JPH0568559A - ブタ成長ホルモン放出因子前駆体および関連dna化合物 - Google Patents

ブタ成長ホルモン放出因子前駆体および関連dna化合物

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JPH0568559A
JPH0568559A JP3120153A JP12015391A JPH0568559A JP H0568559 A JPH0568559 A JP H0568559A JP 3120153 A JP3120153 A JP 3120153A JP 12015391 A JP12015391 A JP 12015391A JP H0568559 A JPH0568559 A JP H0568559A
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JP3120153A
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Ging Chan
ギン・チヤン
Mark Louis Heiman
マーク・ルイス・ハイマン
Hansen Maxwell Hsiung
ハンセン・マツクスウエル・シユジウング
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Eli Lilly and Co
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    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
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    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 成長ホルモン放出因子活性を有する化合物を
高レベルで産生させる。 【構成】 本発明は、2形態のブタ成長ホルモン放出因
子(pGRF)前駆体およびpGRFリーダーペプチド、お
よび新規な形態の成熟pGRFであるポリペプチド化合
物を提供する。本発明は更に、これらのポリペプチド化
合物および成熟pGRFをコードしているDNA化合
物、成長ホルモン放出の誘導のための医薬組成物および
方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】成長ホルモン放出因子は、ヒトおよび動物
における成長ホルモンの生産を刺激するのに有用であ
る。ブタGRF(pGRF)は、獣医学的用途のためにと
りわけ興味深い。成熟pGRFのアミノ酸配列は、明ら
かにされた。ボーレン等(Bohlenet al.), Biochem.Biop
hys.Res.Commun.116:726(1983)。しかしながら、天然
においてpGRFをコードしているDNA配列は、本発
明まで知られていなかった。本発明は、2形態のpGR
F前駆体およびpGRFペプチドを包含する、今まで知
られていなかったポリペプチド化合物を提供するもので
ある。本発明は、本発明のポリペプチド化合物および成
熟pGRFをコードしているDNA化合物をも包含す
る。
【0002】本発明は、ブタ成長ホルモン放出因子、即
ち、2形態のpGRF前駆体およびpGRFリーダーペプ
チドをコードしているDNA配列を含有しているDNA
化合物を提供するものである。本発明は更に、2形態の
pGRF前駆体、およびこの2形態のpGRF前駆体に連
結しているpGRFリーダーペプチドを包含するポリペ
プチド化合物を提供する。
【0003】本発明のポリペプチド化合物は、式:
【化15】 [式中、Aは水素または
【化16】 であり、BはAsnまたはSerである]で示される化合物
およびその薬学的に許容し得る酸またはカルボン酸の付
加塩である。Aが水素である時、化合物はpGRF前駆
体を表わす。本発明者らによるpGRFコード配列のク
ローニングによって、驚くべきことに、pGRF遺伝子
の少なくとも2種類のアレルがあることがわかった。こ
のアレルは、成熟pGRFの9位のアミノ酸をコードし
ているコドンによって異なっている。一方のアレルはそ
の位置でアスパラギンをコードしており;他方のアレル
はセリンをコードしている。アレルにおける相違は変動
因子記号Bで表わされる。
【0004】本発明の別のポリペプチド化合物は、式:
【化17】 [式中、AはOHまたはNH2である]で示されるAsn9
の成熟pGRFである。
【0005】本発明のDNA化合物は、2形態の成熟p
GRF、2形態のpGRF前駆体、およびpGRFリーダ
ーペプチドをコードしているDNA配列を包含する。A
sn9形の成熟pGRFをコードしている好ましいDNA配
列は、
【化18】 である。9位のセリンによって異なっている成熟pGR
