JPS62289600A - インタ−フエロン−γ及びその製造方法 - Google Patents

インタ−フエロン−γ及びその製造方法

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JPS62289600A
JPS62289600A JP61034059A JP3405986A JPS62289600A JP S62289600 A JPS62289600 A JP S62289600A JP 61034059 A JP61034059 A JP 61034059A JP 3405986 A JP3405986 A JP 3405986A JP S62289600 A JPS62289600 A JP S62289600A
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interferon
lys arg
gly
human interferon
gly lys
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JP61034059A
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English (en)
Inventor
Yutaka Watanabe
裕 渡辺
Takaaki Oohara
高秋 大原
Osamu Odawara
修 小田原
Takamune Yasuda
安田 尊宗
Norio Noda
野田 規夫
Hajime Kawarada
川原田 肇
Kiyoshi Watanabe
清 渡辺
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/52Cytokines; Lymphokines; Interferons
    • C07K14/555Interferons [IFN]
    • C07K14/57IFN-gamma

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) ・本麹゛朋は、チャイニーズ・ハムスター卵巣細胞(昼
下、CHO細胞という)を宿主として組換えDNA法で
生産された糖鎖結合型ヒト・インターフェロン−γを純
粋な形で取得し、制癌剤等の医薬として供しようとする
ものである。
(従来の技術) インターフェロン−γはヒト白血球から最初に精製され
CY−K、 Yipら:プロシーディングスオブ ザ 
ナショナル アカデミ−オブ サイエンス U S A
 (Proc、 Natl、 Acad、 Sci 。
USA)  78.1601  (1981)、Y、K
Yipら: プローシーディンゲス オブ ザ ナショ
ナル アカデミ−オブ サイエンスUSA(Proc、
 Natl Acad、 8ci、 USA)  79
 。
1820 (1982):l、その構造も明らかにされ
た( E、 Rindar knechtら:ザ ジャ
ーナル オブ バイオロジカル ケミストリー(J、B
iol。
Chem、)259.6790 (1984)〕。一方
、組換えD N A法による生産もc D N Aのク
ロニーングCP 、W、 Grayら:ネイチャー(N
ature)295.503 (19g2))以後、大
腸菌を宿主とする製品が数多く生産され、臨床試験に供
されている。大腸菌による生産物は糖鎖を有さないこと
及びN末端にメチオニンが付加する等、天然型と異なる
構造を有するため、より天然型に近い製品の開発を目的
として、動物培養細胞を宿主とする生産も試みられてい
る[ J 、 HaynesおよびC,Weissma
n :ヌクレイツク アシツズ リサーチ(Nucle
ic Ac1ds Res、)  11 、687(1
988) 、 S、J、5cahillら:プロシーデ
ィンゲス オブ ザ ナショナル アカデミ−オブ サ
イエンス U S A (Proc、 Natl、 A
cad。
SCi、 USA) 80 、4 (354(198B
) 、飢Fukunagaら:プロシーデインゲス オ
ブ ザナショナル アカデミ−オブ サイエンスU S
 A (Proc、 Natl、 ACad−5CI−
US A) 81 t5086(1984):l。水発
明者らも、cDNAではなく染色体D N Aを使用し
てCHO細胞等の動物培養細胞に導入して発現する方法
を確立し、既に特許出願した(特開昭60−26259
’4)。     ゛(発明が解決しようとする問題点
) 動物培養細胞を宿主として生産された組換えヒト・イン
ターフェロン−γは末梢血由来の天然をインターフェロ
ン−γに類似の構造を有すると推定されるが、まだその
点は明らかにされていない。
本発明はヒト・インターフェロン−γ遺伝子ヲ導入され
