【発明の詳細な説明】
肥満症蛋白質中間体およびその製法と使用
本発明はヒト用医薬品、特に肥満症および肥満症関連疾患の処置、の分野に属
する。最も特定的には、本発明は患者に投与した時に脂肪組織を調節する肥満症
蛋白質を製造するために使用する中間体に関する。
異種宿主生物での蛋白質産生は不活性で難溶な蛋白質凝集体すなわち封入体を
形成する。このような封入体の形成は発現に起因する細胞内の高い蛋白質濃度の
結果である。生物学的に活性な蛋白質を得るためには、封入体を変性して可溶化
し、還元し、次に適当な条件に調整して在来型空間構造の蛋白質第三次元構造を
形成しなければならない。R.Jaenicke、Prog.Biophys.
Molec.Biol.、49巻:117〜237頁(1987年)。
しかしながら、生物学的活性立体配座への再生は定量的過程ではない−−その
蛋白質の非機能的種および立体配座が多数作成されることもある。生物学的活性
立体配座を形成するように平衡を移動するには、不正な蛋白質立体配座の樹立を
防止し、再生を妨害しない条件を選択する。ポリペプチド鎖を高度に整備された
構造の立体配座に再生する方法を予測することは不可能とは言えないまでも困難
なため、生物学的活性蛋白質の形成に偏る条件は予測できない。
最近、Yiying Zhangとその共同研究者は肥満症および糖尿病にリ
ンクするマウス遺伝子の位置的クローニングを発表した。Yiying Zha
ngほか、Nature、372巻:425〜32頁(1994年)。この報告
は専ら脂肪組織に発現し、21アミノ酸の推測的シグナルペプチドを持つ167
アミノ酸の蛋白質をコードする遺伝子を開示した。このペプチドは脂肪調節ホル
モンであると推測されている。同様にして、MurakamiほかはBioch
em.and・Biophys.Res.Comm.209(3)巻:944〜
52頁(1995年)に肥満ラット遺伝子および蛋白質を開示した。
本発明は肥満症蛋白質への再生経路の最終中間体を提供する。本発明はさらに
この中間体の製法およびその生物学的活性肥満症蛋白質またはその類似体を製造
するための使用を提供する。最も顕著な利点はこの中間体を経由することで生物
学的活性蛋白質の本質的収率向上が観察されることである。この中間体は肥満症
蛋白質の大量生産を可能にする顕著な生産上の利点も提供する。
本発明は肥満症蛋白質またはその類似体への正しく折畳まれた中間体を提供す
る。さらに特定的には本発明は正しく折畳まれた式(I):
[式中、
Aは基本的に肥満症蛋白質またはその類似体のアミノ酸残基1からアミノ酸残
基95までから構成されるポリペプチドである。
Bは基本的にこの蛋白質のアミノ酸残基97からアミノ酸残基145までから
構成されるポリペプチドである。
R1およびR2は独立してHであるか、またはそれが結合している硫黄とともに
混合ジスルフィドを形成する。
但し、R1およびR2の双方がHであることはないものとする]
で示される蛋白質を指向する。
本発明は肥満症蛋白質またはその類似体をpHが約7から約12までで、変性
剤および濃度が約1から100mMまでのチオール還元剤を含有する溶液と混合
することを包含する、式Iで示される蛋白質の製法も提供する。
本発明はさらに式(II):
[式中、
Aは基本的に肥満症蛋白質またはその類似体のアミノ酸残基1からアミノ酸残
基95までから構成されるポリペプチドである。
Bは基本的にこの蛋白質のアミノ酸残基97からアミノ酸残基145までから
構成されるポリペプチドである]
で示される正しく折畳まれた蛋白質の製法であって、
(a)肥満症蛋白質封入体を
この蛋白質を可溶化するために十分な濃度の変性剤、および
約7から約12のpHで、約1から100mMまでの濃度のチオール還元剤を
含有する溶液中に可溶化すること、
(b)この溶液のチオールおよび変性剤の濃度をジスルフィド結合形成が起き
るまで低下させること
を包含する製法を提供する。
図面の説明
図1はZorbax・C−8カラムでpH7.6の50mM−燐酸アンモニウ
ム、0.5%SDS、および5%n−プロパノールである緩衝液A、およびpH
7.6の50mM−燐酸アンモニウム、0.5%SDS、および50%n−プロ
パノールである緩衝液B、を使用して展開したHPLCクロマトグラムを示す。
約385秒に出るピークは生物学的活性肥満症蛋白質を表し、後で約573秒に
溶離するピークは実施例で製造した本発明の中間体を表す。
本明細書中に開示し、請求する本発明の目的では次の用語および略号を以下の
通りに定義する:
塩基対(bp)−−はDNAまたはRNAに関連する。DNA分子にある時、
略号A、C、GおよびTは(デオキシ)アデニン、(デオキシ)シトシン、(デ
オキシ)グアニン、および(デオキシ)チミンの各5’−モノホスフェート型ヌ
クレオチドに対応する。RNA分子にある時、略号U、C、GおよびTはウラシ
ル、シチジン、グアニン、およびチミンの各5’−モノホスフェート型ヌクレオ
シドに対応する。2本鎖DNAでは、塩基対はAとTまたはCとGの組合せを示
すこともある。DNA/RNAヘテロ二本鎖では、塩基対はTとUまたはCとG
の組合せを示すこともある。
変性試薬または変性剤−−は当技術分野の熟練者に知られている。変性試薬の
例はR.Jaenicke著、Prog.Biophys.Molec.Bio
l.、49巻:117〜237頁(1987年)に記載されている。好適な試薬
には尿素、チオシアネート、およびグアニジン、最も好ましくは6Mから8M−
までの尿素を包含する。
混合ジスルフィド−−はチオール還元試薬とポリペプチドのシステイニル残基
の間でジスルフィド交換可能なその試薬から誘導された基を示す。
肥満症蛋白質−−は肥満症遺伝子から転写およびイントロン除去、蛋白質への
翻訳、および、たとえばN−末端バリン−プロリンからC−末端システインまで
の成熟蛋白質からのプロセッシングなど、分泌シグナルペプチドを除去する成熟
蛋白質へのプロセッシング、によって産生される蛋白質を示す。マウス肥満症蛋
白質およびヒト肥満症蛋白質はZhangほか、Nature、372巻:42
5〜32頁(1994年)に発表された。ラット肥満症蛋白質はMurakam
iほか、Biochemical・and・Biophysical・Res.
Comm.209(3)巻:944〜52頁(1995年)に発表された。この
明細書のアミノ酸番号は完全長成熟蛋白質のアミノ末端から順に数えたものであ
る。この同一基準の番号付けは当技術分野の通常の熟練者がよく認めるところで
ある。ヒト、マウス、ブタ、ウシ、およびラットの肥満症蛋白質では、ジスルフ
ィド形成に関与するシステインは96番および146番の残基にある。語句「A
は基本的に肥満症蛋白質またはその類似体のアミノ酸残基1からアミノ酸残基9
5までから構成されるポリペプチドである」はN−末端からジスルフィド結合形
成に関与する第一のシステインまでのアミノ酸を含める意図である。語句「Bは
基本的に肥満症蛋白質のアミノ酸残基97からアミノ酸残基145までから構成
されるポリペプチドである」は第一のシステインからC−末端までのアミノ酸を
含める意図である。天然変種または断片でのアミノ酸1個またはそれ以上の欠失
ならびに、本発明の新規で基本的な特徴に影響を及ぼさない146位Cysへの
付加を含む、アミノ酸付加はAおよびBの定義内に包含するものと理解する。こ
の蛋白質のアミノ酸残基の番号付直しは不必要であり、しかも混乱を招くことも
ある。例えば、特にマウスおよびヒトの肥満症蛋白質ではデスGln(28)変
種が観察されている。このような変種は本発明に包含する意図である。
肥満症蛋白質類似体は1個またはそれ以上のアミノ酸置換、好ましくは5個ま
たはそれ以下、最も好ましくは3個またはそれ以下の置換を持つ肥満症蛋白質を
示し、式(III):(配列番号1)
[配列中、23位のXaaはGlnまたは不在である、
この蛋白質は次の置換を少なくとも1個有するものとする:
4位のGlnをGluで置換、
7位のGlnをGluで置換、
22位のAsnをGlnまたはAspで置換、
27位のThrをAlaで置換、
28位のXaaをGluで置換、
34位のGlnをGluで置換、
54位のMetをメチオニンスルホキシド、Leu、Ile、Val、Al
a、またはGlyで置換、
56位のGlnをGluで置換、
62位のGlnをGluで置換、
63位のGlnをGluで置換、
68位のMetをメチオニンスルホキシド、Leu、Ile、Val、Al
a、またはGlyで置換、
72位のAsnをGln、Glu、またはAspで置換、
75位のGlnをGluで置換、
77位のSerをAlaで置換、
78位のAsnをGlnまたはAspで置換、
82位のAsnをGlnまたはAspで置換、
97位のHisをGln、Asn、Ala、Gly、Ser、またはPro
で置換、
100位のTrpをAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、Ph
e、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuで置換、
101位のAlaをSer、Asn、Gly、His、Pro、Thrまたは
Valで置換、
102位のSerをArgで置換、
103位のGlyをAlaで置換、
105位のGluをGlnで置換、
106位のThrをLysまたはSerで置換、
107位のLeuをProで置換、
108位のAspをGluで置換、
111位のGlyをAspで置換、
118位のGlyをLeuで置換、
130位のGlnをGluで置換、
134位のGlnをGluで置換、
136位のMetをメチオニンスルホキシド、Leu、Ile、Val、Al
a、またはGlyで置換、
138位のTrpをAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、Ph
e、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuで置換、
または
139位のGlnをGluで置換]
で開示される蛋白質またはその医薬的に許容される塩を包含する。
正しい折り畳みの肥満症蛋白質またはその類似体は肥満症および、たとえば糖
尿病、循環器病および癌腫のような、肥満症に関連する病状の処置に有用な生物
学的活性蛋白質を与える立体配座または3次構造をとる蛋白質である。
Ob遺伝子−−はZhangほか、Nature、372巻:425〜32頁
(1994年)およびMurakamiほか、Biochemical・and
・Biophysical・Research・Comm.209(3)巻:9
44〜52頁(1995年)に開示された在来型Ob遺伝子遺伝子配列にハイブ
リダイズし、また少なくとも50%相同的、好ましくは70%相同的、最も好ま
しくは80%相同的な核酸配列のいずれかを示す。このOb遺伝子産物は脂肪組
織
に特異的に発現され、エネルギーの平衡を調節する。
肥満症蛋白質封入体−−は回収すべき肥満症蛋白質を少なくとも部分的に含有
する不溶性蛋白質凝集体または細胞質凝集体を示す。同様にして、肥満症蛋白質
類似体を製造する時は、封入体は回収すべき肥満症蛋白質類似体を少なくとも部
分的に含有する不溶性蛋白質凝集体または細胞質凝集体を示す。
プラスミド−−は染色体外の自己複製遺伝子エレメントである。
読取り枠−−はヌクレオチド配列であって、それからt−RNAの翻訳装置、
リボソームおよび関連因子、によってトリプレットで「読み」取られて翻訳が起
きるもので、各トリプレットは特定のアミノ酸に対応する。トリプレットは各々
別個で、同じ長さなので、コード配列は3の倍数でなければならない。塩基一対
の挿入または欠失(フレームシフト突然変異と呼ばれる)は同じDNAセグメン
トがコードする2種類の異なる蛋白質を与えることもある。これを確実に回避す
るため、所望ポリペプチドに対応するトリプレットコドンは開始コドンから3の
倍数で並んでいなければならない、すなわち正しい「読取り枠」を維持しなけれ
ばならない。
組換えDNAクローニングベクター−−は別のDNAセグメント1個またはそ
れ以上を付加できるか、または付加してあるDNA分子から構成される自律的に
複製する作因のいずれかであって、これに限定するものではないが、プラスミド
およびファージを含む。
組換えDNA発現ベクター−−はプロモーターが組込まれている組換えDNA
クローニングベクターのいずれかである。
レプリコン−−はプラスミドまたはその他のベクターの自律的複製を制御し、
可能にするDNA配列である。
R1およびR2は独立してHであるか、またはそれが結合している硫黄とともに
混合ジスルフィドを形成する、この混合ジスルフィドはジスルフィド交換が可能
なチオール還元試薬から誘導するものであると認識され、理解される。適当なチ
オール試薬には混合ジスルフィドを形成でき、およびジスルフィド交換を作動で
きる遊離の−SHを含むメルカプト試薬の1種またはそれ以上を包含する。それ
故、チオールには、これに限定するものではないが、システイン、2−メルカプ
トエタノール、グルタチオニン、システアミン、β−メルカプトエタノール(B
ME)、その他を包含する。たとえばジチオスレイトール(DTT)、ジチオエ
リスリトール(DTE)のようなチオール試薬も本発明に包含する、しかし、こ
の試薬で形成する混合ジスルフィドが不安定なため好適さは劣る。従って、R1
またはR2で表される好適な基はSO3、SCH2CH(NH2)(COOH)、S
CH2CHNH2、SCH2CH2OH、およびH2NCH(COOH)CH2CH2
CONHCH(CH2S)CONHCH2COO-を含む。但し、R1およびR2の
両方がHであることはないものとする。
転写−−はDNAのヌクレオチド配列に含まれる情報が相補的RNA配列に伝
達される過程である。
翻訳−−メッセンジャーRNAの遺伝子情報を用いてポリペプチド鎖の合成を
特定し、指示する過程である。
トリス−−はトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンの略称である。
処置−−は疾病、病状または障害を改善する目的で患者を管理し、看護するこ
とを記述し、疾病、病状または障害の症状または合併症の発症を防止し、症状ま
たは合併症を緩解し、排除するため、本発明化合物を投与することを含む。それ
故、肥満症の処置にはそれを必要とする患者における食事摂取の阻止、体重増加
の阻止、および体重減少の誘導を含む。
ベクター−−は遺伝子操作において細胞の形質転換のために使用するレプリコ
ンであって、適当な蛋白質分子に対応するポリヌクレオチド配列を有し、適当な
制御配列と組合せると形質転換する宿主細胞に特定の性質を与える。プラスミド
、ウイルス、およびバクテリオファージは本来レプリコンなので、適切なベクタ
ーである。人工的ベクターは制限酵素および連結酵素を用いて異なる起源から得
たDNA分子を切断し、結合して構築する。ベクターには組換えDNAクローニ
ングベクターおよび組換えDNA発現ベクターを包含する。
アミノ酸の略号は37CFR§1.822(b)(2)(1993年)に記載
の通り、米国特許商標庁が承認するものである。当技術分野の熟練者はある種の
アミノ酸に転位を起こす傾向があることを認識していることであろう。例えば、
14巻:485〜94頁(1979年)およびその引用文献に記載の通り、As
pはアスパルチミドおよびイソアスパリギンに転位することもある。これらの転
