KR19980701798A - Obesity-inhibiting protein - Google Patents

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KR19980701798A
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gly
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KR1019970705195A
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Inventor
마가렛 비. 바신스키
리처드 디. 디마치
데이비드 비. 플로라
존 이. 헤일
윌리엄 에프. 쥬니어 헤쓰
에이. 호프만 제임스
브리지트 이. 쇼너
Original Assignee
피터 지. 스트링거
일라이 릴리 앤드 캄파니
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Abstract

본 발명은 환자에게 투여되어 지방 조직을 조절하는 비만 억제 단백질을 제공한다. 따라서 그러한 시약은 환자를 이들의 비만 결점을 극복하고, II형 당뇨병, 심장혈관 질환 및 암에 대한 위험성을 매우 감소시켜 정상적인 생활을 할 수 있도록 한다.The present invention provides an obesity-suppressing protein that is administered to a patient to regulate adipose tissue. Such reagents thus allow patients to overcome their obesity deficiencies and to reduce their risk of type II diabetes, cardiovascular disease and cancer to a normal life.

Description

비만 억제 단백질Obesity-inhibiting protein

본 발명은 인체 의약, 특히 비만 및 비만과 관련된 질환 치료용 의약 분야에 속한다. 가장 구체적으로 본 발명은 환자에게 투여시 지방 조직을 조절하는 비만 억제 단백질에 관한 것이다.The present invention belongs to the field of medicine for the treatment of diseases related to human medicine, especially obesity and obesity. More particularly, the present invention relates to an obesity-suppressing protein that regulates adipose tissue upon administration to a patient.

비만 및 특히 상체 비만은 미국 및 전세계적으로 공통된, 매우 심각한 공중 보건 문제이다. 최근 통계에 따르면, 미국 인구의 25 % 이상과 캐나다 인구의 27 % 이상이 표준 체중을 넘어섰다 [Kuczmarski,Amer. J. of Clin. Nutr.55 : 495s - 502s (1992) ; Reeder et. al.,Can. Med. Ass. J., 23 : 226 - 233 (1992)]. 상체 비만은 II형 진성 당뇨병 (diabetes mellitus)의 가장 강력한 위험 인자이며 심장 혈관 질병 및 암에 있어서도 마찬가지로 강력한 위험 인자이다. 최근 비만에 대한 의료 비용에 대한 추정액은 전세계적으로 150,000,000,000 달러이다. 문제가 충분히 심각해지자 미국 공중 위생국장은 미국 사회에 만연된, 꾸준히 증가하는 지방과다증의 퇴치에 앞장서기 시작했다.Obesity and especially upper body obesity are very serious public health problems that are common in the United States and globally. According to recent statistics, over 25% of the US population and over 27% of the Canadian population have exceeded their standard weight [Kuczmarski, Amer. J. of Clin. Nutr. 55: 495s-502s (1992); Reeder et. al., Can. Med. Ass. J. , 23: 226-233 (1992)). Abdominal obesity is the strongest risk factor for type II diabetes mellitus and is equally a powerful risk factor for cardiovascular disease and cancer. The estimated cost of health care for recent obesity is around $ 150 billion worldwide. As the problem became serious enough, the US Public Health Director began taking the lead in fighting the steadily growing excess of fat in American society.

이 비만 유도 병리의 대부분은 이지혈증 (dyslipidemia), 고혈압 및 인슐린 저항성과 강력히 연관되어 있는 것으로 생각할 수 있다. 많은 연구들을 통해 식이요법 및 운동에 의한 비만의 감소가 이들 위험 인자를 상당히 감소시킨다는 것이 증명되었다. 불행하게도 이러한 치료는 실패율이 95 %에 달할 정도로 대부분 성공적이지 못하다. 이러한 실패는 그러한 상태가 증가하는 식욕, 고칼로리 음식에 대한 선호, 감소된 신체 활동 및 증가된 지질생성 대사에 기여하는 유전자적으로 물려받은 인자와 강력하게 관련되어 있다는 사실에 기인하는 것일 수 있다. 이는 이들 유전자적 특질을 물려받은 사람들이 이 상태를 물리치려는 그들의 노력에도 불구하고 비만이 되는 경향이 있음을 의미한다. 따라서, 이 지방과다증 장애를 치료하고 의사로 하여금 유전자적 유전성에도 불구하고 비만 환자를 치료할 수 있도록 하는 약효 물질이 필요하다.Most of these obesity-induced pathologies are thought to be strongly associated with dyslipidemia, hypertension and insulin resistance. Many studies have shown that the reduction of obesity by diet and exercise significantly reduces these risk factors. Unfortunately, these treatments are not nearly as successful, with failure rates reaching 95%. These failures may be due to the fact that such conditions are strongly associated with an increased appetite, preference for high caloric food, reduced physical activity, and genetically inherited factors that contribute to increased lipid metabolism. This means that those who inherit these genetic traits tend to become obese, despite their efforts to defeat this condition. Thus, there is a need for a medicinal substance that will treat this hyperlipidemic disorder and allow the physician to treat obese patients despite genetic inheritance.

생리학자들은 수년 동안 포유동물이 과식하는 경우 생성되는 과량의 지방이 신체가 비만 상태라는 신호를 뇌로 보내고 이로 인해 신체가 덜 먹고 보다 많은 연료를 소비하도록 한다고 가정했었다 [G. R. Hervey, Nature 227 : 629 - 631 (1969)]. 이러한 피드백 모델은 병체결합 (parabiotic) 실험에 의해 지지되고 이는 순환하는 호르몬이 비만을 조절한다 것을 의미한다.Physiologists have hypothesized that for many years, excess fat produced when mammals overeated signals to the brain that the body is obese, causing the body to eat less and consume more fuel [G. R. Hervey, Nature 227: 629-631 (1969)]. This feedback model is supported by parabiotic experiments, which means that circulating hormones regulate obesity.

ob/ob 마우스는 비만 및 당뇨병의 모델로 제6번 염색체 내의 돌연변이에 관련된 상염색체 열성 특질을 보유하는 것으로 알려져 있다. 최근 Yiying Zhang과 공동연구자들은 이러한 상태와 관련된 마우스 유전자의 위치지정 클로닝 (positional cloning)을 발표했다 [Yiying Zhang 등,Nature 372: 425-32 (1994)]. 이 보고서는 전적으로 지방조직에만 발현되는 21개의 아미노산으로 이루어진 신호 펩티드가 있는 167개의 아미노산으로 이루어진 단백질을 코딩하는 유전자를 개시하였다. 이와 유사하게 문헌 [Murakami 등,Biochemical and Biophysical Research Communications 209(3) : 944-52 (1995)]에는 래트 비만 유전자 (ob gene)의 클로닝 및 발현이 개시되어 있다. 보기에 ob 유전자에 의해 코딩된 단백질은 현재 지방과다증 조절 호르몬인 것으로 추정된다. Zhang 등의 보고서에서는 약학적 활성이 기재되어 있지 않다.The ob / ob mouse is a model of obesity and diabetes and is known to possess an autosomal recessive trait associated with mutations within chromosome 6. Recently Yiying Zhang and co-workers have published positional cloning of mouse genes related to these conditions [Yiying Zhang et al ., Nature 372 : 425-32 (1994)]. This report discloses a gene encoding a protein consisting of 167 amino acids with a signal peptide consisting of 21 amino acids exclusively expressed in adipose tissue. Similarly, the cloning and expression of the rat obesity gene (ob gene) is disclosed in Murakami et al., Biochemical and Biophysical Research Communications 209 (3): 944-52 (1995). In view, the protein encoded by the ob gene is currently estimated to be a lipid-modulating hormone. Zhang et al. Report no pharmacological activity.

그러나, 본 발명자들은 Zhang 등에 의해 개시된 단백질이 화학적 및(또는) 물리적 불안정성 때문에 매우 빈약한 약효 물질이라는 것을 발견하게 되었다. 사람 단백질은 예를 들면 침전 경향이 더 높다. 침전물을 함유한 천연 단백질의 제약제는 환자에게서 면역 반응을 일으킬 위험성을 증가시킨다. 따라서, 개선된 물리적, 화학적 안정성을 제공하며, 환자가 자신의 식욕과 대사를 조절하는 것을 돕는데 유용한 약효 물질을 개발할 필요가 남아있다.However, the inventors have discovered that the protein disclosed by Zhang et al. Is a very poor drug substance due to chemical and / or physical instability. Human proteins tend to be more prone to precipitation, for example. Pharmaceutical agents of natural protein containing precipitates increase the risk of causing an immune response in the patient. Thus, there remains a need to develop medicinal substances useful for providing improved physical and chemical stability and helping patients to control their appetite and metabolism.

가장 중요한 것은, 사람 비만 단백질의 77, 97 내지 111, 118 및(또는) 138 아미노산 잔기를 특이적으로 치환하면 안정성이 개선된 우수한 치료약이 된다는 것이 본 발명에 이르러 밝혀졌다. 따라서, 본 발명은 생물학적으로 활성인 비만 단백질을 제공한다. 본 발명의 단백질은 보다 용이하게 제화 및 보관할 수 있다. 더욱이, 본 화합물은 제약적으로 우수하며, 치료 용량을 탁월하게 운반한다. 따라서, 이러한 약은 환자로 하여금 그들의 비만 장애를 극복하고 II형 당뇨병, 심장 혈관 질환 및 암에 대한 위험을 보다 정상화하여 일상적 삶을 살 수 있도록 한다.Most importantly, it has been found to the present invention that the specific replacement of 77, 97 to 111, 118 and / or 138 amino acid residues of human obesity protein is an excellent therapeutic agent with improved stability. Thus, the present invention provides a biologically active obesity protein. The protein of the present invention can be more easily formulated and stored. Moreover, the present compounds are pharmaceutically excellent and carry excellent therapeutic doses. Thus, these drugs help patients overcome their obesity disorders and normalize their risk for type II diabetes, cardiovascular disease, and cancer, so they can live a normal life.

발명의 요약SUMMARY OF THE INVENTION

본 발명은 서열 1 (식 I)의 단백질 또는 그의 제약적으로 허용되는 염에 관한 것이다.The present invention relates to the protein of SEQ ID NO: 1 (Formula I) or a pharmaceutically acceptable salt thereof.

식 중, 4번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Wherein Xaa at position 4 is Gln or Glu,

7번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 7 is Gln or Glu,

22번 위치의 Xaa는 Asn, Asp 또는 Glu이고,Xaa at position 22 is Asn, Asp, or Glu,

27번 위치의 Xaa는 Thr 또는 Ala이고,Xaa at position 27 is Thr or Ala,

28번 위치의 Xaa는 Gln, Glu 또는 부재이며,Xaa at position 28 is Gln, Glu or absent,

34번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 34 is Gln or Glu,

54번 위치의 Xaa는 Met, 메티오닌 술폭시드, Leu, Ile, Val, Ala 또는 Gly이고,Xaa at position 54 is Met, methionine sulfoxide, Leu, Ile, Val, Ala or Gly,

56번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 56 is Gln or GIu,

62번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 62 is Gln or GIu,

63번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 63 is Gln or GIu,

68번 위치의 Xaa는 Met, 메티오닌 술폭시드, Leu, Ile, Val, Ala 또는 Gly이고,Xaa at position 68 is Met, methionine sulfoxide, Leu, Ile, Val, Ala or Gly,

72번 위치의 Xaa는 Asn, Asp 또는 Glu이고,Xaa at position 72 is Asn, Asp or Glu,

75번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 75 is Gln or Glu,

77번 위치의 Xaa는 Ser 또는 Ala이고,Xaa at position 77 is Ser or Ala,

78번 위치의 Xaa는 Gln, Asn 또는 Asp이고,Xaa at position 78 is Gln, Asn or Asp,

82번 위치의 Xaa는 Gln, Asn 또는 Asp이고,Xaa at position 82 is Gln, Asn or Asp,

118번 위치의 Xaa는 Gly 또는 Leu이고,Xaa at position 118 is Gly or Leu,

130번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 130 is Gln or Glu,

134번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 134 is Gln or GIu,

136번 위치의 Xaa는 Met, 메티오닌 술폭시드, Leu, Ile, Val, Ala 또는 Gly이고,Xaa at position 136 is Met, methionine sulfoxide, Leu, Ile, Val, Ala or Gly,

139번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 139 is Gln or GIu,

상기 단백질은The protein

Gln, Asn, Ala, Gly, Ser 또는 Pro로 치환되는 97번 위치의 His,His at position 97, which is substituted with Gln, Asn, Ala, Gly, Ser or Pro,

Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환되는 100번 위치의 Trp,Trp at position 100 which is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu,

Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr 또는 Val로 치환되는 101번 위치의 Ala,Ala at position 101 substituted with Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or Val,

Arg로 치환되는 102번 위치의 Ser,Ser at position 102 substituted with Arg,

Ala로 치환되는 103번 위치의 Gly,Gly at position 103 substituted with Ala,

Gln으로 치환되는 105번 위치의 Glu,Glu at position 105 substituted with Gln,

Lys 또는 Ser로 치환되는 106번 위치의 Thr,Thr at position 106 substituted with Lys or Ser,

Pro로 치환되는 107번 위치의 Leu,Leu at position 107 substituted with Pro,

Glu로 치환되는 108번 위치의 Asp,Asp at position 108 substituted by Glu,

Asp로 치환되는 111번 위치의 Gly 또는,Gly at position 111 which is substituted with Asp,

Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환되는 138번 위치의 Trp으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환을 갖는다.Trp at position 138 substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu.

본 발명은 또한 서열 1의 단백질을 이를 필요로 하는 포유동물에 투여하는 것으로 이루어지는 비만 치료법을 제공한다.The present invention also provides a method of treating obesity comprising administering the protein of SEQ ID NO: 1 to a mammal in need thereof.

본 발명은 또한 서열 1의 단백질과 이를 위한 제약적으로 허용되는 희석제, 담체 또는 부형제 1 종 이상으로 이루어지는 제약적 제제를 제공한다.The present invention also provides a pharmaceutical composition comprising the protein of SEQ ID NO: 1 and at least one pharmaceutically acceptable diluent, carrier or excipient therefor.

본 발명의 추가적 태양은A further aspect of the present invention is

(a) 임의의 리더 서열을 갖는 서열 1의 단백질을 코딩하는 DNA로 숙주 세포를 형질전환시키고;(a) transforming a host cell with a DNA encoding a protein of SEQ ID NO: 1 having an arbitrary leader sequence;

(b) 숙주 세포를 배양하고 (a) 단계에서 코딩된 단백질을 분리하고; 임의로는,(b) culturing the host cell and isolating the protein encoded in step (a); Optionally,

(c) 리더 서열을 효소로 잘라서 서열 1의 단백질을 제조하는 것으로 이루어지는 서열 1의 단백질을 제조하는 방법이다.(c) cleaving the leader sequence with an enzyme to produce the protein of SEQ ID NO: 1.

본 발명의 목적을 위해 본 명세서 및 청구의 범위에 사용된 하기의 용어 및 약어를 다음과 같이 정의한다.For purposes of the present invention, the following terms and abbreviations used in this specification and claims are defined as follows.

염기쌍 (bp)-- DNA 또는 RNA를 가리킨다. 약어 A, C, G 및 T는 이들이 DNA 분자에 있을 때, 각각 뉴클레오티드 (데옥시)아데닌, (데옥시)시티딘, (데옥시)구아닌 및 (데옥시)티민의 5'-모노포스페이트 형태에 상응한다. 약어 U, C, G 및 T는 이들이 RNA 분자에 있을 때, 각각 뉴클레오시드 우라실, 시티딘, 구아닌 및 티민의 5'-모노포스페이트 형태에 상응한다. 이중 가닥 DNA에서 염기쌍은 A와 T 또는 C와 G의 조합을 의미할 수 있다. DNA/RNA 헤테로이중나선에서, 염기쌍은 T와 U 또는 C와 G의 조합을 의미할 수 있다.Base pair (bp) - refers to DNA or RNA. The abbreviations A, C, G and T denote the 5'-monophosphate forms of nucleotide (deoxy) adenine, (deoxy) cytidine, (deoxy) guanine and Corresponding. The abbreviations U, C, G and T correspond to the 5'-monophosphate forms of the nucleosides uracil, cytidine, guanine and thymine, respectively, when they are in the RNA molecule. In double-stranded DNA, the base pair can refer to a combination of A and T or C and G. In a DNA / RNA heteroduplex, the base pair can refer to a combination of T and U or C and G.

DNA -- 데옥시리보핵산.DNA-deoxyribonucleic acid.

EDTA -- 에틸렌디아민 테트라아세트산의 약어.EDTA - Ethylenediaminetetraacetic acid.

