B uilder / Delegate (University of California, San Francisco) and Sprout (University of California) versity of Leeds). Clique detection method is site mapping And another strategy for ligand growth. DOCK (University of Califor nia, San Francisco) and similar programs to reach specific binding sites. Spheres with the smallest set of atomic dimensions. Next, a sphere with atoms filling the binding site To orient the ligand so that it overlaps the center (ie, “nucleus”) of the Try database search. The complementarity of the shapes, including the steric requirements of the cavity, Augmented by point scoring functions and potential energy functions .   Ligand optimization(From any source) using ZAP-NC conformation Can be made. ZAP-NC receptor site map or hydropathy (hydrophobic) Use the profile to identify preferred positions for the functional group components of the ligand And use this to minimize the otherwise minimal standing of the ligand structure itself. Will normally be suppressed by minimal steric considerations Filter or restrict the search for conformation of the ligand structure You. Simulated annealing (simulated annealing) becomes available as apparent binding sites become available.  annealing, SA), distance geometry, metropolis Monte Carlo, or coupling By using the force field directly in the stochastic search of the style, It is possible to determine the mode of ligand binding. Ligand binding to ZAP-NC Autodock (Scripps Clinic), DG EOM (QCPE # 590), Sculpt (Interactive Simulations, Inc.) or the molecules mentioned above Any of the kinetic programs. A set of possible combinations that are easy to process Change the binding affinity of each model considered in a predictable manner Modifications of test ligands that are considered to easily identify the appropriate binding mode be able to. For example, one ligand can be matched to one binding model and May be modified so as to contain a functional group at a position that also matches the model. Next Then, the "disproved" model can be removed using the combined data. Wake up If you create one appropriate model by repeating the removal of the unlikely connection style The potential for improving this lead (the appropriate model) is its local protein ring It becomes easily apparent from the border.   Another protocol for ligand optimization is 3D data combining knowledge of binding sites. Includes database search. Modeling involves the biologically active Multiple candidates for the conformation can be indicated. A probe for precise conformation Identified several constrained mimics of each possible conformer 3D search to include. Unconstrained ligand structure-activity The relationship will indicate which functional groups are retained in the constrained mimetic. Finally, the steric and electrostatic requirements of the binding site prioritize the possibilities obtained. It may be a filter to give.   Due to the structure of ZAP-NC according to the present invention, accurate homologous proteinModel buildingAnd that They can then be used in drug design. This protein tyrosine Kinase p72SykSH2 domain and interdomain coiled-coil region of ZAP-7 Sharing a high degree of sequence similarity with 0. ZAP-NC structure is a knowledge-based template construction method, Or local molecular mechanical minimization after repeated point mutations Makes it easy to use for developing reliable Syk-NC models. Syk-NC model Examples of programs applicable to development include Composer (Birbeck College), Model er (MSI) and Homology (Biosym Technologies). The obtained model Can then be processed with any of the CADD techniques described above.F. Compound characterization   Compounds designed, selected and / or optimized by the methods described above Binding activity to proteins containing one or more SH2 domains May be evaluated. A variety of techniques can be used, many of which are in the art. It is well known. For example, a compound may be conjugated to a phosphorylating ligand for that of the SH2 domain. The activity as a competitive binding inhibitor can be evaluated. For example, Pawson See U.S. Patent No. 5,352,660 (October 4, 1994). 1 or 2 or more Surface plasmon to evaluate the binding properties of compounds to the SH2 domain on A ringing (SPR) method may be used (see, for example, Panayotou et al, 1993, Molecular and Cellular Biology13: 3567-3576), fluorescence proximity The same applies to methods and other methods known in the art.   The SPR method uses real-time two or (Pharmacia Biosensor, Piscatawy, NJ) developed an SPR method that uses gold (Provided as a disposable biosensor “chip”) and adjustable by the user Focus the polychromatic light beam on the interface between the buffer compartment Te This gold film has a 100 nm thick “hydro `` Gel '' is attached, which is the covalent immobilization of the analyte of interest (covalent immobili zation). Irradiated light interacts with free electron cloud in gold film When used, plasmon resonance increases. The resulting reflected light produces optimal resonance. The spectrum is worn at the shifted wavelength. Separates the reflected polychromatic light into its component wavelengths (prism BIAcore shows the generated surface plasmon Create an optical interface that accurately reports resonance behavior. When designed as above, Plasmon resonance-and hence, the wear spectrum-is the evanescent field (This corresponds approximately to the thickness of the hydrogel) and is sensitive to mass. Mutual One component of a pair that acts is immobilized on the hydrogel, and the component of the other When supplied through a buffer chamber, the interaction between these two components is Mass accumulation and its corresponding plasmon resonance effect (measured by wear spectrum). ) Can be measured in real time. This method can be Fast, extremely sensitive real-time molecular interactions without the need for component labels System measurement is possible.   Fluorescence polarization (FP) is the IC of the association reaction between two molecules.50value And KdProtein-protein and protein-ligand interactions to obtain values It is a measuring method that can be easily applied to the action. In this method, one of the molecules of interest is Must be conjugated to a fluorophore. This is generally The smaller molecule of the system (in the case of SH2, a phosphotyrosine-containing peptide) is there. Sample containing both ligand-probe complex and protein receptor The mixture is excited with vertically polarized light. Light is absorbed by the fluorophore of the probe for a very short time Re-emission occurs. The degree of polarization of the emitted light is measured. Polarization of emitted lightYes Depending on several factors, the most important factors are the viscosity of the solution and the apparent molecule of the fluorophore. Quantity.   With proper control, the degree of polarization of the emitted light is limited to changes in the apparent molecular weight of the fluorophore. Make it dependent. This apparent molecular weight indicates that the probe-ligand complex is in solution. Free of charge or bound to a protein receptor. To FP Based join assays have a number of important advantages. The main one among them is true Under highly homogeneous equilibrium conditions50Value and KdValue measurement, speed of testing and convenience for automation Convenience and ability to screen in cloudy suspensions and colored solutions It is.   Automation of such an FP assay is performed using a 96-well fluorescence polarization plate reader. Done. This reader has a sensitivity level of 1 nM for fluorescein-labeled molecules. The reading of the polarization value can be carried out with a microscope, and each plate can be read in 3 minutes.   The fluorescence polarization equilibrium binding assay was applied to ZAP, Syk, and Src domains. N, C-ZAP The binding curve of the double-phosphorylated へ -1 sequence to Also shown in FIG.   A compound may be a specific SH2-containing protein and its natural ligand (or its (Or some analogs based on it) to identify any other SH2-ligand Preferentially over the inhibition of interaction, for example, at least an order of magnitude, more preferably at least It is often desirable to inhibit also by two orders of magnitude (on any scale).   Such compounds are of interest using appropriate cell-based assays or animal models An activity that inhibits cells or other biological events mediated by pathways involving interactions Sexability may be further evaluated. Diverse cells of a compound or other biological Cell-based assays and animal models suitable for assessing inhibitory activity on events are available in the art. Known in the art. New assays and models are being developed one after another, and the scientific literature Has been reported to.   For example, compounds that bind to ZAP-70 can be prepared using any of the conventional assay methods and materials. Can be assessed for biological activity in inhibiting T cell activation. An example For example, compounds that bind to ZAP can inhibit CD4 + and CD8 + T lymphocytes in vitro. And cytotoxic T cells within the dose range used to demonstrate in vitro activity Can be assayed for lack of in vitro toxicity. A set of in vivo models To determine the breadth profile of the compound's immunosuppressive activity, Profiles of positive controls such as crossporin and FK506 It may be compared with. The comparison is based on other currently accepted immunosuppressive compounds, i.e. It may be done for pamycin, cyclophosphamide, and leflunomide. The first in vivo screening models include delayed-type hypersensitivity testing and allogeneic skin Transplantation, and popliteal lymph node hyperplasia. Optimal profile in the above model Compounds that have demonstrated efficacy in rheumatoid arthritis, transplantation, graft-versus-host disease, Designed to confirm immunosuppressive activity in certain therapeutic areas, including asthma Advance to a more accurate model.   Compounds that bind to SYK are blocked in mast cell or basophil granule loss assays. The harmful activity can be evaluated. Histamine, leukotriene, hormone Specific mediators, such as sex mediators and / or cytokines Inhibitory activity of compounds of the invention on cell release, and phosphatidylinositol Its biological activity with respect to the level of protein hydrolysis or tyrosine phosphorylation. As an indicator of physical activity, it can be characterized by conventional in vitro assays. [Example For example, "IgE-induced histamine release from a rat basophil leukemia cell line: release And Non-Releasable Clones ", Edward L. Barsumian, Chaviva Isersky, Mari anne G. Petrino, Reuben P. Siraganian,Eur . J. Immunol. 11: 317-323; Forr est, MJ, 1991,Biochemical Pharmacology 42: 1221-1228 (activated netrofil < netrophils> measurement of N-acetyl-β-glucosaminidase); and Stephan, V .M. et al.,J . Biol. Chem. 267: 5434-5441 (1992). ] For example, Hista Min release is available from AMAC Inc. Using kits available from (Westbrook, ME) It can be measured by an immunoassay. Bind to SYK in this way Assess the biological activity of the compounds and determine between them or between leflunomide (and And its active metabolites, A771726), vanadate, staurosporine, genistay Or other chemicals containing clinically relevant compounds that can be used as positive controls It can be compared to known active compounds such as compounds.   Generally speaking, in such a test, the IC50Interesting at values of 150-300 μM, 50- Good at 150 μM and very interesting below about 50 μM.   The compounds that bind to SYK are the sensitized guinea pig tracheal strips (strips). Tissues can also be tested in an ex vivo assay for their ability to block antigen-induced contraction You. Activity in this assay is useful for predicting the efficacy of potential anti-asthmatic drugs It has been shown. Numerous animal models of asthma have been developed so far, They can be used (for review, Larson "Experimental model of reversible airway obstruction")THE LUNG Naka, Scientific Foundations, Crystal, West et al. (Ed), Raven Pre ss, New York, pp. 953-965 (1991); Waner et al., 1990,Am . Rev. Respir. Di s.  141: 253-257). Species used in animal models of asthma include mice, Rats, guinea pigs, rabbits, dogs, sheep, and primates are included. Use Other possible in vivo models are Cross et al.,Lab . Invest. 