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特開2023-119596C末端ヘリカル領域にシステインを有するFC結合タンパク質
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  • 特開-C末端ヘリカル領域にシステインを有するFC結合タンパク質 図1A
  • 特開-C末端ヘリカル領域にシステインを有するFC結合タンパク質 図1B
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  • 特開-C末端ヘリカル領域にシステインを有するFC結合タンパク質 図2B
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023119596
(43)【公開日】2023-08-28
(54)【発明の名称】C末端ヘリカル領域にシステインを有するFC結合タンパク質
(51)【国際特許分類】
   C07K 14/00 20060101AFI20230821BHJP
   C07K 17/00 20060101ALI20230821BHJP
   C07K 19/00 20060101ALI20230821BHJP
   B01J 20/281 20060101ALI20230821BHJP
   B01J 20/24 20060101ALI20230821BHJP
   B01J 20/34 20060101ALI20230821BHJP
   B01D 15/38 20060101ALI20230821BHJP
【FI】
C07K14/00 ZNA
C07K17/00
C07K19/00
B01J20/22 D
B01J20/24 C
B01J20/34 G
B01D15/38
B01J20/281 R
B01J20/281 X
【審査請求】有
【請求項の数】30
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023067367
(22)【出願日】2023-04-17
(62)【分割の表示】P 2020506937の分割
【原出願日】2018-08-06
(31)【優先権主張番号】PCT/EP2017/069976
(32)【優先日】2017-08-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(31)【優先権主張番号】18154731.6
(32)【優先日】2018-02-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(31)【優先権主張番号】18163964.2
(32)【優先日】2018-03-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.TWEEN
(71)【出願人】
【識別番号】504232044
【氏名又は名称】レプリゲン・コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】REPLIGEN CORPORATION
(74)【代理人】
【識別番号】110003579
【氏名又は名称】弁理士法人山崎国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100118647
【弁理士】
【氏名又は名称】赤松 利昭
(74)【代理人】
【識別番号】100123892
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 忠雄
(74)【代理人】
【識別番号】100169993
【弁理士】
【氏名又は名称】今井 千裕
(74)【代理人】
【識別番号】100173978
【弁理士】
【氏名又は名称】朴 志恩
(72)【発明者】
【氏名】フィードラー、エリック
(72)【発明者】
【氏名】ハウプトス、ウルリッヒ
【テーマコード(参考)】
4D017
4G066
4H045
【Fターム(参考)】
4D017AA09
4D017BA07
4D017CA12
4D017CA14
4D017CB01
4D017DA03
4D017DB02
4G066AC01C
4G066AC03B
4G066BA36
4G066BA38
4G066CA54
4G066DA07
4G066EA02
4G066GA11
4H045AA10
4H045AA20
4H045AA30
4H045BA10
4H045BA41
4H045EA61
4H045FA74
4H045GA26
(57)【要約】      (修正有)
【課題】高pHにおいてFc結合能力を低減することなく長時間にわたる改善される安定性とともに高い動的結合能力を有するFc結合タンパク質、および該Fc結合タンパク質を使用したアフィニティー精製の方法を提供する。
【解決手段】本発明は、C末端ヘリカル領域にシステインを有する1つ以上のドメインを含んでいるFc結合タンパク質を提供する。本発明はさらに、本発明のFc結合タンパク質を含んでいるアフィニティーマトリックスに関する。本発明はまた、免疫グロブリンをアフィニティー精製するためのこれらのFc結合タンパク質またはアフィニティーマトリックスの使用、および本発明のFc結合タンパク質を使用したアフィニティー精製の方法に関する。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
1つ以上のドメインを含んでいる苛性安定性のFc結合タンパク質であって、少なくと
も1つのドメインが、配列番号3~86、90~99のアミノ酸配列または前記アミノ酸
配列のそれぞれと少なくとも89.5%の同一性を有するアミノ酸配列、のいずれか1つ
を含んでおり、配列番号3に対応する位置40、42、43、46、47、49、50、
51、53または54での少なくとも1つのアミノ酸がシステインである、Fc結合タン
パク質。
【請求項2】
1つ以上のドメインを含んでいる苛性安定性のFc結合タンパク質であって、少なくと
も1つのドメインが、配列番号2のアミノ酸配列を含んでおり、配列番号2に対応する位
置40、42、43、46、47、49、50、51、53または54での少なくとも1
つのアミノ酸がシステインである、Fc結合タンパク質。
【請求項3】
少なくとも1つのドメインが、配列番号3~16のアミノ酸配列、または配列番号3~
16のそれぞれと少なくとも89.5%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでおり、配
列番号3~16に対応する位置40、42、43、46、47、50、51、53または
54での少なくとも1つのアミノ酸がシステインである、請求項1に記載のFc結合タン
パク質。
【請求項4】
少なくとも1つのドメインが、配列番号7~8のアミノ酸配列、または配列番号7~8
のそれぞれと少なくとも89.5%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでおり、配列番
号7~8に対応する位置40、42、43、46、47、50、51、53または54で
の少なくとも1つのアミノ酸がシステインである、請求項1に記載のFc結合タンパク質
【請求項5】
配列番号3に対応する位置43、46または47での少なくとも1つのアミノ酸がシス
テインである、請求項1に記載のFc結合タンパク質。
【請求項6】
少なくとも1つのドメインが、配列番号17~86、90~99の群から選ばれたアミ
ノ酸配列、または前記配列番号17~86、90~99の群から選ばれたアミノ酸配列の
それぞれと少なくとも89.5%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでいる、請求項1
に記載のFc結合タンパク質。
【請求項7】
前記ドメインが、前記ドメインのN末端の最初の4つのアミノ酸のうちの1つ、2つま
たは3つのアミノ酸の欠失および/または前記ドメインのC末端の最初の2つのアミノ酸
のうちの1つまたは2つのアミノ酸の欠失を有する、請求項1に記載のFc結合タンパク
質。
【請求項8】
前期タンパク質が、互いに連結された2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つまたは8つ
のドメインを含んでいる、請求項1~7のいずれか1項に記載のFc結合タンパク質。
【請求項9】
前期タンパク質がホモ多量体またはヘテロ多量体である、請求項8に記載のFc結合タ
ンパク質。
【請求項10】
前期1つ以上のドメインが、互いに直接または1つ以上のリンカー、好ましくはペプチ
ドリンカーで連結されている、請求項9に記載のFc結合タンパク質。
【請求項11】
前記タンパク質が、固体担体に、好ましくは位置40、42、43、46、47、50
、51、53または54でのシステインを介してコンジュゲートされる、請求項1~10
のいずれか1項に記載のFc結合タンパク質。
【請求項12】
前記タンパク質が、IgG1、IgG2、IgG4、IgM、IgA、Fc領域を含ん
でいるIg断片、IgのFc部位を含んでいる融合タンパク質、およびIgのFc部位を
含んでいるコンジュゲートに結合する、請求項1~11のいずれか1項に記載のFc結合
タンパク質。
【請求項13】
請求項1~12のいずれか1項に記載のFc結合タンパク質を含んでいる、アフィニテ
ィー分離マトリックス。
【請求項14】
Fc配列を含んでいる任意のタンパク質のアフィニティー精製のための、請求項1~1
2のいずれか1項に記載のFc結合タンパク質または請求項13に記載のアフィニティー
分離マトリックスの使用。
【請求項15】
Fc配列を含んでいるタンパク質のアフィニティー精製の方法であって、以下の工程を
含む方法:(a)Fc配列を含んでいるタンパク質を含有する液体を準備する工程;(b
)アフィニティー分離マトリックスにカップリングされた請求項1~12のいずれか1項
に記載の少なくとも1つのFc結合タンパク質を含んでいる前記アフィニティー分離マト
リックスを準備する工程;(c)前記アフィニティー分離マトリックスと前記液体とを、
前記請求項1~12のいずれか1項に記載の少なくとも1つのFc結合タンパク質がFc
配列を含んでいるタンパク質に結合することを可能にする条件の下で接触させる工程;お
よび(d)前記アフィニティー精製マトリックスから前記Fc配列を含んでいるタンパク
質を溶出させる工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、C末端ヘリカル領域にシステインを有する1つ以上のドメインを含んでいる
Fc結合タンパク質に関する。本発明はさらに、本発明のFc結合タンパク質を含んでい
るアフィニティーマトリックスに関する。本発明はまた、免疫グロブリンをアフィニティ
ー精製するためのこれらのFc結合タンパク質またはアフィニティーマトリックスの使用
、および本発明のFc結合タンパク質を使用したアフィニティー精製の方法に関する。
【背景技術】
【0002】
多くの生物工学的および製薬学的用途では、抗体を含んでいるサンプルから汚染物質を
除去することが要求される。抗体を捕捉しおよび精製するための確立された方法は、免疫
グロブリン用の選択的リガンドとして黄色ブドウ球菌(Staphylococcus
aureus)由来の細菌細胞表面タンパク質Aを使用したアフィニティークロマトグラ
フィーである(たとえば、Huseら、J.Biochem.Biophys. Met
hods、51、2002年、217~231頁を参照せよ。)。
【0003】
野生型タンパク質Aは、高い親和性(アフィニティ-)および選択性でIgG分子のF
c領域に結合し、高温度および広い範囲のpH値において安定である。アルカリ安定性の
ような改善された特性を有するタンパク質Aの変異体が、抗体を精製するために利用可能
であり、タンパク質Aリガンドを含んでいる様々なクロマトグラフィーマトリックスが市
販されている。しかし、野生型タンパク質Aに基くクロマトグラフィーマトリックスは特
に、アルカリ性条件に曝露された後に免疫グロブリンに対する結合能力の喪失を示す。
[本発明の根底にある技術的課題]
【0004】
抗体またはFc含有融合タンパク質の大規模製造プロセスの多くは、アフィニティー精
製のためにタンパク質Aを使用する。しかし、アフィニティークロマトグラフィーにおけ
るタンパク質Aの適用には限界があるために、免疫グロブリンのアフィニティー精製を容
易にするためには、免疫グロブリンに特異的に結合する改善された特性を有する新規なF
c結合タンパク質を提供する必要が当該技術分野に存在する。
【0005】
Fc結合タンパク質を含んでいるクロマトグラフィーマトリックスの価値を最大限に引
き出すためには、アフィニティーリガンドマトリックスを複数回使用することが望ましい
。クロマトグラフィーサイクルの間に、マトリックス上の残留汚染物質の消毒および除去
のために徹底的な洗浄手順が必要である。この手順では、高濃度NaOHのアルカリ溶液
をアフィニティーリガンドマトリックスに施与することが一般的な慣行である。野生型タ
ンパク質Aドメインは、そのような過酷なアルカリ性条件に長時間耐えることができず、
免疫グロブリンに対する結合能力を急速に失う。したがって、アルカリ性条件下での長時
間の処理に耐えることができる新規なFc結合タンパク質を得るための継続した必要が当
該分野に存在する。
【0006】
本発明は、免疫グロブリンのアフィニティー精製に特によく適しているにもかかわらず
、従来技術の欠点をも克服するFc結合タンパク質を提供する。特に、本発明のFc結合
タンパク質の重要な利点は、高pHにおいてFc結合能力を低減することなく長時間にわ
たる改善される安定性とともに高い動的結合能力である。さらに、この新規なFc結合タ
ンパク質は、マトリックスに固定化されたFc結合タンパク質から、3.5以上のpHに
おいて、結合されたFcタンパク質の95%超の溶出が可能である。
【0007】
以上の概説は、本発明により解決される必ずしも全ての課題を記載しているわけではな
い。
【発明の概要】
【0008】
本発明の第1の様相は、アフィニティー精製に適しているFc結合タンパク質を提供す
ることである。これは、1つ以上のFc結合ドメインを含んでいるFc結合タンパク質を
用いて達成され、この1つ以上のFc結合ドメインでは配列番号2に対応する位置40、
42、43、46、47、49、50、51、53または54での少なくとも1つのアミ
ノ酸がシステインである。ヘリックス3中の1つまたは2つのアミノ酸がシステインであ
ることが好ましい。
【0009】
いくつかの実施形態では、Fc結合タンパク質は1つ以上のFc結合ドメインを含んで
おり、少なくとも1つのドメインは配列番号2のアミノ酸配列、またはそれと少なくとも
89.5%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでおりまたはそれから本質的に成りまた
はそれから成り、その配列では配列番号2に対応する位置40、42、43、46、47
、49、50、51、53または54での少なくとも1つのアミノ酸がシステインである
【0010】
いくつかの実施形態では、少なくとも1つのドメインは配列番号3~16のアミノ酸配
列、またはそれらのそれぞれと少なくとも89.5%の同一性を有するアミノ酸配列を含
んでおりまたはそれから本質的に成りまたはそれから成り、その配列では配列番号3~1
6に対応する位置40、42、43、46、47、49、50、51、53または54で
の少なくとも1つのアミノ酸がシステインである。
【0011】
いくつかの実施形態では、少なくとも1つのドメインは配列番号7~8のアミノ酸配列
、またはそれらのそれぞれと少なくとも89.5%の同一性を有するアミノ酸配列を含ん
でおりまたはそれから本質的に成りまたはそれから成り、その配列では配列番号7~8に
対応する位置40、42、43、46、47、49、50、51、53または54での少
なくとも1つのアミノ酸がシステインである。
【0012】
いくつかの実施形態では、配列番号2に対応する位置43、46または47での1つま
たは2つのアミノ酸はシステインであり、好ましくは位置43、46または47での1つ
のアミノ酸はシステインであり、または位置43および46または43および47での2
つのアミノ酸はシステインである。
【0013】
いくつかの実施形態では、少なくとも1つのドメインは配列番号17~77、90~9
9の群から選ばれたアミノ酸配列、またはそれらのそれぞれと少なくとも89.5%の同
一性を有するアミノ酸配列を含んでおりまたはそれから本質的に成りまたはそれから成る
【0014】
第2の様相では、本発明は第1の様相のFc結合タンパク質を含んでいるアフィニティ
ー分離マトリックスに関する。
【0015】
第3の様相では、本発明は、第1の様相のFc結合タンパク質の使用、または免疫グロ
ブリンまたは免疫グロブリンのFc部分を含んでいるタンパク質をアフィニティー精製す
るための第2の様相のアフィニティー分離マトリックスの使用に関する。
【0016】
第4の様相では、本発明は、免疫グロブリンまたは免疫グロブリンのFc部分を含んで
いるタンパク質のアフィニティー精製の方法であって、以下の工程を含む方法に関する:
(a)免疫グロブリンを含んでいる液体を準備する工程;
(b)アフィニティー分離マトリックスにカップリングされた第1の様相の固定化された
Fc結合タンパク質を含んでいる当該アフィニティー分離マトリックスを準備する工程;
(c)当該液体と当該アフィニティー分離マトリックスとを接触させて、当該免疫グロブ
リンが当該固定化されたFc結合タンパク質に結合する工程;および
(d)当該マトリックスから当該免疫グロブリンを溶出させ、それによって当該免疫グロ
ブリンを含んでいる溶出液を得る工程。
【0017】
本発明のこの概要は、必ずしも本発明の全ての特徴を説明するものではない。他の実施
形態は以下の詳細な説明の検討から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1A】C末端ヘリカル領域(ヘリックス3)中にシステインを有するFc結合ドメインのアミノ酸配列を示す図である。第1行の数字は、Fc結合ドメインの対応するアミノ酸の位置を指す。図1Aは、配列番号2のFc結合ドメインを示す図である。
図1B】C末端ヘリカル領域(ヘリックス3)中にシステインを有するFc結合ドメインのアミノ酸配列を示す図である。第1行の数字は、Fc結合ドメインの対応するアミノ酸の位置を指す。図1Bは、ヘリックス3中にCysを有するFc結合ドメインの例を示す図である。
図2A】ヘリックス3中にシステインを有するFc結合ドメインの固定化を示す図である。図2Aは、エポキシマトリックス上の位置43、46、47、50または58にシステインを有するIB14タンパク質のカップリング効率を示す図である。Y軸はナノモル/ml単位でのカップリングされたタンパク質の量を示す。
図2B】ヘリックス3中にシステインを有するFc結合ドメインの固定化を示す図である。図2Bは、エポキシ活性化されたセファロース(Sepharose)6Bマトリックスへのcs14 43Cおよびcs14 46Cのカップリングを示す図である。Y軸はナノモル単位でのn(樹脂ml当たりのタンパク質の量)を示す。
図3A】ヘリックス33中にシステインを有するFc結合タンパク質の苛性安定性を示す図である。図3Aは、位置43、46、47、50または58にシステインを有するIB14のアルカリ安定性の分析結果を示す。Y軸はFc結合タンパク質IB14およびCys変異体の%単位での残存IgG結合活性である。灰色(ブランク)のカラム:6時間の連続的な0.5MのNaOH処理後のIgG結合活性。黒色(斜線)のカラム:NaOHを含まない場合のIgG結合活性。
図3B】ヘリックス33中にシステインを有するFc結合タンパク質の苛性安定性を示す図である。図3Bは、位置43または46にシステインを有するcs14の苛性安定性およびDBC 10%を示す。Y軸はDBC 10%(mg/ml)である。黒色(右上がりの斜線):DBC 10%(mg/ml)、0時間のNaOH処理。明るい灰色(ブランク):DBC 10%(mg/ml)、18時間のNaOH処理。暗い灰色(右下がりの斜線):DBC 10%(mg/ml)、72時間のNaOH処理。Cys変異体が、(位置58の後に)C末端システインを有するcs14と、およびタンパク質Aと、比較された。
図4】6、24および36時間の連続的な0.5MのNaOH処理の後の(%単位での)残存結合能力がcs26 46Cについて示され、位置46にCysを有しないcs26と比較され、および野生型タンパク質AドメインCと比較される図である。X軸は、時間単位での0.5MのNaOHインキュベーション時間を示す。
図5】動的結合能力(DBC;mg/ml)が、cs26 46C(モノマーおよびダイマー)について示され、位置46にCysを有しないcs26と比較され、および組み換え野生型タンパク質Aと比較される図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
定義
本発明が以下に詳細に記載される前に、本発明は、本明細書に記載された特定の方法、
プロトコルおよび試薬に限定されるものではなく、それらが変更可能であることが理解さ
れるべきである。また、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することの
みを目的とするものであり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は添付
された特許請求の範囲によってのみ限定されることも理解されるべきである。他様に定義
されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属す
る技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
【0020】
好ましくは、本明細書で使用される用語は、「バイオテクノロジー用語の多言語用語集
(IUPAC勧告)(A multilingual glossary of biote
chnological terms:(IUPAC Recommendations)
)」、Leuenberger,H.G.W、Nagel,B.およびKolbl,H.
編、(1995年)、Helvetica Chimica Acta社刊,スイス国、B
asel、CH-4010)に規定された定義と一致している。
【0021】
本明細書および添付された特許請求の範囲の全体にわたって、文脈上別の必要がない限
り、「comprise(を含んでいる)」の語および「comprises」および「
comprising」などのその変化形は、記載された構成員、整数もしくは工程また
は構成員、整数もしくは工程の群の包含を意味するが、いかなる他の構成員、整数もしく
は工程または構成員、整数もしくは工程の群の排除をも意味するものではないことが理解
されるべきである。
【0022】
本発明の説明および添付された特許請求の範囲で使用される単数形の「a(1つの)」
、「an(1つの)」および「the(その)」は互換的に使用され、文脈が明らかに他
様に指示しない限り、複数形も同様に含み、各意味の中に含まれることが意図されている
。また、本明細書で使用される「および/または」は、列挙された項目の1つ以上の任意
のおよび全ての可能な組合わせを指し、かつそれらを包含し、同様に選択枝(「または」
)に解釈される場合には組合わせの欠如を指している。本明細書で使用される用語「約」
は、明示的に記載された量とともにそれからの士10%の偏差を包含する。より好ましく
は、偏差5%が用語「約」に包含される。
【0023】
本明細書の本文全体に、いくつかの文書(たとえば、特許、特許出願、科学刊行物、製
造業者の仕様書等)が引用されている。本明細書中のいかなる記載も、本発明が従来発明
によってそのような開示物よりも先行する権利がないと認めるものとして解釈されてはな
らない。本明細書で引用される文書のいくつかは、「参照によって組み込まれる」ものと
して特徴付けられている。そのように組み込まれた文献の定義または教示と本明細書に記
載された定義または教示との間に矛盾がある場合には、本明細書の本文が優先される。
【0024】
本明細書で言及される全ての配列は添付された配列表に開示されており、その配列表の
内容および開示の全体は本明細書の一部である。
【0025】
本発明の文脈では、「Fc結合タンパク質」または「免疫グロブリン結合タンパク質」
または「Ig結合タンパク質」の用語は、免疫グロブリンのFc領域に特異的に結合する
ことができるタンパク質を記載するために使用される。Fc結合タンパク質は、少なくと
も1つの「Fc結合ドメイン」または「免疫グロブリン結合ドメイン」または「Ig結合
ドメイン」を含んでおり、これはアミノ酸残基7~19からのヘリックス1、アミノ酸残
基23~37からのヘリックス2およびアミノ酸残基40~55からのヘリックス3を有
する58個のアミノ酸の3-ヘリックス束によって特徴付けられる。Fc結合ドメインは
、3-ヘリックス束構造を失うことなく、欠失、たとえばN末端での6個までのアミノ酸
またはC末端での4個までのアミノ酸の欠失を含んでいてもよい。
【0026】
本明細書で理解される「免疫グロブリン」としては、哺乳動物IgG、たとえば例とし
てヒトIgG、ヒトIgG、ヒトIgG、マウスIgG、ラットIgG、ヤギIg
G、牛IgG、ギニアIgG、ウサギIgG、ヒトIgM、ヒトIgAおよびFc領域を
含んでいる免疫グロブリン断片が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。Fc領
域への特異的な結合の故に、本発明の「Fc結合タンパク質」または「Ig結合タンパク
質」は、免疫グロブリンの全体に、およびFc領域を含んでいる免疫グロブリン断片、免
疫グロブリンのFc領域を含んでいる融合タンパク質、および免疫グロプリンのFc領域
を含んでいるコンジュゲートに結合することができる。本発明のFc結合タンパク質は免
疫グロブリンのFc領域への特異的な結合を示すけれども、Fc結合タンパク質は低減さ
れた親和性でさらに他の領域、たとえば免疫グロブリンのFab領域に結合することがで
きることは排除されない。
【0027】
本発明による用語「結合」は、好ましくは特異的結合に関する。「特異的結合」とは、
Fc結合タンパク質またはFc結合ドメインが免疫グロブリンに、より強力に結合し、そ
れ故に他の非免疫グロプリン標的への結合に比較して特異的であることを意味する。
【0028】
用語「結合活性」は、本発明のFc結合タンパク質が免疫グロプリンに結合する能力を
指す。たとえば、結合活性は、アルカリ処理の前および/または後に測定されることがで
きる。結合活性は、Fc結合タンパク質についてまたはマトリックスにカップリングされ
たFc結合タンパク質、すなわち固定化結合タンパク質について測定されることができる
【0029】
用語「人工的」とは、天然に存在しない物体を指す、すなわちこの用語はヒトによって
製造されまたは改変されていない物体を指す。たとえば、ヒトによって(たとえば、遺伝
子工学、シャッフリング法または化学反応等によって実験室で)生成されまたは意図的に
改変されたポリペプチドまたはポリヌクレオチド配列は、人工的である。
【0030】
用語「解離定数」または「K」とは、特異的結合アフィニティー(親和性)を定義す
る。本明細書で使用される用語「K」(通常「モル/L」単位で測定され、「M」と略
称されることもある。)は、第1のタンパク質と第2のタンパク質との間の特定の相互作
用の解離平衡定数を指すことが意図されている。本発明の文脈では、用語Kは、Fc結
合タンパク質と免疫グロブリンとの間の結合アフィニティーを記述するために特に使用さ
れる。Fc結合タンパク質が、少なくとも1μM以下、または好ましくは100nM以下
、より好ましくは50nM以下、さらにより好ましくは10nM以下の免疫グロブリンへ
の解離定数Kを有するならば、本発明のFc結合タンパク質は免疫グロブリンに結合し
ていると見なされる。
【0031】
用語「タンパク質」および「ポリペプチド」とは、ペプチド結合によって連結された2
個以上のアミノ酸の任意の線状分子鎖を指し、生成物の特定の長さを指すものではない。
したがって、「ペプチド」、「タンパク質」、「アミノ酸鎖」または2個以上のアミノ酸
の鎖を指すために使用される任意の他の用語は、「ポリペプチド」の定義内に含まれ、用
語「ポリペプチド」は、任意のこれらの用語の代わりにまたは互換的に使用されることが
できる。用語「ポリペプチド」は、ポリペプチドの翻訳後修飾生成物を指すことも意図さ
れており、それには、当技術分野で周知のグリコシル化、アセチル化、リン酸化、アミド
化、タンパク質分解切断、天然に存在しないアミノ酸による修飾および類似の修飾が含ま
れるが、これらに限定されない。したがって、2個以上のタンパク質ドメインを含んでい
るIg結合タンパク質も、用語「タンパク質」または「ポリペプチド」の定義に含まれる
【0032】
用語「アルカリ安定性の」または「アルカリ安定性」または「苛性安定性の」または「
苛性安定性」(本明細書では「cs」とも略称される。)とは、免疫グロブリンに結合す
る能力が著しく損なわれないでアルカリ性条件に耐える本発明のFc結合タンパク質の能
力を指す。この分野の当業者は、たとえば実施例に記載されたようにFc結合タンパク質
を水酸化ナトリウム溶液でインキュベートし、当業者に知られている通常の実験、たとえ
ばクロマトグラフィー法を用いて、免疫グロブリンへの結合活性の試験を行うことによっ
て、アルカリ安定性を容易に試験することができる。
【0033】
本発明のFc結合タンパク質とともに本発明のFc結合タンパク質を含んでいるマトリ
ックスは、「増加した」または「改善された」アルカリ安定性を示し、これは、参照タン
パク質と比較して、当該Fc結合タンパク質を組み込んでいる分子およびマトリックスが
長時間にわたってアルカリ性条件下で安定であることを意味する。
【0034】
本明細書で使用される用語「親タンパク質」または「親ドメイン」における用語「親」
とは、Fc結合タンパク質を指し、これはその後に改変されて、当該親タンパク質または
ドメインの変異体を生成する。当該親タンパク質またはドメインは、人工的ドメイン(た
とえば、これらに限定されないが配列番号78~83)、天然型の黄色ブドウ球菌(St
aphylococcus aureus)タンパク質Aドメイン(たとえば、ドメイン
Cについて配列番号84、ドメインBについて配列番号85)、または天然型の黄色ブド
ウ球菌(Staphylococcus aureus)タンパク質Aドメインの変異体
もしくは遺伝子組み換え版(たとえば、ドメインZについて配列番号86)であってもよ
い。
【0035】
本明細書で使用される用語「変異体」は、Fc結合タンパク質またはドメインのアミノ
酸配列であって、別のアミノ酸配列と少なくとも1個のアミノ酸の置換、欠失または挿入
の分だけ異なっているアミノ酸配列を含んでいる。これらの改変は、遺伝子工学によって
、または人によって行なわれた化学合成または化学反応によって生成されてもよい。たと
えば、配列番号27(cs26 A46C)は配列番号7(cs26)の変異体である。
【0036】
本明細書で使用される用語「コンジュゲート」は、少なくとも1つの第1のタンパク質
が他の物質、たとえば第2のタンパク質または非タンパク質性部分に化学的に付加された
ものを含んでいる、またはそれから本質的に成る分子に関する。
【0037】
用語「改変」または「アミノ酸改変」とは、親ポリペプチド配列内の特定の位置でのア
ミノ酸の、別のアミノ酸との交換、欠失または挿入に関する。公知の遺伝子コードならび
に組換えおよび合成DNA技術を所与として、当業者はアミノ酸変異体をコードするDN
Aを容易に構築することができる。
【0038】
用語「置換」または「アミノ酸置換」とは、親ポリペプチド配列内の特定の位置でのア
ミノ酸の別のアミノ酸による交換を指す。たとえば、置換G46Cとは、位置46でのグ
リシンがシステインによって置き換えられたFc結合タンパク質を指す。この例の場合、
46Cは位置46でのシステインを指す。本明細書の目的のためには、多数の置換は、典
型的にはスラッシュによって分けられる。たとえば、A1I/S11A/K35R/A4
6Cは、置換A1I、S11A、K35RおよびA46Cの組み合わせを含む変異体を指
す。
【0039】
用語「欠失」または「アミノ酸欠失」とは、親ポリペプチド配列内の特定の位置でのア
ミノ酸の除去を指す。
【0040】
用語「挿入」または「アミノ酸挿入」とは、親ポリペプチド配列へのアミノ酸の付加を
指す。
【0041】
この明細書の記載の全体にわたって、図1のアミノ酸残基位置の番号付け方法が使用さ
れ、位置の番号が、たとえば配列番号1~16における番号に対応するものとして指定さ
れる。
【0042】
用語「アミノ酸配列同一性」とは、2つ以上のタンパク質のアミノ酸配列の同一性(ま
たは差異)の定量的比較を指す。参照ポリペプチド配列に対して「パーセント(%)アミ
ノ酸配列同一性」または「パーセント同一の」または「パーセント同一性」とは、2つの
配列のアラインメントをし、必要に応じてギャップを導入して、最大パーセントの配列同
一性を達成した後の、参照ポリペプチド配列中のアミノ酸残基と同一であるその配列中の
アミノ酸残基のパーセンテージとして定義される。
【0043】
配列同一性を決定するためには、照会のタンパク質の配列を参照タンパク質の配列とア
ラインメントする。アラインメントの方法は、当技術分野において周知である。たとえば
、参照アミノ酸配列に対する任意のポリペプチドのアミノ酸配列同一性の程度を決定する
ためには、SIM局所類似性プログラムが好ましくは使用され(Xiaoquin Hu
angおよびWebb Miller(1991年)、Advances in Appl
ied Mathematics、第12巻、337~357頁)、これは無料で入手で
きる(http://www.expasy.org/tools/sim-prot.
htmlも参照せよ。)。多重アラインメント分析のためには、ClustalWが好ま
しくは使用される(Thompsonら、(1994年)、Nucleic Acids
Res.、第22巻、4673~4680頁)。好ましくは、配列同一性パーセンテージ
を計算するときに、SIM局所類似性プログラムまたはClustalWのデフォルトパ
ラメーターが使用される。
【0044】
本発明の文脈では、配列同一性の程度は一般に、明示的に別段の断りがなければ、改変
されていない配列の全長に対して計算される。
【0045】
所与の位置での参照アミノ酸配列と異なる照会配列の各アミノ酸は、1つの差異として
数えられる。差異の合計が次に参照配列の長さに関連付けられて、非同一性のパーセンテ
ージが得られる。同一性の定量的パーセンテージは、100から非同一性のパーセンテー
ジを差し引いたものとして計算される。
【0046】
本明細書で使用される語句「パーセント同一の」または「パーセント(%)アミノ酸配
列同一性」または「パーセント同一性」は、2つのポリペプチド配列の文脈では、最大の
一致となるように比較されアラインメントされたときに、以下の配列比較アルゴリズムを
使用して測定されてまたは目視検査されて、いくつかの実施形態では少なくとも約80%
の、いくつかの実施形態では少なくとも82%の、いくつかの実施形態では少なくとも8
4%の、いくつかの実施形態では少なくとも86%の、いくつかの実施形態では少なくと
も87%の、いくつかの実施形態では少なくとも89.5%の、いくつかの実施形態では
少なくとも91%の、いくつかの実施形態では少なくとも93%の、いくつかの実施形態
では少なくとも94%の、いくつかの実施形態では少なくとも96%の、いくつかの実施
形態では少なくとも98%の、およびいくつかの実施形態では100%の、アミノ酸残基
の同一性を有する2つ以上の配列または部分配列を指す。明確にするために言うと、たと
えば少なくとも89.5%の同一性を有する配列は、89.5%の同一性よりも高い同一
性、たとえば少なくとも91%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも96
%、少なくとも98%、100%を有する実施形態の全ての配列を含む。
【0047】
パーセント同一性は、いくつかの実施形態では少なくとも50残基数の領域にわたって
、少なくとも52残基数にわたって、いくつかの実施形態では少なくとも53残基数の領
域にわたって、いくつかの実施形態では少なくとも54残基数の領域にわたって、いくつ
かの実施形態では少なくとも55残基数の領域にわたって、いくつかの実施形態では少な
くとも56残基数の領域にわたって、いくつかの実施形態では少なくとも57残基数の領
域にわたって、およびいくつかの実施形態では少なくとも58残基数の領域にわたって存
在する。
【0048】
用語「融合され」とは、成分がペプチド結合によって、直接的にあるいはペプチドリン
カーを介してのいずれかで、連結されていることを意味する。
【0049】
用語「融合タンパク質」とは、少なくとも1つの第2タンパク質に遺伝子的に連結され
た少なくとも1つの第1のタンパク質を含んでいるタンパク質に関する。融合タンパク質
は、元々は別々のタンパク質のためにコードされた2つ以上の遺伝子が連結されることに
よって作り出される。したがって、融合タンパク質は、単一の線状ポリペプチドとして発
現される、同一のまたは異なるタンパク質の多量体を含んでいることがある。
【0050】
本明細書中で使用される用語「リンカー」とは、その最も広い意味において、少なくと
も2つの他の分子を共有結合で連結する分子を指す。本発明の典型的な実施形態では、「
リンカー」は、Fc結合ドメインを少なくとも1つのさらなるFc結合ドメインと結合す
る部分、すなわち2つのタンパク質ドメインを互いに連結して多重体を生成する部分とし
て理解されるべきである。好ましい実施形態では、「リンカー」はペプチドリンカー、す
なわち2つのタンパク質ドメインを連結する部分が、1つの単一アミノ酸または2つ以上
のアミノ酸を含んでいるペプチドである。
【0051】
用語「クロマトグラフィー」とは、移動相および固定相を用いて、サンプル中の1つの
種類の分子(たとえば、免疫グロブリン)を他の分子(たとえば、混入物質)から分離す
るための分離技術を指す。液体移動相は、分子の混合物を含み、固定相(たとえば、固体
マトリックス)を横断させてまたはその中を通してそれらを移送する。移動相中の異なる
複数の分子の固定相との差分的な相互作用に起因して、移動相中の複数の分子が分離され
ることができる。
【0052】
用語「アフィニティークロマトグラフィー」とは、クロマトグラフィーの特定の様式を
指し、この様式では、固定相にカップリングされたリガンドが移動相(サンプル)中の分
子(すなわち、免疫グロブリン)と相互作用する、すなわちリガンドは精製されるべき分
子に対して特異的な結合親和性を有する。本発明の文脈において理解されるように、アフ
ィニティークロマトグラフィーは、クロマトグラフィーリガンド、たとえば本発明のFc
結合タンパク質を含んでいる固定相に、免疫グロブリンを含有するサンプルを添加するこ
とに関する。
用語「固体支持体」または「固体マトリックス」は、固定相と互換的に使用される。
【0053】
本明細書で互換的に使用される用語「アフィニティーマトリックス」または「アフィニ
ティー分離マトリックス」または「アフィニティークロマトグラフィーマトリックス」は
、アフィニティーリガンド、たとえば本発明のFc結合タンパク質が付着されたマトリッ
クス、たとえばクロマトグラフィーマトリックスを指す。リガンド(たとえば、Fc結合
タンパク質)は、目的の分子(たとえば、上で定義された免疫グロブリン)に特異的に結
合して、目的の分子が精製されまたは混合物から除去されることができる。
【0054】
本明細書で使用される用語「アフィニティー精製」とは、マトリックスに固定化された
Fc結合タンパク質に上で定義された免疫グロブリンを結合させることによって、液体か
ら上で定義された免疫グロブリンを精製する方法を指す。それによって、免疫グロブリン
以外の混合物の他の全ての成分が除去される。さらなる工程では、結合された免疫グロブ
リンは、精製された形態で溶出される。
【0055】
本発明の実施形態
本発明がこれからさらに説明される。以下の節では、本発明の様々な様相がより詳細に
定義される。以下に定義される各様相は、明確に反対の表示がない限り、1または複数の
任意の他の様相と組み合わされることができる。特に、好ましいまたは有利であると示さ
れる任意の特徴は、好ましいまたは有利であると示される1または複数の他の任意の特徴
と組み合わされることができる。
【0056】
第1の様相では、本発明はFc結合タンパク質に関し、配列番号2に対応する位置40
、42、43、46、47、49、50、51、53または54での少なくとも1つのア
ミノ酸がシステインであり、好ましくは配列番号2に対応する位置40、42、43、4
6、47、49、50、51、53および54の群から選択された1つの位置でのアミノ
酸がシステインである。第1の様相の1つの実施形態では、配列番号2に対応する位置4
3でのアミノ酸、位置46でのアミノ酸、位置47でのアミノ酸、位置50でのアミノ酸
、位置51でのアミノ酸または位置53でのアミノ酸がシステインである。
【0057】
第1の様相では、Fcタンパク質は1つ以上のドメインを含んでおり、少なくとも1つ
のドメインは、配列番号2のアミノ酸配列または少なくとも80%、少なくとも81%、
少なくとも82%、少なくとも84%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくと
も89.5%、少なくとも91%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも9
6%、少なくとも98%または100%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでおり、ま
たはそれから本質的に成り、またはそれから成り、配列番号2に対応する位置40、42
、43、46、47、50、51、53または54での少なくとも1つのアミノ酸がシス
テインである。2つ以下のシステイン残基が、配列番号2~86、90~99またはそれ
らと少なくとも89.5%の同一性を有するアミノ酸配列のヘリックス3の中にあること
が好ましい。
【0058】
本発明のFc結合ドメインは、典型的にはアミノ酸残基7~19からのヘリックス1、
アミノ酸残基23~37からのヘリックス2およびアミノ酸残基40~55からのヘリッ
クス3を有する58個のアミノ酸の3つのヘリックス束として理解される。Fc結合はヘ
リックス1およびヘリックス2によって介在される。ヘリックス3の中にシステインを有
するFc結合タンパク質の驚くべき利点は、それが、Fc結合特性を損なわずに、かつ高
い結合能力を提供するマトリックスへの部位特異的なカップリング効率とともに長時間に
わたるアルカリ安定性を与えることである。本発明のFc結合タンパク質は、少なくとも
6時間から少なくとも72時間にわたる0.5MのNaOH中でインキュベートされた後
でも、結合能力の低下は20%未満である。たとえば、マトリックスが数回使用されるこ
とができるように、高いNaOH濃度のアルカリ溶液を使用してマトリックス上の汚染物
質を除去するクリーニング方法を用いるクロマトグラフィーの取り組みにとって、この特
徴は重要である。さらに、高い苛性安定性を有することに加えて、ヘリックス3の中にC
ysを有するFc結合タンパク質は高いカップリング効率を示す。
例として、たとえば位置46にCysを有する変異体の動的結合能力は、組換えタンパク
質Aと比較して優れている(図5を参照せよ)。
【0059】
ヘリックス3の中にシステインを有する好ましいFc結合タンパク質
いくつかの実施形態は、配列番号1~86、90~99から成る群から選ばれたアミノ
酸を有する配列に関する。いくつかの実施形態は、配列番号1~86、90~99から成
る群から選ばれたアミノ酸と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、
少なくとも84%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも89.5%、少な
くとも91%、少なくとも93%、少なくとも94.5%、少なくとも96%、少なくと
も98%または100%の配列同一性を有するアミノ酸配列に関し、但しそれらが、位置
40、42、43、46、47、49、50、51、53または54の中に少なくとも1
つのシステインを有することを条件とする。好ましいのは、位置40、42、43、46
、47、49、50、51、53または54に、好ましくは位置43または/および46
に、より好ましくは位置46に少なくとも1つのシステインを有する配列番号1~86、
90~99から成る群から選ばれたアミノ酸と、少なくとも89.5%の同一性を有する
配列を有する実施形態である。好ましいのは、ヘリックス3の中に1つまたは2つのシス
テインを有するFc結合タンパク質の実施形態である。
【0060】
本発明のFc結合タンパク質のアミノ酸配列は、さらなる改変、たとえば挿入、欠失ま
たはさらなる置換を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、Fc結合ドメインは1
、2、3、4、5または6つのさらなる置換を有する。いくつかの実施形態では、Fc結
合ドメインは、そのN末端の最初の4つのアミノ酸以内に1、2、3または4つのアミノ
酸の欠失および/またはC末端に1つまたは2つのアミノ酸の欠失を有する。いくつかの
実施形態では、Fc結合ドメインは、N末端に、たとえば位置1、2および4にまたは位
置1、2および3に欠失を有する。いくつかの実施形態では、Fc結合ドメインは、C末
端に、たとえば位置57および/または58に(たとえば、配列番号33~34に限定さ
れないが、配列番号33~34に示されたように)欠失を有する。いくつかの実施形態は
、上記の配列番号(たとえば、配列番号1~86、90~99に限定されないが、配列番
号1~86、90~99)のいずれかのアミノ酸配列に少なくとも89.5%の配列同一
性を有するアミノ酸配列に関する。位置40、42、43、46、47、49、50、5
1、53または54に少なくとも1つのCys、好ましくは1つのCysを有するFc結
合ドメインの例は、たとえば図1に示されたアミノ酸配列を含むが、これに限定されない
【0061】
配列番号7(cs26)および変異体
いくつかの実施形態では、Fc結合タンパク質は、配列番号7のアミノ酸配列の、また
はそれと少なくとも89.5%の同一性を有する、位置40、42、43、46、47、
49、50、51、53または54でのシステインによる改変に適したアミノ酸配列の、
1つ以上のドメインを含んでいる。たとえば、配列番号7に少なくとも89.5%の同一
性を有するアミノ酸配列はcs24(配列番号8)を含んでいるが、これに限定されない
。位置40、42、43、46、47、49、50、51、53または54にCysを有
するcs26の変異体の例は、たとえば配列番号26~39および90~99を含んでい
るが、これらに限定されない。
【0062】
配列番号8(cs26)および変異体
いくつかの実施形態では、Fc結合タンパク質は、配列番号8のアミノ酸配列の、また
それと少なくとも89.5%の同一性を有する、位置40、42、43、46、47、4
9、50、51、53または54でのシステインによる改変に適したアミノ酸配列の、1
つ以上のドメインを含んでいる。たとえば、配列番号8に少なくとも89.5%の同一性
を有するアミノ酸配列はcs26(配列番号7)を含んでいるが、これに限定されない。
位置40、42、43、46、47、49、50、51、53または54にCysを有す
るcs26の変異体の例は、たとえば配列番号26~39および90~99を含んでいる
が、これらに限定されない。
【0063】
配列番号3(cs14)および変異体
いくつかの実施形態では、Fc結合タンパク質は、配列番号3のアミノ酸配列の、また
それと少なくとも89.5%の同一性を有する、位置40、42、43、46、47、4
9、50、51、53または54でのシステインによる改変に適したアミノ酸配列の1つ
以上のドメインを含んでいる。たとえば、配列番号3に少なくとも89.5%の同一性を
有するアミノ酸配列は、配列番号10(cs25)、配列番号11(cs47h3)、配
列番号12(cs47h4)、配列番号13(cs74h1)および配列番号14(cs
74h2)を含んでいるが、これらに限定されない。位置40、42、43、46、47
、49、50、51、53または54にCysを有するcs14の変異体の例は、たとえ
ば配列番号17~20、40~52、64、65、70、71および74~76を含んで
いるが、これらに限定されない。
【0064】
配列番号4(cs27)および変異体
いくつかの実施形態では、Fc結合タンパク質は、配列番号4のアミノ酸配列の、また
それと少なくとも89.5%の同一性を有する、位置40、42、43、46、47、4
9、50、51、53または54でのシステインによる改変に適したアミノ酸配列の1つ
以上のドメインを含んでいる。位置40、42、43、46、47、49、50、51、
53または54にCysを有するcs27の変異体の例は、たとえば配列番号21~25
を含んでいるが、これらに限定されない。
【0065】
配列番号5(cs20)および変異体
いくつかの実施形態では、Fc結合タンパク質は、配列番号5のアミノ酸配列の、また
それと少なくとも89.5%の同一性を有する、位置40、42、43、46、47、4
9、50、51、53または54でのシステインによる改変に適したアミノ酸配列の1つ
以上のドメインを含んでいる。たとえば、配列番号5に少なくとも89.5%の同一性を
有するアミノ酸配列は配列番号9(cs17)を含んでいるが、これに限定されない。位
置40、42、43、46、47、49、50、51、53または54にCysを有する
cs20の変異体の例は、たとえば配列番号53~57を含んでいるが、これらに限定さ
れない。
【0066】
配列番号6(cs42)および変異体
いくつかの実施形態では、Fc結合タンパク質は、配列番号6のアミノ酸配列の、また
それと少なくとも89.5%の同一性を有する、位置40、42、43、46、47、4
9、50、51、53または54でのシステインによる改変に適したアミノ酸配列の1つ
以上のドメインを含んでいる。たとえば、配列番号16に少なくとも89.5%の同一性
を有するアミノ酸配列はcs28(位置4で異なる。)またはcs41(配列番号15)
を含んでいるが、これに限定されない。位置40、42、43、46、47、49、50
、51、53または54にCysを有するcs42の変異体の例は、たとえば配列番号5
8~63を含んでいるが、これらに限定されない。
【0067】
配列番号16(cs43)および変異体
いくつかの実施形態では、Fc結合タンパク質は、配列番号16のアミノ酸配列の、ま
たそれと少なくとも89.5%の同一性を有する、位置40、42、43、46、47、
49、50、51、53または54でのシステインによる改変に適したアミノ酸配列の1
つ以上のドメインを含んでいる。たとえば、配列番号16に少なくとも89.5%の同一
性を有するアミノ酸配列はcs44(位置44で異なる。)、cs31(位置25および
54で異なる。)またはcs45(位置25および26で異なる。)を含んでいるが、こ
れに限定されない。位置40、42、43、46、47、49、50、51、53または
54にCysを有するcs43の変異体の例は、たとえば配列番号66~69および72
を含んでいるが、これらに限定されない。
【0068】
Fc結合タンパク質の配列;好ましいアミノ酸の位置
驚いたことに、Fc結合ドメインのヘリックス3中のシステインは、図および実施例に
示されるように、ヘリックス3中にシステインを有しないドメインと比較して、Fc結合
ドメインのアルカリ安定性を増加させ、かつマトリックスへのFc結合タンパク質の部位
特異的なカップリングを改善し、これは能力を改善する。
【0069】
いくつかの実施形態では、当該Fc結合ドメインは位置1にイソロイシンを含んでいる
。Fc結合ドメインの位置1でのアミノ酸はトレオニン(T)でないことが好ましい。位
置1でのアミノ酸はイソロイシン(I)またはアラニン(A)であることが好ましい。あ
るいは、位置1は欠失されてもよい。
【0070】
いくつかの実施形態では、当該Fc結合ドメインは位置11にアラニン(A)、グルタ
ミン酸(E)またはイソロイシン(I)を含んでいる。位置11でのアミノ酸はアスパラ
ギン(N)またはリジン(K)でないことが好ましい。位置11でのアミノ酸はアラニン
(A)、イソロイシン(I)、グルタミン酸(E)、ヒスチジン(H)またはプロリン(
P)であることが好ましく、より好ましくはA、IまたはE、最も好ましくはAである。
あるいは、位置11でのアミノ酸はセリン(S)である。
【0071】
いくつかの実施形態では、当該Fc結合ドメインは位置35にアルギニン(R)または
イソロイシン(I)を含んでいる。位置35でのアミノ酸はプロリン(P)、アスパラギ
ン(N)、グリシン(G)、トリプトファン(W)、アラニン(A)、グルタミン(Q)
またはメチオニン(M)でないことが好ましい。
いくつかの実施形態では、当該Fc結合ドメインは位置42にロイシン(L)を含んで
いる。位置42のアミノ酸はチロシン(Y)でないことが好ましい。
【0072】
いくつかの実施形態では、40C、42C、43C、46C、47C、49C、50C
、51C、53Cまたは54Cに加えて、Fc結合ドメインは1I、11A、11S、3
5Rおよび42Lから成る群から選ばれたアミノ酸の位置のうちの2、3または4つを含
んでいる。
【0073】
いくつかの実施形態では、位置1I、3A、6D、9Q、10Q、12A、13F、1
4Y、15E、16I、17L、18H、19L、20P、21N、22L、23T、2
4E、26Q、27R、28N、29A、30F、31I、32Q、33S、34L、3
6D、37D、38P、39S、41S、42L、45L、48A、52N、55Q、5
6A、57Pの少なくとも90%は、本発明のFc結合ドメイン群において同一である。
位置2はAまたはDであり、位置4はKまたはQであり、位置5はHまたはFであり、位
置7はKまたはEであり、位置8はD、AまたはEであり、位置11はA、S、Iまたは
Eであり、位置25はDまたはEであり、位置35はRまたはIであり、位置40はV、
T、QまたはCであり、位置42はLまたはCであり、位置43はE、SまたはCであり
、位置44はI、VまたはLであり、位置46はC、AまたはGであり、位置47はEまた
はCであり、位置49はK、QまたはCである、位置50はKまたはCであり、位置51
はLまたはCであり、位置53はDまたはEまたはCであり、位置54はA、SまたはC
であり、および位置58はPまたはKであることが好ましい。
【0074】
本発明のFc結合タンパク質は1つ以上のFc結合ドメインを含んでおり、Fc結合ド
メインは配列番号2のアミノ酸配列またはそれと少なくとも89.5%同一のアミノ酸配
列を含んでおり、またはそれから本質的に成り、またはそれから成る。配列番号2のアミ
ノ酸配列は以下のアミノ酸配列である:
IXAXDXQQX11AFYEILHLPNLTEX25QRNAFI
QSLX35DDPSX40SLX4344LX4647AX495051NX
5354QAPX58
この配列で、位置1でのアミノ酸はIから選ばれまたは欠失され、位置2(X)での
アミノ酸はAまたはDから選ばれまたは欠失され、位置3でのアミノ酸はAから選ばれる
または欠失され、位置4(X)でのアミノ酸はKまたはQから選ばれまたは欠失され、
位置5(X)でのアミノ酸はHまたはFから選ばれ、位置7(X)でのアミノ酸はK
またはEから選ばれ、位置8(X)でのアミノ酸はD、AまたはEから選ばれ、位置1
1(X11)でのアミノ酸はA、S、IまたはEから選ばれ、位置25(X25)でのア
ミノ酸はDまたはEから選ばれ、位置35(X35)でのアミノ酸はRまたはIから選ば
れ、位置40(X40)でのアミノ酸はQ、T、VまたはCから選ばれ、位置42(X
)でのアミノ酸はLまたはCから選ばれ、位置43(X43)でのアミノ酸はE、Sま
たはCから選ばれ、位置44(X44)でのアミノ酸はI、LまたはVから選ばれ、位置
46(X46)でのアミノ酸はG、AまたはCから選ばれ、位置47(X47)でのアミ
ノ酸はEまたはCから選ばれ、位置49(X49)でのアミノ酸はK、QまたはCから選
ばれ、位置50(X50)でのアミノ酸はKまたはCであり、位置51(X51)でのア
ミノ酸はLまたはCであり、位置53(X53)でのアミノ酸はD、EまたはCから選ば
れ、位置54(X54)でのアミノ酸はAまたはSまたはCから選ばれ、位置57でのア
ミノ酸はPから選ばれまたは欠失され、および位置58(X58)でのアミノ酸はPまた
はKから選ばれまたは欠失される。本発明のFc結合タンパク質は以下の位置のうちの1
つまたは2つにシステインを有する:40、42、43、46、47、49、50、51
、53および54。本発明のFc結合ドメイン用に選ばれる例としては、たとえば配列番
号17~73および90~99が挙げられるが、これらに限定されない。
【0075】
Fc結合タンパク質のC末端領域にシステインを有する結果としての高いアルカリ安定性
いくつかの実施形態では、実施例および図に示されるように、ヘリックス3中にシステ
インを有するFc結合タンパク質は、Fc結合タンパク質の驚くほど特に良好なアルカリ
安定性を提供する。ヘリックス3中にシステインを有するFc結合タンパク質が、数時間
のアルカリ処理の後でさえもIgに結合することができることは最も驚くべきことであり
かつ予期し得ないことであった。Fc結合タンパク質のアルカリ安定性は、0.5MのN
aOH中で少なくとも6時間のインキュベーション後のIg結合活性の損失量を比較する
ことによって測定される(図3を参照せよ。)。たとえば、cs26 46Cの結合能力
は、0.5MのNaOHを用いた長時間(たとえば、36時間)のインキュベーション後
の野生型ドメインCよりも少なくとも20%高く保持されている(図4を参照せよ。)。
【0076】
免疫グロブリンへの親和力
本発明の全てのFc結合タンパク質は、好ましくは500nM未満、または100未満
nM、さらにより好ましくは10nM以下の解離定数Kで免疫グロブリンに結合する。
Fc結合タンパク質またはドメインの結合親和力を測定する方法、すなわち解離定数K
を測定する方法は、当業者に知られており、たとえば当技術分野で知られた以下の方法か
ら選ばれることができる:表面プラズモン共鳴(SPR)に基いた技術、バイオ層干渉計
使用法(BLI)、酵素結合免疫吸着検査法(ELISA)、フローサイトメトリー、等
温滴定熱量測定法(ITC)、分析的超遠心分離、放射免疫検定(RIAまたはIRMA
)および増強化学発光(ECL)。これらの方法のいくつかは実施例にさらに記載される
【0077】
典型的には、解離定数Kは20℃、25℃または30℃で測定される。特に指定のな
い限り、本明細書に記載されたK値は表面プラズモン共鳴によって22℃±3℃で測定
される。第1の様相の実施形態では、Fc結合タンパク質は、0.1nM~100nM、
好ましくは0.1nM~50nMの範囲のヒトIgGに対する解離定数Kを有する。
【0078】
多量体
本発明の1つの実施形態では、Fc結合タンパク質は1、2、3、4、5、6、7また
は8つ、好ましくは2、3、4、5または6つの互いに連結されたFc結合ドメインを含
んでいる、すなわちFc結合タンパク質は、たとえば単量体、二量体、三量体、四量体、
五量体または六量体であることができる。多量体は2、3、4つまたはさらにそれより多
くの結合ドメインを含んでいてもよい。本発明の多量体は、一般に当業者に周知の組換え
DNA技術によって人工的に生成された融合タンパク質である。
【0079】
いくつかの実施形態では、多量体はホモ多量体である、たとえば、Fc結合タンパク質
の全てのFc結合ドメインのアミノ酸配列は同一である。
多量体は2つ以上のFc結合ドメインを含んでいてもよく、その場合に当該Fc結合ド
メインは、好ましくは上記の配列を含んでおり、またはそれから本質的に成り、但しそれ
らがヘリックス3中に少なくとも1つのシステインを有することを条件とする。
たとえば、配列番号27または配列番号22が使用されて、本明細書の実施例1に記載
されたホモ多量体融合構成物が生成される。たとえば配列番号32、配列番号35または
配列番号25を参照せよ。
【0080】
いくつかの実施形態では、多量体はヘテロ多量体である。たとえば、少なくとも1つの
アルカリ安定性のFc結合ドメインは、免疫グロブリンに結合しているタンパク質内の他
のFc結合ドメインとは異なるアミノ酸配列を有する。
【0081】
リンカー
第1の様相のいくつかの実施形態では、1つ以上のFc結合ドメインは、互いに直接連
結される。他の実施形態では、1つ以上のFc結合ドメインは、互いに1つ以上のリンカ
ーによって連結される。これらの典型的な実施形態で好ましいのは、ペプチドリンカーで
ある。これは、ペプチドリンカーが第1のFc結合ドメインを第2のFc結合ドメインに
結合するアミノ酸配列であることを意味する。ペプチドリンカーは、第1のFc結合ドメ
インおよび第2のFc結合ドメインに、これらのドメインのC末端とN末端の間のペプチ
ド結合によって結合され、それによって単一の線状のポリペプチド鎖を生成する。リンカ
ーの長さおよび構成は、少なくとも1個と約30個までのアミノ酸の間で様々であっても
よい。より具体的には、ペプチドリンカーは、1~30個のアミノ酸、たとえば1、2、
3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18
、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30個のアミ
ノ酸の長さを有する。
【0082】
ペプチドリンカーのアミノ酸配列は、苛性条件およびプロテアーゼに対して安定してい
ることが好ましい。リンカーは、Fc結合タンパク質の中のドメインの配座を不安定にす
るべきではない。周知なのは、小さいアミノ酸、たとえばグリシンおよびセリンを含んで
いるまたはそれから成るリンカーである。リンカーはグリシンに富むことができる(たと
えば、リンカー中の残基の50%超がグリシン残基であることができる。)。同様に好ま
しいのは、さらなるアミノ酸を含んでいるリンカーである。本発明の他の実施形態は、ア
ラニン、プロリンおよびセリンから成るリンカーを含む。タンパク質の融合用の他のリン
カーが当技術分野で知られており、それらが使用されることができる。いくつかの実施形
態では、Fc結合タンパク質の多量体は、Fc結合ドメインを結合する1つ以上のリンカ
ーを含んでおり、それらは同一であるかまたは異なっている。
【0083】
固体担体へのコンジュゲーション
本発明のいくつかの実施形態では、Fc結合タンパク質は固体担体にコンジュゲートさ
れる。Fc結合ドメインのヘリックス3の中のシステインは、固体担体へのFc結合タン
パク質の部位特異的な共有結合によるカップリングのための付加部位を含んでいる。位置
40、42、43、46、47、49、50、51、53または54での少なくとも1つ
のシステインは、固相の反応基との、または固相とタンパク質、たとえばN-ヒドロキシ
スクシンイミド、ヨードアセトアミド、マレイミド、エポキシまたはアルケン基から選ば
れたものとの間のリンカーとの特定の化学反応を可能にする。
【0084】
本発明のいくつかの実施形態では、Fc結合タンパク質はまた、Nおよび/またはC末
端に追加のアミノ酸残基を、たとえばNおよび/またはC末端にタグを有するまたは有し
ない追加の配列を含んでいてもよい。
【0085】
アフィニティー分離マトリックス
別の様相では、本発明は、第1の様相のFc結合タンパク質を含んでいるアフィニティ
ー分離マトリックスに関する。
第2の様相の好ましい実施形態では、アフィニティー分離マトリックスは固体担体であ
る。アフィニティー分離マトリックスは、本発明の少なくとも1つのFc結合タンパク質
を含んでいる。
アフィニティーマトリックスは免疫グロブリンの分離に有用であり、洗浄工程の際に適
用されるような高度にアルカリ性の条件の後でさえもIg結合特性を保持するべきである
。マトリックスのそのような洗浄は、マトリックスの長期間の繰り返し使用にとって不可
欠である。
【0086】
アフィニティークロマトグラフィー用の固体担体マトリックスは当技術分野で知られて
おり、たとえば、アガロース(Agarose)およびアガロースの安定化誘導体(たと
えば、セファロ-ス(Sepharose)6B、Praesto(商標)Pure;C
aptivA(商標)、rPROTEIN A Sepharose Fast Flow、
Mabselect(商標)、PrismA(商標)等)、セルロースまたはセルロース
の誘導体、細孔性ガラス(たとえば、ProSep(商標)vA樹脂)、モノリス(たと
えば、CIM(商標)モノリス)、シリカ、酸化ジルコニウム(たとえばCMジルコニア
またはCPG(商標))、酸化チタンまたは合成ポリマー(たとえば、ポリスチレン、た
とえばPoros 50AまたはPoros MabCapture(商標)A樹脂、ポリ
ビニルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシアルキルアクリレート、ポリヒ
ドロキシアルキルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド等)およ
び様々な組成物のヒドロゲルが挙げられるが、これらに限定されない。ある実施形態では
、担体はポリヒドロキシポリマー、たとえば多糖を含んでいる。担体に適した多糖の例は
、寒天、アガロース、デキストラン、でんぷん、セルロース、プルラン等およびこれらの
安定化変異体が挙げられるが、これらに限定されない。
【0087】
固体担体マトリックスのためのフォーマットは、任意の適当な周知の種類のものである
ことができる。本発明のFc結合タンパク質をカップリングさせるためのそのような固体
担体マトリックスは、たとえば以下の1つを含んでいてもよい:カラム、毛細管、粒子、
膜、フィルター、モノリス、ファイバー、パッド、ゲル、スライド、プレート、カセット
、またはクロマトグラフィーに一般的に使用され当業者に知られている他のフォーマット
【0088】
1つの実施形態では、マトリックスは実質的に球状の粒子から構成され、これはビーズ
としても知られており、たとえばセファロ-ス(Sepharose)ビーズまたはアガ
ロース(Agarose)ビーズがある。適当な粒子サイズは、5~500μm、たとえ
ば10~100μm、たとえば20~80μm、たとえば40~70μmの直径の範囲に
あってもよい。粒子形態のマトリックスは、充填床として、または懸濁形態で、たとえば
膨張層として使用されることができる。代わりの実施形態では、固体担体マトリックスは
膜、たとえばヒドロゲル膜である。いくつかの実施形態では、アフィニティー精製はマト
リックスとしての膜を含み、それに第1の様相のFc結合タンパク質が共有結合で結合さ
れている。固体担体はまた、カートリッジ内の膜の形態をしていることができる。
【0089】
いくつかの実施形態では、アフィニティー精製は、第1の様相のFc結合タンパク質が
共有結合で結合されている固体担体マトリックスを含んでいるクロマトグラフィーカラム
を含む。本発明のFc結合タンパク質は、従来のカップリング技術によって適当な固体担
体マトリックスに付加されてもよい。固体担体へのタンパク質リガンドの固定化の方法は
この分野では周知であり、標準的な技術および装置を使用してこの分野の当業者によって
容易に実施される。
【0090】
Fc結合タンパク質の使用
第3の様相では、本発明は、第1の様相のFc結合タンパク質または第2の様相のアフ
ィニティーマトリックスの、免疫グロブリンまたはその変異体のアフィニティー精製への
使用に関する。すなわち、本発明のFc結合タンパク質はアフィニティークロマトグラフ
ィーに使用される。いくつかの実施形態では、本発明のFc結合タンパク質は、本発明の
第2の様相に記載された固体担体上に固定化される。
【0091】
免疫グロブリンのアフィニティー精製の方法
第4の様相では、本発明は、免疫グロブリンのアフィニティー精製の方法に関し、この
方法は以下の工程を含む:(a)免疫グロブリンを含んでいる液体を準備する工程;(b
)アフィニティー分離マトリックスにカップリングされた第1の様相の固定化されたFc
結合タンパク質を含んでいる当該アフィニティー分離マトリックスを準備する工程;(c
)当該液体と当該アフィニティー分離マトリックスとを接触させて、当該免疫グロブリン
が当該固定化されたFc結合タンパク質に結合する工程;および(d)当該マトリックス
から当該免疫グロブリンを溶出させ、それによって当該免疫グロブリンを含有する溶離液
を得る工程。
【0092】
いくつかの実施形態では、アフィニティー精製の方法は、アフィニティー分離マトリッ
クスからそこに非特異的に結合された一部または全ての分子を除去するのに十分な条件の
下で、工程(c)と(d)との間で実施される1つ以上の洗浄工程をさらに含んでもよい
。「非特異的に結合された」とは、本明細書に開示された本発明の対象である少なくとも
1つの結合ドメインと免疫グロブリンとの間の相互作用に関与しない任意の結合を意味す
る。
本明細書に開示された使用および方法に適したアフィニティー分離マトリックスは、上
に記載された実施形態によるおよび当業者に知られているマトリックスである。
【0093】
第4の様相のいくつかの実施形態では、工程(d)におけるマトリックスからの免疫グ
ロブリンの溶出は、pHの変化および/または塩濃度の変化によって達成される。任意の
適当な溶液が使用されることができ、たとえば、5以下のpHを有する溶液(たとえば、
実施例9の表3を参照せよ。)によって、またはpH11以上を有する溶液によって溶出
される。
【0094】
いくつかの実施形態では、アフィニティーマトリックスの効率的な洗浄および消毒のた
めに、さらなる工程(f)が、好ましくはアルカリ性の液体、たとえば13~14のpH
を有するアルカリ性の液体を使用する工程が加えられる。ある実施形態では、洗浄液は0
.1~1.0MのNaOHまたはKOH、好ましくは0.25~0.5MのNaOHまた
はKOHを含んでいる。本発明のFc結合タンパク質の高いアルカリ安定性の故に、この
ような強アルカリ性溶液が洗浄の目的のために使用されることができる。
【0095】
いくつかの実施形態では、アフィニティーマトリックスは、少なくとも10回、少なく
とも20回、少なくとも30回、少なくとも40回、少なくとも50回、少なくとも60
回、少なくとも70回、少なくとも80回、少なくとも90回または少なくとも100回
、工程(a)~(e)の反復により再使用されることができ、任意的に、(a)~(e)
が少なくとも10回、少なくとも20回、少なくとも30回、少なくとも40回、少なく
とも50回、少なくとも60回、少なくとも70回、少なくとも80回、少なくとも90
回または少なくとも100回、繰り返されることができる。
【0096】
一般に、アフィニティー精製の方法を実施するのに適した条件は当業者に周知である。
いくつかの実施形態では、開示されたFc結合ドメインを含む、アフィニティー精製の開
示された使用および方法は、3.5以上の(たとえば約4.0、約4.5、約5.0、約
5.5、約6.0または約6.5の)pHでFc含有タンパク質の少なくとも約90%、
少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%ま
たは少なくとも約99%の溶出を提供してもよい。
【0097】
核酸分子
第5の様相では、本発明は、上に開示された任意の実施形態のFc結合タンパク質をコ
ードする核酸分子、好ましくは単離された核酸分子に関する。1つの実施形態では、本発
明は核酸分子を含んでいるベクターに関する。ベクターとは、タンパク質をコードする情
報を宿主細胞中に転移するために使用されることができる任意の分子または部分(たとえ
ば、核酸、プラスミド、バクテリオファージまたはウィルス)を意味する。1つの実施形
態では、ベクターは発現ベクターである。
【0098】
第6の様相では、本発明は、上で開示された核酸またはベクターを含んでいる発現シス
テムに関し、たとえば原核生物の宿主細胞、例として大腸菌(E. Coli)、または真
核生物の宿主、例として酵母サッカロミセス・セレビジエ(Saccharomyces
cerevisiae)もしくはピキア・パストリス(Pichia pastoris
)、または哺乳類細胞、例としてCHO細胞に関する。
【0099】
Fc結合タンパク質を産生する方法
第7の様相では、本発明は、以下の工程を含む本発明のFc結合タンパク質を産生する
方法に関する:(a)当該Fc結合タンパク質を得るために、この結合タンパク質の発現
に適した条件の下で第6の様相の宿主細胞を培養する工程;および(b)任意的に当該F
c結合タンパク質を分離する工程。原核生物または真核生物の宿主の培養に適した条件は
当業者に周知である。
【0100】
本発明のFc結合分子は、多くの従来型で周知の技術、たとえば単純な有機合成戦略、
固相支援合成技術または市販の自動シンセサイザーのいずれかによって調製されてもよい
。他方において、本発明のFc結合分子は、従来の組み換え技術によって単独でまたは従
来の合成技術との組み合わせで調製されてもよい。
【0101】
本発明の1つの実施形態は、上で詳細に説明された本発明によるFc結合タンパク質を
調製する方法に関し、当該方法は以下の工程を含む:(a)上に定義されたFc結合タン
パク質をコードする核酸を準備する工程;(b)当該核酸を発現ベクターに導入する工程
;(c)当該発現ベクターを宿主細胞に導入する工程;(d)宿主細胞を培養する工程;
(e)Fc結合タンパク質が発現される培養条件に宿主細胞を付する工程、それによって
(e)上に記載されたFc結合タンパク質を産生する工程;任意的に、(f)工程(e)
で産生されたタンパク質を単離する工程;および(g)任意的に、上に記載された固体マ
トリックスに当該タンパク質をコンジュゲートする工程。
本発明のさらなる実施形態では、Fc結合タンパク質の産生は無細胞の生体外の転写/
翻訳によって実施される。
[実施例]
【0102】
以下の実施例は、本発明のさらなる例示のために提供される。しかし、本発明はそれに
限定されず、以下の実施例は上の記載に基いて本発明が実施可能であることを単に示すに
過ぎない。
【実施例0103】
Fcに結合する人工モザイクタンパク質の産生
Fc結合タンパク質が、天然型のタンパク質Aのドメイン(E、B、D、A、C、Z)
のシャッフリングプロセスによって初めに生成された。より詳細には、本明細書で理解さ
れるシャッフリングプロセスとは、1組の同一でない既知のアミノ酸配列から出発して人
工的なアミノ酸配列をもたらす組み立てプロセスである。シャッフリングプロセスは以下
の工程から構成される:a)5つの天然型のタンパク質AのドメインE、B、D、Aおよ
びCならびにタンパク質A変異体ドメインZの配列を準備する工程;およびb)当該配列
のアラインメント;c)コンピューター内での統計的断片化によって、組み換えられた部
分配列を同定する工程;そして次にd)様々な断片から新規な人工的な配列を組み立てて
、モザイク産物、すなわち新規かつ人工的なアミノ酸配列を生成する工程。工程c)で生
成された断片は任意の長さのもの、たとえば断片化された親配列がnの長さを有していた
場合、断片は長さが1~n-1であった。
【0104】
モザイク産物中のアミノ酸の相対的位置は、出発のアミノ酸配列に関して維持された。
位置Q9、Q10、A12、F13、Y14、L17、P20、L22、Q26、R27
、F30、I31、Q32、S33、L34、D36、D37、P38、S39、S41
、L45、E47、A48、K50、L51、Q55、A56、P57の少なくとも90
%は、たとえばIB14、IB27、IB24、IB26、IB28、IB20(配列番
号78~83)の人工的なモザイクアミノ酸配列と天然型のタンパク質Aドメインまたは
タンパク質Aドメイン変異体との間で同一である。モザイクドメインおよび天然型のタン
パク質Aドメインまたはタンパク質Aドメイン変異体は、アミノ酸残基7~19からのヘ
リックス1、アミノ酸残基23~37からのヘリックス2およびアミノ酸残基40~55
からのヘリックス3を有する58個のアミノ酸の3つのヘリックス束によって特徴付けら
れる。たとえば人工のFc結合ドメインIB14、IB26およびIB27の全アミノ酸
配列は、それが天然型のタンパク質AドメインまたはドメインZのいずれかの全アミノ酸
配列と85%以下の同一性である点において人工的である。最初の人工的なFc結合タン
パク質が生成された後に、いくつかの場合には、このタンパク質はアミノ酸配列の部位特
異的なランダム化によってさらに改変されて、生化学的な特性がさらに改変された。この
さらなる改変は、個々のアミノ酸残基の部位飽和突然変異生成によって導入された。
【0105】
人工的なFc結合タンパク質用の遺伝子は当業者に知られた標準方法を使用して合成さ
れ、大腸菌(E.Coli)発現ベクター中にクローンが作られた。DNAシークエンシ
ングが使用されて、挿入された断片の正確な配列が検証された。
多量体Fc結合タンパク質を生成するために、2つまたは3つの同一のFc結合ドメイン
が遺伝子工学的に融合された。
特定の精製については、任意的に、strepタグ(WSHPQFEK;配列番号89)
がFc結合タンパク質のC末端に付加された。
【実施例0106】
変異体を生成する突然変異生成
部位特異的な突然変異生成については、Q5(商標)部位特異的突然変異生成キット(
NEB;カタログ番号E0554S)が製造業者の取扱説明書に従って使用された。PC
Rが、各特定の置換のそれぞれをコードするオリゴヌクレオチドおよびテンプレートを含
有するプラスミドを用いて実施された。産物がライゲーションされ、電気穿孔法によって
大腸菌(E.Coli)XL2-ブルー細胞(Stratagene社)中に形質転換さ
れた。単一コロニーが単離され、DNAシークエンシングが挿入物含有クローンについて
使用されて、正確な配列が検証された。
【0107】
いくつかの点変異の組み合わせがGeneArt(商標)Strings(商標)合成
法(Thermo Fisher Scientific社)によって生成された。Str
ingsのDNA断片は精製されたPCR産物に相当し、pET28aベクターの派生物
中にクローンされた。ライゲーション産物が電気穿孔法によって大腸菌(E.Coli)
XL2-ブルー細胞(Stratagene社)中に形質転換された。単一コロニーがP
CRによってスクリーニングされて、正しいサイズの挿入物を含有する構築物が同定され
た。DNAシークエンシングが使用されて、正確な配列が検証された。点変異を有するい
くつかの変異体が、たとえば図1に示される。
【実施例0108】
Fc結合タンパク質の発現
BL21(DE3)コンピテント細胞が、Fc結合タンパク質をコードする発現プラス
ミドを用いて形質転換された。細胞は選択的寒天プレート(カナマイシン)上に広げられ
、37℃で一晩インキュベートされた。予備培養物は100mlの2×YT培地中で単一
コロニーから接種を受けて、ラクトースおよび消泡剤を含んでいない150μg/mlの
カナマイシンで補給された、バッフル付き1リットルのエルレンマイヤーフラスコ中の従
来型の軌道シェーカーの中で160rpm、37℃で16時間培養された。OD600の
計測値は6~12の範囲にあるはずである。主培養物は、150μg/mlのカナマイシ
ンで補給された、1リットルの厚肉エルレンマイヤーフラスコ内の400mlのスーパー
リッチ培地(変性H15培地2%のグルコース、5%の酵母エキス、0.89%のグリセ
リン、0.76%のラクトース、250mMのMOPS、202mMのTRIS、pH7
.4、消泡剤SE15)中で、0.5の調整後の開始時OD600計測値を有する先の一
晩培養物から接種を受けた。培養物は共鳴音響ミキサー(RAMbio)に転送され、2
0×g、37℃でインキュベートされた。通気はOxy-Pumpストッパーによって促
進された。組み換えタンパク質の発現が、グルコースを代謝させ、引き続いてラクトース
を細胞内に進入させることによって誘導された。所定の時点でOD600が測定され、5
/OD600に調整されたサンプルが抜き出され、ペレット化され、-20℃で凍結され
た。細胞はおよそ24時間にわたり一晩増殖させられて、約45~60の最終OD600
に達した。バイオマスを収集するために、細胞は20℃で10分間、16000×gで遠
心分離された。ペレットは秤量(湿潤重量)され、pHが上清中で測定された。細胞はプ
ロセッシングされるまで-20℃で貯蔵された。
【実施例0109】
Fc結合タンパク質の発現および溶解度のSDS-PAGE分析
発酵中に採取されたサンプルが、300μlの抽出緩衝液(0.2mg/mlのリゾチ
ーム、0.5×のBugBuster、7.5mMのMgSO4、40UのBenzon
aseで補給されたPBS)中に再懸濁され、700rpm、室温で15分間、サーモミ
キサー中の撹拌によって溶解された。可溶性タンパク質が遠心分離(16000×g、2
分間、室温)によって不溶性タンパク質から分離された。上清(可溶性画分)が抜き出さ
れ。ペレット(不溶性画分)が同等量の尿素緩衝液(8Mの尿素、0.2MのTris、
2 mMのEDTA、pH8.5)の中に再懸濁された。50μlが可溶性および不溶性
画分の両方から採取され、12μlの5×サンプル緩衝液とともに5μlの0.5MのD
TTが添加された。サンプルは95℃で5分間沸騰させられた。最後に、8μlのこれら
のサンプルが、製造業者の推奨条件に従って稼働されるNuPage Novex 4~1
2%のBis-TrisSDSゲルにかけられ、クーマシィーで染色された。全てのFc
結合タンパク質の高いレベルの発現が、選択された時間内の最適化された条件の下で見出
された(データは示されていない。)。発現されたFc結合タンパク質はすべて、SDS
-PAGEによって95%超まで可溶性であった。
【実施例0110】
Fc結合タンパク質の精製
Fc結合タンパク質が、C末端StrepタグII(WSHPQFEK)を用いて大腸
菌(E.Coli)の可溶性画分中で発現された。細胞は2つの凍結/溶解サイクルによ
って溶解され、精製工程がStrep-Tactin(商標)樹脂を用いて製造業者(I
BA社、独国、ゲッチンゲン)の取扱説明書に従って実施された。ジスルフィドの形成を
回避するために、緩衝液には1mMのDTTが補給された。
【0111】
あるいは、Fc結合タンパク質は、C末端StrepタグIIを用いて大腸菌(E.C
oli)の可溶性画分中で発現された。細胞は細胞破砕緩衝液の中に再懸濁され、2つの
サイクルについて1kバールで一定の細胞破砕システム(ユニットF8B、Holly
Farm Business Park社)によって溶解された。精製工程は、製造業者の
取扱説明書に従ってAKTAxpressシステム(GE Healthcare社)を
使用して、Strep-Tactin樹脂(IBA社、独国、ゲッチンゲン)および追加
のゲルロ過(Superdex 75 16/60;GE Healthcare社)を用い
て実施された。ジスルフィドの形成を回避するために、Strep-Tactin精製用
の緩衝液は1mMのDTTを補給され、クエン酸塩緩衝液(20mMのシトラート、15
0mMのNaCl、pH6および0)がゲルロ過のためのランニング緩衝液として使用さ
れた。
【実施例0112】
Fc結合タンパク質は高い親和性でIgGに結合する(ELISAによる測定結果)
酵素結合免疫吸着検査法(ELISA)を使用して、IgGまたはIgGまたはI
gGへのFc結合タンパク質の親和性が測定された。IgGまたはIgGまたはI
gG含有抗体(たとえば、IgGについてCetuximab、IgGについてP
anitumumabまたはIgGについてNatalizumab)が、96ウェル
Nunc MaxiSorb ELISAプレート(2μg/ml)上に固定化された。4
℃で16時間のインキュベーションの後、ウェルはPBST(PBS+0.1%のTwe
en20)で3回洗われ、ウェルはPBS中3%のBSAでブロックされた(室温で2時
間)。陰性対照物は、BSAでのみブロックされたウェルであった。ブロッキングの後、
ウェルはPBSTで3回洗われ、Fc結合タンパク質とともに(PBST中で)室温で1
時間インキュベートされた。インキュベーションの後、ウェルはPBSTで3回洗われ、
引き続いて、Strep-Tactin-HRP(1:10000)(IBA社、独国、
ゲッチンゲン)を用いて室温で1時間インキュベートされた。その後、ウェルはPBST
で3回およびPBSで3回洗われた。ホースラディシュ・ペルオキシダーゼの活性が、T
MB-Plus基質を加えることにより視覚化された。30分後、反応は0.2MのH
SOを加えることにより停止され、吸光度が450nmで測定された。たとえば、EL
ISAによって測定されて、ヒトIgGについてのKはIB14の場合、4.9nM
;ドメインZの場合、3.4nM;ドメインBの場合、3.1nM;およびドメインCの
場合、2.8nMである。
【実施例0113】
Fc結合タンパク質は高い親和性でIgGに結合する(表面プラズモン共鳴実験による測
定結果)
CM5センサーチップ(GE Healthcare社)がSPRランニング緩衝液で
平衡化された。表面に露出したカルボキシル基がEDCとNHSとの混合物を通されるこ
とによって活性化されて、反応性エステル基が生成された。700~1500RUのオン
リガンドがフローセル上に固定化され、オフリガンドは別のフローセル上に固定化された
。リガンド固定化後のエタノールアミンの注入が、非共有結合で結合されたFc結合タン
パク質を除去する。リガンドが結合した後、検査対象タンパク質は表面に蓄積され、屈折
率を増加させる。屈折率のこの変化はリアルタイムで測定され、時間に対する応答または
共鳴単位(RU)としてプロットされた。検査対象物は、適当な流量(μl/分)による
連続希釈法でチップにかけられた。各実験の後、チップ表面は再生緩衝液で再生され、ラ
ンニング緩衝液で平衡化された。対照サンプルはマトリックスに適用された。再生および
再平衡は、先に言及されたように実施された。結合の検討は、25℃でBiacore(
商標)3000(GE Healthcare社)を使用することによって実施され、デ
ータ評価は、Langmuir 1:1モデル(RI=0)を使用して、製造業者によっ
て提供されたBIAevaluation 3.0ソフトウェアによって行われた。評価
された解離定数(K)はオフターゲットに対して標準化され、ヒトIgG-Fc、C
etuximab(IgG)、Natalizumab(IgG)またはPanit
umomab(IgG)についての異なる人工的Fc結合タンパク質のK値が表1に
示される。
【0114】
【表1】
【実施例0115】
エポキシ活性化マトリックス(セファロ-ス6B)にカップリングされたFc結合タンパ
ク質
精製されたFc結合タンパク質が、製造業者の取扱説明書(カップリング条件:pH9
.0、一晩、エタノールアミンでの5時間のブロッキング)に従ってエポキシ活性化マト
リックス(セファロ-ズ6B、GE社カタログ番号17-0480-01)にカップリン
グされた。CetuximabがIgGサンプル(5mg;1mg/mlのマトリックス
)として使用された。Cetuximabは、固定化されたFc結合タンパク質を含んで
いるマトリックスに飽和量で適用された。マトリックスは100mMのグリシン緩衝液、
pH2.5で洗われ、固定化されたIgG結合タンパク質に結合されたCetuxima
bが溶出された。溶出されたIgGの濃度は、Fc結合タンパク質の結合活性を決定する
ために、BLIによって測定された(Cetuximabを標準として、タンパク質Aオ
クテットセンサーを用いた定量化)。
【0116】
図2Aは、IB14(配列番号78)および位置43、46、47、50または58に
システインを有するIB14変異体(それぞれ、配列番号74~77)のカップリング効
率を示す。位置43、46、47、50または58にCysを有する全てのIB14変異
体のカップリング効率はIB14についてのものよりも高かった。図2Bは、cs14
46C(配列番号18)またはcs14 43C(配列番号17)のエポキシ活性化され
たセファロ-ス6Bマトリックスへのカップリング量を、C末端Cysを有するcs14
と比較して、および市販のタンパク質Aと比較して示す。カップリング条件は、450μ
M、4500nモル/ml、pH9、30℃で2時間または18時間、1mMのTCEP
、1Mの(NHSOであった。正味のカップリング割合のほんのわずかな変化が
2時間と18時間との間で観察された。カップリング割合はnモル(ドメイン)/ml単
位で示される。
【実施例0117】
エポキシ活性化されたマトリックスにカップリングされたFc結合タンパク質のアルカリ
安定性
カラムは、室温(22℃±3℃)で0時間、6時間、18時間、24時間、36時間ま
たは72時間、0.5MのNaOHでインキュベートされた。固定化されたタンパク質の
Ig結合活性が、0.5MのNaOHでのインキュベーション前後で分析された。NaO
H処理前の固定化されたタンパク質のIg結合活性が100%と定義された。
【0118】
6時間の連続的な0.5M NaOH処理後の残存IgG結合活性が、IB14変異体
(配列番号74~77)について図3Aに示される。図3Bは、cs14 46C、cs
14 43C、cs14および市販のタンパク質Aについて0時間、18時間または72
時間の連続的な0.5M NaOH処理後の苛性安定性を示す。これらのタンパク質は3
0℃で2時間エポキシセファロ-スに固定化された(4500nモル/ml)。動的結合
能力DBC10%が5分間の滞留時間で測定された。Cs14 46Cは、19.5mg
/mlという72時間の連続的な0.5M NaOH処理後の最も高いDBC10%を示
し、これは市販のタンパク質Aについて測定された値よりも20%超大きい。図4は、c
s26 46C(配列番号27)についての6、24および36時間の連続的な0.5M
NaOH処理後の残存結合能力を、cs26(配列番号7)と比較して、および野生型ド
メインC(配列番号84)と比較して示す。Cs26 A46C(単量体または二量体)
の結合能力は、少なくとも36時間の0.5M NaOHのインキュベーションの後に2
0%超残存している。表2を参照せよ。
【0119】
【表2】
【実施例0120】
アガロースに基いたクロマトグラフィービーズPraesto(商標)Pure45にカ
ップリングされたFc結合タンパク質
精製されたFc結合タンパク質が、製造業者の取扱説明書(カップリング条件:pH9
.5、3時間、35℃、4.1MのNaSO4、エタノールアミンを用いた一晩のブロッ
キング)に従ってアガロースに基いたクロマトグラフィービーズ(Praesto(商標
)Pure45、Purolite;カタログ番号PR01262-166)にカップリ
ングされた。多クローン性のヒトIgG Gammanorm(商標)(Ocatpha
rm社)が、IgGサンプル(濃度2.2mg/ml)として使用された。多クローン性
のヒトIgGサンプルは、固定化されたFc結合タンパク質を含んでいるマトリックスに
飽和量で適用された。マトリックスは100mMのクエン酸塩緩衝液、pH2.0で洗わ
れて、固定化されたFc結合タンパク質に結合されたヒトIgGが溶出された。動的結合
能力が、cs26 46C(モノマーおよび二量体;配列番号27、32)について、組
み換え野生型タンパク質Aと比較されて、6分間の滞留時間、10%破過で注入されたヒ
トIgGの質量によって測定された。図5は、cs26 46Cが組換えタンパク質Aよ
りも6分間の滞留時間で61.2%高いDBCを有することを示す。
【実施例0121】
アガロースに基いたクロマトグラフィービーズPraesto(商標)Pure45およ
び/またはPure85にカップリングされたFc結合タンパク質からのIgGの溶出
精製されたFc結合タンパク質(cs26 46C)が、製造業者の取扱説明書に従っ
てアガロースに基いたクロマトグラフィービーズ(Praesto(商標)Pure45
または85)にカップリングされた。多クローン性のヒトIgG Gammanorm(
商標)および単クローン性IgG抗体Cetuximabが、IgGサンプル(濃度2
.2mg/ml)として使用され、DBC10%まで仕込まれた。多クローン性のヒトI
gGサンプルは、固定化されたFc結合タンパク質を含んでいるマトリックスに飽和量で
適用された。2段階の工程では、マトリックスは最初に100mMのクエン酸塩緩衝液、
pH3.5で、次に100mMのクエン酸塩緩衝液、pH2.0で洗われて、固定化され
たFc結合タンパク質に結合されたヒトIgGが溶出された。表3は、cs26 46C
とカップリングされたビーズからpH3.5で、結合されたIgGのほとんど100%が
溶出されたことを示す。
【0122】
【表3】
図1A
図1B
図2A
図2B
図3A
図3B
図4
図5
【配列表】
2023119596000001.app
【手続補正書】
【提出日】2023-05-17
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
1つ以上のドメインを含んでいるFc結合タンパク質であって、前記1つ以上のドメインが、配列番号2のアミノ酸配列を含んでおり、配列番号2に対応する位置40、42、43、46、47、49、50、51、53または54での少なくとも1つのアミノ酸がシステインである、Fc結合タンパク質。
【請求項2】
なくとも1つのドメインが、配列番号のアミノ酸配列、または前記配列と少なくとも89.5%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでおり、配列番号に対応する位置40、42、43、46、47、49、50、51、53または54での少なくとも1つのアミノ酸がシステインである、請求項1に記載のFc結合タンパク質。
【請求項3】
なくとも1つのドメインが、配列番号のアミノ酸配列を含んでいる、請求項2に記載のFc結合タンパク質。
【請求項4】
なくとも1つのドメインが、配列番号3と少なくとも91%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでいる、請求項2に記載のFc結合タンパク質。
【請求項5】
なくとも1つのドメインが、配列番号18~20、40~52、64、65または74~76のいずれか1つのアミノ酸配列を含んでいる、請求項2に記載のFc結合タンパク質。
【請求項6】
なくとも1つのドメインが、配列番号のアミノ酸配列、または前記配列と少なくとも89.5%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでおり、配列番号に対応する位置40、42、43、46、47、49、50、51、53または54での少なくとも1つのアミノ酸がシステインである、請求項1に記載のFc結合タンパク質。
【請求項7】
なくとも1つのドメインが、配列番号3と少なくとも91%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでいる、請求項6に記載のFc結合タンパク質。
【請求項8】
なくとも1つのドメインが、配列番号21~25のいずれか1つのアミノ酸配列を含んでいる、請求項6に記載のFc結合タンパク質。
【請求項9】
なくとも1つのドメインが、配列番号のアミノ酸配列、または前記配列と少なくとも89.5%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでおり、配列番号に対応する位置40、42、43、46、47、49、50、51、53または54での少なくとも1つのアミノ酸がシステインである、請求項1に記載のFc結合タンパク質。
【請求項10】
なくとも1つのドメインが、配列番号5と少なくとも91%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでいる、請求項9に記載のFc結合タンパク質。
【請求項11】
なくとも1つのドメインが、配列番号53~57のいずれか1つのアミノ酸配列を含んでいる、請求項9に記載のFc結合タンパク質。
【請求項12】
なくとも1つのドメインが、配列番号のアミノ酸配列、または前記配列と少なくとも89.5%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでおり、配列番号に対応する位置40、42、43、46、47、49、50、51、53または54での少なくとも1つのアミノ酸がシステインである、請求項1に記載のFc結合タンパク質。
【請求項13】
なくとも1つのドメインが、配列番号6と少なくとも91%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでいる、請求項12に記載のFc結合タンパク質。
【請求項14】
なくとも1つのドメインが、配列番号58~63のいずれか1つのアミノ酸配列を含んでいる、請求項12に記載のFc結合タンパク質。
【請求項15】
なくとも1つのドメインが、配列番号のアミノ酸配列、または前記配列と少なくとも89.5%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでおり、配列番号に対応する位置40、42、43、46、47、49、50、51、53または54での少なくとも1つのアミノ酸がシステインである、請求項1に記載のFc結合タンパク質。
【請求項16】
なくとも1つのドメインが、配列番号のアミノ酸配列、または前記配列と少なくとも89.5%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでおり、配列番号に対応する位置40、42、43、46、47、49、50、51、53または54での少なくとも1つのアミノ酸がシステインである、請求項1に記載のFc結合タンパク質。
【請求項17】
なくとも1つのドメインが、配列番号7または配列番号8と少なくとも91%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでいる、それぞれ、請求項15または16に記載のFc結合タンパク質。
【請求項18】
なくとも1つのドメインが、配列番号26~39のいずれか1つまたは90~95のいずれか1つのアミノ酸配列を含んでいる、それぞれ、請求項15または16に記載のFc結合タンパク質。
【請求項19】
なくとも1つのドメインが、配列番号2に対応する位置43、46、または47での少なくとも1つのアミノ酸がシステインである、請求項1~18のいずれか1項に記載のFc結合タンパク質。
【請求項20】
前記少なくとも1つのドメインが、前記ドメインのN末端の最初の4つのアミノ酸のうちの1つ、2つまたは3つのアミノ酸の欠失および/または前記ドメインのC末端の最初の2つのアミノ酸のうちの1つまたは2つのアミノ酸の欠失を有する、請求項1~19のいずれか1項に記載のFc結合タンパク質。
【請求項21】
タンパク質が、互いに連結された2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つまたは8つのドメインを含んでいる、請求項1~20のいずれか1項に記載のFc結合タンパク質。
【請求項22】
タンパク質がホモ多量体またはヘテロ多量体である、請求項21に記載のFc結合タンパク質。
【請求項23】
1つ以上のドメインが、互いに直接または1つ以上のリンカーで連結されている、請求項21または22に記載のFc結合タンパク質。
【請求項24】
前記リンカーがペプチドリンカーである、請求項23に記載のFc結合タンパク質。
【請求項25】
前記タンパク質が、固体担体にコンジュゲートされる、請求項1~24のいずれか1項に記載のFc結合タンパク質。
【請求項26】
前記タンパク質が、固体担体に位置40、42、43、46、47、50、51、53または54でのシステインを介してコンジュゲートされる、請求項1~25のいずれか1項に記載のFc結合タンパク質。
【請求項27】
前記タンパク質が、IgG、IgG、IgG、IgM、IgA、Fc領域を含んでいるIg断片、IgのFc部位を含んでいる融合タンパク質、またはIgのFc部位を含んでいるコンジュゲートに結合する、請求項1~26のいずれか1項に記載のFc結合タンパク質。
【請求項28】
請求項1~27のいずれか1項に記載のFc結合タンパク質を含んでいる、アフィニティー分離マトリックス。
【請求項29】
Fc配列を含んでいる任意のタンパク質のアフィニティー精製のための、請求項1~27のいずれか1項に記載のFc結合タンパク質または請求項28に記載のアフィニティー分離マトリックスの使用。
【請求項30】
Fc配列を含んでいるタンパク質のアフィニティー精製の方法であって、以下の工程を含む方法:(a)Fc配列を含んでいるタンパク質を含有する液体を準備する工程;(b)アフィニティー分離マトリックスにカップリングされた請求項1~27のいずれか1項に記載の少なくとも1つのFc結合タンパク質を含んでいる前記アフィニティー分離マトリックスを準備する工程;(c)前記アフィニティー分離マトリックスと前記液体とを、前記請求項1~27のいずれか1項に記載の少なくとも1つのFc結合タンパク質がFc配列を含んでいるタンパク質に結合することを可能にする条件の下で接触させる工程;および(d)前記アフィニティー精製マトリックスから前記Fc配列を含んでいるタンパク質を溶出させる工程。