JPH01500322A - 組織プラスミノーゲンアクテイベーター類縁蛋白質 - Google Patents
組織プラスミノーゲンアクテイベーター類縁蛋白質Info
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- JPH01500322A JPH01500322A JP62502366A JP50236687A JPH01500322A JP H01500322 A JPH01500322 A JP H01500322A JP 62502366 A JP62502366 A JP 62502366A JP 50236687 A JP50236687 A JP 50236687A JP H01500322 A JPH01500322 A JP H01500322A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(6)xは原核生物のリーダーセグメントである請求の範囲第4項のtPA類縁
体。
(7)又は単一または多重単位で存在するプロティンAのフィブリン結合性ドメ
インである請求の範囲第4項のtPA類縁体。
(8)xはプロインA I) Bドメインである請求の範囲第4項のtPA類縁
体。
(9)xは原核生物のリーダーセグメントである請求の範囲第3項の類縁体。
(11XはtPAのフィシリン結合性ドメインである請求の範囲第3項のtPA
類縁体。
αυ Xはフィシリンに特異的足結合する免疫グロブリンの抗原結合性フラグメ
ントである請求の範囲第4項のtPA類縁体。
α3Lは蛋白分解性切断を受けやすいポリペプチドである請求の範囲第4項のt
PA類縁体。
0〜式
%式%
C式中、CFtPAはtPAの触媒性フラグメントであり、FBFrOAはプロ
ディンAのBドメインまたは実質的にその均等体であり、Lはペプチド結合であ
るかまたはbとCFtPAを分離するオリゴペプチドリンカ−であリ、nは1〜
5の整数である)で示される組織ゾ2スミノーデンアクティペーター(tPA)
類縁体。
(14) C!F1pAl!tPAノア#/&残基262〜527に及ぶ触媒性
フラグメントである請求の範囲第13項の蛋白質類縁体。
15式
%式%
を有する請求の範囲第13項のtPA類縁体。
關式
%式%
C式中、CF、FAはtPAの触媒性7ラグメントであり、II′B Pr O
AはプロティンAI)Bドメインまたは実質的にその均等体であり、Lはペゾチ
ド結合であるかまたはFBとCF、PAを分離するオリゴベゾチドリン力−であ
り、nは1〜5の整数である)で示される組織プ2スミノーrンアクティベータ
−ctpA)類縁体。
α乃 CFtPAはtPAのアミノ酸残基262〜527に及ぶ触媒性フラグメ
ントである請求の範囲第13項の蛋白質類縁体。
09式
%式%
を臀する請求の範囲第16項のtPA類縁体。
Cl61式
%式%
を有する請求の範囲第13項のtPA類縁体。
(17) (a) ヒ) t P Aの触媒性7ラグメントおよヒソれに隣接す
るポリペプチドとして連結した(1))フィシリン結合性セグメントからなる血
栓溶解活性およびフィシリン結合活性を有する組織ノラスミノーrンアクティペ
ーター(tPA)類縁体。
0秒 フィシリン結合性セグメントは原核生物由来のものである請求の範囲第1
7項の類縁体。
09 原核生物由来セグメントはプロティンAのBドメインまたはその多重単位
である請求の範囲第18項の類縁体。
■ フィブリン結合性セグメントは真核生物由来のものである請求の範囲第17
項の類縁体。
1211 真核生物由来セグメントは抗フィブリン抗体のフィシリン結合領域で
ある請求の範囲第20項の類縁体。
@ (〜ヒhtPAの触媒性フラグメントおよヒソレに隣接するポリペプチドと
して連結した(b)フィブリン結合性セグメントからなる組織プラスミノ−rン
アクティベータ−(tPA)類縁体であって、フィブリン溶解活性およびフィブ
リン結合活性、ならびに天然tPAに比べて以下の特性、すなわち(1)水性メ
ジウム中への高い溶解性、(i+)宿主内における発現の高い効率、および(l
iり血漿中での長い半減期を何する類縁体。
123 ’J−ダーは原核生物起源である請求の範囲第22項の組織シラスミノ
−rンアクティペーター類縁体。
Ci!4) !J−ダーは真核生物起源である請求の範囲第22項の組織プラス
ミノ−rンアクティベーター類縁体。
(ハ)原核生物由来フィブリン結合性セグメントに連結したtPAの触媒性フラ
グメントから主としてなるtPA類縁体。
(ト)原核生物由来結合性7ラグメントはプロティンAのBドメインまたはその
多重単位である請求の範囲第25項のtPA類縁体。
(27)tPAの触媒性7ラグメントをコードするDNA配列からなり、これの
5′末端において任意に、フィシリン結合活性を有するポリペプチドをコードす
るDNA配列に結合しているtPA類縁体をコードするD N A。
(ハ)触媒性フラグメントはアミノ酸262〜527を包含するtPAの部分で
あるかまたは実質的に均等な触媒活性を有するフラグメントである請求の範囲第
27項のD N A 0
(至) 5′から6′の方向に、(a)フィブリン結合特異性を有するtPAポ
リペゾチドフラグメントまたはフィブリン結合特異性を有する外米性ポリペプチ
ドをコードする第1のDNA配列とそれが連結する(b) t P Aの触媒性
72グメントをコードする第2のDNA配列からなるtPA類縁体をコードする
DNA。
(至)第2のDNA配列は、アミノ酸残基262〜527に及ぶtPAの触媒性
7ラグメントを特徴とする請求の範囲第29項のDNA構築体。
Gυ 第1のDNA配列はフィブリンに特異的な免疫グロブリンのH鎖またはL
鎖町変領域を特徴とする請求の範囲第29項のDIJA構築体。
[有] 第1のDNA配列は単一のプロティンABドメインまたはプロティンA
Bドメインの単位複数個の(り返しをコーrする請求の範囲第29項のD N
A構築体。
儲 順次、バクテリアまたは7アーゾ起源のプロモーター、リボンーム結合部位
、翻訳開始シグナル、フィブリン結合特異性を有するtPAポリペゾチドフ2グ
メントまたはフィブリン結合特異性を有する外来性ポリペプチドをコードする第
1のDNA配列とそれが結合したtPAの触媒性7ラグメントをコードする第2
のDNA配列、ならびに翻訳停止シグナルからなるバクテリア細、弛における組
織プラスミノーデンアクテイヘータ−(tPA )類縁体発現のためのDNA発
現ベクター。
C34) y°+7モーターはtrp 4たはtacプロそ一タ・−である請求
の範囲第66項のDNA発現ベクター。
(ト)第1のDNA配列はプロティンAのBドメインをコード丁モ請求の範囲第
64項のDNA発現ベクタ(ト)請求の範囲第65項のベクターによって形質転
換されたE、coli細胞。
G’rl trpまたはtacプロモーター、リポソーム結合部位、翻訳開始シ
グナル、式
%式%
C式中、F はプロティンA I) Bドメインであり、Pr0A
OtPAはtPAの触媒性フラグメントであり、nは1〜5である)で示される
蛋白質をコードするDNA配列からなるD IJ Aセグメントによって構成さ
れるDNA発現ベクター。
(至)請求の範囲第69項のベクターによって形質転換されたL C01i細胞
。
(至) y=coliのコドン嗜好に適合性を有するコドンからなり、遺伝子を
長さのほぼ等しい3個の7ラグメントにエンドヌクレアーゼで切断できるように
位置する1種の制限エンドヌクレアーゼに対する2個の異なる遺伝子単独認識部
位を含有するヒト組織シラスミノ−rンアクテイベータ−(tPA)をコードす
る合成遺伝子。
0Q 第2図に示すデオキシヌクレオチド配列または実質的にその均等体を有す
るヒト組織プラスミノ−rンアクテイペーターをコードする合成遺伝子。
Qυ (a)細胞を沈殿させ、(b)細胞を蔗糖20〜40%を含有する緩衝液
中で洗浄し、(C)細胞な蔗糖20〜40優と非イオン界面活性剤を含有する緩
衝液中で洗浄し、(d)プロテアーゼインヒビターを含有する緩衝液中で細胞を
溶解し、(e)溶解した細胞の不溶性細胞成分を沈殿させ、(f)強い変性剤を
含有する緩衝液中で不均一な蛋白質を可溶fヒし、(ω可溶化した蛋白質を変性
剤含有緩衝液中で亜硫酸分解し、ついで(5)変性剤ならびに還元型および酸化
型グルタチオンをモル比的10:1で含有する再生緩衝液中に蛋白質を約7〜2
4時間放置して再生させる各工程からなる、原核生物細胞内の封入体から異種蛋
白質な単離、再生する方法。
(4の 細胞は遠心分離で沈殿させる請求の範囲第41項の方法。
(ト) 界面活性剤はデオキシコール酸ナトリウムである請求の範囲第41項の
方法。
04 強力な変性剤は尿素(2〜8モル)またはグアニジン塩酸塩(6〜8モル
)である請求の範囲第41項の方法。
明細書
組織プラスミノ−ゲンアクテイ
ベーター類縁蛋白質
技術分野
本発明は、遺伝子操作および蛋白質工学の分野に属する。
背景
組織プラスミノ−rンアクテイペータ−(tPA)は、哺乳類動物が血餅な溶解
する天然システムにおける鍵酵素である。その治療剤としての価値、とくに冠状
動脈または他の血管の閉塞の救急処置における価値は広(認められている。tP
Aは不活性蛋白質のプラスミノ−rンを活性型のプラスミンに変換する工程を触
媒するセリンゾロテアーゼである。ついでプラスミンがフィブリン血餅な溶解す
る。tPAはフィシリン原子に特異的に結合できるので、その蛋白分解作用は血
餅の存在場所に限定される。現在入手可能な他のシラスミノ−rンアクテイペー
ターには、同じく哨乳類源由来のウロキナーゼ、および細菌由来のストレプトキ
ナーゼがあるが、これらはフィブリン結合特異性を示さない(しかしながら、プ
ロウロキナーゼはフィブリンVC特異的に結合できる)。
ヒトtPAは、Rljken & 0ollen (J、 Biochem、。
256:7035〜7041.1981 )によって、ヒト黒色腫細胞から、高
度に精製された形で製造されている。黒色腫t P A (mtPA )は高度
にグリコジル化された約68 k+1の蛋白質である。エンドグリコシダーゼF
で酵素的に脱グリコジル化してもこの蛋白質の活性は低下しないこと、またグリ
コジル化インヒビターのツニカマイシンの存在下に生育させた黒色腫細胞から製
造されたtPAが活性を維持することから、グリコジル化は活性に必須ではない
と考えられている。
tPAの全アミノ酸配列は、cDIJA配列から推定されている( Penn1
ca、 D、ほか: Nature、 3 Q 1:214〜221.1983
参照)。tPAの組換え体はtPA CDNA(黒色腫細胞mRNAから調製)
にリゾ−ジョンした適当な制御DNA配列を用いて細菌および哺乳類細胞中で産
生された。得られた蛋白質生成物のアミノ散配列は黒色腫細胞から分泌された蛋
