使用工程改造的内含肽生产肽的方法_2

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。一方面,靶肽是APYY的类似物。一方面,靶肽是[Gly4]-PYY(4-36)。 一方面,靶肽是SEQIDNO: 10 的[Gly4]-APYY(4-36)。一方面,靶肽是[Arg4,Glnl8, Lys30]-PYY(3-36)。一方面,靶肽是SEQIDNO: 15 的[Arg4,Glnl8,Lys30]-APYY(3-36)。
[0031] -方面,靶肽是ΡΡ或其类似物。胰腺多肽(ΡΡ)ΡΡ是一种从胰岛内分泌细胞中分 泌的激素,且释放受食物摄取刺激。已知PP减少食物摄取,并潜在地增加能量消耗。所谓PP是指人肽激素及其物种变体。一方面,靶肽是PP。一方面,靶肽是APP。一方面,靶肽是 SEQIDNO: 14 的ΑΡΡ(1-36)。
[0032] 降钙素基因相关肽(CGRP)在几个物种中是以两种形式存在的肽,所述形式命名 为a-CGRP和β-CGRP(或分别为CGRP-I和CGRP-II)。CGRP肽在物种内是高度保守的。 CGRP从例如感觉神经、运动神经和肠神经中释放。CGRP引发多种药理作用,例如:1)血管 扩张,2)肌肉和肝AMP激酶(ΑΜΡΚ)活化和脂解和/或脂肪氧化,3)减少食物摄取,4)抑制 胃排空和改变肠功能,和5)增加糖酵解并抑制糖原合成。而AMPK活化、脂肪氧化和食物摄 取减少在代谢疾病中可能是有益的,已表明糖酵解和糖原合成的抑制介导胰岛素抵抗。
[0033] 所谓a-CGRP是指人肽激素及其物种变体。一方面,靶肽是a-CGRP或其类似物。 一方面,靶肽是a-CGRP。一方面,靶肽是SEQIDN0:12的Aa-CGRP。
[0034] 降钙素(CT)在临床上用于治疗钙代谢障碍和疼痛,哺乳动物中其与葡萄糖水平 升高的关系已经是各种报告的主题。还描述了降钙素在糖尿病治疗中的用途。
[0035] 降钙素是一种通过哺乳动物中的甲状腺滤泡旁细胞和通过鸟和鱼后鳃腺产生的 小肽。已分离出许多类型的降钙素,例如人降钙素、鲑鱼降钙素、鳗鱼降钙素、麋降钙素 (elkatonin)、猪降钙素和鸡降钙素。各种降钙素类型中有明显的结构非同源性。例如,构 成人降钙素的氨基酸和构成鲑鱼降钙素的氨基酸之间仅有50%同一性。人降钙素(ACT)是 一种含有32个氨基酸残基的肽激素,主要由甲状腺的滤泡旁(亦称C)细胞产生。鲑鱼降 钙素也是32聚体多肽。
[0036] 所谓"降钙素"或"CT"意指人肽激素及其物种变体,包括人降钙素(ACT)或鲑鱼 降钙素(6CT)。一方面,靶肽是CT或其类似物。一方面,靶肽是CT。一方面,靶肽是人CT。 一方面,靶肽是SEQIDN0: 13的ACT。
[0037] -方面,靶肽是胰岛淀粉样多肽或其类似物。人胰岛淀粉样多肽(Mmylin)是37 个氨基酸长的SEQIDN0: 3的多肽,其与两个不同的受体复合物结合。这两个复合物含有 降钙素受体加受体活性修饰性蛋白质,RAMP1或RAMP3。从降钙素受体和胰岛淀粉样多肽受 体的紧密关系来看,可预期胰岛淀粉样多肽受体激动剂与降钙素受体的某种交叉反应性。 降钙素受体存在于整个机体的许多组织中,且被认为参与调节骨代谢。对降钙素受体有活 性的多肽可用于治疗血钙过多、骨质疏松、佩吉特病、肥胖症或肥胖症相关疾病以及用于预 防肥胖症相关疾病。