たCaO細胞によって生産されたヒト・インターフェロ
ン−γを単離し、その構造を明らかにすることによって
構造の明確な糖鎖結合型ヒト・インターコニロン−γを
供給しようとするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、CHO細胞によって生産されたヒト・イ
ンターフェロン−γを単ah製し、精製物を電気泳動、
FAB質量分析〔ファースト アトム ボンバードメン
ト マス スペクトロメトリー(Fast Atom 
Bomoardment Mass Spec−tro
metry) )および気相プロティン シーク工ンサ
ーによって分析することにより、その構造を明らかにし
、本発明を完成した。なおFAB質量分析による蛋白の
一次構造解析については、いくつかの論文〔例えば、S
、 Airrxotoら:ヨーロピアン ジャーナル 
オブ バイオケミストリー(Eur、 J、 Bioc
hem) 129 、257 (1982)。
T 、 Takaoら:フエブス レター(FEBSL
ETT) 152 、1 (1983) 、C,V、B
radleyら: バイオケミカル アンド バイオフ
ィジカル リサーチ コミュニケーションズ(Bioc
hem。
Biophys、 Res、 Comnun、) 10
4 、1228(1982)]によって示されているの
で、上記論文引用により本明細書中に包含されるものと
する。
以下、実施例において本発明を具体的に説明する。
実施例1 ヒトインターフェロン−γ産生CHO細胞の取得 ヒト・インターフェロン−γ遺伝子の上流にシミアンΦ
ウィルス(81m1an virup) 40 (De
arlyプロモーターを連結し、マーカー遺伝子として
Ecogptを有する発現ベクターp8Ve8ma工γ
をWiglerらの方法[IBLWiglerらセル(
Cell)11.228(1977))に準じてCHO
・K1細胞(大日本製薬より購入)にトランスフェクト
した。なおpsVesma I  の作成方法について
は特開昭60−262594に記述した。
プラスミド−リン酸カルシウム共沈澱物を予め5%牛脂
、児血清(GIBCO製)を含むイーグルMEM培地(
日本製)で生育させたcuo、m胞(3×105細胞/
 3.6 ml!/直径6cm培養皿)に加え、同じ培
地で1回の培地交換の後、5%牛脂児血清、25 tt
jl/ml!ミ=+717− ル酸、250pJi/m
rキサンチン、0.1 pi/ml 7 ミ/プテリン
、5μm1/mlチミジンおよび25 #l/ml 7
デニンを含むMEM培地で更新し、ミコフェノール酸耐
性株を分離した。得られたミコフェノール酸耐性株から
インターフェロン−γ 1〜8JU/m/ ヲ生産する
CHO−20株を選択した。
実施例2 インターフェロン−γ産生CHO細胞の培養31容の撹
拌培養槽に、1!!の5%牛脂児血清を含むMEM培地
を入れ、実施例1で得られたCIIIIO−20株を3
×10 細胞/mlになるように接種した。温度37℃
、pH7,0,撹拌数10゜rpm、N2 s 0.2
混合ガス通気によりDO3ppmに保持して培養を行っ
た。培養開始後、48時時間上り無菌的に新鮮培地を添
加し、また添加と同量の培養液をフィルターを通して抜
き出した。培養は10日間実施し、約2万Tl/mlの
ヒト・インターフェロン−γを産生じている培養液10
I!を得た。
実施例3 インターフェロン−γの精製 培養槽からフィルターを通して抜き出した培養上清10
J当りに洗浄したCPG40(エレクトロ ヌクレオニ
クス社製)100ml!を添加し、ローラーボトル中で
5時間回転した。この処理で培養上清中のインターフェ
ロン−γは完全ニCPG−10に吸着した。インターフ
ェロン−γヲ汲着したCPG−10を回収し、内径2.
5儒長さ20cmのガラス製カラムに充填した。このカ
ラムを1M塩化ナトリウムを含む20nMリン酸ナトリ
ウム緩衝液pH7,2、500m!!で洗浄した後、3
0%(V/Y)エチレングリコールを含む同緩衝液でイ
ンターフェロン−γを溶出した。
活性画分asoml!を集め、1M塩化ナトリウムを含
む20mMリン酸ナトリウム緩衝液pH7,2で2倍に
希釈した後、これを同緩衝液で平衡化した0onAセフ
アロース(ファルマシア社製)カラム(2,5cmX 
12.2譚)に負荷した。カラムを同緩衝液a o o
 mI!で洗浄した後、0.3Mα−メチル−D−マン
ノシドを含む同緩衝液aoomzで溶出した。Con 
Aセファロースカラムクロマトのインターフェロン−γ
の回収率は約80%でアラた。また、ConAセファロ
ースへの結合により、回収されたインターフェロン−γ
は糖鎖結合型であることが判明した。
活性画分200m1!を集め、抗インターフェロンーγ
抗体カラム(ガンマセファロース:セルテツク社製)(