白質の配列と同一であった。
天然のと)tPAは、第1図に示したアきノ酸配列と推定2次構造を有する。図
には、成熟tPA蛋白質には認められないシグナル配列も示した。成熟蛋白質の
配列は図に示した位置1に始まると考えられ、527個の蛋白質を含有する。
成熟蛋白質は3個の主要ドメインから構成されるものと考えられている。N末端
1〜80(約)のアミン酸はフィンガー領域と呼ばれている。はぼアミノ酸80
とアミノ@270の間の配列は6個のジスルフィド結合により二重クリングルコ
ンホーメーションヲ保っている。クリングル領域がtPAのフィブリン結合性に
関与しているものと推定される。tPAの酵素作用にあずかる分子部分−触媒性
ドメイン−は、はぼアミノ酸270〜527の領域である。分子のこの部分はセ
リンプロテアーゼの特性をもつと考えられる。
広範な研究により、tPAの様々の領域が、関連生物活性を有する他の蛋白質の
領域と相同性をもつことが明らかにされた。たとえば、クリングル構造は、プロ
トロンビン、シラスミノ−rンおよびウロキナーゼにも見出されている。触媒性
ドメインは、ウシセリンプロテアーゼのトリジシン、キモトリプシンおよびシラ
スミノとある程直の相同性を示す。
tPA前駆前駆体−デンはin vivo ItCおいて、275番目のアルギ
ニノと276番目のインロイシンの間で切断される。切断によりチモーrンはt
PAの活性型に変換する。
細菌宿主からの組換え蛋白質の製造の一般的パラメーターはわかっているが、実
行に際しては多くの問題にしばしば遭遇する。哺乳類蛋白質を原核生物宿主細胞
中で産生させると、不安定であるかまたは細胞内で”屈折体”もしくは1封入体
”として沈殿することが多い。これらの不溶性蛋白質が不適当に畳まれている場
合もある。すなわち、宿主細胞によっては、活性に至適ないしは適切な6次元構
造に処理されないことがある。このような蛋白質のフォールディングを変え、再
活性化する操作に関しても多くの研究が行われてきた(たとえば、EPO公告第
144.506号、1984年8月1日、Genentech ;米国特許第4
.511,502号、Builder & Ogez参照)。tPA蛋白質は、
ジスルフィド結合を形成できるアミノ酸残基システィンを35個含有し、発現系
において正しかろうが正しくなかろうが何らかの3次元構造を発生して安定化す
るため、不適当なフォールディングが起こりやすい。哺乳類細胞における外米性
蛋白質の産生では一般に、その天然のコンフォーメーションをより正確に反映し
た形の蛋白質を生じるが、哺乳類細胞での産生は高価につき、制御が難しい。
発明の開示
本発明は、組織プラスミノーデンアクテイベータ−(tPA)の類縁蛋白質に関
する。すなわち、天然のヒ)tPAの蛋白分解作用を示し、またフィブリン結合
性を示す場合もあって、一般に天然のtPAより低分子量の分子で、原核生物発
現系においてきわめて効率的に発現するよ5に設計されているtPAの類縁蛋白
質に関する。一般に、tPA類縁体”はa)実質的にtPAの触媒性フラグメン
トのみからなるか、またはb)触媒機能のほかの望ましいもしくは増強された性
質もしくは機能を付与丁
餐本明書において用いられる”tPA類縁体”の語は、tPAの触媒性フラグメ
ントからなるtPA以外の分子を意味し、これはフィブリン結合活性を示す内因
性(tPA由来)または外来性(非tPA)ポリペブチVのいずれかを含有して
いてもよい。
るポリペブチYに連結したtPAの触媒性フラグメントから構成されているもの
である。ただし、触媒性フラグメントと組合わされたポリペブチrは、効率的に
フォールディングを変えることができる分子を形成している。一般に、類縁体は
tPAより分子量が小さい。
好ましいポリペプチドは、以下に挙げる性質の1つまたは2つ以上を付与する。
すなわち、i)フィブリン結合活性、11)特定の発現系(原核生物または真核
生物)におけるtPA類縁体の発現増大、1i1)触媒性フラグメントのin
vivoにおける安定化、1■)類縁体のin vivoにおける生物学的半減
期の延長、である。
すなわち、本発明の一態様においては、本発明のtPA類縁体は主として、蛋白
分解の活性酵素部位を含有するtPAの触媒性フラグメントのみからなる。
この種の類縁体はtPAの蛋白分解作用のみを有する。
好ましい触媒性フラグメントは、アミノ酸262〜527を包含するヒトtPA
のフラグメントである。
他の態様においては、tPA類縁体は、機能性触媒領域と、上述の性質のいずれ
かまたはすべてを与える第2の領域からなる。このような類縁体の触媒性フラグ
メントはtPA分子の触媒性フラグメントから誘導できる。他のセリンプロテア
ーゼ(ウロキナーゼ、トリジシン等)からのフラグメントな同様の構成で使用す
ることもできる。
第2の領域はtPAまたは非tPA蛋白質から誘導できる。たとえば、フィブリ
ン結合フラグメントはtPA分子の天然フィシリン結合ドメイン、またはフィブ
リン結合性を有する外来性ポリペプチド、蛋白質もしくは蛋白質フラグメントリ
いずれかから誘導できる。たとえば、フィブリン結合フラグメントは、フィブリ
ン結合に関与しているtPA分子の内因性部分(たとえばフィンガー/クリング
ル領域部分)でアってもよい。このよ5なフィシリン結合領域は、発現効率を高
める目的で修飾できる。原核生物宿主細胞中に発現したtPAの不安定性または
非至適フォールディングに責任があると思われるその部分、tPAのフィンガー
/クリングル領域は、原核生物系における活性類縁体の産生な増大させるために
類縁体から排除することができる。
また、類縁体のフィブリン結合フラグメントは非tPAフイ・戸りン結合性ポリ
ペプチドであってもよい。
すなわち、類縁体にフィブリン結合能と上述の他の性質を必要に応じて付与する
外米性ポリペプチド蛋白質または蛋白質フラグメントであってもよい。外来性フ
ラグメントは真核生物由来のものでも原核生物由来のものでもよい。真核生物由
来の外来性フィシリン結合性残基の例としては、抗アイプリン免疫グロブリン(
工g)の抗原結合ドメイン(Fab)がある。原核生物性フィブリン結合ポリペ
プチドの例としては、プロティンAのBドメイン、プロティンAの他のドメイン
およびプロティンGのフィブリン結合ドメインがある。
類縁体は原核生物蛋白質および真核生物蛋白質の複合体であるフィブリン結合7
ラグメントであってもよい。たとえば、プロティンAのBドメインとtPAクリ
ングル領域またはその部分からなる複合体が使用できる。
tPA類縁体は組換えDNA技術によって製造される。類縁体は真核生物宿主細
胞系中に発現させることもできるが、好ましい類縁体は、経済的で簡便な原核生
物宿主細胞系、たとえばEIOliで発現するように設計される。すなわち、と
くに好ましいtPA類縁体はプロティンAのBドメインのよっな原核生物の1リ
ーダー”セグメントであり、これはフィブリン結合活性とともに他の有利な性質
を与える。実際、プロティンA I) Bドメインに連結したtPA触媒性フラ
グメントからなるtPA類縁体はフィブリン分解作用およびフィブリン結合活性
を有し、原核生物宿主細胞内で効率的に発現され、天然のtPAに比べて生理学
的液体中への溶解性が高(、in vivoにおける半減期が長い。
組換えDNA技術を用いて、この類縁体をコードするポリデオキシヌクレオチド
を構築し、適当なりNA発現ベクターの制御配列に操作可能なように連結させる
。ついでこの組換えベクターを用いて宿主細胞を形質転換する。形質転換宿主細
胞を培養させて類縁体を産生させ、次にこれを宿主細胞から単離する。
図面の簡単な説明
第1図は、37アミノ酸シグナルペゾチドを含有するtPAの一次および二次構
造を示す。
第2図(aおよびb)は、好ましい態様の合成tPA遺伝子の全DNA配列を示
す。
第3図は、前駆体オリゴヌクレオチドからtPAiの合成およびリターションを
図式的に示した図である。
第4図は、FB−CFtPAおよびFB−’B−”tPA遺伝子構底体を含む発
現ベクターの構築を図式的に示した図である。
第5図は、第一のクリングル−OF t p A遺伝子構成体を含む発現ベクタ
ーの構築を図式的に示した図である。
第6図は、ハイブリッドクリングルを含有するtPA類縁体の構築を示す。
第7図は、tPAの触媒性フラグメントに連結したプロティンAのBドメインか
らなるtPA類縁体なコードするDNA構成体のヌクレオチド配列、およびその
類縁体のアミノ酸配列を示す。
第8図は、FB−FB−OF1pA類縁体についてのフィブリン結合性の測定結
果を示す。
第9図は、mtpAのフィシリンへの結合を示す。
本発明実施の最善の様式
本発明のtPA類縁体は、tPAのフィブリン分解活性と、任意にフィブリンへ
の結合能な有する”組換え”蛋白質分子からなる。この分子は、原核生物とくに
l、(!O1i内できわめて効率的に産生ずるように設計されている。好ましい
態様においては、この分子は天然のtPAより分子量が小さい(原核生物細胞か
らの単離に際してより効率的な再フォールディングおよび再活性化を付与するひ
とつの特性である)。
−態様によれば、類縁体は主として、tPAまたはフィブリン分解活性な胃する
他のセリンプロテアーゼ(たとえばウロキナーゼ、ストレプトキナーゼ、トリデ
シ=yfi)の触媒性フラグメント(OFという)ノミからなる。好ましい触媒
性フラグメントは、アミノ酸262〜527を包含する天然ヒI−t P Aの
部分、すなわち、セリン/スレオニン残基262および263(触媒性7ラグメ
ントをtPAの第2のクリングルに連結させる)からC末端ゾロリン残基(また
はその実質的に均等な残基)までの範囲のtPA分子の部分である。この好まし
い触媒性7ラグメントは6個の分子内ジスルフィド結合を形成することが可能で
、これが触媒性フラグメントの適当なコンホーメーションへのフォールディング
を、また分子の安定化を助けることになる。
他の態様によれば、tPA類縁体は、触媒性フラグメンの安定化を助ける、所望
の系におけるorの発現を増大させるおよび/または触媒性フラグメントのフィ
ブリン分解活性を増強するポリペプチド、蛋白質または蛋白質フラグメントに連
結したayからなる。
好ましい態様によれば、tPA類縁体はフィブリン結合能を有する。フィシリン
結合特異性を付与するポリペプチド、蛋白質または蛋白質に連結した(l接また
は中間ポリペゾチドリンカーを介して)tPAの触媒性フラグメントからなるも
のである。フィシリン結合特異性を与えるポリペプチドは、フィシリン結合に関
与する1天然”tPA配列、または原核生物もしくは真核生物の外来性アミノ酸
配列たとえば抗フイデリン抗体の抗原結合フラグメント(7ab )もしくはプ
ロティンAのBドメインから誘導することができる。
