JPS6296085A - 高分子量単鎖ウロキナ−ゼとその製法 - Google Patents

高分子量単鎖ウロキナ−ゼとその製法

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JPS6296085A
JPS6296085A JP61171970A JP17197086A JPS6296085A JP S6296085 A JPS6296085 A JP S6296085A JP 61171970 A JP61171970 A JP 61171970A JP 17197086 A JP17197086 A JP 17197086A JP S6296085 A JPS6296085 A JP S6296085A
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フセイン、シド・シヤウカト
リピンスキー、ボグスロウ
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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】 発明の背景 本発明は、プラスミノーゲン活性化作用を宵する高分子
量単鎖ウロキナーゼとその製法に関する。
プラスミノーゲン活性化剤は血塊の処置に有用であるこ
とが認められている。このような活性化剤を人間の血流
中に充分な量でかつ充分な期間導入することにより、発
生した血塊は溶解できる。
過去に使用されているプラスミノーゲン活性化剤を単離
する方法は、複雑でありかつ経費を要する点において不
利である。たとえば、ウロキナーゼの場合において、プ
ラスミノーゲン活性化剤は尿中に見出され、既知の工業
的方法の収率は非常に低いので、1人の患者を処置する
ために大量の尿を集めかつ処理しなくてはならない。他
の源、たとえば、腎組織の培地からのウロキナーゼの単
離、あるいは他のプラスミノーゲン活性化剤、たとえば
、ストレプトキナーゼの単離は、多くの工程を同様に必
要とし、それらの工程は経費を要するか、あるいは不利
な免疫反応を伴うことがある。
その上、臨床的に使用する商業的に入手できる活性化剤
、アポキナーゼ(Abbokinase)およびストレ
プトキナーゼ(Streptokinase)はフィブ
リンの血塊に対する親和性が低いことが知られており、
それゆえ充分に効果的ではないか、あるいは全身性蛋白
質加水分解による不利な副作用を伴うことがある。
ウロキナーゼの従来の単離法に関する参考書は、次のと
おりである: (a) White、 W、 F、; Barlow、
 G、 H,; Mozen、 M。
M、; The l5olation and Cha
racterization ofPlasmjnog
en  Activators  [tlrokina
se]  fromHuman Urine、 Bio
chemistry、 Vol、 5. I)p、2.
160〜2.169.1966゜ (b) Pye、E、 K、+ Maciag、 T、
; Kelly、 P、:lyznger、 M、 R
,; Purfication of Urokina
se byA4rinity Chromotogra
phy In: Thrombosis andUro
kinase、 Eds、 R,Paolettiおよ
びS、 5herry。
Academic Press、 London、 N
ew York、 San Fransi−sco 1
977゜ 発明の要約 本発明は、前述の問題を克服し、そして比較的少量の出
発物質から大量のプラスミノーゲン活性化剤を単離する
ことを可能とする。
本発明によれば、プラスミノーゲン活性化剤は、フィブ
リンを表面に有する固体の吸着性マトリックス(好まし
くはケイソウ土)を準備し、尿または培地に基づく母液
をフィブリン含有マトリックスに暴露し、これによって
フィブリンに対して親和性を有する母液中のプラスミノ
ーゲン活性化剤の分子をフィブリンの分子に結合し、残
