JPS63500309A - インヒビンおよびその精製法 - Google Patents
インヒビンおよびその精製法Info
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- JPS63500309A JPS63500309A JP61504032A JP50403286A JPS63500309A JP S63500309 A JPS63500309 A JP S63500309A JP 61504032 A JP61504032 A JP 61504032A JP 50403286 A JP50403286 A JP 50403286A JP S63500309 A JPS63500309 A JP S63500309A
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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】
インヒビンおよびその精製法
本発明はブタの体材料から実質的に均一に単離されたインヒビン(inhibi
n)活性を有するタンパク質に関する。本発明はまたブタインヒビンの精製法に
関スる。
背景技術
性腺で産生されるが下垂体レベルで卵胞刺激ホルモン(F S H)の分泌を特
異的に抑制する水溶性物質としてのインヒビンの存在はマツクララ(McCul
Iagh)によって1932年に仮定された(Science、76.19−
20) oこのようなゴナドトロピン(性腺刺激ホルモン)の選択的抑制はおお
いに関心を呼び、過去50年間多くの実験室において精巣、精子、精巣調液、精
液血漿および卵巣の卵胞液の抽出物から各種生物検定法によりこの物質を単離し
性状決定する試みがなされてきた。分子ff15,000〜100,000ダル
トンの範囲のインヒビン様物質の精製を主張する文献が数多く出現したが、追試
の結果これらの物質は均一でないか或は真のインヒビンに期待されるだけの高い
特異的活性を有していないことが明らかとなった〔デ・ジョング(de Jon
g)。
インヒビン活性を有する物質は哺乳動物、特に雄咄乳動物の受精能を抑制するの
に使用できるかも知れない。
発明の要旨
本発明によると、いずれも分子量約32.000ダルトンでインヒビン活性を有
する2種類のタンパク質をブタ卵胞液から単離することに成功した。これら2種
類のタンパク質は微量配列分析法および分子生物学的手法により完全に性状決定
された。
タンパク質はブタの体から得られる材料から実質的に均一に単離されタンパク質
Aおよびタンパク質Bと命名された。各タンパク質は分子量約32,000ダル
トン(32K)であって、分子量が各々18,000ダルトンおよび14.00
0ダルトンの2本のポリペプチド鎖からなり、2本の鎖はジスルフィド結合によ
って結合されて生物的に活性なタンノくり質となっている。2種のタンパク質の
is、oooダルトン(18K)鎖のアミノ末端のアミノ酸残基配列はSer−
Thr−Ala−Pro−Leu−Pro−Trp−Pro−Trp−Ser−
Pro−Ala−Ala−Leu−Arg−Leu−Leu−Gln−Arg−
Pro−Pro−Glu−Glu−Pro−Ala−Valであり、また14,
000ダルトン(14K)鎖の両アミノ末端の最初の6個のアミノ酸残基は同一
、即ちGly−Leu−Glu−Cys−Asp−Glyであることが微量配列
分析法により明らかとなった。タンパク質Bの14に鎖の最初の10個のアミノ
酸残基はGly−Leu−Glu−Cys −Asp−Gly−Arg−Thr
−Asn−Leuであることも確認された。タンパク質Aおよびタンパク質Bは
更なる微量配列分析法および分子生物学的手法を利用した結果完全に性状決定さ
れた。各32にタンパク質はFSHの基礎分泌(basal 5ecretio
n)を特異的に抑制するが黄体形成ホルモン(LH)の基礎分泌を抑制しない、
というインヒビン活性を示す。個々の鎖は生物学的に活性ではない。
ブタインヒビンの実質的均一、即ち分画中の総タンパク質の約90重fi%の純
度への精製はヘパリンーセファロースアフィニティクロマトグラフイー、ゲル濾
過および逆相高性能液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)を含むタンパク
質分離法の組合せにより達成された。
質を以下に記載する条件において精製する第1工程を表すクロマトグラムである
。
(a) PFF(7)ヘパリンーセファロースアフイニテイクロマトグラフィー
。インヒビンタンパク質は0.01 h−1トリス−塩酸、pH7中のIMNa
CΩにより溶出された。
(b)PFFインヒビンタンパク質のセファクリルS−200ゲル?濾過。第1
a図下部の黒色部分で示される溶出分画を集め、透析し次いでこのゲル濾過用に
8つの等量部分に分けた。カラムのうちの一つを各カラムの例として示した。
(C) ゲルか過から回収したインヒビンタンパク質のRP−HPLC精製。ゲ
ル済過の活性領域部分(in vitroの生物アッセイで決定し、第1b図に
黒色部分で示した)を集め、凍結乾燥し、0.2N酢酸に溶解した後バイダック
(Vydac) C4カラムに直接装填し、TEAP中のアセトニトリル緩衝液
系の図示したグラジェントを用いて9ml/3分で溶出した。第1c図に図示し
た2種のインヒビンタンパク質、タンパク質AのRP−HPLC精製のクロマト
グラムである。
(a) 第1c図の黒色部分Bと称する活性分画を集め、その始めの容量の3倍
に希釈した後バイダックC4カラムに直接装填しトリフルオル酢酸(T F A
)中のアセトニトリル緩衝液系の図示したグラジェントを用いて9ml/3分で
溶出した。
(b) 第2a図の黒色部分で示される活性物質を集め、その始めの容量の3倍
に希釈し、同様にバイダックフェニルカラムでリン酸トリエチルアンモニウム(
TEAP)中のアセトニトリル緩衝液系の図示したグラジェントを用いて2ml
/2分で溶出して精製した。
(C) 第2b図のクロマトグラムで表されるカラムと同様の多数のカラムから
得た活性物質を集めアクアポア(Aquapore) RP −300カラム上