好ましい態様によれば、tPAの触媒性フラグメント(以下OF t P Aと
いう)は、i)フィブリン結合能、1i)生理学的液体中の天然tPAに関する
溶解性の増大、111)原核生物系における高い発現度、iv ) 1n vi
v。
における生物学的半減期の延長を付与するポリペプチドに連結する。プロティン
AのBドメインはOF tp Aに連結させたとき、アイプリン分解およびアイ
プリン結合活性を有し、天然tPAに比べ原核生物宿主内でより効果的に発現し
、生理学的液体中でより大きな安定性を示し、HA ViVOにおける半減期が
長い点で優れているtPA類縁体を与える原核生物由来ポリペプチドの例である
。
一般的に、本発明のtPA類縁体は式
%式%
で表される。この表現中、OFはtPAの触媒性フラグメントである。上に特定
した好ましい触媒性フラグメントは、天然ヒトt P Aのアミノ駿262〜5
27を包含するフラグメントC?、FA(または実質的に均等な触媒活性を有す
るフラグメント)である。LはXとともに結合を示すか(この場合は触媒性因子
を意味する)、またはLは独立【Cポリペプチド、蛋白質もしくは蛋白質フラグ
メントXをCFtPAに連結するペプチド結合であるか、またはLはXをCF
z PAに連結する所望の構造と機能のオリビペゾチドリン力−である。
それは選択的切断部位を与えるアミノ酸配列であってもよい。類縁体にこのよう
な部位を導入することにより、この部位でのXと口F、ア、の蛋白分解による切
断が可能になる。
Xの記号は、一般にtPAの全フィンガー/クリングル領域よりも大きの小さい
ポリペプチド、蛋白質または蛋白質フラグメントであり、(連続したポリペプチ
ド鎖として)触媒性フラグメントCF t P Aに直接またはオリビペプチド
リンカーLを介して連結する(好ましい態様においては、Lが存在する場合、X
とLを合わせた大きさは、tPAの全フィンガー/クリングル領域よりも分子量
が小さい)。又は、より安定なかつ/またはより効率的に発現するtPA類縁体
を与える”リーダー”配列であってもよい。ポリペプチド又はフィブリン結合性
ポリベゾチドであることが好ましい。フィブリン結合性ポリペゾチドはアイプリ
ン結合に関与する天然のtPAフラグメントから選択できる。
選ばれたフラグメントはtPAのフィンガー/クリングル領域を合わせたものよ
り分子量は小さければ、全類縁体もtPAより分子量が小さくなる。フィブリン
結合ドメインは、天然分子のフィブリン結合性に不必要な部分および/またはt
PAの不安定性もしくは不適当な再フォールディングに関与する部分を除いて設
計することができる。
又はまた、フィブリン結合活性を与える原核生物または真核生物起源の外来性(
tPAには見出せない)ポリペゾチド配列から選ぶこともできる。外来性の真核
生物蛋白質フラグメントリ例としては、フィブリンに特異的に結合する免疫グロ
ブリン分子の抗原結合性ドメインがある。この種類の類縁体では、免疫グロブリ
ン可変領域の軽鎖(VL )または重鎮(vH)を直接またはいずれかの鎖の不
変領域の部分を介してtPAの触媒性フラグメントに連結させることができる。
この構築体は
NH2−voiiたはb)−c’(atだttb)”FtpA−000H〔式中
、■はフィブリン特異的抗体の重鎮(VH)またht軽tAcvL)の可変領域
であり、Cはカッコで指示シたように任意のその抗体の不変領域の部分である〕
で表すことができる。
外来性ポリペプチドはまた、アイプリンに結合する原核生り蛋白質配列からも選
択が可能で、この場合はOF t P Aに連結した原核生物1リーダー”から
なる分子が得られる。好ましい原核生物ポリペプチドはプロティンAのBドメイ
ンであり、これはtPAの触1)lEiフラグメントに連結させると驚(べきこ
とにフィブリン結合特異性を付与することが明らかにされた。プロティンAのB
ドメインは、フィブリンへの結合能の付与に7Xlえて、E、 cadi Kお
けるC F t p Aの発現の増大、天然tPAよりも高い溶解性(発現宿主
からの回収を容易にする)をもたらす。さらに、in ViVOにおける生物学
的半減期を延長する。したがって、Bドメインは、本発明の類縁体の構築にと(
に好ましい原核生物由来ポリペプチドである。Bドメインのほかに、プロティン
A O) 池のドメイン、たとえばB、OまたはDドメインもフィブリン結合能
ならびに他の所望の性質を付与する。これらの蛋白質ドメインは単一単位とじて
もまた多重単位としても存在できる。
プロティンAのBドメインを含有する類縁体は、式%式%
で表すことができる。OF はtPAの触媒性フラPA
グメント、好ましくはアミノ酸残基262〜527にわたるtPA触媒性フラグ
メント(または、実質的に均等な触媒活性を有するフラグメント)を意味する。
Bドメインの修飾型を、フィブリン結合特異性の増大およびそのセグメントの望
ましくない免疫原性の低下のために使用できる。係数nで示したように、くり返
し並んだ多数のFBPrOA単位がCF t P A t、c結合シてもよい。
FBProAII/L位の数は1〜5の範囲が好ましく、1または2がとくに好
ましい。
tPAの触媒性フラグメントに連結したプロティンA I) Bドメインからな
る類縁体は、シラスミノ−rン依存性で、tPAK対する抗体によって完全に中
和されるフィブリン分解活性を示す。これらの類縁体はアイプリンにi!接接結
子る。さらに”B Pro A’n−CFtPA類縁体は天然Q) t P A
に比べて疎水性が低いので、筋肉内投与に適している。
又はまた、真核生物および原核生物蛋白質の配合体(′f、たは複合体)であっ
てもよい。たとえば、XはtPAのクリングル領域に連結したFBPrOAであ
ってもよい。
本発明のtPA類縁体は組換えDNA技術によって製造できるように設計させる
。類縁体は標準的技術によって、原核生物宿主細胞系内に発現させることができ
る。所望の類縁体をコードするポリオキシヌクレオチドは、以下に詳述するよう
な遺伝子合成および遺伝子スプライシングの慣用技術を用いて構築できる。
tPA類縁体をコードする二本鎖DNA構成体は、5′から3′の方向に次のよ
うに表すことができる。
5′〔XをコードするDNA〕−〇11′tPAをコードするDIJA3’カッ
コはXをコードするDNAが任意であることを示している。換言すれば、この構
成体は、Xをコードする第一のDNA配列およびCF t P Aをコードする
第二のDNA配列を含有してもよい。所望によっては、リンカ−オリがペゾチド
ーをコードするオリビデオキシヌクレオチドを、Xをコードする配列とCF、F
AをコードするDNAの間にはさむこともできる。ヌクレオチドをこれらの構成
体の5′および3′末端に付加して、この構成体をDNAベクター内へ挿入する
際の笈宜上、制限酵素認識部位を作ることもできる。
Xが外来性の、非tPAポリペプチドである場合、類縁体のこの部分をコードす
るDNA配列は、このDNA配列を係留しているクローン化細胞系から得ること
ができる。細胞系は市販品を入手可能な源から得ることができるし、DNA配列
は遺伝子クローニングの標準的技術によって得ることができる。所望のポリペプ
チドをコードするDNA配列が公知の場合(たとえばプロティンAのBドメイン
のように)、または配列が決定できれば、そのポリデオキシヌクレオチドは標準
操作、たとえばホスホトリエステルおよびホスファイトトリエステル法によって
合成できる。tPA誘導フラグメントたとえば”tPAをコードするDNAは、
tpaをコードするDNA配列から得ることができる。完全なりNA構築体の例
として、第5図に、類縁体’B Pr0A−OFtPAをコードする遺伝子構築
体の全デオキシヌクレオチド配列を示す。同時に、類縁体のアミノ駿配列も示す
。
好ましい態様によれば、類縁体のtPA誘導部分をコードするDNA配列は合成
tPA遺伝子から得られる。この目的のためには、本発明者らは、操作が簡単な
ヒトtPAをコードする合成tPA遺伝子を合成した。効率的な発現のために、
合成遺伝子は、E、C011のコドン嗜好に適合するよ5に設計される。この合
成りNAフ2グメントはtPA活性を有する蛋白質をコードし、遺伝子DNAの
部分フラグメントの操作を容易にする固有の特性を含有する。好ましい遺伝子は
N末端セリン(開始コドンに相当するメチオニンの次FC)をもつ蛋白質をコー
ドするが、有用な変異体は、大部分の天然成熟t p hvcRめられるN末端
セリンに先行し、抽出蛋白質中の成熟配列に維持されることがあるさらに6個の
N末端アミノミRGJ17− M a−Argを含むフラグメントである。
遺伝子はさらに、翻訳の開始および停止コドンと、便利な制限部位を与える短い
DNAセグメントを必要に応じて結合している。すなわち、遺伝子は約3×52
7すなわち1581の塩基対を含有し、各末端に数個の付加的塩基対な有するこ
とになる。
好ましいtPA遺伝子構築体を第2図に示す。これは以下のn1Vc示すように
して製造される。合成遺伝子は、上流末端にATG開始コドンを包含するさらに
9個の塩基対、および下流末端に停止コドンを完成するさらに2個の塩基対な有
する。適当なコドンの選択により、このフラグメントを1coH工およびBam
H1制限部立によって結合される。さらに制限部位が第2図に示すように分子内
に設計された。
第2図に例示したような特定の配列は、E、C!041のコドン嗜好への適合性
、遺伝子全体への適当な制限酵素部位の分布および全体を代表する特定のセグメ
ント内でのこれらの制限部位の本独化のような基準を用いて設計された。
異なる制限部位な胃する実質的に完全なtPA蛋白質をコードする別のDNAフ
ラグメントな、異なるコドン選択を用いて構築できることは明白である。しかし
ながら、好ましい設計では、DIJAをその分子のほぼ6分の1に相当する51
固の1カセツト”に分離丁、るのが容易なように行われる。このカセットに基づ
く構築を用いることにより、生成1゛る蛋白質は、至aな順序でのもつとも望ま
しい部分の配列が得られるように遺伝子レベルで操作することが容易になる。
さらに、構築中には、同一の制限部位が各カセットに2個含まれることがないの
で、分子の短部分をきれいに切り出すことが可能になる。カセットを形成する部
分フラグメントを切り出し、再配列して、所望のtPAフラグメントなコードす
るDNA構築体を得ることができる。
tPA類縁体をコードする遺伝子構築体は、慣用の遺伝子組換えDNA技術によ
って配列し、発現させることができる。一般に、市販されている制限酵素を用い
てDNA配列は切断される。−1時間、温度、酵素濃度等の切断条件は通常、製
造業者により特定されている。各インキュベーション後に、酵素を、たとえばフ
ェノール/クロロホルムで抽出して除去し、核酸分画をエタノールで沈殿させて
