JP2009201379A - Muscarine receptor-activating agent and peptide - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ムスカリンレセプター活性化剤、及び、その有効成分として用いることのできる新規ペプチドに関する。 The present invention relates to a muscarinic receptor activator and a novel peptide that can be used as an active ingredient thereof.
ムスカリンレセプターは7回膜貫通型受容体タンパク質(GPCR;Gタンパク質共役型受容体)ファミリーに属するタンパク質である。ムスカリンレセプターはM1〜M5までのサブタイプの存在が知られている。ムスカリンレセプターの構造は非常に似ているため、リガンド選択性に乏しく全てのサブタイプが同じリガンドやアゴニスト、アンタゴニストを結合するという特徴があり、例えば、リガンドであるアセチルコリンの結合特異性は無い。従って、ムスカリンレセプターに作用する治療薬においてもその特異性を持たせることは非常に困難である。 Muscarinic receptors are proteins belonging to the seven-transmembrane receptor protein (GPCR; G protein-coupled receptor) family. Muscarinic receptors are known to have subtypes M1 to M5. Since the structure of muscarinic receptors is very similar, there is a characteristic that all the subtypes bind to the same ligand, agonist or antagonist, and there is no binding specificity of acetylcholine which is a ligand, for example. Therefore, it is very difficult to give the specificity to therapeutic agents that act on muscarinic receptors.
ムスカリンレセプターは、脳、自律神経系、心臓、平滑筋、血管内皮、外分泌腺等生体内では多岐に渡る臓器に発現が確認されている。ムスカリンレセプター作動薬(アゴニスト)は、各種疾患の治療薬として使用されており、例えば、セビメリン(M3に対するアゴニスト)がシェーグレン症候群患者の口腔乾燥症状改善薬として、カルバコール又はピロカルピン(M3に対する作動薬)が緑内障治療薬として、それぞれ、使用されている。 Muscarinic receptors have been confirmed to be expressed in a wide variety of organs such as brain, autonomic nervous system, heart, smooth muscle, vascular endothelium and exocrine glands. Muscarinic receptor agonists (agonists) are used as therapeutic agents for various diseases. For example, cevimeline (agonist for M3) is an agent for improving dry mouth symptoms in patients with Sjogren's syndrome, and carbachol or pilocarpine (agonist for M3) is used. Each is used as a glaucoma treatment.
ムスカリンレセプターに対するペプチド性アゴニストとしては、例えば、配列番号41で表されるアミノ酸配列からなるムスカリン様毒素(Muscarinic Toxin)3(M4に対するアゴニスト)(非特許文献1)、類似配列からなるムスカリン様毒素α(非特許文献2)、ムスカリン様毒素1(非特許文献3)、ムスカリン様毒素7(非特許文献4)が公知である。 Examples of peptidic agonists for muscarinic receptors include muscarinic toxin (Muscarinic Toxin) 3 (agonist for M4) (non-patent document 1) consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 41, and muscarinic toxin α consisting of a similar sequence. (Non-patent document 2), muscarinic toxin 1 (non-patent document 3), and muscarinic toxin 7 (non-patent document 4) are known.
本発明の課題は、ムスカリンレセプター作動薬として使用可能な新規のペプチドを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a novel peptide that can be used as a muscarinic receptor agonist.
前記課題は、本発明による、配列番号21(XXXP;1番目のX=W,R、2番目のX=Y,H,R、3番目のX=T,R,I)で表されるアミノ酸配列、若しくは、前記アミノ酸配列において1又は数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含み、且つ、ムスカリンレセプター活性化作用を示すペプチド、又はその誘導体を有効成分として含む、ムスカリンレセプター活性化剤により解決することができる。 The subject is the amino acid represented by SEQ ID NO: 21 (XXXP; first X = W, R, second X = Y, H, R, third X = T, R, I) according to the present invention. A sequence, or an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted, and / or added in the amino acid sequence, and a peptide exhibiting a muscarinic receptor activating effect, or a derivative thereof as an active ingredient This can be solved by a muscarinic receptor activator.
本発明のムスカリンレセプター活性化剤の好ましい態様によれば、前記有効成分が、配列番号22(XXXXP;1番目のX=T,L,H,F,S、2番目のX=W,R、3番目のX=Y,H,R、4番目のX=T,R,I)で表されるアミノ酸配列、若しくは、前記アミノ酸配列において1又は数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含み、且つ、ムスカリンレセプター活性化作用を示すペプチド、又はその誘導体である。
本発明のムスカリンレセプター活性化剤の別の好ましい態様によれば、前記有効成分が、配列番号23(XXXXXP;1番目のX=Y,F、2番目のX=T,L,H,F,S、3番目のX=W,R、4番目のX=Y,H,R、5番目のX=T,R,I)で表されるアミノ酸配列、若しくは、前記アミノ酸配列において1又は数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含み、且つ、ムスカリンレセプター活性化作用を示すペプチド、又はその誘導体である。
According to a preferred embodiment of the muscarinic receptor activator of the present invention, the active ingredient is SEQ ID NO: 22 (XXXXP; first X = T, L, H, F, S, second X = W, R, 3rd X = Y, H, R, 4th X = T, R, I), or one or several amino acids in the amino acid sequence are deleted, substituted, and / or It is a peptide containing an added amino acid sequence and showing a muscarinic receptor activating action, or a derivative thereof.
