JP5803267B2 - Antibacterial agent containing S-nitrosated α1-acid glycoprotein - Google Patents
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Description
本発明は、S−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質を有効成分として含有する抗菌剤に関する。 The present invention relates to an antibacterial agent containing S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein as an active ingredient.
α1−酸性糖タンパク質は、183個のアミノ酸と5本の糖鎖からなる分子量約44kDaのオロソムコイドとも呼ばれる血清タンパク質である。α1−酸性糖タンパク質の糖鎖含量は分子量の45%と他のタンパク質の中でも極めて高く、その糖鎖末端にシアル酸残基を有しているために、血清中で最も負に帯電している(pI値:2.7)。α1−酸性糖タンパク質の血清中濃度は、健常時において0.5〜1.0g/Lであるが、感染症、炎症時などに血液および組織中で約2〜4倍に増加し、主に抗炎症および免疫調節分子として機能していると考えられている。しかしながら、その詳細な作用機序については未だ不明な点が残されている。また、このα1−酸性糖タンパク質は「F1*S体」と「A体」という二つのバリアントが生体内に約2〜3:1の割合で存在する。「F1*S体」と「A体」のアミノ酸配列の違いの一つに、A体のみが持つ149番目の遊離型システイン(Cys−149)残基がある。しかし、その機能的差異に関する報告はリガンド結合能に関するものにとどまっている。 α 1 -acid glycoprotein is a serum protein also called orosomucoid having a molecular weight of about 44 kDa, consisting of 183 amino acids and 5 sugar chains. The sugar chain content of α 1 -acid glycoprotein is 45% of the molecular weight, which is extremely high among other proteins, and since it has a sialic acid residue at the end of the sugar chain, it is most negatively charged in serum. (PI value: 2.7). The serum concentration of α 1 -acid glycoprotein is 0.5 to 1.0 g / L in normal, but increases about 2 to 4 times in blood and tissues during infection, inflammation, etc. It is thought to function as an anti-inflammatory and immunomodulatory molecule. However, the detailed mechanism of action still remains unclear. In addition, in this α 1 -acid glycoprotein, two variants of “F1 * S form” and “A form” are present in the living body at a ratio of about 2 to 3: 1. One of the differences in the amino acid sequence between the “F1 * S form” and the “A form” is the 149th free cysteine (Cys-149) residue that only the A form has. However, reports on the functional differences are limited to ligand binding ability.
一酸化窒素(NO)は、パーオキシナイトライト(ONOO−)となり殺菌作用を示すが、その一方で、一電子酸化されてNO+となると、グルタチオン(GSH)などの低分子やタンパク質のシステイン残基と反応し、化学的に安定なS−ニトロソチオール(RS−NO)へと変換される。これまでに本発明者らは、ヒト血清アルブミン(HSA)などのS−ニトロソ化体(SNO−HSA)が、NO自身や低分子のRS−NOであるS−ニトロソグルタチオン(GS−NO)と比較して数百倍強力な抗菌活性を示すことをすでに明らかにしている(特許文献1)。 Nitric oxide (NO) becomes peroxynitrite (ONOO − ) and exhibits a bactericidal action. On the other hand, when one electron is oxidized to NO + , residual molecules such as glutathione (GSH) and protein cysteine remain. It reacts with the group and is converted to chemically stable S-nitrosothiol (RS-NO). So far, the present inventors have reported that S-nitrosated form (SNO-HSA) such as human serum albumin (HSA) is NO itself or S-nitrosoglutathione (GS-NO) which is a low molecular RS-NO. It has already been clarified that it exhibits antibacterial activity several hundred times stronger than that (Patent Document 1).
本発明は、抗菌活性が高く、種々の細菌に効果を有する、安全な抗菌剤を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a safe antibacterial agent having high antibacterial activity and having an effect on various bacteria.
本発明は、S−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質またはその変異体を有効成分として含有する抗菌剤を提供する。 The present invention provides an antibacterial agent containing S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein or a variant thereof as an active ingredient.
1つの実施形態では、上記S−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質が、S−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質バリアントA体である。 In one embodiment, the S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein is S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein variant A.
1つの実施形態では、上記S−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質バリアントA体が、149位のシステイン残基がニトロソ化されているS−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質バリアントA体である。 In one embodiment, the S- nitrosated alpha 1 - acid glycoprotein variant A body, 149 cysteine residue is nitrosated S- nitrosation alpha 1 - is an acidic glycoprotein variant A body.
1つの実施形態では、上記S−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質が、糖鎖末端の少なくとも1個のシアル酸が除去されているS−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質である。 In one embodiment, the S- nitrosated alpha 1 - acid glycoprotein, at least one sialic acid has been removed S- nitrosated alpha 1 sugar chain terminal - is an acidic glycoprotein.
1つの実施形態では、上記S−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質が、S−ニトロソ化アシアロα1−酸性糖タンパク質である。 In one embodiment, the S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein is S-nitrosated asialo α 1 -acid glycoprotein.
本発明は、また、糖鎖末端の少なくとも1個のシアル酸が除去されているS−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質バリアントA体またはその変異体である。 The present invention is also an S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein variant A or a variant thereof from which at least one sialic acid at the sugar chain end has been removed.