면역반응 단백질(들) - 항체를 비롯해서, 자신이 유도된 본래의 항체 분자와 유사한 성질을 갖는, 항원에 결합할 수 있는 항체의 단편 및 PCT 출원 제PCT/US 87/02208호, 국제 공개 제WO 88/01649호에 기재된 것과 같은 단쇄 폴리펩티드 결합 분자를 집합적으로 설명하는데 사용되는 용어.Fragments of antibodies capable of binding to an antigen, having properties similar to the original antibody molecule from which they are derived, including immunoreactive protein (s) -antibodies, and those described in PCT Application No. PCT / US 87/02208, The term used collectively to describe short chain polypeptide binding molecules such as those described in WO 88/01649.

mRNA -- 메신저 RNA.mRNA-messenger RNA.

플라스미드 -- 염색체 이외의 자기 복제 유전자 성분.Plasmid - a self-replicating gene component other than a chromosome.

PMSF -- 불화페닐메틸술포닐의 약어PMSF - Abbreviation for phenylmethylsulfonyl fluoride

판독 구조 (reading frame) -- tRNA, 리보솜 및 관련 인자들의 번역 장치에 의해 트리플렛 (triplet)으로 판독되어 번역이 일어나는 뉴클레오티드 서열로서 트리플렛은 특정 아미노산에 상응한다. 각각의 트리플렛은 구별되면, 길이는 동일하기 때문에, 코딩 서열은 3의 배수여야 한다. 염기쌍을 한번 삽입하거나 제거 (구조이동 돌연변이로 명명)하면, 동일한 DNA 단편에 의해 코딩된 두 개의 다른 단백질을 생성시킬 수 있다. 이를 막기 위해, 원하는 폴리펩티드에 상응하는 트리플렛 코돈이 개시 코돈으로부터 3의 배수로 정렬되어야 하며, 즉 정확한 판독 구조가 유지되어야 한다.The reading frame - the triplet as a nucleotide sequence in which translation is read by a translator of tRNA, ribosomes and related factors into a triplet, corresponds to a particular amino acid. Since each triplet is distinguishable, its length is the same, the coding sequence must be a multiple of three. Once a base pair is inserted or removed (termed a structural displacement mutation), two different proteins can be generated that are encoded by the same DNA fragment. To prevent this, the triplet codon corresponding to the desired polypeptide has to be aligned in multiples of 3 from the initiation codon, i.e. the correct reading structure has to be maintained.

재조합 DNA 클로닝 벡터 -- 하나 이상의 추가 DNA 단편이 삽입되었거나 삽입될 수 있는 DNA 분자를 포함하는 플라스미드 및 파아지로 국한되는 것은 아니나 이들을 포함하는 모든 자가 복제화제.Recombinant DNA cloning vector - Any self-replicating agent, including, but not limited to, plasmids and phage comprising DNA molecules into which one or more additional DNA fragments can be inserted or inserted.

재조합 DNA 발현 벡터 --프로모터 (promoter)가 도입되어 있는 모든 재조합 DNA 클로닝 벡터.Recombinant DNA expression vector - All recombinant DNA cloning vectors into which a promoter has been introduced.

레플리콘 -- 플라스미드 또는 기타 벡터의 자가 복제를 조절 및 허용하는 DNA 서열.Replicon-plasmid or other vector.

RNA -- 리보핵산RNA-ribonucleic acid

RP-HPLC -- 역상 고성능 액체 크로마토그래피의 약어.RP-HPLC - reversed phase high performance liquid chromatography.

전사 -- DNA 뉴클레오티드 서열에 포함된 정보가 상보적 RNA 서열로 옮겨지는 과정.The process by which the information contained in the transcription-DNA nucleotide sequence is transferred into the complementary RNA sequence.

번역 -- 메신저 RNA의 유전자 정보가 폴리펩티드 사슬의 합성을 지정 및 지시하는데 사용되는 과정.Translation - The process by which the genetic information of messenger RNA is used to designate and direct the synthesis of polypeptide chains.

트리스 (Tris) -- 트리스(히드록시메틸)아미노메탄의 약어.Tris - Tris (hydroxymethyl) aminomethane abbreviation.

치료 (treating) -- 질병, 상태 또는 장애를 물리치기 위한 목적으로 환자를 돌보고 관리하는 것을 의미하며, 증상 또는 합병증의 발병을 막고 증상 또는 합병증을 완화시키거나 또는 질병, 상태 또는 장애를 제거하기 위해 본 발명의 화합물을 투여하는 것을 포함한다. 그 때문에 비만 치료는 이를 필요로하는 환자에게 있어서 음식 섭취의 억제, 체중 증량의 억제 및 체중 손실 유도를 포함한다.Treating - treating and managing a patient for the purpose of defeating a disease, condition, or disorder; preventing the onset of symptoms or complications, alleviating symptoms or complications, or eliminating a disease, condition, or disorder; And administering the compounds of the present invention. Therefore, obesity treatment includes inhibition of food intake, suppression of weight gain, and induction of weight loss in patients in need thereof.

벡터 -- 적절한 조절 서열과 결합될 때, 형질전환시키는 숙주 세포에 특정 성질을 부여하는, 적절한 단백질 분자에 상응하는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함하는, 유전자 조작에서 세포의 형질전환에 사용되는 레플리콘. 플라스미드, 바이러스 및 박테리오파아지는 이들이 자체가 레플리콘이기 때문에 적당한 벡터이다. 인공적인 벡터는 제한 효소와 리가아제를 사용하여 다른 공급원으로부터 얻은 DNA 분자를 자르고 접합시켜 만들어진다. 벡터는 재조합 DNA 클로닝 벡터 및 재조합 DNA 발현 벡터를 포함한다.Vector - replicons used in the transformation of cells in genetic engineering, including polynucleotide sequences corresponding to appropriate protein molecules, which, when combined with appropriate regulatory sequences, confer specific properties on the transforming host cell. Plasmids, viruses and bacteriophages are suitable vectors because they are replicons themselves. Artificial vectors are made by cutting and joining DNA molecules from different sources using restriction enzymes and ligases. The vector includes a recombinant DNA cloning vector and a recombinant DNA expression vector.

X-gal -- 5-브로모-4-클로로-3-인돌일 베타-D-갈락토시드의 약어.X-gal - Abbreviation for 5-bromo-4-chloro-3-indolylbeta-D-galactoside.

아미노산 약어는 37 C. F. R. § 1.822 (b) (2) (1993)에서 설명된 바와 같이 미국 특허상표청에 의해 용인된 것이다. 당해 기술분야의 숙련자들은 어떤 아미노산은 재배열 경향이 있다는 것을 인지하고 있을 것이다. 예를 들면, Asn은 문헌 [I. Schoen 등,Int. J. Peptide Protein Res. 14: 485 - 94 (1979)] 및 이 문헌에 인용된 참고 문헌에 기재된 바와 같이 아스파르트산 및 이소아스파르테이트로 재배열될 수 있다. 이러한 재배열 유도체도 본 발명의 범위에 포함된다. 별도의 기재가 없다면, 아미노산은 L 입체 배치이다.The amino acid abbreviation is accepted by the USPTO as described in 37 CFR § 1.822 (b) (2) (1993). Those skilled in the art will recognize that certain amino acids tend to rearrange. For example, Asn is described in [I. Schoen et al. , Int. J. Peptide Protein Res. 14 : 485-94 (1979)) and aspartic acid and isoaspartate as described in the references cited in this document. Such rearranged derivatives are also included within the scope of the present invention. Unless otherwise stated, the amino acid is in L configuration.

상기한 바와 같이 본 발명은 서열 1의 단백질을 제공한다. 바람직한 단백질은 서열 2 (식 II)의 단백질 또는 그의 제약적으로 허용되는 염이다.As described above, the present invention provides the protein of SEQ ID NO: 1. A preferred protein is the protein of SEQ ID NO: 2 (Formula II) or a pharmaceutically acceptable salt thereof.

식 중, 22번 위치의 Asn은 임의로 Gln 또는 Asp이고,Wherein Asn at position 22 is optionally Gln or Asp,

27번 위치의 Thr은 임의로 Ala이고,Thr at position 27 is optionally Ala,

28번 위치의 Gln은 임의로 Glu 또는 부재이며,Gln at position 28 is optionally Glu or absent,

54번 위치의 Met는 임의로 Ala이고,Met at position 54 is optionally Ala,

68번 위치의 Met는 임의로 Leu이고,Met at position 68 is optionally Leu,

72번 위치의 Asn은 임의로 Glu 또는 Asp이고,Asn at position 72 is optionally Glu or Asp,

77번 위치의 Ser은 임의로 Ala이고,Ser at position 77 is optionally Ala,

118번 위치의 Gly은 임의로 Leu이며Gly at position 118 is arbitrarily Leu

상기 단백질은The protein

Gln, Asn, Ala, Gly, Ser 또는 Pro로 치환되는 97번 위치의 His,His at position 97, which is substituted with Gln, Asn, Ala, Gly, Ser or Pro,

Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환되는 100번 위치의 Trp,Trp at position 100 which is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu,

Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr 또는 Val로 치환되는 101번 위치의 Ala,Ala at position 101 substituted with Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or Val,

Arg로 치환되는 102번 위치의 Ser,Ser at position 102 substituted with Arg,

Ala로 치환되는 103번 위치의 Gly,Gly at position 103 substituted with Ala,

Gln로 치환되는 105번 위치의 Glu,Glu at position 105 substituted with Gln,

Lys 또는 Ser로 치환되는 106번 위치의 Thr,Thr at position 106 substituted with Lys or Ser,

Pro로 치환되는 107번 위치의 Leu,Leu at position 107 substituted with Pro,

Glu로 치환되는 108번 위치의 Asp,Asp at position 108 substituted by Glu,

Asp로 치환되는 111번 위치의 Gly 또는Gly at position 111 substituted with Asp or

Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu으로 치환되는 138번 위치의 Trp로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환을 갖는다.Trp at position 138 substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu.

바람직한 단백질은 100번 위치의 Trp가 Gln, Tyr, Phe, Ile, Val 또는 Leu이거나 138번 위치의 Trp가 Gln, Tyr, Phe, Ile, Val 또는 Leu인 서열 2의 단백질이다.A preferred protein is a protein of SEQ ID NO: 2 wherein Trp at position 100 is Gln, Tyr, Phe, Ile, Val or Leu, or Trp at position 138 is Gln, Tyr, Phe, Ile, Val or Leu.

다른 바람직한 단백질은 서열 3 (식 III)의 단백질 또는 그의 제약적으로 허용되는 염이다.Another preferred protein is the protein of SEQ ID NO: 3 (Formula III) or a pharmaceutically acceptable salt thereof.

(식 중, 97번 위치의 His는 Gln, Asn, Ala, Gly, Ser 또는 Pro로 치환되고,(Wherein, His at position 97 is substituted with Gln, Asn, Ala, Gly, Ser or Pro,

100번 위치의 Trp는 Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환되고,Trp at position 100 is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu,

101번 위치의 Ala는 Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr 또는 Val로 치환되고,Ala at position 101 is substituted with Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or Val,

102번 위치의 Ser는 Arg로 치환되고,Ser at position 102 is substituted with Arg,

103번 위치의 Gly는 Ala로 치환되고,Gly at position 103 is substituted with Ala,

105번 위치의 Glu는 Gln으로 치환되고,Glu at position 105 is substituted with Gln,

106번 위치의 Thr는 Lys 또는 Ser로 치환되고,Thr at position 106 is substituted with Lys or Ser,

107번 위치의 Leu는 Pro로 치환되고,Leu at position 107 is substituted with Pro,

108번 위치의 Asp는 Glu로 치환되고,Asp at position 108 is substituted with Glu,

111번 위치의 Gly는 Asp로 치환되고, 또는Gly at position 111 is substituted with Asp, or

138번 위치의 Trp는 Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환됨).Trp at position 138 is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu.

가장 바람직한 단백질은The most preferred protein is

97번 위치의 His가 Gln, Asn, Ala, Gly, Ser 또는 Pro로 치환되고,His at position 97 is substituted with Gln, Asn, Ala, Gly, Ser or Pro,

100번 위치의 Trp가 Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환되고,Trp at position 100 is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu,

101번 위치의 Ala가 Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr 또는 Val로 치환되고,Ala at position 101 is substituted with Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or Val,

105번 위치의 Glu가 Gln으로 치환되고,Glu at position 105 is substituted with Gln,

106번 위치의 Thr가 Lys 또는 Ser로 치환되고,Thr at position 106 is substituted with Lys or Ser,

107번 위치의 Leu가 Pro로 치환되고,Leu at position 107 is substituted with Pro,

108번 위치의 Asp가 Glu로 치환되고,Asp at position 108 is substituted with Glu,

111번 위치의 Gly가 Asp로 치환되고, 또는Gly at position 111 is substituted with Asp, or

138번 위치의 Trp가 Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환된 서열 3의 단백질이다.Wherein the Trp at position 138 is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu.

서열 3의 보다 바람직한 단백질은A more preferred protein of SEQ ID NO: 3 is

97번 위치의 His가 Ser 또는 Pro로 치환되고,His at position 97 is substituted with Ser or Pro,

100번 위치의 Trp가 Ala, Gly, Gln, Val, Ile 또는 Leu로 치환되고,Trp at position 100 is substituted with Ala, Gly, Gln, Val, Ile or Leu,

101번 위치의 Ala가 Thr로 치환되고, 또는Ala at position 101 is substituted with Thr, or

138번 위치의 Trp가 Ala, Ile, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환된 단백질이다.Trp at position 138 is a protein substituted with Ala, Ile, Gly, Gln, Val or Leu.

서열 3의 추가로 바람직한 단백질은An additional preferred protein of SEQ ID NO: 3 is

97번 위치의 His가 Ser 또는 Pro로 치환되고,His at position 97 is substituted with Ser or Pro,

100번 위치의 Trp가 Ala, Gln 또는 Leu로 치환되고,Trp at position 100 is substituted with Ala, Gln or Leu,

101번 위치의 Ala가 Thr로 치환되고, 또는Ala at position 101 is substituted with Thr, or

138번 위치의 Trp가 Gln로 치환된 단백질이다.Trp at position 138 is a protein substituted with Gln.

본 발명의 추가로 바람직한 단백질은 97, 100, 101, 105, 106, 107, 108 및 111번 위치의 아미노산 잔기가 하기 표 1에서와 같이 치환된 서열 3의 단백질을 포함한다.Further preferred proteins of the invention include proteins of SEQ ID NO: 3 where amino acid residues at positions 97, 100, 101, 105, 106, 107, 108 and 111 are substituted as in Table 1 below.

서열 3 및 표 1 중 가장 바람직한 종류에는 서열 4 내지 11의 종류가 포함된다.The most preferred species of SEQ ID NO: 3 and Table 1 includes the species of SEQ ID NOs: 4 to 11.

본 발명은 비만에 대한 효과적인 치료를 제공하는 생물학적으로 활성인 단백질을 제공한다. 뜻밖에도, 특허 청구된 단백질은 사람 비만 단백질을 특이적으로 치환시켜 개선된 성질을 갖는다. 특허 청구된 단백질은 마우스 및 사람 비만 단백질 보다 더욱 안정하며 따라서 탁월한 치료약이다.The present invention provides a biologically active protein that provides effective treatment for obesity. Unexpectedly, the claimed proteins have improved properties by specifically substituting human obesity proteins. The claimed proteins are more stable than the mouse and human obesity proteins and thus are excellent therapeutic agents.

특허 청구된 단백질은 통상적으로 재조합 기술에 의해 제조된다. 이미 공지된 서열을 포함하는 DNA의 예정된 위치에 치환 돌연변이를 형성하는 기술은 예를 들면 M13 프라이머 돌연변이 유발처럼 잘 알려져 있다. 본 발명의 비만 억제 단백질을 코딩하는 DNA에서 일어날 지도 모르는 돌연변이는 판독 구조 외부의 서열에서 일어나서는 안되며, 바람직하게는 2차 mRNA 구조를 형성할 수 있는 상보적 부위를 만들어내지 않을 것이다 [DeBoer 등의 유럽특허 제75,444A호 (1983) 참조].The claimed proteins are typically prepared by recombinant techniques. Techniques for forming substitution mutations at predetermined positions in DNA containing already known sequences are well known, for example, as M13 primer mutagenesis. A mutation that may occur in the DNA encoding the obesity-suppressing protein of the invention should not occur in a sequence outside the reading structure, and preferably will not result in a complementary region capable of forming a secondary mRNA structure [DeBoer et al. European Patent No. 75,444A (1983)].

