JPH04500010A - t―PA―変異体GK1L - Google Patents

t―PA―変異体GK1L

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JPH04500010A JP2511463A JP51146390A JPH04500010A JP H04500010 A JPH04500010 A JP H04500010A JP 2511463 A JP2511463 A JP 2511463A JP 51146390 A JP51146390 A JP 51146390A JP H04500010 A JPH04500010 A JP H04500010A
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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】 t−PA−変異体GKLL ヒト組織プラスミノーゲンアクチベータ(t−PA)は分子量68.000ダル トンのセリンプロテアーゼであり、酵素前駆体プラスミノーゲンを活性セリンプ ロテアーゼ1ラスミンに変換する。プラスミンは、血餅のタンパク質マトリック スの主成分であるフィブリンを溶解する。t−PAはフィブリンに対して高い親 和性を有し、またフィブリンによって活性化される(“Fibrinolysi s”、 2 (19J18)、 133−14219照)、従ってt−PAは医 学的に極めて重要視される。
例えばウロキナーゼ又はストレプトキナーゼのような他の公知のプラスミノーゲ ン活性化因子に比べてt−P Aの利点は、その触媒活性がフィブリンによって 刺激されることである。(“J、Biol、Chem、” 、257 (198 2)、2912−2919 : ”Biochei、 Biophys、 Ac ta” 、75Σ(1983)、531−5339照)。
t−PA(アミノ酸配列、フェハール(Vehar)その他、′Bio/Tec hno logy”、 2 (19g4>、1051−1057参照)は、その 一本積形において1本の重M(H−jll)と1本の軽鎖(L−m)とからなり 、これらはジスルフィド架橋によって結合されている。その二本鎖形は一本鎖前 駆体形から1ラスミン又は他の10テアーゼでアミノa (A、S、) 275 と 276の間で特異的に切断することによって生じる。32,000ダルトン のL−Mは、ウロキナーゼ又はプラスミンのような他のセリンプロテアーゼに対 して相同性を有する酵素活性範囲を含む(“Proc、 Na目、 Acad、  Sci、 USA” 、81 (19g4) 、5335−5339)、39 .OQOダルトンのH−鎖上の各領域はフィブロネクチン(A、S、 1−49  ンに対して相同性のフィンガー領域(F)、マウス−及びヒト表皮増殖因子( A、S、 50−87>に対して相同性の増殖因子領域(G)及びプラスミノー ゲン中のクリングル構造に対して相同性の2つのクリングル領域K 1 (A、 S、 8g−175)及びK 2 (A、S、 176−262)である。
H−鎖の個々の領域の機能に関してはすでに知られている。すなわち、フィブリ ンへのt−PAの結合、従ってまたフィブリンの存在でt−PAの触媒活性を刺 激するのiこ関与するのは領域に2又は/及びFのみで、領域に1はこれに関与 しない(欧州特許出願°公開第0234051号明細書)。
”E14BO” 、 L (19H)、2731−2740からは、H−鎖から の完全な領域に1及びF、並びに領域に2の1部を含むt−PA変異体の活性も フィブリンによって刺激可能であることが公知である。
しかしH−鎖の個々の領域がフィブリンに対するt−PA−分子の活性をどの程 度生ぜしめまたプラスミノーゲン切断活性をどの程度刺激するのかは未解決であ る。
本発明の課題は、t−PAに比べてより大きなプラスミノーゲン切断活性を有し またその触媒活性を同機にフィブリン又はフィブリノーゲンによって刺激するこ とのできるt−PA−変異体を得ることにある。
この課題ぼ本発明によれば、t−PAの領域GKILを有するタンパク質をコー ドし、そのFiA9jA域に2及びFをコードする配列又は遺伝躇号の退行変性 の枠内でこれから誘導された配列、すなわち正確なエキジン/イントロン接触面 に相当する配列がt−PA−遺伝子上で完全に欠失されている、組撓えDNAを 製造することによって解決される。従って本発明による組撓えDNAではt−P AcDNAのヌクレオチド715〜972及び199〜339が欠けている(番 号は’Nator″、 301 、 (1983)、214−221による)、 活性の刺激可能性にとって重要なものとみなされる。H−jlの領域に2及びF は、本発明による組撓えDNAの遺伝子生成物であるt−PA変異体GKLLで は欠けているにもかかわらず、このGKLLには予想外にもフィブリンによる触 媒活性の刺激可能性は保持されている。GKILを表現する細胞からの上澄みの 触媒活性は驚くべきことには、t−PAを表現する細胞からの上澄みの活性より も明らかに高い。
本発明の1対象は、t−PA又は領域G、Kl及びL以外の領域も含むt−PA 変異体をコードするDNA−配列から、t−PA−遺伝子上における正確なエキ ラン/イントロン−接触面の維持下に、領域G、に1及びLをコードしない各配 列を欠失させることにより、本発明のM#QえDNAを製造する方法である。領 異誘発によって起こさせる方法が特に有利である。
本発明の1対象は、本発明による組換えDNAのコピー1つ以上を含む組撓えベ クターである。この場合優れた1実施態様は、真核細胞中に組換えDNAを発現 させるのに適したベクターである0本発′明の特に優れた1実施態様は5V40 −初期プロモータ及びマウス−dhfr−遺伝子を含むGKIL−遺伝子を有す る真核ベクターである。しかし最も好ましいのは本発明によるプラスミドp 5 V−GK I Lである。
本発明の1対象は1本発明による組撓えDNA又は本発明によるベクターで形質 転換されている細胞系である。特に好ましいのは真核細胞系であり、最も好まし いのは、本発明による組換えDNA又は本発明によるベクターを含むCHO−d hfr−細胞系(例えばEcAcc 88072103)である。
本発明の1対象はt−PAの領域G、Kl及びLの、この順序でのアミノ酸配列 からなりかつ場合によってはグリコジル化されている轄維素溶解特性を有するタ ンパク質である0本発明は同様に1本発明による組換えDNA又は本発明による 組換えベクターを適当な宿主細胞に表現し、この発現生成物を培地から又は宿主 細胞を溶解することによって回収することにより、繊維素溶解特性を有するタン パク質を製造する方法に間する。この場合本発明によるタンパク質を真核宿主細 胞、有利にはCHO−dhfr−宿主細胞からグリコジル化された形で得る方法 が有利である。驚くべきことには本発明によるプラスミドpSV−GK、LLで 形質転換されまたGKLLを分泌するCHO−dhfr−細胞からの上澄みは、 野生型t−PA−遺伝子が存在する相応する発現ベクターpSV−FGKIK2 Lで形質転換されている細胞からの上澄みよりも一層高い触媒活性を有する。
特に有利なのはアプロチニンを含む培地中で培養される宿主細胞を使用する方法 である。
この場合予想外にも、その培地がアプロチニンを含む宿主細胞の上澄みではその 活性及びフィブリンによる刺激の程度は一層高い。
最後に本発明の1対象は、本発明によるタンパク質を含む繊維素溶解剤である。
次の各実施例は本発明を第1図及び第2図との関連において詳述するものである 。
この場合第1図はプラスミドρS V −G、K I Lの製造法を示すもので あり、第2図は野生型−t −P 、A及びGKILの、フィブリノーゲンで刺 激された触媒活性を比較して示すグラフ図である。
例 l フィンガー及びクリングル2−領域が欠失されているt−PA−誘導体の製造( GK L L>t−PAcDNAからの欠失変異体F、、G K I Lを、” Bio/Technolo!y−,2(1984)、636−639から公知の 方法により意図的な変異誘発でクリングル2−領域を欠失することによって製造 した。出発プラスミドとしてはt−PAヌクレオチド配列190−1809が存 在するpePA133 (その製造は欧州特許出即公開第0242836号明細 書を参照)を使用した。変異誘発プライマー1(5°GCCTGCTCTGAG TCCACCTGCGGC3°)を使用して、ヌクレオチド715〜972(エ キシン■及び■)を除去した( ”Natur ” 、 301 (1983) 、214−221に記載されたt−PA−cDN、Aの番号に相応する)、次い で欠失変異#FGK I Lをコードするプラスミドp7745を、変異誘発プ ライマー1でコロニーハイブリッド形成により分離し、配列を決定した。真核細 胞に後に発現させるにはt−PAシグナル配列の再構成が必要であった。
まずFGKILcDNAにリーダー配列及び3°UT(3゛非翻訳領域) (原 cDNA−配列)を施した、このためpuc l 2のポリリンカー内に位置7 7までの5”UT(5’非翻訳領域)、リーダー配列及びヌクレオチド位置20 8までのt−pAのN−末端配列を含むプラスミドp7.1..DSM4719 をPst−■及びH,ind[[lで切断した(約2.7k b > 、付加的 に次のt−PAcDNA配列を、含む断片を分離した。
すなわちp7745から、ヌクレオチド位置209〜421を含むPs、、t/ H,aell−断片並びにヌクレオチド位置421〜] 273を有するH a  e ■/ E ’c o RI−断片(この場合変異誘発によってヌクレオチ ド位置715〜972は欠失されている)をまたpePA ’)8.1(その製 造は欧州特許出願公開第0242836号参照)からヌクレオチド位置1274 〜2165を有するEcoRI/Hindl[[−断片を分離した。
これらの断片を結合し、E−co I i、DSM3689に形質転換しな。プ ラスミドを有する形質転換細胞を、アンピシリン50μg/mlを添加すること によって培地中で選択した。p e P A 1.59で表される真正プラスミ ドは制限酵素−分析によって立証された。
このプラスミドからFGKILcDNAをXbaI−HindI[I−断片とし て分離することができた(シグナル配列を有するが、独自のポリアデニル化部位 を有さなイ)。コノ断片は位置2160 (“Nature” 、 301(1 983) 、214−221 )でBglII一部位までに7つのヌクレオチド 5°非翻訳領域(5’ UT)及び3′非翻訳領域(3°LIT)を含む。
FGKILからフィンガー領域F(エキシン■)を欠失させるために変異誘発プ ライマー?(5°GATCTTACCAATGCAGCCAGC3’)を使用し た。意図的な変異誘発によってt −P A −’c D N A上のヌクレオ チド 199〜339を除去した。領域組成GK I L;を有する組換えDN Aを・有するプラスミドを変異誘発プライマー2でコロニーハイブリッド形成す ることにより分離し、配列を決定した。この場合次のようにして処理した。固定 化D N A、を有するフ達ルタを65℃で4時7間、0.2%SDS、1.0 %サルコシル(5arko、syl’ )、4 X S E T (NaCl  O,6mモル/ρ、トリス−HCl 0.2モル/1、p)(8,0,EDTA 4mモル/iり及び4×デンハーツ溶液(Denhardts−L5sung)  (0,08%フィコlしくFicoll”ン、o、os%ポリビニlレビロリ ドン、0゜08%ウシ血清アルブミン)中で前ハイブリッド処理した。
ハイブリッド形成は46℃で12時間0.2%SDS、1゜0%サルコシル、4 XSET、4×デンハーツ中でまたフィルタ当たり5・10’ c p、mのキ ナーゼ化変異誘発プライマーを用いて行った。フィルタを室温で3×5分間、引 続き37℃で1×10分間及び50℃で185分間、4XSET及び0.2%S DS中で洗浄した。
例 2 CHO−41+1胞からのGKILの免疫学的特性化t−PA−cDNA及びG KIL−c、DNAを、プラスミドpKCR(“Proc、 Natl、 Ac ad、 Sci、 USA”、 7g (1981) 、、 1527−153 1 )の唯一のBamHI−切断部位に、Xba I−Hi nd[I−断片と して挿入し、これからプラスミドpKCR−FGKIK2L及びpKCR−GK ILを得た。このため各断片の端部を重合酵素■フレノウ断片で補充した。双方 のc−DNAは5°−末端で7つの真正ヌクレオチドを含み、その固有のポリア デニル化部位を欠いていた0両プラスミドは抗生物質アンピシリン(Amp>に 対し細菌抵抗性を付与した。双方のc−DNAの発現はSV40初期−プロモー タによって促進される。このプラスミドではc−DNAの後に家兎−β−グロビ ンの大きなイントロン及び、家兎−β−グロビン及びSV40のポリアデニル化 部位が続く、この発現カセットを分離するため、pKCR−FGKIK2L及び pKCR−GKILを5alIで部分切断することによって直線状にし1次いで Aat[で切断し、突出している端部をヌクレアーゼS1で分解した。この断片 を低融点アガロースゲルから分離し、ρAdD26SV(A>(”J、Mo1. biol、 ” 、 159 (1982>、601−621 >の充填された 唯一のEcoRI−切断部位に結合挿入した。pAdD26SV (A)は、ア デノウィルス2(AMLP)の主要後期−10モータによって促進されるマウス −DHPR−cDNA用の発現カセット及びSV40−複製起点を含み、抗生物 質テトラサイクリンに対して細菌抵抗性を付与する0合成プラスミドPSV−F GKIK2L及びpSV−GKIL内でのt−PA用発現カセットの配向を制限 分析によって検査した。第1図は1ラスミドpSV−GK L Lの製造並びに このプラスミド上の個々の要素の位置を暗示するものである。
組換えベクターpSV−FGKIK2L及びpSV−GK I LrCHOd  h f r−細胞(ECACC88072103)を形質転換した(“Proc 、Natl、Acad、 Sci、USA”、76 (1979) 、 435 0−4354)、 、ニー17)たメpsV−FGKIK2L又4.tpSV− GK I L 20 ttgを宥する燐酸カルシウム−沈殿物を4mgの容量で 製造した(Virology” 、 52 (1973) 、456−467> 、沈殿物1mfを培養液Ion iJ中の細胞3×IoS〜lX1o6に加えた 。細胞を8−16時間インキュベートし、その後培養液を除去し、#i胞をTB S(トリス−HCl 25 mモル/1.pH7,4、NaCl 1137 m モル/j)、KCl5mモル/ i!、NaH2PO40,6mモル/fり10 m1+で洗浄し、次いで適当な培地でインキュベートした。CHO−dhfr− 細胞(ECACC88072103)をトランスフェクシゴン48時間後1:1 0に変え、その後選択培地で培養したく“J、!4o1.Bio1.”、159  (19g2>、601−621>、生じたクローンをトランスフェクション2 〜3週間後にクローン化シリンダを用いてトリプシン処理し、大量培養のため引 き上げ、その上澄みをELISAによりt−PA−免疫反応性に関して検査した く“Gene” 、 51(1987)、31−41>、ポジのクローンをメト トレキセート20nモル/βを有する培地中でインキュベートした。2週間後メ トトレキセートー耐性コロニーが生じた。これを全面培養し、培地内でメトトレ キセート10nモル/pに曝した。附性縛胞を徐々に高くなるメトトレキセート 濃#il液< 300nモル/i!、500nモル/g、1μモル/!!及び5 μモル/l)に曝した。各クローンを限界希釈法により分離し、最良のt−PA 生産者を選出した。
野生型t−PA又はGKLLの構成性、分泌を示したCHO−細胞を、10%ウ シ胎児血清で補足されたD MEM−培地(ダルベツコの修飾イーグル培地)中 で、アプロチニン(50μg/ml)の存在及び不存在において培養した。上澄 みをアルギニン0.3モル/Ωに施し、HCIでpH7,5に調整し、ETI− セファロース゛・・カラムに施した( ”J、 Biol、 Che@、、”、  259 (1984)、11635〜11638)、タンパク質をクエン酸塩 tu液20mモル/fl <pH2,5)で溶出し、引続きトリス−HCl 2 0mモル/l!(pロア、5)に対して透析した。
精製したタンパク質の分割量を、シトクロムcloμgを添加しながら一20℃ でア七トン4容量で1時間沈殿処理し、引続きレムリ(Laemmli)試料榎 衡液に溶かした。タンパク質試料を3分間煮沸し、12.5%SDS−ポリアク リルアミドゲル上で不達M[ffi系を使用して分離した(レムリ、“Natu re”、 227(1970> 、 6.!10−bg5)、 @気に勤処理後 グルをニトロセルロースフィルターに電気プロットした。フィルタをTBSで洗 浄し、次いで室温で30〜60分間T B S + 0.05トウイーン(Tv een)+ 3%ゼラチンで飽和し、最後に水で短時間洗浄した9その後メンブ ランフィルタをヒトt−PAに対するペルオキシダーゼ−複合ヤギ杭体の1 :  1000希釈液でTBS−1−0,5%ウシ血清アルブミン中において室温で 1時間処理した。免疫複合体を可視化するため、フィルタを更にTBS、メタノ ール中のテトラメチルベンジジン2.5mモル/g及びナトリウムジオクチルス ルホサクシネート4.5mモル/ρからなる1:1溶液及び過酸化水素o、oo s%で3回洗浄した後、クエ7 rJtiell衡M O,1モル/ R中”C ’ P H5ティ:/ キュヘ−)した。ポリアクリルアミド−ゲル電気泳動用 標識としては次のタンパク質、すなわちミオシン200kD、ホスホリラーゼ( b)92.5kD、ウシ血清アルブミン69kD、オボアルブミン 46kD、 カルボアンヒドラーゼ30kD、トリプシンインヒビター 21.5k D及び リゾチーム 14kDを含むレインボーミックス(Ra−inbow−旧x)[ アメルシャム(A@erschas+) ”2.を使用したGKLLを発現する プラスミドpSV−GKILを含む細胞の培養上澄みはt−PAに対する状体で の処理に際して約50,000ダルトンの免疫反応バンド(GKILの一本鎖形 に相当)、約31,000ダルトンのバンド(L−鎖に相当)及び約19,00 0ダルトンのバンド(H−鎖に相当)を生じる。lsI胞培地が10テアーゼ阻 害物質アプロチニンを含む場合、二本鎖分子の量は一本鎖分子に比べて減少する 。
これに対しt−PAは65.000〜68.000ダルトンのバンド(−重鎖形 に相当)1本と、 34.000又は31.000ダルトンのバンド(H−又は し−鎖に相当)2本を有する。
例 3 t−PA及びGKLLのフィブリノーゲンで刺激された触媒活性の比較 t−PA及びGKLLを、例2に記載したようにしてCHO−細胞の上澄みから 増殖させた。この場合を−PA又はGKLLを分泌するcHo−s胞をアプロチ ニン(50μg / m i’ )の存在又は不存在で培養した。活性試験を実 施するため上澄みをl:250に希釈した。これは無視し得る程度に僅少な阻害 剤の濃縮化をもたらした。プラスミノーゲン分離活性は間接的な分光光度計テス トによって測定したく“Thromb、Haemos−tasis”、4g ( 19g2> 、 266−269)、 t −P Aはプラスミノーゲンを、色 素原基質の結合を加水分解する活性セリンプロテアーゼプラスミンに変換し、そ の405nmでの吸収を3時間までの期間測定した。変更された実験でトシル化 されたGly−Pro−Lys−p−ニトロアニリド(クロモシム(Chrom ozym’)P L )を色素原基質として使用した。この試験は25℃で、C NBrで分離されたフィブリノーゲン(120μg / m l )の不存在又 は存在において、トリス−HCl 0.1モル/R1pH7,5、トフイーン8 0 0.15モル/β及びプラスミノーゲン 0,13μモル/f!及びクロモ シムPLO,30mモル/β中で実施した0色素原基質からのp−二トロフェノ ールの遊離に対する尺度として405nmでの吸光を測定し、インキュベート期 間の関数として示した。結果は第2図に示す。
t−PA(アプロチニンを含まない上澄みから分離した)のプラスミノーゲン分 離活性は塗り潰した円で示されており、t−PA(アプロチニンを含む上澄みか ら分離)の活性は白地の円で、GKIL(アプロチニンを含む上澄みから分離〉 の活性は塗り潰した四角でまたGKIL(アプロチニンを含まない上澄みから分 離)の活性は白地の四角で示されている。±CNBrはテスト中CNBrで処理 されたフィブリノーゲン−断片の存在又は不存在を示す。(+)又は(−)はア プロチニン含有又はアプロチニン不含の組織培養上澄みからのタンパク質が精製 されたか否かを示す。
第2図から、フィブリノーゲンの存在でGKLLの触媒活性が刺激されることは 明白である。
この場合驚くべきことには、GKLLを発現する細胞からの上澄みの触媒活性は フィブリノーゲンを有する場合もまた有さない場合も、野生型t−PAを発現す る1胞からの上澄みのそれよりも明らかに高い、培地中、にアプロチニンが存在 する場合、GKLLの活性はフィブリノーゲンの存在する場合には高く、フィブ リノーゲンが存在しない場合にはアプロチニンが存在しない場合よりも低い。
rig、 、L −y旦−+εlて列 F工q、2 国際調査報告 111.ア +m PCT/EP 90101404国際調査報告

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.t−PAの領域GKlLを有するタンパク質をコードし、その際野生型t− PA−遺伝子の領域K2及びFをコードする配列又は遺伝暗号の退行変性の枠内 でこれから誘導された配列が正確なエキソン/イントロン接触面でt−PA−遺 伝子から完全に欠失していることを特徴とする組換えDNA。
  2. 2.野生型t−PA又は領域G、K1及びL以外の領域をも含むt−PA変異体 をコードするDNA−記列から、t−PA−遺伝子上における正確なエキソン/ イントロン−接触面の維持下に領域G、K1及びLをコードしない各配列を欠失 させることを特徴とする請求項1記載の組換えDNAの製法。
  3. 3.領域F及びK2をコードする配列の欠失を意図的な変異誘発によって実施す る請求項2記載の方法。
  4. 4.請求項1記載の組換えDNAのコピー1個以上を組込まれた状態で含むこと を特徴とする組換えベクター。
  5. 5.SV40初期プロモータ及びマウスdhfr−遺伝子を含む請求項4記載の 組換えベクター。
  6. 6.プラスミドpSV−GK1L。
  7. 7.請求項1記載の組換えDNA又は請求項4から6までのいずれか1項記載の ベクターで形質転換されていることを特徴とする細胞系。
  8. 8.真核、有利にはCHO−dhfr−細胞系である請求項7記載の細胞系。
  9. 9.レPAの領域G、K1及びしの、この順序でのアミノ酸配列からなり、場合 によってはグリコシル化されていることを特徴とする繊維素溶解特性を有するタ ンパク質。
  10. 10.請求項1記載のPNA又は請求項4から6までのいずれか1項記載のベク ターを適当な宿主細胞に表現し、発現生成物を培地から又は宿主細胞を溶解する ことによって回収することを特徴とする、繊維素溶解特性を有するタンパク質の 製法。
  11. 11.真核の、有利にはCHO−dhfr−細胞(ECACC88Q72103 )を宿主細胞として使用し、グリコシル化された生成物を得る請求項10記載の 方法。
  12. 12.アプロチニンを含む培地中で培養される宿主細胞を使用する請求項10又 は11記載の方法。
  13. 13.請求項9記載のタンパク質を含むことを特徴とする繊維素溶解剤。
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