JPH04500508A - 非グリコシル化 ヒト インターロイキン―3 組成物 - Google Patents
非グリコシル化 ヒト インターロイキン―3 組成物Info
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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】
非グリコジル化 ヒト インターロイキン−3組成物理活性を持つ、ヒト イン
ターロイキン−31[似の非グリコシJレイ国換え体(rhuIL−3)蛋白質
を含む医療組成物に関する。
toyすることが明らかになっている、顆粒球−マクロファージコロニー重り激
因子(G?1−C3P)を含む、別のcsptはマクロファージの選択的増殖を
誘導するマクロファージC5F(?1−C3F又はC5F−1)及び、骨髄前駆
細胞からの顆粒球幹細胞の発生を誘導する顆粒球C3F (G−CSF)を含む
、さらに、最初マウスの系から、より最近になってヒトの細胞源から単離された
他のC5Fは、IL−3又りま多能C3F(−ulti−C5P)と呼ばれてい
る。
マウスルー3は元来、T細胞に関与した酸素である20α−ヒドロキシステロイ
ド デヒドロゲナーゼの発現を誘導する因子として、イールら(Ihle et
al、)、J。
していることが示された。マウスルー3に対応するc DNAクロー7番よ、フ
ァンらand Weinstein) Adv、 Iwunol、 39 :
1 (1986)はルー3の生理活性に関する発表の包括的な総説を提供してい
る。
ルー3に関する臨床前の研究は、各様な細胞欠乏症の処置に於ける治療薬として
の駈的育用性を示唆している。ヒトルー3活性を持つ治療用の構成物番よ、単独
又は他のリンホカイン、例えば、JL−1、JL−2、IL−4、IL−5、I
L−6、IL−7、G −C5F 、 GガーC5F 、 ?l−C3Fや他の
成長因子と組み合わせて、感染性病原体への免疫反応を強めたり、或いはウィル
ス怒染や放射線又は化学療法によって生じた造血細胞抑制後の正常な血液細胞集
団の再構築を援助するのに用いられ得る。
見所Ω!肯
本発明は、酵母での発現によって得た、ヒト骨髄増殖検定で少なくとも3.0X
107ユニツト毎ミリグラム(tl/g)の生理活性を示し、阻害定数(K、)
で表される、ヒト単球IL−3受容体に対する結合親和力が少なくとも2.OX
IO” M−’であり、また、エンドトキシン含を量が蛋白fig当りIns未
満であるような、紐換えヒトIL−3蛋白質アナログ、rhuTL −3(As
p”、 Asp”)を含む医薬組成物を提供する。
凹面Ω旦単l脱朋
図】はPro”と表されている野性型ヒトルー3対立遺伝子に対するcDNA塩
基配列の、核酸及びそれに対応するアミノ酸配列を示す、成熟蛋白質のN未満は
ヌクレオチド1−3によってコードされるアラニン(Ala)残基から始まる。
図2は実施例で述べられる部位特異的オリゴヌクレオチド突然変異生成法で用い
たオリゴヌクレオチドを示す。
発盟Q肛槻友説朋
ヒトIL−3をコードする[1IiAセグメントは、ヒト末梢血Tリンパ球(P
H1)からから分離したポリアデニル酸RNAの逆転写により調製したcDNA
ライブラリーから単離した。東操作のヒトゲノムDNA塩基配列のN末端及びC
末@領域と相同な塩基配列をもつ合成オリゴヌクレオチドプローブを用い、常法
のDNAハイブリダイゼーシッン技術でライブラリーのスクリーニングを行った
。プローブにハイブリダイズしたクローンの[lNAを分離し、IIJI]i酵
素による切断、アガロースゲル電気泳動、及び電気泳動で分離した断片を用いる
他のハイブリダイゼーシッン実験(2サザンブロツ)″)により解析を行った。
それぞれのプローブとハイブリダイズしたいくつかのクローンを単離した後、h
ulL−3クローンのハイブリダイズする部分をサブクローニングし、常法に従
って塩基配列を決定した。その断片はさらにin vitro で転写を行わせ
、生じたメツセージにキャッピング、ポリアデニル酸付加を行い、アフリカッメ
ガエル(Xenopus)卵母細胞に注入した。生した卵母細胞の翻訳産物は、
以下に記述されるヒト骨髄検定により、造血細胞の増殖を誘導する能力のテスト
を行った。
PBTライブラリーから分離したいくつかのクローンの塩基配列決定は、成ph
υIL−3配列の8番目の位置に、いずれもプロリン残基が存在することを示唆
していた。そこで部位特異的オリゴヌクレオチド変異生成を行い、N末端に結合
したグリコジル化部位を欠くヒト比−3アナログ(Pro@、Asp l %
、Asp”)をコードするcDNAを作成した。このcDNAを用いて酵母発現
ベクターを構築し、それを用いて適当な酵母発現株を形質転換し、酵母プロモー
ターの抑制解除を促進する発酵条件下で培養した。生じた蛋白質は逆相高速液体
クロマトグラフィーとイオン交換クロマトグラフィーの組み合わせにより精製さ
れ、精製産物を得た。ヒト骨髄増殖検定及びヒトルー3受容体結合検定を用いた
この産物の試験から、このような分子修飾を施さないヒ)IL−3蛋白質に比較
してより高い生理活性を示す、ヒトの医薬利用に適したアナログ産物の発現が確
かめられた1本発明のその組成物は、ヒト骨髄増殖検定で少なくとも3.Oxl
O’ U/wgの生理活性、及び阻害定数又はに8表される、ヒト単球ルー3受
容体に対する結合親和力が少なくとも2.0 XIO”M−1で特徴付けられる
。さらに良いことに、本発明の組成物は少なくと64,0×10’ U/g、及
び1は最低4.OXl0111M −’の生物学的比活性をもつ。
友−1
「ヒトインターロイキン3」及び’hulL−3Jは多望潜在性の造血幹細胞群
からの顆粒球、マクロファージ及び赤血球幹細胞の増殖を誘導するヒトの内生的
分泌蛋白質を称する。明細書を通じて用いられているように、この述語はルー3
生理活性を有する蛋白質及び図1で示す配列と実質的に同一なアミノ酸配列を意
味する。「実質的に同一ノとは特定の対象となるアミノ酸配列が参照の配列と1
つ又はそれ以上の置換、欠失、或いは付加により興なり、その最終的な影響が参
照の配列との間で不利なI!能的相連を生じないもの及び対象となる配列が参照
の配列と少なくとも90%同一なものである。より低い同一性、同等の生理活性
、及び同等の発現特性を有する配列は同意義とみなされる。実質的な同一性を決
定する目的で、参照の配列へのトランケージ5ン及び付加は無視される。 ’r
hulL 3j(Asp”Asp”)」という術語は、15及び70の位置にア
スパラギン酸(Asp)残基を有する組換えヒトrL−3ボリベフ′チドを意味
し、ここで残基1とは成F!蛋白質の最初のアミノ酸を言う(上述の図1の説明
を参照のこと)。
[変異アミノ酸配列)とは本来の配列から故意に変化させたヌクレオチド配列に
よってコーt′されたポリペプチドを指す、「変異蛋白質」 「アナログ蛋白質
」又は「ミューティン」は変異アミノ酸配列を含む蛋白質を意味する。「本来の
配列」とは、野性型或いは遺伝子又は蛋白質の元来の型と同一の、ヌクレオチド
又はアミノ酸の配列を言う、rN−グリコジル化部位」という術語は以下で定義
される。「不活化する」という術語は、本発明の特定の点を定義するのに使用さ
