JPS6327360B2 - - Google Patents

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JPS6327360B2
JPS6327360B2 JP53151163A JP15116378A JPS6327360B2 JP S6327360 B2 JPS6327360 B2 JP S6327360B2 JP 53151163 A JP53151163 A JP 53151163A JP 15116378 A JP15116378 A JP 15116378A JP S6327360 B2 JPS6327360 B2 JP S6327360B2
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JP
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acid
polypeptides
ala
polypeptide
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JP53151163A
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Japanese (ja)
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JPS5498719A (en
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Goorudosutain Gideon
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Ortho Pharmaceutical Corp
Original Assignee
Ortho Pharmaceutical Corp
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Publication date
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Publication of JPS6327360B2 publication Critical patent/JPS6327360B2/ja
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    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
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    • C07K7/06Linear peptides containing only normal peptide links having 5 to 11 amino acids
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    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
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    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
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  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に新規なポリペプチド、とくに下
記の序列: R−X−LYS−Y−GLN−R′ ここでXはALA、D−ALAもしくはSARであ
り;YはSER、D−ALA、SARもしくは2−
Me−ALAであり;RはH、GLNもしくはSAR
であり;そしてR′はOHもしくはNH2である、 を有するペプチドに関する。 多くのポリペプチドは動物の種々の組織および
器官(血液を含む)から単離されてきていること
はよく知られている。これらのポリペプチドの多
く、たとえば、種々の免疫グロブリン、胸腺ホル
モンチモポイエチンなどは、体中の免疫機能に関
係する。事実、出願人は、米国特許第4002602号
および同第4002740号ならびにいくつかの化学論
文に記載されているように、これらのポリペプチ
ドのいくつかを単離しかつ合成した。 約過去10年まで、胸腺についてほとんど知られ
ていなかつたが、現在は胸腺はホ乳類および鳥類
における免疫機能になくてはならない主な器官の
1つであることが理解された。胸腺の考えられる
機能および初期の推測および実験について強い興
味がもたれていたにもかかわらず、最近まで胸腺
の機能についてほとんど知られていなかつた。し
かし現在認識されているように、胸腺は上皮(内
分泌)およびリンパ様(免疫学)の両方の成分を
もつ複合器官であり、このように胸腺は体の免疫
機能中に含まれる。胸腺は第3鰓弓から誘導され
た上皮間質と、ヘモポイエチン組織に由来する幹
細胞から誘導されたリンパ球とからなる、
Goldstein、et al.、The Human Thymus
Heinemann、ロンドン、1969。リンパ球は胸腺
および葉内で成熟した胸腺誘導細胞、いわゆるT
細胞と呼して分化し、このT細胞は血液、リン
パ、脾およびリンパ節に循環する。胸腺内の幹細
胞分化の誘発は、胸腺の上皮細胞の分泌により中
介されるように思われる。 胸腺は体の免疫特性と結合することがしばらく
知られ、それ故、大きな興味が胸腺から単離され
た物質に示されてきた。これに関して、牛の胸腺
中に存在する物質に関する科学的研究に基づく比
較的多数の論文が最近刊行された。事実、出願人
はこの分野における研究に関する多数の論文を刊
行した。関連ある刊行物は、たとえば、次に見出
される:The Lancet、July20、1968、pp.119−
122;Triangle、Vol.、No.1、pp.7−14、
1972;Annals of the New York Academy of
Sciences、Vol.183、pp.230−240、1971;および
Clinical and Experimental Immunology、
Vol.4、No.2、pp.181−189、1969;Nature
Vol.247、pp.11−14、1974;Proceedings of the
National Academy of Sciences USA、
Vol.71、pp.1474−1478、1974;Cell、Vol.5、
pp.361−365および367−370、1975;Lancet
VoL.2、pp.256−259、1975、;Proceedings of
the National Academy of Sciences USA、
Vol.71、pp.1474−1478、1974;Cell、Vol.5、
pp.361−365および367−370、1975;Lancet
Vol.2、pp.256−259、1975;Proceedings of the
National Academy of Sciences USA、
Vol.72、pp.11−15、1975;Biochemistry
Vol.14、pp.2214−2218、1974;Nature
Vol.225、pp.423−424、1975。 免疫機能をもつリンパ球の第2のクラスはBリ
ンパ球またはB細胞である。これらは鳥類におけ
るザ・バーサ・オブ・フアブリシウス(the
Bursa of Fabricius)においてかつホ乳類にお
けるまだ確認されていない器官により分化され
る。T細胞とB細胞は免疫の多くの面で協同す
る。参照、たとえば、出願人による論文、
Science、193、319(July23、1976)およびCold
Spring Harbor Symposia on Quantitative
Biology、Vol.XLI、5(1977)。 ノナペプチド物質は最近豚の血清からJ.F.
Bach、et alにより単離され、そして“facteur
thymique serique”(FTS)と確認された。この
物質の単離およびその構造はC.R.Acad.Sc.Paris
t、283(November29、1976)、Series D−1605
およびNature 266、55(March3、1977)に開示さ
れている。このノナペプチドの構造はGLX−
ALA−LYS−SER−GLN−GLY−GLY−SER
−ASNとして確認され、ここで“GLX”はグル
タミンまたはピログルタミン酸を表わす。GLX
がグルタミンまたはピログルタミン酸である物質
は合成された。これらの論文において、Bachが
開示しているように、彼のノナペプチドFTSは
Eロゼツテ検定の使用によりT細胞(B細胞では
ない)を選択的に分化した。Bachは、したがつ
て、彼の物質が胸腺のホルモンであると結論し
た。最近、本出願によるこのノナペプチドの活性
のいつそう完全な研究によりFTSはT細胞およ
びB細胞の両方を分化し、それ故、その活性がサ
イモポイエチン(thymopoeitin)よりもユビク
イチン(ubiquitin)にいつそう似ていることが
明らかにされた。Brand、Gilmourおよび
Goldstein、Nature269:597(1977)。 このFTSノナペプチドの合成した4−アミノ
酸ポリペプチドセグメントは上の刊行物中に考察
されたノナペプチドの特性の多くを有することが
ここでわかつた。 したがつて本発明の1つの目的は、生物学的に
重要である新規なポリペプチドを提供することで
ある。 本発明のほかの目的は、T−リンパ球ならびに
B−リンパ球の両方の分化を誘発する能力をも
ち、それ故、人間および動物の免疫系において高
度に有用である新規なポリペプチドを提供するこ
とである。 主題のポリペプチドは、次の一般式で記載でき
る: .R−X−LYS−Y−GLN−R′ ここでXおよびYは前述のとおりであり、そし
てRはH、GLNもしくはSARであり;そして
R′はOHもしくはNH2であり、そしてペプチドセ
グメントは、前述のように、活性なアミノ酸セグ
メントの生物学的活性に実質的に影響を及ぼさな
い。活性なテトラセグメントはBachにより単離
された天然に産出する物質中のいつそう長い序列
内に含有されるので、末端アミノ基および末端カ
ルボン酸基は、いくつかのポリペプチドの場合の
ように、テトラペプチドセグメントの生物学的活
性について必須ではないと理解すべきである。。
したがつて、本発明の範囲はそれぞれHおよび
OHで置換されたテトラペプチドセグメントばか
りでなく、かつまたここに開示する生物学的活性
に影響を及ぼさない1または2以上の他の官能基
で末端が置換されたものを包含すると考えられ
る。しかしBachらが記載したノナペプチドは本
発明の範囲から特別に排除されると、明りように
解される。 この説明から、これらの官能基は遊離アミノ基
上のアシル化および遊離カルボン酸基上のアミド
化のような普通の置換、ならびに追加のアミノ酸
およびポリペプチドの置換を包含すると解されよ
う。これらの観点において、本発明のポリペプチ
ドセグメントは、活性テトラペプチドセグメント
が一部分を形成する天然のノナペプチドと同じ生
物学的活性を示すので、高度に異常と思われる。
したがつてこの分子の要件はその立体化学、すな
わちこの分子の特別の「折り重なり」によつて発
生すると信じられる。これに関して、ポリペプチ
ド結合は剛性ではなくて柔軟であり、そしてポリ
ペプチドはシート、らせんなどとして存在できる
と理解すべきである。結局、全分子は柔軟であ
り、ある方法で折り重なるであろう。本発明にお
いて、新規なテトラペプチドセグメントは多分天
然のノナペプチド中の対応するテトラセグメント
と同様な方法で、同じ生物学的特性を示すよう
に、「折り重なる」であろうことが発見された。
この理由で、テトラペプチドセグメントは、置換
基が生物学的活性に実質的に影響を及ぼさない
か、あるいは分子の自然の「折り重なり」を妨害
しないかぎり、種々の官能基で末端が置換される
ことができる。 この分子の生物学的活性および天然の折り重ね
を保持するための能力は、本発明のテトラペプチ
ドセグメントが上に開示した論文中でJ.F.Bach
によりFTSとして開示された天然の9−アミノ
酸ペプチドと同じ生物学的活性を示すという事実
によつて、明らかに例証される。このノナペプチ
ドにおいて、本発明の1つのテトラペプチド序列
