JPH06239889A - 神経栄養活性抑制物質 - Google Patents

神経栄養活性抑制物質

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JPH06239889A
JPH06239889A JP5259753A JP25975393A JPH06239889A JP H06239889 A JPH06239889 A JP H06239889A JP 5259753 A JP5259753 A JP 5259753A JP 25975393 A JP25975393 A JP 25975393A JP H06239889 A JPH06239889 A JP H06239889A
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JP
Japan
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cys
polypeptide
neurotrophic activity
gif
amino acid
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Application number
JP5259753A
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English (en)
Inventor
Yoko Uchida
洋子 内田
Yasuo Ihara
康夫 井原
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Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Takeda Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 式:Thr Cys Pro Cys Pro Ser Gly Gly Ser
Cys Thr Cys Ala Asp Ser Cys Lys Cys Glu で示される
アミノ酸配列を含む神経栄養活性抑制作用を有する非天
然型ポリペプチド。 【効果】 本発明の神経栄養活性抑制作用を有する非天
然型ポリペプチドは、アルツハイマー病の治療に有効で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、神経栄養活性抑制作用
を有するポリペプチドに関する。
【0002】
【従来の技術】高齢化社会の中で、老人性痴呆は大きな
関心を集め、その予防と治療には多くの努力が払われて
きた。特に、アルツハイマー(Alzheimer )病と言われ
る老人性痴呆は、初老期(50〜60才)に起こること
が多く、その原因の究明と治療法の確立が急がれてい
る。現在までに得られた知見によれば、アルツハイマー
病は、老人斑、神経原線維変性などの病理学的特徴と、
進行性痴呆という臨床的特徴を有する器質性疾患であ
り、ニューロンの代謝の亢進や異常な再生が関与してい
ると考えられている。特開平4−18100号公報、ヨ
ーロッパ特許出願公開第458, 673号公報およびP
CTWO92/10568号公報において、アルツハイ
マー病患者の脳中成分を研究する過程で見出された、正
常人の脳中には存在するがアルツハイマー病患者の脳に
は存在しなくなる新規な蛋白質であって、神経栄養活性
抑制作用がある天然型の蛋白質(GIF)を取り出すこ
と、およびGIFを遺伝子工学的手法によって製造する
方法がそれぞれ示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】該GIFの活性中心部
位について詳しく知ることができれば、GIFの作用に
つき、さらに精査できるので、医薬としての利用の可能
性が拡大することとなる。また、該活性中心部位のポリ
ペプチドを含むポリペプチドを医薬として用いることが
できれば、該ポリペプチドの製造、製剤化等の面で有利
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、GIFの
作用機作を探索する目的で、GIFをフラグメントと
し、その活性を検討していたところ、GIFの第5位〜
第23位のアミノ酸配列を含むポリペプチドが優れたG
IF活性を有することを見い出し、これに基づいてさら
に研究した結果、本発明を完成した。
【0005】本発明は、式(I): Thr Cys Pro Cys Pro Ser Gly Gly Ser Cys Thr Cys Al
a Asp Ser Cys Lys CysGlu (配列番号1)で示されるアミノ酸配列を含む神経栄養
活性抑制作用を有する非天然型ポリペプチド(以下、本
発明のポリペプチドと称することもある)である。
【0006】本発明のポリペプチドは、式(I)で示さ
れるアミノ酸配列を含む非天然型ポリペプチドであり、
