JPH04187697A - 動物細胞培養用培地 - Google Patents

動物細胞培養用培地

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JPH04187697A
JPH04187697A JP2315235A JP31523590A JPH04187697A JP H04187697 A JPH04187697 A JP H04187697A JP 2315235 A JP2315235 A JP 2315235A JP 31523590 A JP31523590 A JP 31523590A JP H04187697 A JPH04187697 A JP H04187697A
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peptide
arginine
medium
glutamine
cells
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JP2315235A
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Mitsuo Sato
光男 佐藤
Seiji Sato
佐藤 征二
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KH Neochem Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
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  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は、ペプチドおよび該ペプチドを含有する動物細
胞を培養するための培地に関する。動物細胞を培養する
ことにより生産される物質の多くは、医薬品、化粧品、
食品などに有用であることが知られている。そのため、
動物細胞を培養するために優れた培地を供給することは
産業上有用である。
従来の技術および発明が解決しようとする課題動物細胞
を培養して、その培養土清液もしく:ま細胞から、有用
生理活性物質を得ることが実用化されている。多くの場
合、有用生理活性物質の生産には、血清培地、無血清培
地などが用いられている。しかしながら、細胞培養土清
液から生理活性物質を安定にかつ大量に得、それを精製
して利用するためには技術的に大きな問題がある。
たとえば、生理活性物質の生産において外来遺伝子導入
発現用宿主細胞として多用されているチャイニーズ・ハ
ムスターの卵巣細胞(CH○細胞)などは、培地中に蛋
白分解酵素を分泌している。
(日本農芸化学会誌 63巻192頁1989年)。蛋
白分解酵素は目的生産物質を分解し、CHO細胞自身の
増殖に悪影響を与えることがある。通常、血清を含んだ
培地中には多くのプロテアーゼインヒビターが含まれて
いるためこの点について問題はないが、無血清培地を用
いて培養した場合には大きな問題となる。この問題を解
決するたtには、蛋白分解酵素の阻害剤を含む培地で培
養すればよい。これまでに蛋白分解酵素の阻害剤として
アプロチニン(分子量6500 )やソイビーントリブ
ンンインヒビター(分子、!20100)などを含んだ
培地での有用生理活性物質の生産が報告されて′、)る
(特開昭60−158116号公報)。しかじながろ、
これるの蛋白分解酵素阻害剤は加熱滅菌することができ
ず一過滅菌して加える必要があるが、一過滅菌によれば
動物細胞の培養において障害をもたちすことが知られて
いるマイコプラズマやウイルスプ;どを完全に除去する
ことが困難である。また、目的生産物質の精製の際これ
ら阻害剤を除く必要があり、阻害剤が蛋白性の高分子の
場合にはその除去は容易ではない。また、これらの物質
は高価であり生産コストを高める要因となる。
もう一つの問題として、細胞増殖に必要であるし一グル
タミンが加熱滅菌できない点があげられる。この場合に
もメンプラン・フィルターなどを用いて培地を一過滅菌