63: 162-170 (1990) And Koh et al.,Science, 256: 1210-1213 (1992).   As another example, signals related to the initiation, retention or spread of cancer growth (proliferation) Compounds that bind to SH2-containing proteins involved in transduction of It can be assessed by in vitro or in vivo assays. For example, Ishii,J . Antibiot.  XLII: 1877-1878 (1989) (in vitro evaluation of cytotoxic / antitumor activity);  Sun et al., U.S. Patent No. 5,206,249 (issued April 27, 1993) In vitro evaluation of growth inhibitory activity); and Sun et al., Supra (xenografted in mice). Xenograft models using various human tumor cell lines and various animal models See Dell).   One or more (eg, 5 to 7 days) Investigating toxicology in doses is generally performed using the intended route of administration for efficacy studies. Will be applied. Such investigational toxicological studies should be performed at the maximum tolerated dose, intraperitoneal or oral. Individual bioavailability from the route of administration and early This is done to determine an estimate of the integrity limit. Appropriateness of the compound in animal models Initial bioavailability and pharmacokinetics of the compound to help determine appropriate dosage criteria The (blood purification value) may be determined by a standard cold or radioactive assay.Illustrative drug design   An example of one approach to using the structure of ZAP family members in drug design For this, we use the structural coordinates of the ZAP-NC: ζ1 complex (see, for example, Annex I). Potential amino acid residues to interact with their ligand molecules Was characterized. For example, using the program Syby1, N-terminal SH2 domain that is within 10 mm of the We identified amino acid residues from the in and C-terminal SH2 domains. Ligan Residues from that region that can participate in hydrophobic interactions with moieties on the molecule Are listed in Table A. Hydrogen bonding interaction or ion with a moiety on the ligand molecule Table B lists the acidic residues from that region that can participate in sexual (salt bridge) interactions Raise it. Hydrogen bonding interaction or ionicity with a moiety on the ligand molecule (salt bridge) The basic residues from that region that can participate in the interaction are listed in Table C. That region that can participate in hydrogen bonding interactions with moieties on the ligand molecule Are listed in Table D. Hydrogen bond accepting phase with a moiety on the ligand molecule It has a main chain amide carbonyl at an appropriate position that can participate in interactions. Residues from the region are listed in Table E. Hydrogen bond donating ability with a moiety on the ligand molecule A region having a main chain amide nitrogen at an appropriate position that can participate in the interaction. The residues from the region are listed in Table F.   Similarly, we consider the amino acid residues from the C-terminal and N-terminal domains. Of these groups are present at the interface between these two domains, and Disrupts juxtapositioning of domains required to bind to vesicular receptors To identify amino acid residues that could interact with the ligand molecule Was. That region that can participate in hydrophobic interactions with moieties on the ligand molecule Are listed in Table G. Hydrogen bonding interactions with moieties on the ligand molecule Or acidic residues from that region that can participate in ionic (salt bridge) interactions Are listed in Table H. Hydrogen bonding interaction or ion with a moiety on the ligand molecule Table I lists the basic residues from that region that can participate in sexual (salt bridge) interactions List. Can participate in hydrogen bonding interactions with moieties on the ligand molecule Neutral residues from that region are listed in Table J.   Similarly, we have identified amino acids from the interdomain (also called spacer A) region. Of the acid residues, they exist at the interface between the two α-helical coils in this region, and To disrupt the observed folding of the -ZAP domain Amino acid residues that could interact with the gand molecule were identified. Ligan Residues from that region that can participate in hydrophobic interactions with moieties on the molecule Are listed in Table K. Hydrogen bonding interaction or ion with a moiety on the ligand molecule Table L lists the acidic residues from that region that can participate in sexual (salt bridge) interactions Raise it. Hydrogen bonding interaction or ionicity with a moiety on the ligand molecule (salt bridge) Table M lists the basic residues from that region that can participate in the interaction. That region that can participate in hydrogen bonding interactions with moieties on the ligand molecule Table N lists the neutral residues from   Using the amino acid residues listed in Tables A-N, The binding site on the ZAP-70 protein can be determined. The binding sites are approximately Includes a subset consisting of the aforementioned residues that are within 10Å. For example, residue CYS39 , ARG41, SER42, PRO60, GLU62, LYS220 and ASP230 contain such binding sites .   We have identified new types of ZAP family members based on the aforementioned types of assessments. Come up with a class of ligands. Specifically, this type is one or more of Is one or more residues defined by two or more residues, preferably the residues described above. Compound containing one or more moieties capable of interacting with a binding site Become. The set of subsets of such compounds comprises at least two parts, At least one of which is a substituted or unsubstituted phosphate or phosphate mimetic (eg, (Substituted or unsubstituted phosphonic acid moieties). Those parts are replaced In certain embodiments, the substituents can be alkyl, aryl, or arylalkyl .   The term alkyl refers to both saturated and unsaturated, straight-chain, branched, cyclic or Polycyclic aliphatic hydrocarbons are meant to encompass one or more carbon sources. May contain oxygen, sulfur, or nitrogen in place of the child, and hydroxy, C1~ C8Alkoxy, acyloxy, carbamoyl, amino, N-acylamino, Selected from the group consisting of ton, halogen, cyano, carboxyl, and aryl It may be optionally substituted with one or more functional groups. Alkyl groups are preferred Or a lower alkyl group, that is, one having 1 to 8 carbon atoms.   The term aryl is used to describe stable cyclic, heterocyclic, polycyclic and heteropolycyclic unsaturated. Sum CThree~ C14Part, meaning, by way of example and not limitation, Phenyl, biphenyl, naphthyl, pyridyl, furyl, thiophenyl, imidazoi , Bilimidinyl, and oxazoyl. These further include hydroxy, C1~ C8Alkoxy, C1~ C8Branched or straight chain alkyl, acyloxy, carb Moyl, amino, N-acylamino, nitro, halogen, trifluoromethyl, Substituted with 1 to 5 substituents selected from the group consisting of ano and carboxyl (For example, Katritzky, Handbook of Heterocylic Chemistry reference).   The ligand may contain one or more amide bonds, but preferably Non-peptide. Preferably, the molecular weight of the ligand is 1200 or less, more preferably It is 750 or less, more preferably 500 or less. Peptides and peptidic molecules Two or more natural α-amino acids are peptide bonds (where the amino acid is proline Except in certain cases).   One particular residue or plurality at the binding site of the ligand or a moiety on the ligand The ability to interact with a set of residues depends on the proximity of the ligand moiety to the residue of interest. It can be determined by paying attention. Proximity and protein Determined by physical methods such as X-ray crystallography or NMR evaluation of the ligand co-complex. Or the structure of the ligand using a program as described above. The determination may be made through a study of the model of docking with the structure of the protein. Numerous commercial programs evaluate modeled or experimentally determined structures And conveniently identify atoms involved in hydrogen bonding or hydrophobic interactions Can be. In general, hydrogen bonding (this includes salt bridges and other ionic interactions) Traverses a distance of about 2.8-3.5 よ り, more usually about 3.2 約, and about 180 ± 60 ° At a donor-H-acceptor angle of Hydrophobic interactions depend on the nature of the atoms involved. Accordingly, up to about 5 °, more preferably up to about 4.5 °, more usually up to about 4 ° It happens across distances. Again, one of many commercial computer programs Using the hydrogen bonding and hydrophobicity between the ligand moiety and the protein atom Interactions can be identified.G. FIG. Pharmaceutical compositions and uses of inhibitors of ZAP family members   Ligand-specific compounds that bind to one or more ZAP family members Based on the nature of the function of SH2-containing proteins, especially newly discovered proteins For classification, use as a biological reagent in the binding assays described here. Can be.   In addition, one or more SH2 domains may be identified as described above. From molecular interactions mediated by ZAP family proteins containing Can be used to inhibit the appearance of certain biological events. The present invention Thus, such proteins and their natural ligands [ie, the ZAP family Natural proteins (typically) or parts thereof that bind intracellularly to proteins Or similar) or is mediated by such an interaction Provide methods and materials for inhibiting (completely or partially) biological activity You. In this method, a compound identified or obtained as described herein can be used as an example. For example, to introduce this compound into cells whose molecular interactions should be inhibited. Mixing or contacting with ZAP family protein by the method. After compound introduction Inhibits the interaction of ZAP family proteins with their natural ligands, Can be easily detected. Inhibition of such interactions is a consequence of the biology of SH2-mediated events. Can be used for research aimed at better understanding.   Generally, inhibitors of SH2-mediated interactions include, for example, SH2-containing proteins and Symptoms arising from cellular processes mediated by interaction with natural ligands Or it may be useful for diagnosis, prevention or treatment of disease. For example, the development of osteoporosis Patients who need it to prevent or reverse the process or reverse the process By administering an SH2 binding or blocking agent that selectively binds to Src SH2 The patient can be treated. SH2 binding or blocking agents may be therapeutically useful Pathological conditions involve the SH2 domain-containing proteins Src, PLCg, and Grb7. There were many others, including breast cancer that had been. Prostate as another related medical condition Cancer, in which case Grb2, PLCg, and P13K (all of these SH2 domains Targeting) may be useful in treating or preventing this disease. No. Inhibition of Grb2 or Abl SH2 domain interaction with Bcr-abl It may also be useful in the treatment of leukemia (CML) and acute myeloid leukemia (AML). SH2 inhibition Yet another related use of the agent is to target the SH2 domain of the STAT protein. Diseases mediated by interferons, growth factors, or cytokines (eg, , Inflammatory disease).   Of particular interest is the interaction of ZAP family members with their natural ligands. A drug that blocks action. For example, it is believed to be involved in T cell activation. Inhibitors of ZAP-70-related interactions are useful for treating and preventing autoimmune diseases It may be useful as an immunosuppressant in the prevention of skin and organ transplant rejection. SYK Inhibitors of the interaction of steroids with natural ligands cure asthma and uncontrollable allergic reactions Would be useful for treatment and prevention.   