【文献】
SPILLIAERT R; A GUDMUNDSDOTTIR,ATLANTIC COD TRYPSIN Y-MEMBER OF A NOVEL TRYPSIN GROUP,MARINE BIOTECHNOLOGY,米国,1999年,VOL:1, NR:6,PAGE(S):598 - 607,URL,http://dx.doi.org/10.1007/PL00011815
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
配列番号2のアミノ酸配列を含むタラのトリプシンZT−1、配列番号3のアミノ酸配列を含むタラのトリプシンZT−2、配列番号4のアミノ酸配列を含むタラのトリプシンZT−3、および配列番号5のアミノ酸配列を含むタラのトリプシンZT−4から選択される、請求項1の単離されたタラのトリプシンZTアイソフォーム。
前記放出および溶出されたタラのトリプシンZTアイソフォームは、ポアサイズが0.45μm以下のフィルターを用いて無菌的にろ過される、請求項12または13の方法。
前記タラのトリプシンZTアイソフォームは、配列番号2のアミノ酸配列を含むトリプシンZT−1、配列番号3のアミノ酸配列を含むトリプシンZT−2、配列番号4のアミノ酸配列を含むトリプシンZT−3、および配列番号5のアミノ酸配列を含むトリプシンZT−4、またはこれらの混合物から選択される、請求項12から14のいずれか一つの方法。
【発明を実施するための形態】
【0016】
発明者らは、トリプシンZTアイソフォームと名付けられた新規なトリプシンアイソフォームを特定した。トリプシンZTは、少なくとも以下のアイソフォーム:タイセイヨウダラトリプシンZT−1アイソフォーム、タイセイヨウダラトリプシンZT−2アイソフォーム、タイセイヨウダラトリプシンZT−3アイソフォーム、およびタイセイヨウダラトリプシンZT−4アイソフォームを含む。4つのすべてのタイセイヨウダラトリプシンZTアイソフォームは、約25kDaと同程度の分子量を有する。本発明のタイセイヨウダラトリプシンZTアイソフォームは、以下のアミノ酸配列により表される。
配列番号1
IX
1GGX
2X
3CEPX
4SRPFMASLNYGYHFCGGVLINDQWVLSVAHCWYNPYYMQVMLGEHDLRVFEGTEQLVKTNTIFWHEX
5YDYQTLDYDMMMIKLYHPVEVTQSVAPISLPTGPPDGGMLCSVSGWGNMAMGEEVNLPTRLQCLDVPIVEX
6VX
7CX
8AX
9YPGMISPRMX
10CX
11GX
12MDGGRDX
13CNGDSGSPLVCEGVLTGLVSWGX
14GCAX
15PNX
16PGVYVKVYEX
17LSWIQTTLDANP
ここで、
X
1は、IおよびVから選択され、
X
2は、QおよびHから選択され、
X
3は、DおよびEから選択され、
X
4は、RおよびNから選択され、
X
5は、Lであり、
X
6は、TおよびPから選択され、
X
7は、DおよびAから選択され、
X
8は、EおよびQから選択され、
X
9は、AおよびSから選択され、
X
10は、VおよびMから選択され、
X
11は、AおよびVから選択され、
X
12は、YおよびFから選択され、
X
13は、AおよびVから選択され、
X
14は、QおよびRから選択され、
X
15は、LおよびEから選択され、
X
16は、YおよびSから選択され、並びに
X
17は、YおよびFから選択される。
【0017】
配列番号2 タイセイヨウダラ トリプシンZT−1アイソフォーム
IVGGHECEPNSRPFMASLNYGYHFCGGVLINDQWVLSVAHCWYNPYYMQVMLGEHDLRVFEGTEQLVKTNTIFWHELYDYQTLDYDMMMIKLYHPVEVTQSVAPISLPTGPPDGGMLCSVSGWGNMAMGEEVNLPTRLQCLDVPIVEPVACQASYPGMISPRMMCVGFMDGGRDVCNGDSGSPLVCEGVLTGLVSWGRGCAEPNSPGVYVKVYEFLSWIQTTLDANP
【0018】
配列番号3 タイセイヨウダラ トリプシンZT−2アイソフォーム
IVGGHECEPNSRPFMASLNYGYHFCGGVLINDQWVLSVAHCWYNPYYMQVMLGEHDLRVFEGTEQLVKTNTIFWHELYDYQTLDYDMMMIKLYHPVEVTQSVAPISLPTGPPDGGMLCSVSGWGNMAMGEEVNLPTRLQCLDVPIVETVDCEAAYPGMISPRMVCAGYMDGGRDACNGDSGSPLVCEGVLTGLVSWGQGCALPNYPGVYVKVYEYLSWIQTTLDANP
【0019】
配列番号4 タイセイヨウダラ トリプシンZT−3アイソフォーム
IIGGQDCEPRSRPFMASLNYGYHFCGGVLINDQWVLSVAHCWYNPYYMQVMLGEHDLRVFEGTEQLVKTNTIFWHELYDYQTLDYDMMMIKLYHPVEVTQSVAPISLPTGPPDGGMLCSVSGWGNMAMGEEVNLPTRLQCLDVPIVEPVACQASYPGMISPRMMCVGFMDGGRDVCNGDSGSPLVCEGVLTGLVSWGRGCAEPNSPGVYV KVYEFLSWIQTTLDANP
【0020】
配列番号5 タイセイヨウダラ トリプシンZT-4アイソフォーム
IIGGQDCEPRSRPFMASLNYGYHFCGGVLINDQWVLSVAHCWYNPYYMQVMLGEHDLRVFEGTEQLVKTNTIFWHELYDYQTLDYDMMMIKLYHPVEVTQSVAPISLPTGPPDGGMLCSVSGWGNMAMGEEVNLPTRLQCLDVPIVETVDCEAAYPGMISPRMVCAGYMDGGRDACNGDSGSPLVCEGVLTGLVSWGQGC ALPNYPGVYVKVYEYLSWIQTTLDANP
【0021】
本発明のトリプシンZTアイソフォームは、WO2000078332に開示されるトリプシンと50%未満のアミノ酸同一性および、WO2000078332に開示されるキモトリプシンと45%未満のアミノ酸同一性を有する。
【0022】
上記トリプシンZTアイソフォームは、これらのトリプシンの活動中の可変部、すなわち、トリプシンのN末端が切断された場合に活性化される変異体を表す。これらのトリプシンは、細胞外への分泌のため、および酵素を不活性に維持するために重要であるN末端におけるアミノ酸の数を有する、幽門垂(魚におけるすい臓組織)で発現されるタンパク質である。全長トリプシンZTアイソフォームは、また、本明細書で以下のように開示される。
配列番号19 切断されていないタイセイヨウダラトリプシンZT−1アイソフォーム
MIGLALLMLLGAAAAAVPRDVGKIVGGHECEPNSRPFMASLNYGYHFCGGVLINDQWVLSVAHCWYNPYYMQVMLGEHDLRVFEGTEQLVKTNTIFWHELYDYQTLDYDMMMIKLYHPVEVTQSVAPISLPTGPPDGGMLCSVSGWGNMAMGEEVNLPTRLQCLDVPIVEPVACQASYPGMISPRMMCVGFMDGGRDVCNGDSGSPLVCEGVLTGLVSWGRGCAEPNSPGVYVKVYEFLSWIQTTLDANP
【0023】
配列番号20 切断されていないタイセイヨウダラ トリプシンZT−2アイソフォーム
MIGLALLMLLGAAAAAVPRDVGKIVGGHECEPNSRPFMASLNYGYHFCGGVLINDQWVLSVAHCWYNPYYMQVMLGEHDLRVFEGTEQLVKTNTIFWHELYDYQTLDYDMMMIKLYHPVEVTQSVAPISLPTGPPDGGMLCSVSGWGNMAMGEEVNLPTRLQCLDVPIVETVDCEAAYPGMISPRMVCAGYMDGGRDACNGDSGSPLVCEGVLTGLVSWGQGCALPNYPGVYVKVYEYLSWIQTTLDANP