1つの実施形態は、S−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質バリアントA体またはその変異体から、ノイラミニダーゼによってシアル酸が除去されて得られる、上記糖鎖末端の少なくとも1個のシアル酸が除去されているS−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質バリアントA体またはその変異体である。 In one embodiment, at least one sialic acid at the end of the sugar chain obtained by removing sialic acid with neuraminidase from S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein variant A or a variant thereof is removed. S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein variant A or a variant thereof.
1つの実施形態では、上記糖鎖末端の少なくとも1個のシアル酸が除去されているS−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質バリアントA体は、149位のシステイン残基がS−ニトロソ化されている。 In one embodiment, the S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein variant A from which at least one sialic acid at the sugar chain end has been removed has a cysteine residue at position 149 S-nitrosated. Yes.
本発明の抗菌剤は、有効成分であるS−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質が細菌内へ一酸化窒素(NO)を効率よく輸送することにより強い抗菌活性を有する。生体内物質であることより安全な薬剤を提供できる。本発明のS−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質は、S−ニトロソ基が凍結乾燥後も安定に存在することから、凍結乾燥による保存が可能である。また、本発明のシアル酸が除去されているS−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質は、特に強い抗菌活性を有する。 The antibacterial agent of the present invention has strong antibacterial activity due to the efficient transport of nitric oxide (NO) into bacteria by S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein which is an active ingredient. It is possible to provide a safer drug than being an in vivo substance. The S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein of the present invention can be stored by lyophilization because the S-nitroso group is stably present after lyophilization. The S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein from which sialic acid of the present invention has been removed has particularly strong antibacterial activity.
本発明の抗菌剤は、S−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質またはその変異体を有効成分として含有する。 The antibacterial agent of the present invention contains S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein or a variant thereof as an active ingredient.
上記α1−酸性糖タンパク質(以下、AGPともいう。)は、その由来については特に限定されない。例えば、ヒト、サル、ウシ、イヌ、ブタ、マウス由来AGPが挙げられる。好ましくは、ヒト由来のAGPである。ヒト由来のAGPは、183個のアミノ酸残基と5本の糖鎖からなる分子量44100の血清タンパク質である。ヒト由来AGPは2つのバリアント(A体とF1*S体)が存在し、AGPバリアントA体(以下、AGP・A体ともいう。)のアミノ酸配列は配列番号1で示され、バリアントF1*S体のアミノ酸配列は配列番号2で示される。本発明では、好適にはAGP・A体が用いられる。AGPは、血漿から公知の方法により得ることができ、また、遺伝子組換え技術を用いて常法により得ることができる。
配列番号1:QIPLCANLVPVPITNATLDRITGKWFYIASAFRNEEYNKSVQEIQATFFYFTPNKTEDTIFLREYQTRQNQCFYNSSYLNVQRENGTVSRYEGGREHVAHLLFLRDTKTLMFGSYLDDEKNWGLSFYADKPETTKEQLGEFYEALDCLCIPRSDVMYTDWKKDKCEPLEKQHEKERKQEEGES
配列番号2:QIPLCANLVPVPITNATLDQITGKWFYIASAFRNEEYNKSVQEIQATFFYFTPNKTEDTIFLREYQTRQDQCIYNTTYLNVQRENGTISRYVGGQEHFAHLLILRDTKTYMLAFDVNDEKNWGLSVYADKPETTKEQLGEFYEALDCLRIPKSDVVYTDWKKDKCEPLEKQHEKERKQEEGES
The α 1 -acid glycoprotein (hereinafter also referred to as AGP) is not particularly limited in its origin. For example, AGP derived from human, monkey, cow, dog, pig, mouse can be mentioned. Preferably, it is AGP derived from human. Human-derived AGP is a serum protein with a molecular weight of 44100, consisting of 183 amino acid residues and 5 sugar chains. There are two variants of human-derived AGP (A-form and F1 * S-form). The amino acid sequence of AGP variant A-form (hereinafter also referred to as AGP / A-form) is represented by SEQ ID NO: 1, and variant F1 * S The amino acid sequence of the body is shown in SEQ ID NO: 2. In the present invention, the AGP • A form is preferably used. AGP can be obtained from plasma by a known method, or can be obtained by a conventional method using a gene recombination technique.
Sequence number 1: QIPLCANLVPVPITNATLDRITGKWFYIASAFRNEEYNKSVQEIQATFFYFTPNKTEDTIFLREYQTRQNQCFYNSSYLNVQRENGTVSRYEGGREHVAHLLFLRDTKTLMFGSYLDDEKNWGLSFYADKPETTKEQLGEFYEALDCLKPR
SEQ ID NO: 2: QIPLCANLVPVPITNATLDQITGKWFYIASAFRNEEYNKSVQEIQATFFYFTPNKTEDTIFLREYQTRQDQCIYNTTYLNVQRENGTISRYVGGQEHFAHLLILRDTKTYMLAFDVNDEKNWGLSVYADKPETTKEQLGEFKEPLEDCGE
S−ニトロソ化AGPの変異体とは、S−ニトロソ化されたAGP変異体である。AGP変異体とはアミノ酸残基が置換、欠失、挿入されたAGPであって、AGPと同様の活性を有する限り、特に限定されるものではない。好適には、AGPの少なくとも1つのアミノ酸残基がシステインに置換された変異体、または少なくとも1つのシステインが挿入された変異体である。1〜3のシステインが置換または挿入された変異体が好適である。変異体は遺伝子組換え技術を用いて常法により得ることができる。 An S-nitrosated AGP variant is an S-nitrosated AGP variant. The AGP variant is not particularly limited as long as it is an AGP in which an amino acid residue is substituted, deleted, or inserted and has the same activity as AGP. Preferred are variants in which at least one amino acid residue of AGP is replaced with cysteine, or variants in which at least one cysteine has been inserted. Mutants in which 1 to 3 cysteines are substituted or inserted are preferred. The mutant can be obtained by a conventional method using a gene recombination technique.