[0038] 所谓胰岛淀粉样多肽意指人肽激素及其物种变体。一方面,靶肽是胰岛淀粉样多 肽。一方面,革肽是[Aspl4,Argl7,Pro21,Pro27,Arg35]-胰岛淀粉样多肽。一方面,革巴肽 是SEQIDN0: 16 的[Aspl4,Argl7,Pro21,Pro27,Arg35]_ 人胰岛淀粉样多肽。
[0039] -方面,内含肽序列位于靶肽的羧基端。
[0040] 本文所用术语"多肽"和"肽"意指由通过肽键连接的至少5个组分氨基酸组成的 化合物。未规定旋光异构体的所有氨基酸要理解为意指L-异构体。然而,本发明范围内还 考虑的是一个或多个氨基酸的D-氨基酸残基。
[0041] 本发明的肽的组分氨基酸可来自由遗传密码编码的氨基酸,它们可以是不是遗传 密码编码的天然氨基酸以及合成氨基酸。非遗传密码编码的天然氨基酸为例如γ-羧基谷 氨酸、鸟氨酸、磷酸丝氨酸、D-丙氨酸和D-谷氨酰胺。合成氨基酸包括通过化学合成制备的 氨基酸即由遗传密码编码的氨基酸的D-异构体,例如D-丙氨酸和D-亮氨酸、Aib(α-氨 基异丁酸)、Abu(α-氨基丁酸)、Tle(叔丁基甘氨酸)、β-丙氨酸、3-氨基甲基苯甲酸、 邻氨基苯甲酸。
[0042] 22种蛋白生成的氨基酸是:丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、胱氨 酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、羟脯氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯 丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸。
[0043] 因此,非蛋白生成的氨基酸是可以通过肽键掺入肽中但不是蛋白生成的氨基酸的 部分。实例为γ-羧基谷氨酸、鸟氨酸、磷酸丝氨酸、D-氨基酸,例如D-丙氨酸和D-谷氨酰 胺,合成非蛋白生成的氨基酸包括通过化学合成制备的氨基酸,即由遗传密码编码的氨基 酸的D-异构体,例如D-丙氨酸和D-亮氨酸、Aib(α-氨基异丁酸)、Abu(α-氨基丁酸)、 Tie(叔丁基甘氨酸)、3_氨基甲基苯甲酸、邻氨基苯甲酸、脱-氨基-组氨酸、氨基酸的β 类似物(例如β-丙氨酸等)、D_组氨酸、脱氨基-组氨酸、2-氨基-组氨酸、β-羟基-组 氨酸、高组氨酸、Να-乙酰基-组氨酸、α-氟甲基-组氨酸、α-甲基-组氨酸、3-吡啶基 丙氨酸、2-吡啶基丙氨酸或4-吡啶基丙氨酸、(1-氨基环丙基)甲酸、(1-氨基环丁基)甲 酸、(1-氨基环戊基)甲酸、(1-氨基环己基)甲酸、(1-氨基环庚基)甲酸或(1-氨基环辛 基)甲酸。
[0044] 用于本发明的非天然氨基酸包括但不限于-硫基酪氨酸、鸟氨酸、3-巯基苯丙氨 酸、3-或4-氨基苯丙氨酸、3-或4-乙酰基苯丙氨酸、2-或3-羟基苯丙氨酸(邻-或间-酪 氨酸)、羟基甲基甘氨酸、氨基乙基甘氨酸、1-甲基-1-巯基乙基甘氨酸、氨基乙基硫基乙基 甘氨酸和巯基乙基甘氨酸。可用于本发明的许多非天然氨基酸是市购可获得的。其它可通 过本领域已知方法制备。
[0045] 本文提及肽使用的术语"类似物"意指其中肽的至少一个氨基酸残基被另一个氨 基酸残基取代和/或其中至少一个氨基酸残基从肽中缺失和/或其中至少一个氨基酸残基 添加至肽中和/或其中肽的至少一个氨基酸残基被修饰。氨基酸残基的这类添加、取代或 缺失可发生在肽的氨基端和/或羧基端和/或发生在多肽序列内。
[0046] 术语"取代"意指天然序列中的一个氨基酸与另一个氨基酸的交换。
[0047] 术语"缺失"意指从天然序列中脱去一个或多个氨基酸。
[0048]术语"插入"意指将一个或多个氨基酸添加到天然序列中。