れているように、N−グリコジル化部位を変化させて、オリゴサンカライド部分
の特定のアミノ酸配列への共有結合を妨げることを意味する。
1組換え体」はここで用いられているように、本来の内因性の物質及び本来のホ
ニュウ動物型のグリコジル化が本質的に存在しない組換え体微生物(例えばバク
テリアや菌類の)発現系から導かれた蛋白質を意味する。「酵母での発現によっ
て得られた」とは発現プラスミドで形質転換した酵母株の発酵により生産された
蛋白質を意味する。一般的に、酵母で発現された蛋白質はホニュウ類の細胞での
発現で得られた蛋白質とは区別し得るグリコジル化のパターンを存する。しかし
ながら、本発明の医薬組成物の活性成分であるアナログ蛋白質はN末端に結合し
た炭水化物を欠く。以下の実示例で示されるように、この修飾は、高い生理活性
とヒト・単球ルー3受容体への増進した親和性を有する蛋白質を提供する。
「開^セグメント」とは、少なくとも一度実質的に純粋な形即ち同定、操作、及
び回収が行えるように分離されたDNAより導かれた、単離された断片とより大
きなりNAコンストラクトの要素という形でのDNAポリマー、及び例えばクロ
ーニングベクターを使う標準的な生化学的手法を用いた、それに含まれるヌクレ
オチド配列を言う。「ヌクレオチド配列」とは、デオキシリボヌクレオチドのヘ
テロポリマーを言う、1組換え発現ベクターJとは、(1)例えばプロモーター
やエンハンサ−のような、遺伝子発現に於いて調節的役割を果たす単数又は複数
の遺伝学的因子及び(2) wRNAに転写されへ蛋白質に翻訳されるIII造
上又はコーディング配列の集合体を含む転写単位を有するプラスミドを言う、転
写単位は宿主細胞で翻訳された蛋白質の細胞外分泌を可能にするリーダー配列を
有することがより好まL7い、1組換え発現系」とは発現ベクターと適当な宿主
微生物の組み合わせを意味する。それらによく利用されるサン力ロミセス・セレ
ビシアエ7−競 9工evi=山呼)の酵母発現系が本発明の蛋白質生産に用い
られた。
rhu IL−2の
rhυルー3の生理活性測定に用いられた検定法を以下に述べる。
上−竺上骨髄増殖技定
新しく分離したヒト骨髄細胞を予め保温し、予め通気した50ユニッl−/dの
ペニシリン、団μg/dのストレプトマイシン及び新たに調製した300μg/
−のし一グルタミンを含む血清非含有のRPM11640培地(Gibco、C
hagrin Falls、OR,USA) (以下「検定培地」と称する)で
1d当り2X10’細胞を含むような組織培養フラスコ中で、37℃2時間、5
%CO□条件下で前培養を行った。前培養後、フラスコ表面上にゆるやかに培地
をビベンティングすることにより、非付着細胞を回収した。
非付着細胞は4°Cで1000rpi+ 10分間の遠心分離により集め、10
%ウシ胎児血清(FBS)を含む少量の検定培地に再懸濁し、トリバンブルーを
用いて生存率を、タルク染色を用いて白血球の再生を計数した。細胞は検定用プ
レートに加えられるまで、10%FBSを含む検定培地中で、約4℃で保存した
。
50p!の検定培地を96ウエルの平底組織培養プレートのそれぞれのウェル(
くぼみ)に入れた。それぞれの列の最初のウェルに検定培地で希釈した50p!
の試料を添加し、常法によりそれぞれの列に渡って一連の希釈を作成した0体積
100 al中の1.25X10’個の骨髄細胞をそれぞれのウェルに加えた。
乾燥を防ぐため無菌蒸留水を含むプラスチック製ボックス中でプレートを37℃
4日間、5%CO□でインキュベートした。4日目に、5%FBS及び80μC
i/ IIiの[”1ll−チミジン(80C4/■−01)を含む25p!の
検定培地をそれぞれのウェルに添加し、プレートをプラスチック製ボックス中で
37℃5時間、5%CO2でインキュベートした。インキュベージぢン後、細胞
をグラスファイバーフィルター上に回収、洗浄し、取り込まれた放射能をンンチ
レーシッンカウンターで測定した。hulL−3活性の単位は、最大のチミジン
取り込みの50%を誘導するhulL 3の量との比較により計算した0例えば
、もし1.00 plのある試料が1:20の希釈で最大チミジン取り込み量の
半分を生じたならば、1ユニツトは100μ!の1/20即ち5pl中に含まれ
る活性として定義される。従って、その試料は1000を5で除した数、即ち2
00ユニツト毎ミリリンドル(11/e)のbulL−3活性を含むことになる
。
l−且上几二旦叉餐生結企挟定
96ウエルの丸底マイクロタイタープレートに、RPIII 1640培地で、
各試料のQ、075μgodから始まるW個の2倍希釈を準備する。それぞれの
検定プレートに、rbulL−3スタンダード(1,5μg/d)の分注50μ
!及び陰性対照(結合培地)を3つずつ準備する。この検定法に於いて、「結合
培地」は2.5%(−/ν)ウシ血清アルブミン(BSA) 、0.2%(@/
ν)、アジ化ナトリウム及び20mM HEPES pH7,2を含むRPMI
1640を意味する。以下(実示例3)で記述されるように調製された50a
i!のI″’I rbu IL−3ストツク〔結合培地中でI Xl0−”M
、比活性4−8×101scps/−−ole )をそれぞれのウェルに加え、
次に50plのヒト単球〔培養から遠゛心分離により回収し、RPMl 164
072回洗浄し、結合培地に4X10’細胞/I11に再懸濁したもの〕を添加
した0次にそれぞれのプレートをロータリーシェーカー上で激しく攪拌しながら
37℃で1時間インキュベージした。インキュベーシツン後、フタル酸油遠心分
離法により細胞及び結合した”’I rhu IL −3を非結合の”5Irh
u IL −3から分離する、以下のような処理を行った。最初にそれぞれのイ
ンキュベージジン混合液から65dの分注を2回取り出し、それぞれの分注を4
00.1ポリエチレン遠心チユーブに入った200 、lの冷フタJL4m油混
合物〔1,5のジブチルフタル酸に対し、1のビス((−2−エチルヘキシル)
−フタル酸(EastmanKodak Co、、Rochester、NY+
USA)〕に重層し、微量遠心分離機で1分間、8℃で遠心分離した。細胞とそ
れに結合した”’I rhulL −3はフタノI油混合物を通過し、沈殿する
一方、非結合の”’I rhulL 3を含む低密度の結合培地はその表面に残
される。細胞に結合した1℃%I rhuIL 3は、チューブを中央で切断し
、上部と先端の11187の割合を計数して測定する。
IL−3受容体結合検定の結果は、以下の等式(1)に従って計算される阻害(
χ)として表される:
ここでWaxは培地のみの存在下に於ける”’] rhu IL−3の結合レベ
ル、Minは1.5μg/dの非槓@rhu rt、−3存在下に於ける結合レ
ベル、そしてTes tはテストしている希釈試料の存在下に於ける結合レベル
である。
結果は下の等式(2)に合う非線形最小二乗法により解析を行った:等式(1)
で生じたデータに対し、I’l (X)は阻害の最大値であり、K(M−’)は
LtSlrhulL3の結合定数、C(M)は”’l rhu IL−3の濃度
、I (M)はテスト試料の濃度、そしてに+(M−’)はテスト試料の阻害(
結合)定数である。