は、分子内であるが、ここに記載する他のアミノ
酸との組み合せでのみ確認できる。本発明のテト
ラペプチドセグメントはノナペプチドFTSと同
じ生物学的活性を提供するので、テトラペプチド
セグメントの末端アミノ酸残基上のアミノ酸およ
びペプチド鎖はその生物学的特性に影響を及ぼさ
ないことが明らかである。 したがつて式中のRおよびR′は次の置換基
を表わすものである。 R′ 水 素 OH GLN NH2 SAR 本発明の1つの好ましい態様は、XがL−アラ
ニル、YがL−セリル、Rが水素、そしてR′が
OHであるときである。この好ましい態様は化学
的に次のように記号化できる: 第2の好ましい態様はXおよびYがおのおのサ
ルコシル、D−アラニル、およびYはさらに2−
メチルアラニルからなる群より選ばれるものであ
る;いつそう好ましい態様はXがサルコシル、Y
がサルコシルまたはD−アラニル、Rが水素、そ
してR′がNH2であるものである。 また本発明の範囲内にはポリペプチドの製薬上
許容される塩が包含される。ポリペプチドと塩を
形成できる酸として、次の酸を例として述べるこ
とができる:無機酸、たとえば、塩酸、臭化水素
酸、過塩素酸、硝酸、チオシアン酸、硫酸、リン
酸など、および有機酸、ギ酸、酢酸、プロピオン
酸、グリコール酸、乳酸、ピルビル酸、シユウ
酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル
酸、アントラニル酸、クエン酸、ナフタレンスル
ホン酸またはスルフアニル酸などである。 本発明を通じて、ペプチドのアミノ酸成分は便
利なように略号で表示される。これらの略号は次
のとおりである。D−アミノ酸は略号の前に
「D」を位置させることによつて指示され、たと
えば、D−アラニンは「D−ALA」で表わされ
る。 アミノ酸 略号の標示 L−アラニン ALA L−アスパラギン酸 ASP L−アスパラギン ASN L−セリン SER L−グルタミン酸 GLU L−グルタミン GLN L−ロイシン LEU L−リシン LYS L−スレオニン THR グリシン GLY L−バリン VAL サルコシン SAR 2−メチルアラニン 2−Me−ALA 本発明のポリペプチドは4−アミノ酸ペプチド
類(およびそれらの置換された誘導体)であり、
これらは上に参照したBachらの論文に開示され
ているように牛の血液から単離された9−アミノ
酸ポリペプチドFTSに類似する特性を示すこと
がわかつた。本発明のペプチドはT−前駆物質細
胞ならびにB−前駆物質細胞の分化を誘発する能
力において特別に特徴づけられる。主題のポリペ
プチドのあるものは、後述するニワトリの誘発検
定において1ピコグラム(pg)/ml程度に低い
濃度において活性である。 本発明のポリペプチドはBachにより開示され
たノナペプチドと同じ方法で試験管内のインミユ
ノサイト(immunocyte)前駆物質細胞の分化を
誘発することがわかつた。こうして本発明のポリ
ペプチドは、胸腺分化抗原Th−1の獲得によつ
て測定されるようなT−前駆物質細胞、ならびに
分化抗原Bu−1の獲得によつて測定されるよう
なB−前駆物質細胞の両方の分化を誘発すること
がわかつた。換言すると、主題のポリペプチドは
Th−1+T−リンパ球およびBu−1+B−リンパ球
の両方の分化を誘発する能力を有する。 また、主題のポリペプチドは同種移植抗原によ
り刺激すると細胞毒性リンパ球を生体内で生産す
る能力を増加することがわかつた。すなわち、主
題のポリペプチドを、たとえば、ラツトに投与す
ると、ラツトの脾細胞の試験管内検定によつて測
定して細胞毒性リンパ球前駆物質の生産を促進す
る。細胞毒性リンパ球の発生は同種移植片対宿主
反応における移植片の拒否の程度に直接に対応す
るので、上の発見は主題のポリペプチドの免疫学
的利用をさらに裏付ける。 本発明のポリペプチドの分化生物学的特性の重
要性の理解を提供するため、免疫に関係する胸腺
の機能は広義には、T細胞と呼ばれる、胸腺誘導
細胞またはリンパ球の生産であると述べることが
できることに注意すべきである。T細胞は再循環
する小型リンパ球のプールの大きな比率を形成す
る。T細胞は免疫学的に特異性をもち、細胞が中
介する免疫応答(たとえば、同種移植片の応答)
において奏効細胞として直接に含まれる。しかし
T細胞は体液性抗体を分泌しない。これらの抗体
は胸腺の影響に独立に骨髄から直接に誘導された
細胞(B細胞という)によつて分泌されない。し
かし、多くの抗原に対して、B細胞はそれらが抗
体を生産する前に適当な反応性T細胞の存在を要
求する。この細胞協同法の機構は、また完全には
理解されていない。 この説明から、作動的関係において、胸腺は細
胞の免疫の発現に必要であり、そして多くの体液
抗体は応答し、そして胸腺内でヘモポイエチン幹
細胞のT細胞への分化を誘発することによりこれ
らの系に影響を及ぼすということができる。この
誘発の影響は胸腺の上皮細胞の分泌、すなわち、
胸腺ホルモンにより中介される。 さらに、胸腺の作動およびリンパ球の細胞系を
理解するため、幹細胞は骨髄中に生じ、血液流に
より胸腺に到着することを指摘すべきであろう。
胸腺内で、幹細胞は免疫的に十分なT細胞に分化
されるようになり、T細胞は血液流へ移動し、そ
してB細胞と一緒に組織、リンパおよび血液流の
間を循環する。 抗体(B細胞)を分泌する体の細胞はまたヘモ
ポイエチン幹細胞から発現するが、それらの分化
は胸腺によつて決定されない。鳥類において、そ
れらは胸腺に類似する器官、いわゆるザ・バー
サ・オブ・フアブリシウス(the Bursa of
Fabricius)中で分化される。ホ乳類において、
同等な器官は発見されてきておらず、そしてこれ
らの細胞は骨髄内で分化すると考えられる。それ
故、それらは骨髄誘導細胞またはB細胞と名付け
られる。この分化をなす生理学的物質は完全に知
られていない状態である。 上に指摘したように、本発明のポリペプチドは
人間および動物の処理において治療的に有用であ
る。新規なポリペプチドはヘモポイエチン組織に
由来するリンパ造成幹細胞の、本体の免疫応答に
かかり合うことができる胸腺誘導リンパ球(T細
胞)および免疫適応B細胞の両方へ、の分化を誘
発する能力をもつので、本発明の生成物は多数の
治療的用途をもつと考えられる。第1に、この化
合物は胸腺の示した機能のいくつかを実施する能
力をもつので、種々の胸腺の機能および免疫の分
野における応用をもつ。応用の第1分野はデイジ
ヨウジ・シンドローム(DiGeorge Syndrome)、
すなわち胸腺の先天的不存在である状態の処置で
ある。以下にさらに記載するように、主題のポリ
ペプチドの1種を注射すると、この欠乏を克服す
るであろう。他の応用は、体の推定B細胞分化ホ
ルモンの欠乏である、無ガンマグロブリン血症に
おいてである。主題のポリペプチドの1種の注射
はこの欠乏を克服するであろう。主題のポリペプ
チドは低濃度においてきわめて活性であるので、
細胞の免疫および体液免疫の治療的刺激を増加す
ることにおいて体の集合的免疫を増進するのに有
用であり、これにより生体内の慢性感染を含む病
気、たとえば菌またはマイコプラスマの感染、結
核、らい、急性および慢性のウイルスの感染など
の処置に有用である。さらに、主題のペプチド
は、細胞または体液の免疫が打膿である領域、と
くに前述のDiGeorge Syndromeのような免疫に
おける欠乏である場合に有用であると考えられ
る。さらに、ポリペプチドはその特性のためT細
胞の表面抗原の発現の誘発、ミトゲン
(mitogen)および抗原への応答性、および抗体
を生成するB細胞の能力を高める細胞分裂性を達
成する機能的能力の発現の誘発において試験管内
で有用である。それらは補体のための表面受体の
発現によつて測定されるように、B細胞の発現の
誘発において試験管内で有用である。主題のペプ
チドはまたユビキニンに応答性であるリンパ球の
無制御の増殖の抑制(出願人の米国特許第
4002602に記載される)において有用である。主
題のポリペプチドの重要な特性は、T細胞の特性
をもつ細胞を回復する生体内能力、およびさらに
B細胞の特性をもつ細胞を回復する生体内能力で
ある。したがつてそれらは相対的または絶対的B
細胞の欠乏ならびに相対的または絶対的T細胞の
欠乏の処置に有用であり、そしてこれらの欠乏は
それぞれB細胞または胸腺を分化する組織の欠乏
のため、または他の原因のためであるかどうかに
は無関係である。 本発明のポリペプチドのほかの重要な特性は、
それらが非常に低い濃度で活性であるということ
である。すなわち、ポリペプチドは一般に約1n
g/mlの濃度で活性であるが、ある著しく効力の
あるポリペプチド(H−SAR−LYS−D−ALA
−GLN−NH2およびH−SAR−LYS−SAR−
GLN−NH2)は約0.1pg/mlからの範囲の濃度
で活性である。担体は標準の食塩溶液を含むよく
知られた担体の任意のものであることができ、好
ましくはこれらの低濃度においてガラス器具への
吸着損失を防ぐ牛の血清アルブミンのようなタン
パク質希釈剤である。本発明のポリペプチドは一
般に約1μg/Kg体重以上の範囲において活性で
あるが、ある著しく効力のあるポリペプチドは約
1ng/Kg体重から活性である。DiGeorge
Syndromeの処置に対して、ポリペプチドは約1
〜約100μg/Kg体重の割合で投与できるが、著
しく効力のあるポリペプチドは約1〜約100n
g/Kg体重の割合で投与できる。一般に、投与量
の同じ範囲を述べた他の状態または病気に使用で
きる。上の考察は非経口投与に関して与えたが、
経口投与は注射より一般に約100〜1000倍の高い
投与範囲においてまた可能である。 本発明のポリペプチドは、Journal of
American Chemical Society、85、pp2149−
2154、1963にMerrifieldが報告しているものに類
似する考えを用いて製造された。合成は保護され
たアミノ酸の、共有結合により固体樹脂粒子へ結
合した生長するペプチド鎖への、段階的付加を含
んだ。この方法により、試薬および副生物を過
により除去し、そして中間体の再結晶は排除し
た。この方法の一般的考えは、連鎖のC末端アミ
ノ酸の共有結合による固体重合体への結合、およ
び望む序列が組成されるまでの段階的方法におけ
る1度に1回の連続するアミノ酸の添加に依存す
る。最後に、ペプチドを固体支持体から除去し、
そして保護基を除去する。この方法は完全に固体
の粒子へ結合した生長しつつあるペプチド鎖を提
供するので、それは過しかつ試薬と副生物を洗
浄除去するのに都合のよい形態である。 アミノ酸は反応しない試薬から単に分離容易で
なくてはならないいかなる適当な重合体にも結合
できる。重合体は使用する溶媒に不溶性であるこ
とができ、あるいはある種の溶媒に可溶性であり
かつ他の溶媒に不溶性であることができる。重合
体は過を容易とする安定な物理的形態をもつべ
きである。それは第1の保護されたアミノ酸が共
有結合によりかたく結合できる官能基を含有しな
くてはならない。この目的に適当な種々な重合体
の例はセルロース、ポリビニルアルコール、ポリ
メタクリレートおよびスルホン化ポリスチレンで
あるが、本発明の合成において、一般にスチレン
とジビニルベンゼンとのクロロメチル化コポリマ
ーを使用した。有機溶媒中に可溶性であるが、水
性溶媒に不溶性の重合体を使用することもでき
る。1つのこのような重合体は塩化メチレンに可
溶性であるが、水に不溶性である、分子量が約
20000であるポリエチレン/グリコールである。
ペプチド合成におけるこの重合体の使用はF.
BayerおよびM.Mutter、Nature237、512(1972)
およびその中な含まれる参考文献に記載されてい
る。 活性であるが、反応にあずからなかつたアミノ
酸上の種々の官能基を、ポリペプチド分野で使用
される普通の保護基で反応中保護した。このよう
にリシン上の官能基を、ポリペプチド最終生成物
に悪影響を及ぼさないで序列の完成のとき除去で
きる保護基によつて保護した。合成において、ケ
イ光アミンを使用して、結合が完結したかどうか
を積極的なケイ光の指示によつて決定した(参
照、Felix、et al.、Analyt、Biochem.、52、
377、1973)。完全な結合が指示されなかつた場
合、結合を脱保護前に同じ保護したアミノ酸を用
いて反復した。 C−末端アミノ酸は重合体への種々のよく知ら
れた方法で結合できる。ハロメチル樹脂への結合
法の要約はHoriki、et al.、Chem Letters、
pp165−168(1978)およびGisin、Helv.Chim.