回収する。切断されたフラグメントのサイズ分離は、たとえばMethods
inxnzymology、 65 :499〜560+ 1980に記載され
ているような標準的なアガロースまたはボリアクリルアきドrル電気泳動法を用
いて実施される。フラグメントを所望により、4種のデオキシヌクレオチドトリ
ホスフェートの存在下、50 mlJ Tris−HCJ、、 pH7,6,5
3mMNacJ、 6mMM(2Cf2 、6mMDTT、および5〜10μM
O) d N T P中、室温で約60分間、−二]王生DNAポリメジ・−
ゼエ(り1/4ノウフラグメント)で処理してプラント端を形成させることもで
きる。粘着端の充填の程度はもちろん、dNTPの適当な選択によってFA整で
きる。適当な条件下での81ヌクレアーゼ処理により、一本鎖部分を除去できる
。
リゾ−ジョンはTriθ緩衝液中−7,5で、製造業者の推薦する条件でT 4
− D N A ljが−ゼを用いて行う。
正しいDNA配列の構築は、l、C01iまた他の適当な宿主を形質転換し、適
当な抗生物質または他のマーカーを用いて成功した形質転換体を選択し、形質転
換体から、たとえばOlewall、 D、ほかの方法(Proc、 1Jat
l。
Acad、sci、UsA、 62 : 1159+ 1969 )によってプ
ラスミドを単離する。単離されたDNAは、制限酵素地図作成および/または配
列決定によって解析する。
配列決定には、Sanger、 Fほか(Proc、 Natl、、 Acad
、 Sci。
によって記載された方法またはlJaXamほか(Me thoa9in En
Z7m010g7.65 : 499 、1980 )の方法のいずれかのジブ
オキ法を用いる。
1i:、collまたは他の原核生物のDNAベクターによる形質転換はCoh
en、 S、 N、 (Proc、 Natl、 Acad、 E3ci、 (
rsA。
69:110.1972)の記載に従って、哺乳動物細胞の形質転換はGrah
am & Van dar Eb、 (Virology。
52:54(5,1978)の方法によって行われる。
以上述べた以外の別法および改良法も変用できるが、既述した上記方法はtPA
a縁体をコードするDNA配列および合成tPA遺伝子の構築に有用な方法の代
表である。
tPA類縁体をコードするDNA構築体は原核生物植生物宿主はE、coliで
あるが、他のバクテリア株たとえばBacillus、 pseudomona
sまたは他のグラム陽性もしくは陰性菌も使用できる。所望のtPA類縁体をコ
ードするDNA構築体は、宿主と適合性を有し、宿主細胞内で複製可能な適当な
りNA発現ベクター上に配置される制御系に連結される。DNA発現ベクターは
、順次、バクテリアもしくは7アーゾ起源のプロモーター、リボンーム結合部位
、翻訳開始シグナル、tPA類縁体をコードするDNA構築体(上記参照)、翻
訳停止部位、およびターきネーターから構成される。
好ましいベクターは選択マーカーをコードする遺伝子も有する。
通常のプラスミドベクターにはpBR322およびpUc系から誘導されるベク
ターが包含される。カロン4ラムダフアーゾはしばしば用いられる7アーゾベク
ターである。制御配列はプロモーターおよびリポンーム結合部位コード配列を包
含する。このような制御配列として(i様々のものを利用できるが、もつとも一
般的なものはβ−ラクタマーゼ(ペニシリチーゼ)および2クトー、r、 (J
−ac)プロモ−ター系(Ohangほか:Nature−198: 106
+ 1977 )およびトリシトファン(trp)ゾe1%−ター系(Goed
delほか: nucl。
Ac1clsRes、、 8 : 4057.1980 )である。trpおよ
びJ−ac foモモ−−両系の要素を含有する複合ゾ真核微生物も類縁体の発
現に使用できる。と(に一般的なものはsaccharomycea cere
visiaeの実験室株またはパン酵母である。酵母の制御系およびベクターも
多数のものが入手可能で、たとえば解糖系酵素の合成用のプロモーターがある(
He8sほか:J、Adv。
Enzyme Req’+ 7 : 149 + 1968 ; aollan
d ホカ: Birchenユ5try、 jヱ: 4900.1978)、複
製の2ミクロン起源を用いた酵母ベクターもトランス2アーベクターとして適し
ている(たとえば、Broach。
J、R,: Methods Enzymol、、 101 : 507 、1
983参照)。
哺乳動物または池の高等動物から不死化した組織培養細胞系も組臭え宿主として
使用することができる。
このような細胞系には、チャイニーズハムスター卵巣(C+HO)、Vero、
H8Laおよびcos細胞がある。一般に、COθ細胞系は遷移発現に使用さ
れ、OHO細胞は通常、形質転換DNAを染色体内に挿入する場合に用いられる
。適当な哺乳類動物ベクターは一般に、複製および制御配列はウィルス起源のも
のである。最も一般に用いられるものは、シミアンウィルス40(SV4Q)プ
ロそ一ターおよびレゾリ:27 (Fieraほか1ature* 273 :
113* 1978 >およびアデフウィルス2.牛痘ウィルスまたはトリ肉
腫ウィルスから誘導される類似の系である。
宿主細胞系に異種蛋白質として発現されるtPA類縁体は、単離および正常化の
ため標準的方法により、精製、再生することができる。別法として、以下に述べ
るような(実施例にさらに詳述する)乙C011細胞からの蛋白質の単離および
正常化の改良方法を用いることもできる。この方法によれば、異種蛋白質(tP
A類縁体)を含有するムcadi細胞を標準緩衝液中で溶解し、細胞成分をたと
えば遠心分離によって沈降させる。細胞を20〜40%(好ましくは25%)の
蔗糖な含有する緩衝液中に再懸濁し、洗浄する。次に細胞を20〜40%の蔗糖
および界面活性剤たとえばデオキシコール酸塩を含有する緩衝液中で洗浄する。
洗浄後、細胞を沈降させて洗浄液から分離し、緩衝液中に再懸濁し、プロテアー
ゼインヒビターの存在下に溶解させる。不溶性の異種蛋白質(一般には封入体の
形で存在する〕を強力な変性剤たとえば2〜3M(好ましくは4M)の尿素また
は6〜8Mのグアニシン塩酸塩を含有する緩衝液で抽出して可溶化する。蛋白質
を亜硫収分解に付し、ついで還元型および酸化型グルタチオンをモル比的10:
1で含有する緩衝液中で正常化する。正常化した蛋白質を次に透析して、変性剤
を除去する。正常化したtPA類縁体をさらにデル濾過および/または親和性ク
ロマトグラフィーのようなりロマトグラフイ一工程によって精製できる。
遺伝子操作技術による製造のほかに、tPA類縁体は、Merrifiθ1dの
固相法のような化学的な蛋白質合成操作によって合成することもできる。
次に本発明を以下の実施例によって例示する。
成熟と)tPAをコードする全配列(第2図に示j)を、tpAl(開始部位と
アミノ酸1〜176をコードする塩基対) 、t PA2 (アミノ酸174〜
346をコードする塩基対)およびtPA3(アミノ酸347〜527をコード
する塩基対および停止コドン)と命名したほぼ長さの等しい6@の遺伝子フラグ
メントから合成した。これら各遺伝子フラグメントは順次、オリゴヌクレオチド
サブユニットから構築した。
tPAiKは70個のオリゴヌクレオチドc) de nova合成を要し、全
tPA遺伝子には、合計215個のオリビヌクレオチドの合成を必要とした。
a)オリビヌクレオチドの化学合成
215個のオリゴヌクレオチドの化学合成は2種の方法、jなわちホスホトリエ
ステル法(フラグメントの約50%、0rea & Horn : NuC’1
.ACldS Rea、、 8:2331.1980)およびホスファイトトリ
エステル法(Alvaraio−σrbinaほか: 5cience、 21
4 : 270゜1981)fcよって行われた。
以下の記述は、自動合成装置およびホスファイトヌクレオチド中間体のin 5
itu活性化の使用な言む典型的なオリゴヌクレオチド合成である。ホスファイ
ト法は第一に選択される方法であり、自動化に適している。
材料および方法
無水アセトニトリルおよび2.6−ルチジンは水素化カルシウムから蒸留して製
造し、活性モルキュシーシーブ上に保存した。5’−DMT−N−保護デオキシ
リボヌクレオシドは標準方法によって製造し、使用前に1.4−ジオキサンから
凍結乾燥した。クロロ−ジインゾロビルアミノメトキシホスフィンはAmeri
CanBionuclearから購入した。
ホスホルアミダイトのin 5itu製造典型的な製法では、オープンで乾燥し
た隔壁付容器に、無水アセトニトリル10mg、2.6−ルチジン0.6−およ
びクロロ−N、N−ジインプロピルアミノホスフィン0.2−を71111えた
。凍結乾燥した5’−DMT−n−4LJ5’オキ7リボヌクレオシドの1ミリ
モル部を無水アセトニトリル5dに溶解し、反応容器中に注入した。ヌクレオシ
ドQ)バイアルをさらに5−のアセトニトリルで洗浄し、洗浄液も反応容器中に
注入した。
反応混合物を室温で10分間攪拌し、無水アセトニトリル3〇−中1H−テトラ
ゾール210〜を含有する溶液を添加して活性化した。この方法で製造されたホ
スホルアミダイト溶液は12時間以上にわたって使用し、満足すべき結果を得た
。
オリゴヌクレオチド合成
オリビヌクレオチドの合成は、以下に述べるように自動合成装置を用い、シリカ
固体支持体上で実施した。
標準サイクルは以下の10分、ストップ−フロープロホスホルアミダイト 01
:00
ストップ−フロー 01:00
酸化” 00:30
ピリジン洗浄1 01:30
メチレンクロリド洗浄 01:30
DMT税保!!” 01:30
メチレンクロリド洗浄 01:00
流速=5−7分
” 3:1:1rHy:ぎリジン:水中1俤工。
” 0H2Cノ2中6%トリクロロ酢酸0”活性モルキュシーシーブ上で24時
間乾燥自動合成装置
一連の空気作動3方パルプ、120Vンレノイドおよびポンプから装置は構成さ
れる。ンレノイドの操作はVICコントローラーを装備したCO社□dore
64コンピユーター(Genesis Computer Corporati
on)の制御下、BAR−XI Qスイッチを介して行われた。上述のプロトコ
ールに必要な最低の配置ではバルブ10個、ンレノイド単位5IJ!AおよびB
SRスイッチ10個が弔いらnた。発明者らは、オンライン触媒混合、試薬の再
循環、脱保護時のDMT溶液の収集およびマルチカラム順次合成のためのバルブ
を追加して、装置の能力を増強した。
制御ソフトウェアはBASIOで書かれ、バルブ操作には機械語サブルーチンを
使用した。メニュー駆動ソフトウェアは、各種合成プロトコールの創成と保存、
完全自動合成、および全機能の完全手動取消を可能にした。プロトコールは機械