Fの他方の形態は、DNA配列:
【化19】 によって好適にコードされている。
【0006】Asn9形のpGRF前駆体をコードしている
好ましいDNA配列は、
【化20】 である。Ser9形の前駆体は、DNA配列:
【化21】 によって好適にコードされている。そのリーダーペプチ
ド配列が上流にある、Asn9形のpGRF前駆体をコード
している好ましいDNA配列は、
【化22】 である。Ser9形のpGRF前駆体およびそのリーダー配
列は、
【化23】 によって好適にコードされている。
【0007】本発明は更に、活性成分が、Asn9または
Ser9形の前駆体のいずれかを含有しているポリペプチ
ド化合物である医薬組成物を提供する。最後に、本発明
は、いずれかの形態のpGRF前駆体を含有しているポ
リペプチド化合物を投与することからなる、成長ホルモ
ン放出を誘導するための方法を提供する。この組成物お
よび方法は、ヒト、ブタ、ウシ、ヒツジ、ニワトリおよ
び魚類を包含する種々の動物における成長ホルモンの放
出を誘導するのに有用となり得る。この組成物および方
法の好ましい用途は、ブタにおいてである。
【0008】以下のセクションは、本発明の更に詳細な
説明を提供する。本発明を明瞭にし、理解を助けるため
に、以下の語句および略語は、本明細書で開示され特許
請求される時、下記の通り定義される。
【0009】GRF−成長ホルモン放出因子活性を有す
るポリペプチド。GRF(1−29)NH2−完全な活性
のために必要なGRFの最小部分。H−ポリペプチドお
よび蛋白のアミノ末端に存在する水素原子。E.coliに
おける高レベルの発現−クーマシーブルー染色によって
遺伝子産物を検出し得るようなレベルでの、クローンさ
れた遺伝子によってコードされたGRF類似体の産生。
単離されたDNA配列−ゲノムDNAにおけるその本来
の位置とは位置的に異なっている、構築されたか、また
は合成されたDNA配列。この定義は、天然の状態以外
のその全ての形態の単離されたDNA配列を包含する。
例えば、DNA配列は、遺伝子量を増加させるために、
プラスミドまたはファージベクターに挿入されるか、ま
たはそれが由来する生物またはその他の生物のゲノムに
挿入されていてもよい。 成熟pGRF−pGRF(1−44);
【化24】 [式中、BはAsnまたはSerである]。 pGRF前駆体−pGRF(1−76);
【化25】 [式中、BはAsnまたはSerである]。本明細書では、通
常の3文字アミノ酸略号が使用される。
【0010】本発明は、2形態の成熟成長ホルモン放出
因子、2形態のpGRF前駆体、およびpGRF前駆体に
連結しているpGRFリーダーペプチドをコードしてい
るDNA配列を含有する単離されたDNA化合物を提供
する。本発明は、ポリペプチド化合物をも提供する。
【0011】本発明の2種類のポリペプチド化合物は、
pGRF遺伝子の2種類のアレルによってコードされて
いる。成熟pGRFの形態のアミノ酸構造は過去に解明
されているが(ボーレン等(Bohlen et al., Biochem.Bio
phys.Res.Commun.116:726(1983)))、本発明は、今まで
知られていなかった2形態のpGRF前駆体を提供す
る。この前駆体化合物は、式:
【化26】 [式中、BはAsnまたはSerである]で表わされる化合
物、およびその薬学的に許容し得る酸またはカルボン酸
の付加塩である。E.coliにおいて高レベルで産生され
得るpGRF活性を有する化合物を必要とする当該技術
分野の要求を十分満たすので、このpGRF前駆体はと
りわけ有用である。この化合物は、E.coli中で成熟G
RFを発現させる際に直面する分解という重大な問題を
回避するのに十分なサイズである。例えば、カーシュナ
ー等(Kirschner et al.)のJ.Biotech.12:247,248(1989)
を参照されたい。
【0012】具体的なpGRF前駆体化合物は、
【化27】 およびその薬学的に許容し得る酸またはカルボン酸の付
加塩、および
【化28】 およびその薬学的に許容し得る酸またはカルボン酸の付
加塩である。
【0013】本発明のその他のポリペプチド化合物は、
前駆体のアミノ末端にpGRFリーダーペプチドが結合
されているpGRF前駆体である。これらの化合物は、
式:
【化29】 [式中、BはAsnまたはSerである]で表わされる。
【0014】これらの化合物は、これらが哺乳動物細胞
で産生される時、とりわけ有用である。リーダーペプチ
ドはポリペプチド産物の分泌を生ぜしめ、産物が分泌さ
れると、リーダーペプチドは切断される。pGRFリー
ダーペプチドを含有している具体的なpGRF前駆体化
合物は、
【化30】 および
【化31】 である。
【0015】本発明のペプチド化合物は全て、固相ペプ
チド合成法および組換法を包含する当該技術分野周知の