Acta、56、1476(1973)およびその中に記載され
ている参考文献中に記載されている。 一般的方法は、そのアミノ基が保護されたL−
グルタミンを、アミン含有無水アルコール中の樹
脂へ初めエステル化することを含んだ。結合した
アミノ酸樹脂を次に過し、アルコールおよび水
で洗い、乾燥した。グルタミンアミノ酸のα−ア
ミノ基上の保護基(たとえば、t−BOC、すな
わち、t−ブチルオキシカルボニル)を次に除去
する。遊離アミノ基をもつ生ずる結合したアミノ
酸樹脂を次に保護したL−セリン、好ましくはア
ルフア−t−BOC−O−ベンジル−L−セリン
と反応させてこのL−セリンを結合する。反応を
次に完全な分子が製造されるまで、保護したL−
リシンおよびL−アラニンを用いて反復した。実
施した反応の順序は、次のとおりであつた: 【表】 ↓
【表】 ↓
H−Ala−Lys−Ser−Gln−OH
上の反応の順序において、R1はα−アミノ基
の保護基であり、そしてR2およびR3はそれぞれ
L−セリンおよびL−リシンの反応性側鎖上の保
護基であり、これらはR1が除去されてさらに反
応が行われるとき影響を受けないか、または除去
されない。好ましくは、上の中間体のペンタペプ
チド樹脂において、R1は保護基、たとえば、t
−ブチルオキシカルボニルを意味し、R2はベン
ジルまたは置換されたベンジル(たとえば、4−
クロロベンジル)を意味し、そしてR3は置換さ
れたベンジルオキシカルボニル(たとえば、2,
6−ジクロロベンジルオキシカルボニル)を意味
する。この樹脂はこの方法において有用であるの
で、前述の樹脂の任意のものである。 最終の中間体を製造した後、ペプチド樹脂は分
裂させてその上のR1、R2およびR3保護基と樹脂
を除去する。保護基は普通の手段、たとえば無水
フツ化水素を用いる処理により除去し、生ずる遊
離ペプチドを次に回収する。 上に指摘したように、この方法の実施におい
て、反応を制御しかつ望む生成物を得るためには
アミノ基を保護またはブロツクすることが必要で
ある。有効に用いることができる適当なアミノ保
護基の例は強く塩基性のアミノ基を保護するため
の塩の形成、またはウレタン保護置換基、たとえ
ば、p−メトキシベンジルオキシカルボニルおよ
びt−ブチルオキシカルボニルである。分子のカ
ルボキシル末端で反応を行うアミノ基中のα−ア
ミノ基を保護するためにはt−ブチルオキシカル
ボニル(BOC)またはt−アミルオキシカルボ
ニル(AOC)を使用することが好ましい。なぜ
ならBOCおよびAOC(t−アミルオキシカルボニ
ル)保護基はこのような反応に引き続いてかつ後
続する工程(このようなアミノ基自体が反応を行
う)前に比較的おだやかな酸(たとえば、トリフ
ルオロ酢酸)の作用により容易に除去され、この
処理は他の反応性側鎖を保護するために使用した
基に他の方法で影響を及ぼさない。このように、
後続する反応のためにアミノ基を保護するが、後
に分子に他の方法で影響を及ぼさない条件下で除
去できる任意の物質との反応によつて、α−アミ
ノ基は保護されうる。このような物質の例は、ア
ミノ基をアシル化する有機カルボン酸誘導体であ
る。 一般に、アミノ基はいずれも、 (式中R4はアミノ基が後続する結合反応にあず
かるのを防ぎ、かつ分子を分解せずに除去できる
任意の基である)の基を含有する化合物との反応
によつて保護できる。このようにR4は不飽和で
あることができ、好ましくは1〜10炭素原子をも
ち、そして好ましくはハロ−またはシアノ−置換
された直鎖または分枝鎖のアルキル;アリール、
好ましくは6〜15炭素のアリール;シクロアルキ
ル、好ましくは5〜8炭素原子のシクロアルキ
ル;アルカリール、好ましくは7〜18炭素原子の
アルカリール;または複素環式基、たとえば、イ
ソニコチニルである。アリール、アラルキルおよ
びアルカリールの部分はまたさらに1または2以
上の1〜約4炭素原子のアルキル基で置換される
ことができる。Rについて好ましい基の例は、t
−ブチル、t−アミル、トリル、キシリルおよび
ベンジルである。高度に好ましい特定のアミノ保
護基の例は、次のとおりである:ベンジルオキシ
カルボニル;置換されたベンジルオキシカルボニ
ル、ここでフエニル環は1または2以上のハロゲ
ン、たとえばClまたはBrで置換されている;ニ
トロ;低級アルコキシ、たとえばメトキシ;低級
アルキル;t−ブチルオキシカルボニル、t−ア
ミルオキシカルボニル;シクロヘキシルオキシカ
ルボニル;ビニルオキシカルボニル;アダマンチ
ルオキシカルボニル;ビフエニルイソプロポキシ
カルボニルなど。使用できる他の保護基の例はイ
ソニコチニルオキシカルボニル、フタロイル、p
−トリルスルホニル、ホルミルなど。 本発明の一般法の実施において、ペプチドは遊
離α−アミノ基と保護されたアミノ基を有する化
合物との反応によつてつくられる。反応または結
合のため、攻撃される化合物をそのカルボキシル
基において活性化し、その結果カルボキシル基が
次に結合したペプチド鎖上の遊離アミノ基と反応
できるようにする。活性化を実現するためには、
カルボキシル基を任意の反応性基、たとえば、エ
ステル、無水物、アジド、酸塩化物などに変える
ことができる。別法として、適当な結合試薬を反
応中加えることができる。適当な結合反応は、カ
ルボジイミド(たとえば、ジシクロカーボジイミ
ド)、カルボニルジイミジゾールなどを含めて、
たとえば、Bodanszky、et al.−Peptide
Synthesis、Interscience、第2版、1976、節5に
開示されている。 これらの反応中、アミノ酸部分はアミノ基とカ
ルボキシル基の両方を含有し、通常一方の基は反
応にあずかるが、他方は保護される。結合工程前
に、攻撃されたペプチドのアルフアまたは末端ア
ミノ基上の保護基は他の保護基、たとえばリシン
分子のエプシロン−アミノ上の基に実質的に影響
を及ぼさない条件下で除去される。この工程を実
施する好ましい方法は、室温においてトリフルオ
ロ酢酸との反応によるような、おだやかなアシド
リシスである。 理解できるように、前述の一連の工程は次のよ
うな式のテトラペプチドを生ずる: .H−ALA−LYS−SER−GLN−OH このテトラペプチドは生物学的活性に必要な本
発明の1つのテトラペプチドセグメントを含有す
る。L−アラニルおよびL−セリルの一方または
両方のための天然または非天然のアミノ酸残基の
置換は、アラニンおよびセリンの一方または両方
を上の合成図解において適当に保護された天然ま
たは非天然のアミノ酸で置換し、このようにして
次の式のテトラペプチドを生成することによつて
実施できる: A.H−X−LYS−Y−GLN−OH ここでXおよびYは前記のとおりである。末端
アミノ酸基がさらに前記のように置換されること
ができる、式の置換テトラペプチドを、次に式
(A)のテトラペプチドまたは保護されたペプ
チド樹脂前駆物質を適当な試薬と反応させて望む
誘導体を製造することによつて製造できる。この
タイプの反応、たとえば、アシル化、エステル
化、アミド化などはもちろん技術的によく知られ
ている。さらに、他のアミノ酸、すなわち、テト
ラペプチド序列の生物学的活性に影響を及ぼさな
いアミノ酸基は、テトラペプチド自体が合成され
た同じ反応順序によりペプチド鎖のいずれかの末
端にも付加できる。さらになお、アラニンまたは
セリンの部分の一方または両方の置換は、未置換
のテトラペプチドを合成した先行する反応順序に
おいてアラニンまたはセリンの代わりに望む置換
基(適当に保護された)を用いることによつて達
成できる。 Merrifieldの固相技術を用いて主題ポリペプチ
ドを製造したが、たとえば、M.Bodanszkyおよ
びM.A.Ondetti、Peptide Synthesis、
Interscience、1966に記載された古典的技術を用
いることもできることが明らかに考えられる。 主題のペプチドの確認および純度は、薄層クロ
マトグラフイー、電気泳動、アミノ酸分析などの
ようなよく知られた方法によつて決定した。 次の実施例により本発明を説明するが、これら
によつて本発明は限定されない。これらの実施例
および明細書を通じて、部は特記しないかぎり重
量による。 実施例 本発明のポリペプチドの製造において、次の物
質を商業的に入手した: アルフア−BOC−L−グルタミン−o−ニト
ロフエニル−エステル アルフア−BOC−ε−2−クロロ−ベンジル
オキシカルボニル−L−リシン アルフア−BOC−O−ベンジル−L−セリン アルフア−BOC−L−アラニン。 これらの試薬において、BOCはt−ブチルオ
キシカルボニルである。アミノ酸序列の定量のた
めの“セクエナル(Sequenal)”級試薬、ジシク
ロヘキシルカーボジイミド、ケイ光アミン
(fluorescamine)、および樹脂をまた商業的に入
手した。使用した樹脂は1%のジビニルベンゼン
と樹脂1g当り0.75ミリモルの塩化物を含有す
る、200〜400メツシユの大きさのポリスチレンジ
ビニルベンゼン樹脂であつた。 ポリペプチドの製造において、2ミリモルのα
−BOC−L−グルタミンを、1ミリモルのトリ
エチルアミンを含有する無水アルコール中で2ミ
リモルのクロロメチル化樹脂へ80℃で24時間エス
テル化した。生ずるアミノ酸樹脂エステルを過
し、無水アルコールで洗い、乾燥した。その後、
他方のアミノ酸を同様に正しい序列でペプチド樹
脂の脱保護α−アミノ基へ当量のジシクロヘキシ
ルカーボジイミドを用いて結合して本発明のポリ
ペプチドを生成した。各結合後、樹脂のアリコー
トをケイ光アミンで試験し、正のケイ光が見出さ
れた場合、結合は不完全であるとして、同じ保護
アミノ酸を用いて反復した。いくつかの結合反応
の結果、中間のテトラペプチド−樹脂を製造し
た。 このペプチド−樹脂1g当りスキヤベンジヤー
として1.2mlのアニソールとともに無水フツ化水
素を0℃で60分間用いてKel−F分裂装置
(Peninsula Laboratories、Inc.)中で、このペ
プチド−樹脂を分裂しかつ保護基を除去した。ペ
プチド混合物を無水エステルで洗い、そして水性
酸で抽出する。抽出液を凍結乾燥し、そしてペプ
チドを1N酢酸中P−6Bio−Gelのクロマトグラ
フイーに付した。生ずるポリペプチドは94%の純
度であると定量され、そして次の序列を有すると
決定された: H−ALA−LYS−SER−GLN−OH 確認のため、薄層クロマトグラフイーおよび電
気泳動を次のように行つた。 薄層クロマトグラフイーを30μgの試料につい
てシリカゲル(ケイ光指示薬を有するBrinkman
Silica Gel、20×20cm、0.1mm厚さ)で次の溶離液
を用いて行なつた。 Rf 1:n−ブタノール:ピリジン:酢酸:水;
30:15:3:12 Rf 2:酢酸エチル:ピリジン:酢酸:水;5:
5:1:3 Rf 3:酢酸エチル:n−ブタノール:酢酸:水;
1:1:1:1。 電気泳動を100μgの試料についてワツトマン
(Whatman)の3mmの紙(11.5×56.5cm)上でPH
5.6のピリジン−酢酸塩の緩衝溶液および1000ボ
ルトの電位を1時間用いて行つた。 薄層クロマトグラフイーと電気泳動の両方につ
いての噴霧試薬はパウリイ(Pauly)およびニン
ヒドリン(Ninhydrin)であつた。 次の結果が得られた:Rf 1=不動、Rf 2=不動、
およびRf 3=0.336。電気泳動は陰極に向かう9.4cm
の移動を生じた。 試験例 実施例で製造したテトラペプチドの活性と特
性を決定するため、次のニワトリの誘発検定を用
いた。この検定はBrand、et al.Science、193、
319−321(July23、1976)およびその中に含まれ
る参考文献にいつそう詳細に記載されている。 新らしく卵からかえつたニワトリの骨髄を誘発
可能な細胞源として選んだ。なぜならそれは感知
しうる程度の数のBu−1+またはTh−1+の細胞を
欠いているからである。系統SC(Hy−Line)の
5匹の新らしく卵からかえつたニワトリの大腿骨
および脛骨足根骨からプールした細胞を、超遠心
により5層の不連続の牛の血清アルブミン
(BSA)こう配上に分別した。2つの軽い層から
の細胞を合わせ、洗い、培養のため5×106
胞/mlの濃度でRPMI1630培地中の適当濃度の試
験ポリペプチドとともにけん濁した。この培地に
は15ミリモルのヘープス(hepes)、5%のγ−
グロブリン不含胎児牛の血清、デオキシリボヌク
レアーゼ(14〜18単位/ml)、ヘパリン(5単
位/ml)、ペニシリン(100単位/ml)およびスト
レプトマイシン(100μg/ml)が補足されてい
た。対照はBSA(1μg/ml)とともにまたは培地
単独で培養した。培養後、細胞を参照論文に記載
されているようにニワトリC1およびモルモツト
C2〜C9補体分屑を用いて細胞毒の検定において
試験した。各層中のBu−1+またはTh−1+細胞の
比率を細胞毒指数、100(a−b)/a(ここでa
およびbはそれぞれ補体対照および試験配合物中
の生きている細胞の百分率である)として計算し
た。誘発された細胞の百分率は、誘発剤(通常1
〜3%)を含まない対照培養物における平均値を
試験培養物における平均値から減ずることによつ
て得た。 試験ポリペプチドの作用の特異性およびユビク
イチン(ubiquitin)に対するその類似性は、ユ
ビクイチンを100μg/ml濃度で添加したとき試
験ポリペプチドによるBu−1+B細胞およびTh−
1+T細胞の誘発によつて証明された。ユビクイチ
ンのこの高い投与量はユビクイチン受体を不活性
化し、こうしてこれらの受体を経て作用する薬剤
による細胞の誘発を防ぐ。 この検定の結果、実施例のテトラペプチドは
Th−1+TおよびBu−1+Bリンパ球の両方の分化