従って上記天然型のGIFは除外される。本発明のポリ
ペプチドとしては、式(I)で示されるアミノ酸配列を
有するものが挙げられ、また、神経栄養活性抑制作用を
有する限り、式(I)で示されるアミノ酸配列のN末端
および/またはC末端に1ないし数個のアミノ酸が連結
したものであってもよい。さらに、本発明のポリペプチ
ドは、少なくとも1つのジスルフィド結合を有していて
もよい。連結するアミノ酸の数は、例えば、1〜10
個、好ましくは1〜5個、さらに好ましくは1〜3個で
ある。該連結するアミノ酸の具体例としては、例えば、
N末端に連結するアミノ酸として、メチオニン、チロシ
ン、セリン、スレオニンの1またはそれ以上が連結した
ものが挙げられ、C末端に連結するアミノ酸として、チ
ロシン、セリン、スレオニンの1またはそれ以上が連結
したものが挙げられる。
【0007】本発明のポリペプチドは、例えば、特開平
4−18100号公報、EP−458, 673号公報、
PCTWO92/10568号公報に記載の方法で得ら
れた神経栄養活性抑制物質(GIF)を、ペプチド鎖の
切断反応に付すことにより製造することができる。例え
ば、該切断は該GIFを酵素を用いる切断反応に付すこ
とにより実施できる。
【0008】該酵素としては、プロテアーゼが挙げら
れ、エキソおよびエンドペプチダーゼのいずれであって
もよい。該プロテアーゼの例としては、例えば、セリン
プロテアーゼ(例:トリプシン、キモトリプシン、トロ
ンビン、プラスミン、エラスターゼ、V8など);チオ
ールプロテアーゼ(例:システインプロテアーゼ、パパ
イン、フィシン、ブロメライン、カテプシンBなど);
酸性プロテアーゼ(例:アスパラギン酸プロテアーゼ、
ペプシン、カテプシンD、レニン、キモシンなど);金
属プロテアーゼ(例:カルボキシプロテアーゼ、コラゲ
ナーゼ、サーモリシンなど)などが挙げられる。なかで
も、エンドペプチダーゼ(例:トリプシン、V8、金属
プロテアーゼなど)が好ましく使用できる。
【0009】該酵素反応は、GIFの精製品または部分
精製品を酵素と反応させることにより行なわれる。該反
応は緩衝液を用いて実施するのが好ましく、該緩衝液と
しては、例えば無機酸(リン酸など)または有機酸(酢
酸など)と無機塩基(水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、アンモニアなど)との塩からなるもので、該酵素反
応を阻害しないものであればいずれでもよい。該酵素反
応におけるpHとしては、約2〜10の間、望ましくは約
6〜9の間が、酵素およびポリペプチドの安定性の面で
より好ましい。反応時間は、約1〜100時間の間、と
りわけ約18〜24時間が望ましい。反応温度は、約4
〜70℃、とりわけ約20〜37℃の間が好ましい。反
応に用いるペプチダーゼの量は、基質であるGIFに対
して約1/ 1000〜1量(モル比)であればよいが、
約1/ 300〜1/ 20量(モル比)程度が、収率、反
応時間、経済性の面から好ましい。該酵素反応において
は、アミノペプチダーゼをアガロース、デキストラン、
セルロース、ポリアクリルアミド、あるいはこれらの誘
導体またはこれらの共重合体に固定化して、反応に用い
ることもできる。
【0010】また、アミノペプチダーゼを作用させてMe
t-Asp-Pro におけるメチオニンを特異的に切断してもよ
い。該方法は、ヨーロッパ特許出願公開第204, 52
7号公報に記載の方法に従って行なわれる。
【0011】また、本発明のポリペプチドは、合成法に
より製造することもできる。本発明のポリペプチドを化
学的に合成するには、ペプチド自動合成装置によって行
なうことができる。基本的な合成過程等は、R. B. Merr
ifield〔アドバンシズ・イン・エンザイモロジー(Adva
nces in Enzymology)32, 221-296(1969) 〕の方法に順
じて行なうことができる。この方法は、カルボキシル末
端のアミノ酸を樹脂担体に共有結合させておき、α−ア
ミノ基の保護基の除去、保護アミノ酸の縮合を順次繰り
返して、アミノ末端に向けてペプチド鎖を延長させ、目
的のアミノ酸配列を有する保護ペプチド樹脂を得ること
をその原理としている。各アミノ酸の縮合やα−アミノ
基の保護基の除去などは、ほぼ同一の条件でなされ、中
間体の精製も行なわないため、合成に際しては一般に高
度な熟練は要求されない。しかもこの方法は迅速であ
り、種々のペプチドを合成するに際し、非常に便利な方
法である。こうして得られた保護ペプチド樹脂を、例え
ば無水フッ化水素、トリフルオロメタンスルホン酸もし
くはトリフルオロ酢酸と種々の添加物の共存下に反応さ
せることにより、ペプチドの樹脂からの脱離と全保護基
の除去を一段階で行なうことができる。
【0012】目的ペプチドを単離・精製するには、通常
知られているペプチドの精製法に従えばよい。例えば、
ゲルろ過法、イオン交換クロマトグラフィー、高速液体
クロマトグラフィー、アフイニティークロマトグラフィ