りの母液を除去し、そしてプラスミノーゲン活性化剤を
フィブリン含有マトリックスから分離することによって
尿または培地から単離される。
本発明は、固体の吸着性マトリックス上に沈澱したフィ
ブリンが、ある種のプラスミノーゲン活性化剤、ことに
ある種のウロキナーゼに対してかなりの親和性を保持す
るという発見に基づく。これと対照的に、フィブリンが
活性化されたアガロース(すなわち、臭化ンアノーゲン
(こより活性化されたアガロース)へ共有結合すると、
このようなプラスミノーゲン活性化剤に対する親和性は
認められない。この差異の理由は未だ詳らかではないが
、共有結合しないで吸着性マトリックス上に沈着したフ
ィブリンはフィブリンのりジン残基のε−アミノ法が遊
離のまま残っているものと考えられ、リジン残基のこれ
らのε−アミノ基は新しく発見した親和性に寄与するも
のと信じられる。
これと対照的に、フィブリンが活性化されたアガロース
へ共有結合すると、リジン残基のε−アミノ基は親和性
を実質的にブロックするような方法でアガロースに共有
結合する。このような理由で高い親和性のウロキナーゼ
の存在が見逃されてきたことは明らかである。
本発明の単離法の好ましい実施態様において、種々の好
ましい条件が存在する。プラスミノーゲン活性化剤は、
フィブリン−固体粒子をプラスミノーゲン活性化剤が存
在する液体のバッチ中でかきまぜることによって、フィ
ブリン含有マトリックスへ暴露される。固体マトリック
ス上へ沈着したフィブリンへ結合した活性化剤を、フィ
ブリン表面から溶離する。フィブリン表面から溶離した
プラスミノーゲン活性化剤を含有する溶出液を、ゲルろ
過カラムに通して、高い親和性のプラスミノーゲン活性
化剤を溶離剤およびフィブリン汚染物質から分離する。
好ましくは、フィブリンを表面に有する固体マトリック
スを調製するため、フイブリノゲンをマトリックスの存
在下にトロンビンで処理して、フィブリンをマトリック
ス上に沈澱させる。好ましくは、該操作は吸着性のマト
リックス表面が緩衝液中過剰のフィブリノーゲンに接触
するように、すなわち吸着性表面のすべてを効果的にお
おうのに充分な量において暴露し、その後トロンビンを
緩衝液中に導入してフイブリノゲンをフィブリンに変え
、これによって吸着性表面をフィブリンで効果的に満た
すことができるようにすることによって行う。
さらに、本発明の1つの特徴によればミ高い親和性のウ
ロキナーゼを単離するため、吸着性固体マトリックス、
好ましくはケイソウ土を票備し、フイブリノゲンをトロ
ンビンで前記マトリックスの存在下に処理してフィブリ
ンをその表面上に沈澱させ、尿または培地をフィブリン
含有マトリックスに暴露し、これによってフィブリンに
対し高い親和性を有する種のウロキナーゼをそれに結合
゛させ、結合しない物質を緩衝溶液で除去し、アルギニ
ン、リジンおよびε−アミノ−カプロン酸から成る群の
1種を水溶液中に含有する溶離剤でフィブリン表面から
該ウロキナーゼをまず溶離し、その後膣ウロキナーゼを
/g1m剤から分離する。
この方法において、好ましくは尿素または培地をフィブ
リン担持マトリックスと混合して暴露し、液体成分を傾
斜、ろ過によって除きフィブリンマトリックスおよび結
合した活性化剤を緩衝液で反復洗浄する。
本発明による新規な生成物は、前記方法によって製造さ
れた尿および培地からの高い親和性のプラスミノーゲン
活性化剤である。
本発明の改良された血栓崩壊剤は、フィブリンに対する
高い親和性を有するウロキナーゼから本質的に成り、そ
して凍結乾燥した形態で医師へ提供される。
具体的には、新規な生成物は尿または組織培地のような
生物源から単離されたプラスミノーゲン活性化剤からな
る。この新規な生成物の特性は、約56.000ダルト
ンの分子量、フィブリン板上で効力検定したとき、40
,000〜50.QOOCT A単位/所の比活性、お
よびドデシル硫酸ナトリウム−ゲルの電気泳動を還元し
ない状態の新規生成物について実施したとき、7.5%
のポリアクリルアミドゲルについての単一の蛋白バンド
で証明される、56゜000ダルトンの分子量に相当す