でTFA中のアセト第3図は以下に示す方法による精製インヒビンタンパク質B
のドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAG
E)分析による実際の電気泳動の結果を示す。
(a) 非還元的条件下におけるタンパク質Bの分析。
(b) 還元的条件下におけるタンパク質Bの分析。
分子量標準値は左に示した。
第4図はラット下垂体前葉細胞培養物がらのFSHおよびLHの基礎分泌に及ぼ
す精製インヒビンタンパク質B(○)および粗PFF基準物(△)の用世依存曲
線を示す。
粗PFF基準物はPFFの木炭−ストリップ化(Chacoal −5trip
ped)および40%飽和硫酸アンモニウム沈殿物であるのRP−HPLC精製
のクロマトグラムである。
(a) 第1c図の黒色部分Aと称する活性分画を集め、その始めの容量の3倍
に希釈した後、バイダック04カラムに直接装填しトリフルオル酢酸(T F
A)中のアセトニトリル緩衝液系の図示したグラジェントを用いて9ml/3分
で溶出した。
(b) 第5a図の黒色部分で示される活性物質を集め、その始めの容量の3倍
に希釈し、同様にパイダックフェニルカラムでリン酸トリエチルアンモニウム(
TEAP)中のアセトニトリル緩衝液系の図示したグラジェントを用いて2ml
/2分で溶出して精製した。
(C) 第5b図のクロマトグラムで表されるカラムと同様の多数のカラムから
得た活性物質を集めアクアポアRP−300カラム上でTFA中のアセトニトリ
ル緩衝液系程を経て2種類の32,000ダルトンのペプチドがブタ卵胞液(P
F F)から実質的に均一に単離された。各タンパク質(タンパク質Aおよび
タンパク質B)は各々18におよび14にの2本の鎖からなり、完全な分子中に
おける2本の鎖はジスルフィド結合により互に結合されており、2本の鎖の間の
結合は生物活性の為に必要である。全タンパク質のアミノ酸分析を各々行い、各
鎖のアミノ−末端のアミノ酸残基配列を微量配列決定法により決定した。各タン
パク質の18に鎖のアミノ−末端配列はSer−Thr−Ala−Pro−Le
u−Pro−Trp−Pro−Trp−3et−Pro−Ala−Ala−Le
u−Arg−Leu−Leu−Gln−Arg−Pro−Pro−Glu−Gl
u−Pro−Ala−Valであることが見出された。更に研究した結果、いず
れの18に鎖も134個のアミノ酸残基からなる全く同じ配列と遊離酸C−末端
とを有していることがわかった。
微量配列分析法によりまず、14に鎖のアミノ−末端配列については、双方の鎖
の最初の6個のアミノ酸残基は同じであり、且つタンパク質Bの14に鎖の最初
の10個のアミノ酸残基はGly−Leu−Glu−Cys−Asp−Gly−
Arg−Thr−Asn−Leuであることを示した。更に配列分析を行うこと
により、次の15アミノ酸残基はX u −X 12− A r g −G 1
n −G 1 n −P h e −Phe−I le−Asp−Phe−A
rg−Leu−X23−Gly−Trpであり、ここでX11は多分Serであ
り、X は多分CysでありそしてX23はIleまたはLeuであることが明
らかとなった。その後、X11とX12はいずれもCysでありそしてX23は
Ileであることが決定された。鎖の配列決定を行いうる能力からしてタンパク
質は総タンパク質の少なくとも約90重量%の純度に精製されたことを示し、ま
た最終のクロマトグラフィーによる精製工程におけるタンパク質の鋭い溶出ピー
クもそれを支持した。
3本の鎖のいずれのC−末端も遊離酸である。更に微量配列分析法によりタンパ
ク質Aの14に鎖のN−末端はGly−Leu−Glu−Cys−Asp−Gl
y−Lys−Val−Asn−11e−Cys−Cys−Lys−Lys−Gl
n−Phe−Phe−Val−3er−Phe−Lys−Asp−11e−Gl
y−Trp−Asn−Asp−Trp−11e−11e−Ala−Proの配列
を有することが明らかとなった。
タンパク質Aは今や完全に性状決定され、116個のアミノ酸残基の鎖(14に
鎖)(この鎖は少なくとも1個の内部ジスルフィド結合を有していると思われる
)と1または複数のジスルフィド結合によって結合された134個のアミノ酸残
基の鎖(18に鎖)を含むことが明らがとなった。タンパク質Bは相同な14に
鎖に結合した同一の18に鎖を有している。
各32にタンパク質は酸性で4.8のpKa値を有し、一般に水性媒質に溶解す
る。各タンパク質はコンカナバリンA(concanavalin A)に対す
る限定的親和力によって決定されたように、一部分グリコシル化されている。各
32にタンパク質はラット脳下垂体前葉単層培養系においてFSHの基礎分泌を
特異的に抑制するインヒビン活性を示す。タンパク質Bはコンピュータープログ
ラムB l0PROGで計算したところ、450 pg/mlの半数有効量(h
alf −maximumeffective dose ; E D5o)を
示し、タンパク質Aは900pg/mlのE D 5oを示した。各32にタン
パク質は哺乳動物、特に雄の受精能を抑制するために有用である。
各32にタンパク質はウシ卵胞液から単離された56,000ダルトン(56K
)のタンパク質に似た性質を有している。該ウシからのタンパク質は互いにジス
ルフィド結合で結合した分子ff144,000および14,000ダルト>
(44におよび14K)より報告されたウシの44に鎖の最初の3個のアミノ−
末端残基は今回単離されたいずれのブタ32にタンパク質の2本の鎖のいずれと
も異なっているが、ウシ56にペプチドの1.4に鎖の2番目および3番目の残
基はいずれのブタ32にペプチドの14に鎖のものとも同じである。ブタ32に
タンパク質とウシ56にタンパク質との関係については、もしそれがあるとして
も今回明らかとはならなかった。
各32にタンパク質は最近ヒト精液血漿から単離され性状決定された“α−イン
ヒビン″ 〔ラマシャルマ(1985))とは全く異なっている。″α−インヒ
ビン″は92アミノ酸残基の親分子に全て由来する一本鎖ポリペプチドであると
報告されている。しかしながら、α−インヒビンー52の31アミノ酸からなる
NH2−末端フラグメントも天然産物もいずれもラット脳下垂体前葉細胞培養物