ー、疎水クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィ
ー、電気泳動等を適宜組み合せて行なうことができる。
【0013】このようにして得られた本発明の神経栄養
活性抑制作用を有するポリペプチドは、アルツハイマー
病を治療するための医薬として有用である。また、本ポ
リペプチドの毒性は低い。本発明の神経栄養活性抑制作
用を有するポリペプチドを医薬として用いるには、その
まま粉末として、または他の薬理学的に許容されうる担
体、賦形剤、希釈剤と共に医薬組成物(例えば、注射
剤、錠剤、カプセル剤、液剤、軟膏)として、温血動物
(例えば、ヒト、マウス、ラット、ハムスター、ウサ
ギ、イヌ、ネコ)に対して非経口的または経口的に安全
に投与することができる。注射剤の製剤化は、例えば生
理食塩水またはブドウ糖やその他の補助剤を含む水溶液
を用い、常法に従って行なわれる。錠剤、カプセル剤等
の医薬組成物も常法に従って調製しうる。本発明の神経
栄養活性抑制作用を有するポリペプチドを上記した医薬
として用いる場合には、例えば上記した温血動物に、投
与ルート、症状などを考慮して、1日量約1ng/kg ない
し1mg/kgの中から適当量を選んで投与する。
【0014】本明細書において、アミノ酸、ペプチド、
保護基、活性基、その他に関し略号で表示する場合、そ
れらはIUPAC−IUB(Commission on Biochemica
l Nomenclature)による略号あるいは当該分野における
慣用略号に基づくものであり、その例を次に挙げる。ま
た、アミノ酸などに関し光学異性体がありうる場合は、
特に明示しなければL体を示すものとする。 A, Ala :アラニン C, Cys :システイン D, Asp :アスパラギン酸 E, Glu :グルタミン酸 F, Phe :フェニルアラニン G, Gly :グリシン H, His :ヒスチジン I, Ile :イソロイシン K, Lys :リジン L, Leu :ロイシン M, Met :メチオニン N, Asn :アスパラギン P, Pro :プロリン Q, Gln :グルタミン R, Arg :アルギニン S, Ser :セリン T, Thr :スレオニン V, Val :バリン W, Trp :トリプトファン Y, Tyr :チロシン
【0015】
【実施例】以下に参考例および実施例を挙げて本発明を
さらに詳しく説明する。 参考例1 GIFの分離・精製 GIFを特開平4−18100号公報に記載の方法で製
造した。すなわち、正常ヒト大脳皮質の灰白質20gに
水60mlを加え、ホモジナイズし、20, 000×gで
1時間遠心した後、遠心上清を55ml得た。得られた上
清55mlを、アミコンYM−10膜(商品名)を用いて
限外ろ過し、分子量10キロダルトン以上の画分をDE
AE−セファセルカラム(1. 6cmφ×16cm、ファル
マシア社製)にのせ、洗浄バッファー〔50mMNaC
l、50mMTris−Cl(pH7. 6) 〕200mlで洗
浄後、50mMから300mMNaClの直線濃度勾配をつ
けた20mMTris−Cl(pH7. 6)バッファー32
0mlで抽出した。上記DEAE−セファセルカラムによ
るクロマトグラムを図1に示す。フラクションNo. 31
から38までの抑制活性を有する画分を集め(40ml)
透析後、フィコール400を用いて濃縮した。その後、
TSK G2000SW(トーソー社製)でゲルろ過
(カラムサイズ7. 5mmφ×6cm)し、フラクションN
o. 30から32の活性画分を集め(2. 5ml)、5mM
リン酸バッファー(pH7. 4)中で透析した。上記TS
K G2000SWを用いたゲルろ過クロマトグラフィ
ーの結果を図2に示す。液量を550μl まで濃縮後、
Cl8逆相HPLCカラム(4. 6mmφ×25cm、セン
シュー化学社製)に付した。溶出には、0%から80%
アセトニトリルの直線勾配をつけた5mMギ酸アンモニウ
ム溶液を用いた。このCl8逆相HPLCクロマトグラ
フィーの結果を図3に示す。図3に示されるように、C
l8逆相HPLCクロマトグラフィーによりシャープな
ピークが実質的に1つだけ得られ、GIFが単離され
た。
【0016】 実施例1 GIFのプロテアーゼによる消化 参考例1で得られたGIF50μg を常法によりピリジ
ルエチル化し、0. 1M Tris−Cl( pH8. 0) 溶
液100μl にトリプシン(シグマ社製)0.5μg
を加え、室温で18時間反応させた後、反応産物をGF
A30ゲルろ過カラムで分離した。GFA30カラムク
ロマトグラフィーによる分離パターンを図4に示した。
図4に示されるように、3つのピーク(TG1、TG2
およびTG3)が得られた。これらのピークのうちTG
3産物を集め、V8プロテアーゼで消化した後、反応産
物をGFA30ゲルろ過カラムで分離した。その結果、
2つのピーク(VG1およびVG2)が得られた(図