位誘導体は本発明の範囲内に含める。特段の記載がない限り、アミノ酸はL−配
置である。
前記の通り、本発明は式(I):
[式中、
Aは基本的に肥満症蛋白質またはその類似体のアミノ酸残基1からアミノ酸残
基95までから構成されるポリペプチドである。
Bは基本的にこの蛋白質のアミノ酸残基97からアミノ酸残基145までから
構成されるポリペプチドである。
R1およびR2は独立してHであるか、またはそれが結合している硫黄とともに
混合ジスルフィドを形成する。
但し、R1およびR2の双方がHであることはないものとする]
で示される蛋白質を提供する。
好適な態様ではAは式:(配列番号2)
[配列中、
R3は不在であるか、Met、Met−R4、またはリーダー配列である。
R4はPro以外のアミノ酸のいずれかである。
28位のXaaはGlnまたは不在である。
4位のGlnは所望ならGluに置換する、
7位のGlnは所望ならGluに置換する、
22位のAsnは所望ならGlnまたはAspに置換する、
27位のThrは所望ならAlaに置換する、
28位のXaaは所望ならGluに置換する、
34位のGlnは所望ならGluに置換する、
54位のMetは所望ならメチオニンスルホキシド、Leu、Ile、Va
l、Ala、またはGlyに置換する、
56位のGlnは所望ならGluに置換する、
62位のGlnは所望ならGluに置換する、
63位のGlnは所望ならGluに置換する、
68位のMetは所望ならメチオニンスルホキシド、Leu、Ile、Va
l、Ala、またはGlyに置換する、
72位のAsnは所望ならGln、GluまたはAspに置換する、
75位のGlnは所望ならGluに置換する、
77位のSerは所望ならAlaに置換する、
78位のAsnは所望ならGlnまたはAspに置換する、
または
82位のAsnは所望ならGlnまたはAspに置換する]
で示されるポリペプチドである。
その他の好適な態様にはAが式:(配列番号2)
[配列中、28位のXaaはGlnまたは不在である]
で示されるポリペプチであるものを含む。
さらに別の好適な態様にはBが式:(配列番号3)
[配列中、
97位のHisは所望ならGln、Asn、Ala、Gly、Serまたは
Proに置換する、
100位のTrpは所望ならAla、Glu、Asp、Asn、Met、
Ile、Phe、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLe
uに置換する、
101位のAlaは所望ならSer、Asn、Gly、His、Pro、Th
rまたはValに置換する、
102位のSerは所望ならArgに置換する、
103位のGlyは所望ならAlaに置換する、
105位のGluは所望ならGlnに置換する、
106位のThrは所望ならLysまたはSerに置換する、
107位のLeuは所望ならProに置換する、
108位のAspは所望ならGluに置換する、
111位のGlyは所望ならAspに置換する、
118位のGlyは所望ならLeuに置換する、
130位のGlnは所望ならGluに置換する、
134位のGlnは所望ならGluに置換する、
136位のMetは所望ならメチオニンスルホキシド、Leu、Ile、Va
l、Ala、またはGlyに置換する、
138位のTrpは所望ならAla、Glu、Asp、Asn、Met、Il
e、Phe、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuに
置換する、
または
139位のGlnは所望ならGluに置換する]
で示されるポリペプチドである蛋白質を含む。
他の好適な態様にはBが式:(配列番号3)
[配列中、100位のTrpは所望ならAla、Glu、Asp、Asn、Me
t、Ile、Phe、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、Valまたは
Leuに置換する]
で示されるポリペプチである蛋白質を含む。
当技術分野の熟練者は肥満症蛋白質またはその類似体の原核生物発現系での生
産では蛋白質のN−末端にN−末端延長付加物を有する蛋白質を発現することが
必要なことを認識しているであろう。このN−末端延長は所望ならば投与の前に
蛋白質から切断する。好適なN−末端延長はMetまたはMet−R4であり、
ここにR4はProを除いたアミノ酸のいずれかである。
本発明はまた精製またはその他の目的に使用してもよいアミノ酸リーダー配列
1個またはそれ以上を所望ならばAに含む蛋白質も包含する。
最も好適なリーダー配列には次のものを含む:
(配列番号4)Gly−Ser−His−Met、
(配列番号5)Met−Gly−Ser−Ser−His−His−His−
His−His−His−Ser−Ser−Gly−Leu−Val−Pro−
Arg−Gly−Ser−His−Met、
(配列番号6)Leu−Glu−Lys−Arg−Glu−Ala−Glu−
Ala、
(配列番号7)Glu−Ala−Glu−Ala、
(配列番号8)Leu−Glu−Lys−Arg−、
(配列番号9)Met−Gly−Ser−Ser−His−His−His−
His−His−His−Ser−Ser−Gly−Leu−Val−Pro−
Arg−Gly−Ser−Pro、
および
(配列番号10)Gly−Ser−Pro−。
このようなN−末端延長および/またはリーダー配列はこの発明の基本的な特性
および新規性のある特性には影響を及ぼさない。
式(I)で示される化合物は生物学的活性肥満症蛋白質の折り畳み中間体であ
る。好適な肥満症蛋白質は在来型配列および、たとえばBasinskiほか、
1995年2月6日出願の米国出願番号08/383638号および1996年
1月19日出願の出願番号08/588061号に記載されている式(III)
で示される類似体である。マウスおよびウシの配列はHansen・M.Hsi
ungおよびDennis・P.Smith、1995年5月19日出願の米国
特許出願番号08/445305号に記載されており、ここに参考のために引用
する。本発明の最も好適な蛋白質には式(III)、配列番号11、配列番号1
2、配列番号13、および配列番号14で示される蛋白質を包含する。
(配列番号11)
[配列中、28位のXaaはGlnまたは不在である]
(配列番号12)
(配列番号13)
[配列中、28位のXaaはGlnまたは不在である]
ヒト肥満症蛋白質
(配列番号14)
[配列中、28位のXaaはGlnまたは不在である]
本発明のその他の好適な蛋白質は式(III)で示される蛋白質であって、
その式中:
4位のGlnをGluに置換、
7位のGlnをGluに置換、
22位のAsnをGlnまたはAspに置換、
27位のThrをAlaに置換、
28位のGlnをGluに置換、
34位のGlnをGluに置換、
54位のMetをメチオニンスルホキシド、Leu、またはAlaに置換、
56位のGlnをGluに置換、
62位のGlnをGluに置換、
63位のGlnをGluに置換、
68位のMetをメチオニンスルホキシド、またはLeuに置換、
72位のAsnをGlnまたはAspに置換、
75位のGlnをGluに置換、
78位のAsnをGlnまたはAspに置換、
82位のAsnをGlnまたはAspに置換、
130位のGlnをGluに置換、
134位のGlnをGluに置換、
136位のMetをメチオニンスルホキシド、Leu、Ileに置換、
または
139位のGlnをGluに置換、
したものである。
その他の好適な蛋白質は式(III)で示される蛋白質であって、
その式中、
22位のAsnをGluまたはAspに置換、
27位のThrをAlaに置換、
54位のMetをメチオニンスルホキシド、Leu、またはAlaに置換、
68位のMetをメチオニンスルホキシド、またはLeuに置換、
72位のAsnをGlnまたはAspに置換、
78位のAsnをGlnまたはAspに置換、
82位のAsnをGlnまたはAspに置換、
または
136位のMetをメチオニンスルホキシド、Leu、Ileに置換、
したものである。
さらになお追加的に好適な蛋白質は式(III)で示される蛋白質であって、
その式中、
22位のAsnをGln、またはAspに置換、
27位のThrをAlaに置換、
54位のMetをLeu、またはAlaに置換、
68位のMetをLeuに置換、
72位のAsnをGln、またはAspに置換、
78位のAsnをGln、またはAspに置換、
82位のAsnをGln、またはAspに置換、
または
136位のMetをLeu、またはIleに置換、
したものである。
最も顕著な利点のある他の好適な態様は配列番号1で示される蛋白質のアミノ
酸残基97からアミノ酸残基111までおよび/またはアミノ酸残基138での
特異的な置換体である。この置換体は安定性が顕著に改善され、優れた治療薬を
与える。この特定蛋白質はさらに製剤化し易く、医薬的に単純精密で、治療用量
の送達に優れている。
従って、好適な態様は式(IV):(配列番号1)
[配列中、
28位のXaaはGlnまたは不在である、
この蛋白質は次の置換から構成される群から選択した置換を少なくとも1個有
する:
97位のHisをGln、Asn、Ala、Gly、SerまたはProに
置換、
100位のTrpをAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、Ph
e、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuに置換、
101位のAlaをSer、Asn、Gly、His、Pro、Thrまたは
Valに置換、
102位のSerをArgに置換、
103位のGlyをAlaに置換、
105位のGluをGlnに置換、
106位のThrをLysまたはSerに置換、
107位のLeuをProに置換、
108位のAspをGluに置換、
111位のGlyをAspに置換、
または
138位のTrpをAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、Ph
e、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuに置換]
で示される蛋白質またはその医薬的に許容される塩である。
好適な蛋白質は式(V):(配列番号15)
で示される蛋白質またはその医薬的に許容される塩であって、その蛋白質は次の
置換から構成される群から選択した置換を少なくとも1個有する:
97位のHisをGln、Asn、Ala、Gly、Ser、またはPro
に置換、
100位のTrpをAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、Ph
e、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuに置換、
101位のAlaをSer、Asn、Gly、His、Pro、Thrまたは
Valに置換、
102位のSerをArgに置換、
103位のGlyをAlaに置換、
105位のGluをGlnに置換、
106位のThrをLysまたはSerに置換、
107位のLeuをProに置換、
108位のAspをGluに置換、
111位のGlyをAspに置換、
または
138位のTrpをAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、Ph
e、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuに置換。
式(V)で示される、さらに好適な蛋白質は次のものである:
97位のHisがGln、Asn、Ala、Gly、Ser、またはPro
に置換されている、
100位のTrpがAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、Ph
e、Tyr、Ser、Thr、Gly、GlnまたはLeuに置換されている、
101位のAlaがSer、Asn、Gly、His、Pro、Thrまたは
Valに置換されている、
105位のGluがGlnに置換されている、
106位のThrがLysまたはSerに置換されている、
107位のLeuがProに置換されている、
108位のAspがGluに置換されている、
111位のGlyがAspに置換されている、
または
138位のTrpがAla、Glu、Asp、Asn、Met、Ile、Ph
e、Tyr、Ser、Thr、Gly、Gln、ValまたはLeuに置換され
ている。
式(V)で示される、その他の好適な蛋白質は次のものである:
97位のHisがSerまたはProに置換されている、
100位のTrpがAla、Gly、Gln、Val、Ile、またはLeu
に置換されている、
101位のAlaがThrに置換されている、
または
138位のTrpがAla、Ile、Gly、Gln、Val、またはLeu
に置換されている。
式(V)で示される、さらに別の好適な蛋白質は次のものである:
97位のHisがSerまたはProに置換されている、
100位のTrpがAla、Gln、またはLeuに置換されている、
101位のAlaがThrに置換されている、
または
138位のTrpがGlnに置換されている。
式(V)で示される最も好適な種は配列番号16および17の分子種を含む。
(配列番号16)
(配列番号17)
最も顕著な利点は、本発明は肥満症蛋白質の生物学的活性蛋白質立体配座への
非常に効率的な変換を誘導する中間体を提供する。それ故、本発明中間体を製造
することによって生物学的活性蛋白質の3次構造が最初に形成される。こうして
ジスルフィド結合の殆ど定量的な変換が可能になる。S−Sリンク二量体または
その他の多量体の形成は減少する。
本発明の蛋白質は組換えDNA技術によってまたは、たとえば液相または固相
ペプチド合成または蛋白質断片から始めて通常の液相法を経て組合せた半合成の
ようなよく知られている化学操作法によって調製する。式(III)または配列
番号11、12、13、または14で示される蛋白質は組換え合成によって調製
するのが好ましい。
好収率を望むなら組換え法が好適である。蛋白質組換え生産の基本的工程には
次の段階を含む:
a)その蛋白質をコードする合成または半合成(または天然起源から分離)D
NAの構築、
b)その蛋白質の単独蛋白質または融合蛋白質として発現に適する様式による
そのコード配列の発現ベクターへの組込み、
c)その発現ベクターによる適当な原核生物宿主細胞の形質転換、および
d)組換え生産蛋白質の回収および精製。a.遺伝子構築
試験管内または生体内での転写および翻訳が蛋白質の生産を起こす合成遺伝子
は当技術分野でよく知られている技術で構築してもよい。遺伝子コードの天然縮
重のため、熟練した専門家はこの蛋白質をコードする多数であるが限定された数
のDNA配列が構築しうることを認識するであろう。本発明の好適な実行では、
合成を組換えDNA技術で達成する。
合成遺伝子構築の方法論は当技術分野でよく知られている。例えばBrown
ほか(1979年)、Methods・in・Enzymology、Acad
emic・Press社、NY、68巻:109〜151頁参照。合成蛋白質遺
伝子に対応するDNA配列はたとえばApplied・Biosystems社
380A型または380B型DNA合成装置(Applied・Biosyst
ems社、850リンカーンセンタードライブ・フォスター市、CA94404
から購入できる)のような通常のDNA合成装置を用いて作製してもよい。