において基礎FSH−放出活性を抑制しなかった〔ヤマシロ(Yamasiro
)、 D、ら、Proc、 Natl、 Acad、 Sic、 USA 81
゜5349−5402 (1984) )。“β−インヒビン”は文献記載内容
によるとC0OH末端の87−94フラグメントに活性中心を有する94個のア
ミノ酸からなる一本鎖ポリペプチドであると記載されている。〔アーバッティ(
Arbatti)、 N、ら。
FEBS Lettres 181. 57−83 (1985) ] 、この
フラグメントを合成したが、5μg/mlの濃度までではラット脳下垂体前葉細
胞培養物アッセイにおいてFSHの基礎分泌の抑制に対して不活性であることが
判った。前掲のラマシャルマらおよびりらのこれら2つの実験室においてインヒ
ビン活性のために用いた生物検定法は本明細書で記載するものとは実質的に異る
。
本発明によるインヒビン精製過程においては、ヘパリンーセファロースアフィニ
ティクロマトグラフィー、ゲル濾過および固定相および/または移動相に各種条
件を用いる少なくとも1回、好ましくは数回のRP−HPLCを含む連続的精製
工程によってブタインヒビンはブタの体、特にブタ卵胞液(PFF)から得られ
る粗抽出物から単離されるが、他の適当な体材料の抽出物も使用できる。同じ精
製工程は組換えDNA法により得られる粗抽出物から目的とする咽乳動物インヒ
ビンタンパク質を得るのにも利用できる。
ブタインヒビンを始めて実質的に純粋に単離した好適な工程においては、PFF
をまずヘパリン−セファロースアフィニティークロマトグラフィーで精製し、次
いでセファクリルS−200ゲル上のゲル濾過そして続いて異なる移動相グラジ
ェントおよび/または誘導体化(derivatized)シリカ支持体を用い
る4回の連続RP−HPLCにより精製する。比較的に低い疎水性を有する固定
相を用いるのが好ましく、(3−C8カラムが好適であり、C3−C5およびフ
ェニルカラムが特に好適である。移動相の溶質特性は好適には有機成分、特にア
セトニトリルの濃度を変えることにより調整される。1回のRP−HPLC精製
であってもゲノ晴濾過した物質の純度を有意に増すが、一般には2回もしくはそ
れ以上、好ましくは4回のRP−HPLC精製をヘパリン−セファロースクロマ
トグラフィーおよびゲル濾過による連続処理に続いて行う。
精製工程のための出発材料はカリフォルニア州、ウッドランド、J、R,サイエ
ンティフィック社から入手した凍結PFFであった。凍結PFF約18gをイン
ヒビン生成物を単離するために250m1のバッチに分けた。精製の第1工程は
ヘパリン−セファロースアフィニティークロマトグラフィーであって、この工程
ではタンパク質は適用条件下にセファロース−結合ヘパリン分子に吸着され、吸
着されたインヒビン物質は11!fNaCΩ溶出液によって回収される。この工
程は粗エキスの精製工程をおおいに促進する。
何故なら、この方法はPFFのような比較的大容量の粗エキスをかなり速く処理
することができ、且つ粗エキスの活性の少なくとも90%の全イン上ビン活性を
示すタンパク質を回収することができるからである。
精製工程を通じてインヒビンの生物活性はラット脳下垂体前葉の単層培養物〔ヴ
エール(Vale)、 115ら。
EndOerinOIOg!Y 旦、562−572 (1972)]を用いる
jn VitrOの生物アッセイによりモニターした。簡単に述べると、生後2
11日目酸ラットの脳下垂体前葉を集め酵素的に分散し、1日目に24ウエルの
組織培養プレート(カリフォルニア州、オックスナード、ファルコン プラスチ
ック社)上でHDMEM(カリフォルニア州、サンタクララ。
GIBCOラボラドリース社)中の10%ウシ胎児血清におく。2日目に培地を
HD M E M中の1%ウシ胎児血清に変え試料を加える。更に48時間イン
キュベーションを続行する。次いで培地を回収し、LHおよびFSH濃度をNI
ADDKD社の脳下垂体ホルモンプログラムより入手した物質を用いるラジオイ
ムノアッセイ(RI A)により測定する。このアッセイにおいてはインヒビン
タンパク質は培地のみをインキュベーションする対照群と比較して、FSHの基
礎放出のみを抑制し、LHの放出を抑制しない。
各種カラムの分画中のインヒビン活性を検定するには、0.01〜0.1容量%
のアリコートを採り、水100μg中の、ヒト血清アルブミン100μgを加え
た後、溶媒をスピード−バク(Speed −Vac)#縮型にューヨーク州、
ヒックスビル。
5avant社)により蒸発させた。残渣をHD M E M中の1%ウシ胎児
血清3ml中に再溶解し、Millex −GS O,22μmフィルター(マ
サチューセッツ州、ベッドフォード。
Mj I I i pore社)で濾過し、2回測定した、精製工程における生
物アッセイをスピードアップするために、インヒビン活性により作動するFSH
分泌の基礎抑制のみを測定し、インヒビンタンパク質がクロマトグラフ中で移動
すると予期される領域のみでプロットした。
ヘパリン−セファロースアフィニティークロマトグラフィーを実施するために、
凍結P F F 500m1ビンを解凍し、細胞片をベックマンJ2−21遠心
分離機(カリフォルニア州、パロアルト、 Beckmanインスツルメント社
)中でJ A −20o−ターを用い、io、ooorpmで30分間遠心分離
した。上清(250ml)の半量を4Ωのエーレンマイヤーフラスコ中で0.1
M NaCgを含む0.01M )リス−塩酸(pH7) 2250m1を加え
ることにより容量を10倍に希釈し、ラビット(Rabbit) 4チヤンネル
嬬動ポンプ(カリフォルニア州、エメリーヴイル、 Rabininインスツル
メント社)と8本のシラスチックチューブを用いてカラム当り40m1/時の速
度で、8本のヘパリン−セファロースカラム(3,5X9cm;ニューシャーシ
ー州、ビス力夕ウエイ、 Pharmaeiaファインケミカルズ社)に同時に
ポンプ注入した。全液体をヘパリン−セファロースに注入した後、8本のカラム
を同時に0.1M NaCgを含む0.01 M )リス−塩酸(pH7) 3
.59で同様に洗浄した。インヒビン活性を有する吸着タンパク質は上述したよ
うに8本のカラムを1〜INa (J7を含む0.01 M )リス−塩酸(p
