WO2003031628A1 - Secretory polypeptides having sphingosine kinase activity and sphingosine kinase genes encoding the same - Google Patents

Secretory polypeptides having sphingosine kinase activity and sphingosine kinase genes encoding the same Download PDF

Info

Publication number
WO2003031628A1
WO2003031628A1 PCT/JP2001/008538 JP0108538W WO03031628A1 WO 2003031628 A1 WO2003031628 A1 WO 2003031628A1 JP 0108538 W JP0108538 W JP 0108538W WO 03031628 A1 WO03031628 A1 WO 03031628A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sphingosine
sphingosine kinase
nucleic acid
acid molecule
related disease
Prior art date
Application number
PCT/JP2001/008538
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Igarashi
Akio Kihara
Original Assignee
Hokkaido Technology Licensing Office Co., Ltd.
Chemical Biology Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hokkaido Technology Licensing Office Co., Ltd., Chemical Biology Institute filed Critical Hokkaido Technology Licensing Office Co., Ltd.
Priority to JP2003534598A priority Critical patent/JPWO2003031628A1/en
Priority to PCT/JP2001/008538 priority patent/WO2003031628A1/en
Publication of WO2003031628A1 publication Critical patent/WO2003031628A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/12Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)
    • C12N9/1205Phosphotransferases with an alcohol group as acceptor (2.7.1), e.g. protein kinases
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/08Antiallergic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A61P9/10Drugs for disorders of the cardiovascular system for treating ischaemic or atherosclerotic diseases, e.g. antianginal drugs, coronary vasodilators, drugs for myocardial infarction, retinopathy, cerebrovascula insufficiency, renal arteriosclerosis