の指示に応答して創成され、ホスホトリエステルまたはホスファイト法の使用、
ならびに成長するオリがヌクレオチドのカラム上ホスフィチル化を可能にした。
さらに、ストップ−70一方式で進行できることから、連続フロー操作での必要
量より試薬の量を少なくすることができた。合成サブルーチンは所望のプロトコ
ール、配列および!R造記録の打ち出しに必要な他のデータの入力のために使用
の必要がある。合成中0)いつでも、使用者は手動取消サブルーチンに逃避し、
任意のバルブを操作し、合成に戻ることができる。
後処理および精製
オリゴヌクレオチドの切断および脱保護は、2二1:1ジオキサン/トリエチル
アミン/チオフエノール処理および一夜55°Gでの濃アンモニア処理からなる
標準的な2工程操作によって行われた。得られた溶液は蒸発乾固し、6:1水/
エタノール1−に溶解した。
精製は、粗オリがヌクレオチド溶液0.15−を20×20α珪藻±60 TL
Oプレート上に線状にっけ、5.75 : 3.25 : 1 Qn−プロパツ
ール/濃アンモニア/水で溶出することにより実施した。生成物のバンドをUV
下に可視化して、TLOプレートからかき取り、3:1水/エタノールで溶出し
た。精製したオリがヌクレオチドは1.0.050Dサンプルをポリアクリルア
ミドデル上、5XTBE緩衝液および7M尿素でデル電気泳動に付し、正しいサ
イズの均質性をチェックした。T4キナーゼでホスホリル化したのち、丁べての
可能な対でのりr−ジョンを37°Cで60分間試験した。これらのリゾ−ジョ
ン試験からの正の結果は、組立てられた遺伝子の実行中の配列解析の配列の部分
確認として用いた。合成、′!11製および品質管理はすべての215個のオリ
ゴヌクレオチドについてほぼ同様に行った。純度およびサイズ試験をパスしなか
ったフラグメントは上述のよ5にして再合成を行い、精製に3mの遺伝子tPA
fi、[および■は、オリゴヌクレオチドの酵素的リゾ−ジョン(DN’Aリガ
ーゼ)によって得られた。用いた各Ij p−ジョン法は同じである。t P
A、 i遺伝子IJ p−ジョン一般的な行程を第6図に示す。
tPAl遺伝子は70個のヌクレオチドから構築した。8個の大きな遺伝子フラ
グメント1−111を、5′ホスホリル化ついで酵素的りr−ジョンによりオリ
ゴヌクレオチドから合成した。ホスホリル化は、オリゴヌクレオチド(各1.2
μg)、1 !IOMATP、T4ホスホリラーゼキナーゼ(1,3単位/、a
gDNA)、70mMTris−H(J、pH7,6,I Q mW Mgこ1
2.および5 mMジチオスレイトール含有反応混合物中、37℃で1時間実施
した。ホスホリル化オリゴヌクレオチドのりr−ションは、Q 、Q 75 m
MA T P IT 4 D N Aりが−ゼ(1,5単(n / μgD N
A ) 、 5 Q naa Tris−1(C2,、i−i 7.B。
1Q mMMgCJ2 、20 mMゾチオスレイトール、オよび50μg/v
BsAを含有する反応混合物中、15°Gで2時間実施した。DNA7?グメン
トは、Maniatisはカ(PrOC,Natl、ACad、sci、UsA
I 72 : 1184 +1975)によって記載されたTris−ホウ酸塩
−EDTA緩衝液系中、8%ポリアクリルアミドデル上電気泳動を行い、分割し
た。期待された分子量での移動を示したバンドをデルから切り出し、報告されて
いる方法(Maniatiaほか: ”Mo1ecular CCl0nin″
、 QOldsprzngHarbor LabOratOr7. BJ、y、
、 1982>を用いて電気溶出した。溶出したDNAを真空下に乾燥し、0.
2M酢酸ナトリウム(pH5)200μm中に再懸濁した。サンプルを2回、等
容のフェノール、クロロホルムおよびインアミルアルコール(50:50:1)
で抽出し、1回クロロホルムで抽出した。DNAを2.5容の無水エタノールで
沈殿させた。精製した遺伝子フラグメントは1 mM TrlJ−H:J!、
p)17.5および0.1mM ’E D T A中4℃で保存した。
遺伝子フラグメン)I〜11(計5.4μg)の化学量−1量を合し、上述の条
件を用いてすr−ジョンを行った。
デル電気泳動後、560塩基対の移動を示したDIJAバンドをデルから切り出
し、電気溶出し、上述のようにして精製した。
(C) 分子クローニング
合成tPAI遺伝子をp IJ O3(Viera & Messing: G
”e、9 : 259 + 1982 ) (’) EC0RI トBa、mH
1部位内に挿入した。p U 08(6ttg>を、BamHl(32*tn
) 、6mMTris−HCf、 pH7,9、6mMMgc’2g、150m
MINa(Jおよび5trq/mtBsh言有反応混合9rt 40 μi中、
37°Cで消化した。1時間後、消化混合物に6μ)の1 M Tris−HC
f 、 pH7,5およびEcoRI 40単位を加えた。容量を滅菌水で60
μmに調整し、消化を67°Cでさらに1時間続けた。DNAフラグメントな6
%ポリアクリルアミドデル上電気泳動によって分割した。
大72グメントをデルから切り出し、電気溶出した。
遺伝子中の合ff t P A (30ng)とpUosの大ECOR工/ B
amHI 7 ?グメント(100ng)を合し、T4DNAリガーゼで処理し
た。すr−ジョン混合物を用いてコンピテントなE、colix 12 ’J
M 83細胞を形質転換した。コンぎテント細胞はManiatisほか(前出
)の記載した塩化カルシウム法を用いて調製した。形質転換体は50μg/−の
アン2シリンを含有するLBアガール(Manialsほか:紡出)上で平板培
養して選択した。形質転換バクテリアを、Birnboim&DO17(Nuc
l、Ac1ds Res、、 7 : 1513.1979>の方法の改良法(
Maniatisほか:前出)を用いて小規模培養し、シラスミドを単離した。
精製したシラスミドについて、560塩基対tPAi遺伝子挿入体の存在を、E
COR工およびBa工H工消化後のポリアクリルアミド電気泳動によってスクリ
ーニングした。tpAl遺伝子挿入体を含有するプラスミドの大規模な製造はB
irnboim & Doly (前出)ノアリカリ分解法ヲ用いて実施した。
(d) DNA配列解析
クローン化tPA[遺伝子のDNA配列は、ジデオキシ鎖停止法によって決定し
た(9ang8rほか: Proc。
Natl、 Acad、 Sci、[7SA、 74 : 5463* 197
7ン。
この遺伝子を言むpσC8プラスミドはECOR工とBamHlで切断し、遺伝
子挿入体をデル電気泳動で精製した。tPAi遺伝子はu13mp18とmp1
9(Messing ;前出)のECOR工およびBamH1部位に挿入された
。一本鎖M13鋳型は5chreier & 0orteseの方法cJ、Mo
1.Bio1..129 : 169.1979 )を用いて調製した。
(e) 合成遺伝子配列の確認
合成遺伝子の配列決定は、tPA遺伝子の形成ブロックとして用いた6個のフラ
グメントについて行った。
したがって、全分子が完全に組立てられる以前に、誤りは消去された。2回目の
配列解析は構築完了後、組立ての多工程の間に欠失を生じていないかを確認する
ために実施した。短いフラグメントはポリメラーゼ反応を開始するためにm13
オリがヌクレオチドノライマーヲ用い、m13’+’ツムのマスタークローニン
グ部位にクローニングしたのち、直接配列決定を行ったが、全遺伝子は、1回の
反応で配列決定を行うには太きすぎる。したがって、遺伝子の合成から残された
適当な間隔を置いたオリビヌクレオチドから選んだ内部プライマーを使用した。
これらの間隔は250 bpで配列は十分重複していた。
配列解析のほかに、開始時のフラグメントと隣接フラグメントとの結合後の読み
取り枠を、E、C01i円での直接発現によって試験し、得られたポリペプチド
の免疫反応性を解析した。1個の塩基の欠失は配列決定の際に見過ごされる可能
性かあるか、蛋白質の翻訳では読み取り枠の変化を生じる。したがって、抗原決
定基の消失を伴うポリペプチドのサイズの変化が検知できる。これらの試験はt
PA分子の各種ドメインの発現挙動を見抜く価値ある方法を与え、使用抗血清の
反応性を確認した。
触媒性フラグメントの直接発現のためのシラスミドの構築は、全tPA遺伝子を
含むプラスミドであるpP 80からのSCa工〜BamHエフ2グメントと合
成ECORニーSCaより N Aを切断ptrcプ2スミドにりr−ションし
てp工46を形成させることにより容易になった。得られたOF遺伝子、KOO
R工〜BamHエフ2グメントをp K ’に、 (Pharmaciaより入
手、J、Broaiua :PNAS、81 :6929.1984参照)発現
ベクター内に挿入してp工97を形成した。触媒フラグメントはtacプロモー
ターの制御下に直接発現された(第4図)。FB−OF融合蛋白質の合成には、
FBヌクレオチド配列を含有し、T)Hl 16 (Fb配列を含有するpUO
ベクター)から単離されたECOR工〜Narエフラグメントおよび合成Nar
工〜3Caニリンカーを制限酵素ECOR工とSaa工で切断したp工97中に
挿入し〔第4図)、pH128を形成した。合成リンカ−の使用により開始コド
ンが欠失し、FBポリペプチドが触媒性フラグメントの第1のアミノ酸(Ser
)に直接連結した。
FBダイマー触媒性フラグメント(FB−FB−OF )は、FB−OF遺伝子
をFBコード領域内の唯一のMlu:[組立で開裂し、FBコード配列のダイマ
ーから誘導したMluエフラグメントを挿入してC第4図)p工100を形成し
た。FB−xa−OFの発現ベクターの構築には、触媒性フラグメントの遺伝子
を含有するシラスミドであるp工46に合成Ser工〜BaaよりNAフラグメ
ントを挿入しpPlを形成した。pPlから単離したNar工〜BamHIフラ
グメントおよびpH116からのFBコード配列を含有するBcoR工〜Nar
エフラグメントの両者をp工46にりr−ジョンし、’f、QOR工およびBa
mH工部位工部者を開裂してpP4を形成した。FB−Xa−C!Fを発現させ
るためには、完全遺伝子を2つのDI(Aフラグメント、EcoRI 〜5ac
IおよびSaC工〜patエヌクレオチド配列に単離した。これらの2つの7ラ
グメントをtacプロモーターの制御下、pP5としてpKK発現ベクター内に
挿入した。
ハイブリッドクリングルを含有するtPA類縁体の構築には、2つのクリングル
領域におけるNar工〜Narエフラグメントを欠失させた(第5図)。このフ
ラグメントの欠失には2個のDNAフラグメント、ICOR工〜Nar工および
:lar工〜BamHエヌクレオチド配列を9口C8に挿入し、制限酵素ECO
R工およびB amH工で消化した。得られた遺伝子を次にBHcoR工〜H1