H7)1.3gで同時に洗浄することにより溶出され、洗浄物を16m1ずつの
分画に分取した。第1a図はPFFからインヒビン活性物質を溶出する際の典型
的な溶出パターンを示す。インヒビン活性は上述したin vitroの生物ア
ッセイによりモニターした。カラムを0.OIM)リス−塩酸中の2M NaC
g(pH7) 1.6gで更に洗浄することにより再生し、残りのP F F
250m1を精製するために、0.IM NaCgを含む0 、01 M +−
リス−塩酸3.5gで再平衡化した。
次いで、得られた物質をゲル濾過によって分画し、その分子量によってタンパク
質を分離した。8本のヘパリン−セファロースカラムにより抽出したインヒビン
活性を有する分画を集め(400ml) 、28.Eimm内筒径のスペクトラ
ポア(Spectrapor)No、 3膜チユーブ(Mrカットオフ: 3,
500)(カリフォルニア州、ロスアンゼルス、 spectrumメディカル
インダストリース社)中で30%酢酸16gに対して一夜透析してNaCgを除
去した。残った液体を上記の如く遠心分離して白色沈殿を除き、上清を等量に8
分割し、8本のセファクリルS−200スーパーフアインカラム< 5 X 1
00cm;ニューシャーシー州、ピスカタウエイ、 Pharmaciaファイ
ンケミカルス社)に供した。各カラムを20m1/22分の速度で30%酢酸で
溶出し、280nmのUV吸収および生物アッセイによりカラムの分画をモニタ
ーした。
第1b図はセファクリルS−200カラム中で精製されたインヒビン物質の溶出
パターンを示す。はぼ等量の活性を有する2つの溶出ゾーンを検出したが、その
うちの1つは>ir約30,000で溶出し他方はMr約12,000で溶出し
た。しかしながら、UV吸収で検出したタンパク質濃度に基くと、低分子量ゾー
ンの方がはるかに高い特異的活性を有していた。結果として、この領域を更にR
P−HPLCにより精製した。
8本のS−200カラムから得られる低分子量のインヒビンタンパク質を集めて
凍結乾燥した。凍結乾燥物質(40mg)を0.2N酢酸40m1中に溶解し、
Millex −HAo、45μmフィルター(マサチューセッツ州、ベッドフ
ォード。
Mi l l 1poreコーポレーシヨン)でン濾過した。ろ液を直接バイダ
ック5μm−粒径04カラム(IX25cm;カリフォルニア州、ヘスペリア、
ザ・セパレーション・グループ)に供し、第1c図に示すようにTEAP緩衝液
のグラジェントにより展開した。TEAP系においては、緩衝液Aは0.25N
リン酸トリエチルアンモニウム(pH3)からなり、緩衝液Bは緩衝液中の80
%アセトニトリルである。全2戸液を装填した後、UV吸収がベースラインに達
するまてカラムを水性緩衝液Aで洗浄した。インヒビン活性を示す分画をスペク
トロフo −(Spectroflow) 757UVデイテクターにュージャ
ージー州、ラムゼイ、 Kratosアナリテイカルインスツルメンツ社)、ツ
ルチック(Soltec) 220レコーター(カリフォルニア州、サンバレー
、 5oltecインコーポレーシヨン)およびレディラック(Redirac
)2112フラクシヨンコレクター(メリーランド州、ギヤザースバーグ。
LKBインスツルメンツ社)を備えたべ・ソゲマン332グラジ工ント液体クロ
マトグラフィーシステム(カリフォルニア州、バークレー、 Beckmaロイ
ンスツルメンツ社)で分離した。実質的にインヒビン活性を有する2つのゾーン
を検出し、そのうち最初の溶出ゾーン(インヒビンタンノくり質A)は後の溶出
ゾーン(インヒビンタンパク質B)よりも高い活性を示した(第1C図参照)。
各カラムからのインヒビンタンパク質Bを集め、2回のRP−HPLC工程によ
り更に精製した。第1の工程では、バイダック5μm−粒径04カラム(I X
25cm)とトリフルオル酢酸(T F A)緩衝液系を用い(第2a図)、
第2の工程ではバイダック5μm−粒径フェニルカラム(IX25cm)とTE
AP緩衝液系を使用した(第2b図) 。TFA系では、緩衝液Aは水999m
1中に1−リフルオル酢酸1mlを含有し、緩衝液Bは水199m1およびアセ
トニトリル800m1中にトリフルオル酢酸1mlを含有する。最終的に2〜3
のバッチから得たインヒビンタンパク質BをアクアボアRP −30010μr
n−粒径カラム(0,48X25cm ;カリフォルニア州、サンタクララ、
Brownlee ラプス社)およびTFA緩衝液系を用いて第2c図に示すよ
うに濃縮した。
結局、合計約60μgのインヒビンタンパク質BをPFF18gから精製した。
各カラムからのインヒビンタンパク?−T Aを集め、2回のRP−HPLC工
程により更に精製した。第1の工程では、バイダック5μm−粒径C4カラム(
I X 25cm)とトリフルオル酢酸(TFA)緩衝液系を用い(第5a図)
、第2の工程ではバイダック5μm−粒径フェニルカラム(1×25cm)とT
EAP緩衝液系を使用した(第5b図)。
TFA系では、緩衝液Aは水999m1中にトリフルオル酢酸1mlを含有し、
緩衝液Bは水199m1およびアセトニトリル800 ml中にトリフルオル酢
酸1mlを含有する。最終的に2〜3のバッチから得たインヒビンタンパク質A
をアクアポアRP −30010μm−粒径カラム(0,46X25cm ;カ
リフォルニア州、サンタクララ、 Brownlee ラプス社)およびTFA
緩衝液系を用いて第5c図に示すように濃縮した。
結局、合計約600μgのインヒビンタンパク質AをPFF18gから精製した
。
実質的に均一なタンパク質AおよびBのアミノ酸分析はボーレン(Bohlen
) P、、らAnal、 Bioehe[Il、126.144l44−156
(19に記載の方法により行い、結果を表1に示す。
表 1
ブタ卵胞からの精製インヒビンタンパク質のアミノ酸組成A s x 18.5
±L、6 21.0±1.IThr 11.5±0.5 13.5±0.6S
e r L6.3±1.4 ]、8.1±0.7G 1 x 21.3±1.4
22.5±0.5G 1 ”l/ 19.9±19 22.4±0.7A l
a 19.7±1.4 22.0±0,6Val 14.1±1.8 14.