る単一鎖構造の外観を与える点に在る。この生成物は、
0.1モルのジチオスレイトール(dithiothr
eitol)で還元した生成物についてドデシル硫酸ナ
トリウム−ゲルの電気泳動を実施したとき、7.5%の
ポリアクリルアミドゲル上に単一の蛋白バンドを与える
ことで証明される、前記単一鎖構造の外観を保持する。
最も重要には、新規な生成物は、フィブリンのセライト
(eel 1te)に対する高い親和性によって証明さ
れる実質的なフィブリン結合親和性を示すことである。
本発明による血塊を検知するプラスミノーゲン活性他剤
トレーサーは、放射性標識物質、たとえばヨウ素または
テクネチウムが結合された高い親和性のプラスミノーゲ
ン活性化剤から本質的になる。高い親和性のプラスミノ
ーゲン活性化剤の特性は、約56,000ダルトンの分
子量、フィブリン板上で効力検定したとき40,000
〜50.0OOCT A単位/!19の比活性、および
還元しない状態においてドデシル硫酸ナトリウム−ゲル
の電気泳動を実施したとき、7.5%のポリアクリルア
ミドのゲル上の単一の蛋白バンドにより証明される、5
6.Gooダルトンの分子量に相当する単一鎖構造の外
観を有する。プラスミノーゲン活性化剤は、0,1モル
のジチオスレイトールで還元したうえでドデシル硫酸ナ
トリウムーゲルの電気泳動を実施したとき、7゜5%の
ポリアクリルアミドゲル上の単−帯により証明される単
一鎖構造の外観を保持する。最も重要なことは、プラス
ミノーゲン活性化剤がフィブリン−セライトに対する高
い親和性によって証明される、フィブリンに対する実質
的な結合親和性を示すことである。プラスミノーゲン活
性化剤がフィブリンに対して有する高い親和性は、放射
性標識化を行い、核走査によりフィブリン血栓を特異的
に検知するための新規な診断剤として、プラスミノーゲ
ン活性化剤を使用できるようにする、基本的な性質であ
る。
一般原理 ある種のプラスミノーゲン活性化剤がフィブリンへ結合
する性質を利用する。この原理は、以下の実施例におい
て、フィブリンに対して高い親和性を有するプラスミノ
ーゲン活性化剤(HAUK)を尿から単離することに応
用するが、他の源、たとえば腎組織の培地抽出物からの
高い親和性のプラスミノーゲン活性化剤の抽出にも応用
できる。
本発明方法はフィブリノーゲンを吸着する性質をもつ物
質から成るマトリックスを利用する。以下の好ましい実
施例において、ケイソウ土やセライトはこの目的に適当
であることが示された。この物質の粉末を使用して大き
い表面積を得る。このマトリックスをフィブリノーゲン
と混合した後、フィブリノーゲンをトロンビンへの暴露
によりフィブリンに変え、マトリックス上にフィブリン
を沈澱させる。この特定のマトリックスは、フイブリノ
ゲンをトロンビンへ暴露するとき通常形成する、ゲルの
形成を妨げる。フィブリン−セライトを尿中でかきまぜ
るとき、HAUKは親和性マトリックスに結合する。引
き続いて、結合した活性化剤をフィブリン−セライトか
ら、溶離液の洗浄により、除去する。溶離されたHAU
Kは少量のフィブリンにより汚染されているだけであり
、カラムから溶離剤で洗浄し、これは溶離物質と一緒に
ゲルろ過により容易に分離される。次いで、活性化剤を
含有する最終溶液を凍結乾燥する。
方  法 109の粉末状ケイソウ土(セライト分析ろ過助剤、F
isher 5cientific Co、)すなわち
マトリックスを蒸留水で洗浄し、モして25mQの緩衝
液(0,05モルのリン酸ナトリウム、pl+7.4.
0.1モルのNaCgおよび1ミリモルのEDTAを含
有する)中の2%のヒトのフィブリノーゲン(Kabi
、 Stockholm、 Swe−den)と混合す
る。ImQの緩衝液中のトロンビン(Parke Da
vis Bovine topical) 100μを
絶えずかきまぜながら室温において加えて、混合を良好
にしてフィブリン−マトリックスのこう着を防ぐ。
30分後、フィブリン−マトリックスを焼結ガラスの漏
斗でろ過し、同じ緩衝液(IQ)で洗浄し、次いで0.