Inhibitors selected or identified according to the present invention can be prepared using conventional materials and means. In the form of a pharmaceutical composition containing a pharmaceutically acceptable carrier and / or other excipients Can be prescribed. Such a composition would provide a ZAP family protein Cure of a disease or condition resulting from a cellular event involving more mediated molecular interactions For therapy, it can be administered to humans or non-human animals. Such a pair The administration of the composition is optional using appropriate formulation compositions, as is well known in the art. By parenteral, oral, inhalation and the like. Inhibition of the present invention The agent may be a conventional excipient, that is, a pharmaceutically acceptable organic or non-toxic agent suitable for parenteral administration. It can be used as a mixture with organic carrier substances.Pharmaceutical applications   Compounds identified as described here are involved in pharmacologically important cellular events. Due to its ability to inhibit the required protein-protein interaction, For the treatment or prevention of various diseases and disorders in mammals in need In pharmaceutical compositions and methods.   Mammals include rodents such as mice, rats and guinea pigs, and dogs. , Cats, horses, cows, sheep, non-human primates, and humans.   Preferred methods of such treatment and prevention are to prevent, alleviate the disease or disorder. Administering to the mammal an effective amount of the compound for summation or healing. this Effective amounts may be determined by conventional assays well known in the art, including those described herein. It can be easily determined by evaluating the compounds of the invention.Therapeutic / prophylactic administration and pharmaceutical compositions   The present invention addresses the symptoms and / or severity of the diseases or disorders mentioned above. Treating, preventing and / or alleviating an elephant individual by administering an effective amount therefor Provide a way to Target individuals include, but are not limited to, cattle, pigs, chickens And the like, preferably mammals, and particularly preferably humans.   Various drug supply systems, such as liposome encapsulation, microparticles, microcapsules, etc. Are known and can be used for the administration of the inhibitors of the present invention. One interesting supply The formula is for administration via the lung, as described in more detail below. Other deployment methods Including, but not limited to, intradermal, intramuscular, intraperitoneal, intravenous, subcutaneous, nasal Internal, epidural and oral routes are included. Inhibitor administration can be, for example, (bolus) injection, epithelial or mucosal skin lining (eg, oral mucosa, rectal and intestinal mucosa) Absorption through membranes, etc.), and can be carried out by any convenient route. It may be administered together with a physically active agent. Administration can be systemic or local. nose Preferred routes of administration for the treatment or prevention of tracheal or pulmonary conditions are oral, nasal, Or a tracheal aerosol (aerosol) or nebulizer.   Thus, in specific embodiments, the inhibitors of the present invention may be administered to the body in need of treatment. It may be desirable to administer locally to the site. This means, for example, that Although not illustrated, local infusion during operation, topical application, injection, catheter means, suppository means, Or it may be achieved by a skin patch or implant means. This buried material Porous, non-porous, including membranes and fibers, such as sialastic membranes Or of a gelatinous material.   The present invention also provides a pharmaceutical composition. Such compositions are therapeutically (or prophylactically) effective amounts. And a pharmaceutically acceptable carrier or excipient. Such a charge The body can be, but is not limited to, saline, buffered saline, dextrose Water, glycerol, ethanol, and combinations thereof. Carrier and And the compositions can be sterilized. The formulation should be in a form suitable for the mode of administration. It is.   The pharmaceutical compositions may also contain small amounts of wetting or emulsifying agents, or pH buffering agents, as desired. Can have. The composition can be used in liquid solutions, suspensions, emulsions, tablets, capsules, Tablets, sustained release formulations, or powders (powder). The composition also comprises Formulation as a suppository, with traditional binders and carriers such as glyceride Can also. Oral formulation compositions include pharmaceutical mannitol, lactose, starch, stear Magnesium phosphate, sodium saccharin, cellulose, magnesium carbonate, etc. And standard carriers.   In certain embodiments, the pharmaceutical compositions of the present invention are suitable for intravenous administration to humans. And formulated according to the usual methods. Typically for intravenous administration Is a solution in sterile isotonic aqueous buffer solution. If necessary, this composition Also contains a solubilizing agent and a local anesthetic to relieve pain at the injection site. sell. Generally, the components are mixed separately or together in unit dosage form For example, like an ampoule or sachet with the amount of active ingredient It is supplied as a lyophilized powder or anhydrous concentrate in a hermetically sealed container. This composition If the product is to be administered by infusion, add sterile medicinal water or saline. It can be supplied using an infusion bottle. When administering the composition by injection Prepare an ampoule of sterile water for injection or saline so that the ingredients can be mixed prior to administration. You may make it.   Administration of an effective amount of an inhibitor to an individual can involve administering the compound directly to a lesion on the individual's skin. It can also be achieved locally by giving. For this purpose, the inhibitor is Pharmaceutically acceptable topical carriers such as tablets, ointments, lotions or creams. Is administered or applied as a composition having Topical carriers include, but are not limited to, water , Glycerol, alcohol, propylene glycol, fatty alcohol, trig Includes lyserides, fatty acid esters, or mineral oil.   Other topical carriers include liquid paraffin, isopropyl palmitate, poly Ethylene glycol, ethanol (95%), polyoxyethylene monolaurate (5% ) Aqueous solution or sodium lauryl sulfate (5%) aqueous solution. Antioxidant Even if other materials such as additives such as humectants, viscosity stabilizers, etc. are added as necessary Good.   In some cases, the inhibitor may be placed on, inside, or below the skin It is expected to be placed inside. Such equipment receives the compound. Patches, implants, and implants that release to the skin by a dynamic or active release mechanism There is.   Materials and methods for making various formulation compositions are well known in the art. [For example, US Pat. Nos. 5,182,293 and 4,837,311 (tablets, capsules And other oral and intravenous formulations)].   Effective doses of the inhibitors of the present invention range from about 0.01 to 50 mg / kg of body weight of the mammal. It is preferably about 0.1 to 10 mg / kg, and is administered once or in divided doses. General In addition, this inhibitor can be used in patients in need of such treatment in a daily dosage range of about 1-2000 mg / person. It can be administered in a box.   The amount of the inhibitor that is effective in treating or preventing a particular disorder or condition will depend on the disorder or condition. Or may vary depending on the nature of the condition and can be determined by standard clinical techniques. You. In addition, in vitro or in vivo assays may be used to help determine optimal dosage ranges. It may be adopted in some cases. Effective doses should be determined in vitro or in animal model test systems. May be extrapolated from dose-response curves obtained from the system. Inhibitors as active ingredients The exact dosage level should be determined by the attending physician or other The health care provider should determine the route of administration and the age of the individual or patient , Weight, gender, and general health; nature, severity and clinical stage of the disease; And at the same time, depending on known factors, including the use of other treatments.   The present invention also relates to a pharmaceutical composition of the invention comprising one or more components comprising one or more components. Drug packs or kits comprising two or more containers are also provided. In such a container, Directed by a government agency that oversees the manufacture, use, or sale of drugs or biological products. A prescribed form of precautionary statement can optionally be attached, which is intended for human administration. Reflects the approval of the regulatory authority for manufacture, use or sale of the product.Lung administration   In one aspect of the invention, the inhibitor is administered to the lung, for example by aerosolization. Administration. This route of administration is intended for the treatment of bronchial or pulmonary infections or tumors. It may be particularly useful for treatment or prevention.   Lung administration can be performed, for example, by various delivery devices known in the art [eg, Newman, S.P., 1 984, Aerosols and the Lung, Clarke and Davia (eds.), Butterworths, Lo ndon, England, pp.197-224; PCT publication number WO92 / 16192 (October 1, 1992); PCT public Publication No. WO91 / 08760 (June 27, 1991); NTOS patent application by Roosdorp and Crystal  7-504-047 (filed on April 3, 1990)]). You. The supply device is not limited to this, but includes a nebulizer (nebulizer), And inhalers, and powder inhalers. Various supply devices are commercially available. They can also be used. Examples include the Ultravent nebulizer (Mallinckrodt, Inc., St. Lou). is, Missouri); Acorn II nebulizer (Marquest Medical Products, Englewood, Colo) rado); Ventolin metering sprayer (Glaxo Incs., Research Triangle Park, North Ca rolina); Spinhaler powder inhalers (Fisons Corp., Bedford, Massachusetts). Or Turbohaler (Astra). Such instruments are usually cast from such instruments. It is necessary to use a formulation suitable for the drug, in which the propellant is present In some cases.   Ultrasonic nebulizers are used to produce aerosols of respirable size from liquids. Sprays tend to be more efficient (Smith and Spino in cystic fibrosis Pharmacokinetics of Drugs "Consensus Conference, Clinical Outcomes for Evaluation  of New CF Therapies, Rockville, Maryland, 10-11 December 1992, U.S. cyst Sexual fibrosis foundation).   Aerosol particles may be formed using a nebulizer (nebulizer). Any of a variety of chemically acceptable inert gases can be used as aerosolizing agents. You. Physiologically acceptable surfactants (eg, glycerides), excipients (eg, lactose) Other components such as carriers, diluents and the like can also be included.   The invention is not limited in scope by the specific embodiments described herein. Not. Indeed, in addition to those described herein, various modifications of the present invention The description will be clear to the skilled person. Such modifications are also within the scope of the appended claims. Is included.   Although various patents, patent applications, and publications are referenced herein, the disclosures of The entire contents of the indication are incorporated herein.Experimental example I. Preparation of protein A. ZAP-NC: expression, purification and complex formation Cloning   ZAP-NC was developed as a glutathione S-transferase (GST) fusion protein. It was revealed. DNA sequence encoding residues 1-259 from human ZAP-70 [A.C. Chan, M . Iwashima, C.W. Turck, A .; Weiss,Cell 71 649-662 (1992)]. [D.B. Smith, K.S. JohnsonGene 67, 31-40 (1988)].E . coli  BL21 orE . coli Transformed into B834. The resulting construct is At the bin cleavage site and two extra residues (G and S) at the N-terminus of ZAP-NC Coded against.Expression   A typical preparation involves growing and inducing a 2 liter culture (BL21) in BHI medium. ZAP-NC was produced. The culture is grown at 25 ° C until the OD 595 nm reaches 0.8, Induction was performed with 1 mM IPTG for 5 hours.   Selenomethionyl (SeMet) ZAP-NC,E . coli 834 auxotrophs [D.J. Leah y, H.P. Erickson, I .; Aukhil, P.Joshi. W. HendricksonProteins 19 48-54 (1 994)] to replace methionine with selenomethionine in a defined medium, I let you. The SeMet ZAP-NC was treated with 50% D / L-selenomethionine at 0.5% titration. 