の誘発においてng/ml濃度においてユビクイチ
ンの生物学的活性に類似する生物学的活性を示し
たことが発見された。 試験例 A 次の1つを試験ペプチドとして使用し、試験
例の検定を反復した: H−GLN−ALA−LYS−SER−GLN−OH H−SAR−ALA−LYS−SER−GLN−OH 各場合において、ユビクイチンの生物学的活
性に類似する生物学的活性が観測された。 B 次の1つを試験ペプチドとして使用し、試験
例の検定を反復した: H−SAR−LYS−D−ALA−GLN−NH2 H−SAR−LYS−SAR−GLN−NH2 H−D−ALA−LYS−D−ALA−GLN−
NH2 各場合において、ユビクイチンの生物学的活
性に類似する生物学的活性が観測された。これ
らのポリペプチドの最初のものに対して、この
活性は約1pg/ml〜約100pg/mlの濃度の範
囲で観測された。第2のポリペプチドに対し
て、活性は0.1pg/ml程度に低い濃度で観測さ
れた。 実施例 − 置換ポリペプチドの製造について前述した反応
技術を用いて、次の式をもつポリペプチドを製造
する: R−X−LYS−Y−GLN−R′ これらのペプチドアミドはベンズヒドリルアミ
ン樹脂上で技術的に知られた固相合成法によつて
製造した。 【表】 実施例−において製造したポリペプチド
は、活性なポリペプチドセグメントについてここ
に記載したような生物学的活性を保持する。 確認のため、薄層クロマトグラフイーと電気泳
動を次のように実施した。 薄層クロマトグラフイーは20μgの試料につい
て、シリカゲル(Kieselgel、5×20cm)および
溶離液としてn−ブタノール:酢酸:酢酸エチ
ル:水(1:1:1:1の比率)(Rf 1)と、セル
ロース6064(Eastman、20×20cm)および溶離液
としてn−ブタノール:ピリジン:酢酸:水
(15:10:3:12の比率)(Rf 2)を用いて実施し
た。 電気泳動は50μgの試料について、Whatman
No.3の紙(5.7×55cm)上でPH5.6のピリジン−酢
酸塩緩衝溶液および1000ボルトの電位を1時間用
いて実施した。 薄層クロマトグラフイーおよび電気泳動の両方
についての噴霧液はパウリイ(Pauly)およびニ
ンヒドリン(Ninhydrin)であつた。 次の結果が得られた(両方のRfの値および電
気泳動をH−ARG−LYS−ASP−VAL−TYR
−OHに関して与える): 【表】 実施例1の薄層クロマトグラフイーおよび電気
泳動法に従い、次の結果が実施例の化合物につ
いて得られる:Rf 1=(0.155)、Rf 2=不動、Rf 3
0.265および電気泳動の移動は陰極に向かつて
13.1cmである。 実施例 − ポリペプチド連鎖を延長することについて前述
した反応技術を用いて、活性アミノ酸序列を含有
するが、末端アミノ基およびカルボキシル基Rお
よびR′で置換されて式 R−ALA−LYS−SER−GLN−R′ のポリペプチドを提供し、下表に記載するアミノ
酸で置換されたポリペプチドを製造する。 実施例 R′ GLN OH SAR OH 実施例−において製造したポリペプチド誘
導体は、活性なポリペプチドセグメントについて
ここに記載したような生物学的活性を保持する。 実施例およびの化合物について実施例の
薄層クロマトグラフイーおよび電気泳動を行う
と、次の結果が得られる: 【表】 試験例 主題のポリペプチドの実用性をさらに例証する
ため、この実施例は同種移植抗原による刺激のと
き生成された細胞毒性リンパ球の度数を推定する
ためのマイクロ培養検定を記載する。対照動物と
種々の濃度の薬物を注射した動物との間の細胞毒
性前駆物質の度数を、限界希釈検定により比較し
た。 材料および方法 マウス インブリード(Inbreed)C57BL/6J(めす、
8週)をジヤクソン研究所(Jackson
Laboratory、Bar Harbor、Maine)から得た。 インブリードDBA/2J(おすまたはめす)をま
たジヤクソン研究所から得た。 培 地 リン酸塩緩衝食塩溶液(PBS)、RPMI1640、
胎児牛の血清(FCS)−(ロツト番号R776116)、
N−2−ヒドロキシエチルピペラジン−N′−2
−エタンスルホン酸(HEPES)緩衝剤をギボ
(Gibo、Grand Island)から得た;2−メルカプ
トエタノールをイーストマン・コダツク
(Eastman Kodak、Rochester、N.Y.)から得
た。細胞をPBSで洗い、そして10%FCS、10ミ
リモルのHEPES緩衝剤および5×10-5モルの2
−メルカプトエタノールを含有するRPMI中で培
養した。 薬物の処置 試験動物(C57BL/6J)を0.2mlの体積中の
種々の濃度のH−SAR−LYS−SAR−GLN−
NH2(薬物;標示番号G040)で注射(静脈内また
は腹膜内)1、24時間後それらを検査のため殺し
た。 細胞の調製 C57BL/6JマウスまたはDBA/2Jマウスの脾
からの細胞懸濁液を、器官を細かく切り、それら
を金網(60ゲージ)を通して5c.c.の注射器のプラ
ンジヤーでフアルコンペトリ皿(falcon3002、15
×60mm)中に押し込むことによつて調製した。こ
の細胞懸濁液を室温で静置して、組織の大きい片
を沈降させた。この細胞懸濁液を次に15mlのコー
ニング(Corning)遠心管に移し、ベツクメン
(Beckmen)TJ−6遠心機中で1500RPMにおい
て10分間回転した。すべての細胞懸濁液をPBS
で少なくともさらに3回洗つた。第3回目の洗浄
後、応答体(C57BL/6J)細胞を培地中に再懸
濁し、自動血球計数器(Coulter counter)で計
数した。DBA/2J(刺激体細胞)をRPMI中に
107細胞/mlに再懸濁した。30μgのマイトマイシ
ンCをDBA/2J脾細胞の各1mlに加え、この混
合物を37℃で30分間培養した。マイトマイシンC
の処置後、脾細胞をPBSで3回洗い、過剰のマ
イトマイシンCを除去した。DBA細胞を次に培
地中に再懸濁し、自動血球計数器で計数した。 混合リンパ球培養(MLC) MLCをマイクロタイター(microtiter)トレ
ー(Linbro Chemicals、New Haven、Conn.、
IS−MVC−96)中で始めた。各トレーは96−V
底の溜めを含有した。平板のへりを取り囲む外側
の溜めは細胞の培養に使用しなかつたが、PBS
を満たして培養溜めからの蒸発を避けた。60の試
料を各V底トレー中で調製した。通常各トレーは
3種の応答体細胞の濃度(おのおのの20の複製)
と1種の刺激細胞の濃度を含有した。応答体細胞
は通常7.5×105、5×105および2.5×105/mlの濃
度に懸濁し、そして0.1mlを各溜めに加えた。使
用した刺激体細胞濃度は106、2.5×106、5×
106/mlであり、また0.1mlを各溜めに加えた。同
じ刺激体細胞濃度を全平板を通して使用した。刺
激体細胞を含まない応答体細胞だけを含有する対
照平板を、また培地による背景刺激を推定するた
め調製した。細胞を5%のCO2を含有する湿度調
節培養器内で37℃において6日間培養した。 標的赤血球 細胞毒性検定に使用した標的赤血球はDBA肥
満細胞腫細胞ラインP815であつた。この細胞ラ
インをDBA/2Jマウスの普通の通過により維持
した。5×108P815細胞を各通過を使用し、そし
て担体の腹腔からの腫瘍細胞を通過後4〜5日使
用した。腹腔からの腫瘍細胞をPBSで3回洗い、
次に10μci/107細胞の濃度のCr51で標識した。標
識は湿度調節培養器内で37℃において1時間行つ
た。標識細胞を次にPBSで3回洗つて過剰の標
識物質を除去した。 細胞毒検定 6日間培養した後、0.1mlの培地を各溜めから、
細胞ペレツトを乱さないようにして、取り出し
た。次に、自動マイクロピペツト(MLAピペツ
ト)を用いて、2.5×104のCr51で標識した識的赤
血球を含有する100μの標的赤血球を各溜めに
入れ、この方法の間細胞ペレツトを再懸濁した
(新らしいピペツトチツプを各溜めに使用しなけ
ればならない)。マイクロタイタートレーを次に
室温でソーバル(Sorvall)GLC−2B中で
1000RPMにおいて7分間回転した。トレーを次
に37℃で4時間培養した。100マイクロリツター
の上層液を次にガンマ計数管
(Amershen196271)中に取り出した。これらの
管を次にベツクメンガンマカウンター
(Beckmen310)中で計数した。これらの管は通
常1分間計数した。 細胞毒性リンパ球(CLP)の前駆物質の度数の
測定 限界希釈分析はポアソン確率分布により記載し
た全応答または無応答の検定である。無応答の確
率はゼロ次の項P0=e-N(ここでδ=CLPの度数、
そしてN=溜め当りのリンパ球の数)により与え
られる。このように無応答培地の比率対細胞の投
与量の対数のプロツトは−δのこう配、CLPの
度数をもつ直線を生ずるであろう。 実施例において、刺激体細胞を含有しないちよ
うど応答体細胞を含有する20の溜めからの背景ク
ロムの解放(自発解放)を平均した。試験溜めは
それらの計数が2.07標準偏差より大きく平均自発
生値より大きい場合正と評点をつけた(P<
0.05)。自発生細胞溶解は標的赤血球中へ加えた
全計数の通常9〜15%の範囲であつた。ポアソン
の等式P0=e-Nに従い、P0=e-1=0.37(37%の無
応答培養に相当する)のとき、δ=1/N、こう
して37%の無応答培養に相当する応答細胞の数の
逆数がCLPの度数である。通常溜め当りの細胞
の数および無応答百分率のためのそれらの対応す
る値はコンピユーターに入れた。このコンピユー
ターはこれらの点および37%の無応答培養に対応
する溜め当りの細胞の数を通る最適の回帰線を計
算する。その値の逆数はCLPの度数である。 結 果 各刺激体細胞濃度のための細胞毒性リンパ球前
駆物質の度数を、薬物投与量の関数としてプロツ
トした。20復製の平均および標準偏差をまた比較
のため計算した。使用した3種の刺激体細胞濃度
は105(最適以下の刺激)、2.5×105(最適の刺激)
および5×105(最適以上の刺激)であつた。試験
した薬物は最適以下の刺激剤濃度の存在で約1p
g/マウス〜約100ng/マウス(約50pg/Kg〜
約5μg/Kg体重に等しい)の濃度において細胞
毒性リンパ球前駆物質の生成を促進することがわ
かつた。試験薬物はそれ故これらの濃度において
免疫調整剤として作用して処置したマウスの細胞
の免疫応答を増加する。 本発明をある種の好ましい態様について説明し
てきた。しかし、当業者にとつて変更は自明と思
われるので、本発明は前記態様に限定されると考
えてはならない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates generally to novel polypeptides, particularly those having the following sequence: R-X-LYS-Y-GLN-R' where X is ALA, D-ALA or SAR; Y is SER , D-ALA, SAR or 2-
Me-ALA; R is H, GLN or SAR
and R' is OH or NH2 . It is well known that many polypeptides have been isolated from various tissues and organs of animals, including blood. Many of these polypeptides, such as various immunoglobulins, the thymic hormone thymopoietin, etc., are involved in immune function throughout the body. In fact, Applicants have isolated and synthesized some of these polypeptides as described in US Pat. Nos. 4,002,602 and 4,002,740 and in several chemical papers. Until about the past decade, little was known about the thymus, but it is now understood that the thymus is one of the major organs essential for immune function in mammals and birds. Until recently, little was known about the function of the thymus, despite intense interest in its possible function and early speculation and experiments. However, as is now recognized, the thymus is a complex organ with both epithelial (endocrine) and lymphoid (immunological) components, and as such it is involved in the body's immune function. The thymus is composed of epithelial stroma derived from the third branchial arch and lymphocytes derived from stem cells derived from hemopoietin tissue.
