【発明の詳細な説明】
58、酵母細胞である請求の範囲67に記載の細胞。
694哺乳動物細胞である請求の範囲67に記載の細胞。
70、請求の範囲63に記載のベクターで形質転換された宿主細胞。
74 、真核生物細胞である請求の範囲70に記載の宿主細胞。
72、変異体をコードしているDNA配列を一時的に発現し得る請求の範囲71
に記載の宿主細胞。
73、請求の範囲64に記載のベクターで形質転換された原核生物宿主細胞。
74、請求の範囲65に記載のベクターで形質転換されたE、colia75、
請求の範囲1に記載のチモーゲンの治療的を動量を薬学的に許容し得る担体と混
合して含有する、血管の症状まj;は疾患の治療用組成物。
76 請求の範囲75に記載の組成物の有効量を哺乳動物lこ投与することから
なる、哺乳動物における血管の症状または疾患の治療方法。
77、請求の範囲19に記載の変異体の治療的有効量を薬学的に許容し得る担体
と混合して含有する、血管の症状または疾患の治療用組成物。
78、請求の範囲77に記載の組成物の有効量を哺乳動物に投与することからな
る、哺乳動物における血管の症状または疾患の治療方法。
79、請求の範囲lに記載のチモーゲンの治療的有効量を薬学的に許容し得る担
体と混合して含有する、フィブリンの沈着または付着の形成または再形成の予防
用組成物。
80、請求の範囲79に記載の組成物の有効量をフィブリンまたは付着の形成の
可能性のある哺乳動物の部位に投与することからなる、フィブリンの沈着または
付着の形成または再形成を予防するための哺乳動物の治療方法。
81、請求の範囲19に記載の変異体の治療的有効量を薬学的に許容し得る担体
と混合して含をする、フィブリンの沈着または付着の形成または再形成の予防用
組成物。
82、請求の範囲81に記載の組成物の有効量をフィブリンまたは付着の形成の
可能性のある哺乳動物の部位に投与することからなる、フィブリンの沈着または
付着の形成または再形成を予防するための哺乳動物の治療方法。
83 請求の範囲3に記載の変異体の治療的有効量を薬学的に許容し得る担体と
混合して含有する、血管の症状または疾患の治療用組成物。
84、請求の範囲83に記載の組成物の有効量を哺乳動物に投与することからな
る、哺乳動物における血管の症状または疾患の治療方法。
85、請求の範囲3に記載の変異体の治療的有効量を薬学的に許容し得る担体と
混合して含有する、フィブリンの沈着または付着の形成または再形成の予防用組
成物。
86゜請求の範囲85に記載の組成物の有効量をフィブリンまたは付着の形成の
可能性のある哺乳動物の部位に投与することからなる、フィブリンの沈着または
付着の形成または再形成を予防するための哺乳動物の治療方法。
明 細 書
チモーゲン的またはフィブリン特異的特性を有する組織プラスミノーゲン活性化
因子
本発明は、組織プラスミノーゲン活性化因子(t −PA)チモーゲン、該チモ
ーゲンの製造方法、および医学的適用において該チモーゲンを利用する方法およ
び組成物に関するものである。また、本発明は、t−FAのプロテアーゼドメイ
ン内に置換アミノ酸を有する修飾構造を有する変異体に関するものである。修飾
によって、変異体はチモーゲン的、即ち、その1本鎖形では比較的不活性である
が、フィブリンの存在下でその2本鎖形に変換されると活性であり、モして/ま
たは野生型(wt)t−PAより、より一層フィブリン(または凝固血漿)特異
的となる。
プラスミノーゲン活性化因子は、チモーゲンであるプラスミノーゲンを活性化し
、フィブリンを包含する種々のタンノ(夕を分解するセリンプロテイナーゼ、プ
ラスミンを製造する(Arg561−Va1562で切断することによって)酵
素である。研究されたプラスミノーゲン活性化因子には、細菌性タンパクである
ストレプトキナーゼ、腎臓およびその他で合成される、最初、原から抽出された
酵素であるウロキナーゼ、および血管壁の内面を覆っている細胞によって産生さ
れる酵素であるヒト組織プラスミノーゲン活性化因子(t−FA)がある。
これらのプラスミノーゲン活性化因子の各々の作用のメカニズムは、異なってい
る:ストレプトキナーゼはプラスミノーゲンまたはプラスミンと複合体を形成し
て、プラスミノーゲン活性化活性を生じ、ウロキナーゼはプラスミノーゲンを直
接切断し、t−PA、フィブリン、およびプラスミノーゲンは全て相互作用し、
最大活性を生じる。
t−PAは、一部分、その高いフィブリン特異性およびイン・ビポにおける血餅
溶解能によって、心筋梗塞のような血管性疾患の治療で優れた結果を示す、とり
わけ重要な、有効な新規生物学的医薬として確認され、記載された。
t−PAの存在は、幾つかの科学グループによる多数の研究を刺激したが、これ
は最初、天然の供給源から実質上純粋な単離物として確認され、Co11en等
、米国特許第4,752,603号、 1988年6月21日登録によって、イ
ン・ビポで必要なプラスミノーゲン活性化因子活性に次いで、t−PAは、別の
環境で大量のt−PAを生じる組換DNA法を使用する首尾よい研究に基づき、
基本的なりNA配列および予想アミノ酸配列によって完全に確認され、特性化さ
れた。この研究は、Penn ica等、Nature、301 :2]4(1
983)および米国特許第4.766゜075号、 1988年8月23日登録
によって報告された。
これらの開示に基づくと、現在では、t−PA分子が、トリプシン、キモトリプ
シン、プラスミノーゲン、プロトロンビン、フィブロネクチン、および表皮成長
因子(EGF)の様な種々のその他のタンパクにおいて確認された、I−FAに
ホモローガスな、またはホモローガスとは言えないまでもt−PAに類似した構
造を参照して定義された5個のドメインを有していることは明らかであると思わ
れる。これらのドメインは、t−PAのアミノ酸配列のN−末端から出発し、1
)アミノ酸1から約44を含んでいると種々定義されたフィンガー領域(F)、
2)約アミノ酸45から91に及ぶと種々定義された成長因子領域(G)(EG
Fとのそのホモロジーに基づき)、3)約アミノ酸92から約アミノ酸173に
及ぶと定義されたクリングル1(Kl)、4)約アミノ酸18oから約アミノ酸
261+11よぶと定義されたクリングル2(K2)、および5)通常、約アミ
ノ酸264から分子のC,を端lこ及ぶと定義されたいわゆるセリンプロテアー
ゼドメイン(P)と呼称された。通常、互いに隣接して位置しているか、または
短いバリンカー′″領域によって分離されているこれらのドメインは、t−PA
の推定成熟形の1〜527アミノ酸の全アミノ酸配列を説明する。
各ドメインは、ある種の特異的な、生物学的に重要な特性を提供すると種々、記
載された。フィンガードメインは、フィブリンに対する高い結合親和性のl;め
に少なくとも非常に重要な配列を含有していると特性化された。(この活性は、
t−PAが、フィブリンに富んだ血栓の位置での血餅溶解について示す高い特異
性のために重要であると考えられる。)成長因子様領域も、細胞表面結合活性に
関連付けられた。クリングル2領域も、フィブリン結合およびt−PAの活性を
刺激するフィブリンの活性に強く関連付けられた。セリンプロテアーゼドメイン
は、プラスミンを製造する、プラスミノーゲンの酵素的切断の原因である。
大きな利点は、血餅溶解剤としての天然のt −PAと関連しているが、この天
然のタンパクは必ずしも、全ての状況下で最適の1−PA剤であるわけではない
と考えられる。従って、幾つかの変異体は、t−PAの特異的特性を高めると思
われI;。これらの変異体のあるものは、より長い半減期またはより遅い消失速
度を有する薬物が好ましい状況(例えば、梗塞症患者の深静脈血栓、および再が
ん温浸の治療)または1本鎖薬物が好ましい状況に於いて、天然のt−FAを使
用することによる不都合に対するものである。
例えば、フィンガードメインの実質的部分または全てを除去すると、生成した物
質の全体的な消失速度が低下するが、分子のフィブリン結合特性が実質上低下す
る。1989年1月12日公開のWO39100197参照。
275.276、および277位のタンパク分解的切断部位にアミノ酸置換を有
する変異体は、EPO特許公開第199574号に記載されている。275位に
アルギニン以外のアミノ酸を有するt−PA変異体として優先的に特徴づけられ
ているこれらの変異体は、1本鎖または2本鎖のいずれかの形で存在し得る天然
のt−FAと異なり、プロテアーゼ耐性1本鎖t−PAと呼ばれ、これらは27
5位でのプロテアーゼ切断に耐性であり、従ってイン・ビポで代謝的に2本鎖形
に変換されない。この形態は、生物学的および商業的にある種の利点を有すると
思われる。即ち、これは、2本鎖t−FAに比較してフィブリン結合およびフィ
ブリン刺激が増大される一方、より安定である。更に、プラスミノーゲン活性化
因子は、フィブリンと相互作用し得る1個のドメインおよびウロキナーゼのプロ
テアーゼドメインを有すると記載され、2本鎖ウロキナーゼが形成されにくいよ
うに変更されたウロキナーゼも1態様を構成する。1988年7月14日公開の
W 088105081号参照。
t−PAのプロテアーゼ切断部位の修飾に関する他の特許文献にツイテi:t、
EPCI!’F第241.209号; 1986年11月12E公開ノEP20
1゜153号: 1987年8月19日公開のEP233,013号; 198
8年11月23日公開のE P 292.009号;1988年12月7日公開
のEP293.936号;および1988年12月7日公開のE P 293,
934号;およびW O88/10119号を参照されIこい。
炭水化物のモル百分率が低下した時、117−119.184−186および、
448−450位におけるグリコジル化変異体は、より高い特異的活性を示した
。1987年7月1日公開のEPO公開第227゜462号参照。この特許出願
は更に、272−280位でt−PA分子を修飾し得るか、またはC−末端から
25アミノ酸まで欠失させ得ることをフィブリン、/ライブ92分解産物の検定
を使用して開示し、教示している。更に、DNA修飾によってN−グリコジル化
部位が選択的に除去されているが、残りの〇−結合した炭水化物を有する、As
n119、AIa186j5よびAsn450を有しているt−FA変異体は、
イン・ビトロ細胞溶解検定においてメラノーマを−PAより約2倍活性であるこ
とがわかりl;。1987年6月lO日公開のEPO公開第225.286号参
照。
グリコジル化部位を修飾するためのアルギニン以外のアミノ酸によるt−PAの
449位のアミノ酸の置換、およびArg275の修飾または−3から91領域
の欠失も教示されている。1987年8月13日公開のW O87104722
号参照。t−PAの448位のアミノ酸置換は、グリコジル化を排除するために
望ましいと記載されている。1988年12月28日公開のEPO公開wc29
7,066号参照。44g−450位の修飾とN末端1−82アミノ厳の欠失の
組み合わせは、1989年1月12日公開のW O89100191号によって
記載されている。また、ウロキナーゼは、グリコジル化を予防するために、As
p302−5er303−Thr304の領域で修飾された。 1989年1月
18日公開のEPO公開第299,706号参照。しかしながら、グリコジル化
部位が変更、とりわけアミノr6117が変更されると常1こ、溶解特性が変化
した分子を生じるらしく、この結果更に、循環半減期パターンおよび/またはフ
ィブリン結合特性が変化し得る。1987年9月23日公開のEPO特詐特開公
開第23804号参照。
A、J、van Zonneveld等、Thrombos、Haemosta
s、 、54(1)4(1985)によって報告された様に、t−PAの成長因
子ドメインが欠失された場合、得られた変異体は依然活性であり、フィブリンに
結合する。成長因子ドメインにおける種々の欠失も、特許文献に報告されl;。
EPO公開第241,209号(デス−51−87)、EPO公開第241,2
08号(デス−51−87およびデス−51−173)、P CT 87104
722号(N末端!−91の全てまたは一部分の欠失)、EPO公開第231.