10 L of a defined medium [J.O. Boles, W.H. Tolleson, J.C. Schmi dt, R.B. Dunlap, J.D. Odom,J . Biiol. Chem. 267, 22217-22223 (1992)] Propagated. The culture is grown at 30 ° C until the OD 595 nm reaches 0.8 and left for 10-15 hours. Induced.Purification   After isolating the GST fusion protein using glutathione agarose, And cut it. ZAP-NC uses tandem SH2 domains on a phosphotyrosine agarose column. And separated from GST by elution with a salt (concentration) gradient . Then, ZAP-NC was subjected to hydrophobic interaction chromatography on a phenyl sepharose column. Further purification by luffy. 500 mM NaCl and 10 mM at 4 ° C. Stored under argon with dithiothreitol. Typical purifications are listed below You. Both ZAP-NC and SeMet ZAP-NC are purified by N-terminal analysis and SDS gel electrophoresis. The degree was determined to be> 95%. Mass Spectrometry for ZAP-NC and SeMet ZAP-NC Nomethionine contamination rate> 95%.Preparation of the complex   The complex of ZAP-NC plus ζ1 peptide (NQLpYNELNLGRREEpYDVLD) After adding a 2-fold excess of peptide to the gel, the sample is run through a gel filtration column. Prepared. The peptide was dissolved in 2000 μl of 100 mM Tris, pH 8.0, and 6 mg Added to Parkin. Incubate the sample at room temperature for approximately 30 minutes, then filter with a 0.2 micron filter. Filtered. Superdex 75 16/60 column with 20 mM NaCl and 5 mM DDT  Equilibrated in Tris, injected sample, and collected fractions in 3 mL. The complex is 65.6mL Eluted and pooled peak fractions based on protein A (280). Complex analysis Was performed using a homogeneous 20% native gel.Typical ZAP-NC purification Cell lysis:   1) About 20 g of cells were dissolved in 40 mL of buffer A using a French press cell.   2) Diluted 1: 1 with buffer B.   3) The mixture was centrifuged at about 30,000 × g for 30 minutes, and the supernatant was taken out.Glutathione column 2.6 × 10:   1) The supernatant was injected onto a glutathione column equilibrated in buffer B.   2) About 100 mL of buffer B was washed with buffer C up to the baseline.   3) The fraction was eluted with buffer D, and fractions were collected in 5 mL portions and pooled.Thrombin cleavage   1) After adding 200 mM NaCl to the pool, human thrombin was added at 1 μg / mg protein. added.   2) The cells were cultured at room temperature in a nutator. Take samples while continuing the culture , Run on an SDS gel. The reaction was completed in 40 minutes. (Stop the reaction by adding PMSF be able to. )   3) After cleavage was completed, the pool was diluted 5-fold with 20 mM Tris pH 8/5 mM DTT.Phosphotyrosine column: 26 x 7.5 cm:   1) The pool was injected onto a column equilibrated in buffer E.   2) Washed and eluted with 5 CV (column volume) gradient against buffer F. 5m L fractions were collected.   3) The peaks were pooled.Phenyl Sepharose column: 26 × 17.5cm:   1) Pool 3M (NHFour)TwoSOFour1: 1 dilution.   2) The column was equilibrated with buffer G.   3) Inject protein, wash to baseline, elute with 3 CV gradient against buffer H Was. The peak fractions were pooled.   4) 500 mM NaCl and 5 mM DTT were added to the peak pool. Stored at 4 ° C. under argon .Buffer used B. Syk-NCCloning and expression   The DNA sequence encoding residues 6-265 of human Syk was cloned into the pET expression vector. ,E . coli BL21 (DE3) [Shiue, L. et al. et al.Molecular and Cellular Biology  Fifteen, 272-281 (1995)]. In a typical preparation, 200 μg / mL Syk-NC by growing and inducing 2 liters of culture in BHI medium supplemented with picillin Was produced. The culture was grown at 25 ° C until the OD 595 nm reached 1-2, and 1 mM IP After induction with TG, the cells were collected 4 hours later.Purification   All operations were performed in a cold room at 4 ° C. Cells are twice as large as a French press cell Lysis buffer (20 mM Tris pH 8, 500 mM NaCl, 5 mM DTT and 1 mM pefabloc) And dissolved. The supernatant was collected by a high-speed centrifuge, and buffer A (20 mM Tris pH8) was added twice. , 5 mM DTT) and equilibrated with the same buffer. Applied to anion exchange columns. The effluent (flowthrough) was added to buffer B (20 mM Tris (pH 7.4, 5 mM DTT, 50 mM NaCl) after overnight dialysis and 50 mL phosphotyrosine Injected into a Garose column. Syk-NC protein bound to the column was converted to 4 CV of 50 mM Eluted with a 22M NaCl salt gradient. Collect Syk-NC protein and add buffer C (50 mM Mes pH 6.2, 5mM CaClTwo, 5 mM DTT). After dialysis, protein sample Centrifuged, then applied to Source 15S column (16 × 10 cm) equilibrated in buffer C did. After washing the column with buffer C, a salt gradient of 5 CV from 0 to 750 mM NaCl was applied. And eluted. The peak fractions were pooled. SDS gel electrophoresis shows that this protein Showed> 95% purity. Predicted by N-terminal sequencing and mass spectrometry Confirmed sequence. The protein concentration was determined by measuring the absorbance at 280 nm. Purified protein was stored at 4 ° C. with 10 mM DTT.Syk-NC And peptide complex   Complexes with a number of different γ and ζ peptides of different lengths were made. Typical In the experiments, a two-fold excess of peptide was dissolved in 100 mM Tris buffer and added to 10 mg Syk-NC. I got it. After incubating this sample at room temperature for 30 minutes, 20 mM Tris pH 8, 100 mM NaCl, 10 mM The solution was applied to a Superdex 75 column (16 × 60 cm) equilibrated in MDTT. 3mL fractions And the peak fractions were pooled.C. Syk-C experiment   The C-terminal SH2 domain of human Syk encoding residues 163-265 was cloned into pGEX2TK. Cloned into the current vector,E . coli Transformed into BL21 (DE3) [Shiue, L .; et al.Molecular and Cellular Biology Fifteen, 272-281 (1995); Law, C.L. et al .J . Biol. Chem. 269, 12310-12319 (1994)]. 1g / LFifteenNHFourCl and / or 3g / L13C Growth and induction of 2 liter culture in M9 medium supplemented with glucose To produce isotopically labeled glutathione S-transferase (GST) -Syk-C The labeled Syk-C SH2 was obtained. Immediately prior to induction, unlabelled glucose in M9 medium:13 Add 4.15 g / L of a mixture containing C in a 9: 1 ratio and label separately. Was done (about 10%)13A C Syk-C sample was prepared. In a typical preparation, the culture is And grow to an optical density (OD) of 595 nm at 1.0 with 1 mM isopropyl-b-D-thiol. The cells were induced with galactopyranoside (IPTG) and collected after 5 hours. Cells until use- Stored at 80 ° C.Purification   Lyse the cells and affinity purify the protein with glutathione agarose. Was. GST fusion protein is digested with thrombin, and phosphotyrosine agarose and And 98% pure SH2 domain by SDS gel electrophoresis. Got in. Typical purifications are summarized below. N-terminal sequencing and mass spectrometry Sequence analysis confirmed the predicted sequence. Purified protein is excess dithiotray Stored under argon with toll (DTT).Preparation of the complex   0.5 mL of NMR buffer (50 mM Tris-d11, 0.15N NaCl, 10mM DTT-d8, 0.025% NaNThree , PH = 7.0), a two-fold molar excess of pTyr76 peptide was added to S buffer dissolved in the same buffer. Trial of Syk-C SH2 protein: pTyr76 peptide complex in addition to yk-C protein A preparation was prepared. The mixture was cultured overnight at 8 ° C., concentrated, and centrifuged. Equilibrated at 14 ° C. using a 10 microconcentrator. 5 from 2mL to 200mL Complete equilibration was ensured by multiple buffer changes. Of the filtrate and the final complex solution An aliquot was collected and analyzed by HPLC. All NMR samples contain 2-4 mM protein Was.Typical Syk-C purification Cell lysis:   1) Approximately 7 g of the frozen pelleted cells were diluted with 2 volumes of PBS, 0.5% Triton X-100, and 500 mM NaCl. , 5 mM DTT, 2 mM EDTA, 1 mM PMSF.   2) Transfer the homogenate at 16,000 psi using a 20K manual injection French press cell. And dissolved in two treatments.   3) The lysed cells were again diluted with twice the amount of the new lysis buffer and stirred for 10 minutes Thereafter, cell debris was sedimented by centrifugation at 30,600 × g for 40 minutes.   4) The supernatant was filtered through a 0.8 μm Supor membrane filter before injection into the column. Full operation The crop was performed at 4 ° C.Glutathione agarose chromatography   1) A 26 × 100 mm glutathione agarose column was equilibrated with PBS and 2 mM DTT.   2) After injecting the filtered bacterial lysate at 2 ml / min, the column was washed with PBS, 0.5% Triton X Washed with -100, 500 mM NaCl, 2 mM DTT, then with PBS, 2 mM DTT.   3) GST fusion protein was converted to 100mM Tris, 100mM NaCl, 20mM reduced glutathione, 2m Eluted with M DTT, pH 8.0.GST Enzymatic cleavage of fusion proteins   1) One unit of human protein per mg of total protein in glutathione agarose eluate Thrombin was added.   2) Thrombin was reacted at 4 ° C. for about 16 hours with slow magnetic stirring.   3) After confirming the completion of cleavage with 20% SDS gel, the reaction was stopped with 1 mM PMSF.   4) Before injecting the cleaved fusion protein into a phosphotyrosine agarose column The solution was filtered through a 0.2 μm Supor membrane.Phosphotyrosine agarose chromatography   1) A 26 × 100 mm phosphotyrosine agarose column was buffered with buffer A (20 mM Tris, 100 mM M NaCl, 5 mM DTT, pH 7.4).   2) After injecting the cleaved fusion protein at 2 ml / min, backwash to the baseline with buffer A Was cleaned.   3) Syk-C was eluted with 4 column volumes (CV) of 0-100% buffer B gradient. Buffer B = A + 1.9M additional NaCl.PEI Chromatography   1) Equilibrate a 16 × 53 ml polyethyleneimine column with phosphotyrosine buffer A Was.   2) Inject the pooled phosphotyrosine peak at 5 ml / min into PEI and add buffer A Washed. Syk-C was contained in the effluent.D. ZAP-C experiment Cloning and expression   The C-terminal SH2 domain of human ZAP-70 is replaced with glutathione S-transferase (G ST) produced as a fusion protein. Residues 155 to 258 of ZAP-70 as pGEX expression vector -E . coli Transformed into BL21. In a typical fermentation, 200m g / mL ampicillin in LB medium ZAP-C was produced. The culture is grown at 37 ° C. until the OD at 595 nm is 1, After induction with 1 mM IPTG, the cells were collected 4 hours later. Immediately before induction, the temperature was reduced to 25 ° C. 1 g / LFifteenNHFourGrowth and induction of culture in M9 medium supplemented with ClFifteenN-labeled ZAP-C Produced. Cells were stored at -80 ° C.Purification   Lyse ZAP-C cells and affinity the protein with glutathione agarose Purified. GST fusion protein is digested with thrombin and phosphotyrosine agarose > 95% purity by sodium dodecyl sulfate (SDS) gel electrophoresis SH2 domain was obtained. Purified protein is excess dithiothreitol (DTT) and stored under argon.Typical ZAP-C purification Cell lysis:   1) 50 g of frozen ZAP-C cells were added to 2 volumes of PBS, 0.5% Triton, 500 mM NaCl, 5 mM DTT , 2 mM EDTA, and 1 mM PMSF.   2) The resulting homogenate was subjected to 3 min at 16,000 psi using a Minnie Rannie cell disruptor. Dissolved by repeated treatments.   3) The cell lysate was centrifuged at 30,000 × g for 40 minutes.   4) The supernatant was collected and filtered through a 0.8 μm membrane before injection into the column. All operations at 4 ° C went.Glutathione agarose chromatography   1) A 26 × 100 mm glutathione agarose column was equilibrated with PBS and 2 mM DTT.   2) After injecting the filtered bacterial lysate at 2 ml / min, the column was washed with PBS, 0.5% Triton, Washed with 500 mM NaCl, 2 mM DTT, then with PBS, 2 mM DTT.   3) GST fusion protein was converted to 100 mM Tris, 100 mM NaCl, 2 mM DTT, 20 mM reduced gluta. Eluted with thione, pH 8.GST Enzymatic cleavage of fusion proteins   1) 1 unit of human toro per 1 mg of protein in eluate of glutathione agarose Was added.   2) Thrombin was reacted at 4 ° C. overnight with slow stirring.   3) The next morning, add additional thrombin (1 unit / mg protein) to the protein solution and cut The cleavage reaction was monitored on an SDS gel. After completion, the reaction was stopped with 1 mM PMSF.Phosphotyrosine agarose chromatography   1) Using a 26 × 80 mm phosphotyrosine agarose column with buffer A (20 mM Tris, 100 mM NaCl, 2 mM DTT, 2 mM EDTA, pH 7.4).   