【0024】
配列番号21 切断されていないタイセイヨウダラ トリプシンZT−3アイソフォーム
MIGLALLMLLGAAAAVPREDGRIIGGQDCEPRSRPFMASLNYGYHFCGGVLINDQWVLSVAHCWYNPYYMQVMLGEHDLRVFEGTEQLVKTNTIFWHELYDYQTLDYDMMMIKLYHPVEVTQSVAPISLPTGPPDGGMLCSVSGWGNMAMGEEVNLPTRLQCLDVPIVEPVACQASYPGMISPRMMCVGFMDGGRDVCNGDSGSPLVCEGVLTGLVSWGRGCAEPNSPGVYVKVYEFLSWIQTTLDANP
【0025】
配列番号22 切断されていないタイセイヨウダラ トリプシンZT−4アイソフォーム
MIGLALLMLLGAAAAVPREDGRIIGGQDCEPRSRPFMASLNYGYHFCGGVLINDQWVLSVAHCWYNPYYMQVMLGEHDLRVFEGTEQLVKTNTIFWHELYDYQTLDYDMMMIKLYHPVEVTQSVAPISLPTGPPDGGMLCSVSGWGNMAMGEEVNLPTRLQCLDVPIVETVDCEAAYPGMISPRMVCAGYMDGGRDACNGDSGSPLVCEGVLTGLVSWGQGCALPNYPGVYVKVYEYLSWIQTTLDANP
【0026】
複合的な基質プロファイリングは、酵素(プロテイナーゼ)の基質特異性を分析するために使用される(O'Donoghue, Eroy-Reveles et al., 2012, Nat Methods 9: 1095-1100)。プロテイナーゼは、基質特異性における相違を示すペプチド配列内で、異なるアミノ残基で基質を切断することができる。トリプシンは、アルギニンまたはリジン残基に対してC末端を切断することにおけるそれらの優先性により特定される。意外なことに、基質において、アルギニンまたはリジンを囲むアミノ酸が、トリプシンIと比較して、その切断のときに、異なる効果を有することを、トリプシンZTアイソフォームでの複合的な基質プロファイリングが明らかにした。要するに、トリプシンZTアイソフォームまたはトリプシンIは、広範囲な生理化学的な多様性を有するペプチド(124の定義されたペプチド、14−mer配列、合計1612のペプチド結合)のライブラリーで(5、15、60分)インキュベートされた(O'Donoghue, Eroy-Reveles et al., 2012, Nat Methods 9: 1095-1100)。インキュベーション後に、切断部位は、質量分析により特定された。結果は以下の実施例に示され、トリプシンIと比較して、トリプシンZTに対する特有の、多数の切断部位があることを示す。また、トリプシンIと比較して、トリプシンZTアイソフォームによる優先的な切断を示す切断部位が特定された。さらに、新規なトリプシンZTアイソフォームが、WO 2000078332において開示される、トリプシンIと比較して、異なる基質特異性を有する。これらの発見は予期されない。複合的な基質プロファイリング分析から得られる結果に基づき、基質におけるP4−P4’位置での標準得点(Zスコア)比率に基づく数値を含む表が作成され、トリプシンZTの基質特異性がトリプシンIと比較された。正の数(Zスコア)は、トリプシンIと比較して、トリプシンZTアイソフォームのために、所定のP位置におけるアミノ酸残基についての優先性を反映する。
【0027】
トリプシンZTアイソフォームは、特異的な抗菌特性を有する。実施例で生成されるおよび示される値に基づいて、トリプシンZTアイソフォームが、トリプシンIと比較して、いくつかの連続した正電荷を持っている残基(アルギニンまたはリジン)を含むペプチドを切断することに、より多く適用されることがみられ得る。これらのタイプの配列は(リジンおよびアルギニンに富むアミノ酸配列)、ウイルスタンパク質で頻繁にみられる(Suzuki, Orba et al., 2010, PLoS Pathog 6: e1000801, Jiang, Cun et al., 2012, J Virol 86: 7256-7267, Gallaher and Garry, 2015, viral es 7: 285-305)。
【0028】
viroporinは、透過性を変更する細胞膜と相互に作用し、ウイルス粒子の放出を促進することができる、タンパク質のグループである。クラスター化したリジンおよび/またはアルギニン残基は、viroporinの活性化のために重要である。複合的な基質プロファイリング分析に基づき、トリプシンZTアイソフォームは、これらのクラスター化した塩基性アミノ酸残基を切断することができるので、RNAウイルスに対する抗ウイルス剤として作用し得る。viroporinは、フラビウイルス科、ピコルナウイルス科、レトロウイルス科、コロナウイルス科、レオウイルス科、およびパラミクソウイルス科を含む多くのウイルスのファミリーの存在を記載している(Royle, Dobson et al., 2015, ウイルス 7: 5375-5387)。研究は、viroporinにおける塩基性残基、リジン、またはアルギニンが、それらの機能についての重要な条件であることを示している。viroporinの大部分が、RNAウイルスで特定された。トリプシンZTアイソフォームについての標的であるリジンおよびアルギニンに富むviroporinを含むウイルスは、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ロタウイルス、レストンエボラウイルス(RESTV)、Lloviuウイルス(LLOV)、Sudanウイルス(SUDV)、Bundibugyo(BDBV)、Tai Forestウイルス(TAFV)を含む(Suzuki, Orba et al., 2010, PLoS Pathog 6: e1000801, Gallaher and Garry, 2015, Viruses 7: 285-305)。
【0029】
viroporinは、ゾウリムシクロレラウイルス1、サルのウイルス40(SV40)、ヒトポリオーマJC(JCV)、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス(SARS−CoV)のような多岐に渡るDNAおよびRNAウイルスでみられる(Kang, Moroni et al., 2004, Proc Natl Acad Sci U S A 101: 5318-5324, Liao, Tam et al., 2006, Adv Exp Med Biol 581: 199-202, Daniels, Sadowicz et al., 2007, PLoS Pathog 3: e98)。
【0030】
アグノプロテインと呼ばれる強塩基性ウイルスタンパク質は、近年、ポリオーマウイルス科およびパピローマウイルス科ファミリーのようなDNAウイルスから特定された(Royle, Dobson et al., 2015, Virus 7: 5375-5387)。これらのタンパク質は、多くのviroporin特性を示す。保存配列は、多くのクラスター化した塩基性アミノ酸残基を含むアグノプロテインで特定された(Royle, Dobson et al., 2015, Virus 7: 5375-5387)。複合的な基質プロファイリング分析に基づき、トリプシンZTアイソフォームは、これらのクラスター化した塩基性アミノ酸残基を切断することができるため、DNAウイルスに対する抗ウイルス剤として作用し得る(Royle, Dobson et al., 2015, Virus 7: 5375-5387)。
【0031】
多くのウイルスおよびバクテリアは、細胞透過性ペプチドまたはタンパク質を用いて細胞内移行を得るためのメカニズムを発生した(Milletti, 2012, Drug Discov Today 17: 850-860)。ウイルスは、フラビウイルス科ファミリーのペスチウイルス、ヘルペスウイルス(HSV-1)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV-1、B型肝炎、ヒト呼吸器合併症ウィルス(RSV))を含む(Elliott and O'Hare, 1997, Cell 88: 223-233, Oess and Hildt, 2000, Gene Ther 7: 750-758, Langedijk, 2002, J Biol Chem 277: 5308-5314, Langedijk, Olijhoek et al., 2005, International Congress Series 1277: 95-107, Lu, Tager et al., 2006, Anal Biochem 353: 7-14, Godet, Guergnon et al., 2010, PLoS One 5: e13760)。さらに、タンパク質のこれらのタイプはマイコバクテリウム・ツベルクローシスのようなバクテリアでみられる(Lu, Tager et al., 2006, Anal Biochem 353: 7-14)。細胞透過性ペプチド(CPP)は、それらが塩基性アミノ酸残基、特にアルギニンで豊富であるという共通点がある(Milletti, 2012, Drug Discov Today 17: 850-860)。ポーリンは、バクテリアの病原性における、および保護についての重要な役割を果たす外膜タンパク質であり、そのため、療法についての有用な標的である(Galdiero, Falanga et al., 2012, Curr Protein Pept Sci 13: 843-854)。これらのタンパク質は、連続したアルギニンアミノ酸残基を含むことが多い。複合的な基質プロファイリング分析に基づき、トリプシンZTアイソフォームは、クラスター化した塩基性アミノ酸残基を切断できることから、ウイルスおよびバクテリアに対する抗菌剤として作用することができる。
【0032】
寄生生物は、例えば、トキソプラズマ・ゴンディのような、アルギニンリッチドメインを含むタンパク質のような病原性決定基に基づく(Fentress, Steinfeldt et al., 2012, Cell Microbiol 14: 1921-1933)。複合的な基質プロファイリング分析は、トリプシンZTアイソフォームは、このようなタンパク質に対する作用する寄生生物に対して有用であることを示した。
【0033】
ベーシックローカルアラインメントサーチツール(BLAST)は、トリプシンZTアイソフォームにより切断された独特で優先性のあるアミノ酸配列のいくつかを調査するために使用された。調査結果は、これらのタイプの配列がウイルス(例えば、パラミクソウイルス科およびコロナウイルス科ファミリーのウイルス由来)、バクテリア(例えば、ヘモフィルス属)、および寄生生物(例えば、プラスモディウム属)を含む多くの病原体でみられることを示した。パラミクソウイルス科ファミリーは、例えば、呼吸器合抱体ウイルス(RSV)およびヒト・パラインフルエンザウイルス、並びに流行性耳下腺炎およびはしかを引き起こすウイルスを含む。コロナウイルス科ファミリーは、重症急性呼吸器症候群(SARS)を引き起こすウイルスを含む。バクテリアのヘモフィルス属は、心内膜炎、髄膜炎、および菌血症と関連性のあるヘモフィルス・パラインフルエンザを含む。プラスモディウム属は、マラリアを引き起こす熱帯熱マラリア原虫を含む。
【0034】
用語「医療装置」は、これに限定されないものの、疾患の診断、予防、モニタリング、治療または緩和、または補償のための、解剖学的構造または生理学的プロセスの調査、置換または改変のような怪我およびハンディキャップのための、受胎の制御のための器具、装置、機械、ソフトウェア、材料または他の物品を意味し、薬理学的、免疫学的または代謝的手段によって人体の中または上で本来の目的とする作用を達成しない装置を含むが、このような手段によりそれらの機能をアシストすることができる。
【0035】
本発明は、新規なトリプシンZTアイソフォーに関する。本発明は、医療への適用において価値が高くなるように、トリプシンZTアイソフォームの予測できない独特のタンパク質切断特性を記載する。特に、本発明は、医薬品として、医療装置および化粧品において有用な、新規なタイセイヨウダラトリプシンZTアイソフォームに関する。
【0036】
本発明の一態様は、配列番号1またはこれと80%以上の配列相同性を有するアミノ酸配列を含む、単離されたタラのトリプシンZTアイソフォームを提供する。典型的には、このような配列相同性は、配列番号1のアミノ酸配列と85、90、95、または99%の相同性がある。
【0037】
本態様の一実施形態では、配列番号2のアミノ酸配列を含むトリプシンZT−1、配列番号3のアミノ酸配列を含むトリプシンZT−2、配列番号4のアミノ酸配列を含むトリプシンZT−3、および配列番号5のアミノ酸配列を含むトリプシンZT−4、またはそれらと80%以上の配列相同性を有するアミノ酸配列から選択される、単離されたタラのトリプシンZTアイソフォームが提供される。また、配列番号2〜5で配列されるアミノ酸と80%以上の配列相同性を有するアミノ酸配列を含む。典型的には、このような配列相同性は、配列番号2〜5のアミノ酸配列と85、90、95、または99%の相同性がある。
【0038】
本発明の一態様は、適切な賦形剤および担体とともに、本発明に係る少なくとも1つのタラのトリプシンZTアイソフォームを含む組成物を提供する。前記タラのトリプシンZTアイソフォームは、配列番号2のアミノ酸配列を含むタラのトリプシンZT−1、配列番号3のアミノ酸配列を含むタラのトリプシンZT−2、配列番号4のアミノ酸配列を含むタラのトリプシンZT−3、および配列番号5のアミノ酸配列を含むタラのトリプシンZT−4から選択されることとしてもよい。また、配列番号2〜5で配列されるアミノ酸と80%以上の配列相同性を有するアミノ酸配列を含む。典型的には、このような配列相同性は、配列番号2〜5のアミノ酸配列と85、90、95、または99%の相同性がある。
【0039】
典型的には、前記組成物は、他のタラのトリプシンとの混合状態で存在するタラのトリプシンZTアイソフォームを含む。好ましくは、前記タラのトリプシンZTアイソフォームは、前記組成物におけるタラのトリプシンの全量の少なくとも5%(w/w)を含み、例えば、前記組成物における前記タラのトリプシンの全量の少なくとも10、15、20、25、30、35、40、45、または50%以上(w/w)を含む。
【0040】
前記組成物は、典型的には、外用水薬、ハイドロゲル、マウススプレー、または点鼻薬として、局所的に投与される。前記組成物は、グリセロールのような多価アルコールをさらに含むこととしてもよい。
【0041】
本態様の一実施形態では、療法に使用するための前記組成物が提供される。
【0042】
本態様の一実施形態では、ウイルス、細菌、真菌、寄生生物および原虫からなる群から選択される病原菌により引き起こされる疾患を治療または予防するときに使用するための前記組成物が提供される。
【0043】
本態様の一実施形態では、ウイルス、バクテリアおよび真菌のような病原菌により引き起こされる上気道における疾患を治療または予防するときに使用するための前記組成物が提供される。
【0044】
本態様の一実施形態では、疼痛、急性炎症、慢性炎症、関節炎、炎症を起こした関節、滑液包炎、変形性関節炎、関節リウマチ、若年性関節リウマチ、化膿性関節炎、線維筋痛症、全身性エリテマトーデス、静脈炎、腱炎、発疹、乾癬、ざ瘡、湿疹、顔の脂漏湿疹、手、顔、もしくは首の湿疹、包皮感染症、水虫、フィステル感染症、感染した局所の潰瘍、新生児におけるへその感染症、しわ、瘢痕、ケロイド、おでき、いぼおよびアレルギー性かゆみ、痔核、真菌感染症、並びに自己免疫疾患を含む免疫不全症を治療または防止するときに使用するための、前記組成物が提供される。
【0045】
本態様の一実施形態では、創傷感染症および火傷による傷の治療で使用するための、前記組成物が提供される。
【0046】
本態様の一実施形態では、健康な皮膚からの垢の除去または皮膚のピーリングにおいて使用するための、前記組成物が提供される。
【0047】
本態様の一実施形態では、化粧品に使用するための、前記組成物が提供される。前記組成物は、さらに追加の美容上活性のある配合物を含むこととしてもよい。
【0048】
本発明の一態様では、それを必要とする患者に、治療に有効な量の本発明に係る組成物を投与することを含む、疾患を治療する方法が提供される。
本態様の一実施形態では、前記疾患は、ウイルス、細菌、真菌、寄生生物および原虫からなる群から選択される病原菌により引き起こされる。
【0049】
本態様の一実施形態では、前記疾患は、ウイルスおよびバクテリアのような病原菌により引き起こされる、上気道における疾患である。
【0050】
本態様の一実施形態では、前記疾患は、疼痛、急性炎症、慢性炎症、関節炎、炎症を起こした関節、滑液包炎、変形性関節炎、関節リウマチ、若年性関節リウマチ、化膿性関節炎、線維筋痛症、全身性エリテマトーデス、静脈炎、腱炎、発疹、乾癬、ざ瘡、湿疹、顔の脂漏湿疹、手、顔、もしくは首の湿疹、包皮感染症、水虫、フィステル感染症、感染した局所の潰瘍、新生児におけるへその感染症、しわ、瘢痕、ケロイド、おでき、いぼおよびアレルギー性かゆみ、痔核、真菌感染症、並びに自己免疫疾患を含む免疫不全症から選択される。
【0051】
本態様の一実施形態では、前記疾患は、創傷感染症または火傷による傷である。
【0052】
本発明の一態様では、配列番号19のアミノ酸配列を含む全長トリプシンZT−1、配列番号20のアミノ酸配列を含む全長トリプシンZT−2、配列番号21のアミノ酸配列を含む全長トリプシンZT−3、および配列番号22アミノ酸配列を含む全長トリプシンZT−4から選択される、単離されたタラのトリプシンZTアイソフォームが提供される。
【0053】
本発明の一態様では、
(i)タラの内蔵のトリプシンZTを抽出することと、
(ii)p−アミノベンザミジンアフィニティーリガンドを用いるアフィニティークロマトグラフィーステップを含む、少なくとも1つのクロマトグラフィーステップに前記抽出物を供すること、および、
(iii)前記p−アミノベンザミジンアフィニティーリガンドに結合するタラのトリプシンZTアイソフォームを放出および溶出することとを含む、配列番号2から配列番号5のいずれか一つのアミノ酸配列を含む、タラのトリプシンZTアイソフォームを調製する方法が提供される。
【0054】
本態様の一実施形態では、前記方法は、前記アフィニティークロマトグラフィーステップ(ii)の後に、アニオン交換樹脂を用いて少なくとも1つのステップを行うことをさらに含む。
【0055】
本態様の一実施形態では、前記タラのトリプシンZTアイソフォームは、配列番号2のアミノ酸配列を含むトリプシンZT−1、配列番号3のアミノ酸配列を含むトリプシンZT−2、配列番号4のアミノ酸配列を含むトリプシンZT−3、および配列番号5のアミノ酸配列を含むトリプシンZT−4、またはこれらの混合物から選択される。
【0056】
タラの内臓は、典型的には、トリプシンZTアイソフォームを精製および単離するために使用される。発明者らは、トリプシンZTアイソフォームの商業規模の産生のために有用な、以下に記載される新規な方法を特定した。抽出は、10℃以下の温度で、pH6〜8で行われる。タラの内臓は、1:6から1:20の割合(w/w)で水と混合される。抽出物を残りの殻から分離し、沈降およびろ過によりさらに清澄化する。これに続いて精密ろ過および限外ろ過が行われ、いくつかのステップを含むクロマトグラフィー分離のために使用されるトリプシンZTアイソフォームを含む液を得る。
【0057】
アフィニティークロマトグラフィーは、トリプシンZTアイソフォームを精製するために、好ましくは、アミノベンズアミジンアフィニティークロマトグラフィーにより行われる。トリプシンZTアイソフォームは、その後、陰イオン交換クロマトグラフィーによりさらに精製され得る。
【0058】
トリプシンZTアイソフォームまたはトリプシンZTアイソフォームを含む精製されたタラのトリプシンの混合物の適用の1つの方法は、ハイドロゲルまたは外用水薬、およびグリセロールのような多価アルコール(ポリオール)を0〜90%(vol/vol)を含む水の調製時である。トリプシンZTアイソフォームの適切な濃度は、他のトリプシンに対して少なくとも1〜100のタンパク質濃度割合で構成され、好ましくは、タラのトリプシンの全量の好ましくは5%以上(w/w)で構成される。トリプシン活性は、最終的なハイドロゲル/外用水薬調製物100mlあたりCBZ-Gly-Pro-Arg-pNA(カルボベンゾキシGly-Pro-Arg-パラニトロアニリド)についての0.1〜10,000酵素ユニットの活性である。
【0059】
本発明は、さらに、(a)有効な量の精製されたトリプシンZTアイソフォームを用いて所定の状態に関する方法、(b)このような方法で使用するための組成物または物質、(c)このような方法で使用するためのトリプシンZTアイソフォームの有効な量を含む医薬品または医療装置の組成物、(d)このような方法で使用するための薬品(医薬品および医療装置)を製造するための酵素または酵素組成物の使用を提供する。
【0060】
方法は、特に、
例えば、上気道および下気道並びに肺で生じるウイルス、バクテリア、およびカビにより引き起こされる病原性の疾患を治療または予防すること、
例えば、ざ瘡、発疹、乾癬、または手、顔、頭、もしくは首を含む湿疹、痔核のような皮膚疾患を治療または予防的に防止することであって、投与されるトリプシンZTアイソフォームおよび他のトリプシンの量は、好ましくは、皮膚疾患の治療または予防に有効な量であり、
肺の疾患を治療することであって、他のトリプシンとともにまたは単独で、トリプシンZTアイソフォームは、例えば、治療に有効な投与量で、高効率な加圧式定量用量吸入器を使用し、
微生物感染の予防に有効な量の他のトリプシンとともにまたは単独で、トリプシンZTアイソフォームを傷に適用することにより、または、治療された傷が壊死組織の実質的な遊離である場合に、菌抑制に有効な量のトリプシンZTアイソフォームを、他のトリプシンとともにまたは単独で、投与することにより傷の治癒を促進することにより、創傷感染症および清拭した傷を治療または予防的に防止すること、
やけどを治療することであって、好ましくは、他のトリプシンとともにまたは単独で投与されるトリプシンZTアイソフォームの量が、治療の促進に十分な量であり、
日焼けを治療することであって、好ましくは、他のトリプシンとともにまたは単独で投与されるトリプシンZTアイソフォームの量が、治療の促進に十分な量であり、
放射線熱傷を治療することであって、好ましくは、他のトリプシンとともにまたは単独で投与されるトリプシンZTアイソフォームの量が、治療の促進に十分な量であり、
肌の表面を改善するための、健康な皮膚からの垢の除去または皮膚のピーリングであって、好ましくは、他のトリプシンとともにまたは単独で、トリプシンZTアイソフォームの量が、垢の除去に有効な量で投与され、
割れたかかとを治療することであって、好ましくは、他のトリプシンとともにまたは単独で、トリプシンZTアイソフォームの量が、効果的な治療に十分な量で投与され、
ドライパッチ、かゆみ、赤みおよび傷のような刺激を受けた皮膚のマネージメント用であって、好ましくは、他のトリプシンとともにまたは単独で、トリプシンZTアイソフォームの量が、効果的な治療に十分な量で投与され、
癌治療に有効な量のまたは腫瘍転移予防もしくは阻害する量のトリプシンZTアイソフォームを投与することにより、嚢胞性線維症、癌、アテローム性動脈硬化、喘息、敗血症性ショック、毒素ショック症候群、腱鞘炎などの組織癒着、腹腔後癒合または関節癒着、再灌流傷害、マラリア、自己免疫疾患のような免疫疾患、アポトーシス、大腸炎および腸炎、クローン病を治療または予防的に防止することであり、好ましくは、投与されるトリプシンZTアイソフォームおよび関連するペプチダーゼの量が有効であり、
微生物感染、例えば、ウイルスの感染、ライノウイルス(RV)、呼吸器合併症ウィルス(RSV)、インフルエンザ、ヘルペスウィルス感染(例えばHSV−1、HSV−2、ヘルペス疱疹または性器ヘルペス感染)、HIV、肝炎、コロナウイルス、サイトメガロウイルス、またはパピローマウイルス感染、潰瘍または下痢のような胃腸の疾患を引き起こす感染、真菌の爪の感染およびカンジダ感染を含む酵母の感染を含む、全身、皮膚、経口、膣または食道の真菌感染症、点眼により好ましくは治療される目の微生物感染、ヘリコバクター・ピロリ、ブドウ球菌属菌、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)、ストレプトコッカス・ニューモニエ、ヘモフィルス・インフルエンザ、ストレプトコッカス・ミディス、ストレプトコッカス属、クレブシエラ属、シュードモナス属、淋菌、ヘモフィルス属種、クラミジア種、梅毒および大腸菌感染症、軟性下かんを引き起こすバクテリア感染、による感染を含む、バクテリア感染を治療または予防的に防止し、免疫不全患者における日和見性の微生物感染であって、好ましくはタラのトリプシンの投与される量は、微生物感染の治療または予防に有効な量である、または細胞〜細胞、細胞〜ウイルス接着に対する阻害活性を有し、
疼痛、炎症、急性または慢性炎症、関節炎、炎症を起こした関節、滑液包炎、変形性関節炎、関節リウマチ、若年性関節リウマチ、化膿性関節炎、線維筋痛症、全身性エリテマトーデスおよび静脈炎からなる群から選択される兆候を治療または予防的に防止することであって、好ましくは、その量は、治療または予防に有効な量であり、
歯垢を除去することであって、好ましくは、他のトリプシンとともにまたは単独で、トリプシンZTアイソフォームの量は、歯垢の除去に有効な量で投与され、
血餅を溶かすことであって、好ましくは、トリプシンZTアイソフォームの量は、好ましくは、血餅を溶かすのに有効な量である。
【0061】
上記のように本方法は、トリプシンZTアイソフォームを含む、組成物を投与する。
【0062】
本発明は、上記トリプシンZTアイソフォーム、ゲル、クリーム、または坐薬の組成物を含む局所の化粧品および医療用組成物を提供する。
【0063】
本発明は、他のトリプシンとともにまたは単独で、トリプシンZTアイソフォームを投与することにより、病原体微生物の移動を阻害または予防的に防止する方法を提供する。好ましくは、他のトリプシンとともにまたは単独で、トリプシンZTアイソフォームは、問題の微生物のための一次伝達入口を含む身体の部分に適用される。一実施形態では、スプレー、軟膏、洗浄は、例えば、HIVおよび肝炎の伝染を予防するために、性的な活動を含む体の開口部に適用される。別の実施形態では、トリプシンZTアイソフォームまたは関連するペプチダーゼは、例えば、エアゾールを介して上気道に適用され、ライノウイルスまたはコロナウイルスのような風邪ウイルスの伝染を阻害または予防する。
【0064】
細胞接着成分を取り除くための、組織、体液、細胞の組成物を体外で治療する方法は、1つの個体から他へと移植されたときの、組織、体液、または細胞の組成物の免疫拒絶反応を低減する。別の態様では、このような治療は、微生物感染にともなう、治療される組織、体液、または細胞の組成物でみられる細胞接着成分を除去または不活化にする。
【0065】
トリプシンZTアイソフォームまたは関連するペプチダーゼを投与することにより、感染性ショックまたは毒素性ショック症候群を治療または予防的に防止することにおいて、適切な投与経路は、全身投与を含む。刺激に関連する膣感染については、膣内洗浄、クリーム、ゲルまたは坐剤を投与方法として使用することができる。
【0066】
トリプシンZTアイソフォームまたは関連するペプチダーゼを投与することによる、疼痛、炎症、急性または慢性炎症、関節炎、炎症を起こした関節、滑液包炎、変形性関節炎、関節リウマチ、若年性関節リウマチ、化膿性関節炎、線維筋痛症、全身性エリテマトーデス、静脈炎における治療または予防的な防止において、適切な投与経路は、限定されることなく、クリーム、ゲル、または坐薬を含み、限定するものではないが、特に、グリセロールまたは他のポロオールを含有するハイドロゲルを含む。
【0067】
他のトリプシンを含むもしくは含まないトリプシンZTアイソフォームまたは関連するペプチダーゼを投与することにより、疹、乾癬、ざ瘡、湿疹、顔の脂漏湿疹、手、顔、もしくは首の湿疹、包皮感染症、水虫、フィステル感染症、感染した局所の潰瘍、新生児におけるへその感染症、しわ、瘢痕、ケロイド、おでき、いぼおよびアレルギー性かゆみ、痔核等、傷、創傷感染症、火傷による傷、肌の表面の改善のための健康な皮膚からの垢の除去または皮膚のピーリング、全身、肌、口、膣、食道の真菌のような真菌感染症、例えば、真菌の爪の感染およびカンジダ感染を含む酵母の感染、および自己免疫疾患を含む免疫障害を治療または予防的に防止することにおいて、適切な投与経路は、クリーム、ゲル、または坐薬、限定するものではないが、特に、グリセロールまたは他のポロオールを含有するハイドロゲルを含む。
【0068】
上記目的は、他のトリプシンとともにまたは単独で、トリプシンZTアイソフォームの有効な量を含む組成物を用いることにより達成され、前置きの部分で言及した、疼痛、炎症、関節炎、腫れ、浮腫、乾癬、湿疹、皮膚炎、発疹および/または他の疾患の兆候を明らかにすることができる。トリプシンZTアイソフォームは、タラの内臓から、比較的簡易な方法で、かつ高い収率で得られる。トリプシンZTアイソフォームは、商業的規模で、比較的簡単な方法で合理的な収率で精製され得ることがわかった。トリプシンZTアイソフォームは、本発明の目的のために、他のアトランティックセリンプロテアーゼとともに、あるいは単独で使用することができる。
【0069】
本開示に示されるトリプシンZTアイソフォームは、酵素およびアフィニティーリガンド間の相互作用を不安定にさせる条件を適用することにより、アフィニティーマトリックスから放出することができる。このような条件は、高塩基、続いて低pH、好ましくは30%以上のグリセロールを含む。カラム溶出液は、酸溶出ステップ後にタラのトリプシンを安定化させるために中和バッファへと流す。トリプシンZTアイソフォームを、陰イオン交換を用いてさらに精製し、その後、塩濃度を増加させて溶出した。これらの方法により、約90%を超える純度を有するトリプシンZTアイソフォームを単離することができた。得られたタラのトリプシン区画は、その後、2つのバンドを生み出すSDS電気泳動およびMALDI−TOF質量分析により現れるように、2〜3の主要なアイソフォームを含む。トリプシンZTアイソフォームの分子量は約25kDaであり、計算された等電点はアイソフォームにより4.35〜4.49である。
【0070】
他のトリプシンとともにまたは単独で、トリプシンZTアイソフォームは、特定の処方で医薬品として、医療装置において(例えば、化学製剤として)、または意図される使用に応じて化粧品として使用することができる。本発明のトリプシンZTアイソフォームは、(他のトリプシンとともにまたは単独で)局所的に、口腔、直腸、膣、点滴(例えば、尿路またはフィステルへ)により、肺経路により、例えば、エアロゾルの使用によって(例えば、加圧式定量吸入器の使用により(pMDI))、眼への滴の適用により、または、全身的に、例えば、筋肉内、皮下、腹腔内、動脈内または静脈内のように非経口的に投与される。トリプシンZTアイソフォームは、スタンダードな医薬品プラクティスにより薬学的に許容可能な担体または賦形剤と組み合わせてまたは溶液で投与される。投与の経口モードでは、トリプシンZTアイソフォームは、錠剤、カプセル、ロゼンジ、チューインガム、トローチ、粉末、シロップ、エリキシル、水溶液および懸濁液等の形態で使用される。非経口投与については、トリプシンZTアイソフォームの無菌的な溶液が通常調製され、溶液のpHの値は、適切に調製され、緩衝される。静脈内使用については、溶液の合計濃度は、等張性調製物になるように制御される必要がある。眼投与については、軟膏または滴下可能な液体は、アプリケーターまたは点眼薬などの当技術分野で公知の眼内送達システムによって送達され得る。
【0071】
肺投与については、希釈剤および/または担体は、エアロゾルの形成を可能にするのに適切であるように選択される。局所投与については、トリプシンZTアイソフォームは、典型的には、約20%〜30%グリセロール、場合によっては最大で85%グリセロールのような0〜85%グリセロールを含むハイドロゲルで投与される。
【0072】
局所治療については、他のトリプシンとともにまたは単独で、トリプシンZTアイソフォームの投与あたりの適切な用量は、約0.01μg/cm
2〜約1mg/cm
2、好ましくは約0.1μg/cm
2〜約0.01mg/cm
2(例えば約0.01mg/mlの酵素ゲルを使用)の範囲である。全身的な治療については、用量は、一般に、約0.1mg/100ml〜約100mg/100ml、好ましくは約0.5mg/100ml〜約2.0mg/100mgの間の、他のトリプシンとともにまたは単独で、トリプシンZTアイソフォームの血清レベルを維持するように選択される。好ましい全身投与量の代替測定において、好ましくは約0.1mg/kg〜約10mg/kg、より好ましくは約1mg/kgが使用される。膣および尿路治療の場合、トリプシンZTアイソフォームの適切なフラッシング/点滴溶液は、一般に、約1μg/ml〜約15mg/ml、好ましくは約100μg/ml〜約3mg/mlの濃度を有する。すべての治療について、一般的に、構成組成物は、約1〜約10回/日、好ましくは約2〜約5回/日の頻度で使用される。もちろん、これらの値は、医学分野の当業者によって認識されるように、疾患の種類および重症度、患者の年齢、体重および医学的状態を含む多くの要因によって変化するであろう。実質的により高い用量が、実質的な有害作用なしに使用され得ると考えられる。
【0073】
創傷治癒については、他のトリプシンとともにまたは単独で、トリプシンZTアイソフォームは、好ましくは、創傷が最初に被覆されるときよりも、頻繁に適用される。好ましくは、トリプシンZTアイソフォームは、少なくとも創傷被覆材が交換されるたびに適用される。トリプシンZTアイソフォームは、約1日おきに、より好ましくは毎日、または1日に数回適用し得る。湿疹、乾癬などの皮膚症状の場合には、トリプシンZTアイソフォーム(他のトリプシンとともにまたは単独で)ハイドロゲルを、好ましくは毎日、より好ましくは1日2回適用する。急性または慢性炎症、関節炎、炎症を起こした関節炎、滑液包炎、変形性関節炎などの場合、トリプシンZTアイソフォームは、好ましくは毎日、より好ましくは毎日2回適用される。
【0074】
タンパク質の相同性のパーセントを決定するための多くの方法が当該技術分野において知られている。ClustalW2(バージョンClustal2.1)を使用して、配列比較を行うときに、パーセント同一性を計算した(EMBL-EBI ウェブサイトhttp://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalw2/ date 4th of May 2015)。
【0075】
本発明は、多くの非限定的な実施例によってここに説明される。
【0076】
実施例1
タラ由来のプロテアーゼの混合物の調製
凍結したタイセイヨウダラ内蔵約100kgを解凍し、抽出タンク内の4倍量の冷たい水に加え、水酸化ナトリウム溶液でpHを約6に調整した。混合物を0〜5℃で約10時間攪拌した。短時間の粗沈降(約30分)後、残っている不溶性の内臓から水溶性の抽出物をポンプで流出させ、沈降槽に回収した。水溶性の抽出物を、冷却された沈降槽内で、室温で約40〜80時間沈殿させた。上清を上清タンクからポンプを用いて保持タンクにデカントした。限外ろ過により上清を10〜20倍に濃縮し、約2.5mS/cm以下の伝導度でイオン強度の許容レベルにダイアフィルトレーションした。限外ろ過およびダイアフィルトレーションされたタンパク質濃縮物約10〜15リットルが得られた。
【0077】
実施例2
濃縮されたタラの内臓抽出物由来のタラのトリプシンZTアイソフォームの精製
実施例1で得られた約12リットルの限外ろ過およびダイアフィルトレーションされた濃縮物を、約1リットルのパックドクロマトグラフカラムの連続した連続シリーズに適用し、第1のものはカルボキシメチル(CM)高速流動陽イオン交換樹脂(GEヘルスケア)を含有し、第2のものはセファロース樹脂(GEヘルスケア)に結合したp−アミノベンザミジンアフィニティリガンドを含む。CMおよびp−アミノベンザミジンカラムは、2.5mMの塩化カルシウム(緩衝液A)を含む25mMトリス緩衝液(pH7.8)の約10カラムボリュームで前平衡化された。濃縮物を約100ml/分の流速でCMおよびp−アミノベンザミジンカラムにポンピングした。カラムへの濃縮溶液の適用が完了したとき、残留物質を約8リットルの緩衝液Aで連続カラムシステムから洗い流した。この洗浄が完了した後、p−アミノベンザミジンアフィニティカラムをCMカラムから切り離し、0.5MNaClおよび2.5mM塩化カルシウムを含有する25mMトリス緩衝液pH7.5の高塩溶液の約5カラムボリュームで洗浄した。タラのトリプシンをアフィニティリガンドから取り出し、10mM塩化カルシウムおよび30%グリセロールを含む、pH3.2、25mM酢酸の酸溶液でカラムから溶出させた。
【0078】
精製されたタラのトリプシンZTアイソフォーム含有調製物は、SDSPAGE電気泳動により均一であった。精製された調製物を0.22ミクロンのフィルターでろ過滅菌し、約−20℃で凍結保存した。タラのトリプシンZTアイソフォーム含有調製物を0.22ミクロンのフィルターでろ過滅菌し、約−20℃で凍結保存した。タラのトリプシンZTアイソフォーム含有調製物を陰イオン交換クロマトグラフィーカラム(MonoQ)に適用し、を塩勾配(
図1)でタンパク質を溶出した。このカラムを緩衝液(20mM Tris、10mM CaCl
2、pH8.0)で平衡化し、40カラムボリュームでリニアな0〜150mM NaCl、6カラムボリュームでリニアな150〜620mM NaCl、10カラムボリュームで620〜850mM NaClの勾配で、1mL/分の流速にて、酵素を溶出させた。
図1のトリプシンZTで標識されたピークのタンパク質をSDS−PAGE分析に供した(
図2)。トリプシンZTピーク由来のゲル上のタンパク質バンドをゲルから切り出し、マトリックス支援レーザー脱離/イオン化飛行時間型質量分析法(MALDI−TOF MS)を用いて分析した。質量分析(MS)分析は、トリプシンZT−1、トリプシンZT−2、トリプシンZT−3およびトリプシンZT−4に対する同一性を示した(表1および表2)。トリプシンIおよびトリプシンXに対する抗体は、タラのトリプシンIおよびタラのトリプシンXの極端なC末端の残基228−239に対応するペプチド((NH
2−)CVLSGWVRDTMA(−COOH))(配列番号23)に対してウサギで調製された。抗体は、ゲルビーズ支持体にカップリングしたペプチドを用いて、ウサギ血清からアフィニティー精製された。トリプシンZTアイソフォームに対するポリクローナル抗体を、Overkamp et al.に記載されるように、マウス腹水中で作成した(Overkamp, Mohammed-Ali et al., 1988, J Immunoassay 9: 51-68)。組換えトリプシンZT−4の精製された形態を、Balb/C2マウスに腹腔内(i.p.)注射した。34日目にマウスを屠殺し、腹水を採取した。それぞれの抗体はウエスタンブロット解析に用いられた。ウェスタンブロット解析は
図1(
図3)のピーク標識されたトリプシンZTにおけるタンパク質について行った。トトリプシンZTアイソフォーム抗体は、ピーク標識されたトリプシンZT由来のタンパク質に対して反応したが、トリプシンIおよびトリプシンXに対する抗体は反応しなかった(
図3)。
【0079】
表1は、
図2(非グアニジル化試料)のSDS−PAGEゲルからのタンパク質バンド上のMS分析から得られたペプチド質量を示す(カラム1のMr(expt)参照)。Mrは相対分子量をDaで表す。カラム2,3および4は、アミノ酸配列トリプトンZT−1、トリプシンZT−2、トリプシンZT−3およびトリプシンZT−4のインシリコトリプシンダイジェストからの計算値(カラム1の質量に一致する質量について)を示す。カラム5は、インシリコダイジェストからの質量値を与えるペプチドの配列を示す。カラム6は、インシリコダイジェストに基づく異なるペプチドの修飾を示す。
【0081】
表1の配列は以下の通りである。
【表2】
【0082】
表2は、
図2(グアニジル化試料)のSDS−PAGEゲルからのタンパク質バンドのMS分析から得られたペプチド質量を示し、カラム1のMr(expt)を参照されたい。Mrは相対分子量をDaで表す。カラム2,3および4は、トリプシンZT−1、トリプシンZT−2、トリプシンZT−3およびトリプシンZT−4のアミノ酸配列のインシリコトリプシン消化物からの計算値(カラム1の質量に一致する質量について)を示す。カラム5は、インシリコダイジェストからの質量値を与えるペプチドの配列を示す。カラム6は、インシリコダイジェストに基づく異なるペプチドの修飾を示す。
【0084】
表2の配列は以下の通りである。
【表4】
【0085】
実施例3
トリプシンZTアイソフォームでの複合的な基質プロファイリング
複合的な基質プロファイリングが酵素(プロテイナーゼ)の基質特異性を分析するために使用された(O'Donoghue, Eroy-Reveles et al., 2012, Nat Methods 9: 1095-1100)。プロテイナーゼは、基質特異性における相違を示すためにペプチド配列内で異なるアミノ酸残基で基質を切断することができる。トリプシンはアルギニンまたはリジン残基に対するC末端を切断することにおけるそれらの優先性により特定される。
【0086】
酵素アイソフォーム
タラのトリプシン・イソ酵素は、ベンスアミジン精製されたタラのトリプシンをMonoQ HR5/5イオン交換カラムに適用することによって分離された。トリプシンIの単離のために、カラムを20mMトリス、5mMエタノールアミン、10mM CaCl
2、pH9.1を用いて平衡化し、80カラムボリュームでリニアな0〜200mM NaCl勾配、10カラムボリュームでリニアな200〜1000mM NaCl勾配、1mL/分の流速で、酵素を溶出した。サンプルpHは、適用前に1M NaOHを用いてpH9.1に調整した。
【0087】
トリプシンZTアイソフォームの単離では、カラムを25mM Tris、25mM CaCl
2、15%(vol/vol)グリセロール、pH7.5で平衡化し、5カラムボリュームでリニアな0〜150mM NaCl勾配、20カラムボリュームでリニアな150〜550mM NaCl勾配、1カラムボリュームでリニアな500〜1000mM NaCl勾配、1mL/minの流速で、酵素を溶出した。
【0088】
両方の酵素試料(トリプシンZTおよびトリプシンI)の組成物を、pH8.5でトリスの最終濃度が60mM、CaCl
2 30mMおよびグリセロール15%(vol/vol)になるように調整した。
【0089】
複合的な基質プロファイリング分析
O'Donoghue, Eroy-Reveles et al.に記載されているように、精製されたトリプシンZTアイソフォームまたはトリプシンIを、広範囲な生理化学的な多様性を有するペプチドライブラリー(124個のペプチド、14−merの配列、合計1612個のペプチド結合)とともにインキュベートした(5、15および60分)(O'Donoghue, Eroy-Reveles et al., 2012, Nat Methods 9: 1095-1100)。インキュベーション後に、切断部位は、質量分析により特定された(O'Donoghue, Eroy-Reveles et al., 2012, Nat Methods 9: 1095-1100)。
【0090】
結果
複合的な基質プロファイル分析は予想外に、国際公開第2000078332号パンフレット(
図4および表4)に開示されている、トリプシンIと比較して、トリプシンZTアイソフォームに特有の多くの切断部位があることを示した。また、トリプシンIと比較したトリプシンZTアイソフォームによる優先切断を示した切断部位が特定された(表4)。複合的基質プロファイル分析の結果に基づいて、基質中のP4−P4’位置における標準得点(Zスコア)に基づく数値を含む表を作成し、トリプシンZTの基質特異性をトリプシンIと比較した(表3)。正の数(Zスコア)は、トリプシンZTアイソフォームをトリプシンIと比較して特定のP位にあるアミノ酸残基の優先性を反映する。予期されないことに、トリプシンZTアイソフォームの複合的な基質プロファイリングは、基質中のアルギニンまたはリジンを取り囲むアミノ酸が、トリプシンIと比較してその切断に対して異なる効果を有することを明らかにした。
【0091】
表3は、5,15および60分間のインキュベーション後のトリプシンZTおよびトリプシンIの基質特異性を比較する、基質中のP4−P4’位置における標準得点(Zスコア)比に基づく数値を示す。切断を受ける基質中のアミノ基残基を切断された結合からN末端方向にP1、P2、P3、P4と命名した(Schechter and Berger, 1967, Biochem Biophys Res Commun 27: 157-162, Schechter and Berger, 1968, Biochem Biophys Res Commun 32: 898-902)。C末端方向における残基はP1’、P2’、P3’、P4’と指定される。P位置は列に提供され、行は異なるP位置におけるアミノ酸を示す。表中の正の数(Zスコア)は、トリプシンZTアイソフォームをトリプシンIと比較して特定のP位にあるアミノ酸残基の優先性を反映している。負の値(Zスコア)は、トリプシンIをトリプシンZTと比較して優先性を反映している。例えば、表3の値に基づいて、トリプシンZTは、トリプシンIと比較して、いくつかの連続した正電荷を持っている残基(アルギニンまたはリジン)を含有するペプチドを切断するのにより適していることが分かる。また、リジンやアルギニンが豊富なアミノ酸配列であるこれらのタイプの配列は、病原体に含まれるタンパク質毒素、タンパク質、ペプチドで多くみられる(Suzuki, Orba et al., 2010, PLoS Pathog 6: e1000801, Fentress, Steinfeldt et al., 2012, Cell Microbiol 14: 1921-1933, Jiang, Cun et al., 2012, J Virol 86: 7256-7267, Milletti, 2012, Drug Discov Today 17: 850-860, Gallaher and Garry, 2015, Virus 7: 285-305)。したがって、前述のように、トリプシンZTアイソフォームは、多くの微生物の病原性に関与するタンパク質に対して有益な特性を有する。
【0095】
表4は、トリプシンZTまたはトリプシンIとのインキュベーション後の複合的なプロファイリングからの選択されたペプチドの前駆イオン強度を示す。前駆イオン強度は、所定の種の相対存在量の尺度を表すフラグメンテーション前のMSのペプチドピーク強度である。ペプチド配列のXはペプドド配列にアミノ酸がないプレースホルダーを示す。このデータは、トリプシンZTアイソフォームが、トリプシンIと比較して3つのペプチド鎖(QGKKAPXX、WGNRSPLEおよびQAVRPNGM)を排他的に切断できることを示している。さらに、データは、トリプシンZTアイソフォームがトリプシンIと比較して優先的に2つのペプチドを切断することを示している。トリプシンZTアイソフォームは、5分以内にXIARQPWNを切断し、15分以内にFDNRVGKWを切断することができたが、これらの2つのペプチド内の切断は、トリプシンIでは、60分間のインキュベーション後に検出されただけであった。
【0097】
実施例4
濃縮されたタラの内臓抽出物由来のタラのトリプシンZTアイソフォームの精製
実施例1で得られた約12リットルの限外ろ過およびダイアフィルトレーション濃縮物を、CM高速フロー陽イオン交換樹脂(GEヘルスケア)を含有する第1のもの、セファロース樹脂(GEヘルスケア)に結合するp-アミノベンザミジンアフィニティーリガンドを含有する第2のもの、DEAE高速フロー陰イオン交換樹脂(GEヘルスケア)を含有する第3のものという、約1リットルのパックドクロマトグラフィーカラムの連続接続シリーズに適用した。CMおよびp−アミノベンザミジンカラムは、2.5mM塩化カルシウムを含む25mMトリス緩衝液pH7.8の約10カラムボリュームで前平衡化した。濃縮物を約100ml/分の流速でCMおよびp−アミノベンザミジンカラムにポンピングした。カラムへの濃縮溶液の適用が完了したとき、残留物質を約8リットルの緩衝液Aで連続カラムシステムから洗い流した。この洗浄が完了した後、p−アミノベンザミジンアフィニティカラムをCMカラムから切り離し、0.5M NaClおよび2.5mM塩化カルシウムを含有する25mMトリス緩衝液pH7.5の高塩溶液の約5カラムボリュームで洗浄した。タラのトリプシンをアフィニティリガンドから取り出し、10mM塩化カルシウムおよび30%グリセロールを含む、pH3.2、25mM酢酸の酸溶液でカラムから溶出させた。タラのトリプシン画分を、30%グリセロールを含む、pH8.5の200mMトリス中和緩衝液に収集した。DEAE陰イオン交換カラムを、2.5mM塩化カルシウムを含む25mMトリス緩衝液(pH7.8)の約10カラムボリュームで前平衡化した。タラのトリプシン画分をDEAE陰イオン交換樹脂に適用し、約5カラムの平衡緩衝液で洗浄した。次いで、最大0.9M NaCl勾配塩溶液を使用して、カラムからトリプシンZTアイソフォームを放出させた。精製されたタラのトリプシンZTアイソフォーム調製物は、SDS PAGE電気泳動およびFPLC Mono Qクロロマトグラフィーにより均一であった。精製された調製物を0.22ミクロンのフィルターでろ過滅菌し、約−20℃で凍結保存した。
【0098】
実施例5
タラのトリプシンZTアイソフォームを含むタラのトリプシンのハイドロゲル調製物の調製
実施例2の精製されたタラのトリプシンZTアイソフォーム含有調製物を、0.8%w/vカルボマー940および40%グリセロールを含む水性ゲルを含む親水コロイドゲルと混合した。タラのトリプシン調製物は、ハイドロゲルと1:1の比で混合し、最終的なゲル−酵素混合物(酵素ハイドロゲル軟膏)のmg当たり4酵素単位(U/mg)の最終濃度を得た。酵素単位は、前述の基質としてのCbz-GPR-pNAを用いて決定される。従って、得られた酵素ハイドロゲル軟膏は、約0.01mg/ml、または1U/mlのタラのトリプシン酵素、0.4%のカルボマー940、20%のグリセロールおよび0.04%のパラオキシ安息香酸を含有した。
【0099】
実施例6
ライノウイルスについてのモデルとしてのエンテロウイルスに対するトリプシンZTアイソフォームの抗ウイルス活性
ピコルナウイルスは、脂質エンベロープを欠く小さな一本鎖ポジティブセンスRNAウイルスである。エンテロウイルスとライノウイルスはピコルナウイルス科の2属である。エンテロウイルスは、最初に口腔咽頭で複製し、胃の酸性環境で生存する。小腸は、エンテロウイルスの主要侵入部位である。ライノウイルスは鼻の通路では複製するが、胃の酸性環境では破壊される。ライノウイルスとエンテロウイルスは、同一の形態を有するが、臨床的、生物物理学的、および疫学的研究に基づいて区別することができる。ライノウイルスは細胞培養で扱うには問題がある(Racaniello, 2007, Fields virology, 5th ed: 795-838)。したがって、エンテロイルスは、トリプシンZTアイソフォームの抗ウイルス活性を分析するために、ライノウイルスのモデルとして使用された。
【0100】
材料と方法
エンテロウイルスストックソリューション
エンテロウイルス(コクサッキーウイルスB2)は、アイスランド大学病院のウイルス科の患者から単離され、MA−104細胞(アフリカミドリザル腎臓細胞)またはベロ細胞(アフリカミドリザル腎臓細胞)で増殖した。コクサッキーウイルスB2は、Reed-Muenchにより滴定された(TCID
50 = 8,23)(REED and MUENCH, 1938, American Journal of Epidemiology 27: 493-497)。
【0101】
酵素アイソフォーム
タラのトリプシン・イソ酵素は、ベンスアミジン精製されたタラのトリプシンをMonoQ HR 5/5イオン交換カラムに適用することによって分離された。トリプシンZTアイソフォームの単離では、カラムを25mM Tris、25mM CaCl
2、pH7.5で平衡化し、5カラムボリュームでリニアな0〜400mM NaCl、20カラムボリュームでリニアな400〜1000mM NaClの勾配で、1mL/分の流速で、酵素を溶出させた。
【0102】
処理
MA−104細胞を96ウェルマイクロタイタープレート中で95%コンフルエンシーまで増殖させた。エンテロウイルスをストック溶液から最小必須培地(MEM)を用いて10
−6に希釈し、1.5mLの希釈溶液を2つの異なるバイアルに入れた。バイアルを1.5mLのトリプシンZTアイソフォームおよび1.5mLのMEMで陽性対照として処理した。ネガティブ対照は、ウイルスなしのMEM(3mL)であった。すべてのバイアルを34℃および5%CO
2で90分間インキュベートしてから、残留するトリプシンを除去するために100μLのベンズアミジンアガロース溶液を添加し、さらに30分間インキュベートした。この溶液を5500rpmで3分間遠心分離した後、2mLの上清をエッペンドルフバイアルに入れた。200μLの溶液を、マイクロタイタープレートの各ウェル、合計10ウェルに入れた。プレートを30分間インキュベートした。インキュベーション後、培地を捨て、すべてのウェルに1%新生児ウシ血清(NCS)を添加したMEMを加えた。
顕微鏡を用いて感染の存在をモニターした。
【0103】
結果
トリプシンZTアイソフォームは、ライノウイルスのモデルとして使われたエンテロウイルス(コクサッキーウイルスB2)に対する抗ウィルス剤として非常に有効であった。結果を
図5に示す。