624号(成長因子ドメインの全てが欠失された)、およびEPO公開第242
゜836号および日本特許出願公開第62−269688号(成長因子ドメイン
の幾つかまたは全てが欠失された)参照。
t−PAを、第1クリングルドメインの領域および成長因子ドメインの両者で修
飾することができ、その結果循環半減期が延長することも示された。1987年
lO月14日公開のEPO特許公開第241,208号参照。アミノ酸51と8
7を含む間の領域をt−PAから欠失させ、血漿からより遅く消失する変異体を
生成させることができる。
Browne等、 J、Biol 、Chem、 、263: 1599(60
2(1988)。また、幾つかのアミノ酸残基を欠失させるか、または1または
それ以上のアミノ酸を別のアミノ酸で置換することによって、生物学的に悪影響
を与えることなく、成熟、天然t−PAのアミノ酸67から69の領域でt−P
Aを修飾することができる。1987年10月7日公開のEPO特許公開第24
0,334号参照。
アミン8273−527を含有しているt−FAの領域を使用するt−PA/ウ
ロキナーゼのハイブリッドも、開示されている。1988年11月9日公開のE
P○290,118号参照。
d296−302七−PA、R304St−PA、およびR304Et−PAを
包含する、プロテアーゼドメインに変更を宵するヒトt−FAのセルビン(Se
rpin)耐性変異体は、Madison等、Nature4時掲載の論文も参
照されたい。
プラスミノーゲン活性化因子およびその第2世代誘導体の全般的な検討は、Ha
rris、Protein Engineering、i二449−458(1
987)に見いだすことができる。t−PA変異体9その他の考察には、Pan
nekoek等、Fibrinolysis、g: 123−132(1988
)およびRoss等、Annual Reports in Medicina
l Chemistry、 Vol、23.Chapter12(1988)が
ある。
前記の開示は、より新しく、種々の点で、より優れたt −PA薬物が手中にあ
るという証拠を提供したが、溶解しようとする血餅の部位に到達した時のみ活性
化されると記載されたt−PA分子は現在全くない。一般に、e−PA分子は、
これらが1本鎖または2本鎖形のいずれであっても、フィブリンおよび/または
血漿性タンパクまたは全血の存在下で活性である。フィブリンの存在下、その1
本鎖形がその2本鎖形へクリッピングして完全に活性になるのに必要なチモーゲ
ンt−FAを有することが望ましいであろう。この様な変異体分子は、より少な
い出血の様なより少ない副作用を示したり、フィブリノーゲン節約特性を有する
らしく、それによって、心血管疾患および血管の血栓塞栓症的閉塞に起因する多
数のその他の医学的症状の治療、および付着の形成の予防に、医科学的lこ重要
な新規な変法を提供する。
血餅の部位でのみ作用し、全身的に作用しないように、野生型(−PAに比較し
て、フィブリノーゲン刺激性(または血漿刺激性)活性より高いフィブリン刺激
性(または凝固血漿刺激性)活性を有する、即ちフィブリン(または凝固血漿)
特異性であるt−PA分子を与えることも望ましい。
従って、本発明は、改良された治療および医薬特性を示すチモーゲン的および/
まt;はフィブリン特異的t −PA分子を提供することを目的とする。
血餅の部位でのみ活性であり、他のこの様な薬物より高いレベルで有用な血餅溶
解剤の使用が有効と認められる症状の治療のために提供することは、他の目的で
ある。
これらおよび他の目的は、当業者には明らかとなろう。
これらの目的は、プラスミンによって切断して酵素的に活性な形のt −p A
、i:変換し得る組織プラスミノーゲン活性化因子(t −PA)チモーゲンの
提供によって達成される。別の態様では、本発明は、対応する野生型t−PAに
比較して、t−FAのプロテアーゼドメイン内の部位のアミノ酸が変更されたt
−PA変異体を提供する。この変更によって、変異体は、対応する野生型t −
PAに比較してチモーゲン的となる。
とグわけ好ましいl態様では、t−PAはヒトt −PAであり、変更は、対応
する野生型t−FAの305位のフェニルアラニンをヒスチジンで置換するよう
な、305を含む領域においてである。
その他の態様では、本発明は、上記のチモーゲンおよび変異体をコードしている
DNA配列、形質転換宿主細胞中でDNA配列を発現し得る複製可能な発現ベク
ター、および該ベクターで形質転換された微生物および細胞培養に関するもので
ある。
更にその他の態様では、本発明は、
a)t−PAのプロテアーゼドメインにアミノ酸変更を導入し;そして
b)得られたt−PA変異体をチモーゲン特性についてスクリーニングする
ことからなる方法を提供するものである。
その他の態様では、本発明は、】またはそれ以上の、以下の生物学的活性を示し
得るヒト組織プラスミノーゲン活性化因子(t −PA)変異体を提供する:対
応する野生型t−FAに比較してそのプロテアーゼドメインにアミノ酸変更を有
し、その変更が該生物学的活性の原因であることを特徴とする、チモーゲン活性
、フィブリン特異性または凝固血漿特異性。ただし、この様な変更は、270−
280.448−450、および502−527の領域でのみ変更を除外する。
変異体は、変更が置換である変異体であるのが好ましい。
その他の態様では、本発明は、
(a)組織プラスミノーゲン活性化因子(i−FA)のプロテアーゼドメインに
アミノ酸変更を導入し:そして(b)得られたt−PA変異体を、lまたはそれ
以上の以下の生物学的活性・チモーゲン活性、フィブリン特異性、または凝固血
漿特異性を示すその能力Iこついてスクリーニングすることからなる方法を提供
する。
別の態様では、本発明は、上記変異体をコードしているDNA配列および複製可
能なベクター、およびそれで形質転換された宿主細胞を提供する。
更に別の態様では、本発明は、本発明のチモーゲンまたは変異体の治療的有効量
を薬学的に許容し得る担体と混合して含有する、血管の症状または疾患を治療す
るための組成物を目的とするものである。本発明は更に、本発明のチモーゲンま
たは変異体の治療的有効量を薬学的に許容し得る担体と混合して含有する、フィ
ブリンの沈Rまフニは付着の形成また:i再形成を予防するための組成物を包含
するものである。
更!こその他の態様では、本発明は、上記の適当な組成物の有効量を哺乳動物に
投与することからな乙、哺乳動物における血管の症状または疾患の治療方法を提
供する。
本発明はまI;、フィブリンまたは付着の形成の可能性のある哺乳動物の部位に
上記の適当な組成物の有効量を投与することからなる、フィブリンの沈着まt;
は付着の形成または再形成を予防するための哺乳動物の処置法を提供する。
本発明の第1の態様はとりわけ、ある種のt−PA分子が、プラスミン分解性フ
ィブリノーゲンフラグメントの様なt−PA活性の刺激物質の存在下でチモーゲ
ンであり、従って、血漿中では一般にそのフィブリン溶解活性は消失し、血餅の
部位のプラスミンに最も近い時に活性化されるということを証明する個々の成功
した研究に基づく。即ち、チモーゲンは、個々の局在した血餅の治療のための必
要に応じて活性化される。本発明のチモーゲンは、フィブリノーゲン節約である
と予想され、通常、その非チモーゲン対応物より高い投与量で使用し得、その結
果、より速く血餅を溶解し、より多くの血餅を溶解する。
本発明の第2の態様は、非修飾t−PAより血餅の部位でより選択的に作用する
であろう、よりフィブリン(または凝固血漿)特異的なt−PA分子を得ること
である。
第1図は、5個のドメイン、ジスルフィド架橋、および分子が2本鎖分子にクリ
ップされている活性化部位の位置を示しているt−PAの一次構造を示す。
第2図および第3図は、pclst −PAの製造に好適な方法の図式表示なら
びにその顕著な制限部位のいくつかの記載である。
第4図は、p7−IHの製造に好適な方法の図式表示ならびにその顕著な制限部
位の幾つかの記載である。
第5区は、主として1末鎖F305H(黒三角)、2本MF 305H(2重線
と黒丸)、1本鎖野生型t−FA(黒画角)、2末鎖野生型t−PA(黒菱形)
、および1本鎖および2末鎖野生型t−PAの混合物(白三角)のlong7’
mlのt−PA濃度でのフィブリン結合を示す。
第6−9図は、主として1重鎖野生型t−PA(第6図)、2末鎖野生型t−P
A(第7区)、主として1末鎖F305Ht −FA(第8図)、および2末鎖
F305Ht−PA(第9図)による、プラスミン分解性フィブリノーゲンの存
在下での、プラスミンへのプラスミノーゲンの変換の速度論のグラフを示す。四
角、線および丸は、検定緩衝液中でのプラスミノーゲンおよびt−PAの種々の
濃度を表わす。
本明細書で使用する時、゛ヒト組織プラスミノーゲン活性化因子″、゛ヒトt−
FA”%および“t−PA”なる語句は、プラスミノーゲンをプラスミンへ変換
し得るプロテアーゼドメインおよびフィブリン結合の原因であると思われるN末
端領域からなる2個の機能的領域を有するヒトの外因性(組織整)プラスミノー
ゲン活性化因子を意味する。従って、これらの3つの語句は、全配列の一部分と
してこれらの機能的ドメインを含有しているポリペプチドを包含する。t−FA
は、プロテアーゼ部分及びその他はt−PAの供給源に本来備わっているt−P
A部分からなる生物活性形で、例えば組換細胞培養系によって生産される。全配
列におけるアミノ酸の相異によって示される天然のアレル変異体がそれぞれに存
在し、生じることは理解されるであろう。
本明細書で使用する時、゛野生型t−PA”なる語句は、米国特許第4.766
.075号によって報告されたcDNAによってコードされたt−PAを意味す
る。コードされたt−PAは、好ましくは、293または294細胞、チャイニ
ーズハムスター卵巣細胞等を包含する天然の供給源、またはいずれかの組換発現
系由来のt−PA分子である。
本明細書で使用する時、“プロテアーゼドメインパなる語句は、成熟形の野生型
t−PAのアミノ酸264からアミノ酸527を含む領域を意味する。
本明細書で使用する時、本明細書でt−PAを説明するために使用される゛チモ
ーゲン活性、゛′チモーゲン的゛、および”チモーゲン活性“なる語句は、以下
に与えられる定義の一方または両者に適合しなければならない。第1の定義では
、これらの語句は、プラスミン分解性フィブリノーゲンの存在下でt−PAが、
下記の検定条件下、以下に定義されるような、その酵素活性を増大させるために
、プラスミンの存在下で起こるのと同様に、その1本鎖形をその2本鎖(゛′酵
素的に活性な″)形にクリッピングすることを必要とすることを意味する。
フィブリノーゲンフラグメントの存在下では、本明細書で定義された1本鎖形の
t−PA(チモーゲン)は、下記の検定によって測定した時、野生型2本鎖t−
PAより活性が低く、1本鎖形を2本鎖形へ完全j:変換させるプラスミン濃度
に接触させることによって活性化された時、その酵素的により活性な形態に変換
される。通常、1本鎖形の活性は、対応する2本鎖形の活性の50%またはそれ
以下に、好ましくは20%またはそれ以下に、より好ましくは10%以下の活性
に低下され;2本鎖形にクリッピングされると、その活性は野生型2本鎖形の活
性の約20%から100%以上、好ましくは少なくとも50%以上に増大される
。
以下の実施例Iに記載の検定にて、フィブリノーゲンフラグメントの存在下、色
素形成性プラスミン基質S−2251を使用し、プラスミノーゲンをプラスミン
に変換する速度論を調べることによって、その酵素活性について変異体を検定す
る。
本明細書ではチモーゲンの第1の定義に関する目的で、チモーゲンは、上の条件
下、プラスミン生産において明確な遅延を示し、従って、A405の上昇におい
ては、時間の2乗に対してズロ/トシた時、時間の経過に従ってなお直線状速度
論を示すものである。時間の2乗の速度論の記載は、Nieuwenhuize
n、W、、 Voskuilen、M、、 Traas、D、、 Hoegee
−deNobel、B、、 Verheijenj、H,、in Fibrin
ogen−SurucLural Variants and Interac
tions、 eds、 A、Hen5chen、 B、He5sel。
J、McDonagh、 T、5aldeen (1985)、 p、331−
342に見い出すことができる。1つの理論に限定されないなら、この効果は多
分、プラスミン−触媒された1本鎖から2本鎖形への変換に起因し、それによっ
て、t−PAチモーゲンが活性化される。これは、野生型1本鎖t−PA、野生
型2本鎖t−PA、および2本鎖形のチモーゲンt−PAの場合、検定の始めか
ら直線状速度であるという観察と対照をなしている。
第2の別の定義では、″チモーゲン活性は、チモーゲン活性の検定において、野
生型組換t−FA(r t−FA)より、1本鎖形と2本鎖形間でより大きい差
異のある活性を示すt −PA分子を特に意味する。チモーゲンの差異のある活
性は、好ましくは野生型rt−PAのそれの少なくとも約1.5倍である。この
活性は、野生型rt−FAに比較して、2本鎖形のそれより大きい程度まで1本
鎖形の活性を低下させるか;野生型r t−FAに比較して1本鎖形のそれより
大きい程度まで2本鎖形の活性を上昇させるか;または記載された効果を生じる
上記の事象を組み合わせることによって得ることができる。野生型t−FAのチ
モーゲン特性は、Loscalzo、J、Cl1n、Invest、 、82:
1391−1397(1988)およびRanby等、Thrombosis
Re5earch、gヱ: 175−183(1982)に記載されている。
“フィブリン特異性″なる表現は、S−2251検定において(1本鎖または2
本鎖形のいずれかで)、フィブリノーゲン依存性特異的活性に対するフィブリン
依存性特異的活性が野生型rt−PAより高い割合、好ましくは少なくとも1.
5の割合を示す変異体の活性を意味する。
”凝固血漿特異性゛なる表現は、S−2251検定において(1本鎖または2本
鎖形のいずれかで)、血漿依存性特異的活性に対する凝固血漿依存性特異的活性
が野生型rt−P、Aより高い割合、好ましくは少なくとも1.5の割合を示す
変異体の活性を意味する。
本明細書で使用する時、パ一時的発現系″は、一時的に、即ち安定ではないかも
しれない方法で変異体をフードしているDNA配列を発現スる、t−PA変異体
をコードしているベクターで形質転換された細胞を含何13.ている細胞培養を
意味する。この様な細胞は゛″一時的発現可能゛°と考えられ己。
本明細書において変異体を議論するために、t −FAの一次構造を示す第1区
について参照事項をつける。第1図では、円の中の文字は1文字アミノ酸コード
であり、鎖間を連結しでいる線は、ジスルフィド架橋を示し5、白丸はグリフシ
ル化部位を示し、F、GF、Kl、K2およびSPなる表示はそれぞれ、フィン
ガー、成長因子、クリングルl、クリングル2、およびセリンプロテアーゼドメ
インを示す。
本明細書記載のt−PA変異体の短縮表示を目的として、数字は推定成熟t−P
Aのアミノ酸配列(EPO公開第93,619号)に従ったアミノ酸残基/位置
を意味することを記載しておく。アミノ酸の表示は、アミノ酸の1文字アルファ
ベント、即ち、Asp D アスパラギン酸11e I イソロイシンThr
T )レオニン Leu L ロイシンSer’S セリン Tyr Y チロ
シンGlu E ’;fルタミン酸Phe F フェニルアラニンPro P
プロリン His HヒスチジンGly G グリシン Lys K リジンA
ha A アラニン Arg RアルギニンCys Cンステイン Trp W
トリプトファンVal V バリン Gin Q グルタミンMet M メ
チオニン Asn N アスパラギンを使用する。
本明細書では置換変異体についての表示は、文字、次いで数字、次いで文字で構
成される。最初の(左端の)文字は、野生型成熟t−PAにおけるアミノ酸を表
わす。数字は、アミノ酸置換がなされたアミ2・酸の位置を意味し、第2の(右
端の)文字は、野生型のアミノ酸を置換するために使用されるアミノ酸を表わす
。挿入変異体のための表示は、文字、次メニ、その前で挿入が始まる野生型成熟
t−PAにお(する残基の位置を表わす数字、次に、行われた挿入全てを示17
ているlまたはそね以上の大文字で構成される。欠失変異体についての表示は、
文字、次いで、欠失の開始位置の数字から欠失の終止位置の数字で構成され、こ
の位置は野生型成熟t−PAに基づく。
複数の変異は、それらを読み取り易くするため、表示中のコンマによつtll′
分離される。
命名法の例は、次のとおりである:野生型t−PAの305位のフェニルアラニ
〕/がヒ又チジン残基で置換されている置換変異体はF305Hと呼ばれる。連
続した296−299位のKHRRがAAAAで複数個置換されている置換変異
体は、K296A、R297A、R298A、R299Aと呼はれる。野生型t
−PAの305位の後に7ステインおよびバリンが挿入されている挿入変異体は
1305cvと呼ばれる。野生型成熟t−PAから、300−305位のアミノ
酸が欠失されている欠失変異体は、d300−305と呼ばれる。それぞれの変
異体の後にt−FA’の表示が続く。
本発明で好ましい種類のチモーゲンの1つは、野生型t−PAの305位または
その周縁に置換、欠失または挿入を有するチモーゲンである。これらの変異体に
は、対応する野生型t−FAの305位にフェニルアラニン以外のアミノ酸を有
する変異体がある。より好ましくは、この様な変異体は、ヒドロキシル基または
窒素原子を含有している側鎖のような、水素結合ドナーとして作用し得るかまた
は作用する側鎖を有するアミノ酸を305位に有する変異体である。更に好まし
くは、この様なアミノ酸は、アルギニン、リシン、チロシン、アスパラギン、グ
、・レタミンおよびヒスチジンであり、最も好ましくはヒスチジンである。この
タイプの好ましい挿入チモーゲン変異体は、304または305位のアミノ酸の
後に、1またはそれ以上、好ましくは1個のアミノ酸が挿入されている変異体を
包含し、その様なアミノ酸は、上記の様な、即ち水素結合ドナーとして作用し得
るかまたは作用する側鎖を有する、例えばヒドロキシル基または窒素原子を含有
しているアミノ酸、例えばアルギニン、リジン、チロシン、アスパラギン、グル
タミンおよびヒスチジン、最も好ましくはヒスチジンである。好ましい欠失チモ
ーゲン変異体には、野生型t−FAの297〜305位の両端を含む領域に欠失
を有する変異体があり、d297t−PA、d298t−PA等、およびその組
み合わせ、例えばd297−299t−FA、またはd297、d305t−P
Aを包含する。
上記チモーゲン変異体の具体的な態様は、F305Ht−PA;F305Tt−
PA+F305Nt−PA;F305Kt−PA;F305Rt−PA;F30
5Qt−PA; 1304Ht−PA;1304Tt−PA: 1304Nt−
PA; 1304Kt−PA;1304Rt−PA; 1304Qt−PA;
1304HHt−PA; 1305Ht−PA; 1305Tt−PA; 13
05Nt−FA: 1305Kt−PA; 1305Rt−PA; 13c15
Qt−PA; 1304H,1305Ht−PA; 1305HHt−PA;d
297t−PA;d298t−PA;d299t−PA;d300を−PA;d
301t PA;d302t−PA:d303t P、A;d304t−PA;
d305t−PA;d297−298t −PA;d297−299t−PA;
d297−300t−PA;d297−301t−PA;d297−302t−
PA;d297−303t−PA;d297−304 t−PA;d297−3
05t −pA;d300−30i t−PA;d300−302 t−P、1
d300−303t−PA;d300−304t−PA;d300−305t−
PA;d304−305t−PA;d297.d300t−PA;d297.d
305t−PA;d ]−44,N184D、F305Ht−PA ;d 1−
44.F305Ht−PA ; d 1−44.121OR,G211A、に2
12R,V213R,F305Ht−PA、d 1−44,121OR,G21
1A、に212R,V213に、F305Ht−PA;di−44,V213に
、F305Ht −PA;dl−44,T252R,F305Ht−PA;cl
l−44゜V213に、T252R,F305Ht−PA;di−44,I21
OK、F305Ht−PA+dl−44,121OR,G21 1H,に212
Q、V213に、F305Ht−PA; 121OR,G2] IH,に212
Q、V213に、F305Ht−PA; 121OR,G211A、に212R
,V213R,F305Ht−PA;di−44゜N184D、I21OR,G
2+ 1A、に212R,V213R,T252R,F305Ht−PA;N1
84D、1210R,G21 1A。
K212R,V213R,T252R,F305Ht−PA;d92−179.