2) After injecting half of the cleaved fusion protein into this column at 2 ml / min, buffer The solution A was washed to the baseline. Elution of ZAP-C with 4 column volumes of 0-100% buffer B gradient (Buffer B = A + 1.9 M NaCl).   3) This phosphotyrosine chromatography is then performed on the other half of the cleaved fusion tag. Applied to protein. ZAP-C fractions were collected and analyzed by UV / visible spectroscopy.II . Preparation of ligand   All peptides are TFA-labile side-chain protected N-fluorenylmethoxy Applied Biosystems 431A or 433A synthesizer using bonyl (Fmoc) amino acid Synthesized by automated solid-phase synthesis on an Iser. The synthesis is Rink resin (Rink, H.  Tetrahedron Lett. 1987, 28, 3787-3790) on a 0.25-0.50 mmol scale. gave. Amino acid (1.0 mmol) uses HBTU / HOBt / DIEA (1: 1: 2) as activator And joined. The coupling reaction was for 30-50 minutes. Acetyl assembled peptide (Ac in DMATwoO / pyridine) before phosphorylation (one reaction for 5 minutes). Or after phosphorylation (2 × 10 minutes reaction).Phosphorylation 39,40   Mix resin-bound peptide (0.25 mmol) and tetrazole (25-40 equivalents / OH) And dried under vacuum overnight in the presence of NaOH pellets in a desiccator. In the flask, Then NTwoAnd add DMA (6 mL). (t-BuO)TwoPNEtTwo(10 equivalents / OH) and mix. Sonicate the compound for 60-90 minutes. Filter the resin, DMA (3 x 5 mL) and CHTwoClTwo(Four × 5 mL). CHTwoClTwo(5 mL) and mCPBA (2-5 eq / OH) Sonicate the mixture for an additional 20-50 minutes. Filter the resin, CHTwoClTwo(6 × 5 mL ) And suction dry.Resolution and deprotection groups   Phosphorylated peptide-resin was converted to TFA: phenol: water (90: 5: 5) or TFA: water : Ethandithiol: Anisole: Phenol (95: 5: 5: 5: 2) 90 ~ Treat for 120 minutes. The resin is filtered, washed with TFA and the filtrate is concentrated by rotary evaporation You. Diethyl ether was added to precipitate the crude peptide, which was filtered off, Et.TwoIn O Wash and dry. Combine peptides with gel filtration, preparative HPLC, and gel desalting And purify.   Gel filtration: 0.1M NH for crude peptideFourHCOThree(10-20 mL) Apply to a G-25 column (2.6 x 100 cm) and elute at about 0.5 mL / min. 254 eluents Or monitor at 278 nm and identify product-containing fractions by analytical HPLC, pool and freeze-dry. Dry.   Preparative HPLC: Reverse-phase Kromasil C8 column with UV monitoring of peptides at 220 nm (Particle size 10 microns, pore size 100 mm, 20 × 250 mm). The product is treated with 0.1% TFA 60/40 MeCN / H in aqueous solutionTwoO (0.1% TFA) or 25mM EtThree60/40 Me in N phosphate CN / 25mM EtThreeElute with either gradient of N phosphate pH 7. The latter buffer Requires desalting of the isolated pure peptide, which results in a lyophilized product. Apply to Sephadex G-10 or G-15 column (2.6 × 30 cm), 0.1M NHFourHCOThreeBy 1 Performed by eluting at 22 mL / min.Ligand (9)   Nα-Fmoc- (O, O-diethyl-α, α-difluorophosphonomethyl) phenylalanine (FmocFTwoPmp (OEt)TwoOH) and solid-phase synthesis of ligand (9) according to the method described above. (Burke, T.R., Smyth, M.S., Otaka, A, Nomizu, M., Roller, P.P., Wo lf, G., Case, R., Shoelson, S.E., phosphatase resistant SH2 domain inhibitors Non-hydrolyzable phosphotyrosyl mimics for preparation,Biochem. 1994, 33, 6490-64 94). This peptide is converted to TFA: phenol: HTwoO: ethanedithiol: anisole (18: 1: 1: 1: 1) to separate the crude bis-O, O-diethyldifluoro A lophosphonate-containing product was obtained. The last deprotecting group converts the crude product to TMS-I at room temperature: This was performed by treating with MeCN (1: 1) for 20 minutes. Evaporate the solvent and elute the residue with 0.2M It was dissolved in sodium phosphate (pH 7.0: 50 mL). This solution was added to diethyl ether (6 × 15 mL) and lyophilized. The product was purified as described above.III . Crystallization and structure determination A.ZAP-NCIs crystallized in a complex with various ligands (see Table 1) as follows: Was:   1. Zap / ζ1: Binary complex of ZAP-NC and ζ1 19-mer (ligand 5, Table 1) 20 mM Tris, 200 mM sodium chloride, and 20 mM dithiothreitol at pH 8.5 Was concentrated to 30 mg / ml in a buffer containing Complex with ZAP-NC ζ1 peptide Further treatment with 4 mM trimethyl lead acetate. The crystals are 20% polyethylene glycol 13.5 mg / ml over a pool of 4000 and 20 mM dithiothreitol precipitant solution. Protein complex, 10% polyethylene glycol 4000, 50 mM quencher at pH 6.2 Sodium acid, 100 mM ammonium acetate, 0.005% sodium azide and 20  3 weeks with multiple hanging drops containing mM dithiothreitol Within a while they grew spontaneously. Large crystals overnight due to microseeding was gotten. Each of the obtained crystals has a monoclinic system (P21, A = 50.11, b = 63.37, c = 54.00 °, and β = 114.44 °). Ligand 8 (Table Crystals of ZAP-NC complexed with 1) were also obtained under the same conditions.   2. Zap / ζ2: formation of a binary complex between ZAP-NC and ζ2 19-mer (ligand 6, Table 1) The crystal underwent some changes below under conditions similar to those used for Zap / ζ1. Obtained. Concentration of the protein was performed using 10 mM Tris at pH 8.5, 0.5 M sodium chloride, Performed in 20 mM DTT. 20-26 mg / ml protein before preparing for crystallization And 2 mM trimethyl lead acetate for 1 hour. Each drop corresponds to a Zap / ζ1 complex. In addition to the conditions described above, 20 mM sodium acetate and 0.2 M sodium chloride Was contained. The final pH during the drop is between 6.4 and 6.5. Crystallization of Zap / ζ1 Performed by micronucleus inoculation (no spontaneous crystallization was obtained). The crystal is an asymmetric single One molecule per position monoclinic (P21, A = 50.00, b = 63.19, c = 54.22 Å, and β = 114.6 °), and the X-ray was diffracted to a resolution of 2.2 °.   3. Zap / ζ3: formation of a binary complex of ZAP-NC and ζ3 19-mer (ligand 7, Table 1) Crystals were prepared for ZAP-NC / つ い 2, except that the drops contained sodium acetate. Obtained as described. Crystallization was obtained after micronucleus inoculation with Zap / ζ1 crystals. Was. The crystals are monoclinic (P21, A = 49.85, b = 63.38, c = 54.01 °, and β = 114.43 °), and the X-ray was diffracted to a resolution of 2.6 °.   4. Zap / difluorophosphono-ζ1: ZAP-NC and ζ1 19-mer difluorophospho The crystals of the binary complex with the analogs (ligand 9, Table 1) are based on ZAP-NC / ζ1 As described, obtained after micronucleus inoculation with Zap / ap1 crystals. Crystals are unpaired Monoclinic system (P21, A = 49.77, b = 60.87, c = 53.58 mm, and And β = 117.09 °), and the X-ray was diffracted to a resolution of 2.2 °.   5. Zap / IgE γTAM 19-mers: ZAP-NC and IgE γTAM 19-mers (ligand 1, Table 1) Crystals of the binary complex with) were prepared as described for ZAP-NC / ζ1, except that pH 6. 6, obtained after micronucleus inoculation with Zap / ζ3 crystals.   6. Zap / IgE γTAM 16-mer analog: ZAP-NC and IgE γTAM 16-mer analog (Riga The crystal of the binary complex with the compound 10 and Table 1), as described for ZAP-NC / ζ1, However, by micronucleus inoculation of Zap / γ crystals at pH 7.0 in the presence of 2% glycerol. Was obtained.   7. Zap / ligand 11: Mix ZAP-NC with 3 mM ligand 11 (Table 1) and mix Treated with methyl lead. The crystals were made up of 10% PEG 4K, 50 mM Tris, pH 8.23 and 10 mM DT. 12.5 mg / ml ZAP-NC protein, 1.5 mM ligand 11 and 1.5 mM vinegar in a solution of T Obtained from a mixture of trimethyl lead acid. B. SYK-NC was crystallized with or without ligand (see Table 1) as described below. Was:   1. SYK-NC (no ligand) is 20 mM Tris, 0.2 M sodium chloride, pH 8.0 , Concentrated in 40 mM DTT. Crystals are 10% PEG 4k, 0.2 M sodium chloride, 50 mM Obtained at 12.5 mg / ml protein in phosphate buffer, pH 7.3, 30 mM DTT.   2. syk / ζ1: formation of a binary complex of SYK-NC and ζ1 19-mer (ligand 6, Table 1) The crystals were 50 mM Hepes, pH 7.2, 9% PEG4k, 4% 2-propanol, 0.25 M NaCl. And 11 mg / ml syk / ζ1 complex in 30 mM DTT.   3. syk / γ19: Binary complex of SYK-NC and IgEγ19 mer (ligand 1, Table 1) The crystals of 50 mM Tris pH 7.68 or 50 mM imidazole pH 7.36, 11% PEG 4k, 3.5% 2-propanol, 0.3 M sodium chloride, 11 mg / Obtained with the ml syk / ζ1 complex.   4. syk / γ15: Binary complex of SYK-NC and IgE γ15 mer (ligand 2, Table 1) Body crystals were obtained under several different combinations of conditions described below.     a. 10% PEG 4K, 50 mM citrate / phosphate buffer, pH 5.6, 0.1 M ammonium chloride 18 mg / ml complex in monium, 0.01% sodium azide, 30 mM DTT.     b. 10% PEG 4K, 50 mM sodium citrate buffer, pH 5.6, 0.1 M Ammonium, 0.5% methylpentanediol, 0.01% sodium azide, 30 mM 18 mg / ml complex in DTT.     c. 10% PEG 6K, 50 mM phosphate buffer, pH 6.2, 0.2 M sodium chloride, 50  18 mg / ml complex in mM ammonium acetate, 0.01% sodium azide, 30 mM DTT body.   5. syk / γ25: Binary complex of SYK-NC and IgE γ25-mer (ligand 3, Table 1) Body crystals were obtained under several different combinations of conditions described below.     a. 16% PEG 2K, 50 mM sodium citrate, 5% glycerol, 20 mM DTT , 12.5 mg / ml SYK-NC / ligand complex in pH 6.46.     b. 10% PEG 4K, 50 mM sodium citrate, 0.1 M ammonium acetate, 20 12.5 mg / ml SYK-NC / ligand complex in mM DTT, pH 6.3.   6. syk / γTam 27-mer: SYK-NC and IgE γ27-mer (ligand 4, Table 1) The crystals of the primary complex are just above for the case of IgE γ25-mer (ligand 3, Table 1) Was obtained in the same manner as described above. C. ZAP-NC: ζ1 3D structure   ZAP-NC: X-ray diffraction obtained using crystals of ζ-1 complex (one complex per unit cell) The data was analyzed as described elsewhere (see also Table 2) and the crystalline The coordinates defining the three-dimensional structure of the coalescence were obtained. ZAP-NC: ζ2 The structure of the complex is ZAP-NC: ζ2 XAP diffraction data of the complex and ZAP-NC as indicated by the coordinates in Annex I : Determined by the molecular replacement method using the structure of the ζ-1 complex. ZAP-NC: $ 1 model The rigid body approximation was refined by using The obtained model was compared with ζ1 peptide for ζ2 After substitution with the peptide, it was reconstructed by conventional refinement. ZAP-NC: ζ-1 "dimer" The X-ray data of the complex (2 complexes per unit cell) is also ZAP-NC: ζ-1 ("monomer") structure It was analyzed by the molecular replacement method using the structure. Complete ZAP-NC: ζ-1 "monomer" model Rigid body refinement using individual SH2 domains And reconstructed the helical domain region. Their structural coordinates are given in the annex below. Document I (ZAP-NC: ζ-1 complex, "monomer"), Annex II (ZAP-NC: ζ2 complex) and And Annex III (ZAP-NC: ζ-1 complex, "dimer") contain a protein databank file. It is shown in the format. Such data is tailored to the worker's computer. May be transferred to any desired medium and formatted as desired.   The present invention preserves those coordinates, as well as their internal coordinates (ie, their unique Which holds the internal relationship of You. Those skilled in the art will appreciate that these coordinates are, for example, dynamic simulations.  other transformations, including molecular mechanics calculations such as simulation), minimization, etc. Understand that it can be done. The present invention further provides for ZAP-NC or other ZAP files. The coordinates of the corresponding area of the family member, in particular Annex I, Annex II or Appendix Such transformations (or the formation of another conformation, for example) And the products of this transformation (ie, the derivation of the coordinates). Conductor). IV. Modeling   Silicon running Irix 5.2 to illustrate receptor site mapping techniques, Silicon On the Graphics Onyx workstation, set up a Molecular Discovery program (Molecular Discovery Ltd; Goodford, P.J. “Biologically important macromolecules A Computer Method for Determining Energetic Advantageous Binding Sites "J . Med. Chem.  1985, 28, 849-857), we evaluated ZAP-NC as follows. (1) From the ZAP-NC + ζ1 protein data bank (PDB) coordinate file, Pide and all crystallographically observed water molecules were removed (Sybil's Remove Atom With features). (2) Convert the obtained PDB file into a set of molecular mechanics parameters suitable for protein studies. (Such suitable parameters include the computer User extension data files that are commonly associated with the program). (3) The entire peptide binding surface of each SH2 domain and the interface region between the two Created a three-dimensional box to surround. The dimensions of this box are 60Å × 40Å × 37Å, 0.50.5 Regular grid points arranged at intervals were specified to fill the box. Figure 6 shows the position of the box Shown in (4) At each lattice point, 46 atoms (atomic) and polyatomic probes Placed. These probes provide parameters that represent a wide variety of chemical moieties. Include. The energy of the interaction between each probe and the protein is determined by Lennard-Jo Empirical, including multiple well-defined terms for nes, electrostatic and hydrogen bonding potentials According to the potential energy function, computer calculation was performed at each point of the lattice. each The degree of burial of the probe is calculated by computer Calculated. (5) A secondary contour map was created. This means that some potential energy Can be used to visualize the site of advantageous interaction of the lobe. One example is shown in FIG. You.   