【発明の詳細な説明】
関連出願へのクロスリファレンス
これは1989年3月6日出願のU、S、特許出願番号07/319゜212の
一部継属出願である1989年11月8日出願のU、 S、特許出願番号07/
434,748の一部継属出願である。
発明の分野
本発明は同起源インヒビターによる阻害に対して抵抗性であるキモトリプシン
スーパーファミリーのセリン プロテアーゼ変異株、及びそれをコードする遺伝
子に関する。本発明は又、本発明のセリン プロテアーゼ変異株を阻害するセリ
ン プロテアーゼ インヒビター変異株、及びそれをコードする遺伝子に関する
。セリン プロテアーゼ変異株、及びセリン プロテアーゼ インヒビター変異
株は、例えば薬剤として有用である。
セリン プロテアーゼ(E、 C,3,4,21)はペプチド結合分裂における
核試薬としてセリンを使用するエンドペプチダーゼのサブ−サブクラスである(
Barre t t、A、J、、於:Proteinase Inhibito
rs、出版 Barrett、A、J、等。
Elsevier、Amsterdam、3−22頁:及びHartley、B
、S、、Ann、Rev、Biochem7,29:45−72 (1960)
)。
セリン プロテアーゼは文献により周知であり、セリン プロテアーゼの2つの
スーパーファミリー、すなわちキモトリプシン スーパーファミリー、及びスト
レプトミセス ズブチリシン スーパーファミリーはこれまでに観察されていた
(Barrett、A、J、、於:Pr。
teinase Inhibitors、 出版 Barrett、A。
Jo等、Elsevier、Amsterdam、3−22頁(1986):及
びJ ame s、 M、 N、 G、、於:Proteolys 1sand
Physiological Regulation、出版Ribbons、
D、W、等、Academic Press、NewYork、125−142
頁(1976))。
キモトリプシン スーパーファミリーのセリン プロテアーゼの例には組織−型
プラスミノーゲン活性化因子(下文では“t−PA”)、トリプシン、トリプシ
ン一様プロテアーゼ、キモトリプシン、プラスミン、エラスターゼ、ウロキナー
ゼ(又は尿−型プラスミノーゲン活性化因子(下文ではu−PA”)、アクロシ
ン、活性化プロティンC,Clエステラーゼ、カテプシンG1チマーゼ、ならび
にカリクレイン、トロンビン及び因子VIIa、IXa、Xa、Xla及びXI
Iaを含む血液凝固カスケードのプロテアーゼが含まれる(Barrett、A
、J、。
於:Proteinase Inhibitors、出版 Barrett、A
、J、等、Elsevier、Amsterdam、3−22頁(1986);
Strassburger、W、等、FEBS Leo、、At1as of
Protein 5equence andl Re5earch Found
ation、5flver Spring、Maryland (1972);
及びRosenberg、R。
D、 等、Hos 、Prac、、21 二 131−137 (1986))
。
t−PA、プラスミン、u−PA、及び血液凝固カスケードのプロテアーゼを含
むキモトリプシン スーパーファミリーのセリン プロテアーゼのいくつかは巨
大分子であり、セリン プロテアーゼ触媒ドメインの他にその活性の調節に一部
関与する構造ドメインを含む(Barrett、 A、 J、 、於:Prot
einase Inhibitors。
出版 Barrett、A、J、等、Elsevier、Amsterdam、
3−22頁(1986);Gerard、R,D、等、Mol。
版 Blasi、F9等、John Wiley & 5ons、Ltd、、3
77−414頁(1986))。
キモトリプシン スーパーファミリーのすべてのセリン プロテアーゼの触媒ド
メインは配列相同性、及び構造相同性の両方を有する。配列相同性は以下:
(i)特徴的活性化部位残基(例えばトリプシンの場合Ser+ss。
HiSsy・及びAS+)102) :(11)オキシアニオン ホール(例え
ばトリプシンの場合GIYH3゜ASp+*4):及び
(iii)構造中にジスルフィド架橋を形成するシスティン残基の全部の保持を
含む(Har t ley、B、S、、Symp、S。
c、Gen、Microbioll、24:152−182(1974))。
構造相同性は以下:
(1)2個のブリーフ鍵構造から成る共通折りたたみ(Riehardson、
J、、Adv、Prot、Chem、、34; 157−339 (1981)
);
(i i)触媒残基の共通の配置;及び(iii)分子のコア中の構造の詳細な
保持(St roud、 R,M、。
Sc i、 Am、 、A31 二24−88 (1974))を含む。
キモトリプシン スーパーファミリーのメンバーの配列を比較すると触媒ドメイ
ン内のアミノ酸の挿入、又は欠失の存在が明らかになる(例えば図1を参照)。
すべての場合、これらの挿入又は欠失は折りたたまれた分子の表面にあり、従っ
て分子の基本的構造に影響しない(Strassburger、W、等、FEB
S Lett、、157:219−223 (1983)’)。
Il、セリン プロテアーゼ インヒビターセリン プロテアーゼ インヒビタ
ーは文献により周知であり、以下の科(ファミリー)に分けられる: (i)塩
基性プロテアーゼ インヒビターとしても知られる牛すい臓トリプシン インヒ
ビター(Kunitz)ファミリー(Ketcham、L、に、等、於:At
Iasof Protein 5equence and 5tructur旦
、出版 Dayhof f、M、0..131−143頁(1978)(下文で
は” BPTI” )、(i 1)Kaza Iファミリー、(iii)ストレ
プトミセス ズブチリシンインヒビターファミリー(下文では“SSビ)、(i
v)セルビン ファミリー、(V)大豆トリプシンインヒビター(Kun i
t z)ファミリー、(vi)ポテト インヒビターファミリー、及び(vii
)ポーマン−バーク ファミリー(Laskowski、M、等、Ann、Re
v、Biochem、、旦:593−626 (1980);Read、R,J
、等、於:Proteinase Inhibitors、出版 BBrret
t、A、J。
等、Elsevier、Amsterdam、301−336頁(1986);
及びLaskowski、M、等、Co1d SpringHarbor Sy
mp、Quant、旧o1.. LII:545−553 (1987))。
BPTI、Kazal、SSI、大豆トリプシン、及びポテト インヒビターフ
ァミリーのメンバーを含む多くの完全な形のインヒビター、及びセルピン アル
ファー1−アンチトリプシンの分裂形に関して結晶E15evi er、Ams
terdam、301−336頁(1986))。
これらのセリン プロテアーゼ インヒビターは大きさ及び配列が膨大なタンパ
ク質であるにもかかわらず、これまでに研究された完全な形のインヒビターはす
べて分子の表面から伸びる特徴的なループを共通して有しており、それは同起源
のセリン プロテアーゼの活性化部位に対する認識配列を含む(Levin、E
、G、等、Proc、Natl。
Acad、Sci、USA、80:6804−6808 (1983))。
異なるセリン プロテアーゼ インヒビターのループが構造的に類似しているこ
とは驚くべきことである(Papamokos、E、等。
J、M(旦、BioJ、、158:515 537(1982))、インヒビタ
ーのKaZa Iファミリー及びストレプトミセス ズブチリシン ファミリー
はいくらか構造及び配列に類似性があるが、一般に異なるファミリーのセリン
プロテアーゼ インヒビターは活性化部位ループ以外に構造的関連性はない。
セリン プロテアーゼ インヒビターの多くは広範囲の特異性を持ち、血液凝固
セリン プロテアーゼを含むプロテアーゼのキモトリプシンスーパーファミリー
、及びセリン プロテアーゼのストレプトミセスズブチリシン スーパーファミ
リーの両方を阻害することができる(Laskowsk i、M、等、Ann、
Rev、Biochem、。
↓旦・593−626 (1980))。各インヒビターの特異性はセリン プ
ロテアーゼによるインヒビターの潜在分裂の部位への直接のアミノ末端であるア
ミノ酸の同定によりまず決定すると思われる。P1部位残基として知られるこの
アミノ酸はセリン プロテアーゼの活性部位内のセリンとアシル結合を形成する
と思われる(Laskowski。
M9等、Δnn、Rev、Biochem、、49:593−626(1980
))。
A、BPTIファミリー
BPTIファミリーに属するセリン プロテアーゼ インヒビターには、BPT
I、ヘビ毒インヒビター、インターアルファ インヒビター、及びA4アミロイ
ド前駆体A4695が含まれる(Laskowski。
M9等、Ann、Rev、Biochem、、49:593−626(1980
);Read、R,J、等、於:ProteinaseInhibitors、
出版 Barret、A、J、等、Elsevier、Amsterdam、3
01−336頁(1986);及びPonte、P、等、Nature、3旦ユ
ニ525−527 (1988))。セリン プロテアーゼ、及びそれらと同起
源のBPTIファミリーインヒビターの例を下表■に挙げる。
表■
セリン プロテアーゼ 同起源BPTIインヒビターインターアルファ インヒ
ビター
Kazalファミリーに属するセリン プロテアーゼ インヒビターには、すい
臓分泌インヒビター、オボムコイド、及び精漿アクロシンBarrett、A、
J、等、Elsevier、Amsterdam、301−336頁(1986
);及びLaskowski、M、等。
ゼ、及びそれらと同起源のKazalファミリーインヒビターの例を下表IIに
挙げる。
表II
セリン プロテアーゼ 同起源Kazalインヒビターアクロシン オボムコイ
ド
精漿アクロシン インヒビター
C,ストレプトミセス ズブチリシン インヒビターストレプトミセス ズブチ
リシン インヒビター ファミリーに属するセリン プロテアーゼ インヒビタ
ーにはストレプトミセス アルボグリセオルスから得られるインヒビター、及び
プラスミノストレプチンゼ及びそれらと同起源のストレプトミセス ズブチリシ
ン クラスのインヒビターの例を下表IIIに挙げる。
表III
セリン プロテアーゼ 同起源SSIインヒビタープラスミン ブラスミノスト
レブチン
トリブシン プラスミノシトレプチン
D、セルピン ファミリー
セルビン ファミリーに属するセリン プロテアーゼ インヒビターにはプラス
ミノーゲン活性化因子インヒビターFAI−1,FAI−2及びPAI−3、C
lエステラーゼ インヒビター、アルファー2−アンチプラスミン、コントラブ
シン、アルファー1−アンチトリプシン、アンチトロンビン III、プロテア
ーゼ ネクシン 11アルファー1−アンチキモトリプシン、プロティンCイン
ヒビター、ヘパリン補因子 II、及び成長ホルモン調節タンパク質が含まれる
(Carrel。
セルビンによるセリン プロテアーゼの阻害はTravis、J、等。
1sevter、Amsterdam(1986)で調査されている。
セリン プロテアーゼ、及びそれらと同起源のセルビン インヒビターの例を下
表IVに挙げる。
Bat PA PAI−1,FAI−2,FAI−3C1エステラーゼ Clエ
ステラーゼ インヒビターカテプシン G アルファー1−アンチトリプシンア
ルファー1−アンチキモトリプシン
チマーゼ アルファー1−アンチキモトリプシンキモトリプシン アルファー1
−アンチキモトリプシンアルファー2−アンチプラスミン
エラスターゼ アルファー1−アンチトリプシンカリクレイン Clエステラー
ゼインヒビターアルファー1−アンチトリプシン
プラスミン アルファー2−アンチプラスミントロンビン アンチトロンビン
IIIヘパリン補因子 II
トリプシン一様プロテアーゼ プロテアーゼ ネクシン ■大豆から精製した大
豆トリプシン インヒビター ファミリーの唯一の例は配列が決定されている。
牛すい臓トリプシンとのその複合体が研究されている(Swe e t、 R,
M、等、Biochem、、13:4214−4228 (1974))。
F ポテト インヒビター ファミリーポテト インヒビター ファミリーに属
するセリン プロテアーゼインヒビターには、じゃがいも、大麦、及びひるから
のインヒビターがr、Amsterdam、301−336頁(1986))、
セリンプロテアーゼ、及びそれらのポテト インヒビターの例を下表Vに挙げる
。
表V
セリンプロテアーゼ ポテト インヒビターキモトリプシン 大麦キモトリプシ
ン インヒビターズブチリシン ノボ 大麦キモトリプシン インヒビターズブ
チリシン 力ルスベルグ ひる阻害剤 ニグリンG、ボーマンーバーク インヒ
ビター
ボーマン−バーク インヒビター ファミリーに属するセリン プロテアーゼ