テスト試料に対するに1の値は、標準rhuIL3の阻害定数がKsであるとき
、標準rhulL−3の値で除する(にl/b)ことにより比較され、相対的結
合活性が得られる。
3 バクーJアニントドキシン のための)ムルス(LIIIuluS)ノ ゛
”定
リムルス変形細胞溶解検定化AL)検査キットを製造元の指示に従って利用し、
バクテリアエンドトキシンの存在について大量の産物を検定した0本発明の構成
物は蛋白質1■当り10gより多くないエンドトキシンを含んだ。
杢米二回ルニ旦配列
以下に述べられるようにして単離されたhulL 3cDNAのヌクレオチド及
びそれに対応するアミノ酸の配列は、図1に示される0図1では、ヌクレオチド
1−3は本来の成熟蛋白質のN末端のアラニンに対応するGCTコドンを示して
いる0本来のポリペプチドは、分泌の際に切断され、成熟蛋白質を与えるリーダ
ー配列を含む。
bulL 3のアミノ酸配列をコードする組換えDNAセグメントは、適当なc
DNAライブラリーのスクリーニング或いは人工的に合成したオリゴヌクレオチ
ドの集合によって得ることができる。完全に合成されたヒトルー3 cDNAは
今や商品となっている(Beckman 5peciality Bioche
sieals P、OBox 10015 Pa1o AIto、CA、l撃T
II ;
Br1tish Biotechnology Lim1ted、 0xfor
d、 England) 、選択の問題として、成熟配列の8番目にプロリン又
はセリンを特定するコドンを含むhulL 3配列を、合成オリゴヌクレオチド
とcDN^折片を用いることにより集められる。
え 、に 番る
本発明の組換え蛋白質の発現には酵母の系が用いられた。大腸菌での選択及び複
製(Ap ’遺伝子及び複製起点)のためのpBR322由来のDNA配列と、
グルコースによる抑圧が可能なアルコールデヒドロゲナーゼ2 (ADH2)プ
ロモーターを含む酵母のDNA配列を持つpBc102・K22(ATCC67
,255)から好ましい発現ベクターが導き得る。 ADH2プロモーターはラ
ッセルら(Russell et al、)、J、Bio+、Chet: 25
8: 2674(1982)及びバイアーら(Beier jt al、)Na
ture 300 : 724(1982)により記述されている。 pBc1
02・K22はまた、選択マーカーとしての丁rpl遺伝子及び酵母の2μ複製
起点を含んでいる。プロモーターに隣接して酵母α−ファクターのリーダー配列
が存在し、酵母宿主からのヘテロな蛋白質の分泌を可能にする。α−ファクター
のリーダー配列は、この配列と外来遺伝子の融合を促進するため、その3′末端
近傍にAsp 718制限酵母部位(Kpn IとAsp 718はイソシゾマ
ーである)を含むように修飾されている。ブレイクら(Brake et aり
、Proc、Na tl、^cad、scj。
μsa 81 : 4642(1984)により記述されたように、分泌蛋白質
の効率的なプロセシングを行うため、Glu−Ala−Glu−Alaのアミノ
酸をコードする配列は除去された。これ以上の発現ベクターは、例えばpYα)
Iu GM(ATCC53157)のようなα−ファクタープロモーターを含む
酵母ベクターで、これは野性型ヒトGM−C5F遺伝子を持つ。
これらの技術的に完成した他のものが知られている。pYαHuG−の構造は
EPA183.350に、またpBC102・K22はEPA 243.153
に記述されており、それぞれの開示は本文の参照により具体化されている。
形質転換に適した酵母の株の選択は、選択マーカー及びベクターの他の特徴によ
り決定される。 pBc102・K22又はpYα[Iu GMから誘導された
発現ベクターによる形質転換に通したS、cerevisia樽には、イースト
ジエネテインク ストックセンターC’1east Genetic 5to
ck Center)、Berkeley、CA、USA (以下を見よ)から
入手できる。 a trpl gall adel his2の遺伝子型を持つ
χ218−IB 、J17(訂CC52683: a his2 adel t
ryす、 metM ura3)及びILI66−5B(ATCC46183;
a hisl囲)が含まれる。pBC102・K22の利用に特に好ましい発
現株χν2181はX2181−IBの2つの半数体細胞の接合によりできた2
倍体で、カリフォルニア大学イーストジェネテインクストックセンターの生物物
理学・医薬物理学部門、Berkeley。
CA 94702.LISAから入手でき、またXV 617−1−3Bはワシ
ントン大学遺伝学部門、5eattle、WA 98105 USA又はLwm
unex Corporation、51 Llniversity 5tre
etA5eattle。
MA 98101.ll5Aから入手できる。適当な形質転換プロトコールはヒ
ネンら(Hinnenet al、)、Proc Natl cad、sci、
[IsA 75−1929(1978)の記述又はシェルマンら(Sherma
u et al、)、 Lahorator Course )Iauu I
for Methods in ’!eas煤@Genel、ics。
Co1d Spring Laboratory、1986.121に8己本さ
れている酢酸リチウム法で、Trp ”の形質転換体を選択する。
ADH2又はα−ファクターのプロモーターを持つベクターで形質転換された宿
主株は、804g7111のアデニン及び80ttg/I11のウラシルを添加
した、1%酵母抽出エキス、2%ペプトン、及び1%グルコースを含む完全培地
で発現のため増殖させる。 ADl12プロモーターの脱抑制は培地グルコース
の消費により起ごる。濾過により粗製の酵母上澄を回収し、さらに精製するまで
凍結して、又は4℃で保存する。
ルニ主Ω覆製
酵母株の発酵から生じた組換えヒトルー3(rbulL−3)は、アーダルら(
Urdal et al、)J、Chromatog、 296 : 171
(1984)及びグラブスタインら(Grabsteinet al、) 、ム
堕ム勿ム 用釘1405 (1986)により記述されたのと同様な方法で、用
意されたHPLCカラムで一度又は連続した逆相HPLCステップにより精製し
得る。
例えば、rbulL3を含む酵母のならし培地を0.45μのフィルターで濾過
し、15−20μ園の逆相シリカ(シydac、The 5eparatiou
s Group、He5peria、CA LISA)を充填した5cmX3(
kmカラムに、流速100 af/分で流すことができる。酵母のならし培地の
添加に先立ち、カラムは0.1%トリフルオロ酢酸を含む水(溶媒A)で平衡化
させておき、培地を添加した後は、流出液の2BOnmに於Iす、る光学的吸収
が基線値に達するまでこの溶媒を流した。ここで、アセトニトリル(溶媒B)勾
配をもつ0.1%トリフルオロ酢酸を、毎分2%及び流速100 M1/分で0
がら100%の溶媒Bとするように流す、勾配の開始に続く適当な時間に1分ご
とのフラクションを集め、各フラクションの一部をポリアクリルアミドゲル電気
泳動及びフルオレサミン蛋白質検出により蛋白質含量を解析する。必要ならばさ
らにHPLCステップを用いることができる。さらにS−セファロースへのアプ