F305Ht−PA;d92−179,121OR,G211A、に212R,
V2J3R,F305Ht−PA;d92−179、N184D、121OR,
G211A、に212R,V213R。
T252R,F305Ht−PA;d92−179.I 21OR,G211A
、に212R,V213R,T252R,F305Ht−PA;Y67N、F3
05Ht−PA;di−44,Y67N、F305Ht−PA ;およびそのT
252RまたはN184S類似体、またはその組み合わせ。(プロテアーゼドメ
インにおける変更以外の変更を更に以下に記載する。)
これらの内、好ましいチモーゲン変異体は、F305Ht −PA;F305T
t−PA;F305Nt−PA;F305Kt−PA;F305Rt−PA;F
305Qt−PA; 1304Ht−PA;d 1−44.F305Ht−PA
;d92−179.F305Ht−PA;d 1−44.N184D、F305
Ht−PA;d 1−44゜121OR,G211A、に212R,V213R
,F305Ht−PA、dl−44,121OR,G211A、に212R,V
213K。
F305Ht−PA; 1210R,G211A、に212R,V213R,F
305Ht−PA;d92−179.I210R,G211A、に212R,V
213R,F305Ht−PA;d92−179゜N184D、I21OR,G
211A、に212R,V213R,F305Ht−PA;d92−179.N
184D、+21OR,G211A、に212R,V213R,T252R,F
305H1−PA;dl−44,N184D、121OR,G211A、に21
2R,V213R,T252R,F305Ht−PA;およびN184D、!2
1OR,G211A、に212R,V213R,T252R,F305Ht−P
Aである。
チモーゲンの第1の種類のより好ましい変異体は、F305Ht−PA;F30
5Tt−PA;F305Nt−PA:F305Qt−PA; 1304Ht−P
A;dl−44,F305Ht−PA;d92−i79.F305Ht−PAで
あり、最も好ましくはF305Ht−PAである。
本発明における別の好ましい種類のチモーゲンは、よりフィブリン(または凝固
血漿)特異的であり得る種類の変異体と同様、荷電されたアミノ酸側鎖を有して
いることで確認されるプロテアーゼドメインのlJ・さな領域を二1またはそれ
以上の変更を有する変異体であり、その領域および/′またはそれに隣接する領
域はその種々の活性に影響し得るその他の物質とt−PAの相互作用に関与して
いるものである。
この方法によ6活性について試験するために確認された領域は、対応する野生型
t−PAの267.283−287.296−299、:303−304.32
2.326−327,33] 332゜339−342,347−351,35
3−356,360−362.364−366.369−371,378−38
3.387−392.400−405,408,410.416−418.42
6−430,432−434,440.445−449.449−453.46
0−462.471−472.477.487−489.505−506,51
3,519−523.および523−526の残基番号である。所望の生物学的
特性が得られるか否かを調べるために、これらの領域の1またはそれ以上、また
はそのサブユニットを変更させる。荷電された残基(Arg、Asp、His、
Lys、およびG lu)を、Cunningham and Wells、
5cience、244:1081−1085 (1989)に開示されたアラ
ニンースキャンユング突然変異誘発法として知られている方法を使用して適切に
確認し、細胞内外の周囲の水性環境とアミノ酸の相互作用に影響するように中性
または負に荷電されたアミノ酸で置換する。
この第2の好ましい種類のチモーゲンおよびフィブリン特異的分子にあると判明
した変異体は、置換されたアミノ酸が対応する野生型t−PAの267.283
+287.296−299.303−304.331−332,339+342
,347−349+351.364−366.408,410.416−411
3.426−427+429−430,432−434.440,445+44
9.449+453.460+462.8よび/または477位Iこある変異体
である。”+”は表示された位置でのみの置換を示し、−”′は表示された全て
の位置での置換を示す。
アラニンスキャンニング突然変異誘発のためには、分子に反対の電荷を与えるよ
り、野生型t−FAの対応するアミノ酸の電荷を中和するようにアミノ酸が置換
されるのが好ましい。好ましくは、アラニン、グリシン、セリン、トレオニン、
アスパラギン、グルタミン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニ
ンまたはチロノンを包含する、疎水性の、実質上荷電されていないか、反対に荷
電されているアミノ酸を使用することができる。これらの内、バリン、ロイシン
およびイソロイシンの様なより大きいアミノ酸より、アラニン、セリンおよびト
レオニンの様な小さいアミノ酸が好ましい。アスパラギン酸またはグルタミン酸
の様な荷電されたアミノ酸は、あまり好ましくない。
より好ましくは、置換のために使用されるアミノ酸は、アラニン、セリン、トレ
オニン、アスパラギン、グルタミン、フェニルアラニン、まt:はチロシンであ
り、更に好ましくはアラニン、セリンまたはトレオニンである。ベーター炭素上
の側鎖を排除し、野生型t−PA分子の主鎖立体配置をあまり変更しないので、
アラニンは、この目的のために最も好ましいアミノ酸である。更に、アラニンは
、埋没しているかまたは露出している両位置でしばしば見いだされる(Crei
ghton、T、E、、 in The Proteins (eds、W、H
,Freeman & Co、、 N。
Y、) ; Chothia、C,(1976) J、Mo1.Biol、、
150:l)。
この後者の種類のチモーゲ〉・またはフィブリン(または凝固血漿)特異的変異
体の好ましい変異体は、変異体D365A t −FA、 R462Lt−PA
、 A473st−PA、d296−304t−PA、d296−302t−F
A、R298Et−PA、R299Et−FA、R304Et−PA、R304
St−FA、d296−299t−pA、およびに296E、R298E、R2
99Et−PA以列の、t−PAのプロテアーゼドメイン内に変更を含む変異体
である。
より詳細には、これらは、対応する野生型t−PAの267.283.287,
296.297.298,299,303,304゜331.332,339,
342,347,348.349.351.364,365,366.408.
410,416,417゜418.426,427,429,430,432,
434,440.445.449.453.460,462.または477、ま
たはその組み合わせの位置に1またはそれ以上の置換を有する変異体である。
より好ましくは、このプロテアーゼドメイン変異体は、対応する野生型t−FA
の267.283+287,296−299.303 304.331−332
,339+342.347−349+351.364−366.408.410
,416−418.426−427+429−430,432+434,440
,445+449.449+453,460+462.および477位に置換を
有する。′+″は、その間ではなく示された位置でのみの変更を示し、パ−′′
は、その間の位置を含む示された全ての位置での変更を示す。
更に好ましくは、この後者の種類のチモーゲンまたはフィブリン(まI;は凝固
血漿)特異的変異体のプロテアーゼドメイン変異体は、R267At−PA、D
283A、R287At−PA、に296A、H297A、R298A、R29
9Ai−PA、H303A、R304At−PA、H331A、R332At−
FA、R339A、R342At−FA、H347A、H348A、H349A
、に351At−FA、0364A、D365A、D366A、t−FA、E4
08At−P、A、E410At−P、A、、に416A、H417A、E41
8At−PA、H426A、R427A、に429A、E430At−PA、H
432A、R434At−PA、R440At−PA。
H445A、R449At−PA、R449A、D453At −FA。
D460A、R462At−FA、およびD477At−PAである。
これらの内、最も好ましい置換は、野生型t −PAの296−299位に存在
する残基のそれぞれに代わるアラニン残基であり、即ち、K296A、H297
A、R298A、R299At−PAである。
チモーゲンまたはブイプリン特異的活性を示し得る好ましい挿入変異体は、29
6.297.298、および/または299位のアミノ酸の後に1またはそれ以
上のアミノ酸が挿入されている変異体でアル。更にこの目的に好ましいのは、チ
ロシン、アスパラギン、リシン、アルギニ〕/、またはグルタミンのいずれかを
構成成分とする挿入を有するこれらのプロテアーゼドメイン変異体である。
野生型t −P 、Aに比較した時、チモーゲン的特性を示す天然のむ−PA分
子のプロテアーゼドメイン(アミン8264−527)内に1またはそれ以上の
アミノ酸変更(欠失、置換、または挿入であるが、好ましくは置換)を有するそ
の他の変異体は、以下に挙げたスクリーニング試験の1またはそれ以上を使用し
、確認することができる。
本発明のt−PA変異体は、チモーゲン的および/またはフィブリン(または凝
固血漿)特異的特性を示すように1またはそれ以上のプロテアーゼドメイン部位
で天然の配列から変更されていることに加え、更に、分子のある種の特性を改善
するために天然の配列のその他の領域において残基の置換、欠失、または挿入を
含むこともある。ただし、t−PAの1本鎖形がその2本鎖形に切断されること
を防ぐか、または本発明のプロテアーゼドメインにおける変更によって分子に与
えられた望ましい生物学的特性を変化させる変更が行われないことを条件とする
。これらのその他のドメインにおける好ましい変更は、上の、第1のタイプの最
も好ましいチモーゲン変異体のリストに提供されている。
例えば、本発明の変異体は、好ましくはフィンガードメイン、成長因子トメ・イ
ン、および/まl;はクリングル2ドメインの少なくとも一部分を欠いているか
、および/またはアミノ酸184の周縁のグリコジル化部位にグリコジル化能を
欠いており、好ましくはクリングル1または2の推定リジン結合部位にアミノ酸
変更を有している。
また、t−PAのフィブリン結合は、t−PAのクリングル2ドメインの推定リ
ガンド結合ポケットの反対端において正または黄に荷電されたアミノ酸残基で適
当に置換することによって、調整され、最も好ましくは回復されるかまたは増大
されることができる。本発明の変異体は通常、特定部位突然変異誘発または更に
本明細書、以下に記載する切り出し/連結法によって製造される。
この様な変異体の具体例Ii、アミノ酸1〜44を欠失している分子(dl−4
4で示される)および184位にアスパラギン厳を有している分子(N l 8
4 Dで示される)を包含する。アミノ酸1〜44を欠失している変異体は、w
o89100197、前掲に、より完全に記載されている。
上の変異体は全て、修飾がチモーゲン的および/またはフィブリン(または凝固
血漿)特異的特性のために本明細書に示された基準に合うなら、分子の種々のそ
の他の領域で修飾されてもよい。この様な修飾Iこは、例えば:
1、例えば約92〜179の欠失であるクリングルlの修飾、お2、例えば約1
74−261の欠失またはアミノ酸約205−215、特に210−213の領
域における修飾であるクリングル2の修飾、および/または
3、アミノ酸約244−255、特に252またはその部位、および/または
4、アミノ酸約233−242、特に236−238、および/または
5、アミノ酸184の様な既知のグリフシル化部位、および/または
6、FR長因子ドメイン内のグリコジル化がある。要約すると、その成長因子ド
メイン内、好ましくは67−69位でN−または〇一連結グリコシル化する。6
7位のチロシンがアスパラギン残基で置換されている場合は、t −PA分子の
半減期が変わる。
これらの修飾の多くによって、消失速度およびフィブリン結合を、天然のt−P
に比較して有意に変更することができる。当業者なら、各変異体のどの最適特性
が個々の場合に望ましいかを適当な検定によって調べることができるであろう。
上の配列の変更を行なうために天然の分子に適当なアミノ酸を変更または挿入す
る修飾は、例えば特定部位突然変異誘発、または下記の様に問題のタンパクをコ
ードしているDNAに適当な配列を連結すること等の、当業者に既知の方法によ
って行われる。
本発明によるt−PA変異体の製造は、タンパクの初期製造変異体またはIP変
異体をコードしているDNAを特定部位突然変異誘発することによって、好適に
行われる。所望の突然変異のDNA配列をコードしている特異的オリゴヌクレオ
チド配列の使用、および交差結合の両側において安定な二重鎖の形成に十分なサ
イズおよび配列複雑さのプライマー配列を提供するために十分な数の隣接ヌクレ
オチドの使用により、特定部位突然変異誘発によって、t−PA変異体を製造す
ることができる。通常、約20〜25ヌクレオチド長さの、配列の結合の両側で
約5〜10残基が変更されているプライマーが好ましい。通常、特定部位突然変
異誘発の方法は、Adalman等、+:+NA、2:183 (1983)の
様な出版物によって例示されるように、当業者に既知である。
特定部位突然変異誘発法は通常、1本鎖および2本鎖両形態で存在するファージ
ベクターを使用することは、理解されるであろう。
特定部位突然変異誘発に有用な代表的ベクターには、例えばMessing等、
Th1rd C1eveland Symposium on Macromo
lecules and Recombinant DNA、 A、Walto
n編、 EIsev:er、 Amsterdam (1981’)によって記
載された如き、M13ファージの様なベクターがある。これらのファージは、市