化学的方法によって製造することができる。両者の方法
は米国特許第4,617,149号に記載されており、本
明細書の一部を構成する。高収率が望ましい場合、組換
法が好ましい。所望のDNA配列の構築のための一般法
は、ブラウン等(Brown et al.)の Methods in Enzymolo
gy 68:109(1979) に提供されている。
【0016】DNA配列は、ABS(Applied Biosystem
s, 850 Lincoln Centre Drive, Foster City, CA 9440
4)380B DNAシンセサイザーのような自動DNA
シンセサイザーを使用して合成することができる。ポリ
メラーゼ連鎖反応によってDNA配列を製造することも
できる。例えば、米国特許第4,800,159号および
第4,683,202号、および1987年3月2日公開
のヨーロッパ特許公開第0258017号を参照された
い。
【0017】大部分のアミノ酸は1以上のDNAトリプ
レットによってコードされているので、本発明のポリペ
プチド化合物のアミノ酸配列は、多数の、異なったDN
A配列によって、コードされ得る。これらの別個のDN
A配列は同一のアミノ酸配列をコードすることがあるの
で、本発明は更にこれらの種々の配列を包含する。
【0018】当業者は、E.coliにおけるポリペプチド
の翻訳の開始はメチオニン残基によるものであることを
認識している。そのアミノ末端にpGRFリーダーペプ
チドを有しているポリペプチド以外の本発明のポリペプ
チドは、必ずしもメチオニンで始まらない。従って、本
発明の化合物は幾つかの方法で製造され得る。ポリペプ
チド化合物の発現後、幾つかの周知の経路のいずれかに
よって、メチオニンまたはメチオニンおよびその他のア
ミノ酸からなるリーダー配列が除去される。例えば、米
国特許第4,745,069号および第4,782,139
号;ビラ等(Villa et al)のEur.J.Biochem.171:137(198
8);ゲリ等(Geli et al)のGene 80:129(1989);およびヨ
ーロッパ特許公開第0199018号を参照されたい。
【0019】他の経路の製造法は、当業者に周知であ
る。例えば、SV40由来のベクターを使用し、真核細
胞において化合物を製造する。真核細胞における発現
は、pGRF前駆体cDNA配列によって達成される。こ
のような方法は、米国特許第4,775,624号に記載さ
れている。発現の幾つかの変法は、サムブルック、フリ
ッチュおよびマニアティス(J.Sambrook, E.F.Fritsch &
T.Maniatis)の Molecular Cloning: A Laboratory Man
ual 16.3-17.44(1989)に記載されている。Saccharomyce
s cerevisiae における遺伝子発現は、1 Current Proto
cols in Molecular Biology (F.M.Ausubel, R.Brent,
R.E.Kingston, D.D.Moore, J.G.Seidman,J.A.Smith &
K.Struhl 1989)に詳述されている。
【0020】本発明のDNA配列は、本発明のポリペプ
チド化合物および成熟pGRFをコードしている。pGR
Fの1形態のアミノ酸配列は知られているが、それをコ
ードしているDNA配列は本発明まで知られていなかっ
た。
【0021】本発明のポリペプチド化合物の薬学的に許
容し得る非毒性の酸の付加塩およびその薬学的に許容し
得る非毒性のカルボン酸の塩も、本発明のポリペプチド
化合物に包含される。
【0022】“薬学的に許容し得る非毒性の酸の付加
塩"なる語句は、例えば、塩酸、フッ化水素酸、硫酸、
スルホン酸、酒石酸、フマル酸、臭化水素酸、グリコー
ル酸、クエン酸、マレイン酸、リン酸、コハク酸、酢
酸、硝酸、安息香酸、アスコルビン酸、p−トルエンス
ルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン
酸、プロピオン酸等のような酸から製造された塩を包含
する、有機および無機の酸の付加塩の両者を包含する。
酸付加塩は、塩酸、酢酸またはコハク酸から製造された
塩であるのが好ましい。これらの塩はいずれも、常法に
よって製造される。
【0023】“カルボン酸の塩"なる語句は、例えば、
アミン、アンモニウム、4級アンモニウム、アルカリ金
属およびアルカリ土類金属、例えばカルシウム、マグネ
シウム、ナトリウム、カリウムおよびリチウム等の塩を
包含する。
【0024】本発明はまた、式:
【化32】 [式中、AはAsnまたはSerである]を有するポリペプ
チド化合物またはその薬学的に許容し得る酸またはカル
ボン酸の付加塩を活性薬物とし、薬学的に許容し得る固
体または液体担体を含有してなる医薬組成物を提供す
る。
【0025】本発明は更に、式:
【化33】 [式中、AはAsnまたはSerである]で表わされるポリペ
プチド化合物またはその薬学的に許容し得る酸またはカ
ルボン酸の付加塩の有効量を投与することからなる、成
長ホルモンの放出を誘導するための方法を提供する。本
発明の前駆体化合物の一定量を、成長ホルモン放出の刺
激が望ましい期間、受容体に投与する。受容体の体重お
よび投与方法は、個々の応答を誘導するのに必要な投与
量に影響を有するであろう。ブタにおける好ましい投与
量は、約0.3−12mg/日であると評価される。
【0026】本発明のポリペプチド化合物を非経口的に
投与する場合、注射に好適な医薬形態は、滅菌水溶液ま
たは分散液、および滅菌注射溶液または分散液に再構成
するための滅菌粉剤を包含する。担体は、例えば、水、
エタノール、ポリオール(例えばグリセロール、プロピ
レングリコール、液体ポリエチレングリコール等)、そ
の適当な混合物または植物油を包含する溶媒または分散
媒とすることができる。例えば、レシチンのようなコー
ティングを使用するか、分散液の場合、必要な粒子サイ
ズを維持するか、界面活性剤を使用することによって、
適当な流動性を維持することができる。種々の抗生物質
および抗菌剤、例えばパラベン、クロロブタノール、フ
ェノール、ソルビン酸等によって、微生物の作用から確
実に保護することができる。多くの場合、例えば糖、塩
化ナトリウム等のような等張性薬物を含有させることが
望ましいであろう。注射用医薬の持続吸収は、例えばモ
ノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンのような、
吸収を遅延させる薬物の使用によって行うことができ
る。
【0027】必要量の適当な溶媒に本発明の化合物を混
合し、所望によりその他の種々の成分を加えることによ
って、滅菌注射溶液を製造することができる。所望によ
り、またはより効果的な配給のために、ポリマーマトリ
ックス、リポソームおよびマイクロスフェアのような徐
放性または標的輸送の系に化合物を含有させてもよい。
連続的または脈動的輸送を提供する機械的放出装置、浸
透性ポンプ、またはその他の放出装置または系によっ
て、化合物を輸送することができる。ペプチド化合物の
医薬的投与の技術は未発達なので、この技術の有意な進
歩が起こるであろうと予想される。本発明の化合物は、
これらの新規な方法によって投与された時、有用となろ
う。
【0028】投与を容易にし、投与量を均一にするため
に、本発明の化合物を単位投与剤形に製剤化するのがと
りわけ好都合である。本明細書で使用される単位投与剤
形なる語句は、治療しようとする対象のための単位投与
量として適当な、物理的に独立した単位を意味する。各
単位は、所望の治療効果を生みだすべく計算され予め決
定された量の化合物および薬学的に許容し得る担体を含
有する。各単位投与剤形は、(a)個々の組成物の特性お
よび(b)達成しようとする個々の治療効果に直接依存し
て決定される。
【0029】以下に実施例を挙げて本発明を例示する
が、これらは本発明の範囲を限定する意図のものではな
い。実施例1 E.coliにおけるpGRF前駆体の発現 米国特許第4,828,988号の前駆体を使用して、プ
ラスミドを構築し、ポリペプチドを発現させる。この特
許に記載されたヒトGRFコード配列をpGRF前駆体
コード配列で置き換えるように、方法を変更する。好適
なpGRF前駆体コード配列は、
【化34】 である。
【0030】このDNA配列は、Asn9形のpGRF前駆
体をコードしている。9番目のアミノ酸のコード配列を
AACからAGCに変更することによって、Ser9形を
製造することができる。
【0031】実施例2 pGRF前駆体の精製 Sセファロース(Pharmacia, 800 C
entennial Ave., Piscatawa
y, NJ 08854)樹脂を使用し、陽イオン交換
カラムを調製する。カラムに、物質50g当たり1リッ
トルの樹脂を含有させる。pGRF前駆体を含有してい
る物質を0.1L/cm2/時間の流速でカラムに加え、
0.05N酢酸−7M尿素中0.1M塩化ナトリウム(カ
ラムの2倍容量)で洗浄する。酢酸−尿素(それぞれカラ
ム容量の3倍を使用)中0.25M〜1.6M塩化ナトリ
ウム直線グラジエントによって、ポリペプチドを溶離
し、0.1倍カラム容量のフラクションを集める。伝導
率、O.D.276、HPLCおよびポリアクリルアミドゲ
ル電気泳動によって、ポリペプチド含有フラクションを
確認する。次に、フラクションを集める。
【0032】集めたフラクションに、等容量の酢酸−尿
素溶液を加える。次に、樹脂1リットル当たり蛋白50
gに調節された、酢酸−尿素中SセファロースR樹脂を含
有しているカラムに、物質を負荷する。流速は、0.0
2L/cm2/時間である。酢酸−尿素中0.25M〜1.
2M塩化ナトリウムの直線グラジエントによって、pG
RF前駆体フラクションを溶離する。0.1倍カラム容
量のフラクションを集める。前記と同様にしてフラクシ
ョンを分析し、pGRF前駆体含有フラクションを集め
る。
【0033】0.02Mグリシン、pH2.5中、上で集
めたフラクションの容量の5倍のカラム容量で、セファ
デックスR G−15(Pharmacia)カラムを調製する。O.
D.276でのピークを含有しているフラクションを分離す
る。
【0034】次に、10%アセトニトリル−0.02M
グリシン、pH2.5中、SP20SS樹脂(Sephabeads,
Mitsubishi Chemical, Tokyo)を含有しているカラムを
調製する。集めたpGRF前駆体含有溶液をアセトニト
リル中10%にし、1時間当たり1.5−2倍カラム容
量の流速でカラムに加える。2倍カラム容量のアセトニ
トリル−グリシン緩衝液でカラムを洗浄する。3倍カラ
ム容量の10%アセトニトリル−0.02Mグリシン
と、3倍カラム容量の50%アセトニトリル−0.02
Mグリシンの混合によって得られるグラジエントによっ
て、pGRF前駆体を溶離する。0.1倍カラム容量のフ
ラクションを集め、pGRF前駆体について分析する。
【0035】次に、pGRF前駆体を含有している物質
を、0.25M酢酸中にて平衡化したセファデックスR
G15カラムでクロマトグラフする。O.D.276でのピ
ークを分離し、使用時まで凍結乾燥させる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12P 21/02 C12R 1:19) C07K 99:00 (72)発明者 マーク・ルイス・ハイマン アメリカ合衆国46250インデイアナ州イン デイアナポリス、スーザン・ドライブ・イ ースト5740番 (72)発明者 ハンセン・マツクスウエル・シユジウング アメリカ合衆国46032インデイアナ州イン デイアナポリス、コール・ポーター・レイ ン4760番

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式: 【化1】 [式中、Aは水素または 【化2】 であり、BはAsnまたはSerである]で示されるポリペ
    プチド化合物をコードしている単離されたDNA配列を
    含有しているDNA化合物。
  2. 【請求項2】 式: 【化3】 で示されるポリペプチド化合物をコードしている単離さ
    れたDNA配列を含有している請求項1に記載のDNA
    化合物。
  3. 【請求項3】 式: 【化4】 で示されるポリペプチド化合物をコードしている単離さ
    れたDNA配列を含有している請求項1に記載のDNA
    化合物。
  4. 【請求項4】 式: 【化5】 で示される請求項3に記載の単離されたDNA配列。
  5. 【請求項5】 式: 【化6】 で示される請求項2に記載の単離されたDNA配列。
  6. 【請求項6】 式: 【化7】 で示される単離されたDNA配列を含有しているDNA
    化合物。
  7. 【請求項7】 式: 【化8】 で示される単離されたDNA配列を含有しているDNA
    化合物。
  8. 【請求項8】 式: 【化9】 [式中、Aは水素または 【化10】 であり;BはAsnまたはSerである]で示されるポリペプ
    チド化合物およびその薬学的に許容し得る酸またはカル
    ボン酸の付加塩。
  9. 【請求項9】 式: 【化11】 で示される請求項8に記載のポリペプチド化合物および
    その薬学的に許容し得る酸またはカルボン酸の付加塩。
  10. 【請求項10】式: 【化12】 で示される請求項8に記載のポリペプチド化合物および
    その薬学的に許容し得る酸またはカルボン酸の付加塩。
  11. 【請求項11】 式: 【化13】 [式中、AはAsnまたはSerである]を有するポリペプチ
    ド化合物またはその薬学的に許容し得る酸またはカルボ
    ン酸の付加塩を活性薬物とし、薬学的に許容し得る固体
    または液体担体を含有してなる医薬組成物。
  12. 【請求項12】 AがAsnである請求項11に記載の医
    薬組成物。
  13. 【請求項13】 AがSerである請求項11に記載の医
    薬組成物。
  14. 【請求項14】 式: 【化14】 [式中、AはOHまたはNH2である]で示されるポリペ
    プチド化合物。
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