しなければならない。二の沖過滅菌法では通常0.2μ
mのポアサイズをもつフィルターを使用するが、マイコ
プラズマやウィルスのようなバクテリアより小さな微生
物を除去することは困難である。また、一過滅菌は加圧
または減圧下でおこなわなければならず、フィルターに
かかる圧力や材質の不均一性のために微量の細菌が通過
することも稀にみられ、フィルターの材質によっては培
地の微量有効成分が吸着して失われたりすることがある
したがって本発明の目的は、加熱滅菌に対して安定であ
り、CHO細胞などの細胞の分泌する蛋白分解酵素を阻
害し、かつ細胞にL−グルタミンを供給できるようなし
一グルタミン誘導体を見いだし、これによって加熱殺菌
することが可能な蛋白分解酵素阻害剤を含む動物細胞培
養用培地を提供することにある。
既に、X−L−グルタミン(Xは前記と同義である。)
で表わされるジペプチドを含有する動物細胞用培地は公
知である(特開昭61−271985号公報)が、該ジ
ペプチドが蛋白分解酵素の作用を受けてグルタミンを遊
離し、かつ蛋白分解酵素の活性を阻害する作用を有して
いるという記載はない。
また、本発明で用いられるようなテトラペプチドおよび
該テトラペプチドを含有させた動物細胞培養用培地は知
ちれていなl、 NC 課題を解決するための手段 本発明者らは、外来遺伝子導入発現用宿主細胞として用
いられている細胞の分泌する蛋白分解酵素の性質を各種
の既知基質を用いて解析した。その結果、これらの細胞
株は、トリジノン様エンド型蛋白分解酵素およびエクソ
型蛋白分解酵素を分泌していることが胡らかとなった。
エンド型蛋白分解酵素阻害剤として知られているロイペ
プチンによって生産物質の分解が抑えられることから、
生産物質の分解には主にトリジノン様エンド型蛋白分解
酵素が関与していることが胡らかになった。
さらに、該トリジノン様エンド型蛋白分解酵素がL−ロ
インンーし一アルギニンーL−アルギニンーX (Xは
前記と同義である)配列を有するペプチドにおけるし一
アルギニンーX (Xは前記と同義である。)を切断す
る作用を触媒する酵素であることがわかった。
そこで本発明者らは、蛋白分解酵素、とくにトリプシン
様エンド型蛋白分解酵素の活性を阻害する作用を有し、
かつグルタミンを供給できるような培地添加物を検討し
、本発明を完成した。
本発ザによれば、蛋白分解酵素の作用を受けてグルタミ
ンを遊離し、かつ蛋白分解酵素の活性を阻害する作用を
有するペプチド、とくにR−L−ロインンーし一アルギ
ニンーL−了ルギニンーL−グルタミン(Rはアミノ酸
残基のN末端保護基を表わす。)で表わされるペプチド
を提供することができる。さらに該ペプチドを含有させ
ることにより加熱殺菌することが可能な蛋白分解酵素阻
害剤を含む動物細胞培養用培地も提供することができる
以下に本発明の詳細な説明する。
本明細書でいう蛋白分解酵素とはトリプシン様エンド型
蛋白分解酵素のことをいい、さらに詳しくは−L−ロイ
ンンーL−アルギニンーL−アルけるL−アルギニン−
Xを切断する作用を触媒すを有していてもよい。
本発明の動物細胞培養用の培地は、蛋白分解酵素の作用
を受けて、グルタミンを遊離し、かつ蛋白分解酵素の活
性を阻害する作用を有するペプチド(以下、本物質とい
う。)を含有する。蛋白分解酵素の作用を受けてグルタ
ミンを遊離し、かつ蛋白分解酵素の活性を阻害する作用
を有するペプチドとしては、R−L−ロインンーし一ア
ルギニンーし一アルギニンーL−グルタミン(RはN末
端保護基を表わす。)で表わされるペプチドをあげるこ
とができる。
Rは、アミノ酸残基のN末端保護基を表わす。
本物質が蛋白分解酵素の作用を受けて、グルタミンを遊
離し、かつ蛋白分解酵素の活性を阻害する作用を有して
いれば、Rはどのような構造を有していでもよい。たと
えばアセチル基、ターンヤリブトキシカルボニル基、ベ
ンゾキシカルボニル基などがあげられる。とくにアセチ
ル基が好ましい。
本物質の合成は、−船釣に利用されているペプチド合成
機を用いた面相合成法によりおこなう。
本発明に利用できる基礎培地は、弱酸性で加熱滅菌でき
