JPH01502640A - ウシ成長ホルモン類似体 - Google Patents
ウシ成長ホルモン類似体Info
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- JPH01502640A JPH01502640A JP63503958A JP50395888A JPH01502640A JP H01502640 A JPH01502640 A JP H01502640A JP 63503958 A JP63503958 A JP 63503958A JP 50395888 A JP50395888 A JP 50395888A JP H01502640 A JPH01502640 A JP H01502640A
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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】
シ ホルモン
本発明は1987年3月12日付第024.838号明細書の一部継続出願であ
る。
i量
本発明は成る種のウシ成長ホルモン類似体に関する。特に本発明は、天然ウシ成
長ホルモンのアミノ酸配列の33番から39番にある1つ以上の残基が欠失して
いる、組換え生産される成る種のウシ成長ホルモン類似体に関する。更に本発明
は上記類似体を含有する組成物及びこのような化合物及び組成物の使用に関する
。
正常な哺乳動物の下垂体は成長ホルモン(”GH”)と称される物質を産生して
血流中に分泌する。ヒト(hGB’″)、ウシ(′″bGB”)及びブタ(”p
GB”)成長ホルモンのアミノ酸配列は類似である(Dayhoff、At1a
s of Protein Se uenee andStructure、V
olume 5.Supplement 6.National Biomed
icalResearch Foundation、ワシントン、120−12
1(1976) ;及びSeeburg et al、、DNA、i、37−4
5(1983)参照)、サケ成長ホルモン(”8にH”)のアミノ酸及びヌクレ
オチド配列も公知である(Sekine et al、、Proc、Nat’1
.^cad、5ciuS^、82.4306−4310(1985)1)照)こ
れらの成長ホルモンの中でも高度な相同性を示すbGH,hにB、 pにII及
びsGBの配列を整列させると、非常に保存された成る領域を同定することがで
きる(例えばD * y h o f f 、uツ*及び5ekine et
ml、、鮎見■會照)。
少なくともL!料μで成長ホルモンは、アミノ酸からタンパク質を構成したり、
投与に際して血漿中のグルコースを一時低下させたり、一時低下させた後に次第
に血漿中のグルコースを増加させたり、脂肪を脂肪酸に分解したりするのを促進
する。成長ホルモンと関係するこれらの作用はそれぞれ、成長促進作用(例えば
体重増加)、インシュリン節約作用(inst+Iin−sparing)、糖
尿病誘発作用及び脂肪分解作用と称される。抗脂肪分解作用も報告されているが
、これは該ホルモンのインシュリンのような活性の一つの局面であると思料され
る(Goodmat+Jetibo1ism、19,849−855(197G
))。
更に、成長ホルモンは構造において泌乳刺激ホルモンに類似であって、同様の作
用を誘発できる0例えば、ヒト成長ホルモンはヒト胎盤性ラクトゲンとはその残
基の約15%が興なる(Millis et al、、Growth Horm
one and Re1ated$、Pecile et ml、、eds、、
Excerpta 14edica、アムステルアム、1−13(197B))
、ヒト成長ホルモンはヒト10ラクチントハその残基の約25%が異なる(Wa
llis et al、、拙ツ)。
bGH若しくは組換えbca (”rbl;II”)を皮下注射をするとウシ、
ヤギ及びヒツジではミルクの出がよくなる(Eppaird et al。
、J、Dair Sci、、68.1109−1115(1985);Bau@
an et al、。
J、Dair Sci、、68.1352−1362(1985);Hart、
Proc Nutr、Soc、。
42.181−194(1983) :及びHart et al、、Bioc
hem、J、、218.573−581(1984)参照)。
下垂体から成長ホルモンを単離させるには、該ホルモンの産生に関係する下垂体
細胞を溶解す番、シかし、細胞を溶解すると、天然下垂体成長ホルモンの少なく
とも一部をフラグメントに切断し得るタンパク質分解酵素(プロテアーゼ)が遊
離する。更に、一旦血流中に分泌されると天然下垂体成長ホルモンは、天然下垂
体ホルモンを同じ若しくは異なるフラグメントに切断し得るプロテアーゼに暴露
される。成長ホルモンフラグメントの研究における主な調査領域は、天然成長ホ
ルモン若しくはそのフラグメント又はその両方が、抽出された成長ホルモン又は
血流中で循環する成長ホルモンと関係する作用を起こすかどうかの決定に係って
いる。この点について言えば、リシン若しくはアルギニン残基を化学的に修飾す
ることによって、プロテアーゼトリプシンによる消化に対する耐性を与えられた
ヒト成長ホルモンの類似体は、希釈されているとは言え、著しい成長促進性、糖
尿病誘発性及びインシュリンのような活性を所持することに留意されたい(Ca
meron et al、。
Biocbi−、Bio b s、^eta、254−260(1985))、
Lかし、天然成長ホルモン分子の個々の部分(”ドメイン“)は成長ホルモン
のいずれかの作用の要因となると考えられている。天然成長ホルモンの作用につ
いての要因がこのように局所的に特徴付けられるならば、タンパク質合成、イン
シュリン節約、糖尿病誘発及び脂肪分解の各作用を選択的に入れ代えたフラグメ
ント及び類似体を産生ずることができる。
本明細書では、ウシ成長ホルモンのフラグメント若しくは類似体に存在するアミ
ノ酸残基の位置を、対応する天然ウシ成長ホルモンにおいて同じ位置に見られる
残基の存在を数字で示し且つ欠失部分をコンマで示した下付き文字で同定する0
例えば、天然ウシ成長ホルモンはbGH+−+*+と表す。
下垂体から単離することができてbに[1−2t、y−+s+に対応するhGH
(22,Gooドルトン)の20.Gooドルトン変異体(”20に″)は下垂
体を切除したラットにおいて成長を促進するが、イヌにおいては血糖もインシュ
リンも上昇させず、in viv。
若しくはin vitroのインシュリン節約作用も脂肪分解作用も示さず、h
CHのラジオイムノアッセイにおいてはhCH自体よりも反応性が低い(Lew
is et al、、J、Biol、Chem、、253゜2679−2687
(197B);Frigeri et al、、Bioehem、Bio b
s、Res。
Commun、、91.フッ8−782(1979):Lewis et al
、、Biochem。
Bio h s、Res、commun、、92,511−516(1980)
;Lewis et al、。
Endocr 、Res 、Commun 、 、 8 、155−164 (
1981))、このhcnの20に変異体は転写後修飾の産物である(Lewi
s et al、、Biochem。
bio h s、Res、commun、、加…)、 20に変異体は、三量化
して腎臓劣化を免れる傾向によるin vitro生物活性から予測されるより
も重要な成長プロモーターとなり得ることも事実である(Baumann et
al、、Endocrinolo 、117.1309−1313(1985
))。
20K hallが欠失している残基を含むhCBのフラグメントが調製された
。これらのフラグメントのいずれも成長を促進するとは報告されていないが、成
長ホルモンの糖尿病誘発性及び脂肪分解特性との潜在的関連特性を示すものもあ
る。
hGOの残基31−44に対応する合成フラグメントは、飢餓死の動物において
はin vivo脂肪分解作用を示し、in vitr。
でも同様であるが(Yudaev、et al、、肚殖■旦n、41,843−
846(19〕6))、GHの不在、即ち非生理学的状態においてin vit
ro予備インキュベート後にのみグルコース取込みを剰激する(即ちインシュリ
ン節約作用を示した>(Yudaev。
et al、、Bioche−、Bio h s、Res、cos+sun、、
110,866−872(1983))、hcBのペプチド類似体の成るものは
糖尿病誘発性であるが、hGHss−ttの類似体は糖尿病誘発性ではない(L
ostroh。
et ml、、Diabetes、27,597−598(197B))、 h
にB2o−4+から成るペプチドには活性がな((Reagan、Diabet
es、27,883−888(1978))、bf;H+−3sから成るペプチ
ドには血液グルコース若しくは成長における作用がない(Cbillemi、e
t al、、inCrowtb Hormone and Re1ated P
e’ tides、Pecile、et al、。
eds、、Exeerpta Medica、アムステルダム、5G−63(1
976))。
しかしhGHst−4gに対応するペプチドは血清中の遊離脂肪酸を減少させ、
インシュリンと一緒にil vitro投与するとインシュリン節約作用があり
(Frigeri et al、、inProceedings、64th A
nnual Meeting of the EndocrineSociet
y、サンフランシスコ、101(^bstract 88)(1982))、i
n vivoでも同様である(Rudman、米国特許第4,558,033号
明細書及び5tevenson et al、、Diabetes、33,14
9^(^bstract572)(1984))、 hcH3t−4@の(外来
アミノ酸若しくは立体異性体の置換を含む)フラグメント及び類似体も、インシ
ュリンと一緒にL!■V投与するとインシュリン節約作用を示す(Jones
et al、、同時係属及び同時譲渡の米国特許出願第501.024号明細書
)。
1匪段且1
本発明は、天然ウシ成長ホルモンの生物学的な活性及び特性を保持しており且つ
成長速度、飼料効率、脂肪分解及び/又はミルク産出量を増大させる、組換えに
よって誘導される成る種のウシ成長ホルモン類似体に関する。
特に本発明は、アミノ酸配列:
z−bGHl−3□(x)n−hCH4゜−19、(1)[式中、nは0若しく
は1であり、
2は水素若しくはメチオニンであり、且つXは、
−GLυ−^Rに−TIIR−TYR−ILE−PRO−にLU−(ここで、1
つ以上のアミノ酸は欠失している)から成るアミノ酸残基のペプチドである]で
表される組換えウシ成長ホルモン類似体及びその対立遺伝子異形体に関する。
更に本発明は、形質転換細菌若しくはトランスフェクション細胞系において本発
明のbcB類似体の生産を指示するのに有効なりNA配列を含む、種々の複製可
能なりローニングビヒクル及び発現ビヒクルの構成の方法に関する。更に本発明
は、上記アミノ酸配列を有するbGBの本発明のbcB類似体をコードする遺伝
子を提供する。更に本発明は、本発明のbcl類似体を生産するのに必要な変更
遺伝情報を含む、種々の複製可能なりローニングビヒクル、発現ビヒクル及び形
質転換細菌若しくは細胞培養体を包含する。
本発明のbGH類似体はほぼ純性に生産され、従ってウシ由来のその他のタンパ
ク質は実質的に含まない、bcn類似体は、宿主動物へききめを容易に与えるよ
゛うに使用可能な組成物を製造するために、例えば血清アルブミンのようなその
他のタンパク質を含有するその他の通常のキャリヤ(担体)及びアジュバント(
補助剤)と−緒に調合することができる。
更に本発明は、本発明のウシ成長ホルモン類似体若しくは該ウシ成長ホルモン類
似体を含有する組成物を有効量で動物に投与することから成る、動物における成
長を促進する方法も提供する。
更に本発明は、本発明のウシ成長ホルモン類似体を有効量で動物に投与すること
から成る、動物におけるミルク産出を促進する方法にも関する。
11塁塁皇111
第1図は本発明の21K bGH類似体を投与して得られたギンザケ(Cobo
Salmon>における体重増加を示すグラフであり、
第2図は本発明の21K bGH類似体を投与して得られたギンザケにおける体
長の増加を示すグラフであり、第3図はbGBのラジオイムノアッセイにおける
本発明の21にbGHの効能を示すグラフであり、第4図はpcFM414bG
)121にの構成図であって、プラスミド構成に使用する成分を示しており、
第5図はpcFN756nsbGH21にの構成図であって、プラスミド構成に
使用する成分を示している。
1員盈朋
上記のように、成長ホルモンの生理学的活性は無傷のポリペプチドの種々の領域
に属すると考えられる。また、この活性は無傷のポリペプチドの特定の折りたた
み若しくは修飾、仲介因子の遊離、又はその他の下垂体ペプチド、例えばそれ自
体が脂肪分解活性の要因となり得るα−及びβ−リボトロピン(Kuhn et
al、、J、Cl1n、Endoerinol、Netab、、56゜133
8−1340(1983))による「汚染」に起因するとも言える(Frige
ri et al、Jormone Res、、17,197−201(198
3))。
精製ホルモンの作用から汚染物の作用を分離する1つの方法は、他の下垂体成分
から単離して生産される成長ホルモン、例えば組換えbca(”rbGH”)の
活性を調査することである0種々の形態の原核細胞及び真核細胞中でbGHのた
めの遺伝子が配列されて発現された(Keshet et al、、Nucle
icAcids Res、劃、19−30(1981);Moychik et
al、、NucleicAcids Res、、10.フ197−7210(
1982);Seeburg et 、al、、DNA、≦。
37−45(1983);Kopchick et al、、DNA、4.23
−31(1985);及びGeorge et al、、DNA、4,273−
281(1985))、組換えbcnはラジオイムノアッセイにおいてはnbG
llと免疫学的に同一であって、小マウス(dwarf mouse)バイオア
ッセイにおいてはおおよそ同じ成長促進活性を有し、ヒツジにおけるインシュリ
ン耐性テストでは幾分低い糖尿病誘発性を示す(Hartet al、、Bio
chem、J、、224.93−100(1984))。
本発明は、天然bGHの生化学的特性(例えば免疫学的特性及びin vitr
o生化学的活性)及び物理的特性(例えば分子量)を1つ以上有する精製及び単
離ポリペプチド生成物及びその対立遺伝子異形体を提供する。更に前記ポリペプ
チドは、ゲノム若しくはcDN^クローニング又は遺伝子合成によって得られる
外因性DNA配列の、化学的合成処理又は原核若しくは真核の宿主発現(例えば
細菌、酵母、高級植物、昆虫及び培養液中の哺乳動物細胞)の産物であることに
よっても特徴付けられる。一般的な酵母(例えば5icchaμm■懸cere
visiae)若しくは原核生物(例えばEscherichia coli(
E、coli))宿主細胞の産物はいかなる哺乳動物タンパク質との関係もない
、を推動物(例えばヒト以外の哺乳動物及び鳥類)の細胞における微生物発現の
産物はいかなるヒトタンパク質とも関係がない、使用する宿主に応じて、本発明
のポリペプチドは哺乳動物若しくはその他の真核炭水化物を用いてグリコジル化
してもよいし、未グリコジル化でもよい0本発明のポリペプチドは最初のメチオ
ニンアミノ酸残基を(位置−1に)含有することもできる。
本明細書中「アミノ酸残基のペプチド」とは、1つ以上のアミノ酸が欠失したア
ミノ酸残基GLυ−へRに−THR−TYR−ILE−PRO−GLUを意味す
る一本発明のためのペプチドにおけるアミノ酸の欠失は順次でもランダムでもよ
い。
本明細書中、DNA配列及び遺伝子について用いられる「人工(s+anufa
ctured) Jとは、ヌクレオチドベースの組み立てによって全体として化
学的に合成されるか又はこのように化学的合成された生成物の生物学的複製から
誘導される産物を意味する。従って、上記語は、最初に生物学的起源の出発材料
を含むゲノムクローニング方法論のcDNA法によって「合成」される産物は含
まない。
本明細書中「対立遺伝子異形体」とは、本発明のbc■類似体の生物学的活性を
変化させることなく該類似体の配列において1つ以上のアミノ酸を修飾したもの
のことである。
このような対立遺伝子異形体は当業者には容易に確認できる。
(無傷のrbGHである)組換えbl:B+−+□は、下垂体を切除したラット
においても小マウスにおいても成長を促進することが立証された(Mallis
、et al、、J、Endocrinol、、56,235−243(197
3))、組換えbGHl−ss、<。−1,1類似体は替歯目動物において成長
を促進することが分かった0組換えbGH+ −、s rは、全体として体重増
加が維持されるところを見ると少なくとも天然すにHl−+□と同程度に有効で
あった。
本発明の好ましいbGH類似体は、nが0の場合の式(1)のbcH類似体であ
るじbにB+−1ono−ts+”)、その他好ましいbCB類似体を表1に示
す。
宍」2
UU !! X
bcL−ss、ss−+*+ 1 −にLU−八Rに−TBR−にLυ−bGH
1−st、s*−+*+ 1 −にLU−^RC−TIIR−TYR−ILE−
CLυ−bCL−sz、3s−ss、no−+st 1 −THR−TYR−I
LE−PRO−bGHl−ss*ss−+□ 1 −にLυ−THR−TYR−
ILE−PRO−CLυ−組換えbGHl−+s+をコードする人工遺伝子を生
産するのに使用するプロトコルは^Iton、et al、によるPCT公告1
11083104053明細書に開示されており、該明細書は参照により本明細
書に包含するものとする。遺伝子は、最初に成分オリゴヌクレオチドを複数の二
重体に組み立て、次いでその二重体を2つの別個のセクションに組み込むように
設計された。これらのセクションは容易に増幅されるように設計してあり、増幅
系から切り離して、順次に組み込むこともできるし適当な発現ベクターへ複数の
フラグメントを連結するように組み込むこともできる。
本発明の組成物及び方法は、本発明のウシ成長ホルモン類似体を有効量で利用す
る0本明細書中ウシ成長ホルモン類似体の「有効量」とは、成長を増大する若し
くは関連特性、即ち飼料効率、赤み肉組成、ミルク産出等を増強するために動物
に投与されるウシ成長ホルモンの量を意味する。
このような有効量は当業者には容易に確定される。
以下の実施例によって本発明を更に説明する。
え胤■ユ
本実施例ではE、eoli優勢コドンを含有する22K rbGHをコードする
人工遺伝子の調製を説明する。
22K rbGBをコードする遺伝子を2つの合成りNA二重体から構成した。
これらの二重体、344 bp Xba l−HlndI[[フラグメント(フ
ラグメント^)及び254 bp Hindl[[−5al Iフラグメント(
フラグメントB)は、それぞれ26及び20合成オリゴデオキシリボヌクレオチ
ドを酵素組み込みし、次いでpBR322誘導プラスミドにクローン化すること
で得た。フラグメント^は表2に示したオリゴヌクレオチド19から44を含有
し、フラグメントBは表2に示すオリゴヌクレオチドIBから22を含有する。
更に表2は人工遺伝子の全ヌクレオチド配列も示す。
セクション^によって形成されるXba lからHindllフラグメントを、
Xba l及びBindlllを用いて開いたN13mpHファージベクターに
連結する0次いでベクターを、Hindm及び鉢IIを用いて消化することによ
って再び開き、11indl[[を用いてセクションBによって形成される5a
llフラグメントに連結する。こうするとセクション^及びBは適当な向きで連
結された。セクション^及びBを含有するベクターをXba 1及び5allを
用いて消化する。この消化によって得られたフラグメントをpBR322誘導プ
ラスミドに連結する。この反応の生成物は、E、col i翻訳開始のためのア
ミノ末端メチオニンコドン(^TG)を有する組換えbGHl−+stポリペプ
チド全体をコードする、表3に示した連続DNA配列を含有する発現プラスミド
である。
表2
表3
GGATCCTAATAG
塞1112
bcu−−sの
pcFM414bGIIの大フラグメント(Sst l[からBa1IIII)
と、pbcB Syn 2−2の小フラグメント(fline IIからBag
II)と、リン酸化合成リンカ−1
5°ににACACTTTC^^^C^^TTTににTC3゜3”CGCCTにT
C^^^GTTTCTT^^^CCAに5゜との3つの成分を連結してプラスミ
ドpcFM414bGIIを生産することによってbGll−12,4゜−11
類似体を構成した(第1図)。
pcFM756nsbGH21にプラスミドを構成するためには4つの成分の連
結が必要であった(第2図)、成分1は一端に^at■制限部位を、他端にHd
e 1部位を有するds’DNAオリゴヌクレオチドであり、即ち
5° CAにATCCATA^^TTATCTCTGGCGにTにTTにACA
T^^^τ^C−3’ Tl;CAに丁CTAGGTATTT^^TAGAGA
CCGCCAC^^CTGTATTTATG−−CACTGGCIC;T11;
AT^^TCACCACATCGATTTGATTCTAG^^GにAにGA^
TAAC^ 5゜−GTCACCC:CCACTATTACTCCTにTAGC
T^^^CT^^(1;ATCTTCCTCCTTATTにTAT 3゜である
。
成分2は、spH/bにII/Nde Iプラスミドから単離した、bc■遺伝
子の5′末端を含有するHde lからSst田ds D14^フラグメントで
ある。 spH/bGB/Nde Iプラスミドを構成するためには、■pHハ
CBプラスミドについて部位に特異的な突然変異を誘発してNde 1部位(C
ATATG)を生成した。ここで、Nde■部位中の^TGはbGB遺伝子のメ
チオニンアミノ酸第1番となる。
成分3は、pcFM414bGII21にプラスミドから単離した、bGH21
に遺°伝子の3°末端を含有するSst IfからBaa II ds DN^
フラグメントであった。
成分4は^atll及びBam1llで切断したpcFM736nsプラスミド
であった。pcFM736nsプラスミドは、配列5° GATCCGCにCA
T^八^TAへCT^八Cへ 3’3’ CCGCCTATTTATTCATT
GCTAG 5’を唯一のBa−旧部位に挿入することによって調製されるpC
FM736プラスミド(f&述)の誘導体である。
プラスミドpcFM736は、耐カナマイシン標識を配合するために構成される
pcFM536(^TCC#39934)の誘導体及び合成P1プロモーターと
して調製される。まず5stl及びXba lを用いてpcFH536を消化す
ることによってβ−ラクタマーゼ遺伝子を除去する。これは、標識遺伝子だけで
なく「パー(par) J若しくは安定性配列全体、P1プロモーター及び制限
部位の気合体の一部を除去する役目をする。カナマイシン遺伝子配列は、Bea
k et at、によるGene、19.pp、327−336(1982)又
は^uerswald et if、によるCo1d S rin Harbo
r汀科」上柱し工唖し、451pp、10フー113(1981)によるTn5
プラスミド由来のSea IからBindllフラグメントとして得ることがで
きる。新たなベクターに挿入するためのフラグメントを調製するためには、Ss
t Iリンカ−をSea 1部位に付加し、Nde Iリンカ−をHindlI
部位に付加する。「パー」遺伝子座配列はPSCIOIのHincI[から^v
al消化フラグメント(^TCC#37032)として得ることができる。新た
なベクターに挿入するための「パー」フラグメントを調製するためには、まずB
incl[を5allリンカ−を用いて処理し、次いで^atlリンカーを用い
て処理する。^va1部位をBamHIリンカ−を用いて処理し、次いでNde
Iリンカ−を用いて処理する。へat■制限部位とXba I制限部位との間
に挿入するための付着端を有するds DN^オリゴヌクレオチドの化学的合成
によって得られる合成P1プロモーターを含有するDNA配列を次のように付加
した。
(以下余白)
5’ CAにATCCAT^^^TTATCTCTにGCGGTにTTGACA
T^^^TAC−3° T(:CA(:TCTACにTATTT^^TAGAG
ACCGCCAC^^CTにTATTTATに−−CACTGにCGGTにAT
^^TにAに(:ACATC(:ATT 3’−[;TGACCGCCACTA
TTACTCGTにTAGCT^^GATC5’連結後、プラスミド構成物(p
cFM756nsbCH21にと称される)を株FM6 (ソース/寄託)のE
、eoli細胞に形質転換した。 FN6は、幾つかの未知のバクテリオファー
ジに対するファージ耐性を与えられた八87(#CG608159)の誘導体で
あり、テトラサイクリン耐性をコードする遺伝子と、染色体に組み込まれるλバ
クテリオファージリプレッサー遺伝子、Cl857及び旺牝を含有する。
bGL−32,4O−II+類似体を、膿プロモーター系と一緒に適当な遺伝子
配列が挿入された」無拘束(runaway)プラスミドを有するEscher
ichia coli株、FM6から単離した。
Manton−Gaulinプレスを用いて採取した細胞を切断した後に生物学
的に活性なりGHl−ii、−0−1□類似体を回収した。成長ホルモンは、細
胞溶解物の遠心分離によって得られた小球画分中に不溶性で存在した。切断され
た細胞小球画分をデオキシコレート、EDT^及びリゾチームを用いて抽出した
。
抽出した小球中のbGHl−32+411−111類似体をTrisll衝液p
H8,5中の6Nグアニジン−BCIを使用して溶解した。それを更に、6Mグ
アニジン−HCl、50mM Tris−HCI pH8,5中で平衡させた5
ephaeryl 5−Zooカラムを使用したゲル濾過によって精製した。カ
ラムからゲル内に取り込まれたピークに溶出した1)CHI−22+4O−II
+類似体を、0.2パーセント(w/V)ラクトース、0.2パーセント(w/
v)マンニトール、0.25パーセント(w/V)重炭酸ナトリウムの緩衝液p
H8,5に対して透析した。
透析中に出現した沈澱物を遠心分離よって除去し、調製物を限外濾過によって濃
縮し、凍結乾燥させた。
クーマシープルーR250で着色したドデシル硫酸ナトリウム(SO5)ポリア
クリルアミドゲルをデンシトメーターを使用して走査することによって判定する
と、得られたbCH,−01,。、□調製物は90%以上純性であった。天然成
長ホルモンと同様にbGII+−sz+io−+s+類似体は、ラクトース−マ
ンニトール−重炭酸ナトリウム緩衝液中で実施したゲル濾過によって測定すると
構造がモノマー若しくはダイマーであった。ゲルー過及び非還元条件下でのSO
Sポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)の結果を基にすると、bGHt
−sz、<。−1□類似体は実質的に高分子集合形態ではなかったく即ち、この
形態は2%未満のrbGIlを表した) * bGHl−22+40−+*+類
似体は、等電集束ゲル(isoelectric focusing gels
)における移動では逆相HPLCからnbGHより幾分早く溶出し、Ellma
nによる^rch、Bioehem、&Bio h s、、82.7O−77(
1959)に記述された方法によって検知された遊離チオールのレベルで溶出す
る。全ての公知の天然成長ホルモンは2つの鎖内ジスルフィド結合を有しており
且つ遊離システィン残基を有していないので、生来の配列を有するホルモンに期
待されるように、遊離チオールのレベルはホルモンモノマー1モル当たり0.1
モル未満である。 rbにH+−+s+(22K rbGH)のアミノ酸配列を
表4に示す。
長手
叉」目1旦
上記方法において種々のリン酸化合成リンカ−を置換すると次の類似体を構成す
ることができる:惺工山田二と
5’ GGACACTTTC^^^C^^TTTG^^CGTACCG^^GG
TC3’リ ンカー: 3°CGCCT(1;TG八へ八へTTTCTT八へへ
CTTCCATにGCTTCCAC5″匹L」h■ニム
5°GGACACTTTC^^^G^^TTTG^^CGTACCTACATC
G^^にGTC3’リンカー:3″CGCCTGT11:^^^(:TTTCT
T^^^CTTGCATGGATC:TAGCTTCCAに5’1し上−とルJ
二と
5°[;GACACTTTC^^^C^^TTTACCTACATCCCAにG
TC3’リンカー: 3’CCCCTGTCA^^GTTTCTT^^^711
:にATGTAGGCTCCAG5’吠り址り址ユム
5°GGACACTTTC^^^G^^TTTG^^^CGTACAT(:CC
AG^^GGTC3゜リンカー:3’ C(:CCTGTG^^AGTTTCT
T^^ACTTTGCATGTAGににTCTTCCAG5’に1且A
Hart、et ml、によってHorn 、Metab、Res、 、 7.
35−40(1975)に記述された方法にTindai、et al、によっ
てHorm、Metab、Res、。
14.425−429(1982)に記述された変更を加えた方法に従って、反
椰動物成長ホルモンについてのラジオイムノアッセイにおいてbGIAl−sx
−a。−Ill類似体を評価した。
第3図に特性、即ち線の傾斜及びゼロパーセント結合における相違によって示し
たように、ウシ成長ホルモンのラジオイムノアッセイにおいて組換えbGL−s
z、<。−、、IW似体に対する非平行交差反応及び不完全な競合に留意された
い。
第3図に示すデータは以下のように解釈することができる。即ち、1)21にb
GHは天然bc■と幾つかの共通抗原決定基を共有する:2)両方の分子は関連
抗原部位を共有する(僅かな構造の相違が異なる親和性を生じさせる):及び3
)天然bc■の幾つかの構成成分は21KbにH上に存在しない。
罠1■5
本発明のbcn類似体調製物の成長促進活性を小マウスを検定することによって
決定した(Mallis et al、、J。
Endocrinol 、 、56.235−243(1973))、組換えb
l;L−+s+は成長を促進して、この検定では活性が1.4υ/mgであった
(Hartet al、、Bioehes、J、、224,93−100(19
84))。
&’l:ll−31+41−1□類似体及び天然bGBの小マウス検定の結果は
以下の通りである。
表5
処置 26日間の体重増加
伯lu −一−ムL−−−
コントロール
標準ウシ成長ホルモン
(NIB−GH−B15.υ/a+g) 10 1.940 2.9
160 3.9
bGL−ii、4゜−+s+ 20 3.480 4.8
ml
組換えウシ成長ホルモン調製物を下垂体を切除したラットの体重増加についての
バイオアッセイにおいて比較した。
バイオアッセイに使用した動物は、体重が100〜110グラムの、下垂体を切
除した雌のSpraque−Dam Ieyラット(Charles Rive
r、Portage、if^)であった、懸吊したワイヤケージに試験動物を4
〜5匹ずつ入れた。到着してから調査の開始まで試験動物には補充飼料を全く与
えなかった。7〜11日間にわたって基準体重を記録し、次いでラットをランダ
ムにグループ分けした(1グループ当たり9〜10匹)。
ラット1四ツたりO,lsZの皮下注射を連続して10日間毎日実施した。
最後の注射をした翌日にラットの最後の計量を行って、各投与グループについて
平均体重を算出した0M衝液液コントールグループ平均体重増加を各処置グルー
プの体重から差し引いた。第一実験の結果を表6に示す(1グループ当たり試験
動物10匹)、この実験にはrbGH22にの2種類の独立サンプル(サンプル
^、B)及びrbGH21にのサンプル(21にサンプルC)が含まれる。第二
実験(1グループ当たりラット9匹)では、rbG821にの2種類のサンプル
(21にサンプルC121にサンプルD)、rbGHの1種類のサンプル^及び
下垂体bGII調製物を比較した(表6)、いずれの実験においても、組換えG
H調製物を3種類の投与量(30,100,300pg/Kg)でテストした。
第二実験においては、種々のOil調製物の効能を、bc■22にサンプル^を
「標準」として1■/sgの相対効能で算出した。
各ラットの個々の体重変化を回帰方程式(対数(投与量)と体重増加との間の投
与量相関関係)に代入し、1グループ当たりの各投与量での平均とした。 rb
にH21にサンプルDについての曲線は22にサンプル^の曲線とは平行でなく
、サンプルDがサンプル^よりも強力であるのは明らかであり、テストした3種
類の投与量間の分散は大きい、22にサンプルC及び22にサンプルDをより多
く投与すると21にサンプル^よりも成長が大きく、推定「当量」は、外挿する
と21にサンプル^の曲線の端、部をはるかに越えて160〜20hg/日の投
与量に達し、この点では前記曲線は低投与量の曲線とは線がつながらない、テス
トした下垂体GOの投与量は21にサンプル^の曲線の範囲内である。第二実験
おけるrbGH21にサンプル^との単位当量を表5に示す、このデータは、下
垂体を切除したラットの体重増加モデルにおいてrbl:H21には「未修飾」
rbGH22に若しくは下垂体bcoより2〜4倍も強力であることを示す。
表6
BYPOXラット(体重増加)
コントロール −2,23,8÷/−1,0下垂体bGB 10 NT’ 10
.5+/−1,3rM:fl 21K(サンプルB) 3 6.5 NT10
9.8 NT
30 15.1 NT
rbcl 21K(サンプル^) 3 フ、44.7+/−0,61011,1
9,1÷/−1,6
3017,314,6+/−1,2
bにH1−32,o−191312,39,2+/−0,8rbGH21K(サ
ンプルC) 10 19.1 16.0+/−1,23025,122,4+/
−1,8
rbにH21K(サンプルD) 3 NT 7.4+/−1,110NT 13
.5+/−0,8
30NT 21.8+/−1,2
表7
成長ホルモン
グループr−bGH21K(サンプル^)との単位当量1Zzk j l直1
rbGH21に(サンプル^) 1.03±0.02 3rbGH21K(サン
プルC) 4.62±0.99 3rbGt121K(サンプルD) 3.34
±1.15 3下垂体bl;H1,231
(以下余白)
大JJLZ
bl:BI−31s4@−111類似体を幼年期のギンザケ(吐牲セnehug
Kin%Itcb)に注射すると、投与量が成長速度の増加に著しく依存する
(Gill et al、、Bio Techno1o■劃、643−646(
1985))、 bCL−sx、−0−1,、類似体をbGII+−+s+と比
較するために以下の実験を実施した。
the Capilano Salmon Hatchery、Br1tish
Columbia、カナダから得られた小形のギンザケ(各々約3グラム)を
200リツトルのガラス繊維タンク毎に60匹ずつ120グループにランダムに
分配した。ガラス繊維タンクには空気を含む噴出流水を与えた。天然光周期をシ
ミュレートした屋内にサケを保持した。水温は実験を通して10〜11℃とした
。
魚には乾燥飼料(Nest Van 33.水分含有量8〜9%)を1日に2回
充足するまで与えた。飼料の粒径は最大成長速度を得るために魚の平均体重に合
わせた。
ホルモン投与を開始する前に14日間、魚をこの状態に順応させた。2週間に1
回2−フェノキシエタノール(10,000のうち1)中で魚に麻酔をし、体重
を0.01gまで体長を0.1cmまで測定し、50u1で体重1g当たり0.
2若しくは2■のいずれかに等しい投与量を含有するように、0.65パーセン
ト(替/v)NaC1、1パーセント(w/V)ウシ血清アルブミンの緩衝液中
のbcHI−1m+若しくはbcHI−3x1゜−89,類似体を腹腔内に注射
した。各週毎にホルモンの投与量を再計算して成長させた。
第一コントロールグループの個体にはMflf液を注射し、第二コントロールグ
ループの個体には注射しなかった。この結果を平均値で示す0分散の不均衡一方
向分析(unbalanced one−way Analysis of V
ariance)(BMDP統計パッケージ)によって結果を分析し、次いでB
onferroniの相乗範囲検定(multiple range test
)によって処置の危険率を確定した。
第1図及び第2図に示すように、bcHI−3z1゜−1,1類似体を用いて処
置した魚はbGII+−+s+を用いて処置した魚と比較すると成長に優勢を示
した。この差はP<、0001で統計的に有効である。
K1且1
6頭の雌ヒツジを対にし、各処置期間中3種類の調製物(obGB、rbGfl
+−+*+及びrb’Bl−!2+40−111類似体)の各々を異なる対に使
用した。各処置期間には1日1回試験物質(1日に体重1kg当たり0.2B;
IB/m1ラクトース、マンニトール、重炭酸緩衝液、pH8,5〜9.0)を
皮下注射するが、各々8日間の処置期間と処置期間との間10日間には雌ヒツジ
に緩衝液のみの同様の注射を実施した。
全ての雌ヒツジの産出量が減少し始めた泌乳の32〜40日の間に処置を開始す
ると、各々連続的なコントロール期間中には産出量は減少し続けた。実験を通し
て飼料取り込みを一定に維持するように、雌ヒツジには制限量の濃縮物と刻んだ
干し草とを1日に2回与えた。ただ1頭の雌ヒツジ(番号553)のみがいかな
る場合にもその濃縮物の支給量を消化できなかった。
8日間の処置期間中ウシ成長ホルモンの種々の調製物を毎日注射してからの6頭
のドーセット雌ヒツジの毎日のミルク産出量における応答を表9に示す。
表9では、応答は、bGH注射の最後の4日間の平均ミルク産出量から処置開始
直前の4日間の平均ミルク産出量を差し引いたものを追加ミルクの重量(g)及
び増加パーセンテージで表しである。
通常、産出量応答は、前記実施例の結果及び泌乳の開始時に2頭の予備雌ヒツジ
に実施した予備投与応答調査を基にして予期したよりも高かった。比較的に高い
投与量(体重1kg当たり0.2mg)を選択すると、はとんどの場合で産出量
が著しく増加した。統計的分析は、(i)泌乳の間ミルク産出量が減少するので
コントール基準線の変化に相対した応答を測定する;及び(i)動物の外因性成
長ホルモンに対する応答性が泌乳が進むときに増加することから困難である。
8日間の注射ではミルク産出量が高原状態に達するには十分でなかった場合もあ
ったことは明らかであり、高原状態に達した場合には、処理を続けても産出量が
更に増加したか知る方法はない、各処置期間の前及び最後の4日間の平均産出量
を単純に比較すると、主に組換え物質が与えられたときの個々の動物の応答の一
貫性がより高いことから、使用した下垂体bGH調製物に対してrbGtl+−
3z’+no−+*+及びrbCL−+s+の応答がかろうじて優勢であると言
える。(表5参照)。
MIGEN襞品1“0キ゛ンデケつへ表イ足唾JLL25 AUGi 1UG2
2 5EP5 E’W付
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−t’o銘をし)
pcFM414 b04211
国際調査報告
Mlml““−’PCT/υ588100691
Claims (10)
- 1.アミノ酸配列 Z−bGH1−32−(X)n−bGH40−191[式中、nは0若しくは1 であり、 Zは水素若しくはメチオニンであり、 Xは、 ーGLU−ARG−THR−TYR−ILE−PRO−GLU−(ここで、1つ 以上のアミノ酸が欠失している)から成るアミノ酸残基のペプチドである]を含 有するウシ成長ホルモン類似体及びその対立遺伝子異形体。
- 2.nが0である請求項1に記載のウシ成長ホルモン類似体。
- 3.nが1であり、Xが 【配列があります】 である請求項1に記載のウシ成長ホルモン類似体。
- 4.式 Z−bGH1−32−(X)n−bgh40−191[式中、nは0若しくは1 であり、 Zは水素若しくはメチオニンであり、 Xは、 −GLU−ARG−THR−TYR−ILE−PRO−CLU−(ここで、1つ 以上のアミノ酸が欠失している)から成るアミノ酸残基のペプチドである]によ って表されるウシ成長ホルモン及びその対立遺伝子異形体をコードする配列を含 有するDHA配列。
- 5.請求項4に記載のDNA配列を発現することができる、トランスフェクトさ れた全ての培養液中の発現ビヒクル。
- 6.請求項5に記載の発現ビヒクルを用いてトランスフェクトされる細胞培養物 。
- 7.E・coli株をトランスフェクトすることによって得られる請求項6に記 載の微生物。
- 8.アミノ酸配列 Z−bGH1−32−(X)n−bGH40−191[式中、nは0若しくは1 であり、 Zは水素若しくはメチオニンであり、 Xは、 −GLU−ARG−THR−TYR−ILE−PRO−GLU−(ここで、1つ 以上のアミノ酸が欠失している)から成るアミノ酸残基のペプチドである]によ って表されるウシ成長ホルモン類似体及びその対立遺伝子異形体を含有し且つウ シ由来のその他のタンパク質を実質的に含有しない組成物。
- 9.請求項1に記載のウシ成長ホルモン類似体を有効量で動物に投与することか ら成る、動物における成長を促進する方法。
- 10.請求項1に記載のウシ成長ホルモン類似体を有効量で動物に投与すること から成る、動物におけるミルク産出を促進する方法。
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