05モルのアルギニン含有緩衝液でよく洗浄する。最後
の洗浄は、1ミリモルのEDTAおよび0.3モルのN
aCQを含有する0、05モルのリン酸ナトリウム緩衝
液1)H7、4を用いて実施する。洗浄したフィブリン
−マトリックス(15x(の沈降体積)をIQの新鮮な
ヒトの尿に加え、この混合物を1時間冷時(4℃)にか
きまぜる。ろ過後、フィブリン−マトリックスをカラム
に詰め、平衡緩衝液で洗浄する(8〜10カラムの体積
)。次いで活性化剤をフィブリンからアルギニン(上の
緩衝液中0.2モル)で単一の鋭いピークで溶離される
。別法として、溶離はリジンまたはε−アミノ−カプロ
ン酸で行うことができる。アルギニンと活性化剤を汚染
するフィブリン誘導体とを、次にセファデックスG−1
00−(Pharmacia Chemicals、 
Upsala、 Sweden)により除去し、次いで
活性化剤を含有する溶液を凍結乾燥する。
結  果 はぼ12.00〜30.00CT A単位のHAUKが
、IQの新鮮なヒトの尿から得られる。HA U Kの
分子量は、超微細のセファデックスG −200のゲル
ろ過によりほぼ56.000ダルトンであると決定され
た(技術については、P、 Andrews、 Met
hods BiocheIll。
Anal、 8.1〜53 (1970)参照)。HA
 U K物質は、プラスミノーゲンに富んだフィブリン
板上で、フィブリンの急速な分解を誘発した。それは、
フィブリン板上で効力検定したとき、40,000〜5
0,000の比活性を示す。(技術については、P、 
Brakman。
”Fibrinolysis: A 5tandard
ized Fibrin PlateMethod a
nd a Fibrinolytic As5ay o
f Plasmino−gen@published 
by Sche14ima and Holkema、
 AAm−5terda、 1)I)、1〜124(1
967)参照)。
HAUKと市販のウロキナーゼ(Abbott)との比
較2つの基本的な差異と1つの共通の性質が見出された
。それらを下表に要約する: 高い親和性の (ダルトン)       36,000    56
,000セライトカラム)  く5%    100%
セファロース− フィブリンへの結合 く1%     く1%さらに、
生理学的条件下のフィブリンのいっそう効果的な分解が
、市販のウロキナーゼに比較して、HAUKについて見
出された。
市販のウロキナーゼ(Abbott)は主として低分子
量の形態を含有する。市販のウロキナーゼ(Ab−bo
tt)中に見出された高分子量のウロキナーゼの部分は
、還元後の2つの蛋白質結合およびドデシル硫酸ナトリ
ウム−ゲルの電気泳動により証明される、2つの鎖構造
をもつように思われる(技術ニツイて、K、 Webe
rおよびM、 0sborn、 The Pro−te
ins、 eds、 Neurath、 H,and 
1lill、 L、 L、 (Aca−demic P
ress、 New York) Vol、1. pp
、179〜223(1975)参照)。このウロキナー
ゼの高分子量の形態はフィブリンに対して低い親和性を
有するが、低分子量のウロキナーゼは親和性をもたない
。結局、高分子量のウロキナーゼと低分子量のウロキナ
ーゼとの市販のウロキナーゼ混合物は、前述のように、
フィブリンに対して非常に低い親和性を有することが知
られている。
HAUKは約56,000ダルトンの分子量を有し、こ
れは市販のウロキナーゼ中の高分子量の形態の分子量に
匹敵する。しかし、HAUKは、0.1モルのジチオレ
イトールによる還元および7.5%のポリアクリルアミ
ドゲル上のドデシル硫酸ナトリウム−ゲルの電気泳動後
の1つの蛋白バンドの帯により証明されるように、1つ
の鎖構造として現イっれる [1bid、Jeber 
 et  旦、]・HAUK1すなわち本発明のウロキ
ナーゼの高分子量の単−鎖種がその吸着に用いた条件下
でフィブリン−セライトへ結合することは、それがフィ
ブリンに対して高い結合親和性をもっことを示す。
本発明者らが初めて単離したHAUKはもとの分子の形