’2.5傭X2cm)に負荷した。カラムを1M塩化ナ
トリウムを含む0.1Δ1トリス−塩酸a荷液pE[8
,5、ljOmI!で洗浄した後、131塩化カリウム
を含むCAPS(3−(シクロへキシルアミノ)−1−
プロパンスルホン酸) −NaOH緩街液pH10,7
,100m1!で溶出した。溶出液は直ちに1/2体積
の2M)!Jスー塩酸緩衝液pEI7.5によって中和
した。次にこのインターフェロン−γ溶液をPB8緩衝
液に充分透析した。
精製インターフェロン−γの比活性は、FL細胞とラッ
ドビス・・ウィルス(Sindbis virus)を
用いた細胞変性効果阻止−色素取込み法[J、A。
Armstrongら、メンツズ イン エンザイモロ
ジ=(Methods in Enzymo16gy 
) 、 78 。
5ection 4 、1981 、]によって検定し
た結果、2−5 X 10 1 TJ/ml・蛋白の値
を示した。
この際、標準インターフェロン−γとしては、N工■よ
り入手した国際標應インターフェロン−γ(G、F 2
B−901−580)を用いた。又、蛋白定量はクーマ
シーブリリアントブルーG−250を用いる蛋白定量キ
ット(バイオラッド社製)を用い、標i蛋白としては同
キットに含まれる牛血清アルブミンを用いた。全精製収
率は培養上清中のインターフェロン−γ総活性に対して
40%であった。
実施例4 インターフェロン−γの分子量 精製インターフェロン−γ 10μ、7をSDSポリア
クリルアミドゲル(厚さ1111I11のスラブゲル)
電気泳動にかけ銀染色したところ分子量約26,000
を中心とする位置に複数のバンドが接近して見られ、分
子量約21.0()Oの位置にもバンドが見られた。ま
た分子量約50,000の位置にも僅かにバンドが見ら
れた。
精製インターフェロン−γ15μ、9を0.1%SDS
溶液中で室温1時間処理した後、SDSポリアクリルア
ミドゲル電気泳動にかけゲルを1all1幅にスライス
して蛋白を抽出し、インターフェロン−γ活性を測定し
た。その結果、染色で観察されたすべてのバンドに活性
が認められた(第1図参照)。染色したゲルをデンシト
メーター(島津O8−910デュアル ウェイブレンゲ
ス ティーエルジ−スキャナー)でスキャンし純度測定
を行った結果、95%以上の純度を示した(第2図参照
)。
実施例5 密度勾配等電点電気泳動 精製インターフェロン=γ 1.3.m、p ヲpH@
FM3.5〜10のファルマライト(ファルマシア社製
)を用いたショ糖密度勾配等電点電気泳動(カラム: 
LKBアンフオライン カラム 110mJ)に負荷し
た。インターフェロン−γは等電点6.47〜9,90
の範囲に6本の活性ピークを示した(第3図参照)。
精製インターフェロン−γ 1.8mlをノイラミニダ
ーゼ(ワージントン社製)500!Tlユニツトトトモ
にクエン酸−リン酸2ナトリヮム8%液pH5,0中で
36.5℃、24時間インキュベートした後、ショ糖密
度勾配等1点電気泳動にかけた。
インターフェロン−γ活性は等電点10.45に単一の
活性ピークを示し、インターフェロン−γの糖鎖がシア
ル酸を含むことが確認された(第4図参照)。
実施例6 FAB質量分析によるアミノ酸配列の解析精製インター
フェロン−γ 100μmをVs プロテアーゼ(スタ
フィロコッカス由来、ワージントン社製)2μyととも
にpH7,8で36.5℃、24時間消化した。得られ
たペプチドの混合物をFAB質量分析計(日本電子JE
OL−HXI00ダブル フォーカシング マス スペ
クトロメーター)で質量分析し、各ペプチドの質量を測
定した。DNA配列から予想されるアミノ酸配列と■8
プロテアーゼの、11特異性を基に生成するペプチドを
推定し質量の理論値を算出した。この値と前記の質量分
析結果を照合し、各ペプチドの同定を行った。ざらに■
8プロテアーゼでインターフェロン−γを消化して得ら
れたペプチド混合物を1回エドマン分解し、すべてのペ
プチドのN末端アミノ酸を除去した後、再びF A B
質量分析針で質量分析を行い、エドマン分解前後のペプ
チドの質量の差から前記の同定したペプチドのN末端ア
ミノ酸を確認した。また更にv8プロテアーゼによる消
化と同様の実験をトリプシン(ワージントン社製)を用
いて行った。これらの結果からインターフェロン−γの
アミノ酸配列がほぼ判明した。
しかし、以上の実験ではC末端アミノ酸配列を一確認す
ることはできなかったため、精製インターフェロン−r
l、76m!iを前記と同様v8プロテアーゼ36μI
とともにpH7,8で36.5℃、24時間インキュベ
ートしペプチド断片とした。
このペプチド混合物全量をODSカラムを用いた高速液
体クロマトグラフィーにかけてペプチドを分離した。溶
出は0.1%トリフルオロ酢酸水溶液中、アセトニトリ