According to another preferred embodiment of the muscarinic receptor activator of the present invention, the active ingredient is SEQ ID NO: 23 (XXXXXX; first X = Y, F, second X = T, L, H, F, S, the third X = W, R, the fourth X = Y, H, R, the fifth X = T, R, I), or one or several amino acids in the amino acid sequence Is a peptide that includes an amino acid sequence in which the amino acid is deleted, substituted, and / or added, and that exhibits a muscarinic receptor activation effect, or a derivative thereof.
本発明のムスカリンレセプター活性化剤の更に別の好ましい態様によれば、配列番号22又は23で表されるアミノ酸配列が、
YTWYTP(配列番号8)、
YSWYTP(配列番号15)、
HWHTP(配列番号19)、又は
YHRHTP(配列番号20)
である。
本発明のムスカリンレセプター活性化剤の更に別の好ましい態様によれば、配列番号21における1番目のアミノ酸X、配列番号22における2番目のアミノ酸X、又は配列番号23における3番目のアミノ酸Xが、Wである。
According to still another preferred embodiment of the muscarinic receptor activator of the present invention, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22 or 23 is
YTWYTP (SEQ ID NO: 8),
YSWYTP (SEQ ID NO: 15),
HWHTP (SEQ ID NO: 19) or YHRHTP (SEQ ID NO: 20)
It is.
According to still another preferred embodiment of the muscarinic receptor activator of the present invention, the first amino acid X in SEQ ID NO: 21, the second amino acid X in SEQ ID NO: 22, or the third amino acid X in SEQ ID NO: 23 is: W.
また、本発明は、配列番号21〜23のいずれか1つで表されるアミノ酸配列、若しくは、前記アミノ酸配列において1又は数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含み、構成アミノ酸数が100以下である、ペプチド、又はその誘導体に関する。
更に、本発明は、前記ペプチドをコードするポリヌクレオチド、及び前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクターに関する。
The present invention also provides an amino acid sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 21 to 23, or an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted, and / or added in the amino acid sequence. In addition, the present invention relates to a peptide having 100 or less constituent amino acids, or a derivative thereof.
Furthermore, the present invention relates to a polynucleotide encoding the peptide, and an expression vector comprising the polynucleotide.
本発明によれば、新規のムスカリンレセプター活性化剤を提供することができる。本発明のムスカリンレセプター活性化剤において有効成分として用いることのできるペプチド又はその誘導体それ自体も新規化合物であり、ムスカリンレセプターに対する活性化作用を有する。本発明のムスカリンレセプター活性化剤は、例えば、緑内障、シェーグレン症候群の治療に用いることができる。 According to the present invention, a novel muscarinic receptor activator can be provided. The peptide that can be used as an active ingredient in the muscarinic receptor activator of the present invention or its derivative itself is also a novel compound and has an activating action on the muscarinic receptor. The muscarinic receptor activator of the present invention can be used for the treatment of glaucoma and Sjogren's syndrome, for example.
本発明のムスカリンレセプター活性化剤は、有効成分として、配列番号21で表されるアミノ酸配列、若しくは、前記アミノ酸配列において1又は数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含み、且つ、ムスカリンレセプター活性化作用を示すペプチド、あるいはその誘導体を含む。 The muscarinic receptor activator of the present invention is an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 21 as an active ingredient, or an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted, and / or added in the amino acid sequence. And a peptide exhibiting a muscarinic receptor activation effect, or a derivative thereof.
以下、本発明において有効成分として用いることのできる前記ペプチド及びそれらの誘導体を総称して「ムスカリンレセプター活性化ペプチド」と称する。なお、本明細書における用語「ペプチド」には、オリゴペプチド及びポリペプチドの両方が含まれる。 Hereinafter, the peptides and their derivatives that can be used as active ingredients in the present invention are collectively referred to as “muscarinic receptor activating peptides”. The term “peptide” in the present specification includes both oligopeptides and polypeptides.
本明細書において「ムスカリンレセプター活性化作用」とは、ムスカリンレセプターに結合してアゴニスト活性を示す作用を意味する。前記ムスカリンレセプターには、各種哺乳動物、例えば、ヒト、ウマ、ヒツジ、ウサギ、モルモット、ヤギ、ネコ、イヌ、ウシ、ブタ、マウス等由来のムスカリンレセプターが含まれ、特に好ましくはヒトムスカリンレセプターである。また、前記ムスカリンレセプターには、ムスカリンレセプターの各種サブタイプ、すなわち、M1〜M5が含まれ、特に好ましくはM2である。 As used herein, “muscarinic receptor activating effect” means an effect of binding to a muscarinic receptor and exhibiting agonist activity. The muscarinic receptors include muscarinic receptors derived from various mammals such as humans, horses, sheep, rabbits, guinea pigs, goats, cats, dogs, cows, pigs, mice, etc., and human muscarinic receptors are particularly preferred. . The muscarinic receptor includes various subtypes of muscarinic receptors, that is, M1 to M5, and particularly preferably M2.
或るペプチドがムスカリンレセプター活性化作用を有するか否かは、公知方法により容易に判定することができる。例えば、ムスカリンレセプターを適当な担体(例えば、ELISAプレート又はビーズ担体)に固定化し、前記ムスカリンレセプターへの結合の有無を分析する方法(例えば、後述の実施例1参照)、あるいは、ムスカリンレセプターとGiとの融合ポリペプチドを調製し、標識GTPの前記融合ポリペプチドへの取り込み量を測定する方法(例えば、後述の実施例2又は3参照)により、或るペプチドがムスカリンレセプター活性化作用を有するか否かを容易に判定することができる。 Whether or not a certain peptide has a muscarinic receptor activating effect can be easily determined by a known method. For example, a method for immobilizing a muscarinic receptor on an appropriate carrier (for example, an ELISA plate or a bead carrier) and analyzing the presence or absence of binding to the muscarinic receptor (for example, see Example 1 below), or a muscarinic receptor and Gi Whether a certain peptide has a muscarinic receptor activating effect by a method for preparing a fusion polypeptide and measuring the amount of labeled GTP incorporated into the fusion polypeptide (for example, see Example 2 or 3 below) Whether or not can be easily determined.