ndmフラグメントおよびH1nd工〜l’)stエフラグメントの2切片とし
て雛離し、6因子リゾ−ジョンによってtrpリーダーと融合するため発現ベク
ター内に挿入した。
クリングル領域1個のみを含むtPA類縁体は第2のクリングルを欠失させるこ
とによって構築した(第6図)。ベクターはtpAl 23をもつpT70で、
Bph工およびBamH工で切断してtpA2とtPA3を除去した。tPA2
の部分を含むフラグメントなPst工(789bp)および]3amH工(10
51bl))の間で単離した。これらのフラグメントを二本鎖合成りNA、OB
M 2014およびOBMす2015゜φ
合ff5ph工〜patニリンカーの添加後りr−ジョンした。
得られた構築体はtPAドメインを欠いていた。
次の構築工程では、単一クリンゲル類縁体を、pσC中で、第1のクリングルの
みを有しECOR工(1bp)カらAva工(1042bpQ前)に及ぶフラグ
メントとAV&X (1Q 42bp 、部分消化)カラSa’l工(1599
bp)を含む池の7ラグメントを合して完成された。
他の構築(全tPA遺伝子の使用を包含する)も行われ、発現させた。発現レベ
ルは発現させた蛋白質の性質に応じて変動した。
:+yk’?yトE、coliK12RB791 (,1r((envroel
usから入手、PNAS、81 :6929〜6955゜19S4参照)を氷上
、tPAコードプラスミド50ngと30分間混合し、ついで40℃で2分熱シ
ヨツクを与え、次にLB培地1−上杭生物質を加えないで60分間生育させた。
細胞を遠心分離して沈降させ、LB培地100μiに再懸濁し、ついでテトラサ
イクリン20μg/−含有アガールに移した。抵抗性のコロニーを取り、LB培
地中で生育させ、インドールアクリル酸C工AA) 1 (N?/−を添加して
誘導した。
蛋白質の発現の測定には、誘導5〜10時間後に細胞を収穫し、細胞ペーストを
、25 mM Trim−HCj!緩衝液PI(8,0,0,15MNapt、
1 mMEDTA含有6Mグアニジン塩酸塩に溶解し、短時間超音波処理した
。超音波処理物をグアニジンを含まない同じ緩衝液に対して透析した。透析時に
はアプロチニン(10単立/コ)を加えて、蛋白質なF、 CC11iセリンプ
ロテアーゼから保護した。
生物学的活性の評価には、透析前後の各粗抽出物についてフィシリン分解活性の
定量を行った。tPAの触媒性領域をコードするD N Aをもたない細胞はフ
ィシリン分解活性を示さなかった。すなわち、フィブリン分解は、z、co1i
抽出物中の非特異的プロテアーゼによるものではなかった。
バクテリア発酵のための接種細胞の調製所望のシラスミドを含有する凍結E、c
o11保存株を、10g/lトリプトン、5g/z酵母抽出物、59/INaC
Jおよび1ml/lml/lイトリン保存液(10■/d95%エタノール、5
俤インプロパツール)含有LB培地200−に、1/のバフルドシェーカーフク
スコ中で接種した。培養液を回転プラットホーム上20Orpm、37°Cで1
7時間インキュベートした。
E、 coliの発酵
14/のフナ−メンタ−中に、1 !i/ / Na2HPO,−7H2” 1
81 / lグルコース、5gZlカゼイン氷解物、5g//naこi、 3g
//KH2PO4+ 1 g/l’NH4(J、 1 wtl/l I M M
gSO4,Q、5 d/lの氷酢酸中5%トリシトファン溶液、o、i d /
l 1M 0aCJ2 。
i 、5 tri / /微傘ミネラル混合(27F / l Fe ′::f
3 ・6H20,1−3g/ / ZnCf2 * 2 g/ / 0OCJ2
・6H20゜29 /l NaMOO,−2H2O、1g/l C!a:J2・
2H20,1,39/ l 0OCb ’ 2H20) 、0−59 / l
H3BO3および100−濃塩酸ならびに2−の10IIf/−テトラサイクリ
ンを含む培養液(PH7,0)10/を取り、−夜培養液を接種した。このバク
テリア培養液を300 rpmで攪拌し、67℃でインキュベートした。培養培
地の−は、10%リン酸溶液または1M NH4OH保存液のいずれかを添加し
て6.85〜7.15の範囲に維持した。培養液には10//分の流速で通気を
行った。
tacプロモーターの制御下の発現ベクターを含有する細菌培養での所望の細胞
密度に達したとき、インプロぎルチオガラクトピラノシドを最終濃度0.1mM
に加えた。誘導後、−コントローラーのスイッチを切って、メジウムの−が7.
4に達するまで発酵を継続した。
発酵の最後に、細菌培養液10/を20/のカーボイに傾瀉した。Am1con
の中2[維限外濾過ユニットを用いて、培養メジウムを1.51に濃縮した。6
.00Orpmで10分間遠心分離して細菌のペレットを500−のビンに取っ
た。上澄液を傾瀉後、細胞ペレットを50−の栓付チューブに移して、使用時ま
で−7000で保存した。
Lcoliから封入体の製造
発酵後、湿潤細胞ペースト1yを、25 mMTris−HCI、 i []
mM ED T A、 Q、i MNaCj、 pH9,Q中25係庶糖10−
に懸濁した。細胞を氷上で10分間インキュベートし、細胞懸濁液をBetCk
man冷却J21−B遠心分離機中、8.000 rpm、 4℃で、10分間
遠心分離した。上澄液を傾瀉したのち、細胞ペレットを25 mMTris−H
(J、 1Q mM ED TA、 pH13,Q中25%蔗糖10−に再懸濁
した。洗浄液に5%の界面活性剤を加えると、封入体から夾雑する多数の蛋白質
が除去された。氷上で10分間インキュベーションしたのべ細胞を8.000
rpmで10分間遠心分離した。上澄液を除去したのち、細胞ペレットを25
mM Tris−HCJ、。
pH8,0の10−に再懸濁し、再び氷上で10分間インキュベートした。20
に工0/−のアプロチニンまたkL Q、5 mM P M S Fを細胞プレ
バレージョンに卯えて、プロテアーゼを阻害した。細胞を溶解するために、細胞
懸濁液にリゾチーム1■をDOえて、渦巻攪拌した。
氷上で5分間インキュベートしたのち、細胞を1分間隔で6×1分間超音波処理
して破壊した。ついで、封入体と細胞層を4℃において、17.000 rpm
で20分間遠心分離してペレット化した。封入体プレバレージョンは一80℃で
保存するか、または直ちに使用した。
蛋白質の可溶化
蛋白質は、封入体プレバレージョンを、25mMTris−E C−1+ l
Q mME D T A (p)I8.0 ) 10 d : 1 ’Trit
on x −100もしくはデオキシコール酸ナトリウム含有25mMTris
−1((J、 1QmMEDTA1Qm/;2〜4M尿素含有25 mu ’T
ri6−H’″L、 13mMEDTA(p)18.0 > I Di ; 6
〜8Mグアニシン塩酸塩含有25mMTris−HtJ、 I QmnKDTA
(iJ(8−0> 10−9および最後に25 mM Tris−41CJ、
l Q mM KDTA。
6〜8Mグアニシン塩酸塩、1%β−メルカプトエタノール(pi48.0)に
再懸濁して、順次抽出できる。
亜硫酸分解および正常化
蛋白質溶液を、亜硫酸ナトリウム20■/−およびテトラチオン駿ナトリウム1
0■/−を含有する6〜7Mグアニシン塩酸塩、25 mMTris−1(CJ
、 I Q mmEDTA、PH8,0に希釈した。亜硫酸分解のための至適
蛋白質濃Yは125μg/−と測定された。蛋白質溶液を室温で少なくとも15
時間インキュベートした。
次に蛋白質を、25 mM Tris−HCJ、 1 [] mM E DT
A。
0.01%ツイーン、1Mグアニシン塩酸塩、1M還元型グルタチオン、0.1
M酸化型グルタチオン、pH8−3〜8.5の再生緩衝液で希釈した。蛋白質の
正常化は、22℃で7〜24時間行わせた。正常化後、生物学的活性を維持する
ためには直ちに透析して、グアニジン塩酸塩を除去しなければならない。
再フォールディング触媒フラグメントリ精製−1−4−―――−−―−−−−−
―−−−−1−−一一鞠一−−−−―−―−−一一――−1鰺、11゜FB−O
F 、 FB−FB−OFいずれも、PAM−2カラム(American D
iagnostica、 Conn、 )上免疫親和性りOマドグラフィーによ
って部分精製した。PAM−2は、2鎖m−tpAに特異的なモノクローナル抗
体である。
抗体10■を0NBr活性化5epharose 4 B 1.5 ml トカ
ツプリングさせた。再フォールディング触媒7ラグメント約1〜2■をこのカラ
ムに、室温で、流速6〇−7時間以下で通過させた。触媒フラグメントリ固定化
抗体への吸着も、蛋白質を回転プラットホーム上4°Cでビーズと1夜インキユ
ベートすることにより促進できた。こりカラムを次に10床量の20 mM T
ris−HCl。
0−I M Na1l、 pH7,5テ洗浄シタ。結合t、 タ’Iii 白質
ヲ次に、2 Q mMTris−HC’2 、 pl−17,5中0.25 M
KSON。
1.5MKSONで順次、溶出した。蛋白質の溶出像は、Q、5 mM Tri
a−H(J 、 pH7,5に対して4℃で十分透析する前後に基質8−225
1を用いた発色原アツ七イによりモニタリングした。透析後、蛋白質濃度は、標
準としてウシ血清アルブミンを用いたBib−rad蛋白質アツ七イにより測定
した。
t PAThよび触媒7ラグメントの生物学的アッセイフィブリン板アツセイ
フイデノーrン末(75%凝血性、 MilesBcientific)を5
[1mM Tria−HCJ 、 9 Q mM NaCJ 。
0.01%ナトリウムアシド(任意)、P)(7−sに67°Cで溶解してC1
,5%のプラスミノ−’f 7 tic富んだウシフィブリノ−r)溶液を調製
した。次にフィブリノーダンを氷上でインキュベーションして4℃に冷却した。
冷却した溶液10mgに、20σ/−ウシトロンビン溶液(CaIBioche
m) o、i 8−を加えた。トロンビンをフィブリノーダンと完全に混合した
のち直ちに、この溶液な定址板上に注いだ。フィブリノーダンを室温で約30分
間放置して凝血させた。触媒フラグメントの生物学的活性の定量には、5 Q
mM Tria−HCf 、 9 [] mMHa”Jおよび[1,1%7wa
en、 3 Q中0.25%ブタゼラチン(Sigma)で希釈したのちサンプ
ル10μノを用いた。
定量板は一夜、67℃でインキュベートした。サンプルの生物活性比は、サンプ
ルの周囲の溶解ゾーンの直径に相当する。ウロキナーゼまたはm−tpAを対照
とした。定量の感度は0.62〜20U/−σノ範囲である。
発色定量法
サンプル約1〜4ttJ−を、i Q mM Trim−HCJk 、 Q、1
%Tween 3 Q 、 12.5ミリ単B y)デラX ミ/−r7.0.