ル濃度0〜60%(v/r)の濃度勾配を用いた。溶出
した各ピークを分取し、濃縮した後、FAB質量分析計
を用いて質量を測定゛ した。一方DN’A配列から予
想されたインターフェロン−γのアミノ酸配列とv8プ
ロテアーゼの基質特異性を基に生成する可能性のあるC
末端ペプチドを推定し、その理論的質量を算出した。F
AB質量分析の質量測定結果と前記の算出した理論値を
照合してC末端ペプチドを同定した。
以上の結果からCHO細胞により生産されるインターフ
ェロン−γは、アミノ酸配列のN末端がピログルタミン
酸で始まり、C末端は127G1y。
128Lys、1’29Arg、180Lys、131
Arg、182Set、188GIn、134Met。
の各々で終るインターフェロン−1分子の混合物よりな
ることが明らかになった。得られた全アミノ酸配列は下
記一般式に示す通りである。
pGluAspPrQrVaILyeGluAla G
:LuAanLeuLyeLysTyrPhe Asn
AlaGlyHis 5er21       マ  
       8040AspV41Ala AspA
anG1y%xLeuX’heIauGly工1eku
Lys AsnTrpI、yaGluGlu8erAs
pArg1.ys ne&1tGlnSerGln n
eValSerPhe TyrFheltaLeuPh
eIysAsnPheLyaAspAapGln8er
neGlnLye8orVal GluThr工1eL
yaG1uAsp&tAsnValL)rs8190 
        マ   100PhaFheAan8
erAanL)rsLye LyeAygAspAsp
PheGluLysIauThrAsnTyr 8er
Va1’FhrAspbuAmValGlnArgLy
sAla noEisGluLeu工1eG1nVa1
MetA1aG1uIauear Pro Ala A
laL)rs The GlyLys ArgLys 
Arg Ser Gun MetSer Pro Al
a AlaLys The GlyLys ArgLy
s Arg Esr G1n5er Proに巨A1a
LysThe GlyLysArgLys Arg 5
erSerProAlaAlaLys ’IheGly
’LysArgLysArg3erPro足ゐQ山戸n
℃G17勾〜に名勾旧Ser Pro Ala Ala
Lys ’I’he Gly Lys ArgE3er
 Pro lua AlaLys ’f’n0GlyL
ysSerPro Ala AlaLys ’Ihe 
Gly(式中、マは糖鎖結合部位を示す) 実施例7 糖鎖結合位置の解析 糖鎖結合位置の決定をE、 Rinderknecht
 らの方法〔ザ ジャーナル オブ バイオロジカルケ
ミストリー(J、 Biol、 Chern、) 25
9 、6790(1984):lに準じて行った。すな
わち精製インターフェロン−γ7.Om、9をトリプシ
ン140μyとともにp H7,8で36.5℃、24
時間インキュベートした後、得られたペプチドの混合物
を0.5M塩化ナトリウムを含む0.5%重炭酸アンモ
ニウム緩逝液pH7,8で平衡化したConAセファロ
ースカラム(lc、zX8c:!L)に負荷した。カラ
ムを同緩衝液15m1!で洗浄した後、0.2M α−
メチル−D−マンノシドを含む0.5%重炭酸アンモニ
ウム緩衝液p H7,8の6mrで糖鎖結合ペプチドを
溶出した。溶出液をFDIOセファデックス025カラ
ム(ファルマシア社製)を用いて0.5%重炭酸アンモ
ニウム緩衝液pE[7,8に緩衝液交換をした。緩衝液
交撲液約7ml!をOD8高速液体クロマトカラムに負
荷した後、0.1%トリフルオロ酢酸水溶液pH2中ア
七ト二トリル濃度θ〜60%(V/V )の直線濃度勾
配で溶出した。アセトニトリル濃度的20%および約3
0%の位置に、各々2〜4本のピークが溶出されたので
、各溶出位置で最も大きなピークを各々分取し、濃縮し
た後、気相プロティン・シークエンサー(アプライドバ
イオシステムズ社製、モデル470A)  を用い、エ
ドマン法によりアミノ酸配列を解析した。
その結果、アセトニトリル濃度的20%で溶出される糖
鎖結合ペプチドは95LeuをN末端とし97Asnを
含むペプチド断片であり、またアセトニトリル濃度的3
0%で溶出される糖鎖結合ぺプチドは14 TyrをN
末端とし、25Asnを含むペプチド断片であることが
判明した。
一般に、糖蛋白質のN結合型糖鎖は、アミノ酸配列上の
Asn −(x) −8erまたはAsn−(x) −
Thrの配列中のAsnに結合していることは良く知ら
れていることである(Wingler、Mら、ホルモ−
ナル プロテインズ アンド ペプタイズ、アカデミツ
ク プレス、ニューヨーク(HormonalProt
eins and l’eptides、 Acade