Definitions

  • the present invention relates to a secreted polypeptide having sphingosine kinase activity (SPHK activity) and a sphingosine kinase gene encoding the same, and particularly to human-derived secreted sphingosine kinase 3 (SPHK3) and It relates to the sphingosine kinase gene encoding.
  • SPHK activity sphingosine kinase activity
  • SPHK3 human-derived secreted sphingosine kinase 3
  • Sphingosine kinase is an enzyme that phosphorylates sphingosine and catalyzes the production of sphingosine 1-phosphate, which is mainly present in platelets.
  • Sphingosine 1-phosphate generated by phosphorylation of sphingosine, is accumulated in platelets in the blood and released with the activation of platelets.
  • This sphingosine: I-phosphate is known to have various physiological and pathological roles such as promotion of platelet aggregation, wound healing of blood vessel walls, anticancer metastasis, and prevention of arteriosclerosis.
  • SPHK1 sphingosine kinase 1
  • SPHK1 is a protein with a molecular weight of 43 kDa, and shows the strongest SPHK activity among conventionally known SPHKs. It is abundant in the cytoplasm and has high affinity for calmodulin. As a splicing variant, SPHK la
  • SPHK2 is a protein with a molecular weight of 65 kDa, and its SPHK activity is about 1/50 that of SPM1. Increases and inhibitions of activity were observed depending on the concentration of detergent, NaCl, and KC1. Dehydrosfingosine is a better substrate than sphingosine. In addition, mRNA expression is strongly expressed in kidney, liver and brain.
  • SPHK1 and SPHK2 are enzymes that catalyze the phosphorylation of sphingosine, but these have been shown to have intracellular effects, but have been found to produce extracellular sphingosine-1-phosphate. Not been. In other words, these enzymes were not enzymes responsible for the production of sphingosine-1-phosphate in blood, and were not suitable for drug development targeting SPHK in blood.
  • an object of the present invention is to provide a novel sphingosine kinase that controls the production of sphingosine-1-phosphate present in blood different from SPHK1 and SPHK2. Day S
  • the present inventors conducted intensive research to solve the above-mentioned problems, and found a novel secretory sphingosine kinase 3 (SPHK3) different from SPHK1 and SPHK2 by homology analysis of SPHK1 based on EST data.
  • SPHK3 novel secretory sphingosine kinase 3
  • the present invention relates to a secretory polypeptide having sphingosine kinase activity.
  • the present invention also relates to the secretory polypeptide, which is derived from human.
  • the present invention also relates to a sphingosine kinase gene encoding the above-mentioned polypeptide.
  • nucleic acid molecule (a) or (b).
  • nucleic acid molecule consisting of a nucleotide sequence that differs from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 due to the degeneracy of the genetic code, but encodes the same amino acid sequence as in (a).
  • the present invention also relates to a sphingosine kinase gene containing the above nucleic acid molecule.
  • the present invention relates to an expression vector comprising the sphingosine kinase gene operably linked to a promoter.
  • the present invention also relates to a sphingosine kinase-expressing host cell transformed or transfected using the above-described expression vector.
  • the present invention relates to a method for producing sphingosine kinase, which comprises culturing the host cell.
  • the present invention also relates to a method for detecting a sphingosine kinase gene, which comprises using the nucleic acid molecule and / or a nucleic acid molecule that hybridizes with the nucleic acid molecule under stringent conditions.
  • the present invention relates to a method for diagnosing a sphingosine-related disease, which comprises using the nucleic acid molecule and / or a nucleic acid molecule that hybridizes with the nucleic acid molecule under stringent conditions.
  • the present invention also relates to a medicament for treating a sphingosine-related disease, comprising the polypeptide having sphingosine kinase activity and a pharmaceutically acceptable carrier.
  • the present invention relates to a medicament for treating a sphingosine-related disease, comprising the nucleic acid molecule and a pharmaceutically acceptable carrier.
  • the present invention also relates to a medicament for treating a sphingosine-related disease, comprising the host cell and a pharmaceutically acceptable carrier.
  • the present invention relates to the use of the polypeptide having sphingosine kinase activity as a medicament for treating a sphingosine-related disease.
  • the present invention also relates to the use of the above-described nucleic acid molecule in a medicament for treating a sphingosine-related disease.
  • the present invention relates to use of the above-mentioned host cell in a medicament for treating a sphingosine-related disease.
  • the present invention also relates to a method for screening a medicament for treating a sphingosine kinase-related disease, which is a method for labeling sphingosine and a drug in a medium of a host cell that expresses sphingosine kinase 3.
  • the present invention relates to the above method, comprising adding a compound, quantifying labeled sphingosine 1-phosphate, and evaluating the effect of the compound on sphingosine kinase activity.
  • the present invention relates to a medicament for treating a sphingosine-related disease obtained by the above-mentioned screening method.
  • the secretory polypeptide having sphingosine kinase activity of the present invention is typically a polypeptide represented by the amino acid sequence shown in FIG. It is secreted extracellularly.
  • FIG. 1 shows the amino acid sequence of human-derived SPHK3 (hSPHK3) of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an outline of pcDNA3-Flagl and its restriction enzyme map.
  • FIG. 3 is a diagram showing the results of Western blotting of SPHK3 transiently expressed in C0S7 cells.
  • FIG. 4 is a diagram showing spots of TLC showing SPHK activity of SPHK3 transiently expressed in C0S7 cells.
  • FIG. 5 is a graph showing the SPHK activity of SPHK3 transiently expressed in C0S7 cells.
  • FIG. 6 is a graph showing the pH dependence of SPHK activity of SPHK3.
  • FIG. 7 is a graph showing the substrate specificity of SPHK3. Day fl ⁇ ..
  • sphingosine kinase activity refers to an enzyme activity that phosphorylates sphingosine and catalyzes the production of sphingosine 1-phosphate.
  • Sphingosine kinase 1 SPHK1
  • SPHK2 sphingosine kinase 2
  • SPHK3 polypeptides having SPHK activity of the present invention are typically Is sphingosine kinase 3 (SPHK3; SEQ ID NO: 1).
  • Amino acid deletion refers to partial deletion of one or more amino acids from an arbitrary amino acid sequence.
  • amino acid substitution means that one or more amino acids are replaced with another amino acid in an arbitrary amino acid sequence.
  • addition of an amino acid means that one or more amino acids are added to an arbitrary amino acid sequence.
  • the polypeptide having the SPHK activity of the present invention includes a polypeptide having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in which amino acids are deleted, substituted or added, as long as the polypeptide has the SPHK activity. It is.
  • the sphingosine kinase gene of the present invention is a gene that encodes a polypeptide having SPHK activity, and is typically a gene that encodes sphingosine kinase 3 consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. .
  • the gene encoding sphingosine kinase 3 is typically a gene consisting of a nucleic acid molecule consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.
  • the sphingosine kinase gene of the present invention has a codon sequence different from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 due to the degeneracy of the genetic code.
  • Nucleic acids that are the same Genes consisting of molecules are also included.
  • the genetic code is a base sequence having information for defining the amino acid sequence of the polypeptide.
  • the base sequence of the present invention includes DNA, RNA and cDNA sequences.
  • the degeneracy of the genetic code will be described.
  • a leucine residue can be encoded by codons CTA, CTC, CTG, CTT, TTA and TTG, and each of these six codons encodes a leucine residue. They are equivalent in purpose.
  • nucleotide sequences Such a relationship between amino acid residues and nucleotide sequences is well known to those skilled in the art.
  • a gene encoding one amino acid sequence can be composed of a plurality of base sequences. Includes nucleic acid molecules consisting of sequences.
  • the promoter that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it can transcribe an operably linked nucleic acid molecule.
  • Specific promotions include CMV, SV40, PGK, EF321, MC1, TK, Plac, Pt ac, etc.
  • Ptac and Plac are preferred for expression in bacteria such as E. coli. From the viewpoint of the expression level, CMV and EF321 are preferred.
  • operably linked means that a regulatory sequence such as a promoter is directly or indirectly linked to a coding sequence such as a SPHK3 gene, and expression / transcription of a gene of the coding sequence is regulated by the Functionally linked so as to be under influence or control.
  • vector refers to a vector into which a desired sequence can be inserted by restriction enzyme treatment, ligation, or the like, for transfer between different gene environments or for expression in a host cell. is there.
  • RNA vectors typically consist of DNA, but RNA vectors are also available.
  • Vectors include, but are not limited to, plasmids, phagemids, and viral genomes.
  • Cloning vectors are capable of replication in a host cell, either autonomously or after integration into the genome of the host cell.
  • An expression vector is one in which a coding sequence is operably linked to a regulatory sequence so that the gene for the code sequence can be expressed as an RNA transcript.
  • a vector can include one or more marker sequences suitable for use in identifying whether a cell has been transformed or transfected with the vector.
  • Markers include, for example, genes encoding proteins that increase or decrease resistance or sensitivity to antibodies or other compounds (eg, kanamycin resistance gene, ampicillin resistance gene, etc.), and activity detected by standard methods Genes encoding possible enzymes (eg, monogalactosidase, alkaline phosphatase, luciferase, etc.) and phenotypes of transformed or transfected cells, hosts, colonies or plaques (eg, green fluorescent protein) (GFP), etc.).
  • GFP green fluorescent protein
  • Examples of such vectors include pBlueScriptl l SK (+), pB lueScript l I SK (-), pcDNA3-FLAGl, pcDNA3-HAl, pEGFP-N pEGFP-C pcDNA, etc.
  • Can be Examples of expression vectors include pGEX-2T and pMA and C2. Among them, pcDNA3-FLAGl and pMAL-C2 are preferred from the viewpoints of expression efficiency, recovery rate after expression, detection efficiency, solubilization of the expressed protein, and the like.
  • anti-FLAG M2 antibody preferred examples include anti-FLAG M2 antibody, anti-FLAG M5 antibody, and GFP.
  • "Stringent conditions” refers to nucleic acid hybridases that are commonly known.
  • a probe labeled with an appropriate marker is prepared from the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2, and the probe is hybridized with a nucleic acid obtained from a sample. This can be done. Such hybridization can also be used in a method for diagnosing a sphingosine-related disease.
  • the host cell used in the present invention may be any of prokaryotic cells and eukaryotic cells as long as sphingosine kinase 3 can be expressed, and is not particularly limited.
  • any cells such as animal cells, plant cells, filamentous fungi, and bacteria may be used. More specifically, COS 7, HEK293, HeLa, CH0, H.end FB, Jurkat, EG-OK CMK and the like can be mentioned.
  • Particularly preferred cells are C0S7 and HeLa, from the viewpoint of high expression level when transfused and production of endogenous SPHK3.
  • DMEM Dulbecco's modified Eagle's medium
  • a sphingosine-related disease is defined as Diseases / disorders caused by excessive, insufficient or defective phosphorylation. Also included are diseases caused by causes other than excess, deficiency or deficiency of sphingosine phosphorylation, which can be cured by regulating sphingosine phosphorylation.
  • sphingosine-related diseases include arteriosclerosis, cancer, allergy, and myocardial infarction.
  • the medicament of the present invention can be used as a therapeutic agent for sphingosine-related diseases. Further, it can be used as an angiogenesis promoter, an anti-cancer metastasis agent, an arteriosclerosis inhibitor and the like.
  • an active ingredient of the medicament of the present invention is an active ingredient of the medicament of the present invention.
  • a secretory sphingosine kinase such as SPHK3, a nucleic acid molecule encoding the same, or a host cell expressing the secretory sphingosine kinase can be used.
  • a pharmaceutically acceptable carrier refers to a carrier in which the polypeptides, nucleic acid molecules and host cells of the present invention are stably maintained, enable pharmaceutically effective administration, and are substantially non-toxic.
  • Means Specific carriers include water, serine, mineral oil, vegetable oils, animal oils, organic or inorganic oils, xanthan, gelatin, natural polymers such as cellulose or gum arabic, synthetic polymers, alcohols and the like.
  • the medicament of the present invention can be administered in a dosage form such as oral administration, intravenous administration, subcutaneous administration, intramuscular administration, and the like.
  • the dosage form can be appropriately selected according to the dosage form.
  • dosage forms suitable for oral administration such as powders, granules, pellets or tablets, coatings, capsules, solutions, syrups, etc., or injections, drops, suppositories, eye drops, nose drops, sprays It can be made into a dosage form suitable for parenteral administration.
  • These preparations can be prepared using known adjuvants usually used in the technical field of pharmaceutical preparations. Examples of the adjuvant include an excipient, a binder, a disintegrant, a lubricant, a flavoring agent, a solubilizing agent, a suspending agent, a coating agent and the like.
  • the dosage of these pharmaceutical preparations varies depending on symptoms, age, body weight, administration method, dosage form, etc. 0 mg, with a lower limit of lmg to 2 mg, with a preferred dosage of 5 mg.
  • the method for screening a medicament for treating a sphingosine kinase-related disease of the present invention includes, for example, preparing a SPHK-specific antibody from the amino acid sequence of the polypeptide shown in SEQ ID NO: 1, This can be done by Western blotting, immunoprecipitation, etc. using antibodies.
  • a specific labeled probe for SPHK can be prepared from the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, and the sample can be subjected to Northern blot or the like.
  • the drugs obtained by these methods are further selected in an in vitro system based on desired properties (for example, properties inhibiting SPHK activity) as an index, and then examined for various diseases through animal experiments. Drugs having desired properties can be screened.
  • the following method is exemplified.
  • Sufi In coral screening thin kinase activity inhibitor, media play me 3 H of SP HK3 expressing cells - to quantify the sphingosine 1-phosphate by TLC or HPLC - was added sphingosine, 3 H to be generated in the medium.
  • a compound that is a candidate for an inhibitor can be added to the medium, and a compound having an inhibitory effect can be screened based on the level of the activity.
  • Labeling of Sufui Ngoshin is not limited to by 3 H, if also the become labeled, can be selected as appropriate, in the case of using the antibodies, it is possible to quantify the activity by using Imunoatsusi.
  • Inhibitors obtained by such screening can control the production of excess sphingosine triphosphate in the blood, such as platelet transfusion toxicity inhibitor, platelet stabilizer, etc. Can be used.
  • nucleotide sequence of the 0 E ST clone purchased from ATCC (American Type Culture Collection (http://www.atcc.org) for the clone 531456 homologous to this mSPHKl gene is only partially disclosed. Therefore, to determine the open reading frame (0RF) of the homologous clone, the entire nucleotide sequence of the EST clone was determined. From the estimated molecular weight of the polypeptide, we found 0RF, which is estimated to encode the target polypeptide.
  • FIG. 1 shows the amino acid sequence of the polypeptide encoded by the 0RF. This amino acid sequence is obtained from the signal sequence and its sequence by the prediction program of http: ⁇ www.cbs.dtu.dk / servers / SignalP-2.0 / (provided by Center for Biological Sequence Analysis, BioCentrum-DTU, Technica 1 University of Denmark). A cleavage site was expected.
  • Primer 1 (SEQ ID NO: 3):
  • Primer 2 (SEQ ID NO: 4):
  • the PCR reaction was performed using KOD dash (Toyobo) according to the manufacturer's protocol, using the cDNA prepared from clone AA075971 as a template, and using primers 1 and 2.
  • the reaction mixture was 2.5 U / / 1 K0D dash (1 ⁇ 1), 2 mM dNTP mix (5 ⁇ 1), 25 mM magnesium chloride (2 ⁇ 1), and 10X reaction buffer (5 ⁇ 1). ⁇ 1.
  • the PCR reaction was performed 25 cycles, each cycle consisting of 98 ° C for 15 seconds, 65 ° C for 2 seconds and 74 ° C for 30 seconds.
  • the obtained PCR product was confirmed by agarose gel electrophoresis, it was a fragment of about 1300 bp.
  • the nucleotide sequence was determined by a conventional method (SEQ ID NO: 2).
  • the resulting PCR product was digested with BamHI and EcoRI, and the transcript was digested with BamHI and EcoRI so that the transcript had a FLAG HA tag at the N-terminus.
  • pcDNA3-FLAG1 purchased pcDNA3 from Invitrogen, It was prepared by inserting the FLAG expression sequence at the MAP position, and was incorporated into Figure 2).
  • Glue medium (DMEM (Dulbecco, modified Eagle's mudium, purchased from SIGMA) with 10% fetal serum, lOU / ml penicillin, 100 ⁇ g / ml streptomycin) at 37 ° C, 5% It was carried out in the C0 2 conditions.
  • DMEM Dulbecco, modified Eagle's mudium, purchased from SIGMA
  • C0S7 cells were collected using 13 ⁇ 4-mercaptoethanol). Collect The protein was separated by SDS-PAGE using a 1/10 amount of the cultured cells as a sample by a conventional method. The separated protein is applied to a polyvinylidene difluoride membrane (I).
  • SPHK3 has a signal sequence (underlined in Fig. 1) at the N-terminus, which is cleaved at the cleavage site shown in Fig. 1 in the endoplasmic reticulum (ER) to convert from immature to mature .
  • the precipitate is collected, and an Assay buffer containing 0.01% TritonX-100, 50 M sphingosine, ImM [r-32P] ATP (composition: 15 mM MOPS, ImM phenylmethylsulfonyl fluoride, 50 mM NaCl, 5 mM mM M sodium orthovanadate, 2 mM MgCl 2 , ImM 4-deoxypyridoxin, ImM EDTA, 0.5% aprotinin, pH 7.5) were added and incubated at 37 ° C. for 30 minutes. Then, the method of Olivera et al.
  • Figure 4 shows spots of TLC, but sphingosine 1-1, which is hardly found in the control (pcDNA3-FLAG1 alone) from cells transfected with pcDNA3-Flagl into which the hSPHK3 gene has been inserted. Phosphoric acid spots (positions indicated by arrows in the figure) clearly appeared, confirming that the inserted polypeptide encoded by the hSPHK3 gene had SPHK activity.
  • Fig. 5 is a graph of the spots in Fig. 4 quantified.It can be seen that the cells transfected with PCDNA3-Flagl into which the hSPHK3 gene was inserted have 63 times higher SPHK activity than the control. Was.
  • SPHK3 has an optimum pH around neutrality, especially around pH 6.5-8.
  • kinase activity was measured using a lipid other than sphingosine as a substrate.
  • the measuring method is the same as in Example 3.
  • the lipids used (10 ⁇ g each) were D-erythro- sphingosine (SPH), D-erythro-dihydrosphingosine (DHS), N, N_ Dimethyl sphingosine (N, N-dimethyl l-sphingosine (DMS)), ceramide (ceramide (CER)), C2-ceramide (C2-Ceramide (C2-CER)) (Matreya), diacilglycerol (diacylgly cerol (DG)) (Avanti) and phosphatidylinositol (PI) (SIGMA).
  • Fig. 7 shows the results.
  • hSPH has the strongest activity on sphingosine, but also has activity on DHS, DMS, DG and PI. ⁇ ⁇ ilffl calf
  • SPHK3 novel sphingosine kinase 3 (SPHK3) different from SPHK1 and SPHK2 was obtained from the EST database.
  • SPHK 3 has SPHK activity and can be used as a medicament for treating sphingosine-related diseases.
  • the SPHK3 of the present invention and the SPHK3 gene can be applied to diagnosis of a sphingosine-related disease and the like.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Secretory polypeptides having a sphingosine kinase activity. In particular, human-origin sphingosine kinase 3 (SPHK3) and a sphingosine kinase gene encoding the same.