The data from this receptor site mapping experiment was used by Silicon running Irix 5.2. On a Graphics Onyx workstation, write the DAT text in tar format. Moved to the soup. This map data is file extension for each secondary contour map Uses child .cnt and .lont and ASCII output. The orientation of the map is ZapNC-zl.pdb, which is a file from Brookhaven Protein Databank. It is a format. This contour file is Sybyl 6.1 (Tripos, Inc., St. Louis, MO). File name is Molecular Discover program System, version 12 probe nomenclature.   As described in the section on computer processing, the above or other programs Using the information provided by site mapping, potential drug support sites (pharmacological Group, pharmacophore) to determine the spatial arrangement, thus searching the 3-D database Seed points or growth from or selection from a selected point A new program can be provided that attempts to conclude. Used by computer method For an example of the basic structure of a drug-supporting site for See Fesik (1993) cited above.   For example, data defining a secondary contour map is stored in a software program such as Sybyl. 3D structure to identify preferred positions for selected functional groups using May be displayed on the screen. Review those screen displays visually and show them on the map. Preferred position (ie characterized by favorable interaction energy with target protein) Positions identified for each selected functional group). It is possible to select the corresponding compound that contains the moieties appropriately arranged for Wear. Using a computer program such as LeafFrog, one compound can be From one or more selected parts located in the It can also be "grown" mathematically. Or for two or more parts Starting from the position of interest mapped and defining the spatial relationship between those parts. Define the "vector" to be determined, and then use those Selecting or designing a compound that embodies the selected moiety in a spatial relationship Can also. A database containing the 3D structures of potential ligands is determined experimentally Or computer-generated structures. Choice or design professional Seth, ALADDIN (Van Drie et al, 1989, J. Comput-Aided Mol Des 3, 225-251). ), MACCS-3D (Moock et al, 1990, Chemical Information Systems, Bawden & Mi tchell, Chichester, pp 42-49), 3D SEARCH, ChemDBS-3D, SYBYL / 3D and CA Can be done with the help of a computer using a program like VEAT . See, for example, Fesik, 1993, J Biomolecular NMR 3, 261-269.V. Test method (1) Binding test (a)Competitive binding assay: Measurement of binding is performed by surface plasmon resonance (SPR) and applied techniques. [Malmqvist, M.,Current Opinions in Immunology Five, 282-286 (1993); Malmq vist, M., Nature 361: 186-187 (1993); Jonsson, U., Malmqvist, M.,Advances in Biosensors , JAI Press Ltd. London, 1992, pp. 291-336; Jonsson, U. et  al,Bio Techniques 11 (5): 620-627 (1991)]. Wear. The SH2 domain is typically pre-incubated with various concentrations of the test compound. SH2 binding to phosphopeptide ligands with immobilized test compounds The ability to competitively inhibit is first measured. Results are measured in the absence of competitors Percentage inhibition is calculated by comparison with the binding. I c50Value reduces binding by 50% Represents the concentration of inhibitor required. Details of each measurement are described below. All measurements , 10 mM HEPES (pH 7.4) / 150 mM NaCl / 3.4 mM EDTA / 0.05% Tween 20 ± 10 m Performed at 25 ° C. in HEPES buffered saline (HBS) consisting of MDTT.Primary screening  -The test compound (e.g., 50 μM) is added to the target SH in HBS ± 10 mM DTT. Preincubate with 2 at 4 ° C for a minimum of 1 hour. The compound is The ability to inhibit binding of the SH2 domain to the phosphopeptide is measured using SPR. Compounds that inhibit SH2 / phosphopeptide association by a predetermined percentage (eg, ≧ 50%) The product is subjected to the following secondary screening.Secondary screening  -Log dilutions of test compound (10-Four,Ten-Five,Ten-6, ...) Pre-incubate with target SH2 in HBS ± 10 mM DTT. The compound The ability of a product to inhibit binding of the SH2 domain to a target phosphopeptide using SPR Measure. % Inhibition relative to compound concentration (compared to SH2 domain in the absence of inhibitor) From the plot), IC50Find the value of ・Details of the column ZAP test: Peptide corresponding to human T cell receptor ζ chain ITAM-1 [NQ LY (POFour) NELNLGRREEY (POFour) DVLD] [SEQ ID NO: 15] to a larger peptide [Ac-KGG NQLY (POFour) NELNLGRREEY- (POFour) DVLD-NHTwo] Synthesized as part of [SEQ ID NO: 16] Used to form sensitive biosensor surfaces. Specifically, Activate surface chip CM5 with 200 mM EDC / 50 mM NHS to react with primary amine. The ITAM peptide was immobilized via the N-terminal lysine. Not yet The reaction site was blocked with ethanolamine (1M in water) and the chip was Gin hydrochloride was used to clean up non-covalently bound peptides. The test is 10 nM pp70ZAPPerformed in HBS + 10 mM DTT with (1-259) +/- test inhibitors. ・N-ZAP Test details: Peptide corresponding to human T cell receptor ζ chain ITAM-1 [NQLYN ELNLGRREEY (POFour) DVLD] [SEQ ID NO: 17] to a larger peptide [Ac-KGGNQLYNELNLG RREEY- (POFour) DVLD-NHTwo] Synthesized as a part of [SEQ ID NO: 18] Used to form sensitive biosensor surfaces. Test is pp70ZAP(1-259) R195K (Arginine 195 is replaced with lysine to inactivate the C-terminal SH2 domain. Performed in HBS + 10 mM DTT using the substituted mutant) +/- test inhibitor. ・C-ZAP Test details: Peptide corresponding to human T cell receptor ζ chain ITAM-1 [NQLYN ELNLGRREEY (POFour) DVLD] [SEQ ID NO: 17] to a larger peptide [Ac-KGGNQLYNELNLG RREEY- (POFour) DVLD-NHTwo] Synthesized as a part of [SEQ ID NO: 18] Used to form sensitive biosensor surfaces. Test is pp70ZAP(1-259) R37K (place arginine 37 with lysine to inactivate the N-terminal SH2 domain) Exchanged mutant) or pp70ZAP(161-259) +/- HBS + 10 mM D using test inhibitors I went inside the TT. ・Column Syk Test Details: Pp72 corresponding to γ-chain ITAM of human FcεRIsykPeptide Riga DGVY (POFour) TGLSTRNQETY (POFour) ETLK] [SEQ ID NO: 19] to a larger peptide Do [Ac-CGGDGVY (POFour) TGLSTRNQETY- (POFour) ETLK-NHTwo] Synthesized as part of [SEQ ID NO: 20] And used to form a Syk-sensitive biosensor surface. Specifically, Iosensor chip CM5 was replaced with 200 mM ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -calcium. After activation with bodimide hydrochloride (EDC) / 50 mM N-hydroxysuccinimide (NHS) Develop a surface reactivity to the primary amine, treat with ethylenediamine, Form an amine-rich surface, m-maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccin Imidoester (sulfo-MBS; 25 mM NaHCOThreeThiol To produce surface reactivity against Immobilized via terminal cysteine. Unreacted sites are blocked with β-mercaptoethanol. Lock the chip and release the non-covalent peptide using 6 M guanidine hydrochloride. It was cleaned to become. Assay is 20 nM pp72syk(1-265) +/- Performed in HBS. ・C-Syk Test details: Pp72 corresponding to human phosphorylated γ chain ITAM of human FcεRIsykPep Tide ligand [DGVY (POFour) TGLSTRNQETYETLK] to a larger peptide [Ac-CGGDG VY (POFour) TGLSTRNQETYETLK-NHTwoSynthesized as part of] and described above for column syk Was used to form a C-Syk sensitive biosensor surface as described above. The test is 270 nM pp72syk(163-265) +/− Test inhibitors were performed in HBS.(2) Cell-based assays (a) T cell assay (T cell receptor dependent transcription)Purpose and description of the test : This test is based on the human Jurkat of a compound. It measures the ability of the T cell line to inhibit TCR activation of the IL-2 transcription pathway. You. This Jurkat cell is used to control the upstream promoter, which normally regulates IL-2 production Element, NF-AT binding site18Construct containing the β-galactosidase gene under the control of Transfected. Activation of cells produces β-galactosidase Live.Cell drug treatment and stimulation : The compound to be assayed is serially diluted in an assay buffer. The diluent is added to the Jurkat cells for a one hour preincubation. After pre-incubation, the plate is coated with an antibody against the CD3 component of the TCR. Transfer cells. This antibody cross-links the TCR and does not activate the receptor signaling pathway You. After incubating the cells for 4 hours, the amount of β-gal produced is measured.Measurement of β-galactosidase : Using this measurement, β-gallon produced by the MUG assay Quantify the amount of custosidase. MUG (4-methylumbelliferone galactose) Is cleaved with β-galactosidase to give the fluorescent derivative 7-hydroxy-4-methyl bear. Produces phosphorus. The observed fluorescence is dependent on the amount of cleavage product and thus on β-galactosidase. Correlates with the amount of dase. For each well, β-gal with no compound added Is determined as 100%. Convert the raw data to the inhibition rate (%) And then the data are processed as a percentage of the controlled release relative to the concentration of the test compound. Cut.(b) Cytotoxic T lymphocyte killing Purpose and description of the test : This assay is based on human cytotoxic lymphocyte cells of a compound It measures the ability of the system to inhibit the cytotoxic function. Mitogen stimulus removal Blood lymphocytes from human CD8+ CTL was prepared. Mitogen-activated cells are in IL2 And re-stimulated every 3 weeks with an antibody against the T cell receptor complex, CD8 + Cells were sorted and cloned. Clone T9 was selected for use in the CLT assay. Was. The T cells were non-specifically selected, ie, did not use specific antigens for induction. Therefore, the target chosen for this assay was the B cell hybridoma OKT3. This cell line has on its surface an anti-CD3 (one of the subunits of the T cell receptor) Antibody). Recognition of the T cell receptor by this antibody is Induce Roses.Cell drug treatment and stimulation : The compound to be assayed is serially diluted in an assay buffer. The diluent is added to the CTL for a one hour preincubation. Spare incubator After the incubation,51Cr-labeled OKT3 cells and 3: 1 (effector: target) And incubate for 3 hours. This effector: target ratio The rate produces a specific release of about 30%. 51 Cr Measuring emissions : Centrifuge the cell mixture and remove the supernatant. Released into medium Was done51The amount of Cr is measured with a gamma counter, and the value of specific release is determined by detergent dissolution. The value for the target cells is determined as 100%. This data is plotted against the test compound concentration. Plot as specific release (%).(3) Animal model: (a) Delayed type hypersensitivity   The first screening model is delayed type hypersensitivity. Dinitro on the abdomen of mice Apply sensitizing chemicals such as fluorobenzene or oxazarone (sensitization) I do. Seven days later, a low concentration of the same compound is applied (attacked) to the ear of the sensitized mouse. You. Antigen processing and presentation, T lymphocyte activation, leukocyte infiltration, body fluids Mediator release, increased microvascular permeability, and plasma effusion all sensitized This is a phenomenon caused by the attack of a mouse, which results in the formation of edema. Edema at 24 o'clock Appears as a 2-3 times increase in ear thickness within the interval.   