本発明のS−ニトロソ化AGPまたはその変異体とは、AGPまたはその変異体の少なくとも1つのシステイン残基のチオール基にS−ニトロソ基(−NO)が付加され−SNOとなったAGPまたはその変異体である。システイン残基は天然由来のシステイン残基であっても、挿入または置換されたシステイン残基であってもよい。好適には、AGP・A体が有する149位のシステイン残基がニトロソ化されたS−ニトロソ化AGP・A体が挙げられる。
The S-nitrosated AGP of the present invention or a variant thereof is an AGP in which an S-nitroso group (—NO) is added to a thiol group of at least one cysteine residue of AGP or a variant thereof to become —SNO or a derivative thereof It is a mutant. The cysteine residue may be a naturally occurring cysteine residue or an inserted or substituted cysteine residue. Preferable examples include S-nitrosated AGP · A form in which the cysteine residue at
S−ニトロソ化は亜硝酸塩と反応させる等の公知の方法によって達成することができる。しかし、ヘモグロビンのようにタンパク質のS−ニトロソ化に成功している例もあるが、一般的には、タンパク質にとってS−ニトロソ化は厳しい条件での反応である。したがって、より穏和な条件でのチオール基へのNOの導入が可能な方法を用いることが好ましく、イソアミルナイトライトを用いた方法(De Master E.G. et al., Biochemistry, 34, p.11494-11499, 1995)やn−ブチルナイトライトと反応させる方法(Meyer D.J. et al., FEBS Letters, 345, p.177-180, 1994)を好適に使用することができる。 S-nitrosation can be achieved by a known method such as reaction with nitrite. However, although there are examples in which S-nitrosation of proteins has been successful, such as hemoglobin, in general, S-nitrosation is a reaction under severe conditions for proteins. Therefore, it is preferable to use a method capable of introducing NO into a thiol group under milder conditions, and a method using isoamyl nitrite (De Master EG et al., Biochemistry, 34, p.11494-11499, 1995) and a method of reacting with n-butyl nitrite (Meyer DJ et al., FEBS Letters, 345, p. 177-180, 1994) can be preferably used.
AGPまたはその変異体には複数本の糖鎖が付加されており、その糖鎖末端の少なくとも1個のシアル酸を除去することにより、シアル酸が除去されているAGPまたはAGP変異体が得られる。シアル酸の除去によりガラクトース残基が新たに糖鎖の非還元末端に現われる。複数のシアル酸が除去されることによりα1−酸性糖タンパク質の等電点は上昇し、分子量は減少する。 Multiple sugar chains are added to AGP or a variant thereof, and by removing at least one sialic acid at the end of the sugar chain, an AGP or AGP variant from which sialic acid has been removed is obtained. . By removing sialic acid, a new galactose residue appears at the non-reducing end of the sugar chain. By removing a plurality of sialic acids, the isoelectric point of α 1 -acid glycoprotein increases and the molecular weight decreases.
アシアロα1−酸性糖タンパク質とは、α1−酸性糖タンパク質からシアル酸が95%以上除去されているものであり、好ましくは、すべてのシアル酸が除去されているものである。例えば、α1−酸性糖タンパク質から14個のシアル酸、15個のシアル酸が除去されているα1−酸性糖タンパク質が挙げられる。シアル酸が除かれると、代わりに同じ数のガラクトース残基が新たに糖鎖の非還元末端に現われる。 The asialo α 1 -acid glycoprotein is one in which sialic acid has been removed by 95% or more from the α 1 -acid glycoprotein, and preferably all sialic acid has been removed. For example, α 1 -acid glycoprotein from which 14 sialic acids and 15 sialic acids have been removed from α 1 -acid glycoprotein can be mentioned. When sialic acid is removed, the same number of galactose residues appear instead at the non-reducing end of the sugar chain.
AGP・A体には5本の糖鎖が付加されている。具体的には、15位、38位、54位、75位、85位の各アスパラギンに糖鎖が付加されている。これら糖鎖は分岐しておりその末端にはシアル酸が存在する。その少なくとも1個のシアル酸を除去することにより、シアル酸が除去されているAGP・A体を得ることができる。5個以上、より好ましくは10個以上、さらに好ましくは糖鎖末端に存在するシアル酸すべてが除去されているAGP・A体またはその変異体が好ましい。例えば、14個または15個のシアル酸が除去されているAGP・A体が挙げられる。糖鎖末端に存在するシアル酸の95%以上のシアル酸が除去されているAGP・A体はアシアロAGP・A体である。 Five sugar chains are added to the AGP • A body. Specifically, sugar chains are added to the 15th, 38th, 54th, 75th, and 85th asparagines. These sugar chains are branched and sialic acid is present at the end. By removing at least one sialic acid, an AGP • A body from which sialic acid has been removed can be obtained. 5 or more, more preferably 10 or more, and still more preferably AGP • A form or a variant thereof from which all sialic acid present at the sugar chain terminal has been removed. For example, AGP • A form from which 14 or 15 sialic acids have been removed may be mentioned. The AGP • A form from which 95% or more of the sialic acid present at the sugar chain end has been removed is the asialo AGP · A form.
糖鎖の末端のシアル酸の除去方法は限定されない。例えば、酵素による除去などが挙げられる。好適には酵素によって除去される。酵素としては、例えばノイラミニダーゼが挙げられる。 The method for removing the sialic acid at the end of the sugar chain is not limited. For example, the removal by an enzyme etc. are mentioned. Preferably it is removed by an enzyme. Examples of the enzyme include neuraminidase.
本発明の抗菌剤は、細菌内に一酸化窒素を効率的に輸送することができる。一酸化窒素輸送メカニズムには、S−ニトロソ化AGPから菌体表面のチオール基へのS−ニトロソ転移反応が関与すると考えられる。よって、本発明の抗菌剤は、種々の細菌に対して優れた抗菌性を有し、グラム陽性菌感染症、グラム陰性菌感染症など種々の細菌の感染症の治療薬として極めて有用なものである。感染症としては、例えば、レンサ球菌(A群β溶連菌、肺炎球菌など)、黄色ブドウ球菌(MSSA、MRSA)、表皮ブドウ球菌、腸球菌、リステリア、髄膜炎球菌、淋菌、病原性大腸菌(0157:H7など)、クレブシエラ(肺炎桿菌)、プロテウス菌、百日咳菌、緑膿菌、セラチア菌、シトロバクター、アシネトバクター、エンテロバクター、マイコプラズマ、クラミジア、クロストリジウムなどによる各種感染症、結核、コレラ、ジフテリア、赤痢、猩紅熱、炭疽、トラコーマ、梅毒、破傷風、ハンセン病、レジオネラ、レプトスピラ、ライム病、野兎病、Q熱などが挙げられる。 The antibacterial agent of the present invention can efficiently transport nitric oxide into bacteria. The nitric oxide transport mechanism is thought to involve an S-nitroso transfer reaction from S-nitrosated AGP to a thiol group on the cell surface. Therefore, the antibacterial agent of the present invention has excellent antibacterial properties against various bacteria, and is extremely useful as a therapeutic agent for various bacterial infections such as Gram-positive bacterial infections and Gram-negative bacterial infections. is there. Examples of the infectious diseases include streptococci (Group A β-streptococci, pneumococci, etc.), Staphylococcus aureus (MSSA, MRSA), Staphylococcus epidermidis, enterococci, Listeria, meningococcus, bacillus, pathogenic E. coli (0157). : H7), Klebsiella (Klebsiella pneumoniae), Proteus, Bordetella pertussis, Pseudomonas aeruginosa, Serratia, Citrobacter, Acinetobacter, Enterobacter, Mycoplasma, Chlamydia, Clostridium, etc., tuberculosis, cholera, diphtheria, dysentery , Scarlet fever, anthrax, trachoma, syphilis, tetanus, leprosy, legionella, leptospira, Lyme disease, wild goose disease, Q fever and the like.
本発明の抗菌剤は、注射用剤、外用剤、経口剤などの製剤とすることができる。他の抗菌剤と組み合わせて用いることもできる。注射剤の場合は、常法により液剤、凍結乾燥製剤にすることができ、スクロースなどの安定化剤などを含むことができる。 The antibacterial agent of the present invention can be made into preparations such as injections, external preparations, and oral preparations. It can also be used in combination with other antibacterial agents. In the case of an injection, it can be made into a liquid or a lyophilized preparation by a conventional method, and can contain a stabilizer such as sucrose.
本発明の抗菌剤に含有される有効成分の量、即ち、抗菌活性を有する投与量は、予防または疾患の過程と状態に対して所望の治療効果を発揮するのに充分な量とすべきであり、患者に対する投与量は、処置すべき個々の患者の年齢、および感染症の程度等の条件によって変化するが、一般的には1日あたりの有効成分の投与量1mg〜10gが、1日に1〜4回予防または治療のために投与される。 The amount of the active ingredient contained in the antibacterial agent of the present invention, that is, the dose having antibacterial activity should be sufficient to exert the desired therapeutic effect on the prevention or disease process and condition. The dose to a patient varies depending on conditions such as the age of the individual patient to be treated and the degree of infection, but generally the dose of 1 mg to 10 g of active ingredient per day is 1 day. 1 to 4 times for prophylaxis or treatment.
本発明は、また、糖鎖末端の少なくとも1個のシアル酸が除去されているS−ニトロソ化α1−酸性糖タンパク質バリアントA体(以下シアル酸除去S−ニトロソ化AGP・A体ともいう。)またはその変異体に関する。 The present invention is also referred to as S-nitrosated α 1 -acid glycoprotein variant A form from which at least one sialic acid at the sugar chain end has been removed (hereinafter also referred to as sialic acid-removed S-nitrosated AGP · A form). ) Or a variant thereof.