る培地、ハム培地、Eagle J、IEM培地、^1
pha MEM培地、ウィリアムスE培地、ダルベツコ
MEM培地、RPMI 1640培地およびこれらの混
合培地など一般的に細胞の増殖を支持できる培地から重
炭酸す) IJウムおよびL−グルタミンを除いた培地
であればいずれでも良い。また、これらの培地を基礎培
地として、血清または血清代替物としての各種増殖因子
を含有させた血清添加培地または無血清培地、あるいは
無蛋白培地であっても細胞を増殖させうるものであれば
いずれでも応用可能である。このような培地に本物質を
含有させる。
本物質の使用量は上記の目的に合った添加量であればど
のような濃度でも利用できるが、添加すべきL−グルタ
ミンと同モル濃度(1〜4mM)となるように培地に溶
解させるのが好ましい。その後通常の加熱殺菌(120
℃、20分)をおこなう。また、本物質のみをその添加
濃度の100倍の水溶液とし、加熱滅菌した後、上記し
たような培地にその1 /100を添加して調製するこ
ともできる。このように調製した培地に、10%の重炭
酸す) IJウム水溶液を加熱滅菌後項地中所定量とな
るように添加する。
本発明にかかわる動物細胞培養用培地は、[HO細胞、
Nama1wa細胞、K562細胞、C127細胞、ロ
CRF−CEM細胞、L929細胞、U937細胞、H
e1a−33細胞、CO5細胞などの動物細胞の培養に
有用である。
以下に本発明の実施例および参考例を示す。
実m例1.  R−L−ロインンーし一アルギニンーL
−アルギニンーL−グルタミン(R−アセチル基:化合
物aという。) アブライドバイオンステムズ社(^ppli+J Bi
osystems。
Inc、、 Foster C+ty、 Ca1ifo
rnia、 II、S、^、;以下、へ81社という)
のペプチド自動合成機430A型機を用い、ABI社の
試薬および溶媒を用いてABI社の合成プログラムに基
づき化合物aを合成した。合成にあたり各アミノ酸のα
−アミ7基の保護基としてはターン+’)−ブトキシカ
ルボニル(以下t−Bocと略す)を、側鎖の保護基と
してはL−アルギニンに対してトンル基(以下Tosと
略す)を用いた。また、縮合反応はL−アルギニンを1
−ヒドロキンベンゾトリアゾールを用′、)活性エステ
ル体として、L−ロイシンを対称酸無水物として標準の
条件でおこなった。
t−Boc−L−グルタミン0.5 ミIJモルを結合
させた担体樹脂0.64 gを自動合成機の反応容器に
入れた。ABI社の合成プログラムに従い、次の処理お
よび洗浄をおこなった。
(1)33%トリフルオロ酢酸を含む塩化メチレン溶液
処理(80秒) (2)50%トリフルオロ酢酸を含む塩化メチレン溶液
処理(18,5分) (3)塩化メチレン洗浄(3回) (4)10%ジイソプロピルエチルアミンを含む塩化メ
チレン溶液処理(1分、2回) (5)  ジメチルホルムアミド洗浄(5回)(6) 
 t−Boc−L−アルギニン(Tos)の活性エステ
ルに1.0ミリモルを含むジメチルホルムアミド溶液4
rnIを加え、反応容器を18分間攪拌した。
(7)塩化メチレン洗浄(5回) このようにして、t−BoC−L−アルギニン(Tos
)−L−グルタミンが担体樹脂上に合成された。次に再
度(1)〜(7)の工程を繰り返しt−Boc−L−ア
ルギニン(Tos)  −L−アルギニン(Tos)−
L−グルタミンを担体樹脂上に合成した。次に上記の(
1)〜(5)の脱保護工程を行った後、(6)の工程に
おいてt−Boc−L−アルギニン(Tos)の活性エ
ステル体のかわりにt−Boc−L−ロイシンの対称酸
無水物を用いて縮合反応を行い、(7)の洗浄工程を経
てt−Boc−L −ロイシン−し−アルギニン(To
s) −L−アルギニン(Tos)−L−グルタミンが
合成された。N末端のアセチル化は(1)〜(5)の脱
保護工程を行った後(6)の工程においてt−Boc−
L−アルギニン(Tos) の活性エステル体のかわり
に無水酢酸2.0ミリモルを用いて行い、(7)の洗浄
工程を経て保護ペプチドの結合した担体樹脂1.05g
を得た。
合成反応終了後、得られた樹脂全量にアニソール1.5