インヒビターはマメからの相同タンパク質を含む(Laskowski、M、等
、Ann、Rev、Biochem、、49:593−626 (1980)’
I。セリン プロテアーゼ、及びそれらのボーマン−バーク インヒビターの例
を下表VIに挙げる。
表Vl
セリン プロテアーゼ ボーマン−バーク インヒビターボーマンン あおいま
めインヒビター IVエラスターゼ ガーデンビーンインヒビターキモトリプシ
ン アズキマメインヒビター III I 1.セリン プロテアーゼ−インヒ
ビター複合体すべてのファミリーからのセリン プロテアーゼ インヒビターは
それらと同起源のセリン プロテアーゼと安定な1:1複合体を形成する。
これらの複合体の解離は非常におそい(数時間から数日)(Lask。
Acad、Se i、USA、80 : 6804−6808 (1983))
。
セルピンを除くすべてのセリン プロテアーゼ インヒビターの場合、解離生成
物は完全な形の、及び分裂したインヒビター分子の混合物である。他方、セリン
プロテアーゼ−セルピン複合体は解離により分裂したインヒビター分子のみを
生ずるようなので、セルビンは他のセリンプロテアーゼ インヒビターと多少異
なる機構を使用すると思われる。
トリプシン−BPTI、キモトリプシン−オボムコイド インヒビター、キモト
リプシン−ポテト インヒビター、及びストレプトミセスズブチリシン−ストレ
プトミセス ズブチリシン インヒビターを含む数種のセリン プロテアーゼ−
インヒビター複合体に関する構造データが得られる(Read、R,J、等、
於:Proteinase 上旦hibitors、出版 Barrett、A
、J、等、Elsevier、Amsterdam、301−336頁(198
6))、これらの構造を調べると、インヒビターの膨大な配列にもかかわらず、
各阻害剤とその同起源のセリン プロテアーゼ間の特異的な相互作用において顕
著な類似性があることが明らかになる。本発明においてこの構造的類似性により
、結晶構造が得られない場合でもインヒビター及びそれと同起源のセリン プロ
テアーゼの間に起きるアミノ酸相互作用を予測することができるということを示
唆した。
上記の議論の通りインヒビターは活性中心を含み、それがセリン プロテアーゼ
の活性部位に対する拮抗基質となる。活性中心のP、−P、残基(例えばFAI
−1の場合A R03n6M e t 347)間のペプチド結合への攻撃によ
りセリン プロテアーゼからの生成物の正常で迅速な解離が起こらず、おそらく
プロテアーゼの活性部位のセリン及びインヒビターのP1残基の間の共有結合の
形成により安定なセリン プロテアーゼこの機構は、FAI−1などのインヒビ
ターの活性中心がセリン プロテアーゼの活性部位に緊密に、正確に適合しなけ
ればならないこを示す。
しかしこれまでFAI−1、それと同起源のセリン プロテアーゼ、を−PA、
又はt−PA/PAI−1複合体についてのX−線結晶学的データはない。従っ
てこのタンパク質の対の間の相互作用の正確な性質は未知である。他のセルビン
、又はセルビン−セリン プロテアーゼ複合体の構造についての情報も同様に不
足している。
IV、セリン プロテアーゼの利用
キモトリプシン スーパーファミリーの特に重要なセリン プロテアーゼはt−
PAである。セリンプロテアーゼのキモトリプシン ファミリーのほとんどのメ
ンバーは、チモーゲンの不活性な1本鎖前駆体として合成される。続いて特異的
ペプチド結合の分裂によりこれらの前駆体が完全に活性な2本鎖酵素に変換され
る。対照的にt−PAの1本鎖形態は有意な触媒活性を示し、そのプラスミノー
ゲンからのプラスミン生成のvl、8は2重鎖t−PAの場合よりわずか3−5
倍低いだけである(Boose、J、A、et al、Biochem、、28
:635−643 (1988);及びPeterson、L、C,et al
。
Biochem、Biophys、Acta、952:245−254(198
8))。
t−PAは直接作用して血栓(血餅)を溶解するわけではないが、心筋梗塞、肺
塞栓症、及び重症の静脈血栓の治療に、冠動脈内又は静脈内投与によって現在使
用されている。t−PAはプラスミノーゲンのArgss。及びVa l、□の
間のペプチド結合の分裂を促進しくRobbins、 K、 C等、J、Bio
1. Chem、、242 : 2333−2342 (1967)) 、そ
れにより不活性なチモーゲンを強力であるが非特異的なプロテアーゼ、プラスミ
ンに変換し、それが血餅のフィブリンの網目を分解する(Bachmann、F
、等、Sem1n、Thr。
29−1541 (1986))。
t−PAは必ずしも全身的にフィブリノーゲンを枯渇させることなく局部的なフ
ィブリン溶解現象を起こす。これはt−PAがフィブリンに直接結合しフィブリ
ン−t−PA複合体を形成することができ、そのプラスミノーゲンに対する親和
力が約500倍に増加するからである(Ranby、M、等、Biochem、
Biophys、Acta、ヱ旦このようにプラスミノーゲンも高濃度で存在す
る(Wiman、B、等。
Nature、272:549−550 (1978))冠動脈血栓に、静脈内
投与されたt−PAが結合すると血栓の部位でプラスミンが有効に製造され、そ
こで最高に働く。
現在、t−PAは最初にポーラスの形態で投与され、その後一定の注入を続ける
。3時間の標準の治療の間に投与される酵素の合計量は一般に約50−100m
gである。2つの理由でこのような大量を必要とすることが明白である:第1に
、肝細胞による循環からの急速なt−PAのクリアランスの効果を補うため(K
rause、J、、Fibrino Iys is、2 :133−142 (
1988)) 、及び第2に、血漿及び血小板中に存在する比較的高1度のセリ
ン プロテアーゼ インヒビターの影響を克服するため(Carre l 1.
R,W、等、於:2工oteinase Inhibitors、 出版 B
arrett、A。
Jl等、Elsevier、Amsterdam、頁403−420(1986
))。
t−PAの主な生理学的インヒビターはセルビン、FAI−1、約50kdの糖
タンパク質である(Pannekoek、H,等、EMBOJ、、5 :253
9−2544 (1986):Ginsberg、D。
等、J、Cl1n、Invest、、ヱ旦:1673−1680 (1980)
;及びCarre l 1.R,W 等、於:ProteinaseInhib
itors、出版 Barrett、A、J、等、Elsevier、Amst
erdam、頁403−420 (1986))。
PAI−1は心筋肉梗塞から生き残った人からの血漿のフィブリン溶解現象の能
力が減少している原因とされてきた(Hams t e n、 A、等。
N且異 旦旦工、主9M且旦9.旦1旦: 1557−1563(1985))
。さらにFAI−1は急性ファーゼのりアクタントであり、心筋梗塞に伴いその
量が増加することにより、治療のためのt−PAの注入後に血漿中に残った実質
的量のt−PAのフィブリン溶解現象活性が増幅される(Lucore、C,L
、等、C1rc、、ヱユ:660−669 (1988))。PAI−1とt−
PAの結合の2次速度定数は非常に高<(Hekman、C,等、Arch、B
iochem、Biop九ヱ互0.λ旦2 :199−210 (1988))
、人の血漿によるt−PAの最初の”急速相(fast−phase)”阻害
を説明しティる(Co 1ucc i、 M、等、J、Lab、CI in、M
ed、、108 : 53−59 (1986)’I。従ってインビボにおける
FAI−1によるt−PAの急速な中和は、急性心筋梗塞の治療をした10%か
ら35%の患者が冒される合併症である、血栓分解治療後の冠動脈レステノシス
ニ帰することができる(Chesebro、J、H,等、C1rc、。
76 :142−154 (1987))。
Clエステラーゼ インヒビター、及びアルファー2−アンチプラスミンなどの
他のセルピンとt−PAの結合定数はFAI−1の場合より低次数であるが(R
anby、M、等、Throm、Res、、2ユニ175−183 (1982
);及びHekman、C,等、Arch。
Biochem、Biophys、、2旦2 :199−210 (1988)
)、それにもかかわらずこれらのセルピンは注入されたt−PAと結合し、t−
PAの有利な薬理学的性質を増幅することができる。
t−PA及びPAI−1の他に多くのセリン プロテアーゼ−セルピンの対が医
学的に非常に重要である。例えばu−PAはt−PAと同様に心筋梗塞の治療に
有用であり、t−PAと同様のセリン プロテアーゼ インヒビターによる阻害
を受ける。
傷における血餅形成の促進に局所的に使用されるセリン プロテアーゼであるト
ロンビンはプロ凝固剤である。それと同起源のセルピンである、アンチトロンビ
ン IIIは、トロンビン、及び因子IXa、Xa。
Xla及びX1laを含む血液凝固カスケードに関与する多(のセリンプロテア
ーゼを特異的に阻害する凝固防止剤である(Heimburger、N、等、於
:Proceedings o工 工九旦 1ユ±H1等、Waiter de
Gruyter、New York、頁1−22 (1971);Kurac
hi、に、等、Biochem、。
ud、B、等、Sem1n、Thromb、Haemost、、35:295−
305 (1976))。アンチトロンビン IIIは播種住血管内血液凝固の
治療に使用されてきた。トロンビンによりプロティンCを活性化すると、活性化
プロティンCが凝固因子Va及びVI I Iaを不活性化し、それ自身はそれ
と同起源のセルピン、プロティンCインヒビターにより阻害されるので血液凝固
過程の自己制限が起こる。
子宮収縮を起こす、血管の浸透性を増す、及び血液凝固の内部経路を起こす機能
を持つカリクレインは、比較的重要なセルピンのひとつであるアルファー1−ア
ンチトリプシンにより阻害を受ける。
アルファー1−アンチトリプシンはトリプシンと同様に白血球エラスターゼ、及
びカテプシンも阻害する(Heimburger、N、等。
ter de Gruyter、New York、頁1−47 (1971)
:Janoff、A、、Δm、Rev、Re5p、Dis、。
Eur、J、Biochem、、36:473−481 (1973))。
アルファー1−アンチトリプシンの遺伝子欠失は直接気腫に関連しくCarre
l l、R,W 等、Trends Biochem。
ンチトリプンン置換が気腫の治療に使用されてきた(Marx、J。
L、、5cience、243:315−316 (1989))。
発明の要約
従って本発明の目的は、キモトリプシン スーツ(−ファミリーの野生型セリン
プロテアーゼ、特に野生型t−PAをタンパク質工学により改良し、必ずしも
池の有利な薬理学的性質を変えることなくその酵素有効性を増し、及び/又は必
要な投薬量を変えることである。
本発明のもうひとつの目的はキモトリプシン スーツく一ファミリーの改良セリ
ン プロテアーゼをコードする遺伝子の提供である。
本発明のさらに別の目的は特にセルピン ファミリーの野生型セリンプロテアー
ゼ インヒビター、特に野生型FAI−1を変え、それらの阻害有効性を増し、
及び/又はその投薬必要量を変え、本発明の変異セリン プロテアーゼを阻害す
ることができるようにすることである。
本発明のさらに別の目的は改良セリン プロテアーゼ インヒビターをコードす
る遺伝子を提供することである。
本発明のこれらの、及び他の目的は、同起源のインヒビターによる阻害に対して
抵抗性であるキモトリプシン スーツ(−ファミリーのセリンプロテアーゼ 変
異株:及びそれをコードする遺伝子:ならびにセリン プロテアーゼ インヒビ
ター抵抗性セリン プロテアーゼを阻害するセリン プロテアーゼ インヒビタ
ー 変異株:及びそれをコードする遺伝子により満たされ、これは下文に示す本
発明の詳細な説明により明らかとなるであろう。
図の簡単な説明
図1はキモトリプシン スーパーファミリーの種々のセリン プロテアーゼの配
列の比較を示す。配列は、保持されたアミノ酸の重複が示されるように並べた。
トリプシン上の数字はプロティン データ バンクのPDB3ptp、ent
エントリーで使用されている番号付による。
t−PA上の数字は成熟t−PA分子におけるアミノ酸による。
図2はセリン プロテアーゼ インヒビターのセルピン ファミリーの種々のメ
ンバーの配列の比較を示す。配列は保持されたアミノ酸の重複がわかるように並
べた。アルファー1−アンチトリプシン下の数字、及びPAI−1上の数字は成
熟分子におけるアミノ酸残基による。
図3は野生型t−PA、及び本発明のt−PAのセルピン−抵抗性変異株の変異
、及び発現に用いられたベクターの構築を図示したものである。
図4は野生型t−PA及びt−PAのセルピン−抵抗性変異株の活性の間接的色
素澱粉法における比較を示す。図4で■は野生型t−PAを示し、○はt PA
(R304−3)を示し、口はt −P A (R31+4→E)を示し、・
はt −P A (D e 12ee−so2)を示す。
図5は間接的色素澱粉法による野生型t−PA1及びt−PAのセルピン−抵抗
性変異株の活性に対するFAI−1の効果を示す。図5において、■は野生型t
−PAを示し、○はt−PA (Rs。4→S)を示し、口はt−PA (R3
04−E)を示し、・はt −P A (D e l 2ea−3oz)を示す
。
図6は間接的色素澱粉法による野生型t−PA、及びt−PAのセルビン−抵抗
性変異株の活性の比較を示す。図6において、口はt−PA(H2o 7 =
Y )を示し、・は野生型t−PAを示し、+はt−PA(K29^−E)を示
し、■はl−E重変異株t−PA (K、oa、 R298,R2G+1−E、
E、E)を示し、ムはt −P A (Rue→E)を示し、△はt−P A
(Rz*s= E )を示し、○はt−PA (Psoi→G)を示す。
図7は間接的色素澱粉法による野生型t−PA、及びt −P Aのセルビン−
抵抗性変異株の活性に対するFAI−1の効果を示す。図7において、口はt
PA(H2sy→Y)を示し、・は野生型t−PAを示し、+はt−PA二に2
G@→E)を示し、−はt−PA (Kzs+a、 Rzsa。
R19→E、E、E)を示し、ムはt−PA (Rzss→E)を示し、△はt
−PA (R18−E)を示し、Oはt−PA (P3゜1→G)を示す。
図8は野生型P A I−1、及び本発明のFAI−1の変異株の変異、及び発
現に使用したベクターの構築を図示したものである。
発明の詳細な説明
上記で議論した通り、本発明の上記の目的は、それらと同起源のインヒビターに
よる阻害に対して抵抗性を持つキモトリプシン スーツマーファミリーのセリン
プロテアーゼ変異株:及びそれをコードする遺伝子を用いたひとつの具体化に
より達成することができた。
本発明のもうひとつの具体化において、本発明のセリン プロテアーゼ インヒ
ビター−抵抗性セリン ブチアーゼを阻害するセリン プロテアーゼ インヒビ
ター変異株;及びそれをコードする遺伝子により上記の目的を達成した。
さらに別の具体化において、本発明のセリン プロテアーゼ インヒビター変異
株はキモトリプシン スーパーファミリーの野生型セリンプロテアーゼをも阻害
する。
エンドペプチダーゼのこのセリン プロテア−・ゼ サブ−サブクラスのメンバ
ーはすべて相同タンパク質であり、共通の作用機構を有するので、本発明におい
て使用するキモトリプシン スーパーファミリーの特定のセリン プロテアーゼ
はここで重要ではない。そのようなキモトリプシン スーパーファミリーのセリ
ン プロテアーゼの特別な例には上記で上げたセリン プロテアーゼ、すなわち
t−PA、)リプシン、トリプシン一様プロテアーゼ、キモトリプシン、プラス
ミン、エラスターゼ、u−PA、アクロシン、活性化プロティンC,Clエステ
ラーゼ、カテプシンG1チマーゼ、及びカリクレイン、トロンビン、及び因子V
I Ia、IXa、Xa、XIa、ならびにX11aを含む血液凝固カスケード
のプロテアーゼが含まれる。本発明で用いるキモトリブソンスーパーファミリー
の好ましいセリン プロテアーゼはt−PAである。
キモトリプシン スーパーファミリーの変異セリン プロテアーゼが阻害に対し
て抵抗性を示す特定のセリン プロテアーゼ インヒビターは本発明において重
要ではない。そのようなインヒビタターの例にはBPTIファミリー、Kaza
lファミリー、SS■ファミリー、セルビン ファミリー、大豆トリプシン イ
ンヒビター(Kun i t z)ファミリー、ポテト インヒビター ファミ
リー、及びボーマン−バーク ファミリーのメンバーが含まれる。
キモトリプシン スーパーファミリーの変異セリン プロテアーゼが阻害に対し
て抵抗性を示す特定のBPTIインヒビターは本発明において重要ではない。そ
のようなりPTIインヒビターの例にはBPTI、ヘビ毒インヒビター、インタ
ーアルファ インヒビター、及びA4アミロイド前駆体A4695が含まれる。
キモトリプシン スーパーファミリーの変異セリン プロテアーゼが阻害に対し
て抵抗性を示す特定のKazalインヒビターは本発明において重要ではない、
3そのようなKazalインヒビターの例にはすい臓分泌インヒビター、オボム
コイド、及び精漿アクロシン インヒビターが含まれる。
キモトリプシン スーパーファミリーの変異セリン プロテアーゼが阻害に対し
て抵抗性を示す特定のセルビン インヒビターは本発明において重要ではない。
そのようなセルビン インヒビターの例にはPAI−1、FAI−2,FAI−
3,Clエステラーゼ インヒビター(Clirlh)、プロティンCインヒビ
ター(PCinh)、ヘパリン 補因子 II(HCII)、アルファー2−ア
ンチプラスミン(A2AP)、アンチトロンビン III(ATIII)、アル
ファー1−アンチトリブシン(AIAT)、プロテアーゼ ネクシン I(Ne
x−1)、コントラブシン(Cntrps)、成長ホルモン調節タンパク質(G
HRP) 、及びアルファー1−アンチキモトリプシン(AChym)が含まれ
る。キモトリプシン ファミリーのセリン プロテアーゼが阻害に対して抵抗性
を示す好ましいセルビンはFAI−1である。
本発明のキモトリプシン スーパーファミリーのセリン プロテアーゼ インヒ
ビター−抵抗性セリン ブロアテアーゼを阻害することができる変異セリン プ
ロテアーゼ インヒビターをそれから誘導することができる特定のセリン プロ
テアーゼ インヒビターは、本発明において重要ではない。そのようなセリン
プロテアーゼ インヒビターの例にはBPTI、Kaza 1、SSI、Kun
i tz1ポテト インヒビター、ポーマン−バーク インヒビター、及びセ
ルビン ファミリーのメンバーが含まれ、FAI−1、FAI−2、FAI−3
、Clエステラーゼ インヒビター、プロティンCインヒビター、ヘパリン 補
因子 II、アルファー2−アンチプラスミン、アンチトロンビン III、ア
ルファー1−アンチトリプシン、プロテアーゼ ネクシン I、コントラブシン
、成長ホルモン調節タンパク質、及びアルファー1−アンチキモトリプシンなど
のセルビン ファミリーのセリン プロテアーゼインヒビターが好ましい。キモ
トリプシン スーパーファミリーのセリン プロテアーゼ インヒビター−抵抗
性セリン プロテアーゼを阻害する好ましい変異セルビンはFAI−1である。
すべての周知のセリン プロテアーゼ インヒビターはその活性中心ループにお
いて構造的に相同であり、それらと同起源のセリン プロテアーゼと類似の相互
作用を行う(Read、 R,J、等、於:Proteinase Inhib
itors、出版 Barrett、A、J。
等、Elsevier、Amsterdam、頁301−336 (1986)
)。セリン プロテアーゼ、及びセリン プロテアーゼ インヒビターの間の構
造における対応はこれまでに研究されたことのない複合体のモデルの構築に利用
することができる。
t−PAl及び他のセリン プロテアーゼの触媒ドメインの間の構造的相同性が
高いので(B I unde I l、 T、等、Nature、32旦: 3
47−352 (1987)) 、本発明においてトリプシン、及びBPTI間
の複合体の周知の構造(Huber、R,等、J、 Mol。
Btol、、89ニア3−101 (1974):及びBode、W、等。
於:Proteolysis and PhysiologicalRegul
ation、Academic Press、New Y。
rk、頁43−76 (1976))がt−PA及びPAI−1の間の相互作用
のモデルとなり得ると仮定した。主な認識部位のアミノ酸以外にBPTIと直接
接触するトリプシンのアミノ酸はポリペプチド鎖の2つの別の領域に位置する(
残基37−41、及び210−213)(図1参照)。
アミノ酸残基z+4sWGsz+tの周囲の領域はキモトリプシン スーパーフ
ァミリーのすべてのメンバーの間に高度に保持されている。反対にアミノ酸残基
s s N S G Y HF 4+の周囲の領域は比較的変化し易(、インヒ
ビターと相互作用を行う表面の部分を形成する。図1に示される通りこの領域の
t−PAのアミノ酸配列は2つの大きな点でトリプシンのアミノ酸配列と異なる
。第1にトリプシンのTy r (Y3s)残基がt−pAにおいてはArgC
Rs。4)で置換されている。t−PA及びFAI−1の開の相互作用がトリプ
シン及びBPTIの間の相互作用を模倣しているという仮定に基づくモデリング
はt−PAのR、、、がPAI−1のGlu(E3s。)残基と塩橋を形成する
ことを示唆する。このFAI−1のGlu残基の位置は、トリプシンのY2Oと
ファン デル ワールス結合を形成するBPTIの119に対応する(下表VI
I)(Hube r。
R1等、J、Mo1.Biol、、89 ニア:3−101 (1974));
及びBode、W、等、於:Proteolysis and Physiol
ogical Regulation、AcademicPress、New
York、頁43−76 (1976)) 。従ってFAI−1のE 350は
t−PAのR304とイオン対を形成すると思われる。
表Vll
第2にt−PAは、t−PA (Rso4)及びPAI 1 (Esso)の間
の接点と思われる位置に隣接して位置する余分な7個のアミノ酸(usKHRR
5P03G!、図1を参照)を有する。これらの7個のアミノ酸の中の4個は正
に帯電しており、FAI−1(ss。E E I I MD、、5)の相補的領
域と思われる領域は3個の負に帯電した残基を含む。本発明においては、これら
の領域間の静電的相互作用がt−PA及びPAI−1の間の複合体の形成、及び
安定化に重要な役割を果たし得ると思われた。
逆にt−PAがその基質である、同領域に負に帯電した残基を持たないプラスミ
ノーゲン(PLG)と相互作用を行う場合はこのような相互作用が起こり得ない
(上記表VIIを参照)。
図1に示すようなキモトリプシン スーパーファミリーの種々のセリン プロテ
アーゼの配列の比較は、キモトリプシン スーパーファミリーの種々のセリン
プロテアーゼの1種類又はそれ以上の変異を設計してそれらと同起源の野生型イ
ンヒビターによる阻害に対して抵抗性とするための指針として使用することがで
きる。t−PAと同様に図1に示すキモトリプシン スーパーファミリーの他の
セリン プロテアーゼは、重要な結合残基(トリプシンのY3s) 、及び結合
残基に隣接して位置する種々の大きさの挿入残基を含む点でトリプシンと異なる
。従って変異の候補の例には以下が含まれる:
(1)他のセリン プロテアーゼにおいてトリプシンのT y r (Y2O)
(BPTIの1ie(I+9)と結合し、従って2個のタンパク質問の相互作用
において重要な役割を果たす残基)の位!に対応する位置を占めるアミノ酸残基
。例えばプラスミンにおいて、Me t (M)残基はトリプシンのY2Oに対
応する位置を占める。このMet残基を電荷、又は大きさなどの性質の異なる他
のアミノ酸(例えばGlu(E))に変異させると、プラスミンのアンチプラス
ミンによる不活性化に対する感受性がな(なるか、又は減少することが期待され
るが、使用する特定の置換アミノ酸は本発明において重要でない。同様にトロン
ビンのGin(Q)残基(トリプシンのY2Oに対応する位置を占める)を電荷
、又は大きさなどの性質が異なる別のアミノ酸(例えばAsp (D) )に変
異させると、トロンビンのアンチトロンビン IIIによる不活性化に対する感
受性がなくなる、又は減少することが期待されるが、使用する特定の置換アミノ
酸は本発明において重要でない:及び(ii))リブシンには存在せず、分子の
表面の小さい挿入として活性部位の近辺に位置するキモトリプシン スーパーフ
ァミリーの他のセリン プロテアーゼの残基(図1を参照)。例えばプラスミン
は結合残基に隣接してt−PAの。98KHRR5PG302により占められて
いる位置に対応する位置に、2個のアミノ酸(RF)の挿入を含む。これらの2
個のアミノ酸のどちらか、又は両方の欠失、又は置換、あるいは少量の別のアミ
ノ酸の挿入による変異により、必ずしもセリン プロテアーゼの触媒部位に影響
することなくインヒビターとの相互作用を失わせる、又は減少させることが期待
される。もうひとつの例として、u −P 、Aは結合残基に隣接してt−PA
のzssKHRR5PG、。2により占められている位置に対応する位置に6個
のアミノ酸(RHRGGS)の挿入を含む。これらの6個の残基の変異、又は欠
失は変異t −P A (D e l 2118−8゜2)の場合に観察される
相互作用と類似の方法によるセリン プロテアーゼ インヒビターとの相互作用
が減少する、又はなくなることが期待される。
同様に、セリン プロテアーゼ インヒビターの活性中心内の領域は非常に変化
し易く、セリン プロテアーゼと相互作用を行う表面の部分を形成する。図2に
示すようなセルピン ファミリーの種々のセリンプロテアーゼ インヒビターの
配列の比較は種々のセリン プロテアーゼ インヒビターにおいて、特にセリン
プロテアーゼ インヒビターのセルピン ファミリーのメンバーに、本発明の
キモトリプシン スーパーファミリーのセリン プロテアーゼ インヒビター−
抵抗性セリンプロテアーゼを有効に阻害することができるような1種類かそれ以
上の変異を起こす設計の指針として利用することができる。FAI−1と同様に
図2に示した他のセルピン ファミリーのメンバーは、重要な結合アミノ酸残基
(FAI−1のEss。)における配列が異なり、結合残基に隣接した位置に種
々の大きさの挿入を含む(下表VIIIを参照)。
344 Pi−PL’ 358
hPAI−I SA−RMAPEE−−−−−IIMDRPFrPAT−I S
A−RMAPTE−−−−−MVLDR3FhPAI−2TG−RTGHGG−
−−PQFVADHPFhAIAT 11”MSIPPE−−−−−−VKFN
KPFb A IAT I P −MS I PPE−−〜−−−VKFNKP
Fwr A IAT VP−YSMPP I −−−一一−LRFDHPFrG
HRP L =−−KSLPQTI −−PLLNFNRPFh AChym
TL−LSALVETRTI−VRFNRPFm Cntrps GIRKAI
LPA−−−−−VHFNRPFhATIiI AG−R8LNPN−−RV
TFKANRPFh HCI I MP−LSTQVR−−−−−FTVDRP
FbA2APS−−R〜l5LSS−−−−〜FSVNRPFh C11nh
AA−RTLLV−−−−−−FEVQQPFh PCinh TF−R8AR
LN−−3QRLVFNRPFr Nex−I A−−R3SPPW−−−−−
F IVDRPF(h=ヒト:r;ラット、b−ひひ;およびm−マウス)従っ
て変異の候補の例には以下が含まれる:(i)他のセリン プロテアーゼ ・イ
ンヒビターにおいて、PAI−1のGlu (E3so) (t PAのA r
g (R8oa)と結合し、従って2個のタンパク質の相互作用において重要
な役割を果たす残基)の位置に対応する位置(P4°)を占めるアミノ酸残基。
本発明においては、を−f)AにおけるR5゜、−4E変異の構築によりこわれ
た静電的相互作用を復活させるためニFAI−1(E3so)のGlu残基をA
rg(R)に変異させた。このセルビンにおける特異的な変異は、セリン プロ
テアーゼに導入され野生型セルビンによる阻害に対する抵抗性を与えた変異と相
補的であるように構築された。セルビンにおけるこの相補的E35゜→R変異は
セルビンに本発明のキモトリプシン スーパーファミリーのセリン プロテアー
ゼ インヒビター−抵抗性セリン プロテアーゼを阻害する能力を与えるために
特別に選んだ:しかし使用した特定の置換アミノ酸は本発明に対して重要ではな
い。例えばトリプシンのY39に対応するプラスミンのMet(M)残基(図1
参照)を電荷又は大きさなどの性質の異なる別のアミノ酸(上記の例のようにG
lu(E))に変え、変異プラスミンが野生型アルファー2−アンチプラスミン
による阻害に対する感受性の減少を示した場合、アルファー2−アンチプラスミ
ンのP4° 5er(S)残基を、プラスミンにおいて代わったGlu残基と相
互作用のできる他のアミノ酸(例えばArg(R))に変異させると、変異アル
ファー2−アンチプラスミンによる不活性化に対する変異プラスミンの感受性が
復活することが期待される。同様にトロンビンの変異に関する上記の例のように
トロンビンのGin(Q)残基Asp(D)l::変えた場合、アンチトロンビ
ニ/ IIIのP6’ Arg (R)残基をGlu(E)に変異させると変異
アンチトロンビン IIIによる阻害に対する野生型インヒビター−抵抗性トロ
ンビンの感受性が復活することが期待される:
(i i)同種のセリン プロテアーゼとの相互作用表面を形成する、種々のフ
ァミリーのセリン プロテアーゼ インヒビターの他のメンバーの活性中心内の
余分な残基。セリン プロテアーゼ インヒビターのセルビン ファミリーに関
してこれらの残基を上記の表VIIIに示す。
例えばアルファー2−アンチプラスミンは活性中心のFAI−1の54aA P
E E I I MD3ssニ対応する位t、:配列s L S S F S
VNヲ含ム。
これらの8個のアミノ酸のいずれかの置換により、又は少量の別のアミノ酸の挿
入により変異を起こすと、これらの置換又は挿入が電荷、太きさ、あるいは嫌水
性などの性質において、セリン プロテアーゼに導入されて最初に野生型セルビ
ンに対する抵抗性を与えたアミノ酸残基と相補的であればセリン プロテアーゼ
との相互作用を復活することが期待される。
他の多くのセリン プロテアーゼと異なり、t −P Aは不活性前駆体又はチ
モーゲンとして細胞から分泌されない。1重鎖t−PAと対照的に、キモトリプ
シノーゲンなどの真のチモーゲンは完全に蛋白質分解活性がなく、その同起源イ
ンヒビターに対する反応性が減少している。これは、基質−結合ポケットが正し
く形成されていないか(キモトリブシ7−374 (1979))ためである。
構造が既知のすべてのチモーゲンにおいて、A S 91g 4の側鎖はHis
、。と決定的な極性相互作用を形成する(トリプシン番号系)。このため側鎖が
埋没し、Gl)’u、及び5ere、5の主鎖アミド基による正しいオキシアニ
オンホールの形成が妨害される。活性化するとA s p ((H及びHis4
゜の側鎖間の相互作用がAsp残基のCOO−基及びIlelgの活性化分裂に
より形成された遊離のN82基の間の強い極性結合に置換される。新規の静電的
結合が最初のHis<。−ASI)+sn結合を破壊し、その結果機能性オキシ
アニオンホールが形成される。Asp−11e極性結合はt−PAの2本鎖形態
にほとんど確実に存在する。しかし酵素の1本鎖形態では、Asp残基の帯電し
た側鎖は、明らかに決定的なHis残基(t−PAにおける位置305)がPh
eに置換されているために、触媒的−活性配置をとるとは限らない。P h e
sosがHisにより置換される特定部位の突然変異誘発、従って“チモーゲ
ン一様”性質を示すt−PAを生産する突然変異が本発明において仮定された。
“チモーゲン一様”性質を有するt−PAを生産する突然変異のための他の候補
には、位置305における他の塩基性アミノ酸の使用が含まれる。
本文で用いる“チモーゲン一様”性質は、酵素の1本鎖形態により基質及び同起
源インヒビターの両方に対する反応性が減少するが、酵素の2本鎖形態により正
常な反応性を示すことを意味する。この仮定に基づき、変異酵素t −PA (
F、。5→H)を本発明で構築し、この酵素の1本鎖形態とその同起源インヒビ
ター、FAI−1との相互作用を下記の実施例1で調べた。
さらに本発明で、t −P A (F 305−H)のAlazs2の5er(
S)への突然変異がこの変異酵素の“チモーゲン一様″性質を増大させることを
仮定する。t−PAのA 1 a 212はキモトリプシノーゲン及びトリプシ
ノーゲンにおけるS32の相同染色体(homolog)である。これらの2種
類のチモーゲンにおいてS32はH40と水素結合を形成する。
従って本発明の場合、S3□及びH40の間の相互作用が、Asp、、4との最
適交互作用のための立体配置においてH40の側鎖を安定化すると思われる。
本発明の変異セリン プロテアーゼ及び変異セリン プロテアーゼインヒビター
は、点変異株、欠失変異株、付加変異株又は3種類の変異の組み合わせを含む変
異株であることができる。
本発明の変異セリン プロテアーゼ、及び変異セリン プロテアーゼインヒビタ
ーは、例えばオリゴヌクレオチド−媒介突然変異誘発などの周知の方法により製
造することができる(Zo I 1 e r、 M、等。
(1985);及びKunkel、T、等、Current Protocol
s in Mo1ecular Biology、GreenPublishi
ng As5ociates & WileyInterscience、Ne
w York (1987))oしかしセリン プロテアーゼ、又はセリン プ
ロテアーゼ インヒビターに変異を起こす正確な方法は本発明にとって重要では
ない。
本発明の変異セリン プロテアーゼは、Lottenberg、R。
等、Meth、Enzymol、、80:341−361 (1981)に記載
の方法などの周知のアッセイを用いて所望の性質、すなわちセリン プロテアー
ゼ活性、及び同起源のインヒビターによる阻害に対する抵抗性を持つセリン プ
ロテアーゼに関してスクリーニングを行うことができる。
本発明の変異セリン プロテアーゼ インヒビターは、Lottenberg、
R,等、Me th、Enzymo 1..80 : 341−361(198
1);Holmes、W、E、等、Bi lchem、、26:5133−51
40 (1987);及びHekman、C,M、等。
Arch、Biochem、Bi 1phys、、262:199−210 (
1988)に記載の方法などの周知のアッセイを用いて所望の性質、すなわち本
発明のセリン プロテアーゼ インヒビター−抵抗性セリンプロテアーゼに対す
るセリン プロテアーゼ インヒビター活性を有するセリン プロテアーゼ イ
ンヒビターに関してスクリーニングを行うことができる。
本文に記載する研究は、セリン プロテアーゼ インヒビターを突然変異誘発に
より修正し、キモトリプシン スーパーファミリーのセリンプロテアーゼ、及び
それと同起源のインヒビターの間の相互作用を減少させる、又はなくすことが可
能であることを初めて示すものである。
これにより変異セリン プロテアーゼは同起源のインヒビターの存在下で野生型
の酵素より酵素活性が多く残り、残留活性の量はそれと同起源のインヒビターと
の相互作用が阻害される程度に依存している。そのような変異セリン プロテア
ーゼの投与は多種類の臨床的、及び商業的用途において有益であると思われる。
例えば活性化プロティンCの変異型は、血液の凝固を阻害するのが有利である場
合有用であると思われ、本文の実施例1に記載のt−PAの変異型が、フィブリ
ン溶解現象を延長する必要がある場合に血栓性の異常のある患者の循環における
t−PAの有効寿命を延ばすのに有用であると思われるのとちょうど同じである
。
本文に記載した研究は又、セリン プロテアーゼ インヒビターを突然変異誘発
により修正し、セリン プロテアーゼ インヒビターの構造を適切に変化させる
ことにより、キモトリプシン スーパーファミリーのセリン プロテアーゼ イ
ンヒビター−抵抗性変異セリン プロテアーゼ、及びそれと同起源のセリン プ
ロテアーゼ インヒビター間の相互作用を機能的に復活させることが可能である
ことを初めて示すものである。これにより同起源の野生型セリン プロテアーゼ
インヒビターが存在する場合より急速に変異セリン プロテアーゼを不活性化
することができ、阻害の速度は変異セリン プロテアーゼとの相互作用が復活し
た程度に依存する。このような変異セリン プロテアーゼ インヒビターの投与
は、多種の臨床的及び商業的用途においてセリン プロテアーゼ インヒビター
−抵抗性セリン プロテアーゼの活性を制限するのに有益であると思われる。例
えばプロティンCインヒビターの変異型は、活性化プロティンCの変異型の存在
下で血液の凝固を促進するのが有利であるような場合に有用であると思われる。
同様にFAI−1の変異型は、侵入的な方法が必要な場合に、血栓性異常の治療
をした患者の循環においてセリン プロテアーゼ インヒビター−抵抗性t−P
A。
例えばt PA (R3o4=E)の有効寿命を短縮するのに有用であると思わ
れる。従ってこのような変異セリン プロテアーゼ インヒビターはセリン プ
ロテアーゼ インヒビター−抵抗性セリン プロテアーゼの解毒薬として使用す
ることができる。
1本鎖形態のt−PAの酵素活性はおそらく、薬剤を与えられている多(の患者
の場合の循環フィブリノ−ケンの存在量の30−50%の減少(Collen、
D、 et al、 C1rc、 、 73:511−517 (1986)
;及びRao、 A、 K、et al、J、Δm、旦立±1、Cardiol
、、11:1−11 (1988))、及びおそらく非常に少数で起こる出血性
合併症の一因である。従って本発明において、1本鎖形態でその触媒活性が非常
に低下しているt−PAの変異株を形成することにより、これらの問題を軽減す
る可能性を探査する。さらにこれらのt−PAの変異株は、1本鎖形態で同起源
インヒビターに対して反応性の低下を示すことが本発明で示された。しかし本発
明の場合それらの変異株は血栓のフィブリン網目に付着すると、患者自身のt−
PAにより局部的に生成されるプラスミンにより切断され、完全な触媒活性を示
すと予言される。
臨床的用途において投与するべき本発明の変異セリン プロテアーゼの量は使用
する特定の変異セリン プロテアーゼ、所望するセリンプロテアーゼの治療効果
、及び性別、年令、体重、ならびにプロテアーゼを投与する患者の生理学的条件
などの因子に依存するであろう。変異セリン プロテアーゼの使用量は日常的実
験により決定することができる。
臨床的用途において投与するべき本発明の変異セリン プロテアーゼインヒビタ
ーの量は使用する特定の変異セリン プロテアーゼ インヒビター、所望するセ
リン プロテアーゼ インヒビターの治療効果、及び性別、年令、体重、ならび
にセリン プロテアーゼ インヒビターを投与する患者の生理学的条件などの因
子に依存するであろう。変異セリン プロテアーゼ インヒビターの使用量は日
常的実験により決定することができる。
本発明の変異t−PAは適したインビトロ、及びインビボ モデルにおける試験
、ならびに臨床試験により決定した通りに投与しなければならない。必要な投薬
量は野生型t−PAの場合の必要量の10−1000分の1となるであろうと思
われる。 ゛本発明の変異PAI−1も適したインビトロ、及びインビボ モデ
ルにおける試験、ならびに臨床試験により決定した通りに投与しなければならな
い。必要な投薬量は変異t−PAの場合に必要な量と大体同じであろうと思われ
る。
本発明の変異セリン プロテアーゼは文献により周知のいずれの製薬上許容でき
るキャリヤー、又は希釈剤、例えば生理食塩溶液と共にでも投与することができ
る(Lucore、C,L、等、C4rc6,77:660−669 (198
8);及びChesebro、J、H,等。
Cir馴 、76 :142−154 (1987))。
本発明の変異セリン プロテアーゼ インヒビターは文献により周知のいずれの
製薬上許容できるキャリヤー、又は希釈剤、例えば生理食塩溶液と共にでも投与
することができる(Lucore、C,L、等。
C1rc、、77:660−669 (1988);及びChesebro、J
、 H,等、C1re、、ヱ6 : 142−154 (1,987))。
本発明の変異セリン プロテアーゼの特定の投与形態はその特定の用途に依存す
る。そのような投与形態の例には、静脈内又は腹腔内注射、冠動脈的注入、局所
的適用、及びエーロゾル吸入が含まれる。
本発明の変異セリン プロテアーゼ インヒビターの特定の投与形態はその特定
の用途に依存する。そのような投与形態の例には、静脈内又は腹腔内注射、冠動
脈的注入、局所的適用、及びエーロゾル吸入が含まれる。
以下の実施例は説明のみを目的としており、本発明の範囲をどのようにも制限す
るものではない。
実施例1
t−PA変異株
本実施例に記載する方法はセリン プロテアーゼとしてt−PAを使用し、同起
源のセリン プロテアーゼ インヒビターとしてPAI−1を使用する場合を対
象とするが、上記のようなキモトリプシン スーパーファミリーの他のセリン
プロテアーゼ、及び上記のようなそれと同起源のインヒビターも本発明の精神と
範囲から逸脱することなく本文に記載の方法により容易に使用することができる
。
t−PAの残基A r g 364及び(2116KHRR8PG302)がP
AI−1と相互作用をするという仮定を試験するため、オリゴヌクレオチド−媒
介突然変異誘発を用いて下表IXに示すt−PAの3種類の変異型を製造した。
表IX
野生型t−PA FAKHRR3PGERFLCt−PA (Arg3o4−8
) FAKHRR8PGESFLCt−PA(Arg3o4−E) FAKHR
R3PGEEFLCt−PA (De Leg−sow) FA、、、、、、、
ERFLC変異t −P A (D e l 2Q6−3゜2)は上記で議論し
た、トリプシンには存在しない7個のアミノ酸挿入を含まず、同起源のセリン
プロテアーゼ インヒビター、FAI−1と相互作用する部分のt−PA配列を
完全に除去して構築した。変異株t −P A (R3゜4→S)及びt−PA
(R304−E)はArg304がそれぞれSet及びGluに置換されており
、正に帯電したArg残基を選択的に変え、それと同起源のセリンプロテアーゼ
インヒビター、FAI−1との相互作用を除去するように選んだ。R2O3に
対して、電荷対相互作用の欠落のために同起源のセリン プロテアーゼ インヒ
ビターに対する感受性の減少したt −PAを与える種々の他の置換を行うこと
ができる。例えばループ中の正に帯電した残基(残基296−302)を負に帯
電した、又は中性のアミノ酸に変える点変異は、t−PA及びPAI−1の間の
相互作用を妨げる、減少させる、又は不安定化すると予測される。R3゜1をG
ly(G)以外の他のアミノ酸で置換することにより類似の結果を得ることがで
きる。
さらに残基304と305の間、又は残基296と305の間のどこかに、PA
N−1の残基と全く相互作用しない約1−6個のアミノ酸の系列を挿入するよう
に挿入変異を行うことができる。異なる置換、及び/又は置換、挿入及び欠失の
組み合わせは、t−PAとFAI−1の相互作用に異なる程度で影響し、それに
よって特定の用途、又は臨床的条件に適する性質を持った種々のt−PAを製造
することができるであろう。
B、t−PAのオリゴヌクレオチド−媒介突然変異誘発t−PAのオリゴヌクレ
オチド−媒介突然変異誘発は基本的にZolBiology、Green Pu
blishing As5ociates & Wiley Intersci
ence、New York(1987)による修正により行った。
第1に、ヒトのt−PA全全長コードするcDNAをクローニングした複写を含
むプラスミドpSVT7 (Rヒ)/1−PAを、Sambrook、 J、等
、Mo1. Biol、Med、、3:459−481(1986)に従って用
意した。pSVT7 (R1→/l−P、AはpSVT7の誘導体である(B
i r d、P、 M、等、J、Ce1l Bi旦±、、1旦5:2905−2
914 (1987))(図3を参照)。
pSVT7はpKC3から構築した。pKC3は、AvaI部位からEcoRI
部位までのpBR322−誘導配列(これは複製の源、及びβ−ラクタマーゼ遺
伝子を含む)がpUC8(Mess ing、J、。
Meth、Enzymol、、1旦↓:20−78 (1983))の配旦8、
旦:606−614 (1984))の誘導体である。さらに独特のHindl
11部位にポリ1月カーが挿入されており、5V4QオリジンのPvu11部位
上流がClal部位に変換されている。ベクターpSVT7はバクテリオファー
ジ T7 RNA ポリメラーゼ特異性プロモーターを含む20個の塩基対フラ
グメント(Pharmacia Fine Chemicals、Piscat
away、NJ)をpKC3の独特の5tu1部位に挿入することによって得た
。この5tiI部位は5V4Qの初期領域から誘導した配列内のSV40配列の
ヌクレオチド519oの位置、初期転写の開始点から下流約30塩基対にある(
Tooze、J、等、DNA Tumor Viruses。
Co1d Spring Harbor Press、頁813(1981))
。
その後E、coli DNAポリメラーゼのフレノウフラグメントを用いてくぼ
んだ3′ −末端を満たすことにより単一のEcoRI部位をpSVT7から除
去した。得られた発現ベクターをpSVT7 (R1→と称する(図3を参照)
。
次に野生型t−PAをコードするcDNAをプラスミドpL611がら切り出し
くSambrook、J、等、Mo上、Biol、Med、。
3:459−481(1986);Genetics In5titut e、
Bo s t on、 MAから提供) 、pSVT7 (Rヒ)に挿入した。
pL611はt−PAのAUG開始コドンからすぐ上流にNcol及びBamH
Iの切断部位を導入する合成オリゴヌクレオチドを含む。
t−PA cDNAの3゛非111N配列内の、TGA終結コドンの下流約28
0塩基対の位置にBaXI部位がある。プラスミド pL61Jから切り出した
t−PA DNAの約1965塩基対Neol−Ballフラグメン[・にXb
aIリンカ−を加えた。このBcoI−Ballフラグメントは完全なt〜PA
タンパク質をコードする配列を含むが、(i)t−PA mRNAの末端3°
−非翻訳領域、及び(ii)t−PA mRNAの5゛−非翻訳領域全体、すな
わちSci1部位及びATG開始コドンの間の配列に対応する配列が欠けている
(Pennica、D、等、Nature、301 :214−221 (19
83))。
各末端にXba 1部位を持つt−PA cDNAのフラグメント(Sambr
ook、J、等、 Mo 1. B io 1.〜fed、、3 :459−4
81 (1986))をpSVT7/1−PAの製造に使用した(図3を参照)
6得られたプラスミドからXbaIを用いた消化、0.8%(W/V)アガロー
スゲル電気泳動による精製により約1970塩基対DNAフラグメントを切り出
し、t−PAのN−末端をコードする配列がバクテリオファージ T7及びSV
40初期プロモーターのすぐ下流におかれるようにしてプラスミドpSVT7
(RI−)のXba1部位に挿入した。得られたプラスミドをpSVT7 (R
I−)/1−PAと称した(図3を参照)。
その後pSVT7 (RI→、/1−PAをEcoRIを用いて完全に消化した
。t−PAの472塩基対フラグメント(アミノ酸206−364を含む領域を
コードするヌクレオチド842−1.314)を1.2%(W/V)アガロース
ケル電気泳動により精製した。このフラグメントを、前辺てEcoRIで消化し
、牛腸アルカリホスファターゼを用いて脱ホスホリル化したバクテリオファージ
M13ベクターMi3mp18 (Yanish−Perron、(: 等、G
ene、33:103−119(1,985)の復製型D N Aと連結した(
図3を参照)。
他に特定しない場合は本文に記載するこれらの、及び他の標準的組み替えDNA
法は(i)Mantatis、T、等、MolecularClonig:Δ
Laboratory Manua±、第1版。
Co1d Spring Harbor (1982)、及び(i i)Met
h、Enzymol、、152巻、出版Berger、S、等。
Academic Press、New York(1987)に記載の要領で
行った。
連結DNAをE、coli株TG−1(Gibson、T、、Thesis、U
niversity of Cambridge、England (1984
))にトランスフェクションした。組み替えバクテリオファージにより形成され
た白いプラークを採取し、適切な472塩基対EcoRIフラグメントの存在を
制限マツピング、サザンハイブリッド形成、及びDNA配列決定により確認した
。
Kunkel、T、等、Proc、Natl、Aead、Set、USA、82
:488−492 (1985);及びKunke 1.T、。
Meth、 Enzymol、 、 154:367−382 (1987)の
記載に従い、5゛ −ホスホリル化合成突然変異誘発プライマーを用いて472
塩基対EcoRIフラグメントにおける変異を導入した。t−pA変異株の構築
に使用した3種類の突然変異誘発プライマーの配列は以t P A (D e
l zss−3゜2) GCCATCTTTGCCGAGCGGTTCCTG上
記原案はdut−、ung−Tある旦、coliの株、すなわち株CJ236に
おいて製造したDNA鋳型を使用する(Kunkel、T等、Proc、Nat
1.Acad、Sci、USA、82:488−492(1985):及びK
unke l、T、、〜1eth、Enzym。
±、、1亙4 : 367−382 (1987) )。DNA鋳型はチミンの
位置に少量のウラシル残基を含む。
突然変異誘発プライマーをインビトロで伸ばした後、部分的充填環状DNAをd
at”、ung”′?:′ある旦、coliの株、すなわちTG−1にトランス
フェクトした(Gebson、T、、Thesis、University o
f Cambridge、England(1984))。鋳型らせん中のウラ
シル残基を酵素ウラシル N−グリコシラーゼの作用によりインビボで除去した
。これにより鋳型らせんに致死損害が加えられ、変異株を迅速に、及び有効に回
収することができる。
特に、ウラシル含有鋳型DNAを上に示した5゛ホスホリル化突然変異誘発プラ
イマーにアニールした。プライマーの伸長はE、coliDNAポリメラーゼの
フレノウフラグメントを用いて15℃にて12〜16時間行った。新規に合成し
たらせんをバクテリオファージT4 DNAリガーゼを用いて突然変異誘発プラ
イマーの5゛末端に連結し、不適正を持つ環を形成した。得られたD N Aを
用いてE、coli株TG−1(Gibson、T、Thesis、Unive
rsity ofCambr idge、England (1984))のト
ランスフェクションを行い、多くのプラークから一重鎖DNAを製造した。これ
らのDNAの配列を完全に決定した。その後立証された変異株の複製型2重鎖D
NAを、EcoRIによる消化、及び1.2%(w/v)アガロースゲルによる
電気泳動により単離した。下記に詳細に記載する通り、変異を含むこれらのフラ
グメントを使用して問題のt−PA変異株をコードするt−PA eDNAのバ
ージョンを構築した。
C9変異株t−PAのための発現ベクターの構築プラスミド1)SVT7 (R
I−)/1−PAi:おけるt−PAの!異株は以下のようにして構築した:
t−PA cDNAの中心472塩基対EcoRrフラグメントをEcoRIに
よる消化、及び1.2%(W/ V )アガロースゲルによる電気泳動によりp
SVT7 (R1っ/1−PAから除去した。その後残ったプラスミドDNAの
直線状フラグメントをオリゴヌクレオチド−媒介−突然変異誘発によって作った
472塩基対フラグメントのバージョンに連結した(図3を参照)。得られたプ
ラスミドをpSVT7(RI −) / t PA (Rzo<=S) 、pS
VT7 (RI→/l −PA(R3a4→E)、及びpSVT7 (R1→/
t −P A (D e l tea−so2)ss、0xford、頁10
9−135 (1985))を上記の変異株プラスミドを用いて形質転換し、得
られた株をそれぞれpSVT7(RI)/l PA(R3114−3) [DH
1] :pSVT7 (R1−)/l PA (R304−E)[DH−1]
:及びpSVT7 (R1−)/l−PA(DelBs−soz)CDI4 1
Fと称した。正しいフラグメントの存在は適した放射標識突然変異誘発オリゴヌ
クレオチドとのハイブリツド形成により確認し、フラグメントの配向は適した突
然変異誘発オリゴヌクレオチドをプライマーとして用いた制限マツピング、及び
DNA配列決定により確認した。
pSVT7 (R1→/1−PA(Rs。4→S)[DH−11、pSVT7
(RI −) / t−PA (R3゜4→E)[DH−11、及びpSVT7
(R1−) / t−PA (De 1zes−soz) [:DH−1]は
American Type Cu1ture Co11ectionにそれぞ
れATCC番号67894.67896及び67895として供託した。
D、CO3細胞のトランスフェクション次にLOOmmの皿当たり約106個の
CoS細胞(G I u zma n。
Y9等、Ce I ]、23 :175−182 (1981))をアルカリリ
シス法により精製した1、0μgのNAを用いてトランスフェクトした(Man
i a t i s、 T、等、Mo1ecular Cloning:Δ
Laboratory Manual、第1版、Co1d Spring Ha
rbor (1982))、特に、吸引により培地をCoS細胞から除去し、単
層を10mMのHEPES (pH7,15)(Sigma Chemical
Co、)を含む5.Omlのダルベラコノ培地(GIBCOlInc、)で1
回洗浄した。洗浄液を除去した後、300、czgのDEAE−デキストラン(
Pharmacia、Inc、)を含む1.5mlの洗浄液中の単層にプラスミ
ドDNAを加えた。その後単層を6.0%のCO2を含む湿潤大気中、37℃に
て1時間インキュベート(,7′こ。この間20分毎に単層をおだやかに撹拌し
た。単層をプラスミドDNAに1時間暴露した後、J、OrnMのI−IEPE
S (pH7゜15)を含むダルベツコの培地で1回洗浄し、10%(V/V)
の牛胎児血清(GIBCO,Inc、)を含む】Omlのダルベツコの培地、及
び100μM(7)りooキンcsigma Chemical Co、)を加
えた。その後単層を上記に従い37℃にて4時間インキュベー・トし、牛胎児血
清を含まず10mMのHEPES (pH7,1,5)を含むダルベツコの培地
5.Omlで2回洗浄した。その後10%(V/V)の牛胎児血清を含む10m
1のダルベツコの培地を加え、単層を上記に従い37℃にて12時間インキュベ
ートした。そして単層を牛胎児血清を含まないそれぞれ5.Omlのダルベツコ
の培地で3回洗浄し、同培地中、37℃にてさらに30−60時間インキュベー
トした。DEAE−デキストランを含む溶液からプラスミドDNAを省略する以
外は同様の方法で偽−トランスフェクション細胞を処理した。インキュベーショ
ン期間の最後に上澄み培地を細胞から集め下記に従い分析した。
固相ラジオイムノアッセイは基本的にインフルエンザHAに関して記載されてい
る方法に従い(Ge t h i ng、 M、J、等、Nature。
293 : 620−625 (1981)) 、精製ヒトt−PAに対するう
さぎの抗血清のIgGフラクションを用いて行い、CO8細胞中の製造された野
生型、及び変異t−PAの量を定量した。この方法によって決定したt−PAの
濃度は0.5−1.0μg/mlであった。
F、野生型、及び変異t−PAの酵素によるアッセイCO8細胞中に製造された
野生型、及び変異株t−PAの活性を決定するため、間接的色素澱粉法を行った
。このアッセイにおいては、遊離のp−ニトロアニリンが色素澱粉法の基質、ス
ペクトルザイムPL(H−D−ノルロイシルヘキサヒドロチロシル−リシン−p
−ニトロアニリド ニ酢酸塩XAmerican Diagnostica、I
nc、)から、プラスミノーゲン上のt−PAの作用により生成されたプラスミ
ンの作用により放出される。遊離のp−ニトロアニリンの放出は分光光度分析に
よりOD 4゜snmにて測定した。
特に、1.50−200 p gの試験するべきt−PA、0.4mMのスペク
トルザイムPL、O,luMのLys−プラスミノーゲン(American
Diagnostica、Inc、)、及び0.5−25μg/mlの可溶性フ
ィブリン(Des−A−フィブリノーゲン)(American Diagno
stica、Inc、)を、50mMのトリス−HCI (pH7,5) 、0
.1MのNaC111,OmMのE D T A及び0.01%(v / v
)のツイーン80から成る緩衝液中に含む反応混合物を96ウエルの平底ミクロ
タイタープレート(Costar、Inc、)中で37℃にてインキュベートし
、2時間の間15又は30分間隔でBio−tecミクロプレートリーダーを用
いてOD 4゜5nmを測定した。偽−トランスフェクション細胞からの緩衝液
、又は適切に希釈した試料のアリコートを標準として分析し、得られたOD値(
<0.01単位)を対応する試験値から差し引いた。デルタOD値を30分と6
0分の間の光学濃度の変化として、すなわち反応の遅滞期、及び1末鎖t−PA
から2本鎖の形態への完全な変換による変化として測定した。標準的アッセイに
使用する条件下で(0,1μMのLys−プラスミノーゲン及び25μg/ml
のDes−A−フィブリノーゲン)、可溶性フィブリンはt−FAの活性を20
−40倍賦活した。結果を図4に示す。
図4に示す通り、上記の本発明のt−PA変異株の3種類全部が酵素として活性
であり、その活性の特異性は野生型の活性と大きく異なるものではないことが見
い出された。さらに上記の本発明のt−PA変異株は野生型t−PAと類似の方
法でDes−A−フィブリノーゲンの濃度の変化に応答することが見い出された
。Des−A−フィブリノーゲンによる最適刺激は20−40倍であった。これ
はDes−A−フィブリノーゲン製造を用いた野生型t−PAについての他の観
察と一致する(Ka r l an、 B、等、Biochem、Biophy
s、Res。
Comn、、142 :147−154 (1987)) 。それソレノ場合、
Des−A−フィブリノーゲンの濃度が約1.0μg/mlの場合に半一最適刺
激が起きた。
次に飽和濃度のDes−A−フィブリノーゲン(25μg/ml)、及び種々の
濃度(0,02−0,16μM)の基質、Lys−プラスミノーゲンの存在下に
おける種々の形態の酵素のアッセイにより、野生型及び変異株t−PAのに、、
及びKcll+値を決定した。結果を下表Xに示す。
表X
酵素 K6(8M) Ke、t (s−’)野生型t −PA O,0240,
22t−PA (Rs。4→S) 0.019 0.23t−PA(R3゜4→
E) 領023 領22tP A (D e I zoo−soz) 領029
0.17上記の表に示す通り、異なるt−PA変異株に関するに、及びに、□
値9 (1982)により報告されている野生型t−PAに関する値とも類似し
ている。
図4及び表Xに示されたデータは(i)t−PAのアミノ酸296−302の欠
失、及び(i 1)304位のArgのSer又はGluへの置換が、プラスミ
ノーゲンを活性化する、及び可溶性フィブリン フラグメントにより賦活される
t−PAの能力にほとんど影響しないことを示している。
アミノ酸296−302の欠失、及びArg304の置換がt−PAとPAN−
1の相互作用に影響するかどうかを調べるために、それぞれ250pg (3,
8フ工ントモル)の野生型、及び変異株t−PAを〇−480フェントモル(f
emtomoles)の部分的に精製した組み替えPAI−1と共に20分間予
備的にインキュベートした。その後上記の間接的色素澱粉法により残留酵素活性
を測定した。部分的精製組み替えPAI−1は下記の実施例2の記載にしたがっ
て得た。結果を図5に示す。
図5に示す通り、3種類の本発明のt−PA変異株のすべてが野生型t−PAと
全(異なる挙動を示した。すなわち野生型t−PA (■)がPAI−1により
完全に阻害される条件下で(24フ工ントモルのPAI−IL欠失変異株t−P
A (De 12ss−sow) ()はその活性の約95%を保持していた。
高濃度のPAN−1(480フ工ントモルのPA l−1)が存在する場合に初
めて変異株t −PA (D e I zea−so2)(・)の酵素活性がか
なりの減少を示した。2種類の置換変異株、すなわちt−PA (R31+4→
S) (○)及びt−PA (R364−E) (ロ)も程度は異なるがFAI
−1による阻害に対して抵抗性であった。又、図5に示す通り、Argの代わり
にSer又はGiuを含む2種類の置換変異株がその酵素活性の半一最適阻害に
要するFAI−1の量は野生型t−PAのそれぞれ4及び25倍であった。
上記データは、アミノ酸296−302及び304がt−PAの酵素機能に含ま
れておらず、同種のセリン プロテアーゼ インヒビター、FAI−1と酵素の
相互作用に重要な役割を果たすことを示している。
モデルとしてトリプシンの構造を用いて、これらのアミノ酸がセリンプロテアー
ゼの活性部位の近辺、及び触媒性3回回転軸がらある程度能れた位置にあること
が予想される。したがってt−PAとFAI−1の接触面積はt−PAとその本
当の基質であるプラスミノーゲンノ相互作用より広い。
変異株t−PA(Del□61.。2)もヒトの血漿中に存在するセリンプロテ
アーゼ インヒビターの複合混合物に対して抵抗性を示すかどうかを調べるため
に、上記の原案において部分的精製組み替えFAI−1をヒトの血漿の1 :
100希釈液に置換した。この条件下で野生型t−PAの活性の約70%が阻害
されたがt −P A (D e l zsa−so2)の活性は影響を受けな
かった。
さらに野生型t−PA及びt −P A (D e l 2e卜5o2)を、希
釈しないヒトの血漿と共にインキュベートし、混合物を酸性化してpH5,0と
し、12.OOOxgで5分間遠心した。透明になった上澄みを希釈し、残留t
−PA活性に関して分析すると変異t −P A(D e 1296−3゜2)
の場合90%であり、野生型t、−PAの場合20%以下であった。上記の結果
は変異t PA(Delt9s−so2)がヒトの血漿中に存在するセリン プ
ロテアーゼ インヒビターの複合混合物に対して抵抗性であることを示しており
、したがって治療薬として野生型t−PAより優れていると思われる。
G、別のt−PA変異株
上節Fに示したデータはt−PAの残基296−302及び304が酵素、及び
同起源のインヒビター、FAI−1の相互作用に重要な役割を果たすが、基質、
Lys−プラスミノーゲンとの相互作用には影響しないことを示す。トリプシン
の周知の構造に基づいたt−PAの触媒ドメインのモデリングは、残基296−
302が酵素の活性部位の端において表面ループを形成することを示唆している
。このループは正の高い電荷を帯びている。節A及びFで議論した通り、この領
域の効果がFAI−1との静電的結合の形成に媒介されているという考えが本発
明において提出された。この仮定の試験のために、ループ内の帯電した残基のそ
れぞれを変え、酵素のFAI−1との相互作用に与えるその変異の効果を下記に
従って評価した。ループ中の正に帯電した残基がセリン プロテアーゼ インヒ
ビター、FAI−1の相補的領域と塩橋を形成するならば、負に帯電した残基で
置換すると、これらの2個のタンパク質の会合の際に同一に帯電した残基が並列
するためt−PAとPAI−1の相互作用は崩壊すると予想される。
特に、節Bに記載した要領で特定部位の突然変異誘発を行い、Lystag、
A r R2,、、又はArgH,がGlu残基により置換されたt−pA変異
株をコードするcDNAの構築に使用した。これらの3個の残基のすべてがGl
uに置換された、t−PAの3重変異株をコードするCDNAも構築した。さら
に2個のcDNAを製造した;ひとっはHi s29フがTyr残基により置換
されたt−PA変異株をコードし、他方はPro3゜1がGlyにより置換され
た酵素をコードする。
これらのt−PA変異株の構築に使用した6種類の突然変異誘発プライマーの配
列は以下である:
t−PA(Lsg→E) +5’−^TCTTTGCCGAGCACAGGA−
3’t−PA(■2,7→Y) + 5’ −TTTGCCAAGTACAGG
AGGT−3’t−PA(R2118→E) : 5’ −GCCAAGCAC
GAGAGGTCGCCC−3’t−PA(Rzts−E) :5’−^AGC
ACAGGGAGTCGCCCGG−3’t−PA(Ps a + −G) :
5’ −AGGAGGTCGGGCGGAGAGCG−3’t−PK(K2ea
・R298・R2IQ−変異酵素t−PA (Kzoa→E)、t−PA (H
z*t→Y)、t−PA−(RH8→E)及びt−PA (R3゜1→G)を上
記の要領で遷移発現ベクターpSVT(RI−)に連結した。
変異酵素t−PA (K29g、 Rzts−Rz*s=E、 E、 E) 、
及びt−P A (R2se→E)をコードするcDNAを遷移発現ベクターp
STEに連結した。psTEはpsVT7(7)誘導体であり、psTV7の3
50bp C1al−HindIIIプロモーター/オリジンフラグメントをS
V40 cs1085のプロモーター/オリジン領域からの43.8bp Hp
aLL−HindJIIフラグメントで置換することに旦:129−142 (
1980))。
得うレタプライマーをpSVT7 (RI→/ t −P A(Kzss−E)
。
pSVT7 (RI−)/1−PA (Huy=Y): pSVT7 (RI−
)/1−PA(Rus→E); pSTE7 (RI−)/l PA (Rzs
i→E): pSVT7 (RI)/1−PA (Rso+−G);及びpST
E7(RI)/1−PA (Kug、Rtes、R21H→E、E、E)と称し
た。
E、coli株DH−1(Hanahan、D、等、DNAC1゜ning、1
巻、Glover、D、M、、1.R,L、Press。
0xford、頁109−135 (1985))を上記の変異プラスミドを用
いて形質転換し、得られた株をそれぞれpSVT7(RIつ/1−PA (Kx
ss→E) [DH−1コ 、pSVT7 (R1−)/1−PA(H2o y
→Y)[DH−11;pSVT7(RIつ/ t PA (Rzss→E)[D
H−1] ;pSTE7 (RI〜) / t PA (R21H→E)[DH
1] ; pSVT7 (RI−)/1−PA (R301−G)[DH−1]
:及びpSTE7 (RIQ /1−PA (Kzsg、Rtes、Rz+n
→E。
E、E)[DH−1]と称した。正しいフラグメントの存在を、適した放射活性
突然変異誘発オリゴヌクレオチドへのハイブリッド形成により確認し、フラグメ
ントの配向を、適した突然変異誘発オリゴヌクレオチドをプライマーとして使用
した制限マツピング、及びDNA配列決定により確認した。
pSVT7 (RI−)/1−PA (Rug−E)[DH1] : pSTE
7(RI→/ t PA (Rz**→E)[DH−1] ;及びpSTE7(
RI−)/1−PA (K2!16・ R298・ R299″E・ E、E)
[DH−1]をAmerican Type Cu1ture Co11ect
i。
nにてそれぞれATCC番号68157.68154及び68153として供託
した。
H,t −PAのチモーゲン一様変異味上記の通り本発明において、P h e
sosがHisにより置換されたt−PAの変異株はチモーゲン一様性質を示
すことが仮定された。この仮定に基づき上記B節に記載した要領で特定部位の突
然変異誘発を行い、Phe、。SがHis残基により置換されたt−PA変異株
をコードするcDNAの構築に用いた。このt−PA−ye株の構築に用いた突
然変異誘発プライマーの配列は:
t−PA(R3゜、→■):5°GGAGAGCGGCACCTGTGCGG−
3゜であった。
変異酵素t−PA CFs。、→H)をコードするcDNAを上記C及びG節に
記載の要領で発現ベクトルpSTEに連結した。得られたプラスミドをpSTE
/1−PA (Fsos−H)と称する。
旦、coli株DH−1(Hanahan、D、等、DNAC1゜ning、1
巻、Glover、D、M、、1.R,L、Press。
0xford、頁109−135 (1985))を上記の変異プラスミドを用
いて形質転換し、得られた株をp S T E / t −P A (F s。
、→H)[DH−11と称した。正しいプラスミドの存在を、制限マツピング及
び適した放射性標識突然変異誘発オリゴヌクレオチドへのハイブリッド形成によ
り確認した。472塩基対EcoRIフラグメントの配向を制限マツピングによ
り証明した。
pSTE/l PA (R3゜、→H)[DH−1コを、1990年9月27日
にAmerican Type Cu1ture Co11ecttonにAT
CC番号68428として供託した。
■、変異t−PAの速度論的特性化
上記G及びH節に記載したプラスミドDNAはその後上記の要領でCO8細胞の
トランスフェクションに使用した。得られた条件下の培地の希釈液(典型的には
1:300L及び免疫精製酵素の両方を用いて上記の要領でアッセイを行った。
次に飽和濃度のDes−A−フィブリノーゲン(25μg/m+)及び種々の濃
度(0,02−0,16μM)の基質、Lys−プラスミノーゲンの存在下にお
ける種々の形態の酵素のアッセイにより野生型、及び変異株t−PAのに、及び
KHal値を決定した。結果を下表XIに示す。
野生型t−PA O,0240,22
t −PA (K296→E) 0. 026 0. 22t −PA (R2
97−Y) 0. 017 0. 14t −P A (R21H→E) 0.
027 0. 24t PA (Rzo*=E) 0.033 領26tPA
(R3゜1→G) 0. 027 0. 24t−PA (R305−H) 0
. 018 0. 21上記の表XIの示す通り、上記で議論したいずれの変異
もt−PAとその基質との相互作用を変化させなかった。
同様に図6に示したデータは、変異がt−PAとその正のエフェクターであるD
es−、A−フィブリノーゲンとの相互作用を変えなかったことを示している。
逆に図7に示したデータは野生型t−PAと変異1−PAのい(つかの挙動にお
ける明確な差を示している。特に3種類の変異株t−PA、すなわちt PA
(Rua=E)、t−PA (Rz*o→E)及びt−PA (K2H,Rug
、R29Q→E、 E、 E)の場合、セルビン、FAI−1と正常に相互作用
する能力が実質的に変化した。特に三重変異株の挙動は顕著である;200倍モ
ル以上過剰のFAI−1と共に予備的インキュベートを行った後でさえ活性の損
失を示さない。これらの発見はt−PAの表面ループ、すなわち残基396−3
02が特異的に同起源のインヒビターFAI−1と相互作用するという提案を支
持しており、この相互作用にA r g 298及びArg2seが含まれるこ
とを示唆している。これらの観察はt−PA、及びPAI−1の間の特異的相互
作用に静電的結合が含まれるという仮定を満足する。これらの相互作用に含まれ
るt−PAの残基はA r gzes、 A f” g2ee及びArg3゜4
である。
1本鎖形態のt−PA (Fs。、→H)はその同起源セルビンによる阻害に対
して抵抗性を示す。この酵素は、野生型t−PAより約8倍遅(FAI−1と反
応する。
“チモーゲン一様”性質を有するこのt−PA変異株は、従ってセルビン抵抗性
酵素のもうひとつの例である。本発明の他の変異酵素と対照的に1本鎖形態のt
−PA (Fs。、→H)のみがセルピンによる阻害に対して抵抗性を示すと思
われる。
実施例2
FAI−1変異株
本実施例に記載する方法はセリン プロテアーゼとしてt−PAを、及びセリン
プロテアーゼ インヒビターとしてPAI−1を使用する場合を対象としてい
るが、上記のようなキモトリプシン スーパーファミリーの他のセリン プロテ
アーゼ、及び上記のような他のセリン プロテアーゼ インヒビターを、本発明
の精神及び範囲から逸脱することなく本文の方法を用いて容易に使用することが
できる。
FAI−1をコードする3、2kb及び2.2kb mRNAから誘導した2種
類のcDNAクローン(Ny、 T、等、Proc、Natl。
Acad、旦9±、見旦Δ、83:6776−6780 (1986);及びP
annekoek、H,等。EMBOJ、、5:2539−2544 (198
6) )を使用して哺乳類発現ベクター中に全長のcDNAを構築した。第1の
クローン、ラムダPAI−1は、ヒトの胎盤性CDNAライブラリからスクリー
ニングにより得たcDNAの先端を切り取ったバージョンであり(Dr、Car
ol Mendelson Cent、er、Dwpartment of B
iochemistry 、Southwestern Medical Ce
nter、Dallas、TXより提供)FAI−1の以下の8アミノ酸配列に
対応する合成オリゴヌクレオチドを有する(AVDQLTRL)(NL T、等
。
Proc、Natl、Acad、Sei、USA、83:6776−6780(
1986)+及びPannekoek、H,等、EMBOJ、。
5 : 2539−2544 (1986))。EcoRIを用いた消化により
このクローンから放出されるDNAの7ラグメントはN y 、、 T、等。
Proc、Natl、Acad、Sci、USA、83:6776−6780
(1986)に報告されているPAN−1配列のヌクレオチド147−2013
に対応した。このフラグメントをプラスミドベクターpUC18(Yanise
h−Perron、C,等、Gene、33:103−119 (1985))
にサブクローニングし、組み替えプラスミドpPAI−1を得た。このプラスミ
ドからの挿入を、バクテリオファージ ラムダ gillに構築したヒトの内皮
細胞cDNAライブラリのスクリーニングに使用した(Huynh、T、等、D
NA C1゜ning、1巻、出版 Glover、 D、 M、 、1. R
,L、Press、0xford、頁49−88 (1985)’)。このよう
にして単離したc DNA クローンのひとつ、すなわちラムダ PAI−1−
11Aは、5′末端に2個の余分なヌクレオチドが存在する以外既報の(Pan
nekoek、H,等、EMBOJ、、旦: 2539−2544 (1986
))PAI−1cDNAと同一配列の挿入を持つ。このクローンの5′末端、ヌ
クレオチド52−1479から誘導したEcoRI−8g111フラグメントを
DPAI−1の3’BgllI−EcoRIフラグメントに融合させ、pPAI
−1−RBRを得た。
哺乳類細胞におけるFAI−1の発現に使用したSV40ベクターは以下の要領
で構築した。pPAI−1−RBRから放出されたEcoRIフラグメントの末
端にE、colt DNAポリメラーゼのフレノウフラグメントを満たし、合成
Xbal リンカ−に連結し、プラスミドpSV/1−PAa中のt−PAフラ
グメントの代わりに挿入し、pSVL−FAI−1を得た(Sambrook、
J、等、性旦±、旦土o 1.Med、、3 : 459−481 (1986
))、5VL−PAI−1の株を製造し、Doyle、C,等、J、Ce11.
Biol、。
以前にPannekoek、H等、EMBOJ、、5:2539−2544 (
1986)及びGinsberg、D、等、J、Cl1n。
Invest、78:1673−1680 (1986)に記載されたPAll
クローンはpPAI−1−RBRによりコードされる配列と同一配列のFAI
−1タンパク質をコードし、SV、、−FAI−1の構築にpPAI−1−RB
Rの代わりに使用することができた。
CV−1シミアン細胞の単層を37℃で成長させ、5VL−PAI−1を注入し
た。24時間後、培地を血清を含まないダルベツコの培地(GIBCO,Inc
、)に置換し、さらに48時間インキュベーションを続けた。その後分泌された
FAI−1を含む上澄み培地を0.45ミクロンのフィルター(Na l ge
Co、 )を通して濾過した。N。
n1det P2O(Sigma Chemical Co、L及び1、OMの
リン酸ナトリウム(pH7,2)緩衝液をそれぞれ0.1%(v/v) 、及び
10mMの濃度まで加えた。安定化した培地を、20mMのリン酸ナトリウム(
pH7,2) 、135mMのNaC1,7,0mMのKCIから成る緩衝液(
後文では”PBS“)を用いて1時間当たり5Qmlの流量で平衡化したコンカ
ナパリアン A−セファロース4Bのアフィニティー カラム(充填床容量1.