ライ及び溶出を含む完全精製のプロトコールが工大の実示例2に詳述されている
。
N−グリコジル の ′ノ
多くの分泌蛋白質が翻訳後共有結合した炭水化物単位を獲得し、それはしばしば
アスパラギン側鎖にN−グリコジル結合で結合したオリゴサンカライドの形をと
る。特定の分泌蛋白質に付加されるオリゴサツカライド単位の構造及び数は非常
に多様で、単一の糖蛋白質に帰結し得る広範囲にわたる正確な分子量をもたらす
6組換えhulL 3はこのタイプの糖蛋白質である。組換え系で糖蛋白質を発
現する試みはこの多様な炭水化物成分による不均一性により複雑になる1例えば
、ヒト又はマウスの顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子(GM−C3F)
のような&Il換え蛋白質の精製後の混合物は、重量の0−50%の炭水化物か
ら成り得る。ミャジマら(Miyaj i*a et al、) 、EMBOJ
、 5 : 1193(1986)はN−グリコジル化部位が変異し、グリコジ
ル化を妨げ、酵母で発現された産物の不均一性が低下した組換えマウスGM−C
5Fの発現を報告した。
組換え分泌糖蛋白質に結合した炭水化物の可変量の存在は精製手段を複雑にし、
それにより収率を低下させる。加えて、もしその糖蛋白質が治療薬として用いら
れるならば、愚者が酵母の炭水化物部分に対しアレルギーを起こす可能性も存在
し、そうなれば治療の中止が要求されよう、これらの理由から、生理学的に活性
な、低減した炭水化物を持つ免疫調節に関与する糖蛋白質の均一なアナログが治
療用には望ましい、さらに、N末端に結合した炭水化物を欠く本発明のrhu
rL −3(Asp”、 Asp”)アナログ蛋白質は、組換え酵母系で発現さ
れた場合、未修飾のN−グリコジル化部位を存する対照物より2−4倍の生物学
的比活性及びヒト単球ルー3受容体結合親和力を示す。
真核細胞蛋白質に於けるN−グリコジル化部位はAsn−A’−Zというアミノ
酸の三つ組で特徴付けられ、ここで^1はProを除く任意のアミノ酸、ZはS
er又はThrである。この配列中、アスパラギンは炭水化物が共有結合する側
鎖アミノ基を提供する。このような部位はAsn又は2残基の他のアミノ酸への
置換、Asn又はZの欠失、或いはZではないアミノ酸の^1とZとの間への挿
入又はAsnではないアミノ酸のAsnとAIとの間への挿入により除去できる
0本発明のアナログ蛋白質は本来のヒト比−3配列に存在するN−グリフシル化
部位のそれぞれのアスパラギン側鎖基に替えてアスパラギン#(Asp)残基を
持つ。
ア ログ びミエーーインの
本来の配列をもつ断片への結合を可能にする制限酵素部位に隣接した、変異配列
を含む合成オリゴヌクレオチドにより特定の位置に変異を導入し得る。それにひ
き続く結合の結果生じた、再構築された配列は希望するアミノ酸挿入、置換又は
欠失を有するミューティンをコードする。
他にも、オリゴヌクレオチドで誘導される部位特異的突然変異生成法を用いて、
望んだ置換、欠失、又は挿入に従つて変化した特定のコドンを持つ変化した遺伝
子を提供できる。つf)Ltダーとウォルダー(1+1alder and W
alder) % Gene 42 :133(1986) ;バウアーら(B
auer et al、)、Gene 37 : 73(1985) ;クレイ
ク(Craik)Biotechnjques % 1985年1月、12−1
9;スミスら(Smith et al、)蝕匣■L胚厄憇−虹江L: Pr1
nci Ies and Methods (PIenu* Press、19
81) ;及び米国特許4,518.58S
は適当な技術を開示し、本文での参照により具体化される。
いずれの手法に於いても、例えばスートら(Sood at al、) 、Nu
cl、Acjds、Res。
i: 2557(1977)及びヒロセら(Hirose et al、) 、
Tet、Lett、 2B : 2449(1978)により開示されたトリエ
ステル合成法のような在来のオリゴヌクレオチド合成技術が適している。
部位特異的突然変異生成では、変えられるべき遺伝子の鎖は、それに対応するセ
ンス又はアンチセンス鎖のいずれかを含むM13一本鎖ファージ或いは他の適当
な一本1(ss)DNAを提供するベクターにクローニングされる1次にこのD
NAは変えられるべきコドン周辺の配列と相補的ではあるが、置換が影響する点
に於いて新たなアミノ酸を指定するコドン(又はそのようなコドンと相補的なア
ンチセンスコドン)を含むオリゴヌクレオチドブライマーとハイブリダイズされ
る。もし欠失が望まれるならば、プライマーは欠失されるべきアミノ酸を指定す
る特定のコドンを欠き、一方で正しいリーディングフレームを維持する。もし挿
入が望まれるならば、プライマーは配列中の適当な位置に、挿入されるべきアミ
ノ酸を指定する新しいコドンを含む。置換コドン、欠失コドン、又は挿入コドン
はオリゴヌクレオチドの中央又はその近くに置くのが望ましい。
用いられるオリゴヌクレオチドブライマーのサイズは、5′及び3′方向への伸
長部分がエキソヌクレアーゼによるエディティングを避けるのに十分な長さを存
し、変異部位に於いて安定でユニークなハイブリダイゼーシヨンを最適化する必
要から決定される。このように9本発明に従って用いられるオリゴヌクレオチド
は通常的15から約2鴎羞を含む。
より望ましい方法(ウォルダーとウォルダー、上記を見よ)では、生じたオリゴ
ヌクレオチド/ssベクターハイブリッドは直接酵母に形質転換される。別の方
法では、変異生成のプライマーは変えられるべき遺伝子を含む一本鎖鋳型部分を
持つギャップのある二本鎖とハイブリダイズされる。後者の場合、プライマーは
鋳型鎖に沿ってDNAポリメラーゼI(クレノーフラグメント)、丁4 DNA
ポリメラーゼ、又は他の適当なりNAポリメラーゼによる反応により伸長さね一
環状で適当な宿主株のトランスフェクトに用いられる二本鎖DNAを生ずる。い
ずれの場合にも、宿主によるヘテロ二本鎖の複製は双方の鎖の子孫を生ずる。L
輩■てはトランスフェクトされた細胞はブレーティングさ狛ヘコロニーを形成し
、突然変異生成に用いたのと同一の標識オリゴヌ・クレオチドを用いて選択され
る。直接酵母が形質転換された場合には、形質転換体をプールし、DNAを分離
し、ト印且を形質転換する。生したコロニーをハイブリダイゼーシヨンで選択す
る。プライマーが変化したDNAにはハイブリダイズするが、もとの鎖由来の子
孫にはハイブリダイズしないような結果が得られる条件を用いる0次に変化した
遺伝子を含むDNAを単離し、適当な発現ベクターに再結合される。
社企蛋亘iΦ構繋
本発明の一つの具体化に於いて、成熟hu11 31F白質のN、を端に結合し
たオクタペプチドAsp −Tyr−Lys−Asp −Asp −Asp −
Asp−Lys(DYKDDDDK)を含む融合構築物としてhulL 3蛋白
質が発現された。オクタペプチドは高い抗原性を持ち、特定のモノクローナル抗
体が再現性良く結合するエピトープを提供し、発現された組変え蛋白質の迅速な
検出と精製の促進を可能にした。この配列はまた、望まれるならばウシ粘膜エン
テロキナーゼによりAsp−Lysベアリングの直後の残基で特異的に切断でき
