JPH0759598B2 - ヒトインスリン様成長因子▲i▼の製造法 - Google Patents

ヒトインスリン様成長因子▲i▼の製造法

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JPH0759598B2
JPH0759598B2 JP61031512A JP3151286A JPH0759598B2 JP H0759598 B2 JPH0759598 B2 JP H0759598B2 JP 61031512 A JP61031512 A JP 61031512A JP 3151286 A JP3151286 A JP 3151286A JP H0759598 B2 JPH0759598 B2 JP H0759598B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は医薬として有用なヒトインスリン様成長因子
I(以下、IGF−Iと称する)の新規な製造法に関す
る。
[従来の技術] IGF−Iは公知の化合物であり、その一次構造はハンベ
ル(R.E.Humbel)らによって下記の通りであると報告さ
れている。[ティ・エル・ブリュンデル、エス・ベダル
カル、イー・リンデルクネヒトおよびアール・イー・ハ
ンベル:プロシーディングズ・オブ・ナショナル・アカ
デミー・オブ・サイエンス・オブ・ザ・ユーエスエー、
第75巻、第180頁〜第184頁(1978年発行)(T.L.Blunde
ll,S.Bedarkar,E.Rinderknecht and R.E.Humbel:Proc.N
atl.Acad.Sci.USA,75,180-184(1978))、およびイー
・リンデルクネヒトおよびアール・イー・ハンベル:ジ
ャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー、第25
3巻、第2769頁(1978年発行)(E.Rinderknecht and R.
E.Humbel:J.Biol.Chem.253,2769(1978)] (式中、Aはアラニン、Cはシステイン、Dはアスパラ
ギン酸、Eはグルタミン酸、Fはフェニルアラニン、G
はグリシン、Iはイソロイシン、Kはリシン、Lはロイ
シン、Mはメチオニン、Nはアスパラギン、Pはプロリ
ン、Qはグルタミン、Rはアルギニン、Sはセリン、T
はトレオニン、Vはバリン、Yはチロシンをそれぞれ意
味し、CとCを結ぶ3本の実線は−S−S−結合を意味
する) ハンベルらはヒトの血液から上記の一次構造を有するIG
F−Iを単離し、その構造を決定したが、この発明の発
明者らは遺伝子組換え法により得たIGF−Iをアミノ酸
配列: (式中、A、C、D、E、F、G、I、K、L、M、
N、P、Q、R、S、T、VおよびYは前と同じ意味で
ある) を有する還元型IGF−Iとして単離し、得られた還元型I
GF−Iを酸化して酸化型IGF−Iを得た。すなわち、還
元型IGF−IとはIGF−I内の3対のシステイン相互の−
S−S−結合が切断されて、直鎖状のIGF−Iとなった
ものであるが、この還元型IGF−Iを酸化して酸化型IGF
−I、すなわち3対の−S−S−結合を有するIGF−I
に導く過程で、この発明の発明者らは、ハンベルらとは
異なった一次構造を有するIGF−Iを見出した。
その一次構造は、式 (式中、A、C、D、E、F、G、I、K、L、M、
N、P、Q、R、S、T、VおよびYならびにCとCを
結ぶ3本の実線はそれぞれ前と同じ意味である。) で表わされ、その生物学的性質もハンベルらによって単
離されたものと異なることが判明した。
この明細書では、ハンベルらが単離した式(I−a)で
表わされる一次構造を有するIGF−Iを酸化型IGF−I
(A型)と称し、この発明の発明者らが新しく見出した
式(I−b)で表わされる一次構造を有するIGF−Iを
酸化型IGF−I(B型)と称することにする。
この発明は、遺伝子組換え法などにより得られる還元型
IGF−Iを酸化して酸化型IGF−Iに導く際に、ヒトの血
液由来のIGF−Iと同じ一次構造を持ち、ヒトに投与す
る際により自然に受け入れられると思われる酸化型IGF