販品として容易に入手し得、その使用は通常、当業者に既知である。また、1本
lDNAを得るために、1本鎖ファージの復製起点を含有し、ているプラスミド
ベクター(Veira等、 Meth、Enzymol、、153:3 (19
87))を使用することができる。
通常、本発明による特定部位突然変異誘発は、先ず、その配列内に、問題のt−
FAをフードしているDNA配列を含有している1本鎖ベクターを得ることによ
って行われる。所望の突然変異配列を担持しているオリゴヌクレオチドプライマ
ーは通常、例えばCrea等。
Proc、Natl、Ac’ad、Sci、(USA)、75:5765 (1
978)の方法によって、合成的に製造される。次に、このプライマーを1本g
t −PA配列含有ベクターとアニーリングし、E、col iポリメラーゼI
クレノウフラグメントの様なりNA−ポリメラーゼ酵素に付して、突然変異を有
する鎖の合成を完成する。この様にして、一方の鎖が元の非突然変異配列をコー
ドし、他方の鎖が所望の突然変異を有しているヘテロ二重鎖が形成される。次に
、このへテロ二重鎖ベクターを使用してJMIOI細胞の様な適当な細胞を形質
転換腰!2pでラベルされた突然変異誘発プライマーを構成成分とする放射活性
なプローブにハイブリダイズさせることによって、突然変異配列を担持している
組換ベクターを含むクローンを選択する。
この様なりローンを選択した後、突然変異t−PA領域を取り、t−PAの製造
に適当なベクター、通常、典型的には適当な真核細胞の形質転換に使用されるタ
イプの発現ベクターに入れる。本発明の場合、チャイニーズハムスター卵巣(C
HO)細胞または293(G「aharrl等、J、Gen、Virol、、3
6:59 (1977)によって記載されたヒト腎細胞)が、長期間安定なt−
FA生産体の製造に好適である。しかしながら、とりわけ、試験目的のために、
酵素の一時的製造のみを所望する場合、多数のその他の細胞タイプが好適に使用
されることが知られているように、本発明は、CHO生産に限定されない。例え
ば、下記は、293細胞を使用する一時的な系であり、これは分析目的のだめの
t −PA変異体の製造に好都合な系を提供する。
t−PAをコードしているDNA配列中に突然変異を設けるためのその他の方法
は、制限酵素で消化することによって、t−PAをコードしているDNAを適当
な位置で切断し、適切に切断されたDNAを回収し、所望のアミノ酸および平滑
末端を有するポリリンカーの様なフランキング領域をコードしているオリゴヌク
レオチドを合成しくまたは、ポリリンカーの使用の代わりに、t −FAをコー
ドしているDNAを切断するためにも使用される制限酵素で合成オリゴヌクレオ
チドを消化し、それによって粘着末端を作成し)、この合成りNAを、t−PA
をコードしている構造遺伝子の残部にライゲートすることを包含する。
チャイニーズハムスター卵巣(CHO)発現は最終的にt −PAの製造に好ま
しいが、本明細書に記載のベクターおよび方法は、広範な真核生物lこ及ぶ宿主
細胞での使用に好適である。
もちろん、通常、原核細胞は、DNA配列の初期クローニングおよび本発明で有
用なベクターの構築に好ましい。例えば、E、coli K12株294(AT
CCNo、31.446)およびE、coli株W3110(ATCCNo、2
7.325)は、とりわけ有用である。他の好適な微生物株には、E、coli
BおよびE、coli X1776(ATCCNo、31,537)の様なE
、col i株がある。これらの例はもちろん、制限を目的とするものではなく
、例示を目的とするものである。
原核細胞はまた、発現に有用である。前記の株、およびBacillussub
t i I isの様なりaa i I l i 、および例えばSalmon
ella typhimuriumまj;は5erraLia marcesa
nssおよび種々のPseudomonas種の様な他のenterobact
eriaceaaは、発現に有用な宿主の例である。
通常、宿主細胞と両立可能な種由来のレブリフンおよびコントロール配列を含有
しているプラスミドベクターを、これらの宿主について使用する。ベクターは通
常、複製部位、および形質転換細胞において表現型の選択を提供し得るマーキン
グ配列を有する。例えば、E−coliは通常、pBR322、即ちE、col
i種由来のプラスミド(例えば、Bolivar等、Gene4二95 (19
77)参照)を使用して形質転換される。psR322は、アンピシリンおよび
テトラサイクリン耐性のための遺伝子を含有し、それによって、形質転換細胞を
確認するための容易な方法を提供する。pBR322プラスミド、またはその他
の微生物性プラスミドまたはファージは更に、それ自体のタンノぐりの発現のた
めl;微生物によって使用され得るプロモーターを含有するか、含有するように
修飾されなければならない。
組換DNAの構築で最も一般に使用されるこれらのプロモーターは、β−ラクタ
マーゼ(ベニシリナーゼ)およびラクトースプロモーター系(Chang等、N
ature、375:615(1978) ; Itakura等、5cien
ce、198:10561977) ; Gocddel等、Nature、2
81 :544(1979))およびトリプトファン(trp)プロモーター系
(Goeddel等、Nucl、Ac1ds Res、4:4057(1980
) + E P O出願公開!36,776号)およびアルカリ性ホスファター
ゼ系を包含する。これらは最も一般に使用されるが、その他の微生物性プロモー
ターが発見されて使用されており、そのヌクレオチド配列に関す乙詳細は公開さ
れているので、それによって、当業者はそれらをプラスミドベクターと機能的に
ライゲートさせることができる(例えば5iebenlist等、 Ce l
l 、 20 : 269(1980)参照)。
原核生物以外に、酵母の様な真核微生物も、本発明で好適に使用される。X核微
生物の内、Saccharomyces cerevisiaeまたは通常の製
パン用酵母が最も一般に使用されるが、多数のその他の株が通常利用可能である
。例えば、Saccharomycesにおける発現のためには、プラスミドY
Rp 7 (Stinchcomb等、Nature、282:39(197
9) ; Kingsman等、Gene、Z:141(1979) : Ts
ehemper等、Gene、10:157(1980))が通常、使用される
。このプラスミドは既に、トリプトファンにおいて成長能のない酵母の突然変異
株、例えばA T CCNo、44,076またはPEP4−1のための選択マ
ーカーを提供するエニp1遺伝子を含有している(Jones、Genetic
s、85: 12(1977))。酵母宿主細胞ゲノムの特性としてtrpl変
異が存在することは、更に、トリプトファンの非存在下での成長によって形質転
換を検出するための効果的な環境を提供する。
酵母ベクターにおける好適なプロモーティング配列は、3−ホスホグリセレート
キナーゼ(Hitzeman等山Bio1.Cbem、 、255+2073(
1980))またはその他の解糖酵素(Hess等、J、Adv、Enzyme
Reg、、7:149(1968);Ho1land等、Biochemis
try、 17:4900(1978))、例えばエノラーゼ、グリセルアルデ
ヒド−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルベートデカル
ボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、グメレコース−6−ホスフェートイソ
メラーゼ、3−ホスホグリセレートムターゼ、ピルベートキナーゼ、トリオセホ
スフエートイソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼおよびグルコキナーゼ
を包含する。好適な発現プラスミドの構築では、これらの遺伝子に関連する終止
配列を更に、発現ベクターの発現させようとする配列の3′にライゲートし、m
RNAのポリアデニル化および終止を得る。
成長条件によってコントロールされる転写の利点を更に有するその他のプロモー
ターは、アルコールデヒドロゲナーゼ2、イソチトクロームC,酸ホスファター
ゼ、窒素代謝に関連する分解酵素、および前記グリセルアルデヒド−3−ホスフ
ェートデヒドロゲナーゼ、およびマルトースおよびガラクトースの利用に関与す
る酵素のためのプロモーター領域である。酵母と両立し得るプロモーター、複製
起点および終止配列を含有しているプラスミドベクターが好適である。
微生物以外に、多細胞生物由来の細胞培養も、宿主として使用し得る。原則とし
ては、背椎動物培養由来であっても無腎椎動物培養由来であっても、この様な細
胞培養を利用することができる。しかしながら、関心はを椎動物細胞において最
も大きく、近年では、培養(組織培養)中、を椎動物細胞の増殖が常法となっf
: [Ti5sue Cu1ture、 Academic Press、 K
ruse and Patterson、 II (1973)]。この様な有
用なセルラインの例は、VEROおよびHeLa細胞、CHOセルライン、およ
びW2B5、BHK%CO3−7,293、およびMDCKセルラインである。
この様な細胞のための発現ベクターは通常(必要に応じて)、複製の起点、発現
させようとする遺伝子の前に位置するプロモーター、並びに必要なリポソーム結
合部位、RNAスプライス部位、ポリアデニル化部位、および転写終止配列を含
有する。
哺乳動物細胞で使用するためには、発現ベクター上の制御機能はしばしば、ウィ
ルス性物質によって提供される。例えば、通常使用されるプロモーターは、ポリ
オーマ、アデノウィルス2、および最も頻繁にはS 1m1anウイルス40(
Sv40)に由来する。SV40ウイルスの初期および後期両プロモーターはS
V40ウィルスの複製起点をも含有するフラグメントとしてウィルスから容易に
得られるので、これらはとりわけ有用である(Fiers等、Nature、2
73:113(1978))。ウィルスの複製起点に位置しているHindII
[部位からBglIに及ぶ約250bp配列が含有されている限り、より小さい
かまたはより大きいSV40フラグメントも好適に使用される。更に、この様な
制御配列が宿主細胞系と両立し得る限り、所望の遺伝子配列に通常関連している
プロモーターまたは制御配列を使用することも可能であり、しばしば望ましい。
復製起点は通常、SV40またはその他のウィルス性(例えば、ポリオーマ、ア
ゾy、VSV、BPV)供給源に由来し得るような、外来の起点を含有するベク
ターの構築、または宿主細胞染色体複製メカニズムによって提供される。ベクタ
ーが宿主細胞染色体に組み込まれる場合、後者はしばしば十分である。
細胞培養によって十分量のヒ)t−PAが産生されるが、第2のコード配列を使
用する改良が、更に産生レベルを高めるのに役立つ。
第2のコード配列は、外部的に制御されるパラメーター、例えばメトトレキセー
ト(MTX)によって影響されるジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)を含有
し、それにより、MTX濃度の制御によって発現を制御することができる。
変異体t−PAおよびDHFRタンパクの両者をコードしているDNA配列を含
有している本発明のベクターによって形質転換するのに好ましい宿主細胞の選択
においては、使用するDHFRタンノくりのタイプを考慮するのが適切である。
野生型DHFRタンノくりを使用する場合、DHFRを欠いている宿主細胞を選
択するのが好ましく、これによって、ヒボキサンチン、グリシンおよびチミジン
を含んでいない選択培地における適切なトランスフェクトのためのマーカーとし
て、DHFRをコードしている配列を使用することができる。この場合の適切な
宿主細胞は、LlrlaubおよびChasin、Proc、Natl、Aca
d、sci 、(USA)77:4216(1980)によって記載された様に
して製造および増殖されf=、DHFR活性を欠いてしλるCHOセルラインで
ある。
一方、MTXに対して低い結合親和性を有するDHFRタンノ(りを制御配列と
して使用する場合、DHFRHF性細胞を使用する必要はない。突然変異体DH
FRはMTXに耐性なので、宿主細胞がそれ自体MTX感受性であることを条件
として、選択手段としてMTX含有培地を使用することができる。MTXを吸収
し得る大部分の真核細胞は、MTXに感受性であるらしい。その様な有用なセル
ラインの1つは、CHOラインである、CHO−K 1(ATCCNo、ccL
61)である。
哺乳動物細胞を宿主細胞として使用する場合、トランスフェクションは通常、G
rahamおよびVan der Eb、Virology、52:546(1
978)による記載に従い、リン酸カルシウム沈澱法によって行われる。しかし
ながら、核注入、電気穿孔、またはプロトプラスト融合の様な、細胞にDNAを
導入するためのその他の方法も好適に使用される。
酵母を宿主として使用する場合、トランスフェクションは通常、Hinnen
、 Proc、 Na t I 、Acad、Sc i 、U、S、A、 、
75 :1929−1933(1978)に謔驪■
示に従い、ポリエチレングリコールを使用して行われる。
原核細胞または寅買上細胞壁構築物を含有している細胞を使用する場合、好まし
いトランスフェクション法は、Cohen等、Proc、Natl。
Acad、Sci、(USA)69:2110(1972)による記載に従いカ
ルシウムを使用するカルシウム処理、まt;はより最近は電気穿孔法である。
所望のコード配列および制御配列を含有している好適なベクターの構築は、通常
のライゲーション法を使用する。分離したプラスミドの製造に望ましい形態に再
ライゲートする。
適当な緩衝液中、制限酵素(または酵素)で処理することによって、切断を行な
う。通常、約20μlの緩衝液中、約1単位の酵素について、約1μgのプラス
ミドまたはDNAが使用される。(個々の制限酵素のための適当な緩衝液および
基質の量は、製造業者によって指定される。)37°Cで約1時間のインキュベ