Goldstein, et al., The Human Thymus ,
Heinemann, London, 1969. Lymphocytes are mature thymus-derived cells within the thymus and lobes, so-called T
These T cells circulate in the blood, lymph, spleen, and lymph nodes. Induction of stem cell differentiation within the thymus appears to be mediated by secretion of thymic epithelial cells. The thymus has been known for some time to be associated with the immune properties of the body, and therefore great interest has been shown in substances isolated from the thymus. In this regard, a relatively large number of papers have recently been published based on scientific studies on the substances present in the thymus of cows. In fact, the applicant has published numerous articles on research in this field. Relevant publications can be found, for example: The Lancet , July 20, 1968, pp. 119−
122; Triangle , Vol., No.1, pp.7−14,
1972; Annals of the New York Academy of
Sciences, Vol.183, pp.230−240, 1971; and
Clinical and Experimental Immunology;
Vol.4, No.2, pp.181-189, 1969; Nature ,
Vol.247, pp.11−14, 1974; Proceedings of the
National Academy of Sciences USA,
Vol.71, pp.1474−1478, 1974; Cell , Vol.5,
pp.361−365 and 367−370, 1975; Lancet ,
VoL.2, pp.256−259, 1975,; Proceedings of
the National Academy of Sciences USA,
Vol.71, pp.1474−1478, 1974; Cell , Vol.5,
pp.361−365 and 367−370, 1975; Lancet ,
Vol.2, pp.256−259, 1975; Proceedings of the
National Academy of Sciences USA,
Vol.72, pp.11−15, 1975; Biochemistry ,
Vol.14, pp.2214−2218, 1974; Nature ,
Vol.225, pp.423−424, 1975. The second class of lymphocytes with immune function are B lymphocytes or B cells. These are the Bertha of Fabricius in birds.
Bursa of Fabricius) and by organs yet to be identified in mammals. T cells and B cells cooperate in many aspects of immunity. References, e.g. papers by the applicant,
Science, 193 , 319 (July23, 1976) and Cold
Spring Harbor Symposia on Quantitative
Biology, Vol.XLI, 5 (1977). Nonapeptide substances were recently extracted from pig serum by JF
Bach, et al. and “facteur
thymique serique” (FTS). The isolation of this substance and its structure were published in CRAcad.Sc.Paris ,
t, 283 (November 29, 1976), Series D-1605
and Nature 266 , 55 (March 3, 1977). The structure of this nonapeptide is GLX−
ALA−LYS−SER−GLN−GLY−GLY−SER
-ASN, where "GLX" stands for glutamine or pyroglutamic acid. GLX
A substance in which is glutamine or pyroglutamic acid has been synthesized. In these papers, Bach discloses that his nonapeptide FTS selectively differentiated T cells (but not B cells) by use of the E-Rosette assay. Bach therefore concluded that his substance was a thymic hormone. Recently, a more complete study of the activity of this nonapeptide according to the present application revealed that FTS differentiates both T and B cells and therefore its activity is more similar to ubiquitin than thymopoeitin. It was revealed that there was. Brand, Gilmour and
Goldstein, Nature , 269 :597 (1977). It has now been found that the synthesized 4-amino acid polypeptide segment of this FTS nonapeptide has many of the properties of nonapeptides discussed in the above publications. One objective of the present invention is therefore to provide novel polypeptides of biological importance. Another object of the invention is to provide novel polypeptides that have the ability to induce differentiation of both T-lymphocytes and B-lymphocytes and are therefore highly useful in the human and animal immune system. That's true. The subject polypeptides can be described by the following general formula: . R-X-LYS-Y-GLN-R' where X and Y are as previously described and R is H, GLN or SAR; and
R' is OH or NH 2 and the peptide segment does not substantially affect the biological activity of the active amino acid segment, as described above. Since the active tetrasegment is contained within a long sequence in the naturally occurring material isolated by Bach, the terminal amino group and the terminal carboxylic acid group, as in the case of some polypeptides, It is to be understood that there is no requirement for biological activity of the tetrapeptide segment. .
Therefore, the scope of the present invention is H and
It is believed to encompass not only tetrapeptide segments substituted with OH, but also those terminally substituted with one or more other functional groups that do not affect the biological activity disclosed herein. However, it is clearly understood that the nonapeptides described by Bach et al. are specifically excluded from the scope of the present invention. From this description, it will be understood that these functional groups include common substitutions such as acylation on free amino groups and amidation on free carboxylic acid groups, as well as additional amino acid and polypeptide substitutions. In these respects, the polypeptide segments of the invention appear to be highly unusual since they exhibit the same biological activity as the natural nonapeptide of which the active tetrapeptide segment forms a part.
It is therefore believed that this requirement of the molecule arises from its stereochemistry, ie the special "fold" of the molecule. In this regard, it should be understood that polypeptide bonds are flexible rather than rigid, and that polypeptides can exist as sheets, helices, etc. After all, all molecules are flexible and will fold in some way. In the present invention, it has been discovered that the novel tetrapeptide segments will likely "fold" in a manner similar to the corresponding tetrasegments in natural nonapeptides, exhibiting the same biological properties.
For this reason, tetrapeptide segments can be terminally substituted with various functional groups, as long as the substituents do not substantially affect biological activity or interfere with the natural "folding" of the molecule. be able to. The biological activity and ability of this molecule to retain its natural folding have been demonstrated in the above-disclosed paper by JFBach.
