JPH04293482A - Complex of superoxide dismutase and fc - Google Patents
Complex of superoxide dismutase and fcInfo
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- JPH04293482A JPH04293482A JP3080381A JP8038191A JPH04293482A JP H04293482 A JPH04293482 A JP H04293482A JP 3080381 A JP3080381 A JP 3080381A JP 8038191 A JP8038191 A JP 8038191A JP H04293482 A JPH04293482 A JP H04293482A
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、血中で長い半減期を有
することを特徴とするスーパーオキシドジスムターゼに
関し、さらに詳しくは、スーパーオキシド(O2 −
)による生体組織障害の治療に有用な、Fc断片を結合
することによるスーパーオキシドジスムターゼの血中持
続性の改良に関する。[Field of Industrial Application] The present invention relates to superoxide dismutase, which is characterized by having a long half-life in blood, and more particularly relates to superoxide (O2 -
This invention relates to improving the persistence of superoxide dismutase in the blood by binding an Fc fragment, which is useful for the treatment of biological tissue damage caused by ).
【0002】0002
【従来の技術】スーパーオキシドジスムターゼ(以下S
ODと略記することがある)は、生体内で発生するスー
パーオキシド(O2 − )を消失させる酵素である。
O2 − は生体組織に対して毒性が極めて強く、SO
DはO2 − が要因となっている各種の組織障害(例
えば、変形性関節炎、慢性関節リウマチ、放射線照射に
よる障害、紫外線による障害、未熟児酸素症、虚血性疾
患症、心筋梗塞など)に対する有効な治療薬としての使
用が可能である。このようにSODは医薬品として非常
に有望であるが、SODを静脈投与すると血中半減期が
短く(約5分)、速やかに代謝されるという欠点がある
。そのために静脈投与ではSODの薬理効果が充分に発
揮されない場合が多い。[Prior art] Superoxide dismutase (hereinafter referred to as S
(sometimes abbreviated as OD) is an enzyme that eliminates superoxide (O2 − ) generated in vivo. O2 − is extremely toxic to living tissues, and SO
D is effective against various tissue disorders caused by O2 − (e.g., osteoarthritis, chronic rheumatoid arthritis, damage caused by radiation, damage caused by ultraviolet rays, oxygen syndrome of prematurity, ischemic disease, myocardial infarction, etc.) It can be used as a therapeutic drug. As described above, SOD is very promising as a drug, but it has the disadvantage that when administered intravenously, it has a short half-life in the blood (about 5 minutes) and is rapidly metabolized. Therefore, the pharmacological effects of SOD are often not fully exerted when administered intravenously.
【0003】SODの血中半減期の短さを改良するため
、これまでに様々な試みがなされてきた。例えば、SO
Dに疎水性有機酸を結合し、血中でアルブミンに結合さ
せて腎からの排泄を遅らせたもの〔特開昭63−211
238号公報、井上正康ら:フリーラジカルの臨床,日
本医学館,Vol.2,83(1987)、井上正康ら
:BIO INDUSTRY Vol. 4,No.
4,302(1987)〕、SODにポリエチレングリ
コール〔Pyatak, P. S. et al.
:Research Comunications i
n Chemical Pathology and
Pharmacology, Vol. 29,No.
1,113(1980)〕やフィコール〔Petro
ne, W. F. et al. :Proceed
ings of National Academic
Science ofAmerica, Vol.
77,No. 2,1159(1980)〕のような高
分子をつけて、巨大分子化して腎からの排泄を遅らせた
ものなどが知られている。Various attempts have been made to improve the short blood half-life of SOD. For example, S.O.
A product in which a hydrophobic organic acid is bound to D and it is bound to albumin in the blood to delay excretion from the kidney [JP-A-63-211
Publication No. 238, Masayasu Inoue et al.: Clinical practice of free radicals, Japan Medical Museum, Vol. 2, 83 (1987), Masayasu Inoue et al.: BIO INDUSTRY Vol. 4, No.
4, 302 (1987)], polyethylene glycol in SOD [Pyatak, P. S. et al.
:Research Communications i
n Chemical Pathology and
Pharmacology, Vol. 29, No.
1,113 (1980)] and Ficoll [Petro
ne, W. F. et al. :Proceed
ings of National Academic
Science of America, Vol.
77, No. 2, 1159 (1980)], which is made into a macromolecule by attaching a polymer to it and delays its excretion from the kidneys.