適用によっては、融合蛋白質構築物からシグナルペプチドの制御された切除を
促進するため好都合なプロテアーゼ感受性切断部位をたとえばシグナルペプチド
と構造蛋白質の間などに導入するように蛋白質のコード配列を修正することが望
ましいこともある。例えばM13プライマー突然変異誘発など、既知配列を持つ
DNAの所定部位に置換突然変異を起こす技術はよく知られている。本抗肥満症
蛋白質をコードするDNAに誘発する突然変異は配列を読取り枠の外に出しては
ならず、また二次的mRNA構造を作ることがあるかも知れない相補領域を作成
しないものが好ましい。DeBoerほか、欧州特許第75444A号(198
3年)参照。
本蛋白質をコードする遺伝子はポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いて作製
してもよい。鋳型はcDNAライブラリー(CLONETECH社またはSTR
ATAGENE社から購入できる)でも、ヒト脂肪組織から分離したmRNAで
もよい。その方策は当技術分野でManiatisほか、「分子クローニング:
実験室便覧(Molecular・Cloning:A・Laboratory
・
Manual)」、Cold・Spring・Harbor・Press社、C
old・Spring・Harbor・Laboratory、Cold・Sp
ring・Harbor、ニューヨーク(1989年)などによく知られている
。b.融合蛋白質の直接的発現
この肥満症蛋白質は直接的発現によって、またはこの蛋白質を含む融合蛋白質
として、製造した後に酵素的または化学的切断をしてもよい。ポリペプチドを特
定部位で切断して消化するか、またはペプチド鎖のアミノ末端(たとえばジアミ
ノペプチダーゼ)またはカルボキシ末端から切断する種々のペプチダーゼ(たと
えばトリプシン)が知られている。さらにその上、特殊な化学薬品(たとえばシ
アノーゲンブロミド)にはポリペプチド鎖を特定部位で切断する。熟練した専門
家は部位特異的な内部切断部位を導入するためのアミノ酸配列(および組換え手
法を採用するなら合成的または半合成的コード配列)への必要な修正を認識する
ものであろう。例えば「蛋白質の精製:分子機構から大量生産まで(Prote
in・Purification:From・Molecular・Mecha
nisms・to・Large・Scale・Processes)」、米国化
学会、ワシントン、DC(1990年)、第13章のCarter,P.、融合
蛋白質の部位特異的蛋白質分解(Site・Specific・Proteol
yisis・of・Fusion・Protein)参照。c.ベクターの構築
所望のコード配列および制御配列を含有する適当なベクターの構築は標準的な
連結技術を採用する。分離したプラスミドまたはDNA断片を制限酵素によって
消化し、仕立て、連結して必要なプラスミドを形成する。
所望蛋白質に翻訳させるため、適切な組換えDNA発現ベクター多数の何れか
に適当な制限エンドヌクレアーゼを用いて加工した合成DNA配列を挿入する。
合成コード配列は転写物の両端に制限エンドヌクレアーゼ部位を持つように設計
して発現プラスミドからの分離および増幅プラスミドへの挿入を促進する。分離
したcDNAコード配列は当技術分野でよく知られている技術によって所望クロ
ーニングベクターへのこの配列挿入を促進するため合成リンカーを使用すること
によって容易に修飾しうる。採用する特定エンドヌクレアーゼは採用する親発現
ベクターの制限エンドヌクレアーゼ切断パターンによって支配される。制限部位
の選択では制御配列とともにコード配列が正しい方向に向くように選択して正し
い枠内読取りおよび蛋白質発現を達成させる。
一般に、宿主細胞に適合する種に由来するプロモーターおよび制御配列を含有
するプラスミドベクターを用いる。通常、このベクターは複製部位ならびに形質
転換された細胞に表現型選択を与えることのできるマーカー配列を有する。例え
ば、大腸菌は典型的には大腸菌種に由来するプラスミドであるpBR322を使
用して形質転換する(Bolivarほか、Gene、2巻:95頁(1977
年))。プラスミドpBR322はアンピシリン耐性遺伝子およびテトラサイク
リン耐性遺伝子を含み、形質転換細胞の容易な確認手段を提供する。このpBR
322プラスミドまたはその他の微生物プラスミドは組換えDNA技術で通常に
使用するプロモーターおよびその他の制御エレメントを含んでいるか、または含
めるように修正しなければならない。
所望のコード配列は宿主細胞内で機能するプロモーターおよびリボソーム結合
部位の両者から転写翻訳するために正しい方向に発現ベクターに挿入する。かか
る発現ベクターの例はBelagajeほか、米国特許第5304493号に記
載のプラスミドであって、その教示を参考のために引用する。米国特許第530
4493号に記載のあるA−C−Bプロインスリンをコードする遺伝子は制限酵
素NdeIおよびBamHIでプラスミドpRB182から除去できる。本発明
の蛋白質をコードする遺伝子はプラスミド骨格のNdeI/BamHI制限断片
カセットに挿入できる。d.原核生物発現
一般に本発明に有用なベクターを構築するには原核生物を使用してDNA配列
をクローニングする。例えば大腸菌K12の294株(ATCC31446)は
殊に有用である。その他の使用しうる微生物株には大腸菌Bおよび大腸菌X17
76株(ATCC31537)を含む。これらの例は単なる例示であって、限定
ではない。
また、原核生物は組換え蛋白質の発現にも使用する。前記の株ならびに大腸菌
W3110株(原栄養株、ATCC27325)、枯草菌のようなバチラス種、
およびその他サルモネラ・ティフィムリウムまたはセラチア・マルセッセンスの
ような腸内細菌類、および種々のシュードモナス種も利用しうる。原核生物宿主
における使用に適するプロモーターにはβ−ラクタマーゼプロモーターシステム
(ベクターpGX2907[ATCC39344]はレプリコンおよびβ−ラク
タマーゼ遺伝子を含有する)、乳糖プロモーターシステム(Changほか、N
ature、275巻:615頁(1978年);Goeddelほか、Nat
ure、281巻:544頁(1979年))、アルカリホスファターゼ、トリ
プトフアン(trp)プロモーターシステム(ベクターpATH1[ATCC3
7695]はtrpプロモーター制御下にtrpE融合蛋白質として読取り枠の
発現を促進するように設計されている)およびたとえばtacプロモーター(プ
ラスミドpDR540、ATCC37282から分離できる)のようなハイブリ
ッドプロモーターを含む。しかしながら、ヌクレオチド配列が一般に知られてい
る他の機能的細菌プロモーターに本蛋白質をコードするDNAをリンカーまたは
アダプターを用いて連結し、必要な制限部位を供給することが当技術分野の熟練
者には可能になる。細菌系で用いるプロモーターに蛋白質をコードするDNAに
作動可能に連結するシャイン−ダルガノ配列を含めるとよい。
次の製造例は本明細書に記載する蛋白質の製造法をさらに例示するために提供
するものである。
製造例1
N−末端延長Met−Argとともに配列番号14の蛋白質をコードするDN
A配列は標準的PCR法を使用して調製した。正方向プライマー(5’−GG
GG CAT ATG AGG GTA CCT ATC CAG AAA G
TC CAG GAT GAC AC、配列番号18)および逆方向プライマー
(5’−GG GG GGATC CTA TTA GCA CCC GGG
AGA CAG GTC CAG CTG CCA CAA CAT、配列番号
19)を使用してヒト肥満細胞ライブラリー(CLONETECH社から購入で
きる)から得た配列を増幅した。このPCR産物をPCR・Script(ST
RATAGENE社から購入できる)にクローニングし、配列決定した。
製造例2 ベクター構築
所望の蛋白質をコードするDNA配列を含むプラスミドをNdeIおよびBa
mHI制限部位を含めて構築する。クローニングしたPCR産物を有するプラス
ミドをNdeIおよびBamHI制限酵素で消化する。小さな〜450bp断片
をゲル精製し、A−C−Bプロインスリンをコードする配列を除去したベクター
pRB182に連結する。連結産物でE.coli・DH10B(GIBCO−
BRL社から購入できる)を形質転換し、テトラサイクリン10μg/mL添加
トリプトン−イースト(DIFCO社)プレート上で増殖するコロニーを分析す
る。プラスミドDNAを分離し、NdeIおよびBamHIで消化し、得られた
断片をアガロースゲル電気泳動で分離する。所期の〜450bpNdeIおよび
BamHI制限部位断片を含むプラスミドを保存する。E.coli・B・BL
21(DE3)(NOVOGEN社から購入できる)をこの蛋白質産生用培養に
適する第二の発現プラスミドで形質転換する。
前記のベクターで細胞を形質転換する技術は当技術分野でよく知られており、
たとえばManiatisなど(1988年)「分子クローニング:実験室便覧
(Molecular・Cloning:A・Laboratory・Manu
al)」、Cold・Spring・Harbor・Laboratory、C
old・Spring・Harbor・Press社、Cold・Spring
・Harbor、ニューヨークまたは「分子生物学における最新プロトコル(C
urrent・Protocols・in・Molecular・Biolog
y)
」(1989年)とその補遺のような一般的参考文献にも見出される。本明細書
に例示するような本発明の好適な実行に使用するE.coli細胞の形質転換に
関する技術は当技術分野でよく知られている。形質転換されたE.coli細胞
を培養する精密な条件は採用するE.coli宿主細胞系列および発現またはク
ローニングベクターの性質に依存する。例えばc1857温度誘導性ラムダ−フ
ァージプロモーター−オペレーター領域のような温度誘導性プロモーター−オペ
レーター領域を導入したベクターは蛋白質合成を誘導するために約30℃から約
40℃への温度シフトが必要である。
本発明の好適な態様ではE.coli・K12・RV308細胞を宿主細胞と
して採用するが、これに限定するものではないが、たとえばE.coli・K1
2・L201、L687、L693、L507、L640、L641、L695
、L814(E.coli・B)のようなその他多数の細胞系列も採用できる。
次に発現プラスミドに存在する耐性遺伝子に対応する抗生物質の選択圧下の適当
な培地に形質転換した宿主細胞を塗布する。次に採用する宿主細胞系列に適する
時間と温度で培養物をインキュベーションする。
高レベルの細菌発現システムで発現すると、蛋白質は凝集し、過剰発現蛋白質を
高濃度で含む顆粒体または封入体を形成することが多い。GieraschとK
ing編、「蛋白質の折畳み(Protein・Folding)」中、Kre
ugerなど、American・Association・for・the・
Advancement・of・Science・Publication、第
89−18S、ワシントン、DC。蛋白質を可溶化するため十分な濃度の変性剤
、好ましくは約6Mから8Mまでの尿素でpH約7からpH約12まで、より好
ましくは8から12までのpH、に肥満症蛋白質を含む封入体を可溶化する。最
も好ましくは、封入体を約6Mから7M−尿素にpH約8から10で可溶化する
。所望の蛋白質濃度は約0.1mg/mLからその溶液における本蛋白質の溶解
度まで、より好ましくは0.1から50mg/mL、最も好ましくは0.5mg
/mLから5.0mg/mLである。これらの条件下に本蛋白質は変性する。変
性した蛋白質分子は注意深く制御した条件で再生を行うと在来型立体配座を再取
得
する。しかしながら、生物学的活性立体配座への再生は定量的な過程ではなく、
分子の非機能的種および立体配座が多数形成することもある。本発明はこの再生
における鍵となる中間体を提供するものである。
本発明の中間体は約1mMから100mM、好ましくは1mMから20mM、
最も好ましくは1mMから10mMのチオール還元剤を添加することによって製
造する。このチオール型還元剤はジスルフィド交換を作動できる遊離−SHを含
み、好ましくはシステイン、シスタミン、BME、その他である。好適なチオー
ル試薬はシステインおよびシステアミンである。本発明の中間体は約1分間から
24時間に生成する。この中間体は濾過、クロマトグラフィーまたはその他の通
常の方策によって精製できる。この中間体は正しい3次構造(在来型立体配座)
を有するので、この中間体は生物学的活性治療剤として使用でき、効果または作
用の始動にも利点を示すであろう。しかしながら、この中間体を式IIIで示さ
れる生物学的活性蛋白質に変換するのが好ましい。
最も予想が外れたのは、この中間体から生物学的活性蛋白質への変換が極めて
効率的で、凝集した蛋白質の沈降が殆どまたは全く認められず、共有結合二量体
または高次な多量体の形成が最低だったことである。混合ジスルフィド形成によ
るこの蛋白質のシステイン残基の保護および中間体の形成によってジスルフィド
結合形成とほとんど無関係な3次構造形成が可能になる。この条件は生物学的活
性単量体蛋白質における分子内ジスルフィド結合形成に有利に働く。溶液中のチ
オール還元試薬濃度および変性剤濃度を低下させることによってこの中間体にジ
スルフィド結合を形成させて式IIで示される生物学的活性蛋白質に変換する。
チオールおよび変性剤の減少は希釈、透析、透析濾過またはその他の当技術分野
で認められている技術によって実行してもよい。好ましくは、封入体の可溶化と
中間体の形成の後、溶液を蛋白質濃度約0.05mg/mLから約5.0mg/
mL、およびチオール約1mMから20mMまで希釈し、次に透析または透析濾
過をする。好ましくは、透析または透析濾過に使用する緩衝液はPBS(約5m
Mから約10mM−燐酸および50mMから500mM−NaClの燐酸緩衝食
塩水)、pH約7.0から12.0、より好ましくは7.5から9.0である。
その他の適当な緩衝液には、これに限定するものではないが、4−(2−ヒドロ
キシエチル)−1−ピペラジンエタンスルホン酸(HEPES)、またはトリス
(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS)を含む。好ましくは、チオール
還元剤および変性剤の濃度はPBSまたは約5mMから10mM−TRISに対
する透析濾過または透析によって低下させる。
この中間体から生物学的活性立体配座への変換は最も顕著な利点である−−定
量的変換に近い。そこで、この中間体を経ることにより、式IIで示される生物
学的活性蛋白質が高収率で産生される。この中間体の形成で遊離SHから直接に
行う折畳みよりも高蛋白質濃度で折畳みを行うことが可能になる。好適な範囲は
0.05から5mg/mL、好ましくは0.1から3mg/mL、最も好ましく
は1.0から2mg/mLである。高濃度での折畳みは低容積(小さいタンク)
および下流での操作減少を意味する。この折畳みは蛋白質凝集防止用グリセリン
またはその他の添加試薬の不在下に行ってもよい。このような試薬、殊にグリセ
リン、は下流の精製において除去しなければならないので、この試薬不在下に折
畳みする性能は多量生産では顕著な利点である。
そこで、この中間体を経て操作することによって、本発明は式IIで示される
蛋白質の効率的な製法をさらに提供する。すなわち:
(a)蛋白質を可溶化するために十分な濃度の変性剤および
pH約7から約12まで、濃度1mMから100mMまでのチオール還元試薬
を含む溶液に肥満症蛋白質封入体を可溶化すること、および
(b)この溶液のチオールおよび変性剤の濃度を低下させてジスルフィド結合
を形成させること、
からなる。
好ましくは、約6から8M−尿素および約3から7mM−システイン添加8m
Mから12mM−トリス緩衝液中、pH約8から12、さらに好ましくはpH約
8から10で封入体を添加して可溶化する。この条件で混合ジスルフィド中間体
が形成され、所望ならば濾過および/またはクロマトグラフィーによって精製す
る。顕著な利点はこの中間体から鎖内単一ジスルフィドが形成する効率が希釈、
透析濾過または透析前のチオール還元試薬の追加によって増大することである。
好ましくはチオールを過剰当量−−好ましくは1から6000倍、より好ましく
は3から6000倍過剰に−−添加する。最も好ましくは、5mMのチオール、
好ましくはシステイン、を添加する。
生物学的活性蛋白質に変換した後、この蛋白質を反応混合物から、たとえばイ
オン交換クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、逆相クロマトグ
ラフィー、その他のような当技術分野で認められている技術によって精製する。
式(I)で示される中間体は変性剤の存在下または不在下に安定である。この
中間体はPBSに可溶性であって、正しい3次構造の形成を示唆する。所望なら
ば、この中間体はサイズ排除クロマトグラフィー、イオン交換、逆相クロマトグ
ラフィーを含む当技術分野で知られている技術によって精製してもよい。この中
間体はHPLCで特性解析した。代表的な本発明中間体のクロマトグラムを図1
に示す。さらにその上、この中間体はSDS−PAGE(ドデシル硫酸ナトリウ
ム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動)で生物学的活性蛋白質よりも移動の遅い
分子種として確認される。
以下の実施例はさらに本明細書に記載する本発明を例示するために提供する。
本発明の範囲が下記実施例のみから構成されるものとは理解すべきではない。
比較実施例1
配列番号14で示される蛋白質であって、28位のXaaがGlnであって、
Met−Arg−N−末端延長を持つものを顆粒体(封入体)として産生した。
この顆粒体を分別遠心分離を使用する標準的操作法によって分離した。顆粒体を
6M−グアニジンHCl、10mM−酢酸ナトリウム(pH5.0)、1mM−
DTTに室温、1時間で可溶化した。本発明の混合ジスルフィドはこの条件では
検出できなかった。肥満症蛋白質のシステインはこの条件下にプロトン化されて
(−SH)を形成する。溶解した蛋白質を遠心分離により透明にし、よく混合し
ながら20%グリセリン、5mM−酢酸ナトリウム(pH5.0)、5mM−C
aCl2で最終蛋白質濃度0.025mg/mLまで希釈(希釈倍率1:150
0)することによって透明になった蛋白質溶液の再生を開始した。この溶液は希
釈直後に濁り、蛋白質凝集が認められた。希釈した蛋白質溶液を室温で8時間混
合せずに放置後、固体トリス塩基を10mMまで加えて溶液のpHを8.68に
上昇させた。この溶液を遠心分離で透明にし、非還元条件のSDS−PAGE、
逆相HPLCおよびESI−質量分析によって分析した。分析結果はこの蛋白質
の通算回収率68%を示し、その中で7%は共有結合性二量体であって、単量体
蛋白質63%を回収し、蛋白質32%を損失した。
比較実施例2
配列番号14で示される蛋白質であって、28位のXaaがGlnであって、
Met−Arg−N−末端延長を持つものを顆粒体(封入体)として産生した。
この顆粒体を分別遠心分離を使用する標準的操作法によって分離した。顆粒体を
6M−グアニジンHCl、10mM−酢酸ナトリウム(pH4.5)、1mM−
DTTに蛋白質濃度1.3mg/mLで室温、1時間で可溶化した。本発明の混
合ジスルフィドはこの条件下には検出できなかった。システインはこの条件下に
プロトン化されて(−SH)を形成する。
可溶化した蛋白質を遠心分離により透明にし、よく混合しながら20%グリセ
リン、20mM−トリス(pH8.4)、2.5mM−CaCl2で最終蛋白質濃
度0.025mg/mLまで希釈(希釈倍率1:55)することによって透明に
なった蛋白質溶液の再生を開始した。希釈蛋白質溶液を室温で18時間混合せず
に放置した。この溶液を遠心分離で透明にし、非還元条件のSDS−PAGE、
逆相HPLC、およびESI−質量分析によって分析した。分析結果はこの蛋白
質の通算回収率>95%を示し、その中で16%は共有結合性二量体であって、
単量体蛋白質80%を回収した。
実施例1
配列番号14で示される蛋白質であって、28位のXaaがGlnであって、
Met−Arg−N−末端延長を持つものを顆粒体(封入体)として産生した。
この顆粒体を分別遠心分離を使用する標準的操作法によって分離した。顆粒体を
8M−尿素、10mM−トリス(pH8.0)、5mM−システインに蛋白質濃
度0.1mg/mLで可溶化した。この蛋白質溶液の再生をPBSに対する透析
により開始して過剰な変性剤とシステインを除去した。溶液を遠心分離によって
透明にし、非還元条件のSDS−PAGE、逆相HPLC、およびESI−質量
分析によって分析した。分析結果はこの蛋白質の回収率>95%を示し、その中
で<1%が共有結合性二量体であって、単量体蛋白質通算回収率94%を得た。
実施例2
配列番号11で示される蛋白質であって、28位のXaaがGlnであって、
Met−Asp−N−末端延長を持つものを顆粒体(封入体)として産生した。
顆粒体を分別遠心分離を使用する標準的操作法によって分離した。この顆粒体を
下記精製の出発材料とした。顆粒体を緩衝液A(8M−尿素、10mM−トリス
(pH8.0)、5mM−システイン)に懸濁したところ、高濃度で(40mg
蛋白質/mLまで)溶解することを見出した。可溶化した蛋白質を遠心分離また
は濾過で透明にした。この蛋白質は非還元性SDS−PAGEゲルにダブレット
バンドとして移動し、還元性SDS−PAGEゲルでは単一バンドとして移動し
た。これは内部ジスルフィド結合を有するある量の蛋白質および緩衝液のシステ
インとの混合ジスルフィドとして存在するシステイン残基を持つある量の蛋白質
の存在に起因する。この蛋白質を先ず緩衝液Aの存在下にDEAEアニオン交換
クロマトグラフィーで精製した。DEAE樹脂に結合した蛋白質を0.250m
MまでのNaCl勾配で溶離した。各画分の非還元性SDS−PAGE分析で殆
どの夾雑蛋白質は主たるObピークの先端に存在することが判明した。DEAE
画分の保存的収集で比較的純粋な再生用Ob蛋白質を得た。PBS中でこの蛋白
質を0.1mg/mLまで希釈することによってこの蛋白質の再折畳みを開始し
た。
この実施例を緩衝液Aへの希釈およびPBSに対する透析による変性剤とチオ
ールの除去によって反復した。透析後も蛋白質は可溶性で、非還元性SDS−P
AGEに単一バンドを示した。この蛋白質を還元すると、SDS−PAGEで僅
かに遅い易動度を示す単一バンドを示し、再生の過程でジスルフィド結合が完全
に形成されたことを示す。蛋白質の最終的精製はサイズ排除クロマトグラフィー
(スーパーデックス75カラム、PBS)で行い、精製したOb蛋白質はSDS
−PAGEで単一バンドとして移動し、ESI−質量分析によって単一なN−末
端アミノ酸配列を持つことが確認された。
実施例3
配列番号12で示される蛋白質を実施例1と類似の方法で製造した。
実施例4
配列番号13で示される蛋白質を実施例1と類似の方法で製造した。
実施例5
配列番号14で示され、Met−Asp−N−末端延長を持つ部分精製蛋白質
を8M−尿素、10mM−トリス、5mM−システイン、pH8.0中、4℃で
48時間インキュベーションしてこの蛋白質の各型の混合物を得た。非還元性の
SDS−PAGEは約半分の蛋白質が内部ジスルフィド結合を持ち、他の半分は
持っていないことを示した。この蛋白質溶液をスルフヒドリル試薬DTNBで分
析すると溶液には遊離スルフヒドリルは存在していなかった。これは溶液中のシ
ステインがOb蛋白質のシステインと混合ジスルフィドを形成したことを示す。
こうして生物学的活性Ob蛋白質への折畳み中間体を捕捉した。
この溶液の所定量をPBSで0.1mg/mLに希釈した。第二の所定量を2
0mM−DTT添加PBSで0.1mg/mLに希釈した。両希釈試料を100
00倍過剰のPBSに対して24時間透析した。透析に続いて各試料を非還元性
SDS−PAGEで分析した。PBSで希釈した試料は内部ジスルフィド結合を
持つOb蛋白質および内部ジスルフィド結合を持たないOb蛋白質(可溶性中間
体)を含有していた。PBS/DTTで希釈した試料は内部ジスルフィド結合を
持つOb蛋白質のみを含有していた。
一度形成されると、Ob蛋白質とシステインの間の混合ジスルフィドは変性剤
除去後にも安定であった。この混合ジスルフィドOb蛋白質はPBSに可溶性で
あって正しい2次構造の形成を示唆する。チオール試薬を過剰に添加するとジス
ルフィド交換が刺激され、チオール試薬が徐々に外れて内部ジスルフィド結合を
有するOb分子の形成を有利にする。
実施例6
式(III)(配列番号1)で示される蛋白質であって、28位のXaaがG
lnであり、100位のTrpがGluに置換され、Met−Arg−N−末端
延長を持つものを顆粒体(封入体)として産生した。この顆粒体を分別遠心分離
を使用する標準的操作法によって分離した。この顆粒体を下記精製のための出発
材料とした。この封入体を8M−尿素、10mM−トリス(pH8.0)、5m
M−システインに可溶化し、混合ジスルフィド蛋白質をアニオン交換クロマトグ
ラフィーで精製した。精製した蛋白質を緩衝液Aと48時間4℃でインキュベー
ションした。システインが混合ジスルフィド(R1=SCH2C(COOH)(N
H2))を形成したことの確認は10mM−DTNB含有0.1M−トリス、p
H8(遊離−SH不在下に測定した値)を使用して行った。可溶化した蛋白質の
再生はこの蛋白質を8M−尿素、10mM−トリス、pH8.0で0.1mg/
mLまで希釈し、PBSに対する透析で開始した。24時間後、試料1mLをC
18・HPLCから30〜70%直線状CH3CN勾配1mL/分で溶離した。
非還元性緩衝液中、SDS−PAGEゲルで別々のバンド2個として移動するピ
ーク2個を集めた。早く溶離するピークはSDS−PAGEでは遅く移動し、そ
の質量が本発明の混合ジスルフィド含有中間体に期待される質量であることをE
SI−質量分析で確認した。遅く溶離するピークはSDS−PAGEで速く移動
した。式IIで示される鎖内ジスルフィド含有蛋白質に期待される質量を確認し
た。この分析結果は蛋白質がジスルフィド含有蛋白質に変換される前に本発明の
混合ジスルフィド中間体が形成していることを確認した。
実施例7
式(III)(配列番号1)で示される蛋白質であって、28位のXaaがG
lnであり、100位のTrpがGluに置換され、Met−Arg−N−末端
延長を持つものを顆粒体(封入体)として産生した。この顆粒体を分別遠心分離
を使用する標準的操作法によって分離した。この顆粒体を下記精製のための出発
材料とした。この顆粒体を8M−尿素、10mM−トリス(pH8.0)、5m
M−システインに可溶化した。この蛋白質を0.1mg/mLまで希釈し、PB
Sに対して透析して過剰な変性剤およびシステインを除去して蛋白質の再生を開
始した。
実施例8
式(III)(配列番号1)で示される蛋白質であって、28位のXaaがG
lnであり、100位のTrpがAlaに置換され、Met−Arg−N−末端
延長を持つものを顆粒体(封入体)として産生した。この顆粒体を分別遠心分離
を使用する標準的操作法によって分離した。この顆粒体を下記精製のための出発
材料とした。この顆粒体を8M−尿素、10mM−トリス(pH8.0)、5m
M−システインに懸濁した。この蛋白質を0.1mg/mLまで希釈し、PBS
に対して透析して過剰な変性剤およびシステインを除去することによって蛋白質
の再生を開始した。
N−末端Met−Argジペプチドはジペプチジルアミノペプチダーゼ(dD
AP)を用いる当技術分野で認められている技術によって除去した。この蛋白質
はカチオン交換クロマトグラフィーで精製した。
実施例9
式(III)(配列番号1)で示される蛋白質であって、28位のXaaがG
lnであり、100位のTrpがAlaに置換され、Met−Arg−N−末端
延長を持つものを顆粒体(封入体)として産生した。この顆粒体を分別遠心分離
を用いる標準的操作法によって分離した。この顆粒体を下記精製のための出発材
料とした。この顆粒体を7M−尿素および5mM−システイン添加10mM−ト
リス、pH約8.0の添加によって可溶化した。可溶化した標本を濾過して透明
にした。この条件でこの蛋白質のシステイン残基は還元されたものとシステイニ
ル混合ジスルフィドとなったものとの組合せとして存在していた。尿素で溶解し
た混合ジスルフィド中間体を7M−尿素、10mM−トリス、5mM−システイ
ン、pH約8中、Big・Bead・Q−セファロースカラム(Pharmac
ia・Fine・Chemicals社)アニオン交換クロマトグラフィーで精
製した。産物を直線状NaCl勾配で溶離した。アニオン交換精製した中間体に
システインを追加して、pHを約9に調整した。この中間体を次に7M−尿素で
約2mg/mLまで希釈した。折畳みおよび単一鎖内ジスルフィド結合形成はp
H約9の10mM−トリスに対する膜限外濾過/膜透析濾過を用いる尿素とシス
テインの除去で行った。名目10000ダルトンの分子量カットオフ限外濾過膜
を用いた。N−末端Met−Argジペプチドは当技術分野で認められている技
術によってジペプチジルジアミノペプチダーゼ(dDAP)を用いて除去した。
この蛋白質は約1から1000μg/kgの間の用量で投与する。好適な用量
は活性化合物約10から100μg/kgまでである。成人に対する典型的な日
用量は約0.5から100mgまでである。この方法を実行するに当たって、式
(I)で示される化合物は毎日単回または多回投与できる。長期間の投与計画が
必要なこともある。投与あたりの用量または全投与量は医師が決定するものであ
って、たとえば疾病の性質および重症度、患者の年齢および一般的健康状態およ
びその化合物に対する患者の寛容度のような因子に依存する。
ここに本発明の原理、好適な態様および操作の様式を記載した。しかしながら
それらの記載は説明用記載であるが限定用記載ではないので、本明細書によって
保護を求める本発明は開示の特定の型によって限定されると理解すべきでない。
当技術分野の熟練者は本発明の本質から逸脱することなく、種々の変種や変化を
行うことができるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Obesity protein intermediates and their preparation and use
The present invention belongs to the field of human pharmaceuticals, especially the treatment of obesity and obesity-related diseases.