シアル酸除去S−ニトロソ化AGP・A体またはその変異体とは、AGP・A体またはその変異体の糖鎖末端の少なくとも1個のシアル酸が除去され、かつ、少なくとも1つのシステイン残基のチオール基がS−ニトロソ化されているAGP・A体またはその変異体である。 A sialic acid-removed S-nitrosated AGP · A form or a variant thereof means that at least one sialic acid at the end of the sugar chain of AGP · A form or a variant thereof is removed and at least one cysteine residue It is an AGP • A isomer in which the thiol group is S-nitrosated or a variant thereof.
上述したように、AGP・A体は183個のアミノ酸残基と5本の糖鎖からなる分子量44100の血清タンパク質である。AGP・A体は、配列番号1で示されるアミノ酸配列を有する。 As described above, the AGP · A isomer is a serum protein having a molecular weight of 44,100 consisting of 183 amino acid residues and 5 sugar chains. The AGP • A body has the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1.
糖鎖末端の少なくとも1個のシアル酸が除去されているとは、AGP・A体またはその変異体の15位、38位、54位、75位、85位の各アスパラギン残基に付加されている糖鎖の末端のシアル酸が少なくとも1個除去されていることであり、好ましくは、5個以上、より好ましくは10個以上除去されており、さらに好ましくは糖鎖末端に存在するシアル酸の95%以上が除去されている。例えば、14個または15個のシアル酸が除去されている。 That at least one sialic acid at the end of the sugar chain has been removed means that it is added to each of the asparagine residues at positions 15, 38, 54, 75, and 85 of the AGP • A form or a variant thereof. At least one sialic acid at the end of the sugar chain is removed, preferably 5 or more, more preferably 10 or more are removed, and more preferably, the sialic acid present at the end of the sugar chain is removed. More than 95% is removed. For example, 14 or 15 sialic acids have been removed.
S−ニトロソ化されるとは、AGP・A体またはその変異体の少なくとも1個のシステイン残基のチオール基にS−ニトロソ基(−NO)が付加され−SNOにされることである。S−ニトロソ化は、シアル酸の除去前であっても、シアル酸の除去後であってもよい。好ましくは、149位のシステインのチオール基がS−ニトロソ化される。
S-nitrosation means that an S-nitroso group (—NO) is added to a thiol group of at least one cysteine residue of the AGP • A isomer or a variant thereof to make -SNO. S-nitrosation may be performed before or after removal of sialic acid. Preferably, the thiol group of cysteine at
AGP・A体の変異体とはアミノ酸残基が置換、欠失、挿入されたAGP・A体である。該アミノ酸残基の置換、欠失、挿入の位置、アミノ酸残基数などは、シアル酸除去S−ニトロソ化AGP・A体の変異体が、シアル酸除去S−ニトロソ化AGP・A体と同様の強い抗菌活性を有する限り、特に限定されるものではない。 The AGP / A mutant is an AGP / A mutant in which an amino acid residue is substituted, deleted, or inserted. As for the substitution, deletion, insertion position, number of amino acid residues, etc. of the amino acid residues, the sialic acid-removed S-nitrosated AGP • A mutant is the same as the sialic acid-removed S-nitrosated AGP • A As long as it has strong antibacterial activity, it is not particularly limited.
AGP・A体の取得方法、糖鎖末端のシアル酸の除去方法、S−ニトロソ化方法については、上述した方法と同様の方法を用いることができる。 The same method as described above can be used for the method for obtaining the AGP • A form, the method for removing sialic acid at the sugar chain end, and the method for S-nitrosation.
1つの実施形態では、シアル酸除去S−ニトロソ化AGP・A体またはその変異体は、S−ニトロソ化されたAGP・A体またはその変異体から、ノイラミニダーゼによってシアル酸が除去されて得られる。他の実施形態では、シアル酸除去S−ニトロソ化AGP・A体またはその変異体は、ノイラミニダーゼによって少なくとも1個のシアル酸が除去されているAGP・A体またはその変異体をS−ニトロソ化して得られる。AGP・A体1〜100mg、好ましくは20mgをノイラミニダーゼ0.05〜0.5単位、好ましくは0.2単位と混合し、37℃にて2〜48時間、好ましくは24時間反応させて得られるシアル酸除去S−ニトロソ化AGP・A体が好適である。 In one embodiment, the sialic acid-removed S-nitrosated AGP • A or a variant thereof is obtained by removing sialic acid from an S-nitrosated AGP • A or a variant thereof by neuraminidase. In another embodiment, the sialic acid-depleted S-nitrosated AGP • A or a variant thereof is obtained by S-nitrosating an AGP • A or a variant thereof from which at least one sialic acid has been removed by neuraminidase. can get. It is obtained by mixing 1 to 100 mg, preferably 20 mg of AGP · A isomer with neuraminidase 0.05 to 0.5 unit, preferably 0.2 unit, and reacting at 37 ° C. for 2 to 48 hours, preferably 24 hours. Sialic acid-removed S-nitrosated AGP · A is preferred.
本発明の好ましいシアル酸除去S−ニトロソ化AGP・A体は、149位のシステイン残基がS−ニトロソ化されたシアル酸除去S−ニトロソ化AGP・A体である。また、シアル酸が95%以上除去されているS−ニトロソ化アシアロAGF・A体である。さらに好ましいシアル酸除去S−ニトロソ化AGP・A体は、149位のシステイン残基がS−ニトロソ化されているS−ニトロソ化アシアロAGF・A体であり、その分子量は約40,000である。
A preferred sialic acid-removed S-nitrosated AGP · A form of the present invention is a sialic acid-removed S-nitrosated AGP * A form in which the cysteine residue at
本発明のシアル酸除去S−ニトロソ化AGP・A体またはその変異体は、強い抗菌作用を示す。本物質は、細菌内に一酸化窒素を効率的に輸送することができる。一酸化窒素輸送メカニズムには、シアル酸除去S−ニトロソ化AGP・A体から菌体表面のチオール基へのS−ニトロソ転移反応が関与すると考えられる。よって、本発明のシアル酸除去S−ニトロソ化AGP・A体は、種々の細菌に対して優れた抗菌性を有し、グラム陽性菌感染症、グラム陰性菌感染症など種々の細菌の感染症の治療薬として極めて有用である。 The sialic acid-removed S-nitrosated AGP • A body or a mutant thereof of the present invention exhibits a strong antibacterial action. This substance can efficiently transport nitric oxide into bacteria. It is considered that the nitric oxide transport mechanism involves an S-nitroso transfer reaction from a sialic acid-removed S-nitrosated AGP • A body to a thiol group on the cell surface. Therefore, the sialic acid-removed S-nitrosated AGP · A body of the present invention has excellent antibacterial properties against various bacteria, and various bacterial infectious diseases such as Gram-positive bacterial infections and Gram-negative bacterial infections. It is extremely useful as a therapeutic agent.
以下に、実施例に基づいて、本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
ヒト血清から分離精製したAGP分画は、一般財団法人 化学及血清療法研究所より恵与されたもの、あるいは購入したヒト血清由来のAGP(G9885、Sigma−Aldrich社)を使用した。AGPバリアントそれぞれの分離精製方法は、Herveらの方法に従って行った。すなわち、iminodiacetate−Sepharose gel(18−8769−01、Chelating Sepharose Fast Flow,GEヘルスケアバイオサイエンス社)50mLをイオン交換水で洗浄後、0.2M CuCl2水溶液を流し、Cu2+イオンをキレートした。次に、0.1M酢酸ナトリウム緩衝液(pH3.8)を流すことにより過剰なCu2+イオンを除去した。その後、20mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)+0.5M NaClの移動相を流速0.4mL/分で流して安定化し、20mgのAGPを1mLの移動相に溶解したサンプルをカラムに添加した。添加後、約1.5時間に保持されずに溶出するF1*S体を分取した。次いで、イミダゾール(最終濃度20mM)を加えた移動相を流し、約5時間後に溶出されるA体を分取した。分取した各バリアントをイオン交換水にて透析後、凍結乾燥した。さらに、F1*S体およびA体の回収率より、AGPバリアント比を算出した。
(Example 1)
As the AGP fraction separated and purified from human serum, the one provided by General Chemistry and Serum Therapy Research Institute or purchased human serum-derived AGP (G9885, Sigma-Aldrich) was used. Separation and purification of each AGP variant was performed according to the method of Herve et al. That is, after washing 50 mL of iminodiacetate-Sepharose gel (18-8769-01, Chelating Sepharose Fast Flow, GE Healthcare Bioscience) with ion-exchanged water, 0.2 M CuCl 2 aqueous solution was flowed to chelate Cu 2+ ions. Next, excess Cu 2+ ions were removed by flowing 0.1 M sodium acetate buffer (pH 3.8). Thereafter, a mobile phase of 20 mM sodium phosphate buffer (pH 7.0) +0.5 M NaCl was stabilized by flowing at a flow rate of 0.4 mL / min, and a sample in which 20 mg of AGP was dissolved in 1 mL of mobile phase was added to the column. . After the addition, F1 * S body that eluted without being held for about 1.5 hours was collected. Next, a mobile phase to which imidazole (
得られたAGP・A体に3倍モル量の1,4−dithiothreitol(以下、DTT)(100mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.4)+5mM EDTA)を添加、混合し、AGP・A体中に存在する遊離型Cys残基のSH基の還元を行った。これをゲル濾過し、ろ液にその10倍量のS−ニトロソグルタチオン(GS−NO)(100mMリン酸カリウム緩衝液(pH8.0)+1mM DTPA)を添加、混合し、37℃にてS−ニトロソ化反応を行った。混合物をゲル濾過し、ろ液にS−ニトロソ化AGP・A体(以下、SNO−AGPという。)を得た(図1)。 A 3-fold molar amount of 1,4-dithiothreitol (hereinafter referred to as DTT) (100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.4) +5 mM EDTA) was added to and mixed with the obtained AGP · A body. Reduction of the SH group of the free Cys residue present was performed. This was subjected to gel filtration, and 10 times the amount of S-nitrosoglutathione (GS-NO) (100 mM potassium phosphate buffer (pH 8.0) +1 mM DTPA) was added to the filtrate, mixed, and S- Nitrosation reaction was performed. The mixture was subjected to gel filtration, and S-nitrosated AGP · A form (hereinafter referred to as SNO-AGP) was obtained in the filtrate (FIG. 1).
SNO−AGPのS−ニトロソ化部位をHPLC flow reactorシステムにより分析した。まず、血漿から精製したAGPバリアントF1*S体を上記と同様にS−ニトロソ化した。また、AGPバリアントA体の149位のシステインをNishiら(Nishi K, et al.,Drug Metab Pharmacokinet,25,200-207,2010)の方法によりアルギニンに変異させたC149Rを得た。得られたC149Rを上記と同様にS−ニトロソ化した。そして、それぞれのNO付加率の定量を、Akaikeら(T. Akaike, et al., J. Biochemistry, 122, 459-466, 1997)の方法により行った。すなわち、図2に示すHPLC flow reactorシステムにおいて、上記SNO−AGP、F1*S体およびC149RにHg2+を反応させて生成するNO2 −とGriess試薬との反応生成物であるアゾ色素を540nmで測定することにより、各種S−ニトロソ化タンパク質を分離・定量した。各タンパク質のNO付加率を表1に示す。表1の結果から、SNO−AGPの149位のシステインがS−ニトロソ化されていることが確認された。
The S-nitrosation site of SNO-AGP was analyzed by HPLC flow reactor system. First, AGP variant F1 * S body purified from plasma was S-nitrosated as described above. Further, C149R in which cysteine at
(実施例2)
実施例1で得られたAGP・A体20mgにノイラミニダーゼ0.2単位を添加、混合し、37℃にて24時間反応させ、糖鎖末端のシアル酸が95%以上除去されたアシアロAGP・A体を得た。得られたアシアロAGP・A体を実施例1に従いS−ニトロソ化してS−ニトロソ化アシアロAGP・A体(以下、SNO−asialo−AGPという。)を得た(図3)。得られたSNO−asialo−AGPは、95%以上のシアル酸が除去されており、分子量は約40,000であった。
(Example 2)
Asialo AGP · A in which 0.2 unit of neuraminidase was added to 20 mg of AGP · A obtained in Example 1, mixed and reacted at 37 ° C. for 24 hours to remove 95% or more of sialic acid at the sugar chain end. Got the body. The obtained asialo AGP · A form was S-nitrosated according to Example 1 to obtain an S-nitrosated asialo AGP · A form (hereinafter referred to as SNO-asialo-AGP) (FIG. 3). In the obtained SNO-asialo-AGP, 95% or more of sialic acid was removed, and the molecular weight was about 40,000.
(実施例3)
実施例1のゲル濾過で得られたSNO−AGP溶液を常法により凍結乾燥して、凍結乾燥製剤を得た。また、液状におけるSNO−AGPのpH7およびpH5での安定性を評価したところ、pH7では半減期13日であり、pH5では、半減期が24日であり、非常に安定であることが確認された。
Example 3
The SNO-AGP solution obtained by gel filtration in Example 1 was freeze-dried by a conventional method to obtain a freeze-dried preparation. Moreover, when the stability of SNO-AGP in liquid form at pH 7 and pH 5 was evaluated, it was confirmed that pH 7 had a half-life of 13 days and pH 5 had a half-life of 24 days, which was very stable. .
(実施例4)
実施例2で得られたSNO−asialo−AGP溶液を常法により凍結乾燥して凍結乾燥製剤を得た。
Example 4
The SNO-asialo-AGP solution obtained in Example 2 was freeze-dried by a conventional method to obtain a freeze-dried preparation.
(比較例1)
S−ニトロソ化ヒト血清アルブミン(以下、SNO−HSAという。)を特開2005−206577号公報に記載の方法によって得た。
(Comparative Example 1)
S-nitrosated human serum albumin (hereinafter referred to as SNO-HSA) was obtained by the method described in JP-A-2005-206657.
(試験例1)
グラム陰性菌である、大腸菌(E. coli)、ネズミチフス菌(S. typhimurium LT2)、緑膿菌(P. aeruginosa)、およびグラム陽性菌である、枯草菌(B. subtilis)、化膿性溶血性連鎖球菌(S. pyogenes)を用いて、SNO−AGPの抗菌活性を調べた。
(Test Example 1)
Gram-negative bacteria, E. coli, S. typhimurium LT2, P. aeruginosa, and Gram-positive bacteria, B. subtilis, pyogenic hemolytic The antibacterial activity of SNO-AGP was examined using S. pyogenes.
各菌株を、20重量%のグルコースを添加した M9培地(Na2HPO4 64g、KH2PO4 15g、NaCl 2.5g、NH4Cl 5g/L)で、1晩培養し、M9で3回洗浄し、M9培地中で、菌数をOD630=0.05±0.01に調整した。この培地に実施例1で得られたSNO−AGP、比較例で得られたSNO−HSA、コントロールとしてリン酸緩衝液(PBS)を添加し、37℃にて9時間静置後、OD630を測定した。この値をコントロール群と比較することで増殖率を算出した。 Each strain was cultured overnight in M9 medium (64 g Na 2 HPO 4 , 15 g KH 2 PO 4 , NaCl 2.5 g, NH 4 Cl 5 g / L) supplemented with 20 wt% glucose and three times with M9. After washing, the number of bacteria was adjusted to OD 630 = 0.05 ± 0.01 in M9 medium. To this medium, SNO-AGP obtained in Example 1, SNO-HSA obtained in Comparative Example, and phosphate buffer (PBS) as a control were added and allowed to stand at 37 ° C. for 9 hours, and then OD 630 was added. It was measured. The growth rate was calculated by comparing this value with the control group.