5) 。別に、参考例1で得られたGIF400μg をダ
ルベッコ(Dulbecco)のリン酸緩衝食塩水100μl にト
リプシン(シグマ社製)0. 5μg を加え、以下は上記
と同様の方法により処理し、上記と同一の消化物を得
た。
【0017】実施例2 アミノ酸配列の分析 実施例1で得られた5種の分解産物(TG1,TG2,
TG3,VG1およびVG2)を各々分取し、ガスフェ
ースタンパクシークエンサー(モデル477A;アプラ
イドバイオシステムズ社製)にかけ、各ペプチドのアミ
ノ酸配列を決定した。その結果、各ペプチドは下記のア
ミノ酸配列を有することが分かった。 GIF: MDPETCPCPS GGSCTCADS
C KCEGCKCTSC KKSCCSCCPA E
CEKCAKDCV CKGGEAAEAE AEKCSCCQ (配列番号2) TG1: MDPETCPCPS GGSCTCADS
C KCEGCKCTSC KKSCCSCCPA E
CEKCAKDCV CKGGEAAEAE AEKCSCCQ (配列番号2) TG2: MDPETCPCPS GGSCTCADS
C KCEGCKCTSC KKSCCSCCPA E
CEKCAKDCV CKGGEAAEAE AEKCSCCQ (配列番号2) TG3: MDPETCPCPS GGSCTCADS
C KCEGCK (配列番号3) VG1: MDPETCPCPS GGSCTCADS
C KCEGCK (配列番号3) VG2: TCPCPSGGSC TCADSCKCE (配列番号1)
【0018】 実施例3 GIFのプロテアーゼによる消化 参考例1で得られたGIF200μg をダルベッコのリ
ン酸緩衝食塩水200mlに溶解し、トリプシン(シグマ
社製)13μg を加え、室温で18時間反応させた。反
応産物をGFA30ゲルろ過カラムで分離した。GFA
30カラムクロマトグラフィーによる分離パターンは図
4に示したと同じであり、3つのピーク(TG1、TG
2およびTG3)が得られた。これらのピークのうちT
G3産物を集め、V8プロテアーゼで消化した後、反応
産物をGFA30ゲルろ過カラムで分離した。その結
果、図5と同じ2つのピーク(VG1およびVG2)が
得られた。
【0019】実施例4 アミノ酸配列の分析 実施例1で得られた5種の分解産物(TG1,TG2,
TG3,VG1およびVG2)を各々常法にしたがって
臭化シアンで処理し、過ギ酸で酸化させた。N末端の配
列分析をPSQ−1タンパクシークエンサー(島津社
製)で行なった。アミノ酸組成は、6N 塩酸で加水分解
後、JLC−300アミノ酸アナライザー(JEOL社
製)で分析した。その結果、各ペプチドは前記配列番号
2および3と同じアミノ酸配列を有することがわかっ
た。
【0020】実施例5 神経栄養活性抑制活性の測定 新生児ラットの大脳皮質より調製した細胞1. 7×10
4 個を、ゼラチン−ポリオルニチンを塗布した6mmのマ
イクロプレートに撒き、アルツハイマー病脳抽出液を1
25μg/ml濃度に調製した水溶液100μl を含む無血
清培地MEMN2(イーグル基本培地にインシュリン、
トランスフェリン、プトレシン、プロゲステロン、亜セ
レン酸ナトリウムを添加)に実施例1で得られた各ペプ
チドを加えた中で、5%炭酸ガス培養槽中、37℃で5
日間培養した。パラホルムアルデヒドと90%メタノー
ル/5%酢酸溶液で固定した後、マイクロチューブル結
合タンパク2(MAP2;神経細胞により特異的に産生
されるタンパク質)抗体(アマーシャム社製)を使った
ELISAでMAP2量を定量した。一方、対照実験と
して、GIFを加えずアルツハイマー病脳抽出液のみを
加えて培養した時のMAP2量を定量し、MAP2量が
何%減少するかによって抑制活性を表わした。上記方法
を用いて、GIFペプチド(TG3およびVG2)の量
と抑制率との関係を測定した。結果を図6に示す。図6
において、●はGIFの、◆はTG3の、×はVG2の
結果をそれぞれ示す。図6に示すように、TG3および
VG2は神経栄養活性抑制活性を有することが判明し
た。
【0021】実施例6 以下の実験は、GIFをトリプシン消化して得られ、同
様の作用を有するTG3(GIF1−26)を用いて行
った。0.1N 塩酸で処理してTG3から金属類を除
き、0.01N 塩酸で平衡化したGFA−30カラムに
よるゲルろ過を行なってApoTG3を分離した。この
ApoTG3は、神経栄養活性抑制活性を有していた。
ApoTG3を2%β−メルカプトエタノールを含むP
BSに溶解し、次いでゲルろ過によってβ−メルカプト
エタノールを除いた。この産物、すなわちApoTG3
+MEは、神経栄養活性抑制活性を有していなかった。
結果を図7に示す。
【0022】この実験により、TG3、ApoTG3お
よびApoTG3+MEは同じアミノ配列を有するにも
かかわらず、TG3とApoTG3のみが神経栄養活性
抑制活性を有することが判明した。ApoTG3+ME