−I(A型)をより多く、酸化型IGF−I(B型)をよ
り少く得るIGF−Iの製造法を確立することを目的とし
て、この発明の発明者らが鋭意研究した結果完成された
ものである。
[問題点を解決するための手段] この発明は還元型IGF−Iを緩衝液中で酸化する際に該
緩衝液に溶解性を有する有機溶媒を共存させることを特
徴とするが、さらに詳細には、還元型IGF−Iを緩衝液
中に溶解放置し、緩衝液中に存在する酸素にて酸化させ
る際に、該緩衝液に溶解性を有する有機溶媒を共存させ
ることを特徴とするものである。
この発明の方法を実施するには、還元型IGF−Iを緩衝
液中に溶解させる必要があり、そのためには還元型IGF
−Iをまずグアニジン溶液に溶解させるなど、この分野
で通常行われている常套手段を用いることができる。
かくして得られたIGF−Iの溶液は、次いで例えばトリ
ス・塩酸緩衝液のような通常用いられる緩衝液で希釈さ
れるが、その際にこの発明の方法では該緩衝液に溶解性
を有する有機溶媒を共存させる。
ここで用いられる有機溶媒としては該緩衝液に溶解する
ものであれば特に限定されず、例えばメタノール、エタ
ノール、プロパノール、イソプロピルアルコールなどの
水溶性の高い低級アルコール、アセトニトリル、ジメチ
ルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどがその好ま
しい例として挙げられる。
なお、還元型IGF−Iを溶解する際も緩衝液を添加する
のが好ましい。また還元型IGF−Iを溶解希釈するため
の緩衝液のpHは好ましくは7以上、さらに好ましくは7
〜9である。反応系に共存させる有機溶媒の量は特に限
定されず、好ましくは20〜60%、より好ましくは30〜46
%である。
酸化反応は、かくして得られた還元型IGF−Iの希釈液
を冷却下ないし室温下、場合によっては約40℃以下の加
温下で放置することによって、緩衝液中に溶解している
酸素による酸化反応として進行する。また、酸化−還元
グルタチオン系のようなこの分野で通常用いられる適当
な酸化系を用いてもよい。
かくして得られた酸化型IGF−Iは、有機溶媒を共存さ
せない系を用いて同様に酸化型IGF−Iを製造した場合
と比較して、IGF−I(A型)の含量がはるかに多く、
したがってこの発明のIGF−Iの製造法は血液中から単
離したIGF−I(A型)と同型のものをより多く得よう
という目的に合致するものである。
反応生成物から酸化型IGF−I(A型)を単離するに
は、この分野で常用されるクロマトグラフィー、特に高
速液体クロマトグラフィー(以下、HPLC)を用いる方法
が好ましい。
[実施例] 以下、製造例、比較例および実施例によりこの発明をさ
らに詳しく説明する。
製造例 還元型IGF−Iの製造E.coli F−6(プラスミドpLHSdM mtrp含有E.coli HB10
1)(本株は工業技術院微生物工業技術研究所にブタペ
スト条約に基づいて寄託されている。寄託番号:FERMBP-
729、寄託日:1984年9月17日)をアンピシリン50μg/ml
含有Lブロス中で一晩培養し、0.2%グルコース、0.5%
カザミノ酸(酸加水分解カゼイン)、50μg/mlビタミン
B1および25μg/mlアンピシリン含有M−9培地に1:20の
割合で希釈した。β−インドールアクリル酸を加えた最
終濃度10μg/mlとした。この時のA600は0.5であった。
次に、2時間培養し、遠心分離(5Krpm、4℃、5分
間)により菌体を収集した。
湿潤細胞ペースト(60g)を10mMPBS-EDTA(pH8.0)150m
lに懸濁し、菌体を超音波処理により破壊した。菌体残
屑を18000rpmで30分間遠心分離してペレット化した。得
られたペレットを0.1M Tris-HCl(pH8.0)/8M尿素−0.1
Mジチオスレイトール(50ml)に溶かし、35,000rpm、25
℃で30分間遠心分離した。上清を取り、0.1M Tris-HCl
(pH8.0)/8M尿素および10mM2−メルカプトエタノール
で平衡化したセファクリルS300スーパーファインカラム
(商標:ファルマシア社製)(5.0×86.6cm、1700ml樹
脂)にかけた。溶出は4℃で平衡緩衝液を用い、流速0.