祿を加え室温で2時間放置した。この反応器をドライア
イス−エタノール浴で一70℃に保ち、フッ化水素10
祿を加えた後、0℃で1時間攪拌した。次いでフッ化水
素を減圧除去し、担体樹脂に酢酸エチル25−12M酢
酸25祿を加えて室温で1時間攪拌し2時間放置した。
沖過後、分液して得られた水層を酢酸エチルで洗浄した
この水層を減圧濃縮し、約10−としてゲル濾過カラム
(^sah+Pak G5220P ;φ)を用いたH
PLcで精製した。0.1%酢酸水溶液を溶離液として
用い、220nmで分析し化合物aを含む両分を得た。
この両分を凍結乾燥して化合物aの白色粉末220■を
得た。
化合物aを塩酸加水分解した後、自動アミノ酸分析装置
を用いアミノ酸分析をおこなった結果を第1表に示す。
第1表 アミノ酸       化合物aの組成比0Asx  
(アスパラギンまたは アスパラギン酸)OGlx(グ
ルタミンまたはグルタミン 酸)11Ser  (セリ
ン)           0Gly  (クリンン)
          0His(ヒスチ/))O Arg  (アルギニン)19 Thr(スレオニン)        0Aha(アラ
ニン)         0pro  (プロリン) 
         0Tyr  (チロノン)    
     0Vat(バリン)           
OMet (メチオニン)        0CysH
(/スティン)       011e(インロイノン
)       0Leu  (ロインン)1.0 Phe(フェニルアラニン)     0Lys  (
リジン)           0* Leuの含量を
1.0とした場合の相対値実施例2 化合物aが加熱滅
菌可能であることの証明 化合物aを1.Omg/ifの濃度に調整した水溶液を
高圧蒸気滅菌装置を用いて121℃、20分、1気圧で
加熱滅菌した後、逆相カラムμmBondapakC1
Bを用いて1%〜75%のアセトニトリルの直線濃度勾
配による)IPLCで化合物aを同定し、ペプチドの2
12nmにおける吸光度に基づ咥で定量し、加熱滅菌に
対する化合物aの安定性を調べた。
比較として、高圧蒸気滅菌処理を施こさずに212nm
における吸光度を測定した。結果を第2表に示す。
第   2   表 〔1)高圧蒸気滅菌処理     1128実施例3 
化合物aを含む培地の作製 Eagle MEM培地〔サイエンス(5cience
)、130巻432頁(1959年)二組成から重炭酸
ナトリウムとL−グルタミンを除いた組成の培地を調整
し、基礎培地として用いた。
調製した基礎培地に化合物aを2mMとなるように添加
し、高圧蒸気滅菌装置を用いて121℃、20分、1気
圧で加熱滅菌した。別に同様の条件で加熱滅菌した10
%重炭酸ナトリウム水溶液を0.15%になるように添
加して、本発明の培地を作製した。
巳ague MEM培地の代わりにAlpha MIJ
 Cネイチャー、ニュー・バイオロジー(Nature
 New Biology)、230巻、52頁、19
71年〕、ダルベツコMEM培地〔ヴイロロジイー(V
irology)、8巻、396頁、1959年〕、ハ
ム培地〔エクスペリメンタル・セル−リサーチ(巳xp
erimental Ce1l Re5earch)、
29巻、515頁、1963年:l 、RPM I 1
640培地〔イン・ビト1:l (In Vitro)
 、5巻89頁1970年〕、ウィリアムスE培地(エ
クスペリメンタル・セル・リサーチ 69巻、106頁
、1971年)あるいはこれらの混合培地などを用いる
以外は同様におこなうことにより本発明の培地を作成す
ることができる。
実施例4. 細胞上清を用いたグルタミンの遊離のS圧
切 CH○細胞をファルコン社製F75フラスコに1×10
5個/社の濃度で植え込み、10%のラン胎児血清を含
むMEM培地25m1を用い、37℃、5%炭酸ガスを
含む空気中でコンフルエントになるまで増殖させた後、
F12を基礎培地として用い第3表に示した添加物を加
えた無血清培地25dに置き換えた。さらに37℃で3
日間培養した後、培養上清を無菌的に回収した。この培