본 발명의 화합물은 재조합 DNA 기술에 의해서 또는 잘 알려져 있는 화학적 절차, 예를 들어, 액상 또는 고상 펩티드 합성 또는 종래의 용액 방법을 통해 짝을 이루는 단백질 단편으로 시작하는 용액 중의 반합성 방법에 따라 제조할 수 있다.The compounds of the present invention can be prepared by recombinant DNA techniques or by semisynthetic methods in well known chemical procedures, for example, in solutions starting with liquid or solid phase peptide synthesis or protein fragments paired via conventional solution methods have.

A. 고상A. Solid phase

특허 청구된 단백질은 고상 펩티드 합성에 의해 또는 재조합 방법에 의해 합성할 수 있다. 폴리펩티드의 고상 화학 합성의 원리는 당해 기술분야에 잘 알려져 있고 문헌 [Dugas, H. 및 Penney, C,Bioorganic ChemistrySpringer-Verlag, 뉴욕, 54 내지 92 쪽 (1981)]과 같은 일반 교재에서 볼 수 있다. 예를 들면, PE-Applied Biosystems 433A 펩티드 합성기 (미국 캘리포니아주 포스터시에 소재한 Applied Biosystems사가 시판) 및 Applied Biosystems사가 제공하는 합성 사이클을 이용하는 고상 방법에 의해 펩티드를 합성할 수 있다. Boc 아미노산 및 다른 시약은 PE-Applied Biosystems 및 다른 화학약품 공급업체로부터 상업적으로 구입할 수 있다. C-말단 카르복사미드의 제조를 위해 이중 커플 프로토콜을 사용하는 연속적 Boc 화학 (sequential Boc chemistry)을 C-말단 카르복사미드의 제조를 위한 출발 p-메틸 벤즈히드릴 아민 수지에 적용한다. C-말단 아미노산의 제조를 위해 상응하는 PAM 수지를 사용한다. 아르기닌, 아스파라긴, 글루타민, 히스티딘 및 메티오닌은 예비제조된 히드록시 벤조트리아졸 에스테르를 사용하여 쌍을 이룬다. 하기의 측쇄 보호를 사용할 수 있다.The claimed protein can be synthesized by solid phase peptide synthesis or recombinant method. The principles of solid phase chemical synthesis of polypeptides are well known in the art and can be found in general textbooks such as Dugas, H. and Penney, C, Bioorganic Chemistry Springer-Verlag, New York, 54-92 (1981) . For example, peptides can be synthesized by solid-phase methods using synthetic cycles provided by PE-Applied Biosystems 433A peptide synthesizer (Applied Biosystems, Inc., Foster City, CA) and Applied Biosystems, Inc. Boc amino acids and other reagents are commercially available from PE-Applied Biosystems and other chemical suppliers. For the preparation of the C-terminal carboxamide, sequential Boc chemistry using the double-coupled protocol is applied to the starting p-methylbenzhydrylamine resin for the preparation of the C-terminal carboxamide. The corresponding PAM resin is used for the preparation of the C-terminal amino acid. Arginine, asparagine, glutamine, histidine and methionine are paired using a pre-prepared hydroxybenzotriazole ester. The following side chain protection can be used.

Arg, 토실Arg, tosyl

Asp, 시클로헥실 또는 벤질Asp, cyclohexyl or benzyl

Cys, 4-메틸벤질Cys, 4-methylbenzyl

Glu, 시클로헥실Glu, cyclohexyl

His, 벤질옥시메틸His, benzyloxymethyl

Lys, 2-클로로벤질옥시카르보닐Lys, 2-chlorobenzyloxycarbonyl

Met, 술폭시드Met, sulfoxide

Ser, 벤질Ser, benzyl

Thr, 벤질Thr, benzyl

Trp, 포르밀Trp, formyl

Tyr, 4-브로모 카르보벤족시.Tyr, 4-bromocarbobenzoic acid.

Boc 탈보호는 염화메틸렌 중의 트리플루오로아세트산 (TFA)으로 수행할 수 있다. Trp로부터 포르밀의 제거는 펩티드 수지를 디메틸포름아미드 중의 20 % 피페리딘으로 4 ℃에서 60 분 동안 처리하여 수행한다. Met(O)는 TFA/디메틸술피드/진한 HCl (95/5/1)로 펩티딜 수지를 25 ℃에서 60 분 동안 처리하여 감소시킬 수 있다. 상기의 예비처리에 이어서, 펩티드를 추가로 탈보호시키고 10 % m-크레솔 또는 m-크레솔/10 % p-티오크레솔 또는 m-크레솔/p-티오크레솔/디메틸술피드를 함유한 무수 불화수소를 사용하여 수지로부터 잘라낸다. 측쇄 보호기(들)의 절단 및 수지로부터 펩티드를 절단하는 것은 0 ℃ 또는 그 미만, 바람직하게는 -20 ℃에서 30 분 동안 수행한 후, 0 ℃에서 30 분 동안 수행한다. HF를 제거한 후, 펩티드/수지를 에테르로 세척한다. 펩티드를 빙초산으로 추출하고 동결건조한다. 정제는 증가하는 아세토니트릴 농도의 구배를 갖는 0.1 % TFA에서 역상 C18 크로마토그래피 (Vydac) 컬럼으로 수행한다.Boc deprotection can be performed with trifluoroacetic acid (TFA) in methylene chloride. Removal of formyl from Trp is carried out by treating the peptide resin with 20% piperidine in dimethylformamide at 4 占 폚 for 60 minutes. Met (O) can be reduced by treating the peptidyl resin with TFA / dimethyl sulfide / concentrated HCl (95/5/1) at 25 ° C for 60 minutes. Following the pretreatment described above, the peptide is further deprotected and the peptide is eluted with 10% m-cresol or m-cresol / 10% p-thiocresol or m-cresol / p-thiocresol / Using anhydrous hydrogen fluoride, it is cut out from the resin. Cleavage of the side chain protecting group (s) and cleavage of the peptide from the resin is carried out at 0 ° C or less, preferably at -20 ° C for 30 minutes and then at 0 ° C for 30 minutes. After removing HF, the peptide / resin is washed with ether. The peptide is extracted with glacial acetic acid and lyophilized. The purification is carried out on a reverse phase C18 chromatography (Vydac) column in 0.1% TFA with a gradient of increasing acetonitrile concentration.

당해 기술분야의 전문가는 고상 합성이 FMOC법 및 TFA/스캐벤져 절단 혼합물을 사용해서도 또한 수행할 수 있다는 것을 인식하고 있다.The skilled artisan recognizes that solid phase synthesis can also be performed using the FMOC method and the TFA / scavenger cleavage mixture.

B. 재조합 합성B. recombinant synthesis

특허 청구된 단백질은 또한 재조합 방법으로도 제조할 수 있다. 재조합 방법은 높은 수율을 원할 때 바람직하다. 단백질의 재조합 제조에서 기본적인 단계는 다음 단계를 포함한다 :The claimed proteins can also be prepared by recombinant methods. Recombinant methods are preferred when high yields are desired. The basic steps in the recombinant production of proteins include the following steps:

a) 특허 청구된 단백질을 코딩하는 합성 또는 반합성 (또는 천연 공급원으로부터 분리) DNA를 제조하는 단계,a) preparing a synthetic or semisynthetic (or isolated from natural source) DNA encoding the claimed protein,

b) 단백질을 단독으로 또는 융합 단백질 형태로 발현시키기에 적합한 방법으로 코딩 서열을 발현 벡터로 통합하는 단계,b) integrating the coding sequence into an expression vector in a manner suitable for expressing the protein, either alone or in the form of a fusion protein,

c) 적합한 진핵생물 또는 원핵생물 숙주를 발현 벡터로 형질전환시키는 단계, 및c) transforming a suitable eukaryotic or prokaryotic host with an expression vector, and

d) 재조합으로 제조된 단백질을 회수 및 정제하는 단계.d) recovering and purifying the protein produced by recombination.

a.유전자 제조 a. Gene production

생체외 또는 생체내 전사 및 번역을 통해 단백질을 제조하게 되는 합성 유전자는 당해 기술분야에 잘 알려진 기술로 제조할 수 있다. 유전자 코드는 자연히 축퇴 (degeneracy)하기 때문에 숙련자들은 특허 청구된 단백질을 코딩하는 적당한 크기의 그러나 확정된 수의 DNA 서열을 제조할 수 있다는 것을 알 것이다. 본 발명의 바람직한 방법에서는 DNA 합성을 재조합 DNA 기술로 수행한다.Synthetic genes that are used to produce proteins via in vitro or in vivo transcription and translation can be prepared by techniques well known in the art. It will be appreciated by those skilled in the art that the genetic code is naturally degenerative and that it is capable of producing a suitably sized but deterministic number of DNA sequences encoding the claimed protein. In a preferred method of the invention, DNA synthesis is performed with recombinant DNA technology.

합성 유전자 제조 방법은 당해 기술분야에 잘 알려져 있다. 예를 들면, 문헌 [Brown 등Methods in Enzymology, Academic Press, N.Y., 제68권, 109 내지 151 쪽 (1979)]을 참조한다. 특허 청구된 단백질 합성 유전자에 상응하는 DNA 서열은 Applied Biosystems 380A형 또는 380B형 DNA 합성기 (미국 94404 캘리포니아주 포스터시 링컨 센터 드라이브 850에 소재한 Applied Biosystems사의 제품)과 같은 종래의 DNA합성 기기를 사용하여 제조할 수 있다.Methods for producing synthetic genes are well known in the art. See, for example, Brown et al., Methods in Enzymology , Academic Press, NY, vol. 68, 109-115 (1979). The DNA sequence corresponding to the claimed protein synthetase was prepared using a conventional DNA synthesizer such as the Applied Biosystems 380A type or 380B type DNA synthesizer (product of Applied Biosystems, Inc., Lincoln Center Drive 850, Foster City, CA 94404) can do.

몇가지 응용의 경우에는, 신호 펩티드 및 구조 단백질 사이에 편리한 프로테아제 민감 (senstive) 절단 위치를 삽입하여 융합 단백질 구조로부터 신호 펩티드의 절제된 절단을 용이하게 하도록 하기 위해 특허 청구된 단백질의 코딩 서열을 변형시키는 것이 바람직할 수도 있다.In some applications it is desirable to insert a convenient protease cleavage site between the signal peptide and the structural protein to modify the coding sequence of the claimed protein in order to facilitate the resected cleavage of the signal peptide from the fusion protein structure Lt; / RTI >

특허 청구된 단백질을 코딩하는 유전자는 또한 중합효소 연쇄반응법 (PCR)을 사용하여 제조할 수도 있다. 템플레이트는 cDNA 라이브러리 (cDNA library) (CLONETECH or STRATAGENE에서 시판) 또는 사람 지방 조직으로부터 분리한 mRNA가 될 수 있다. 그러한 방법은 당해 기술분야에 잘 알려져 있다 [Maniatis 등,Molecular Cloning:A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, 뉴욕 (1989)].The gene encoding the claimed protein may also be produced using polymerase chain reaction (PCR). The template may be a cDNA library (commercially available from CLONETECH or STRATAGENE) or an mRNA isolated from human adipose tissue. Such methods are well known in the art [Maniatis et al., Molecular Cloning : A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York (1989)].

b.직접 발현 또는 융합 단백질 b. Direct expression or fusion protein

특허 청구된 단백질은 직접 발현시키거나 또는 특허 청구된 단백질을 포함하는 융합 단백질 형태로 만들어 효소적으로 또는 화학적으로 절단시켜 제조할 수 있다. 폴리펩티드를 특정 위치에서 자르거나 펩티드 사슬의 아미노 말단 또는 카르복시 말단으로부터 펩티드를 소화시키는, 예를 들면, 디아미노펩티다제와 같은 각종 펩티다제 (예를 들면, 트립신)가 공지되어 있다. 더욱이, 어떤 화학약품 (예를 들면, 브롬화시아노겐)은 특정 위치에서 폴리펩티드 사슬을 분해시킬 것이다. 숙련자들은 아미노산 서열 (및 재조합 방법이 사용된다면 합성 또는 반합성 코딩 서열)에 위치 특이적 내부 절단 위치를 삽입시키는데 필요한 서열의 변형을 인식하고 있을 것이다. 예를 들면, 문헌 [Carter P.,Site Specific Proteolysis of Fusion Proteins, 제13장 Protein Purification : From Molecular Mechanisms to Large Scale Processes, American Chemical Soc., 위싱턴 디. 씨. (1990)]을 참조할 것.The claimed protein may be directly expressed or may be prepared by enzymatically or chemically cleaving the fusion protein in the form of a fusion protein containing the claimed protein. Various peptidases (for example, trypsin) such as diaminopeptidase that cleave a polypeptide at a specific position or digest a peptide from the amino terminal or carboxy terminal of the peptide chain are known. Moreover, certain chemicals (such as cyanogen bromide) will degrade polypeptide chains at specific locations. The skilled artisan will be aware of variations in the sequence necessary to insert a site-specific internal cleavage site into the amino acid sequence (and, if a recombinant method is used, a synthetic or semi-synthetic coding sequence). See, for example, Carter P., Site Specific Proteolysis of Fusion Proteins , Chapter 13 Protein Purification: From Molecular Mechanisms to Large Scale Processes, American Chemical Society, Seed. (1990)].

c. 벡터 제작c. Vector production

원하는 코딩 및 조절 (control) 서열을 포함하는 적합한 벡터의 제작에서는 표준 결합 기술을 사용한다. 분리된 플라스미드 또는 DNA 단편을 자르고 맞추어 재단하고 필요한 플라스미드를 형성하기 위해 필요한 형태로 재결합시킨다.Standard binding techniques are used in the production of suitable vectors containing desired coding and control sequences. The isolated plasmid or DNA fragment is cut and recombined in the form necessary to cut and form the required plasmid.

원하는 단백질의 번역을 수행하기 위해서는, 적당한 제한 엔도뉴클레아제 (restriction endonuclease)를 사용하여 처리된 합성 DNA 서열을 다량의 적당한 재조합 DNA 발현 벡터의 일부에 삽입한다. 합성 코딩 서열을 트랜스크립트 (transcript) 말단에 제한 엔도뉴클레아제 절단 위치를 갖도록 설계하여 이들 발현 및 증폭 및 발현 플라스미드로부터 분리 및 통합을 용이하게 한다. 분리된 cDNA 코딩 서열을 합성 링커 (linker)을 사용해 변형시켜 당해 기술분야에 잘 알려진 기술로 원하는 클로닝 벡터에 이 서열을 삽입하는 것을 용이하게한다. 사용되는 특정 엔도뉴클레아제는 사용할 본래의 발현 벡터의 제한 엔도뉴클레아제 절단 형태에 의해 지정될 것이다. 제한 위치의 선택은 특허 청구된 단백질의 발현 및 적합한 판독 구조를 이루도록 조절 서열과 함께 코딩 서열을 적당히 위치시키기 위해 선택된다.To effect translation of the desired protein, a synthetic restriction endonuclease is used to insert the processed synthetic DNA sequence into a portion of a suitable amount of the recombinant DNA expression vector. Synthetic coding sequences are designed to have restriction endonuclease cleavage sites at the end of the transcript to facilitate their isolation and integration from the expression and amplification and expression plasmids. The isolated cDNA coding sequence is modified using a synthetic linker to facilitate insertion of this sequence into the desired cloning vector in a manner well known in the art. The particular endonuclease used will be specified by the restriction endonuclease cleavage form of the native expression vector to be used. The choice of restriction site is chosen to properly position the coding sequence with the regulatory sequence to make the expression of the claimed protein and the appropriate reading structure.

통상적으로, 숙주와 양립할 수 있는 종으로부터 유도된 프로모터 및 조절 서열을 포함하는 플라스미드 벡터를 이들 숙주와 함께 사용한다. 벡터는 통상적으로 복제 위치뿐만 아니라 형질전환된 세포에서 표현형 선택을 제공할 수 있는 표지 서열 (marker sequence)도 운반한다. 예를 들어, E.coli는 전형적으로 E. coli 종으로부터 유도된 플라스미드인 pBR322을 사용하여 형질전환시킨다 [Bolivar 외, Gene 2 : 95 (1977)]. 플라스미드 pBR322는 암피실린 및 테트라사이클린 저항성을 갖는 유전자를 포함하기 때문에, 형질전환 세포를 분별하기 위한 용이한 수단을 제공한다. pBR322 플라스미드, 또는 다른 미생물 플라스미드는 또한 프로모터 및 재조합 DNA 기술에서 통상적으로 사용되는 기타 조절 요소를 포함하거나 또는 포함하도록 변형될 수 있어야 한다.Typically, plasmid vectors containing promoter and regulatory sequences derived from host compatible species are used with these hosts. The vector typically carries a replication site as well as a marker sequence capable of providing phenotypic selection in the transformed cells. For example, E. E. coli is transformed using pBR322, a plasmid typically derived from E. coli species [Bolivar et al., Gene 2: 95 (1977)]. Because plasmid pBR322 contains genes with resistance to ampicillin and tetracycline, it provides an easy means to differentiate transformed cells. The pBR322 plasmid, or other microbial plasmid, should also be capable of containing or modifying the promoter and other regulatory elements commonly used in recombinant DNA technology.