態を保持すると、信じられる。わずかの工程数の、速い
単離法のため、単一鎖の分子構造を保持できる。
他方において、比較的遅い、多数の工程からなる先行技
術の方法は、分子を分解し、2つの鎖構造物を生成し、
そのためフィブリンに対する親和性が低いものと、信じ
られる。
方法の特徴 本発明の方法は、従来の方法よりもすぐれた利点をいく
つかもつ: 1、本発明の方法は、長い時間の多工程の単離法ではな
くて、急速な単一工程の方法である。現在用いられてい
る長い時間の方法は、ウロキナーゼの望ましくない変性
、自己分解、または他の蛋白質分解酵素による分解を起
こす。
2 この方法は低い親和性の活性化剤から高い親和性の
ものを分離し、そして新鮮な尿が高い親和性のウロキナ
ーゼを含有する(被検者に依存して、合計のウロキナー
ゼの40〜80%)ことを初めて確立する。
3、この方法は尿中の合計のHAUKの高い収率(約6
0%)を与え、そして存在する低い親和性のウロキナー
ゼを与えない。これと対照的に、現在臨床用に商業的に
入手できるウロキナーゼ(Ab−bokinase、A
bbott)は、本質的にHA tJ Kを含有せず、
そして低い親和性のプラスミノーゲン活性化剤である。
応   用 1、ニ一般 前述の抽出法は経済的かつ急速であるので、科学的研究
および臨床的目的の両者のため、フィブリンに対する高
い親和性により特徴づけられるヒトのプラスミノーゲン
活性化剤を比較的安価にかつ豊富に供給する。
n、′L* 肺動脈塞栓症の血栓崩壊治療のためのFDAの認可を得
ている、2種の商業的に入手できるプラスミノーゲン活
性他剤ストレプトキナーゼ(Hoec−hstおよびK
abi)およびウロキナーゼ(Abbott)は、低い
親和性の活性化剤である。結局、大量の活性化剤(10
0,000〜200,0OOCT Ag3時)を注入し
て血塊の分解を達成しなくてはならない。プラスミンは
広い特異性をもつ酵素であるので、これらの活性化剤を
注入することにより、いくつかの血奨蛋白質(フイブリ
ノゲン、因子■および■)を分解する、蛋白質分解とい
う望ましくない状態を引き起こす。
これと対照的に、本発明により発見されかつ効率よく単
離されたH A U Kは、そのフィブリンに対する活
性のため、より低い活性化剤の濃度において、非常にい
っそう特異的な線椎素溶解を提供する。
■1診断 HA U Kのフィブリン結合性質は、脈管内の血塊ま
たは血栓の検知に利用することもできる。適当な放射性
同位元素(たとえば、125ヨウ素またはテクネチウム
)を分子に結合し、次いで標識1−I AUKを脈管内
に注射することにより、放射性核走査により脈管内のフ
ィブリンを同定することができる。たとえば標識HA 
U Kを肺の走査による肺動脈塞栓(肺の血塊)の特異
的検知に使用できる。
この診断は、普通の方法が非特異性であるために、普通
の方法によっては周知のように、困難である。
放射核走査のため放射標識プラスミノーゲン活性化剤を
使用しようとする従来の試みは、使用したプラスミノー
ゲン活性化剤がフィブリンに対して高い親和性を有する
という必須の特性に欠けたため、比較的不成功に終った
ものと信じられる。
このような従来の技術に関する参考書は、次のとおりで
ある・ (a) Millar、 W、 T、およびSm1th
、 J、 F、 B、。
Localization ofDeepvenous
 Thrombosis UsingTechniti
um 99m−1abelled Urokinase
 (prelimi−nary communicat
ion)、 Lancet Vol、2.p、695=
696、1974゜ (b) Kempi、 V、; Van DerLin
den、胃;およびvan 5cheele、 C,;
 Diagnosis of Deep VeinTh
rombosis with 99mTc −5tre
ptokinase: A C1i−nicalcom
parison with Phlebography
、BritishMedicalJournal、 V
ol、 2. p、748〜749.L974゜特許出