mic Press 。
NewYork) p、1 (1973)lo  上記
実験結果および実施例6のアミノ酸配列解析結果より、
CHO細胞により産生されるヒト・・インターフェロン
−γの糖鎖は、25 Asnおよび97ASnに結合し
ていることが強く示唆された。この位置の存在は、末梢
血由来のヒト・インターフェロン−γの結果(: E、
 Rinderknechtら、ジャーナルオブバイオ
ロジカル ケミストリー(J、 Biol、Cihem
、)259.6790(1984))に一致する。また
実施例6で示した25Asnと97 Asnを含む各ペ
プチドのアミノ酸配列は、糖鎖の結合していないペプチ
ドよりFAB質量分析計で解析した結果である。したが
って、実施例4,6および本実験結果から、CHO細胞
により産生されるヒト・インターフェロン−γは、25
Asnと97 Asn  の両位置に糖鎖を有するもの
、25Asnのみに糖鎖を有するもの及び97 Asn
のみに糖鎖を有するものの混合物よりなることが推察さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は精製インターフェロン−γを12.5%アクリ
ルアミドを含む5D8−ポリアクリルアミドゲルで電気
泳動した後、各ゲルスライス中より抽出シたインターフ
ェロン−γの活性を示す。 第2図は、精製インターフェロン−γを12.5%アク
リルアミドの5DS−ポリアクリルアミドゲルで電気泳
動した後、銀染色したものをデンシトメーターで測定し
た結果を示す。 第3図は、精製インターフェロン−γのショ糖密度勾配
等電点電気泳動のクロマトグラフィーを示す。 第4図は、精製インターフェロン−γをノイラミニダー
ゼ処理した後のショ糖密度勾配等電点電気泳動のクロマ
トグラフィーを示す。 特許出願人  鐘淵化学工業株式会社 代理人 弁理士 浅 野 真 − 才 2 図 今→g−(gtoす =+ ζ゛−−1嶋 う rrw−r  ;t iL(tt7−t)1FN4  
;’k  すt  (ttnt’t1乙−)手続補正書
(方( 1、事件の表示 昭和61年 7奇 1ヤ 願第34059号3、補正す
る者 事件との関係   特許出皿人 住 所   大阪市北区中之島三丁目2番4号エ 、格
称) (0?+)鐘淵化学工業株式会社5、補正命令の
日付(督エリ  v4妙6Qld30H8・補正の内容
 1カ伽、 731ニア1.1今121t別代−1打り
シ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ヒト・インターフェロン−γ遺伝子を導入された
    CHO細胞によつて産生される、一般式: 【アミノ酸配列があります】 (ただし、X、YはH又は糖鎖をZはGly、Gly 
    Lys、Gly Lys Arg、Gly LySAr
    g Lys、Gly Lys Arg Lys Arg
    、Gly LysArg Lys Arg Ser、G
    ly Lys Arg Lys ArgSer Gln
    、またはGly Lys Arg Lys ArgSe
    r Gln Metのいずれかを表す。またpGluは
    ピログルタミン酸を表す。) で表わされるヒト・インターフェロン−γ又はこれらの
    混合物よりなるヒト・インターフェロン−γ。
  2. (2)糖鎖の末端にシアル酸を有する特許請求の範囲第
    1項記載のヒト・インターフェロン−γ。
  3. (3)等電点電気泳動において複数のピークを示す特許
    請求の範囲第1項または第2項記載のヒト・インターフ
    ェロン−γ。
  4. (4)ヒト・インターフェロン−γ遺伝子を導入された
    CHO細胞を培養し、培養液から次の一般式: 【アミノ酸配列があります】 (ただし、X、YはH又は糖鎖を、ZはGly、Gly
     Lys、Gly Lys Arg、Gly LysA
    rg Lys、Gly Lys Arg Lys Ar
    g、Gly LysArg Lys Arg Ser、
    Gly Lys Arg Lys ArgSer Gl
    n、またはGly Lys Arg Lys Arg 
    Ser Gln Metのいずれかを表す。またpGl
    uはピログルタミン酸を表す。) で表わされるヒト・インターフェロン−γ又はこれらの
    混合物からなるヒト・インターフェロン−γを採取する
    ことを特徴とするヒト・インターフェロン−γの製造方
    法。
  5. (5)CHO細胞の培養を浮遊撹拌培養により行う特許
    請求の範囲第4項記載のヒト・インターフェロン−γの
    製造方法。
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