4±0.4Met 6.1±0.4 5.8±0,3I 1 e 14.6±1
.7 10.3±0.2L e u 27.3±2.1 27.8±0,8Ty
r 10.7±1.3 11.4±0.4P h e 11.6±1.4 10
.0±0.2Hi s 14.1±1.2 7.9±0.6T r p 4.4
±0.3 3.9±0.4L Y S 11.9±0.9 5.4±0.2A
r g 13.9±0.6 15.8±0.4Cy s ” 14.4±0.2
14.2±0.9P r o 29.2±0.9 29.6±1.1本 4回
の分析の平均±SD(標準偏差)に対応し、測定した。
最後のRP−HPLC精製により得られたインヒビンタンパク質Bをラエムリ
(Laemmli)、Vl、 Nuture 227゜680−685 (19
70)の方法によって1mm厚さの15%アクリルアミドゲルで還元および非還
元条件下に分析した。タンパク質は銀染色試薬(カリフォルニア州、リッチモン
ド。
B I O−RAD)によって検出した。標準物質として次の分子二基準物質を
使用した:ウシ血清アルブミン(Mr=87.000) 、卵アルブミン(Mr
=43,000) 、α−キモトリプシノーゲン(Mr =25,700)お
よびリゾチーム(Mr =14.500)。非還元条件下では、ゲル上に装填す
る前に水20μρ中のインヒビンタンパク質2μgを試料緩衝液(20%グリセ
ロール(v/v)を含む0.152 N4 )リス−塩酸、pH8,8。
4%ドデシル硫酸ナトリウムおよび0.04%ブロムフェノールブルー)20μ
Ωと共に37℃で1時間インキュベートした。
電気泳動は室温で200 V、6時間で実施した。還元条件下では、試料をゲル
上に装填する前にタンパク質2μgをまず0.02Mジチオトレイトール20μ
Ωと共に15分間インキュベートし、次いで試料緩衝液20μgを加えて更に1
時間インキュベートした。電気泳動バッファー中に0.005 Mジチオトレイ
トールを含む以外は上記の方法で電気泳動を実施した。非還元条件下の5DS−
PAGEでは、インヒビンタンパク質BはMr 32.000の位置に単一バン
ドを示した(第3a図参照)。還元条件下では、インヒビンタンパク質は2本の
バンドに別れ、一方はN・ir 1g、000の位置にそして他方はN・1r
14,000の位置であった(第3b図)。タンパり質Aを同様に電気泳動に付
したところ、同様の2本のバンドとMr 8,000の位置に1本のバンドを示
したが、これは不純物であると思われた。
32にのインヒビンタンパク質AおよびBの18におよび14に鎖のNF2−末
端配列分析は、まず還元条件下に5DS−PAGEで2本の鎖を分離し、次いで
分離したタンパク質鎖をGF/Cペーパー上に電気プロッティング(elect
ro−blotting) L、更にこれを切り抜いて直接微量配列分析に付し
た。簡単に説明すると、各インヒビンタンパク質(12〜15μg)を上記した
如く還元条件下に0.5 mm厚さの15%アクリルアミドゲル(8X lOc
m)上で電気分解した。電気分解後にゲルを直ちに室温で0.5%酢酸中の0.
5%NP−40(ミズーリ州、セントルイス、 Sigmaケミカル)で3回洗
浄した。次いでゲルをあらかじめプロッティングバッファー(0,5% NP−
40含有2%酢酸)で短時間湿らせた2枚のトリフルオル酢酸活性化GF/Cペ
ーパーにュージャージー州、クリフトン、 Whatman)の間にはさんだ。
タンパク質が第1のペーパーに完全に吸着されない場合には更に1枚の活性化G
F/Cペーパーをカソード側においた。GF/Cペーパーの外側をワットマンN
o、 3消紙で保護し、プラスチックグリッド(カルフォルニア州。
リッチモンド、BIO−RAD)で固定した2枚のスコッチブライト(Scot
ch −Br1te)パッドの間に全てのアッセンブリ(assembly)を
挿入した。これをプロッティングバッファー中て一定電圧60■で4°C116
時間電気泳動し、陽性に荷電したタンパク質をGF/Cペーパー上で移動させた
。
電気的に移動したタンパク質鎖はクーマシーブルー染色により検出した。染色さ
れたタンパク質バンドから直径1.2cmの円を切り抜き、これを直接上記の微
量配列分析に供した。
ニッシュ(Esch)、 F、 Anal、 Biochem、138.39−
47(1984)に記載するように、NF2−末端で始まる完全インヒビンタン
パク質の微量配列分析はおよそ等濃度の2種の残基のあることを各分析が示して
おり、このことは各タンパク質が2本の鎖からなることを示す。完全および還元
インヒビンタンパク質の多数回にわたる配列分析の結果に基いて、各インヒビン
タンパク質の18に鎖のN H2−末端のアミノ酸残基はSer−Thr−Al
a−Pro−Leu−Pro−Trp−Pro−Trp−Ser−Pro−Al
a−Ala−Leu−Arg−Leu−Leu−Gln−Arg−Pro−Pr
o−Glu−Glu−Pro−Ala−Valである。インヒビンタンパク質B
の14に鎖のNF2−末端残基はGly−Leu−Glu−Cys−Asp−G
ly−Arg−Thr−Asn−Leu−Cys−Cys−Arg−Gln−G
ln−Phe−Phe−11e−Asp−Phe−Arg−Leu−11e−G
ly−Trp−であり、インヒビンタンパク質Aの14に鎖のNF2−末端残基
はGly−Leu−Glu−Cys−Asp−Gly−Lys−Val−Asn
−11e−Cys−Cys−Lys−Lys−Gln−Phe−Phe−Val
−Ser−Phe−Lys−Asp−I 1e−Gly−Trp−Asn−As
p−Trp−I le−I 1e−Ala−Pro−、である。
し、組換D N A法によってcDNAを合成することもできる。メツセンジャ
ーRNA (mRNA)はインヒビンを産生ずる卵巣の卵胞から得られ、次いで