I do. Most particularly, the present invention relates to obesity, which regulates adipose tissue when administered to a patient.
The present invention relates to an intermediate used for producing a protein.
Protein production in heterologous host organisms requires inactive and poorly soluble protein aggregates or inclusions.
Form. The formation of such inclusions is due to the high protein concentration in the cells due to expression.
The result. Denaturation and solubilization of inclusion bodies to obtain biologically active proteins
And then reduce it to an appropriate condition to obtain a protein with the conventional spatial structure
Must be formed. R. Jaenike, Prog. Biophys.
Molec. Biol. 49: 117-237 (1987).
However, regeneration to a biologically active conformation is not a quantitative process--the
Many non-functional species and conformations of proteins may be created. Biological activity
To shift the equilibrium to form a conformation, establish an incorrect protein conformation.
Select conditions that prevent and hinder playback. Highly organized polypeptide chains
Difficult if not impossible to predict how to regenerate into the conformation of the structure
As such, conditions biased toward the formation of biologically active proteins cannot be predicted.
Recently, Yiying Zhang and co-workers reported that obesity and diabetes were at risk.
We have announced the positional cloning of mouse genes that link. Yiing Zha
ng et al., Nature, 372: 425-32 (1994). This report
Is expressed exclusively in adipose tissue and has a putative signal peptide of 21 amino acids.
A gene encoding a protein of amino acids has been disclosed. This peptide is a fat regulatory hormone.
It is speculated to be Mont. Similarly, Murakami et al., Bioch
em. and Biophys. Res. Comm. Volume 209 (3): 944-
On page 52 (1995) disclosed genes and proteins for obese rats.
The present invention provides the final intermediate in the regeneration pathway to the obesity protein. The invention further provides
Preparation of this intermediate and its biologically active obesity protein or its analog
Provide use to The most notable advantage is that via this intermediate
It is observed that a substantial increase in the yield of biologically active protein is observed. This intermediate is obese
It also offers significant production advantages that allow for large-scale production of proteins.
The present invention provides a correctly folded intermediate to an obesity protein or analog thereof
You. More particularly, the invention relates to the correctly folded Formula (I):
[Where,
A is basically from amino acid residue 1 to amino acid residue 1 of the obesity protein or its analog.
It is a polypeptide consisting of up to 95 groups.
B is basically from amino acid residue 97 to amino acid residue 145 of this protein.
It is a composed polypeptide.
R1And RTwoIs independently H or with the sulfur to which it is attached
Form mixed disulfides.
Where R1And RTwoAre not both H]
Is directed to the protein indicated by.
The present invention relates to a method of denaturing an obesity protein or analog thereof at a pH of about 7 to about 12,
Mixed with solution containing thiol reducing agent at a concentration of about 1 to 100 mM
Also provided is a method for preparing a protein of Formula I, comprising:
The present invention further provides a compound of formula (II):
[Where,
A is basically from amino acid residue 1 to amino acid residue 1 of the obesity protein or its analog.
It is a polypeptide consisting of up to 95 groups.
B is basically from amino acid residue 97 to amino acid residue 145 of this protein.
Is a composed polypeptide]
A method for producing a correctly folded protein represented by
(A) Obesity protein inclusion bodies
A denaturant at a concentration sufficient to solubilize the protein, and
A thiol reducing agent at a pH of about 7 to about 12 and a concentration of about 1 to 100 mM is used.
Solubilizing in the containing solution,
(B) The concentration of thiol and denaturing agent in this solution was determined to cause disulfide bond formation.
Lowering
Is provided.
Description of the drawings
Figure 1 shows a Zorbax C-8 column with 50 mM ammonium phosphate pH 7.6.
Buffer A, which is 0.5% SDS, and 5% n-propanol, and pH
7.6 of 50 mM ammonium phosphate, 0.5% SDS, and 50% n-pro
FIG. 4 shows an HPLC chromatogram developed using Buffer B, which is panol.
The peak at about 385 seconds represents a biologically active obesity protein, later at about 573 seconds.
The eluting peak represents the intermediate of the present invention prepared in the examples.
For the purposes of the present invention as disclosed and claimed herein, the following terms and abbreviations have been set forth below.
Define as follows:
Base pairs (bp)-relate to DNA or RNA. When in a DNA molecule,
Abbreviations A, C, G and T are (deoxy) adenine, (deoxy) cytosine, (deoxy)
5′-monophosphate type oxy) guanine and (deoxy) thymine
Corresponds to cretide. When in RNA molecules, the abbreviations U, C, G and T are
, Cytidine, guanine, and thymine 5'-monophosphate nucleosides
Corresponds to Sid. In double-stranded DNA, base pairs indicate a combination of A and T or C and G.
Sometimes. In DNA / RNA heteroduplexes, base pairs are T and U or C and G
May be shown in combination.
Denaturing reagents or agents are known to those skilled in the art. Denaturing reagent
Examples are R. Jaenicke, Prog. Biophys. Molec. Bio
l. 49: 117-237 (1987). Suitable reagent
Include urea, thiocyanate, and guanidine, most preferably from 6M to 8M-
Up to urea.
The mixed disulfide is a thiol reducing agent and a cysteinyl residue of the polypeptide.
Shows groups derived from that reagent which are disulfide exchangeable between.
Obesity protein--transcribes and removes introns from obesity genes
Translation and, for example, from N-terminal valine-proline to C-terminal cysteine
Maturation to remove secretory signal peptides, such as processing from mature proteins
2 shows a protein produced by processing into a protein. Mouse obesity protein
White matter and human obesity proteins are described by Zhang et al., Nature, 372: 42.
5-32 (1994). Rat obesity protein is Murakam
i, et al., Biochemical and biophysical Res.
Comm. 209 (3): 944-52 (1995). this
The amino acid numbers in the specification are counted in order from the amino terminus of the full-length mature protein.
You. This numbering of the same criteria is well recognized by those of ordinary skill in the art.
is there. In human, mouse, pig, bovine, and rat obesity proteins, disulfate
The cysteines involved in id formation are at residues 96 and 146. The phrase "A
Is basically from amino acid residue 1 to amino acid residue 9 of the obesity protein or analog thereof.
5 "is a disulfide-linked form from the N-terminus.
It is intended to include amino acids up to the first cysteine involved in the formation. The phrase "B is
Basically composed of amino acid residue 97 to amino acid residue 145 of obesity protein
Is the amino acid from the first cysteine to the C-terminus.
It is intended to be included. Deletion of one or more amino acids in a natural variant or fragment
And to the 146th position Cys, which does not affect the novel and basic features of the present invention.
Amino acid additions, including additions, are understood to be included within the definitions of A and B. This
Renumbering of amino acid residues in proteins is unnecessary and can be confusing.
is there. For example, the death Gln (28) alteration, particularly in the mouse and human obesity proteins
Species have been observed. Such variants are intended to be included in the present invention.
An obesity protein analog may have one or more amino acid substitutions, preferably up to five.
Or less, most preferably 3 or less obesity proteins with substitutions
And the formula (III): (SEQ ID NO: 1)
[In the sequence, Xaa at position 23 is Gln or absent,
This protein shall have at least one of the following substitutions:
Gln at position 4 is replaced with Glu,
Replacing Gln at position 7 with Glu;
Replacing Asn at position 22 with Gln or Asp;
Thr at position 27 is replaced with Ala,
Xaa at position 28 is replaced with Glu;
Replacing Gln at position 34 with Glu;
Met at position 54 is replaced with methionine sulfoxide, Leu, Ile, Val, Al
substituted with a or Gly,
Replacing Gln at position 56 with Glu;
Replacing Gln at position 62 with Glu;
Replacing Gln at position 63 with Glu;
Met at position 68 is replaced with methionine sulfoxide, Leu, Ile, Val, Al
substituted with a or Gly,
Replacing Asn at position 72 with Gln, Glu, or Asp;
Replacing Gln at position 75 with Glu;
Replace Ser at position 77 with Ala,
Replacing Asn at position 78 with Gln or Asp;
Replacing Asn at position 82 with Gln or Asp;
His at position 97 is replaced with Gln, Asn, Ala, Gly, Ser, or Pro.
Replace with
Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Ph
e, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu,
Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or Ala at position 101
Replace with Val,
Replace Ser at position 102 with Arg,
Replace Gly at position 103 with Ala,
Replacing Glu at position 105 with Gln;
Replacing Thr at position 106 with Lys or Ser;
Leu at position 107 is replaced with Pro,
Replacing Asp at position 108 with Glu;
Replacing Gly at position 111 with Asp;
Replacing Gly at position 118 with Leu;
Replacing Gln at position 130 with Glu;
Replacing Gln at position 134 with Glu;
Met at position 136 is converted to methionine sulfoxide, Leu, Ile, Val, Al
substituted with a or Gly,
138th Trp is Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Ph
e, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu,
Or
Gln at position 139 is replaced with Glu]
Or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
Correctly folded obesity proteins or analogs thereof are known to be obesity and
Organisms useful for treating conditions associated with obesity, such as urine, cardiovascular disease and carcinoma
A protein that has a conformation or tertiary structure that gives a biologically active protein.
Ob gene --- see Zhang et al., Nature, 372: 425-32.
(1994) and Murakami et al., Biochemical and
・ Biophysical ・ Research ・ Comm. Volume 209 (3): 9
Hybridization of the conventional Ob gene gene sequence disclosed on pages 44-52 (1995)
And at least 50% homologous, preferably 70% homologous, most preferably
Or 80% homologous nucleic acid sequence. This Ob gene product is a fat group
Weave
And regulates energy balance.
Obesity protein inclusions--at least partially contain the obesity protein to be recovered
Insoluble protein aggregates or cytoplasmic aggregates. Similarly, obesity protein
When producing the analog, the inclusion bodies should include at least a portion of the obesity protein analog to be recovered.
1 shows insoluble protein aggregates or cytoplasmic aggregates containing fractionally.
Plasmids are extrachromosomal self-replicating genetic elements.
The open reading frame is a nucleotide sequence, which is then translated into t-RNA,
The ribosome and related factors `` read '' the triplet for translation.
Each triplet corresponds to a particular amino acid. Each triplet
Because they are distinct and of the same length, the coding sequence must be a multiple of three. Base pair
Insertions or deletions (called frameshift mutations) in the same DNA segment
In some cases, two different proteins encoded by the protein may be provided. Avoid this reliably
Therefore, the triplet codon corresponding to the desired polypeptide is 3
Must be in multiples, i.e. maintain the correct "reading frame"
Must.
Recombinant DNA cloning vector-one separate DNA segment or its
Autonomously composed of DNA molecules to which more or more can be added
Any of the agents that replicate, including but not limited to, plasmids
And phage.
The recombinant DNA expression vector is a recombinant DNA having a promoter incorporated therein.
Any of the cloning vectors.
A replicon--controls autonomous replication of a plasmid or other vector;
DNA sequence to enable.
R1And RTwoIs independently H or with the sulfur to which it is attached
Forms mixed disulfides, which can be disulfide exchanged
It is recognized and understood to be derived from a suitable thiol reducing reagent. Suitable
All reagents can form mixed disulfides, and can activate disulfide exchange
And one or more mercapto reagents containing free -SH. It
Thus, thiols include, but are not limited to, cysteine, 2-mercap
Triethanol, glutathionin, cysteamine, β-mercaptoethanol (B
ME) and others. For example, dithiothreitol (DTT), dithioe
Thiol reagents such as risritol (DTE) are also included in the present invention, however,
Is less suitable because the mixed disulfide formed by the above reagent is unstable. Therefore, R1
Or RTwoA preferred group represented by is SOThree, SCHTwoCH (NHTwo) (COOH), S
CHTwoCHNHTwo, SCHTwoCHTwoOH, and HTwoNCH (COOH) CHTwoCHTwo
CONHCH (CHTwoS) CONHCHTwoCOO-including. Where R1And RTwoof
It is assumed that both are not H.
Transcription-the information contained in the nucleotide sequence of DNA is transmitted to the complementary RNA sequence.
This is the process that is reached.
Translation-synthesis of polypeptide chains using genetic information of messenger RNA
It is the process of specifying and giving instructions.
Tris is an abbreviation for tris (hydroxymethyl) aminomethane.
Treatment-Managing and nursing a patient for the purpose of ameliorating a disease, condition or disorder.
To prevent the onset of symptoms or complications of a disease, condition or disorder,
Or administering a compound of the present invention to alleviate or eliminate the complications. It
Therefore, deterring food intake and gaining weight in patients who need it to treat obesity
And induction of weight loss.