This is clearly exemplified by the fact that it exhibits the same biological activity as the natural 9-amino acid peptide disclosed as FTS. In this nonapeptide, one tetrapeptide sequence of the invention is intramolecular, but only visible in combination with the other amino acids described here. Since the tetrapeptide segment of the present invention provides the same biological activity as the nonapeptide FTS, it is clear that the amino acids on the terminal amino acid residues of the tetrapeptide segment and the peptide chain do not affect its biological properties. . Therefore, R and R' in the formula represent the following substituents. R R' Hydrogen OH GLN NH 2 SAR One preferred embodiment of the invention provides that X is L-alanyl, Y is L-seryl, R is hydrogen, and R' is
It's time to be OH. This preferred embodiment can be chemically symbolized as: A second preferred embodiment is that X and Y are each sarcosyl, D-alanyl, and Y is further 2-
selected from the group consisting of methylalanyl; in a most preferred embodiment, X is sarkosyl, Y
is sarcosyl or D-alanyl, R is hydrogen, and R' is NH2 . Also included within the scope of the invention are pharmaceutically acceptable salts of the polypeptides. As acids capable of forming salts with polypeptides, the following acids may be mentioned by way of example: inorganic acids, such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, perchloric acid, nitric acid, thiocyanic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, etc., and organic acids. acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, glycolic acid, lactic acid, pyruvic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, maleic acid, fumaric acid, anthranilic acid, citric acid, naphthalenesulfonic acid or sulfanilic acid. Throughout this invention, the amino acid components of peptides are conveniently designated by abbreviations. These abbreviations are as follows. D-amino acids are designated by placing a "D" in front of the abbreviation, eg, D-alanine is represented by "D-ALA." Amino acid abbreviations L-alanine ALA L-aspartic acid ASP L-asparagine ASN L-serine SER L-glutamic acid GLU L-glutamine GLN L-leucine LEU L-lysine LYS L-threonine THR glycine GLY L-valine VAL Sarcosine SAR 2 -Methylalanine 2-Me-ALA The polypeptides of the present invention are 4-amino acid peptides (and substituted derivatives thereof),
These were found to exhibit properties similar to the 9-amino acid polypeptide FTS isolated from bovine blood as disclosed in the Bach et al article referenced above. The peptides of the invention are particularly characterized in their ability to induce differentiation of T-precursor cells as well as B-precursor cells. Certain of the subject polypeptides are active at concentrations as low as 1 picogram (pg)/ml in the chicken challenge assay described below. It has been found that the polypeptides of the present invention induce differentiation of immunocyte precursor cells in vitro in the same manner as the nonapeptides disclosed by Bach. Thus, the polypeptides of the invention can be used to increase T-precursor cells, as measured by the acquisition of the thymic differentiation antigen Th-1, as well as B-precursor cells, as measured by the acquisition of the differentiation antigen Bu-1. It was found to induce both differentiation of cells. In other words, the subject polypeptide is
It has the ability to induce differentiation of both Th-1 + T- and Bu-1 + B-lymphocytes. The subject polypeptides have also been found to increase the ability to produce cytotoxic lymphocytes in vivo when stimulated with allograft antigens. Thus, the subject polypeptides, when administered to, for example, rats, promote the production of cytotoxic lymphocyte precursors as measured by in vitro assays of rat splenocytes. The above findings further support the immunological utility of the subject polypeptides, since the development of cytotoxic lymphocytes directly corresponds to the extent of graft rejection in allograft versus host reactions. To provide an understanding of the importance of the differentiated biological properties of the polypeptides of the invention, we state that the function of the thymus involved in immunity is the production of thymus-derived cells or lymphocytes, broadly referred to as T cells. It should be noted that it is possible to T cells form a large proportion of the pool of recirculating small lymphocytes. T cells have immunological specificity and are involved in cell-mediated immune responses (e.g., allograft responses).
directly included as responder cells. However, T cells do not secrete humoral antibodies. These antibodies are not secreted by cells derived directly from the bone marrow (called B cells) independent of thymic influence. However, for many antigens, B cells require the presence of appropriate reactive T cells before they can produce antibodies. The mechanism of this cell cooperation is also not completely understood. From this explanation, in an operational context, the thymus is required for the development of cellular immunity, and many humoral antibodies respond and activate these systems by inducing differentiation of hemopoietin stem cells into T cells within the thymus. It can be said that it has an influence on the The effect of this induction is on the secretion of thymic epithelial cells, i.e.
Mediated by thymic hormones. Furthermore, in order to understand the operation of the thymus gland and the cell lineage of lymphocytes, it should be pointed out that stem cells arise in the bone marrow and reach the thymus gland by the blood flow.
Within the thymus, stem cells become differentiated into immunologically competent T cells, which migrate into the bloodstream and circulate with B cells between tissues, lymph, and bloodstream. Cells of the body that secrete antibodies (B cells) are also expressed from hemopoietin stem cells, but their differentiation is not determined by the thymus. In birds, they contain an organ similar to the thymus, the so-called Bursa of Fabricius.
Fabricius). In mammals,
No equivalent organ has been discovered, and these cells are thought to differentiate within the bone marrow. They are therefore termed myeloid derived cells or B cells. The physiological substances responsible for this differentiation remain completely unknown. As pointed out above, the polypeptides of the invention are useful therapeutically in human and animal treatments. The novel polypeptide has the ability to induce the differentiation of lymphoid stem cells derived from hemopoietin tissues into both thymus-derived lymphocytes (T cells) and immunoadaptive B cells that can engage in the body's immune response. Therefore, the products of the present invention are believed to have numerous therapeutic uses. First, this compound has the ability to perform some of the functions exhibited by the thymus and thus has applications in various thymic functions and immunological fields. The first field of application is DiGeorge Syndrome,
In other words, it is a treatment for a condition that is the congenital absence of the thymus gland. As described further below, injection of one of the subject polypeptides will overcome this deficiency. Another application is in agammaglobulinemia, which is a deficiency of the body's putative B cell differentiation hormone. Injection of one of the subject polypeptides will overcome this deficiency. Since the subject polypeptides are highly active at low concentrations,
It is useful for promoting the body's collective immunity in increasing the therapeutic stimulation of cellular and humoral immunity, thereby preventing diseases involving chronic infections in vivo, such as fungal or mycoplasmal infections, tuberculosis, leprosy. , useful in the treatment of acute and chronic viral infections, etc. Additionally, the subject peptides are believed to be useful in areas where cellular or humoral immunity is impetigo, particularly where there is a deficiency in immunity such as the aforementioned DiGeorge Syndrome. Additionally, polypeptides have the ability to induce surface antigen expression on T cells, to respond to mitogens and antigens, and to achieve mitotic potential, which enhances the ability of B cells to produce antibodies. is useful in vitro in inducing the expression of They are useful in vitro in inducing B cell expression as measured by the expression of surface receptors for complement. The subject peptides also inhibit the uncontrolled proliferation of lymphocytes that are responsive to ubikinin (as described in Applicant's U.S. Patent No.
4002602). An important property of the subject polypeptides is their in vivo ability to restore cells with T-cell characteristics, and also their in vivo ability to restore cells with B-cell characteristics. Therefore they are relative or absolute B
useful in the treatment of cell deficiencies as well as relative or absolute T cell deficiencies, and whether these deficiencies are due to a deficiency of B cells or thymus-differentiating tissue, respectively, or to other causes. is irrelevant. Other important properties of the polypeptides of the invention are:
that they are active at very low concentrations. That is, polypeptides generally have approximately 1n
g/ml, but one highly potent polypeptide (H-SAR-LYS-D-ALA
-GLN- NH2 and H-SAR-LYS-SAR-
GLN- NH2 ) is active at concentrations ranging from about 0.1 pg/ml. The carrier can be any of the well-known carriers including standard saline solution, preferably a protein diluent such as bovine serum albumin that prevents adsorption loss to glassware at these low concentrations. . Although the polypeptides of the invention are generally active in the range of about 1 μg/Kg body weight or higher, certain highly potent polypeptides are
Active from 1 ng/Kg body weight. DiGeorge
For the treatment of syndrome, the polypeptide is approximately 1
It can be administered at a rate of ~100 μg/Kg body weight, but highly potent polypeptides can be administered at a rate of about 1 to about 100 μg/Kg body weight.
It can be administered at the rate of g/Kg body weight. Generally, the same range of dosages can be used for other conditions or diseases mentioned. Although the above considerations were given regarding parenteral administration,
Oral administration is also possible in a dosage range that is generally about 100 to 1000 times higher than injection. The polypeptide of the present invention can be used in the Journal of
American Chemical Society, 85, pp2149−
2154, was produced using ideas similar to those reported by Merrifield in 1963. The synthesis involved the stepwise addition of protected amino acids to a growing peptide chain covalently attached to solid resin particles. This method removed reagents and by-products by filtration and eliminated recrystallization of intermediates. The general idea of this method relies on the covalent attachment of the C-terminal amino acid of the chain into a solid polymer and the addition of one successive amino acid at a time in a stepwise manner until the desired sequence is composed. do. Finally, the peptide is removed from the solid support and
Then the protecting group is removed. Because this method provides the growing peptide chain bound into completely solid particles, it is a convenient form for washing away reagents and by-products. Amino acids can be attached to any suitable polymer, which simply must be easily separated from unreacted reagents. The polymer can be insoluble in the solvent used, or it can be soluble in some solvents and insoluble in others. The polymer should have a stable physical form that makes it easy to pass. It must contain a functional group to which the first protected amino acid can be tightly bound covalently. Examples of various polymers suitable for this purpose are cellulose, polyvinyl alcohol, polymethacrylates and sulfonated polystyrene, although chloromethylated copolymers of styrene and divinylbenzene were generally used in the synthesis of the present invention. It is also possible to use polymers that are soluble in organic solvents but insoluble in aqueous solvents. One such polymer is soluble in methylene chloride but insoluble in water, with a molecular weight of about
20000 polyethylene/glycol.
The use of this polymer in peptide synthesis is F.
Bayer and M. Mutter, Nature 237 , 512 (1972)
and the references contained therein. Various functional groups on the amino acids that were active but not participating in the reaction were protected during the reaction with common protecting groups used in the polypeptide art. The functional group on the lysine was thus protected with a protecting group that could be removed upon completion of the sequence without adversely affecting the final polypeptide product. In the synthesis, fluorescent amines were used to determine whether the bond was completed by positive fluorescent indication (see Felix, et al., Analyt, Biochem. , 52;
377, 1973). If complete conjugation was not indicated, conjugation was repeated using the same protected amino acid before deprotection. The C-terminal amino acid can be attached to the polymer in a variety of well known ways. A summary of methods for coupling to halomethyl resins can be found in Horiki, et al., Chem Letters.
pp165−168 (1978) and Gisin, Helv.Chim.