養上清450度に、高圧蒸気滅菌装置を用いて滅菌処理
(121℃、20分、1気圧)した化合物aのリン酸緩
衝生理的食塩溶液(10■/−)を504加え、37℃
で24時間反応させた。ついで100℃、5分間熱処理
することにより反応を停止させ、逆相カラムμmBon
clapak C18を用い、アセトニトリルの直線濃
度勾配によるHPLCで化合物aの分解によるグルタミ
ンの遊離を調べた。その結果を第4表に示す。
第   3   表 添加物    終濃度 トランスフェリン     10  ■/−インンユリ
ン       10   、/ml’亜セレン酸ナト
リウム   12.5  mMHEPES”     
     7.5  mMグルタミン        
 2   mM重曹     0.15% 葉酸     10  ■/ml 硫酸第一鉄        10  μMプルロニック
 F68    0.1  %MEM#JN E A 
A”      1.0  %*1:N−2−ヒドロキ
シエチルピペラジン−N′ −2−ユタンスルネン 酸
* 2 : N0N−ESSENTIAL AMINO
ACID (7ミ/酸増強剤) 第   4   表 0.687 0.566 23.6 実施例5. 化合物aの蛋白分解酵素活性阻害の証明 実施例4と同様に調製したCH○細胞無血清培養土a6
2.5tdlに、化合物aを第5表に示す各濃度添加さ
せた20mMの3−(N−モノホリノ)フロパンスルホ
ン酸−(MOPS)緩衝液(pH7,0グツド社製)3
75mを加えた。さらに基質として400μMのZ−フ
ェニルアラニン−アルギニン−MCA C以下 Z −
Phe −Arg−MCAと略す。
Zはペンジルオキン力ルボニルを表わし、MCAはペプ
チジル−4−メチルーコーマリルー7−アミド(pep
tidyl −4−methyl −coumaryl
 −7−amide)を表わす:ペプチド研究新製〕あ
るいはt−BOC−ロイシン−アルギニン−アルギニン
−MCA C以下t −Boc −Leu−八rg−^
rg−MCAと略す。MCAは前記と同様である。 ペ
プチド研究新製162.54を加え、37℃で4時間反
応させた。ついで100℃、5分間熱処理することによ
り反応を停止させた。この反応溶液中に住じたアミノク
マリンの蛍光を、励起波長380nm、スリット幅2η
m、蛍光波長46Qnm、スリット幅2T′Imで測定
し、培養上清中の酵素活性を求め、化合物aの酵素阻害
活性を調べた。その結果を第5表に示す。
化合物aの代わりに蛋白分解酵素阻害剤であるロイペプ
チン0.1mMを用いる以外は上記と同様におこなった
結果も第5表に示す。
第5表 −−2,103,28 0イベブチン0.bnM       O,210,2
8化合物a   O,Img/ml     O,81
1,24化合物a   1.Omg/ml     0
.25     0.32実施例6.細胞の生存率改善
の証明 CHO細胞をファルコン社1uF75フラスコにlXl
0’個/−の濃度で植え込み、10%のウシ胎児血清を
含むMEM培地25rnI!を用い、37℃で5%炭酸
ガスを含む空気中でコンフルエントになるまで増殖させ
た。F12を基礎培地として用い第3表に示した添加物
を加え、さらに高圧蒸気滅菌処理(121℃、20分、
1気圧)した化合物aを第6表に示す各濃度添加した無
血清培地25−に置き換えた。37℃で70時間培養し
た後、0.25%トリプシンおよび0.02%EDTA
を用いて細胞を剥し、エリスロマイシンB染色法と血球
計算盤にて細胞数と生育率を計測した。結果を第6表に
示す。
化合物aのかわりにグルタミン3mMを含む無血清培地
を用いる以外は同様におこなった結果も第6表に示す。
第6表 08        8.25       420、
5       10.05       721.0
        9.0        75参考例 
各種細胞への汎用性の確認 第7表に記載した各種細胞を実施例4と同様に調製し、
得られた無血清培養上清62.5mに20mMのMOP
S緩衝液375ρを加えた。さらに基質として400.