SNO−AGPとSNO−HSAの大腸菌に対する増殖阻害率を図4に示す。また、種々の細菌に対する50%阻害活性濃度(IC50)を表2および図5に示す。図5より明らかなようにSNO−AGPは極めて低濃度で菌の増殖を阻害した。SNO−AGPの抗菌活性は既知のS−ニトロソ化タンパク質の中では最も強力であった。 The growth inhibition rate of SNO-AGP and SNO-HSA for E. coli is shown in FIG. Further, 50% inhibitory activity concentration (IC 50 ) against various bacteria is shown in Table 2 and FIG. As is clear from FIG. 5, SNO-AGP inhibited the growth of bacteria at an extremely low concentration. The antibacterial activity of SNO-AGP was the strongest among the known S-nitrosated proteins.
(試験例2)
SNO−AGPに代えて実施例2で得られたSNO−asialo−AGPを用いた以外は試験例1と同様に試験した。結果を図6に示す。50%阻害活性濃度(IC50)はSNO−AGPで65nMであり、SNO−asialo−AGPで800pMであった。SNO−asialo−AGPはSNO−AGPの80倍の抗菌活性を有し、さらに極めて低い濃度で菌の増殖を阻害し、非常に高い抗菌活性を有することが明らかとなった。
(Test Example 2)
The test was conducted in the same manner as in Test Example 1 except that SNO-asialo-AGP obtained in Example 2 was used instead of SNO-AGP. The results are shown in FIG. The 50% inhibitory activity concentration (IC 50 ) was 65 nM with SNO-AGP and 800 pM with SNO-asialo-AGP. It was revealed that SNO-asialo-AGP has an
(試験例3)
SNO−AGP、SNO−asialo−AGPおよびSNO−HSAから細菌内へのNO輸送効率について検討した。
(Test Example 3)
The NO transport efficiency from SNO-AGP, SNO-asialo-AGP and SNO-HSA into bacteria was examined.
大腸菌培養液にSNO−AGP、SNO−asialo−AGP、SNO−HSAを各々添加し、37℃にて7時間大腸菌を培養した。細胞内NO検出プローブであるDiaminofluorescein−FM diacetate(DAF−FM DA)を添加してさらに1時間培養した後、励起波長:485nm、測定波長:535nmで大腸菌体内のNO量の指標となる蛍光を測定した。結果を図7および図8に示す。SNO−AGP、SNO−asialo−AGPおよびSNO−HSAの抗菌活性は、細菌内へのNO輸送能に依存していた。 SNO-AGP, SNO-asialo-AGP, and SNO-HSA were added to the E. coli culture solution, and E. coli was cultured at 37 ° C. for 7 hours. After addition of intracellular fluorescein-FM diacetate (DAF-FM DA), which is an intracellular NO detection probe, the cells are further cultured for 1 hour, and then fluorescence that is an indicator of NO in the E. coli body is measured at excitation wavelength: 485 nm and measurement wavelength: 535 nm. did. The results are shown in FIG. 7 and FIG. The antibacterial activity of SNO-AGP, SNO-asialo-AGP and SNO-HSA was dependent on the ability to transport NO into bacteria.
(試験例4)
SNO−AGPから細菌へのNO輸送機構について検討した。大腸菌の菌体表面チオール基をN−エチルマレイミド(NEM)で修飾して、菌体内へのNOの取込み量に変化が生じるかを検討した。方法を図9に示す。結果を図10に示す。図10から明らかなように、NEMで菌体表面のチオール基が修飾された大腸菌ではNOの菌体内輸送が阻害された。よって、SNO−AGPのNO輸送機構には、SNO−AGPから菌体表面のチオール基へのS−ニトロソ転移反応が関与することがわかった。
(Test Example 4)
The mechanism of NO transport from SNO-AGP to bacteria was examined. The thiol group on the cell surface of Escherichia coli was modified with N-ethylmaleimide (NEM) to examine whether a change in the amount of NO taken into the cell occurred. The method is shown in FIG. The results are shown in FIG. As is clear from FIG. 10, the intracellular transport of NO was inhibited in E. coli in which the thiol group on the cell surface was modified with NEM. Therefore, it was found that the S-nitroso transfer reaction from SNO-AGP to the thiol group on the cell surface is involved in the NO transport mechanism of SNO-AGP.
本発明の抗菌剤および本発明のシアル酸が除去されているS−ニトロソ化AGP・A体またはその変異体は、抗菌活性が非常に高く、抗菌スペクトルも広いことより、種々の感染症の治療薬として医療分野に貢献できる。 The antibacterial agent of the present invention and the S-nitrosated AGP A-form from which the sialic acid of the present invention has been removed or a variant thereof has a very high antibacterial activity and has a wide antibacterial spectrum, thereby treating various infectious diseases. It can contribute to the medical field as a medicine.
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