0m1)に適用した。
カラムを0. 1%(v / v )のNon1det P2Oを含むPBS。
25容量、0.1%(V/V)のNon1det P2O、及び1.OMのNa
C1を含むPBS25容量、及び最後に20mMのリン酸ナトリウム緩衝液(p
H7,2)10容量で連続的に洗浄した。結合FAI−1は20mMのリン酸ナ
トリウム緩衝液(pH7,2)中の0.5Mのアルファーメチル−D−グルコシ
ド(Sigma ChemicalCo、)で特異的に溶離した。FAI−1を
含む留分(上記間接的色素澱粉法においてCalbiochem、Inc、から
のウロキナーゼの阻害により分析して)をプールした。その後Non1det
P2Oを0.1% (v/v)の濃度まで加え、プールした溶離物1ml当たり
0.57g(Dグアニジン ヒドロクロリド(U、S、Biochemicab
s)を加えた。このようにして得た部分的精製PAI−1を20mMのリン酸ナ
トリウムから成る緩衝液(pH7,2L及び10%(V / V )のグリセロ
ールに対して透析し、使用まで一80℃にてアリコートとして保存した。
このようにして製造したFAI−1は40μg/mlの全タンパク質(Bior
ad Inc、販売によるBradfordの試薬により分析)、及び12.5
%(W/ V )の5DS−ポリアクリルアミドゲルの染色により分析して15
μg/m1のFAI−1を含んでいた。ウロキナーゼ(それ自身は3H−ジイソ
プロピルフルオロホスフェート(New England Nuclear、I
nc、からのNET−065)を用いた滴定により活性52%)に対する滴定に
より、本文の記載に従って製造したPAr−1の活性は16.6%であり、活性
FAI−1の濃度は48μMであることが明らかになった。
B、突然変異誘発のためのPAN−1部位の選択PAI−1の残基GIu35o
及びGluss+がt−PAと相互作用するという仮定を試験するため、特定オ
リゴヌクレオチドの突然変異誘発を使用して下表XIIに示すPAI−1の2種
類の変異株を形成した。
表Xll
346・ ・355
野生型PAI−I RMAPEEI IMDPAI 1 (Ess。−>R)
RMAPREIIMDPAI 1 (Exs+ >R) RMAPERI IM
D変異株P A I−I CEs5゜−〉R)、及びFAI−1(E351 >
R)はそれぞれGlu、5゜及びGluss+のArgへの置換を含み、負に帯
電したGlu残基を正に帯電したArg残基に代え、t −P A (Rs。4
−>E)に存在する負に帯電したGlu残基との有力な相互作用を促進するため
に選択的に選んだ。置換がt−PAの残基Arg3゜4に導入された特異的変異
と相補的であれば、Glussoをt PA (R304−>E)変異株などと
の相互作用が強化されたFAI−1を形成する他のいろいろな置換基に、本発明
の精神及び範囲から逸脱することなく置換することができた。
C,PAI−1のオリゴヌクレオチド−媒介突然変異誘発第1に、メチオニル−
FAI−1を直接発現し、1方で発現ベクターからのシグナル配列及びcDNA
の3°非翻訳領域を除去するための、プラスミド pPAIST7と称するFA
I−1発現プラスミドの構築が必要であった。この達成のため、合成りNAリン
カ−を使用してPAl−1コ一ド配列の両末端の再構築、及び成熟FAI−1の
第1残基をコードするトリプレットの直前にATGタンパク質合成開始コドンの
導入を行った。さらにプラスミドpBR322へのcDNAコード領域の挿入を
容易にするため、PAI−1cDNAフラグメントのそれぞれ5゛及び3′末端
に、EcoRI及びHindlII制限エンドヌクレアーゼ認識部位を形成する
リンカ−を設計した。
特にApaLi及びPflMIを用いてpPAI−1−RBRを消化することに
よりプラスミドpPAIST7を得た。得られたFAI−1の残基1のための2
bpのコドン、及び379残基タンパク質の残基2−376のための全コード配
列を含む1127bpフラグメントをゲル電気泳動により精製した。次に合成リ
ンカ−(5°末端にて10 b p。
及び3°末端にて13bp)を1127bp ApaLI、及びPflMI D
NA7ラグメントと連結し、EC0RL及びHindIIIを用いて消化し、1
146bp EcoRI−及びHindI I I−消化DNAフラグメントを
ゲル電気泳動により単離した。その後このフラグメントをEcoRI−及びHi
ndlII−消化pBR322i:クローニングした。
発現プラスミドの構築の開始のために、サブクローンをEcoRIで消化し、直
鎖プラスミドを細菌のアルカリホスファターゼを用いて脱ホスホリル化した。そ
の後trpプロモーター、及びリポソーム結合部位を含むpC5A−48からの
360bp EcoRI DNAフラグメント(Franke、A、等、Met
h、Enzymol、、162:653−668 (1988))を用いて、ニ
フラグメントを連結することによりFAI−1発現プラスミドを構築した。次に
、得られたプラスミドを用い、Maniatis、T、等、Mo1ecular
C1旦ning:Δ Laboratory Manual、第1版、Co1
d Spring Harbor (1982)に記載の要領で旦、旦旦11の
形質転換を行った。得られた形質転換物のプラスミドDNAをHindlllを
用いた制限分析によりtrpプロモーターフラグメントの存在、及び配向に関し
てスクリーニングを行った。多(の形質転換物がtrpプロモーターに隣接して
インヒビターの直接の発現に必要な立体配置でFAI−1遺伝子を持つプラスミ
ドを含むと同定された。それらのプラスミドのひとつをpPAIST7と称した
。
アミノ酸残基Va12,4からPr0sv*までをコードするPAI−1のヌク
レオチド配列を含むプラスミドpPAIST7の5ail−HindIIIフラ
グメントを5all−Hindll I消化複製型M13mp18(図8を参照
)に連結した。連結DNAを旦、coli株TG−1にトランスフェクトした。
組み替えバクテリオファージにより形成された白色プラークを採取し、適した2
90塩基対5all−HindlIIフラグメントの存在をサザン ハイブリッ
ド形成、制限マツピング、及びDNA配列決定により確認した。
290塩基対Sa l l−Hlnd I I Iフラグメントにおける変異を
t−PAについての上記の記載の要領で5°−ホスホリル化合成突然変異誘発オ
リゴヌクレオチドブライマーを用いて導入した(図8を参照)。
これらのFAI−1変異株の構築に使用した2個の突然変異誘発プライマーの配
列は以下である:
PAI((E3s。−>R):5’TGATGATCTCTCTTGGGGC3
’FAI−1(E3s+−>R):5’CCATGATGATTCTCTCGG
GG 3’得られたFAI−I DNAの変異株Sa I l−Hlnd I
I I7ラグメントの配列を完全に決定した。立証された変異株のDNAの二重
鎖複製型を単離し、変異290塩基対Sa I l−Hlnd I I Iフラ
グメントを5all−HindllI消化、及び6.0%(w/v)の非変性ポ
リアクリルアミドゲルを通した電気泳動により単離した。下記に詳細に記載する
通り、変異を含むこれらのフラグメントを使用し、問題のFAI−1変異株をコ
ードするPAT−1cDNAのバージョンを再構築した。
D、変異株FAI−1のための発現ベクターの構築プラスミド pPAI 5T
7H3(ヌクレオチド対1におけるHindIII部位、及びヌクレオチド対2
106における5ail部位の欠落したプラスミドpPAIST7の誘導体であ
り、PAI−1cDNAコード配列における変異5ailのHindlIIフラ
グメントへの交換を容易にするために構築された)におけるFAI−1の変異株
を以下の要領で構築した:
PAI 1 cDNAの中心290塩基対の5alIからHindIIIまでの
フラグメントを、5alI及びHindIIIを用いた消化、及び1.0%(W
/V)アガロースゲル電気泳動によりプラスミドpPAIST7H8から除去し
た。その後ベクターDNAの残留直鎖フラグメントを特定オリゴヌクレオチドの
突然変異誘発で製造した上記の290塩基対5alIからHindllIフラグ
メントの変異株バージョンに連結した(図8を参照)。得られたプラスミドをp
PAIST7H3(E8.。→R)及びpPAIST7H3(Ess+→R)と
称した。
ss、0xford、頁109−135 (1985))を上記変異プラスミド
を用いて形質転換し、得られた株をそれぞれpPAIsT7H3[DH1] ;
pPAIsT7H5(E35゜→R) [DH−11:及びpPA I 5T
7H3(E351→R) [DH−1]と称した。旦、−色9」ユ」−株TG−
1(Gibson、T、、Thesis、University of Cam
bridge、England(1,984))を上記変異プラスミドを用いて
形質転換し、得られた株をそれぞれpPAIST7H3[TG 1] ;I)P
AIST7I(S (Ess、o→R)[TG−1] :及びpPAI 5T7
H3(Ess+−R)[TG 1] と称した。
正しいフラグメントの存在を適した放射標識突然変異誘発オリゴヌクレオチドへ
のハイブリッド形成、及び核酸配列決定により確認した。 pPAIST7H8
(Ess。→R,) [DH−1] ;及びpPAIST7H3(Ess+=R
) [DH1]をAmerican Type Cu1ture Co11ec
tionにてそれぞれATCC番号68155及び68156として供託した。
R3(E35゜→R)[TG−1]、及びpPAIsT7Hs (Ess+→R
)[TG−11を、ルリアーベルタニ ブイヨン中で37℃にて飽和濃度まで終
夜成育した。50u lの培養物を使用して、1リツトル当たり6.0gのNa
2HPOa、3.0gのKHzP04.0.5gのNaC+、0.5gのNgS
O4・7H20,1,0gのNH4Cl。
5.0gのカサミノ酸、10.0gのグルコース、10.0mlのグリセロール
、1.0mgのチアミン−HCl、及び25mgのアンピシリンを含む修正M9
培地(pH7,4)50mlに接種した。250m1のアーレンメイヤーフラス
コ中、37℃にて培養細菌を22時間成育した。抽出細胞を以下の要領で培養物
から得た。
リス−HCl (pH8,0) 、及び1.0mMのEDTA中で遠心により洗
浄し、氷上の3.5mlの同緩衝液中に再懸濁した。1.m1当たり10mgの
リソチーム0.4mlを添加して20分間、0.1ml+7110%(v/v)
Non ide t P−40を添加して10分間、及び0.2mlの5.0M
NaC1を添加して10分間抽出を行った。聴音器(sonifier)/細
胞切断器のミクロチップを50%使用サイクル、及び設定7 (Branson
5onic Power C。
mpany)で使用して細胞を短く切断し、粘度を下げ、4℃にて30分間15
,000xgの遠心を行った。透明な溶菌体に10%(v / v )までグリ
セロールを加え、FAI−1を含む抽出物を使用まで一80℃にてアリコートと
して保存した。
哺乳類細胞に発現したPAI−1に関して上記に記載した要領でウロキナーゼを
用いて24℃にて3時間インキュベートすることにより、抽出物を活性FAI−
1に関して滴定した。野生型FAI−1、PAII(Ess。→R)、及びPA
N−1(Ess+→R)の抽出物はそれぞれ803nM、593nM、及び16
2nMの活性FAI−1を含んでいた。
野生型、及び変異株t−PAと野生型、及び変異株FAI−1の相互作用の速度
に関する速度論的測定を、0.1mMのEDTA及び0.1%(v/v)のツイ
ーン20を含む領 1Mトリス−HCl緩衝液(pH7,4)中、24℃にて行
った。上記のt−PAに関する間接的色素澱粉法を用いて残留酵素活性を時間の
関数として決定した。
t−PAに対して過剰のFAI−1の偽−1次条件下で、時間に対する残留t−
PA活性の直線状片対数プロットの傾きから各インヒビター濃度に関して半減期
(t l/2)を決定した。見掛けの速度定数(k、ap=0.693/l+z
□)をインヒビター濃度で割って速度定数、k、を算出した。
60uMのt−PAの阻害の速度を、偽−1次条件下で0.6−100n〜1の
範囲のインヒビター濃度にて研究した。t−P、A−PAI−1混合物をマイク
ロタイタープレートウェル中、24℃にて種々の時間(0−30分)予備的にイ
ンキュベートし、その後Lys−プラスミノーゲン、スベクトロザイム PL、
及びDes−A−フィブリノーゲンをそれぞれ最終濃度300nM、0.4nM
及び12.5μg/mlまで添加した。基質の添加後、マイクロタイタープレー
トを37℃にてインキュベートし、405nmにおける吸収を2次間追跡して残
留t −P A活性を決定した。
野生型、及び変異株PAI−1による野生型、及び変異株t−PAの阻害の最高
速度定数(M−1s−’)を下表XlTlに示す。
野生型FAI−11xlO’ 3xlO’ 1xlO’上記の表XIIIに示す
通り、PAI 1 (E35゜→R)及びFAI−1(E351→R)の両方と
も、野生型FAI−1と比較してt−PA(Rs。4−E)との相互作用の速度
定数が増加しており、変異によりセリン プロテアーゼ インヒビター−抵抗性
t−PA (R3゜4→E)の阻害に関するFAI−1の能力が復活したことを
証明している。
本発明を特別な具体化を参照して詳細に説明したが、種々の変化及び修正が本発
明の精神、及び範囲から逸脱することなく可能であることが同業者には明らかで
あろう。
S 謳 謳
謳 謳 謳
ヒ
FIG、4
活性FAI−1(fmot)
活性 FAI−1(fmol)
FIG、8
国際調査報告
フロントページの続き
(51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号Cl2R1:19)
(C12N 1/21
(81)指定回 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、 ES、 FR,GB、 GR,IT、 LU、 NL、 SE)、0A
(BF、BJ、CF、CG、CI、CM、GA、GN、ML、MR,SN、TD
、TG)、AT、AU、 BB、 BG、 BR,CA、 CH,DE、 DK
、 ES。
FI、GB、HU、JP、KP、KR,LK、LU、MC,MG、 MW、 N
L、 NO,PL、 RO,SD、 SE、SU
FI
(72)発明者 ゴールドスミス、エリザベス・ジエイアメリカ合衆国テキサス
州75209ダラス・チェロキートレイル4626
(72)発明者 ゲシング、 メアリジエーン・エイチアメリカ合衆国テキサス
州75229ダラス・アービンシモンズドライブ4320
(72)発明者 ジエラード、ロバート・ディアメリカ合衆国テキサス用752
52ダラス・フェザ−ウッドドライブ18620