逆転写によりmRNAからcDNAを合成する。cDNAはクローニングベクタ
ーに挿入され、クローニングベクターを用いて適当な宿主を形質転換し、cDN
Aライブラリーを創製する。
3種類のインヒビン鎖の既知部分的アミノ酸配列に基いて、各鎖に対応するcD
NAを検出するために標識オリゴヌクレオチドを合成する。遺伝コードの縮重の
ため、混合ハイブリダイゼーションプローブを用意しプローブとして使用する。
次いでこれらのプローブを用いててライブラリー中から鎖をコードする遺伝子配
9’lを有するcDNAクローンを選択する。cDNAライブラリーは、インヒ
ビンまたはインヒビン鎖のうちの1つに対して生じた抗体を用いる免疫学的発現
アッセイによってスクリーニングすることもできる。免疫学的発現アッセイはハ
イブリダイゼーションプローブによるスクリーニングの確認に使用することもで
きる。
選択したクローンからcDNAを切り出しプロモーター配列の制御下に適当なベ
クターに挿入し、該ベクターは組換えインヒビン鎖の発現用セルライン中に形質
転換される。
適当な鎖のペアに対する遺伝子−を含む複数のベクターが同じセルラインに形質
転換することが考えられるが、簡単化のために各鎖の発現用ベクターを別個にセ
ルライン中に形質転換することが好ましい。次いて個々のインヒビン鎖を細胞物
質および/または細胞培養培地から単離して生物活性なインヒビンの製造用中間
体として用いることができる。
適当量の18におよび14に鎖を次いで各踏量のジスルフィド結合を促進する酸
化条件に付してインヒビンを製造する。
上記の分子生物学的手法は分離したインヒビン鎖をコードする遺伝子配列の読取
り、従ってタンパク質鎖の完全性状決定にも使用することができる。今やタンパ
ク質Aは完全に性状決定され、116個のアミノ酸残基鎖(14に鎖)と1また
は複数のジスルフィド結合により結合した134個のアミノ酸残基鎖(18に鎖
)を含むことが判明した。134−残基鎖は以下の配列:
H−3et−Thr−Ala−Pro−Leu−Pro−Trp−Pro−Tr
p−Ser−Pro−Ala−Ala−Leu−Ar’g−Leu−Leu−G
ln−Arg−Pro−Pro−Glu−Glu−Pro−Ala−Val−H
is−Ala−Asp−Cys−His−Arg−Ala−8er−Leu−A
sn−I le−3er−Phe−Gln−Glu−Leu−Gly−Trp−
Asp−Arg−Trp−11e−Val−His−Pro−Pro−8er−
Phe−11e−Phe−His−Tyr−Cys−His−Gly−Gly−
Cys−Gly−Leu−Pro−Thr−Leu−Pro−Asn−Leu−
Pro−Leu−3er−Val−Pro−Gly−Ala−Pro−Pro−
Thr−Pro−Val−Gln−Pro−Leu−Leu−Leu−Val−
Pro−Gly−Ala−Gln−Pro−Cys−Cys−Ala−Ala−
Leu−Pro−G]、y−Thr−Met−Arg−Ser−Leu Arg
−Val−Arg−Thr−Thr−3er−Asp−Gly−Gly−Tyr
−3er−Phe−Lys−Tyr−Glu−Thr−Val−Pro−Asn
−Leu−Leu−Thr−Gln−His−Cys−Ala−Cys −I
1e−OH
を有している。116−残基鎖は以下の配列:H−Gly−Leu−Glu−C
ys −Asp−Gly −Lys−Val−Asn−11e−Cys−Cys
−Lys−Lys−Gln−Phe−Phe−Val−3er−Phe−Lys
−Asp−11e−Gly−Trp−Asn−Asp−Trp−11e−11e
−Ala−Pro−3et−Gly−Tyr−His−Ala−Asn−Tyr
−Cys−Glu−Gly−Glu−Cys−Pro−3er−His−11e
−Ala−Gly−Thr−3er−Gly−8er−8er−Leu−Ser
−Phe−His−8er−Thr−Val−11e−Asn−His−Tyr
−Arg−Met−Arg−Gly−His−8er−Pro−Phe−Ala
−Asn−Leu−Lys−3er−Cys−Cys−Val−Pro−Thr
−Lys−Leu−Arg−Pro−Met−8er−Met−Leu−Tyr
−Tyr−Asp−Asp−Gly−Gln−Asn−11e−11e−Lys
−Lys−Asp−11e−Gln−Asn−Met−11e−Val−Glu
−Glu−Cys−Gly−Cys−Ser−OH
を有している。この性状決定はPFFから得られた精製タンパク質の初期の分析
と合致する。第1の鎖のアミノ酸残基の数と18にの実測値との不一致は上記し
たグリコジル化の存在によって説明される。分子量約3000ダルトンの炭水化
物部分は第1鎖の36位にあるAsn残基の側鎖に結合しているものと信じられ
る。
タンパク質Bも性状決定され、18に鎖はタンパク質Aと同じ配列を有している
と信じられる。14に鎖は以下の115個のアミノ酸残基配列を有していること
が判明した。
H−Gly−Leu−Glu−Cys−Asp−Gly−Arg−Thr−As
n−Leu−Cys−Cys−Arg−Gln−Gln−Phe−Phe−I
le−Asp−Phe−Arg−Leu−I 1e−Gly−Trp−3er−
Asp−Trp−11e−I le−Ala−Pro−Thr−Gly−Tyr
−Tyr−Gly−Asn−Tyr−Cys−Glu−Gly−3er−Cys
−Pro−Ala−Tyr−Leu−Ala−Gly−Val−Pro−Gly
−5er−Ala−3er−Ser−Phe−His−Thr−Ala−Val
−Val−Asn−Gln−Tyr−Arg−Met−Arg−Gly−Leu
−Asn−Pro−Gly−Thr−Val−Asn−3er−Cys−Cys
−11e−Pro−Thr−Lys−Leu−3er−Thr−Met−Ser