Description

曰月 糸田 ¾ スフィンゴシンキナーゼ活性を有する分泌型ポリべプチド およびそれをコードするスフィ ンゴシンキナーゼ遺伝子  Satsuki Itoda 分泌 Secreted polypeptide with sphingosine kinase activity and sphingosine kinase gene encoding it
本発明は、 スフイ ンゴシンキナーゼ活性 (SPHK活性) を有する分泌型 ポリペプチドおよびそれをコードするスフイ ンゴシンキナーゼ遺伝子 に関し、 特に、 ヒ ト由来の分泌型スフイ ンゴシンキナーゼ 3 (SPHK3) およびそれをコードするスフィンゴシンキナ一ゼ遺伝子に関する。 背景技術 The present invention relates to a secreted polypeptide having sphingosine kinase activity (SPHK activity) and a sphingosine kinase gene encoding the same, and particularly to human-derived secreted sphingosine kinase 3 (SPHK3) and It relates to the sphingosine kinase gene encoding. Background art
スフィ ンゴシンキナーゼ (SPHK) は、 スフィ ンゴシンを リ ン酸化し、 スフィ ンゴシン 1-リン酸の生成を触媒する酵素であって、主に血小板に 存在している。  Sphingosine kinase (SPHK) is an enzyme that phosphorylates sphingosine and catalyzes the production of sphingosine 1-phosphate, which is mainly present in platelets.
スフィ ンゴシンのリン酸化によって生成するスフイ ンゴシン 1-リン 酸は、 血液中の血小板に蓄積されており、 血小板の活性化に伴って放出 される。 このスフイ ンゴシン : I-リン酸は、 血小板凝集の促進、 血管壁の 傷口治癒、 抗がん転移、 動脈硬化の防止などの種々の生理的、 病理的役 割を有することが知られている。  Sphingosine 1-phosphate, generated by phosphorylation of sphingosine, is accumulated in platelets in the blood and released with the activation of platelets. This sphingosine: I-phosphate is known to have various physiological and pathological roles such as promotion of platelet aggregation, wound healing of blood vessel walls, anticancer metastasis, and prevention of arteriosclerosis.
これまで、 スフイ ンゴシンキナーゼとしては、 スフイ ンゴシンキナー ゼ 1 (SPHK1) (Olivera, A., et al., J. Biol. Chem. 273, 12576-125 So far, sphingosine kinase has been known as sphingosine kinase 1 (SPHK1) (Olivera, A., et al., J. Biol. Chem. 273, 12576-125).
83. (1998)、 Kohama, T., et al., J. Biol. Chem. 273, 23722-23728.83. (1998), Kohama, T., et al., J. Biol. Chem. 273, 23722-23728.
(1998))およびスフインゴシンキナ一ゼ 2 (SPHK2) (Hong L., et al.,(1998)) and sufingosine kinase 2 (SPHK2) (Hong L., et al.,
J. Biol. Chem. 275, 19513 - 19520. (2000))が知られていた。 J. Biol. Chem. 275, 19513-19520. (2000)).
SPHK1 は、 分子量 43 kDa の蛋白質であり、 従来知られている SPHK の中で最も強い SPHK 活性を示す。 細胞質中に多く存在し、 カルモジュ リンとの高い親和性を有する。 スプライシング変異体として、 SPHK la SPHK1 is a protein with a molecular weight of 43 kDa, and shows the strongest SPHK activity among conventionally known SPHKs. It is abundant in the cytoplasm and has high affinity for calmodulin. As a splicing variant, SPHK la
(分子量 : 42.3kDa) および SPHK lb (分子量 : 43.3kDa) が存在する が、 これらはシグナルべプチドおよび膜貫通領域を有していない。また、 mRNA発現は、 脾臓と肺で強く発現している。 (Molecular weight: 42.3 kDa) and SPHK lb (molecular weight: 43.3 kDa) However, they do not have signal peptides and transmembrane regions. In addition, mRNA expression is strongly expressed in spleen and lung.
また SPHK2は、 分子量 6 5 k Daの蛋白質で、 SPHK活性は SPM1の約 50 分の 1程度である。 界面活性剤、 NaCl、 KC1 濃度依存的に活性の上昇お よび阻害が観察されており、 この点において、 SPHK 1 と性質が逆である。 スフイ ンゴシンよりデヒ ドロスフイ ンゴシンを、 むしろ良い基質として いる。 また、 mRNA発現は、 腎臓、 肝臓、 脳において強く発現している。 SPHK2 is a protein with a molecular weight of 65 kDa, and its SPHK activity is about 1/50 that of SPM1. Increases and inhibitions of activity were observed depending on the concentration of detergent, NaCl, and KC1. Dehydrosfingosine is a better substrate than sphingosine. In addition, mRNA expression is strongly expressed in kidney, liver and brain.
SPHK1および SPHK2はいずれも、 スフィ ンゴシンのリン酸化を触媒す る酵素であるが、 これらは細胞内での作用は確認されているものの、 細 胞外のスフィ ンゴシン - 1 -リン酸の生成は認められていない。 即ち、 これら酵素は、 血中でのスフイ ンゴシン - 1 -リン酸の生成を司る酵素 ではなく、 血液中における SPHK を標的とする医薬品開発には適してい るものではなかった。  Both SPHK1 and SPHK2 are enzymes that catalyze the phosphorylation of sphingosine, but these have been shown to have intracellular effects, but have been found to produce extracellular sphingosine-1-phosphate. Not been. In other words, these enzymes were not enzymes responsible for the production of sphingosine-1-phosphate in blood, and were not suitable for drug development targeting SPHK in blood.
従って、 本発明の課題は、 SPHK1および SPHK2 とは異なる血中に存在 するスフイ ンゴシン - 1 -リン酸の生成を司る新規なスフィ ンゴシンキ ナーゼを提供することにある。 日 Sの  Therefore, an object of the present invention is to provide a novel sphingosine kinase that controls the production of sphingosine-1-phosphate present in blood different from SPHK1 and SPHK2. Day S
本発明者らは、 上記課題を解決するために鋭意研究を行い、 EST デー 夕ペースによる SPHK1のホモロジ一解析により、 SPHK1および SPHK2 と は異なる新規な分泌型スフイ ンゴシンキナーゼ 3 ( SPHK3) を見出し、 本発明を完成するに至った。  The present inventors conducted intensive research to solve the above-mentioned problems, and found a novel secretory sphingosine kinase 3 (SPHK3) different from SPHK1 and SPHK2 by homology analysis of SPHK1 based on EST data. The present invention has been completed.
即ち本発明は、 スフィ ンゴシンキナーゼ活性を有する分泌型ポリぺプ チドに関する。  That is, the present invention relates to a secretory polypeptide having sphingosine kinase activity.
また本発明は、 ヒ ト由来であることを特徴とする、 前記の分泌型ポリ ぺプチドに関する。  The present invention also relates to the secretory polypeptide, which is derived from human.
さらに本発明は、 以下の (a ) または(b )のポリべプチドに関する。  Further, the present invention relates to the following polypeptide (a) or (b).
( a ) 配列番号 1に示されるアミノ酸配列からなるポリぺプチド  (a) a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1
( b ) 配列番号 1に示されるアミノ酸配列において 1もしくは 2以上の アミノ酸が欠失、 置換もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、 スフ ィンゴシンキナーゼ活性を有するポリべプチド。 (b) one or more amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 A polypeptide having an amino acid sequence in which amino acids have been deleted, substituted or added, and having sphingosine kinase activity.
また本発明は、 前記のポリペプチドをコードするスフイ ンゴシンキナ ーゼ遺伝子に関する。  The present invention also relates to a sphingosine kinase gene encoding the above-mentioned polypeptide.
さらに本発明は、 以下の ( a ) または (b ) の核酸分子に関する。 Further, the present invention relates to the following nucleic acid molecule (a) or (b).
( a ) 配列番号 2の塩基配列からなる核酸分子 (a) a nucleic acid molecule consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2
( b ) 遺伝暗号の縮重により、 コ ドン配列が配列番号 2の塩基配列と異 なるが、 コードするアミノ酸配列が ( a ) と同じである塩基配列からな る核酸分子。  (b) A nucleic acid molecule consisting of a nucleotide sequence that differs from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 due to the degeneracy of the genetic code, but encodes the same amino acid sequence as in (a).
また本発明は、 前記の核酸分子を含むスフィ ンゴシンキナーゼ遺伝子 に関する。  The present invention also relates to a sphingosine kinase gene containing the above nucleic acid molecule.
さらに本発明は、 プロモー夕一と作動可能に連結した前記のスフィ ン ゴシンキナーゼ遺伝子を含む発現ベクターに関する。  Further, the present invention relates to an expression vector comprising the sphingosine kinase gene operably linked to a promoter.
また本発明は、 前記の発現べクタ一を用いて形質転換またはトランス フエクシヨンされた、 スフィ ンゴシンキナーゼを発現する宿主細胞に関 する。  The present invention also relates to a sphingosine kinase-expressing host cell transformed or transfected using the above-described expression vector.
さらに本発明は、 前記の宿主細胞を培養することを特徴とする、 スフ ィンゴシンキナーゼの製造方法に関する。  Furthermore, the present invention relates to a method for producing sphingosine kinase, which comprises culturing the host cell.
また本発明は、 前記の核酸分子および/または該核酸分子とス ト リン ジェン トな条件下でハイブリダイズする核酸分子を用いることを特徴 とする、 スフィ ンゴシンキナーゼ遺伝子の検出方法に関する。  The present invention also relates to a method for detecting a sphingosine kinase gene, which comprises using the nucleic acid molecule and / or a nucleic acid molecule that hybridizes with the nucleic acid molecule under stringent conditions.
さらに本発明は、 前記の核酸分子および/または該核酸分子とス ト リ ンジェン 卜な条件下でハイブリダィズする核酸分子を用いることを特 徴とする、 スフインゴシン関連疾患の診断方法に関する。  Furthermore, the present invention relates to a method for diagnosing a sphingosine-related disease, which comprises using the nucleic acid molecule and / or a nucleic acid molecule that hybridizes with the nucleic acid molecule under stringent conditions.
また本発明は、 前記のスフィ ンゴシンキナーゼ活性を有するポリぺプ チドおよび薬学的に許容し得る担体を含む、 スフィ ンゴシン関連疾患を 治療するための医薬に関する。  The present invention also relates to a medicament for treating a sphingosine-related disease, comprising the polypeptide having sphingosine kinase activity and a pharmaceutically acceptable carrier.
さらに本発明は、 前記の核酸分子および薬学的に許容し得る担体を含 む、 スフィ ンゴシン関連疾患を治療するための医薬に関する。 また本発明は、 前記の宿主細胞および薬学的に許容し得る担体を含む、 スフィ ンゴシン関連疾患を治療するための医薬に関する。 Furthermore, the present invention relates to a medicament for treating a sphingosine-related disease, comprising the nucleic acid molecule and a pharmaceutically acceptable carrier. The present invention also relates to a medicament for treating a sphingosine-related disease, comprising the host cell and a pharmaceutically acceptable carrier.
さらに本発明は、 前記のスフィ ンゴシンキナーゼ活性を有するポリべ プチ ドのスフィ ンゴシン関連疾患を治療するための医薬への使用に関 する。  Furthermore, the present invention relates to the use of the polypeptide having sphingosine kinase activity as a medicament for treating a sphingosine-related disease.