Test compounds or standards at various times before and after the sensitization or challenge phase It can be administered (topically or parenterally). Increased ear thickness may be due to immunosuppressants and And some compounds, including steroids. This model is One primary model for dermatitis.(b) Allogeneic skin transplant   Allogeneic skin transplantation is used to determine the immunosuppressive activity of a test compound. this In the model, the thoracic skin of a donor mouse (Balb / c) was transferred to a recipient mouse (C57bl / 6). Surgically implanted over the rib cage. The host rejection of this skin graft provides skin contraction, dryness Proven by dryness and erythema. The average graft survival is 10-11 days, 80% of the pieces are rejected by 12 days. Active novel immunosuppressive compounds Like the compound, try to prolong the survival of the graft.(c) Popliteal lymph node hyperplasia   This model directly evaluates T lymphocyte proliferation in vivo. From Balb / c mice Spleen cells are isolated and administered into C3H mouse foot pads. 4 Within days, popliteal lymph nodes may be removed from recipient mice and weighed. it can. Other hematological evaluations, including FACS scans on T lymphocyte subpopulations The law can also be implemented. Active compounds, like existing immunosuppressive compounds, Let's stop the increase.(d) Rheumatoid arthritis   Evaluation of anti-arthritic effects includes adjuvant induction in rats and / or mice, Available in several models, including carrageenan-induced and collagen-induced arthritis It is possible. Measurements are taken after 20-30 days as the volume of the legs increases. Leg The ability of the test compound to prevent the induction of swelling is determined daily for 12 consecutive days after injection of the inducer. Test by treatment. Ability of test compound to reverse the development of leg swelling To administer the test compound for 12 consecutive days starting on day 12 after injection of the inducer. To be tested. Water displacement plethysmography (volume variation) Recording method). Histology is also a good endpoint for these studies. Above MRL / lpr mouse model is required to display rheumatoid arthritis. This model Is a circulating rheumatoid factor, pannus formation, and Develops rheumatoid arthritis that mimics human symptoms, including the presence of bone and cartilage erosion This is a spontaneous autoimmunity model.(e) Systemic lupus erythematosus   Systemic lupus erythematosus (SLE) is another autoimmune disease with several animal models I am sick. Several mouse strains express SLE spontaneously. One of such systems One is the MRL / lpr mouse. These mice develop nuclear over time (20-30 weeks) It expresses autoantibodies against dsDNA of antigen and renal basement membrane. This is the fixation of complement And the formation of an immune complex. Renal damage revealed by onset of proteinuria Become. The remaining physiological, hematological and immunological aspects described below for the CGVHD model Many anomalies also exist. Cyclosporine, cyclophosphamide and leflunomie Immunosuppressive compounds, such as drugs, prevent and reverse the disease process in this model. Can be. Interestingly, these mice resembled rheumatoid arthritis A pathological phenomenon also appears.   The mouse chronic graft-versus-host disease (CGVHD, described below) model has many of the clinical features of SLE. It is a model of SLE including. Activity in this model is more clinically relevant It was shown to be predictive of activity in the high SLE model.(f) Transplant   The allograft (skin graft) assay is often used as an initial test for immunosuppressive activity . This model is useful as a screen, but is useful for assessing graft survival. Using “clinically acceptable” physiological endpoints, internal organs (heart, liver, kidney, It can also be supplemented by assays based on animal transplant models, including bone marrow) transplants. Very limited Only a limited number of rodent models require test compound efficacy. One rodent model After observing the activity in an animal model (eg, a dog, pig, or It is common to test test compounds in non-human primates). The active compound is Reduces acute and chronic rejection and prolongs graft survival.(g) Graft-versus-host disease (GVHD)   Chronic GVHD (CGVHD) is CD4+Can be used to model dependent humoral immunity. this is BDF1In mice (this is the offspring of a DBA / 2 male x C57BL / 6 female mating), Spleen isolated from DBA / 2 mice: induced by administration of lymph node cells It is. This is due to a) CD4+T lymphocytes (Lyl+;mouse Markers) disregulation and stimulation of activity, and b) abnormal TB Produces lymphocyte cooperation. The resulting pathological condition is often a systemic area. Similar to Tematodes (SLE). Some measurable endpoints appear within 14 days This includes circulating anti-host IgG and IgE antibodies, altered T measured in vitro and B cell proliferative activity, complement utilization, hemagglutination, slow progressive wasting, skin abnormalities , Splenomegaly, lymphocyte hyperplasia, and proteinuria. A small number of these endpoints Only measurements are needed for the measurement. Active compounds limit T lymphocyte dysregulation, It is to eliminate the change of these factors. Many steroids (eg, prednisolo Yes), cyclosporine, FK506, cyclophosphamide, and leflunomide Yes Deviation is also active in this model and can be used as a positive control.   Acute GVHD model (AGVHD) is also BDF1Made with mouse. In this case, the C57BL / 6 Spleen isolated from mouse: lymph node cells are administered. This is due to the lack of MHC I molecules. CD8 due to conformity+This results in dysregulation and irritation of T lymphocytes. Finally, de Donor's cytotoxic T lymphocytes and NK cells rapidly reject host tissues, Causes a relatively rapid death of the event. Progression of AGVHD in this model is (Including the number and type of T cells), cytokines (TNF, IL-1, IL-2 and / or IL-4), low body weight, hypogammaglobulinemia, circulatory system as an indicator of aplastic anemia Hematological signs (granulocytopenia, thrombocytopenia), ex vivo NK or CTL activity, and And the viability of the host. Active compounds can alter the above factors. Comb prolongs survival over 4-6 weeks or more.(h) asthma   Asthma offers another opportunity for safe immunosuppressive treatment. Atopic asthma patients Have antibody-mediated hypersensitivity and often have late-occurring late phase reaction) is likened to a DTH response. Asthma most recently defined as an inflammatory disease (1992). Since then, several publications by prominent asthma scholars have Activated CD4 in bronchoalveolar lavage fluid and blood of patients with primary asthma+And CD8+T Demonstrates the presence of lymphocytes. The proportion of these cells changes during asthmatic conditions . In addition, some of the T cell binding cytokines (IL-1, IL-2, IL-4, IL-5, and And TNF) are all involved in clinical and experimental asthma. Inflammatory events in asthma Is now thought to be driven by T lymphocytes. Inhalation of cyclosporine Early clinical trials showed that local immunosuppression was a defect underlying the asthma It suggests that hypersensitivity can be alleviated.   A guinea pig model of antigen-induced lung abnormalities is used as a model for asthma. This dynamic The product is a seroconverter for the IgE class, as is the case in atopic asthmatics. To generate high circulating titers of anti-ovalbumin antibodies Sensitive to albumin activity. Aerosol attack on sensitized guinea pigs was measured Possible eosinophil-rich pulmonary infiltrates (eosinophils increase about 16-fold), pulmonary edema, and small airway This results in mucosal obstruction, all of which are exacerbated by airway overload, a defect underlying A rapid response (approximately 3- to 4-fold increase in reactivity) occurs. Acute bronchoconstriction clearly present It sharpens the presence of the pathophysiological sequelae described above. Active compounds are It significantly reduces or eliminates the weather.   The above description is illustrative rather than limiting of the scope of the present invention. Less than Given the above description, numerous materials and methods used in the practice of the present invention Changes will be apparent to those skilled in the art. All such obvious modifications are within the scope of the present invention. Should be considered within the enclosure.References

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),UA(AM,AZ,BY ,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM ,AT,AU,AZ,BB,BG,BR,BY,CA, CH,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,G B,GE,HU,IS,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD, MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,P T,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,TJ ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 ルー,シャオド アメリカ合衆国、マサチューセッツ州 02151、リビア、ランターン・ロード242、 アパートメント14 (72)発明者 レアード,エレン・アール アメリカ合衆国、マサチューセッツ州 02166、ニュートン、2−2、コモンウェ ルス・アベニュー2340 (72)発明者 カラス,ジェニファー・エル アメリカ合衆国、マサチューセッツ州 02173、レキシントン、ヘイズ・アベニュ ー27 (72)発明者 ゾラー,マーク・ジェイ アメリカ合衆国、マサチューセッツ州 02193、ウェストン、サットン・プレイス 7 (72)発明者 ホルト,デニス・エイ アメリカ合衆国、マサチューセッツ州 01775、ストウ、ブルックミル・ロード7────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L U, MC, NL, PT, SE), UA (AM, AZ, BY) , KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM , AT, AU, AZ, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, G B, GE, HU, IS, JP, KE, KG, KP, KR , KZ, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, P T, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, TJ , TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN (72) Lou, Shaod             Massachusetts, United States             02151, Libya, Lantern Road 242,             Apartment 14 (72) Inventor Laird, Ellen Earl             Massachusetts, United States             02166, Newton, 2-2, Commonweed             Luss Avenue 2340 (72) Inventors Callas, Jennifer L             Massachusetts, United States             02173, Lexington, Haze Avenue             ー 27 (72) Inventors Zoller, Mark Jay             Massachusetts, United States             02193, Weston, Sutton Place             7 (72) Inventor Holt, Dennis A             Massachusetts, United States             01775, Stowe, Brookmill Road 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.ZAP ファミリーのタンパク質またはその部分の縦列SH2 領域を含むペプチド 配列を含有する結晶性形態のタンパク質を含む材料。 2.1または2以上の重金属原子をさらに含む請求の範囲第1項記載の材料。 3.タンパク質が、付属文書I、付属文書II、付属文書III、もしくは付属文書I Vの座標、またはそこに列挙されたアミノ酸の主鎖原子に関して、それからの根 平均二乗偏差が 1.5Å以下である座標、で特徴づけられる領域を含んでいる、請 求の範囲第1項記載の材料。 4.タンパク質が1または2以上のリガンド分子との複合体の状態である、請求 の範囲第1項記載の材料。 5.タンパク質がヒトZAP-70の縦列SH2 領域(少なくともアミノ酸残基3〜279 を含む)またはヒトSYK の縦列SH2 領域(少なくともアミノ酸残基6〜265 を含 む)を含んでいる、請求の範囲第1項記載の材料。 6.約3.5 Åより良好な分解能でX線を回折する、請求の範囲第1項〜第5項の いずれかに記載の材料。 7.SH2 ドメインを含むタンパク質またはこのタンパク質とそのリガンドとの共 複合体の立体構造を決定する方法であって、 (a) そのタンパク質または共複合体の結晶のX線回折データを取り、 (b) 請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかに記載の材料の立体構造座標を 用意し、そして (c) この既存の構造座標に対して該X線回折データを分子置換を用いて解析す ることにより、該SH2 ドメイン含有タンパク質または共複合体の立体構造を決定 する、 ことを含む方法。 8.該タンパク質が、ZAP-NCまたはその部分とζ1ペプチド以外のリガンドとの 共複合体である、請求の範囲第7項記載の方法。 9.該タンパク質が、SYK-NCまたはその部分と、そのリガンドとの共複合体であ る、請求の範囲第7項記載の方法。 10.SH2 ドメインを含むタンパク質またはこのタンパク質とそのリガンドとの共 複合体の立体構造を決定する方法であって、 (a) 請求の範囲第1項ないし化第6項のいずれかに記載の材料の構造座標を用 意し、そして (b) この既存の構造座標に対するホモロジーモデル化により、該SH2 ドメイン 含有タンパク質または共複合体の立体構造を決定する、 ことを含む方法。 11.ZAP ファミリータンパク質に結合することができる化合物を選択する方法で あって、 (a) ZAP ファミリータンパク質またはその部分の立体構造を規定する座標を用 意し, (b) 1または2以上の選択された官能基との相互作用の有利性に関してその立 体構造に関連する点を特徴化(キャラクタライゼーション)し、 (c) 1または2以上の候補化合物のデータベースを用意し、そして (d) このデータベースから、該立体構造との有利な相互作用の点に最もよくフ ィットする構造を持つ化合物を同定する、 ことを含む方法。 12.そのようにして同定された化合物を、その (a) ZAP ファミリータンパク質への結合能力、 (b) ZAP ファミリータンパク質とその天然もしくは非天然リガンドとの結合を 阻害する能力、ならびに/または (c) ZAP ファミリーメンバーにより媒介される生物学的機能の阻害能力、 について試験することをさらに含む、請求の範囲第11項記載の方法。 13.機械読出し可能なデータであって、このデータを用いるための命令がプログ ラムされた機械を使用した時に、請求の範囲第1項〜第6項のいずれかに記載の タンパク質を含む分子もしくは分子複合体、またはその部分、の立体図形描写を 表示することができるデータ、が符号化されているデータ記憶材料を備えた、機 械読出し可能なデータ記憶媒体。 14.