Vectors-Replico used for cell transformation in genetic engineering
Having a polynucleotide sequence corresponding to a suitable protein molecule,
Combination with control sequences confer certain properties on the transforming host cell. Plasmid
, Viruses, and bacteriophages are naturally replicons, so
It is. Artificial vectors are obtained from different sources using restriction and ligation enzymes.
The cut DNA molecules are cut and ligated to construct. Vector contains recombinant DNA clone
And recombinant DNA expression vectors.
Abbreviations of amino acids are described in 37 CFR §1.822 (b) (2) (1993).
As approved by the United States Patent and Trademark Office. Someone skilled in the art
You will recognize that amino acids have a tendency to rearrange. For example,
14: 485-94 (1979) and as cited therein, As
p may rearrange to aspartimide and isoasparigine. These rolls
Position derivatives are included within the scope of the present invention. Amino acids are in the L-configuration unless otherwise specified.
It is a place.
As described above, the present invention provides a compound of formula (I):
[Where,
A is basically from amino acid residue 1 to amino acid residue 1 of the obesity protein or its analog.
It is a polypeptide consisting of up to 95 groups.
B is basically from amino acid residue 97 to amino acid residue 145 of this protein.
It is a composed polypeptide.
R1And RTwoIs independently H or with the sulfur to which it is attached
Form mixed disulfides.
Where R1And RTwoAre not both H]
The protein represented by is provided.
In a preferred embodiment, A is of the formula:
[In the array,
RThreeIs absent, Met, Met-RFourOr a leader sequence.
RFourIs any amino acid other than Pro.
Xaa at position 28 is Gln or absent.
Gln at position 4 is replaced with Glu if desired.
Gln at position 7 is replaced with Glu if desired.
Asn at position 22 is replaced with Gln or Asp if desired,
Thr at position 27 is substituted with Ala if desired.
Xaa at position 28 is replaced with Glu if desired,
Gln at position 34 is replaced with Glu if desired.
Met at position 54 may be methionine sulfoxide, Leu, Ile, Va if desired.
replacing with 1, Ala, or Gly;
Gln at position 56 is replaced with Glu if desired.
Gln at position 62 is replaced with Glu if desired.
Gln at position 63 is replaced with Glu if desired.
Met at position 68 may be methionine sulfoxide, Leu, Ile, Va if desired.
replacing with 1, Ala, or Gly;
Asn at position 72 is replaced with Gln, Glu or Asp if desired.
Gln at position 75 is replaced with Glu if desired.
Ser at position 77 is replaced with Ala if desired.
Asn at position 78 is replaced with Gln or Asp if desired;
Or
Replace Asn at position 82 with Gln or Asp if desired]
Is a polypeptide represented by
In another preferred embodiment, A is of the formula:
[In the sequence, Xaa at position 28 is Gln or absent.]
Including those which are the polypeptides represented by
In yet another preferred embodiment, B is of the formula:
[In the array,
His at position 97 can be Gln, Asn, Ala, Gly, Ser, or
Replace with Pro,
The 100th Trp is Ala, Glu, Asp, Asn, Met,
Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Le
replace with u
Ala at position 101 is Ser, Asn, Gly, His, Pro, Th if desired
replacing with r or Val,
Ser at position 102 is replaced with Arg if desired.
Gly at position 103 is replaced with Ala if desired.
Glu at position 105 is replaced with Gln if desired,
Thr at position 106 is replaced with Lys or Ser if desired.
Leu at position 107 is replaced with Pro if desired.
Replace Asp at position 108 with Glu if desired,
Gly at position 111 is substituted with Asp if desired.
Gly at position 118 is replaced with Leu if desired.
Gln at position 130 is replaced with Glu if desired.
Gln at position 134 is replaced with Glu if desired.
Met at position 136 may be methionine sulfoxide, Leu, Ile, Va if desired.
replacing with 1, Ala, or Gly;
Trp at position 138 is Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Il if desired
e, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu
Replace,
Or
Replace Gln at position 139 with Glu if desired]
And proteins that are polypeptides represented by
In another preferred embodiment, B has the formula:
[In the sequence, Trp at position 100 is Ala, Glu, Asp, Asn, Me if desired.
t, Ile, Phe, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or
Replace with Leu]
And proteins that are polypeptides represented by
One skilled in the art is aware of the production of obesity proteins or analogs thereof in prokaryotic expression systems.
In production, it is possible to express a protein having an N-terminal extension adduct at the N-terminus of the protein.
You will know what you need. This N-terminal extension can be added prior to administration if desired.
Cleavage from protein. Preferred N-terminal extensions are Met or Met-RFourAnd
Where RFourIs any of the amino acids except Pro.
The present invention also provides amino acid leader sequences that may be used for purification or other purposes.
Also included are proteins that include one or more, if desired, in A.
Most preferred leader sequences include:
(SEQ ID NO: 4) Gly-Ser-His-Met,
(SEQ ID NO: 5) Met-Gly-Ser-Ser-His-His-His-
His-His-His-Ser-Ser-Gly-Leu-Val-Pro-
Arg-Gly-Ser-His-Met,
(SEQ ID NO: 6) Leu-Glu-Lys-Arg-Glu-Ala-Glu-
Ala,
(SEQ ID NO: 7) Glu-Ala-Glu-Ala,
(SEQ ID NO: 8) Leu-Glu-Lys-Arg-,
(SEQ ID NO: 9) Met-Gly-Ser-Ser-His-His-His-
His-His-His-Ser-Ser-Gly-Leu-Val-Pro-
Arg-Gly-Ser-Pro,
and
(SEQ ID NO: 10) Gly-Ser-Pro-.
Such N-terminal extensions and / or leader sequences are essential features of the invention.
And does not affect novel properties.
The compounds of formula (I) are folding intermediates of biologically active obesity proteins.
You. Suitable obesity proteins include native sequences and, for example, Basinski et al.
U.S. Ser. No. 08 / 383,638, filed Feb. 6, 1995 and 1996
Formula (III) described in application No. 08 / 588,061 filed on Jan. 19,
Is an analog represented by Mouse and bovine sequences are described in Hansen M. et al. Hsi
ung and Dennis P. Smith, US filed May 19, 1995.
No. 08 / 445,305, which is incorporated herein by reference.
I do. The most preferred proteins of the present invention have the formula (III), SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 1
2, the proteins represented by SEQ ID NO: 13 and SEQ ID NO: 14.
(SEQ ID NO: 11)
[In the sequence, Xaa at position 28 is Gln or absent.]
(SEQ ID NO: 12)
(SEQ ID NO: 13)
[In the sequence, Xaa at position 28 is Gln or absent.]
Human obesity protein
(SEQ ID NO: 14)
[In the sequence, Xaa at position 28 is Gln or absent.]
Another preferred protein of the present invention is a protein represented by formula (III):
In that formula:
Replacing Gln at position 4 with Glu;
Replacing Gln at position 7 with Glu;
Replacing Asn at position 22 with Gln or Asp;
Substitution of Thr at position 27 with Ala,
Replacing Gln at position 28 with Glu;
Replacing Gln at position 34 with Glu;
Replacing Met at position 54 with methionine sulfoxide, Leu, or Ala;
Replacing Gln at position 56 with Glu;
Replacing Gln at position 62 with Glu;
Replacing Gln at position 63 with Glu;
Substitution of Met at position 68 with methionine sulfoxide or Leu;
Replacing Asn at position 72 with Gln or Asp;
Replacing Gln at position 75 with Glu;
Replacing Asn at position 78 with Gln or Asp;
Replacing Asn at position 82 with Gln or Asp;
Replacing Gln at position 130 with Glu;
Replacing Gln at position 134 with Glu;
Substitution of Met at position 136 with methionine sulfoxide, Leu, Ile;
Or
Replacing Gln at position 139 with Glu;
It was done.
Another preferred protein is a protein of formula (III),
In that formula,
Replacing Asn at position 22 with Glu or Asp;
Substitution of Thr at position 27 with Ala,
Replacing Met at position 54 with methionine sulfoxide, Leu, or Ala;
Substitution of Met at position 68 with methionine sulfoxide or Leu;
Replacing Asn at position 72 with Gln or Asp;
Replacing Asn at position 78 with Gln or Asp;
Replacing Asn at position 82 with Gln or Asp;
Or
Substitution of Met at position 136 with methionine sulfoxide, Leu, Ile;
It was done.
Still further additionally preferred proteins are proteins of formula (III),
In that formula,
Replacing Asn at position 22 with Gln or Asp;
Substitution of Thr at position 27 with Ala,
Replacing Met at position 54 with Leu or Ala;
Replacing Met at position 68 with Leu,
Replacing Asn at position 72 with Gln or Asp;
Replacing Asn at position 78 with Gln or Asp;
Replacing Asn at position 82 with Gln or Asp;
Or
Replacing Met at position 136 with Leu or Ile;
It was done.
Another preferred embodiment with the most significant advantages is the amino acid sequence of the protein of SEQ ID NO: 1.
From acid residue 97 to amino acid residue 111 and / or at amino acid residue 138
Specific substitution. This substitute has a markedly improved stability and offers superior therapeutics.
give. This specific protein is easier to formulate, pharmaceutically simple and precise,
Excellent delivery.
Thus, a preferred embodiment is of formula (IV): (SEQ ID NO: 1)
[In the array,
Xaa at position 28 is Gln or absent;
This protein has at least one substitution selected from the group consisting of:
Do:
His at position 97 is replaced with Gln, Asn, Ala, Gly, Ser or Pro.
Replacement,
Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Ph
e, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu,
Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or Ala at position 101
Replace with Val,
Replace Ser at position 102 with Arg,
Replace Gly at position 103 with Ala,
Replacing Glu at position 105 with Gln;
Replacing Thr at position 106 with Lys or Ser;
Leu at position 107 is replaced with Pro,
Replacing Asp at position 108 with Glu;
Replacing Gly at position 111 with Asp;
Or
138th Trp is Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Ph
e, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu]
Or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
A preferred protein has the formula (V): (SEQ ID NO: 15)
Or a pharmaceutically acceptable salt thereof, wherein the protein comprises the following:
Having at least one substitution selected from the group consisting of:
His at position 97 is replaced with Gln, Asn, Ala, Gly, Ser, or Pro.
Replace with
Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Ph
e, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu,
Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or Ala at position 101
Replace with Val,
Replace Ser at position 102 with Arg,
Replace Gly at position 103 with Ala,
Replacing Glu at position 105 with Gln;
Replacing Thr at position 106 with Lys or Ser;
Leu at position 107 is replaced with Pro,
Replacing Asp at position 108 with Glu;
Replacing Gly at position 111 with Asp;
Or
138th Trp is Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Ph
Replace with e, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu.
Further preferred proteins of formula (V) are:
His at position 97 is Gln, Asn, Ala, Gly, Ser, or Pro
Has been replaced by
100th Trp is Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Ph
e, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln or Leu,
Ala at position 101 is Ser, Asn, Gly, His, Pro, Thr or
Replaced with Val,
Glu at position 105 has been substituted with Gln;
Thr at position 106 has been replaced with Lys or Ser,
Leu at position 107 is replaced with Pro,
Asp at position 108 has been substituted with Glu;
Gly at position 111 has been substituted with Asp;
Or
Trp at position 138 is Ala, Glu, Asp, Asn, Met, Ile, Ph
e, Tyr, Ser, Thr, Gly, Gln, Val or Leu
ing.
Other suitable proteins of formula (V) are:
His at position 97 has been replaced with Ser or Pro;
100th Trp is Ala, Gly, Gln, Val, Ile, or Leu
Has been replaced by
Ala at position 101 is replaced with Thr,
Or
The Trp at position 138 is Ala, Ile, Gly, Gln, Val, or Leu
Has been replaced by
Yet another preferred protein of formula (V) is:
His at position 97 has been replaced with Ser or Pro;
Trp at position 100 has been replaced with Ala, Gln, or Leu;
Ala at position 101 is replaced with Thr,
Or
Trp at position 138 is replaced with Gln.
The most preferred species of formula (V) include the species of SEQ ID NOs: 16 and 17.
(SEQ ID NO: 16)
(SEQ ID NO: 17)
The most notable advantage is that the present invention relates to the binding of an obesity protein to a biologically active protein conformation.
Provide intermediates that induce very efficient conversion. Therefore, the intermediate of the present invention is produced.
By doing so, the tertiary structure of the biologically active protein is first formed. In this way
Almost quantitative conversion of disulfide bonds is possible. SS link dimer or
Other multimer formation is reduced.
The proteins of the invention can be obtained by recombinant DNA technology or, for example, in liquid or solid phase.
Semi-synthetic starting from peptide synthesis or protein fragments and combined via normal liquid phase methods
It is prepared by well-known chemical procedures. Formula (III) or sequence
The protein represented by No. 11, 12, 13, or 14 is prepared by recombinant synthesis
Is preferred.
If a high yield is desired, the recombinant method is preferred. The basic process of recombinant protein production
Includes the following steps:
a) a synthetic or semi-synthetic (or isolated from natural source) D encoding the protein
Construction of NA,
b) in a manner suitable for expression of the protein as a single protein or a fusion protein
Integration of the coding sequence into an expression vector,
c) transforming a suitable prokaryotic host cell with the expression vector, and
d) Recovery and purification of the recombinantly produced protein.a. Gene construction
Synthetic genes whose transcription and translation in vitro or in vivo cause protein production
May be constructed with techniques well known in the art. Natural reduction of genetic code
Due to the weight, skilled professionals have a large but limited number of encoding this protein.
Will be recognized. In a preferred implementation of the invention,
Synthesis is achieved with recombinant DNA technology.
Synthetic gene construction methodologies are well known in the art. For example, Brown
(1979), Methods in Enzymology, Acad
emic Press, NY, 68: 109-151. Synthetic protein
The DNA sequence corresponding to the gene can be obtained, for example, from Applied Biosystems.
380A or 380B DNA synthesizer (Applied Biosystem)
ems, 850 Lincoln Center Drive Foster City, CA 94404
And can be prepared using a conventional DNA synthesizer.
For some applications, controlled excision of signal peptides from fusion protein constructs
A convenient protease-sensitive cleavage site to facilitate
It is desirable to modify the protein coding sequence so that it is inserted between
There are good things. Has a known sequence, eg, M13 primer mutagenesis
Techniques for making substitution mutations at predetermined sites in DNA are well known. This anti-obesity
Mutations induced in the DNA encoding the protein may cause the sequence to go out of reading frame.
Create complementary regions that may not create secondary mRNA structures
Those that do not are preferred. DeBoer et al., EP 75444A (198
3 years).
Gene encoding this protein is prepared using polymerase chain reaction (PCR)
May be. The template is a cDNA library (CLONETECH or STR
Can be purchased from ATAGENE), but with mRNA isolated from human adipose tissue
Is also good. The strategy is described in the art by Maniatis et al., "Molecular cloning:
Laboratory Handbook (Molecular Cloning: A Laboratory)
・
Manual) ", Cold Spring Harbor Press, C
old Spring Harbor Laboratory, Cold Sp
Well-known as ring Harbor, New York (1989)
.b. Direct expression of fusion proteins
The obesity protein can be a direct expression or a fusion protein containing the protein.
Alternatively, enzymatic or chemical cleavage may be performed after production. Feature polypeptides
Cleavage at a fixed site for digestion, or at the amino terminus of the peptide chain (eg, diamine
Nopeptidase) or various peptidases that cleave from the carboxy terminus (eg,
For example, trypsin) is known. In addition, special chemicals (eg
Anogen bromide) cleaves a polypeptide chain at a specific site. Skilled professional
The house uses the amino acid sequence (and recombination tools) to introduce a site-specific internal cleavage site.
The necessary modifications to the synthetic or semi-synthetic coding sequence (if applicable)
Will be. For example, “Protein Purification: From Molecular Mechanism to Mass Production (Prote
in ・ Purification: From ・ Molecular ・ Mecha
nisms to large, scale, processes) "
Academic Society, Washington, DC (1990), Chapter 13, Carter, P .; ,fusion
Site-specific proteolysis of proteins (Site, Specific, Proteol)
sisis of Fusion Protein).c. Vector construction
Construction of suitable vectors containing the desired coding and control sequences is standard.
Adopt connection technology. Separated plasmid or DNA fragment with restriction enzymes
Digest, tailor and ligate to form the required plasmid.
Any of a number of suitable recombinant DNA expression vectors for translation into the desired protein
Insert a synthetic DNA sequence processed using an appropriate restriction endonuclease.
Synthetic coding sequence designed to have restriction endonuclease sites at both ends of the transcript
To facilitate separation from the expression plasmid and insertion into the amplification plasmid. Separation
The cDNA coding sequence can be used to obtain the desired clone by techniques well known in the art.
Use of synthetic linkers to facilitate insertion of this sequence into the
Can be easily modified by The specific endonuclease to be adopted is the parental expression to be adopted
Governed by the restriction endonuclease cleavage pattern of the vector. Restriction site
In the selection, make sure that the coding sequence together with the control sequence is oriented in the correct direction.
To achieve in-frame reading and protein expression.
Generally contains promoter and control sequences from a species compatible with the host cell
Use a plasmid vector. Usually, this vector contains the replication site and
It has a marker sequence that can confer phenotypic selection on the transformed cells. example
For example, E. coli typically uses pBR322, a plasmid derived from an E. coli species.
(Bolivar et al., Gene, 2:95 (1977)).
Year)). Plasmid pBR322 contains the ampicillin resistance gene and tetracycline.
It contains a phosphorus resistance gene and provides easy means for identifying transformed cells. This pBR
The 322 plasmid or other microbial plasmid is commonly used in recombinant DNA technology.
Contains or contains the promoter and other regulatory elements used
Must be modified to
The desired coding sequence is a promoter and ribosome binding that function in the host cell
Insert into the expression vector in the correct orientation for transcription and translation from both sites. Heel
Examples of such expression vectors are described in Belagaje et al., US Pat. No. 5,304,493.
Plasmid, the teachings of which are incorporated by reference. US Patent 530
The gene encoding ACB proinsulin described in No. 4493 is a restriction enzyme.
Plasmid pRB182 can be removed with the elements NdeI and BamHI. The present invention
Is a NdeI / BamHI restriction fragment of the plasmid backbone.
Can be inserted into a cassette.d. Prokaryotic expression
Generally, prokaryote-based DNA sequences are used to construct vectors useful in the present invention.
Clone. For example, E. coli K12 strain 294 (ATCC 31446)
Especially useful. Other microbial strains that can be used include E. coli B and E. coli X17.
76 strains (ATCC 31537). These examples are merely illustrative and are not limiting.
is not.
Prokaryotes are also used for expression of recombinant proteins. The above strain and E. coli
W3110 strain (prototrophic strain, ATCC 27325), Bacillus species such as Bacillus subtilis,
And other Salmonella typhimurium or Serratia marcescens
Such enteric bacteria and various Pseudomonas species may also be utilized. Prokaryotic host
Suitable promoters for use in the present invention include the β-lactamase promoter system
(Vector pGX2907 [ATCC39344] contains the replicon and β-lac
Lactose promoter system (containing the tamase gene), Chang et al.
atature, 275: 615 (1978); Goeddel et al., Nat.
ure, 281: 544 (1979)), alkaline phosphatase, bird
Putfan (trp) promoter system (vector pATH1 [ATCC3
7695] is an open reading frame as a trpE fusion protein under the control of the trp promoter.
(Designed to promote expression) and, for example, the tac promoter (pro
(Such as Rasmid pDR540, which can be separated from ATCC 37282).
Includes double promoter. However, the nucleotide sequence is generally unknown.
Linking DNA encoding the protein to another functional bacterial promoter
Skilled in the art to connect with an adapter and supply the necessary restriction sites
Will be able to do so. DNA encoding proteins for promoters used in bacterial systems
An operably linked Shine-Dalgarno sequence may be included.
The following preparation examples are provided to further illustrate the methods for preparing the proteins described herein.
Is what you do.
Production Example 1
DN encoding the protein of SEQ ID NO: 14 with N-terminal extension Met-Arg
The A sequence was prepared using a standard PCR method. Forward primer (5'-GG
GG CAT ATG AGG GTA CCT ATC CAG AAAG
TC CAG GAT GAC AC, SEQ ID NO: 18) and reverse primer
(5'-GG GG GGATC CTA TTA GCA CCC GGG
AGA CAG GTC CAG CTG CCA CAA CAT, SEQ ID NO:
19) using human mast cell library (purchased from CLONETECH)
Was amplified. This PCR product is used for PCR / Script (ST
(Available from RATAGENE) and sequenced.
Production example 2 Vector construction
Plasmids containing the DNA sequence encoding the desired protein were cloned into NdeI and Ba
Construct including the mHI restriction site. Plus with cloned PCR product
The mid is digested with NdeI and BamHI restriction enzymes. Small ~ 450 bp fragment
Was purified by gel purification to remove the sequence encoding ACB proinsulin.
Ligation to pRB182. The ligation product E. coli DH10B (GIBCO-
(Purchasable from BRL) and add 10 μg / mL tetracycline
Analyze colonies growing on tryptone-yeast (DIFCO) plates
You. Plasmid DNA was isolated, digested with NdeI and BamHI and the resulting
The fragments are separated by agarose gel electrophoresis. The expected ~ 450 bp NdeI and
Save the plasmid containing the BamHI restriction site fragment. E. FIG. coli ・ B ・ BL
21 (DE3) (available from NOVOGEN) for this protein production culture
Transform with a suitable second expression plasmid.
Techniques for transforming cells with the above vectors are well known in the art,
See, for example, Maniatis et al. (1988) "Molecular Cloning: Laboratory Handbook.
(Molecular Cloning: A Laboratory Manu)
al) ", Cold Spring Harbor Laboratory, C
old Spring Harbor Press, Cold Spring
Harbor, New York or "The latest protocol in molecular biology (C
current ・ Protocols ・ in ・ Molecular ・ Biolog
y)
(1989) and its supplements. This specification
Used in a preferred implementation of the invention as exemplified in For transformation of E. coli cells
Related techniques are well-known in the art. The transformed E. coli coli cells
The precise conditions for culturing E. coli are employed. E. coli host cell line and expression or
Depends on the nature of the roning vector. For example, c1857 temperature inducible lambda
Temperature-inducible promoters such as the
The vector into which the translator region has been introduced is used at about 30 ° C. to induce protein synthesis.
A temperature shift to 40 ° C is required.
In a preferred embodiment of the present invention, E. coli. E. coli / K12 / RV308 cells as host cells
Although not limited to this, for example, E. coli K1
2. L201, L687, L693, L507, L640, L641, L695
, L814 (E. coli B) can also be employed.
Then, under the selective pressure of the antibiotic corresponding to the resistance gene present in the expression plasmid,
Apply the transformed host cells to a suitable medium. Suitable for the next host cell line
Incubate the culture at the time and temperature.
When expressed in high-level bacterial expression systems, proteins aggregate and overexpressed proteins
It often forms granules or inclusions containing high concentrations. Gierash and K
ing, Kre in "Protein Folding"
U.S.A., American Association, for the the
Advancement of Science Publication, No.
89-18S, Washington, DC. Denaturant at a sufficient concentration to solubilize proteins
PH from about 7 to about pH 12, preferably with about 6M to 8M urea, more preferably
Preferably, the inclusion bodies containing the obesity protein are solubilized at a pH of from 8 to 12. Most
Also preferably, the inclusion body is solubilized in about 6 M to 7 M urea at a pH of about 8 to 10.
. The desired protein concentration is from about 0.1 mg / mL to the dissolution of the protein in the solution.
Degree, more preferably 0.1 to 50 mg / mL, most preferably 0.5 mg / mL
/ ML to 5.0 mg / mL. Under these conditions, the protein denatures. Strange
Stable protein molecules regain their native conformation when regenerated under carefully controlled conditions.
Profit
I do. However, regeneration to the biologically active conformation is not a quantitative process,
Numerous non-functional species and conformations of the molecule may form. The present invention
To provide key intermediates in
Intermediates of the present invention comprise from about 1 mM to 100 mM, preferably 1 mM to 20 mM,
Most preferably, it is prepared by adding 1 mM to 10 mM of a thiol reducing agent.
Build. This thiol-type reducing agent contains free-SH which can activate disulfide exchange.
And preferably cysteine, cystamine, BME and others. Suitable thio
Reagents are cysteine and cysteamine. The intermediate of the present invention can be prepared from about 1 minute.
Generates in 24 hours. This intermediate may be used for filtration, chromatography, or other
It can be purified by usual methods. This intermediate has the correct tertiary structure (conventional conformation)
This intermediate can be used as a biologically active therapeutic agent,
Would also show benefits for starting. However, this intermediate has the formula III
Preferably, it is converted to a biologically active protein.
Most unexpectedly, the conversion of this intermediate into a biologically active protein is extremely
Efficient, little or no sedimentation of aggregated protein, covalent dimer
Or the formation of higher multimers was minimal. Due to mixed disulfide formation
Disulfide by protection of cysteine residues and formation of intermediates
The formation of a tertiary structure which is almost independent of the bond formation becomes possible. This condition is
Works favorably on the formation of intramolecular disulfide bonds in the acidic monomeric protein. In solution
Dilute this intermediate by reducing the concentration of all reducing reagents and denaturant.
A sulfide bond is formed to convert to a biologically active protein of Formula II.
Reduction of thiols and denaturants can be achieved by dilution, dialysis, diafiltration or other art
May be performed by a technique recognized in. Preferably, the solubilization of the inclusion body
After formation of the intermediate, the solution was adjusted to a protein concentration of about 0.05 mg / mL to about 5.0 mg / mL.
mL and thiol from about 1 mM to 20 mM, then dialyzed or dialyzed
Overtake. Preferably, the buffer used for dialysis or diafiltration is PBS (about 5 m
M to about 10 mM phosphate and 50 mM to 500 mM NaCl phosphate buffered diet
Salt water), the pH is about 7.0 to 12.0, more preferably 7.5 to 9.0.
Other suitable buffers include, but are not limited to, 4- (2-hydro
(Xyethyl) -1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES), or Tris
(Hydroxymethyl) aminomethane (TRIS). Preferably, thiol
The concentration of reducing and denaturing agents is relative to PBS or about 5 mM to 10 mM TRIS.
Decrease by diafiltration or dialysis.
Conversion of this intermediate to the biologically active conformation is the most significant advantage.
Close to quantitative conversion. Thus, by going through this intermediate, the organism of formula II
Biologically active protein is produced in high yield. In the formation of this intermediate, directly from the free SH
Folding can be performed at a higher protein concentration than the performed folding. The preferred range is
0.05 to 5 mg / mL, preferably 0.1 to 3 mg / mL, most preferably
Is from 1.0 to 2 mg / mL. Folding at high concentration is low volume (small tank)
And reduced downstream operation. This fold is glycerin for preventing protein aggregation.
Alternatively, it may be carried out in the absence of other added reagents. Such reagents, especially glycemic
Phosphorus must be removed in downstream purification, so fold in the absence of this reagent.
The ability to fold is a significant advantage in mass production.
Thus, by working through this intermediate, the present invention provides a compound of formula II
It further provides an efficient method for producing proteins. That is:
(A) a denaturant at a concentration sufficient to solubilize the protein;
Thiol reducing reagent with a pH of about 7 to about 12 and a concentration of 1 mM to 100 mM
Solubilizing the obesity protein inclusion bodies in a solution comprising:
(B) reducing the concentration of thiol and denaturing agent in this solution to form a disulfide bond
Forming a
Consists of
Preferably, about 6 to 8 M-urea and about 3 to 7 mM-cysteine added 8 m
M to 12 mM in Tris buffer, pH about 8 to 12, more preferably about pH 12
At 8 to 10, the inclusion body is added and solubilized. Under these conditions the mixed disulfide intermediate
Formed and, if desired, purified by filtration and / or chromatography.
You. A notable advantage is that the efficiency of the formation of a single intrachain disulfide from this intermediate is dilute,
It is increased by diafiltration or the addition of a thiol reducing reagent before dialysis.
Preferably overequivalent thiol-preferably 1 to 6000 fold, more preferably
Is added in a 3- to 6000-fold excess. Most preferably, 5 mM thiol,
Preferably, cysteine is added.
After conversion to a biologically active protein, the protein is removed from the reaction mixture, e.g.
On-exchange chromatography, size exclusion chromatography, reversed-phase chromatography
Purify by art-recognized techniques such as Raffy and others.
The intermediate of formula (I) is stable in the presence or absence of a denaturing agent. this
The intermediate is soluble in PBS, suggesting the formation of the correct tertiary structure. If desired
This intermediate can be used for size exclusion chromatography, ion exchange,
Purification may be by techniques known in the art, including luffy. In this
Intercalation was characterized by HPLC. FIG. 1 shows a chromatogram of a typical intermediate of the present invention.
Shown in Furthermore, this intermediate is SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate).
-Polyacrylamide gel electrophoresis) migrates slower than biologically active proteins
Confirmed as molecular species.
The following examples are provided to further illustrate the invention described herein.
It should not be understood that the scope of the present invention consists solely of the following examples.
Comparative Example 1
A protein represented by SEQ ID NO: 14, wherein Xaa at position 28 is Gln;
Those with Met-Arg-N-terminal extensions were produced as granules (inclusion bodies).
The granules were separated by standard procedures using fractional centrifugation. Granules
6M-guanidine HCl, 10 mM-sodium acetate (pH 5.0), 1 mM-
Solubilized in DTT at room temperature for 1 hour. The mixed disulfide of the present invention can be used under these conditions.
Could not be detected. The cysteine of the obesity protein is protonated under these conditions.
(-SH) is formed. Clarify the dissolved protein by centrifugation, mix well.
While 20% glycerin, 5 mM-sodium acetate (pH 5.0), 5 mM-C
aClTwoTo a final protein concentration of 0.025 mg / mL with a dilution factor of 1: 150
0) The regeneration of the protein solution which became transparent by the above procedure was started. This solution is diluted
Immediately after the release, it became cloudy and protein aggregation was observed. Mix the diluted protein solution at room temperature for 8 hours.
After standing without matching, the pH of the solution was adjusted to 8.68 by adding solid Tris base to 10 mM.
Raised. The solution was clarified by centrifugation and subjected to SDS-PAGE under non-reducing conditions.
Analyzed by reverse phase HPLC and ESI-mass spectrometry. Analysis results show that this protein
Shows a total recovery of 68%, of which 7% is a covalent dimer,
63% protein was recovered and 32% protein was lost.
Comparative Example 2
A protein represented by SEQ ID NO: 14, wherein Xaa at position 28 is Gln;
Those with Met-Arg-N-terminal extensions were produced as granules (inclusion bodies).
The granules were separated by standard procedures using fractional centrifugation. Granules
6M-guanidine HCl, 10 mM sodium acetate (pH 4.5), 1 mM-
DTT was solubilized at a protein concentration of 1.3 mg / mL at room temperature for 1 hour. The blend of the present invention
No combined disulfide was detectable under these conditions. Cysteine under these conditions
Protonated to form (-SH).
Clarify the solubilized protein by centrifugation and mix well with 20% glycerol.
Phosphorus, 20 mM Tris (pH 8.4), 2.5 mM CaClTwoAt the final protein concentration
Diluted to 0.025mg / mL (dilution ratio 1:55)
The regeneration of the no longer protein solution was started. Do not mix the diluted protein solution for 18 hours at room temperature
Left. The solution was clarified by centrifugation and subjected to SDS-PAGE under non-reducing conditions.
Analyzed by reverse phase HPLC and ESI-mass spectrometry. Analysis results show that this protein
Shows a total recovery of quality> 95%, of which 16% are covalent dimers,
80% of the monomeric protein was recovered.
Example 1
A protein represented by SEQ ID NO: 14, wherein Xaa at position 28 is Gln;
Those with Met-Arg-N-terminal extensions were produced as granules (inclusion bodies).
The granules were separated by standard procedures using fractional centrifugation. Granules
Protein concentration in 8M-urea, 10mM-Tris (pH 8.0), 5mM-cysteine
Solubilized at a concentration of 0.1 mg / mL. Dialysis of this protein solution against PBS
To remove excess denaturant and cysteine. Centrifuge the solution
SDS-PAGE, reverse phase HPLC, and ESI-mass for clear, non-reducing conditions
Analyzed by analysis. The analysis results showed that the recovery of this protein was> 95%, of which
<1% was a covalent dimer, and a total recovery of monomer protein of 94% was obtained.
Example 2
A protein represented by SEQ ID NO: 11, wherein Xaa at position 28 is Gln;
Those with Met-Asp-N-terminal extensions were produced as granules (inclusion bodies).
Granules were separated by standard procedures using differential centrifugation. This granule
It was used as a starting material for the following purification. The granules were treated with buffer A (8 M-urea, 10 mM Tris
(PH 8.0), 5mM-cysteine, and suspended at a high concentration (40mg).
(To protein / mL). Centrifuge the solubilized protein or
Was clarified by filtration. This protein is doubletd on a non-reducing SDS-PAGE gel.
Band as a single band on a reducing SDS-PAGE gel.
Was. This is a system of a certain amount of protein and buffer with internal disulfide bonds.
Protein with cysteine residues present as mixed disulfides with ynes
Attributed to the presence of This protein is first subjected to DEAE anion exchange in the presence of buffer A.
Purified by chromatography. 0.250 m protein bound to DEAE resin
Eluted with a NaCl gradient up to M. Most fractions were analyzed by non-reducing SDS-PAGE analysis of each fraction.
It was found that any contaminating protein was present at the tip of the main Ob peak. DEAE
Conservative collection of fractions yielded relatively pure Ob protein for regeneration. This protein in PBS
Initiate refolding of this protein by diluting the protein to 0.1 mg / mL
Was.
This example was performed using denaturing agent and thiol by dilution in buffer A and dialysis against PBS.
This was repeated by removal of the tool. After dialysis, the protein remains soluble and non-reducing SDS-P
AGE showed a single band. When this protein is reduced, it is slightly reduced by SDS-PAGE.
Shows a single band with very slow mobility and complete disulfide bonds during regeneration
It shows that it was formed in. Final protein purification is size exclusion chromatography
(Superdex 75 column, PBS) and purified Ob protein is SDS
-Migrated as a single band on PAGE and single N-terminal by ESI-mass spectrometry
It was confirmed to have a terminal amino acid sequence.
Example 3
The protein represented by SEQ ID NO: 12 was produced by a method similar to that of Example 1.
Example 4
The protein represented by SEQ ID NO: 13 was produced by a method similar to that of Example 1.
Example 5
Partially purified protein represented by SEQ ID NO: 14 and having Met-Asp-N-terminal extension
At 4 ° C. in 8 M urea, 10 mM Tris, 5 mM cysteine, pH 8.0
Incubation for 48 hours resulted in a mixture of each type of this protein. Non-reducing
SDS-PAGE shows that about half of the proteins have internal disulfide bonds and the other half
Indicated that they do not have. This protein solution is separated with sulfhydryl reagent DTNB.
Upon analysis, no free sulfhydryl was present in the solution. This is the solution in the solution.
2 shows that stain formed mixed disulfide with cysteine of the Ob protein.
Thus, the folding intermediate to the biologically active Ob protein was captured.
A predetermined amount of this solution was diluted to 0.1 mg / mL with PBS. The second predetermined amount is 2
The mixture was diluted to 0.1 mg / mL with PBS containing 0 mM-DTT. 100 of both diluted samples
Dialysis was performed for 24 hours against a 00-fold excess of PBS. Non-reducing each sample following dialysis
Analysis was performed by SDS-PAGE. Samples diluted in PBS have internal disulfide bonds.
Ob protein with and without an internal disulfide bond (soluble intermediate
Body). Samples diluted in PBS / DTT have internal disulfide bonds
Contained only the Ob protein.
Once formed, the mixed disulfide between the Ob protein and cysteine is a denaturant
It was stable after removal. This mixed disulfide Ob protein is soluble in PBS
To suggest the formation of a correct secondary structure. When thiol reagent is added in excess,
The sulfide exchange is stimulated, and the thiol reagent gradually disengages to form internal disulfide bonds.
The formation of an Ob molecule is advantageous.
Example 6
A protein represented by the formula (III) (SEQ ID NO: 1), wherein Xaa at position 28 is G:
ln, the Trp at position 100 is replaced with Glu, and the Met-Arg-N-terminal
Those with extensions were produced as granules (inclusion bodies). Separate the granules by centrifugation
Separated by standard procedures using. Starting the granules for the following purification
Material. This inclusion body was treated with 8M-urea, 10mM-Tris (pH 8.0), 5m
Solubilized in M-cysteine and mixed disulfide protein was subjected to anion exchange chromatography.
Purified by luffy. Incubate the purified protein with buffer A for 48 hours at 4 ° C.
Was done. Cysteine is a mixed disulfide (R1= SCHTwoC (COOH) (N
HTwo)) Was confirmed by 0.1 M Tris containing 10 mM DTNB, p
Performed using H8 (value measured in the absence of free-SH). Of solubilized protein
Regeneration was carried out by using 0.1 M / urea of this protein at 8 M-urea, 10 mM Tris, pH 8.0.
Diluted to mL and started with dialysis against PBS. 24 hours later, 1 mL of sample is
18. 30-70% linear CH from HPLCThreeElution was with a CN gradient of 1 mL / min.
Pipes that migrate as two separate bands on a SDS-PAGE gel in non-reducing buffer
Two stakes were collected. Peaks that elute earlier move slower on SDS-PAGE,
That E is the expected mass of the mixed disulfide-containing intermediate of the present invention.
Confirmed by SI-mass spectrometry. Late eluting peaks move faster by SDS-PAGE
did. Confirm the expected mass of the intrachain disulfide-containing protein represented by Formula II.
Was. The results of this analysis indicate that the protein was converted to a disulfide-containing protein before the
It was confirmed that a mixed disulfide intermediate had formed.
Example 7
A protein represented by the formula (III) (SEQ ID NO: 1), wherein Xaa at position 28 is G:
ln, the Trp at position 100 is replaced with Glu, and the Met-Arg-N-terminal
Those with extensions were produced as granules (inclusion bodies). Separate the granules by centrifugation
Separated by standard procedures using. Starting the granules for the following purification
Material. The granules were treated with 8M-urea, 10mM-Tris (pH 8.0), 5m
Solubilized in M-cysteine. This protein was diluted to 0.1 mg / mL and
Dialysis against S to remove excess denaturants and cysteine to initiate protein regeneration
Started.
Example 8
A protein represented by the formula (III) (SEQ ID NO: 1), wherein Xaa at position 28 is G:
ln, the Trp at position 100 is replaced with Ala, and the Met-Arg-N-terminal
Those with extensions were produced as granules (inclusion bodies). Separate the granules by centrifugation
Separated by standard procedures using. Starting the granules for the following purification
Material. The granules were treated with 8M-urea, 10mM-Tris (pH 8.0), 5m
Suspended in M-cysteine. Dilute this protein to 0.1 mg / mL and add PBS
By removing excess denaturants and cysteine by dialysis against
Started playing.
The N-terminal Met-Arg dipeptide is dipeptidyl aminopeptidase (dD
(AP) was removed by an art-recognized technique. This protein
Was purified by cation exchange chromatography.
Example 9
A protein represented by the formula (III) (SEQ ID NO: 1), wherein Xaa at position 28 is G:
ln, the Trp at position 100 is replaced with Ala, and the Met-Arg-N-terminal
Those with extensions were produced as granules (inclusion bodies). Separate the granules by centrifugation
Using standard procedures. The starting material for the following purification is
Fee. The granules were treated with 10 mM glucose with addition of 7 M urea and 5 mM cysteine.
The squirrel was solubilized by the addition of about pH 8.0. Filter solubilized sample to clear
I made it. Under these conditions, the cysteine residues of this protein were reduced and
As a combination with what resulted in mixed disulfides. Dissolve in urea
7M-urea, 10 mM-Tris, 5 mM-cysteine
In a pH of about 8, a Big Bead Q-Sepharose column (Pharmac
ia ・ Fine ・ Chemicals) Anion exchange chromatography
Made. The product was eluted with a linear NaCl gradient. Anion exchange purified intermediate
The pH was adjusted to about 9 by adding cysteine. This intermediate is then treated with 7M-urea
Diluted to about 2 mg / mL. Folding and intra-chain disulfide bond formation are p
Urea and cis using membrane ultrafiltration / membrane diafiltration against 10 mM Tris with about 9 H
The removal of the tein was performed. Nominal 10,000 dalton molecular weight cut-off ultrafiltration membrane
Was used. The N-terminal Met-Arg dipeptide is an art-recognized technique.
It was surgically removed using dipeptidyl diaminopeptidase (dDAP).
The protein is administered at a dose between about 1 and 1000 μg / kg. Suitable dose
Is from about 10 to 100 μg / kg of active compound. A typical day for adults
Dosages are from about 0.5 to 100 mg. In performing this method, the expression
The compounds of formula (I) can be administered once or multiple times daily. Long-term dosing regimen
Sometimes it is necessary. The dose per dose or the total dose is determined by the physician.
For example, the nature and severity of the disease, the patient's age and general health
And the compound's tolerance to the compound.
The foregoing has described the principles, preferred embodiments and modes of operation of the present invention. However
These descriptions are for illustrative purposes but not for limiting purposes.
It is not to be understood that the invention for which protection is sought is limited by the particular type of disclosure.
Various modifications and alterations may be made by one skilled in the art without departing from the essence of the invention.
Is what you can do.
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 FI
C07K 14/47 ZNA C07K 14/47 ZNA
C12P 21/02 C12P 21/02 C
//(C12P 21/02
C12R 1:19)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S
Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD
,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ
,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ,
DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I
L,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK
,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,
MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,R
U,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR
,TT,UA,UG,US,UZ,VN──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI C07K 14/47 ZNA C07K 14/47 ZNA C12P 21/02 C12P 21/02 C // (C12P 21/02 C12R 1:19) ( 81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, SZ, UG), UA (AM, AZ, BY, KG, KZ) , MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, G B, GE, HU, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ , PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN