JPH06510522A - 人体の好中球エラステーゼと人体カテプシンgの抑制因子 - Google Patents

人体の好中球エラステーゼと人体カテプシンgの抑制因子

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JPH06510522A JP4508204A JP50820492A JPH06510522A JP H06510522 A JPH06510522 A JP H06510522A JP 4508204 A JP4508204 A JP 4508204A JP 50820492 A JP50820492 A JP 50820492A JP H06510522 A JPH06510522 A JP H06510522A
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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】 人体の好中球エラスターゼと人体カテプシンGの抑制因子発明の背景 発明分野 この発明は新しいプロテアーゼ抑制因子、特に人体の好中球エラスターゼ(hN E)を抑制する小さな蛋白質と人体カテプシンG (hCG)を抑制する蛋白質 とに関連するものである。
背景となる技術の説明 好中球エラスターゼとカテプシンG0セリン・プロテアーゼの活性部位は非常に 類似してい9゜トリプシン、キモトリプシン、好中球エラスターゼ、カテプシン Gその他のプロテアーゼは非常に強い連続した相同性を持っている。いわゆる触 媒性三価元素(標準キモトリプシン番号)は、アスパラギン酸102、ヒスチジ ン57、セリン195から成り立っている。触媒性三価元素に近い残留物(残基 、以下同じ)は、特定の酵素の基質を決定する。(CRE184. p366〜 7参照)消化酵素トリプシン、ひ臓エラスターゼ、キモトリプシンの構造と機能 については好中球エラスターゼよりも詳しく研究されている。基質を合わせたh NEのレントゲン構造が解明されてhNEの活性部位とトリプシンのそれとの類 似性が非常に強いことが判明している。hNEの特殊性はトリプシンより高く、 ファクターXよりも低い。
セリン・プロテアーゼは生体組織に遍在し、次のような過程で大切な役割を果た す。消化、粗液凝固、繊維3!溶解、免疫反応、受精、ペプチド・ホルモンの並 進運動後のプロセスなど。
こうした酵素が果たす役割は重要とはいえ、制御されない不適切な蛋白質融解活 動は非常に有害である。幾つかのセリン・プロテアーゼは深刻な疾患の直接原因 となっている。
人体の好中球エラスターゼ(hNE、または■1、EC3,4,21,11)は 、細胞外マトリックス°コンポーネント(CAMP82、CAMP8g、MCW ’H89、その他照合)に対する幅広い範囲の活動を行なう29KdtL清プロ テアーゼである。
この酵素は、ポリモルフ核白血球の好アズール性か粒の主要な中性プロテアーゼ のひとつで、病原体排除と接続組織の再構築(TRAVl18)に関わるもので ある。循環アルファ1抗プロテアーゼ抑制因子(α、−pr)、)tNEの生理 学的抑制因子()(EID86)の遺伝性減少や、α、−PIの酸化による非活 性化(喫煙者の気m> においては、肺組織の広範な破壊ハhNE (CANT 89、BEff86、H1JBB86、HUBB89Lb。
(好中球によるプロテアーゼの過剰分泌)(炎症) (好中球の補充) ト■の不適当な活動は非常に有害で、気腫の進行を止めたり、CFの症状を緩和 させるには、親和性の非常に高い抑制因子が必要とされる。抑制因子は他の有益 なセリン・プロテアーゼやエステラーゼを抑制しないように、hNEに特定のも のでなければならない。ナブル(NADE90)は過剰分泌の開始は1010M  )tNEにより始まり、したがって、抑制因子は自由11+の濃度をこのレベ ルよりもずっと低く押さえなければならない。したがって、11+は優れた抑制 因子を必要とする酵素である。
プロテアーゼ3 (p29やPR−3としても知られる)は非常に重要で、hN Eよりもさらに重要であると示唆する報告もある。NLE89、ARNA90.  KAOR811、CAMP90. GUFT90を参照。カテプシンGは好中 球が生産する別のプロテアーゼで、過剰に分泌されると疾患の原因となり得る。
FERR90,PETE119.5ALV87.50MM兜を参照。
且していると述べている。
蛋白セリウム・セリン・プロテアーゼ抑制因子。多数の蛋白質は、敵対する酵素 に対して限定して蛋白融解基質を制限することによって、セリン・プロテアーゼ 抑制因子として作用する。
多くの場合、反応部位ペプチド結合(小片結合)は、少なくともひとつの2硫酸 塩ループに取り囲まれている。これにより、新生の抑制因子が修正抑制因子に変 換する再にふたつのペプチド鎖が分断されないようになっている。
抑制因子の活性部位を説明するために特殊な命名法が発達した。小片結合のアミ ノ面の残留書から始まり、結合を離れた残余物はPl、 P2、P3というよう に命名される。(sche67)小片結合抑制因子には、単一のポリペプチド鎖 に幾つかの反応部位を持つものもあり、これらの個々のることが挙げられる・P 、からPI”の域、特に23から円°の域において、置換アミノ酸が抑制因子の 特殊性に大きな影響を及ぼすことが発見されている。LASK80は、Bm(ク ニ7))科において・ヲ持ツモノハニラステーゼの強力な抑制因子であり、ボウ マン−カーク科のエラスターゼはPIAjaにより抑制されるが、 PILeu では抑制されないと述べている。
次に蛋白上リウム抗エラステーゼと抗カテプシンG抑制因子について話を進めて いきたい。
HNEとガテブシンG抑制因子として知られているものに、クニッツ科抑制因子 UTI(GEBH6)、ニグリン/大麦科抑制因子ニグリン(So(Nli6b )、そしてセルピン科抑制因子アルプアー抗キモトリプシンとアルファ抗トリプ シン(BARR86)がある。
σ1−プロテナーゼ抑制因子(a、−抗トリプシン)。tmレベル過剰による疾 患の治療法として論これによると、a 、−PIは実験測定により推定されるよ うに生体においては約16%だけが活性であると結論きれた。それにもかかわら ず、α−PIは治療効果を示している。貴注性繊維症の患者にa、−PIをエア ゾール塗布したところ、こうした治療は気管組織と損傷防止と抗マイクロビアル 防御の増加の両方に効果があることが示された。(MOEL91)しかし、肺用 抗エラスチン分解剤として定期的に使用するには実際面で幾つかの問題があつ− それには、分子が比較的大きいこと(残留物394.51Kd)、分子間を安定 させる2硫酸塩ブリツ抑制を報告している。これは、白血球プロテアーゼ抑制因 子分泌(SLJ’l)、σ1−プロテアーゼ抑制因子(α−PI)、クロロメチ ルケトン抑制因子(Cn)を比較している。5LPIとCnは弧仲介細胞薄離を 抑制するか、α、−PIは抑制しない。著者は、その大きさのためα1−PIは hNEが活動する場所に浸透できないのではないかと提案している。この発明で 公開される抑制因子はSLMよりも小さく、細胞外の隙間を自由に通過できるも のと私たちは考えている。
さらに、分割されるα、−P[とα1−11/hNE複合体(BAIの88aS blは両方とも好中球化学誘因子になりえる。好中球の過剰数が肺に流出し、h N′Eを放出し、h)IEがα、−PIど反応してより多くの好中球を肺に送る というサイクルを遮断しようとする者にとって、これは非常に不利なことである 。したかつ上モトリブノン、サブティリシン、エラスターゼを抑制するものもあ る。
と報告している。hNE10pli121下、7.3p11テノPSTI−5D 36.7pHテのPSTI−4A40.5.2pH’?:’mPSTI−4F2 11.:。
れまてに報告されたものは、P1浅基にあるリシン又はアルギニノであり、トリ プシンを抑制するの派生物の、多様なプロテアーゼに対する結合について報告1 −でいる。
BPT[PI誘導体の解離定数、モル 残基 トリプシン キモトリプシン エラスターゼ エラスターゼアラユ/”  −2,8・io’ 2.5・1o゛9バリン−5,740’ 1.1’io”’ ロイノン −−1,9・1042.9・10゛9Tschescbeその他の報 告から、我々は”+”と印つけられた分子のペアに、K1≧3.5・10−6目 立った結合はしない。だがバークマノ及びTscbescbe(BRIN90) は、殿が5.0xlO−’Mであるに、を持つ、BFrrの三つの突然変異体( viz、 [15FSI117F、l52E)を作成した。
BFrl及びその相同体に関する研究には次のものがある。 5TAT87・S o!W87.GoムD83.CmZB3. CREエフ4.CREエフ7a、C REエフ7b、CRE工80. S工EK8フ。
S工N’)!90. RIJEH73,H1JEE74. )fUBE75.  )rUBE77に:D088. PONlB、K工■90゜AUER87,AU ER90,5COT8Th、 AUER88,AUERI]9. BECK88 b、 WACH79,WACH80゜BECK89a、 DUFT85. F工 0R88,GIRA89. GOLD84. GOl、J)88. )IOCH 84,R工TO8R゜ N0RR89a、 N0RR89b、 0LTE89. SWA工all、 W AGN79イノターαトリブンノ抑制因子(ITllは大きい(M、 ca 2 40.000)循環プロテアーゼ抑制因子であり、多くの補乳類ノブラスマ内に 見られル(0001190,5AL190、GEBl190、GEBB86参j )!り、hNEに対する親a 性定数は60〜1501である。カテブ//Gに対するそれは20〜6000n llである。
未だされられていない抑制因子は糖タンパク質であるが、これは強いグリコサミ ノグリカン結合を通して相互作用する3つのグリコサイレート(glycosy late)するサブユニットから成ると現在では考えられtl’イル(ODO1 190,SMJ90. ElIGB89.5ELL87)。ITIの抗トリプシ ン活性は最も小さいサブユニット(ITrのLSI、非グリコサイレードI1.  ca15.000)に位置しており、このサブユニットは尿(trrl)5  と血1ll(S’n)に見られる酸安定抑制因子に対するアミノ酸の順序とまっ たく同様である(GRB[I86. GEBH901゜成熟したLSIは21残 基N末端iEfりをなし、SER+ oでグリコサイレートさね、二つのタンデ ム[uDoaか続いており、そのうち最初のものは^9,5でグリコサイレート されている。
(ODOM90) 人体蛋白質では2番目のクドム(KuDom) (m−D2 またはHl−BT)が、トリプシン、キモトリプシン、ブラズミンに対する抑制 を示している。(ALBR113a、 ALBR33b、 5日」」7.5WA I88) 最初のドメイン(m−DIまたはHI4e、 GEBH116)図1 に示されるび■順序の残留物22・76から成る)にはこうした活動が欠如して いるが(ALBR83a−n、 SWAI8g)、白血球エラスターゼ(10’  > K、> 1αつを抑制することは報告きれテいル、 (ALBR83Lb 、 ODOM90) タだしその効能は直接使用するには弱すぎる。
シンハ他、 (SDI−191)は、Piサイト(残留物!3)でバリンがアル ギニンに取って替わっていルトキに、アルツハイマーのβ−7ミロイド前段階蛋 白質の、K、=800pMを持つh<抑制因子への変換を報告している。彼らは 3つの突然変異(viz、R13V(PI)、Atas(pr)、M+5r(p x′))を持つ非蛋白セリウム・エラステーゼ抑制因子。化合物、102(XJ j35 (50MM9+)とIQ200J80はトリプシンなどの他のプロテア ーゼよりも)(NEを強く好むことを示している。これらの複合体は・」1片結 合の窒素アミドがσ、グループに交換しているときにおけるペプチドの類似物で ある・これらの化合物はそれぞれ、P1位置でイソプロピル・グループを持ち( バリンのように)舵でプロリル!!留物を持つ。どちらの化合物もPI’への拡 大はZ−い。インベリアリとアベレス(1MPH86)は、プロテアーゼ抑制因 子は、ア七チル・ベブチデ(ル・メチル・ケトンかも成り、エル ニスチル、こ よるHNEと人体カテプシンGの抑制について報告している。これらの複合物は どれもPI′残留物を持たない。アンシェラストロ他(パGE90)は、ジケト ・グループを持つプロテアーゼ抑制因子について報告している。これらの化合物 のどれもPI以上には拡大しなアミノ酸メチル・エステルがそれに続き、したが ってP1残留物を提供する化合物について説明している。
インベリアリとアベレス(IMPR87)は、P3’まで拡大するキモトリプシ ンの抑制因子を説明している。これらの著者によって引用される研究は、抑制因 子定数に1はそれに一致fルs1°、52’、53゛、プロテアーゼの結合部位 、にょって大きく低下できることを示している0これらの著者はこれ以外のクラ スのプロテアーゼ抑制因子としては、小片ペプチドがボロンに交換されたカルボ ニル炭素内のものがある。これらの複合体は七リン・プロテアーゼを抑制するが 、あまり具体的ではないつ エラステーゼ抑制因子の別のクラスに、ロバート他によりK”Aされているクロ ロメチルケトンがある。(US−1,664,053) これらの化合物はケト ・グループに隣接する塩素原子を持つ@プロテアーゼの活性部位でリンは核子と して働き、塩化物を分離゛−1不可逆的に不活性のコバレついて説明している。
ノダ(Tsuda)他(Chem Pha+vn Bull、35(9)35フ ロー84 (19117))は、ペプ`ド・ク ロロメチル・ケトンの合成と、)[NEを含むプロテアーゼに対するその活動を 説明している。ガヌとシ* −(Thrombosis Re5erch、45 :I−6(+987))は、改善されたベブチデイル・クロロメチル・ケトン・ ブラズミン抑制因子について説明している。クロロメチル・ケトンは不可逆性付 加物を形成するので、薬品としては理想的ではない。不可逆性化合物を形成する その他のクラがある。
っていないことになる。
ここで引用した研究がすべて適切な事前研究であると認定するものではなり)。
またここ1こ挙げた日付は参考文献にあるもので、実際の出版月日と必ずしも一 致するものではない。ここに引用した参考文献はすべて引用文献欄に記載されて いる。
発明の概要 この発明は、エラステーゼに大きな親和性を持つBFnやm−DIのようなりニ 7ツ・ドメイン・セリン・プロテアーゼ抑制因子の突然変異に関するものである 。これらの変異体は、野性のタイプのドメインに比べて少なくともマグニチュー ドひとつ、場合によってはマグニチュード3つ(10fX)倍)はど、エラステ ーゼに対して高い親和性を持つと推定される。
運動性の抑制データは蛋白質のあるものについて、結合親和性が1.Ox 10 ”Nから3.Ox I()”の範囲にあることを示している。その他の蛋白質は 融合ファージに1示され、またhNEあるいはhCGへの親和性は不動化活性プ ロテアーゼ(hNEまたは’hCG)からのpH溶出プロフィールから推定され ている。幾つもの蛋白質がイースト内の選択蛋白質として有益な量で生産されて いる。
この発明はまた、人体好中求エラステーゼと/あるいはカテプシンGと特殊結合 をするアブロトニンとそれに関連するポリペプチドの線形あるいは円形オリゴペ プチド相似体に関するものである。特にここで公開される新しいエラステーゼ結 合ポリペプチド(EpiNe)とカテプシンG結合ポリペプチドの相似体に関連 するものである。
これらふたつの残留物のアルファ炭素の距離を著しく保つ非加水分解質結合であ る。
図の簡単な説明 図1 hw球のミニPENライブラリの分割を示す。横軸はバッファのpHを示す。
縦軸 は与えられたpHで得られるファージの量(投入)7−ジの分周)を示す 0縦軸の目盛りはlσ。
図2 叶正球のMYMUTPEPIライブラリの分周を示す。横軸はバッファのpHを 示す。
¥li軸 は与えられたpHで得られるファージの量(投入ファージの仔馬)を 示す。
縦軸の目盛りはIO’。
図3 EpiNEクローンl、3と7の溶出プロフィールを示す。各プロフィールは曲 線の形をわかりゃすくするためにピークが10になるよう目盛りが打たれている 。
図4 割として)を示す。 縦軸の目盛りはIO’。
図5 カナ1926球のMYMLrTライブラリの仔馬を示す。横軸はバッファのpH を示す。
縦軸 は与えられたpHで得られるファージの量(投入ファージの仔馬)を示す 。
縦軸 の目盛りはIO’。
図6 カテプシンGのMYMVr5イブラリの第2分別を示す。
図7 カタプシンGとの結合に選択されたファージの不動化力タブシンGの溶出プロフ ィールを示す。
1!18 優先される揶抑制因子の1グループの形成を示す。この抑制因子は以後クラス… 制因子と呼ぶ。7,11.940とマークされた炭素はチラルセンター(chi IiIcen閤)である。
図9 優先されるHNE抑制因子の第2グループの形成を示す。この抑制因子は以後ク ラス田叩制因子と呼ぶ。7,11,9.10とマークされた炭素はチラルセンタ ー(ch7centers)である。
図1O 結合素としての2カルボキシメチル6アミノメチル・アントラキノンを示したも のである・これと類似した大きさの比較的堅固な他の分子を使うこともできる。
図11 図12 印13 図14 図5に示される分子の一部の合成に関与する複合体℃、■から紅■を示す。
優先事項の具体化の詳細 エラステーゼまたはカテプシンGに対する高い親和性を持つ小さな蛋白質この発 明は、エラステーゼとカテプシンGに高い親和性を持つ、BFrl、 m−Dl 、そしてその他のクニック・ドメインタイプ抑制因子の変異体に関するものであ る。ここで説明かれる幾つかの抑制因子はBFnとある種のm−DIから取り出 かれたものである。ただし、認識される変異体の雑種や他のクニック・ドメイン タイプの抑制因子を構築することもできる。
クドム(KuDom)は遺伝子m外膜蛋白質を持つアミノ終点融解として、M1 3の表面に顕示される。クドムアミノ酸順序の改造が紹介される。特定のクドム を顕示しているファージの純粋な集団はそれぞれ不動(bホrまたはhCGとの 相互作用に関連して特徴化される。特定のブロテア−クドムが明らかにされた。
続いて、これらの突然変異クドムの順序が決定された。(一般的には対応するD NAXI序による) アブロトニンのようなプロテアーゼ抑制因子の幾つかは、HNE (1011/ Mと高い親和性があることを示していた。これら58のアミノ酸ポリペプチドは 、様々な合成により生成されたアブロテイニン突然変異種から生物学的に選択さ れた。Pl、PI’、n′、P3°、P4°の位置は様々である。
Plでは、VALと証だけが選択されているが、且、PHE、 METも合成条 件により許可されている。(ライブラリでは探索されていないが、セリン・プロ テアーゼの多くのカザル科抑制因子は円°でグルタミン酸やアスパラギン酸を有 する) 選択された蛋白質はすべてnoでPHEかEを含んでいる。LELJ、 1E、VAL、これらは分岐脂肪族サイドグループのアミノ酸であるが、ライブ ラリ内には存在するが明らかに[への結合を妨げている。IF<ことに、HNE に高親和性があるために選択された蛋白質はすべてP3’位置にフエニアラニン を持っている。HNEに関する特殊性を判断するためにはP3’位置が重要だと 指摘した者は今古でにない。P4’ではSER,PRO、THRlLYS、 O L’Jが許可されている。THR以外はすべてが見られた。PROとSERは最 も高い親和性を持つ誘導体の中に発見されている。
前述したように、BFmは58のアミノ酸から成る蛋白質である。BFrTの順 序は表13の最初に示されている。相同体では活性アミノ酸の数に多少の違いが あるので、この発明は58のアミノ酸を持つ蛋白質に限定されるものではない。
野性のタイプのBFrTはhwの抑制因子としては良くない。K15L突然変異 をひとつ持つBFrlは阪に対してやや親和性を示している。<K、=2.9・ 10′IM) (BECK88b) Lかし、牛のインターαトリプシン抑制因 子の軽鎖のアミン終点クニック・ドメイン(Br−se)が蛋白質分解により生 成されており、これはHNEの抑制因子となり得る可能性を示している。(K、 =4.4弓αIIM)(ALBR113) 徴が影響しているのではないかという仮説を立てた。
かなり電荷された残留物はP1残留物を含むループの基礎となるループの上に顕 示されており、二硫酸塩のブリクジで接続されている。基礎になるループ内の残 留物(特に残留物39)はBFnとトリプシンの表面との相互作用に関与してお り(BLOW72)、BFnとトリプシンとの堅固な結に対して高い親和性を示 しており、残留物39−42において電荷残留物はいっさい持っていない。
だけ含むam (K15L) よりも、)tNEに対して高い親和性を示した。
位置39にMetを持ったBFHの突然変異は知られているが、位置荀、42は 同時には変異していない。
表面7と208はhNEに高い親和性を持つ新たなりFrT突然変異体の追加分 が示されている。
私たちは、これらの突然変異方tBFn (KI5V、RI几)よりマグニチュ ードひとつ分は多くhNEに対する親和性を持っているものと確信している。こ れらの突然変異体はすべて表に示されている活性部位突然変異の他に、位置39 −42にMGNG突然変異を持っている。
同様に、t209はカテプシンGに対する高い親和性を持つ新たなりFrl突然 変異の順序を示している。 EpiC突然変異内のPI残留物はただひとつの例 外としてPHEがあるが、あとは圧倒的に留物17)では外圧、1工、LEUと なっている。興味深いことに、残留物16と17は、少なくともこの小さなサン プルで見る限り大きさを補足することで組となるように見受けられる。小さなG LY残留物は大型のP)IEと組になっており、比較的大型のALAはそれほど 大型ではない且や1Eと組になっている。あるいは、こうした組み合わせは、P l゛での柔軟性によるものかもしれない。PI’がアラニンのときには駄目でも Pl“がグリシンであればフェニールアラニンのサイドグループが可能になるこ とがある。PI”がアラニンのときは、ロイシンやインロイシンが最適のように 思われる。
BFnは副作用がほとんどなく人体に用いられ・できたが、クドムは人体クドム に非常に類似しているので、免疫反応を起こす危険がさらに低い。したがって、 私たちはEpiNE7に見られる活性部位変化をインターαトリプシン抑制因子 の最初のクドムに移した。(例■)このアプリケーションの目的として、m軽鎖 遺伝子の核酸順序の番号付けはTRAB86に示されているもの、Lmのアミノ 酸順序はGEBH86の図1に示されているものとなっている。m−DIに必要 なコード順序は、TRA1386に提示されているcDNAM序の位置750と 917間の168ベースである。人体m−DIのアミノ酸順序はアミノ酸%の長 さで、完全なm軽鎖順序のLys−22からArg77に渡る。m−DIのPI H位はMeト36である。表220−221にはある種のm突然変異体が示され ている。残留物は、PI残留物15というように、BFrTの同族クニノノ・ド メインに従って番号付けられていることに留意されたい。m−DIのアミノ終点 を短縮すること、少なくともBFnと同族の第1残留物までの短縮は、たぶん容 認されているであろうことも言及されるべきである。
とを発見した。これらの突吠変異のパターンが組み合わされると、親和性に相乗 的な増加が見られた・さらに近接するアミノ酸(BFn26.31.34)の突 然変異は親和性をより高めた。
ここで描かれるm−IMのエラステーゼ結合変異体は野性のタイプのドメインと は次の位置(BPTlにつき番号付け)がひとつふたつ異なっている。1,2. 3.4.+5.16.18,19.31.34.さらに、次の本印の付いた突伏 変異はすべて存在している。
アミノ酸が与えられた場所でクドムの枠組に収まるかどうか。枠組を壊すような 変化は結合を算出モデルは提案される突然変異が安定したものであると示してい るか。自然に発生するクドムの順序の変異性は、ある種のアミノ酸がある場所で 収まることを証明している。例がないからといってアミノ酸が収まらないという ことにはならない。
提案される変化が構造的に容認されれば、次に、ターゲットやその他の物質への 結合にどのような影響が出るかという質問が起きる。一般に、クドムとターゲッ トの閏の界面に変化した残留物を持つ突然変異した蛋白質にはテストが必要で、 普通は突然変異蛋白質を顕示するファージの結合テストによってこれが行なわれ る。結合界面のほとんどの変化は結合を弱めるが、中には親和性を高めるものも ある。結合界面から遠く離れた残留物での変化は、蛋白質が不安定になっていな い隔りは結合を弱めないのが普通である。
表61は39の自然発生したクドムの変異を示している。これらの蛋白質はすべ で0からC55の域で51の残留物を持つ。、蛋白質がその終点で持つ残留物の 数が若干異なることから、残留物の合計数には多少違いがある。表62は表61 に含まれる蛋白質の名前のリストである。表研はこれらの順序が記録されている 研究の引用例で、表63は、特定の変異性に対する変異性を示す軌跡が幾つある かを示したヒストグラムである。「コア(■■)」は5から55の残留物で、コ ア以外の残留物に比べて順序と構造に大きな類似性を示している。
10の位置で、単一アミノ酸タイプが42ケースのすべてで観察されている。こ れらはC5,G12.C30,F33.G37.C38,N43.C51,C5 5である。また、これらの位置それぞれは構造を完全に失うことなく代替するこ とが可能であるという報告がある。C112,C14,G37.C3gだけが結 合界面に十分近く変化を起こすに足りるものがある。G12はグリシンだけが取 ることのできる形態で、この残留物はこのままにしておくのが最善である。マー ク(Mark)他(Mark117)はC14と08の両方をふたつのアラナイ ンもしくはふたつのスレオニンと交換した。マークたちが取り除いたC14/C 38のシスティン ブリッジは87口の小片結合と非常に近いところにあったに もかかわらず、驚いたことには、どちらの突然変異分子もトリプシン抑制因子と して機能した。Bpn (C14A、C38A) とBl’■(C1,4T、0 訂)はどちらも安定していてトリプシンを抑制した。これらの残留物を交替する ことにより、有益な抑制因子が有益な安定性を維持するチャンスを高めるかもし れない0そして14または38の変更を具体化する突然変異を得てテストするに は、斑紋状集団のファージ顕示が最善の方法である。
C14/C15二硫酸塩が取り除かれるときに限り、G37の堅固な保存が取り 除かれる。
7つの位置(すなわち23.35.35. ms、 a+、 4s、47)で、 ふたつのアミノ酸タイプしか発見されなかった。位置23ではYとFだけが観察 された。フェニル環のバラ位置は溶媒が入り込めるところで結合部位からは遠く 離れている。ここでの変化は結合には僅かな影響しか与えず、斑入りに対しては それほど大切なものではない。同様に、35にも原子残留物YとWしがなく、フ ェニールアラニンはたぶんここでも良く機能しないだろう。36ではグリシンが ほとんどを示める他はセリンが見られた。この他のアミノ酸、特にINDARl は可能なはずで、たぶん結合特性に影響を与えるはずである。位置切にはGとA しがない。構造モデルは他のアミノ酸も耐え得ることを示している。特iこlS 、D、M、N、E、に、R,L、M、Q、TI のセットが考えられる。位置菊 は結合部位に十分近く、ここでの変更は結合に影響を与える可能性がある。41 ではNとKだけが見られたが、プロリン以外の他のアミノ酸も可能なはずである 。
サイドグループでは、親水性のサイドグループが好まれる。特にID、S、T、 E、R,Q、A、l。この残留物は結合部位からはかなり離れているので、この 変化が結合に大きな影響を与えることは考えられない。45では、Fはかなり好 まれるが、Yが一度観察されている。フェニール環の一端が1回露出されたが、 他の芳香族の代用(WかH) は分子に同じような構造を生み出す確率が高い。
ただし安定性にどのような影響が出るかを予測するのは難しい。ロイシンやメチ オニンのような脂肪族(分岐C,sを持たない)もここで作用するかもしれない 、、4フではSとTだけが見られたが、他のアミノ酸、特に IN、D、G、A t も蛋白質に安定性を与えるはずである。
ひとつの位置く44)では3つのアミノ酸タイプしか観察されなかった。ここで は、アスパラギンが多数を示め、内部に水素結合を形成しているようであった。
その他のアミノ酸もおそらくプロリン以外は可能なはずである。
これ以外の残りの荀の位置については、4つ以上のアミノ酸が観察されている。
28の位置で、8以上のアミノ酸タイプが見られている。位置25は13の異な るタイプを示し、5つの位置(+、 6.17.26.34)では12タイプを 示している。プロリン(最も堅固なアミノ酸)が次の14ノ位置でigされティ る。1.2.ll、9,11.+3,19.25.32.3A、39.4951 .58゜BIyr1ノφψ角度iCR日84、 表6−3、p、222)は、プロリンが次の位置で可能であることを示している 。
1.2.3.7,9.I 1.13.16.]9.23.25.26.32.3 4.36,40,42,45.4g 、49J0.52.5RJ456.48゜  プロリンは4つの位置(34,3957,58)で発生し、ここではBFTI のφψ内角度それを容認できないことを示している。私たちはこれらのケースで は主鎖がローカルに再配置するという結論を出した。
これらのデータに基き、6つのシスティンを除外して、私たちはクドム構造は表 65に示されているこれらの置換を許容するものと推定した。クラスは次の置換 を示している。
A)置換力W、hCGに実質的に同じように結合する安定した蛋白質を与える可 能性が非常に強い・あるいは、親順序としてその他のセリン・プロテアーゼを与 える。
BIIKと類似した結合を与えるようである。あるいはC)置換はクドム構造を 維持する蛋白質を与えるが、結合に影響しやすい。
クラスCの突然変異は親和性をテストすることが必要である。これは、WO10 2809にあるようなV示ファージシステムを使って比較的簡単に行なうことが できる。hwとhCG抑制因子の親和性は、BIyrIノ次の位置での置換に最 もfIIL感である。15.+6.17.1g、34,39.+9.13,11 .2036゜抑制因qが m−Drの突然変異の場合は、BFrl&m−DIのシスティンを揃えることに よりこれらの位置を■−DIの位置に直さなければならない。
私たちが扱っているrT抑制因子のあるものは、PR−3抑制因子として有益で ある。私たちは自分たちの抑制因子のυことの相互作用をBFrT−)リブシン 化合物への照合によりモデル化した。まずBFn!:接するトリプシンの残留物 をリストした。次に)uNEとPR−3からの残留物の対応するセットを考慮し た。これらのセットは11の残留物で異なる。これらの違いでひとつだけが51 特殊性のポケットで発生した。それtthNEのy、、とPR3の■lJある。
これにより、私たちが扱っているhw抑制因子はPR−3抑制因子でもあるだろ うという結論が出された。
特に、PIでバリンを持つ抑制因子はPR3を抑制するであろうと思われる。P R3はこの域にメチルをひとつ余計に持ち、メチルがひとつ少々い抑制因子は堅 固なた結合を行なうだろうと思われる。
BPTIばかなり小さい。もしこれが、循環から急激に排除されてしまうなどの 薬学的な問題の原因となるとすれば、87口により取り出されたドメインをふた つ以上結合子で組み合わせることができる。この結合子はアミノ酸ひとつまたは ふたつの順序が好ましい。好ましい結合子は人体蛋白質に繰り返されるドメイン 間に見られるものである。特に、人体BFrl同族に見られる結合子で、それら のひとつはふたつのドメインを持ち(BALD115、ALBR83b)もうひ とつは3つのドメインを持つ(WUN″r88)。ペプチド結合子は蛋白質全体 が再結合されたDNA技術で表されるという長所を持つ。免疫遺伝子の兵役を形 成するときに一般に使われるような非ペプチド結合子を使うこともできる。たと えば、ポリエチレングリコールに対する87口のようなりトム、いわゆるPEG ylationと呼ばれるものがある。(DAVT79) @ PEGylat ionはderivati、zation 翌奄狽■ PEGと同義。
この他に考えられる薬学的問題に、免疫遺伝性がある。BFnは人体においてほ とんど副作用なく使用されてきた。シークマン(Siekma朋)他(S正に8 9)は、BFrIとその相同体の幾つかの免疫学的特徴の研究を行なった。さら に、人体蛋白質から始めて免疫反応の可能性を抑えることもできろ。このように 、不可欠ではない残留物を変えることにより、その蛋白質をより人体蛋白質に近 いものに変えることができる。この他の修正、たとえばPEGylationな ども免疫反応を抑制することが観察されている。(DAVI79)エラスターゼ あるいはカテプシンGと結合する誘導されたベブチドこの発明はエラスターゼあ るいはカテプシンGと結合する誘導されたある種のペプチドとも関連している。
これに続く説明は特にEpiNEタイプのhmm制子子誘導化に関するものであ るが、必要な変更を加えて、EpiCルミCタイプブシンG抑制因子とrTID Iタイプのtt+抑制因子に適用することもできる。ひとつの具体化はクラスI の抑制因子から成り (図8に示される)それらは次のものを含む。1)ペプチ ド残留物の最初のセグメント、2))(NEの51ポケツトと結合するが加水分 解できないアミノ酸相似体、3)ペプチド残留物の第2セグメント。これらのク ラη抑制因子は図8に描写きれる構造を持つ。
ペプチドの第1と第2セグメントとPIアミノ酸相似体のサイドグループ力)( ト)五への親和性と磯のプロテアーゼへの特殊性を高めるために選ばれた。第1 セグメントと第2セグメントを結ぶグループが次のために選ばれた。1)分割を 防ぐ 2)HNEの活性お位との可逆性結合を可能にするため 3)ペプチドグ ループの形と電荷配分をまねるため。
発明の次の具体化は図9に示される円形化合物であるクラス田印制因子から成る 。これらの化合物は次のものから成る。l)連結するペプチドの最初のセグメン ト、2)HNEのStポケットと結合するが加水分解できないアミノ酸相似体、 3)ペプチド残留物の第2セグメント、4)ペプチドの第2セグメントのカルボ キシ基の末端と第1セグメントのアミノ末端をつなぐ比較的堅固なセグメント。
この4番目のセグメントはセグメントI−3力)ヒ旧と結合する形態で存在でき るようデザインされている。セグメントl−3に対する考慮はどちらのクラスの 化合物でも同じである。
クラスHの抑制因子は図9に描かれているように、R1で比較的堅固な2作用を 行なう結合子を持つ。たとえば、三環式芳香族環システムでまさに反対の作用を 行なうものがある。ひとつはアミングループがaに接続させ、もうひとつはカル ボニル炭素レベルCI+との結合を可能にする。例:2カルボキシメチル−6ア ミノメチルアントラキノン(図10)置換物R+”’lヌ、、R,,R,はクラ ス■に設定されたものと同じ可能性を持つ。
発明の3つめの具体化は、図12に示きれるクラスmの抑制因子で、残留物P1 ’J’2’、P3’と(オプションの)R4゛、(モしてR5゛)に対応するペ プチド相似体あるいは非ペプチド相似体を持つものから成る。硼酸グループある いは硼酸エステルが酵素の活性お位に収まるように配置される。
これらの化合物を合成する方法は実験技術を持つ者には知られている。
この発明内の多くの相似体は次の公式で定義される。
T−P、−P。
T−P2または ■−1 −P、’−T。
−T。
p、、p、:p占とp、’、p、’、p、“、P、’はアミノ酸で、自然発生す るアミノ酸を含むがそれだけに限定されるものではない。これはEpiFJEポ リペプチドの活性部位アミノ酸と対応する。Tはペプチド合成物と互換性を持つ 停止機能グループで、ペプチドのエラスターゼの抑制活動を逆行させない(ふた つのTは同じものでも興なるものでも良く、三環式を形成するために組み合わさ れても良い。) (1)PIは一般分子式−NH−G(R−Xc−を持つアミノ酸相似体の残留物 である。Pl゛は一般分子式−X、−0IR−CO−を持つアミノ酸相似体の残 留物である。PlとP、゛は共に−Xe−x、l−を形成し、これは非加水分解 性結合を含む (2)P、とP、゛は共にジペプチドの非加水分解性の硼素含有相似体を形成す る。どちらの場合も、P、とP、゛はEptNEポリペプチドの対応するアミノ 酸と同じように作用する。
いないことである。
図8はクラス■抑制因子を示すが、これはEpiNEポリペプチドの線形ペプチ ド相似体である。
R1(P23.R2(円)x、R3(PI ’)、R4(P2’)、R5(P3 ’)、R6(R4’)に好まれる選択は次の通り。
がある。これにはεpiNEポリペプチドが含まれる。
ソロイシンのCに類似するように)が好まれる。
X: エラスターゼ抑制活動を干渉しない非加水分解性連結。
アルファの距離を45オングストロ一ム以上に伸ばすものではない。
ただし、より長い結合子、たとえば、−Co−CFH−CH,−や、−ω〜CF 、−CH□−などが使われることもある。これらの結合子ではアルファからアル ファの距離は約5−6オングストロームに伸びる。
結合子の主要原子と結合される Cアルファ 炭素が、通常のペプチド結合に見 られるように実買上同じ面に横たわることはできれば望ましいが、不可欠ではな い。
R3ニ ーH1または小さなアルキルやアルコキシ基グループなど、1−10の炭素とO −3のN、O,S、CT、F原子を含む脂肪族グループ。作用性−H,−0(、 、−0(、−5OOH,−0木、α−COOH0これによりC8がグリシン、L −アナリン、L−アスパラギン酸、またはL−グルタミン酸のCアルファにそれ ぞれ類似できるので望ましい。他の可能性としては、エチル、イソプロピル、n −プロピル、ヒドロキシメチル基(形成上リンなど)、またはヒドロキシエチル 基(形成ホモレリンなど)。
4−7の炭素を持つ非分岐脂肪族グループまたはアリルアルキルグループ、ここ ではアルキル成分はl−3の炭素でアリル成分は単環式または二環式で、異種N 子(N、O,S)やハロゲン(C1,F)置換物を含むこともある。作用性−0 雪−フェニールと−CH,−0(、−5−Cに。これによりaがレフエニールア ラニンまたはり、メチオニンのカルファに類似するので望ましい。
R5: 上記のR4の項で説明されているようにアリルアルキルグループ。より望ましい のは、アリルメチルグループ、特に−色−フェニールグループ(L−フェニール アラニンなど)である。
字であることが望ましい。
R7: 小さなアルキルグループ(l−4の炭素原子)、℃へ、 −〇も−q、−G(( C)II)mなど。
R1では、溶解度を高めるためにブロックされていないアミノグループを持つこ とが望ましい。
アミノ酸は疏水性のものが好ましい。というのは、521分子では、この位置に 半分のシスティンがあり、二硫酸塩(−5−5−)結合が疏水性だからである。
にでは、2.プロピルグループが特に好まれる。これは、EpiN口結合は誘導 体やlでLH! 持つ誘導体に対してよりも)(NEに対してより堅固だからで ある。だが2−ブチルで、β炭素での偏光力が自然状怒で見られるL−II−E 内と同じであることが好まれる。図1でaとマークされている炭素がしバリンと 同じ偏光力を持つことが好ましい。aと0で不特定の偏光力を持つ化合物を使う こともできる。OとCIOでの偏光カカtアミノ酸と同じであることが好ましい 。nはまた、−cy(、−σ、、−SH,−0(、でもよい。
R3ではぐ鳩が好まれる。・H,−0(、−COOH,または−C)t、OHも 使われることがある。
R4=−Gl、−フェニルであることが特に好まれ、またR4 =−0(、−0 (、−5−0(、であることも好まれる。
R5=−Gl、フェニルが特に好まれる。他にモノメチルフェニルやジメチルフ ェニル、ナフチル基(aまたはβ)、ヒドロ謳ジフェニル(o、m、またはp) 、メトキシフェニル基などの中性アリルグループも−0(、−グループに付帯す ることができる。
R6は特殊性と融解度によって選ばれる。−OH,−NH,、L−セリン、L− プロリン、L−リジンなどが好まれる。
バーフルオル基化合物の合成は、水素やフッ素を幾つか持つ化合物の合成よりも 簡単なことがしばしばある。よって、X=ト■−σ、−1、R3=−Fまたは【 下8、そしてH8をFで置換することにより、好まれる化合物ができる。
能グループが7ミノグループN7と結合できるという複数の機能グループを持つ 。機能グループは希望する堅固さを加えるためにひとつあるいはそれ以上の環を 含む。
R1はまた望ましいスパンを持つ。これにより、R1が適切な形態でC7,C8 ,C9,CIOを保持できる0BFrI内ではCσ−15とC−18は10オー ムストロング離れている。したがって、瓢は同様に約10オームスストロングの 間隔を与えるはずである。
たとえば、2.6ジメチルアントラセン内では、メチル炭素の間隔は約9オーム ストロングある。ジメチルアントラセンは、Cα−15とC−18間で望ましい 間隔よりも短いので、ひとつのメチルグループにカルボキシル酸を付け、他のグ ループにはアミノグループをひとつ付けた。これにより結合子を約2オームスト ロング延長した。
メチレン基グループやアミノ酸及び/あるいはカルボキシル酸グループの挿入や 除去は、特定の結合子により与えられる間隔を最適にするのに望ましい方法であ ると考えられる。
アントラセンは疏水性が高い。よって、アントラキノンなどのように、より溶解 度が高く、より簡単に退行できる誘導体のほうがより適切であろう。アントラセ ン核の誘導に加えて、環システム内にひとつまたはそれ以上の異質原子を配置す ることは融解度を高め毒性を下げるために有益であろう。より簡単にイオン化で きるグループ(例−503−または−G(、−NH,+)をひとつまたはそれ以 上原子核に付着させることも有益であろう。(遺pHなどの中性溶解グループも 有益である。HNEに結合する高い親和性を持つEpiNEsは正の電荷を持ち 、溶解グループとしてアミングループを好む。
適切なフレームワークとして適切なものにはこの他次のものが含まれる。テトラ サイクリン(特に2.lO誘導体) (The Pharmacologica l Ba5is of Therapeutics、 Eigh由Ed奄狽■奄 盾氏A Editon GiLmsu4 Ra1l。
N1es、 Taylor、Permigon Press、 +990. l 5BNO−08−040296−11(以後GOOD−8)Ap、1117)、 フェノサイアジン (p、396.GOOD−8)、7 ルプロティリン(p、407.GooD− 8)、カルバマゼピン(p、447.GOOD−8)、アポc■ フイン(p、473. GOOD−8)。結合子をデザインするときには、フレ ームワークに付着している望ましくない不要な薬学的特性を生ずるようなグルー プを除去する。
ブリッジ構造として適切な例をざらに挙げると、それはPro−Pro−Pro である。
図12はクラス1抑制因子の形を示している。これらの分子はクラス■の抑制因 子と同じように線形である0碩酸グループがHNEの活性部位に収まるように位 置しているのを例外として、P5.、J’lが欠如している。硼素原子は、普通 91ミノ酸のカルボニル炭素のように親電子性で、それと同じように活動する・ 硼酸グループは自由(DI−D2−OH)あるいはエステル化されることもある 。硼酸エステルは血清内でいつでも氷解できる。−B(OH)−CI(、が小片 結合と置換することに留意かれたい。
R3,R4,R5,R6に対する選択はクラス■抑制因子と同様である。
生体で使用するときには抑制因子は吸収、摂取、吸入、注入などの方法で投与す ることができる。注入する場合は、静脈、筋肉、皮下などに注射する、また錠剤 、カプセル、塗布薬、シロップ、エリキシルなど、どのような形をとってもかま わない。これらについては最新版のRemington’s Pharmace uticaJ 5ciencesを参照されたい。適量を判断するには、非常に 小量から始めて、臨まれる抑制効果が観察されるまで増加させていく方法を取る か薬学効果を得るために知られているその他の方法を取る。抑制因子は好中級エ ラステーゼの過剰活動に悩まされている哺乳類、特に人頭に投与することができ る。
この研究によるペプチドと蛋白質抑制因子は、実験で検証されているどのような 方法をもっても生成することができ、次のような方法がある。対応する遺伝子や ホスト細胞の分割溶解蛋白質にコードされている遺伝子の圧出(シmbrook 他を参照)、関連する蛋白質に基づいた半合成Tschescheの研究を参照 )、または直接の有機合成などがある。ペプチド結合はFmoc、 [ocまた :よその他のペプチド合成化学を使って生成することができる。5OLID P )LASE PEFrIDES YNTFrEsTS: A Pracocs  Approach (1三 A山enon and R,C,5heppard 、rRLoress atOxford University。
0xford、 Englar+d、 19119.1SBNO−19−963 067J)、THE PRACTT口OF PHFrTDE@5YIfrHES IS 二と。
る。
参考例 親和性の測定 法を示している。この方法は比較的純粋な蛋白質と結合蛋白質と非結合蛋白質と の識別を必要とする。
抑制因子の酵素に対する親和性を測定するのに適切な第2の方法は、酵素の活動 を低下させる抑制因子の能力を測定するものである。この方法は酵素が基質を分 割する速さとクロム遺伝子またはフッ素遺伝子の能力にもよるが、数十マイクロ グラムからミリグラムの比較的純粋な抑制因子を必要とする。
蛋白質の第2の物質に対する親和性を測定する第3の方法は、M+3のような遺 伝パブケージにその蛋白質を顕示し、固定された「第2の物質」に付着する蛋白 質の能力を測定する。この方法は遺伝パンケージが増幅できるのでたいへん感度 が高い。これはまったく新しい方法ではファージ顕示される抑制因子を判断する ための標準プロフィールが設定された。!E203はBFrIフロフィールの相 対的な形状により上位抑制因子を認識することができるのである。
Asなnzi他(ASCE90)はBFnの人体と牛の凝血因子Xへの結合にお ける熱力学を研究してし1のPK!を効果的にプロトン化のために低下させるこ とである。
この発表の実験仕様全体を通じてラブクエーク(Labquake)の撹拌培養 が使われた。
固定人体好中球エラステーゼの準備 lrn+の反応ジェル(Reaeti−Gi) 6 x アセトン内(200! 1バツクビーズ(beads/球体))の■■活活性化アロローズag豚> ( Pierce Chemica1社)が、空の5eleα−Dスピンコラム(5 プライム−3プライム)に入れられた。アセトンは排出きれ、ビーズは氷水の温 度の1.0mlの冷水と同じく氷水の温度の100mMの硼酸1.0ml、pH 8,5,09%NaOで素早く2回洗浄された。硼酸塩バッファ内の200μm の2.0mdm1人体好中球エラスターゼ(hNE)(カリフォルニア州すンデ ィエゴCaJBiochem社)がビーズに加えられた。コラムは封印されラブ クエーカー撹拌器を使って4°Cで36時間撹拌された。hNE溶液が排出sr e、ビーズは氷水の温度の2.0M Trisで洗浄された。
pH8,0,4°Cで2時間以上、残りの反応グループをブロックした。785 7BSA内のビーズの50%スラリーが準備されたうこれに同量の滅菌した10 0%グリセロールが加えられ、ビーズはb%スラリーとして一20’ Cで保存 された。使用に先駆けて、ビーズはTBS/BSAで3回洗浄され、’n3s/ BSAのスラリーが準備された。
例■ ファージのクロン的純正集団の特徴化と分別、各々単一キメラ アブロティニン 相似体/MI3m蛋白質を顕示する。
この例では、ターゲット結合ドメインを示すキメラファージ蛋白質が固定ターゲ ットからpHを下げることにより圧出できることと、蛋白質が圧出されるときの pHがターゲットに対するドメインの親和性を示していることを説明するもので ある。
標準的な手順 特に記されていない限り、すべての操作は室温で行なわれた。また特に記されて いない限り、すべての細胞はXLI−Blue(TM) (カリフォルニア州う ホー旭Smugene社)である・1)活性トリプシン・ビーズへのBFn−I II MKの結合の論証私たちはBFn−In![示ファージの固定活性トリプ シンとの結合を論証した。顕示ファージの固定活性プロテアーゼとの結合とそれ に続く感染ファージを固有のpH容出出プロフィール論証することは、何十マイ クログラムもの突然変異蛋白質を生成し純化しなくてすむので、特定の突然変異 についての間を容品にするものである。
ファージMKは遺伝子開城にkanR遺伝子を挿入することにより、M13から 取り出された。
エン酸ナトリウム、pH6,5,150mM Na11.1.Omg/m1Bs A (CBS/BSA)バフ77内のどちらかのBFrl−IIIMKファージ の感染性はMKファージの5倍はど低くなっている。よって、上記で選択された 条件はファージ粒子のほぼ等しい数がトリプシンのビーズに加えられることを確 かにする。
ラブクエーク撹拌器(カリフォルニア州バークレー、Labindust11e s社)で3時間撹拌された後、それが適切な場合には、TBS/BSAあるいは 035/BSAの0.5mlがサンプルに加えられた。ビーズはその後5分間洗 浄され、遠心器に時分かけられて回収された。上澄み液が取り除かれて、0.5 mlの’n3s/CJ、I%Tween−20が追加された。ビーズは撹拌器で 5分間攪拌され遠心器で回収された。上澄み液が取り除かれて、ビーズは上記の TBS70.1%Tween−20でさらに5回洗浄された。最後にビーズは0 .5mlの容量バ7フy (1,0mg/m1BsAを含みグリシンでpH2, 2に調節されている0、1M HCL)の中に入れられ、5分間撹拌されて遠心 器で回VINC74) MxIJ御用ファージ(BFnil示なし)では固定ト リプシンへの結合はずっと低い割た。よって、肝1を顕示する融解ファージは活 性トリプシンのビーズへの付着し、感染ファージとしての回収できる。
BFnのPI突然変異の生成 りFr1−FIT融解ファージと固定セリン・プロテアーゼの相互作用の特殊性 を論証するために、単一アミノ酸置換カf′BFrT−III融解蛋白質のP1 位置に導入された。(BF′rIの残留物+5)K15L変更が望まれたのは、 BFn (K15L)が人体好中球! ラスf−ゼ(HNE) (ic、=2. 9−toJM)に対してはわりと良い抑制因子であるが、トリプシンに対しては 良くないからである。BFn(KI5L)を顕示する融解ファージは固定HNE とは結合するが、固定トリプシンとは結合しないOBFn−rIIMK融解ファ ージは反対の表現型を顕示している(トリプシンに結合し、HNEに結合しない )。これらの観察はBFn−III融解ファージの固定セリン・プロテアーゼに 対する結合の特殊性を示しているう BPTI−rllMKとBFrT (K15L) −rIrMAファージの固定 トリプシンと人体好中球エラステーゼに対する親和性の特徴化 されLB液で希釈され、斑形成ユニット用に力価が測定された。
ではHNEから解離するのではないかと予想された。
融解ファ−−ジを解離させるには中性のpH条件で十分かもしれない。
BFrl (KI5L) −IITMAファージ30μl (TBS/BSA内 で1.740”pfm/m+)力’TBS/BSA内のHNdビー 力O%スラリー511に加えられた。同様にBFrT−IIIMA 7 y−ジ 30p1 (TBS/BSA内で8610”pfm/ml)力’rBs/BsA 内の)LNEビーズ5μIに加えられた。したがって、はとんど同じ数のファー ジ粒子がビーズに加えられたことになる。サンプルは3時間撹拌されながら培養 された。その後ビーズはTBS/BSA0.5mlで洗浄され、遠心器で回収さ れた。ビーズは0.5mlのTBSA)、1%Tween−20で5分間洗浄さ れ、遠心器で回収された。その後さらに4回、TBSlo、1%Tween−2 0での洗浄が行なわれた。ビーズは100m Mクエン酸ナトリウム0.5ml 、pH7,0,1,0mg/m1BsA含有で洗浄された。遠・し・器で回収さ れて上澄み液が取り除かれた。HNEビーズは続いて100mMクエン酸ナトリ ウム0.5ml、1.Omg/m1BsA含有、pHは6,0.50.40.3 0、そして最後は2.2の出出バッファで洗浄された。pHで洗浄された後は、 1MTris、 pH8,0を」液で希釈したもので中和され、斑形成ユニット 用に力価が測定された。
釦03は投入されたBFrT−rIrMK融解ファージのHNEビーズに対する 付着の割合が低いことと、回収されたものはpH7,0と60で洗浄されたもの が圧倒的に多かったことを示している。著しく高い割合でBFrT (K15L )−111MAバーシカ)ひ旧ビーズに結合しており、PH5,0と4.0での 洗浄で多くが回収されている。よって、B円’T(KI5L)−rIIMAをH NEから解離するにはBFrT−MKファージを解離するよりも低いpH条件( すなわちより厳しい条件)が必要とされる。
Bvrn (K15L)の親和性はBF′rIのHNEに対する親和性よりもl 0CD晧以上大きかった(報告されたに、値を使って(BECK88b) )。
よって、これはHNEに対して高い親和性を持つBAJ’l変種を顕示するファ ージを解離するにはより低いpH条件が必要とされることを提案している。
固定沿伍1こ対する親和性において、BFn(K15L)の残留物3942の突 然変異の影響BFn (KI5L、MONG)IIIMA7y−ジ(TBS/B SA内で9.21O’pfu/ml) 30p lが、TBS/BSA内■ 固定W伍の50%スラリー5PLに加えられた。同様に固定■伍に刃μLのBP ′rT(K15L) −11IMAファージ(TBS/BSA内で1.21O” pfu/mυが加えられた。サンプルは3時間撹拌しながら培養された。ビーズ は0.5mlのTBS/BSAで5分間洗浄された後で回転にかけられた。ビー ズは0.5mlのTBSKJ、1%Tween−20で5分間洗浄された。最後 に、ビーズは引続き100m Mクエン酸ナトリウム・バッファの次の各pHで 洗浄された。PH7,0,6,0,5,0,475,45,425,4,0,3 ,5゜pHで洗浄された後は中和されてLB液で希釈され、斑形成ユニットの力 価が1定された。
!!204はBpn (K15L、 MGNG) −mのほう力1本田ビーズに 結合しているBFrl(K15L)−I[IMAファージよりも2倍以上になっ ていることを示している。どちらの場合も、pH4,75部分が回収ファージの 最も大きな割合を占めているおり、これは野性タイプのBFHの残留物39−4 2をBl−にのM39ONGで置き換えることにより、BFn(K15L)変種 のHNEに対する結合を強めたことを確証している。
BFn(KI5V、R17L)−17IMAの構築BFI’T (KI5V、R I7L)は今までに説明されているすべてのBPT[変種の中でも既に対して最 も高い親和性を示している。(K、=61αIIM)(ALrER89)。溶出 システムをテストするために、このBFrl (KI5V、R17L)を顕示し ているファージが生成され、自由)INEへの既知の親和性を持つBFrl変種 を顕示している融解ファージの固定HNEへの親和性を特徴化するための参考用 ファージとして使われた。
固定mに対するBFn (K15V、R17L) −IIIMAファージの親和 性ように、pH5,0から43の部分で最も多く回収されている。BFn (K 15V、K1几)の親和性はBFn(KI′iL)の冷圧に対する親和性よりも 4倍高い(K、値使用、BPTI(K15V、K1几)にはALa119、由H NEに対する高い親和性を示すB円1変種を顕示する融解ファージを固定階層か ら解離するには、より低いpH条件が必要であるという推定を裏付けるものであ る。
例■ 訃正に高い親和性を持つBFn誘導体 私たちは、BFrT突然変異がM+3から取り出される顕示ファージの表面に、 遺伝子m蛋白質(gIUp)へのアミノ終、ヴ融解として現れるようにした。M 13はピリオン(VTRION)につき約5つのgmpコピーを持つ。
私たちのファージ・ライブラリ理論には位置15と17でPHE、L日J、LE 、VAL、METを、位置16でGLYまたはALAを、位置18でPI(E、 SER,THER,n)Eを、位置19テSER,PRO,THR工YS、ある いはGLNを持つ1728のBP′rI突然変異が含まれていて、BFn遺伝子 の圧出の結果として(前述のMONG突然変異のコード化)、ランダムにコント ロールされる変異遺伝子により、固定FINEで突然変異を持つファージを培養 し、より酸性のバッファで積極的にファージを溶出することにより、tt+結合 活動をスクリーンする。20の突然変異(′a2a7−2011のクロン識別子 を参照)が順序付けのために選択され、8つのユニークな順序が示された。表2 07 h 208は、hNEに高い親和性を持つBFIT誘導体の9つ(8に事 前調査で識別されたもうひとつを加え)の順序が示されている。これらは、pH 3,5で溶出されたジ静圧1 、 EpiNE3. EpiNE5. Epi? JE6. EpiNE7と、pH3,5−4で溶出され■dpi聞込 EpLNE4. EpiNEllである。
を顕示していることを提案している。
EpiNEl、 EpiNE3. EpiNE7は溶性蛋白質として圧出され、 そのHNE抑制活動がカステイロ他の蛍光計評価で測定されている(CAST7 9)。データはグリーン及びワークの方法で解析されているのLEU、 PHE 、またはPv[ETの例は観察されていない。
(nEcxggb)。
PHEは位置17で強く好まれ、20のクローンのうち12に現れている。Eは この位置で次に優勢な残留物であるが、位置15にVALがあるときにだけ現れ る。位置18では、ライブラリではこの位置で他の残留物も含むべきにもががわ らず、p+が順序付シナられなりローン2oのすべてに現れている。この結果は 非常に驚くべきもので、今までのBFnの突然変異解析からは予想できに優勢な 残留物別又は20のコドンのうち6つにしか現れていない。この研究で変異遺伝 子にターゲットを当てている残留物のうち、残留物19はHNHの抑制因子の相 互作用表面の端に一番近い。それにもかかわらず、PROの優勢が観察されるの は、位置19でのPROは、位置18でのPHHのように、これらの蛋白質のH NEへの結合力を高める役割を果していることを示しているのだろ位置18は特 定のセリン・プロテアーゼに対するアブロティニン相似体や誘導体の特殊性や親 和性を決定するのに重要な位置であるとは、今まで認識されてぃなかった。今ま でに、位置18のフェニルアラニン力)(ト)rへの特殊性や高親和性に寄与す ると報告したり提案した者はいない。
例■ hCGに高い親和性を持つBFn誘導体BFrl突然変異を有するファージの同 じライブラリが、カテプシンGの結合活動についてスクリーンされる。図7には 個々のカテプシンG結合クローンの結合とpHプロフィールが示されている(E piC変種に割り当てられる)。クローンはすべて小さなピークを示しており、 phs (クローンl、8.10、U)の溶出とpH4,5(クローン7)にお いて、結合したファージが徐々に低下していくのと重なっている。 109はカ テプシンGビーズの結合を示すクローンを報告している@Epic変種とカテプ シンG、またhNEに対するEpiNEのpHプロフィールを比べると、Ept NE変種はhNEに対して高い親和性を持っているが、EpiC変種はカテプシ ンGに対してほどほどの親和性しか持っていない。
EpiC突然変異の21残留物は圧倒的にME1′でひとつPHE例があるだけ だが、BF1’lではLYSで、EpiC変種では■ん−またはLEUのどちら かである。EpiCの突然変異では残留物16はほとんどALAでひとつだけG LYの例がある。残留物17はPHE、1E、またはLEUである。おもしろい ことに、少なくともこの小さなサンプルで見る限り、残留物16と17は大きさ を補足しながらベアになるようである。小さなGLY残留物は大きなPHEと組 になり、比較的大きなALAはそれよりも小さいIJELIや1Eとベアになっ ている。位置18と19が使えるMYMtJTライブラリにある残留物の大部分 は、Epic変種に代表されている。
例■ m : hNEに対する高い親和性を持つ誘導体顕示ベクトルのa築 私たちはTRAB 116にあるm軽鎖遺伝子の核酸番号付は方法と、GEBH 86の図1のびHに示されているアミノ酸番号付は方法を使用している。またS AMB89とAUSU87で標準方法とされているものに従ってDNAの操作を 行なっている。
人体m、DIの蛋白質順序は56のアミノ酸残留物から成り、完全なm軽鎖順序 のLYS22からARG77までに渡っている。この順序は、TRAB86に示 されているcDNA順序の位置750から917の間の168の基部によりエン コード(encode)されている。このアミノ酸順序をエンコードしているD NAは標準の方法で、M+3遺伝子Iiiに導入されている。含有するm−DI −ffl溶解遺伝子を隔離するファージはMA−mと呼ばれ、unpR遺伝子を 保有する。m−IM:・m融解蛋白質の圧出と、7ア一ジ表面へのその顕示は、 ウェスタン(Western)の兎の抗(hm)1m清を使った分析とファーシ カ価中和実験により論証されていた。
アガローズ固定プロテアーゼ ビーズに結合されるMA−mファージの分別m− DI−111融解蛋白質を顕示しているファージがプロテアーゼ人体好中球エラ ステーゼ(hNE)あるいはカテプシンGと強力に相互作用しているかどうかテ スト下るために、顕示ファージの部分標本がアガローゼ固定hNEまたはカテプ シンGのビーズ(hNEビーズまたはカテブンンGビーが溶出され、溶出プロフ ィールはpH5,5近くで最高値を示していた。
MA−mファージはアガローズ・ビーズにおいて、11+とカテプシンGのどち らにも大きな親和性は示していない。
カテプシンGからはO1ωω%であった。
iしてまた、このドメインがMA−mファージに正確に顕示されているとしたら 、顕示ファージのhNEビーズへの結合や分別を可能にする、抑制因子のhNE に対する親和性は最低でも5oがら1α)nMであろう。
m−DIのPI域の変更 m−DIとEpiNE−7が溶液でBFrlと同じ構成を取るとすると、これら ふたつのポリペプチドは第1第2結合ループの両方で同一のアミノ酸順序を持つ ことになる。例外はP1位置あたりと位置11と34の4つの残留物である。m −DIでは位置15がら20の順序は次のようになる。(m−Dtの位置15は 、GEBH86内のげn順序の位置36と対応する。)BFn位置番号 公正親 和性 ドメイン It 15 16 17 18 19 20 31 34EpiNE 7 T V A M F P RQ V 非常に高いm−DI A M G M  T S RE Q やや32 36373113940415255 −m位 置これらふたつの蛋白質はhmに対する親和性に大きな違いがある。m−DIの ■に対する親和性P1位置付近でEpiNE−7変化があるm−DI−I11融 解遺伝子を含むファージはPitA−m−Eフと呼ばれる。
MA−m−E7フアージの分別 m−DI−I[1融解蛋白質の位置15.16.18.19での変化が顕示ファ ージの翫ビーズへの結合に影響を与えるかどうかをテストするために、fi[p H溶出プロフィールが測定された。EpiNE−7、MA−m、 MA−rn− E7顕示ファージの部分標本力(′hNEビーズとともに室温で3時間培養され た。ビEpiNE−7とMA−rrm示ファージの結合と溶出は次のように説明 される。投入されたファージの仔馬合計は、EpiNE、7ファージでは高く  (04%)、MA−m7y−ジでは低がった(0.0001%)。さらにEpi NE−7フアージはpH3,5で溶出が最高となったが、MA−mファージは上 記に見られるように、pH低下にともなって阜調な減少が見られるだけであった 。
MA−m−E7フアージはMA−mファージに比べてhNEビーズへの結合レベ ルの向上を示している。投入されたファージのビーズから溶出された分屑の合計 は、MA−m−E7フアージ族はけどちpH3,5で最高値を示している。
MA−m−E7フアージの結合特性をさらに定義するために、前述の延長pH分 別手法がhwビーズへのファージ結合を使って[215に示されるように行なわ れた。EpiNE−7顕示フアージのpH溶出プロフィールはすでに説明されて いる。このより明解なpH溶出プロフィールでは、MA−m−27フアージはp H5を中・し・に幅広く溶出最高値を示している。hNEビーズからpH溶出で 得られたhNEビーズに結合するMA−In−E7)pH溶出状態はBFTT[ K15L]−11I−MAファージを使ったときに見られるものと類似している 。K15L突然変異を持つBFnのhNEに対する親和性は 3.・lα’Mで ある。これ以外はすべて同様であると仮定すると、MA−m−E7のpH溶出プ ロフィールは・自由m−DI−E7 ドメインの+1<に対する親和性は禰範囲 にあると示される。よって、Pl域のあたりでm−DI順序の替りにEpINE −7順序が置き換えられると、明らかにhNEに対する親和子得が2ω音から5 倒音増加する(m−IMでKl=60から+50nMと仮定)。
もしEpiNE−7とm−DI−E7が同じ溶解構造を持っているとすると、こ れらの蛋白質は相互作用表面についてhwに対して同一のアミノ酸順序を示す。
この類似性にもかかわらず、EpiNE−7はm−Dr、E7に比べて約10f X)倍はど高い親和性を静圧に示している。この観察は、相互作用を調整する上 で、非接触第2残留物の重要性を強調している。
m軽鎖は5ERIOとASN45でグリコサイレートされる。(GEBH86)  グリコサミノグリカン鎖の除去は抑制因子のhNEに対する親和性を約5倍は ど低下させることが示されている。
(SEu117)。この他にEpiNE−7とm−DI−Eフとの違いで重要と なる可能性を持つものに、正味電荷がある。87口は電荷+6を持つが、Epi NE−7は+1、m−Diは−1である。さらに、これらのふたつの分子間の電 荷の違いは結合表面に近接する分子の中心部分の違いとなる。EpiNE−7の 位置26はLYSでm−D−E7では■恨であるが、位置31の残留物はそれぞ れGLNとOLUである。これらの順序変化は正味分子電荷を変えるのみならず 、m−DI−E7の相互作用表面近くに負の電荷を与えている。位置31におけ る負の電荷発生(ここで説明されている他のどのhNE抑制因子にも見られない )が抑制因子とプロテアーゼとの相互作用を不安定にさせるのがもしれない。
Bm−E7フアージの県備 m−D I ノK I EDsをEpiNE7から17)RI RDFと交換し て、77一ジMA−Bm−E7を作った。BFrlのPhe4はその蛋白質の疎 水コアの一部である。セリンとの交換はm−E7の安定性や力学的特徴を不利な 方向で変えることになるかもしれない。m−E7は位置2でGluを負に電荷し ているが、EpiNE7はhを持つ。
ファージMA−ffIにより顕示されるm−m融解蛋白質の推定アミノ終点で同 様の変更が行なわれた。これらのファージはMA−Bmと呼ばれる。
ファージMA−mとMA−Bmにより顕示されるm−m融解蛋白質の特性をウェ スタン分析を使って比較した。どちらの顕示ファージ族によって生成された融解 蛋白質にも大きさや量において著しい違いは見られなかった。よって、ファージ に訳ホされるどちらの融解蛋白質でプロセスされたフオームには大きな違いはな かった。さらに、MA−m−E7とMA−EpiNE7により顕示される遺伝子 m融解蛋白質のプロセスフオームにも大きな違いはなかった。プロセスに大きな 変更があって蛋白質の形成に大きな変化があるということが、MA−m−E7と MAJpホr7g示ファージが示すhwビーズへの結合の大きな違いの原因であ るということは、したがってほとんど考えられない。
lvLA−Bmと?v!A−BIrr−E7顕示ファージのhwビーズへの結合 特性を、前述の延長p汁分別手順を使って特徴付けた。!1216を参照。静圧 ビーズに結合するMAJpiNE7顕示ファージのpH溶出プロフィールはすで に説明したものと類似している。MA−BmとMA−Bm−E7のpH溶出プロ フィールは、MA−mとMA−m−E7によって示されるものとは著しく異なる 。(lE212と215を参照) どちらの場合も、顕示された融解蛋白質の推 定アミノ終点での変更はhNEビーズから溶出される顕示ファージの分屑を数倍 に高めた。
顕示ファージへのhNEビーズの結合力は、ビーズの準備状態や準備された個々 のビーズの年齢(3gejによりて異なるっしたがって、ビーズがち得られるプ ロフィールの形状を比較するにあたっては、同じ@ (batch)からの同じ 年齢(age)のビーズを使うべきである。例をあげれば、hNEビーズから回 収されたMA−EpiNE711示ファージの分層は、幻12.215.216 に示されるそれぞtl−の実験間、またこの発明内での実験仕様で与えられた結 果と約2倍はど差位がある。
−二だし PHS出プロフィールの形はほとんど同じである。顕示ファージ生成 量を、同時に行なif゛’3;出りビーズから回収されたMA−EpnNE7の 生成量に標準化することによって、h門ビーズ−結合力のバラツキを修正するこ とができる。表212.215,216が標準化されると顕示ファージり回収は 、回収笹れたMA−EpiNE7と比べて次のようになる。
票〒7マージ旌 ff喫化分刊 MA、マη 0.0067 %IA、Brrl 0.027 〜1へ+TTε7 0.027 M、A、Bm−E7 0.13 よって、顕示斜1−た融解蛋白質のアミノ終点順序の変更は、hh”tビーズか ら溶出されるファージの斤IF+を3倍から5倍増加させる。MA−m−27は pH5,0を中・シ・に幅広いpH最高値を示しているが、\1.へ、BffL E7ではpH最高罐はpH4,75から45あたりになっている。
〜IA−B…、E7u示ファージのpH溶出の最高値は、前に説明されているよ うに、Bpn(xt5t、)とBFn(K!5V、 RI7L) IIInファ ージ最高値の間に位置するくそtしぞれ、pH4,75、pH4,5、pH4, 0)。
にiffる親和性が増加していることを表す。
上で説明されているように、ファージ蛋白質のウェスタン分析は、アミノ終点順 序変更に関して遺伝子mにおいては大きな変化はないことを示している。したが って、顕示ファージの翫ビーズに対する親和性の変化が、アミノ終点の突然変異 の融解蛋白質の変更(訂正)プロセスの#S栗から2る蛋白質の大きな変更に帰 することはない。
M、A−Bm−E7.+222とNtA−Bm−E7−141の生成と特性−− −シ’LIA−Bm、E742:!2は突妖変異体を持つBm−E7と同じであ る。ファージMA−Bm−E7−I J I ! i Q Q変異体E31Qと Q3Jl/を持ッBrrl−E7と同じである。
\i・〜Rm、E7.+222とMA−BITI−E7−141M示ファージの hNEビーズへの結合特性を、tld17 (MA−7〒ITI誘導体の位置1 1でのn恨からA?JAの置換は、顕示ファージのh+ビーズへの結合力に?ま 町らかな影11よ与えていない。
廿日的に、位置31と34での変化は顕示ファージのhNE結合特性に深い影響 を与えている。(4上述の結果は、hNEビーズへのkLA−Bm−E7−14 1顕示77ージによる結合がMA−EpiNEフによるものヒjJ似するもので あることを示している。よって、Bm−E7−141はに,<lpMを持つかも しれない。二のような親和性はR (am.ε力に対して上記で推定されたもの よりも1(1)倍程高く、完全なm蛋白質について報告されている親和性に比べ て1σから10賠高いものである。
Bm.E7−141の突唆変異遺伝子 残留物 QT:キhf= + 11111 233蛋つ買 1 2 3 4.、、、 l  、、、、5 6フ119.、6.、1.、dlTl.DI KEDS.、、、 A.、、、%lGMTS.. T.、E.、Q+11 RRDF.、、、A.、 、、VAMFP.、 T.、Q.、VMtl′n+619 RRDF.、、、A .、、、VGMFS.、 T.、Q.、V−It”I”RIRPDF.、、、A .、、、IGMFS.、T.、Q.、VAMINOI KEDF.、、A.、、 、VAMFP.、T.、Q.VM川用02 KPDS.、、、A.、、、VAM FP.、T.、Q.、VMしTQE RPDF.、、、A.、、、VAMFP. 、T.、E.、’/■じ汀26A RPDF.、、、A.、、、VAMFP,、  A.、Q.、V−マじ口00 KPDF.、、、A.、、、VGMFS.、  A.、E.、V17α丁訂と18のPHEが高親和性を持つhN′E結合に最適 のようである力τ、F17F111もまた効果的である,16のGLYと19の SERは、hN′Eに対するBFrl変種のライブラリの分別から得られるBF n変種とhN′Eとの高親和結合でしばしば発生する。(ROBE91) よっ て、h<への高親和性を維持しなうτらこtl−もの位置でm−DI順序を回復 することが可能なようだ。M「1刀に指定された順序は仮定であるが、hNEに 対して高親和性を持つ可能性は非常に高い。
BrrlJl示プアージはεpiNE7のRITDFをInファージのKIED Sで置き換えることによって生成され5 BrrT−E7に2次のふたつの変化を導入してBrrLε7−141が生成さ れた。位置31でGLU′4:GLNに、位!34てGLNを■乱に変更。
BrrT−E7−141蛋白質順序7SN24−GLY25−THR26は成熟 核細胞有機体内のN結合のグリフサイレ1−?ンで一般的に認められる順序AS N−X−T)憤5εRとマツチする。人体血清から隔離された完全111白では 、この部fヶで軽鎖ヂリペプチドがグリコサイレートされる。(^5N45、O DOM90)も’BrnーE7ー141蛋白質が成銭核柵胞圧出により生成され るなら、ASN24もグリコサイレートさ1−、=可能性が高いつ二のようなグ リコサイレーシヨンは長期治療に使われると、蛋白質が同種!+14−q疫遺伝 性を持つように純化することを困難にするa KuDomsのこの位置でしばし ばアラニア割7見讐りるので、T26とAを交換した。
工界誘発化Pー情ーBmーE7ー141顕示ファージのhNE結合特性實みつ7 アージ集団の寸花ビーズへの結合特性は、既に説明された短縮及び延長pH溶出 方法を使って判定笹れるっこれらの研究の結果は表219に示されている。
られた値に標準化した数字をリストしている。
劾19のデータを上のように判読すると、次の結論に達する。
−ズに廿するU示ファージの親和性増加は、主に位置34でのV、壮置換による ものであるam−DIの“ミノ姓占域で導入された3つの変化(位置l、2.4 )はすべて、hNEビーズに結合し位Nlでの変イヒはほとんど影響しない。
BrrLE7−141のPIN近く (位置15)での変化は、顕示ファージの hN′Eへの結合に影響する。位置16で″)ALAからGLYの変化と、19 でのPROからSERへの変化は抑制因子の親和性を幾らか(約3培l!ど)f t少筈せる。位置!5での11からVALへの置換はさらに結合を減少させる。
Bm−E7−141は9つの位置でm−DIと異なる。上記の論議によれば、m −DIに基づく高親和性を持つhNE抑制因子はm−D 1111序を4.5箇 所の位置で変えるだけで構築できる。これらの変更は次″)通り。位l1j4の P)tE、位置15の■鮭、位置18のPHE、位置34のv社、位置26のN 請。ASN24のグリコサイレーンフンを考慮しなければ、THRをそのまま2 6の位置に置いておくこともできろう IOまとめ:hNE1m灯する隔離m−DI誘導体に推定される親和性hNEビ ーズへのり示ファージ結合と溶出から考えるに、m−DIの様々な銹導体が自由 に溶液の中にあるようfthN′El:対して親和性を推定することが可能であ る。これらの推定は表no以下にまとめられている。
例5 図11はR2=2プロピル、X = [−Co−CF、−]、R3=−CH,を 組み入れる数々の初期中期の化合物である。化合物■はグリセルアルデヒドで、 この中ではヒドロキシルがメチルチオメチル(MTM)グループにより保lIさ れる。(p、680 in AI)VANCED 0RGANICO昏115T RY、 Thi司Edition、 oart B: Reactions and 5ynthesis、 F、A Carey a nd R,J、Sundberg、 Plenum Pre唐刀A New Y ork、 +990. l5BN0.306−J3456−3 <以f&cAJ tE90) 並びにここで引用される他の研究も含む)化合物Iはグリニヤール 試薬に反応し、二塩化プロピルによりイールド■を形成する。