本発明において、ムスカリンレセプター活性化ペプチドを構成するアミノ酸残基数は、ムスカリンレセプター活性化作用を示す限り、特に限定されるものではないが、例えば、4〜100個、好ましくは4〜50個、より好ましくは4〜30個、更に好ましくは4〜20個、更に好ましくは4〜12個、特に好ましくは4〜6個である。前記アミノ酸配列は、それ単独でムスカリンレセプター活性化作用を示すアミノ酸配列(基本配列)のみからなることもできるし、その繰り返し配列からなることもできる。繰り返し配列からなる場合には、1種類の基本配列のみの繰り返し配列であることもできるし、2種類以上の基本配列の組合せであることもできる。 In the present invention, the number of amino acid residues constituting the muscarinic receptor activating peptide is not particularly limited as long as it exhibits a muscarinic receptor activating action. For example, 4 to 100, preferably 4 to 50, More preferably, it is 4-30, More preferably, it is 4-20, More preferably, it is 4-12, Most preferably, it is 4-6. The amino acid sequence may be composed of only an amino acid sequence (basic sequence) that exhibits a muscarinic receptor activation effect alone, or may consist of a repeated sequence thereof. In the case of consisting of repetitive sequences, it may be a repetitive sequence of only one type of basic sequence or a combination of two or more types of basic sequences.
本明細書において、「配列番号X(例えば、配列番号21〜23)で表されるアミノ酸配列、あるいは、前記アミノ酸配列において1又は数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含み、且つ、ムスカリンレセプター活性化作用を示すペプチド」には、例えば、
配列番号Xで表されるアミノ酸配列からなるペプチド;
配列番号Xで表されるアミノ酸配列のN末端及び/又はC末端に、適当なアミノ酸配列が付加されたアミノ酸配列からなり、且つムスカリンレセプター活性化作用を示すペプチド;又は
配列番号Xで表されるアミノ酸配列において1又は数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含み、且つ、ムスカリンレセプター活性化作用を示すペプチド
が含まれる。
In the present specification, “the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: X (for example, SEQ ID NO: 21 to 23), or an amino acid in which one or several amino acids are deleted, substituted, and / or added in the amino acid sequence” A peptide containing a sequence and exhibiting a muscarinic receptor activating effect ”includes, for example,
A peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: X;
A peptide consisting of an amino acid sequence to which an appropriate amino acid sequence is added to the N-terminus and / or C-terminus of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: X and having a muscarinic receptor activating effect; or represented by SEQ ID NO: X Peptides that include an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted, and / or added in the amino acid sequence and that exhibit a muscarinic receptor activating action are included.
配列番号21で表されるアミノ酸配列は、
XXXP(配列番号21)
[配列中、1番目のアミノ酸XはW,R(好ましくはW)であり、2番目のアミノ酸XはY,H,Rであり、3番目のアミノ酸XはT,R,I(好ましくはT)である]
である。
The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 21 is
XXXP (SEQ ID NO: 21)
[In the sequence, the first amino acid X is W, R (preferably W), the second amino acid X is Y, H, R, and the third amino acid X is T, R, I (preferably T )]
It is.
配列番号21で表されるアミノ酸配列を含む配列としては、例えば、
XXXXP(配列番号22)
[配列中、1番目のアミノ酸XはT,L,H,F,Sであり、2番目のアミノ酸XはW,R(好ましくはW)であり、3番目のアミノ酸XはY,H,Rであり、4番目のアミノ酸XはT,R,I(好ましくはT)である]
XXXXXP(配列番号23)
[配列中、1番目のアミノ酸XはY,F(好ましくはY)であり、2番目のアミノ酸XはT,L,H,F,Sであり、3番目のアミノ酸XはW,R(好ましくはW)であり、4番目のアミノ酸XはY,H,Rであり、5番目のアミノ酸XはT,R,I(好ましくはT)である]
を挙げることができる。
As a sequence containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 21, for example,
XXXXP (SEQ ID NO: 22)
[In the sequence, the first amino acid X is T, L, H, F, S, the second amino acid X is W, R (preferably W), and the third amino acid X is Y, H, R And the fourth amino acid X is T, R, I (preferably T)]
XXXXXX (SEQ ID NO: 23)
[In the sequence, the first amino acid X is Y, F (preferably Y), the second amino acid X is T, L, H, F, S, and the third amino acid X is W, R (preferably W), the fourth amino acid X is Y, H, R, and the fifth amino acid X is T, R, I (preferably T)]
Can be mentioned.