る。
実験約考察
A、 hulL 3 コードしているcDN^のフィコール・ヒパーク(Fic
o+i bypaque)密度遠心によって血液全体(ボートランドレッドクロ
ス、ボートランド、オレゴン、USA)から調製された軟膜より、末梢血液リン
パ球を単離した。T細胞を2−アミノエチルチオウロニウムブロミドで処理した
ヒツジ赤血球でロゼンティング(rosettjng)することにより単離した
。
細胞を、100 d RPMI、10%胎児ウシ血清(fetal calf
serum) 、50μMβ−メルカプトエタノール、1%フィトヘマグルチニ
ン(PHA)及び10ng/dホルボール12−ミリスチン酸13−酢酸(PM
A)中で、175 dフラスコ内で5X10h細胞/I11で、18時間培養し
た。グアジニウムCsCl法によりRNAを抽出し、オリ16丁セルロースクロ
マトグラフィーにより、ポリA’ RNAを調製した(マニアチス(Man i
a t is)ら、Mo1ecular Cloning : A Labor
atory Manual、Co1d Spring Harbor、1982
j、 cDNAは、
本質的にガブラーとホフマン(Gubler and Hoffman)により
記述されたもの(Gene25 : 263−269(1983))にならって
ポリA″RNAより調製された。 cDNAをDNAポリメラーゼIを用いて2
本鎖にし、丁4 DNAポリメラーゼで平滑末端にして、cDNA内のEcoR
I切断部位を保護するため、EcoRIメチレースでメチル化してから、Eco
RIリンカ−にライゲートした。こうした組成物をEcoRIで消化してcDN
Aの各末端にあるリンカ−の1コピーを除いて全てを除去して、EcoRIで切
断し、脱リン酸化したバタテリオファージIgt 10の腕にライゲートしてか
ら、業者の指導に従ってうLダファージエキストラクト(ストラタジーン、サン
ディエゴ、カリフォルニア、tlsA)内にパッケージした。 500,000
のりコンビナンド(recombinant)を、大I!菌株C600hfl−
上にプレートし、以下のプローブを用いて標準的なプラークハイプリダイゼーシ
ッン技法により、スクリーニングした。
bulL 3遺伝子の選択用5′及び3′塩基配列に相補的な塩基配列を持った
2つのオリゴヌクレオチドを合成した。5′プローブは、buIL−3リーダー
の一部をコードしている塩基配列に相補的で、5’−GAGTTGGAGCAG
GAGGAGGAC−3’なる塩基配列を有した。3′プローブは、成熟タンパ
ク質のアミノ酸123番から130番までをコードしている領域に相当し、5’
−GATCGCGAGGCTCAAAGTCG丁−3′なる塩基配列を有した0
合成法はスートら(Sood et al、、Nucl、Ac1ds Res、
4 : 2577(1977)) hよびヒロセら(Hirose at a
l、、丁et、Lett、28 : 2449(197B))により発表された
ものと実質的に同様の、自動化されたトリエステル法であった0合成に次いで、
オリゴヌクレオチドをデブロツクしくdeblocked) 、、予備のゲル電
気泳動により精製した。
スクリーニングプローブとして使用するにあたって、オリゴヌクレオチドを、マ
ニアチスらにより発表されたものと同様の技法を用いて”P−ATPとT4ポリ
ヌクレオチドキナーゼで末端に放射性標識した。ライブラリースクリーニングに
用いた大腸菌の株はC600hfl−(ヒユーイン(Huynh)ら、1985
.5upra)であった。
13のポジティブなプラークが精製さね、2つのハイブリダイゼーシヨンプロー
ブで別々に、再度調べられた。11のコロニーが、両方のオリゴヌクレオチドに
ハイブリダイズした。幾つかのポジティブな組みかえファージからのcDNAの
インサートを、ユニークなEcoR1部位、Bam81部位や、数多くの他のユ
ニークな制限酵素切断部位を有するポリリンカーを含む標準的なりローニングベ
クターであるpHR322のEcoRI切断誘導体(pGEMBLlB)にサブ
クローンした。このタイプの模範的なベクターであるpEMBLがデンテ(De
nte)らにより記述されている(Nucl、AeidsRes、11 : 1
645 1655(1983))が、そこではSF3及びT7ボリメラーゼのブ
Clモーターが、マルチクローニングサイトのそばについている9選択されたク
ローンの塩基配列をチェーンターミネーシッン法(chain te+vina
tion method)により決定した。特に、λGTIO: IL−3クロ
ーン2. 3. 4及び5のEcoR1部分消化は、850bpから1 、 o
oobpの大きさの範囲にある断片を得て、それをpGE?1BL18のEco
R1部位に別々にサブクローンした。pGEMBLlB:rhu IL 3サブ
クローンのインサートを、pGEMBL 18のマルチクローニングサイトの隣
に結合するユニバーサルブライマーと、hulL−3塩基配列由来の合成オリゴ
ヌクレオチドブライマーを用いて、シーフェンスした。制限地図はヒ)IL−3
で以前報告されたものに相当する制限酵素部位が存在することを示していた。ク
ローン5のシーフェンシングで、成熟タンパク質の8番目の位置での、プロリン
(Pro)をコードしているコドン(CCC)の存在が明らかになった。更に3
つのクローン(2,3,4)から単離されたcDNAに関したシーフェンシング
はヤング(Yang)らにより報告された(Cell 47 : 3 (198
6))塩基配列からのこの変異を確かなものとした。成=+t−3の22番目の
ヌクレオチドでのこの唯一のT→Cの変化は、成=n、−3の8番目の1y!i
基でのSer→Proへのアミノ酸の置換をもたらす、幾人かが、(1)8番目
にプロリンを含むhulL 3が、天然にあるhulL 3遺伝子を表している
のかを決定するため、(2> Ser”とPro’のhulL 3遺伝子の相対
量を確かめるために、Pro ’とSer”1L−3遺伝子をスクリーニングし
た。ムリス(Mullis)らにより記述された(Cold Spring H
arbor Symposiaor+ Quantitatjve Biolo
gy、Vol、 LI: 263(1986))ポリメラーゼ・チェーン・リア
クション(polyserase chain reaction ; PCR
)が13人からのIL−3遺伝子の一部に含まれる(末梢血液リンパ球からの)
DNAを増幅するために用いられた。8番目のアミノ酸をコードする部位を含む
増幅されたDNA塩基配列を、Set”@たはPro”DNA塩基配列に特異的
なオリゴヌクレオチドプローブにハイブリダイズさせた。
この分析により、試験された13人のうち、全てが、8番目のアミノ酸にプロリ
ンをもつhulL−3にポジティブであり、3人が、8番目のアミ人酸でのセリ
ンにもポジティブであった(従って異型接合である)、従って、単離された(P
ro’) hu IL−3cDNAは天然にあるhurL−3遺伝子であり、2
つの対立遺伝子のうち、より優勢なものである。
爽施1.N末 オ ペプチドよ るrhulL3 ム ンバク の−のための
ベタ −の
pBc102− K22(ATCC67,255)をAsp 71Bと5pel
で消化し、ヒトG−C5Pの成熟配列を構成する断片を除き、以下のオリゴヌク
レオチドポリリンカーをベクター断片にライゲートすることにより、酵母発現ベ
クターを構成した:Asp718 ↓Ncol ↓5tul↑Ba@al 5p
el
その結果できたベクターを、pBc115とした。hulL−3をコードするc
DNAを、I)GEM[IL1Bクローニングベクター(実施例A参照、上述)
より、成Pht+IL 3の14番目のアミノ酸から、コーディング配列の下流
の部位にわたる断片を提供するようル互jとHas Hlで消化することにより
切出した。
オリゴヌクレオチドを合成し、組みたてて、(1)^5p718より始まりKE
X2認識部位で終わる酵母αファクターリーダーペプチドのC末端5アミノ酸;
(2)合成N末端“フラッグ(flag)”同定ミブチド(DYKDDDDK
;上記参照)をコードする8コドン配列;そして(3)成phulL−3タンパ
ク質のN末#A14アミノ酸を、Hpa ]平滑末端を含むところまでコードし
ている短い配列;をコードしている断片を提供した。各々およそ40ヌクレオチ
ドの4オリゴマーがら構成されたこの84塩基対のKpnl−Hpal断片の塩
基配列は、以下に示しである:5’ −CTA CCT TTG GAT AA
A AGA GACTACAAG GACGACGAT GACAAG −GA
AACCTA 丁T丁 TCT CTG A丁G TTCCTG CTG C
TA CTG TTC−Vol Pro Leu Asp Lys Arg A
sp 丁yr Lys Asp Asp Asp Asp Lys〈−・・−・
αファクターリ→−−・・〉1く・−・−一−−−同定ベブチド・−・−・−聞
・−> 1−CCT CCCA丁G ACCCAG ACG ACG CCC丁
子G AAG ACCAGCTGG G丁子 −3’−CGA GGG TAC
TGG GTCTGCTGCAGG AACTTCTGG TCG ACCCA
AAla Pro Met 丁hr Gln 丁hr Thr Pro Leu
Lys Thr Ser Trp Vall−・・−・・・−・・−−−一・
・−・−−−一−−・・−・・hulL−3−・−・・−・−・・・曲・−・・
−・・団−・・〉前述の断片、pBcI15由来のAsp718 Ba5alベ
クタ一断片と、HpaT−Bag)tl hulL−3断片を一緒にライゲート
し、発現ベクター(pBC)25と呼ぶ)を提供した。
pBC125ベクターを含む大腸菌クローンからのプラスミドDNAを単離して
、rhuIL−3産物を発現させるためのXV 2181の酵母株のトランスフ
オーメーシぢンに用いた。 AD)12プロモーターの抑制解除を促進する条件
下で、トランスフオームした酵母株を振とうフラスコ培養で増殖させた。酵母条
件済上清を遠心により集め、骨髄増殖誘導活性に対するアッセイを行なった。こ
の実験により、rhu IL−3タンパク質の高レベル発現が示された。
実施例1:
hulL 3 cDNAによ コード れたΣ−グ1コシレージ5ンー位Ωnu
rho TL −(Pro@As 1sAs ”)の ベクターの1−11天然
タンパク質に存在するグリコシレージョンに関与した2つのアスパラギン(As
nl′とAsr+′。)を、この位置のコドンをアスパラギン酸をコードするも
のに変えリコシレーシッン(時にはハイパーグリコシレージョン)が阻害され、
より均一な産物が得られる。こうした変化は、hulL 3cDNA酵母発現ベ
クターplXY 120にサブクローニングするl!!に、以下に記述するよう
に作られた0m母発現ベクターp1λY 120は本質的には上述の実施例Bで
記述されたpBC115と同一であるがマルチクローニングサイトを含む以下に
記す合成オリゴヌクレオチドが、αファクターシグナルペプチドの3′末端近く
のASp 718部位(アミノ酸79番目)から2μ頃基配列に含まれる5pe
l部位までに挿入されでいる二Asp718 j Ncol
l;TACCTTTGGATAAAAGAGACTACAAGGACGACGA
TGACAAGAGGCCTCCA丁G6^TCCC,CCfGG^CA
GAAACCTATTTTCTCTGATGTTCCTGCTGC丁ACTGT
TCTCCGGAGII;TACCTA[;GGGGCCCsGTG^工5
↑BamHI 5pel
更に、複製開始点とインタージ−ニックリージョン(interεenie r
egion)を含む一末鎖バタテリオファージf1由来の5140p I′lN
A断片を、pBR322DNA塩基配列のNru1部位に挿入した。flの復製
開始点の存在は、適切な(雄の)大腸菌の株にトランスフオームして、バタテリ
オファージf1を重複感染した時に、ベクターの一末鎖コピーを生産することが
できる。この能力は、ベクターのDNAシークエンジングを容易にし、in v
itroミュータジェネシスをすることができるようにする。
酵母発現ベクターplXY 120を、αファクターリーダーペプチドの3′末
端の近く(ヌクレオチド237番目)で切断するAsp 7]8と、ポリリンカ
ー内で切断するRam旧の制限酵素で消化した。大きなベクター断片を精製し、
以下のDNA断片とライゲートさせた=(1)プラスミドGEM BL18 :
hulL −3由来のClal部位(成熟huIL−3のヌクレオチド58番
目)から、Ba++l11部位(ポリリンカー内、huiL 3cDNAの3′
側)までのhulL 3 cDNA断片;(2)α−ファクターリーダーペプチ
ドのC末端をコードする塩基配列を再生し、それを、今度は成熟rhuJL−3
のN末端に融合されるオクタペプチドDYKDDDDににフレームを合わせて(
in−fra脂e)融合する合成オリゴヌクレオチドリンカー(オリゴヌクレオ
チドA、図2)、このrhu IL−3タンパク質への融合はオクタペプチドに
特異的な抗体での検出を可能にし、rhulL−3の発現と精製を七二ターする
のに最初に用いられた。このオリゴヌクレオチドはまた、このN結合グリコシレ
ージきン部位を変える15番目でのアミノM変化(Asn ”→Aspl 6)
もコードしている9図2での下線を引いたヌクレオチドは野性型cDNA@ID
NA塩基配列を表している。(成PhulL 3分子のN末端アラニンに相当す
るコ1′ンから数えて)各々、ヌクレオチド43番目と4彊目でAをGに、Cを
Tに変えるだけで、アミノ酸変化(AsplS)が、起こる。他の塩基変化は、
アミノ酸配列を変えることなく有用な制限酵素部位(AhaIIとPvuII)
を導入する。
その結果性じるプラスミドはp!XY 139とされ、N結合グリコツレーン、
ン共通配列を1つ残した(Asn”)rhull、3 cDNAを含む。
プラスミドplXY 139を用いて、Asn16をAsρ′。に変えることで
、2つ目のN結合グリコシレーシラン共通配列を隊くよう、オリゴヌクレメチド
指向性ミュータジェネシスを行なった。 in vitroミュータジェネシス
はワルダー(Walder)とワルダーにより記述された(supra)ものと
同様の手法により行なわれた。酵母ベクターplXY 139は一末鎖バクテリ
オファージf1のための復製開始点を含んでおり、適合した(aの)大!!菌株