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FmocやtBocを使ってペプチド合成物を組み入れるのに適してνする。
化合物℃の合成は0あるいはC5での明確な偏光力を確立しなl、%。んは、固 定蛋白質などの偏光マトリックスとクロマトグラフィーを使って4つのコンポー ネントに解像することができる。
化合物℃磨具なる偏光力のコンポーネントに解像することが好まれる。
薬を使う。これにより、LH−ALA相似体が合成でき、その中で結合する一冊 −が−a:l−に置換される。ニグロビル塩化物の替りにその他のアルキル塩化 物を使うことができる。これにより他のジペプチド相似体が生成され、その中で 最初のアミノ酸が置換される。
b) ■を■で置き換える。これによりVAL−GLYまたは1旧IYの相似体が合成 される。■の替りに他の1(0−MEM)−2,クロロ化合物を使うことにより 、第2のアミノ酸がALAとは異なるジペプチド相似体が生成される。
C) 化合物■と■の替りに℃VとXvを使うことによって、F置換のないX■を生成 することができる。
d) α、−Co、Fを使うことによって、−FとCH,−COO−を追加し二重結合 で交差できるようになる(p、!81. CARE90及びここに引用されてい る他の参考文献)XVIIは刈VとWのグリニヤール付加物を脱水することによ り得ることができる。
C) 化学的に近いものを使って、℃の口とC3の間に−G(、−を追加することがで きる。
例6 図13はカルボニル炭素の替り)こ硼素を含むジペプチド相似体の仮定的合成に 関与する化合物を示す。これらの相似体はクラスエとクラス■の抑制因子に使わ れる。
例7 は7ミノグループを持たないので、lrVが鎖の終点となる。
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44 RRRN N N N N K N N N RRN R45F F F  P P F ? F Y L−1−J746 K K S K K K HV  Y K K RK S L Y47 T T T T T T T T S  T 5 S S T S S48 エ エ エ WW 工 LEEE ′: A ELQQ49 E E E D D D E K K T 五 EQAK R5 0E E K E E E E E E L−D D E E E52 RRP −RRQ E L RRRM L E L R53RRHQ )! RK Q  E CCRD Q Q R54τ TATTTVTYEETAKTY55 CC CC 56工 V V G V A G RG L E G S X RG57 GV GAAAV−V v LGGN−IS8 −−−5SKR−PYYAF−−X’ 59 − − − A G Y S −G ’Q :’! −−−−G60−  − −− 工 G−−D−−−−−−R61−−−−−−−−E 〜 −−−− −A表13:続き(Bp’n相同体36−40)R93+5 3738 394 0 1 RRRRR 2PPPPP 3 DDDDD B ppppp 9 PPPPP 13PPPPP 15RKKKK xgxxxxx 1フ RRRRに 18 工 N 工 MM 19 エ エ エ エ エ 20RRRRR 24NNNN1f 25AAAAA 26KICKICK 27AA 入 AA 28GGGGG 29LLLLF 3o H−立−ニーS−5 31QQQQE 32TPPP τ 33 F 34vvvvv 35 ニーに二L−1−1 36GGGGG 39RRRRK 40AAAAA 41KKKKK 42R5RR5 43x−1−」L−1−1 表13: Mき R13637383940 46KKKKR 47S S S S 5 48AASAA 49EEEEE 50DDDDD 53RRRRR 541777丁 55−一一一二一二一5 56GGGGG 57GGGGG 58AAAAA 表13の説明 注: 誰) ベータ・パンガロトキシン(bung釣toxins)はどちらも残留物 15が除去されている。b)B、mcyiは0とC14の間にもうひとつ残留物 を持つ、残留″19にFとGを指定した。
C)天然蛋白質はすべて、5.14、鱒、38.55.55でCを持つ。
d)相同体;よナベてF33とG37を持つ。
C)パンガロトキシン内に余分にあるCは課内シスチン・ブリッジを形成する。
表19 BMlと58の相同体の各位置におけるアミノ酸の頻度Res、差位 −42−58E −35−55P T Z F BFTIと58の相同体の各位置をこお1するアミノ酸の頻度452F58Y  F 表15の説明 表14と15の認識コード 23 2 Y32F7 Y 37 1 G39 G 38 L C39C 398G14R9KgQ3M3L2E P R孝63:(与えられた変異性を持 つ残留物の数)に対する変異性表64:自然発生クニッッ・ドメイン表の引用文 献(表62)表65二七リン・プロテアーゼへの結合上のクニッ゛へドメインに 突然変異が与える影響クラス: 表65二七リン・プロテアーゼへの結合上のクニック・ドメインに突然変異が与 えル影響(耕き) 37 G 3gがCである限りAに限る X38CCが強く好まれる X 39N【 どれでも C 40G 、A、 SSN、 D、 T、 P C41N K、Q、S、D、R, T、A、E C42G どれでも C 43N N−二限る X 44N S、に、R,T、Q、D、E B45FY B 46K 非プロピンならどれでも B 47ST N、A、G B 48 Aany B 49 E どルでも A 50 D どれでも A 31CCシ;限る X 52 M どれでも A 53 Rどれでも A 54 T どれでも A 35CCシこ限る A 56 G どれでも X 57 G どれでも A 58 A どれでも A 却03 BPTエーエエI Mx B;T瞑に15L] −IXX MAG 、0 3  、[1・10’ 2 ・10” 4.5 ・:S’ 8.6°1o−15,03 ,540’ 1−10” 2.L−10’ 4.04044.0 3.0・10 ’ 1−10’ 4.3・1C′8゜2・10−13.0. 1.4゛10’  1・10−’ 11・LC42、l・10゛12.2 2.9・1041・10 ’ !5.9・10’ 1.1−Lσ1投入プアージの 投入ファージの BPT[−tn Pvtxファージの投入合計は0.030m1 X (8,6 ・10” pfu/ml) = 2.610’BFrT(k151)−tII  MA7 y−ジの投入合計は0.030m1 X (1,7□ 10’・pfu /ml) −5,21O”表ユ07−208 (併合) Pl域に押けるEpiNEクローンの順序クローン識別子 順序 BPT工(c:+?Ip、onLylP CK A RX : RY fBPT 工)P CV A M F Q RY EpiNEaCCT 、 TGC、GT G 、 GCT 、ATG 、 TrC、C2A 、 CGC、TAT3.9. L6. P CV G F F S RY EpiNE317、18.19 C CT、TGC,GTC,GGT、TTC,TrC,τユ、CGC、TATg P  CV G F F Q RY EpiNE6CCT 、 TGC、GTC、G GT 、 TrC、TrC、’jJh 、 CGC、TAT7.13,14 P  CV A M F ? RY EpiNE715、20 CCT、TGC,G TC,GCT、ATG、TrC,CA、(GC,TAT4 P CV 7i−T  F W RY EpiNH’iα:T 、 TGC、GTC、GCT 、 A TC、TrC、C:A、 CGC、TATl、10 P C工A F F ?  RY EpiNElll、 12 CCT’ 、 TGC、ATC、GCr 、  TTC、TTC、CCA 、 CGC、TATs p(工 A F F Q  RY EpiNE5CCT 、 TGC、ATC、GCr 、 TrC、TrC 、OA 、 CGC、TATlo 15 16 17 18 19 3”40  41 42 52 FBPτ工 TYRLYS AIa ARG 工LE 工I 、E にじALALYSARG MET −BR工N7: TYRPHEALA PHEI]、+E 工LE 71;、5ALALYSARG GLU −Epi C: T’n MET GLY P)EE SERLYS F’T GLYMN  GLY 匹T 3/7EpiC7−ス 部TAJスL囮P肛I、YS ET  GLY ASN GLY にT1/7EpiCfi ASN PFEALAIL EThRPROE/ETGLYASNGLY 匹T 1/7EpiC:: T” (RMET Aj−A LE’U PRE GLN I’ET GLY ASN  GLY MET 1/7Ep工C2) −−匹TAj講工LE SE罠pio  迦T GLYMN GLY 匹T 1/7EpiC2二 −朱 にTにスエI 、E SE罠PRO4:GI、Y超N GLY にT 2/15EpiC32T YRMET Ar−A 工LE SERPROG−υALAムYS ARG M ET 7/1sEpi:=iTY?、’F’ETASPILEεERPRO)a −’GILYj’−1iNGLYi’!E’?’−/15EpiC34TYRM ET ASP 工’r−E SERPROG二U ALA LYS ARG F ET 4/15EpiC:= TYRLEU ASP 工T−E SERPRO G”−:; ALA LYS ARG MET z/1s却11 ファージ感染性に抗血清が与える影響 hmビーズ上のEpiNE−7とMA−mファージの分別投入 3.340’  1.00 3.4・10” 1.00pH7,0g、2−’10’ 1840’  1.6・10’ 4.7−10’pH6,014・10’ 4.1・10’  1.0・10’ 2.9・104pH5,59,4・1052.8・10’ 1 .lii・10’ 4.7・104pH5,09−5・ユ、−,32,9・1; ″ 3.1・:LO’ 9.1・10゛7pH4,51,2・10’ 3.54 0’ 1.24o’ 3.5−10’pH4,01,6・:LO’ 4.8・1 0’ 7.2・IQ’ 2.:j、・10°7pH3,59,540’ 2.9 ・10’ 4.940’ 1.1lO−’pH3,06,6・10’ 2.0・ 10’ 2.9・10’ 8.5・104pH2,516・10’ 4.8・1 0°j1.4・10’ 4.1・104pH2,03,040’ 9.1・10 ’ 1.7・10’ 5.00−1O4SU’ 6.440’ 340°’ 5 .7・lO’ 240’”SUMはすべてのpH溶出分分層ら得られたpfu  (または投入の分層)の総計 表n3 カテプシンGビーズ上のEpiC−10どMA−mファージの分別投入 5.0 ・10” L、00 4.6・10” Co。