は、メルカプトエタノールで処理され、そのS−S結合
は、いったん切断された後、自己酸化によって再結合し
ている。メルカプトエタノール処理は、ApoTG3+
MEのタンパク質フォールディングパターンをTG3と
は異なるパターンに変化させる。これに対して、Apo
TG3のS−S結合は切断されず、このペプチドのタン
パク質フォールディングパターンは、S−金属結合があ
るTG3のタンパク質フォールディングパターンと変わ
っていないと思われる。
【0023】
【発明の効果】本発明のポリペプチドは、神経栄養活性
抑制物質としてアルツハイマー病の治療に用いることが
できる。これらの神経栄養活性抑制物質は、天然型物質
に比べて容易に、遺伝子組換え技術あるいは化学合成に
より製造することができる。また、本発明の物質の投与
はより容易である。すなわち、本発明のポリペプチド
は、水に易溶であり、製剤化し易く、生体において吸収
されやすい。特に、本発明のポリペプチドは、その分子
サイズからみて天然型物質に比べて脳関門を通過しやす
いと思われる。さらに本発明の物質の構造解析から、同
様の作用を有する化合物を合成するための原料として使
用することができる。
【0024】
【配列表】
配列番号:1 配列の長さ:19 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列: Thr Cys Pro Cys Pro Ser Gly Gly Ser Cys Thr Cys Ala Asp Ser Cys 1 5 10 15 Lys Cys Glu 19
【0025】配列番号:2 配列の長さ:68 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列: Met Asp Pro Glu Thr Cys Pro Cys Pro Ser Gly Gly Ser Cys Thr Cys 1 5 10 15 Ala Asp Ser Cys Lys Cys Glu Gly Cys Lys Cys Thr Ser Cys Lys Lys 20 25 30 Ser Cys Cys Ser Cys Cys Pro Ala Glu Cys Glu Lys Cys Ala Lys Asp 35 40 45 Cys Val Cys Lys Gly Gly Glu Ala Ala Glu Ala Glu Ala Glu Lys Cys 50 55 60 Ser Cys Cys Gln 65 68
【0026】配列番号:3 配列の長さ:26 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列: Met Asp Pro Glu Thr Cys Pro Cys Pro Ser Gly Gly Ser Cys Thr Cys 1 5 10 15 Ala Asp Ser Cys Lys Cys Glu Gly Cys Lys 20 25
【図面の簡単な説明】
【図1】正常ヒト大脳皮質をホモジナイズして限外ろ過
し、分子量10キロダルトン以上の画分のDEAE−セ
ファセルカラムにかけたクロマトグラム。
【図2】GIFの精製過程において、抑制活性を有する
フラクションをゲルろ過したクロマトグラム。
【図3】GIFをCl8逆相HPLCにかけたクロマト
グラム。
【図4】実施例1で得られた、酵素反応産物(トリプシ
ン消化物)のゲルろ過カラムクロマトグラフィーによる
分離パターン。
【図5】実施例1で得られた、酵素反応産物(V8プロ
テアーゼ消化物)のゲルろ過カラムクロマトグラフィー
によるパターン。
【図6】実施例3で得られた、GIFおよび本発明のポ
リペプチドの神経栄養活性抑制作用を示すグラフ。
【図7】実施例6で得られた、GIFおよび本発明のポ
リペプチドの神経栄養活性抑制作用を示すグラフ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式: Thr Cys Pro Cys Pro Ser Gly Gly Ser Cys Thr Cys Al
    a Asp Ser Cys Lys CysGlu で示されるアミノ酸配列を含む神経栄養活性抑制作用を
    有する非天然型ポリペプチド。
  2. 【請求項2】 式: Met Asp Pro Glu Thr Cys Pro Cys Pro Ser Gly Gly Ser Cys Thr Cys Ala Asp 1 5 10 15 Ser Cys Lys Cys Glu Gly Cys Lys 20 25 で示されるアミノ酸配列を含む神経栄養活性抑制作用を
    有する非天然型ポリペプチド。
  3. 【請求項3】 少なくとも1つのジスルフィド結合を有
    する、請求項1記載のポリペプチド。
  4. 【請求項4】 少なくとも1つのジスルフィド結合を有
    する、請求項2記載のポリペプチド。
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