配列番号21〜23で表されるアミノ酸配列としては、例えば、
YTWYTP(配列番号8;配列番号1の第3〜8番のアミノ酸からなる配列)
YLWHTP(配列番号9;配列番号2の第3〜8番のアミノ酸からなる配列)
YHWHTP(配列番号10;配列番号3の第1〜6番のアミノ酸からなる配列)
YTWHTP(配列番号11;配列番号4の第1〜6番のアミノ酸からなる配列)
YHWHRP(配列番号12;配列番号5の第1〜6番のアミノ酸からなる配列)
FFWHTP(配列番号13;配列番号6の第7〜12番のアミノ酸からなる配列)
FFWRTP(配列番号14;配列番号7の第5〜10番のアミノ酸からなる配列)
YSWYTP(配列番号15)
YLWHIP(配列番号17)
HWHTP(配列番号19)
YHRHTP(配列番号20)
を挙げることができる。
As the amino acid sequences represented by SEQ ID NOs: 21 to 23, for example,
YTWYTP (SEQ ID NO: 8; sequence consisting of
YLWHTP (SEQ ID NO: 9; sequence consisting of
YHWHTP (SEQ ID NO: 10; sequence consisting of amino acids 1 to 6 of SEQ ID NO: 3)
YTWHTP (SEQ ID NO: 11; sequence consisting of amino acids 1 to 6 of SEQ ID NO: 4)
YHWHRP (SEQ ID NO: 12; sequence consisting of amino acids 1 to 6 of SEQ ID NO: 5)
FFWHTP (SEQ ID NO: 13; sequence consisting of amino acids 7 to 12 of SEQ ID NO: 6)
FFWRTP (SEQ ID NO: 14; sequence consisting of amino acids 5 to 10 of SEQ ID NO: 7)
YSWYTP (SEQ ID NO: 15)
YLWHIP (SEQ ID NO: 17)
HWHTP (SEQ ID NO: 19)
YHRHTP (SEQ ID NO: 20)
Can be mentioned.
「配列番号Xで表されるアミノ酸配列のN末端及び/又はC末端(好ましくはC末端)に、適当なアミノ酸配列が付加されたアミノ酸配列からなり、且つムスカリンレセプター活性化作用を示すペプチド」において、N末端及び/又はC末端に付加することができる前記アミノ酸配列としては、例えば、リンカー配列、マーカー配列、ポリペプチド配列、又は別のムスカリンレセプター活性化ペプチド配列を挙げることができる。 “Peptide consisting of an amino acid sequence in which an appropriate amino acid sequence is added to the N-terminal and / or C-terminal (preferably C-terminal) of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: X and having a muscarinic receptor activating effect” Examples of the amino acid sequence that can be added to the N-terminus and / or C-terminus include a linker sequence, a marker sequence, a polypeptide sequence, or another muscarinic receptor activating peptide sequence.
前記リンカー配列としては、例えば、ペプチドを担体に担持させるための配列、例えば、チオール基を有するアミノ酸[例えば、システイン(L体システイン又はD体システイン)又はホモシステイン)又はアミノ基と反応しない官能基(例えば、マレイミド基)を側鎖に有するアミノ酸1個からなるリンカー配列、あるいは、少なくとも一方の末端が、チオール基を有するアミノ酸又はアミノ基と反応しない官能基を有するアミノ酸であるリンカー配列を挙げることができる。 Examples of the linker sequence include a sequence for supporting a peptide on a carrier, for example, an amino acid having a thiol group [for example, cysteine (L-form cysteine or D-form cysteine) or homocysteine) or a functional group that does not react with an amino group A linker sequence consisting of one amino acid having (for example, a maleimide group) in the side chain, or a linker sequence in which at least one terminal is an amino acid having a thiol group or an amino acid having a functional group that does not react with an amino group Can do.
前記マーカー配列としては、例えば、ペプチドの発現の確認、細胞内局在の確認、あるいは、精製等を容易に行なうための配列を用いることができ、例えば、FLAGタグ、ヘキサ−ヒスチジン・タグ、ヘマグルチニン・タグ、又はmycエピトープなどを挙げることができる。 As the marker sequence, for example, a sequence for easily confirming expression of a peptide, confirmation of intracellular localization, purification or the like can be used. For example, FLAG tag, hexa-histidine tag, hemagglutinin -A tag, a myc epitope, etc. can be mentioned.
前記ポリペプチド配列としては、例えば、精製用ポリペプチド[例えば、グルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)の全部又は一部]、検出用ポリペプチド[例えば、ヘムアグルチニン又はβ−ガラクトシダーゼαペプチド(LacZ α)の全部又は一部]、又は発現用ポリペプチド(例えば、シグナル配列)などを挙げることができる。 Examples of the polypeptide sequence include, for example, a purification polypeptide [for example, all or part of glutathione S-transferase (GST)], a detection polypeptide [for example, all of hemagglutinin or β-galactosidase α peptide (LacZ α). Or a part thereof], or a polypeptide for expression (for example, a signal sequence).
「配列番号Xで表されるアミノ酸配列において1又は数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含み、且つ、ムスカリンレセプター活性化作用を示すペプチド」において、欠失、置換、及び/又は付加することのできるアミノ酸の個数は、好ましくは1〜10個、より好ましくは1〜8個、更に好ましくは1〜6個、更に好ましくは1〜4個、更に好ましくは1〜3個、更に好ましくは1又は2個、特に好ましくは1個である。 In “a peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted and / or added in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: X and exhibiting a muscarinic receptor activating activity”, The number of amino acids that can be substituted and / or added is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, more preferably 1 to 6, still more preferably 1 to 4, and still more preferably 1. ~ 3, more preferably 1 or 2, particularly preferably 1.