pH7,01,540’ 3.040” 6.140’ 1.3・10−’pH 6,02,340’ tg−1o” 2.340’ 5.0・10’pH5,5 2,5・10’ 5.0・10−’ 1.2・10’ 2.6・104pH5, 02,1・1.n′4.2・10−’ 1.l・’−0’ 2.440’pH4 ,511・10’ 2.2・10°5G、7・10’ 1.5・104pH4, 019・10’ 3.8・10’ 4.4・10j9.6・1O−7pH3,5 11・10’ 2.2・10’ 4.4・10’ 9J・1O−7pH3,04 ,8−10’ 9.640°’ 3.640’ 7.8−10°7pH2,52 ,0・10’ 4.0・10°72.7・10’ 5.9・10゛7pH2,0 2,440’ 4.8−10−73.2JO’ 7.0・10−’SUN” 9 .940’ 2・10’ 1.440’ 3・10’弱 Kつ > 10’ M  (0,005を> pi(6,0工τニーD1−−−−−−−−−−−−−一 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−一一一一一−−表211 ファージ感染性に抗血清が与える影響 表汎2 TBS−TWEENに よる最終洗浄 3・8°10゛1・2°10“ 1・8″10“ 5・3°10 ’pH7,06,2−10’ 1840’ 1.640” 4.740’pH6 ,01,440’ 4.140″ 1040” 2.9−:LO’pH5−59 ,4・10j2.8・10”1.6−10’ 4.7・104pHs、o 9. 5・10’ 2.”:O’ s、1・−to’ 9.’24Q’pH4,51, 2−1,0’ 3.540’ 1.2・10’ 3.540’pFE 4.0  1.6’lO’ 4.840’ 7.2・lO’ 2.140−’pH3,59 ,540j2.94CI’ 4.9−10’ 1.440−’pH3,06,6 −10’ 2.0・10’ 2.9−10’ 8.5−10’pH2,51,6 40’ 4.840” 1.4−10’ 4.1・104pH2,03,0・L O’ 9.1・10°j1.7・10’ 5.0・1104SU” 6.4−1 0’ 340°” 5.7−10’ 2−10””SUMはすべてのpH溶出分 分層ら得られたpfu <または投入の分層)の総計 却13 カテプシンGビーズ上のEpiC−10どMA−mファージの分別投入 5.0 ・10” Coo 4.6・10” 1.00pH7,015・:LO’ 3. 0・10” 6.1・10’ 13・10゛3pFi g、o 2.3・i0’  4.6・10” 2.3・lO’ 5.040’pH5,52,5・1o”  s、o・10“51.2・10’ 2.6・104pH5,02,1・’O”  4.2・10°51.1・10’ 2.4・104pH4,51,1−1072 ,2−xo°’ 6.740’ 15・10’pH4,01,940’ 3.8 −10’ 4.4−10’ 9.6−1o”pH3,51,1・10’ 2.2 −10’ +、4JOj9.6・lO°7pH3,04,8・10’ 9.6・ 10°73.6・10’ 7.8・10°7pH2,52,0・10’ 4.0 ・10’ 2.7・10j5.9・10゛7p)! 2.0 2.4−10’  4.8・10°’ 3.240’ 7.0・10”SUN’ 9.9・10?2 ・10″ 1.4・1073・10”5却14 団εビーズの表示ファージの短縮分別 表示ファージ EpiNE−7MA−IT工 2MA−工TニーE71 トリーー工TニーE7  2投入 L、OQ 1.00 1.00 1.00+pful (1,8・1 0’l (1,240”) (3,340’l (1,1−10’)却15 翫ビーズ上のEpiNE−7とMA−mファージの分別投入 1.8・10’  1.00 3.0・10’ L、OO’H7,05,2−10’ 2.9・10 ’ 6.440’ 2.140°8pH6,0g、4・10j3.640’ 4 .5−10’ 1540’pH5,57,840’ 4.3−10’ 5.04 0’ 1.740−’pH5,08,4・10’ 4.7・10’ 5.2・1 0’ 1.7・10゛5pH4,511・10’ 6.1・10’ 4.4・1 0’ is・10°5pH4,01−1・10’ □ 9.440’ 2.6・ コO’ R−”LO’生3.5 1:L・10’ g、1・1.0’ 1.3・ 1o’ 4.3・104pH3,03,8・10’ 2.1・10″ 5.6・ 10’ 1.9・10’pH2,52,8−10j1.6−10’ 4.9・l O’ 1.6・10’pH2,02,940’ 1.640’ 2.240’  7.3・10−’SUN’ 7.6・10’ 4.1・10” 3.1・10’  1.1・10’投入 2.010” 1.00 6.f)10’ 1.00p H5,09,610’ 4.810’ 3.7・10’ 6.210”pH4, 54,410’ 2.210’ 3J°10’ 6.31り5pH4,03,1 LU’ 1610’ :’、’aIG’ 4.010”pH3,58,610’  4.310’ 9.040’ 1510”pH3,02,210’ 1.11 0’ 8.910’ 1.510°ゝpH2,52,210’ C1・10’  2.3・10’ 3.810’pH2,07,710’ 3.tlO” 8−7 10’ 1.410’SUM” 8.010’ 3.910’ 1.810’  2.910’′″SUMはすべてのpH溶出分分層ら得られたpfu (または 投入の分層)の総計 a216 (続き) hNEN−ビーズ上A−EpiNE−7とMA−Bm、並びにMA−Bm−B7 7 y−ジの分別投入 1.510’ 1.00 pH7,02,910’ 1.910’pH6,03,710j2.510″ pH5,04,910’ 3.310’pH4,56,010’ 4.010’ 陣4.0 6.1lOj4.3104 pH3,55,しi05 3.31G’pH3,01,910’ 1.310’ pH2,57,710’ 5.110−’pH2,09,710’ 6.510 −’SUM会 !、310’ 2.210°1表117 hNEN−ビーズ上A−Bm−B7どMA−Bm−B7−12227 y−ジの 分別投入 1.310’ 1.00 1.210’ 1.00pH7,04,7 10’ 3.610−’ 4.IMO’ 3.310−jpH4,b G、21 04 4.11+コ、O−’ 6−7 Ln’ 5.610’cH4,03,4 ・10’ 2.610−’ 2.710’ 2.240”pH3,51,810 ’ 1.410” 2.310’ 1.!MO”pH3,02,S10’ 1. 910’ 6.310’ 5.210’pif 2.5 <1.310’ (1 ,()10’ <1.310’ <1040’SUM會 3.tlO’ 2.’ MO’ 3.410’ 2.1110’却18 11<ビーズ上の?viA−EpiNE7とMA−Brn−B7−141ファー ジの分別投入 G、Llo” Coo 2.010’ 1.00pH7,05, 310’ 8.710’ 4.510’ 2.210’pH6,09,710’  1610’ 4.410’ 2.210’pH4,5’ l(3’lO’ 二 、61C” 1.ZIG@ 6.5’lO’pH4,02,010’ 3.31 0’ 1110’ 5.510’pH3,59,710’ 1610″ 5.9 ・10’、 3.O゛i0’pH3,03,+no’ 6.210−’ 2.3 ・10’ 1.210’pH2,51,310’ 2.110−j1210’  g−010°5pH2,01610’ 2.610−’ 1−010’ 5.0 10−’SUM” 8.610’ 1410” 5.510’ 2.810°1 犯19 B汀I−B7−141変種表示ファージにょるhNE結合のpH溶出解析表示蛋 白質 投入pfuC7,。−3,5’ 2.。−合計 C比較 fj+jGNo 1’ 0.9’5 0.24 2.3 0,35 2.9 0.11iMINO 2’ 6.1 0.57 2.1 0.45 3.1 0.129UTニーE7 −1222’ 12 0,72 4.0 0.64 5.4 0.21Epi疋 7’ 0.72 0.44 6.4 2.2 、9.0 0.35ML’TPI ’ 3.9 1.8 9.2 12 12 0.46MUT1619’ 0.7 1i1 0.B2 9.9 0.B4 12 0.46MUTQE’ 4.7  1.2 16i 5.3 22 0.85MUTT26Aゝ 0.51 2.5  19 3.3 25 0.9GE工TT−B7−i41’ 1.7 2.2  18 5.4 26 Co。
E!τニーE7441’ 0.75 2.x 213.2 2G 1.OO犯2 0 弱(KD> 10’と) x、KEDSCQLGYSAGPO3GrrSRYFYNGTSMACETFQ YC−C−OCNGNNFVTEKDCLQTCRGA中程度 (10’ >  J:o > 10−’)強 (10’ > KD yio−”D)非常に強 □ Cl1l(10”’ 81表n1 弱(KD> 10’ M) 中程度 (10’ >ち> 10−’)強 (10−’ > ICD >10’ 口D)非常に強 (11:D<工o゛11と)順序キーは犯20と同様 口MYMUT CYCLE 1 pH pH RECYCLJNG pi−I FRACTION(コ 0= 2−= ■ 工 XI¥ff XW : 曹 パ■ CH3 VVV+++ Σα■ 、 、 Ili+ PCT/US 92101501フロントページの続き (51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号C07K 13100  ZNA 8318−4H// C12N 9/99 (81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IT、LU、MC,NL、 SE)、 AU、  CA、 FI、JP、 No、 US(72)発明者 ガターマン、ソニア、 コソウアメリカ合衆国、02178 マサチューセッツ州、ベルモント、オーク レイ ロードFI (72)発明者 ロパーツ、ブルース、りンゼイアメリカ合衆国、01757  マサチューセッツ州、ミルフォード、ウィンザー ロード(72)発明者 マー クランド、ウィリアムアメリカ合衆国、01757 マサチューセッツ州、ミル フォード、ウィンザー ロード(72)発明者 ケント、レイチェル、バリボー ルドアメリカ合衆国、01719 マサチューセッツ州、ボックスボロー、スト ーンヘツジプレイス 60

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. EpiNEa、EpiNE1、EpiNE2、EpiNE3、EpiNE4、E piNE5、EpiNE6、EpiNE7、EpiNE8から成るグループより 選択される人体好中球の抑制因子2. EpiC1、EpiC7、EpiC8、EpiC10、EpiC20、EpiC 31、EpiC32、EpiC33、EpiC34、EpiC35から成るグル ープより選択される人体好中球の抑制因子3. 表220のBIII−E7、BIII−E7−1222、AMINO1、AMI NO2、MUTP1、BIII−E7−141、MUTT26A、MUTQE、 MUT1619から成るグループより選択される人体好中球の抑制因子4. 主張1から3による参考抑制因子の相同体抑制因子、上述の相同抑制因子と上述 の参考因子との相違点は、表65によるクラスAのひとつまたはそれ以上の置換 にある。 5. 主張1から3による参与抑制因子の相同体抑制因子、上述の相同抑制因子と上述 の参考因子との相違点は、表65によるクラスAまたはBのひとつまたはそれ以 上の置換にある。 6. 主張1から3による参考抑制因子の相同体抑制因子、上述の相同抑制因子と上述 の参考因子との相違点は、表65によるクラスA、BまたはCのひとつまたはそ れ以上の置換にある。 7. 図8の分子式を持つ化合物である人体好中球抑制因子。。分子式は次の通り。 R1 水素、Lプロピル、LLシスチニル(例:NH3−CH(CH2−S−S−CH 3−CH(NH2)−COOH)−CO−)、L−バリル、その他のアミノ酸ま たは2−8の炭素を持つカルボキシル酸誘導体。 R2 2プロピルまたは二次ブチル X −CO−CH2−、−CO−CHF−、−CO−CHF−CH−、−CO−CF 2−、−CO−CF2−CH2−、−B(OH)−CH2−、−B(OR1)− CH2−、−SO−CH2−、−CO−S、−CO−CO−R3 −H、−CH1、−CH2−COOH、−CH2−CH2−COOHR4 −CH2−フェニルまたは−CH2−CH2−S−CH3R5 −CH2−フェニルまたはその他のアリルメチルグループR6 −NH2、−OHまたは追加のN−結合を持つアミノ酸R7 小さなアルキルグループ 8. 図9の分子式を持つ化合物である人体好中球エラステーゼ抑制因子。分子式は次 の通り。 R1 比較的堅固な二作用結合子 R2 2プロピルまたは二次的ブチル X −CO−CH2−、−CO−CHF−、−CO−CHF−CH−、−CO−CF 2−、−CO−CF2−CH3−、−B(OH)−CH2−、−B(OR1)− CH2−、−SO−CH2−、−CO−S、−CO−CO−R3 −H、−CH3、−CH2−COOH、−CH2−CH2−COOHR4 −CH2−フェニルまたは−CH2−CH2−S−CH3R5 −CH2−フェニルまたはその他のアリルメチルグループR6 −NH2、−OHまたは追加のN−結合を持つアミノ酸R7 小さなアルキルグループ 9. 主張8の抑制因子。R1は次の相反する作用をするトリサイクリック芳香族環シ ステムを持つ。 ひとつの作用はC7に接続するアミノググループへの結合を許可し、もうひとつ の作用はC11とラペル付けされたカルボニル炭素に結合させる。 10. 主張9の抑制因子。R2は2カルボキシメチル6アミノメチルアウトラキノン1 1. 図12の分子式を持つ化合物である人体好中球エラステーゼ抑制因子。分子式は 次の通り。 D1とD2は独立に、ヒドロキシルグループ、または生理学的条件のもとで水溶 性溶液の中でヒドロキシルグループに加水分解できるグループ。 R3 −H、−CH3、−CH2−COOH、−CH2−CH2−COOHR4 −CH3−フェニルまたは−CH2−CH2−S−CH3R5 −CH2−フェニルまたはその他のアリルメチルグループR6 −NH3、−OHまたは追加のN−結合を持つアミノ酸12. 好中球エラステーゼの過剰活動により生じる人体の状態の予防や治療用の調合品 に上記の主張1−11にある抑制因子を使用すること。 13. カテプシンGの過剰活動により生じる人体の状態の予防や治療用の調合品に上記 の主張1−11にある抑制因子を使用すること。
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