願人 パスキュラー・ラボラトリ−・インコーホレーテ
ッド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、プラスミノーゲン活性化剤を尿または培地から単離
    する方法において、 フィブリンを表面に有する吸着性マトリックスを準備し
    、 尿または培地に基づき、かつ高いフィブリン親和性プラ
    スミノーゲン活性化剤を含有する母液を、フィブリン含
    有マトリックスに暴露し、これによってフィブリンに対
    して高い親和性を有するプラスミノーゲン活性化剤の分
    子をフィブリンの分子に結合し、 残りの母液を除去し、そして プラスミノーゲン活性化剤をフィブリンから分離する、 ことからなる方法。 2、アルギニン、リジンおよびε−アミノ−カプロン酸
    から成る群れの1員を含有する溶離剤により、プラスミ
    ノーゲン活性化剤をフィブリン表面から溶離する、請求
    の範囲1に記載の方法。 3、前記マトリックスがケイソウ土からなる、請求の範
    囲1または2に記載の方法。 4、フィブリンを表面に有する前記マトリックスを準備
    するため、被吸着フィブリノーゲンを前記マトリックス
    の存在でトロンビンで処理して、ゲルを形成させないで
    フィブリンを前記マトリックス上に沈澱させる、請求の
    範囲1〜3のいずれかに記載の方法。 5、前記マトリックスの吸着性表面を、前記吸着性表面
    を効果的におおうのに十分な量のフィブリノーゲンに暴
    露し、その後トロンビンを導入して前記被吸着フィブリ
    ノーゲンをフィブリンに変え、これによって前記吸着性
    表面を被吸着フィブリンで効果的に完全に満たす、請求
    の範囲4に記載の方法。 6、フィブリノーゲンをトロンビンで前記マトリックス
    の存在下に処理して、フィブリンを前記マトリックスの
    支持体上に被吸着状態で存在させることによって、フィ
    ブリンを有する固体の吸着性マトリックスを準備し、 フィブリンに対して親和性をもつウロキナーゼの種を含
    有する母液を、前記支持体に暴露して、前記種をフィブ
    リンに結合させ、 緩衝溶液で洗浄することにより、結合していない物質を
    除去し、そして アルギニン、リジンおよびε−アミノ−カプロン酸から
    成る群の1員からなる溶離剤で、フィブリン表面からウ
    ロキナーゼを溶離し、その後前記ウロキナーゼを前記溶
    離剤から分離することによって、ウロキナーゼをフィブ
    リンから分離する、ことによってウロキナーゼを単離す
    る、請求の範囲1〜5のいずれかに記載の方法。 7、前記マトリックスが粒子からなり、そして母液を前
    記粒子と前記母液との混合により、前記フィブリン担持
    マトリックスに暴露する、請求の範囲1〜6のいずれか
    に記載の方法。 8、前記母液はデカンテーシヨン、ろ過、およびこれに
    続く緩衝液による反復洗浄によって、除去する、請求の
    範囲1〜7のいずれかに記載の方法。 9、(a)約56,000ダルトンの分子量を有し、(
    b)フィブリン板上で分析したとき40,000〜50
    ,000CTA単位/mgの比活性を有し、(c)ドデ
    シル硫酸ナトリウム−ゲルの電気泳動を還元されていな
    い状態で実施したとき、7.5%のポリアクリルアミド
    ゲルでの単一のタンパク帯で証明される、56,000
    ダルトンの分子量に相当する単一鎖構造の外観を有し、
    (d)0.1モルのジチオスレイトールで還元された状
    態でドデシル硫酸ナトリウム−ゲルの電気泳動を実施し
    たとき、7.5%のポリアクリルアミドゲルでの単一の
    蛋白バンドで証明される、前記単一鎖構造の外観を保持
    し、そして(e)フイブリンセライトに対する実質的な
    結合親和性を示すことによって特徴づけられるウロキナ
    ーゼ。
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