本明細書において、ペプチドの機能を維持するために置換されるアミノ酸は、置換前のアミノ酸と似た性質を有するアミノ酸であることが好ましい。例えば、以下に示すような各グループに属するアミノ酸は、そのグループ内で互いに似た性質を有するアミノ酸である。これらのアミノ酸をグループ内の他のアミノ酸に置換しても、タンパク質の本質的な機能は損なわれないことが多い。このようなアミノ酸の置換は、保存的置換と呼ばれ、ポリペプチドの機能を保持しつつアミノ酸配列を変換するための手法として公知である。
非極性アミノ酸:Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Pro、Met、Phe、及びTrp
中性アミノ酸:Ser、Thr、Cys、Tyr、Asn、及びGln
酸性アミノ酸:Asp及びGlu
塩基性アミノ酸:Lys、Arg、及びHis
In this specification, it is preferable that the amino acid substituted in order to maintain the function of a peptide is an amino acid which has a property similar to the amino acid before substitution. For example, amino acids belonging to each group as shown below are amino acids having properties similar to each other within the group. Substituting these amino acids with other amino acids in the group often does not compromise the essential function of the protein. Such amino acid substitution is called conservative substitution and is known as a technique for converting an amino acid sequence while retaining the function of a polypeptide.
Nonpolar amino acids: Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Met, Phe, and Trp
Neutral amino acids: Ser, Thr, Cys, Tyr, Asn, and Gln
Acidic amino acids: Asp and Glu
Basic amino acids: Lys, Arg, and His
本発明において有効成分として用いることのできる「配列番号21〜23で表されるアミノ酸配列、あるいは、前記アミノ酸配列において1又は数個のアミノ酸が欠失、置換、及び/又は付加されたアミノ酸配列を含み、且つ、ムスカリンレセプター活性化作用を示すペプチドの誘導体」は、前記ペプチドの誘導体であって、且つ、ムスカリンレセプター活性化作用を示す限り、特に限定されるものではない。このような誘導体としては、例えば、ペプチドの安定性を向上させる各種修飾を施したペプチド誘導体を挙げることができる。前記修飾としては、例えば、L体アミノ酸のD体化(例えば、N末端アミノ酸のD体化、C末端アミノ酸のD体化、N末端及びC末端以外のアミノ酸のD体化)、N末アミノ基のアセチル化、C末端カルボキシル基のアミド化、天然型アミノ酸の(性質の類似した)非天然型アミノ酸への置換、又はこれらの組合せを挙げることができる。 The amino acid sequence represented by SEQ ID NOs: 21 to 23, or an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted, and / or added in the amino acid sequence can be used as an active ingredient in the present invention. The “derivative of a peptide including and exhibiting a muscarinic receptor activating action” is not particularly limited as long as it is a derivative of the peptide and exhibits a muscarinic receptor activating action. Examples of such derivatives include peptide derivatives that have been subjected to various modifications that improve peptide stability. Examples of the modification include D-formation of L-form amino acid (eg, D-formation of N-terminal amino acid, D-formation of C-terminal amino acid, D-formation of amino acids other than N-terminal and C-terminal), N-terminal amino acid Acetylation of the group, amidation of the C-terminal carboxyl group, substitution of natural amino acids with non-natural amino acids (similar in nature), or combinations thereof.
本発明によるムスカリンレセプター活性化剤の有効成分であるムスカリンレセプター活性化ペプチドは、ムスカリンレセプター活性化作用を有するため、本発明のムスカリンレセプター活性化剤は、例えば、医薬(例えば、緑内障、シェーグレン症候群の治療剤)の用途に使用することができる。 Since the muscarinic receptor activating peptide, which is an active ingredient of the muscarinic receptor activator according to the present invention, has a muscarinic receptor activating action, the muscarinic receptor activator of the present invention is, for example, a pharmaceutical (for example, glaucoma, Sjogren's syndrome (Therapeutic agent) can be used.
本発明のムスカリンレセプター活性化剤を医薬として使用する場合には、例えば、ペプチドそれ自体を単独で、あるいは、所望により薬剤学的若しくは獣医学的に許容することのできる通常の担体又は希釈剤と共に、動物、好ましくは哺乳動物(特にはヒト)に投与することができる。また、この場合、ペプチドに代えて、ペプチドをコードするポリヌクレオチド(好ましくは、前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクター)を用いることもできる[例えば、Gene Ther., Development of safe and efficient novel nonviral gene transfer using ultrasound: enhancement of transfection efficiency of naked plasmid DNA in skeletal muscle., 2002 Mar;9(6):372-80]。 When the muscarinic receptor activator of the present invention is used as a medicine, for example, the peptide itself, or optionally with a conventional pharmaceutically or veterinary acceptable carrier or diluent. Can be administered to animals, preferably mammals (especially humans). In this case, a polynucleotide encoding the peptide (preferably, an expression vector containing the polynucleotide) can be used instead of the peptide [eg, Gene Ther., Development of safe and efficient novel nonviral gene transfer using ultrasound: enhancement of transfection efficiency of naked plasmid DNA in skeletal muscle., 2002 Mar; 9 (6): 372-80].
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but these do not limit the scope of the present invention.