ート時間が使用される。インキュベート後、フェノールおよびクロロホルムで抽
出してタンパクを除去し、エタノール沈澱によって、水性画分から核酸を回収す
る。
平滑末端が必要な場合、DNAポリメラーゼ■(フレノウ)のクレノウフラグメ
ント10単位と一緒に15℃で15分間、標本を処理し、フェノール−クロロホ
ルム抽出し、エタノール沈澱させることができる。
切断フラグメントのサイズ分離は、Goedde 1等、Nucleie Ac
1ds Reミドゲルを使用して行われる。
ライゲートのためには、正しく適合するように好適に組み立てられた、はぼ等モ
ル量の所望の成分を、0.5μgDNA当たり約10単位のT4DNAリガーゼ
で処理する。(切断されたベクターを成分として使用する場合、細菌性アルカリ
性ホスファターゼで予め処理することによって、切断されたベクターの再うイゲ
ーンヨンを防ぐことが有用かもしれない、)
上で議論したように、t−FA変異体は、特異的突然変異法によって好適に製造
される。本発明の方法で有用な変異体は、所望の突然変異のDNA配列をフード
している特異的オリゴヌクレオチド配列、並びに交差している突然変異の両側で
安定な二重鎖の形成に十分なサイズおよび配列複雑さの配列を提供するのに十分
な数の隣接ヌクレオチドを使用することによって、最も容易に製造される。
構築されたプラスミド中の正確な配列を確認する分析のためには、通常、ライゲ
ージgン混合物を使用してE、coli K12株294(A T CC31,
446)またはその他の適当なE、coli株を形質転換し、良好な形質転換体
を適宜アンピシリンまたはテトラサイクリン耐性によって選択する。形質転換体
からプラスミドを調製し、制限地図、およA配列決定によって分析する。
哺乳動物細胞宿主にDNAを導入し、安定な形質転換体について培地中で選択し
た後、約20,000−500.000nM濃度のMTX、DHFR活性の競合
阻害剤の存在下で宿主細胞培養を増殖させることによって、DHFR−タンパク
をコードしている配列を増幅させる。有効な濃度範囲はもちろん、DHFR遺伝
子およびタンパクの性質および宿主の特性に大いに依存する。明らかに、一般的
に定義された上限および下限を確認し得ない。DHFRを阻害するその他の葉酸
類似体またはその他の化合物の好適な濃度も使用することができる。しかしなが
ら、MTXそれ自体は、好適であり、容易に入手し得、有効である。
実施例を簡潔にするために、幾つかのしばしば出てくる方法を、短縮した句によ
って表わす。
゛′プラスミド″′は、小文字の91次いで英数字表示によって表わされる。本
発明の出発プラスミドは市販品として入手し得、制限なく誰でも入手し得るか、
または公開された方法に従ってその様な入手し得るプラスミドから構築すること
ができる。また、他の等価のプラスミドは当該技術分野で知られており、当業者
には明らかとなろう。
D N Aの゛消化′°とは、DNAの特定の位置でのみ作用する酵素によるD
NAの触媒的切断を意味する。この様な酵素は、制限酵素と呼ばれ、それぞれが
特異的である部位は制限部位と呼ばれる。本発明で使用した種々の制限酵素は市
販品として入手し得、その反応条件、コファクター、および酵素供給者によって
確立されたその他の必要要件を使用した。制限酵素は通常、大文字、次に各制限
酵素が起源として得られた微生物を表わすその他の文字、次に個々の酵素を示す
数字で構成された略語によって表わされる。通常、約1μgのプラスミドまたは
DNAフラグメントを、約20μmの緩衝液に入れた約2単位の酵素と一緒に使
用する。各々の制限酵素のために適当な緩衝液および基質の量は、製造業者によ
って具体的に示されている。通常、37°Cで約1時間のインキュベート時間が
使用されるが、供給者の指示に従って種々であってよい。インキュベート後、フ
ェノールおよびクロロホルムで抽出することによってタンパクを除去し、エタノ
ールで沈澱させることによって水性画分から消化された核酸を回収する。制限酵
素による消化の後に、まれに末端5″リン酸の細菌性アルカリ性ホスファターゼ
加水分解を行い、DNAフラグメントの制限切断された2つの末端が、制限部位
における他のDNAフラグメントの挿入を妨げるようにパ環形成″することまた
は閉じたループを形成することを防ぐ。特に断らない限り、プラスミドリ消化の
次に5′末端脱リン酸化は行なわない。脱リン酸化のための方法および試薬は、
通常のものである(T、maniatis等、1982.Mo1ecular
Cloning pp、133−134)。
制限消化から得られたDNAフラグメントの“回収″または゛″単離パとは、電
気泳動法によって、ポリアクリルアミドまたはアガロースゲルで消化物を分離し
、その移動度を既知の分子量のマーカーDNAフラグメントのそれと比較するこ
とによって、問題のフラグメントを同定し、所望のフラグメントを含有している
ゲル部分を採取し、DNAからゲルを分離することを意味する。この方法は、広
範に知l;い。
′″サザン分析パは、消化物まl;はDNA含有成分中のDNA配列の存在を、
既知のラベルされたオリゴヌクレオチドまたはDNAフラグメントにハイブリダ
イズさせることによって確認する方法である。
本明細書の目的のために、特に断らない限り、サザン分析とは、E。
5outhern、l975.J、Mo+、Biol、98:503−517の
方法およびT、Maniatis等。
法による、lパーセントアガロースでの消化物の分離、変性、およびニトロセル
ロースへの移動を意味する。
“形質転換″とは、染色体外エレメントまたは染色体組み込み体として、DNA
が復製可能な生物に、DNAを導入することを意味する。特に断らない限り、E
、coliの形質転換のために本発明で使用する方法は、Mandel等、19
70.J、Mo1.Biol、53:154のCaCIz法である。
゛′ライゲーション″は、2つの2本鎖核酸フラグメント間にホスホジエステル
結合を形成させる方法を意味する(T、Maniatis等、前記p。
146)。特に断らない限り、ライゲーションは、既知の緩衝液および条件を使
用し、ライゲートしようとするほぼ等モル量のDNA7ラグメント0.5μg当
たり10単位のT4DNAリガーゼ(” l igase”)を用いて行うこと
ができる。
形質転換体からのDNAの“調製″とは、微生物培養からプラスミドDNAを単
離することを意味する。特に断らない限り、Maniatis等、前記p、90
のアルカリ性/SDS法を使用することができる。
゛オリゴヌクレオチド”とは、既知の方法によって化学合成され、次いでポリア
クリルアミドゲルで精製される短い1本または2本鎖のポリデオキシヌクレオチ
ドである。
本発明の化合物は、本発明のt−PA産物を、薬学的に許容し得る担体ビヒクル
と混合することによる、薬学的に有用な組成物を製造するための既知の方法によ
って製剤化することができる。好適な担体ビヒクル、および他のヒトタンパク、
例えばヒト血清アルブミンを包含するその製剤は、例えばRemington’
s Pharmaceutical 5ciences、16版、1980.M
ack PublishingCo、、0slo等編に記載されている。
この様な組成物は通常、有効量の本発明変異体例えば約0.5〜約5mg/++
+]と一緒に、宿主への効果的な投与に好適な薬学的に許容し得る組成物を製造
するために適当な量の担体ビヒクルを含有する。
本発明のt−PA変異体は、心血管の疾患または症状に罹患してい証するその他
の方法によって投与することができる。
本発明の方法で使用される変異体t −FA産物の臨床的投与にとりわけよく適
合している組成物は、例えば、滅菌水溶液、または凍結乾燥しl:タンパクの様
な滅菌水化性粉末を包含する。通常、製剤中に更に適当量の薬学的に許容し得る
塩を、通常、製剤を等優性に維持するのに十分な量で含んでいるのが望ましい。
通常、アルギニン塩基、およびリン酸の様なpH[節剤も、通常5.5〜7.5
である適切なpHを維持するのに十分な量で含有させる。更に、水性製剤の貯蔵
寿命または安定性を改善するために、更にグリセロールの様な薬物を含有させる
のが望ましいことがある。この様にして、変異体t−PA製剤を、非経口投与、
とりわけ静脈内投与に好適にする。
本発明の医薬組成物の投与量および望ましい薬物濃度は、計画される個々の用途
によって、異なり得る。例えば、深血管血栓または末梢血管疾患の治療では、通
常、約0805〜約0.2mg/kgのオーダーの゛ポーラス′°投与量が好ま
しく、次いで、はぼ一定の血中濃度、好ましくは約3μg/mlのオーダーに維
持するために、約0.1〜約0.2mg/kgのオーダーの投与が行われる。
しかしながら、通常、注入(インクニージョン)設備のない緊急医原機関で使用
するために、および問題としている疾患が通常危険なものである(例えば、塞栓
症、梗塞)ために、通常、約0 、3 mg/kgのオーダーの静脈内1回投与
の様な、幾分大きい初期投与量を与えるのが望ましいであろう。
例えば、本発明のt−FA変異体は、心臓血管の疾患または症状に罹患している
患者に非経口投与されるのが好ましい。投薬量および投与速度は、例えば、心筋
梗塞、肺塞栓症、等に罹患しているヒトの患者における1、5〜12時間での静
脈内まl;は動脈内投与量として約1−2 mg/kg体重の様な、他の心臓血
管性血栓溶解剤の臨床研究で現在使用されているのと同等またはそれより高くす
ることができる。しかしながら、本発明の変異体は、野生型t−FAより低い副
作用を有し、より速くより完全な血餅溶解を導くので、より高い投与量を許容す
ることができる。
好適な投与剤型の1例としては、50mgt−PA、アルギニン、リン酸、およ
びポリソルベート80を含有しているバイヤルを、注射用滅菌水50+++2で
再構成し、適当容量の0.9パーセント塩化ナトリウム注射剤と混合する。
本発明のt−PA変異体は、フィブリンの沈着または付着の形成または再形成を
予防するためにも有用である。この用途の1態様は、1989年1月12日公開
のP CT W O89100049に記載されている。通常、この様な治療は
、フィブリンまたは付着形成する可能性のある部位への組成物の局所投与を含む
。組成物は、治療的有効量のt−PA変異体を、約3日〜2週間、その部位で連
続的に放出される難溶性形態で含有する。通常、手術、感染、外傷、または炎症
後のフィブリンの沈着または付着の形成を予防するのに十分な投与量で、t−F
A変異体を投与する。通常、この量は、0.02mg/gゲル〜25mg/gゲ
ル、好ましい量は0.20mg/gゲル〜約2−5mg/gゲJL=。
最も好ましくは0.25mg/g〜約1.0mg/gゲルである。
付着の形成を予防するIこめにt−PAが通常製剤化されるビヒクルは、付着形
成の可能性のある部位に酵素を位置させるための、半固形、粘性の薬学的に不活
性な担体である。この様な担体は、長鎖炭水化物または植物油、および飽和およ
び不飽和脂肪酸グリセリドの混合物または修飾された飽和および不飽和脂肪酸グ
リセリドの混合物からなるワックスを包含する。例には、半固形ビヒクル、例え
ば石油ゼリーまたは半合成グリセリド、ポリヒドロキシ溶媒、例えばグリセロー
ル、長鎖炭水化物、生体侵食性ポリマー、またはリボ以下の実施例は、単に、本
発明を行うために現在知られている最も好適な方法の例示を意図するものであり
、本発明がこれらに限定されると理解されるべきではない。
実施例1
1、プラスミドp7−IHの構築
a)プラスミドpCISt−FA
以下の様にして、プラスミドpc1st−FAを製造した。要約すると、サイト
メガロウィルスのエンハンサ−およびプロモーター、サイトメガロウィルスのス
プライス供与部位およびイントロン、1g可変領域スプライス受容部位、t−P
AをコードしているcDNA(Pennica等、Nature、301 :2
14(1983))および肝炎表面抗原ポリアデニル化および転写終止部位を含
有しているベクターpcIHt−PAを最初に構築した。
サイトメガロウィルスのエンハンサ−(Boshart等、Ce11,41:5
20(1985))8よびプロモーター(Thomson等、Proc、Nat
J−Acad、Sci、(U、S、A、)81:659(1984))、サイト
メガロウィルスのスプライス供与部位およびイントロンの一部分(Sternb
erg等、J、of Virol、49+190(t984))、1g可変領域
イントロンおよびスズライス受容部位、第■因子をコードしているcDNA、8
よびSV4 Qポリアデニル化部位を含有しているベクターpF 8 CI S
を4111JL、た。構築の3部分を以下に説明する。
l、アンピシリン耐性マーカーおよび最終ベクターの複製起点は、出発プラスミ
ドpUC13pML、 プラスミドpM L (Lusky等、Nature。
293ニア9(1981))の変異体に由来しf;、puCl 3pMLは、p
Uc13(Veira等、Gene、 19:259(1982))のポリリン
カーをpMLのEcoRIおよびHinclIn部位に移すことによって構築さ
れた。第2の出発プラスミドpUc8cMvは、CMVエンハンサ−、プロモー
ターおよびスプライス供与配列の供給源であった。pUc8cMVは、CMVエ
ンハンサ−、プロモーターおよびスプライス供与配列のためのヌクレオチn〜7
32をpUc8の平滑化されたPstIおよび5ph1部位に挿入することによ
って構築されたーViera等、前掲。合成りamHI −H1ndlnリンカ
−(New England Biolabsがら市販品として入手可能)を、
粘着BamHI末端にライゲートし、HindI11部位を作成した。このライ
ゲーションの後、Hindm −Hinc n消化を行った。この消化i:よっ
て、CMVエンハンサ−、プロモーターおよびゲル分離後、この800bp7ラ
グメントをpUCl 3pML(7)2900bp断片にライゲートした。1)
F8CTSの構築のために必要なフラグメントは、上の中間体プラスミドを5a
llおよび)(indn[で消化することによって得た。この3123bp断片
は、アンピシリンのための耐性マーカー、pUc13pML由来の複製起点、お