また本 ¾明は、 前記の核酸分子のスフィ ンゴシン関連疾患を治療する ための医薬への使用に関する。  The present invention also relates to the use of the above-described nucleic acid molecule in a medicament for treating a sphingosine-related disease.
さらに本発明は、 前記の宿主細胞のスフィンゴシン関連疾患を治療す るための医薬への使用。  Further, the present invention relates to use of the above-mentioned host cell in a medicament for treating a sphingosine-related disease.
また本発明は、 スフィ ンゴシンキナーゼ関連疾患を治療するための医 薬のスクリ一二ング方法であって、 スフィンゴシンキナーゼ 3を発現す る宿主細胞の培地に標識化スフィ ンゴシンおよび医薬の候補となる化 合物を添加し、 標識化スフィ ンゴシン 1―リン酸を定量し、 該化合物の スフィ ンゴシンキナーゼ活性への影響を評価することを特徴とする、 前 記方法に関する。  The present invention also relates to a method for screening a medicament for treating a sphingosine kinase-related disease, which is a method for labeling sphingosine and a drug in a medium of a host cell that expresses sphingosine kinase 3. The present invention relates to the above method, comprising adding a compound, quantifying labeled sphingosine 1-phosphate, and evaluating the effect of the compound on sphingosine kinase activity.
さらに本発明は、 前記のスクリーニング方法によって得られたスフィ ンゴシン関連疾患を治療する医薬に関する。  Further, the present invention relates to a medicament for treating a sphingosine-related disease obtained by the above-mentioned screening method.
本発明のスフィ ンゴシンキナーゼ活性を有する分泌型ポリベプチ ド は、 典型的には、 図 1に示すアミノ酸配列で示されるポリペプチドであ り、 図 1の下線部で示す分泌型特有のシグナル配列を有し、 細胞外に分 泌される。  The secretory polypeptide having sphingosine kinase activity of the present invention is typically a polypeptide represented by the amino acid sequence shown in FIG. It is secreted extracellularly.
冈面の簡単な説明  A brief description of the screen
図 1は、 本発明のヒ ト由来 SPHK3 ( hSPHK3 ) のアミノ酸配列を示す図 である。  FIG. 1 shows the amino acid sequence of human-derived SPHK3 (hSPHK3) of the present invention.
図 2は、 pcDNA3- F laglの概略およびその制限酵素地図を示す図である。 図 3は、 C0S7細胞で一過的に発現した SPHK3のウエスタンプロッティ ングの結果を示す図である。  FIG. 2 is a diagram showing an outline of pcDNA3-Flagl and its restriction enzyme map. FIG. 3 is a diagram showing the results of Western blotting of SPHK3 transiently expressed in C0S7 cells.
図 4は、 C0S7細胞で一過的に発現した SPHK3の SPHK活性を示す TLC のスポッ トを示す図である。 図 5は、 C0S7細胞で一過的に発現した SPHK3の SPHK活性を示すグラ フである。 FIG. 4 is a diagram showing spots of TLC showing SPHK activity of SPHK3 transiently expressed in C0S7 cells. FIG. 5 is a graph showing the SPHK activity of SPHK3 transiently expressed in C0S7 cells.
図 6は、 SPHK3の SPHK活性の pH依存性を示すグラフである。  FIG. 6 is a graph showing the pH dependence of SPHK activity of SPHK3.
図 7は、 SPHK3の基質特異性を示すグラフである。 日 fl ^ 施.する めの开  FIG. 7 is a graph showing the substrate specificity of SPHK3. Day fl ^ ..
本発明において、 スフインゴシンキナーゼ活性 (SPHK活性) とは、 ス フインゴシンをリン酸化し、スフイ ンゴシン 1 -リン酸の生成を触媒する 酵素活性のことをいう。 SPHK活性を有するポリべプチドとして、 スフィ ンゴシンキナーゼ 1 ( SPHK1 ) やスフインゴシンキナーゼ 2 ( SPHK2 ) な どが知られているが、 本発明の SPHK 活性を有するポリペプチドとは、 典型的には、 スフィ ンゴシンキナーゼ 3 ( SPHK3;配列番号 1 ) である。 アミノ酸の欠失とは、 任意のアミノ酸配列から、 1または 2以上のァ ミノ酸が部分的に欠失することをいう。 またアミノ酸の置換とは、 任意 のアミノ酸配列において、 1または 2以上のアミノ酸が他のアミノ酸と 置き換わることをいう。 さらにアミノ酸の付加とは、 任意のアミノ酸配 列に、 1または 2以上のアミノ酸が付加されることをいう。  In the present invention, sphingosine kinase activity (SPHK activity) refers to an enzyme activity that phosphorylates sphingosine and catalyzes the production of sphingosine 1-phosphate. Sphingosine kinase 1 (SPHK1), sphingosine kinase 2 (SPHK2), and the like are known as polypeptides having SPHK activity, but polypeptides having SPHK activity of the present invention are typically Is sphingosine kinase 3 (SPHK3; SEQ ID NO: 1). Amino acid deletion refers to partial deletion of one or more amino acids from an arbitrary amino acid sequence. In addition, amino acid substitution means that one or more amino acids are replaced with another amino acid in an arbitrary amino acid sequence. Further, addition of an amino acid means that one or more amino acids are added to an arbitrary amino acid sequence.
本発明の SPHK 活性を有するポリペプチドには、 配列番号 1に示され るアミノ酸配列からなるポリペプチドにおいて、 アミノ酸が欠失、 置換 または付加したポリぺプチドについても、 SPHK活性を有する限りにおい て含まれる。  The polypeptide having the SPHK activity of the present invention includes a polypeptide having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in which amino acids are deleted, substituted or added, as long as the polypeptide has the SPHK activity. It is.
本発明のスフィンゴシンキナーゼ遺伝子とは、 SPHK活性を有するポリ ペプチ ドをコードする遺伝子であり、 典型的には、 配列番号 1のァミノ 酸配列からなるスフイ ンゴシンキナーゼ 3をコ一ドする遺伝子である。 このスフイ ンゴシンキナーゼ 3をコードする遺伝子は、 典型的には、 配 列番号 2の塩基配列からなる核酸分子からなる遺伝子である。  The sphingosine kinase gene of the present invention is a gene that encodes a polypeptide having SPHK activity, and is typically a gene that encodes sphingosine kinase 3 consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. . The gene encoding sphingosine kinase 3 is typically a gene consisting of a nucleic acid molecule consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.
また本発明のスフィンゴシンキナーゼ遺伝子には、 遺伝暗号の縮重に より、 コ ドン配列が配列番号 2の塩基配列と異なるが、 コードするアミ ノ酸配列が配列番号 2の塩基配列からなる核酸分子と同じである核酸 分子からなる遺伝子も含まれる。 ここでいう遺伝暗号とは、 ポリべプチ ドのアミノ酸配列を規定するための情報をもつ塩基配列のことである。 なお本発明の塩基配列は、 DNA、 RNAおよび cDNA配列を含む。 ここで遺伝暗号の縮重について説明する。 例えば、 ロイシン残基は、 コ ドン CTA、 CTC、 CTG、 CTT、 TTAおよび TTGによりコ —ドされることが可能であり、 これら 6つのコ ドンの各々は、 ロイシン 残基をコ一ドするという目的に関して等価である。 このようなアミノ酸 残基と塩基配列の関係は、 当業者にはよく知られている。 このようなァ ミノ酸について複数のコ ドンが存在する状況では、 1つのアミノ酸配列 をコードする遺伝子について、 複数の塩基配列からなることができるが、 本発明はこれらの遺伝暗号の縮重によって生じる塩基配列からなる核 酸分子についても包含する。 The sphingosine kinase gene of the present invention has a codon sequence different from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 due to the degeneracy of the genetic code. Nucleic acids that are the same Genes consisting of molecules are also included. Here, the genetic code is a base sequence having information for defining the amino acid sequence of the polypeptide. The base sequence of the present invention includes DNA, RNA and cDNA sequences. Here, the degeneracy of the genetic code will be described. For example, a leucine residue can be encoded by codons CTA, CTC, CTG, CTT, TTA and TTG, and each of these six codons encodes a leucine residue. They are equivalent in purpose. Such a relationship between amino acid residues and nucleotide sequences is well known to those skilled in the art. In a situation in which a plurality of codons exist for such an amino acid, a gene encoding one amino acid sequence can be composed of a plurality of base sequences. Includes nucleic acid molecules consisting of sequences.
本発明に用いることができるプロモーターは、 作動可能に連結する核 酸分子を転写することができるものであれば特に限定されない。 具体的 なプロモー夕一としては、 CMV、 SV40、 PGK、 EF321、 MC1、 TK、 Plac、 Pt ac などが挙げられる。 特に、 大腸菌 (E. coli) などの細菌で発現させ るためには Ptac、 Plac が好ましい。 また、 発現量の観点からは、 CMV、 EF321が好ましい。  The promoter that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it can transcribe an operably linked nucleic acid molecule. Specific promotions include CMV, SV40, PGK, EF321, MC1, TK, Plac, Pt ac, etc. In particular, Ptac and Plac are preferred for expression in bacteria such as E. coli. From the viewpoint of the expression level, CMV and EF321 are preferred.
本明細書において、 「作動可能に連結する」 とは、 プロモーターなど の調節配列と SPHK3遺伝子などのコード配列が直接または間接的に連結 され、 コード配列の遺伝子の発現 ·転写などが、 調節配列の影響下また は制御下にあるように機能的に連結していることをいう。  As used herein, "operably linked" means that a regulatory sequence such as a promoter is directly or indirectly linked to a coding sequence such as a SPHK3 gene, and expression / transcription of a gene of the coding sequence is regulated by the Functionally linked so as to be under influence or control.
コード配列がポリベプチドに翻訳されることが望ましい場合、 例えば、 プロモー夕一の誘導によって、 コード配列の転写をもたらす。 そして双 方の D N A配列間の連結が、 ( 1 ) フレームシフ ト突然変異の導入を生 じない、 (2) コード配列の転写を指図するプロモーター領域の能力を 妨げず、 あるいは (3) 蛋白質に翻訳される対応する RNA転写物の能 力を妨害しないならば、 2つの D N A配列は作動可能に連結されている といえる。 本明細書において、 「ベクター」 とは、 異なる遺伝子環境間での運搬 のために、 または宿主細胞中での発現のために、 制限酵素処理およびラ ィゲーシヨンなどにより所望の配列が挿入され得るものである。 ベクタWhere it is desired that the coding sequence be translated into a polypeptide, for example, induction of a promoter will result in transcription of the coding sequence. And the linkage between the two DNA sequences does not interfere with (1) the introduction of frameshift mutations, (2) the ability of the promoter region to direct the transcription of the coding sequence, or (3) Two DNA sequences are operably linked if they do not interfere with the ability of the corresponding RNA transcript to be translated. As used herein, the term "vector" refers to a vector into which a desired sequence can be inserted by restriction enzyme treatment, ligation, or the like, for transfer between different gene environments or for expression in a host cell. is there. Vector