[0049] 术语"修饰"意指与天然肽序列中的一个或多个氨基酸的侧链或一个或多个氨基 酸的α氮原子共价连接的变化。
[0050] 采用简单的命名法描述本发明的肽,例如[Gly4]-APYY(4-36)指示人ΡΥΥ(ΑΡΥΥ) ID:SEQIDN0: 2的类似物,其中4位的天然存在的赖氨酸被甘氨酸取代,1、2和3位的天 然存在的酪氨酸、脯氨酸和异亮氨酸分别缺失。一方面,靶肽可来源于脊椎动物,例如哺乳 动物,包括人、小鼠、绵羊、山羊、牛或马。术语"脊椎动物"意指脊椎动物亚门(脊索动物门 的一个主要部(division))的成员,其包括鱼、两栖动物、爬行动物、禽和哺乳动物,其所有 的特征在于分段的脊柱和明显的充分分化的头。术语"哺乳动物"意指人以及具有哺乳动物 纲中内环境稳定的动物界的其它所有温血成员,例如陪伴哺乳动物、动物园哺乳动物和食 物来源的哺乳动物。陪伴哺乳动物的一些实例为犬科动物(例如狗)、猫科动物(例如猫) 和马;食物来源的哺乳动物的一些实例为猪、牛、绵羊等。一方面,哺乳动物是人或陪伴哺乳 动物。一方面,哺乳动物是人、雄性或雌性。
[0051] 在系统的进一步改进中,融合蛋白还包含标签,其允许通过亲和色谱法或其它色 谱方法鉴定和/或纯化融合蛋白以及由此鉴定和/或纯化肽。合适标签的实例包括特定的 壳多糖结合结构域或其部分、酸性或碱性氨基酸的重复、谷胱甘肽转移酶标签、用抗体回收 的标签例如FLAG标签、HA标签、MYC标签、生物素或链霉抗生物素和含有至少5个组氨酸 的小的多肽序列、用于固定化金属亲和色谱法的His-标签。纯化标签也可包括以编号TO 2006/108826和W0 2008/043847公开的国际专利申请中描述的来源于嗜热细菌的高度碱 性的核糖体蛋白质。例如,融合蛋白可包括His-标签,其与可用于完整融合蛋白的亲和纯 化的固定化金属离子亲和色谱法柱紧密结合。
[0052] -方面,融合蛋白还包含允许通过亲和色谱法或其它色谱方法鉴定和/或纯化的 纯化标签和任选蛋白酶位点。一方面,纯化标签是碱性的。一方面,纯化标签包含组氨酸标 签。一方面,纯化标签和任选蛋白酶位点位于靶肽的氨基端。
[0053] 可商业规模操作的任何表达系统都是合适的,但设计了上述基于内含肽的载体用 于大肠杆菌05:cWi)。可设计最适用于特定表达系统中的其它载体。例如,如果选择哺乳 动物表达系统,则蛋白质编码区应具有用于该特定系统的优化的密码子使用。可用于表达 肽融合蛋白的表达系统的实例包括细菌(大肠杆菌、枯草芽孢杆菌(汉等)、酵 母(酿酒酵母(5:ce/wisiae)、巴斯德毕赤酵母(/3.jOasioraJis)等)、昆虫细胞(草地贪 夜蛾(5: 、哺乳动物表达系统(中国仓鼠卵巢、幼仓鼠肾等)、乳或其它体液 中的转基因哺乳动物表达(优选猪、牛、绵羊、山羊、兔等)。在大肠杆菌表达系统的情况下, 起始密码子甲硫氨酸可保留在表达产物中。一个实例为具有氨基端异亮氨酸的PYY(3-36), 预期在大肠杆菌中表达后其不会导致起始密码子甲硫氨酸被甲硫氨酸氨基肽酶有效去除。 然而,靶肽的天然氨基端可通过使具有含有蛋白酶位点的间插接头的标记(例如纯化标 签)与氨基端融合来获得。通过使用合适的蛋白酶(例如alp、肠激酶或人鼻病毒-14 3C (HRV14-3C))或肽酶(例如二肽基氨基肽酶1 (DAP1))随后除去纯化标签会产生靶肽的天 然氨基端。或者,可通过与溴化氰接触,用化学法除去起始密码子甲硫氨酸。
[0054] -方面,融合蛋白在细菌、酵母、哺乳动物细胞或在转基因哺乳动物的体液中表 达。一方面,融合蛋白在细菌或酵母中表达。一方面,融合蛋白在细菌中表达。一方面,融 合蛋白在大肠杆菌中表达。
[0055] 与肽键或氧-酯相比,硫酯是相对易起反应的化学基团,因此在温和反应条件下 易转化成酰胺。优选的试剂是MESNa,但是许多其它含有巯基(硫氢基、硫醇基)的试剂也 可有效地起作用。释放的MESα-硫酯对因水引起的水解(其会不可逆地产生不需要的游 离酸)是相对稳定的,并适于以会促进酰胺形成的任何化学条件反应。
[0056] -方面,所述方法包括硫醇基诱导切割融合蛋白,产生靶肽的α-硫酯。一方面, 所述方法另外包括α-硫酯转化成靶肽相应的α-酰胺。一方面,酰胺化步骤在铵亲核体 存在下发生。一方面,铵亲核体作为碳酸氢铵水溶液提供。
[0057] -方面,本发明提供用于生产SEQIDΝ0: 10的[Gly4]-APYY(4_36)的方法,所述 方法包括将肽作为融合蛋白的一部分表达的步骤,其中所述融合蛋白包含SEQIDN0: 10 的靶肽、SEQIDNO: 20的内含肽、SEQIDNO: 4的纯化标签和SEQIDNO: 8的蛋白酶位 点,其中所述内含肽序列位于靶肽的羧基端,所述纯化标签和蛋白酶位点位于靶肽的氨基 端。
[0058] 一方面,本发明提供用于生产SEQIDNO: 11的APYY(3-36)的方法,所述方法包 括将肽作为融合蛋白的一部分表达的步骤,其中所述融合蛋白包含SEQIDN0: 11的靶肽、 SEQIDN0: 20的内含肽、SEQIDN0: 5的纯化标签和SEQIDN0: 9的蛋白酶位点,其中 所述内含肽序列位于靶肽的羧基端,所述纯化标签和蛋白酶位点位于靶肽的氨基端。
[0059] -方面,本发明提供用于生产SEQIDN0:12的Αα-CGRP的方法,所述方法包括 将肽作为融合蛋白的一部分表达的步骤,其中所述融合蛋白包含SEQIDN0:12的靶肽、 SEQIDN0:20的内含肽、SEQIDN0: 5的纯化标签和SEQIDN0:9的蛋白酶位点,其中 所述内含肽序列位于靶肽的羧基端,所述纯化标签和蛋白酶位点位于靶肽的氨基端。
[0060] 一方面,本发明提供用于生产SEQIDN0: 14的APP的方法,所述方法包括将肽作 为融合蛋白的一部分表达的步骤,其中所述融合蛋白包含SEQIDN0: 14的靶肽、SEQID NO: 20的内含肽、SEQIDNO: 5的纯化标签和SEQIDNO: 9的蛋白酶位点,其中所述内含 肽序列位于靶肽的羧基端,所述纯化标签和蛋白酶位点位于靶肽的氨基端。
[0061] 一方面,本发明提供用于生产SEQIDN0: 15 的[Arg4,Glnl8,Lys30]-APYY(3-36) 的方法,所述方法包括将肽作为融合蛋白的一部分表达的步骤,其中所述融合蛋白包含SEQ IDNO: 15的靶肽、SEQIDNO: 20的内含肽和SEQIDNO: 6的纯化标签,其中所述内含肽 序列位于靶肽的羧基端,所述纯化标签位于靶肽的氨基端。
[0062] 一方面,本发明提供用于生产SEQIDN0: 16 的[Aspl4,Argl7,Pro21,Pro27, Arg35]-人胰岛淀粉样多肽的方法,所述方法包括将肽作为融合蛋白的一部分表达的步骤, 其中所述融合蛋白包含SEQIDN0: 16的靶肽、SEQIDN0: 20的内含肽和SEQIDN0: 7 的纯化标签,其中所述内含肽序列位于靶肽的氨基端,所述纯化标签位于靶肽的羧基端。
[0063] 可通过适当选择前导序列、
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