《実施例1:ファージディスプレイ法によるムスカリンレセプター2(M2)結合ペプチドのスクリーニング》
(1)M2とGi1aとの融合ポリペプチドを含む細胞膜画分の調製
本実施例では、特開2005−325055号公報の実施例1に記載のヒトhGPCR44−Giα融合ポリペプチドを含む細胞膜画分の調製方法に準じて、ヒトM2(Gene Accession Number NM_000739)のC末端とヒトGi1aサブユニット(Gene Accession Number NM_002069)のN末端とを連結したムスカリンM2−Gi1a融合ポリペプチドを、昆虫細胞Sf9において産生させた後、細胞膜画分を回収することにより、前記融合ポリペプチドを含有する細胞膜画分を調製した。
<< Example 1: Screening of muscarinic receptor 2 (M2) binding peptide by phage display method >>
(1) Preparation of cell membrane fraction containing fusion polypeptide of M2 and Gi1a In this example, cell membrane fraction containing human hGPCR44-Giα fusion polypeptide described in Example 1 of JP-A-2005-325055 According to the preparation method, a muscarinic M2-Gi1a fusion polypeptide in which the C-terminus of human M2 (Gene Accession Number NM_000739) and the N-terminus of human Gi1a subunit (Gene Accession Number NM_002069) are linked is produced in insect cell Sf9. Thereafter, the cell membrane fraction containing the fusion polypeptide was prepared by collecting the cell membrane fraction.
具体的には、ヒトM2遺伝子とヒトGi1aサブユニット遺伝子との融合遺伝子(M2−Gi1a融合遺伝子)を、組み換え体バキュロウイルス作製用のベクターpFASTBac1(インビトロジェン製)のマルチクローニングサイトに挿入し、作成されたベクターを用いて、バキュロウイルスのゲノムをバクミド(Bacmid)として保持する大腸菌DH10Bac(インビトロジェン製)を形質転換し、M2−Gi1a融合遺伝子が挿入されたバクミドを単離した。単離された組み換え体バクミド(バキュロウイルスゲノム)を昆虫細胞Sf9(インビトロジェン製)にトランスフェクションし、M2−Gi1a融合遺伝子をもつ組み換え体バキュロウイルスを得た。この組み換え体ウイルスを新鮮なSf9細胞に感染させ、培養後、細胞を回収し、細胞を破砕後、更に、細胞膜画分を回収することにより、M2−Gi1a融合ポリペプチドを含有する細胞膜画分を取得した。なお、前記の形質転換、バクミド単離、トランスフェクション、及び感染は、添付のプロトコールに従って実施した。 Specifically, a fusion gene (M2-Gi1a fusion gene) of a human M2 gene and a human Gi1a subunit gene is inserted into a multicloning site of a vector pFASTBac1 (manufactured by Invitrogen) for producing a recombinant baculovirus. Then, Escherichia coli DH10Bac (manufactured by Invitrogen) that retains the baculovirus genome as a bacmid was transformed, and the bacmid in which the M2-Gi1a fusion gene was inserted was isolated. The isolated recombinant bacmid (baculovirus genome) was transfected into insect cell Sf9 (manufactured by Invitrogen) to obtain a recombinant baculovirus having the M2-Gi1a fusion gene. A cell membrane fraction containing the M2-Gi1a fusion polypeptide was obtained by infecting this recombinant virus with fresh Sf9 cells, collecting the cells after culture, disrupting the cells, and further collecting the cell membrane fraction. I got it. The transformation, bacmid isolation, transfection, and infection were performed according to the attached protocol.
(2)ペプチド呈示ファージライブラリーからのM2結合ペプチドのスクリーニング
続いて、得られた細胞膜画分を使用し、ファージディスプレイ法により、ヒトM2に結合性を有するペプチドのスクリーニングを行った。
具体的な操作は、特開2005−325055号公報の実施例2に記載のスクリーニング方法に準じて実施した。また、ファージディスプレイ法で用いるライブラリーとして、M13ファージの表面のマイナータンパク質pIIIのN末端にペプチドがランダムに呈示されるライブラリー(呈示されるランダムアミノ酸数が7個又は12個のペプチドライブラリー)を、Smith, G. P., Science, 288, 1315-1317(1985)、J. K. Scott and G. P. Smith, Science, 249, 386-390(1990)の記載に基づいて作製した。また、ファージライブラリーのターゲット(M2)に対する結合性は、ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay)により判定した。
(2) Screening of M2-binding peptides from peptide-displaying phage library Subsequently, the obtained cell membrane fraction was used to screen for peptides having binding properties to human M2 by the phage display method.
The specific operation was performed according to the screening method described in Example 2 of JP-A-2005-325055. In addition, as a library used in the phage display method, a library in which peptides are randomly displayed at the N-terminus of the minor protein pIII on the surface of M13 phage (a peptide library having 7 or 12 random amino acids to be displayed) Was prepared based on the description of Smith, GP, Science, 288, 1315-1317 (1985), JK Scott and GP Smith, Science, 249, 386-390 (1990). The binding of the phage library to the target (M2) was determined by ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay).
スクリーニングの結果、ヒトM2に結合性を示すアミノ酸配列として、下記に示す配列番号1〜配列番号7で表される7種類のアミノ酸配列が得られた。
NAYTWYTPEVLS (配列番号1;12アミノ酸)
TSYLWHTPAEVP (配列番号2;12アミノ酸)
YHWHTPE (配列番号3; 7アミノ酸)
YTWHTPV (配列番号4; 7アミノ酸)
YHWHRPP (配列番号5; 7アミノ酸)
HSTQNTFFWHTP (配列番号6;12アミノ酸)
SHSEFFWRTPLP (配列番号7;12アミノ酸)
As a result of screening, seven types of amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 7 shown below were obtained as amino acid sequences showing binding to human M2.