IJMのZ−P、h e−A r g −MCAあるい
はt−Boc−Leu−Arg−^rg−MCA 62
.5.uを加え、37℃で4時間反応させた。ついで1
00℃、5分間熱処理することにより反応を停止させた
。この反応溶液中に生じたアミノクマリンの蛍光を、励
起波長380nm、スリット幅2nm。
蛍光波長460nm、スリット幅2nmで測定し、培養
上清中の酵素活性を求めた。その結果を第7表に示す。
各種細胞の無血清培養上清の代わりにリン酸緩衝液を用
いる以外は上記と同様におこなった結果も第7表に示す
第7表 −”      0.03      0.01C)1
0      2.10      3.28Nama
1wa     O,280,32に562     
0.52      0.71C1270,240,2
6 CCRF−叶M    O,440,24L929  
   0.32      0.46[19372,4
50,55 Hela−530,323,87 CO3O,320,77 *リン酸緩衝液 発明の効果 本発明によれば、加熱滅菌に対して安定であり、CHO
iBlaなどの細胞の分泌する蛋白分解酵素を阻害し、
かつ細胞にL−グルタミンを供給できるようなペプチド
を提供することができる。さらに該ペプチドを用いるこ
とにより、動物細胞培養に有用な培地を提供することが
できる。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)蛋白分解酵素の作用を受けてグルタミンを遊離し
    、かつ蛋白分解酵素の活性を阻害する作用を有するペプ
    チド。
  2. (2)蛋白分解酵素が、−L−ロイシン−L−アルギニ
    ン−L−アルギニン−X(XはL−アミノ酸である)の
    C末端配列を有するペプチドにおけるL−アルギニン−
    Xを切断する作用を触媒する酵素である請求項(1)記
    載のペプチド。
  3. (3)式、R−L−ロイシン−L−アルギニン−L−ア
    ルギニン−L−グルタミン(式中、Rはアミノ酸残基の
    N末端保護基を表わす。)で表わされるペプチド。
  4. (4)Rが、アセチル基、t−ブトキシカルボニル基お
    よびベンゾキシカルボニル基から選ばれるN末端保護基
    である請求項(3)記載のペプチド。
  5. (5)蛋白分解酵素の作用を受けてグルタミンを遊離し
    、かつ蛋白分解酵素の活性を阻害する作用を有するペプ
    チドを含有する動物細胞培養用培地。
  6. (6)該ペプチドが、式、R−L−ロイシン−L−アル
    ギニン−L−アルギニン−L−グルタミン(式中、Rは
    アミノ酸残基のN末端保護基を表わす。)で表わされる
    ペプチドである請求項(5)記載の動物細胞培養用培地
  7. (7)Rが、アセチル基、t−ブトキシカルボニル基お
    よびベンゾキシカルボニル基から選ばれるN末端保護基
    である請求項(6)記載の動物細胞培養用培地。
JP2315235A 1990-11-20 1990-11-20 動物細胞培養用培地 Pending JPH04187697A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020508688A (ja) * 2017-03-09 2020-03-26 エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハー N−アシル−x−グルタミンジペプチドを含む培地

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JP2020508688A (ja) * 2017-03-09 2020-03-26 エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハー N−アシル−x−グルタミンジペプチドを含む培地

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