に存在して、ヘルパーファージ(helper phage)をRam染させた
時−末鎖DNAを生産することができる。
一本l1iDNAを、大腸菌株非107をトランスフオームして、ヘルパーファ
ージ1it1で重複感染することにより生産した。−末鎖DNAを単離し、成熟
hulL−3の700番目のAsnの代わりにAspを置換するコドンスイッチ
を提供する、図2に示されたミュータジエン用オリゴヌクレオチl’Bにアニー
ルさせた。アニーリングと、酵母トランスフォーメーションの条件は、ワルダー
とワルグーにより記述された(supra)ようになされた、酵母トランスフォ
ーマントを、トリプトファンの欠如した培地での増殖により選択し、プールして
、DNAを、ホルム(Ho1m)らにより記述された(Gene 42 : 1
69(1986))ように抽出した。このDNAは、野性型と変異型プラスミド
DNAの混合物を含んでおり、大腸菌R111をトランスフオームしてアンピシ
リン耐性を持たせるために、用いられた。その結果性じたコロニーを、標準的技
法を用いて放射性標識したオリゴヌクレオチドBへのハイブリダイゼーシぢンに
よりスクリーニングした。 hulL 3Asp”をコードするDNAより成る
プラスミドを、ストリンジェントな条件下での放射性標識したオリゴヌクレオチ
ドBへのハイブリダイゼーシヨンにより同定し、ヌクレオチドシーフェンシング
により、確かめた。
結果として得られた酵母発現プラスミドは、plXY 138とされ、Asp
” Asp”のアミノ酸変化をコードしているhulL〜3遺伝子と、N末端に
オクタペプチドDYKDD[lOKを含んでいた。最終的な酵母発現プラスミド
は、plXY 138と同一であるが、オクタペプチドをコードしている塩基配
列を欠如しており、従って成軌rhu IL −3を産物として生産する。
最終的な酵母発現プラスミドは以下に記述されるように構成された。酵母発現ベ
クターplXY 120を上述したように、制限酵素^sp 718とBa1I
H1で切断した。大きなベクター断片を、(1)(成pjhulL 3のヌクレ
オチド19番目を切断する)Aha■部位からcDNA3’側のRam)11部
位にわたるpTX’l 13&由来のhulL 3cDNA断片と、(2)As
p 718部位からのαファクターリーダープチドの3′末@(アミノ酸Pro
−Leu−Asp −Lys −Arg )と、hulL 3のAhan部位
までのN末端7アミノ酸を再生する合成オリゴヌクレオチド(オリゴヌクレオチ
ドC1図2)、とで−緒にライゲートさせた。
その結果得られたプラスミドは、plXY 1.51とされた。このベクターは
、酵母に存在rると、rhu IL −3(Pro”、Asp”、Asp”)の
グルコースで制御された発現及び分泌を可能とする。
実施例2;
7t<0 rhu TL−3(Pro”、As ’f宿主株Xν2181 (S
、cereν1siae 2倍体株)は、ワシントン大学、ジエネテイクス イ
ースト ストレイン バンク部、シアトル、ワシントン、 USAClhe 1
lnjνersity of Washjn5ton、Dept、of Gen
etics Yeast 5train Bank、5eattle、W`、U
SA)か
う得りXV−617−13B (a、 his6.1eu2−1. V匹」、
ura3.5te5)と、イーストジェネティク ストックセンター、カリフォ
ルニア大学、バークレー、カリフォルニア、USA(the Yeast Ge
netics 5tock Center、University of Ca
1iforn奄=B
Berkeley、CA、 [l5A)より得たχ21B1 1B Cry、
k以ユ、 1. adel、 his2)とを、接合させることにより形成され
た。宿主株は、シェルマンら(Sher霞an et al、。
5urpa)の手法により発現プラスミドでトランスフオームされた。
発現プラスミドp1χY 151 (上述、実施例1を参照)を含む酵母は、4
°Cに保存されたYNB−trp N天プレート上で維持される、プレカルチャ
ーは、幾つかの単離されたりコンビナンド酵母コロニーを、YNB−trp培地
(6,1g/Lイースト・ナイトロジェン・ヘース、5g几カサミノ酸、40■
/Lアデニン、16にルウラシル、200■/Lチロシン)1リツトルに接種す
ることで始められ、30’Cで激しく振って2つの2リツトルフラスコ内でオー
バーナイトで増殖させる。朝までには、培養液は飽和しており、ステージ5ナリ
ーフエイズ(stationary phase)で叩、。にして2〜7になっ
ている。
醗酵槽(10リツトルの作業体積をもつ3台の機械)を前もってきれいにし、滅
菌しておいて、作業能力の80%まで、5D−2培地(4,0g/L硫酸アンモ
ニウム、3.2g/L−塩基リン酸カリウム、3.0g/Lイースト、エキスト
ラクト、1.Ogルクエン酸、0.1g/L塩化ナトリウム、5d/L2%塩化
カルシウム、2,5dルビタミ:/101溶液、0.5dルトレースエレメント
溶液、0.5 d/L20%硫酸マグネシウム、2.。
d/Lグルコース) ”?’満たし、30°Cテ500600rpm7ジテーシ
gンおよび10−161pmエアレージ目ンで維持する。接種原を加える。増殖
2時間後、50%グルコースの栄養供給を10−12時間にわたって50R/L
が加えられるような割合で始める。栄養供給は、それから、回収まで30−40
11/hrで加えられる50%エタノールに変えられる。
発酵の総経過時間は、およそ20時間で、その後光学密度(600nm)は3o
がら45の範囲にある。発酵槽はそれから20゛cに冷やぎ唄酵母ビールのpH
は、5M Nao)Iを加えて8.0に調整され、その結果のものを0.45μ
園フイルターカセツトをとりつけたミリボア・ベリコン(Mr I] 1por
e Pel I 1con)フィルターシステムを透しで濾過し、滅菌済10L
箱入り大型ガラスびん(carboy)に集める。
酵母ブロース中に含まれるrhulL−3を15−215−20tI逆相シリカ
(バイダック。
セパレージ!ンズ・グループ、ヘスベリア、カリフォルニア、 LISA)をつ
めた51X 30Clカラムに濾過した酵母ブロースを直接カラムに注入ことに
より通用する。
カラムは、酵母ブロースの適用前に0.1%トリフルオロ酢酸水溶液(溶媒A)
で平衡させ、ブロースのカラムの注入充了に続き、流出物の吸光度がベースライ
ンの値に近づくまでこのf4媒で洗い流される。この時点で、0.1%トリフル
オロ酢酸アセトニトリル溶液(溶媒B)の勾配を、0%Bから100%Bまで、
毎分2%Bの変化率で100 m/分の流速で設定する。勾配が30%Bに達し
た時、5分の中断を、勾配コントローラーにプログラムしておく、勾配開始後2
0分より、1分毎の分画を集める0分画液を、ウシ血清アルブミン(BSA)を
標品として用いたフルロレスカミン アッセイ(fluorescamine
assay)により、タンパク質含有量について分析した。 rhu IL −
3(Asp”、Aspffl′)が分画8.9.10に溶出しているのが見出さ
れた。
第1段階からのrhuJL−3を含む分画は、およそ1グラムの総タンパク質が
得られるまで、ポリエチレンボトルに4℃で保存される。プールに2倍量の0.
1%トリフルオロ酢酸水溶液が加えられる。この溶液は、それから、溶媒A(0
,1%TFA/水)で平衡にされた15−20μC−18シリカ(バイダック、
セバレーシジンズ・グループ、ヘスベリア、カリフォルニア、LISA )をつ
めた第2の5CIX3−カラムに注入される。材料を注入した後、カラムを溶媒
Aで洗い流し、それから、上述のと同一の勾配を毎分1%溶媒Bの変化率で10
0 me/sinの流速で設定する。
勾配をかけて24分して0.4分毎に分画を集める。分画液をBSAを標品とし
て用いたフルオレスカミンアッセイによりタンパク質含有量を分析する。
C−18カラムからのピーク分画をプールし、0.5Mβ−アラニンptl 3
.6を111O量加える。試料を採取してから、プールを1.(7!S−セファ
ロースカラム(1cmX10cm、ファルマシア社製)に5IIi/分で注入す
る。試料注入後、カラムを10mM)リス1187.450mで洗い、10m1
IトリスpH7,4から20011M )リスpH7,4までの(200−の総
勾配量)線型勾配でルー3を溶出させる。rbulL3のピーク分画をそれから
プールし、4℃でオーバーナイトで1100II )リスpH7,4に対し透析
し、それから濾過滅菌する。
実施例3:
ヱ土Pノ【−ルー3 ンパク の ・5 の 93つのrhuルー3タンパク質
が、以下のようにして分析のために準備された。
まず、N末端オクタペプチドDYKDDDDKより成るrhu IL 3(Pr
oりを上述の酵母発現プラスミドpB0125を用いて発現させた。酵母培養ブ
ロースからのこの融合タンパク質の精製を、公表されたPCT出11PC丁/1
ls87103113に記述されているようにしてオクタペプチドに特異的なモ
ノクローナル抗体を用いて単一のアフィニティークロマトグラフィーステップで
達成された。
第2に、rhu IL 3 (Pro’、AspIS、Asp”)を、酵母発酵
により準備して、上述した実施例2で記述したように、逆相高速液体クロマトグ
ラフィーにより、酵母ブロースから精製した。第3に、オクタペプチドと15番
目、700番目変化との両方を含むrbulL3を、上述した実施例1に記述し
た発現プラスミドplXY 13Bを含む酵母の発酵により準備し、上述したよ
うにアフィニティクロマトグラフィにより精製した。精製したrbulL−3タ
ンパク質の濃度はアミノ酸分析により決定された。
精製されたrbulL3(オクタペプチド融合タンパク質)を、本質的にはネズ
ミGM−CSF(25)に対して以前に記述されたように、エンザイモビーズ
ラジオヨーデイネイション試薬(erz)+5obead radioiodi
nation reagent) (ビオラド−ラボラトリーズ、リッチセンド
。カリフォルニア、 LISA)を用いて放射性!83した。
簡単に言えば、0.化グリシンHCI p)17.4中のIL−32,5μgを
、0.2Hリン酸ナトリウムpH7,2で最純量50p!にする。エンザイモビ
ーズ試薬50JZ、′!’+(2■C1)20 pl。
2.5%β−D−グルコース10p!を加え、混合液を25゛Cで10分間保温
した。アジドナトリウム(50m門をl0p7)と、メタバイ亜硫酸ナトリウム
(5℃1g/dを1opZ)を゛次々に加えた。25°Cで5分おいてから、ヨ
ー素化したrbulL3を、2%ウシ血清アルブミン、2(b+M Hepes
緩衝液、0.2%アジドナトリウムpl’17.2 (結合媒体)を含むRPM
I−1640で平衡した2iセフアデツクス(Sephadex)G−25カラ
ム上でのクロマトグラフィにより遊M1 t S lより分離した。rbulL
3を含む分画をプールして、同し緩衝液で0.5μg/dの濃度に希釈し、4℃
で保存した0分離段階の間にアジドナトリウムがなくなってしまった試料に関し
て上述されたヒト骨髄増殖アシセイでl!5I−rhulL 3の生理活性を決
定した。放射性1a識した調製品の比活性は3 6 Xl0Iscps/m5o
leと計算された。融合タンパク質のN末端オクタペプチドは、1つのチロシン
残基を含むが、それは、rbulL3の場合、ネイティブなIL−3分子がチロ
シン残基を1つしか含まないので、この分子を1181で高い比活性で標識する
のに有用である。
上述の様々なrhulL3組成物の生物学的活性(ユニット/μg)と結合親和
性を、その後、上述したヒト骨髄増殖及びヒト単球IL−3受容体結合アッセイ
により決定した。結果は、下の表Iに示されている3表Iでは、全ての値が、2
つの別々のアッセイで3回行なわれた試料の平均値士標準偏差(average
+S、D、)とし。
て表されている。
表 ■:
えヒトTL−3の 8・2 と 4
Set−8AspIsAsp” すL/ 記録ナシ5.00:t3.4 XIO
”Pro−8Asp” Asp” なし 4.36±1.25xlO’ 4.7
4±1.30xlO”Pro−8Asp” Asp” あり 4.93±1.9
5xlO’ 2.23±、42刈0■Pro−8なし あり 1.10土0.1
5xlO’ 8.02+2.94刈09Ser −8なし あり 2.1社1.
1枢10’ 1.12±、02刈0″表1でまとめられたデータに示されるよう
に、ヒト比−3分子の幾つがの形に対する生物学的活性と阻害定数(K、)の両
方の決定により、アミン末端へのオクタペプチドりYXDDDDKの付加はこう
したパラメーターのどちらも本質的には変えず、融合タンパク譬が受容体結合研
究に関して研究試薬として医薬として用いるのに合理的なヒトIL−3の形であ
るという証拠を提供している。更に、15.700番目アスパラギンをアスパラ
ギン酸に変えて、N結合型炭水化物の付加を阻害すると、ヒトIL−3の生物学
的活性と結合親和性の両方において有意な(2−4倍)増加を示している。
図 1
(図 2
工rひジ2賢秒二へ
二広丁丞]工五Eミ
sp
手続補正書□
平成 3年10月2!;日 [配
Claims (7)
- 1.酵母発現により由来する組みかえヒトIL−3タンパク質アナログ、rhu IL−3(Asp15,Asp70)を薬学的に有効な量を含む医薬組成物であ って、該医薬組成物は、 (a)ヒト骨髄増殖アッセイでの少なくとも3.0×107ユニット/mgの生 物学的比活性、 (b)阻害定数として表わされる、ヒト単球IL−3受容体に対する少なくとも
- 2.0×1010M−1の結合活性、および(c)1ng/mgタンパク質未満 のエンドトキシン含有量、により特徴づけられる、上記医薬組成物。 2.組み変えヒトIL−3タンパク質アナログが、以下の配列と本質的に同一の アミノ酸配列を持つ、請求の範囲第1項に記載の組成物。 【配列があります】
- 3.組変えヒトIL−3タンパク質が、そのような配列と同一のアミノ酸配列を 持つ、請求の範囲第2項に記載の組成物。
- 4.ヒト骨髄増殖アッセイでの少なくとも4.0×107U/ngの生物学的比 活性と、ヒト単球IL−3受容体に対する少なくとも4.0×1010M−1の 結合親和性とにより特徴づけられる、請求の範囲第1項に記載の組成物。
- 5.N末端オクタペプチドDYKDDDDKを含む、請求の範囲第1項に記載の 組成物。
- 6.注射もしくは継続的な点滴用に、生理的に許容できる希釈液で調剤された、 請求の範囲第1項に記載の組成物。
- 7.IL−1α,IL−1β,IL−2,IL−4,IL−5,IL−6,IL −7,GM−CSF,G−CSF,M−CSF,EPO若しくはTNFより成る グループから選択された1つまたはそれ以上の生物学的反応性変更遺伝子を薬学 的に有効な量で付加的に含む、請求の範囲第5項に記載の組成物。
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-
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