機械読出し可能なデータであって、このデータを用いるための命令がプログ ラムされた機械を使用した時に、付属文書I、付属文書II、もしくは付属文書II Iの座標に基づくか、または保存タンパク質主鎖原子に関してそれからの根平均 二乗偏差が 1.5Å以下である座標に基づく、ZAP ファミリータンパク質もしくは ZAP ファミリータンパク質:リガンド複合体またはそれらの部分の立体図形描写 を表示することができるデータ、が符号化されているデータ記憶材料を備えた、 機械読出し可能なデータ記憶媒体。 15.機械読出し可能な第1組のデータが符号化されているデータ記憶材料を備え た、機械読出し可能なデータ記憶媒体であって、この第1組のデータは、機械読 出し可能な第2組のデータと、これら第1組および第2組のデータを用いるため の命令がプログラムされた機械を使用して組合わせた時に、機械読出し可能な第 2組のデータに対応する座標の少なくとも一部を決定することができ、ここで、 該第1組のデータは、付属文書I、付属文書II、付属文書IIIまたは付属文書IV に従った座標の少なくとも一部のフーリエ変換を含み、該第2組のデータは分子 または分子複合体のX線回折パターンを含んでいる、データ記憶媒体。 16.請求項1〜6のいずれかに記載の材料の立体図形を表示する方法であって、 (a) 請求項13記載の機械読出し可能な記憶媒体に記憶されたデータを読出すこ とができ、このデータを用いて、このデータにより規定されたタンパク質もしく はタンパク質:リガンド複合体またはそれらの部分の立体図形描写を表示するた めの命令がプログラムされ、かつ請求項13記載の機械読出し可能な記憶媒体がロ ードされている機械を用意し、そして (b) この機械で該データを読出し、立体描写を表示する、 ことを含む方法。 17.ZAP ファミリータンパク質に結合することができる化合物を設計する方法で あって、 (a) ZAP ファミリータンパク質またはその部分の立体構造を規定する座標に基 づいて立体描写を図形表示し、 (b) そのタンパク質に結合することが知られているリガンドの複数の部分間の 相互作用を特徴化して、置換用の候補部分を同定し、 (c) 1または2以上の候補置換部分の知識ベースを用意し、そして (d) この知識ベースから、そのリガンドの1または2以上の選択された部分を 置換するのに使用でき、そのタンパク質へのリガンドの結合親和性の少なくとも 一部は保持する1または2以上の置換部分を同定する、 ことを含む方法。 18.ZAP ファミリータンパク質に結合することができる化合物を設計する方法で あって、 (a) ZAP ファミリータンパク質またはその部分の立体構造を規定する座標を用 意し、 (b) そのタンパク質との1または2以上の選択された官能基の相互作用に有利 性に関して好ましい点を同定するために、その立体構造に関連する点を特徴化し 、 (c) その特徴化された点の近くで該タンパク質に結合することが知られている リガンドの1または2以上の部分を特徴化し、 (d) 1または2以上の分子フラグメントまたは分子の知識ベースを用意し、 (e) この知識ベースから、(b) で同定された好ましい点と該リガンドの部分と の接続が可能な1または2以上のフラグメントまたは分子を同定し、そして (f) リガンドの構造を、修正後のリガンドが該タンパク質に結合することがで きるように選択された向きと位置での、こうして同定された1または2以上のか かるフラグメントまたは分子のそれへの共有結合により修正する、 ことを含む方法。 19.ZAP ファミリータンパク質に結合したリガンドの配向(向き)を決定する方 法であって、 (a) ZAP ファミリータンパク質またはその部分の立体構造を規定する座標を用 意し、 (b) そのタンパク質との1または2以上の選択された官能基の相互作用の有利 性に関して好ましい点を同定するために、その立体構造に関連する点を特徴化し 、 (c) そのタンパク質に結合することは知られているが、リガンドの結合立体配 座が未知のリガンドの1または2以上の官能基を、(b)で同定された官能基相 互作用の好ましい点と一致する選択された部位に固定し、そして (d) 固定されたリガンドについての一連の代替可能な立体配座および/または 配向を発生させるようにモデル化計算を行う、 ことを含む方法。 20.ZAP ファミリータンパク質に結合することができる化合物を設計する方法で あって、 (a) 請求の範囲第19項記載の方法により同定された或るタンパク質:リガンド の立体配座および/または配向を選択し、 (b) そのタンパク質とそのリガンドの部分間の相互作用を特徴化して、置換用 のリガンドの候補部分を同定し、 (c) 1または2以上の候補置換部分の知識ベースを用意し、そして (d) この知識ベースから、そのリガンド1または2以上の選択された部分を置 換するのに使用でき、そのタンパク質へのリガンドの結合親和性の少なくとも一 部は保持する1または2以上の置換部分を同定する、 ことを含む方法。 21.ZAP ファミリータンパク質に結合することができる化合物を設計する方法で あって、 (a) 請求の範囲第19項記載の方法により同定された或るタンパク質:リガンド の立体配座および/または配向を選択し、 (b) そのタンパク質との1または2以上の選択された官能基の相互作用の有利 性に関して好ましい点を同定するために、該タンパク質の立体構造に関連する点 を特徴化し、 (c) その特徴化された点の近くで該タンパク質に結合することが知られている リガンドの1または2以上の部分を特徴化し、 (d) 1または2以上の分子フラグメントまたは分子の知識ベースを用意し、 (e) この知識ベースから、(b) で同定された好ましい点と該リガンドの部分と の接続が可能な1または2以上のフラグメントまたは分子を同定し、そして (f) リガンドの構造を、修正後のリガンドが該タンパク質に結合することがで きるように選択された向きと位置での、こうして同定された1または2以上の かかるフラグメントまたは分子のそれへの共有結合により修正する、 ことを含む方法。 22.請求の範囲第17項〜第21項のいずれかに記載の工程の任意の組合わせを含む 、ZAP ファミリータンパク質に結合することができる化合物の選択または設計方 法。[Claims] 1. Peptides containing the tandem SH2 region of ZAP family proteins or parts thereof A material comprising a crystalline form of the protein containing the sequence. 2. The material of claim 1, further comprising one or more heavy metal atoms. 3. The protein is Annex I, Annex II, Annex III, or Annex I For the coordinates of V or the backbone atoms of the amino acids listed there, Includes an area characterized by coordinates whose mean squared deviation is less than or equal to 1.5 mm. 2. The material according to claim 1, wherein 4. Claims: The protein is in a complex with one or more ligand molecules. 2. The material according to claim 1, wherein 5. The protein is the tandem SH2 region of human ZAP-70 (at least amino acids 3-279). Or the tandem SH2 region of human SYK (containing at least amino acid residues 6 to 265). 2. The material according to claim 1, wherein the material comprises: 6. 6. The method of claim 1, wherein the X-ray is diffracted with a resolution better than about 3.5 °. The material according to any of the above. 7. A protein containing an SH2 domain or the A method for determining a three-dimensional structure of a complex,   (a) taking X-ray diffraction data of the protein or co-complex crystal,   (b) calculating the three-dimensional structure coordinates of the material according to any one of claims 1 to 6; Prepare, and   (c) analyzing the X-ray diffraction data for the existing structural coordinates using molecular replacement; Determine the three-dimensional structure of the SH2 domain-containing protein or co-complex. Do A method that includes: 8. The protein binds ZAP-NC or a portion thereof with a ligand other than the ζ1 peptide. 8. The method according to claim 7, which is a co-complex. 9. The protein is a co-complex of SYK-NC or a portion thereof and its ligand. The method of claim 7, wherein Ten. A protein containing an SH2 domain or the A method for determining a three-dimensional structure of a complex,   (a) using the structural coordinates of the material according to any one of claims 1 to 6; And   (b) The homology modeling of the existing structural coordinates allows the SH2 domain Determine the three-dimensional structure of the containing protein or co-complex, A method that includes: 11. By selecting compounds that can bind to ZAP family proteins So,   (a) Use coordinates that define the three-dimensional structure of the ZAP family protein or a portion thereof. I mean,   (b) establishing the advantage of interaction with one or more selected functional groups; Characterize (characterize) points related to body structure,   (c) providing a database of one or more candidate compounds; and   (d) From this database, it is best to consider the points of favorable interaction with the conformation. Identify compounds with a matching structure, A method that includes: 12. The compound thus identified is   (a) binding ability to ZAP family proteins,   (b) binding of ZAP family proteins to their natural or unnatural ligands Ability to inhibit, and / or   (c) the ability to inhibit biological functions mediated by ZAP family members, 12. The method of claim 11, further comprising testing for. 13. Machine readable data, and an instruction to use this data is programmed. The method according to any one of claims 1 to 6, when using a rammed machine. 3D drawing of molecules or molecular complexes containing proteins, or parts thereof A data storage material on which the data that can be displayed is encoded, A machine-readable data storage medium. 14. Machine readable data, and an instruction to use this data is programmed. Annex I, Annex II, or Annex II when using a rammed machine Root mean based on I coordinates or from conserved protein backbone atoms ZAP family proteins or based on coordinates with a squared deviation of 1.5Å or less ZAP family proteins: 3D drawing of ligand complexes or their parts Data that can be displayed, comprising a data storage material that is encoded, Machine readable data storage medium. 15. A data storage material on which a first set of machine-readable data is encoded A machine readable data storage medium, wherein the first set of data is machine readable. To use the second set of data that can be issued and the first and second sets of data Machine readable when combined with the programmed instructions using a programmed machine At least some of the coordinates corresponding to the two sets of data can be determined, where: The first set of data may be Annex I, Annex II, Annex III or Annex IV And at least a portion of the coordinates according to Or a data storage medium comprising an X-ray diffraction pattern of a molecular complex. 16. A method for displaying a three-dimensional figure of the material according to any one of claims 1 to 6,   (a) reading data stored in the machine-readable storage medium according to claim 13; Using this data, the protein or protein defined by this data can be Is a three-dimensional depiction of the protein: ligand complexes or parts thereof 14. The machine-readable storage medium according to claim 13, wherein the instructions are programmed. Prepare the machine that is loaded, and   (b) reading the data with this machine and displaying a stereoscopic depiction; A method that includes: 17. By designing compounds that can bind to ZAP family proteins So,   (a) Based on coordinates defining the three-dimensional structure of the ZAP family protein or a portion thereof The 3D description is displayed graphically,   (b) between multiple parts of the ligand known to bind to the protein Characterize the interaction to identify candidate parts for replacement,   (c) providing a knowledge base of one or more candidate replacement portions;   (d) from this knowledge base, retrieve one or more selected portions of the ligand At least the binding affinity of the ligand to the protein Identifying one or more replacement moieties, some of which retain; A method that includes: 18. By designing compounds that can bind to ZAP family proteins So,   (a) Use coordinates that define the three-dimensional structure of the ZAP family protein or a portion thereof. I mean,   (b) favors the interaction of one or more selected functional groups with the protein Characterize points related to their conformation to identify favorable points in terms of gender ,   (c) is known to bind to the protein near its characterized point Characterizing one or more portions of the ligand;   (d) providing a knowledge base of one or more molecular fragments or molecules;   (e) From this knowledge base, the preferred points identified in (b) and the portion of the ligand Identifying one or more fragments or molecules capable of connecting   (f) The modified ligand can bind to the protein with the modified ligand. One or more thus identified in the orientation and position chosen to be Modifying by the covalent attachment of such a fragment or molecule to it, A method that includes: 19. How to determine the orientation of a ligand bound to a ZAP family protein Law,   (a) Use coordinates that define the three-dimensional structure of the ZAP family protein or a portion thereof. I mean,   (b) the advantage of one or more selected functional group interactions with the protein; Characterize points related to their conformation to identify favorable points in terms of gender ,   (c) It is known to bind to the protein, but the binding configuration of the ligand The one or more functional groups of the ligand whose locus is unknown are replaced with the functional group phase identified in (b). Immobilized at a selected site consistent with a favorable point of interaction, and   (d) a series of alternative conformations for the immobilized ligand and / or Perform modeling calculations to generate orientation, A method that includes: 20. By designing compounds that can bind to ZAP family proteins So,   (a) a protein identified by the method of claim 19: a ligand; The conformation and / or orientation of   (b) characterize the interaction between the protein and its ligand moiety for replacement Identifying candidate portions of the ligands of   (c) providing a knowledge base of one or more candidate replacement portions;   (d) From this knowledge base, locate the selected part of the ligand (s). At least one of the binding affinities of the ligand for the protein. Part identifies one or more replacement moieties retained; A method that includes: twenty one. By designing compounds that can bind to ZAP family proteins So,   (a) a protein identified by the method of claim 19: a ligand; The conformation and / or orientation of   (b) the advantage of one or more selected functional group interactions with the protein; Points related to the three-dimensional structure of the protein to identify favorable points in terms of sex Characterize,   (c) is known to bind to the protein near its characterized point Characterizing one or more portions of the ligand;   (d) providing a knowledge base of one or more molecular fragments or molecules;   (e) From this knowledge base, the preferred points identified in (b) and the portion of the ligand Identifying one or more fragments or molecules capable of connecting   (f) The modified ligand can bind to the protein with the modified ligand. One or more of the thus identified in the orientation and position selected Modify by the covalent attachment of such a fragment or molecule to it, A method that includes: twenty two. Including any combination of the steps according to any one of claims 17 to 21 To select or design compounds that can bind to ZAP family proteins Law.
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