NA YTWYTP EVLS (SEQ ID NO: 1; 12 amino acids)
TS YLWHTP AEVP (SEQ ID NO: 2; 12 amino acids)
YHWHTP E (SEQ ID NO: 3; 7 amino acids)
YTWHTPV (SEQ ID NO: 4; 7 amino acids)
YHWHRPP (SEQ ID NO: 5; 7 amino acids)
HSTQNTFFWHTP (SEQ ID NO: 6; 12 amino acids)
SHSEFFWRTPLP (SEQ ID NO: 7; 12 amino acids)
これらの配列の中で相同性の高い上記下線部の各配列に関して、BLAST(Basic local alignment search tool)による相同性検索を実施したところ、70%以上の相同性を有する配列として、公知タンパク質のアミノ酸配列から下記の相同配列が得られた。なお、相同配列中の下線部は、不一致のアミノ酸を示す。また、スペースの下線部「 」は、N末端又はC末端の配列であるため、該当するアミノ酸が存在しないことを意味する。
[1] YTWYTP(配列番号8;配列番号1の第3〜8番)
83% YSWYTP トマト(Lycopersicon esculentum)アルデヒドオキシダーゼ[配列番号15]
83% YTWYT シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)CKI1(CYTOKININ-INDEPENDENT 1)[配列番号16]
[2] YLWHTP(配列番号9;配列番号2の第3〜8番)
83% YLWHIP シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)エクソストシンファミリータンパク質(exostosin family protein)[配列番号17]
83% YLWHT イネ(Oryza sativa)発現タンパク質(expressed protein)[配列番号18]
[3] YHWHTP配列番号10;配列番号3の第1〜6番)
83% HWHTP ニコチアナ(Nicotiana langsdorffii)ネクタリンIII(nectarin III)等[配列番号19]
83% YHRHTP イネ(Oryza sativa)ホメオドメイン転写因子(homeodomain transcription factor)等[配列番号20]
A homology search by BLAST (Basic local alignment search tool) was performed on each of the above underlined sequences having high homology among these sequences. As a sequence having 70% or more homology, amino acids of known proteins were obtained. The following homologous sequences were obtained from the sequences. The underlined portion in the homologous sequence indicates a mismatched amino acid. Also, underlined space "" Means that the corresponding amino acid does not exist because it is an N-terminal or C-terminal sequence.
[1] YTWYTP (SEQ ID NO: 8; Nos. 3 to 8 of SEQ ID NO: 1)
83% Y S WYTP tomato (Lycopersicon esculentum) aldehyde oxidase [SEQ ID NO: 15]
83% YTWYT Arabidopsis thaliana CKI1 (CYTOKININ-INDEPENDENT 1) [SEQ ID NO: 16]
[2] YLWHTP (SEQ ID NO: 9; Nos. 3 to 8 of SEQ ID NO: 2)
83% YLWH I P Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) exo strike Shin family proteins (exostosin family protein) [SEQ ID NO: 17]
83% YLWHT Rice (Oryza sativa) expressed protein [SEQ ID NO: 18]
[3] YHWHTP SEQ ID NO: 10; Nos. 1 to 6 of SEQ ID NO: 3)
83% HWHTP Nicotiana langsdorffii nectarin III etc. [SEQ ID NO: 19]
83% YH R HTP rice (Oryza sativa) homeodomain transcription factor (homeodomain transcription factor), etc. [SEQ ID NO: 20]
《実施例2:12AAペプチド(配列番号1)のアゴニスト活性の確認》
実施例1で得られた7種類のアミノ酸配列の内、配列番号1で表されるアミノ酸配列からなるペプチド(以下、12AAペプチドと称する)を合成し、M2に対するアゴニスト活性を確認した。
前記アゴニスト活性は、表1に示す反応条件下で、ユーロピウム標識GTP(GTP−Eu)のM2−Gi1a融合ポリペプチドへの取り込み量を、時間分解蛍光測定法で測定することにより評価した。なお、12AAペプチドの濃度は、4段階(1nmol/L、100nmol/L、10μmol/L、1mmol/L)で実施した。
<< Example 2: Confirmation of agonist activity of 12AA peptide (SEQ ID NO: 1) >>
Of the seven types of amino acid sequences obtained in Example 1, a peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 (hereinafter referred to as 12AA peptide) was synthesized and the agonist activity against M2 was confirmed.
The agonist activity was evaluated by measuring the amount of europium-labeled GTP (GTP-Eu) incorporated into the M2-Gi1a fusion polypeptide under the reaction conditions shown in Table 1 by a time-resolved fluorescence measurement method. In addition, the concentration of 12AA peptide was implemented in four steps (1 nmol / L, 100 nmol / L, 10 μmol / L, 1 mmol / L).
[表1]
10mmol/L MgCl2
10μmol/L GDP
1000μg/mL サポニン
50mmol/L HEPES
M2−Gi1a融合ポリペプチド含有Sf9細胞膜
所定濃度(4段階) 12AAペプチド
100nmol/L GTP−Eu
総容量 110μL/ウェル
[Table 1]
10 mmol / L MgCl 2
10μmol / L GDP
1000 μg / mL saponin 50 mmol / L HEPES
M2-Gi1a fusion polypeptide-containing Sf9 cell membrane predetermined concentration (4 steps) 12AA peptide
100 nmol / L GTP-Eu
Total volume 110μL / well
結果を図1に示す。図1の縦軸は、蛍光強度(単位:カウント)である。
図1から明らかなとおり、12AAペプチドの濃度の増加に伴って、M2−Gi1a融合ポリペプチドへのGTP−Euの取り込み量が増加しており、12AAペプチドがM2に対するアゴニスト活性を有することが確認された。
The results are shown in FIG. The vertical axis in FIG. 1 is the fluorescence intensity (unit: count).
As is clear from FIG. 1, the amount of GTP-Eu incorporated into the M2-Gi1a fusion polypeptide increased with an increase in the concentration of the 12AA peptide, confirming that the 12AA peptide has agonist activity for M2. It was.
《実施例3:6AAペプチド(配列番号1の第3〜8番)のアゴニスト活性の確認》
本実施例では、配列番号1における第3〜8番のアミノ酸からなる配列のペプチド(以下、6AAペプチドと称する)を合成し、M2に対するアゴニスト活性を確認した。
本実施例は、ペプチド呈示ファージの代わりに前記合成ペプチドを用いること以外は、特開2005−325055号公報の実施例3に記載の活性測定方法に準じて実施した。具体的には、表2に示す反応条件下で、30℃にて30分間反応させた後、[35S]GTPγSのM2−Gi1a融合ポリペプチドへの取り込み量を測定することにより評価した。なお、カルバコールはムスカリンレセプターの公知アゴニストであり、6AAペプチドの濃度は、8段階(10−2〜10−9mol/L)で実施した。
<< Example 3: Confirmation of agonist activity of 6AA peptide (No. 3 to 8 of SEQ ID NO: 1) >>
In this example, a peptide having a sequence consisting of
This example was performed according to the activity measurement method described in Example 3 of JP-A-2005-325055 except that the synthetic peptide was used instead of the peptide-displayed phage. Specifically, the reaction was performed at 30 ° C. for 30 minutes under the reaction conditions shown in Table 2, and then evaluated by measuring the amount of [ 35 S] GTPγS incorporated into the M2-Gi1a fusion polypeptide. Carbachol is a known agonist of muscarinic receptor, and the concentration of 6AA peptide was 8 steps (10 −2 to 10 −9 mol / L).
[表2]
20mmol/L HEPES緩衝液(pH7.0)
1mmol/L EDTA
160mmol/L NaCl
1mmol/L ジチオスレイトール(DTT)
10mmol/L MgCl2
1μmol/L GDP
1mmol/L カルバコール
0.2mg/mL M2−Gi1a融合ポリペプチド含有Sf9細胞膜
所定濃度(8段階) 6AAペプチド
100pmol/L [ 35 S]GTPγS
総容量 100μL
[Table 2]
20 mmol / L HEPES buffer (pH 7.0)
1mmol / L EDTA
160mmol / L NaCl
1 mmol / L dithiothreitol (DTT)
10 mmol / L MgCl 2
1μmol / L GDP
1 mmol / L carbachol 0.2 mg / mL M2-Gi1 fusion polypeptide-containing Sf9 cell membrane predetermined concentration (8 steps) 6AA peptide
100 pmol / L [ 35 S] GTPγS
Total volume 100μL
結果を図2に示す。
図2から明らかなとおり、6AAペプチドの濃度の増加に伴って、M2−Gi1a融合ポリペプチドへの[35S]GTPγSの取り込み量が増加しており、6AAペプチドがM2に対するアゴニスト活性を有することが確認された。
The results are shown in FIG.
As is clear from FIG. 2, the amount of [ 35 S] GTPγS incorporated into the M2-Gi1a fusion polypeptide increases with an increase in the concentration of 6AA peptide, and the 6AA peptide has an agonistic activity against M2. confirmed.
本発明のムスカリンレセプター活性化剤は、例えば、緑内障、シェーグレン症候群等の治療に適用することができる。 The muscarinic receptor activator of the present invention can be applied to the treatment of glaucoma, Sjogren's syndrome and the like.
配列表の配列番号1〜14、21〜23の配列で表される各アミノ酸配列は、M2結合ペプチドである。
配列表の配列番号21の配列で表されるアミノ酸配列において、1番目のアミノ酸「Xaa」はW,Rであり、2番目のアミノ酸「Xaa」はY,H,Rであり、3番目のアミノ酸「Xaa」はT,R,Iである。
配列表の配列番号22の配列で表されるアミノ酸配列において、1番目のアミノ酸「Xaa」はT,L,H,F,Sであり、2番目のアミノ酸「Xaa」はW,Rであり、3番目のアミノ酸「Xaa」はY,H,Rであり、4番目のアミノ酸「Xaa」はT,R,Iである。
配列表の配列番号23の配列で表されるアミノ酸配列において、1番目のアミノ酸「Xaa」はY,Fであり、2番目のアミノ酸「Xaa」はT,L,H,F,Sであり、3番目のアミノ酸「Xaa」はW,Rであり、4番目のアミノ酸「Xaa」はY,H,Rであり、5番目のアミノ酸「Xaa」はT,R,Iである。
Each amino acid sequence represented by the sequences of SEQ ID NOs: 1 to 14 and 21 to 23 in the sequence listing is an M2-binding peptide.
In the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 21 in the Sequence Listing, the first amino acid “Xaa” is W, R, the second amino acid “Xaa” is Y, H, R, and the third amino acid “Xaa” is T, R, I.
In the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22 in the Sequence Listing, the first amino acid “Xaa” is T, L, H, F, S, and the second amino acid “Xaa” is W, R. The third amino acid “Xaa” is Y, H, R, and the fourth amino acid “Xaa” is T, R, I.
In the amino acid sequence represented by the sequence number 23 in the sequence listing, the first amino acid “Xaa” is Y, F, and the second amino acid “Xaa” is T, L, H, F, S, The third amino acid “Xaa” is W, R, the fourth amino acid “Xaa” is Y, H, R, and the fifth amino acid “Xaa” is T, R, I.
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