6ml/分で行った。セファクリルS300クロマトグラフィを
行い、画分17mlを集めた。定量は全クロマトグラフィ段
階について画分後直ちに行った。活性画分を集め、合わ
せた画分255mlを1M酢酸水溶液8lを用い室温で3時間透
析し、次いで新たに1M酢酸水溶液8lを用い一晩透析し
た。透析画分は凍結乾燥し、所望の成分を含有する融合
IGF−I 450mgを得た。この融合IGF−Iは、15% SDS PA
GEにて分子量15,500の位置にバンドを示す。
融合IGF−I(225mg)を60%ギ酸36mlに溶解した。臭化
シアン(36mg)を加え、25℃以下で3時間攪拌下に反応
させた。蒸留水234mlを加えた後、ギ酸および臭化シア
ンを凍結乾燥により除去した。残渣を1M Tris-HCl(pH
8.0)/8M尿素−50mM2−メルカプトエタノール36mlに溶
かした。この溶液を0.01M酢酸アンモニウム(pH4.6)/8
M尿素−50mM2−メルカプトエタノール(以下、バッファ
ーAと称する)400mlを用い室温で3時間、2回透析
し、次いで新しいバッファーA 400mlを用い一晩透析し
た。
透析溶液はバッファーAで平衡化したカチオン交換樹脂
CM52カラム(1.6×7.5cm 15ml樹脂)にかけた。カラム
はバッファーA(60ml)を用い、室温にて流速0.25ml/
分で洗浄し、バッファーA(120ml)から0.2M酢酸アン
モニウム/8M尿素−50mM2−メルカプトエタノール(120m
l)までの直線勾配で溶出した。画分(No.56〜No.61)
2.9ml/画分を集めた。
集めた画分を次の条件でHPLCにかけた。
カラム:ウルトラポアRPSC(4.6×75mm)(商標:ベッ
クマン社製) 流速:1ml/分 溶出:0.1Mトリフルオロ酢酸中10%から60%までのアセ
トニトリルの直線勾配;50分間 クロマトグラフィーは15回繰返して還元型IGF−I含有
画分を集めた。保持時間29.32分の主ピークは還元型IGF
−Iに相当する。前述の操作により得た還元型IGF−I
を凍結乾燥し粉末として約2.4mgを得た。
比較例 前記の製造例と同様にして得た還元型IGF−Iを6Mグア
ニジン/0.05Mトリス・塩酸緩衝液(pH8.0)に溶解し、
濃度を3.3mg/mlとした。この溶液1mlに、0.05Mトリス・
塩酸緩衝液(pH8.0)11mlを加えて希釈した後、室温下7
2時間放置した。不溶物を0.45μmのフイルターで除去
した後、下記条件によりHPLCにより測定した結果、酸化
型IGF−I(A型)0.93mg、酸化型IGF−I(B型)0.35
mgをそれぞれ含有していることが判明した。
[HPLC−1] カラム:ウルトラポア(Ultrapore)RPSC(4.6×75mm)
(商標:ベックマン社製) 検出方法:214nmの吸収による 溶出方法:0.1Mトリフルオロ酢酸中10%から60%までの
アセトニトリルの直線勾配をつけた溶出(50分) 流速:1.0ml/min 保持時間:酸化型IGF−I(B型)17.2分 酸化型IGF−I(A型)18.2分 上記の反応液を1M酢酸水溶液1に対し透析(分子量カ
ットオフ3500)した後、凍結乾燥した。得られた粉末を
0.1Mトリフルオロ酢酸1mlに溶解後、下記条件によりHPL
Cを用いて精製して、IGF−I(A型)0.53mgを得た。
(収率16.2%) [HPLC−2] カラム:AP-343-10(S−10、200Å ODS) (20×250mm)(YMC社製) 検出方法:230nmの吸収による 溶出:下記のバッファーaおよびバッファーbの組み合
わせによるアセトニトリルで勾配をつけた溶出。
保持時間:IGF−I B型 15.0分 IGF−I A型 17.5分 実施例 1 前記の製造例と同様にして得た還元型IGF−Iを6Mグア
ニジン/0.05Mトリス・塩酸緩衝液(pH8.0)に溶解し、
濃度を3.3mg/mlとした。この溶液1mlに0.05Mトリス・塩
酸緩衝液(pH8.0)7.4mlおよびアセトニトリル3.6mlを
加え、最終有機溶媒濃度を30%としたのち、室温下72時
間放置した。不溶物を0.45μmのフィルターで除去した
後、前記の比較例と同様にHPLCで分析した結果、酸化型
IGF−I(A型)1.60mg、酸化型IGF−I(B型)0.22mg
をそれぞれ含有していることが判明した。
反応液を1M酢酸で2倍に希釈した後、反応液中のアセト
ニトリルを除く目的で1M酢酸に対して透析(分子量カッ
トオフ3,500)し、凍結乾燥した。得られた粉末に0.01M
トリフルオロ酢酸水溶液1mlを加えて溶解し、HPLCで前