よびエンハンサ−、プロモーターおよびスプライス供与部位を包含するCMVの
ための制御配列を含有した。
2、合成オリゴマーを使用し、Ig可変領域イントロンおよびスプライス受容配
列を構築した。IgGイントロンおよびスプライス受容部位のための以下の配列
:
1 3”−CAGGTGAGGG丁GCAGCTTGACGTCGTCGGA−
5’を有する99−マーおよび30−マーを、化学的に合成した(Bothwa
ll等、Ce11,24:625(1981))。
DNAポリメラーゼ■(フレノウフラグメント)によって、合成断片を充填し、
二重鎖フラグメントを製造した(Wartell等、 Gene 、 9 :3
07(1980)。この後、PstIおよびHindI[Iで二重に消化した。
この合成リンカ−をpU Cl 3 (Veira等、前掲)のPstI8よび
Hind[[部位にクローンした。合成オリゴヌクレオチド、ラベルされたpU
cIg。
10を含何しているクローンをPstIで消化した。Pstr−C1alリンカ
−の使用によって、このフラグメントにClaI部位を付加した。HindlI
Iで消化した後、1g可変領域スプライス受容体および1gイントロンの一部分
を含有している118bp断片をゲル分離した。
3、構築反応式の第3部分は、肝炎表面抗原3′末端を、SV40の初期領域の
ポリアデニル化部位および転写終止部位で置換した。
ベクター、SV40の配列を含有シティるpUc、5V4Qを、Veira等、
前掲に記載されたpUc3のBamHI部位に挿入した。次いで、pUc、5V
40をEcoRIおよびHpaIで消化した。5V40(7)ポリアデニル化部
位のみを含有している143bpフラグメントを、この消化物からゲル分離した
。psVE、8cl D(EPO公開第160゜457)の消化後、更に2種の
7ラグメントをゲル分離した。Ec。
RIおよびC1al消化によって作成された4、8kbフラグメントは、SV4
0−DHFR転写ユニット、pMLの複製起点、およびアンピシリン耐性マーカ
ーを含有する。C1alおよびHpaIで消化することによって製造された7、
5kbフラグメントは、第■因子のためのcDNAを含有している。3部分ライ
ゲーションによって、pSVE、8c24Dを製造した。この中間体プラスミド
をC1alおよび5allで消化し、第■因子のためのcDNAと共にSV40
ポリアデニル化および転写終止部位次いで5V40DHFR転写ユニツトをを含
有している9611bpフラグメントを得た。
pF8cIsを製造するための最後の3部分ライゲーションは:a)複製起点、
アンピシリン耐性−J−カーおよびCMVエンハンサ−、プロモーターおよびス
プライス供与体を含有している3123bp Sal I −H1ndI[フラ
グメント;b)1gイントロンおよびスブライス供与体を含有している1 18
bp HindI[[−CIaIフラグメント:およびC)第■因子のためのc
DNA、SV40ポリアデニル化部位、およびSV40 DHFR転写ユニット
を含有している9611bp C1aN−3alIフラグメントを使用した。
次に、中間体プラスミドpclat−FAおよびプラスミドpF8CIs(上記
)からプラスミドpcIHt−FAの構築を完成させた:先ず、t−PAcDN
AをpMLにクローンし、遺伝子の5′末端にClaI部位を与えた。これを行
うために、pSVpa−DHFR(またはpETPFRと呼ぶ、前掲)由来の3
238bp HindI[[フラグメントをpM L (Lusky等、前掲)
のHindI[1部位に挿入した。cDNAの5′末端がClal部位に並置さ
れたクローンについて、コロニーをスクリーニングした。中間体プラスミドは、
ラベルされたpCLAt−PAであった。次に3′ポリアデニル化領域が統<t
−PAcDNAを、2870bpのC1aI−KpnI7ラグメントとして単離
シタ。
このフラグメントをpF8cIsの5146bpフラグメントにライゲートした
。CISベクターのこのCIaI −KpnI 7ラグメントは5′制御領域、
SV40−DHFR転写ユニット、アンピシリン耐性遺伝子、およびpMl−由
来のオリジン領域を提供した。第2図参照。
通常、自体既知であるか、または前記の方法に従い、CHOまたは293細胞を
pCIHt−PAでトランスフェクトすることによって、t−FAの発現レベル
を得た。トランスフェクトされた293細胞からの培地を例えば分析し、pcI
Ht−PAがt−PA420ng/mlを産生じたことを証明した。
最後に、サイトメガロウィルスのエンハンサ−およびプロモーター、サイトメガ
ロウィルスのスプライス供与部位およびイントロン、Ig可変領域スプライス受
容部位、t−PAをコードしているcDNAlおよびpsV40のポリアデニル
化配列を含有しているベクターpCI S t−PAを、以下の様にして構築し
た:この構築のだめの出発ベクターは、pCIHt−PAおよびpF8CIS(
前掲)であった。後者のベクターはpcrHt−PAと同じ5′コントロールを
有するが、第■因子のためのcDNAおよびSV40のポリアデニル化部位を含
有している。5acI[を使用し、を−P AcD N Aの3′を切断した。
得られた3′突出端をT4ポリメラーゼによって平滑化した。次に、pCIHt
−PAをC1aIで切断した。この部位はCMVイントロン配列およびIg可変
領域イントロン間を分断しているキメライントロンを分離する。2870bpフ
ラグメントをC)aI処理物からゲル分離した。SV40のポリアデニル化部位
、DHFR1転写コントロール、細菌性複製起点、およびamp’遺伝子、およ
びCMVエンハンサ−およびプロモーターおよびスプライス供与体を、pF8C
ISから分離した。これらのエレメントを2525bp Sall−BamHI
フラグメントおよびHl)aI−3alおよび31]3bpフラグメントとして
、フラグメントに分離した。KpnT(平滑)−ClaIフラグメントとHpa
I−8atフラグメントおよびSalからBamHIの7ラグメントの3部ライ
ゲーションによってpcIst−FAを製造し、プラスミドpCIHt −FA
のために上で説明したのと同様にしてCHOおよび293の両細胞で発現させ、
それぞれ55および3000 ng/mlのt −PAを得た。
第3図を参照されたい。
b)p7−IHの最終構築
プラスミドpCISt−PAを5peIで消化し、次いで、E−coliDNA
ポリメラーゼIの大きいフラグメント(フレノウ)およびデオキシリポヌクレオ
シド3リン酸で処理し、平滑末端を作成しt;。得985)の記載に従い、T4
DNAリガーゼを使用してライゲートし、1本鎖DNA7アージ、f1起点の十
鎖起点を含有している0、45 kb Rsa I / Ahanlフラグメン
トとした。ライゲーション産物は、pCISt−PAフラグメントの5peI部
位に両方の可能な方向性で挿入されたflの起点と共に分離された。t−FA遺
伝子のアンチセンス鎖かへルバーファージの存在下でピリオンに充填された様な
方向性でこの起点を含有しているプラスミドを選択し、p7−IHと命名した。
第4図を参照されたい。
2、発現プラスミドの突然変異誘発
a)鋳型の製造
CaC1tを介する形質転換によって、プラスミドp7−IHをE、c。
11株JMIO1(ATCCNo、33.87’6)に導入した。次に、Vei
ra等、Meth、Enzymol 、 、153:3(1987)の記載と同
様にして、これらの細胞をヘルパーウィルスM13KO7で感染させ、1末鎖p
7−IHDNAを調製した。要約すると、2YTグロスに形質転換細胞を入れた
飽和培養0.3mlに、Ml 3に07 10’−101opfuを加え、この
混合物を15分間、37℃でインキュベートした。50μg/mlのカルベニシ
リンを含有している別の2YTブロス1.5mlを加え、この培養物を37°C
で16時間、穏やかに振とうした。細胞をペレット化した後、7アージおよび充
填されたプラスミドDNAを集め、Anderson、Nucl、Ac1ds、
Res、、9:3015(1981)の記載と同様にして1本MDNAを製造し
た。
b)特定部位イン・ビトロ突然変異誘発突然変異phe305−h i 530
5を有する突然変異体を、グラークハイプリダイゼーションではなくコロニーハ
イブリダイゼー00 : 468(1983)の記載に従い、オリゴデオキシリ
ボヌクレオチド、5’−CGGAGAGCGGCACCTGTGCGGGG−3
’を使用し、p7−IHに突然変異を誘発した。ジデオキシヌクレオチド鎖終止
法(Sanger等、Proc、Natl、Acad、Sci 、(U、S、A
、)74:5463(1977))を使用し、1本鎖プラスミドDNAにて直接
、DNA配列決定することによって、突然変異を確認した。
3、発現および精製
a)プラスミドの製造
形質転換した細胞を、50μg/mlのカルベニシリンを含有している500m
1LBグロス中で飽和まで増殖させた。遠心によって細胞をペレット化し、50
mMグルコース、lomM EDTA、25mM)リス−HCI(pH8,0)
40mlに再懸濁した。この懸濁液に、1%ドデシル硫酸ナトリウム、0.07
M NaOH60m1を加え、この混合物を25℃で2分間、次いで0℃で10
分間インキュベートした。これに、4M酢酸、3M酢酸ナトリウム521111
を加え、混合物を30分間、0℃でインキュベートした。次に、これをll。
500 rpmで20分間遠心し、上溝を2倍容の100%冷二り/−ルと混合
し、生成した沈澱を遠心によって集めた。プラスミドDNAおよびRNAを含有
しているペレットを乾燥させ、100mMトリス(pH8,0)、l OmM
EDTA、l μg/mlのRNaseAに再溶解させた。得られた溶液を遠心
によって澄明にした後、これを臭化エチジウム中、0.5mg/+++lに調節
し、等重量のCsC1を加えた。
次いで、DNAを、Beckman VT1650−ターにて、55,000r
pm、18℃で16時間遠心した。DNAバンドをサイドバンクチュアーによっ
て集め、n−ブタノールで抽出して臭化エチジウムを除去し、H,Oで希釈し、
エタノールによって沈澱させた。DNAを、lO+nMトリス(pH8,0)、
1mMEDTAに再溶解し、1mg/mlの終濃度にした。
b)トランスフェクションおよび発現
293細胞を全面成長まで増殖させた。t−PAプラスミドDNA変異体10μ
gを、VA RNA遺伝子(Th immappaya等、Cel 1.31
+543(1982))をコードしているDNA I pgと混合し、ImVト
リス−HCl、O,1mM EDTA、0.227M CaC1z(500μl
)に溶解した。これに、50mM HE P E 5(pH7,35)、28Q
mMNacI、1.5mM NaPO+(500μl)を加え(撹拌下に滴下す
る)、25℃で10分間、沈澱を生成させた。次に、懸濁した沈澱を細胞(10
0mMプレート)に加え、インキュベーターにて4時間、静置した。次いで、培
地を吸引して除去し、リン酸緩衝化食塩水(PBS)中20%グリセロール2m
lを30秒間で加えた。血清不含の培地5mlで細胞を2回洗浄し、次に新たな
培地を加え、細胞を5日間t−FA変異体を発現している安定なCH○セルライ
ンを作成するために、t−PAをコードしている配列の大部分を含有している1
、4kb BglI[/Apa!フラグメント(Bg111部位は完全長t−F
AをコードしているDNAのコドン−1〜1にあり、ApaI部位は完全長のt
−FAをコードしているDNAのコドン465〜466にある)を、ベクター、
pPADHFR−6(EPO特許公開第93゜6」9に記v、)由来の6.0k
b BglII/Apalフラグメントにライゲートすることができる。次いで
、得られたプラスミドをCHO細胞に導入し、メトトレキセート含有培地中で選
択してコード配列を増幅することによって、t −FA変異体を過発現させた。
C)精製
抗−t−PAヤギポリクローナルA6抗体(自体既知の常法によって調製)を結
合させた、コントロールされたガラスピーズのカラム(1mlベッドボリューム
)に調整培地を通すことによって、t −PA産物の精製を行った。培地を負荷
する前に、カラムをPBSで平衡化し、負荷後、カラムを0.11VDリス−H
CI(pH7,5)、IMNaClで平衡化した。O,1M・酢酸、0.15M
NaC1,0,02Mアルギニン、0..01%ツイーン8−0(pH’2
、0 )でt−PAを溶離し、直ちに、画分をトリス−塩基で中和した。プール
する前に、画分を0.01%ツイーン80に調節したat−PAは、還元SDS
ゲルで主として(80%)1本鎖であることがわかった。
B、生物学的検定
1、t−FAの定量
天然の配列のt−PAに対して標準化されたEIISA(EPO特許公開第93
,619、前掲)によって、タンパク濃度を型通り測定しt;、 Laemml
i、Nature、327:680(1970)の緩衝液系を用い、ドデシル硫
酸すトリウムの存在下でポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE−3DS)
することによって、タンパクの純度および均一性を分析した。通常、7〜17%
グラジェントのゲルを使用し2、Morrissey、Anal 、Bioch
em、 、 117:307(1981)の銀染色法でタンパクを可視化した。
この方法によって、上記のようにして製造したt−PAi異体は純粋であり、均
一であることがわかった。
2.3−2251検定
血餅溶解およびS−2251検定の結果は、幾つかの独立した観察(血餅溶解、
2試験;S−2251,3試験)の平均値を示す。
t−FAとプラスミノーゲンをブレインキュベートし、次いで、プラスミン特異
的基質であるH−D−バリル−H−口イシル−H−リシン−バラニトロアニリド
(S−2251)を加えることによって、t−PAのプラスミノーゲン活性化能
をイン・ビトロ検定で測定することができる。この反応の最大速度を、反応の刺
激剤として作用するフィブリン(フィブリノーゲン)またはフィブリン(フィブ
リノーゲン)の7ラグメントの存在下で観察する。
試料のプラスミノーゲン活性化能を測定するために、2段階検定において、プラ
スミン特異的基質であるS−2251を使用した。
総容量0.12m1の0.05M)リス−HCl、0.12M NaC1,0,
01%ツイーン80、pH7,4中、20mg/mlの74ブリノーゲン溶液0
.02m1と一緒に試料をインキュベートすることによって、フィブリノーゲン
を刺激剤として使用することができた。
次いで、0.05Mトリス、O,12M NaCl緩衝液、pH8中、2.0m
g/mlの溶液であるGlu−プラスミノーゲン溶液(市販品として入千可能)
を0.03m1加えた。37℃で10分後、0.037Mトリス、0.086N
aCI、0.007%07%ツイーン807.4中0.86mM5 2251を
0.35m1加えj;。この混合物を5分間インキュベートし、次いで、50%
氷酢酸0 、1 mlを加えることによって反応を停止させた。405 nml
ニー 8ける吸収を測定した。活性を、基質の存在下、1分当たり1ナノグラム
当グ;りの吸収の変化として表わした。
結果は、フィブリノーゲンを加えたF305H変異体は、野生型特異的活性の7
8%を有するというものであり、これは、A405が増大する前のずれによるか
もしれない。
3、血餅の溶解
Carlsen等、Anal、Biochem、 、 168:428−435
(1988)の方法によって、野生型およびF305Ht−PAを、飽和濃度の
プラスミノーゲンの存在下でフィブリンを溶解するその活性について検定した。
イン・ビトロの血餅溶解検定は、微量遠心分析機を使用し、比濁法によってt
−P 、Aの活性を測定する。トロンビンとt−PA試験試料の混合物を遠心し
て、フィブリノーゲンとプラスミノーゲンの混合物とし、血餅の形成、次いで血
餅の溶解を起こす。得られた、吸収対時間のプロファイルを分析し、検定の終点
を決定する。t−PA変異体の活性を、rt−PA(EPO公開第93.619
、前掲)の標準曲線に比較した。検定にお(1て使用した緩衝液は、0.01%
(v/v)ツイーン808よび0.01%(W/V)アジ化ナトリウムを含有し
ている。0.06Mリン酸ナトリウム、pH7,4であった。ヒトトロンビンは
33単位/mlの濃度であった。フィブリノーゲン(2,Omg/mlの凝固性
タンパクで)を湿った氷で冷却してフィブロネクチンを沈澱させ、次いで重力濾
過した。Glu−プラスミノーゲンは1mg/mlの濃度であった。分析機宜の
温度を37℃に設定する。装填機(ローダ−)を、標準曲線のための試料として
rt−PAを20μl(約62.5ng/m1−1.0μg/ml)、または標
準曲線の範囲内で溶解を起こす濃度の変異体rt−PAを20μl分配するよう
に設定する。
トロンビン20μmを第2の試薬として、50 : l (v/v)フィブリノ
ーゲン:プラスミノーゲン混合物200μlを主要な試薬として使用した。吸収
/時間プログラムを、5分間のインキュベーション時間、340nmフィルター
および90間隔の記録値で使用した。
結果は、この検定を使用した時、F305H変異体は正常な野生型t−PAの約
45%の血餅溶解活性を有することを示す。
4、フィブリン結合
フィブリン結合のための方法は、Rijken等、J、Biol、Chem、、
257:2920(1982)によって記載された方法の改良法である。試験し
ようとするt−PA試料を、0.05M)リス(pH7,4)、Oi 2M N
aC1,001%ツイーン80.1mg/mlのヒト血清アルブミン、および種
々の濃度のプラスミノーゲン不合のブイプリン(0,0,05,0,1,0,2
5、および0.5mg/ml)を含有している溶液I:加える。
】 反応混合物の終容量は1mlであり、t−PA濃度は各試料イこっきlOn
g/mlであった。試料を37℃で5分間インキュベートし、次いで、1単位の
トロンビンを加えた。次に、試料を37°Cで1時間インキュベートした、遠心
して血餅を除去し、上溝中に、結合しないで残存しているt−PAの量を、EL
ISAによって測定した。
結果(第5図)は、主として1末鎖F305Ht −FA(黒三角)が、使用し
た検定条件下、1重鎖野生型t−PA(黒画角)および1本鎖および2末鎖野生
型t−PAの混合物(白玉角)とほぼ同様に、フィブリンに結合することを示し
ている。また、2末鎖F305Ht−PA(黒丸)は、少なくとも2末鎖野生型
t−PA(黒菱形)と同様にフィブリンに結合する。
5.5−2251によるチモーゲン的動力学a)フィブリノーゲンの調製
ヒトフィブリノーゲン(カルビオケム)をリシン−セファロースカラムに負荷し
、流出物を集めることによって、これをプラスミノーゲン不合にした。得られた
フィブリノーゲンのプールを、プラスミン−セフ70−スで室温にて一夜処理す
ることによって変性させた。
得ら1また凝固度は7%であった。次いで、濃度を1 、51 mg/mlに調
節した。
b)方法
野生型t−FAおよびF305Ht−PAによる、プラスミノーゲンのプラスミ
ンへの変換速度を、フィブリノーゲンの存在下、色素形成性のプラスミン基質5
−2251を使用して調べた。野生型およびF305Ht−PA分子を、主とし
て1本鎖の形(前記のようにして精製することによって得た)および2本鎖の、
クリップした形(主として1本鎖の形をプラスミン−セファロースと一緒に37
℃で1時間インキュベートすることによって得た)の両者で使用上記の様にして
製造した1、2μN1のプラスミンで変性させたフィブリノーゲンフラグメント
の存在下、O−12M NaC1,0,05Mトリス、0.01%ツイーン80
、pH7,4中、0.08〜0.8濃度で反応を行った。プラスミノーゲン、フ
ィブリノーゲンおよび緩衝液を、室温で3時間ブレインキュベートした。S−2
251を0.9mMの終濃度になるようIこ加え、試料を37°Cで約5分間温
めた。0時間で、t−PA試料を加え、各試料の吸収を37℃にて30秒間隔で
10分間記録した。
結果を、第6図および第7図(それぞれ、野生型、1本鎖および2末鎖t−FA
について)、および第8図および第9図(それぞれ、F305H,1本鎖および
2本鎖t−F’Aについて)に示す。図において、縦座標は405nmにおける
吸収であり、横座標は吸収を調べた時間(分)の数の2乗である。黒丸は0.0
9μMのグラスミノ−ゲン(および15.7nM野生型2本鎖t−PA、l 0
.8nM F305H2本Nt−PA、l 6.lnM野生型1本鎖t−FA、
および117−2n F305H1本鎖t−PA)を表わし、黒三角は0.11
μMのプラスミノーゲン(および]1.8nM野生型2本%t−FA、8.1n
M F305H2本鎖t A1,12.]nM野生型1本gt−PA、12.9
r+M F305H1本鎖t−PA)を表わし、黒四角は0.16μMのプラス
ミノーゲン(および9 、8 nM野野生型2鎖鎖tPA、6.7nM F30
5H2本鎖t−PA1l O,lnM野生型1本It−FA、IO,8nM F
30581本鎖t−PA)を表わし、白丸は0,22μMのプラスミノーゲン(
および7.9nM野生型2本tjQt−PA、5.4nM F305H2本pt
−PA、8.1nM野生型1本g4t −P 、A、8.6nM F305H1
本鎖t−FA)を表わし、白三角は0.44μMのプラスミノーゲン(および3
.9nM野生型2本鎖t−PA、2.7nM F305H2本鎖t−PA14゜
OnM野生型1本gt−PA、4.3nM F30581本鎖t −FA)を表
わし、白四角は0.9μMのプラスミノーゲン(および3.9nM野生型2本鎖
t−FA、2.7nM F305H2本M t −P A、4゜0nM野生型1
本It−PA、4.3nM F305H1本gt −PA)を表わす。
グラフは、主として1末鎖F305H変異体である場合のみ、吸収が反応の初期
において著しくずれ、その後、活性が上昇することを示すことを表わしている。
2末鎖F305H変異体はこのずれを示さず、むしろ、1または2本鎖の野生型
t−PAと同様の動力学的特性を有するらしい。この挙動は、野生型t−PAで
は観察されない、F305H変異体のチモーゲン的特性を証明するものである。
実施例■
この実施例で評価したt−PA変異体の製造のために、Cunninghamお
よびWellss前掲に記載された、アラニン−スキャニング突然変異誘発法(
A L A −5can)として知られている方法を使用した。この方法は、荷
電したアミノ酸側鎖を含有しているt −FAプロテアーゼドメインの小さい表
面領域を確認することを包含した。1つの理論に限定されることなく、電荷の群
を含有しているこれらの領域、または近隣の領域のいずれか、またはその両者が
、t −FA分子とその基質、およびその活性を調節し得るその他の種々の化合
物との相互作用に関与していると思われる。t−PA分子の全活性に対する特定
の領域の重要性を評価するために、各領域の荷電したアミノ酸(即ち、Arg、
Asp、HisSLysおよびGlu)をアラニンで置換した(変異体1分子当
たり1領域)。結果を以下に示す。
1、pRK7− t −PAの構築
t−PA変異体の製造のために、プラスミドpRK7をベクターとして使用した
。pRK7は、C1alとHindI[[の間のポリリンカー領域でエンドヌク
レアーゼ制限部位の順序が逆である以外、pRK5 (1989年3月15日公
開のEP公開No、307,247)と同一である。
ベクターへ挿入するために、制限エンドヌクレアーゼHindI[I(ATG開
始コドンの5′を49塩基対切断する)および制限エンドヌクレアーゼBa1I
(TGA終止コドンの下流で276塩基対を切断する)法(1+121iati
s等、Mo1ecular Cloning:A Laboratory Ma
r+ual、Co1d Spring Harbor Laboratory、
New York、1982)を使用して、HindnIおよびS ma Iで
予め切断しておいf:pRK7にライゲートした。この構築物をpRK7−t
−PAと命名した。
2、pRK7− t −PAの特定部位突然変異誘発Amersham Cor
porationから購入したキット(カタログ番号RPN1253)を使用し
、Taylor等、Nucl、Ac1ds、Res、 、 13:8765(1
985)の方法によって、t−PAcDNAの特定部位突然変異誘発を行った。
所望の突然変異体を製造するために、所望のアミノ酸置換をフードしている配列
のオリゴヌクレオチドを合成し、プライマーとして使用し!;。これらのオリゴ
ヌクレオチドを、常法(Viera等、Meth、Enz、 。
3種類のデオキシリボヌクレオチド、即ちデオキシリポアデノシン(dATP)
、デオキシリポグアノシン(dG T P )、およびデオキシリポチミジン(
dTTP)の混合物を、キットの製造業者によってキットで提供された、dCT
’P(aS)と呼ばれる修飾されt;チオ−デオキシリポンドシンと合し、1重
鎖pRK7−t−PAに加え、オリゴヌクレオチドにアニーIノングさせた。
この混合物にDNAポリメラーゼを加えたら、変異した塩基以外、pRK7−t
−FAと同一であるDNAの鎖が得られた。また、DNAのこの新しい鎖は、d
CTPの代わりにdCTP(aS)を含有しており、これを制限エンドヌクし・
アーゼ消化から保護するのに役立つ62本鎖へテロ二重鎖の鋳型鎖に適当な制限
酵素で切れ目を入れた後、突然変異誘発オリゴマーを含有している領域を越えて
、Ex。
■ヌク1−アーゼで鋳型鎖を消化した。次いで、反応を停止させて、一部分のみ
1本鎖である分子とした。次ぎに、4種類のデオキシリボヌクレオチド3リン酸
全て、A T P 、およびDNAリガーゼの存在下、DNAポリメラーゼによ
って、完全な2本!+1DNAホモ二重鎖分子を製造した。
上記のA L A −5can法を使用してpRK7−t−PA分子を製造する
ために、以下のオリゴヌクレオチドを製造し、プライマーとして使用した・
5’−GGCTG丁ACTGGGCCAGGCCGCA−3’ (R267A)
5’−GGCAGCCTGCCAGGGGGCGGA、GGCGATGGCGG
CGA、AGAG−3てD2g3A、H2g7A)&’−CCGC7CTCCG
CGCGACCCCGCGGCCOCGGCAAAGA丁−3’(R296人
、H97A、I’u9!A、RP99人)
5’−GCCCCCGCACAGGAACGCCGCTCCGGGCGA−3’
(H303A、R,304A)5’−C丁CCTGGAAGCAGGCGGC
GGCAGA−3°(H322A)5゛−G丁GGTGGGGCGGAAACG
CCGCCTGGAACGA−:!’ (H326A、R327A)5’−CA
AGA丁CACCGTCAGGGCGGCGGGCGGAAA−3′(H331
A、H332A)5’−CTCGCCAGGGACCACCGCGTA丁GTT
GCGCCCAAGAT−3” (R339A、R342A)&’−TTTTT
CGAC:T丁C人人ATGCC丁GCGCCにCCCCGCCAGGGAC−
3’(ItJ47A、1lJ411人、EI40A、X351A)
5’−CTTA丁GGACAA丁GTA丁GCTGCGACTGCAAAmCT
G−3’(H353A、H355A、に356A)5’−AGTG丁CATCA
TCGAATGCCGCAGCGACAA丁GTA−3’ (H36OA、’j
061A、E362^)5’−GTCATTGTCGTAAG丁GGCAGCA
GCGAATTCC丁T−3’ (D364A、D365A、D366A)5゛
−crcycp、acAacacAATaac^丁丁GGCG丁AAG丁G丁C
−3” (D369A、D3刀A)s−ciccTccac人CkGGCGGA
C(、)JC:CCCAτGCCAGCTCCAG−3’ (R371人、D3
1e1人、孔リn^)
5’−AAGGCACACAGTGGCGACCACGC丁GCTCGCCTG
GGCACA−3’ (E3117A、R392A)5’−ACACTCCG丁
CCAGGCCGGCAGCTGCAGGGCCGCCGGGGG−3” (D
400A、D405A)5’−GGAGAGCTCACAGGCCGTCCAG
丁C−3”(H408A)5’−GTAGCCGGAGAGGGCACACTC
CGT−3’ (E41OA)5’−AGG、^GACAAGGCCGCAGC
CGCGCCG丁AGCC−3”((R416人、H417A、H418A)!
’−TCTGACATGAGCCCCCGCCAGCr;CCにCCCAATA
GAA−3’(IJ26A、R427A、に4!9A、ES!DA)
5’−GTCGG丁GACTGTrGCGTTAAGTAAAGCTTG丁GA
TGT−3’(H445A、R449A)5−^CACAGCATGTrGGC
GG丁GACTG丁丁GCG丁丁AAGTAA−3°(R4719A、D453
A)5’−GGGCCCGCCGCTCGCAG丁GGC丁CCAGCACA−
3’ (D460A、R462A)5’−GCCCTGGCAGGCGGCGG
CCAAGTITGC−3’ (H471A、D472A)5’−GGGGCC
TCCCGAAGCGCCCTGGCA−3’ (D477A)5’−CACC
AAAG丁CATGGCGCCAGCGTTCAGACA−3’D4111A、
RA89A)−5’−CACACCCGGGACAGCCGCCTG丁CCAC
A−3’ (R505人、D506A)5’−GTAGTrGG丁AACGGC
TGTGTACAC−3’ (K5DA)5”−CGGTCGCATG丁TGG
CAGCAA丁CCAGGCTAGG丁AG丁丁−3(D5]9A、R522A
、D523A)5−丁CCTGGTCACGGTGCCATG”nGGCACG
AATCCA−3’ (D523A、R526A)3、細菌の形質転換およびD
NAの調製上のプロトコールによって作成した変異体t−FA構築物を、コンピ
テントなMI胞の製造および形質転換のための通常のCaC]、法(Mania
tis等、前掲)を使用し、E、col i宿主株MM 294 tonAにト
ランス7オームした。MM 294 tonA(T Iファージに耐性)は、t
onA遺伝子へのTnlOトランスポゾンの挿入、不正確な切り出しによって製
造した。次いで、トランスポゾン挿入突然変異誘発法(Kleckner等、
J、Mol 、Biol 、 、 116: 125−159(1977))を
使用して、この遺伝子をE、coli宿主MM294(ATCC31,446)
に挿入した。
ManiaLis等、前掲の通常の少量調製法を使用し、細菌形質転換体の各コ
ロニーからDNAを抽出した。セファクリルCL6Bスピンカラムを通すことに
よってプラスミドを更に精製し、次に、配列決定法および制限エンドヌクし・ア
ーゼ消化およびアガロースゲル電気泳動によって分析した。
R296人、H297A、R298A、R299A変異体をコードしているプラ
スミドを含有しており、pTPA33 2と命名されたこれらの形質転換体の1
つは、1989年7月18日、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション
にATCCNo、68.059で受託された。
4、ヒト胎児腎293細胞のトランスフェクション(少規模)293細胞を6ウ
エルプレートにて70%全面成長まで増殖させた。、t−PAプラスミドDNA
変異体2.5 、cogを、1mMトリス−HCl、O,1mM EDTA、0
.227M CaCIz(150μl)に溶解した。これに、50mMHEPE
S緩衝液(pH7,35)、280mM NaC1,1,5mM NaPO<(
150μm)を加え(撹拌下、滴下する)、25°Cで10分間、沈澱を形成さ
せた。次いで、懸濁した沈澱を6−ウェルプレートの各ウェル中の細胞に加え、
インキコベーターに4時間、静置L f:、次に、培地を吸引し、PBS中20
%グリセロール1mlを30秒間で加えた。細胞を、最初は血清不含の培地3m
lで、次に、同培地1mlで、、2回洗浄した。次に、新たな培地3mlを加え
、細胞を5日間インキュベートした。次いで、培地を集め、分析した。
1本M t −P Aが必要な場合、細胞の増殖期にプラスミノーゲン不含の血
清を使用した以外、上2己と同様であった。
5、ヒト胎児腎293細胞のトランスフェクシ目ン(大規模)有意な量での製造
+7使用し得乙K 296 A 、 H297A 、 R298A、R299A
変異体の大量精製のために、使用したトランスフェクション法は、Curren
t Protocols in Mo1ecular Biology、 Au
5ube1等Jig(Wiley Interscience、1988)から
得られ、以下の様に少し変更された:ヒト胎児腎293細胞の懸濁液を細胞培養
培地で増殖させ、ベレット化することによって濃縮した。ベレットを1ミリリツ
トル当たり約10”個細胞の濃度に再懸濁し、必要に応じて血清不含の培地で細
胞を洗浄した。DNA−デキストラン溶液を細胞500 m1MたりDNA約2
50μgの濃度で加え、この混合物を穏やかに撹拌しなから37°Cで90分ま
でインキュベートした。DMSOをlOパーセントの終濃度まで加え、約2分後
、新たな培地を加えて1ミリリツトル当たり約106個まで細胞を希釈した。次
いで、細胞を7日間までインキュベートし、その後、上溝を集めた。
抗t −P 、AヤギポリクローナルA6抗体に結合させたガラスピーズのカラ
ムに上溝を通すことによって5この変異体を精製した。カラムをPBSで予め調
整しておいj;。上清を負荷した後、カラムをトリス−食塩緩衝液[0,1Mト
リスHCI(pH7,5)およびIMNaCI]で平衡化した。次いで、0−
I Ml!rl’酸、0.15M NaCL O。
02Mアルギニン、および0,01%ツイーン80でt−PA変異体を溶離した
。画分を直ちにトリス塩基で中和し、0,01%ツイーン80に調節した。
6、生物学的検定
A、t −PAの定量
細胞培養上溝中に存在するt−FAの量を、野生型t−PAに対して調製された
ポリクローナル抗体を使用し、EL I SA法によって測定した。
B、S−2288検定
lおよび2本鎖両形態の変異体′
めに、5−2288検定
り分解活性についての直接検定であり、t−PAは小さいペプチドとパラニトロ
アニリド発色団の間の結合を切断する。
細胞培養培地で野生型rt−FAを希釈することによって、標準曲線用試料を調
製した。標準曲線用試料およびrt−PA変異体試料をマイクロタイタープレー
トのウェルに加えた。2本fi4rt −FAの活性を測定するためにこの検定
を使用する場合、この方法にヒトプラスミンとのインキュベーションステップを
含ませt−。ヒトプラスミン(KabiVi Lrum)を0.13CU(カゼ
イン単位)/ m lの終濃度まで加えた。試料を室温で90分間インキュベー
トした。1本鎖形の試料を検定するl:めには、プラスミン溶液をPBSによっ
て置き換え、90分間のインキュベーションを削除した。
プラスミン活性を阻害するために72ノ1g/mlの終濃度までアプロチニン[
シグマ、約1471U(トリプシンインヒビタ一単位)/mg]を加え、試料を
室温で15分間インキュベートした。S−2288の2.16mM溶液を、O,
1M)リス、0.106mM NaCL 0゜02%アジ化ナトリウム、pH8
,4で1.45mMに希釈し、この溶液100μ】をマイクロタイタープレート
の各ウェルに加えた(各ウェルにおける許容量は200μmであった)。発色を
405nmでモニターした。対照および試料各々について、時間に対する吸収の
傾きをめた。rt−PA対照について、吸収対時間の曲線の傾きをrt−PA濃
度の関数としてグラフ化することによって、標準曲線を作成した。次に、標準曲
線から、突然変異体の相対活性濃度を決定した。各突然変異体の活性濃度を、r
t−PA ELISAで得た突然変異体についての濃度で除し、得られた比活性
を、1.0の値とした野生型t −PAに比較して表わした。
データは2回の分析値の平均値であり、第1表において野生型rt−PAに比較
した活性として表わされる。結果は、示された突然変異体全てについて、野生型
rt−PAに比較して、2本鎖形は1本鎖より活性である(少なくとも175倍
からほぼ60倍まで)ことを示し、これらの突然変異体はそれぞれ、この検定で
チモーゲン的であると考え得ることを表わしている。
第1表 52288検定Iこおけるチモーゲンwt rt−PAに比較した活性
(wtが1.0である場合:
五67A O,::(C,0350,85(G、13)2.6p283^、R2
87A O,0g(0,11) 0.60(0,23) 7.5に4]6A、H
4]7A、E418A O,01(0,01) 0.59(0,01) 59E
426A、R427A、に429A、E430Aゝ 0.01(0,01) 0
.33(0,04) 33H432A、R434A 008(0,0I)0.7
J(0,O8) 8.9R440A 0.53(0,03) 0.7Ft(0,
04) 1.5C,S−2251検定
二の検定は、j−FA活性のための間接検定である。この検定では、t−PAの
作用によってプラスミノーゲンがプラスミンに変換され、プラスミンがS−22
51基質を切断してパラニトロアニリド発色団を放出する。次いで、この発色団
の生成を時間に従って測定する。
1、フィブリンによって刺激されるS−2251の検定S−2288検定のため
の記載と同様に17で、標準曲線用試料を調製した。2本鎖形で検定される試料
をプラスミン−セファロースと一緒にインキュベートしt;。プラスミン−セフ
ァロースは、約20.8CUのヒトプラスミン(KabiVitrum)を、臭
化シアン活性化セファロース(Pharmacia) 1 mlに結合させるこ
とによって調製した。
プラスミン−セファロース(5%スラリー50μl)を振盪しながら、試料15
0μlと一緒に90分間、室温でインキュベートした。インキュベーション後、
遠心によって樹脂を除去し、試料10μmをマイクロタイタープレートのウェル
に加えた。
1本鎖形で検定された試料の場合、樹脂の代わりに細胞培養培地50μlを加え
、インキュベーションステップを除外した。各ウェルにヒトトロンビン(42単
位/mlの溶液10μm)を加えた。ヒトGlu−プラスミノーゲン(5,3μ
M)28μm;プラスミノーゲン不含のヒトフィブリノーゲン(I OμM)l
O/71: 3mM S−2251(KabiVitrum)30 p l
; P B S 62 p lからなるカクテル(130μm)を加えることに
よって、各ウェルで反応を開始させた。発色を405nmでモニターし、各時点
で492nmの参考波長の吸収を読み取った。対照および変異体試料それぞれに
ついて、吸収対時間の2乗の曲線の傾きをめた。rt−PA対照について、吸収
対時間の2乗の曲線の傾きをrt−FA濃度の関数としてグラフ化することによ
って、標準曲線を作成した。変異体についての相対比活性の決定は、S−228
8検定のための記載と同様であった。
2、フィブリノーゲンによって刺激されるS−2251の検定トロンビンをPB
Sと置き換える以外、フィブリン−刺激性S−2251検定のための記載と同様
iこして、この検定を行なった。
3、凝固血漿S−2251検定
標準曲線用試料の調製およびプラスミン−セファロースによる、1本fiRrt
−PAの2本fJ4rt−PA〜の変換は、フィブリンによって刺激されるS−
2251検定のための記載と同様であった。ヒトトロンビン(31μl/mlの
溶液10μl)をマイクロタイタープレートの各ウェルに加えた。対照および変
異体試料(40μl)をプレートIこ加え、酸ントレートデキストロースヒト血
漿90μmと9.4 mM S 2251 (KabiVitrum) l Q
p lの混合物iooμlを加えることによって、反応を開始させた。405
nmで発色をモニターし、492nmの参考波長での吸収を各時点で読んだ。デ
ータの分析は、フィブリン刺激されたS−2251検定のj;めの記載と同様で
あつブこ。
4、血漿S−2251検定
トロンビンをPBSと置き換える以外、凝固血漿S−2251検定のための記載
と同様lこシて、この検定を行なった。
フィブリン依存性および凝固血漿依存性の検定を使用し、チモーゲ:/の質につ
いて変異体を検定し、野生型に比較した結果をそれぞれ第■および第m表に示す
、、1本鎖形の変異体についての値は2測定値の平均値である。2本鎖形の変異
体についての値は4測定値の平均値である。
第■表 フィブリン−依存性S−2251検定におけるチモーゲンに296A、
H297A、R298A、R299A 1.26(0,02) 2.82(0,
32) 2.2E303A、R304A 1.3!l(0,04) 2.13(
0,29) 1.5H331A、H332A 1.29(0,04) 2.19
(0,68) 1.7R339A、R342A 0.38(0,07) J、0
4(0,11) 2.7に416A、H417A、H418A 0.2J(0,
04) 0.96(0,09) 4.6E426A、R427A、に429A、
H430A 0.44 (0) 0.76 (0,07) 5.4H432A、
R434A 0.16(0,08) 0.99(0,13) 6.2D460A
、R462A 0.68(0,04) 104(0,08) 1.5第■表 凝
固血漿依存性S−2251検定におけるチモーゲンD283A、H287Ao、
53(o、og o、g2(o、o4) 1.6に296A、H297A、R2
911A、R299A O,42(0) 1.29(0,20) 3.1E3D
3A、R304A O,90(0,03) 1.34(0,10) 1−5’H
33]A、H332A 1.09(0,09) 1.63(0,61り 1.5
R449A、D453A 0.79(0,OJ) 1.22(043) 1.5
D460A、R462A 0.21(0,OJ) 0.32(0,02) 」、
5D477A O,H(0,02) 025(0,08) 2.3*ND−試験
せず
どの検定について各変異体がチモーゲン性を示すかを表わしている第1−m表に
おけるデータの要約を以下の第■表に示す。
第■表
R440A X
*Fn寓フィブリン
第■表に挙げたチモーゲン性t−PA変異体を、5−2251フイブリン特異性
検定および/またはS−2251凝固血漿特異性検定で、1本鎖および2本鎖の
両形態で検定した。1本鎖および2末鎖t−PA変異体についての結果を、それ
ぞれ第Vおよび■表に示す。
第Vおよび■表におけるデータの要約を、以下に示す。第■表から、チモーゲン
性re−PA変異体のそれぞれは、野生型t −PAに比較してフィブリン−お
よび/または凝固血漿−特異的でもあることがわかる。Xは、S−2251検定
で測定され、第Vおよび第■表で報告された様に、>1.5の、フィブリノーゲ
ンに対するフィブリンの比、または血漿に対す−る凝固血漿の比、を示す。
第V3!F rt−Pr八へ異体(1不鎖)のフィブリン−および凝固血漿−特
異性
第7表(続き)
Fg−フィブリノーゲン
Fb−フィブリン
Pl−血漿
PC−凝固血漿
AYE−平均値
SD−標準偏差
第■表 rt−P、A変異体(2本鎖)のフィブリンおよび凝固血漿特異性
変異体 I PI
第■表(続き)
変異体
Fg−フィブリノーゲン
Fb−フィブリン
Pl−血漿
PC−凝固血漿
^VE−平均値
SD−標準IJA差
第1表
フィブリンおよび/または凝固血漿特異性を示すrt−PAの変異体と、上で特
定されたチモーゲン性の基準に合致する変異体の間には、著しい相関性がある。
更に、rt−PAの2種類の変異体1ま、フィブリン特異性を示すことがわかっ
たが、野生型rt−PAiこ比較してチモーゲン的ではなかった。第1表は、フ
ィブリン−特異的および凝固血漿特異的な変異体についてのS−2251検定の
データを示す。
第1表 rt−PAのフィブリン−および凝固血漿−特異的、非チモーゲン的変
異体
変異体 I C
変異体 c c hlc 1ch
P1−血漿
PC−凝固血漿
1ch=1本鎖
2ch−2末鎖
AVE−平均値
5D−4ll!偏差
物質の寄託
以下の培養物は、アメリカ合衆国、メリーランド、ロンクビル、バークローン・
ドライブ12301番、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(AT
CC)に寄託された。
!佳−ATCC受託番号 受託日
pTPA33−2、E、eoli MM294tor+A中 68.059 1
.989年7月18日この寄託は特許手続上の微生物の寄託の国際承認に関する
ブダペスト条約(Budapest Treaty)の規定およびそれに基づく
規則の下に行われた。これは、受託日から30年間の生存培養の維持を保証する
。微生物はブダペスト条約の条件においてATCCによって利用可能とされ、G
enenteeh、Inc、とATCCの合意を条件とする。これは35tJS
C@122およびそれに基づくコミノショナー規則(8860c638+こ特定
基準を有する37CFR11,14を包含する)に従い、米国特許商標局によっ
て資格を有すると決定されl;者に、米国特許の登録または米国またはその他の
国の特許出願の最初に行われた公開の後、培養物の永久かつ制限のない入手を保
証し、後代の入手を保証する。
本出願の譲受人は、寄託されている培養物が好適な条件下で培養された時に死ぬ
かまたは屓失されるかまたは破壊された場合、通知を受けたらこれを直ちに同一
培養物の生存標本で置き換えることに同意する。寄託された菌株の入手可能性は
、その特許法に従い政府の権限の下で許可された権利に反して本発明を支流する
ライセンスとみなされるべきではない。
フィブリンMO/ML
国際調査報告
国際調査報告
5A30B8コ