—は、 典型的には D N Aで構成されるが、 しかし、 R N Aベクタ一も利 用可能である。 ベクターとしては、 プラスミ ド、 ファージミ ドおよびゥ ィルスゲノムなどが挙げられるが、 これらに限定されない。 クローニン グベクタ一は、 宿主細胞内において、 自律的に、 あるいは宿主細胞中の ゲノムに組込み後に、 複製し得るものである。 発現べクタ一は、 コード 配列が調節配列に作動可能に連結されており、 コ一ド配列の遺伝子が R N A転写物として発現され得るものである。 — Typically consists of DNA, but RNA vectors are also available. Vectors include, but are not limited to, plasmids, phagemids, and viral genomes. Cloning vectors are capable of replication in a host cell, either autonomously or after integration into the genome of the host cell. An expression vector is one in which a coding sequence is operably linked to a regulatory sequence so that the gene for the code sequence can be expressed as an RNA transcript.
ベクターには、 細胞が該ベクターで形質転換またはトランスフヱク ト されているか否かを同定するのに用いるのに適した 1つまたはそれ以 上のマーカ一配列を含含むことができる。 マーカーとしては、 例えば、 抗体またはその他の化合物に対する耐性または感受性を増大または低 減する蛋白質をコードする遺伝子(例えば、 カナマイシン抵抗性遺伝子、 アンピシリ ン抵抗性遺伝子など)、 活性が標準的な方法により検出可能 な酵素 (例えば、 一ガラク トシダーゼ、 アルカリ性ホスファターゼ、 ルシフ Xラーゼなど) をコードする遺伝子、 および形質転換細胞または トランスフエクシヨンされた細胞、 宿主、 コロニーまたはプラークの表 現型 (例えば、 緑色蛍光蛋白質 (G F P ) など) を視覚的に検出できる 遺伝子などが挙げられる。  A vector can include one or more marker sequences suitable for use in identifying whether a cell has been transformed or transfected with the vector. Markers include, for example, genes encoding proteins that increase or decrease resistance or sensitivity to antibodies or other compounds (eg, kanamycin resistance gene, ampicillin resistance gene, etc.), and activity detected by standard methods Genes encoding possible enzymes (eg, monogalactosidase, alkaline phosphatase, luciferase, etc.) and phenotypes of transformed or transfected cells, hosts, colonies or plaques (eg, green fluorescent protein) (GFP), etc.).
このようなベクターの例としては、 クロ一ニングベクターとして、 pB lueScriptl l SK( + )、 pB lueScript l I SK( - )、 pcDNA3-FLAGl、 pcDNA3-HAl、 pEGFP-N pEGFP-C pcDNA などが挙げられる。 また、 発現べクタ一と して、 pGEX-2T、 pMAい C2が挙げられる。 これらのうち、 発現効率、 発現 後の回収率、 検出効率、 発現蛋白質の可溶化などの観点から、 それそれ pcDNA3-FLAGl、 pMAL-C2が好ましい。  Examples of such vectors include pBlueScriptl l SK (+), pB lueScript l I SK (-), pcDNA3-FLAGl, pcDNA3-HAl, pEGFP-N pEGFP-C pcDNA, etc. Can be Examples of expression vectors include pGEX-2T and pMA and C2. Among them, pcDNA3-FLAGl and pMAL-C2 are preferred from the viewpoints of expression efficiency, recovery rate after expression, detection efficiency, solubilization of the expressed protein, and the like.
また、 マ一力一としては、 抗- FLAG M2抗体、 抗 -FLAG M5抗体、 GFPな どが好ましい。 「ス トリンジヱン卜な条件」 とは、 通常知られた核酸ハイプリダイゼIn addition, preferred examples of the anti-FLAG M2 antibody, anti-FLAG M5 antibody, and GFP are preferred. "Stringent conditions" refers to nucleic acid hybridases that are commonly known.
—シヨンが行われ得る条件のことをいい、 たとえば、 Molecular Clonin g: A Laboratory Manual, J. Sambrook, et al . , eds. , Second Editi on, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, Ne w York, 1989または Current Protocols in Molecular Biology, F.M. Ausubel, et al. , eds. , John Wiley & Sons, Inc. , New York などに 記載されている。 — Refers to conditions under which chilling can take place, for example, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, J. Sambrook, et al., Eds., Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York. 1989, or Current Protocols in Molecular Biology, FM Ausubel, et al., Eds., John Wiley & Sons, Inc., New York, and the like.
特に本明細書におけるス ト リ ンジヱン トな条件とは、 例えば、 ハィブ リダィゼ一シヨン溶液 ( 5 X S S C、 1 O xデンノ、ルト (Denhart's) 溶液、 1 OmM N a H 2 P 04 (pH 6.5)、 0. 5 %S D S、 50%ホルム アミ ド) 中での 6 8 °Cでのハイブリダィゼーシヨンを指す。 In particular the scan Application Benefits Njiwen preparative conditions herein, for example, Haibu Ridize one Chillon solution (5 XSSC, 1 O x Den'no, belt (Denhart's) solution, 1 OmM N a H 2 P 0 4 (pH 6.5) , 0.5% SDS, 50% formamide) at 68 ° C.
本発明のスフインゴシンキナーゼ遺伝子の検出方法は、 例えば、 配列 番号 2で示される塩基配列より、 適当なマーカーで標識化したプローブ を作製し、 該プローブを試料から得られた核酸とハイプリダイズするこ とによって行なうことができる。 このようなハイブリダィズはスフイン ゴシン関連疾患の診断方法においても利用可能である。  In the method for detecting a sphingosine kinase gene of the present invention, for example, a probe labeled with an appropriate marker is prepared from the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2, and the probe is hybridized with a nucleic acid obtained from a sample. This can be done. Such hybridization can also be used in a method for diagnosing a sphingosine-related disease.
本発明に用いられる宿主細胞は、 スフィンゴシンキナーゼ 3が発現可 能であれば、 原核細胞および真核細胞のいずれでもよく、 特に限定され ない。 また動物細胞、 植物細胞、 糸状菌、 細菌などのいずれの細胞であ つてもよい。 さらに具体的には、 COS 7、 HEK293、 HeLa、 CH0、 H.end FB、 Jurkat, EG-OK CMK などが挙げられる。 特に好ましい細胞は、 トラン スフエクシヨンした場合に発現量が多く、 また内生的な (Endogenous) SPHK3を産生するという観点から、 C0S7、 HeLaである。  The host cell used in the present invention may be any of prokaryotic cells and eukaryotic cells as long as sphingosine kinase 3 can be expressed, and is not particularly limited. In addition, any cells such as animal cells, plant cells, filamentous fungi, and bacteria may be used. More specifically, COS 7, HEK293, HeLa, CH0, H.end FB, Jurkat, EG-OK CMK and the like can be mentioned. Particularly preferred cells are C0S7 and HeLa, from the viewpoint of high expression level when transfused and production of endogenous SPHK3.
宿主細胞の培養は、 通常知られている方法を用いればよく、 特に限定 されない。 C0S7、 HeLaを宿主細胞として用いる場合は、 ダルベッコ改変 イーグル培地 (DMEM) (市販の DMEM (Sigma) に 2mM グルタミン、 100 Culture of the host cell may be performed by a generally known method, and is not particularly limited. When C0S7 or HeLa is used as the host cell, Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) (2 mM glutamine,
〃g/ml ス トレプトマイシン、 100U/ml ペニシリンおよび 10%ゥシ胎仔 血清を添加) を用いて、 37°C、 5 % C02条件下で培養する。 〃G / ml scan streptomycin, added 100 U / ml penicillin and 10% © shea calf serum) is used to culture at 37 ° C, 5% C0 2 conditions.
本明細書において、 スフイ ンゴシン関連疾患とは、 スフイ ンゴシンの リン酸化が過剰、 不足または欠損していることによって起きる疾患 ·障 害のことをいう。 また、 スフイ ンゴシンのリン酸化が過剰、 不足または 欠損以外の原因によって起きる疾患であって、 スフィンゴシンのリン酸 化を調節することによって治癒可能な疾患 ·障害も含まれる。 In the present specification, a sphingosine-related disease is defined as Diseases / disorders caused by excessive, insufficient or defective phosphorylation. Also included are diseases caused by causes other than excess, deficiency or deficiency of sphingosine phosphorylation, which can be cured by regulating sphingosine phosphorylation.
このようなスフイ ンゴシン関連疾患は、 具体的には、 動脈硬化、 癌、 アレルギー、 心筋梗塞が挙げられる。  Specific examples of such sphingosine-related diseases include arteriosclerosis, cancer, allergy, and myocardial infarction.
したがって、 本発明の医薬は、 スフインゴシン関連疾患治療薬として 用いることができる。 さらに、 血管新生促進剤、 抗癌転移剤、 動脈硬化 防止剤などとして用いることができる。 本発明の医薬の有効成分として、 Therefore, the medicament of the present invention can be used as a therapeutic agent for sphingosine-related diseases. Further, it can be used as an angiogenesis promoter, an anti-cancer metastasis agent, an arteriosclerosis inhibitor and the like. As an active ingredient of the medicament of the present invention,
SPHK3 などの分泌型スフイ ンゴシンキナーゼ、 それをコードする核酸分 子、 または分泌型スフィンゴシンキナーゼを発現する宿主細胞などが用 いることができる。 A secretory sphingosine kinase such as SPHK3, a nucleic acid molecule encoding the same, or a host cell expressing the secretory sphingosine kinase can be used.
本明細書の薬学的に許容し得る担体とは、 本発明のポリペプチド、 核 酸分子および宿主細胞が安定に保たれ、 薬学的に有効な投与を可能にし、 実質的に非毒性である担体を意味する。 具体的な担体としては、 水、 ヮ セリン、 鉱油、植物油、 動物油、 有機または無機ヮックス、 キサンタン、 ゼラチン、 セルロースまたはアラビアゴムのような天然ポリマー、 合成 ポリマー、 アルコールなどである。  As used herein, a pharmaceutically acceptable carrier refers to a carrier in which the polypeptides, nucleic acid molecules and host cells of the present invention are stably maintained, enable pharmaceutically effective administration, and are substantially non-toxic. Means Specific carriers include water, serine, mineral oil, vegetable oils, animal oils, organic or inorganic oils, xanthan, gelatin, natural polymers such as cellulose or gum arabic, synthetic polymers, alcohols and the like.
本発明の医薬は、 経口投与、 静脈内投与、 皮下投与、 筋肉内投与等の 投与形態によって投与することができ、 剤形は投与形態に適した剤形を 適宜選択することができる。 例えば、 散剤、 顆粒、 ペレッ ト若しくは錠 剤、 コーティング剤、 カプセル剤、 液剤、 シロップ剤等の経口投与に適 した剤型、 または注射剤、 点滴剤、 坐剤、 点眼剤、 点鼻剤、 噴霧剤など の非経口投与に適した剤型にすることができる。 これらの製剤は、 医薬 の製剤技術分野において通常使用し得る既知の補助剤を用いて造るこ とができる。 補助剤としては、 例えば、 賦形剤、 結合剤、 崩壊剤、 滑沢 剤、矯味矯臭剤、 溶解補助剤、懸濁剤、 コーティ ング剤等が挙げられる。  The medicament of the present invention can be administered in a dosage form such as oral administration, intravenous administration, subcutaneous administration, intramuscular administration, and the like. The dosage form can be appropriately selected according to the dosage form. For example, dosage forms suitable for oral administration such as powders, granules, pellets or tablets, coatings, capsules, solutions, syrups, etc., or injections, drops, suppositories, eye drops, nose drops, sprays It can be made into a dosage form suitable for parenteral administration. These preparations can be prepared using known adjuvants usually used in the technical field of pharmaceutical preparations. Examples of the adjuvant include an excipient, a binder, a disintegrant, a lubricant, a flavoring agent, a solubilizing agent, a suspending agent, a coating agent and the like.