Acta, 56 , 1476 (1973) and the references cited therein. The general method is to protect L-
It involved first esterifying glutamine to a resin in an amine-containing absolute alcohol. The bound amino acid resin was then filtered, washed with alcohol and water, and dried. The protecting group (eg, t-BOC, ie, t-butyloxycarbonyl) on the α-amino group of the glutamine amino acid is then removed. The resulting bound amino acid resin with free amino groups is then reacted with protected L-serine, preferably alpha-t-BOC-O-benzyl-L-serine, to couple the L-serine. The reaction is then continued with the protected L-
Repeated with lysine and L-alanine. The order of the reactions performed was as follows: [Table] ↓
[Table] ↓
H−Ala−Lys−Ser−Gln−OH
In the above reaction sequence, R 1 is the protecting group for the α-amino group, and R 2 and R 3 are the protecting groups on the reactive side chains of L-serine and L-lysine, respectively, which are R When 1 is removed and further reactions are carried out, it is unaffected or not removed. Preferably, in the above intermediate pentapeptide resin, R 1 is a protecting group, such as t
-butyloxycarbonyl, R 2 is benzyl or substituted benzyl (e.g. 4-
chlorobenzyl) and R 3 is substituted benzyloxycarbonyl (e.g. 2,
6-dichlorobenzyloxycarbonyl). This resin is any of the resins mentioned above as it is useful in this method. After making the final intermediate, the peptide resin is cleaved to remove the R 1 , R 2 and R 3 protecting groups thereon and the resin. The protecting groups are removed by conventional means, such as treatment with anhydrous hydrogen fluoride, and the resulting free peptide is then recovered. As pointed out above, in carrying out this process it is necessary to protect or block the amino groups in order to control the reaction and obtain the desired product. Examples of suitable amino protecting groups that can be usefully used include salt formation to protect strongly basic amino groups, or urethane protecting substituents such as p-methoxybenzyloxycarbonyl and t-butyloxycarbonyl. be. It is preferable to use t-butyloxycarbonyl (BOC) or t-amyloxycarbonyl (AOC) to protect the α-amino group in the amino group that undergoes the reaction at the carboxyl end of the molecule. This is because the BOC and AOC (t-amyloxycarbonyl) protecting groups are treated with relatively mild acids (e.g., trifluoroacetic acid) following such reactions and before subsequent steps (such amino groups themselves carry out the reaction). ) and this treatment does not otherwise affect the groups used to protect other reactive side chains. in this way,
The α-amino group may be protected by reaction with any substance that protects the amino group for subsequent reactions, but which can subsequently be removed under conditions that do not otherwise affect the molecule. Examples of such substances are organic carboxylic acid derivatives that acylate amino groups. Generally, any amino group is Protection can be achieved by reaction with a compound containing a group in which R 4 is any group that prevents the amino group from participating in subsequent coupling reactions and that can be removed without decomposing the molecule. R 4 can thus be unsaturated, preferably having 1 to 10 carbon atoms and preferably halo- or cyano-substituted straight-chain or branched alkyl; aryl,
Preferably aryl of 6 to 15 carbon atoms; cycloalkyl, preferably cycloalkyl of 5 to 8 carbon atoms; alkaryl, preferably alkaryl of 7 to 18 carbon atoms; or a heterocyclic group, such as isonicotinyl. Aryl, aralkyl and alkaryl moieties can also be further substituted with one or more alkyl groups of 1 to about 4 carbon atoms. Examples of preferred groups for R are t
-butyl, t-amyl, tolyl, xylyl and benzyl. Examples of specific amino protecting groups that are highly preferred are: benzyloxycarbonyl; substituted benzyloxycarbonyl, where the phenyl ring is substituted with one or more halogens, such as Cl or Br. ; nitro; lower alkoxy, such as methoxy; lower alkyl; t-butyloxycarbonyl, t-amyloxycarbonyl; cyclohexyloxycarbonyl; vinyloxycarbonyl; adamantyloxycarbonyl; biphenylisopropoxycarbonyl and the like. Examples of other protecting groups that can be used are isonicotinyloxycarbonyl, phthaloyl, p
-Tolylsulfonyl, formyl, etc. In practicing the general method of the invention, peptides are created by the reaction of a free α-amino group with a compound having a protected amino group. For reaction or conjugation, the attacked compound is activated at its carboxyl group so that the carboxyl group can then react with a free amino group on the attached peptide chain. In order to achieve activation,
The carboxyl group can be converted to any reactive group, such as ester, anhydride, azide, acid chloride, and the like. Alternatively, a suitable binding reagent can be added during the reaction. Suitable coupling reactions include carbodiimides (e.g., dicyclocarbodiimide), carbonyldiimidizole, etc.
For example, Bodanszky, et al.−Peptide
Synthesis, Interscience, 2nd edition, 1976, section 5. During these reactions, the amino acid moiety contains both an amino group and a carboxyl group, and usually one group participates in the reaction while the other is protected. Prior to the coupling step, the protecting group on the alpha or terminal amino group of the attacked peptide is removed under conditions that do not substantially affect other protecting groups, such as the group on the epsilon-amino of the lysine molecule. A preferred method of carrying out this step is mild acidolysis, such as by reaction with trifluoroacetic acid at room temperature. As can be seen, the above sequence of steps results in a tetrapeptide of the following formula: . H-ALA-LYS-SER-GLN-OH This tetrapeptide contains one tetrapeptide segment of the invention required for biological activity. Substitution of natural or non-natural amino acid residues for one or both of L-alanyl and L-seryl allows one or both of alanine and serine to be replaced with appropriately protected natural or non-natural amino acids in the synthesis diagram above. , thus producing a tetrapeptide of the formula: AH-X-LYS-Y-GLN-OH where X and Y are as defined above. A substituted tetrapeptide of the formula, in which the terminal amino acid group can be further substituted as described above, is then prepared by reacting the tetrapeptide of formula (A) or a protected peptide resin precursor with a suitable reagent to form the desired derivative. It can be manufactured by manufacturing. Reactions of this type, such as acylation, esterification, amidation, etc., are of course well known in the art. Additionally, other amino acids, ie, amino acid groups that do not affect the biological activity of the tetrapeptide sequence, can be added to either end of the peptide chain by the same reaction sequence in which the tetrapeptide itself was synthesized. Furthermore, substitution of one or both of the alanine or serine moieties may be accomplished by substituting the desired substituent (suitably protected) for the alanine or serine in the preceding reaction sequence that synthesized the unsubstituted tetrapeptide. It can be achieved. Merrifield's solid phase technology was used to produce the subject polypeptides; see, for example, M. Bodanszky and M.A. Ondetti, Peptide Synthesis;
It is clearly contemplated that the classical technique described in Interscience, 1966 may also be used. The identity and purity of the subject peptides were determined by well known methods such as thin layer chromatography, electrophoresis, amino acid analysis, etc. The invention is illustrated by the following examples, but is not limited thereto. In these examples and throughout the specification, parts are by weight unless otherwise specified. EXAMPLES In the preparation of the polypeptides of the invention, the following materials were obtained commercially: Alpha-BOC-L-glutamine-o-nitrophenyl-ester Alpha-BOC-ε-2-chloro-benzyloxycarbonyl-L- Lysine Alpha-BOC-O-benzyl-L-serine Alpha-BOC-L-alanine. In these reagents, BOC is t-butyloxycarbonyl. "Sequenal" class reagents, dicyclohexyl carbodiimide, fluorescamine, and resins for quantification of amino acid sequences were also commercially available. The resin used was a 200-400 mesh polystyrene divinylbenzene resin containing 1% divinylbenzene and 0.75 mmol chloride/g resin. In the production of polypeptides, 2 mmol of α
-BOC-L-glutamine was esterified to 2 mmol of chloromethylated resin in absolute alcohol containing 1 mmol of triethylamine at 80° C. for 24 hours. The resulting amino acid resin ester was filtered, washed with absolute alcohol, and dried. after that,
The other amino acid was coupled in the same correct order to the deprotected α-amino group of the peptide resin using an equivalent amount of dicyclohexyl carbodiimide to produce the polypeptide of the invention. After each conjugation, an aliquot of the resin was tested with a fluorescent amine and if positive fluorescence was found, the conjugation was considered incomplete and repeated with the same protected amino acid. As a result of several coupling reactions, an intermediate tetrapeptide-resin was produced. The peptide-resin was cleaved in a Kel-F cleavage apparatus (Peninsula Laboratories, Inc.) using anhydrous hydrogen fluoride for 60 minutes at 0°C with 1.2 ml of anisole as a scavenger per gram of the peptide-resin and the protecting groups was removed. The peptide mixture is washed with anhydrous ester and extracted with aqueous acid. The extract was lyophilized and the peptides were chromatographed on P-6Bio-Gel in 1N acetic acid. The resulting polypeptide was quantified to be 94% pure and determined to have the following order: H-ALA-LYS-SER-GLN-OH. I went like this. Thin layer chromatography was performed on 30 μg of sample on silica gel (Brinkman with fluorescent indicator).
Silica Gel, 20 x 20 cm, 0.1 mm thickness) using the following eluent: R f 1 : n-butanol: pyridine: acetic acid: water;
30:15:3:12 R f 2 : Ethyl acetate: Pyridine: Acetic acid: Water; 5:
5:1:3 R f 3 : ethyl acetate: n-butanol: acetic acid: water;
1:1:1:1. Electrophoresis was performed on 100 μg of sample on Whatman 3 mm paper (11.5 x 56.5 cm).
A 5.6 pyridine-acetate buffer solution and a potential of 1000 volts were used for 1 hour. The spray reagents for both thin layer chromatography and electrophoresis were Pauly and Ninhydrin. The following results were obtained: R f 1 = immobile, R f 2 = immobile,
and R f 3 =0.336. Electrophoresis is 9.4cm towards the cathode.
caused the movement of Test Example To determine the activity and properties of the tetrapeptide produced in the example, the following chicken challenge assay was used. This test was performed by Brand, et al. Science, 193,
319-321 (July 23, 1976) and the references contained therein. Newly hatched chicken bone marrow was chosen as the inducible cell source. This is because it lacks appreciable numbers of Bu-1 + or Th-1 + cells. Cells pooled from the femurs and tibiotarsal bones of five newly hatched chickens of the line SC (Hy-Line) were deposited on a five-layer discontinuous bovine serum albumin (BSA) gradient by ultracentrifugation. It was separated into Cells from the two light layers were combined, washed, and suspended with the appropriate concentration of test polypeptide in RPMI 1630 medium at a concentration of 5 x 10 6 cells/ml for culture. This medium contains 15 mmol hepes, 5% γ-
Globulin-free fetal bovine serum was supplemented with deoxyribonuclease (14-18 units/ml), heparin (5 units/ml), penicillin (100 units/ml) and streptomycin (100 μg/ml). Controls were cultured with BSA (1 μg/ml) or with medium alone. After culturing, cells were cultured in chicken C1 and guinea pigs as described in the reference paper.
C2-C9 complement fractions were used to test in the cytotoxicity assay. The proportion of Bu-1 + or Th-1 + cells in each layer is the cytotoxicity index, 100(a-b)/a, where a
and b are the percentage of live cells in the complement control and test formulations, respectively). The percentage of cells induced is determined by the induction agent (usually 1
~3%) was obtained by subtracting the mean value in the control culture from the mean value in the test culture. The specificity of the action of the test polypeptide and its similarity to ubiquitin demonstrated that the test polypeptide induced an increase in Bu-1 + B cells and Th- cells when ubiquitin was added at a concentration of 100 μg/ml.
Evidenced by induction of 1+ T cells. This high dose of ubiquitin inactivates ubiquitin receptors and thus prevents cell induction by drugs acting through these receptors. As a result of this assay, the tetrapeptide of the example was
It was discovered that it exhibited biological activity similar to that of ubiquitin at ng/ml concentrations in inducing differentiation of both Th-1 + T and Bu-1 + B lymphocytes. Test Example A The test example assay was repeated using one of the following as the test peptide: H-GLN-ALA-LYS-SER-GLN-OH H-SAR-ALA-LYS-SER-GLN-OH In each case A biological activity similar to that of ubiquitin was observed in . B The test example assay was repeated using one of the following as the test peptide: H-SAR-LYS-D-ALA-GLN- NH2H -SAR-LYS-SAR- GLN -NH2HD- ALA-LYS-D-ALA-GLN-
In each case, a biological activity similar to that of ubiquitin was observed. For the first of these polypeptides, this activity was observed at concentrations ranging from about 1 pg/ml to about 100 pg/ml. For the second polypeptide, activity was observed at concentrations as low as 0.1 pg/ml. EXAMPLE - Using the reaction techniques described above for the preparation of substituted polypeptides, polypeptides with the following formula are prepared: R-X-LYS-Y-GLN-R' These peptide amides are prepared on benzhydrylamine resin It was produced by solid phase synthesis methods known in the art. TABLE The polypeptides produced in Examples retain biological activity as described herein for active polypeptide segments. For confirmation, thin layer chromatography and electrophoresis were performed as follows. Thin layer chromatography was performed on 20 μg of sample using silica gel (Kieselgel, 5 x 20 cm) and n-butanol:acetic acid:ethyl acetate:water (1:1:1:1 ratio) (R f 1 ) as the eluent. , cellulose 6064 (Eastman, 20x20 cm) and n-butanol:pyridine:acetic acid:water (ratio 15 :10:3:12) ( Rf2 ) as eluent. Electrophoresis was performed on a 50 μg sample using a Whatman
It was carried out on No. 3 paper (5.7 x 55 cm) using a pyridine-acetate buffer solution of PH 5.6 and a potential of 1000 volts for 1 hour. Spray liquids for both thin layer chromatography and electrophoresis were Pauly and Ninhydrin. The following results were obtained (both values of R f and electrophoresis were H-ARG-LYS-ASP-VAL-TYR
-OH): Table Following the thin layer chromatography and electrophoresis method of Example 1, the following results are obtained for the example compound: R f 1 = (0.155), R f 2 = immobile; R f 3 =
0.265 and electrophoretic migration towards the cathode
It is 13.1cm. EXAMPLE - Using the reaction techniques described above for extending a polypeptide chain containing an active amino acid sequence, but substituted with terminal amino and carboxyl groups R and R', a polypeptide of the formula R-ALA-LYS-SER- A polypeptide of GLN-R' is provided, and a polypeptide substituted with the amino acids listed in the table below is produced. Example R R' GLN OH SAR OH The polypeptide derivatives produced in Example - retain biological activity as described herein for active polypeptide segments. Thin layer chromatography and electrophoresis of the example and the compounds in the example give the following results: TABLE TEST EXAMPLE To further illustrate the utility of the subject polypeptide, this example A microculture assay is described to estimate the number of cytotoxic lymphocytes generated upon stimulation with allograft antigens. The frequency of cytotoxic precursors between control animals and animals injected with various concentrations of drug was compared by limiting dilution assay. Materials and Methods Mouse Inbreed C57BL/6J (female,
8 weeks) at the Jackson Institute (Jackson Institute)
Laboratory, Bar Harbor, Maine). Inbreed DBA/2J (male or female) was also obtained from the Jackson Laboratory. Medium Phosphate buffered saline (PBS), RPMI1640,
Fetal bovine serum (FCS) - (lot number R776116),
N-2-hydroxyethylpiperazine-N'-2
- Ethanesulfonic acid (HEPES) buffer was obtained from Gibo (Grand Island); 2-mercaptoethanol was obtained from Eastman Kodak (Rochester, NY). Cells were washed with PBS and 10% FCS, 10 mmol HEPES buffer and 5 x 10 -5 mol 2
- Cultured in RPMI containing mercaptoethanol. Drug Treatment Test animals (C57BL/6J) were treated with various concentrations of H-SAR-LYS-SAR-GLN- in a volume of 0.2 ml.
After 1 and 24 hours of injection (intravenously or intraperitoneally) with NH 2 (drug; label number G040) they were sacrificed for examination. Cell Preparation Cell suspensions from the spleens of C57BL/6J or DBA/2J mice were prepared by cutting the organs into small pieces and passing them through a wire mesh (60 gauge) into a 5 c.c. syringe plunger in a falcon Petri dish (falcon3002, 15
×60 mm). The cell suspension was allowed to stand at room temperature to allow large pieces of tissue to settle. The cell suspension was then transferred to a 15 ml Corning centrifuge tube and spun for 10 minutes at 1500 RPM in a Beckmen TJ-6 centrifuge. PBS all cell suspensions
I washed it at least three more times. After the third wash, responder (C57BL/6J) cells were resuspended in the medium and counted in an automatic hemocytometer (Coulter counter). DBA/2J (stimulator cells) during RPMI
Resuspend to 10 7 cells/ml. 30 μg of mitomycin C was added to each ml of DBA/2J splenocytes and the mixture was incubated at 37° C. for 30 minutes. Mitomycin C
After treatment, splenocytes were washed three times with PBS to remove excess mitomycin C. DBA cells were then resuspended in medium and counted on an automatic hemocytometer. Mixed Lymphocyte Culture (MLC) MLC was cultured in microtiter trays (Linbro Chemicals, New Haven, Conn.).
IS-MVC-96). Each tray is 96-V
Contains a bottom reservoir. The outer reservoir surrounding the edge of the plate was not used for cell culture, but was filled with PBS.
to avoid evaporation from the culture reservoir. Sixty samples were prepared in each V-bottom tray. Typically each tray contains three concentrations of responder cells (20 replicates each)
and one concentration of stimulator cells. Responder cells were normally suspended at concentrations of 7.5×10 5 , 5×10 5 and 2.5×10 5 /ml, and 0.1 ml was added to each well. The stimulator cell concentrations used were 10 6 , 2.5×10 6 , 5×
10 6 /ml and 0.1 ml was added to each well. The same stimulator cell concentration was used throughout all plates. Control plates containing only responder cells without stimulator cells were also prepared to estimate background stimulation by medium. Cells were cultured for 6 days at 37° C. in a humidity-controlled incubator containing 5% CO 2 . Target Red Blood Cells The target red blood cells used for the cytotoxicity assay were the DBA mastocytoma cell line P815. This cell line was maintained by regular passage of DBA/2J mice. 5 x 108 P815 cells were used each passage and tumor cells from the peritoneal cavity of the carrier were used 4-5 days after passage. Wash tumor cells from the peritoneal cavity three times with PBS,
It was then labeled with Cr 51 at a concentration of 10 μci/10 7 cells. Labeling was performed for 1 hour at 37°C in a humidity-controlled incubator. Labeled cells were then washed three times with PBS to remove excess labeled material. Cytotoxicity Assay After 6 days of culture, 0.1 ml of medium was collected from each well.
The cell pellet was removed without disturbing it. Then, using an automated micropipette ( MLA pipette), 100 μ of target red blood cells containing 2.5 Cloudy (new pipette tips must be used for each reservoir). The microtiter trays were then placed in Sorvall GLC-2B at room temperature.
Spin at 1000 RPM for 7 minutes. The trays were then incubated for 4 hours at 37°C. 100 microliters of the supernatant liquid was then removed into a gamma counter (Amershen 196271). These tubes were then counted in a Beckmen gamma counter (Beckmen 310). These tubes were typically counted for 1 minute. Determination of the frequency of cytotoxic lymphocyte (CLP) precursors Limiting dilution analysis is a test of total response or no response described by a Poisson probability distribution. The probability of non-response is the zero-order term P 0 = e -N (where δ = frequency of CLP,
and N=number of lymphocytes per reservoir). Thus, a plot of the ratio of unresponsive medium versus the logarithm of the dose of cells will yield a straight line with a slope of -δ and a frequency of CLP. In the example, the background chromium release (spontaneous release) from 20 reservoirs containing immediately responder cells that did not contain stimulator cells was averaged. Test pools were scored as positive if their counts were greater than 2.07 standard deviations and greater than the mean spontaneous value (P<
0.05). Spontaneous cell lysis typically ranged from 9-15% of the total counts added into target red blood cells. According to Poisson's equation P 0 = e -N , when P 0 = e -1 = 0.37 (corresponding to 37% non-responsive cultures), δ = 1/N, thus corresponding to 37% non-responsive cultures. The reciprocal of the number of responding cells is the frequency of CLP. The number of cells per well and their corresponding values for percentage non-response were entered into the computer. The computer calculates an optimal regression line through these points and the number of cells per well corresponding to 37% unresponsive cultures. The reciprocal of that value is the frequency of CLP. Results The frequency of cytotoxic lymphocyte precursors for each stimulator cell concentration was plotted as a function of drug dose. The mean and standard deviation of 20 replicates were also calculated for comparison. The three stimulator cell concentrations used were 10 5 (suboptimal stimulation) and 2.5×10 5 (optimal stimulation).
and 5×10 5 (superoptimal stimulation). The drug tested was approximately 1p in the presence of suboptimal stimulant concentrations.
g/mouse ~ approx. 100ng/mouse (approx. 50pg/Kg ~
It was found to promote the production of cytotoxic lymphocyte precursors at a concentration of approximately 5 μg/Kg body weight). The test drug therefore acts as an immunomodulator at these concentrations, increasing the immune response of the cells of the treated mice. The invention has been described in terms of certain preferred embodiments. However, the invention should not be considered to be limited to the embodiments described, as modifications will be obvious to those skilled in the art.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下記の序列: R−X−LYS−Y−GLN−R′ ここでXはALA、D−ALAもしくはSARであ
り;YはSER、D−ALA、SARもしくは2−
Me−ALAであり;RはH、GLNもしくはSAR
であり;そしてR′はOHもしくはNH2である、 を有するペプチド。 2 RはH、XはALA、YはSER、そしてR′は
OHである特許請求の範囲第1項記載のペプチ
ド。 3 RはH、XはSAR、YはD−ALA、そして
R′はNH2である特許請求の範囲第1項記載のペ
プチド。 4 RはH、XはSAR、YはSAR、そしてR′は
NH2である特許請求の範囲第1項記載のペプチ
ド。 5 RはH、XはD−ALA、YはD−ALA、そ
してR′はNH2である特許請求の範囲第1項記載
のペプチド。 6 RはH、XはSAR、Yは2−Me−ALA、
そしてR′はNH2である特許請求の範囲第1項記
載のペプチド。 7 RはGLN、XはALA、YはSER、そして
R′はOHである特許請求の範囲第1項記載のペプ
チド。 8 RはSAR、XはALA、YはSER、そして
R′はOHである特許請求の範囲第1項記載のペプ
チド。
[Claims] 1 The following sequence: R-X-LYS-Y-GLN-R' where X is ALA, D-ALA or SAR; Y is SER, D-ALA, SAR or 2-
Me-ALA; R is H, GLN or SAR
and R′ is OH or NH 2 . 2 R is H, X is ALA, Y is SER, and R' is
The peptide according to claim 1, which is OH. 3 R is H, X is SAR, Y is D-ALA, and
The peptide according to claim 1, wherein R' is NH2 . 4 R is H, X is SAR, Y is SAR, and R′ is
The peptide according to claim 1, which is NH2 . 5. The peptide according to claim 1, wherein R is H, X is D-ALA, Y is D-ALA, and R' is NH2 . 6 R is H, X is SAR, Y is 2-Me-ALA,
The peptide according to claim 1, wherein R' is NH2 . 7 R is GLN, X is ALA, Y is SER, and
The peptide according to claim 1, wherein R' is OH. 8 R is SAR, X is ALA, Y is SER, and
The peptide according to claim 1, wherein R' is OH.
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