【0004】しかしながら、ポリエチレングリコールや
フィコールを用いて修飾したものでは、活性保持率が(
SODと比較して)50%以下に低下する。また、上記
いずれの場合でも、SODに結合した修飾物はヒトの体
内には存在しない物質を用いているので、安全性に問題
を残している。かかる観点から、ヒトの生体成分をSO
Dに結合させて安全性の高い安定化されたSODを提供
する提案もなされている。そのようなものとしては、例
えばヒトの血漿蛋白質をSODと結合させたもの(特開
平1−269490号公報)などがある。しかし、ラッ
トにおける血中持続性はまだ不充分であるし、分子量が
大きくなりすぎるため、組織への浸透性が悪くなる可能
性がある。いずれにしても、必ずしも医薬品として実用
的手法とは言いがたい。However, in those modified using polyethylene glycol or Ficoll, the activity retention rate is (
(compared to SOD) by 50% or less. Furthermore, in any of the above cases, since the modified substance bound to SOD uses a substance that does not exist in the human body, safety remains a problem. From this point of view, human biological components are
Proposals have also been made to combine SOD with D to provide highly safe and stabilized SOD. As such, there is, for example, one in which human plasma protein is bound to SOD (Japanese Patent Application Laid-open No. 1-269490). However, its persistence in the blood in rats is still insufficient, and its molecular weight is too large, which may result in poor tissue permeability. In any case, it cannot necessarily be said that it is a practical method for pharmaceuticals.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、血中
で長い半減期を有することを特徴とするSODを提供す
ることにある。本発明の他の目的は、生体内の酸素分子
から発生したO2 − による生体組織障害の治療に有
用で、なおかつ、安全性、抗原性および活性保持率いず
れにおいても充分に満足のいくSODを提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an SOD characterized by a long half-life in blood. Another object of the present invention is to provide an SOD that is useful for the treatment of biological tissue damage caused by O2 − generated from oxygen molecules in the body, and that is fully satisfactory in terms of safety, antigenicity, and activity retention. It's about doing.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、スーパーオキ
シドジスムターゼと免疫グロブリンのFc断片との複合
体である。スーパーオキシドジスムターゼは、分子量約
32,000と小さいため、血中に投与しても速やかに
腎から排泄されてしまう。一方、免疫グロブリンの血中
半減期は、約20日と非常に長い。IgGをFab断片
とFc断片に分離し、それぞれの血中半減期を調べると
、Fab断片が数時間なのに対し、Fc断片は43〜1
00時間もある。従って、免疫グロブリンの血中半減期
の長さを決定している要因は、Fc断片にあると考えら
れる。そこで、本発明者らは、SODにFc断片を結合
すれば血中半減期が顕著に延長できると考えた。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a complex of superoxide dismutase and an immunoglobulin Fc fragment. Superoxide dismutase has a small molecular weight of about 32,000, so even if it is administered into the blood, it is quickly excreted from the kidneys. On the other hand, the blood half-life of immunoglobulin is very long, about 20 days. When IgG is separated into Fab fragments and Fc fragments and the blood half-life of each is examined, the half-life of Fab fragments is several hours, while that of Fc fragments is 43-1 hours.
There are 00 hours. Therefore, it is thought that the factor determining the length of the blood half-life of immunoglobulin is the Fc fragment. Therefore, the present inventors considered that the blood half-life could be significantly extended by binding an Fc fragment to SOD.
【0007】本発明でFc断片の結合に使用されるSO
Dとしては、種々の起源に由来するSODが挙げられる
。例えば、ヒトSOD、遺伝子組み換え技術によって製
造されたSOD、あるいは動物、例えばウシや植物、微
生物中に含まれているSODなどが使用できる。また、
哺乳類の細胞質に存在するCu・Zn−SOD、哺乳類
のミトコンドリアに存在するMn−SOD、バクテリア
に存在するFe−SODのいずれも使用可能である。こ
れらのうち、ヒトに対する医薬製剤としての抗原性をな
くすため、ヒトSODおよび遺伝子組み換え技術によっ
て製造されるヒトSODが好ましく使用される。
また、Mn−SODは細胞親和性が少ないため一般に良
い薬効成績が得られにくく、バクテリアに存在するFe
−SODは抗原性が問題になるので、Cu・Zn−SO
Dが好ましく使用される。[0007] SO used for binding Fc fragments in the present invention
D includes SOD derived from various sources. For example, human SOD, SOD produced by genetic recombination technology, or SOD contained in animals such as cows, plants, and microorganisms can be used. Also,
Any of Cu.Zn-SOD present in mammalian cytoplasm, Mn-SOD present in mammalian mitochondria, and Fe-SOD present in bacteria can be used. Among these, human SOD and human SOD produced by genetic recombination technology are preferably used in order to eliminate antigenicity as a pharmaceutical preparation for humans. In addition, since Mn-SOD has low cell affinity, it is generally difficult to obtain good medicinal results, and Fe present in bacteria
- Antigenicity is a problem with SOD, so Cu・Zn-SO
D is preferably used.
【0008】また、本発明で使用されるFc断片も、人
体への投与から考えてヒト由来の免疫グロブリンのFc
を使用する。例えば、IgG1、2、3、4、IgA1
、2、IgMなどの免疫グロブリンのFc断片が使用可
能である。[0008] Furthermore, the Fc fragment used in the present invention is also considered to be similar to the Fc fragment of human-derived immunoglobulin when administered to the human body.
use. For example, IgG1, 2, 3, 4, IgA1
, 2, Fc fragments of immunoglobulins such as IgM can be used.
【0009】SODは、2つの相同なサブユニットから
なっている。サブユニット間はジスルフィド結合ではな
く、疎水結合により非常に強く結合している。SODは
、温和な条件下で化学修飾可能なアミノ酸残基を分子内
に多く含有している。例えば、ヒト赤血球型SODは、
1分子当たりチオール基を4個、アミノ基を44個もっ
ており、Fc断片を結合するのに利用することができる
。また、IgGのFc断片は、分子量約50,000で
、2つの相同なサブユニットからなる。サブユニット間
は2つのジスルフィド結合により結合しており、また、
各サブユニット中に1つずつジスルフィド結合がある。
これらのジスルフィド結合を還元して遊離チオール基に
すれば、これを利用してSODと結合することができる
。[0009] SOD consists of two homologous subunits. The subunits are not bonded by disulfide bonds, but are very strongly bonded by hydrophobic bonds. SOD contains many amino acid residues in its molecule that can be chemically modified under mild conditions. For example, human red blood cell type SOD is
It has 4 thiol groups and 44 amino groups per molecule, which can be used to bind Fc fragments. Furthermore, the Fc fragment of IgG has a molecular weight of approximately 50,000 and consists of two homologous subunits. The subunits are connected by two disulfide bonds, and
There is one disulfide bond in each subunit. If these disulfide bonds are reduced to free thiol groups, these can be used to bind to SOD.
【0010】本発明のSODとFc断片との複合体は、
SODとFc断片との間に架橋を生成させて製造される
。タンパク質同士を架橋するための架橋剤としては、従
来、グルタルアルデヒドのような対称二価架橋剤が使用
されてきたが、この架橋剤はタンパク質の種々の側鎖と
複雑な反応を行うので、例えばSOD分子内、SOD分
子間またはFc分子内、Fc分子間の架橋ができてしま
い、目的とするSODとFcとの複合体以外に余分な複
合体ができてしまうという欠点がある。[0010] The complex of SOD and Fc fragment of the present invention is
It is produced by creating a crosslink between SOD and an Fc fragment. Conventionally, symmetrical divalent cross-linking agents such as glutaraldehyde have been used as cross-linking agents to cross-link proteins, but since these cross-linking agents perform complex reactions with various side chains of proteins, e.g. There is a drawback that crosslinks are formed within the SOD molecule, between SOD molecules, within the Fc molecule, and between Fc molecules, resulting in the formation of an extra complex in addition to the desired complex of SOD and Fc.
【0011】そこで本発明のSODとFc断片との複合
体は、SODの反応基、NH2 基に対して架橋剤Xを
、SH基に対して架橋剤Yを結合させ、一方Fc断片は
還元剤でSH基を露出させる。その後、架橋剤Xまたは
Yを結合させたSODとSH基を露出させたFc断片を
混合して、SODとFc断片とを架橋剤XまたはYを介
して共有結合させる。この場合、すべての反応がおだや
かな条件下(例えば、室温、中性付近のpH)で行われ
ることは、SODなどのタンパク質の安定性から考えて
も必要である。[0011] Therefore, in the complex of SOD and Fc fragment of the present invention, crosslinking agent to expose the SH group. Thereafter, SOD to which cross-linking agent X or Y is bound and Fc fragment with exposed SH groups are mixed, and SOD and Fc fragment are covalently bonded via cross-linking agent X or Y. In this case, it is necessary from the viewpoint of the stability of proteins such as SOD that all reactions be carried out under mild conditions (for example, room temperature, pH around neutrality).
【0012】架橋剤Xは、SODのNH2 基とFc断
片のSH基を架橋する化合物であり、R1 −A−R2
で表される。ここで、R1 はアミノ基と反応する1
価の活性基で、R1 としては例えば下記式(I)、(
III) または(IV)[0012] Crosslinking agent X is a compound that crosslinks the NH2 group of SOD and the SH group of the Fc fragment.
It is expressed as Here, R1 is 1 that reacts with an amino group.
Examples of R1 include the following formula (I), (
III) or (IV)
【化3】[Chemical formula 3]
【化4】[C4]
【化5】
で表される基が挙げられ、このなかでアミノ基に対する
特異性、温和な反応条件を特徴とする上記式(I)で表
される基が好ましく使用される。Among them, the group represented by the above formula (I), which is characterized by specificity for amino groups and mild reaction conditions, is preferably used.
【0013】また、R2 はチオール基に反応する1価
の活性基であり、かかる基としては、例えば下記式(I
I) または(V) 〜(VIII)Further, R2 is a monovalent active group that reacts with a thiol group, and examples of such a group include the following formula (I
I) or (V) ~ (VIII)
【化6】[C6]
【化7】[C7]
【化8】[Chemical formula 8]
【化9】[Chemical formula 9]
【化10】
で表される基が挙げられ、これらのうち、SH基に対す
る特異性、温和な反応条件を特徴とする上記式(II)
で表される基が好ましく使用される。Among these, the above formula (II) is characterized by specificity for SH groups and mild reaction conditions.
A group represented by is preferably used.
【0014】また、Aは2価の有機基であり、この例と
しては、例えば−(CH2 )n −(ただし、nは1
〜10の整数)、p−フェニレン基、m−フェニレン基
が挙げられる。Further, A is a divalent organic group, such as -(CH2)n- (where n is 1
to 10), p-phenylene group, and m-phenylene group.
【0015】また、架橋剤YはSODのチオール基とF
c断片のチオール基を架橋する化合物であり、R3 −
B−R4 で表される。ここでR3 およびR4 はチ
オール基に反応する1価の活性基であり、これらの基と
しては上記基R2 として挙げられた基が挙げられ、R
2 と同様に上記式(II) で表される基が好ましく
使用される。BはAと同様に2価の有機基であり、この
例としては上記基Aとして挙げられた基が挙げられる。[0015] Furthermore, the crosslinking agent Y is a thiol group of SOD and F
It is a compound that crosslinks the thiol group of the c fragment, and R3-
It is represented by BR4. Here, R3 and R4 are monovalent active groups that react with a thiol group, and examples of these groups include the groups listed above as the group R2.
Similarly to 2, a group represented by the above formula (II) is preferably used. Like A, B is a divalent organic group, and examples thereof include the groups listed as the group A above.
【0016】SODとFc断片との反応に際しては、p
H5〜9、望ましくはpH7に調整した緩衝液にSOD
を5〜10mg/mlに溶解した後、N−スクシニミジ
ル−4−(N−マレイミド)ブチレート(以下SMBU
と略す)などの架橋剤をSOD1モルに対し1〜100
倍モル添加し、反応させ、SOD1分子当たり、0.5
〜5個の活性基を導入する。一方、Fc断片は、還元剤
によりSH基を露出させ、活性基を導入したSOD1モ
ルに対し0.5〜10倍モル、望ましくはSOD:Fc
=1:1になるように加え、反応させ、SODとFcの
複合体を作成する。[0016] When reacting SOD with Fc fragment, p
SOD in a buffer adjusted to pH 5-9, preferably pH 7.
After dissolving to 5-10 mg/ml, N-succinimidyl-4-(N-maleimido)butyrate (hereinafter SMBU
1 to 100 of a crosslinking agent such as
Add twice the mole and react, 0.5 per molecule of SOD
~5 active groups are introduced. On the other hand, the Fc fragment is 0.5 to 10 times the mole of SOD with the SH group exposed by a reducing agent and an active group introduced, preferably SOD:Fc
= 1:1 and react to create a complex of SOD and Fc.
【0017】本発明のSODとFc断片との複合体は架
橋剤を用いずに、例えば遺伝子組み換え技術を用いても
作成することが可能である。例えばDNAレベルでSO
DとFcを結合させ、大腸菌または動物細胞などで発現
させれば、SODとFcの融合タンパクを得ることがで
きる。このSODとFcの融合タンパクが本発明で述べ
るSODとFc断片の複合体の特徴をもつことは容易に
推測される。The complex of SOD and Fc fragment of the present invention can be produced without using a crosslinking agent, for example, by using genetic recombination technology. For example, at the DNA level, SO
A fusion protein of SOD and Fc can be obtained by combining D and Fc and expressing it in E. coli or animal cells. It is easily inferred that this SOD and Fc fusion protein has the characteristics of the SOD and Fc fragment complex described in the present invention.
【0018】[0018]
【実施例】以下実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説
明する。
参考例1
(1)Fc断片の精製
ヒトIgG900mgを含む0.02M のナトリウム
リン酸緩衝液(pH7.5)90mlに、1.8mlの
100mM EDTA溶液、4.5mlの0.25M
L−システイン・HCl溶液(pH7.5)、9ml
の1mg/mlパパイン溶液を順次添加し37℃で1時
間反応を行った。反応終了後、反応液をプロテインA−
セファロースカラム(ファルマシア社製)に通し蒸留水
で溶出してくる画分を集めた。集めた画分を限外濾過で
濃縮後、セファデックス G150(fine)カラ
ム(ファルマシア社製)に通し分子量約5万のピークを
集め、1.5mg/mlのFc断片20mlを得た。こ
のFc断片をSDS−ポリアクリルアミド電気泳動で解
析した結果、1つのバンドとして認められた。[Examples] The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below. Reference Example 1 (1) Purification of Fc fragment 90 ml of 0.02 M sodium phosphate buffer (pH 7.5) containing 900 mg of human IgG, 1.8 ml of 100 mM EDTA solution, 4.5 ml of 0.25 M
L-cysteine/HCl solution (pH 7.5), 9ml
A 1 mg/ml papain solution was sequentially added, and the reaction was carried out at 37° C. for 1 hour. After the reaction is complete, the reaction solution is mixed with protein A-
The mixture was passed through a Sepharose column (manufactured by Pharmacia) and the fractions eluted with distilled water were collected. The collected fractions were concentrated by ultrafiltration and then passed through a Sephadex G150 (fine) column (manufactured by Pharmacia) to collect a peak with a molecular weight of approximately 50,000 to obtain 20 ml of an Fc fragment of 1.5 mg/ml. When this Fc fragment was analyzed by SDS-polyacrylamide electrophoresis, it was recognized as a single band.
【0019】(2)Fc断片のジスルフィド結合の還元
Fc断片54mgを含む0.145M NaCl−0.
1M リン酸緩衝液(pH7.4)(以下PBSと略す
)4.5mlに最終濃度が50mMになるように2−メ
ルカプトエタノールを加え、37℃で1時間反応を行っ
た。反応終了後、1mM EDTAと0.1M Na
Clを含むナトリウムリン酸緩衝液(pH7.2)(以
下P−Bufferと略す)で平衡化したセファデック
ス G25(ファルマシア社製)に通し、2−メルカ
プトエタノールを除き、ジスルフィド結合が還元された
Fc断片を得た。このFc断片の溶液に0.1M Tr
is・HCl、1mM EDTAを含む緩衝液(pH
8.2)(以下T−Bufferと略す)で0.2mM
になるように溶解した5,5′−ジチオビス(2−ニト
ロ安息香酸)(以下DTNBと略す)を等量加え、室温
で20分放置し発色させた後、412nmの吸光度を測
定し、チオール基のモル濃度を求めた。その結果、Fc
1分子当たりにチオール基が2.79個であった。理論
的にはFc1分子当たりにペプチド鎖間ジスルフィド結
合が4個あるはずであり、以上に述べた反応条件では、
そのうち2.79個分が還元されたということになる。(2) Reducing disulfide bonds of Fc fragment 0.145M NaCl-0.
2-mercaptoethanol was added to 4.5 ml of 1M phosphate buffer (pH 7.4) (hereinafter abbreviated as PBS) to a final concentration of 50 mM, and reaction was performed at 37° C. for 1 hour. After the reaction, add 1mM EDTA and 0.1M Na.
Fc with reduced disulfide bonds was passed through Sephadex G25 (manufactured by Pharmacia) equilibrated with a sodium phosphate buffer (pH 7.2) containing Cl (hereinafter referred to as P-Buffer) to remove 2-mercaptoethanol. Got a piece. Add 0.1M Tr to this Fc fragment solution.
is・HCl, buffer containing 1mM EDTA (pH
8.2) (hereinafter abbreviated as T-Buffer) at 0.2mM
Add an equal amount of 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoic acid) (hereinafter abbreviated as DTNB) dissolved so that The molar concentration of was determined. As a result, Fc
There were 2.79 thiol groups per molecule. Theoretically, there should be four interchain disulfide bonds per Fc molecule, and under the reaction conditions described above,
This means that 2.79 of them were returned.
【0020】参考例2
(1)SODとSMBUの結合
ウシ赤血球由来のCu・Zn−SOD35mgを含むP
−Buffer5mlに、0.1M の濃度でエタノー
ルに溶解したN−エチルマレイミド30μlを添加し、
室温で30分反応を行い、遊離チオール基をブロックし
た。その後P−Bufferで平衡化したセファデック
ス G25に通し、未反応のN−エチルマレイミドを
除き、4.9mg/mlの濃度でP−Bufferに溶
解したSOD溶液5.2ml回収した。次に、ジメチル
ホルムアミドに220mg/mlの濃度で溶解したSM
BUを、SMBUとSODのモル比が10:1になるよ
うに添加し、室温で1時間反応を行った。その後P−B
ufferで平衡化したセファデックス G25を通
し未反応のSMBUを除き、5.6mg/mlの濃度で
P−Bufferに溶解したSODとSMBUの結合体
6mlを回収した。Reference Example 2 (1) Combination of SOD and SMBU P containing 35 mg of Cu・Zn-SOD derived from bovine red blood cells
- Add 30 μl of N-ethylmaleimide dissolved in ethanol at a concentration of 0.1 M to 5 ml of Buffer,
The reaction was carried out at room temperature for 30 minutes to block free thiol groups. Thereafter, it was passed through Sephadex G25 equilibrated with P-Buffer to remove unreacted N-ethylmaleimide, and 5.2 ml of SOD solution dissolved in P-Buffer at a concentration of 4.9 mg/ml was recovered. Next, SM dissolved in dimethylformamide at a concentration of 220 mg/ml
BU was added so that the molar ratio of SMBU to SOD was 10:1, and the reaction was carried out at room temperature for 1 hour. Then P-B
Unreacted SMBU was removed through Sephadex G25 equilibrated with buffer, and 6 ml of a conjugate of SOD and SMBU dissolved in P-Buffer at a concentration of 5.6 mg/ml was recovered.
【0021】SMBUは両末端に活性基をもつ架橋剤で
、1つはアミノ基ともう1つはチオール基と反応するこ
とができる。つまり、SODのアミノ基に結合したSM
BUは、チオール基と反応しうる活性基をもっているこ
とになる。そこで、適当に希釈した2−メルカプトエタ
ノールのチオール基とSODに結合したSMBUの活性
基を反応させ、2−メルカプトエタノールのチオール基
の減少を定量すればSOD1分子当たりに結合したSM
BU分子の数を求めることができる。SODとSMBU
の結合体を含む溶液と0.1M NaCl、2mMED
TAを含む緩衝液(pH5.5)(以下N−Buffe
rと略す)で適当に希釈した2−メルカプトエタノール
を混合し、室温で20分反応させた。その後、T−Bu
fferに0.2mMになるように溶解したDTNBを
加え、室温で20分放置し発色させた後、412nmの
吸光度を測定し、チオール基のモル濃度を求めた。以上
のように定量した結果、SOD1分子当たりSMBU分
子の数は3個であった。[0021] SMBU is a crosslinking agent having active groups at both ends, one capable of reacting with an amino group and the other with a thiol group. In other words, SM bonded to the amino group of SOD
BU has an active group that can react with a thiol group. Therefore, by reacting the thiol group of appropriately diluted 2-mercaptoethanol with the active group of SMBU bound to SOD, and quantifying the decrease in the thiol group of 2-mercaptoethanol, the amount of SMBU bound per molecule of SOD can be measured.
The number of BU molecules can be determined. SOD and SMBU
A solution containing the conjugate and 0.1M NaCl, 2mM ED
Buffer solution (pH 5.5) containing TA (hereinafter referred to as N-Buffe)
2-mercaptoethanol suitably diluted with 2-mercaptoethanol (abbreviated as r) was mixed and reacted at room temperature for 20 minutes. After that, T-Bu
DTNB dissolved at 0.2 mM was added to the solution, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 20 minutes to develop color. The absorbance at 412 nm was measured to determine the molar concentration of thiol groups. As a result of the above quantitative determination, the number of SMBU molecules per molecule of SOD was 3.
【0022】(2)SODとBMHの結合ウシ赤血球由
来のCu・Zn−SOD20mgを含むP−Buffe
r2mlに最終濃度が0.1M になるように2−メル
カプトエタノールを添加し、37℃で1時間反応を行っ
た。その後P−Bufferで平衡化したセファデック
ス G25に通し2−メルカプトエタノールを除き、
5.5mg/mlの濃度でP−Bufferに溶解した
SOD溶液を3ml回収した。このSOD溶液のチオー
ル基を参考例1(2)と同様にDTNBを用いて定量す
るとSOD1分子当たり1.27個であった。(2) P-Buffe containing 20 mg of Cu・Zn-SOD derived from bovine red blood cells combined with SOD and BMH
2-mercaptoethanol was added to 2 ml to give a final concentration of 0.1 M, and the reaction was carried out at 37°C for 1 hour. After that, it was passed through Sephadex G25 equilibrated with P-Buffer to remove 2-mercaptoethanol.
3 ml of SOD solution dissolved in P-Buffer at a concentration of 5.5 mg/ml was collected. The thiol groups in this SOD solution were quantified using DTNB in the same manner as in Reference Example 1 (2) and were found to be 1.27 per molecule of SOD.
【0023】次に、ジメチルホルムアミドに9.2mg
/mlの濃度で溶解したビスマレイミドヘキサン(以下
BMHと略す)をBMHとSODのモル比が10:1に
なるように添加し、室温で1時間反応を行った。その後
P−Bufferで平衡化したセファデックス G2
5に通し、未反応のBMHを除き、3.4mg/mlの
濃度でP−Bufferに溶解したSODとBMHの結
合体を4ml回収した。Next, add 9.2 mg to dimethylformamide.
Bismaleimidohexane (hereinafter abbreviated as BMH) dissolved at a concentration of /ml was added so that the molar ratio of BMH to SOD was 10:1, and the reaction was carried out at room temperature for 1 hour. Sephadex G2 was then equilibrated with P-Buffer.
5 to remove unreacted BMH, and collect 4 ml of a conjugate of SOD and BMH dissolved in P-Buffer at a concentration of 3.4 mg/ml.
【0024】実施例1(SMBUを架橋剤としたSOD
とFc断片の複合体の作成)
参考例1(2)で得られたジスルフィド結合を還元され
たFc断片35mgを含むP−Buffer5.3ml
と、参考例2(1)で得られたSODとSMBUの結合
体30mgを含むP−Buffer5.3mlを混合し
、4℃で一晩反応を行った。反応後SDS−ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動で反応液を還元条件下で解析する
とSODのサブユニット1つ当たり1個のFc鎖が結合
したものとSODのサブユニット1つ当たり2個のFc
鎖が結合したもののバンドが観察された(図1)。Example 1 (SOD using SMBU as a crosslinking agent)
and Fc fragment) 5.3 ml of P-Buffer containing 35 mg of the disulfide bond-reduced Fc fragment obtained in Reference Example 1 (2)
and 5.3 ml of P-Buffer containing 30 mg of the conjugate of SOD and SMBU obtained in Reference Example 2 (1) were mixed, and the mixture was reacted overnight at 4°C. After the reaction, the reaction solution was analyzed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis under reducing conditions, and it was found that one Fc chain was bound to each SOD subunit, and two Fc chains were bound to each SOD subunit.
A band of bound chains was observed (Figure 1).
【0025】次に、反応液をPBSで平衡化したセファ
デックス G150(superfine)160m
lのカラムに通し、溶出液を2.75mlずつ60画分
集め、各画分の280nmの吸光度(A280)、Fc
量、SOD活性を測定した(図2)。Fc量の測定は酵
素免疫測定法で、SOD活性の測定は大柳の亜硝酸法〔
蛋白質 核酸 酵素 Vol.33 No.16
(1988)2906〕に従って行った。24〜27画
分と28〜31画分を集め、それぞれCx.1、Cx.
2とした。SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動に
よる解析の結果、Cx.1はSOD1分子に2個以上の
Fc断片が結合したもので、Cx.2はSOD1分子に
1個のFc断片が結合したものであることが確認された
(図1)。SODとFc断片の複合体のSOD活性保持
率を測定したところ90%以上であった。Next, the reaction solution was treated with Sephadex G150 (superfine) 160m equilibrated with PBS.
The eluate was collected in 60 fractions of 2.75 ml each, and the absorbance at 280 nm (A280) of each fraction, Fc
The amount and SOD activity were measured (Figure 2). The Fc amount was measured by enzyme immunoassay, and the SOD activity was measured by Oyanagi's nitrite method [
Protein Nucleic Acid Enzyme Vol. 33 No. 16
(1988) 2906]. Fractions 24-27 and 28-31 were collected, and Cx. 1.Cx.
It was set as 2. As a result of analysis by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, Cx. 1 has two or more Fc fragments bound to the SOD1 molecule, and Cx. 2 was confirmed to be one Fc fragment bound to the SOD1 molecule (Fig. 1). When the SOD activity retention rate of the complex of SOD and Fc fragment was measured, it was 90% or more.
【0026】実施例2(BMHを架橋剤としたSODと
Fc断片の複合体の作成)
参考例1(2)で得られたジスルフィド結合を還元され
たFc断片15mgを含むP−Buffer4mlと、
参考例2(2)で得られたSODとBMHの結合体12
mgを含むP−Bufferを混合し4℃で一晩反応を
行った。反応後SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳
動で反応液を還元条件下で解析するとSODのサブユニ
ット1つ当たり1個のFc鎖が結合したもののバンドが
観察された(図3)。Example 2 (Preparation of a complex of SOD and Fc fragment using BMH as a crosslinking agent) 4 ml of P-Buffer containing 15 mg of the Fc fragment with reduced disulfide bonds obtained in Reference Example 1 (2),
Conjugate 12 of SOD and BMH obtained in Reference Example 2 (2)
P-Buffer containing mg was mixed and the reaction was carried out at 4°C overnight. After the reaction, the reaction solution was analyzed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis under reducing conditions, and a band with one Fc chain bound to each SOD subunit was observed (FIG. 3).
【0027】次に、反応液をPBSで平衡化したセファ
デックス G150(fine)160mlのカラム
に通し、溶出液を2.75mlずつ60画分集め、実施
例1同様に各画分の280nmの吸光度、Fc量、SO
D活性を測定した(図4)。27画分をピークとしたS
ODとFc断片の複合体が観察された。Next, the reaction solution was passed through a 160 ml column of Sephadex G150 (fine) equilibrated with PBS, the eluate was collected in 60 fractions of 2.75 ml each, and the absorbance at 280 nm of each fraction was measured in the same manner as in Example 1. , Fc amount, SO
D activity was measured (Figure 4). S with a peak of 27 fractions
A complex of OD and Fc fragment was observed.
【0028】実施例3(SODとFc断片の複合体の血
中半減期の測定)
実施例1で得られたCx.1とCx.2について、マウ
スにおける血中半減期を測定した。ICRマウス(オス
)3匹にSODとFc断片の複合体を、SODの蛋白質
量として0.1mg静脈注射し、その後Cx.2につい
ては直後、15分、30分、1時間、6時間、1日、2
日、3日後に、Cx.1については直後、30分、2時
間、5時間、1日、3日後に、採血を行った。対照とし
て、未修飾ウシSODや未修飾ウシSODとFc断片の
単なる混合物についても同様に血中半減期の測定を行っ
た。これらについては、SODの蛋白質量として0.1
mg静脈注射後、直後、5分、10分、20分、40分
後に採血を行った。採血後、血漿を分離し、血漿中のS
OD活性を実施例1と同様に測定した。静脈注射直後の
SOD活性を100%としたときのSOD活性の血中で
の減衰を示したグラフが図5である。Example 3 (Measurement of blood half-life of complex of SOD and Fc fragment) Cx. 1 and Cx. 2, the blood half-life in mice was measured. Three ICR mice (male) were intravenously injected with a complex of SOD and Fc fragment in an amount of 0.1 mg as SOD protein, and then injected with Cx. For 2, immediately after, 15 minutes, 30 minutes, 1 hour, 6 hours, 1 day, 2
day, 3 days later, Cx. For No. 1, blood was collected immediately, 30 minutes, 2 hours, 5 hours, 1 day, and 3 days later. As a control, the blood half-life of unmodified bovine SOD or a simple mixture of unmodified bovine SOD and Fc fragment was similarly measured. For these, the protein amount of SOD is 0.1
Blood was collected immediately, 5 minutes, 10 minutes, 20 minutes, and 40 minutes after the mg intravenous injection. After blood collection, the plasma is separated and the S in the plasma is
OD activity was measured in the same manner as in Example 1. FIG. 5 is a graph showing the attenuation of SOD activity in the blood when the SOD activity immediately after intravenous injection is taken as 100%.
【0029】図5中、曲線〔SOD−(Fc)x 〕は
Cx.1のSOD活性の減衰を、曲線(SOD−Fc)
はCx.2のSOD活性の減衰を、曲線SODは未修飾
のSODの活性の減衰を、曲線(SOD+Fc)はSO
DとFc断片の単なる混合物のSOD活性の減衰を示す
。
これらの試料の血中半減期をModified Ma
rquardt methodにより計算したものを
表1に示す。In FIG. 5, the curve [SOD-(Fc)x] is Cx. The decay of SOD activity of 1 is expressed as a curve (SOD-Fc)
is Cx. The curve SOD represents the decay of the SOD activity of unmodified SOD, and the curve (SOD+Fc) represents the decay of the SOD activity of the unmodified SOD.
Figure 3 shows the attenuation of SOD activity of a simple mixture of D and Fc fragments. Modified Ma
Table 1 shows the results calculated using the rquardt method.
【0030】[0030]
【表1】
以上の結果から、SODとFc断片の複合体は血中
半減期が未修飾ウシSODと比較して90〜130倍に
増加していることがわかる。[Table 1] From the above results, it can be seen that the blood half-life of the complex of SOD and Fc fragment is increased by 90 to 130 times compared to unmodified bovine SOD.
【0031】実施例4(マウスパラコート中毒を用いた
SODとFc断片の複合体の薬理活性)パラコートは体
内に入るとパラコートカチオンラジカルとなり、これが
O2と反応してスーパーオキシド(O2 − )を生じ
る。パラコートをマウスの腹腔内に投与すると、このO
2 − が組織細胞を破壊し、血中のグルタミン酸−オ
キサロ酢酸トランスアミナーゼ(以下GOTと略す)の
活性が通常の5〜10倍上昇することが知られている。
そこでSODとFc断片の複合体の血中投与により、こ
のパラコートによる血中GOT活性の上昇が抑制される
かについて実験を行った。薬理活性を評価する試料とし
て、実施例1で得られたCx.1とCx.2を混合した
ものを用いた。Example 4 (Pharmacological activity of complex of SOD and Fc fragment using mouse paraquat poisoning) When paraquat enters the body, it becomes paraquat cation radical, which reacts with O2 to produce superoxide (O2 - ). When paraquat is administered intraperitoneally to mice, this O
It is known that 2- destroys tissue cells and increases the activity of glutamate-oxaloacetate transaminase (hereinafter abbreviated as GOT) in the blood by 5 to 10 times the normal level. Therefore, an experiment was conducted to determine whether the increase in blood GOT activity caused by paraquat could be suppressed by administering a complex of SOD and Fc fragment into the blood. Cx. obtained in Example 1 was used as a sample to evaluate pharmacological activity. 1 and Cx. A mixture of 2 was used.
【0032】ICRマウス(オス)6匹にSODとFc
断片の複合体を、SODの蛋白質量として5mg/kg
静脈注射し、15分後にパラコート(和光純薬社製)を
100mg/kg腹腔内投与し、その直後、2時間、4
時間、6時間後に尾から採血を行った。採血後血漿を分
離し、血漿中のGOT活性を自動分析装置により測定し
た。対照として、SODとFc断片の複合体の代わりに
PBSを0.1ml静脈注射し、15分後にパラコート
を同量投与する群も作成した。結果を図6に示す。図6
から、SODとFc断片の複合体の投与群は対照群と比
べると明らかに血中GOT活性の上昇を抑制しているこ
とがわかる。Fc断片を結合していないSODについて
も同様の実験を行ったが、血中GOT活性の上昇を抑制
する効果は見られなかった。[0032] SOD and Fc were administered to 6 ICR mice (male).
The complex of fragments is 5 mg/kg as protein amount of SOD.
After intravenous injection, 15 minutes later, 100 mg/kg of paraquat (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was administered intraperitoneally, and immediately thereafter, for 2 hours, 4
After 6 hours, blood was collected from the tail. After blood collection, plasma was separated and GOT activity in the plasma was measured using an automatic analyzer. As a control, a group was also created in which 0.1 ml of PBS was intravenously injected instead of the complex of SOD and Fc fragment, and the same amount of paraquat was administered 15 minutes later. The results are shown in FIG. Figure 6
These results show that the group administered with the complex of SOD and Fc fragment clearly suppressed the increase in blood GOT activity compared to the control group. A similar experiment was conducted using SOD to which no Fc fragment was bound, but no effect of suppressing the increase in blood GOT activity was observed.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、血中で長い半減期を有
し、生体内の酸素分子から発生したO2 − による生
体組織障害の治療に有効で、かつ安全性に優れたSOD
を提供することができる。Effects of the Invention According to the present invention, SOD has a long half-life in the blood, is effective in treating damage to biological tissue caused by O2 − generated from oxygen molecules in the body, and is highly safe.
can be provided.
【図1】実施例1において、SMBUを架橋剤としてS
ODとFc断片を反応させたときの反応液、Cx.1お
よびCx.2の還元条件下でのSDS−アクリルアミド
ゲル電気泳動像である。FIG. 1: In Example 1, S
The reaction solution when OD and Fc fragment were reacted, Cx. 1 and Cx. 2 is an SDS-acrylamide gel electrophoresis image under reducing conditions of No. 2.
【図2】実施例1においてSMBUを架橋剤としてSO
DとFc断片を反応させたときの反応液をセファデック
スG150でゲル濾過して得られた各画分の280nm
の吸光度、Fc濃度、SOD活性を示す図である。FIG. 2: SO in Example 1 with SMBU as a crosslinking agent.
280 nm of each fraction obtained by gel filtration of the reaction solution when D and Fc fragment were reacted with Sephadex G150.
FIG. 2 is a diagram showing absorbance, Fc concentration, and SOD activity.
【図3】実施例2においてBMHを架橋剤としてSOD
とFc断片を反応させたときの反応液の還元条件下での
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動像である。[Figure 3] SOD using BMH as a crosslinking agent in Example 2
This is an SDS-polyacrylamide gel electrophoresis image of the reaction solution under reducing conditions when the Fc fragment was reacted with the Fc fragment.
【図4】実施例2においてBMHを架橋剤としてSOD
とFc断片を反応させたときの反応液をセファデックス
G150でゲル濾過して得られた各画分の280nmの
吸光度、Fc濃度、SOD活性を示す図である。FIG. 4: SOD using BMH as a crosslinking agent in Example 2
FIG. 3 is a diagram showing the absorbance at 280 nm, Fc concentration, and SOD activity of each fraction obtained by gel filtration of a reaction solution obtained by reacting Fc fragment with Sephadex G150.
【図5】実施例3で得られたSODとFc断片の複合体
のマウスにおける血中消失曲線である。FIG. 5 is a blood elimination curve in mice of the complex of SOD and Fc fragment obtained in Example 3.
【図6】実施例4で得られたマウスパラコート中毒にお
ける血中GOT活性の上昇のSODとFc断片の複合体
による抑制を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the suppression of the increase in blood GOT activity in paraquat poisoning mice obtained in Example 4 by a complex of SOD and Fc fragment.
Claims (5)
グロブリンのFc断片との複合体。1. A complex of superoxide dismutase and an immunoglobulin Fc fragment.
亜鉛型である請求項1記載の複合体。[Claim 2] Superoxide dismutase is copper-based.
A complex according to claim 1, which is of the zinc type.
ノ基を、架橋剤Xを介して、チオール基を遊離させた免
疫グロブリンのFc断片と反応させて生じる〔ここで架
橋剤Xは、R1 −A−R2 (ここで、R1 はアミ
ノ基に反応する1価の活性基で、R2 はチオール基に
反応する1価の活性基であり、Aは2価の有機基を示す
。)を表す。〕、請求項1記載の複合体。3. Generated by reacting the amino group of superoxide dismutase with an Fc fragment of immunoglobulin from which a thiol group has been released via a crosslinking agent X [here, the crosslinking agent X is R1 -A-R2 ( Here, R1 is a monovalent active group that reacts with an amino group, R2 is a monovalent active group that reacts with a thiol group, and A represents a divalent organic group. ], the composite according to claim 1.
シドジスムターゼを、架橋剤Yを介して、チオール基を
遊離させた免疫グロブリンのFc断片と反応させて生じ
る〔ここで架橋剤Yは、R3 −B−R4 (ここでR
3 、R4 はチオール基に反応する活性基であり、B
は2価の有機基を示す。)を表す。〕、請求項1記載の
複合体。4. Superoxide dismutase that has released a thiol group is reacted with an immunoglobulin Fc fragment that has released a thiol group via a crosslinking agent Y [here, the crosslinking agent Y is R3-B -R4 (where R
3, R4 is an active group that reacts with a thiol group, and B
represents a divalent organic group. ) represents. ], the composite according to claim 1.
(II)【化2】 で表される基である請求項3または4記載の複合体。[Claim 5] Claim 3 or 4, wherein R1 is a group represented by the following formula (I) [Claim 1], and R2, R3 and R4 are groups represented by the following formula (II) [Claim 2] The complex described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080381A JPH04293482A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Complex of superoxide dismutase and fc |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080381A JPH04293482A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Complex of superoxide dismutase and fc |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04293482A true JPH04293482A (en) | 1992-10-19 |
Family
ID=13716708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3080381A Withdrawn JPH04293482A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Complex of superoxide dismutase and fc |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04293482A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008534676A (en) * | 2005-04-08 | 2008-08-28 | ハンミ ファーマシューティカル カンパニー リミテッド | Immunoglobulin Fc fragment modified with non-peptide polymer and pharmaceutical composition containing the same |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP3080381A patent/JPH04293482A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008534676A (en) * | 2005-04-08 | 2008-08-28 | ハンミ ファーマシューティカル カンパニー リミテッド | Immunoglobulin Fc fragment modified with non-peptide polymer and pharmaceutical composition containing the same |
| US8124094B2 (en) | 2005-04-08 | 2012-02-28 | Hanmi Holdings Co., Ltd. | Immunoglobulin Fc fragment modified by non-peptide polymer and pharmaceutical composition comprising the same |
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