これら医薬製剤の投与量は、 症状、 年齢、 体重、 投与方法及び剤形等 によって異なるが、 通常は成人に対して 1 日あたり、 上限が 10m g〜2 0m g、 下限が l m g〜2m gであり、 好適な投与量は 5m gである。 本発明のスフィ ンゴシンキナーゼ関連疾患を治療するための医薬の スクリーニング方法は、 例えば、 配列番号 1で示されるポリペプチ ドの アミノ酸配列から SPHKに対する特異的な抗体を作製し、試料に対して、 該抗体を用い、 ウエスタンブロッテイ ング、 免疫沈降法などをおこなう ことにより可能である。 The dosage of these pharmaceutical preparations varies depending on symptoms, age, body weight, administration method, dosage form, etc. 0 mg, with a lower limit of lmg to 2 mg, with a preferred dosage of 5 mg. The method for screening a medicament for treating a sphingosine kinase-related disease of the present invention includes, for example, preparing a SPHK-specific antibody from the amino acid sequence of the polypeptide shown in SEQ ID NO: 1, This can be done by Western blotting, immunoprecipitation, etc. using antibodies.
また配列番号 2で示される塩基配列から、 SPHKに対する特異的な標識 化プローブを作製し、 試料に対してノーザンプロッ トなどを行なうこと により可能である。  Alternatively, a specific labeled probe for SPHK can be prepared from the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, and the sample can be subjected to Northern blot or the like.
これらの方法により得られた医薬を、 インビトロの系において、 所望 の特性 (例えば、 SPHK活性を阻害する性質) を指標にさらに選抜し、 そ の後に動物実験を通して各種疾患への検討を経ることによって、 所望の 特性を有する医薬をスクリーニングすることができる。  The drugs obtained by these methods are further selected in an in vitro system based on desired properties (for example, properties inhibiting SPHK activity) as an index, and then examined for various diseases through animal experiments. Drugs having desired properties can be screened.
スクリーニング方法には、 次に示す方法が例示される。  As the screening method, the following method is exemplified.
スフィ ンゴシンキナーゼ活性阻害剤のスクリーニングにおいては、 SP HK3発現細胞の培地プレー卜に3 H -スフィンゴシンを添加し、 培地中に 生成する3 H -スフィンゴシン 1―リン酸を TLCまたは HPLCで定量する。 この系において、 培地に阻害剤の候補となる化合物を加え、 前記活性の 強弱を指標に抑制効果のある化合物をスク リーニングすることができ る。 スフイ ンゴシンの標識化は3 Hによるものに限らず、 標識となるも のであれば、 適宜選択でき、 抗体を用いる場合には、 ィムノアツセィを 利用して活性を定量化することも可能である。 このようなスクリーニン グによって得られた阻害剤は、血中の過剰なスフィ ンゴシン 卜リン酸の 生成を制御することが可能であり、 例えば、 血小板輸血毒性抑制剤、 血 小板安定化剤などに用いることができる。 Sufi In coral screening thin kinase activity inhibitor, media play me 3 H of SP HK3 expressing cells - to quantify the sphingosine 1-phosphate by TLC or HPLC - was added sphingosine, 3 H to be generated in the medium. In this system, a compound that is a candidate for an inhibitor can be added to the medium, and a compound having an inhibitory effect can be screened based on the level of the activity. Labeling of Sufui Ngoshin is not limited to by 3 H, if also the become labeled, can be selected as appropriate, in the case of using the antibodies, it is possible to quantify the activity by using Imunoatsusi. Inhibitors obtained by such screening can control the production of excess sphingosine triphosphate in the blood, such as platelet transfusion toxicity inhibitor, platelet stabilizer, etc. Can be used.
以下、 実施例により本発明を更に詳細に説明するが、 本発明はこれら に限定されるものではない。  Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
(実施例 1 ) SPHK3のクロ一ニング  (Example 1) Cloning of SPHK3
ヒ 卜由来の ESTのデータベース (http:〃 www. ncbi . nlm. nih. gov/dbES T/ (NCBI (National Center for Biotechnology Information) 提供)) の中から、 既知の mSPHKl 遺伝子 (マウス由来のスフィンゴシンキナ一 ゼ 1 ) の塩基配列 (GenBankの accession番号 AF068748、 J. Biol. Ch em., Vol. 273, Issue 37, 23722-23728, September 11, 1998) につい て、 BLASTサーチ (http:〃 www. ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/ (NCBI提供)) を利用して相同性検索をおこなった。 その結果、 mSPHKl遺伝子と相同性 のあるクローン (GenBankの accession番号 AA075971 、 I.M.A.G.E cl onelD 531456) が存在することが判明した。 Human derived EST database (http: 〃www.ncbi.nlm.nih.gov / dbES) From the T / (provided by the National Center for Biotechnology Information) (NCBI)), the base sequence of the known mSPHKl gene (mouse sphingosine kinase 1) (GenBank accession number AF068748, J. Biol. Chem., Vol. 273, Issue 37, 23722-23728, September 11, 1998) using a BLAST search (http: www. Ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/ (provided by NCBI)). I did it. As a result, it was found that a clone homologous to the mSPHKl gene (GenBank accession number AA075971, IMAGE cloneD 531456) was present.
この mSPHKl遺伝子と相同性のあるクローン 531456を ATCC (America n Type Culture Collection (http://www.atcc.org) から購入した 0 E ST クローンが有する塩基配列は部分的にしか公開されていないことか ら、 相同性のあるクローンのオープンリーディ ングフレーム (0RF) を 決定するために、 EST クローンの全塩基配列を決定した。 決定した塩基 配列から、 フレームシフ ト変異を考慮し、 検討した結果、 推定されるポ リぺプチドの分子量から、 目的のポリぺプチドをコ一ドすると推定され る 0RFを見出した。 The nucleotide sequence of the 0 E ST clone purchased from ATCC (American Type Culture Collection (http://www.atcc.org) for the clone 531456 homologous to this mSPHKl gene is only partially disclosed. Therefore, to determine the open reading frame (0RF) of the homologous clone, the entire nucleotide sequence of the EST clone was determined. From the estimated molecular weight of the polypeptide, we found 0RF, which is estimated to encode the target polypeptide.
図 1に前記 0RFのコードするポリべプチドのアミノ酸配列を示す。 こ のアミノ酸配列は http:〃 www. cbs.dtu.dk/servers/SignalP- 2.0/ (Cen ter for Biological Sequence Analysis, BioCentrum-DTU, Technica 1 University of Denmark提供) の予想プログラムによってシグナル配 列とその切断部位が予想された。  FIG. 1 shows the amino acid sequence of the polypeptide encoded by the 0RF. This amino acid sequence is obtained from the signal sequence and its sequence by the prediction program of http: 〃www.cbs.dtu.dk / servers / SignalP-2.0 / (provided by Center for Biological Sequence Analysis, BioCentrum-DTU, Technica 1 University of Denmark). A cleavage site was expected.
決定した ESTクローンの全塩基配列から前記 0RFをクローニングする ために、 それそれ BamHIサイ ト、 EcoRIサイ トを含む下記プライマ一を デザィンした。  In order to clone the 0RF from the entire nucleotide sequence of the determined EST clone, the following primers including BamHI site and EcoRI site were designed.
プライマ一 1 (配列番号 3): Primer 1 (SEQ ID NO: 3):
5,- CGC GGAT C CATGACGGTGT T C T T TAAAA C G-3'  5,-CGC GGAT C CATGACGGTGT T C T T TAAAA C G-3 '
プライマー 2 (配列番号 4): Primer 2 (SEQ ID NO: 4):
5,- C C GGAAT T C T C T T C T G C T G C T CA C T GGG T- 3, 5,-CC GGAAT TCTCTTCTGCTGCT CA CT GGG T-3,
PCR反応は KOD dash (東洋紡) を用いて製造者のプロ トコールに従つ て、 クローン AA075971から調製した cDNAをテンペレートとし、 プライ マー 1および 2を用いて PCR反応を行なった。 反応液は、 2.5U/ /1 K0D dash (1〃1)、 2mM dNTPミックス(5〃 1 ) 、 25mM塩化マグネシウム(2〃 1) 、 10X反応バッファ一 (5〃1) を加え、 全量が 50〃1 となるように した。  The PCR reaction was performed using KOD dash (Toyobo) according to the manufacturer's protocol, using the cDNA prepared from clone AA075971 as a template, and using primers 1 and 2. The reaction mixture was 2.5 U / / 1 K0D dash (1〃1), 2 mM dNTP mix (5〃1), 25 mM magnesium chloride (2〃1), and 10X reaction buffer (5〃1). 〃1.
PCR反応は、 98°C15秒間、 65°C2秒間および 74°C30秒間を 1サイクル とし、 25サイクル行なった。得られた PCR産物をァガロースゲル電気泳 動によって確認したところ約 1300bp の断片であった。 また常法により 塩基配列を決定した (配列番号 2 )。  The PCR reaction was performed 25 cycles, each cycle consisting of 98 ° C for 15 seconds, 65 ° C for 2 seconds and 74 ° C for 30 seconds. When the obtained PCR product was confirmed by agarose gel electrophoresis, it was a fragment of about 1300 bp. The nucleotide sequence was determined by a conventional method (SEQ ID NO: 2).
得られた PCR産物は、 BamHIおよび EcoRIで消化し、 転写産物が N末 端に FLAG HA tagを有するように、 BamHIおよび EcoRIで消化したべク 夕一 pcDNA3- FLAG1 (pcDNA3を Invitrogenより購入し、 FLAG発現配列を MAPの位置に挿入することによって作製、 図 2 ) に組み込んだ。  The resulting PCR product was digested with BamHI and EcoRI, and the transcript was digested with BamHI and EcoRI so that the transcript had a FLAG HA tag at the N-terminus.pcDNA3-FLAG1 (purchased pcDNA3 from Invitrogen, It was prepared by inserting the FLAG expression sequence at the MAP position, and was incorporated into Figure 2).
(実施例 2 ) ヒ ト由来スフインゴシンキナーゼ 3 (hSPHK3) の発現(Example 2) Expression of human sphingosine kinase 3 (hSPHK3)
C0S7細胞(理化学研究所ライフサイエンス筑波研究セン夕一、 細胞開 発銀行 (RCB) より購入) を 35mm dishに 2 x 105個播種し、 播種 24時間 後に pcDNA3-Flagl単独と hSPHK3遺伝子 (実施例 1における PCR産物) が揷入された pcDNA3- Flagl とをそれそれ Lipofect AMINE plus (LifeSeed 2 x 10 5 C0S7 cells (purchased from RIKEN Life Science Tsukuba Research Center, Cell Development Bank (RCB)) into a 35 mm dish, 24 hours after seeding, pcDNA3-Flagl alone and hSPHK3 gene (Example Lipofect AMINE plus (Lifetime PCR product)