−Met−Leu−Tyr−Phe−Asp−Asp−Glu−Tyr−Asn
−11e−Val−Lys−Arg−Asp−Val−Pro−Asnlvie
t−11e−Val−Glu−Glu−Cys−Gly−Cys−Ala−OH
。
この性状決定はPFFから得られた精製タンパク質の初期の分析と一致する。
従って本発明は生物活性なジスルフィド−結合ダイマーを製造する中間体として
有用な約115残基〜約134残基のポリペプチドまたは比較的短いタンパク質
を提供する。更に詳しくは、本発明は以下の3種類のポリペプチドを提供する。
(a) H−8er−Thr−Ala−Pro−Leu−Pro−Trp−Pr
o−Trp−3et−Pro−Ala−Ala−Leu−Arg−Leu−Le
u−Gln−Arg−Pro−Pro−Glu−Glu−Pro−Ala−Va
l−His−Ala−Asp−Cys−His−Arg−Ala−8er−Le
u−Asn−11e−3er−Phe−Gln−Glu−Leu−Gly−Tr
p−Asp−Arg−Trp−11e−Val−His−Pro−Pro−3e
r−Phe −I 1e−Phe−Hi 5−Tyr−Cys −Hls−Gl
y−Gly−Cys−Gly−Leu−Pro−Thr−Leu−Pro−As
n−Leu−Pro−Leu−3er−Val−Pro−Gly−Ala−Pr
o−Pro−Thr−Pro−Val −Gln−Pro−Leu−Leu−L
eu−Val−Pro−Gly−Ala−Gln−Pro−Cys−Cys−A
la−Ala−Leu−Pro−Gly−Thrlviet−Arg−3er−
Leu−Arg−Val−Arg−Thr−Thr−3er−Asp−Gly−
Gly−Tyr−8er−Phe−Lys −Tyr−Glu−Thr−Val
−Pro−Asn−Leu−Leu−Thr−Gln−His−Cys−Ala
−Cys−11e−OH;
(b) H−Gly−Leu−Glu−Cys−Asp−Gly−Arg−Th
r−Asn−Leu−Cys−Cys−Arg−Gln−Gln−Phe−Ph
e−11e−Asp−Phe−Arg−Leu−11e−Gly−Trp−3e
r−Asp−T’rp−11e−I le−Ala−Pro−Thr−Gly−
Tyr−Tyr−Gly−Asn−Tyr−Cys−Glu−Gly−3er−
Cys−Pro−Ala−Tyr−Leu−Ala−Gly−Val−Pro−
Gly−3er−Ala−3er−3er−Phe−His−Thr−Ala−
Val−Val−Asn−Gln−Tyr−Arg−Met−Arg−Gly−
Leu−Asn−Pro−Gly−Thr−Val−Asn−3er−Cys−
Cys−11e−Pro−Thr−Lys−Leu−3er−Thr−Met−
3er−hiet−Leu−Tyr−Phe−Asp−Asp−Glu−Tyr
−Asn−11e−Val−Lys−Arg−Asp−Val−Pro−Asn
lviet −11e−Val−Glu−Glu−Cys−Gly−Cys−A
la−OH;
(e) H−Gly−Leu−Glu−Cys−Asp−Gly−Lys−Va
l−Asn−11e−Cys−Cys−Lys−Lys−Gln−Phe−Ph
e−Val−3er−Phe−Lys−Asp−11e−Gly−Trp−As
n−Asp−Trp−I 1e−I le−Ala−Pro−8er−Gly−
Tyr−His−Ala−Asn−Tyr−Cys−Glu−Gly−Glu−
Cys−Pro−3er−His−11e−Ala−Gly−Thr−Ser−
Gly−8er−Ser−Leu−8er−Phe−His−6er−Thr−
Val−11e−Asn−His−Tyr−Arg−Met−Arg−Gly−
His−Ser−Pro−Phe−A1a=Asn−Leu−Lys−3er−
Cys−Cys−Val−Pro−Thr−Lys−Leu−Arg−Pro−
Met−3er−Met−Leu−Tyr−Tyr−Asp−Asp−Gly−
Gln−Asn−11e−11e−Lys−Lys−Asp−11e−Gln−
Asn−Met−I 1e−Val、−Glu−Glu−Cys−Gly−Cy
s−Ser−OH
例えば、134−残基のポリペプチドは他の短鎖ポリペプチドの1つと結合して
生物活性なジスルフィド−結合へテロダイマーを形成することができる。
薬学的に許容される担体と組合せて医薬組成物を形成する実質的に純粋な32に
インヒビンまたはその無毒性塩は、受胎能を抑制するためにヒトを含む哺乳動物
に静脈内、皮下、経皮、筋肉内または経口的に投与することができる。
インヒビン投与は照明乳動物に受胎能の減少を誘導し、雌補乳動物には精子形成
の減少を誘導する。十分量のインヒビンの投与は哺乳動物に不妊症を誘導する。
インヒビンは不妊症の診断にも使用できる。
このようなペプチドはしばしば薬学的に許容される無毒性塩、例えば酸付加塩ま
たは亜鉛、鉄などの金属錯体(これらも本発明の目的にとっては塩と考えられる
)の形で投与される。酸付加塩の例としては、塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、
リン酸塩、マレイン酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、安息香酸塩、コハク酸塩、リン
ゴ酸塩、アスコルビン酸塩、シュウ酸塩が挙げられる。活性成分を錠剤形で投与
する場合には、錠剤はトラガカント、コーンスターチまたはゼラチンのような結
合剤、アルギン酸のような崩壊剤およびステアリン酸マグネシウムのような滑沢
剤を含んでいてもよい。液体形の投与が望ましい場合には、甘味料および/また
は着香料を用いることかでき、また等張合塩水、リン酸緩衝液に溶解して静脈内
投与することもできる。
インヒビンは内科医の指導の下に投与されるべきであり、通常医薬組成物は有効
量のペプチドと慣用の薬学的に許容される担体とを組合せてなる。投与量はタン
パク質が投与される特定の目的に依って変化し、タンパク質が雄避妊薬として標
準的に投与される場合の投与量レベルは体重1kg当り約0.1〜約IIIIg
の範囲である。
インヒビンの精製法は主としてPFFからの単離によって説明したが、インヒビ
ンはその他の粗エキスからも同様に精製され得る。“粗エキス″という語は本明
細書中では卵胞液に加えてその他の哺乳動物体材料の抽出物を意味し、また補乳
動物インヒビンタンパク質の製造のために当業界の技術水準にある方法によって
形質転換された原核生物(例えば大腸菌)および真核生物〔例えばサツカロミセ
ス・セレビシェ(S、 cerevisiae))等の実験室微生物を含む生物
体の抽出物も意味する。
本発明はその好ましい態様について説明され、それは本発明の発明者にとっての
現時点における最良の態様を示すが、請求の範囲に記載の発明の範囲を逸脱する
ことなく当業者に自明な各種変更や修飾がなされうろことが理解されるべきであ
る。
本発明の特定の面を以下の請求の範囲に強調する。
第1a図
第1C図
第3図
B s
FSH(ng/ml・48MIJ)−
LH(ng/ml−48BS:W)−−−−−卑5a閲
孔5C回
国際調査報告
Claims (20)
- 1.総タンパク質の少なくとも約90重量%の純度を有する32,000ダルト ンのタンパク質であって、該タンパク質のpKaは約4.8であり、該タンパク 質は分子量約18,000ダルトンの第1ポリペプチド鎖と分子量約14,00 0ダルトンの第2ポリペプチド鎖とからなり、該第1鎖と第2鎖とは活性タンパ ク質中ではジスルフィド結合によって互いに結合しており、該第1鎖は【配列が あります】で始まるアミノ−末端配列を有しておりそして該第2鎖は【配列があ ります】 で始まるアミノ−末端配列を有し、該タンパク質は卵胞刺激ホルモンの基礎分泌 を特異的に抑制するが黄体形成ホルモンの基礎分泌を抑制しない、上記タンパク 質。
- 2.第2鎖が【配列があります】 で始まるアミ ノ−末端配列を有する請求の範囲第1項記載のタンパク質。
- 3.第2鎖が【配列があります】 (ただし、Xは未知のアミノ酸残基である)で始まるアミ−末端配列を有する請 求の範囲第1項記載のタンパク質。
- 4.第2鎖が以下の配列: 【配列があります】 を有する請求の範囲第1項記載のタンパク質。
- 5.第2鎖が以下の配列: 【配列があります】 を有する請求の範囲第1項記載のタンパク質。
- 6.アミノ酸組成がおよそAsx21.0,Thr13.5,Ser18.1, Glx22.5,Gly22.4,Ala22.0,Val14.4,Met5 .8,Ile10.3,Leu27.8,Tyr11.4,Phe10.0,H is7.9,Trp3.9,Lys5.4,Arg15.8,Cys14.2, およびPro29.6である請求の範囲第1項記載のタンパク質。
- 7.アミノ酸組成がおよそAsx18.5,Thr11.5,Ser16.3, Glx21.3,Gly19.9,Ala19.7,Val14.1,Met6 .1,Ile14.6,Leu27.3,Tyr10.7,Phe11.6,H is14.1,Trp4.4,Lys11.9,Arg13.9,Cys14. 4,およびPro29.2である請求の範囲第1項記載のタンパク質。
- 8.第1鎖が以下の配列: 【配列があります】 を有し、且つグリコシル化されている請求の範囲第1項記載のタンパク質。
- 9.第1鎖が以下の配列: 【配列があります】 を有する請求の範囲第5項記載のタンパク質。
- 10.第2鎖が以下の配列: 【配列があります】 を有する請求の範囲第1項記載のタンパク質。
- 11.第1鎖が以下の配列: 【配列があります】 を有する請求の範囲第10項記載のタンパク質。
- 12.インヒビン活性を有する抽出物材料を用意し、インヒビンタンパク質がヘ パリン分子に吸着する条件下に、ヘパリン分子が結合する支持体媒質中に該抽出 物をさらし、次いで該インヒビンタンパク質を該ヘパリン分子から溶出し、 該溶出インヒビンタンパク質をゲル濾過してインヒビン活性を有する分画を選択 し、そして 該ゲル濾過分画物を少なくとも1回の逆相高性能液体クロマトグラフィーカラム 上で分画する、ことからなる粗抽出物からインヒビン活性を有する実質的に均一 なタンパク質を得る方法。
- 13.該ゲル濾過分画物を異なる固相条件および/または液相条件の少なくとも 2回の連続的逆相高性能液体クロマトグラフィーカラム上で分画する請求の範囲 第12項記載の方法。
- 14.逆相高性能液体クロマトグラフィーの少なくとも1回をC3−C5カラム で実施する請求の範囲第12項記載の方法。
- 15.粗抽出物をブタ体材料から得る請求の範囲第12項記載の方法。
- 16.体材料がブタ卵胞液である請求の範囲第15項記載の方法。
- 17.2本の鎖がジスルフィド結合によって内部結合した、組換えDNA法等に より製造される合成タンパク質であって、第1鎖が以下の配列: 【配列があります】 を有し、そして第2鎖が以下の配列: 【配列があります】 または以下の配列: 【配列があります】 を有する上記合成タンパク質。
- 18.以下の(a)〜(c)からなる群より選択される、生物活性ダイマーの製 造に用いる化学中間体として有用な合成ポリペプチド。 (a)【配列があります】 (b)【配列があります】 (c)【配列があります】
- 19.以下の配列: 【配列があります】 を有する請求の範囲第18項記載のポリペプチド。
- 20.以下の配列: 【配列があります】 を有する請求の範囲第18項記載のポリペプチド。
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