원하는 코딩 서열을 발현 벡터에 적당한 위치에 삽입시켜 프로모터 및 리보솜 결합 위치로부터 전사되도록 하며, 프로모터 및 리보솜 결합 위치는 단백질이 발현되는 숙주 세포에서 기능할 수 있어야 한다. 그러한 발현 벡터의 예는 Belagaje 등의 미국특허 제5,304,493호에서 기재된 플라스미드로 그 기술은 본 명세서에서 참고로 도입되어 있다. 미국특허 제5,304,493호에 기재된 A-C-B 프로인슐린을 코딩하는 유전자는 제한효소 NdeI 및 BamHI을 이용하여 플라스미드 pRB182로부터 제거될 수 있다. 본 발명의 단백질을 코딩하는 유전자가 NdeI/BamHI 제한 파편 카세트 상의 플라스미드 백본으로 삽입될 수 있다.The desired coding sequence is inserted at an appropriate position in the expression vector so that it is transcribed from the promoter and the ribosome binding site, and the promoter and ribosome binding site should be able to function in the host cell in which the protein is expressed. Examples of such expression vectors are the plasmids described in Belagaje et al., U. S. Patent No. 5,304, 493, the teachings of which are incorporated herein by reference. The gene encoding A-C-B proinsulin described in U.S. Patent No. 5,304,493 can be removed from the plasmid pRB182 using restriction enzymes NdeI and BamHI. The gene encoding the protein of the present invention can be inserted into the plasmid backbone on the NdeI / BamHI restriction fragment cassette.

d.원핵생물 발현 d. Prokaryotic expression

본 발명에서 유용한 벡터를 제조하는데 필요한 DNA 서열 클로닝을 위해서는 통상적으로 원핵생물을 사용한다. 예를 들면, E. coli K12 균주 294 (ATCC 제31446호)가 특히 유용하다. 사용할 수 있는 다른 미생물 균주에는 E. coli B 및 E. coli X1776 (ATCC 제31537호)가 포함된다. 그러나 이러한 예는 이것들로 국한되는 것이 아니라 예시할 목적으로 제시한 것이다.Prokaryotes are typically used for the cloning of the DNA sequences necessary for the production of vectors useful in the present invention. For example, E. coli K12 strain 294 (ATCC No. 31446) is particularly useful. Other microbial strains that may be used include E. coli B and E. coli X1776 (ATCC No. 31537). These examples, however, are not intended to be limited to these, but to illustrate them.

원핵생물은 발현에도 사용된다. E. coli W3110 [원영양균 (prototrophic) ATCC 제27325호], 고초균 (Bacillus subtilis)과 같은 간균 (bacilli) 및 살모넬라 티피무리움 (Salmonella typhimurium) 또는 세라티아 마르세스칸스 (Serratia marcescans)와 같은 장내세균뿐만 아니라 상기한 균주 및 각종 슈도모나스균 종을사용할 수 있다. 원핵생물 숙주와 함께 사용하기에 적당한 프로모터에는 β-락타마제 (벡터 pGX2907 [ATCC 39344]는 레플리콘 및 β-락타마제 유전자를 포함함) 및 락토오즈 프로모터계 [Chang 외, Nature, 275 : 615 (1978) 및 Goeddel 외, Nature 281 : 544 (1979)], 알칼리 포스파타제, 트립토판 (trp) 프로모터계 (벡터 pATH1 [ATCC 37695]는 trp 프로모터의 조절을 받는 trpE 융합 단백질로서 개방 판독 구조 (open reading frame)의 발현을 촉진하도록 설계됨) 및 tac 프로모터 (플라스미드 pDR540 ATCC-37282에서 분리)와 같은 혼성 프로모터를 포함할 수 있다. 그러나, 핵산 서열이 일반적으로 공지되어 있는 다른 기능의 박테리아 프로모터는 당해 기술분야의 전문가가 임의의 필요한 제한 위치를 제공하는 링커 또는 아답터 (adaptor)를 사용하여, 단백질을 코딩하는 DNA로 이 프로모터를 결합시킬 수 있는 것이다. 박테리아계에서 사용하기 위한 프로모터는 단백질을 코딩하는 DNA에 실시가능하게 연결된 샤인-달가르노 (Shine-Dalgarno) 서열도 포함할 것이다.Prokaryotes are also used for expression. Such as E. coli W3110 [prototrophic ATCC No. 27325], bacilli such as Bacillus subtilis and intestinal tracts such as Salmonella typhimurium or Serratia marcescans The above-mentioned strain and various Pseudomonas species can be used as well as bacteria. Promoters suitable for use with prokaryotic hosts include, but are not limited to,? -Lactamase (vector pGX2907 [ATCC 39344] contains replicons and? -Lactamase genes) and the lactose promoter family [Chang et al., Nature, 275: 615 (1978) and Goeddel et al., Nature 281: 544 (1979)], alkaline phosphatase, tryptophan (trp) promoter system (vector pATH1 [ATCC 37695] is a trpE fusion protein regulated by the trp promoter, ) And a tac promoter (isolated from the plasmid pDR540 ATCC-37282). However, other functional bacterial promoters in which the nucleic acid sequence is generally known may be obtained by linking this promoter with DNA encoding the protein using a linker or adapter, which experts in the art would provide any necessary restriction sites It can be done. The promoter for use in the bacterial system will also contain a Shine-Dalgarno sequence operably linked to the DNA encoding the protein.

e.진핵생물 발현 e. Eukaryotic expression

단백질은 진핵생물 발현계에서 재조합으로 제조할 수 있다. 포유동물 숙주 세포에서 전자를 조절하는 바람직한 프로모터는 각종 공급원, 예를 들면 폴리오마, 시미안 바이러스 40 (SV40), 아데노바이러스, 레트로바이러스, B형 간염 바이러스 및 가장 바람직하게는 세포확대 바이러스 (cytomegalovirus)와 같은 바이러스의 유전자로부터 얻을 수 있거나 또는 예를 들면 β-액틴 프로모터와 같은 이종성 포유동물의 프로모터가 될 수 있다. SV40 바이러스의 시발 (early) 및 후기 (late) 프로모터를 SV40 바이러스의 복제 개시점를 포함하는 SV40 제한 조각으로서 용이하게 얻을 수 있다 [Fier 외, Nature, 273 : 113 (1978)]. SV40 전체 유전자는 플라스미드 pBRSV, ATCC 45019로부터 얻을 수 있다. 인체 세포확대 바이러스의 즉시 시발 프로모터 (immediate early promoter)는 플라스미드 pCMBβ (ATCC 77177)로부터 얻을 수 있다. 물론, 숙주 세포나 관련 종으로부터 얻은 프로모터도 본 명세서에서 사용할 수 있다.Proteins can be produced recombinantly in eukaryotic expression systems. Preferred promoters for regulating the electrons in mammalian host cells include various sources such as polyoma, simian virus 40 (SV40), adenovirus, retrovirus, hepatitis B virus, and most preferably cytomegalovirus , Or may be a promoter of a heterologous mammal, such as, for example, a beta-actin promoter. The early and late promoters of the SV40 virus can be readily obtained as an SV40 restriction fragment containing the cloning start point of the SV40 virus (Fier et al., Nature, 273: 113 (1978)). The entire SV40 gene can be obtained from the plasmid pBRSV, ATCC 45019. The immediate early promoter of the human cell expansion virus can be obtained from the plasmid pCMBβ (ATCC 77177). Of course, promoters obtained from host cells or related species can also be used herein.

고등 진핵생물에 의한, 특허 청구된 단백질을 코딩하는 DNA의 전사는 벡터에 증폭제 (enhancer) 서열을 삽입시켜 증대시킬 수 있다. 증폭제는 보통 약 10 내지 300 bp 가량의 DNA의 시스-활성 요소이며, 프로모터에 작용하여 전사를 증가시킨다. 증폭제는 전사 단위의 5' [Laimins, L 외, PNAS 78 : 993 (1981)] 및 3' [Lusky, M. L. 외, Mol. Cell Bio. 3 : 1108 (1983)], 인트론 내에서 [Banerji, J. L. 외, Cell 33 : 729 (1983)] 뿐만아니라 코딩 서열 자체 내에서 [Osborne, T. F. 외, Mol. Cell Bio. 4 : 1293 (1984)] 발견되었고 방향 및 위치가 상대적으로 독립적이다. 많은 증폭제 서열이 현재 포유동물의 유전자 [글로빈, RSV, SV40, EMC, 엘라스타아제, 알부민, a-태아단백질 (fetoprotein) 및 인슐린]으로부터 알려져 잇다. 그러나 전형적으로는 진핵생물 세포 바이러스의 증폭제를 사용할 것이다. 예로는 SV40 후기 증폭제, 세포확대 바이러스 시발 프로모터 증폭제, 복제 개시점의 후면 상의 폴리오마 증폭제 및 아데노바이러스 증폭제가 포함된다.Transcription of the DNA encoding the claimed protein by higher eukaryotes can be increased by inserting an enhancer sequence into the vector. The amplifying agent is usually a cis-active element of about 10 to 300 bp of DNA, and acts on the promoter to increase transcription. The amplifying agent is a transcription unit 5 '[Laimins, L et al., PNAS 78: 993 (1981)] and 3' [Lusky, M. L. et al., Mol. Cell Bio. 3: 1108 (1983)], in the intron [Banerji, J. L. et al., Cell 33: 729 (1983)] as well as in the coding sequence itself [Osborne, T. F. et al., Mol. Cell Bio. 4: 1293 (1984)] and directions and positions are relatively independent. Many amplification sequences are currently known from mammalian genes [globin, RSV, SV40, EMC, elastase, albumin, a-fetoprotein and insulin]. Typically, however, amplifiers of eukaryotic cell viruses will be used. Examples include SV40 late amplification products, cell expansion virus initiation promoter amplification products, polyoma amplification products on the rear surface of replication origin, and adenovirus amplification products.

진핵생물 숙주 세포 (효모, 곰팡이, 곤충, 식물, 인간 또는 다른 다세포 생물로부터 얻은 핵을 가진 세포)에서 사용되는 발현 벡터는 또한 mRNA 발현을 수행하는 전사의 종결을 위해 필요한 서열을 포함할 것이다. 이러한 부위는 단백질을 코딩하는 mRNA의 번역되지 않는 부위 내의 폴리아데닐화 구획으로 전사된다. 3' 비번역 부위는 또한 전자 종결 위치를 포함한다.Expression vectors used in eukaryotic host cells (cells with nuclei obtained from yeast, fungi, insects, plants, humans or other multicellular organisms) will also contain sequences necessary for the termination of transcription to effect mRNA expression. This site is transcribed into the polyadenylation compartment in the untranslated region of the mRNA encoding the protein. The 3 ' non-translated region also includes an electron termination site.

발현 벡터는 선택 표지 (selectable marker)로도 명명되는 선택 유전자 (selection gene)를 포함할 수 있다. 포유동물 세포에 대한 적당한 선택 표지의 예로는 디히드로폴레이트 환원효소 (DHFR, pJOD-10 [ATCC 68815]의 Bq1II/HindIII 제한 조각에서 유도될 수 있음), 티미딘 키나아제 (단순 포진 바이러스 티미딘 키나아제는 vP-5 클론 [ATCC 2028]의 BamHI 조각 상에 포함됨) 또는 네오마이신 (G418) 저항성 유전자 (pNN414 효모 인공 염색체 벡터 [ATCC 37682]에서 얻을 수 있음)이 포함된다. 그러한 선택 표지를 성공적으로 포유동물 숙주 세포로 옮길 때, 선택적 압력하에 놓여진다면 감염된 포유동물 숙주 세포가 살아남을 수 있다. 두가지 다른 범주의 선택 체계가 널리 사용된다. 첫번째 범주는 세포의 대사에 기초해서 보충 배지 (supplementary medium)이 없이는 생장 능력을 잃게 되는 돌연변이 세포계 (cell line)를 사용하는 것이다. 두가지 예를 들면, CHO DHFR-세포 (ATCC CRL-9096) 및 마우스 LTK-세포 (L-M(TK-) ATCC CCL-2.3)가 있다. 이들 세포는 티미딘 또는 히포크산틴과 같은 영양물의 추가 없이는 살 수 없다. 이들 세포는 완벽한 뉴클레오티디 합성 경로에 필요한 특정 유전자를 결여하고 있어서, 부족한 뉴클레오티드를 보충 배지로 제공받지 않는다면 살아남을 수 없다. 배지를 공급하는 것의 대안으로는 손상되지 않은 본래의 DHFR 또는 TK 유전자를 각각의 유전자를 결여한 세포에 넣어주어 이들의 성장 필요물을 변화시키는 것이다. DHFR 또는 TK 유전자로 형질전환되지 않은 개별 세포는 비보충 배지에서 살아남을 수 없을 것이다.The expression vector may comprise a selection gene, also referred to as a selectable marker. Examples of suitable selectable markers for mammalian cells include, but are not limited to, dihydrofolate reductase (DHFR, which may be derived from the Bq1II / HindIII restriction fragment of pJOD-10 [ATCC 68815]), thymidine kinase (simple herpesvirus thymidine kinase (Included on the BamHI fragment of vP-5 clone [ATCC 2028]) or neomycin (G418) resistance gene (available from pNN414 yeast artificial chromosome vector [ATCC 37682]). When such selectable markers are successfully transferred to the mammalian host cell, the infected mammalian host cell can survive if placed under selective pressure. Two different categories of selection systems are widely used. The first category is the use of mutated cell lines that lose their ability to grow without the supplementary medium based on the metabolism of the cells. Two kinds of, for example, CHO DHFR - a cell (LM (TK-) ATCC CCL- 2.3) - cells (ATCC CRL-9096) and mouse LTK. These cells can not live without the addition of nutrients such as thymidine or hypoxanthine. These cells lack specific genes necessary for a complete nucleotide synthesis pathway, and can not survive unless the deficient nucleotide is provided as a supplemental medium. As an alternative to feeding the medium, the intact native DHFR or TK gene is inserted into the cells lacking the respective genes to change their growth requirements. Individual cells that are not transformed with DHFR or TK genes will not survive in non-supplemented media.

두번째 범주는 특정한 세포 유정에 사용되는 선택 체계에 관련된 우성 선택으로 돌연변이 세포계를 사용할 필요가 없다. 이들 체계는 전형적으로 숙주 세포의 성장을 저지하는 약을 사용한다. 신규 유전자를 가지고 있는 그러한 세포는 약물 저항성을 수반하는 단백질을 발현하여 선택과정에서 살아남을 것이다. 그러한 우성 선택의 예에서는 약물인 네오마이신 [Southern P 및 Berg, P.,J. Molec. Appl. Genet. 1: 327 (1982)], 미코페놀산 (mycophenolic acid) [Mulligan, R. C. 및 Berg, P. Science 209 : 1422 (1980)], 또는 히그로마이신 (hygromycin) [Sugden, B. 외, Mol Cell. Biol. 5 : 410 - 413 (1985)]을 사용한다. 상기한 세가지 예에서는 각각 진핵생물의 조절을 받는, 적당한 약물 G418 또는 네오마이신 (geneticin), xgpt (미코페놀산) 또는 히그로마이신에 대한 저항성을 수반하는 박테리아 유전자를 사용한다.The second category does not require the use of a mutant cell line as a dominant selection related to the selection system used for a particular cell well. These systems typically use drugs that inhibit the growth of host cells. Such cells bearing the novel gene will survive the selection process by expressing a protein with drug resistance. Examples of such dominant selection include neomycin [Southern P and Berg, P., J. Molec. Appl. Genet. 1 : 327 (1982)], mycophenolic acid [Mulligan, RC and Berg, P. Science 209: 1422 (1980)], or hygromycin [Sugden, B. et al., Mol Cell. Biol. 5: 410-413 (1985). The three examples above each use bacterial genes with resistance to the appropriate drug G418 or neomycin, xgpt (mycophenolic acid) or hygromycin, each of which is under the control of eukaryotes.

진핵생물 발현을 위한 바람직한 벡터는 pRc/CMV이다. pRc/CMV는 미국 92121 캘리포니아 샌디에고 소렌토 밸리 불러버드 3985에 소재한 Invitrogen Corporation이 시판한다. 제조한 플라스미드 내의 서열이 정확한 지를 확인하기 위해서 결합 (ligation) 혼합물을 사용하여 E. coli K12 균주 DH5a (ATCC 31446)을 형질전환시키고, 적합한 항생제 저항성을 이용해 성공적인 형질전환체를 선택한다. 형질전환체로부터 플라스미드를 정제하고 문헌 [Messing, 외,Nucleic Acids Res.9 : 309 (1981)]의 방법으로 제한 및(또는) 서열에 의해 분석한다.The preferred vector for eukaryotic expression is pRc / CMV. pRc / CMV is marketed by Invitrogen Corporation of 3985 Boulevard, Sorrento Valley, San Diego, CA 92121 USA. To verify that the sequence in the plasmid produced is correct, the ligation mixture is used to transform E. coli K12 strain DH5a (ATCC 31446) and successful transformants are selected using appropriate antibiotic resistance. The plasmid was purified from the transformant and was transformed into E. coli by the method of Messing, et al., Nucleic Acids Res. 9: 309 (1981)].

숙주 세포를 본 발명의 발현 벡터로 형질전환시켜서 프로모터를 유도하고 형질전환체를 선별하고 유전자를 증폭시키기에 적합하도록 개질된 종래의 영양물 배지에서 배양시킬 수 있다. 온도, pH 등과 같은 배양 조건은 발현을 위해 선택된 숙주 세포에 종래에 사용하던 대로 맞추며 전문가들은 이미 명백하게 인식하고 있을 것이다. 상기한 벡터로 세포를 형질전환시키는 기술은 당해 기술분야에 잘 알려져 있고 [Maniatis 등,Molecular Cloning:A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, 뉴욕 (1989)] 또는 [Current Protocols in Molecular Biology (1989)] 등의 일반적인 참고문헌에서 찾아볼 수 있다.The host cell can be transformed with the expression vector of the present invention to induce the promoter, and the transformant can be selected and cultured in a conventional nutrient medium modified to be suitable for amplifying the gene. Conditions such as temperature, pH, and the like will fit the conventionally used host cells selected for expression and experts will already recognize. Techniques for transforming cells with the above vectors are well known in the art (Maniatis et al., Molecular Cloning : A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York (1989) Current Protocols in Molecular Biology (1989)].

특허 청구된 단백질을 코딩하는 벡터를 고등 진핵생물에서 발현시키기 위한 바람직한 적당한 숙주 세포에는 SV40 (COS-7, ATCC CRL-1651)에 의해 형질전환된 아프리카 사바나원숭이 신장 세포계, 형질전환된 사람 1차 배 신장 세포계 293 [Gramham, F. L. 외, J. Gen Virol. 36 : 59-72 (1977), Virology 77 : 319-329, Virology 86 : 10-21], 어린 햄스터 신장 세포 [BHK-21 (C-13), ATCC CCL-10, Virology 16:147 (1962)], 중국산 햄스터 난소 세포 CHO-DHFR-(ATCC CRL-9096), 마우스 세르톨리 (Sertoli) 세포 [TM4, ATCC CRL-1715, Biol. Reprod. 23 : 243-250 (1980)], 아프리카 사바나원숭이 신장 세포 (VERO 76, ATCC CRL-1587), 사람 자궁 경관 상피모양의 암종 세포 (HeLa, ATCC CCL-2), 개 신장 세포 (MDCK, ATCC CCL-34), 버팔로 래트 간 세포 (BRL 3A, ATCC CRL-1442), 사람 배수 폐 세포 (WI-38, ATCC HB-75), 사람 간세포의 암종 세포 (Hep G2, ATCC HB-8065) 및 마우스 유방암 세포 (MMT 060562, ATCC CCL51)가 포함된다.Suitable suitable host cells for expressing the vector encoding the claimed protein in higher eukaryotes include the African savannah monkey kidney cell line transformed with SV40 (COS-7, ATCC CRL-1651), the transformed primary cell line Kidney cell line 293 [Gramham, FL et al., J. Gen Virol. BHK-21 (C-13), ATCC CCL-10, Virology 16: 147 (1962) ], Chinese hamster ovary cells CHO-DHFR - (ATCC CRL- 9096), mouse Sertoli (Sertoli) cells [TM4, ATCC CRL-1715, Biol. Reprod. ATCC CRL-1587), human cervical epithelial carcinoma cells (HeLa, ATCC CCL-2), canine kidney cells (MDCK, ATCC CCL-2) (BRL 3A, ATCC CRL-1442), human drainage lung cells (WI-38, ATCC HB-75), human hepatocellular carcinoma cells (Hep G2, ATCC HB-8065) Cells (MMT 060562, ATCC CCL51).

f.효모 발현 f. Yeast expression

원핵생물에 추가하여, 효모 배지와 같은 진핵 미생물도 사용할 수 있다. 많은 다른 균주가 시판되고 있지만, 사카로마이시스 시러비지에 (Saccharomyces cerevisiae) 또는 일반 제빵 효모는 진핵 미생물이 가장 널리 사용되고 있다. 사카로마이시스에서 발현시키기 위해서, 예를 들면, 플라스미드 YRp7 [ATCC-40053, Stinchcomb 등,Nature282 : 39 (1979), Kingsman 등, Gene 7 : 141 (1979), Tschemper 등,Gene10 : 157 (1980)]이 일반적으로 사용된다. 이 플라스미드는 이미 트립토판을 합성하지 못해 생장 능력을 잃은 변이 균주를 위한 선택 표지를 제공하는 trp 유전자를 포함하고 있다 {예를 들면, ATCC 제44076호 또는 PEP4-1 [Jones,Genetics85 : 12 (1977)]}.In addition to prokaryotes, eukaryotic microorganisms such as yeast media can also be used. Although many different strains are commercially available, eukaryotic microorganisms are the most widely used for Saccharomyces cerevisiae or common baker's yeast. For example, plasmid YRp7 [ATCC-40053, Stinchcomb et al ., Nature 282: 39 (1979), Kingsman et al., Gene 7: 141 (1979), Tschemper et al., Gene 10: 157 )] Is generally used. This plasmid contains the trp gene, which provides a selectable marker for a mutant strain that has failed to synthesize tryptophan and has lost its ability to grow {for example, ATCC No. 44076 or PEP4-1 [Jones, Genetics 85: 12 )]}.

효모 숙주와 사용하기에 적합한 촉진 (promoting) 서열은 3-포스포글리세레이트 키나아제 [플라스미드 pAP12BD ATCC 53231에서 발견되며 미국특허 제4,935,350호 (1990년 6월 19일)에 기재되어 있음] 또는 에놀라제 플라스미드 pAC1 ATCC 39532에서 발견됨), 글리셀알데히드-3-포스페이트 탈수소효소 (플라스미드 pHcGAPC1 ATCC 57090, 57091에서 유도됨), 지모모나스 모빌리스 (미국특허 제5,000,000호, 1991년 3월 19일 허여), 헥소키나아제, 피루베이트 카르복시이탈효소, 포스포프룩토키나아제, 글루코오즈-6-포스페이트 이성질화효소, 포스포글루코오즈 이성질화효소 및 글루코키나아제와 같은 다른 해당과정의 효소에 대한 프로모터를 포함한다.Suitable promoting sequences for use with yeast hosts include 3-phosphoglycerate kinase [found in plasmid pAP12BD ATCC 53231 and described in U.S. Patent 4,935,350 (June 19, 1990)] or enolase (Derived from plasmid pAC1 ATCC 39532), glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (derived from plasmid pHcGAPC1 ATCC 57090, 57091), Zimomonas mobilis (U.S. Patent No. 5,000,000, dated March 19, 1991) A promoter for enzymes of other appropriate processes such as kinase, pyruvate carboxytechase, phosphofructokinase, glucoose-6-phosphate isomerase, phosphoglucose isomerase and glucokinase.

전사가 생장 조건에 의해 조절되는 추가적 잇점을 지닌 유도 프로모터인 다른 효모 프로모터는 알코올 탈수소효소 2, 이소시토크롬 C, 산 포스파타제, 질소 대사 관련 분해 효소, 메탈로티오네인 (플라스미드 벡터 pCL28XhoLHBPV ATCC 39475에 포함됨, 미국특허 제4,840,896호), 글리셀알데히드 3-포스페이트 탈수소효소 및 말토오즈와 갈락토오즈 (플라스미드 pRY121 ATCC 37658에서 발견되는 GAL1) 이용에 관련된 효소을 위한 프로모터 부위이다. 효모 발현에서 사용하기에 적합한 벡터 및 프로모터는 추가로 알. 히츠만 (R. Hitzeman) 등의 유럽특허공개 제73,657A호에 기재되어 있다. 사카로마이시스 시러비지에에서 얻은 UAS Gal과 같은 효모 증폭제 (플라스미드 YEpsec--hI1beta ATCC 67024 상의 CYC1 프로모터와 함께 발견됨)도 또한 유리하게 효모 프로모터로 사용한다.Other yeast promoters that are inducible promoters with the additional advantage that transcription is regulated by their growth conditions include alcohol dehydrogenase 2, isocytocrome C, acid phosphatase, nitrogen metabolism related degrading enzymes, metallothionein (included in plasmid vector pCL28XhoLHBPV ATCC 39475, U.S. Patent No. 4,840,896), glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase, and promoters for enzymes involved in the utilization of maltose and galactose (GAL1 found in plasmid pRY121 ATCC 37658). Suitable vectors and promoters for use in yeast expression are further described in < RTI ID = 0.0 > Is disclosed in European Patent Publication No. 73,657A to R. Hitzeman et al. Yeast amplifiers (found with the CYC1 promoter on the plasmid YEpsec-hI1beta ATCC 67024), such as UAS Gal, obtained from Saccharomyces Isis Cervarix are also advantageously used as yeast promoters.

하기의 실시예는 특허 청구된 단백질의 제조를 추가로 예시하기 위해 제공한다. 본 발명의 범위는 단순히 하기의 실시예로 이루어지는 것으로 이해되어서는 않될 것이다.The following examples are provided to further illustrate the preparation of the claimed proteins. The scope of the present invention should not be construed as being made merely by the following embodiments.

실시예 1Example 1

벡터 제조Vector manufacture

서열 12의 유전자는 화학적으로 합성되는 올리고뉴클레오티드로부터 유도된 약 220 bp 및 약 240 bp 구획으로 조립된다.The gene of SEQ ID NO: 12 is assembled into about 220 bp and about 240 bp segments derived from chemically synthesized oligonucleotides.

220 bp 구획은 NdeI 위치에서부터 코딩 부위 내의 220번 위치의 XbaI 위치까지 연장되며 길이 34 내지 83 개의 염기 범위의 7 겹치는 올리고뉴클레오티드로 이루어진다. 240 bp 구획은 XbaI에서부터 BamHI 위치까지 연장되며 길이 57 내지 92 개의 염기 범위의 7 겹치는 올리고뉴클레오티드로 이루어진다.The 220 bp segment consists of 7 overlapping oligonucleotides extending from the NdeI site to the XbaI site at position 220 in the coding region and ranging in length from 34 to 83 bases in length. The 240 bp segment consists of seven overlapping oligonucleotides extending from XbaI to the BamHI site and ranging in length from 57 to 92 bases in length.

이러한 조각을 조립하기 위해, 각각 7 올리고뉴클레오티드를 동일 몰량, 통상적으로 약 1 내지 2 피코몰/㎕의 농도로 혼합한다. 조립하기 전에, 올리고뉴클레오티드 조각의 5''-말단에 대부분의 올리고뉴클레오티드는 반응물의 공급자에 의해 지정된 조건을 사용하여 T4 DNA 키나아제로 표준 키나아제 완충액에서 인산화된다. 혼합물을 95 ℃까지 가열하고 1 내지 2 시간 동안에 걸쳐 실온으로 천천히 냉각시켜 올리고뉴클레오티드의 어닐닝 (annealing)이 적절히 일어나도록 한다. 올리고뉴클리오티드을 그 다음 서로 결합시키고 pUC18 또는 pUC19와 같은 적합화된 클로닝 벡터로 결합된다. 완충액 및 조건은 효소의 공급자에 의해 권고된 것으로 한다. 220 bp 조각에 대한 벡터는 NdeI 및 XbaI로 잘려진 것이고 반면 240 bp 조각에 대한 벡터는 사용하기 전에 XbaI 및 BamHI로 잘려진 것이다. 결합 혼합물을 사용하여 E. coli DH10B 세포 (Gibco/BRL에서 시판)를 형질전환시키며, 형질전환된 세포를 100 ㎍/㎖의 암피실린, X-gal 및 IPTG를 함유하는 트립톤-효모 (TY) 평판 (plate) 상에 얇게 입힌다. 밤새 자라난 콜로니를 100 ㎍/㎖의 암피실린을 함유한 액체 TY 배지에서 생장시키고 이를 이용해 플라스미드를 분리해내고, DNA 서열 분석을 한다. 올바른 서열을 가진 플라스미드를 완전한 유전자의 조립물에 보관한다. 이를 220 bp 및 240 bp 조각의 겔-정제 및 이들 두 조각을, A-C-B 프로인슐린의 코딩 서열을 제거하고 사용하기 전에 NdeI 및 BamHI으로 잘린 pRB182와 같은 발현 벡터에 결합시켜 수행했다.To assemble these fragments, 7 oligonucleotides, respectively, are mixed at the same molar amount, usually at a concentration of about 1-2 picomoles / μl. Prior to assembly, most of the oligonucleotides at the 5 " -end of the oligonucleotide fragment are phosphorylated in standard kinase buffer with T4 DNA kinase using conditions specified by the supplier of the reactants. The mixture is heated to 95 < 0 > C and slowly cooled to room temperature over 1-2 hours to ensure that the annealing of the oligonucleotides occurs properly. The oligonucleotide is then ligated to each other and bound to a suitable cloning vector such as pUC18 or pUC19. Buffers and conditions are to be recommended by the supplier of the enzyme. The vector for the 220 bp fragment was truncated with NdeI and XbaI whereas the vector for the 240 bp fragment was truncated with XbaI and BamHI before use. The recombinant mixtures were used to transform E. coli DH10B cells (commercially available from Gibco / BRL) and the transformed cells were treated with tryptone-yeast (TY) plates containing 100 μg / ml of ampicillin, X-gal and IPTG and thinly coated on a plate. The overnight colonies were grown in liquid TY medium containing 100 μg / ml of ampicillin, and plasmids were isolated and DNA sequence analysis was performed. The plasmid with the correct sequence is kept in the assembly of the complete gene. This was carried out by gel-purification of the 220 bp and 240 bp fragments and combining these two fragments with an expression vector, such as pRB182, which was truncated with NdeI and BamHI prior to use to remove the coding sequence for A-C-B proinsulin.

실시예 2Example 2

원하는 단백질을 코딩하는 DNA 서열을 포함하는 플라스미드를 PmlI 및 Bsu36I로 자른다. 이들 효소에 대한 인식 서열은 각각 275번 위치의 뉴클레오티드와 360번 위치의 뉴클레오티드에서 단백질의 코딩 부위내에 위치한다. 클로닝 벡터는 이들 인식 서열을 포함하지 않는다. 결과적으로 단 두개의 조작만이 제한 효소 PmlI 및 Bsu36I의 소화 이후에 관찰되며, 그 중 하나는 벡터 조각에 해당되며, 다른 하나는 단백질 코딩 서열 내에서 떨어져 나온 약 85 bp 조각에 해당한다. 이 서열을 표 1에 기입되어 있는 아미노산 치환을 코딩하는 임의의 DNA 서열로 대체할 수 있다. 이러한 DNA 서열은 PmlI 및 Bsu36I에 의한 소화로 생겨난 말단에 잘 드러맞는 말단 및 상보적 염기를 갖는 두 개의 올리고뉴클리오티드로서 화학적으로 합성된다. 화학적으로 합성된 올리고뉴클리오티드는 동일 몰량 (1 내지 10 피코몰/㎕)로 혼합하고 95 ℃까지 가열시켰다가 20 내지 25 ℃까지 서서히 온도를 내려 어닐링되도록 한다. 어닐닝된 올리고뉴클리오티드를 표준 결합 반응에 사용한다. 결합 생성물을 형질전환시키고 실시예 1에 기재된 바와 같이 분석한다.The plasmid containing the DNA sequence encoding the desired protein is cut into PmlI and Bsu36I. The recognition sequences for these enzymes are located within the coding region of the protein at the nucleotide at position 275 and at the nucleotide at position 360, respectively. The cloning vector does not include these recognition sequences. As a result, only two manipulations are observed after the digestion of the restriction enzymes PmlI and Bsu36I, one of which corresponds to a vector fragment and the other corresponds to an approximately 85 bp fragment that has disappeared within the protein coding sequence. This sequence can be replaced by any DNA sequence encoding the amino acid substitutions listed in Table 1. This DNA sequence is chemically synthesized as two oligonucleotides with terminal and complementary bases that are well terminated by digestion by PmlI and Bsu36I. The chemically synthesized oligonucleotides are mixed in the same molar amount (1 to 10 picomoles / 占 퐇), heated to 95 占 폚, and slowly lowered to 20 to 25 占 폚 to anneal. The annealed oligonucleotides are used in standard binding reactions. The bound product is transformed and analyzed as described in Example 1.

실시예 3Example 3

표 1에서 Met Arg 리더 서열을 갖는 단백질 255에 의해 나타낸 단백질을 코딩하는 DNA 서열은 실시예 2에 기재된 순서 및 플라스미드를 사용하여 얻었다. 플라스미드를 PmlI 및 Bsu36I로 자르고 서열이 5''-서열 13인 합성 DNA 조각을 서열 5'-서열 14와 어닐닝시키고The DNA sequence encoding the protein represented by the protein 255 having the Met Arg leader sequence in Table 1 was obtained using the plasmid and the sequence described in Example 2. The plasmid was cut into PmlI and Bsu36I and a synthetic DNA fragment of sequence 5 " -sequence 13 was annealed with sequence 5 ' -sequence 14

PmlI 및 Bsu36I 부위 사이에 삽입시켰다. 결합, 형질전환 및 플라스미드 분리 후, 합성 조각의 서열을 DNA 서열 분석으로 증명했다.PmlI and Bsu36I sites. After binding, transformation and plasmid isolation, the sequence of the synthetic fragment was verified by DNA sequencing.

실시예 4Example 4

Met Arg 리더 서열을 갖는 서열 4을 코딩하는 DNA 서열을 실시예 2에 기재된 순서 및 플라스미드를 사용하여 얻었다. 플라스미드를 PmlI 및 Bsu36I로 자르고 서열이 5''-서열 15인 합성 DNA 조각을 서열 5'-서열 16와 어닐닝시키고The DNA sequence encoding sequence 4 with the Met Arg leader sequence was obtained using the sequence and plasmid described in Example 2. The plasmid was cut into PmlI and Bsu36I and a synthetic DNA fragment of sequence 5 " -sequence 15 was annealed with sequence 5 ' -sequence 16

PmlI 및 Bsu36I 부위 사이에 삽입시켰다. 결합, 형질전환 및 플라스미드 분리 후, 합성 조각의 서열을 DNA 서열 분석으로 증명했다.PmlI and Bsu36I sites. After binding, transformation and plasmid isolation, the sequence of the synthetic fragment was verified by DNA sequencing.

세포를 상기한 벡터로 형질전환시키는 기술은 당해 기술분야에 잘 알려져 있으며 [Maniatis, 등,Molecular Cloning:A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, 뉴욕 (1989)] 또는 [Current Protocols in Molecular Biology(1989)] 등의 일반적인 참고문헌에서 찾아볼 수 있다. 본 명세서에서 예시된 발명의 바람직한 실행에서 사용하는 E. coli 세포의 형질전환에 관련된 기술은 당해 기술분야에 잘 알려져 잇다. 형질전환된 E. coli 세포가 배양되는 적합한 조건은 E. coli 숙주 세포계의 성질 및 사용한 발현 벡터 또는 클로닝 벡터의 성질에 달려있다. 예를 들면, c1857 열유도 λ-파아지 프로모터-오퍼레이터 부위를 도입한 벡터는 단백질 합성을 유도하기 위해 배양 조건에서 약 30 내지 약 40 ℃의 온도 이동을 필요로 한다.Techniques for transforming cells with the above vectors are well known in the art (Maniatis et al., Molecular Cloning : A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, [ Current Protocols in Molecular Biology (1989)]. Techniques related to the transformation of E. coli cells used in the preferred practice of the invention exemplified herein are well known in the art. Suitable conditions under which the transformed E. coli cells are cultured depend on the nature of the E. coli host cell line and the nature of the expression vector or cloning vector used. For example, vectors incorporating the c1857 heat-induced lambda-phage promoter-operator site require temperature shifts of about 30 to about 40 DEG C in culture conditions to induce protein synthesis.

본 발명의 바람직한 태양에서, E. coli K12 RV308 세포를 숙주 세포로 사용하지만 E. coli K12, L201, L687, L693, L507, L640, L641, L695, L814 (E. coli B)와 같은 많은 다른 세포계도 유용하며 단 이것들로 제한되는 것은 아니다. 그 다음 형질전환된 숙주 세포를 발현 플라스미드에 존재하는 저항성 유전자에 상응하는 항생제의 선택 압력하의 적당한 배지에 얇게 입힌다. 그 후 사용한 숙주 세포계에 적합한 온도와 시간 동안 배양시켰다.In a preferred embodiment of the present invention, E. coli K12 RV308 cells are used as host cells but many other cell lines such as E. coli K12, L201, L687, L693, L507, L640, L641, L695, L814 But are not limited to these. The transformed host cells are then thinly coated in a suitable medium at a selection pressure of an antibiotic corresponding to the resistance gene present in the expression plasmid. The cells were then incubated for a suitable temperature and time in the host cell system.

고수준 박테리아 발현계에서 발현되는 단백질은 특징적으로 과발현 단백질의 다량을 포함하는 과립 또는 봉입체 (inclusion body)에 응집된다 [Kreuger 등,Protein Folding, Gierasch 및 King 편찬, 136 내지 142 쪽 (1990), American Association for Advancement of Science Publication 제89-18s호, 위싱턴 디. 씨.]. 그러한 단백질은 용해되어 원하는 단백질 생성물의 추가 정제 및 분리를 거쳐야 한다.Id. 구아니디늅-HCl과 같은 강력하게 변성시키는 용액 및(또는) 우레아 같은 약하게 변성시키는 용액을 사용하는 각종 기술이 단백질을 용해시키는데 사용된다. 용액에서 변성용 시약을 점진적으로 제거하여 (종종 투석법 사용) 변성된 단백질로 하여금 본래 구조를 회복하도록 한다. 변성 및 폴딩 (folding)을 위한 특별한 조건은 특정한 단백질 발현계 및(또는) 해당 단백질에 의해 결정된다.Proteins expressed in high-level bacterial expression systems characteristically aggregate in granules or inclusion bodies containing large amounts of over-expressed proteins (Kreuger et al., Protein Folding , Gierasch and King, pp. 136-142 (1990), American Association for Advancement of Science Publication No. 89-18s, Washington, DC. Seed.]. Such proteins must be lysed to undergo further purification and isolation of the desired protein product. Id . Various techniques using a strongly denaturing solution such as guanidiphenyl-HCl and / or a weakly denaturing solution such as urea are used to dissolve the protein. Gradually remove the denaturant from the solution (often using dialysis) to allow the denatured protein to recover its original structure. The specific conditions for denaturation and folding are determined by the specific protein expression system and / or the protein of interest.

실시예 5Example 5

Met Arg 리더 서열을 갖는 실시예 3의 단백질은 E. coli에서 발현되고 분리되고 PBS로 희석되거나 또는 8 M 우레아로 희석되어 (모두 5 mM 시스테인 함유) 폴딩되며 PBS로 철저히 투석시킨다. 이런 과정에서는 단백질의 응집이 거의 관찰되지 않았다. 크기 배제 크로마토그래피로 단백질을 최종 정제한 후 단백질을 PBS 중의 3 내지 3.5 ㎎/㎖로 농축시켰다. 농축 과정에서 실질적인 응집이 두드러지는 천연 사람 단백질과 대조적으로 그 단백질의 응집은 가시적으로는 관찰되지 않았다.The protein of Example 3 with the Met Arg leader sequence is expressed and isolated in E. coli, diluted with PBS or diluted with 8 M urea (all containing 5 mM cysteine), folded and thoroughly dialyzed with PBS. In this process, protein aggregation was scarcely observed. After final purification of the protein by size exclusion chromatography, the protein was concentrated to 3 to 3.5 mg / ml in PBS. In contrast to the natural human protein, which exhibits substantial aggregation during the concentration process, no aggregation of the protein was observed visually.

역상 HPLC를 이용한 단백질 분석을 통해 사람의 Ob 단백질을 약 56.8 % 아세토니트릴에서 용리시키고, 마우스 단백질은 55.8 %에서, Met Arg 리더 서열을 가지고 있는 표제 단백질은 53.7 %에서 용리시켰음을 보였다. 따라서, 예상외로 마우스 삽입물을 갖는 사람 단백질이 사람의 분자 또는 마우스의 분자보다 더 높은 친수성을 갖는 것으로 나타났다.Human protein Ob was eluted at approximately 56.8% acetonitrile through reversed phase HPLC analysis, and the mouse protein eluted at 55.8% and the title protein with Met Arg leader sequence eluted at 53.7%. Thus, it has been unexpectedly found that human proteins with mouse inserts have higher hydrophilicity than human molecules or mouse molecules.

실시예 6Example 6

Met Arg 리더 서열을 갖는 서열 4의 단백질을 E. coli에서 발현시켰다. 과립을 분리하고 5 mM 시스테인이 포함된 8 M의 우레아에서 용해시켰다. 단백질을 음이온 교환 크로마토그래피로 정제하고 8 M의 우레아 (5 mM 시스테인 포함)로 희석시켜 폴딩시키고 기술에 의해 PBS로 철저히 투석시킨다. 단백질 용액의 pH를 약 2.8로 낮췄다. Met Arg 리더 서열을 단백질 1 mg 당 dDAP 6 - 10 밀리단위를 추가하여 잘라냈다. 실온에서 2 내지 8 시간 동안 전환 반응을 수행했다. 반응의 진행을 고성능 역상 크로마토그래피로 관찰했다. 반응은 NaOH를 이용하여 pH를 8로 맞춤으로써 종결시켰다. des(Met-Arg) 단백질을 추가로 양이온 교환 크로마토그래피로 7 내지 8 M의 우레아가 있는 상태에서 정제하고 PBS로 크기 배제 크로마토그래피로 정제한다. 크기 배제 크로마토그래피로 단백질을 최종 정제한 후, 단백질을 PBS에서 3 내지 3.5 ㎎/㎖로 농축시켰다. 단백질의 응집은 가시적으로는 관찰되지 않았다.The protein of SEQ ID NO: 4 with the Met Arg leader sequence was expressed in E. coli. The granules were separated and dissolved in 8 M urea containing 5 mM cysteine. The protein is purified by anion exchange chromatography and diluted with 8 M urea (5 mM cysteine), folded and thoroughly dialyzed with PBS by technique. The pH of the protein solution was lowered to about 2.8. Met Arg leader sequence was cut out by adding 6 to 10 milliliters of dDAP per mg of protein. The conversion reaction was carried out at room temperature for 2 to 8 hours. The progress of the reaction was observed by high performance reversed phase chromatography. The reaction was terminated by fitting the pH to 8 using NaOH. The des (Met-Arg) protein is further purified by cation exchange chromatography with 7 to 8 M of urea and purified by size exclusion chromatography with PBS. After final purification of the protein by size exclusion chromatography, the protein was concentrated to 3 to 3.5 mg / ml in PBS. Protein aggregation was not observed visually.

바람직하게는, 본 발명의 단백질은 리더 서열과 함께 발현된다. 유효한 리더 서열이 당분야의 전문가에게 알려져 있으나 바람직한 리더 서열은 Met-R1- (여기서 R1은 Pro를 제외한 임의의 아미노산임)이기 때문에 발현된 단백질은 카셉신 (Cathepsin) C를 이용해서 용이하게 특허 청구된 단백질로 전환될 수 있다. 바람직한 경우 R1은 Arg, Asp 또는 Tyr이고 가장 바람직하게는 Met-Arg 리더 서열을 갖는 단백질이 발현된다. 흥미로운 것은 리더 서열이 활성 단백질의 안정성 또는 활성에 별다른 영향을 미지지 않는다는 점이다. 그러나, 리더 서열은 바람직하게는 단백질에서 잘려진다. 따라서 서열 : Met-R1-서열 1의 단백질은 생물학적 약물로서 유용하며, 바람직하게는 중간물로서 유용하다.Preferably, the protein of the present invention is expressed together with the leader sequence. Although valid reader sequences are known to those of skill in the art, the preferred leader sequence is Met-R 1 - (where R 1 is any amino acid except Pro), so the expressed protein is readily available using Cathepsin C Can be converted to the claimed protein. Preferably, R 1 is Arg, Asp or Tyr and most preferably a protein having the Met-Arg leader sequence is expressed. Interestingly, the leader sequence does not significantly affect the stability or activity of the active protein. However, the leader sequence is preferably truncated in the protein. Thus, the protein of sequence: Met-R 1 - SEQ ID NO: 1 is useful as a biological drug and is preferably useful as an intermediate.

특허 청구된 단백질의 정제는 당분야에 공지된 기술로 수행하며 역상 크로마토그래피, 친화성 크로마토그래피, 이온 교환 및 크기 배제 크로마토그래피가 포함된다.Purification of the claimed proteins is carried out using techniques known in the art and includes reverse phase chromatography, affinity chromatography, ion exchange and size exclusion chromatography.

특허 청구된 단백질은 2 개의 시스테인 잔기를 포함한다. 따라서 이황화 결합이 형성되어 단백질을 안정화시킨다. 본 발명은 96번 위치의 Cys가 146번 위치의 Cys에 가교되어 있는 서열 1 또는 2의 단백질뿐 아니라 그러한 이황화 결합이 없는 단백질도 포함한다. 본 발명의 단백질은 특히 제죄되었을 때 이량체, 삼량체, 사량체 및 다른 다량체로서 존재할 수 있다. 그러한 다량체도 본 발명의 범위에 포함된다.The claimed protein comprises two cysteine residues. Therefore, a disulfide bond is formed to stabilize the protein. The present invention includes not only the protein of SEQ ID NO: 1 or 2 but also the protein without such disulfide bond, wherein Cys at position 96 is bridged to Cys at position 146. The proteins of the present invention may exist as dimers, trimesters, tetramers and other multimers when specifically implicated. Such masses are also included within the scope of the present invention.

본 발명은 비만 치료법을 제공한다. 그 방법은 비만 억제 단백질의 유효량을 1 내지 1000 ㎍/㎏의 용량으로 유기체에 투약하는 것으로 이루어진다. 바람직한 용량은 활성 화합물 약 10 내지 100 ㎍/㎏이다. 성인에게 있어서 전형적인 1 일 용량은 0.5 내지 100 mg이다. 이러한 방법을 수행할 때, 서열 1의 화합물을 하루 한번 투여 방식으로 또는 하루에 여러번 투여하는 방식으로 투여할 수 있다. 치료 체계는 장기간에 걸친 투여를 필요로 할 수 있다. 투여된 1회 용량 또는 총 비만 억제은 의사에 의해 결정될 것이며, 질병의 심각성 및 성질, 환자의 나이 및 일반 건강 상태 및 화합물에 대한 환자의 내성 등과 같은 요인에 달려있다.The present invention provides a method of treating obesity. The method comprises administering an effective amount of an obesity-suppressing protein to the organism in a dose of 1 to 1000 [mu] g / kg. A preferred dose is about 10 to 100 [mu] g / kg of active compound. A typical daily dose for an adult is 0.5 to 100 mg. In carrying out this method, the compound of SEQ ID NO: 1 may be administered in a once-a-day administration mode or by administering it several times a day. Therapeutic systems may require long-term administration. The administered dose or total obesity inhibition will be determined by the physician and will depend on such factors as the severity and nature of the disease, the patient's age and general health status, and the patient's tolerance to the compound.

본 발명은 추가로 본 발명의 화합물을 포함하는 제약적 제제를 제공한다. 단백질은, 바람직하게는 제약적으로 허용되는 염 형태로, 치료용 또는 예방용 비만 치료를 위한 비경구 투여를 위해 제조될 수 있다. 예를 들면 서열 1의 화합물은 종래의 제약적 담체 및 부형제와 혼합될 수 있다. 특허 청구된 단백질을 포함하는 조성물은 약 0.1 내지 90 중량%의 활성 단백질을 바람직하게는 가용형으로 포함하며, 더욱 일반적으로는 약 10 내지 30 중량%를 포함한다. 더욱이, 본 발명의 단백질은 단독으로 또는 당뇨병 치료에 유용한 약물 또는 다른 비만 억제 약물과 함께 투여될 수 있다.The present invention further provides pharmaceutical preparations comprising the compounds of the present invention. The protein, preferably in the form of a pharmaceutically acceptable salt, can be prepared for parenteral administration for therapeutic or prophylactic treatment of obesity. For example, the compound of SEQ ID NO: 1 may be mixed with conventional pharmaceutical carriers and excipients. The composition comprising the claimed protein contains about 0.1 to 90% by weight of the active protein, preferably in soluble form, and more usually about 10 to 30% by weight. Moreover, the proteins of the present invention may be administered alone or in combination with drugs useful for the treatment of diabetes or other obesity-suppressing drugs.

정맥 (iv) 사용을 위해, 단백질은 통상적으로 사용되는 정맥 유체(들)로 투여되고 주입액에 의해서 투여된다. 그러한 유체는 예를 들면 생리 식염수, 링거 (Ringer's) 용액 또는 5 % 덱스트로오스 용액이 사용될 수 있다.For intravenous (iv) use, the protein is administered with the commonly used intravenous fluid (s) and administered by infusion fluid. Such fluids may be, for example, physiological saline, Ringer's solution or 5% dextrose solution.

근육내 조제약을 위해서는, 살균 제제, 바람직하게는 서열 1 또는 2의 단백질을 적합한 가용성 염 형태, 예를 들면 염화수소 염을 용해시켜 발열물질 없는 물 (증류수), 생리 식염수 또는 5 % 글루코오스 용액과 같은 제약적 희석제로 투여할 수 있다. 적합한 불용성 형태의 화합물을 제조하여 수성 염기 중의 현탁액으로서 또는 제약적으로 허용되는 오일 염기, 예를 들면 에틸렌 올레에이트와 같은 장쇄 지방산의 에스테르로서 투여할 수 있다.For intramuscular pharmaceutical preparations, a sterilizing agent, preferably a protein of SEQ ID NO: 1 or 2, is dissolved in a suitable soluble salt form, for example a hydrochloride salt, to produce a pharmaceutical (e.g., aqueous) solution of pyrogen-free water (distilled water), physiological saline or 5% glucose solution It can be administered as a diluent. Compounds of the appropriate insoluble form can be prepared and administered as a suspension in an aqueous base or as an ester of a long chain fatty acid such as a pharmaceutically acceptable oil base, for example ethylene oleate.

본 발명의 화합물이 비만을 치료하는 성능을 생체내에서 하기와 같이 증명했다.The ability of the compounds of the present invention to treat obesity has been demonstrated in vivo as follows.

생물학적 시험Biological test

병체결합 (parabiotic) 시험은 단백질이 말초 지방조직에 의해 분비된다는 점과 단백질이 미만 마이스뿐만 아니라 일반적인 체중 획득을 조절할 수 있음을 보여준다. 따라서 대부분 밀접하게 관련된 생물학적 시험은 투여의 여러 가지 루트 (예를 들면, i.v., s.c., i.p., 또는 미니펌프 또는 캐뉼러에 의해)에 의해 시험 물질을 주입한 후, 기간을 달리하여 음식 및 물 소비, 체중 증가량, 혈장 화학 또는 호르몬 (글루코오스, 인슐린, ACTH, 코르티코스테론, GH, T4)를 관찰하는 것이다.Parabiotic studies show that the protein is secreted by peripheral adipose tissue and that the protein can regulate normal weight gain as well as submaxillary muscle. Therefore, most closely related biological tests are performed by injecting the test substance by various routes of administration (for example, by iv, sc, ip, or minipump or cannula) , Weight gain, plasma chemistry or hormones (glucose, insulin, ACTH, corticosterone, GH, T4).

적합한 시험 동물은 정상 마이스 (ICR 등) 및 비만 마이스 (ob/ob, Avy/a, KK-Ay, 둔한 (tubby) 마이스, 살찐 마이스)를 포함한다. 비만 및 당뇨병의 ob/ob 마우스 모델은 일반적으로 당분야에서 비만 질환을 지시하는 것으로 사용된다. 이러한 주입을 위한 비특이성 효과에 대한 비교는 동일한 동물에서 조성이 유사한 활성 약물이 들어있는 또는 없는 비히클을 사용하여 수용체가 결여된 것로 여겨지는 동물 (db/db 마이스, fa/fa 또는 cp/cp 래트)에서 동일한 변수 또는 활성 약물 그 자체를 관찰함으로써 수행한다. 이러한 모델에서 활성을 보이는 단백질은 다른 포유동물 특히 사람에게서도 유사한 활성을 보일 것이다.Suitable test animals include normal mice (such as ICR) and obese mice (ob / ob, Avy / a, KK-Ay, tubby mousse, fat mousse). The ob / ob mouse model of obesity and diabetes is commonly used in the art to direct obesity disorders. Comparisons of non-specific effects for such injections were made in animals (db / db mice, fa / fa or cp / cp) that were considered to lack the receptor using vehicles with or without the same active drug composition in the same animal Rats) by observing the same variables or the active drug itself. Proteins that show activity in these models will exhibit similar activity in other mammals, especially humans.

표적 조직이 음식 섭취 및 지질생성 상태를 조절하는 시상 하부가 될 것으로 예상되기 때문에, 유사한 모델은 시험 물질을 직접 뇌로 (예를 들면, 측뇌실 또는 제3뇌실을 통한 i.c.v. 주사) 또는 직접 특정한 시상 하부 핵으로 (예를 들면 궁핵, 방실핵, 뇌궁고핵 (perifornical nuclei)) 주입하는 것이다. 상기한 바와 동일한 변수를 측정할 수 있거나 또는 섭식 또는 대사를 조절하는 것으로 알려진 신경전달물질의 분비를 관찰할 수 있었다 (예를 들면, NPY, 갈라닌, 노르에피네프린, 도파민, β-엔돌핀 분비).Since a target tissue is expected to be a hypothalamus that regulates food intake and lipid production, a similar model can be used to directly target the test material to the brain (for example, icv injection through the lateral ventricle or third ventricle) (Eg, the nucleus, the atrioventricular nucleus, and the perirencular nuclei). The same variables as described above could be measured or the secretion of neurotransmitters known to regulate feeding or metabolism could be observed (eg, NPY, galantine, norepinephrine, dopamine, β-endorphin secretion).

하기 표 2에 약술되어 있는 대표적인 단백질을 본 명세서에 제공된 지도 및 실시예에 따라서 제조했다. 표 2 및 하기 표 3에서 단백질의 설명은 서열 1에서 제공된 것처럼 서열 3의 치환된 아미노산을 가리킨다. 표 2 및 3의 단백질의 아미노산 서열은 질량 분광법 및(또는) 아미노산 분석에 의해 확인했다. 본 발명의 단백질이 ob/ob 마우스에서 비만을 치료하는 능력은 표 2에서도 나타내었다.Representative proteins outlined in Table 2 below were prepared according to the guidance and examples provided herein. The descriptions of proteins in Table 2 and Table 3 below refer to the substituted amino acids of SEQ ID NO: 3 as provided in SEQ ID NO: The amino acid sequences of the proteins in Tables 2 and 3 were confirmed by mass spectrometry and / or amino acid analysis. The ability of the protein of the present invention to treat obesity in ob / ob mice is also shown in Table 2.

유사한 연구를 생체외에서 분리된 시상 하부 조직을 사용하여 perifusion 또는 조직 바드계 (tissue bath system)에서 수행했다. 이런 상황에서, 신경전달물질의 분비 또는 전기생리학적 변화가 관찰된다.A similar study was performed in perifusion or tissue bath systems using in vitro extracellular hypothalamic tissue. In this situation, secretion or electrophysiological changes of neurotransmitters are observed.

본 발명의 화합물의 물리적 화학적 성질을 하기와 같이 증명했다.The physical and chemical properties of the compounds of the present invention are demonstrated as follows.

진탕 시험Shaking test

출발 용액을 인산-완충 식염수 (PBS ; 미국 뉴욕주 그랜드 아일랜드에 소재한 Life Technologies, Inc. 제품, 인산칼슘 또는 인산마그네슘이 없는 Dulbecco's PBS, Gibco BRL)에 정제된 ob 단백질이 포함된 것이다. 단백질 농도는 통상적으로 280 nm에서의 흡광도로 결정한다. 그러나, 1 cm 큐벳에서 1 mg/ml 용액에 대해 280 nm의 이론 흡광도 값이 0.5 또는 그 이하인 Ob 단백질에 대해서 다른 방법을 사용한다. 총 적분된 피크 면적은 분석적 크기 배제 크로마토그래피 (SEC) 컬럼 (Superdex-75, Pharmacia)로 주입된 샘플 25 ㎕로부터 결정되며, 여기서 크로마토그래피는 PBS 중에서 주변 온도에서 작동되며 214 nm에서 관찰된다. 그 다음 농도가 처음 280 nm에서의 흡광도에 의해 결정되었던 Ob 단백질의 총 SEC 피크 면적과 이 피크 면적을 비교한다. 이러한 분석으로부터 PBS로 희석제를 만들어 각 Ob 단백질의 최종 농도를 약 1.6 mg/ml로 만든다. 이런 용액의 분취량을 묽은 아세트산 또는 묽은 NaOH 소량을 이용하여 pH 5.0, pH 6.0, pH 7.0 및 pH 8.0로 맞춘다. 이러한 pH-조절된 용액을 그 다음 UV 흡광 또는 SEC 기술로 정량한다.The starting solution was a purified ob protein in phosphate-buffered saline (PBS; Dulbecco's PBS, Gibco BRL, without calcium phosphate or magnesium phosphate, available from Life Technologies, Inc., Grand Island, NY). The protein concentration is typically determined by the absorbance at 280 nm. However, other methods are used for Ob proteins with a theoretical absorbance value of 0.5 or less at 280 nm for a 1 mg / ml solution in a 1 cm cuvette. The total integrated peak area is determined from 25 μl of sample injected into an analytical size exclusion chromatography (SEC) column (Superdex-75, Pharmacia), where the chromatography is run at ambient temperature in PBS and observed at 214 nm. This peak area is then compared with the total SEC peak area of the Ob protein for which the concentration was initially determined by the absorbance at 280 nm. From this assay, dilute with PBS to make the final concentration of each Ob protein approximately 1.6 mg / ml. An aliquot of this solution is adjusted to pH 5.0, pH 6.0, pH 7.0 and pH 8.0 using diluted acetic acid or dilute NaOH. This pH-adjusted solution is then quantified by UV absorption or SEC technology.

그 후, Ob 단백질 용액을 각각 직경이 3.1 mm (1/8 인치)인 15 테플론 볼(Teflon balls) (미국 켄터기주에 소재한 Curtin Matheson Scientific사의 제품) 2 ml 유리 오토샘플러 병 (미국 캘리포니아주에 소재한 서니베닐에 소재한 Varian Instrument Group 제품)에 첨가한다 공기 기포를 조심스럽게 진탕시키면서 유리병 내의 용액으로부터 제거한다. 유리병을 꼭대기까지 거의 넘칠만큼 채우고 테플론-코팅 봉인지 및 나사 투껑으로 막는다. 별도의 유리병을 각각 지탕 시험 기간 동안 평가한다.The Ob protein solution was then added to 15 ml Teflon balls (product of Curtin Matheson Scientific, Inc., Kentucky, USA) each having a diameter of 3.1 mm (1/8 inch), 2 ml glass autosampler bottle Varian Instrument Group, Sunnyvale, CA). Remove air bubbles from the solution in the vial while gently shaking. Fill the glass bottle to near the top and seal it with Teflon-coated rods and screw caps. Separate vials are each evaluated during the blanket test period.

시험 유리병을 정확하게 40 ℃인 배양기 장치 내의 회전 장치에 놓는다. 유리병을 1 분당 30회의 회전 속도로 끝에서 끝으로 회전시켜 테플론 구슬이 용액에 완전히 남아있는 동안 유리병이 꼭대기에서 바닥까지 움직이도록 한다.Place the test vial in a rotating device in the incubator device at exactly 40 ° C. Rotate the vial from end to end at 30 revolutions per minute to allow the vial to move from top to bottom while the Teflon beads remain in solution.

예비 결정된 시간이 지난 후, 유리병의 내용물을 제거하고 주변 온도에서 원심분리한다 (Fisher Scientific Model 235C 원심분리기). 맑은 상층액에서 단백질 농도는 UV 흡광 또는 SEC 기술로 다시 결정한다. 용액에 남아있는 Ob 단백질의 백분율은 pH-조절된 출발 용액에서의 Ob 농도 및 진탕 시험 후에 상층액의 Ob 단백질 농도로 계산한다.After a predetermined time, the contents of the vial are removed and centrifuged at ambient temperature (Fisher Scientific Model 235C centrifuge). Protein concentrations in clear supernatants are determined again with UV absorbance or SEC technology. The percentage of Ob protein remaining in the solution is calculated as the Ob concentration in the pH-adjusted starting solution and the Ob protein concentration in the supernatant after the shaking test.

본 발명의 화합물의 화학적 및 물리적 안정성을 표 3에서 나타냈다. 표 3에의 단백질 설명은 서열 1에서 제공된 서열 3의 치환된 아미노산을 나타낸다. 예를 들면, Ala (100)은 100번 위치의 Trp 대신에 Ala로 대체된 서열 3의 단백질을 나타낸다. 참고로 사람의 Ob 단백질 및 마우스의 Ob 단백질도 나타낸다.The chemical and physical stability of the compounds of the present invention are shown in Table 3. The protein description in Table 3 represents the substituted amino acid of SEQ ID NO: 3 provided in SEQ ID NO: 1. For example, Ala (100) represents the protein of SEQ ID NO: 3 substituted with Ala instead of Trp at position 100. For reference, human Ob protein and mouse Ob protein are also shown.

화합물은 상기 생물학적 시험의 적어도 하나 이상에서 활성이며 비만 억제 약물이다. 이처럼 그것들은 비만 및 비만에 의해 유발되는 부조 치료에 유용하다. 그러나 단백질은 치료 약물로서만 유용한 것이 아니라 당분야의 전문가들이 인지하고 있듯이 단백질은 진단용 항체 생산에도 유용하고 단백질로서는 동물의 음식 첨가물로도 유용하다. 추가로, 화합물은 포유동물에서 미용 목적을 위해 체중을 조절하는데 유용한다. 미용 목적은 포유동물의 체중을 조절하여 체형을 개선하는 것이다. 포유동물이 꼭 비만은 아니다. 그러한 미안 용도는 본 발명의 일부를 형성한다.The compound is active in at least one of the above biological tests and is an obesity inhibitory drug. As such, they are useful in the treatment of obesity and obesity-induced back pain. However, protein is not only useful as a therapeutic drug, but as recognized by experts in the field, protein is also useful for the production of diagnostic antibodies and is also useful as an animal food additive for proteins. In addition, the compounds are useful for controlling weight in mammals for cosmetic purposes. Aesthetic purpose is to control body weight of mammals to improve body shape. Mammals are not necessarily obesity. Such an anxiety application forms part of the present invention.

본 발명의 원리, 바람직한 태양 및 작동 방식을 상기의 명세서에 기재했다. 그러나 개시된 특정 형태로 제한되기 보다는 예시적으로 언급한 것이기 때문에 본 명세서에서 보호되어야 할 발명은 개시된 특정 형태로 제한되는 것으로 이해되어서는 않된다. 본 발명이 진의를 벗어나지 않고서도 당분야의 전문가에 의해 변형 및 변화가 가능할 것이다.The principles, preferred embodiments and manner of operation of the invention have been described in the foregoing specification. It should be understood, however, that the invention, which is to be protected herein, is not to be limited to the specific forms disclosed, since it is by way of example only and is not intended to be limited to the particular forms disclosed. Modifications and variations may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (21)

서열 1 (식 I)의 단백질 또는 그의 제약적으로 허용되는 염.The protein of SEQ ID NO: 1 (Formula I) or a pharmaceutically acceptable salt thereof. 서열 1SEQ ID NO: 1 식 중, 4번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Wherein Xaa at position 4 is Gln or Glu, 7번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 7 is Gln or Glu, 22번 위치의 Xaa는 Asn, Asp 또는 Glu이고,Xaa at position 22 is Asn, Asp, or Glu, 27번 위치의 Xaa는 Thr 또는 Ala이고,Xaa at position 27 is Thr or Ala, 28번 위치의 Xaa는 Gln, Glu 또는 부재이며,Xaa at position 28 is Gln, Glu or absent, 34번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 34 is Gln or Glu, 54번 위치의 Xaa는 Met, 메티오닌 술폭시드, Leu, Ile, Val, Ala 또는 Gly이고,Xaa at position 54 is Met, methionine sulfoxide, Leu, Ile, Val, Ala or Gly, 56번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 56 is Gln or GIu, 62번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 62 is Gln or GIu, 63번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 63 is Gln or GIu, 68번 위치의 Xaa는 Met, 메티오닌 술폭시드, Leu, Ile, Val, Ala 또는 Gly이고,Xaa at position 68 is Met, methionine sulfoxide, Leu, Ile, Val, Ala or Gly, 72번 위치의 Xaa는 Asn, Asp 또는 Glu이고,Xaa at position 72 is Asn, Asp or Glu, 75번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 75 is Gln or Glu, 77번 위치의 Xaa는 Ser 또는 Ala이고,Xaa at position 77 is Ser or Ala, 78번 위치의 Xaa는 Gln, Asn 또는 Asp이고,Xaa at position 78 is Gln, Asn or Asp, 82번 위치의 Xaa는 Gln, Asn 또는 Asp이고,Xaa at position 82 is Gln, Asn or Asp, 118번 위치의 Xaa는 Gly 또는 Leu이고,Xaa at position 118 is Gly or Leu, 130번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 130 is Gln or Glu, 134번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 134 is Gln or GIu, 136번 위치의 Xaa는 Met, 메티오닌 술폭시드, Leu, Ile, Val, Ala 또는 Gly이고,Xaa at position 136 is Met, methionine sulfoxide, Leu, Ile, Val, Ala or Gly, 139번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 139 is Gln or GIu, 상기 단백질은The protein Gln, Asn, Ala, Gly, Ser 또는 Pro로 치환되는 97번 위치의 His,His at position 97, which is substituted with Gln, Asn, Ala, Gly, Ser or Pro, Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환되는 100번 위치의 Trp,Trp at position 100 which is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu, Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr 또는 Val로 치환되는 101번 위치의 Ala,Ala at position 101 substituted with Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or Val, Arg로 치환되는 102번 위치의 Ser,Ser at position 102 substituted with Arg, Ala로 치환되는 103번 위치의 Gly,Gly at position 103 substituted with Ala, Gln으로 치환되는 105번 위치의 Glu,Glu at position 105 substituted with Gln, Lys 또는 Ser로 치환되는 106번 위치의 Thr,Thr at position 106 substituted with Lys or Ser, Pro로 치환되는 107번 위치의 Leu,Leu at position 107 substituted with Pro, Glu로 치환되는 108번 위치의 Asp,Asp at position 108 substituted by Glu, Asp로 치환되는 111번 위치의 Gly 또는,Gly at position 111 which is substituted with Asp, Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환되는 138번 위치의 Trp으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환을 갖는다.Trp at position 138 substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu. 제1항에 있어서The method of claim 1, wherein Gln, Asn, Ala, Gly, Ser 또는 Pro로 치환되는 97번 위치의 His,His at position 97, which is substituted with Gln, Asn, Ala, Gly, Ser or Pro, Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, 또는 Leu로 치환되는 100번 위치의 Trp,Trp at position 100 which is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr 또는 Val로 치환되는 101번 위치의 Ala,Ala at position 101 substituted with Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or Val, Arg로 치환되는 102번 위치의 Ser,Ser at position 102 substituted with Arg, Ala로 치환되는 103번 위치의 Gly,Gly at position 103 substituted with Ala, Gln으로 치환되는 105번 위치의 Glu,Glu at position 105 substituted with Gln, Lys 또는 Ser로 치환되는 106번 위치의 Thr,Thr at position 106 substituted with Lys or Ser, Pro로 치환되는 107번 위치의 Leu,Leu at position 107 substituted with Pro, Glu로 치환되는 108번 위치의 Asp,Asp at position 108 substituted by Glu, Asp로 치환되는 111번 위치의 Gly로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환을 갖는 단백질 또는 제약적으로 허용되는 그의 염.A Gly at position 111, which is substituted with Asp, or a pharmaceutically acceptable salt thereof. 서열 2 (식 II)의 단백질 또는 제약적으로 허용되는 그의 염.A protein of SEQ ID NO: 2 (Formula II) or a pharmaceutically acceptable salt thereof. 서열 2SEQ ID NO: 2 식 중, 22번 위치의 Asn은 임의로 Gln 또는 Asp이고,Wherein Asn at position 22 is optionally Gln or Asp, 27번 위치의 Thr은 임의로 Ala이고,Thr at position 27 is optionally Ala, 28번 위치의 Gln은 임의로 Glu 또는 부재이며,Gln at position 28 is optionally Glu or absent, 54번 위치의 Met는 임의로 Ala이고,Met at position 54 is optionally Ala, 68번 위치의 Met는 임의로 Leu이고,Met at position 68 is optionally Leu, 72번 위치의 Asn은 임의로 Glu 또는 Asp이고,Asn at position 72 is optionally Glu or Asp, 77번 위치의 Ser은 임의로 Ala이고,Ser at position 77 is optionally Ala, 118번 위치의 Gly은 임의로 Leu이고,Gly at position 118 is optionally Leu, 상기 단백질은The protein Gln, Asn, Ala, Gly, Ser 또는 Pro로 치환되는 97번 위치의 His,His at position 97, which is substituted with Gln, Asn, Ala, Gly, Ser or Pro, Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환되는 100번 위치의 Trp,Trp at position 100 which is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu, Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr 또는 Val로 치환되는 101번 위치의 Ala,Ala at position 101 substituted with Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or Val, Arg로 치환되는 102번 위치의 Ser,Ser at position 102 substituted with Arg, Ala로 치환되는 103번 위치의 Gly,Gly at position 103 substituted with Ala, Gln로 치환되는 105번 위치의 Glu,Glu at position 105 substituted with Gln, Lys 또는 Ser로 치환되는 106번 위치의 Thr,Thr at position 106 substituted with Lys or Ser, Pro로 치환되는 107번 위치의 Leu,Leu at position 107 substituted with Pro, Glu로 치환되는 108번 위치의 Asp,Asp at position 108 substituted by Glu, Asp로 치환되는 111번 위치의 Gly 또는Gly at position 111 substituted with Asp or Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu으로 치환되는 138번 위치의 Trp로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환을 갖는다.Trp at position 138 substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu. 제3항에 있어서, 100번 위치의 Trp가 Gln, Tyr, Phe, Ile, Val 또는 Leu이거나 138번 위치의 Trp가 Gln, Tyr, Phe, Ile, Val 또는 Leu인 단백질.The protein according to claim 3, wherein Trp at position 100 is Gln, Tyr, Phe, Ile, Val or Leu, or Trp at position 138 is Gln, Tyr, Phe, Ile, Val or Leu. 서열 3 (식 III)의 단백질 또는 제약적으로 허용되는 그의 염.A protein of SEQ ID NO: 3 (Formula III) or a pharmaceutically acceptable salt thereof. 서열 3SEQ ID NO: 3 식 중, 97번 위치의 His는 Gln, Asn, Ala, Gly, Ser 또는 Pro로 치환되고,In the formula, His at position 97 is substituted with Gln, Asn, Ala, Gly, Ser or Pro, 100번 위치의 Trp가 Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환되고,Trp at position 100 is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu, 101번 위치의 Ala는 Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr 또는 Val로 치환되고,Ala at position 101 is substituted with Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or Val, 102번 위치의 Ser는 Arg로 치환되고,Ser at position 102 is substituted with Arg, 103번 위치의 Gly는 Ala로 치환되고,Gly at position 103 is substituted with Ala, 105번 위치의 Glu는 Gln으로 치환되고,Glu at position 105 is substituted with Gln, 106번 위치의 Thr는 Lys 또는 Ser로 치환되고,Thr at position 106 is substituted with Lys or Ser, 107번 위치의 Leu는 Pro로 치환되고,Leu at position 107 is substituted with Pro, 108번 위치의 Asp는 Glu로 치환되고,Asp at position 108 is substituted with Glu, 111번 위치의 Gly는 Asp로 치환되고, 또는Gly at position 111 is substituted with Asp, or 138번 위치의 Trp는 Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환된다.Trp at position 138 is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu. 제5항에 있어서 97번 위치의 His가 Gln, Asn, Ala, Gly, Ser 또는 Pro로 치환되고,The method according to claim 5, wherein His at position 97 is substituted with Gln, Asn, Ala, Gly, Ser or Pro, 100번 위치의 Trp가 Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환되고,Trp at position 100 is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu, 101번 위치의 Ala가 Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr 또는 Val로 치환되고,Ala at position 101 is substituted with Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or Val, 105번 위치의 Glu가 Gln으로 치환되고,Glu at position 105 is substituted with Gln, 106번 위치의 Thr가 Lys 또는 Ser로 치환되고,Thr at position 106 is substituted with Lys or Ser, 107번 위치의 Leu가 Pro로 치환되고,Leu at position 107 is substituted with Pro, 108번 위치의 Asp가 Glu로 치환되고,Asp at position 108 is substituted with Glu, 111번 위치의 Gly가 Asp로 치환되고, 또는Gly at position 111 is substituted with Asp, or 138번 위치의 Trp가 Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환된 단백질.Wherein the Trp at position 138 is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu. 제6항에 있어서, 97번 위치의 His가 Ser 또는 Pro로 치환되고,The method according to claim 6, wherein His at position 97 is substituted with Ser or Pro, 100번 위치의 Trp가 Ala, Gly, Gln, Val, Ile 또는 Leu로 치환되고,Trp at position 100 is substituted with Ala, Gly, Gln, Val, Ile or Leu, 101번 위치의 Ala가 Thr로 치환되거나 또는,Ala at position 101 is substituted with Thr, 138번 위치의 Trp가 Ala, Ile, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환된 단백질.Protein in which Trp at position 138 is substituted with Ala, Ile, Gly, Gln, Val or Leu. 제1 내지 7항중 어느 한 항에 있어서, 96번 위치의 Cys가 146번 위치의 Cys에 이황화 결합된 단백질.The protein according to any one of claims 1 to 7, wherein Cys at position 96 is disulfide bonded to Cys at position 146. 96번 위치의 Cys가 146번 위치의 Cys에 이황화 결합된, 서열 4의 단백질 또는 제약적으로 허용되는 그의 염.The Cys at position 96 is disulfide bonded to the Cys at position 146, or a salt thereof. 서열 4SEQ ID NO: 4 96번 위치의 Cys가 146번 위치의 Cys가 이황화 결합된, 서열 5의 단백질 및 제약적으로 허용되는 그의 염.The Cys at position 96 is disulfide bonded to the Cys at position 146, and a salt thereof. 서열 5SEQ ID NO: 5 96번 위치의 Cys가 146번 위치의 Cys에 이황화 결합된, 서열 6의 단백질 및 제약적으로 허용되는 그의 염.The Cys at position 96 is disulfide bonded to the Cys at position 146, and a pharmaceutically acceptable salt thereof. 서열 6SEQ ID NO: 6 96번 위치의 Cys가 146번 위치의 Cys에 이황화 결합된, 서열 7의 단백질 또는 제약적으로 허용되는 그의 염.The Cys at position 96 is disulfide bonded to the Cys at position 146, or a salt thereof. 서열 7SEQ ID NO: 7 96번 위치의 Cys가 146번 위치의 Cys에 이황화 결합된, 서열 8의 단백질 또는 제약적으로 허용되는 그의 염.The Cys at position 96 is disulfide bonded to the Cys at position 146, or a salt thereof. 서열 8SEQ ID NO: 8 하기 식의 단백질.A protein of the formula: 식 중, R1은 Pro를 제외한 모든 아미노산이며,Wherein R 1 is any amino acid except Pro, 4번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 4 is Gln or Glu, 7번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 7 is Gln or Glu, 22번 위치의 Xaa는 Asn, Asp 또는 Glu이고,Xaa at position 22 is Asn, Asp, or Glu, 27번 위치의 Xaa는 Thr 또는 Ala이고,Xaa at position 27 is Thr or Ala, 28번 위치의 Xaa는 Gln, Glu 또는 부재이며,Xaa at position 28 is Gln, Glu or absent, 34번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 34 is Gln or Glu, 54번 위치의 Xaa는 Met, 메티오닌 술폭시드, Leu, Ile, Val, Ala 또는 Gly이고,Xaa at position 54 is Met, methionine sulfoxide, Leu, Ile, Val, Ala or Gly, 56번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 56 is Gln or GIu, 62번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 62 is Gln or GIu, 63번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 63 is Gln or GIu, 68번 위치의 Xaa는 Met, 메티오닌 술폭시드, Leu, Ile, Val, Ala 또는 Gly이고,Xaa at position 68 is Met, methionine sulfoxide, Leu, Ile, Val, Ala or Gly, 72번 위치의 Xaa는 Asn, Asp 또는 Glu이고,Xaa at position 72 is Asn, Asp or Glu, 75번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 75 is Gln or Glu, 77번 위치의 Xaa는 Ser 또는 Ala이고,Xaa at position 77 is Ser or Ala, 78번 위치의 Xaa는 Gln, Asn 또는 Asp이고,Xaa at position 78 is Gln, Asn or Asp, 82번 위치의 Xaa는 Gln, Asn 또는 Asp이고,Xaa at position 82 is Gln, Asn or Asp, 118번 위치의 Xaa는 Gly 또는 Leu이고,Xaa at position 118 is Gly or Leu, 130번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 130 is Gln or Glu, 134번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 134 is Gln or GIu, 136번 위치의 Xaa는 Met, 메티오닌 술폭시드, Leu, Ile, Val, Ala 또는 Gly이고,Xaa at position 136 is Met, methionine sulfoxide, Leu, Ile, Val, Ala or Gly, 139번 위치의 Xaa는 Gln 또는 Glu이고,Xaa at position 139 is Gln or GIu, 상기 단백질은The protein Gln, Asn, Ala, Gly, Ser 또는 Pro로 치환되는 97번 위치의 His,His at position 97, which is substituted with Gln, Asn, Ala, Gly, Ser or Pro, Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환되는 100번 위치의 Trp,Trp at position 100 which is substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu, Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr 또는 Val로 치환되는 101번 위치의 Ala,Ala at position 101 substituted with Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or Val, Arg로 치환되는 102번 위치의 Ser,Ser at position 102 substituted with Arg, Ala로 치환되는 103번 위치의 Gly,Gly at position 103 substituted with Ala, Gln으로 치환되는 105번 위치의 Glu,Glu at position 105 substituted with Gln, Lys 또는 Ser로 치환되는 106번 위치의 Thr,Thr at position 106 substituted with Lys or Ser, Pro로 치환되는 107번 위치의 Leu,Leu at position 107 substituted with Pro, Glu로 치환되는 108번 위치의 Asp,Asp at position 108 substituted by Glu, Asp로 치환되는 111번 위치의 Gly 또는,Gly at position 111 which is substituted with Asp, Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val 또는 Leu로 치환되는 138번 위치의 Trp으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 치환을 갖는다.Trp at position 138 substituted with Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu. 제14항에 있어서, R1이 Arg인 단백질.15. The protein of claim 14 wherein R < 1 > is Arg. (a) 임의의 리더 서열을 갖는 제1 내지 13항중 어느 한 항에서 특허 청구된 단백질을 코딩하는 DNA로 숙주 세포를 형질전환하고,(a) transforming a host cell with a DNA encoding a protein claimed in any one of claims 1 to 13 having an arbitrary leader sequence, (b) 숙주 세포를 배양하고 (a) 단계에서 코딩된 단백질을 분리하고, 임의로는,(b) culturing the host cell, isolating the protein encoded in step (a), and optionally, (c) 리더 서열을 효소로 잘라서 제1 내지 13항중 어느 한 항에서 특허 청구된 단백질을 제조하는 것으로 이루어지는 제1 내지 13항 중 어느 한 항에서 특허 청구된 단백질의 제조 방법.(c) preparing the claimed protein according to any one of claims 1 to 13 by cutting the leader sequence with an enzyme. 14. A method for producing a protein as claimed in any one of claims 1 to 13. 제16항에 있어서 리더 서열이 Met-R1-인 방법.The method of claim 16, wherein the leader sequence is Met-R 1 -. 제17항에 있어서 리더 서열이 Met-Arg-인 방법.18. The method of claim 17, wherein the leader sequence is Met-Arg-. 제1 내지 13항중 어느 한 항에서 특허 청구된 단백질과 제약적으로 허용되는 이를 위한 희석제, 담체 또는 부형제를 포함하는 약학적 제제.A pharmaceutical formulation comprising a protein claimed in any one of claims 1 to 13 and a pharmaceutically acceptable diluent, carrier or excipient therefor. 제1 내지 13항중 어느 한 항에서 특허 청구된 것과 같은 단백질을 이를 필요로 하는 포유동물에 투여하는 것으로 이루어지는 비만 치료법.A method for treating obesity comprising administering a protein as claimed in any one of claims 1 to 13 to a mammal in need thereof. 약제로서 사용하기 위한 제1 내지 13항중 어느 한 항의 단백질.The protein of any one of claims 1 to 13 for use as a medicament.
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