Technologies) 試薬を用いて一過的に トランスフエクシヨン (transie nt transfection) した。 なお、 C0S7細胞の培養は、 ダルベッコ改変ィTechnologies) Transient transfection using reagents. Cultivation of C0S7 cells was performed using Dulbecco's modified
—グル培地 (DMEM(Dulbecco, s modified Eagle's mudium、 SIGMAより購 入)に 10% ゥシ胎仔血清、 lOOU/ml ペニシリン、 100〃g/ml ス トレブ トマイシンを添加) で、 37°C、 5 %C02条件下でおこなった。 Glue medium (DMEM (Dulbecco, modified Eagle's mudium, purchased from SIGMA) with 10% fetal serum, lOU / ml penicillin, 100 μg / ml streptomycin) at 37 ° C, 5% It was carried out in the C0 2 conditions.
播種 24時間後に 100〃 1 IXサンプルバッファ一(0.0125M Tris-HC 24 hours after seeding 100〃 1 IX sample buffer (0.0125M Tris-HC
0.4% SDS、 2% グリセロール、 0.0002% BPB (プロモフエノールブル一)、0.4% SDS, 2% glycerol, 0.0002% BPB (Promoenol Blue),
1¾ ?-メルカプトエタノール ) を用いて C0S7細胞を回収した。 回収し た細胞の 1/10量を試料として SDS-PAGEを常法により行ない蛋白質を分 離した。 分離した蛋白質を、 ポリビニリデンジフルオリ ド膜(I匪 obilonC0S7 cells were collected using 1¾-mercaptoethanol). Collect The protein was separated by SDS-PAGE using a 1/10 amount of the cultured cells as a sample by a conventional method. The separated protein is applied to a polyvinylidene difluoride membrane (I
P, Millipore AB)に転写したのち、 抗- FLAG ポリクロ一ナル抗体( SIGM A) を用いたウエスタンブロッテイングによってバン ドを確認した (図 3)。 なお、 発色は ECL ウエスタンブロッテイ ング検出試薬(Amersharm Pharmacia Biotech,によって行った。 P, Millipore AB), and bands were confirmed by Western blotting using an anti-FLAG polyclonal antibody (SIGM A) (Fig. 3). The color was developed using an ECL western blotting detection reagent (Amersharm Pharmacia Biotech).
図 3に示すように、 hSPHK3遺伝子が挿入された pcDNA3-Flagl を トラ ンスフエクシヨンした細胞からは、 SPHK3 を示す 2本のバンドが検出さ れたが、 これらは、 それそれ未成熟型 (図中、 PSPHK3 という)、 成熟型 As shown in Fig. 3, two bands indicating SPHK3 were detected from the cells transfected with pcDNA3-Flagl into which the hSPHK3 gene was inserted, but these bands were immature (Fig. PSPHK3), mature type
(図中、 mSPHK3という) である。 SPHK3は N末端側にシグナル配列 (図 1下線部) が存在し、 これが小胞体 (ER) において、 図 1に示す切断部 位で切断されることにより、 未成熟型から成熟型に変換される。 (Referred to as mSPHK3 in the figure). SPHK3 has a signal sequence (underlined in Fig. 1) at the N-terminus, which is cleaved at the cleavage site shown in Fig. 1 in the endoplasmic reticulum (ER) to convert from immature to mature .
(実施例 3 ) スフイ ンゴシンキナーゼ活性の測定 (Example 3) Measurement of sphingosine kinase activity
C0S7細胞を 100mm dishに 2 x 106個播種し、 播種 24時間後に _pcDNA3 -FLAG1単独と hSPHK3遺伝子が挿入された pcDNA3- Flaglとをそれそれ L ipofect AMINE plus (Life Technologies) 試薬を用いて一過的に ト ランスフエクシヨンした。 Inoculate 2 x 10 6 C0S7 cells in a 100 mm dish, and 24 hours after seeding, pass _pcDNA3-FLAG1 alone and pcDNA3-Flagl into which the hSPHK3 gene was inserted using the Lipofect AMINE plus (Life Technologies) reagent. I did a transfection.
さらに 24 時間後に細胞を回収して、 超音波によって細胞を破碎させ たのち、 終濃度が 1%となるように Triton X-100を加え、 4°Cで 1時間 回転 (rotation) させながら可溶化した。 その後 100, 000 xgで 60分間 遠心分離し、 得られた上清に抗- FLAGポリクロ一ナル抗体 (SIGMA) およ びプロティン A セファロース(Pharmacia Biotech)を加えて抗体沈殿反 応を行なったのち、 沈殿を回収して、 そこに 0.01%TritonX- 100、 50 M スフィ ンゴシン、 ImM [r-32P]ATPを含むアツセィバッファー (組成 : 15mM MOPS, ImM フエ二ルメチルスルフォニルフッ化物、 50mM NaCl、 5 m M オルトバナジウム酸ナト リウム、 2mM MgCl2、 ImM 4-デォキシピリ ド キシン、 ImM EDTA、 0.5% ァプロチニン、 pH7.5) を加えて、 37°Cで 30 分間ィンキュぺ一トした。 その後、 オリベラらの方法 (Olivera, A., Kohama, T., Tu, Ζ., Mil stien, S. , and Spiegel, S. (1998) J Biol Chem 273(20), 12576-8 3.) に準じ、 脂質抽出して 32P ラペルされたスフイ ンゴシン 1—リン酸 をプ夕ノール/酢酸/水 (3:1:1)の展開溶媒を用いることによって、 TLC によって展開 '分離し、 イメージアナライザ一 (Imaging Analyzer BAS 2000、 富士フィルム) により解析した。 解析結果を図 4および図 5に示 す。 After 24 hours, collect the cells, disrupt the cells by sonication, add Triton X-100 to a final concentration of 1%, and solubilize by rotating at 4 ° C for 1 hour. did. After centrifugation at 100,000 xg for 60 minutes, anti-FLAG polyclonal antibody (SIGMA) and protein A sepharose (Pharmacia Biotech) were added to the obtained supernatant, followed by antibody precipitation reaction. The precipitate is collected, and an Assay buffer containing 0.01% TritonX-100, 50 M sphingosine, ImM [r-32P] ATP (composition: 15 mM MOPS, ImM phenylmethylsulfonyl fluoride, 50 mM NaCl, 5 mM mM M sodium orthovanadate, 2 mM MgCl 2 , ImM 4-deoxypyridoxin, ImM EDTA, 0.5% aprotinin, pH 7.5) were added and incubated at 37 ° C. for 30 minutes. Then, the method of Olivera et al. (Olivera, A., Kohama, T., Tu, Ζ., Milstien, S., and Spiegel, S. (1998) J Biol Chem 273 (20), 12576-8 3.) According to the method, sphingosine 1-phosphoric acid extracted and extracted with lipids by 32 P was developed by TLC using a developing solvent of toluene / acetic acid / water (3: 1: 1), separated and analyzed by an image analyzer. (Imaging Analyzer BAS 2000, Fuji Film) Figures 4 and 5 show the analysis results.
図 4は、 TLCのスポッ トを示しているが、 hSPHK3遺伝子が挿入された pcDNA3-Flagl をトランスフヱク 卜した細胞からは、 対照 (pcDNA3-FLAG 1 単独) にはほとんど見られないスフィ ンゴシン一 1―リン酸のスポヅ ト (図中矢印の位置) が明確に現れており、 挿入した hSPHK3 遺伝子の コードするポリべプチドが SPHK活性を有することを確認した。  Figure 4 shows spots of TLC, but sphingosine 1-1, which is hardly found in the control (pcDNA3-FLAG1 alone) from cells transfected with pcDNA3-Flagl into which the hSPHK3 gene has been inserted. Phosphoric acid spots (positions indicated by arrows in the figure) clearly appeared, confirming that the inserted polypeptide encoded by the hSPHK3 gene had SPHK activity.
図 5は、 図 4のスポッ トを数値化したグラフであるが、 hSPHK3遺伝子 が挿入された PCDNA3- Flagl を トランスフエク 卜した細胞は、 対照に比 ベて 63倍の SPHK活性を有することが判った。  Fig. 5 is a graph of the spots in Fig. 4 quantified.It can be seen that the cells transfected with PCDNA3-Flagl into which the hSPHK3 gene was inserted have 63 times higher SPHK activity than the control. Was.
(実施例 4 ) hSPHK3の pH依存性 (Example 4) pH dependence of hSPHK3
SPHK活性に対する pHの効果をみるために、 各 pHにおける SPHK活性 を測定した。 測定方法は実施例 3と同様に行ない、 それそれの pH での アツセイノ ッファーとして、 pH3〜6については 50mM トリエチルアミン を用い、 pH5.5〜8.5については 50mM MOPSを用いた。 測定結果を図 6に 示す。  To see the effect of pH on SPHK activity, SPHK activity at each pH was measured. The measurement was carried out in the same manner as in Example 3, and 50 mM triethylamine was used for pH 3 to 6 and 50 mM MOPS was used for pH 5.5 to 8.5 as the assay buffer at each pH. Figure 6 shows the measurement results.
図 6に示すように、 SPHK3は中性付近、 特に pH6.5〜8あたりに至適 p Hをもつ。  As shown in FIG. 6, SPHK3 has an optimum pH around neutrality, especially around pH 6.5-8.
(実施例 5 ) hSPHK3の基質特異性 (Example 5) Substrate specificity of hSPHK3
hSPHK3の基質特異性について調べるために、スフィ ンゴシン以外の脂 質を基質として用い、 キナーゼ活性を測定した。 測定方法は実施例 3と 同様である。 用いた脂質 (各 10〃g) は、 D-エリス口スフイ ンゴシン (D- erythro- sphingosine(SPH))、 D-エリスロジヒ ドロスフインゴシン (D-erythro- dihydrosphingosine(DHS))、 N,N_ジメチルスフィ ンゴシン (N,N-dimety l-sphingosine(DMS))、 セラミ ド (ceramide(CER))、 C2-セラミ ド (C2-C eramide(C2-CER)) (以上 Matreya)、 ジァシルグリセロール (diacylgly cerol(DG)) (Avanti)、 フォスファチジルイ ノシ トール (phoshatidyli nositol(PI)) (SIGMA) である。 結果を図 7に示す。 To examine the substrate specificity of hSPHK3, kinase activity was measured using a lipid other than sphingosine as a substrate. The measuring method is the same as in Example 3. The lipids used (10 μg each) were D-erythro- sphingosine (SPH), D-erythro-dihydrosphingosine (DHS), N, N_ Dimethyl sphingosine (N, N-dimethyl l-sphingosine (DMS)), ceramide (ceramide (CER)), C2-ceramide (C2-Ceramide (C2-CER)) (Matreya), diacilglycerol (diacylgly cerol (DG)) (Avanti) and phosphatidylinositol (PI) (SIGMA). Fig. 7 shows the results.
図 7に示すように、 hSPH は、 スフィ ンゴシンに対して最も強い活性 を示すが、 DHS、 DMS、 DG、 PIに対しても活性を有する。 纏 卜の禾 ilfflの 小牛  As shown in FIG. 7, hSPH has the strongest activity on sphingosine, but also has activity on DHS, DMS, DG and PI.卜 禾 ilffl calf
本発明によれば、 ESTデータベースより、 SPHK1および SPHK2 とは異 なる新規なスフインゴシンキナーゼ 3 (SPHK3) が得られた。 この SPHK 3は、 SPHK活性があり、 スフイ ンゴシン関連疾患の治療のための医薬と して用いることができる。  According to the present invention, a novel sphingosine kinase 3 (SPHK3) different from SPHK1 and SPHK2 was obtained from the EST database. This SPHK 3 has SPHK activity and can be used as a medicament for treating sphingosine-related diseases.
特に、 既知の SPHK1および SPHK2と比べて、 細胞外分泌の点で優れて おり、 血中での直接的な医薬品の作用に役立つ。 具体的には、 血小板輸 血毒性抑制剤、 血小板安定化剤などに用いるのに適している。  In particular, it is superior in terms of extracellular secretion compared to the known SPHK1 and SPHK2, and is useful for direct drug action in the blood. Specifically, it is suitable for use as a platelet transfusion toxicity inhibitor, platelet stabilizer, and the like.
また、 本発明の SPHK3および SPHK3遺伝子を用いて、 スフインゴシン 関連疾患の診断等にも応用することができる。  Further, the SPHK3 of the present invention and the SPHK3 gene can be applied to diagnosis of a sphingosine-related disease and the like.