781Ili+のプラスミノ−rンを含まないフィブリノーpt”ン(pH7,
5) 30 pl トa合シ、fyエル96個”:)き微小タイター板で直接ま
たは1.5−のエツペンドルフ管中において、10分間、67℃の水浴内でイン
キュベートした。次にQ、5mMの色素原基質、S−2251(Kal)i V
atrum、 sweaen ) 7 Q μJ、を反応混合物ニ加え、さらに
50分間インキュベートした。50チ氷酢酸10μmを添加して反応を停止した
。プレートレコーダーにより、発色をA405で記碌した。NationalB
ureau of 5tandard (LOndon、 UK )からの国v
A標準によって検量したメジノーW −t P A (AmericanDia
gnostica )を標準として用いた。この定量法の感度は5〜25σ/−
の範囲である。
FB−FB−CF類縁体のフィブリンへの結合10M!/−溶液200μmをウ
ェル96個付きプレート上で乾燥して、ウェルをフィブリノ−rンまたはウシ血
清アルブミン(BSA)でコーティングした。
次に、フィブリノ−ピンを、リン酸緩衝食塩溶液(PBS)100μ!中トロン
ビン4ミリ単位と37℃において1時間インキュベートシ、フィブリ/に変換し
た。第6図に示すように様々な皺のyB−yB−ayをPBS100μm中にと
ってウェルに加え、37℃で2時間インキュベートして結合を行わせた。インキ
ュベーション後、上澄液を除去し、ついでウェルな1回、FB8100μmで洗
浄した。結合および非結合FB−FB−CF′の量は発色定量によって定量した
。
ディモグラフィー解析による分子量の測定活性触媒フラグメントリ分子量はディ
モグラフイー解析によって評価した。0.1%ゼラチンおよび1.5単位のプラ
スミノ−ピンを含有する11%BDBポリアクリルアミドデルを調製した。電気
泳動は、各ピルあたりionのマツプで、4°Cにおいて3〜4時間実施した。
次に、ピルを2.5 % Triton x + 100 中、室温で振盪しな
がらインキュベートシ、触媒フラグメントの生物活性は保持されるよ51Cして
、ピル中のSDSを除去した。次に、ピルを0゜1Mグリシン塩酸塩と−8,3
、37℃で3時間インキュベートした。インキュベーション後、ピルを、脱イオ
ン水でに8に希釈したBi o−red蛋白質試薬で染色した。
細胞の高張溶液(25%庶糟)による最初の洗浄で内部の膜は浸透圧によって破
壊され、触媒フラグメントの発現レベルが高かったときはとくに、大量の細胞蛋
白質が放出した。2回目の洗浄に使用する界面活性剤の選択は触媒フラグメント
の溶解度に依存する。最も溶解度の低い触媒フラグメントであるtrp−aFを
発現する細胞は、封入体の可溶化を行わないで1%ドデシルmWで洗浄した。し
かしながら、封入体中の蛋白質は〜細胞から精製したときは同じ条件で可溶化さ
れなかった。他の触媒フラグメントを発現する細胞は、この処理に耐えられない
。もつと弱い界面活性剤、たト、?−ば1%zwittergent 3− i
(5(Z −16)またはデオキシコール酸塩が、細胞の溶解前に、封入体の
可溶化を行わないで使用された。デオキシコール酸には他の界面活性剤に比し、
透析が可能であるという利点がある。細胞の溶解に先立って界面活性剤で前洗い
すると、かなりの量の夾雑蛋白質が除去された。
触媒フラグメントの可溶化
触媒フラグメントリ様々な類縁体は、溶解性に差がある。研究した全触媒フラグ
メント中、水性緩衝液への溶解性は、F −F −(!F 、 FB−(!F
、 (!F 、 trp−OF]B
順に低下する。溶解性は、程度は様々ではあるが、分子のリーダー配列による部
分がある。封入体から蛋白質を回収するために使用される2種の変性剤、すなわ
ち尿素またはグアニシン塩酸塩は、いずれも満足できるものであった。尿素抽出
の場合、4Mが至適濃度と決定されている。2Mの尿素では所望の蛋白質の丁べ
てが回収されなかった。一方、8Mの尿素による抽出は、他の細胞蛋白質の混入
の程度が著しく高かった。
抽出後、Trio−H”2緩衝液に対する透析によって、蛋白質を沈殿させるこ
となく尿素が完全に除去された。しかしながら、蛋白質が6〜8Mグアニシン塩
酸塩で抽出された場合、グアニジン塩酸塩が透析によって除去されると蛋白質の
沈殿を生じた。
変性触媒フラグメントの正常化
正常化時に溶液中での蛋白質の分子間架橋を少なくするためには、蛋白質の濃度
は一般に低く維持された。
適当にフォールディングされた蛋白質の収率な最大にするためには、亜硫酸分解
後、1Mグアニジン塩酸塩の存在下に、蛋白質の濃度を1μg/−に保持した。
スルホン化蛋白質の正常化時には、低濃既の変性剤が必要であった。最高の生物
活性で示される蛋白質の最高の再フォールディングは、グアニジン塩酸塩濃度が
0.6M〜2Mの範囲にあったときに得られ、それ以上でもそれ以上でも適当に
再フォールディングされた蛋白質の収率は急激に低下した。
グルタチオンの総濃度および還元型と酸化型の比率は、蛋白質の再正常化の速度
に、劇的に影響した。グルタチオン濃度が高くなると正常化速度は早くなった。
最大の再フォールディングに到達するまでの時間は、総グルタチオン濃度を1.
1mMから11!nMに上げると7時間から1〜2時間に短縮した。しかしなが
ら、適当にフォールディングされた蛋白質の収率な最大にするためには、グルタ
チオン濃度は1.imMK維持する必要があった。スルホン化蛋白質の再フォー
ルディングでは、還元型と酸化型のグルタチオンの比が10に維持されていると
、最大の再フォールディングが達成された。
亜硫酸分解時における亜硫酸ナトリウムおよびテトラチオン酸ナトリウムの1度
が正常化の速度に及ぼす影響を分析した。亜硫酸ナトリウムおよびテトラチオン
酸ナトリウムの至適濃度は、それぞれ20岬/−および10岬/−に認められた
。
一般に、温度は、触媒フラグメントの再フォールディング速度にはさほど影響し
なかった。すべて再フォールディング実験1ま室温で行った。亜硫酸分解後の再
フォールディングの至適−は8.3〜8.5であった。
再フォールディング溶液に非イオン界!活性剤を添加すると、蛋白質が分散して
、適当に7オールデイングされた蛋白質の収率が増大するといわれてきた。しか
しながら、実施した全実験のデータでは、フォールディングの際九非イオン界面
活性剤の添710は不必要という事実が支持された。
正常化触媒フラグメントの精製
F −OFおよびFB−F、−OFの部分精製は、免疫親和性クロマトグラフィ
ーによって達成できた(PAM−2)。
PAM−2は、結合定数Mで2鎖m−tpAと反応するげつm類モノクローナル
抗体である。クロマトグラ24−後\FB−F「CFの比活性の10倍の増加が
達成できる。多分、カラムが生物活性分子を選択的に濃縮するものと思われる。
−万、FB−CFc/)比活性の上昇はpAu−2クロ1トゲラフイーでは達成
されない。
部分精製p−F・−OFおよびFB−CFのSD8ポリアクB
リルアミドダル亀気泳励による分析では、それぞr41.000および31.0
00ダルトンに蛋白質の1本のバンドが示された。はとんどまたは全(混入バン
ドは認められないので、この蛋白質はほぼ純粋なものと思われる。
組換えtPAおよび類縁体の特性
触媒フラグメントの活性に対するプラスミノ−rンおよびフィ!リノーrンの影
響を測定した(第1表)。
シラスミノ−rンの非存在下には、生物活性は検知されなかった。これは、触媒
フラグメントリ活性がプラスミノ−rン依存性であることから、触媒フラグメン
トが事実、ゾ2スミノーrンアクティベーターであることを示している。
天然tPAのフィブリノ−rンによる活性の増大は明らかにされている。m−t
pAに比べF:s −CFおよびFB−FB−OFの活性のフィプリノーデンに
よる増強はそれほど劇的でない。
FB−1”!FおよびFB−FB−OFの生物活性i鷹、m−tPlに対するポ
リクローナル抗体とのインキュベーションによって完全に中和される。これは、
丁べての組換え分子がtPA類縁体であることを′示唆している。
tPAお・よび触媒フラグメントの分子量はザイモグラフイー解析によって計価
した。r −t P A + OF *FB−Ci FおよびFB−FB−OF
の分子量は、それぞれ71.000.27,500.31.000ThJ、び4
1.000ダルトンであった。
フィブリンへの結合
第8図には、マイクロタイタープレート上に固定化したフィブリンへのPB−F
B−OFの結合の程度な示す。
一方、FB−−−OFのウシ血清アルジミンへの結合は著しく低い。実際、BA
Aは、ウェル96B付プレートの非コーテイングウェルに対するFB−FB−O
Fの非特異的結合を阻害する。FB−FB −OFはフイゾリノーダンレζは結
合しない。FB−FBが実際、FB−F、−OFのフィブリンへの結合にあずか
る残基であるかどうかを確認するため、へテトラマーを用いて結合への拮抗を調
べた。
yb、と類縁体のモル比40:1で、FB−F’s−CFのフィブリノへの結合
能は完全に阻害された。一方、メラノーマーtPAはきわめて疎水性の高い分子
であるが、同裸足良好に、フィブリン、BSAおよび非コーテイングウェルに結
合した(第9図)。したがって、tPAのフィブリンへの結合能をこれらの実験
条件で評価することは不可能である。これらの結果はまた、yB−FB−cFが
天然のtPA分子よりも疎水性が低いことを示唆している。
第1表
tPAおよび触媒72グメントに対
するプラスミノーデンおよびフィブ
リノ−rンの作用
p−y−aF12.5 6゜0 0 2.7B
yB−ay 67.5 35.0 0 1.8m−tPA 96.07.0 0
8.2ウロキナーゼ 39゜0 42゜0 0 01 プラスミノーデンアク
テイベーターは、フィブリノ−rンおよびプラスミノ−rンの両者とインキュベ
ートした。
2、 フィブリノ−rンによる1、 P A活性の増強はフイプノーダンの存在
および不存在下のtPA活性の比で評価した。各数値は少なくとも2回の別の実
験からの平均値である。
11’B−−−OFの半減期
in vivo ICおけるFB−FB−OFの生物学的半減期をウサギで調べ
るために、ニューシーラント白色ウサギにb−7B−OF < 0.8 q/k
y体重) ヲ大腿靜脈K 注J?j L タ。
大腿動脈からは、3.8%クエン酸ナトリウム、pH8,3中に、3時間にわた
り60分間隔で血液サンプルを採取した。遠心分離して血球を除去したのち、血
漿サンプル中のFB−FB−OF活性を、基質として82251を用い発色定量
法で測定した。FB−FB−OFの生物学的半減期は、ウサギで93分と評価さ
れた。天然のtPAの生物学的半減期は10〜20分と報告されている( Be
ebe、 D、 P、 & Aronson、 D、 L、 Thrombos
is nesearch。
本発明のtPA類縁体は血栓溶解剤として有用である。この目的において、tP
A類縁体は注射可能な血栓溶解組成物として処方できる。精製tPA類縁体は注
射用の慣用の賦形剤、たとえば緩衝剤、充填剤、安定化剤等と混合できる。類縁
体は静脈内に投与することが好ましい。しかしながら、触媒フラグメントにプロ
ティンA I) Bドメインが連結してなる類縁体は天然の分子より疎水性が低
いので筋肉円注射にも適して−・る。
均等物
本技術分野の熟練者によれば、特定の例について記述した説明から多くの均等物
を容易に想到し、またルーチンの実験以上の何物でもない実験で確認できること
は自明である。これらは本発明の範囲内に包含されるものであり、以下の請求の
範囲によって保護されるものである。
、Ω
FIG、 3
E、 coli丙罹境Nクターっ犠妾
へイフ゛ソ、/ビクリンク′ソ帖オ鳴−f、PA肇餞ルイネQ才慨4に第1 つ
クリフク7しε金部3tPA類東撃イiり1彰1 7/TOフイフ′°ソンへの
瀝6合 Fb−Fb−CF9 oopoppp
〜 U ム −〇 N ■
○
フイ7″°リンへ91ηTPAの釆吉合シ艮 斥 (uq/mり
FIG、 9
手続補正書(睦〕
昭和62年12月23日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)式 H2N−X−L−CF−COOH (式中、CFはセリンプロテアーゼの触媒性フラグメントであり、xはLととも に結合を表すかまたはxはフイブリンに結合するポリペプチドであり、Lは結合 であるかまたはLはXをCFに連結させるオリゴペプチドリンカーである)で示 される組織プラスミノーゲンアクテイベーター(tPA)類縁体。 (2)CFはtPAのアミノ酸残基262〜527に及ぶ触媒性フラグメントで あり、LとXはともに結合を表す請求の範囲第1項のtPA類縁体。 (3)XはプロテインAのBドメインである請求の範囲第1項のtPA類縁体。 (4)式 H2N−X−L−CFtPA−COOH(式中、CFtPAはtPAの触媒性フ ラグメントであり、Xはフイブリン結合特異性を有する天然tPAのフィンガー /クリングル領域を合したものより低分子量のポリペプチドであり、LはXとC FtPAの間のペプチド結合連鎖またはXとCFtPAを連結するオリゴペプチ ドである)で示される組織プラスミノーゲンアクテイベーター(tPA)類縁体 。 (5)CFtPAはtPAのアミノ酸残基262〜527に及ぶ触媒性フラグメ ントであるか実質的に均等な触媒活性を有するフラグメントである請求の範囲第 4項のtPA類縁体。 (6)Xは原核生物のリーダーセグメントである請求の範囲第4項のtPA類縁 体。 (7)Xは単一または多重単位で存在するプロテインAのフイブリン結合性ドメ インである請求の範囲第4項のtPA類縁体。 (8)XはプロインAのBドメインである請求の範囲第4項のtPA類縁体。 (9)Xは原核生物のリーダーセグメントである請求の範囲第3項の類縁体。 (10)XはtPAのフイブリン結合性ドメインである請求の範囲第3項のtP A類縁体。 (11)Xはフイブリンに特異的に結合する免疫グロブリンの抗原結合性フラグ メントである請求の範囲第4項のtPA類縁体。 (12)Lは蛋白分解性切断を受けやすいポリペプチドである請求の範囲第4項 のtPA類縁体。 (13)式 H2N−(FBPrOA)n−L−CFtPA−COOH(式中、CFtPAは tPAの触媒性フラグメントであり、FBProAはプロティンAのBドメイン または実質的にその均等体であり、Lはペプチド結合であるかまたはFBとCF tPAを分離するオリゴペプチドリンカーであり、nは1〜5の整数である)で 示される組織プラスミノーゲンアクテイベーター(tPA)類縁体。 (14)CFtPAはtPAのアミノ酸残基262〜527に及ぶ触媒性フラグ メントである請求の範囲第13項の蛋白質類縁体。 (15)式 H2N−FBProA−CFtPA−COOHを有する請求の範囲第13項のt PA類縁体。 (13)式 H2N−(FBroA)n−L−CFtPA−COOH(式中、CFtPAはt PAの触媒性フラグメントであり、FBProAはプロテインAのBドメインま たは実質的にその均等体であり、Lはペプチド結合であるかまたはFBとCFt PAを分離するオリゴペプチドリンカーであり、nは1〜5の整数である)で示 される組織プラスミノーゲンアクテイベーター(tPA)類縁体。 (14)CFtPAはtPAのアミノ酸残基262〜527に及ぶ触媒性フラグ メントである請求の範囲第13項の蛋白質類縁体。 (15)式 H2N−FBProA−CFtPA−COOHを有する請求の範囲第13項のt PA類縁体。 (16)式 H2N−FBProA−FBProA−CFtPA−COOHを有する請求の範 囲第13項のtPA類縁体。 (17)(a)ヒトtPAの触媒性フラグメントおよびそれに隣接するポリペプ チドとして連結した(b)フイブリン結合性セグメントからなる血栓溶解活性お よびフイブリン結合活性を有する組織プラスミノーゲンアクテイベーター(tP A)類縁体。 (18)フイブリン結合性セグメントは原核生物由来のものである請求の範囲第 17項の類縁体。 (19)原核生物由来セグメントはプロテインAのBドメインまたはその多重単 位である請求の範囲第18項の類縁体。 (20)フイブリン結合性セグメントは真核生物由来のものである請求の範囲第 17項の類縁体。 (21)真核生物由来セグメントは抗フイブリン抗体のフイブリン結合領域であ る請求の範囲第20項の類縁体。 (22)(a)ヒトtPAの触媒性フラグメントおよびそれに隣接するポリペプ チドとして連結した(b)フイブリン結合性セグメントからなる組織プラスミノ ーゲンアクテイベーター(tPA)類縁体であって、フイブリン溶解活性および フイブリン結合活性、ならびに天然tPAに比べて以下の特性、すなわち(i) 水性メジウム中への高い溶解性、(ii)宿主内における発現の高い効率、およ び(iii)血漿中での長い半減期を有する類縁体。 (23)リーダーは原核生物起源である請求の範囲第22項の組織プラスミノー ゲンアクテイベーター類縁体。 (24)リーダーは真核生物起源である請求の範囲第22項の組織プラスミノー ゲンアクテイベーター類縁体。 (25)原核生物由来フィブリン結合性セグメントに連結したtPAの触媒性フ ラグメントから主としてなるtPA類縁体。 (26)原核生物由来結合性フラグメントはプロテインAのBドメインまたはそ の多重単位である請求の範囲第25項のtPA類縁体。 (27)tPAの触媒性フラグメントをコードするDNA配列からなり、これの 5′末端において任意に、フイブリン結合活性を有するポリペプチドをコードす るDNA配列に結合しているtPA類縁体をコードするDNA。 (28)触媒性フラグメントはアミノ酸262〜527を包含するtPAの部分 であるかまたは実質的に均等な触媒活性を有するフラグメントである請求の範囲 第27項のDNA。 (29)5′から3′の方向に、(a)フイブリン結合特異性を有するtPAポ リペプチドフラグメントまたはフイブリン結合特異性を有する外来性ポリペプチ ドをコードする第1のDNA配列とそれが連結する(b)tPAの触媒性フラグ メントをコードする第2のDNA配列からなるtPA類縁体をコードするDNA 。 (30)第2のDNA配列は、アミノ酸残基262〜527に及ぶtPAの触媒 性フラグメントをコードする請求の範囲第29項のDNA構築体。 (31)第1のDNA配列はフイブリンに特異的な免疫グロブリンのH鎖または L鎖可変領域をコードする請求の範囲第29項のDNA構築体。 (32)第1のDNA配列は単一のプロティンABドメインまたはプロテインA Bドメインの単位複数個のくり返しをコードする請求の範囲第29項のDNA構 築体。 (33)順次、バクテリアまたはファージ起源のプロモーター、リポソーム結合 部位、翻訳開始シグナル、フイブリン結合特異性を有するtPAポリペプチドフ ラグメントまたはフイブリン結合特異性を有する外来性ポリペプチドをコードす る第1のDNA配列とそれが結合したtPAの触媒性フラグメントをコードする 第2のDNA配列、ならびに翻訳停止シグナルからなるバクテリア細胞における 組織プラスミノーゲンアクテイベーター(tPA)類縁体発現のためのDNA発 現ベクター。 (34)プロモーターはtrpまたはtacプロモーターである請求の範囲第3 3項のDNA発現ベクター。 (35)第1のDNA配列はプロテインAのBドメインをコードする請求の範囲 第34項のDNA発現ベクター。 (36)請求の範囲第35項のベクターによって形質転換されたE.coli細 胞。 (37)trpまたはtacプロモーター、リボソーム結合部位、翻訳開始シグ ナル、式 H2N−(FBProA)n−CFtPA−COOH(式中、FBproAはプ ロテインAのBドメインであり、CtPAはtPAの触媒性フラグメントであり 、nは1〜5である)で示される蛋白質をコードするDNA配列からなるDNA セグメントによって構成されるDNA発現ベクター。 (38)請求の範囲第39項のベクターによって形質転換されたE.coli細 胞。 (39)E.coliのロドン嗜好に適合性を有するコドンからなり、遺伝子を 長さのほぼ等しい3個のフラグメントにエンドヌクレアーゼで切断できるように 位置する1種の制限エンドヌクレアーゼに対する2個の異なる遺伝子単独認識部 位を含有するヒト組織プラスミノーゲンアクテイベーター(tPA)をコードす る合成遺伝子。 (40)第2図に示すデオキシヌクレオチド配列または実質的にその均等体を有 するヒト組織プラスミノーゲンアクテイベーターをコードする合成遺伝子。 (41)(a)細胞を沈殿させ、(b)細胞を庶糖20〜40%を含有する緩衝 液中で洗浄し、(c)細胞を庶糖20〜40%と非イオン界面活性剤を含有する 緩衝液中で洗浄し、(d)プロテアーゼインヒビターを含有する緩衝液中で細胞 を溶解し、(e)溶解した細胞の不溶性細胞成分を沈殿させ、(f)強い変性剤 を含有する緩衝液中で不均一な蛋白質を可溶化し、(g)可溶化した蛋白質を変 性剤含有緩衝液中で亜硫酸分解し、ついで(h)変性剤ならびに還元型および酸 化型グルタチオンをモル比約10:1で含有する再生緩衝液中に蛋白質を約7〜 24時間放置して再生させる各工程からなる、原核生物細胞内の封入体から異種 蛋白質を単離、再生する方法。 (42)細胞は遠心分離で沈殿させる請求の範囲第41項の方法。 (43)界面活性剤はデオキシコール酸ナトリウムである請求の範囲第41項の 方法。 (44)強力な変性剤は尿素(2〜8モル)またはグアニジン塩酸塩(6〜8モ ル)である請求の範囲第41項の方法。
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-
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JPS5942321A (ja) * | 1982-05-05 | 1984-03-08 | ジエネンテツク・インコ−ポレイテツド | ヒト組織プラスミノ−ゲン活性化因子 |
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