記の比較例と同様の条件で精製し、酸化型IGF−I(A
型)0.94mgを得た。(収率28.4%) 実施例 2 前記の製造例と同様にして得た還元型IGF−Iを6Mグア
ニジン/0.05Mトリス・塩酸緩衝液(pH8.0)に溶解し、
濃度を3.3mg/mlとした。この溶液1mlに0.05Mトリス・塩
酸緩衝液(pH8.0)5.6mlおよびアセトニトリル5.4mlを
加え、最終有機溶媒濃度を46%としたのち、室温下72時
間放置した。不溶物を0.45μmのフィルターで除去した
後、前記の比較例と同様にHPLCで分析した結果、酸化型
IGF−I(A型)1.94mg、酸化型IGF−I(B型)0.32mg
をそれぞれ含有していることが判明した。
反応液を1M酢酸で2倍に希釈した後、反応液中のアセト
ニトリルを除く目的で1M酢酸に対して透析(分子量カッ
トオフ3,500)し、凍結乾燥した。得られた粉末に0.01M
トリフルオロ酢酸水溶液1mlを加えて溶解し、HPLCで前
記の比較例と同様の条件で精製し、酸化型IGF−I(A
型)1.14mgを得た。(収率34.3%) 実施例 3 前記の製造例と同様にして得た還元型IGF−Iを6Mグア
ニジン/0.05Mトリス・塩酸緩衝液(pH8.0)に溶解し、
濃度を3.3mg/mlとした。この溶液1mlに0.05Mトリス・塩
酸緩衝液(pH8.0)5.6mlおよびメタノール5.4mlを加
え、最終有機溶媒濃度を46%としたのち、室温下72時間
放置した。不溶物を0.45μmのフィルターで除去した
後、前記の比較例と同様にHPLCで分析した結果、酸化型
IGF−I(A型)1.74mg、酸化型(B型)0.19mgをそれ
ぞれ含有していることが判明した。
実施例 4 前記の製造例と同様にして得た還元型IGF−Iを6Mグア
ニジン/0.05Mトリス・塩酸緩衝液(pH8.0)に溶解し、
濃度を3.3mg/mlとした。この溶液1mlに0.05Mトリス・塩
酸緩衝液(pH8.0)7.4mlおよびジメチルスルホキシド3.
6mlを加え、最終有機溶媒濃度を30%としたのち、室温
下72時間放置した。不溶物を0.45μmのフィルターで除
去した後、前記の比較例と同様にHPLCで分析した結果、
酸化型IGF−I(A型)1.14mg、酸化型IGF−I(B型)
0.18mgをそれぞれ含有していることが判明した。
実施例 5 前記の製造例と同様にして得た還元型IGF−Iを6Mグア
ニジン/0.05Mトリス・塩酸緩衝液(pH8.0)に溶解し、
濃度を3.3mg/mlとした。この溶液1mlに0.05Mトリス・塩
酸緩衝液(pH8.0)5.6mlおよびジメチルスルホキシド5.
4mlを加え、最終有機溶媒濃度を45%としたのち、室温
下72時間放置した。不溶物を0.45μmのフィルターで除
去した後、前記の比較例と同様にHPLCで分析した結果、
酸化型IGF−I(A型)2.03mg、酸化型IGF−I(B型)
0.23mgをそれぞれ含有していることが判明した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07K 1/02 1/14 C12N 15/09 C12P 21/02 H 9282−4B //(C12P 21/02 C12R 1:19) 9281−4B C12N 15/00 A

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アミノ酸配列: (式中、Aはアラニン、Cはシステイン、Dはアスパラ
    ギン酸、Eはグルタミン酸、Fはフェニルアラニン、G
    はグリシン、Iはイソロイシン、Kはリシン、Lはロイ
    シン、Mはメチオニン、Nはアスパラギン、Pはプロリ
    ン、Qはグルタミン、Rはアルギニン、Sはセリン、T
    はトレオニン、Vはバリン、Yはチロシンをそれぞれ意
    味する) を有する還元型ヒトインスリン様成長因子Iを緩衝液中
    で酸化し、得られる反応液から一次構造 (式中、A、C、D、E、F、G、I、K、L、M、
    N、P、Q、R、S、T、VおよびYはそれぞれ前と同
    じ意味であり、CとCを結ぶ3本の実線は−S−S−結
    合を意味する) を有する酸化型ヒトインスリン様成長因子I(A型)を
    分離採取するに際し、該緩衝液に水溶性の高い有機溶媒
    を該反応系に20から60%溶解させることを特徴とする酸
    化型ヒトインスリン様成長因子I(A型)の製造法。
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