Claims

言青求の範囲 Scope of Word
1 . スフィンゴシンキナーゼ活性を有する分泌型ポリペプチド。 1. A secreted polypeptide having sphingosine kinase activity.
2 . ヒ ト由来であることを特徴とする、 請求項 1に記載の分泌型ポリ ぺプチ ド。  2. The secretory polypeptide according to claim 1, which is derived from human.
3 . 以下の ( a ) または (b ) のポリべプチド :  3. The following (a) or (b) polypeptides:
( a ) 配列番号 1に示されるァミノ酸配列からなるポリペプチド  (a) a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1
( b ) 配列番号 1に示されるアミノ酸配列において 1もしくは 2以上の アミノ酸が欠失、 置換もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、 スフ ィンゴシンキナーゼ活性を有するポリベプチド。  (b) A polypeptide having sphingosine kinase activity, comprising an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
4 . 請求項 1〜 3のいずれかに記載のポリべプチ ドをコ一ドするスフ ィンゴシンキナーゼ遺伝子。  4. A sphingosine kinase gene encoding the polypeptide according to any one of claims 1 to 3.
5 . 以下の ( a ) または (b ) の核酸分子 :  5. The following nucleic acid molecules of (a) or (b):
( a ) 配列番号 2の塩基配列からなる核酸分子  (a) a nucleic acid molecule consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2
( b ) 遺伝暗号の縮重により、 コ ドン配列が配列番号 2の塩基配列と異 なるが、 コードするアミノ酸配列が (a ) と同じである塩基配列からな る核酸分子。  (b) A nucleic acid molecule consisting of a nucleotide sequence that differs from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 due to the degeneracy of the genetic code, but encodes the same amino acid sequence as in (a).
6 . 請求項 5に記載の核酸分子を含むスフィ ンゴシンキナーゼ遺伝子。 6. A sphingosine kinase gene comprising the nucleic acid molecule according to claim 5.
7 . プロモーターと作動可能に連結した請求項 4または 6に記載のス フィ ンゴシンキナーゼ遺伝子を含む発現べクタ一。 7. An expression vector comprising the sphingosine kinase gene according to claim 4 or 6 operably linked to a promoter.
8 . 請求項 Ίに記載の発現ベクターを用いて形質転換またはトランス フエクションされた、 スフィンゴシンキナーゼを発現する宿主細胞。 8. A sphingosine kinase-expressing host cell transformed or transfected with the expression vector according to claim Ί.
9 . 請求項 8に記載の宿主細胞を培養することを特徴とする、 スフィ ンゴシンキナーゼの製造方法。 9. A method for producing sphingosine kinase, comprising culturing the host cell according to claim 8.
1 0 . 請求項 5に記載の核酸分子および/または該核酸分子とス ト リ ンジェン トな条件下でハイブリダイズする核酸分子を用いることを特 徴とする、 スフインゴシンキナーゼ遺伝子の検出方法。  10. A method for detecting a sphingosine kinase gene, comprising using the nucleic acid molecule according to claim 5 and / or a nucleic acid molecule that hybridizes with the nucleic acid molecule under stringent conditions.
1 1 . 請求項 5に記載の核酸分子および/または該核酸分子とス トリ ンジ工ン トな条件下でハイブリダイズする核酸分子を用いることを特 徴とする、 スフインゴシン関連疾患の診断方法。 11. Use of the nucleic acid molecule according to claim 5 and / or a nucleic acid molecule that hybridizes with the nucleic acid molecule under stringent conditions. A method for diagnosing a sphingosine-related disease.
1 2 . 請求項 1〜 3のいずれかに記載のスフィンゴシンキナーゼ活性 を有するポリべプチドおよび薬学的に許容し得る担体を含む、 スフイン ゴシン関連疾患を治療するための医薬。  12. A medicament for treating a sphingosine-related disease, comprising the polypeptide having sphingosine kinase activity according to any one of claims 1 to 3 and a pharmaceutically acceptable carrier.
1 3 . 請求項 5に記載の核酸分子および薬学的に許容し得る担体を含 む、 スフイ ンゴシン関連疾患を治療するための医薬。  13. A medicament for treating a sphingosine-related disease, comprising the nucleic acid molecule according to claim 5 and a pharmaceutically acceptable carrier.
1 4 . 請求項 8に記載の宿主細胞および薬学的に許容し得る担体を含 む、 スフイ ンゴシン関連疾患を治療するための医薬。  14. A medicament for treating a sphingosine-related disease, comprising the host cell according to claim 8 and a pharmaceutically acceptable carrier.
1 5 . 請求項 1〜 3のいずれかに記載のスフィンゴシンキナーゼ活性 を有するポリペプチドのスフイ ンゴシン関連疾患を治療するための医 薬への使用。  15. Use of the polypeptide having sphingosine kinase activity according to any one of claims 1 to 3 as a medicament for treating a sphingosine-related disease.
1 6 . 請求項 5に記載の核酸分子のスフィンゴシン関連疾患を治療す るための医薬への使用。  16. Use of the nucleic acid molecule according to claim 5 for a medicament for treating a sphingosine-related disease.
1 7 . 請求項 8に記載の宿主細胞のスフィンゴシン関連疾患を治療す るための医薬への使用。  17. Use of the host cell according to claim 8 for a medicament for treating a sphingosine-related disease.
1 8 . スフィ ンゴシンキナーゼ関連疾患を治療するための医薬のスク リーニング方法であって、 スフィンゴシンキナーゼ 3を発現する宿主細 胞の培地に標識化スフィ ンゴシンおよび医薬の候補となる化合物を添 加し、 標識化スフインゴシン 1一リン酸を定量し、 該化合物のスフイン ゴシンキナーゼ活性への影響を評価することを特徴とする、 前記方法。 18. A method for screening a medicament for treating a sphingosine kinase-related disease, comprising adding sphingosine kinase 3 and a drug candidate compound to a medium of a host cell expressing sphingosine kinase 3. The method, wherein the method comprises quantifying labeled sphingosine monophosphate and evaluating the effect of the compound on sphingosine kinase activity.
1 9 . 請求項 1 8に記載のスクリ一二ング方法によって得られたスフ ィ ンゴシン関連疾患を治療する医薬。 19. A medicament for treating a sphingosine-related disease obtained by the screening method according to claim 18.
PCT/JP2001/008538 2001-09-28 2001-09-28 Secretory polypeptides having sphingosine kinase activity and sphingosine kinase genes encoding the same WO2003031628A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003534598A JPWO2003031628A1 (en) 2001-09-28 2001-09-28 Secreted polypeptide having sphingosine kinase activity and sphingosine kinase gene encoding the same
PCT/JP2001/008538 WO2003031628A1 (en) 2001-09-28 2001-09-28 Secretory polypeptides having sphingosine kinase activity and sphingosine kinase genes encoding the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2001/008538 WO2003031628A1 (en) 2001-09-28 2001-09-28 Secretory polypeptides having sphingosine kinase activity and sphingosine kinase genes encoding the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003031628A1 true WO2003031628A1 (en) 2003-04-17

Family

ID=11737776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2001/008538 WO2003031628A1 (en) 2001-09-28 2001-09-28 Secretory polypeptides having sphingosine kinase activity and sphingosine kinase genes encoding the same

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2003031628A1 (en)
WO (1) WO2003031628A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000005365A1 (en) * 1998-07-22 2000-02-03 Smithkline Beecham P.L.C. Human lcb kinase 1
WO2000052173A2 (en) * 1999-03-02 2000-09-08 Nps Allelix Corp. Cloned human sphingosine kinase homologues

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000005365A1 (en) * 1998-07-22 2000-02-03 Smithkline Beecham P.L.C. Human lcb kinase 1
WO2000052173A2 (en) * 1999-03-02 2000-09-08 Nps Allelix Corp. Cloned human sphingosine kinase homologues

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HONG LIU ET AL.: "Molecular cloning and functional characterization of a novel mammalian sphingosine kinase type 2 isoform", THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, vol. 275, no. 26, June 2000 (2000-06-01), pages 19513 - 19520, XP002949759 *
TAKAFUMI KOHAMA ET AL.: "Molecular cloning and functional characterization of murine sphingosine kinase", THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, vol. 273, no. 37, September 1998 (1998-09-01), pages 23722 - 23728, XP002949758 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2003031628A1 (en) 2005-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3193301B2 (en) Bioactive protein p160
US20070202520A1 (en) Novel lipase
JP2002543831A (en) Sphingosine kinase
AU2001263952B2 (en) Tumour suppressor and uses thereof
JP2001521400A (en) Keratinocyte-derived kallikrein
EP1088072A2 (en) Prostate cancer-associated genes
Liu et al. GBPI, a novel gastrointestinal-and brain-specific PP1-inhibitory protein, is activated by PKC and inactivated by PKA
US6187559B1 (en) Phospholipase D gene
JP2002505842A (en) Elongation factor 2 kinase (EF-2 kinase) and methods of using same
US5786150A (en) F0 ATP synthase subunit
US20030175923A1 (en) Human transferase proteins
WO2003031628A1 (en) Secretory polypeptides having sphingosine kinase activity and sphingosine kinase genes encoding the same
KR20010085373A (en) Compositions and methods for identifying mammalian malonyl coa decarboxylase inhibitors, agonists and antagonists
JP2003527824A (en) Novel cells signaling polypeptides and nucleic acids
PT914451E (en) Il-1/tnf-alpha-activated kinase (itak), and methods of making and using the same
US5474921A (en) Expression and purification of phosphoinositide-specific phospholipase C-γ
US20060099681A1 (en) Human and mouse alkaline ceramidase 1 and skin diseases
JP4232423B2 (en) Novel ubiquitin-specific protease
WO2003031627A1 (en) Platelet-origin polypeptides having sphingosine kinase activity and sphingosine kinase genes encoding the same
JP3647856B2 (en) DNA encoding mammalian hematopoietic prostaglandin D synthase
JP4975031B2 (en) Drug phosphorylase
JPH10201479A (en) Phospholipase al and nucleic acid encoding the same
Ohto et al. Identification of Novel Cytosolic Phospholipase A2s, Murine cPLA2, and, Which Form a Gene Cluster with cPLA2* DS
US20030054385A1 (en) Human ubiquitin-conjugating enzymes
JP2002541772A (en) Human lipid-related protein

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DM DZ EE ES FI GB GD GE GH GM HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MW MX MZ NO NZ PL PT RO RU SD SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG UZ VN YU ZA

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003534598

Country of ref document: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase