RU2303264C2 - Method for identifying epitopes of t-cells and its using in preparing molecules of reduced immunogenicity - Google Patents
Method for identifying epitopes of t-cells and its using in preparing molecules of reduced immunogenicity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303264C2 RU2303264C2 RU2003127388/15A RU2003127388A RU2303264C2 RU 2303264 C2 RU2303264 C2 RU 2303264C2 RU 2003127388/15 A RU2003127388/15 A RU 2003127388/15A RU 2003127388 A RU2003127388 A RU 2003127388A RU 2303264 C2 RU2303264 C2 RU 2303264C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amino acid
- protein
- binding
- peptide
- sequence
- Prior art date
Links
- 210000001744 T-lymphocyte Anatomy 0.000 title claims abstract description 152
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 117
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 230000005847 immunogenicity Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 159
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 151
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 189
- 230000027455 binding Effects 0.000 claims description 144
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 claims description 96
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 89
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims description 75
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 claims description 67
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims description 66
- 102000043131 MHC class II family Human genes 0.000 claims description 54
- 108091054438 MHC class II family Proteins 0.000 claims description 54
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 46
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 31
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims description 30
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims description 26
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 21
- 108010027412 Histocompatibility Antigens Class II Proteins 0.000 claims description 19
- 102000018713 Histocompatibility Antigens Class II Human genes 0.000 claims description 19
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 18
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 18
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 16
- 101800004937 Protein C Proteins 0.000 claims description 14
- 101800001700 Saposin-D Proteins 0.000 claims description 14
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 claims description 14
- 229960000856 protein c Drugs 0.000 claims description 14
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 claims description 10
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 claims description 10
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 10
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 claims description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 10
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 9
- 239000000427 antigen Substances 0.000 claims description 7
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 claims description 7
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 claims description 7
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 claims description 7
- 108010039491 Ricin Proteins 0.000 claims description 6
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 claims description 6
- 108020001507 fusion proteins Proteins 0.000 claims description 6
- 102000037865 fusion proteins Human genes 0.000 claims description 6
- 229960004641 rituximab Drugs 0.000 claims description 6
- 102100031615 Ciliary neurotrophic factor receptor subunit alpha Human genes 0.000 claims description 5
- 102000003839 Human Proteins Human genes 0.000 claims description 5
- 108090000144 Human Proteins Proteins 0.000 claims description 5
- 108020004511 Recombinant DNA Proteins 0.000 claims description 5
- 108090000787 Subtilisin Proteins 0.000 claims description 5
- -1 acrp30 Proteins 0.000 claims description 5
- 238000003556 assay Methods 0.000 claims description 5
- 108010028773 Complement C5 Proteins 0.000 claims description 4
- 101000993348 Homo sapiens Ciliary neurotrophic factor receptor subunit alpha Proteins 0.000 claims description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 4
- 229960005267 tositumomab Drugs 0.000 claims description 4
- 108010008165 Etanercept Proteins 0.000 claims description 3
- 108010017213 Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor Proteins 0.000 claims description 3
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 claims description 3
- 239000005556 hormone Substances 0.000 claims description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 3
- 102000005666 Apolipoprotein A-I Human genes 0.000 claims description 2
- 108010059886 Apolipoprotein A-I Proteins 0.000 claims description 2
- 101710198884 GATA-type zinc finger protein 1 Proteins 0.000 claims description 2
- 102400000322 Glucagon-like peptide 1 Human genes 0.000 claims description 2
- DTHNMHAUYICORS-KTKZVXAJSA-N Glucagon-like peptide 1 Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(N)=O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC=1C=CC=CC=1)NC(=O)[C@@H](NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](N)CC=1N=CNC=1)[C@@H](C)O)[C@@H](C)O)C(C)C)C1=CC=CC=C1 DTHNMHAUYICORS-KTKZVXAJSA-N 0.000 claims description 2
- 229940073621 enbrel Drugs 0.000 claims description 2
- 229940022353 herceptin Drugs 0.000 claims description 2
- 102000004457 Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor Human genes 0.000 claims 1
- 102400000827 Saposin-D Human genes 0.000 claims 1
- 230000002163 immunogen Effects 0.000 abstract description 17
- 230000028993 immune response Effects 0.000 abstract description 16
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 abstract description 11
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 3
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 144
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 97
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 78
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 36
- NFGXHKASABOEEW-UHFFFAOYSA-N 1-methylethyl 11-methoxy-3,7,11-trimethyl-2,4-dodecadienoate Chemical compound COC(C)(C)CCCC(C)CC=CC(C)=CC(=O)OC(C)C NFGXHKASABOEEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 29
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 29
- 230000006870 function Effects 0.000 description 28
- 238000000205 computational method Methods 0.000 description 24
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 21
- 102000003951 Erythropoietin Human genes 0.000 description 18
- 108090000394 Erythropoietin Proteins 0.000 description 18
- 229940105423 erythropoietin Drugs 0.000 description 18
- OXCMYAYHXIHQOA-UHFFFAOYSA-N potassium;[2-butyl-5-chloro-3-[[4-[2-(1,2,4-triaza-3-azanidacyclopenta-1,4-dien-5-yl)phenyl]phenyl]methyl]imidazol-4-yl]methanol Chemical compound [K+].CCCCC1=NC(Cl)=C(CO)N1CC1=CC=C(C=2C(=CC=CC=2)C2=N[N-]N=N2)C=C1 OXCMYAYHXIHQOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 18
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 16
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 16
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 16
- 108010017080 Granulocyte Colony-Stimulating Factor Proteins 0.000 description 15
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 15
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 15
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 15
- 102000004269 Granulocyte Colony-Stimulating Factor Human genes 0.000 description 14
- 102000017975 Protein C Human genes 0.000 description 13
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 210000004602 germ cell Anatomy 0.000 description 11
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 11
- 102000003972 Fibroblast growth factor 7 Human genes 0.000 description 10
- 108090000385 Fibroblast growth factor 7 Proteins 0.000 description 10
- AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N L-isoleucine Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 10
- 229960000310 isoleucine Drugs 0.000 description 10
- AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N isoleucine Natural products CCC(C)C(N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 9
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 9
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 9
- 210000003719 b-lymphocyte Anatomy 0.000 description 9
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 9
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 8
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 8
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 8
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 8
- 102000004219 Brain-derived neurotrophic factor Human genes 0.000 description 7
- 108090000715 Brain-derived neurotrophic factor Proteins 0.000 description 7
- 102000016267 Leptin Human genes 0.000 description 7
- 108010092277 Leptin Proteins 0.000 description 7
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 7
- NRYBAZVQPHGZNS-ZSOCWYAHSA-N leptin Chemical compound O=C([C@H](CO)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC(C)C)CCSC)N1CCC[C@H]1C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CS)C(O)=O NRYBAZVQPHGZNS-ZSOCWYAHSA-N 0.000 description 7
- 229940039781 leptin Drugs 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 7
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 6
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 6
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 6
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 6
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 6
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 6
- 238000000126 in silico method Methods 0.000 description 6
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 5
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 108010056079 Subtilisins Proteins 0.000 description 5
- 102000005158 Subtilisins Human genes 0.000 description 5
- AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N Threonine Natural products CC(O)C(N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004473 Threonine Substances 0.000 description 5
- 108060008682 Tumor Necrosis Factor Proteins 0.000 description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 5
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 5
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 238000010188 recombinant method Methods 0.000 description 5
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 description 5
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 5
- 102000003390 tumor necrosis factor Human genes 0.000 description 5
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 description 4
- 208000028564 B-cell non-Hodgkin lymphoma Diseases 0.000 description 4
- 108091022930 Glutamate decarboxylase Proteins 0.000 description 4
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Natural products NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 102000003864 Human Follicle Stimulating Hormone Human genes 0.000 description 4
- 108010082302 Human Follicle Stimulating Hormone Proteins 0.000 description 4
- 108010025020 Nerve Growth Factor Proteins 0.000 description 4
- 108010038807 Oligopeptides Proteins 0.000 description 4
- 102000015636 Oligopeptides Human genes 0.000 description 4
- 206010040047 Sepsis Diseases 0.000 description 4
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 4
- 108010002871 cardiotrophin-like cytokine Proteins 0.000 description 4
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 4
- 230000002281 colonystimulating effect Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 4
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 4
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 4
- 229940072221 immunoglobulins Drugs 0.000 description 4
- 102000035118 modified proteins Human genes 0.000 description 4
- 108091005573 modified proteins Proteins 0.000 description 4
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 206010039073 rheumatoid arthritis Diseases 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 4
- 208000023275 Autoimmune disease Diseases 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102100029391 Cardiotrophin-like cytokine factor 1 Human genes 0.000 description 3
- 102100038493 Cytokine receptor-like factor 1 Human genes 0.000 description 3
- 108010016626 Dipeptides Proteins 0.000 description 3
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 3
- 101000611183 Homo sapiens Tumor necrosis factor Proteins 0.000 description 3
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 3
- 241001325209 Nama Species 0.000 description 3
- 102000007072 Nerve Growth Factors Human genes 0.000 description 3
- 208000008589 Obesity Diseases 0.000 description 3
- 108090000829 Ribosome Inactivating Proteins Proteins 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000005557 antagonist Substances 0.000 description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 239000000833 heterodimer Substances 0.000 description 3
- 125000000487 histidyl group Chemical group [H]N([H])C(C(=O)O*)C([H])([H])C1=C([H])N([H])C([H])=N1 0.000 description 3
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 3
- 108020001756 ligand binding domains Proteins 0.000 description 3
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 3
- 239000003900 neurotrophic factor Substances 0.000 description 3
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 3
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 3
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 3
- 235000020824 obesity Nutrition 0.000 description 3
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 125000002987 valine group Chemical group [H]N([H])C([H])(C(*)=O)C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 102100022005 B-lymphocyte antigen CD20 Human genes 0.000 description 2
- 206010006895 Cachexia Diseases 0.000 description 2
- 101710107109 Cardiotrophin-like cytokine factor 1 Proteins 0.000 description 2
- YBSQGNFRWZKFMJ-UHFFFAOYSA-N Cerebroside B Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)C(=O)NC(C(O)C=CCCC=C(C)CCCCCCCCC)COC1OC(CO)C(O)C(O)C1O YBSQGNFRWZKFMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000018233 Fibroblast Growth Factor Human genes 0.000 description 2
- 108050007372 Fibroblast Growth Factor Proteins 0.000 description 2
- 208000015872 Gaucher disease Diseases 0.000 description 2
- 108010017544 Glucosylceramidase Proteins 0.000 description 2
- 102000004547 Glucosylceramidase Human genes 0.000 description 2
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100039620 Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor Human genes 0.000 description 2
- 101000897405 Homo sapiens B-lymphocyte antigen CD20 Proteins 0.000 description 2
- 101000987586 Homo sapiens Eosinophil peroxidase Proteins 0.000 description 2
- 101000920686 Homo sapiens Erythropoietin Proteins 0.000 description 2
- 101001060261 Homo sapiens Fibroblast growth factor 7 Proteins 0.000 description 2
- 108010021625 Immunoglobulin Fragments Proteins 0.000 description 2
- 102000008394 Immunoglobulin Fragments Human genes 0.000 description 2
- 102000014150 Interferons Human genes 0.000 description 2
- 108010050904 Interferons Proteins 0.000 description 2
- 102000000589 Interleukin-1 Human genes 0.000 description 2
- 108010002352 Interleukin-1 Proteins 0.000 description 2
- 108010002350 Interleukin-2 Proteins 0.000 description 2
- 102000000588 Interleukin-2 Human genes 0.000 description 2
- 102000010789 Interleukin-2 Receptors Human genes 0.000 description 2
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 2
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 2
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 2
- 108090000143 Mouse Proteins Proteins 0.000 description 2
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 2
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010029485 Protein Isoforms Proteins 0.000 description 2
- 102000001708 Protein Isoforms Human genes 0.000 description 2
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108090000190 Thrombin Proteins 0.000 description 2
- 206010052779 Transplant rejections Diseases 0.000 description 2
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100033732 Tumor necrosis factor receptor superfamily member 1A Human genes 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 210000001789 adipocyte Anatomy 0.000 description 2
- 208000007502 anemia Diseases 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 2
- 238000010322 bone marrow transplantation Methods 0.000 description 2
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000002884 conformational search Methods 0.000 description 2
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 2
- 210000002919 epithelial cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 229940126864 fibroblast growth factor Drugs 0.000 description 2
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 2
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 2
- 125000003630 glycyl group Chemical group [H]N([H])C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 2
- 210000003714 granulocyte Anatomy 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 102000044890 human EPO Human genes 0.000 description 2
- 102000057239 human FGF7 Human genes 0.000 description 2
- 102000057041 human TNF Human genes 0.000 description 2
- 239000000852 hydrogen donor Substances 0.000 description 2
- 238000002649 immunization Methods 0.000 description 2
- 229940127121 immunoconjugate Drugs 0.000 description 2
- 239000003018 immunosuppressive agent Substances 0.000 description 2
- 230000002637 immunotoxin Effects 0.000 description 2
- 229940051026 immunotoxin Drugs 0.000 description 2
- 239000002596 immunotoxin Substances 0.000 description 2
- 231100000608 immunotoxin Toxicity 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940079322 interferon Drugs 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 208000032839 leukemia Diseases 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 description 2
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000012900 molecular simulation Methods 0.000 description 2
- 210000003061 neural cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 2
- 231100000255 pathogenic effect Toxicity 0.000 description 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 2
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 description 2
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229940051022 radioimmunoconjugate Drugs 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 229960004072 thrombin Drugs 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N (2S)-2-Amino-3-hydroxypropansäure Chemical compound OC[C@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- HVCOBJNICQPDBP-UHFFFAOYSA-N 3-[3-[3,5-dihydroxy-6-methyl-4-(3,4,5-trihydroxy-6-methyloxan-2-yl)oxyoxan-2-yl]oxydecanoyloxy]decanoic acid;hydrate Chemical compound O.OC1C(OC(CC(=O)OC(CCCCCCC)CC(O)=O)CCCCCCC)OC(C)C(O)C1OC1C(O)C(O)C(O)C(C)O1 HVCOBJNICQPDBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000030090 Acute Disease Diseases 0.000 description 1
- 206010002199 Anaphylactic shock Diseases 0.000 description 1
- 108010002913 Asialoglycoproteins Proteins 0.000 description 1
- DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N Asparagine Natural products OC(=O)C(N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000037914 B-cell disorder Diseases 0.000 description 1
- 102000004506 Blood Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010017384 Blood Proteins Proteins 0.000 description 1
- YDNKGFDKKRUKPY-JHOUSYSJSA-N C16 ceramide Natural products CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)N[C@@H](CO)[C@H](O)C=CCCCCCCCCCCCCC YDNKGFDKKRUKPY-JHOUSYSJSA-N 0.000 description 1
- 101001007681 Candida albicans (strain WO-1) Kexin Proteins 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 108090000489 Carboxy-Lyases Proteins 0.000 description 1
- 102000004031 Carboxy-Lyases Human genes 0.000 description 1
- 102000014914 Carrier Proteins Human genes 0.000 description 1
- 208000017667 Chronic Disease Diseases 0.000 description 1
- 108010000063 Ciliary Neurotrophic Factor Receptor Proteins 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- 102000016574 Complement C3-C5 Convertases Human genes 0.000 description 1
- 108010067641 Complement C3-C5 Convertases Proteins 0.000 description 1
- 102000000989 Complement System Proteins Human genes 0.000 description 1
- 101710112752 Cytotoxin Proteins 0.000 description 1
- 150000008574 D-amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 206010053172 Fatal outcomes Diseases 0.000 description 1
- 102000012673 Follicle Stimulating Hormone Human genes 0.000 description 1
- 108010079345 Follicle Stimulating Hormone Proteins 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 102000008214 Glutamate decarboxylase Human genes 0.000 description 1
- 229930186217 Glycolipid Natural products 0.000 description 1
- 102100029966 HLA class II histocompatibility antigen, DP alpha 1 chain Human genes 0.000 description 1
- 108010010378 HLA-DP Antigens Proteins 0.000 description 1
- 102000015789 HLA-DP Antigens Human genes 0.000 description 1
- 108010062347 HLA-DQ Antigens Proteins 0.000 description 1
- 102100031000 Hepatoma-derived growth factor Human genes 0.000 description 1
- 101000746367 Homo sapiens Granulocyte colony-stimulating factor Proteins 0.000 description 1
- 101000864089 Homo sapiens HLA class II histocompatibility antigen, DP alpha 1 chain Proteins 0.000 description 1
- 101000930802 Homo sapiens HLA class II histocompatibility antigen, DQ alpha 1 chain Proteins 0.000 description 1
- 101000968032 Homo sapiens HLA class II histocompatibility antigen, DR beta 3 chain Proteins 0.000 description 1
- 101001083798 Homo sapiens Hepatoma-derived growth factor Proteins 0.000 description 1
- 101001057504 Homo sapiens Interferon-stimulated gene 20 kDa protein Proteins 0.000 description 1
- 101001002657 Homo sapiens Interleukin-2 Proteins 0.000 description 1
- 101001055144 Homo sapiens Interleukin-2 receptor subunit alpha Proteins 0.000 description 1
- 101001042362 Homo sapiens Leukemia inhibitory factor receptor Proteins 0.000 description 1
- 101100495232 Homo sapiens MS4A1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100425757 Homo sapiens TNFRSF1B gene Proteins 0.000 description 1
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 1
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 1
- 102100026018 Interleukin-1 receptor antagonist protein Human genes 0.000 description 1
- 101710144554 Interleukin-1 receptor antagonist protein Proteins 0.000 description 1
- 108010038453 Interleukin-2 Receptors Proteins 0.000 description 1
- 102100026878 Interleukin-2 receptor subunit alpha Human genes 0.000 description 1
- 108090001005 Interleukin-6 Proteins 0.000 description 1
- 150000008575 L-amino acids Chemical class 0.000 description 1
- ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P L-argininium(2+) Chemical compound NC(=[NH2+])NCCC[C@H]([NH3+])C(O)=O ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P 0.000 description 1
- DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N L-asparagine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N L-lysine Chemical compound NCCCC[C@H](N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- 102100021747 Leukemia inhibitory factor receptor Human genes 0.000 description 1
- 206010025323 Lymphomas Diseases 0.000 description 1
- 208000015439 Lysosomal storage disease Diseases 0.000 description 1
- 108700018351 Major Histocompatibility Complex Proteins 0.000 description 1
- CRJGESKKUOMBCT-VQTJNVASSA-N N-acetylsphinganine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC[C@@H](O)[C@H](CO)NC(C)=O CRJGESKKUOMBCT-VQTJNVASSA-N 0.000 description 1
- 102000015336 Nerve Growth Factor Human genes 0.000 description 1
- 101100498071 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) cys-17 gene Proteins 0.000 description 1
- 208000015914 Non-Hodgkin lymphomas Diseases 0.000 description 1
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 201000005660 Protein C Deficiency Diseases 0.000 description 1
- 108010001267 Protein Subunits Proteins 0.000 description 1
- 102000002067 Protein Subunits Human genes 0.000 description 1
- 102100022419 RPA-interacting protein Human genes 0.000 description 1
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 description 1
- 208000001647 Renal Insufficiency Diseases 0.000 description 1
- 235000004443 Ricinus communis Nutrition 0.000 description 1
- 241000283984 Rodentia Species 0.000 description 1
- 108010022999 Serine Proteases Proteins 0.000 description 1
- 102000012479 Serine Proteases Human genes 0.000 description 1
- 230000006044 T cell activation Effects 0.000 description 1
- 108091008874 T cell receptors Proteins 0.000 description 1
- 230000005867 T cell response Effects 0.000 description 1
- 102000016266 T-Cell Antigen Receptors Human genes 0.000 description 1
- 206010043647 Thrombotic Stroke Diseases 0.000 description 1
- 102100023935 Transmembrane glycoprotein NMB Human genes 0.000 description 1
- 102100040247 Tumor necrosis factor Human genes 0.000 description 1
- 101710187743 Tumor necrosis factor receptor superfamily member 1A Proteins 0.000 description 1
- 101710187830 Tumor necrosis factor receptor superfamily member 1B Proteins 0.000 description 1
- 102100033733 Tumor necrosis factor receptor superfamily member 1B Human genes 0.000 description 1
- 206010067584 Type 1 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 241000251539 Vertebrata <Metazoa> Species 0.000 description 1
- 229930003448 Vitamin K Natural products 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000002015 acyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 108010060162 alglucerase Proteins 0.000 description 1
- 230000000172 allergic effect Effects 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 208000003455 anaphylaxis Diseases 0.000 description 1
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000005875 antibody response Effects 0.000 description 1
- 230000000890 antigenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 1
- 229960001230 asparagine Drugs 0.000 description 1
- 235000009582 asparagine Nutrition 0.000 description 1
- 229940009098 aspartate Drugs 0.000 description 1
- 208000010668 atopic eczema Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 108091008324 binding proteins Proteins 0.000 description 1
- 230000008827 biological function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 238000004820 blood count Methods 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 229940106189 ceramide Drugs 0.000 description 1
- ZVEQCJWYRWKARO-UHFFFAOYSA-N ceramide Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)C(=O)NC(CO)C(O)C=CCCC=C(C)CCCCCCCCC ZVEQCJWYRWKARO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 208000020832 chronic kidney disease Diseases 0.000 description 1
- 208000022831 chronic renal failure syndrome Diseases 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 1
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000024203 complement activation Effects 0.000 description 1
- 230000004154 complement system Effects 0.000 description 1
- 239000003636 conditioned culture medium Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 108010068908 cytokine-like factor-1 Proteins 0.000 description 1
- 231100000599 cytotoxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 239000002619 cytotoxin Substances 0.000 description 1
- 229960002806 daclizumab Drugs 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000000386 donor Substances 0.000 description 1
- 230000001516 effect on protein Effects 0.000 description 1
- 230000012202 endocytosis Effects 0.000 description 1
- 210000001163 endosome Anatomy 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 1
- 102000052116 epidermal growth factor receptor activity proteins Human genes 0.000 description 1
- 108700015053 epidermal growth factor receptor activity proteins Proteins 0.000 description 1
- 210000003013 erythroid precursor cell Anatomy 0.000 description 1
- 229960000403 etanercept Drugs 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000021149 fatty food Nutrition 0.000 description 1
- 230000001605 fetal effect Effects 0.000 description 1
- 229940028334 follicle stimulating hormone Drugs 0.000 description 1
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 150000008195 galaktosides Chemical class 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229930195712 glutamate Natural products 0.000 description 1
- 125000000404 glutamine group Chemical group N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)* 0.000 description 1
- 230000003394 haemopoietic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 210000002443 helper t lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000002489 hematologic effect Effects 0.000 description 1
- 210000003958 hematopoietic stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000002440 hepatic effect Effects 0.000 description 1
- 208000013746 hereditary thrombophilia due to congenital protein C deficiency Diseases 0.000 description 1
- 230000009097 homeostatic mechanism Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 description 1
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 1
- 230000008102 immune modulation Effects 0.000 description 1
- 230000008629 immune suppression Effects 0.000 description 1
- 230000037451 immune surveillance Effects 0.000 description 1
- 229960003444 immunosuppressant agent Drugs 0.000 description 1
- 229940125721 immunosuppressive agent Drugs 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- 208000000509 infertility Diseases 0.000 description 1
- 231100000535 infertility Toxicity 0.000 description 1
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 1
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 1
- 239000013002 intravenous (IV) drug Substances 0.000 description 1
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 1
- 210000002510 keratinocyte Anatomy 0.000 description 1
- 201000006370 kidney failure Diseases 0.000 description 1
- 125000001909 leucine group Chemical group [H]N(*)C(C(*)=O)C([H])([H])C(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 125000003588 lysine group Chemical group [H]N([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000003519 mature b lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 150000002741 methionine derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000001360 methionine group Chemical group N[C@@H](CCSC)C(=O)* 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 238000000329 molecular dynamics simulation Methods 0.000 description 1
- 230000004001 molecular interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000302 molecular modelling Methods 0.000 description 1
- DAZSWUUAFHBCGE-KRWDZBQOSA-N n-[(2s)-3-methyl-1-oxo-1-pyrrolidin-1-ylbutan-2-yl]-3-phenylpropanamide Chemical compound N([C@@H](C(C)C)C(=O)N1CCCC1)C(=O)CCC1=CC=CC=C1 DAZSWUUAFHBCGE-KRWDZBQOSA-N 0.000 description 1
- YOHYSYJDKVYCJI-UHFFFAOYSA-N n-[3-[[6-[3-(trifluoromethyl)anilino]pyrimidin-4-yl]amino]phenyl]cyclopropanecarboxamide Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(NC=2N=CN=C(NC=3C=C(NC(=O)C4CC4)C=CC=3)C=2)=C1 YOHYSYJDKVYCJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 208000015122 neurodegenerative disease Diseases 0.000 description 1
- 230000003961 neuronal insult Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 210000000440 neutrophil Anatomy 0.000 description 1
- VVGIYYKRAMHVLU-UHFFFAOYSA-N newbouldiamide Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)C(O)C(O)C(CO)NC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC VVGIYYKRAMHVLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 150000002482 oligosaccharides Polymers 0.000 description 1
- 238000011275 oncology therapy Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000008506 pathogenesis Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 210000005259 peripheral blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 description 1
- 230000004526 pharmaceutical effect Effects 0.000 description 1
- 238000001050 pharmacotherapy Methods 0.000 description 1
- SHUZOJHMOBOZST-UHFFFAOYSA-N phylloquinone Natural products CC(C)CCCCC(C)CCC(C)CCCC(=CCC1=C(C)C(=O)c2ccccc2C1=O)C SHUZOJHMOBOZST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000002826 placenta Anatomy 0.000 description 1
- 230000004983 pleiotropic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035935 pregnancy Effects 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 210000001948 pro-b lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000000770 proinflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009465 prokaryotic expression Effects 0.000 description 1
- 125000001500 prolyl group Chemical group [H]N1C([H])(C(=O)[*])C([H])([H])C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 230000000069 prophylactic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006916 protein interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011470 radical surgery Methods 0.000 description 1
- 230000020964 regulation of blood coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000002473 ribonucleic acid immunoprecipitation Methods 0.000 description 1
- 210000003705 ribosome Anatomy 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 125000003607 serino group Chemical group [H]N([H])[C@]([H])(C(=O)[*])C(O[H])([H])[H] 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 125000005629 sialic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 108091006024 signal transducing proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000034285 signal transducing proteins Human genes 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000002741 site-directed mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 229940126585 therapeutic drug Drugs 0.000 description 1
- 229940126622 therapeutic monoclonal antibody Drugs 0.000 description 1
- 230000000451 tissue damage Effects 0.000 description 1
- 231100000827 tissue damage Toxicity 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 108091007466 transmembrane glycoproteins Proteins 0.000 description 1
- 229940046728 tumor necrosis factor alpha inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 239000002451 tumor necrosis factor inhibitor Substances 0.000 description 1
- 108091052247 type I cytokine receptor family Proteins 0.000 description 1
- 102000042286 type I cytokine receptor family Human genes 0.000 description 1
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 description 1
- 208000019553 vascular disease Diseases 0.000 description 1
- 235000019168 vitamin K Nutrition 0.000 description 1
- 239000011712 vitamin K Substances 0.000 description 1
- 150000003721 vitamin K derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229940046010 vitamin k Drugs 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Область изобретения Field of Invention
Данное изобретение относится к новому подходу в идентификации эпитопов Т-клеток, которые вызывают иммунную реакцию в живом организме-хозяине, который включает расчет значений потенциальных эпитопов Т-клеток для связывающих сайтов молекул MHC класса II в пептиде, посредством автоматизированных методов. Кроме того, изобретение относится к способам получения биологических молекул, прежде всего белков и антител, которые вызывают иммунный ответ при введении в организм-хозяин, предпочтительно человека. С помощью этого способа могут быть получены молекулы, которые неиммунногенны или имеют сниженную иммунногенность, когда подвергаются иммунной системе определенного вида, и в сравнении с соответствующим немодифицированным объектом путем уменьшения или удаления потенциальных эпитопов Т-клеток в пределах последовательности указанных изначально иммуногенных молекул. Таким образом, изобретение относится также к новым биологическим молекулам, которые получены способом согласно изобретению.This invention relates to a new approach in identifying T-cell epitopes that elicit an immune response in a living host organism, which involves calculating potential T-cell epitopes for the binding sites of MHC class II molecules in a peptide using automated methods. In addition, the invention relates to methods for producing biological molecules, especially proteins and antibodies, which elicit an immune response when introduced into a host organism, preferably a human. Using this method, molecules that are non-immunogenic or have reduced immunogenicity when exposed to a particular type of immune system can be obtained, and compared with the corresponding unmodified object, by reducing or removing potential T-cell epitopes within the sequence of these initially immunogenic molecules. Thus, the invention also relates to new biological molecules, which are obtained by the method according to the invention.
Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Терапевтическое применение некоторых пептидов, полипептидов и белков ограничено из-за их иммуногенности у млекопитающих, особенно у людей. Например, при применении мышиных антител к пациентам, которые не имеют иммунодепресантов, большинство таких пациентов проявляют иммунные реакции на введенный инородный объект путем вырабатывания антимышиных антител (НАМА) человека (например, Schroff R.W. и др. (1985), Cancer Res. 45: 879-885; Shawler D.L. и др. (1985) J.Immunol. 135: 1530-1535). Существует два серьезных последствия. Во-первых, антимышиное антитело пациента может связать и уничтожить терапевтическое антитело или иммуноконъюгат до того, как у него появиться возможность связать, например, опухоль и проявить свою терапевтическую функцию. Во-вторых, у пациента может развиться аллергическая чувствительность к мышиному антителу и появиться риск анафилактического шока при любом введении мышиного иммуноглобулина в будущем.The therapeutic use of certain peptides, polypeptides and proteins is limited due to their immunogenicity in mammals, especially in humans. For example, when applying murine antibodies to patients who do not have immunosuppressants, most of these patients display immune responses to the introduced foreign object by producing human anti-mouse antibodies (NAMAs) (e.g. Schroff RW et al. (1985), Cancer Res. 45: 879 -885; Shawler DL et al. (1985) J. Immunol. 135: 1530-1535). There are two serious consequences. First, a patient’s anti-mouse antibody can bind and destroy a therapeutic antibody or immunoconjugate before it can bind, for example, a tumor and exert its therapeutic function. Secondly, the patient may develop allergic sensitivity to the mouse antibody and there may be a risk of anaphylactic shock with any administration of mouse immunoglobulin in the future.
Несколько способов было использовано для решения НАМА проблемы и, таким образом, создана возможность использования на людях терапевтических моноклональных антител (см., например, WO-A-8909622; ЕР-А-0239400; ЕР-А-0438310; WO-A-9106667). Эти подходы на основе рекомбинантной ДНК обычно ослабляют мышиную генетическую информацию в конечной конструкции антитела, усиливая тем самым генетическую информацию человека в полученной конструкции. Тем не менее, полученные "гуманизированные" антитела все же вызывают в ряде случаев иммунный ответ у пациентов (Issacs J.D. (1990) Sem.Jmmunol. 2:449, 456; Rebello, P.R. и др. (1999) Transplantation 68:1417-1420).Several methods were used to solve the NAMA problem and, thus, created the possibility of using human therapeutic monoclonal antibodies (see, for example, WO-A-8909622; EP-A-0239400; EP-A-0438310; WO-A-9106667 ) These recombinant DNA-based approaches typically attenuate mouse genetic information in the final antibody construct, thereby enhancing human genetic information in the resulting construct. Nevertheless, the obtained “humanized" antibodies nevertheless evoke in some cases an immune response in patients (Issacs JD (1990) Sem. Jmmunol. 2: 449, 456; Rebello, PR et al. (1999) Transplantation 68: 1417-1420 )
Общим аспектом в этих методологиях является введение в терапевтическое антитело, обычно по происхождению от грызунов, остатков аминокислот, даже значительных трактов последовательностей аминокислотных остатков, идентичных тем, которые присутствуют в белках антител человека. Для антител такой способ возможен благодаря относительно высокой степени структурного (и функционального) консерватизма среди молекул антител различных видов. Однако для потенциально терапевтических пептидов, полипептидов и белков, где не может существовать структурной гомологии в хозяйских видах (например, человека) для терапевтического белка, такие способы неприменимы. Кроме того, эти способы предполагают, что основное введение последовательности аминокислотного остатка человека будет делать ремоделированное антитело неиммуногенным. Известно, что определенные короткие пептидные последовательности ("эпитопы Т-клеток") могут высвобождаться во время разрушения пептидов, полипептидов или белков внутри клеток и, следовательно, принимать участие в презентации молекулами основного комплекса гистосовместимости (МНС) для того, чтобы инициировать активацию Т-клеток. Для пептидов, представленных МНС класса II, такая активация Т-клеток может затем вызывать, например, ответ антител путем прямой стимуляции В-клеток для получения таких антител. Соответственно было бы желательно устранить потенциальные эпитопы Т-клеток из пептида, полипептида или белка. Даже белки человеческого происхождения и те, которые имеют существующие у человека аминокислотные последовательности, могут индуцировать иммунный ответ у человека. Показательные примеры включают терапевтическое использование колониестимулирующего фактора гранулоцитов-макрофагов (Wadhwa М. и др. (1999) Clin. Cancer. Res. 5:1353-1361) и интерферон альфа 2 (Russo D. и др. (1996) Bri. J. Haem. 94:300-305; Stein R. и др. (1998) New Engl. J.Med. 318:1409-1413).A common aspect in these methodologies is the introduction into a therapeutic antibody, usually from rodents, amino acid residues, even significant pathways of amino acid residue sequences identical to those found in human antibody proteins. For antibodies, this method is possible due to the relatively high degree of structural (and functional) conservatism among antibody molecules of various types. However, for potentially therapeutic peptides, polypeptides, and proteins where structural homology in host species (eg, humans) cannot exist for a therapeutic protein, such methods are not applicable. In addition, these methods suggest that the main introduction of a human amino acid residue sequence will render the remodeled antibody non-immunogenic. It is known that certain short peptide sequences (“T cell epitopes”) can be released during the destruction of peptides, polypeptides or proteins within cells and, therefore, take part in the presentation by molecules of the main histocompatibility complex (MHC) in order to initiate T- activation cells. For peptides represented by MHC class II, such activation of T cells can then elicit, for example, an antibody response by directly stimulating B cells to produce such antibodies. Accordingly, it would be desirable to eliminate potential T cell epitopes from a peptide, polypeptide or protein. Even proteins of human origin and those that have human amino acid sequences can induce an immune response in humans. Illustrative examples include the therapeutic use of colony-stimulating macrophage granulocyte factor (Wadhwa M. et al. (1999) Clin. Cancer. Res. 5: 1353-1361) and interferon alfa-2 (Russo D. et al. (1996) Bri. J. Haem. 94: 300-305; Stein R. et al. (1998) New Engl. J. Med. 318: 1409-1413).
Устранение эпитопов Т-клеток из белка было раскрыто ранее (см., например, WO 98/52976, WO 00/34317). Основные способы, раскрытые в предыдущем уровне техники, включают следующие стадии:Elimination of T cell epitopes from a protein has been previously disclosed (see, for example, WO 98/52976, WO 00/34317). The main methods disclosed in the prior art include the following steps:
(a) Определение аминокислотной последовательности полипептида или его части.(a) Determination of the amino acid sequence of a polypeptide or part thereof.
(b) Идентификацию одного или более потенциальных эпитопов Т-клеток в пределах аминокислотной последовательности белка любым способом, включающим определение связывания пептидов с молекулами МНС при использовании способов in vitro или in silico или биологических анализов.(b) Identification of one or more potential T cell epitopes within the amino acid sequence of the protein by any method, including determining the binding of peptides to MHC molecules using in vitro or in silico methods or biological assays.
(c) Конструирование новых вариантов последовательности с одной или более аминокислотами в пределах идентифицированных потенциальных эпитопов Т-клеток, модифицированных таким образом для существенного уменьшения или устранения активности эпитопов Т-клеток, как определено путем связывания пептидов с молекулами МНС при использовании способов in vitro или in silico или биологическими анализами. Такие варианты последовательностей разрабатывают таким способом, чтобы избежать образования новых потенциальных эпитопов Т-клеток, путем изменения последовательностей до тех пор, пока такие новые потенциальные эпитопы Т-клеток, в свою очередь, не модифицируют таким способом для существенного снижения или устранения активности эпитопов Т-клеток.(c) Construction of new sequence variants with one or more amino acids within the identified potential T-cell epitopes, thus modified to substantially reduce or eliminate the activity of T-cell epitopes, as determined by binding of peptides to MHC molecules using in vitro or in silico or biological tests. Such sequence variants are designed in such a way as to avoid the formation of new potential T-cell epitopes by changing the sequences until such new potential T-cell epitopes, in turn, are modified in this way to significantly reduce or eliminate the activity of T- epitopes cells.
(d) конструирование таких вариантов последовательности с помощью техники рекомбинантных ДНК и тестирование указанных вариантов для того, чтобы идентифицировать один или более вариантов с желаемыми свойствами.(d) constructing such sequence variants using recombinant DNA techniques and testing said variants in order to identify one or more variants with desired properties.
Другие способы, использующие растворимые комплексы рекомбинантных молекул МНС в комбинации с синтетическими пептидами, которые способны к связыванию с клонами Т-клеток образцов периферической крови человека или экспериментальных животных, применяются в области техники (Kern F. и др. (1998) Nature Medicine 4: 975-978; Kwok, W.W. и др. (2001) TRENDS in Immunology 22: 583-588) и могут использоваться в стратегии идентификации эпитопа.Other methods using soluble complexes of recombinant MHC molecules in combination with synthetic peptides that are capable of binding T-cell clones to human peripheral blood samples or experimental animals are used in the art (Kern F. et al. (1998) Nature Medicine 4: 975-978; Kwok, WW et al. (2001) TRENDS in Immunology 22: 583-588) and can be used in an epitope identification strategy.
Потенциальные эпитопы Т-клеток обычно определяют как любую последовательность аминокислотных остатков, которая обладает способностью связываться с молекулами МНС класса II. Такие эпитопы Т-клеток можно измерять для установления МНС-связывания. Конечно, "эпитоп Т-клеток" означает эпитоп, который при связывании с молекулами МНС может узнаваться рецептором Т-клеток и который может, по крайней мере, в принципе вызывать активацию этих Т-клеток. Это, однако, обычно понимается как то, что определенные пептиды, которые являются такими, что связываются с молекулами МНС класса II, могут удерживаться в белковой последовательности, поскольку такие пептиды узнаются как "собственные" для организма, в который вводится конечный белок.Potential T-cell epitopes are usually defined as any sequence of amino acid residues that has the ability to bind to MHC class II molecules. Such T cell epitopes can be measured to establish MHC binding. Of course, “T-cell epitope” means an epitope which, when bound to MHC molecules, can be recognized by the T-cell receptor and which can, at least in principle, trigger the activation of these T-cells. This, however, is commonly understood as the fact that certain peptides that are such that bind to MHC class II molecules can be held in the protein sequence, since such peptides are recognized as "intrinsic" to the body into which the final protein is introduced.
Целью настоящего изобретения было побороть практическую реальность, что растворимые белки, введенные в аутологический организм-хозяин с терапевтической целью, могут инициировать иммунный ответ, приводящий к развитию хозяйских антител, которые связывают растворимый белок. Одним среди других примеров является интерферон альфа 2, к которому часть пациентов вырабатывает антитела несмотря на то что этот белок вырабатывается эндогенно [Russo D. и др. (1996) Bri. J. Haem. 94: 300-305; Stein R. и др. (1998) New Engl. J. Med. 318: 1409-1413].The aim of the present invention was to overcome the practical reality that soluble proteins introduced into the autologous host organism for therapeutic purposes can initiate an immune response leading to the development of host antibodies that bind the soluble protein. Among other examples is interferon alfa-2, to which some patients develop antibodies despite the fact that this protein is produced endogenously [Russo D. et al. (1996) Bri. J. Haem. 94: 300-305; Stein R. et al. (1998) New Engl. J. Med. 318: 1409-1413].
Молекулы МНС класса II представляют собой группу высокополиморфных белков, которые играют центральную роль в отборе хелперных Т-клеток и активации. Человеческая лейкоцитарная антигенная группа DR (HLA-DR) представляет собой преобладающий изотип этой группы белков и является базисной точкой данного изобретения. Однако изотипы HLA-DQ и HLA-DP выполняют сходные функции, таким образом, данное изобретение равно применимо к этим двум изотипам. Молекулы МНС класса II DR понимаются как гомодимеры, в которых каждая "половина" является гетеродимером, состоящим из α и β цепей. Каждый гетеродимер обладает лиганд-связывающим доменом, который связывается с пептидами и имеет длину, варьирующую от 9 до 20 аминокислот, несмотря на то что связывающий желобок может включать максимум 9-11 аминокислот. Лиганд-связывающий домен включает аминокислоты с 1 по 85 α цепи, и аминокислоты с 1 по 94 β цепи. DQ-молекулы, как было показано недавно, имеют гомологичную структуру и DP семейство белков, как ожидается, также является очень подобным. У человека известно около 70 различных аллотипов DR изотипа, для DQ известно 30 различных аллотипов, а для DP - 47 различных аллотипов. Каждая особь несет от двух до четырех аллелей DR, два аллеля DQ и два DP аллеля. Структура ряда DR молекул изучена, и эти структуры указывают на связывающий желобок пептида с открытой концевой структурой с рядом гидрофобных карманов, которые вовлекают гидрофобные остатки (остатки кармана) пептида (Brown и др. Nature (1993) 364: 33, Stern и др. (1994) Nature 368: 215). Полиморфизм, идентифицирующий различные аллотипы класса II молекул, вносит свой вклад в широкое разнообразие различных связывающих поверхностей для пептидов в пределах связывающего желобка пептида и на популяционном уровне обеспечивает максимальную гибкость в отношении способности узнавать чужеродные белки и вызывать иммунный ответ к патогенным организмам.MHC class II molecules are a group of highly polymorphic proteins that play a central role in the selection of helper T cells and activation. The human leukocyte antigenic group DR (HLA-DR) is the predominant isotype of this group of proteins and is the basis of this invention. However, the HLA-DQ and HLA-DP isotypes perform similar functions, thus the invention is equally applicable to these two isotypes. MHC molecules of class II DR are understood as homodimers in which each "half" is a heterodimer consisting of α and β chains. Each heterodimer has a ligand-binding domain that binds to peptides and has a length ranging from 9 to 20 amino acids, despite the fact that the binding groove may include a maximum of 9-11 amino acids. The ligand-binding domain includes amino acids 1 to 85 of the α chain, and amino acids 1 to 94 of the β chain. DQ molecules have recently been shown to have a homologous structure and the DP protein family is also expected to be very similar. About 70 different allotypes of DR isotype are known in humans, 30 different allotypes are known for DQ, and 47 different allotypes for DP. Each individual carries from two to four DR alleles, two DQ alleles and two DP alleles. The structure of a number of DR molecules has been studied, and these structures indicate a binding groove of the peptide with an open end structure with a series of hydrophobic pockets that involve hydrophobic residues (pocket residues) of the peptide (Brown et al. Nature (1993) 364: 33, Stern et al. ( 1994) Nature 368: 215). Polymorphism that identifies various class II allotypes of molecules contributes to a wide variety of different peptide binding surfaces within the peptide binding groove and at the population level provides maximum flexibility regarding the ability to recognize foreign proteins and elicit an immune response to pathogenic organisms.
Существует значительный полиморфизм в пределах лиганд-связывающего домена с четкими "семействами" в пределах различных географических популяций и этнических групп. Этот полиморфизм влияет на характеристики связывания пептид-связывающего домена, и таким образом, различные "семейства" DR молекул будут иметь специфичность для пептидов с различными свойствами последовательности, несмотря на то что они могут в некоторой степени перекрываться. Эта специфичность определяет узнавание Th-клеточных эпитопов (класс II Т-клеточного ответа), которые в конечном счете ответственны за стимулирование выработки антител к В-клеточным эпитопам, которые присутствуют в том же белке, из которого происходит Th-клеточный эпитоп. Таким образом, иммунный ответ на белок в индивидуальном человеческом организме в значительной степени находится под влиянием узнавания Т-клеточного эпитопа, что является функцией пептид-связывающей специфичности такого индивидуального HLA-DR аллотипа. Таким образом, для того чтобы идентифицировать Т-клеточные эпитопы в пределах белка или пептида в контексте глобальной популяции, желательно рассматривать связывающие свойства такого широкого набора HLA-DR аллотипов, насколько это возможно, покрывая таким образом настолько высокий процент мировой популяции, насколько это возможно.There is significant polymorphism within the ligand-binding domain with distinct “families” within different geographical populations and ethnic groups. This polymorphism affects the binding characteristics of the peptide binding domain, and thus, different “families” of DR molecules will have specificity for peptides with different sequence properties, although they may overlap to some extent. This specificity determines the recognition of Th-cell epitopes (class II T-cell response), which are ultimately responsible for stimulating the production of antibodies to B-cell epitopes that are present in the same protein from which the Th-cell epitope originates. Thus, the immune response to a protein in an individual human body is largely influenced by the recognition of the T-cell epitope, which is a function of the peptide-binding specificity of such an individual HLA-DR allotype. Thus, in order to identify T-cell epitopes within a protein or peptide in the context of a global population, it is desirable to consider the binding properties of as wide a set of HLA-DR allotypes as possible, thus covering as high a percentage of the world population as possible.
Иммунный ответ на терапевтический белок, такой, как белок в соответствии с изобретением, проходит via путь презентации пептида МНС класса II. Таким образом, для того, чтобы устранить или снизить иммуногенность, желательно идентифицировать и удалять эпитопы Т-клеток из белка.The immune response to a therapeutic protein, such as the protein of the invention, goes through the presentation path of the MHC class II peptide. Thus, in order to eliminate or reduce immunogenicity, it is desirable to identify and remove T cell epitopes from the protein.
Немодифицированные биологические молекулы могут быть получены рекомбинантным методом, который per se является хорошо известным в уровне техники, используя некоторое количество различных типов хозяйских клеток.Unmodified biological molecules can be obtained by the recombinant method, which per se is well known in the art using a number of different types of host cells.
Однако существует потребность в аналогах указанных биологических молекул с улучшенными свойствами. Желательные усовершенствования включают альтернативные схемы и модальности для экспрессии и очистки указанного терапевтического средства, а также в особенности улучшения биологических свойств белка. Существует особая потребность в улучшении in vivo характеристик при назначении человеку. В этой связи особенно желательно обеспечить выбранные биологические молекулы уменьшенным или отсутствующим потенциалом индукции иммунного ответа в человеческом организме. Ожидается, что такие белки будут показывать повышенное время циркуляции в организме человека и будут особенно полезны в лечении хронических или повторяющихся проявлений болезни, таких как в случае некоторых показаний для указанной биологической молекулы.However, there is a need for analogues of these biological molecules with improved properties. Desirable improvements include alternative regimens and modalities for the expression and purification of the indicated therapeutic agent, as well as in particular the improvement of the biological properties of the protein. There is a particular need to improve in vivo performance when administered to humans. In this regard, it is especially desirable to provide selected biological molecules with a reduced or absent potential for inducing an immune response in the human body. It is expected that such proteins will show increased circulation time in the human body and will be particularly useful in the treatment of chronic or recurring manifestations of the disease, such as in the case of some indications for the specified biological molecule.
Краткое изложение и описание изобретения.SUMMARY AND DESCRIPTION OF THE INVENTION
Настоящее изобретение поэтому касается двух основных аспектов, таких как:The present invention therefore relates to two main aspects, such as:
(a) удобный и эффективный вычислительный метод для идентификации и расчета эпитопов Т-клеток для универсально различных количеств молекул МНС класса II и, основываясь на этих знаниях, для разработки и конструирования новых вариантов последовательностей биологических молекул с улучшенными свойствами, и(a) a convenient and efficient computational method for identifying and calculating T-cell epitopes for universally different numbers of MHC class II molecules and, based on this knowledge, for developing and constructing new variants of sequences of biological molecules with improved properties, and
(b) новые биологически активные молекулы для применения особенно к людям и, в частности, для терапевтического применения; указанные биологические молекулы являются согласно данному изобретению иммуногенно модифицированными полипептидами, белками и иммуноглобулинами (антителами), полученными согласно способу данного изобретения, в соответствии с чем модификация приводит к уменьшенной склонности биологической молекулы вызывать иммунный ответ при введении человеку.(b) new biologically active molecules for use especially in humans and, in particular, for therapeutic use; these biological molecules according to this invention are immunogenically modified polypeptides, proteins and immunoglobulins (antibodies) obtained according to the method of this invention, whereby the modification leads to a reduced tendency of the biological molecule to elicit an immune response when administered to humans.
В частности, изобретение относится к модификации нескольких в основном известных белков и антител с высоким терапевтическим преимуществом человеческого или нечеловеческого происхождения, полученных методом согласно данному изобретению, что приводит к получению белков, которые являются существенно неиммуногенными или менее иммуногенными, чем любой их немодифицированный эквивалент при использовании in vivo. Ожидается, что молекулы, модифицированные согласно новому методу настоящего изобретения, будут показывать повышенное время циркуляции в организме человека и будут особенно полезны в лечении хронических или повторяющихся проявлений болезни, таких как в случае некоторых показаний. Настоящее изобретение обеспечивает как специфическое воплощение и для демонстрации эффективности метода согласно изобретению, модифицированные формы указанных молекул, которые, как ожидается, покажут улучшенные свойства in vivo. Эти молекулы с модифицированной иммуногенностью, то есть со сниженным иммуногенным потенциалом могут использоваться в фармацевтических композициях. Такие модифицированные молекулы в этом описании названы "иммуногенно" модифицированными.In particular, the invention relates to the modification of several generally known proteins and antibodies with a high therapeutic advantage of human or non-human origin, obtained by the method according to this invention, which leads to the production of proteins that are substantially non-immunogenic or less immunogenic than any of their unmodified equivalent when used in vivo. Molecules modified according to the new method of the present invention are expected to exhibit an increased circulation time in the human body and will be particularly useful in treating chronic or recurring manifestations of the disease, such as in the case of some indications. The present invention provides, both in a specific embodiment and for demonstrating the effectiveness of the method of the invention, modified forms of said molecules which are expected to exhibit improved in vivo properties. These molecules with modified immunogenicity, that is, with reduced immunogenic potential, can be used in pharmaceutical compositions. Such modified molecules in this description are called "immunogenically" modified.
Способ идентификации эпитопов Т-клеток частично посредством вычислительных средств может использоваться для вычисления теоретических значений эпитопов Т-клеток и, таким образом, идентификации потенциальных связывающих пептидов молекулы МНС класса II в пределах белка; где связывающий сайт включает последовательность аминокислотных сайтов в пределах белка. Идентифицированные пептиды после того могут быть модифицированы без существенного снижения и, возможно, увеличения, терапевтическая ценности белка. Этот вычислительный метод включает выбор области белка, имеющей известную последовательность аминокислотного остатка, последовательно пробуя перекрывающиеся сегменты аминокислотных остатков (окон) предварительно определенной постоянной длины и состоящие из, по крайней мере, трех аминокислотных остатков из выбранной области, вычисляя показатель связывания молекулы МНС класса II для каждого выбранного сегмента и идентифицируя, по крайней мере, один из выбранных сегментов, подходящих для модификации, что основано на рассчитанном показателе связывания молекулы МНС класса II для этого сегмента. Полный показатель связывания молекулы МНС класса II для пептида затем может быть изменен, существенно не уменьшая терапевтическую ценность белка.A method for identifying T-cell epitopes in part by computational means can be used to calculate theoretical values of T-cell epitopes and, thus, to identify potential binding peptides of a MHC class II molecule within a protein; where the binding site includes a sequence of amino acid sites within the protein. The identified peptides can then be modified without a significant decrease and, possibly, an increase in the therapeutic value of the protein. This computational method involves selecting a region of a protein having a known sequence of amino acid residue by sequentially testing overlapping segments of amino acid residues (windows) of a predetermined constant length and consisting of at least three amino acid residues from a selected region, calculating the binding coefficient of the MHC class II molecule for each selected segment and identifying at least one of the selected segments suitable for modification based on the calculated display MHC molecules bind the body of class II for this segment. The total binding rate of the MHC class II molecule for the peptide can then be changed without significantly reducing the therapeutic value of the protein.
Показатель связывания молекулы МНС класса II для выбранного сегмента аминокислотного остатка в одном аспекте данного изобретения рассчитывают, суммируя определенные значения для каждого гидрофобного аминокислотного остатка боковой цепи, присутствующего в выбранном сегменте аминокислотного остатка пептида. Чтобы произвести графический обзор, значение этой суммы затем может быть приписано отдельному аминокислотному остатку в приблизительно средней точке сегмента. Эту процедуру повторяют для каждого из перекрывающихся сегментов (окон) в интересующей области или областях пептида. Определенное значение для каждой присутствующей ароматической боковой цепи равняется приблизительно половине определенного значения для каждого гидрофобного аминокислотного остатка боковой цепи. Гидрофобными аминокислотными остатками боковой цепи являются те, которые присутствуют в валине, лейцине, изолейцине и метионине. Ароматическими боковыми цепями являются те, которые присутствуют в фенилаланине, тирозине и триптофане. Предпочтительное определенное значение для ароматической боковой цепи равно приблизительно 1 и для гидрофобного аминокислотного остатка боковой цепи равно приблизительно 2. Однако могут использоваться другие значения.The binding rate of a MHC class II molecule for a selected segment of an amino acid residue in one aspect of the present invention is calculated by summing certain values for each hydrophobic amino acid residue of a side chain present in a selected segment of the amino acid residue of a peptide. To produce a graphical overview, the value of this sum can then be assigned to a single amino acid residue at approximately the midpoint of the segment. This procedure is repeated for each of the overlapping segments (windows) in the region of interest or regions of the peptide. The determined value for each aromatic side chain present is approximately half the determined value for each hydrophobic amino acid residue of the side chain. The hydrophobic amino acid residues of the side chain are those that are present in valine, leucine, isoleucine and methionine. Aromatic side chains are those that are present in phenylalanine, tyrosine and tryptophan. The preferred specific value for the aromatic side chain is approximately 1 and for the hydrophobic amino acid residue of the side chain is approximately 2. However, other values may be used.
Таким образом, в первом аспекте изобретение обеспечивает вычислительный способ, подходящий для идентификации одного или более потенциальных эпитопов Т-клеток пептидов в пределах последовательности аминокислоты биологической молекулы стадиями, включающими определение связывания указанных пептидов с МНС молекулами, используя in vitro или in silico способы или биологические анализы, указанный способ включает следующие стадии:Thus, in a first aspect, the invention provides a computational method suitable for identifying one or more potential T cell epitopes of peptides within an amino acid sequence of a biological molecule by steps involving determining the binding of said peptides to MHC molecules using in vitro or in silico methods or biological assays , the specified method includes the following stages:
(а) выбор участка пептида, который имеет известную последовательность аминокислотных остатков;(a) selecting a portion of the peptide that has a known sequence of amino acid residues;
(b) последовательный отбор перекрывающихся сегментов аминокислотных остатков с предварительно определенным одинаковым размером и состоящих, по крайней мере, из трех аминокислотных остатков выбранного участка;(b) sequential selection of overlapping segments of amino acid residues with a predetermined equal size and consisting of at least three amino acid residues of the selected site;
(c) подсчет показателя связывания молекулы МНС класса II для каждого указанного выбранного сегмента путем суммирования определенных значений для каждого гидрофобного аминокислотного остатка боковой цепи, который присутствует в каждом выбранном сегменте аминокислотного остатка; и(c) calculating the binding index of the MHC class II molecule for each indicated selected segment by summing certain values for each hydrophobic amino acid residue of the side chain that is present in each selected segment of the amino acid residue; and
(d) идентификация, по крайней мере, одного из указанных сегментов, подходящих для модификации, основываясь на подсчитанном показателе связывания молекулы МНС класса II этого сегмента, для изменения общего показателя связывания МНС класса II для пептида без существенного уменьшения терапевтической полезности пептида.(d) identifying at least one of these segments suitable for modification based on the calculated binding rate of the MHC class II molecule of this segment to change the overall binding rate of MHC class II for the peptide without significantly reducing the therapeutic usefulness of the peptide.
В специфическом воплощении изобретение касается способа, в котором стадию (с) выполняют при использовании функции подсчета Вöhm, модифицированной для включения 12-6 составляющей отталкивания энергии комплекса лиганд-белок Ван дер Ваальса и составляющей конформационной энергии лиганда путем:In a specific embodiment, the invention relates to a method in which step (c) is performed using a Bohm counting function modified to include a 12-6 ligand-van der Waals ligand-protein complex repulsive energy component and a ligand conformational energy component by:
(1) обеспечения первой базы данных моделей молекулы МНС класса II;(1) providing a first database of MHC class II molecule models;
(2) обеспечения второй базы данных возможного пептидного скелета для указанных моделей молекул МНС класса II;(2) providing a second database of a possible peptide skeleton for these models of MHC class II molecules;
(3) отбора модели из указанной первой базы данных;(3) selecting a model from said first database;
(4) отбора возможного пептидного скелета из второй базы данных;(4) selecting a possible peptide skeleton from a second database;
(5) идентификации боковых цепей аминокислотных остатков, которые присутствуют в каждом выбранном сегменте;(5) identification of the side chains of amino acid residues that are present in each selected segment;
(6) определения значения связывающего сродства ко всем боковым цепям, которые присутствуют в каждом выбранном сегменте; и необязательно(6) determining the value of the binding affinity for all side chains that are present in each selected segment; and optional
(7) повторения стадий от (1) до (5) для каждой указанной модели и каждого указанного скелета.(7) repeating steps (1) to (5) for each indicated model and each indicated skeleton.
В следующем воплощении показатель связывания для каждой выбранной последовательности рассчитывают путем (i) обеспечения первой базы данных моделей молекулы МНС класса II; (ii) обеспечения второй базы данных возможного пептидного скелета для моделей молекул указанного МНС класса II; (iii) обеспечения третьей базы данных возможных конформаций аминокислот боковой цепи для каждой из этих двадцати аминокислот в каждом положении каждого скелета; (iv) отбора модели из указанной первой базы данных; (v) отбора возможного пептидного скелета из второй базы данных; (vi) идентификации боковых цепей аминокислотных остатков, которые присутствуют в каждом выбранном сегменте вместе с их возможными конформациями из указанной третьей базы данных; (vii) определения оптимального показателя связывающего сродства ко всем боковым цепям, которые присутствуют в каждом выбранном сегменте в каждой возможной конформаций; (viii) повторения стадий от (v) до (vii) для каждого указанного скелета и определения оптимального показателя связывания; и (ix) повторения стадий от (iv) до (viii) для каждой указанной модели.In a further embodiment, the binding rate for each selected sequence is calculated by (i) providing a first database of MHC class II molecule models; (ii) providing a second database of a possible peptide skeleton for molecular models of said MHC class II; (iii) providing a third database of possible side chain amino acid conformations for each of these twenty amino acids at each position of each skeleton; (iv) selecting a model from said first database; (v) selecting a possible peptide skeleton from a second database; (vi) identifying side chains of amino acid residues that are present in each selected segment along with their possible conformations from said third database; (vii) determining the optimal binding affinity for all side chains that are present in each selected segment in each possible conformation; (viii) repeating steps (v) to (vii) for each indicated skeleton and determining an optimal binding index; and (ix) repeating steps (iv) to (viii) for each indicated model.
Следует понимать, что эти три базы данных, описанные выше, могут быть объединены в одну базу данных, или любые две базы данных могут быть объединены, чтобы обеспечить объединенную базу данных.It should be understood that the three databases described above can be combined into one database, or any two databases can be combined to provide a combined database.
Длина сегментов аминокислотного остатка, которые будут выбраны, может изменяться. Предпочтительно выбранные сегменты аминокислотного остатка состоят из приблизительно 10 - приблизительно 15 аминокислотных остатков, более предпочтительно приблизительно 13 аминокислотных остатков.The length of the segments of the amino acid residue to be selected may vary. Preferably, the selected amino acid residue segments are comprised of from about 10 to about 15 amino acid residues, more preferably about 13 amino acid residues.
Выбранные сегменты аминокислотных остатков могут перекрываться до различной степени. Предпочтительно выбранные сегменты аминокислотных остатков перекрываются существенно. Наиболее предпочтительно последовательно выбранные сегменты аминокислотных остатков перекрываются всеми, кроме одного аминокислотного остатка. То есть в сегменте аминокислотного остатка, имеющем n остатков, n-1 остатки перекрываются следующим последовательно выбранным сегментом аминокислотного остатка.Selected segments of amino acid residues may overlap to varying degrees. Preferably, the selected segments of amino acid residues overlap substantially. Most preferably, consecutively selected segments of amino acid residues overlap with all but one amino acid residue. That is, in an amino acid residue segment having n residues, n-1 residues overlap with the next sequentially selected amino acid residue segment.
Таким образом, более подробно изобретение, кроме того, касается следующих далее предпочтительных воплощений:Thus, in more detail, the invention also relates to the following preferred embodiments:
- соответственно указанному способу, в котором указанное значение для каждой ароматической стороны цепи равно приблизительно половине указанного значения для каждой гидрофобной алифатической стороны цепи;- according to the specified method, in which the specified value for each aromatic side of the chain is approximately half the specified value for each hydrophobic aliphatic side of the chain;
- соответственно указанному способу, в котором выбранный сегмент аминокислотного остатка составлен из 13 аминокислотных остатков;- according to the specified method, in which the selected segment of the amino acid residue is composed of 13 amino acid residues;
- соответственно указанному способу, в котором последовательные выбранные сегменты аминокислотного остатка перекрываются одним - пятью аминокислотными остатками;- according to the specified method, in which successive selected segments of the amino acid residue overlap one to five amino acid residues;
- соответственно указанному способу, в котором последовательные выбранные сегменты аминокислотного остатка перекрывают друг друга существенно;- according to the specified method, in which successive selected segments of the amino acid residue overlap significantly;
- соответственно указанному способу, в котором все, за исключением одного, из аминокислотных остатков в последовательных выбранных сегментах аминокислотного остатка перекрываются.- according to the specified method, in which all but one of the amino acid residues in consecutive selected segments of the amino acid residue overlap.
Во втором основном аспекте настоящее изобретение обеспечивает, модифицированные формы различных биологических молекул с одним или более удаленными эпитопами Т-клеток, где указанная модификация может быть достигнута способами, описанными выше и в формуле изобретения. Молекулы могут также быть получены способами, как описано в вышеуказанном предшествующем уровне техники, однако молекулы, полученные методами данного изобретения, показывают улучшенные свойства. В способах предшествующего уровня техники спрогнозированные эпитопы Т-клеток вычленяются при использовании целесообразных аминокислотных замен в первичной последовательности терапевтического антитела или белка, который не представляет собой антитела, имеющих происхождение как от человека, так и нечеловеческого происхождения.In a second basic aspect, the present invention provides modified forms of various biological molecules with one or more deleted T cell epitopes, where said modification can be achieved by the methods described above and in the claims. Molecules can also be prepared by methods as described in the aforementioned prior art, however, molecules obtained by the methods of the present invention show improved properties. In prior art methods, predicted T-cell epitopes are isolated using appropriate amino acid substitutions in the primary sequence of a therapeutic antibody or protein that is not an antibody of either human or non-human origin.
Настоящее изобретение обеспечивает модифицированные формы белков и иммуноглобулинов, которые, как ожидается, покажут улучшенные свойства in vivo.The present invention provides modified forms of proteins and immunoglobulins that are expected to exhibit improved in vivo properties.
Поэтому целью изобретения является обеспечение способа получения иммуногенно модифицированной биологической молекулы, полученной из родительской молекулы, где модифицированная молекула имеет аминокислотную последовательность, отличную от последовательности указанной родительской молекулы, и показывает сниженную иммуногенность относительно родительской молекулы, когда подвергнута иммунной системе определенного вида; указанный способ включает: (i) определение аминокислотной последовательности родительской биологической молекулы или ее части; (ii) идентификацию одного или более потенциальных эпитопов Т-клеток в пределах аминокислотной последовательности белка любым способом, включающим определение связывания пептидов с молекулами МНС при использовании способов in vitro или in silico или биологических анализов; (iii) разработку новых вариантов последовательности путем изменения, по крайней мере, одного аминокислотного остатка в пределах исходно идентифицированных последовательностей эпитопов Т-клеток, указанные варианты модифицируют таким способом, что существенно уменьшают или устраняют активность или некоторое число последовательностей эпитопов Т-клеток и / или некоторое число МНС аллотипов, способных связывать пептиды, производные от указанной биологической молекулы, как определено путем связывания пептида с МНС молекулами при использовании способов in vitro или in silico или биологических анализов или связывания пептид-МНС комплексов с Т-клетками, (iv) конструирование таких вариантов последовательности с помощью техники рекомбинантных ДНК и тестирование указанных вариантов для того, чтобы идентифицировать один или более вариантов с желаемыми свойствами; и (v) необязательное повторение этапов (ii)-(iv), где идентификация последовательностей эпитопов Т-клеток согласно стадии (ii) достигается способом, как указано выше и ниже.Therefore, the aim of the invention is to provide a method for producing an immunogenically modified biological molecule derived from a parent molecule, wherein the modified molecule has an amino acid sequence different from the sequence of the specified parent molecule, and shows reduced immunogenicity relative to the parent molecule when exposed to an immune system of a particular kind; said method includes: (i) determining the amino acid sequence of a parent biological molecule or part thereof; (ii) identifying one or more potential T cell epitopes within the amino acid sequence of the protein by any method, including determining the binding of peptides to MHC molecules using in vitro or in silico methods or biological assays; (iii) the development of new variants of the sequence by changing at least one amino acid residue within the originally identified sequences of T-cell epitopes, these variants are modified in such a way that they significantly reduce or eliminate the activity or a certain number of sequences of T-cell epitopes and / or a certain number of MHC allotypes capable of binding peptides derived from the specified biological molecule, as determined by binding the peptide to MHC molecules using the use of in vitro or in silico methods or biological assays or the binding of peptide-MHC complexes to T cells, (iv) constructing such sequence variants using recombinant DNA techniques and testing these variants in order to identify one or more variants with desired properties; and (v) optionally repeating steps (ii) to (iv), where the identification of T cell epitope sequences according to step (ii) is achieved by the method as described above and below.
Специфические воплощения стадии (iii) согласно изобретению касаются следующих суммированных стадий:Specific embodiments of step (iii) of the invention relate to the following summarized steps:
- соответственно указанному способу, в котором 1-9 аминокислотных остатков, в любом из исходно присутствующих эпитопов Т-клеток изменен;- according to the specified method, in which 1-9 amino acid residues in any of the initially present epitopes of T cells are changed;
- соответственно указанному способу, в котором один аминокислотный остаток в любом из исходно присутствующих эпитопов Т-клеток изменен;- according to the specified method, in which one amino acid residue in any of the initially present epitopes of T cells is changed;
- соответственно указанному способу, в котором аминокислотное изменение выполняют в отношении гомологичной последовательности белка и/или в соответствии со способами моделирования in silico.- according to the specified method, in which the amino acid change is performed in relation to the homologous sequence of the protein and / or in accordance with in silico modeling methods.
- соответственно указанному способу, в котором изменение аминокислотных остатков представляет собой замену, делецию или добавление исходно присутствующего(их) аминокислотного(ых) остатка(ов) другим(ми) аминокислотным(ми) остатком(ами) в специфическом(их) положении(ях).- according to the specified method, in which the change in amino acid residues is the replacement, deletion or addition of the initially present (s) amino acid (s) residue (s) to another (s) amino acid (s) residue (s) in a specific position (s) )
- соответственно указанному способу, в котором дополнительно дальнейшее изменение, предпочтительно заменой, добавлением или делецией определенной(ых) аминокислот(ы), проводится для восстановления биологической активности указанной биологической молекулы.- according to the specified method, in which further further change, preferably by substitution, addition or deletion of certain amino acid (s), is carried out to restore the biological activity of the specified biological molecule.
За исключением стадии (ii) другие стадии раскрытого метода могут быть достигнуты способами и методами, которые являются хорошо известными квалифицированным в данном уровне техники специалистам. Так как модифицированные биологические молекулы получают предпочтительно рекомбинантными способами соответствующих ДНК структур, которые были выведены из последовательности аминокислоты после завершения обмена аминокислотных остатков, идентифицированных способом стадии (i). Рекомбинантные способы, используемые здесь, известны из данного уровня техники (например, Sambrook и другие., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY, USA).With the exception of step (ii), other steps of the disclosed method can be achieved by methods and methods that are well known to those skilled in the art. Since modified biological molecules are obtained, preferably by recombinant methods, of the corresponding DNA structures that were deduced from the amino acid sequence after completion of the exchange of amino acid residues identified by the method of step (i). Recombinant methods used herein are known in the art (e.g., Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY, USA).
Биологическая молекула, полученная согласно изобретению, является предпочтительно пептидом, белком, антителом, фрагментом антитела или белком слияния. Кроме того, изобретение включает модификации, варианты, мутации, фрагменты, производные, не-, частично или полностью гликозилированные формы указанных молекул, имеющих ту же самую или подобную биологическую и/или фармакологическую активность.The biological molecule obtained according to the invention is preferably a peptide, protein, antibody, antibody fragment or fusion protein. In addition, the invention includes modifications, variants, mutations, fragments, derivatives, non-, partially or fully glycosylated forms of these molecules having the same or similar biological and / or pharmacological activity.
Хотя метод, раскрытый в данном изобретении, не ограничен определенными биологическими молекулами, специфическим воплощением изобретения является обеспечение предпочтительно молекул, которые известны в данном уровне техники, и демонстрация терапевтической полезности и ценности. Таким образом, дополнительной целью изобретения является обеспечение иммуногенно модифицированной биологической молекулы, полученной из родительской молекулы, где модифицированная молекула имеет аминокислотную последовательность, отличную от последовательности указанной родительской молекулы, и показывает сниженную иммуногенность относительно родительской молекулы, когда подвергнута иммунной системе определенного вида, полученная способом согласно изобретению, как подробно раскрыто выше и ниже.Although the method disclosed in this invention is not limited to specific biological molecules, a specific embodiment of the invention is to provide preferably molecules that are known in the art and to demonstrate therapeutic usefulness and value. Thus, an additional object of the invention is to provide an immunogenically modified biological molecule derived from a parent molecule, wherein the modified molecule has an amino acid sequence different from the sequence of the specified parent molecule, and shows reduced immunogenicity relative to the parent molecule when exposed to an immune system of a particular kind obtained by the method according to invention, as described in detail above and below.
Биологические молекулы, представляющие особый интерес, полученные указанным способом, выбирают из групп:Biological molecules of particular interest obtained by this method are selected from the groups:
(а) моноклоналъные антитела:(a) monoclonal antibodies:
анти-40kD гликопротеин антиген антитело KS 1/4;anti-40kD glycoprotein antigen KS 1/4 antibody;
анти-GD2 антитело 14.18;anti-GD2 antibody 14.18;
анти-Неr2 антитело 4D5 (мышиное) и гуманизированная версия (Herceptin®);anti-Her2 antibody 4D5 (murine) and a humanized version (Herceptin®);
анти-Her1 (EGFR) антитело с225 и h425;anti-Her1 (EGFR) antibody c225 and h425;
анти-IL-2R (анти-Тас) антитело (Zenapax®);anti-IL-2R (anti-TAC) antibody (Zenapax®);
анти-СD52 антитело (САМРАТН®);anti-CD52 antibody (SAMPATH®);
анти-СD20 антитела (С2В8, Rituxan®; Bexxar®);anti-CD20 antibodies (C2B8, Rituxan®; Bexxar®);
антитело, направленное на С5 комплементный белок человека;an antibody directed to the C5 complement human protein;
(b) белки человека:(b) human proteins:
sTNF-R1, sTNF-R2, sTNFR-Fc (Enbrel®);sTNF-R1, sTNF-R2, sTNFR-Fc (Enbrel®);
белок С, асrр30, рицин A, CNTFR лиганды;protein C, acr30, ricin A, CNTFR ligands;
субтилизин, GM-CSF, фолликулостимулирующий гормон человека (h-fsh);subtilisin, GM-CSF, human follicle-stimulating hormone (h-fsh);
β-глюкоцереброзидаза, GLP-1, аполипопротеин А1;β-glucocerebrosidase, GLP-1, apolipoprotein A1;
лептин (белок ожирения человека), KGF, GM-CSF;leptin (human obesity protein), KGF, GM-CSF;
BDNF, ЕРО, I1-1R антагонист.BDNF, EPO, I1-1R antagonist.
Третий основной аспект настоящего изобретения касается последовательностей эпитопов Т-клеток, которые происходят от родительских иммуногенно немодифицированных биологических молекул. Эти эпитопы предпочтительно являются 13-мерными пептидами. В пределах этих пептидов последовательности, имеющие 9 последовательных аминокислотных остатков, являются предпочтительными. Таким образом, другой целью изобретения является обеспечение доступа к таким эпитопам и последовательностям. Более подробно изобретение касается:A third main aspect of the present invention relates to sequences of T cell epitopes that are derived from parental immunogenically unmodified biological molecules. These epitopes are preferably 13-dimensional peptides. Within these peptides, sequences having 9 consecutive amino acid residues are preferred. Thus, another object of the invention is to provide access to such epitopes and sequences. In more detail, the invention relates to:
- применения потенциального Т-клеточного эпитопа пептида в пределах аминокислотной последовательности родительской иммуногенно немодифицированной биологической молекулы, идентифицированной согласно любому из описанных способов получения биологической молекулы со сниженной иммуногенностью, имеющей ту же самую биологическую активность;- the use of a potential T-cell epitope of the peptide within the amino acid sequence of the parent immunogenically unmodified biological molecule identified according to any of the described methods for producing a biological molecule with reduced immunogenicity having the same biological activity;
- соответствующего применения потенциального Т-клеточного эпитопа пептида, где указанный эпитоп Т-клеток является 13-мерным пептидом;- appropriate use of a potential T-cell epitope of a peptide, wherein said T-cell epitope is a 13-dimensional peptide;
- применения последовательности пептида, состоящей, по крайней мере, из 9 последовательных аминокислотных остатков 13-мерного эпитопа Т-клеток, как указано выше, для получения биологической молекулы со сниженной иммуногенностью, имеющей ту же самую биологическую активность по сравнению с родительской немодифицированной молекулой.- the use of a peptide sequence consisting of at least 9 consecutive amino acid residues of a 13-dimensional T cell epitope, as described above, to obtain a biological molecule with reduced immunogenicity having the same biological activity compared to the parent unmodified molecule.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
ФИГУРА 1 представляет блок-схему, иллюстрирующую первый аспект настоящего вычислительного метода;FIGURE 1 is a flowchart illustrating a first aspect of the present computational method;
ФИГУРА 2 представляет блок-схему, иллюстрирующую генерирование базы данных для вычислительного метода, воплощаемого настоящим изобретением;FIGURE 2 is a block diagram illustrating database generation for a computational method embodied by the present invention;
ФИГУРА 3 представляет блок-схему, иллюстрирующую запрос базы данных для создания шаблона пептида для потенциальных эпитопов Т-клеток;FIGURE 3 is a flowchart illustrating a database query for creating a peptide template for potential T cell epitopes;
ФИГУРА 4 представляет дополнительную блок-схему, иллюстрирующую вычислительный метод.FIGURE 4 is an additional flowchart illustrating a computational method.
ФИГУРА 5 представляет график индекса вероятности эпитопа Т-клеток versus координат (положений) аминокислотного остатка декарбоксилазы глутаминовой кислоты (MW: 65000) изоформ (GAD 65);FIGURE 5 is a graph of the probability index of the T-cell epitope versus coordinates (positions) of the amino acid residue of glutamic acid decarboxylase (MW: 65000) isoforms (GAD 65);
ФИГУРА 6 представляет график индекса вероятности эпитопа Т-клеток versus координат (положений) аминокислотного остатка эритропоэтина (ЕРО);FIGURE 6 is a graph of the probability index of the epitope of T cells versus coordinates (positions) of the amino acid residue of erythropoietin (EPO);
ФИГУРА 7 представляет график индекса вероятности эпитопа Т-клеток versus координат (положений) аминокислотного остатка легкой цепи гуманизированного анти-А33 моноклонального антитела; иFIGURE 7 is a graph of the probability index of the T-cell epitope versus coordinates (positions) of the amino acid residue of the light chain of a humanized anti-A33 monoclonal antibody; and
ФИГУРА 8 является графиком индекса вероятности эпитопа Т-клеток versus координат (положений) аминокислотного остатка тяжелой цепи гуманизированного анти-А33 моноклонального антитела.FIGURE 8 is a graph of the probability index of the T-cell epitope versus coordinates (positions) of the amino acid residue of the heavy chain of a humanized anti-A33 monoclonal antibody.
На вышеупомянутых ФИГУРАХ 5-8, сплошная линия (―) представляет индекс эпитопа Т-клеток, рассчитанный вычислительным способом в соответствии с блок-схемой, показанной в ФИГУРЕ 1, и пунктирная линия (.....) представляет расчетное количество эпитопов Т-клеток, рассчитанное в соответствии с вычислительным методом в соответствии с блок-схемой, показанной на ФИГУРЕ 3, согласно другому аспекту настоящего изобретения.In the above FIGURES 5-8, the solid line (-) represents the T-cell epitope index calculated by the computational method in accordance with the block diagram shown in FIGURE 1, and the dashed line (.....) represents the estimated number of T- epitopes cells, calculated in accordance with the computational method in accordance with the flowchart shown in FIGURE 3, in accordance with another aspect of the present invention.
Детальное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Термин "эпитоп Т-клеток" означает в соответствии с пониманием данного изобретения аминокислотную последовательность, которая способна связываться с приемлемыми эффективными молекулами МСН класса II (или их эквивалентами в нечеловеческих видах), способна стимулировать Т-клетки и/или также связывать (без неизбежной до определенной степени активации) с Т-клетками в комплексе с МСН класса II.The term "T cell epitope" means, in accordance with the understanding of the present invention, an amino acid sequence that is capable of binding to acceptable effective class II MCH molecules (or their equivalents in non-human species), capable of stimulating T cells and / or also binding (without the inevitable a certain degree of activation) with T cells in combination with MCH class II.
Термин "пептид", как используется в контексте данной заявки и приложенных пунктах формулы, представляет собой соединение, которое включает две или более аминокислот. Аминокислоты связываются вместе с помощью пептидной связи (определено ниже). Существует 20 различных природных аминокислот, вовлеченных в биологическую продукцию пептидов, и любое их количество может связываться в любом порядке для образования пептидной цепи или кольца. Существующие в природе аминокислоты, используемые в биологическом производстве пептидов, все имеют L-конфигурацию. Синтетические пептиды могут быть получены с применением приемлемых способов синтеза при использовании L-аминокислот, D-аминокислот, различных комбинаций аминокислот двух различных конфигураций. Некоторые пептиды содержат только несколько аминокислотных единиц. Короткие пептиды, например, имеющие менее чем десять аминокислотных единиц, иногда называются "олигопептидами". Другие пептиды содержат большое число аминокислотных остатков, например до 100 или более, и называются "полипептидами". По договоренности "полипептидом" можно считать любую пептидную цепь, которая содержит три или более аминокислот, в то время как "олигопептид" обычно считается частным типом "короткого" полипептида. Таким образом, как используется в контексте данной заявки, понятно, что любое упоминание "пептида" также включает и олигопептид. Кроме того, любая ссылка на "пептид" включает полипептиды, олигопептиды и белки. Каждое различное распределение аминокислот образует различные полипептиды или белки. Число полипептидов и отсюда число различных белков, которые могут быть образованы, является практически неограниченным.The term "peptide", as used in the context of this application and the attached claims, is a compound that includes two or more amino acids. Amino acids bind together using a peptide bond (defined below). There are 20 different natural amino acids involved in the biological production of peptides, and any number of them can bind in any order to form a peptide chain or ring. The naturally occurring amino acids used in the biological production of peptides all have an L configuration. Synthetic peptides can be obtained using acceptable synthesis methods using L-amino acids, D-amino acids, various combinations of amino acids of two different configurations. Some peptides contain only a few amino acid units. Short peptides, for example, having less than ten amino acid units, are sometimes called "oligopeptides." Other peptides contain a large number of amino acid residues, for example up to 100 or more, and are called "polypeptides". By agreement, a "polypeptide" can be considered any peptide chain that contains three or more amino acids, while an "oligopeptide" is usually considered a particular type of "short" polypeptide. Thus, as used in the context of this application, it is understood that any reference to a “peptide” also includes an oligopeptide. In addition, any reference to a “peptide” includes polypeptides, oligopeptides and proteins. Each different distribution of amino acids forms different polypeptides or proteins. The number of polypeptides, and hence the number of different proteins that can be formed, is virtually unlimited.
Термин "уменьшенная или сниженная иммуногенность", используемый ранее, и здесь далее является относительным термином и касается иммуногенности соответствующей первоначальной исходной молекулы, когда оно подвергается воздействию in vivo тем же видам по сравнению с молекулой, модифицированной согласно изобретению.The term “reduced or decreased immunogenicity”, used earlier, and hereinafter, is a relative term and refers to the immunogenicity of the corresponding original parent molecule when it is exposed in vivo to the same species compared to a molecule modified according to the invention.
Термин "модифицированный белок", как используется в контексте данного изобретения, описывает белок, который имеет уменьшенное количество эпитопов Т-клеток и поэтому выявляет сниженную иммуногенность по сравнению с родительским белком, когда подвергается иммунной системе определенных видов. Термин "немодифицированный белок", как используется в данном изобретении, описывает "родительский" белок, который в сравнении с "модифицированным белком" имеет большее количество эпитопов Т-клеток и поэтому увеличенную иммуногенность относительно модифицированного белка, когда подвергается иммунной системе определенных видов.The term "modified protein", as used in the context of this invention, describes a protein that has a reduced number of T-cell epitopes and therefore exhibits reduced immunogenicity compared to the parent protein when exposed to the immune system of certain species. The term "unmodified protein", as used in this invention, describes a "parent" protein, which in comparison with a "modified protein" has a greater number of T-cell epitopes and therefore increased immunogenicity relative to the modified protein when exposed to the immune system of certain species.
"Альфа углерод (Сα)" представляет собой углеродный атом углеводородного (СН) компонента, который находится в пептидной цепи. "Боковая цепь" представляет собой подвешенную группу к Сα, которая может включать простую или сложную группу или остаток и которая имеет физические размеры, которые могут значительно отличаться по сравнению с размерами пептида."Alpha carbon (Cα)" is the carbon atom of a hydrocarbon (CH) component that is in the peptide chain. A “side chain” is a suspended group to Cα, which may include a simple or complex group or residue, and which has physical dimensions that may differ significantly from the size of the peptide.
Эпитопы Т-клеток могут быть идентифицированы вычислительным методом данного изобретения путем рассмотрения аминокислотных остатков, важных для связывания специфического эпитопа Т-клеток с молекулами МНС класса II. После идентификации потенциальные эпитопы Т-клеток могут быть вычленены или удалены из последовательности аминокислотного остатка путем изменения, таким как мутирование, ключевых аминокислотных остатков в этой последовательности. Любая модификация, сделанная в последовательности пептида в области, которая, вероятно, будет содержать эпитопы Т-клеток, путем делеции, добавления или замены, приводящая к относительно более низкому полному показателю связывания, будет приводить к менее иммуногенной последовательности аминокислотного остатка. В некоторых случаях может быть желательно увеличить связывание некоторых пептидов с молекулами МНС класса II. Например, было предложено, что переносимость к некоторым аутоантигенам может быть восстановлена у индивидуумов, страдающих от аутоиммунной болезни, если таких индивидуумов лечить пептидными аналогами областей аутоантигена, которые, как известно, содержат эпитопы Т-клеток. Природный эпигон обычно имеет умеренное сродство к молекулам МНС класса II, тогда как пептидный аналог сделан так, что он имеет относительно более высокое сродство к молекулам МНС класса II. Это высокое сродство является важным как для промотирования иммунного наблюдения для очистки таких Т-клеток, представляющих это высокое сродство эпитопа, так и для них, чтобы стать анергическими. Такая модификация в эпитопах Т-клетки может также быть сделана на протеиновом уровне пептида, и весь белок применяется как терапевтическое средство.T cell epitopes can be identified by the computational method of the present invention by considering amino acid residues that are important for binding a specific T cell epitope to MHC class II molecules. Once identified, potential T cell epitopes can be isolated or removed from the amino acid residue sequence by altering, such as mutating, the key amino acid residues in that sequence. Any modification made to a peptide sequence in a region that is likely to contain T cell epitopes by deletion, addition, or substitution leading to a relatively lower overall binding index will result in a less immunogenic amino acid residue sequence. In some cases, it may be desirable to increase the binding of certain peptides to MHC class II molecules. For example, it has been suggested that tolerance to certain autoantigens can be restored in individuals suffering from an autoimmune disease if such individuals are treated with peptide analogues of autoantigen regions that are known to contain T-cell epitopes. The natural epigon usually has a moderate affinity for MHC class II molecules, while the peptide analog is made so that it has a relatively higher affinity for MHC class II molecules. This high affinity is important both for promoting immune surveillance for the purification of such T cells representing this high affinity for the epitope, and for them to become anergic. Such a modification in T cell epitopes can also be done at the protein level of the peptide, and the whole protein is used as a therapeutic agent.
Существует целый ряд факторов, которые играют важную роль в определении общей структуры белка или полипептида. Во-первых, пептидная связь, т.е та связь, которая связывает вместе аминокислоты в цепи, является ковалентной связью. Эта связь является плоской по структуре, по сути замещенным амидом. "Амид" представляет собой любую группу органических соединений, содержащих группировкуThere are a number of factors that play an important role in determining the overall structure of a protein or polypeptide. First, the peptide bond, that is, the bond that binds the amino acids together in a chain, is a covalent bond. This bond is flat in structure, essentially substituted by an amide. "Amide" is any group of organic compounds containing a moiety
Плоская пептидная связь, соединяющая Сα соседних аминокислот, может быть представлена так, как показано ниже:A flat peptide bond connecting the Cα of neighboring amino acids can be represented as shown below:
Поскольку O=С и C-N атомы лежат в относительно неподвижной плоскости, свободное вращение не происходит вокруг этих осей. Следовательно, плоскость, схематически показанная пунктирной линией, иногда называется как "амидная" или "пептидная плоскость", в которой лежат атомы кислорода (О), углерода (С), азота (N) и водорода (Н) пептидного скелета. В противоположных углах этой амидной плоскости располагаются Сα атомы. Поскольку не происходит существенного вращения вокруг O=С и C-N атомов в пептидной или амидной плоскости, полипептидная цепь, таким образом, включает серию плоскостных пептидных связей, соединяющих Сα атомы.Since O = C and C-N atoms lie in a relatively motionless plane, free rotation does not occur around these axes. Therefore, the plane shown schematically by the dashed line is sometimes referred to as the "amide" or "peptide plane", which contains the atoms of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N) and hydrogen (H) of the peptide skeleton. In opposite corners of this amide plane, Cα atoms are located. Since there is no significant rotation around the O = C and C-N atoms in the peptide or amide plane, the polypeptide chain thus includes a series of planar peptide bonds connecting the Cα atoms.
Вторым фактором, который играет важную роль в определении общей структуры или конформации полипептида или белка, является угол вращения каждой амидной плоскости вокруг общей Сα связи. Термин "угол вращения" и "угол закручивания" употребляются в дальнейшем как эквивалентные термины. Предполагая, что атомы О, С, N и Н остаются в амидной плоскости (что обычно является реальным предположением, несмотря на то что могут существовать некоторые слабые отклонения от плоскости этих атомов для некоторых конформации), эти углы вращения определяют N и R конформацию полипептидного скелета, то есть структуру в том виде, в котором она существует между смежными остатками. Эти два утла известны как φ и ψ. Набор углов φ1 и ψ1, где индекс 1 представляет собой отдельный остаток полипептидной цепи, таким образом, эффективно определяет вторичную структуру полипептида. Договоренности, используемые в определении φ и ψ углов, то есть базисные точки, в которых амидная плоскость образует угол, равный нулю градусов, и определение того, что представляет собой угол φ и что представляет собой угол ψ для данного полипептида, приведено в литературе. Смотри, например, Ramachandran и др. Adv.Prot.Chem. 23:283-437 (1968), а именно, на страницах 285-94, которые введены в данную заявку как ссылки.The second factor that plays an important role in determining the overall structure or conformation of a polypeptide or protein is the angle of rotation of each amide plane around the common Cα bond. The terms "rotation angle" and "twist angle" are used hereinafter as equivalent terms. Assuming that the O, C, N, and H atoms remain in the amide plane (which is usually the real assumption, although there may be some slight deviations from the plane of these atoms for some conformations), these rotation angles determine the N and R conformation of the polypeptide skeleton , that is, the structure in the form in which it exists between adjacent residues. These two scaffolds are known as φ and ψ. The set of angles φ 1 and ψ 1 , where index 1 represents a separate residue of the polypeptide chain, thus, effectively defines the secondary structure of the polypeptide. The conventions used in determining the φ and ψ angles, i.e., the base points at which the amide plane forms an angle equal to zero degrees, and the definition of what is the angle φ and what is the angle ψ for a given polypeptide is given in the literature. See, for example, Ramachandran et al. Adv.Prot.Chem. 23: 283-437 (1968), namely, on pages 285-94, which are incorporated herein by reference.
Данный способ может быть применен к любому белку и основывается частично на открытии того факта, что у человека анкерное положение первичного кармана 1 связывающих желобков молекулы класса II МНС имеет четко соответствующую специфичность для определенных аминокислотных боковых цепей. Специфичность этого кармана определяется идентичностью аминокислоты в положении 86 бета-цепи молекулы класса II МНС. Этот сайт располагается на дне кармана 1 и определяет размер боковой цепи, которая может подвергаться аккомодации этим карманом (Marshall, K.W., (1994), J.Immunol., 152: 4946-4956). Если этот остаток представляет собой глицин, то все гидрофобные алифатические и ароматические аминокислоты (гидрофобными алифатическими аминокислотами являются: валин, лейцин, изолейцин, метионин, а ароматическими являются: фенилаланин, тирозин и триптофан) могут подвергаться аккомодации в кармане, предпочтение отдается ароматическим боковым цепям. Если этот остаток кармана представляет собой валин, то боковая цепь этой аминокислоты выдается в карман и ограничивает размер боковых цепей пептида, которые могут подвергаться аккомодации таким образом, что только гидрофобные алифатические боковые цепи могут подвергаться аккомодации. Таким образом, в последовательности аминокислотных остатков, где найдена аминокислота с гидрофобной алифатической или ароматической боковой цепью, существует потенциал для присутствующего ограниченного эпитопа Т-клеток класса II МНС. Даже если боковая цепь является гидрофобной алифатической, тем не менее она приблизительно в два раза более ассоциирована с эпитопом Т-клеток, чем ароматическая боковая цепь (даже предполагая приблизительное распределение типов кармана 1 в общей популяции).This method can be applied to any protein and is based in part on the discovery of the fact that in humans the anchor position of the primary pocket 1 of the binding grooves of the MHC class II molecule has a clearly corresponding specificity for certain amino acid side chains. The specificity of this pocket is determined by the amino acid identity at position 86 of the beta chain of the MHC class II molecule. This site is located at the bottom of pocket 1 and determines the size of the side chain that can be accommodated by this pocket (Marshall, K.W., (1994), J. Immmunol., 152: 4946-4956). If this residue is glycine, then all hydrophobic aliphatic and aromatic amino acids (hydrophobic aliphatic amino acids are: valine, leucine, isoleucine, methionine, and aromatic are phenylalanine, tyrosine and tryptophan) can be accommodated in your pocket, aromatic side chains are preferred. If this pocket residue is valine, then the side chain of this amino acid extends into the pocket and limits the size of the side chains of the peptide that can undergo accommodation in such a way that only hydrophobic aliphatic side chains can undergo accommodation. Thus, in the sequence of amino acid residues where an amino acid with a hydrophobic aliphatic or aromatic side chain is found, there is potential for the present limited epitope of T-cells of class II MHC. Even if the side chain is hydrophobic aliphatic, nevertheless, it is approximately two times more associated with the T-cell epitope than the aromatic side chain (even assuming an approximate distribution of pocket 1 types in the general population).
Вычислительный способ воплощения параметров данного изобретения касательно вероятности пептидных участков, которые содержат эпитопы Т-клеток, заключается в следующем:A computational method for embodying the parameters of the present invention regarding the likelihood of peptide sites that contain T-cell epitopes is as follows:
(1) Исследуется первичная последовательность пептидного сегмента предварительно определенной длины и идентифицируются все присутствующие гидрофобные алифатические и ароматические боковые цепи. (2) Гидрофобные алифатические боковые цепи оцениваются значением большим, чем для ароматических боковых цепей; приблизительно в два раза большим значением, чем для ароматический боковых цепей, например, значение 2 для гидрофобной алифатической боковой цепи и значение 1 для ароматической боковой цепи. (3) Определенные значения суммируются для каждого перекрывающегося сегмента аминокислотных остатков (окна) предварительно определенной постоянный длины в пределах пептида, и общее значение для частного сегмента (окна) определяется для одного аминокислотного остатка в промежуточном положении сегмента (окна), предпочтительно для остатка, который находится в центре выборочного сегмента (окна). Эта процедура повторяется для каждого выборочного перекрывающегося сегмента аминокислотных остатков (окна). Таким образом, каждый аминокислотный остаток пептида определяется значением, которое имеет отношение к вероятности эпитопа Т-клеток, который присутствует в этом частном сегменте (окне). (4) Подсчитанные и определенные, как описано в Этапе 3, значения могут быть нанесены против координат аминокислот цельной последовательности аминокислот, которая подвергается анализу. (5) Все части последовательности, которые имеют счет предварительно определенного значения, например, значение 1, считаются вероятно такими, которые содержат эпитоп Т-клеток и могут быть при желании модифицированы. Этот особый аспект данного изобретения обеспечивает общий способ, с помощью которого могут быть описаны участки пептида, вероятностно содержащие эпитопы Т-клеток. Модификации пептида в этих участках имеют потенциал для модификации связывающих характеристик класса II МНС.(1) The primary sequence of the peptide segment of a predetermined length is examined and all hydrophobic aliphatic and aromatic side chains present are identified. (2) Hydrophobic aliphatic side chains are rated greater than aromatic side chains; approximately twice as large as for aromatic side chains, for example, a value of 2 for a hydrophobic aliphatic side chain and a value of 1 for an aromatic side chain. (3) The determined values are summed for each overlapping segment of amino acid residues (window) of a predetermined constant length within the peptide, and the total value for the private segment (window) is determined for one amino acid residue in the intermediate position of the segment (window), preferably for the residue that located in the center of the selective segment (window). This procedure is repeated for each selective overlapping segment of amino acid residues (windows). Thus, each amino acid residue of a peptide is determined by a value that is related to the probability of the T-cell epitope that is present in this particular segment (window). (4) Calculated and determined as described in Step 3, the values can be plotted against the amino acid coordinates of the whole amino acid sequence that is being analyzed. (5) All parts of the sequence that have a predetermined value count, for example, a value of 1, are probably considered to be those that contain an epitope of T cells and can be modified if desired. This particular aspect of the invention provides a general method by which portions of a peptide probabilistically containing T cell epitopes can be described. Peptide modifications in these regions have the potential to modify the binding characteristics of MHC class II.
В соответствии с другим аспектом данного изобретения эпитопы Т-клеток могут быть предсказаны с большей точностью при использовании более сложного вычислительного способа, который учитывает взаимодействия пептидов с моделями аллелей класса II МНС.In accordance with another aspect of the present invention, T cell epitopes can be predicted with greater accuracy using a more sophisticated computational method that takes into account interactions of peptides with class II MHC alleles.
Вычислительное прогнозирование эпитопов Т-клеток, присутствующих в пределах пептида в соответствии с частным аспектом изобретения, рассматривает конструкцию моделей, по крайней мере, 42 аллелей класса II МНС, основываясь на структурах хорошо известных молекул класса II МНС и способе для использования этих моделей в вычислительной идентификации эпитопов Т-клеток, конструкции библиотек пептидных скелетов для каждой модели для того, чтобы получить возможность для известной вариабельности в родственных положениях альфа-углерода (Сα) пептидного скелета, конструкции библиотек структур аминокислотных боковых цепей для каждого скелета с каждой моделью для каждой из 20 аминокислотных альтернатив в критических положениях для каждого взаимодействия между пептидом и молекулой класса II МНС, использовании этих библиотек скелетов и структур боковых цепей в сочетании со счетной функцией для выбора оптимального скелета и структуры боковой цепи для частного пептида, состыкованного с частной молекулой класса II МНС, и получения значения связывания из результатов этого взаимодействия.Computational prediction of T cell epitopes present within a peptide in accordance with a particular aspect of the invention considers the construction of models of at least 42 class II MHC alleles based on the structures of well-known class II MHC molecules and the method for using these models in computational identification T-cell epitopes, constructs of peptide skeleton libraries for each model in order to be able to known variability in the related positions of the alpha-carbon (Cα) peptide of the skeleton, the design of the libraries of amino acid side chain structures for each skeleton with each model for each of the 20 amino acid alternatives in critical positions for each interaction between the peptide and the MHC class II molecule, the use of these skeleton libraries and side chain structures in combination with the counting function to select the optimal skeleton and structure of the side chain for a private peptide docked with a private class II MHC molecule, and obtaining the binding value from the results of this interaction.
Модели молекул класса II МНС могут быть получены посредством гомологичного моделирования из числа подобных структур, находящихся в банке данных белков Брукхавена ("PDB"). Это может быть сделано с использованием полуавтоматического программного обеспечения гомологичного моделирования (Modeller, Sali A. & Bhmdell TL., 1993. J.Mol.Biol. 234: 779-815), которое вводит воспроизводящую отжиговую функцию в сопряжение с CHARMm силовым полем для минимизации энергии (доступно из Molecular Simulations Inc., San Diego, Ca). Альтернативные способы моделирования также могут использоваться.Models of MHC class II molecules can be obtained by homologous modeling from among similar structures found in the Brookhaven Protein Data Bank (“PDB”). This can be done using semi-automatic homologous modeling software (Modeller, Sali A. & Bhmdell TL., 1993. J. Mol. Biol. 234: 779-815), which introduces the reproducing annealing function in conjunction with the CHARMm force field to minimize energy (available from Molecular Simulations Inc., San Diego, CA). Alternative modeling techniques may also be used.
Настоящий способ значительно отличается от других вычислительных способов, которые используют библиотеки экспериментально полученных данных относительно связывания каждой аминокислотной альтернативы в каждом положении связывающего желобка для небольшого набора молекул класса II МНС (Marshall, K.W и др., Biomed.Pept. Proteins Nucleic Acids, 1 (3): 157-162) (1995)) или даже других вычислительных способов, которые используют простые экспериментальные данные по связыванию для того, чтобы определить характеристики связывания частных типов карманов связывания в пределах бороздки, снова же используя относительно небольшие подмножества молекул класса II МНС и потом "перемешивая и подбирая" типы карманов из этой библиотеки карманов для искусственного создания дальнейших "виртуальных" молекул класса II МНС (Sturniolo Т. И др., Nat. Biotech. 17_(6): 555-561 (1999)). Оба предыдущих способа страдают от основных недостатков, которые благодаря сложности анализов и необходимости синтезировать большое количество вариантов пептидов дают возможность экспериментально исследовать только небольшое количество молекул класса II МНС. Таким образом, первый способ уровня техники может только дать возможность предсказать свойства только для небольшого числа молекул класса II МНС. Второй способ уровня техники также дает возможность сделать предположение, что карман, покрытый подобными аминокислотами в одной молекуле, будет иметь такие же связывающие характеристики в контексте различных аллелей класса II и страдать также теми недостатками, что и те молекулы класса II МНС, которые могут быть виртуально созданы и которые содержат карманы, содержащиеся в пределах библиотеки карманов. Используя моделирующий подход, описанный в данной заявке, структура любого числа и типа исследованных молекул класса II МНС могут быть дедуцированы, и, таким образом, аллели могут быть специфично выбраны как представители общей популяции. В дополнение к этому число исследованных молекул класса II МНС может быть увеличено путем создания дополнительных моделей для получения дополнительных данных посредством комплексных экспериментов.The present method is significantly different from other computational methods that use libraries of experimentally obtained data regarding the binding of each amino acid alternative at each position of the binding groove for a small set of MHC class II molecules (Marshall, KW et al., Biomed. Pept. Proteins Nucleic Acids, 1 ( 3): 157-162) (1995)) or even other computational methods that use simple experimental binding data to determine the binding characteristics of particular types of binding pockets within grooves, again using relatively small subsets of MHC class II molecules and then “mixing and selecting” pocket types from this pocket library to artificially create further “virtual” MHC class II molecules (Sturniolo T. et al., Nat. Biotech. 17_ ( 6): 555-561 (1999)). Both previous methods suffer from the main disadvantages, which, due to the complexity of the analyzes and the need to synthesize a large number of peptide variants, make it possible to experimentally study only a small number of MHC class II molecules. Thus, the first prior art method can only make it possible to predict properties for only a small number of MHC class II molecules. The second method of the prior art also makes it possible to make an assumption that a pocket coated with similar amino acids in one molecule will have the same binding characteristics in the context of different class II alleles and also suffer from the same disadvantages as those class II MHC molecules that can be virtually created and which contain pockets contained within a library of pockets. Using the modeling approach described in this application, the structure of any number and type of studied class II molecules of MHCs can be deduced, and thus alleles can be specifically selected as representatives of the general population. In addition, the number of MHC class II molecules studied can be increased by creating additional models to obtain additional data through complex experiments.
Использование библиотеки скелетов предусматривает вариации положений Сα атомов различных исследованных пептидов при стыковке с частными молекулами класса II МНС. Это снова-таки отличается от альтернативных вычислительных способов уровня техники, описанных выше, которые полагаются на использование упрощенных пептидных скелетов для исследования аминокислотного связывания в частных карманах. Эти упрощенные скелеты, вероятно, не являются представительными структурами скелета, которые находятся в "реальных" пептидах, что ведет к погрешностям в прогнозировании пептидного связывания. Данная библиотека скелетов создается путем накладывания скелетов всех пептидов, связанных с молекулами класса II МНС, найденными в пределах белкового банка данных и с помощью фиксации исходного значения площади отклонения (RMC) между Сα атомами каждой из одиннадцати аминокислот, размещенных в пределах связывающего желобка. Поскольку эта библиотека может быть получена из небольшого количества приемлемых мышиных или человеческих структур (в настоящее время 13), то для того чтобы предусмотреть возможность даже большей вариабельности, количественные данные RMS для каждого С"-α положения увеличивается на 50%. Потом определяют среднюю величину положения Сα каждой аминокислоты и очерчивают сферу вокруг этой точки, радиус которой равен отклонению RMS в этом положении плюс 50%. Эта сфера представляет все возможные Сα положения. Используя Сα с, по крайней мере, отклонением RMS (те аминокислоты в кармане 1, как упомянуто выше, которые эквивалентны положению 2 одиннадцати остатков в связывающем желобке), сфера имеет пространственную привязку, и каждая вершина в пределах решетки потом используется как возможное расположение для Сα аминокислоты. Полученная амидная плоскость, соответствующая пептиду, связанному с последующей аминокислотой, перемещается на каждый из этих Сα, и углы φ и ψ поворачиваются пошагово на ряд интервалов для того, чтобы переместить последующие Сα. Если последовательные Сα попадают в пределы "сферы разрешенных положений" для этих Сα, то ориентация дипептида принимается, в то время, если она попадает за пределы сферы, то дипептид отвергается. Этот процесс потом повторяют для каждого последующего Сα положения так, что дипептид растет от исходного Сα кармана 1, пока все 9 последующих Сα не будут позиционированы от всех возможных перестановок предыдущих Сα. Процесс потом повторяют еще раз для одного Сα предыдущего кармана 1 для создания библиотеки положений Сα скелета, размещенных в пределах желобка связывания. Количество полученных скелетов зависит от нескольких факторов: размера "сферы возможных положений"; качества привязки "первичной сферы" в положении кармана 1; качества пошагового вращения углов φ и ψ, используемых для позиционирования последующих Сα. При использовании этого процесса может быть создана большая библиотека скелетов. Для большей библиотеки скелетов более вероятно, что она будет такой, что оптимальная подгонка будет найдена для частного пептида в пределах желобка связывания молекулы класса II МНС. Поскольку все скелеты не будут приемлемыми для стыковки со всеми моделями молекул класса II МНС по причине дисгармонии с аминокислотами доменов связывания, то для каждого аллеля создается подмножество библиотеки, включая скелеты, которые могут быть подвергаться аккомодации этими аллелями. Использование библиотеки скелетов в сочетании с моделями молекул класса II МНС создает исчерпывающую базу данных, состоящую из возможных структур боковой цепи для каждой аминокислоты в каждом положении связывающего желобка для каждой молекулы класса II МНС, которая стыкуется с каждым возможным скелетом. Этот набор данных получают при использовании простой функции стерического перекрывания, где молекула класса II МНС стыкуется со скелетом, и аминокислотная боковая цепь перемещается в скелет в желаемом положении. Каждая из способных к вращению связей боковой цепи вращается пошагово на набор интервалов, и полученные положения атомов зависят от записанной связи. Взаимодействие атома с атомами боковых цепей связывающего желобка записывается и положения принимаются либо отвергается в зависимости от следующих критериев: общая сумма перекрывания всех атомов, позиционированных к настоящему моменту времени, не должна превышать предварительно определенного значения. Таким образом, жесткость конформационного поиска является функцией интервала, используемого при пошаговом вращении связи и предварительно определенной границы для общего перекрывания. Таким образом, последнее значение может быть малым, если известно, что определенный карман является жестким, однако жесткость может быть ослаблена, если известно, что положения боковых цепей кармана являются относительно гибкими. Таким образом, может быть сделано допущение для имитации вариаций гибкости в пределах карманов связывающего желобка. Этот конформационный поиск потом повторяют для каждой аминокислоты в каждом положении каждого скелета при стыковке с каждой из молекул класса II МНС для создания исчерпывающей базы данных конформаций боковых цепей.The use of a skeleton library provides for variations in the positions of the Cα atoms of various studied peptides when docked with MHC class II private molecules. This again differs from the alternative prior art computational methods described above, which rely on the use of simplified peptide skeletons to study amino acid binding in private pockets. These simplified skeletons are probably not representative skeleton structures that are found in “real” peptides, which leads to errors in predicting peptide binding. This skeleton library is created by superimposing the skeletons of all peptides associated with the MHC class II molecules found within the protein database and by fixing the initial value of the deviation area (RMC) between the Cα atoms of each of the eleven amino acids located within the binding groove. Since this library can be obtained from a small number of acceptable mouse or human structures (currently 13), in order to allow for even greater variability, the quantitative RMS data for each C "-α position is increased by 50%. Then, the average value is determined the position Cα of each amino acid and draw a sphere around this point, the radius of which is equal to the deviation of the RMS at this position plus 50%. This sphere represents all possible Cα positions. Using Cα with at least a deviation RMS (those amino acids in pocket 1, as mentioned above, which are equivalent to the
Приемлемое математическое выражение используется для оценки энергии связывания между моделями молекул класса II МНС в сочетании с конформациями петидных лигандов, которые эмпирически получены путем исследования большой базы данных конформаций скелета/боковых цепей, описанных выше. Таким образом, белок исследуется на потенциальные эпитопы Т-клеток путем исследования каждой возможной длины пептида, которая варьирует между 9 и 20 аминокислотами (несмотря на то что длина сохраняется постоянной для каждого исследования) для следующих вычислений: молекулу класса II МНС выбирают вместе с пептидным скелетом, возможным для этой молекулы и боковых цепей, соответствующих желаемой пептидной последовательности, на которую их переносят. Тождественность атомов и данные относительно межатомного расстояния, относящиеся к определенной боковой цепи в определенном положении в скелете, собирают для каждой возможной конформации этой аминокислоты (полученной из базы данных, описанной выше). Это повторяют для каждой боковой цепи вдоль скелета и получают пептидные значения, используя функцию подсчета. Лучшее значение для этого скелета запоминают и процесс повторяют для каждого возможного скелета для выбранной модели. Значения всех возможных скелетов сравнивают, и самое высокое значение считают как пептидное значение для желаемого пептида в этой модели класса II МНС. Этот процесс потом повторяют для каждой модели с каждым возможным пептидом, который имеет происхождение от исследуемого белка, и показывают значения для пептидов против моделей.An acceptable mathematical expression is used to estimate the binding energy between models of MHC class II molecules in combination with conformations of petid ligands, which are empirically obtained by examining the large database of skeleton / side chain conformations described above. Thus, the protein is tested for potential T-cell epitopes by examining each possible peptide length, which varies between 9 and 20 amino acids (despite the fact that the length remains constant for each study) for the following calculations: a class II molecule of MHC is selected together with the peptide skeleton possible for this molecule and side chains corresponding to the desired peptide sequence to which they are transferred. Atomic identity and interatomic distance data related to a particular side chain at a specific position in the skeleton are collected for each possible conformation of this amino acid (obtained from the database described above). This is repeated for each side chain along the skeleton and peptide values are obtained using the count function. The best value for this skeleton is remembered and the process is repeated for each possible skeleton for the selected model. The values of all possible skeletons are compared, and the highest value is considered as the peptide value for the desired peptide in this MHC class II model. This process is then repeated for each model with each possible peptide that is derived from the test protein, and the values for the peptides against the models are shown.
В контексте данного изобретения каждый лиганд, представленный для подсчета сродства связывания, представляет собой аминокислотный сегмент, выбранный из группы пептидов или белков, которые обсуждались выше. Таким образом, лиганд представляет собой выбранную цепь аминокислот, которая содержит от приблизительно 9 до 20 аминокислот в длину и которая имеет происхождение от пептида, полипептида или белка известной последовательности. Термины "аминокислоты" и "остатки" в данной заявке употребляются как эквивалентные термины. Лиганд в форме последовательных аминокислот пептида, который исследуется, перемещают в скелет из библиотеки скелетов, позиционируют в связывающем желобке молекулы класса II МНС из библиотеки моделей молекул класса II МНС через координаты С"-α атомов пептидного скелета и возможные структуры для каждой боковой цепи выбирают из базы данных возможных конформации. Тождественности релевантных атомов и межатомные расстояния также извлекаются из этой базы данных и используются для подсчета пептидного показателя связывания. Лиганды с высокой связывающей аффинностью для связывающего кармана класса II МНС отмечаются как кандидаты для сайт-направленного мутагенеза. Аминокислотные замены делают в отмеченных лигандах (и, таким образом, в белке, который представляет интерес и который потом повторно тестируют, используя счетную функцию для того, чтобы определить изменения, которые уменьшают связывающую аффинность ниже предварительно определенного значения). Эти изменения могут быть потом введены в белок, который представляет интерес, для удаления эпитопов Т-клеток. Связывание между пептидным лигандом и желобком связывания молекул класса II МНС вовлекает нековалентные взаимодействия, включая, но не ограничиваясь, следующие: водородные связи, электростатические взаимодействия, гидрофобные (липофильные) взаимодействия и Ван-дер-ваальсовые взаимодействия. Это включают в пептидную счетную функцию так, как описано более детально ниже. Понятно, что водородная связь представляет собой нековалентную связь, которая может образовываться между полярными или заряженными группами и состоит из водородного атома, поделенного между двумя другими атомами. Водород донора водорода имеет позитивный заряд, в то время как акцептор водорода имеет частичный негативный заряд. Для целей пептидных/белковых взаимодействий доноры водородной связи могут быть или азотами с присоединенным водородом или водородами, присоединенными к кислороду или азоту. Акцептор водородной связи может быть кислородами, не присоединенными к водороду, азотами без присоединенных водородов и одной или двумя связями, или серой только с одной связью. Определенные атомы, такие как кислород, присоединенный к водороду или азоту имина (например, C=NH) могут быть как акцепторами, так и донорами водорода. Энергия водородной связи колеблется от 3 до 7 Ккал/мол и является более сильной, чем Ван-дер-ваальсовые связи, но слабее, чем ковалентные связи. Водородные связи являются также высоко направленными и являются наиболее сильными, когда донорный атом, атом водорода и акцепторный атом колинеарны. Электростатические связи образуются между противоположно заряженными парами ионов, и сила взаимодействия является обратно пропорциональной квадрату расстояния между атомами в соответствии с законом Кулона. Оптимальное расстояние между парами ионов составляет приблизительно 2,8Å. В белок/пептидных взаимодействиях электростатические связи могут образовываться между аргинином, гистидином или лизином и аспартатом или глутаматом. Сила связи будет зависеть от рКа ионизирующих групп и диэлектрической постоянной среды, несмотря на то что они являются приблизительно подобными по силе водородным связям.In the context of this invention, each ligand presented for counting binding affinity is an amino acid segment selected from the group of peptides or proteins discussed above. Thus, a ligand is a selected amino acid chain that contains from about 9 to 20 amino acids in length and which is derived from a peptide, polypeptide or protein of a known sequence. The terms "amino acids" and "residues" in this application are used as equivalent terms. The ligand in the form of consecutive amino acids of the peptide that is being studied is transferred to the skeleton from the skeleton library, positioned in the binding groove of the MHC class II molecule from the MHC class II molecule model library through the C ”coordinates of the peptide skeleton atoms, and the possible structures for each side chain are selected from databases of possible conformations Identities of the relevant atoms and interatomic distances are also extracted from this database and used to calculate the peptide binding index. MNCs are indicated as candidates for site-directed mutagenesis by the affective affinity for the class II binding pocket. Amino acid substitutions are made in the marked ligands (and thus in the protein that is of interest and which is then re-tested using the counting function to determine the changes which reduce binding affinity below a predetermined value.) These changes can then be introduced into the protein of interest to remove T cell epitopes. The binding between the peptide ligand and the groove of binding of class II MHC molecules involves non-covalent interactions, including but not limited to the following: hydrogen bonds, electrostatic interactions, hydrophobic (lipophilic) interactions, and Van der Waals interactions. This is included in the peptide counting function as described in more detail below. It is clear that the hydrogen bond is a non-covalent bond that can form between polar or charged groups and consists of a hydrogen atom divided between two other atoms. The hydrogen of the hydrogen donor has a positive charge, while the hydrogen acceptor has a partial negative charge. For the purposes of peptide / protein interactions, the hydrogen bonding donors may be either nitrogen attached or hydrogen attached to oxygen or nitrogen. The hydrogen bond acceptor may be oxygen, not attached to hydrogen, nitrogen without attached hydrogen and one or two bonds, or sulfur with only one bond. Certain atoms, such as oxygen attached to the hydrogen or nitrogen of an imine (for example, C = NH) can be both acceptors and hydrogen donors. The hydrogen bond energy ranges from 3 to 7 Kcal / mol and is stronger than the van der Waals bonds, but weaker than the covalent bonds. Hydrogen bonds are also highly directed and are most strong when the donor atom, the hydrogen atom and the acceptor atom are colinear. Electrostatic bonds are formed between oppositely charged pairs of ions, and the interaction force is inversely proportional to the square of the distance between the atoms in accordance with the Coulomb law. The optimal distance between the pairs of ions is approximately 2.8 Å. In protein / peptide interactions, electrostatic bonds can form between arginine, histidine or lysine and aspartate or glutamate. The strength of the bond will depend on the pKa of the ionizing groups and the dielectric constant of the medium, although they are approximately similar in strength to the hydrogen bonds.
Липофильные взаимодействия являются благоприятными гидрофобно-гидрофобными контактами, которые возникают между белком и пептидным дигандом. Обычно они возникают между гидрофобными боковыми аминокислотными цепями пептида, спрятанными внутри карманов желобка связывания, так что они не подвергаются действию растворителя. Подверженность гидрофобных остатков действию растворителя является крайне неблагоприятной, поскольку окружающие молекулы растворителя оказывают влияние на водородную связь с другими клеткоподобными клатрат-формирующими структурами. Полученное в результате уменьшение энтропии является крайне неблагоприятным. Липофильные атомы могут быть серой, которая не является ни полярным, ни водородным акцептором, и атомами углерода, которые не являются полярными.Lipophilic interactions are favorable hydrophobic-hydrophobic contacts that arise between a protein and a peptide digand. Usually they arise between the hydrophobic side amino acid chains of the peptide hidden inside the pockets of the binding groove so that they are not exposed to the solvent. The susceptibility of hydrophobic residues to the action of the solvent is extremely unfavorable, since the surrounding solvent molecules affect the hydrogen bond with other cell-like clathrate-forming structures. The resulting decrease in entropy is extremely unfavorable. Lipophilic atoms can be sulfur, which is neither a polar nor a hydrogen acceptor, and carbon atoms that are not polar.
Ван-дер-ваальсовые связи являются неспецифическими силами, существующими между атомами, которые находятся на расстоянии 3-4Å. Они слабее и менее специфичны, чем водородные и электростатические связи. Распределение электронного заряда вокруг атома меняется со временем, и в любом случае распределение заряда не есть симметричным. Эта кратковременная асимметрия в электронном заряде индуцирует подобную асимметрию в соседних атомах. Проистекающие отсюда силы притяжения между атомами достигают максимума при контактном расстоянии Ван-дер-Ваальса, но очень быстро убывают при расстоянии от приблизительно 1Å до приблизительно 2Å. Наоборот, как только атомы становятся разделенными менее, чем контактным расстоянием, в значительной степени сильные силы отталкивания становятся доминантными тогда, как внешние электронные облака атомов перекрываются. Несмотря на то что силы притяжения являются относительно более слабыми по сравнению с электростатическими и водородными связями (приблизительно 0,6 Ккал/мол), силы отталкивания, в частности, могут быть более важными в определении будет ли пептидный лиганд успешно связываться с белком.Van der Waals bonds are nonspecific forces existing between atoms that are at a distance of 3-4Å. They are weaker and less specific than hydrogen and electrostatic bonds. The distribution of the electron charge around the atom changes with time, and in any case, the charge distribution is not symmetrical. This short-term asymmetry in the electron charge induces a similar asymmetry in neighboring atoms. The forces of attraction between the atoms resulting from this peak at a contact distance of Van der Waals, but very quickly decrease at a distance of from about 1 Å to about 2 Å. Conversely, as soon as atoms become separated by less than contact distance, to a large extent strong repulsive forces become dominant, while the external electron clouds of atoms overlap. Although attractive forces are relatively weaker than electrostatic and hydrogen bonds (approximately 0.6 Kcal / mol), repulsive forces, in particular, may be more important in determining whether a peptide ligand will successfully bind to a protein.
В одном воплощении функция показателя Böhm (SCORE 1 подход) используется для оценки связывающего контакта (Böhm H.J., J.Comput AidedMol. Des 8(3): 243-256 (1994), ссылка введена в данную заявку в своей целостности). В другом воплощении функция показателя (SCORE2 подход) используется для оценки связывающей аффинности как индикатор лиганд-содержащего эпитопа Т-клеток (Böhm H.J., J.Comput Aided Mol. Des. 12(4): 309-323 (1998), ссылка введена в данную заявку в своей целостности). Однако функция оценки Böhm, как описано в указанных выше ссылках, используется для оценки связывающей аффинности лиганда с белком, где заранее известно, что лиганд успешно связывается с белком и комплекс белок/лиганд имеет определенную структуру, определенная структура представлена в банке данных белков ("PDB"). Таким образом, функция подсчета была развита далее с преимуществом известных позитивных данных связывания. Для того чтобы иметь возможность различения между позитивными и негативными связующими, составляющая отталкивания необязательно может прибавляться к равенству. В дополнение более удовлетворительная оценка связывающей энергии достигается путем вычисления липофильных взаимодействий попарным образом, более точно, чем при использовании площади, основанной на составляющей энергии приведенных функций Böhm. Таким образом, в предпочтительном воплощении энергия связывания оценивается при использовании модифицированной счетной функции Böhm. В модифицированной счетной функции Böhm энергия связывания между белком и лигандом (ΔGbind) оценивается при учете следующих параметров: уменьшение энергии связывания благодаря абсолютной потере трансляционной и вращательной энтропии лиганда (ΔG0); вклады идеальных водородных связей (ΔGhb), где, по крайней мере, один партнер является нейтральным; вклады невозмущенных ионных взаимодействий (ΔGionic); липофильные взаимодействия между липофильньши атомами лиганда и липофильными атомами акцептора (ΔGlipo); потеря связывающей энергии благодаря застыванию внутренних степеней свободы в лиганде, то есть свобода вращения вокруг каждой связи С-С уменьшена (ΔGrot); энергия взаимодействия между белком и лигандом (EVdW). Анализ этих составляющих дает равенство 1:In one embodiment, the Böhm exponent function (SCORE 1 approach) is used to evaluate binding contact (Böhm HJ, J.Comput AidedMol. Des 8 (3): 243-256 (1994), reference incorporated herein in its entirety). In another embodiment, an indicator function (SCORE2 approach) is used to evaluate binding affinity as an indicator of a ligand-containing T cell epitope (Böhm HJ, J.Comput Aided Mol. Des. 12 (4): 309-323 (1998), link cited in this application in its entirety). However, the Böhm evaluation function, as described in the above references, is used to evaluate the binding affinity of a ligand with a protein, where it is known in advance that the ligand successfully binds to a protein and the protein / ligand complex has a specific structure, a specific structure is presented in the protein database ("PDB "). Thus, the counting function was further developed with the advantage of known positive binding data. In order to be able to distinguish between positive and negative binders, the repulsive component may not necessarily be added to equality. In addition, a more satisfactory estimate of the binding energy is achieved by calculating lipophilic interactions in a pairwise manner, more accurately than using an area based on the energy component of the reduced Böhm functions. Thus, in a preferred embodiment, the binding energy is estimated using the modified Böhm counting function. In the modified Böhm counting function, the binding energy between the protein and the ligand (ΔG bind ) is estimated by taking into account the following parameters: a decrease in the binding energy due to the absolute loss of translational and rotational entropy of the ligand (ΔG 0 ); contributions of ideal hydrogen bonds (ΔG hb ), where at least one partner is neutral; contributions of unperturbed ionic interactions (ΔG ionic ); lipophilic interactions between lipophilic ligand atoms and lipophilic acceptor atoms (ΔG lipo ); loss of binding energy due to solidification of the internal degrees of freedom in the ligand, that is, freedom of rotation around each CC bond is reduced (ΔG rot ); the interaction energy between a protein and a ligand (E VdW ). The analysis of these components gives equality 1:
(ΔGbind)=(ΔG0)+(ΔGhb×Nhb)+(ΔGionic×Nionic)+(ΔGlipo×Nlipo)+(ΔGrot+Nrot)+(EVdW).(ΔG bind) = (ΔG 0) + (ΔG hb × N hb ) + (ΔG ionic × N ionic) + (ΔG lipo × N lipo) + (ΔG rot + N rot) + (E VdW).
где N представляет собой количество установленных взаимодействий для специфической составляющей и в одном воплощении, ΔG0, ΔGhb, ΔGionic, ΔGlipo и ΔGrot являются константами, которые имеют значения: 5,4, -4,7, -4,7, -0,17, и 1,4, соответственно.where N represents the number of established interactions for a specific component and in one embodiment, ΔG 0 , ΔG hb , ΔG ionic , ΔG lipo and ΔG rot are constants that have values: 5.4, -4.7, -4.7, -0.17, and 1.4, respectively.
Составляющую Nhb подсчитывают в соответствии с равенством 2:Component Nhb is calculated in accordance with equality 2:
Nhb=Σh-bondf(ΔR, Δα)×f(Nneighb)×fpcs N hb = Σ h-bond f (ΔR, Δα) × f (N neighb ) × f pcs
f(ΔR, Δα) представляет собой штрафную функцию, которая подсчитывается для больших отклонений водородных связей от идеальных и рассчитывается в соответствии с равенством 3:f (ΔR, Δα) is a penalty function that is calculated for large deviations of hydrogen bonds from ideal bonds and is calculated in accordance with equality 3:
f(ΔR, Δ-α)=f1(ΔR)×f2(Δα)f (ΔR, Δ-α) = f1 (ΔR) × f2 (Δα)
Где: f1(ΔR)=1, если ΔR<=TOLWhere: f1 (ΔR) = 1 if ΔR <= TOL
или = 1-(ΔR-TOL)/0,4, если ΔR<=0,4+TOLor = 1- (ΔR-TOL) / 0.4, if ΔR <= 0.4 + TOL
или = 0, если ΔR>0,4+TOLor = 0 if ΔR> 0.4 + TOL
И: f2(Δα)=1, если Δα<30°And: f2 (Δα) = 1 if Δα <30 °
или = 1-(Δα-30)/50, если Δα<=80°or = 1- (Δα-30) / 50, if Δα <= 80 °
или = 0, если Δα>80°or = 0 if Δα> 80 °
TOL представляет собой допустимое отклонение в длине водородной связи = 0,25Å.TOL represents the permissible deviation in the length of the hydrogen bond = 0.25Å.
ΔR представляет собой отклонение длины H-O/N водородной связи от идеального значения = 1,9Å.ΔR represents the deviation of the length of the H-O / N hydrogen bond from the ideal value = 1.9 Å.
Δα представляет собой отклонение угла водородной связи ∠N/O-H..O/N от идеального значения 180°.Δα is the deviation of the angle of the hydrogen bond ∠ N / OH..O / N from the ideal value of 180 °.
f(Nneighb) проводит отличие между вогнутой и выгнутой частями поверхности белка и, таким образом, устанавливает больший вес для полярных взаимодействий, найденных в карманах, больше, чем таковые для тех, которые найдены на поверхности белка. Эта функция рассчитывается в соответствии с равенством 4, приведенным ниже:f (N neighb ) distinguishes between the concave and curved parts of the surface of the protein and, thus, sets a greater weight for the polar interactions found in the pockets, more than those for those found on the surface of the protein. This function is calculated in accordance with equality 4 below:
f(Nneighb)=(Nneighb/Nneighb,0)α , где α=0,5f (N neighb ) = (N neighb / N neighb, 0 ) α , where α = 0.5
Nneighb представляет собой число неводородных атомов белка, которые находятся ближе, чем 5Å к любому атому белка.N neighb is the number of non-hydrogen atoms of a protein that are closer than 5Å to any protein atom.
Nneighb,0 представляет собой константу, равную 25.N neighb , 0 is a constant equal to 25.
fpcs является функцией, которая допустима для площади полярной поверхности контакта на одну водородную связь и, таким образом, проводит различия между сильными и слабыми водородными связями, ее значение определяется в соответствии со следующими критериями:f pcs is a function that is valid for the area of the polar contact surface per hydrogen bond and, thus, distinguishes between strong and weak hydrogen bonds, its value is determined in accordance with the following criteria:
fpcs=β, когда Apolar/NHB<10Å2 f pcs = β when A polar / NHB <10Å 2
или fpcs=1, когда Apolar/NHB>10Å2 or f pcs = 1 when A polar / N HB > 10Å 2
Apolar представляет собой размер площади полярного контакта белок-лигандA polar is the size of the area of the polar protein-ligand contact
NHB - число водородных связейN HB is the number of hydrogen bonds
β является константой, значение которой =1,2β is a constant whose value = 1.2
Для осуществления модифицированной функции подсчета Böhm, вклады ионных взаимодействий, ΔGionic подсчитывается тем же способом, что и для водородных связей, описанных выше, поскольку предполагается одинаковая геометрическая зависимость.To implement the modified Böhm counting function, the contributions of ionic interactions, ΔG ionic, are calculated in the same way as for the hydrogen bonds described above, since the same geometric dependence is assumed.
Составляющую Nlipo подсчитывают в соответствии с равенством 5, приведенным ниже:Component N lipo is calculated in accordance with equality 5 below:
Nlipo =Σ1Lf(r1L)N lipo = Σ 1L f (r 1L )
f(r1L) подсчитывается для всех липофильных лигандных атомов, 1, и всех липофильных белковых атомов, L, в соответствии со следующими критериями:f (r 1L ) is calculated for all lipophilic ligand atoms, 1, and all lipophilic protein atoms, L, in accordance with the following criteria:
f(r1L)=1, когда r1l<=R1f(r1L)=(r1l-R1)/(R2-R1), когда R2<r1l>R1f (r 1L ) = 1 when r 1l <= R 1f (r 1L ) = (r 1l -R1) / (R2-R1) when R2 <r 1l > R1
f(r1L)=0, когда f1l>=R2f (r 1L ) = 0 when f 1l > = R2
где: R1=r1VdW+rLVdW+0,5where: R1 = r1 VdW + rL VdW +0.5
и R2=R1+3,0and R2 = R1 + 3.0
и: r1 VdW представляет собой радиус Ван-дер-Ваальса атома 1and: r 1 VdW is the van der Waals radius of atom 1
и rL VdW представляет собой радиус Ван-дер-Ваальса атома Land r L VdW is the van der Waals radius of the atom L
Составляющая Nrot представляет собой число способных к вращению связей аминокислотной боковой цепи и берется для того, чтобы представлять число ациклических sp3-sp3 и sp3-sp2 связей. Вращения терминального конца -СН3 или -NH3 не берутся в расчет.The N rot component is the number of rotatable amino acid side chain bonds and is taken to represent the number of acyclic sp 3 -sp 3 and sp 3 -sp 2 bonds. Rotations of the terminal end —CH 3 or —NH 3 are not taken into account.
Конечная составляющая EVdW по дочитывается в соответствии с равенством 6 ниже:The final component E VdW is read in accordance with
EVdW=ε1ε2((r1VdW+r2VdW)12/(r1VdW+r2 VdW)6/r6, гдеE VdW = ε 1 ε 2 ((r1 VdW + r2 VdW ) 12 / (r1 VdW + r 2 VdW ) 6 / r 6 , where
где ε1 и ε2 являются константами, зависимыми от идентичности атомовwhere ε 1 and ε 2 are constants depending on the identity of the atoms
r1 VdW+r2 VdW являются атомными радиусами Ван-дер-Ваальсаr 1 VdW + r 2 VdW are the atomic radii of Van der Waals
r представляет собой расстояние между парой атомов.r represents the distance between a pair of atoms.
Что касается равенства 6, то в одном воплощении константы ε1 и ε2 имеют следующие значения для атомов: С: 0,245, N: 0,283, О: 0,316, S: 0,316 соответственно (то есть атомы углерода, азота, кислорода и серы соответственно). Что касается равенств 5 и 6, то радиусы Ван-дер-Ваальса имеют следующие значения для атомов: С: 1,85, N: 1,75, О: 1,60, S: 2,00Å.As for
Понятно, что все предварительно определенные значения и константы, приведенные в равенствах выше, определены в пределах ограниченных условий понимания белок-пептидных взаимодействий в особой связи с типом вычисления, которое проводится в данной заявке. Таким образом, возможно, что эта счетная функция будет усовершенствована в дальнейшем как результат прогресса в области моделирования молекулярных взаимодействий, эти значения и константы могут изменяться, поэтому любое приемлемое числовое значение, которое дает желаемые результаты в составляющих оценки связывающей энергии белка с лигандом, может использоваться и, следовательно, подпадает под объем данного изобретения.It is clear that all the predefined values and constants given in the equalities above are defined within the limited conditions for understanding protein-peptide interactions in a particular connection with the type of calculation that is carried out in this application. Thus, it is possible that this counting function will be further improved as a result of progress in the field of modeling molecular interactions, these values and constants can change, therefore, any acceptable numerical value that gives the desired results in the components of the estimation of the binding energy of a protein with a ligand can be used and therefore falls within the scope of this invention.
Как описано выше, счетная функция применяется к данным, извлеченным из базы данных конформаций боковых цепей, идентичных атомов и межатомных расстояний. Для целей данного описания число молекул класса II МНС, включенных в эту базу, составляет 42 модели плюс 4 установленные структуры. Из приведенного выше описания понятно, что модульная природа построения вычислительного способа в соответствии с данным изобретением означает, что новые модели могут просто прибавляться и исследоваться совместно с библиотекой пептидных скелетов и функцией поиска конформаций боковых цепей для создания дополнительных наборов данных, которые могут быть обработаны с помощью пептидной счетной функции, как описано выше. Это дает возможность легко увеличить набор исследованных молекул класса II МНС или структур и ассоциированных данных, которые замещаются, если данные являются доступными для создания более точных моделей существующих аллелей.As described above, the counting function is applied to data retrieved from the database of side chain conformations, identical atoms, and interatomic distances. For the purposes of this description, the number of MHC class II molecules included in this database is 42 models plus 4 established structures. From the above description it is clear that the modular nature of the construction of the computational method in accordance with this invention means that new models can simply be added and explored together with a library of peptide skeletons and a function for searching for side chain conformations to create additional data sets that can be processed using peptide counting function as described above. This makes it possible to easily increase the set of studied class II MHC molecules or structures and associated data, which are replaced if the data is available to create more accurate models of existing alleles.
Понятно, что несмотря на то что описанная выше счетная функция является относительно простой по сравнению с некоторыми сложными методологиями, которые доступны, подсчеты проводятся чрезвычайно быстро. Понятно, что цель не заключается в том, чтобы подсчитать реальную энергию связывания саму по себе для каждого пептида, который стыкуется со связывающим желобком выбранного белка класса II МНС. Основная цель заключается в том, чтобы получить данные относительно энергии связывания для претендентов как цели для прогнозирования размещения эпитопов Т-клеток, основанных на первичной структуре (то есть аминокислотной последовательности) выбранного белка. Относительно высокая энергия связывания или связывающая энергия выбранного значения предполагает присутствие эпитопов Т-клеток в лиганде. Лиганд можно потом подвергать, по крайней мере, одному кругу аминокислотных замен и повторно подсчитывать энергию связывания. Благодаря быстроте подсчета эта обработка пептидной последовательности может быть проведена при использовании компьютерной технологии в пределах интерфейса пользователя программы на эффективной доступной компьютерной технике. Основного вложения в компьютерную технику, таким образом, не требуется.It is clear that although the counting function described above is relatively simple compared to some complex methodologies that are available, the calculations are extremely fast. It is understood that the goal is not to calculate the actual binding energy per se for each peptide that mates with the binding groove of the selected MHC class II protein. The main objective is to obtain binding energy data for applicants as a goal for predicting the placement of T-cell epitopes based on the primary structure (i.e., amino acid sequence) of the selected protein. The relatively high binding energy or binding energy of the selected value suggests the presence of T-cell epitopes in the ligand. The ligand can then be subjected to at least one circle of amino acid substitutions and recalculated binding energy. Due to the speed of counting, this processing of the peptide sequence can be carried out using computer technology within the user interface of the program on effective accessible computer technology. The main investment in computer technology, therefore, is not required.
Любому специалисту в данной области понятно, что другие доступные программные обеспечения могут использоваться для тех же целей. В частности, более сложное программное обеспечение, которое способно к состыковке лигандов в белок-связывающих сайтах, может использоваться в соединение с энергетической минимизацией. Примерами стыковочных программных продуктов являются следующие: DOCK (Kuntz и др., J.Mol.Biol., 161: 269-288 (1982)), LUDI (Böhm H.J, J.Comput Aided Mol. Des., 8: 623-632 (1994) и FLEXX (Rarey M. И др. ISMB, 3: 300-308 (1995)). Примеры программного обеспечения молекулярного моделирования и манипулирования включают: AMBER (Tripos) и CHARMm (Molecular Simulations Inc.). Использование этих вычислительных методов будет строго ограничивать пропускную мощность способа в соответствии с данным изобретением из-за продолжительности времени обработки, которое необходимо для проведения необходимых вычислений. Однако является вероятным, что такие способы могут использоваться как "вторичный скрининг" для получения более точных вычислений энергии связывания для пептидов, которые определены как "позитивные связующие" при использовании способа в соответствии с данным изобретением.Any person skilled in the art will recognize that other available software can be used for the same purpose. In particular, more sophisticated software that is capable of linking ligands to protein-binding sites can be used in conjunction with energy minimization. Examples of docking software products are: DOCK (Kuntz et al., J. Mol. Biol., 161: 269-288 (1982)), LUDI (Böhm HJ, J. Comput Aided Mol. Des., 8: 623-632 (1994) and FLEXX (Rarey M. et al. ISMB, 3: 300-308 (1995)) Examples of molecular modeling and manipulation software include: AMBER (Tripos) and CHARMm (Molecular Simulations Inc.). Using these computational methods will strictly limit the capacity of the method in accordance with this invention due to the length of processing time required for the necessary calculations. th, that such methods may be used as a 'secondary screen' to obtain more accurate calculations of binding energy for peptides which are defined as 'positive binders' by using the method according to the invention.
Ограничение времени обработки для сложных молекулярно-механических или молекулярно-динамических вычислений является одной из причин, которая определяется программным обеспечением и возможностями современной технологии компьютерного оборудования. Можно предвидеть, что в будущем с написанием более рационального кода и продолжающегося увеличения скорости процессоров компьютера станет возможным проводить такие вычисления в пределах более поддающихся управлению временных рамок. Дальнейшая информация относительно энергетических функций применимо к макромолекулам и рассмотрение различных взаимодействий, которые имеют место внутри собранной белковой структуры, может быть найдена в: Brooks B.R. и др. J.Comput Chem., 4: 187-217 (1983) и дополнительная информация, касающаяся общих взаимодействий белок-лиганд, может быть найдена в: Dauber-Osguthrpe и др., Proteins 4 (I): 31-47 (1988), эти ссылки введены в данную заявку в своей целостности. Полезная информация также может быть найдена, например, в Fasman G.D. ed.. Prediction of Protein Structure of Protein Conformation, Plenum Press, New York, ISBN: 0-306, 4313-9.The limitation of processing time for complex molecular-mechanical or molecular-dynamic calculations is one of the reasons that is determined by the software and the capabilities of modern computer equipment technology. It can be foreseen that in the future, with writing more rational code and a continuing increase in the speed of computer processors, it will become possible to carry out such calculations within a more manageable time frame. Further information regarding energy functions is applicable to macromolecules and a discussion of the various interactions that take place within the assembled protein structure can be found in: Brooks B.R. et al. J.Comput Chem., 4: 187-217 (1983) and further information regarding general protein-ligand interactions can be found in: Dauber-Osguthrpe et al., Proteins 4 (I): 31-47 ( 1988), these references are incorporated into this application in their entirety. Useful information can also be found, for example, in Fasman G. D. ed .. Prediction of Protein Structure of Protein Conformation, Plenum Press, New York, ISBN: 0-306, 4313-9.
Настоящий способ прогнозирования может быть откалиброван в соответствии с набором данных, включающим большое количество пептидов, сродство которых для различных молекул МНС класса II была ранее экспериментально определена.The present prediction method can be calibrated in accordance with a data set including a large number of peptides whose affinity for various MHC class II molecules was previously experimentally determined.
Согласно предпочтительному воплощению способа любой из определенных способов прогнозирования, описанных здесь, иди любой другой вычислительный способ прогнозирования взаимодействий пептид-МНС класса II, который приводит к получению числовых показателей для каждой пары пептид/МНС класса II, калибруют в соответствии с набором данных, включающим большое количество пептидов, аффинность которых для различных молекул МНС класса II была ранее экспериментально определена. Путем сравнения подсчитанных данных и экспериментальных данных, как определено выше, можно сократить число значений, если известно, что все экспериментально определенные эпитопы Т-клеток были правильно предсказаны.According to a preferred embodiment of the method, any of the specific prediction methods described herein, go to any other computational method for predicting peptide-MHC class II interactions that results in numerical indicators for each peptide / MHC class II pair, is calibrated in accordance with a large data set the number of peptides whose affinity for various MHC class II molecules was previously experimentally determined. By comparing the calculated data and the experimental data, as defined above, it is possible to reduce the number of values if it is known that all experimentally determined epitopes of T cells were correctly predicted.
В частности, полученный с помощью компьютера числовой показатель рассчитывают для каждой пары пептид/МНС класса II в наборе данных. Показатель рассчитывают так, что более высокий показатель представляет собой увеличенную вероятность связывания. Самый низкий полученный с помощью компьютера показатель для пары пептид/МНС класса II, который найден экспериментально для связывания, взят как граничный. Все полученные с помощью компьютера показатели, которые являются значительно ниже этого граничного показателя, как полагают, представляют несвязывающиеся пары пептид/МНС класса II, в то время как полученные с помощью компьютера показатели выше граничного показателя представляют потенциально связывающуюся пару пептид/МНС класса II. В общем для данного полученного с помощью компьютера оценочного алгоритма будут существовать некоторые комбинации пептид/МНС класса II, которые дают показатели выше граничного показателя, но которые фактически являются несвязывающимися. Таким образом, это предпочтительное воплощение способа может произвести ложные позитивы, но никогда или только редко будет производить ложные негативы.In particular, a computer-generated numerical indicator is calculated for each peptide / MHC class II pair in the data set. The rate is calculated such that a higher rate represents an increased likelihood of binding. The lowest computer-derived rate for the peptide / MHC class II pair, which was found experimentally for binding, was taken as the boundary. All computer-derived metrics that are significantly below this boundary metric are believed to represent non-binding peptide / MHC class II pairs, while computer-based metrics above the limiting metric represent a potentially binding peptide / MHC class II pair. In general, for this computer-based evaluation algorithm, there will be some peptide / MHC class II combinations that give indicators above the boundary indicator, but which are actually non-binding. Thus, this preferred embodiment of the method can produce false positives, but will never or only rarely produce false negatives.
Это воплощение способа на основе граничного значения особенно полезно, когда цель состоит в том, чтобы устранить путем мутирования наибольшее количество или все эпитопы Т-клеток из белка. В частности, согласно более предпочтительному воплощению способа изобретения наибольшее количество или все эпитопы Т-клеток удаляют из белка следующим образом. Последовательность белка сканируется компьютерным алгоритмом для потенциальных эпитопов Т-клеток. Каждому потенциальному эпитопу Т-клеток присваивают показатель с увеличивающимися показателями, коррелированными по более высокой вероятности связывания с МНС класса II. Каждый сегмент пептида с показателем больше, чем граничный показатель мутируют так, чтобы показатель мутированного сегмента был меньше, чем граничный показатель. Мутации предпочтительно выбирают так, чтобы не уменьшить активность белка ниже активности, необходимой для данной цели. Разрабатывают множественно мутированный белок, не имеющий в основном или вообще прогнозированных компьютером эпитопов Т-клеток. Такой множественно мутированный белок назван "Деиммунизированный белок".This embodiment of the method based on the boundary value is especially useful when the goal is to eliminate by mutation the largest number or all of the T cell epitopes from the protein. In particular, according to a more preferred embodiment of the method of the invention, the largest number or all of the epitopes of T cells are removed from the protein as follows. The protein sequence is scanned by a computer algorithm for potential T-cell epitopes. Each potential T-cell epitope is assigned an indicator with increasing rates correlated with a higher probability of binding to MHC class II. Each peptide segment with an indicator greater than the boundary indicator is mutated so that the indicator of the mutated segment is less than the boundary indicator. Mutations are preferably chosen so as not to reduce the activity of the protein below the activity necessary for this purpose. A multiply mutated protein is developed that lacks mainly or generally computer-predicted T-cell epitopes. Such a multiply mutated protein is called "Deimmunized protein".
Деиммунизированный белок синтезируют стандартными методами. Например, искусственные последовательности ДНК, кодирующие Деиммунизированный белок, собирают из синтетических олигонуклеотидов, лигированных в вектор экспрессии и функционально связанных с элементами, промотирующими экспрессию Деиммунизированного белка. Деиммунизированный белок затем очищают стандартными методами. Полученный Деиммунизированный белок содержит аминокислоты, мутированные таким образом, что истинные эпитопы Т-клеток устранены. Кроме того, Деиммунизированный белок будет часто содержать в сегментах мутированные аминокислоты, которые, как прогнозируется алгоритмом, являются эпитопами Т-клеток, но которые фактически не являются эпитопами Т-клеток. Однако из мутаций в ложно прогнозированных эпитопах не следуют значительно вредные последствия, потому что мутации выбирают так, чтобы они имели небольшой эффект на активность белка. Кроме того, вредные последствия не следуют из возможного введения новых В-клеточных эпитопов в белок, потому что недостаток Т-клеточных эпитопов предотвращает В-клеточную реакцию на модифицированный белок.The de-immunized protein is synthesized by standard methods. For example, artificial DNA sequences encoding a De-immunized protein are assembled from synthetic oligonucleotides ligated into an expression vector and functionally linked to elements that promote the expression of the De-immunized protein. The de-immunized protein is then purified by standard methods. The resulting De-immunized protein contains amino acids mutated in such a way that the true T-cell epitopes are eliminated. In addition, a de-immunized protein will often contain mutated amino acids in the segments, which, as predicted by the algorithm, are T-cell epitopes, but which are not actually T-cell epitopes. However, mutations in falsely predicted epitopes do not result in significantly harmful consequences, because the mutations are chosen so that they have little effect on protein activity. In addition, the harmful effects do not follow from the possible introduction of new B-cell epitopes into the protein, because the lack of T-cell epitopes prevents the B-cell response to the modified protein.
Применение описанной выше методологии к различным пептидам, которые можно рассматривать для деиммунизации, для модификаций для улучшения связывания МНС класса II для терапевтических целей, иллюстрируется ниже.The application of the above methodology to various peptides that can be considered for de-immunization, for modifications to improve the binding of MHC class II for therapeutic purposes, is illustrated below.
Изобретение может быть применено к любой биологической молекуле, имеющей определенную биологическую и/или фармакологическую активность с существенно подобными первичными аминокислотными последовательностями, как раскрытые здесь, и поэтому будет включать молекулы, полученные средствами генной инженерии или другими способами. Термин "биологическая молекула" используется здесь для молекул, которые имеют биологическую функцию и вызывают биологический, фармакологический или фармацевтический эффект или активность. Предпочтительно биологическими молекулами согласно изобретениям являются пептиды, полипептиды, белки. Ниже белки, иммуноглобулины являются предпочтительными. Изобретение включает также варианты и другую модификацию определенного полипептида, белка, белка слияния, иммуноглобулина, которые в принципе имеют ту же самую биологическую активность и подобную (сниженную) иммуногенность. Кроме того, включены фрагменты антител, таких как sFv, Fab, Fab', F(ab')2 и Fc, и биологически эффективные фрагменты белков. Антитела человеческого происхождения или гуманизированные антител показывают per se пониженную иммуногенность или отсутствие иммуногенности у людей и не имеют или имеют более низкое количество иммуногенных эпитопов по сравнению с нечеловеческими антителами. Однако есть также потребность в деиммунизации таких молекул, некоторые из которых показали, что они вызывают значительный иммунный ответ у людей. Кроме того, антигены, которые вызывают не желательный и слишком сильный иммунный ответ, могут быть модифицированы согласно методу изобретения и привести к антигенам, которые имеют сниженную иммуногенность, которая, однако, является достаточно сильной, чтобы использовать антиген, например, как вакцину.The invention can be applied to any biological molecule having a specific biological and / or pharmacological activity with substantially similar primary amino acid sequences as disclosed herein, and therefore will include molecules obtained by genetic engineering or other methods. The term "biological molecule" is used here for molecules that have a biological function and cause a biological, pharmacological or pharmaceutical effect or activity. Preferably, the biological molecules of the invention are peptides, polypeptides, proteins. Below proteins, immunoglobulins are preferred. The invention also includes variants and another modification of a particular polypeptide, protein, fusion protein, immunoglobulin, which in principle have the same biological activity and similar (reduced) immunogenicity. In addition, antibody fragments such as sFv, Fab, Fab ', F (ab') 2 and Fc, and biologically effective protein fragments are included. Antibodies of human origin or humanized antibodies show per se reduced immunogenicity or lack of immunogenicity in humans and do not have or have a lower number of immunogenic epitopes compared to non-human antibodies. However, there is also a need to de-immunize such molecules, some of which have shown that they elicit a significant immune response in humans. In addition, antigens that cause an undesired and too strong immune response can be modified according to the method of the invention and lead to antigens that have reduced immunogenicity, which, however, is strong enough to use an antigen, for example, as a vaccine.
Некоторые молекулы, типа лептина, такие как идентифицированные из других млекопитающих источников, имеют в основном многие из пептидных последовательностей настоящего изобретения и имеют в общем много пептидных последовательностей с существенно подобной последовательностью, как те, который раскрыты в списке. Поэтому такие белковые последовательности в равной степени подпадают в область настоящего изобретения.Some molecules, such as leptin, such as those identified from other mammalian sources, have basically many of the peptide sequences of the present invention and generally have many peptide sequences with substantially similar sequences to those disclosed in the list. Therefore, such protein sequences are equally within the scope of the present invention.
Изобретение касается аналогов биологических молекул согласно изобретению, в которых замещения, по крайней мере, одного аминокислотного остатка были сделаны в положениях, что приводит к существенному сокращению активности или устранению одного или более потенциальных эпитопов Т-клеток из белка.The invention relates to analogues of biological molecules according to the invention, in which substitutions of at least one amino acid residue have been made in positions, which leads to a significant reduction in the activity or elimination of one or more potential T-cell epitopes from the protein.
Одно или более аминокислотных замещений в специфических точках в пределах любого из потенциальных лигандов МНС класса II, идентифицированные в таблицах примеров, могут приводить к молекуле со сниженным иммуногенным потенциалом при применении человеком в качестве терапевтического средства.One or more amino acid substitutions at specific points within any of the potential MHC class II ligands identified in the example tables can lead to a molecule with reduced immunogenic potential when used as a therapeutic agent in humans.
Предпочтительно аминокислотные замещения делают в соответствующих точках в пределах пептидной последовательности, прогнозированной для достижения существенного сокращения или устранения активности эпитопа Т-клетки. Практически соответствующая точка предпочтительно будет приравнена к связыванию аминокислотного остатка в пределах одного из гидрофобных карманов, обеспеченных в пределах связывающей борозды МНС класса II. Аминокислотные остатки в пептиде в положениях, которые приравнены к связыванию в пределах других карманных областей в пределах МНС связывающей щели, также рассматриваются и подпадают в область настоящего изобретения.Preferably, amino acid substitutions are made at appropriate points within the peptide sequence predicted to achieve a significant reduction or elimination of T cell epitope activity. A substantially corresponding point will preferably be equated to the binding of an amino acid residue within one of the hydrophobic pockets provided within the MHC class II binding groove. Amino acid residues in the peptide at positions that are equivalent to binding within other pocket regions within the MHC binding gap are also contemplated and fall within the scope of the present invention.
Понятно, что отдельные аминокислотные замещения в пределах данного потенциального эпитопа Т-клетки являются наиболее предпочтительным путем, которым эпитоп может быть устранен. Комбинации замещения в пределах отдельного эпитопа могут быть рассмотрены и, например, могут быть особенно приемлемыми, где индивидуально определенные эпитопы перекрываются друг другом. Кроме того, аминокислотные замещения или отдельно в пределах данного эпитопа, или в комбинации в пределах отдельного эпитопа могут быть сделаны в положениях, которые не приравниваются к "карманным остаткам" относительно связывающей бороздки МНС класса II, но в любой точке в пределах последовательности пептида. Все такие замещения подпадают в область настоящего изобретения.It is understood that individual amino acid substitutions within a given potential T cell epitope are the most preferred way in which the epitope can be eliminated. Substitution combinations within a single epitope may be considered and, for example, may be particularly acceptable where individually defined epitopes overlap. In addition, amino acid substitutions, either separately within a given epitope, or in combination within a single epitope, can be made at positions that do not amount to “pocket residues” with respect to the MHC class II binding groove, but at any point within the peptide sequence. All such substitutions fall within the scope of the present invention.
Аминокислотные замещения другие, чем в пределах пептидов, идентифицированных выше, могут быть особенно рассмотрены, когда они сделаны в комбинации с замещением(ями), сделанными в пределах пептида, внесенного в список. Например, изменение может быть предусмотрено для восстановления структуры или биологической активности вариантной молекулы. Такие компенсационные изменения и изменения, включающие делецию или дополнение специфических аминокислотных остатков из молекулы согласно изобретению, приводящие к варианту с желательной активностью, и в комбинации с изменениями в любом из раскрытых пептидов подпадают в область настоящего изобретения.Amino acid substitutions other than those within the peptides identified above can be especially considered when made in combination with substitution (s) made within the peptide listed. For example, a change may be provided to restore the structure or biological activity of the variant molecule. Such compensatory changes and changes, including the deletion or addition of specific amino acid residues from a molecule according to the invention, leading to a variant with the desired activity, and in combination with changes in any of the disclosed peptides fall within the scope of the present invention.
В другом аспекте настоящее изобретение касается кодирования нуклеиновых кислот указанных биологических молекул, имеющих уменьшенную иммуногенность. Способы для создания генных конструкций и генных продуктов хорошо известны в данном уровне техники. В заключительном аспекте настоящее изобретение касается фармацевтических композиций, включающих указанные биологические молекулы, которые можно получать способами, раскрытыми в настоящем изобретении, и методов терапевтического лечения людей, используя модифицированные молекулы и фармацевтические композиции.In another aspect, the present invention relates to the encoding of nucleic acids of said biological molecules having reduced immunogenicity. Methods for creating gene constructs and gene products are well known in the art. In a final aspect, the present invention relates to pharmaceutical compositions comprising these biological molecules, which can be obtained by the methods disclosed in the present invention, and methods of therapeutic treatment of humans using modified molecules and pharmaceutical compositions.
Как может быть видно из следующих примеров, вычислительные методы, описанные здесь выше, обеспечивают очень хороший индикатор того, что эпитопы Т-клеток, вероятно, будут найдены в любом пептиде. Таким образом, это позволяет идентификацию областей последовательностей аминокислотного остатка, которая, если они изменены одним или более изменениями аминокислотных остатков, имеет эффект удаления эпитопов Т-клеток и, таким образом, увеличивает терапевтическую ценность пептида. Посредством этого способа могут быть получены биологические молекулы, такие как пептиды, белки, иммуноглобулины и белки слияния и т.п., имеющие улучшенные свойства и фармакологическую ценность.As can be seen from the following examples, the computational methods described above provide a very good indicator that T cell epitopes are likely to be found in any peptide. Thus, this allows the identification of regions of amino acid residue sequences, which, if altered by one or more changes in amino acid residues, has the effect of removing T-cell epitopes and, thus, increases the therapeutic value of the peptide. By this method, biological molecules, such as peptides, proteins, immunoglobulins and fusion proteins and the like, having improved properties and pharmacological value can be obtained.
Вышеприведенное описание и примеры подразумеваются как иллюстративные и не должны приниматься как ограничение. Тем не менее, другие варианты в пределах сущности и объема данного изобретения возможны и легко представятся специалистами, квалифицированными в данном уровне техники.The above description and examples are intended to be illustrative and should not be construed as limiting. However, other variations within the spirit and scope of this invention are possible and will easily be presented by those skilled in the art.
ПРИМЕР 1EXAMPLE 1
Этот пример показывает профиль вероятности эпитопа Т-клетки декарбоксилазной изоформы автоантигена глутаминовой кислоты (GAD 65; МВТ: 65.000), который вовлечен в развитие диабета типа 1. Этот специфический белок может быть потенциальной целью для того, чтобы увеличить сродство эпитопов Т-клеток, а также получения хорошего примера для демонстрирования индекса вероятности эпитопа Т-клетки, так как он является относительно длинным белком (585 аминокислотных остатков), и поэтому обеспечивает относительно большой объем выборки для профилирования.This example shows the probability profile of the T cell epitope of the decarboxylase isoform of the glutamic acid autoantigen (GAD 65; MW: 65.000), which is involved in the development of type 1 diabetes. This specific protein may be a potential target in order to increase the affinity of T cell epitopes, and also providing a good example for demonstrating the probability index of the T-cell epitope, since it is a relatively long protein (585 amino acid residues), and therefore provides a relatively large sample size for profiling.
Профиль вероятности эпитопа Т-клетки для GAD 65 показан на ФИГУРЕ 5. Сплошная линия представляет рассчитанный индекс эпитопа Т-клетки с использованием вычислительного метода показанного на ФИГУРЕ 1, и пунктирная линия представляет предсказанный индекс эпитопа Т-клетки с использованием вычислительного метода показанного на ФИГУРЕ 3 и 4.The probability profile of the T-cell epitope for GAD 65 is shown in FIGURE 5. The solid line represents the calculated T-cell epitope index using the computational method shown in FIGURE 1, and the dashed line represents the predicted T-cell epitope index using the computational method shown in FIGURE 3 and 4.
ПРИМЕР 2EXAMPLE 2
Этот пример показывает профиль вероятности эпитопа Т-клетки эритропоэтина (ЕРО), цитокина, состоящего из 193 аминокислотных остатков, широко используемого как внутривенно (IV) применяемое лекарственное средство для увеличения количества эритроцитов. Он представляет хороший пример биологического лекарственного средства с терапевтической ценностью, но который мог бы вызвать несоответствующие или нежелательные иммунные реакции, особенно при использовании внутривенно и который может поэтому извлечь выгоду из деиммунизации после того, как потенциальные эпитопы Т-клеток идентифицированы.This example shows the probability profile of the erythropoietin T cell epitope (EPO), a cytokine consisting of 193 amino acid residues, widely used as an intravenous (IV) drug used to increase red blood cell counts. It provides a good example of a biological drug with therapeutic value, but which could trigger inappropriate or undesirable immune responses, especially when used intravenously, and which may therefore benefit from de-immunization after potential T-cell epitopes are identified.
Профиль вероятности эпитопа Т-клетки для ЕРО показан на ФИГУРЕ 6. Сплошная линия представляет рассчитанный индекс эпитопа Т-клетки с использованием вычислительного метода, показанного на ФИГУРЕ 1, и пунктирная линия представляет предсказанный индекс эпитопа Т-клетки, с использованием вычислительного метода показанного на ФИГУРЕ 3 и 4.The probability profile of the T-cell epitope for EPO is shown in FIGURE 6. The solid line represents the calculated T-cell epitope index using the computational method shown in FIGURE 1, and the dashed line represents the predicted T-cell epitope index using the computational method shown in FIGURE 3 and 4.
ПРИМЕР 3EXAMPLE 3
ФИГУРЫ 7 и 8 показывают индекс эпитопа Т-клетки для тяжелой и легкой цепи мышиного гуманизированного моноклонального антитела, направленного против А33 антигена. Последний представляет собой трансмембранный гликопротеин, представленный на поверхности >95% раковых образований кишечника и поэтому обладает потенциалом терапевтического антиракововго средства.FIGURES 7 and 8 show the T cell epitope index for the heavy and light chains of a mouse humanized monoclonal antibody directed against the A33 antigen. The latter is a transmembrane glycoprotein, present on the surface of> 95% of cancers of the intestine and therefore has the potential of a therapeutic anti-cancer agent.
На ФИГУРАХ 7 и 8, сплошная линия представляет рассчитанный индекс эпитопа Т-клетки с использованием вычислительного метода показанного на ФИГУРЕ 1 и пунктирная линия представляет предсказанный индекс эпитопа Т-клетки с использованием вычислительного метода показанного на ФИГУРЕ 3 и 4.In FIGURES 7 and 8, the solid line represents the calculated T-cell epitope index using the computational method shown in FIGURE 1 and the dashed line represents the predicted T-cell epitope index using the computational method shown in FIGURE 3 and 4.
ПРИМЕР 4 (лептин):EXAMPLE 4 (leptin):
Одной из этих терапевтически ценных молекул является белок ожирения человека, называемый "лептин". Лептин представляет собой секретированный белок передачи сигналов, состоящий из 146 аминокислотных остатков, вовлеченный в гомеостатические механизмы поддерживающие жировую массу (например, WO 00/40615, WO 98/28427, WO 96/05309). Белок (и его антагонисты) представляет значительный терапевтический потенциал для лечения диабета, высокого кровяного давления и метаболизма холестерина. Белок может быть получен рекомбинантными методами, используя некоторое количество различных типов Т-клеток хозяина. Аминокислотная последовательность лептина (представленная в однобуквенном коде) является следующей:One of these therapeutically valuable molecules is a human obesity protein called leptin. Leptin is a secreted signaling protein consisting of 146 amino acid residues involved in homeostatic mechanisms supporting fat mass (e.g., WO 00/40615, WO 98/28427, WO 96/05309). Protein (and its antagonists) presents significant therapeutic potential for the treatment of diabetes, high blood pressure and cholesterol metabolism. The protein can be obtained by recombinant methods using a number of different types of host T cells. The amino acid sequence of leptin (represented in a one-letter code) is as follows:
VPIQKVQDDTKTLIKTIVTRINDISHTQSVSSKQKVTGLDFIPGLHPILTLSKMDQTLAVYQQILTSMPSRNVIQISNDLENLRDLLHVLAFSKSCHLPWASGLETLDSLGGVLEASGYSTEVVALSRLQGSLQDMLWQLDLSPGCVPIQKVQDDTTKTLIKTIVTRINDISHTQSVSSKQKVTGLDFIPGLHPILTLSKMDQTLAVYQQILTSMPSRNVIQISNDLENLRDLLHVLAFSKSCHLPWASGLETLDSLGGVLEASGYSTLVLSVLVLSSLVLSVVL
Аминокислотную последовательность, которая является частью последовательности иммуногенно немодифицированного белка ожирения (лептин) человека и которая обладает потенциальной активностью связывания МНС класса II, выбирают из следующей группы идентифицированной согласно способу настоящего изобретения:Amino acid sequence, which is part of the sequence of immunogenically unmodified obesity protein (leptin) of a person and which has the potential binding activity of MHC class II, is selected from the following group identified according to the method of the present invention:
Любая из вышеприведенных последовательностей может быть использована для модифицирования путем замены одной или более аминокислот для получения последовательности, которая неиммуногенна или имеет сниженную иммунногенность.Any of the above sequences can be used for modification by replacing one or more amino acids to obtain a sequence that is non-immunogenic or has reduced immunogenicity.
ПРИМЕР 5 (IL-1R антагонист):EXAMPLE 5 (IL-1R antagonist):
IL-1 - важный воспалительный и иммунный цитокин модуляции с плейотропным эффектом на различные ткани, но может привести к патологиям, которые связанны с ревматическим артритом и другими болезнями, которые связанны с местным повреждением ткани. Антагонист IL-1 рецептора, способный ингибировать действие IL-1, был очищен и ген клонирован [Eisenburg S.P. и др. (1990) Nature, 343: 341-346; Carter, D.B. и др. (1990) Nature, 344: 633-637]. Другие обеспечили молекулы IL-IRa [например, US 5075222].IL-1 is an important inflammatory and immune modulation cytokine with a pleiotropic effect on various tissues, but can lead to pathologies that are associated with rheumatoid arthritis and other diseases that are associated with local tissue damage. An IL-1 receptor antagonist capable of inhibiting the effect of IL-1 has been purified and the gene cloned [Eisenburg S.P. et al. (1990) Nature, 343: 341-346; Carter, D.B. et al. (1990) Nature, 344: 633-637]. Others provided IL-IRa molecules [eg, US 5075222].
Аминокислотная последовательность IL-IRa (представленная в однобуквенном коде) является следующей:The amino acid sequence of IL-IRa (represented in the one-letter code) is as follows:
RPSGRKSSKMQAFRIWDVNQKTFYLRNNQLVAGYLQGPNVNLEEKIDVVPIEPHALFLGIHGGKMCLSCVKSGDETRLQLEAWITDLSENRKQDKRFAFIRSDSGPTTSFESAACPGWFLCTAMEADQPVSLTNMPDEGVMVTKFYFQEDERPSGRKSSKMQAFRIWDVNQKTFYLRNNQLVAGYLQGPNVNLEEKIDVVPIEPHALFLGIHGGKMCLSCVKSGDETRLQLEAWITDLSENRKQDKRFAFIRSDSGPTTSFESAACPGWFDTTVTFVTFVTFVTFVTFVTFVTFVTFVTFVTFVTFVTFVTFVTFVTFVTFVTFVTLTFTTVTA
Аминокислотную последовательность, которая является частью последовательности иммуногенно немодифицированного IL-IRa и которая обладает потенциальной активностью связывания MHC класса II, выбирают из следующей группы:The amino acid sequence that is part of the immunogenically unmodified IL-IRa sequence and which has potential MHC class II binding activity is selected from the following group:
Любая из вышеприведенных последовательностей может быть использована для модифицирования, путем замены одной или более аминокислот, для получения последовательности, которая неиммуногенна или имеет сниженную иммунногенность.Any of the above sequences can be used to modify, by replacing one or more amino acids, to obtain a sequence that is non-immunogenic or has reduced immunogenicity.
ПРИМЕР 6 (BDNF):EXAMPLE 6 (BDNF):
Другой терапевтически ценной молекулой является "мозговой нейротрофический фактор (BDNF) человека". BNDF представляет собой гликопротеин семейства белков фактора роста нервов. Зрелый 119 аминокислотный гликопротеин выделяют из большего предшественника, чтобы получить нейтрофический фактор, который промотирует выживание популяций нейронных клеток [Jones KL.R. & Reichardt, L.F. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 87: 8060-8064]. Такие нейронные клетки все находятся или в центральной нервной системе или непосредственно связанны с ней. Рекомбинантные препараты BNDF позволили раскрыть терапевтический потенциал белка для промотирования регенерации нерва и терапии дегенеративного заболевания.Another therapeutically valuable molecule is human brain neurotrophic factor (BDNF). BNDF is a glycoprotein of the nerve growth factor protein family. Mature 119 amino acid glycoprotein is isolated from a larger precursor to produce a neutrophic factor that promotes the survival of neural cell populations [Jones KL.R. & Reichardt, L.F. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 87: 8060-8064]. Such neural cells are all located either in the central nervous system or directly connected to it. Recombinant BNDF preparations have revealed the therapeutic potential of the protein for promoting nerve regeneration and the treatment of degenerative diseases.
Аминокислотная последовательность мозгового нейротрофического фактора (BDNF) человека (представленная в однобуквенном коде) является следующей:The amino acid sequence of human brain neurotrophic factor (BDNF) (represented in the one-letter code) is as follows:
HSDPARRGELSVCDSISEWVTAADKKTAVDMSGGTVTVLEKVPVSKGQLKQYFYETKCNPMGYTKEHSDPARRGELSVCDSISEWVTAADKKTAVDMSGGTVTVLEKVPVSKGQLKQYFYETKCNPMGYTKE
GCRGIDKRHWNSQCRTTQSYVRALTMDSKKRIGWRFIRIDTSCVCTLTIKRGR.GCRGIDKRHWNSQCRTTQSYVRALTMDSKKRIGWRFIRIDTSCVCTLTIKRGR.
Другие способы обеспечивают модифицированные BDNF молекулы [US 5770577], и направлены на усовершенствование коммерческого производства рекомбинантной BDNF молекулы [US 5986070].Other methods provide modified BDNF molecules [US 5770577], and are aimed at improving the commercial production of a recombinant BDNF molecule [US 5986070].
Аминокислотную последовательность, которая является частью последовательности иммуногенно немодифицированного мозгового нейротрофического фактора (BDNF) человека и которая обладает потенциальной активностью связывания МНС класса II, выбирают из следующей группы:Amino acid sequence, which is part of the sequence of immunogenically unmodified cerebral neurotrophic factor (BDNF) of a person and which has potential MHC class II binding activity, is selected from the following group:
Любая из вышеприведенных последовательностей может быть использована для модифицирования путем замены одной или более аминокислот для получения последовательности, которая неиммуногенна или имеет сниженную иммунногенность.Any of the above sequences can be used for modification by replacing one or more amino acids to obtain a sequence that is non-immunogenic or has reduced immunogenicity.
ПРИМЕР 7 (ЕРО):EXAMPLE 7 (EPO):
Другой терапевтически ценной молекулой является эритропоэтин (ЕРО). ЕРО - гормон гликопротеин, вовлеченный в развитие эритроидных клеток-предшественников в эритроциты. Природный ЕРО вырабатывается печенью в течение эмбриональной жизни и почкой взрослых и циркулирует в крови, чтобы стимулировать продуцирование эритроцитов в костном мозге. Анемия - почти всегда следствие почечной недостаточности вследствие уменьшения продуцирования ЕРО почками. Рекомбинантный ЕРО используется для эффективного лечения анемии вследствие хронической почечной недостаточности. Рекомбинантный ЕРО (выраженный в клетках млекопитающих) имеет аминокислотную последовательность 1-165 эритропоэтина человека [Jacobs, К. и др. (1985) Nature, 313: 806-810; Lin, F. - K. и др. (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 82: 7580-7585] содержащую три N-сцепленных и одну О-сцепленную олигосахаридые цепи имеющие концевые остатки сиаловой кислоты. Последний является важным для обеспечения возможности ЕРО, чтобы избегать быстрого клиренса из кровообращения печеночным асиалогликопротеин связывающим белком.Another therapeutically valuable molecule is erythropoietin (EPO). EPO is a hormone glycoprotein involved in the development of erythroid progenitor cells in red blood cells. Natural EPO is produced by the liver during fetal life and the kidney of adults and circulates in the blood to stimulate the production of red blood cells in the bone marrow. Anemia is almost always a consequence of kidney failure due to decreased production of EPO by the kidneys. Recombinant EPO is used to effectively treat anemia due to chronic renal failure. Recombinant EPO (expressed in mammalian cells) has the amino acid sequence of 1-165 human erythropoietin [Jacobs, K. et al. (1985) Nature, 313: 806-810; Lin, F. - K. et al. (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 82: 7580-7585] containing three N-linked and one O-linked oligosaccharide chains having terminal sialic acid residues. The latter is important in order to enable EPO to avoid rapid clearance from the blood circulation by the hepatic asialoglycoprotein binding protein.
Аминокислотная последовательность эритропоэтина (ЕРО) (представленная в однобуквенном коде) является следующей:The amino acid sequence of erythropoietin (EPO) (represented in the single-letter code) is as follows:
APPRLICDSRVLERYLLEAKEAENITTGCAEHCSLNENITVPDTKVNFYAWKRMEVGQQAVEVWQGLALLSEAVLRGQALLVNSSQPWEPLQLHVDKAVSGLRSLTTLLRALGAQKEAISPPDAASAAPLRTITADTFRKLFRVYSNFLRGKLKLYTGEACRTGDRAPPRLICDSRVLERYLLEAKEAENITTGCAEHCSLNENITVPDTKVNFYAWKRMEVGQQAVEVWQGLALLSEAVLRGQALLVNSSQPWEPLQLHVDKAVSGLRSLTTLLRALGAQKEAISPPDAASAAPLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTLRTL
Аминокислотную последовательность, которая является частью последовательности иммуногенно немодифицированного эритропоэтина (ЕРО) человека и которая обладает потенциальной активностью связывания МНС класса II, выбирают из следующей группы:Amino acid sequence, which is part of the sequence of immunogenically unmodified human erythropoietin (EPO) and which has potential MHC class II binding activity, is selected from the following group:
ПРИМЕР 8 (G-CSF):EXAMPLE 8 (G-CSF):
Колониестимулирующий гранулоцитарный фактор G-CSF - важный кроветворный цитокин, в настоящее время используемый при лечении показаний, где увеличение нейтрофилов крови будет выгодно. Которые включают терапию рака, различные инфекционные заболевания и связанные с ними состояния, такие как сепсис. G-CSF применяют самостоятельно или в комбинации с другими соединениями и цитокинами при ex vivo экспансии кроветворных клеток для трансплантации костного мозга. Две формы G-CSF человека обычно признаются для этого цитокина. Первая - белок из 177 аминокислот, вторая - белок из 174 аминокислот [Nagata и др. (1986), EMBO J. 5: 575-581], 174 аминокислотная форма, как было установлено, имеет большую специфическую биологическая активность in vivo. Методы рекомбинантной ДНК позволили получать G-CSF в масштабах промышленных количеств, применяя как эукариотические так и прокариотические системы экспрессии клетки-хозяина.Colony-stimulating granulocytic factor G-CSF is an important hematopoietic cytokine currently used in the treatment of indications where an increase in blood neutrophils will be beneficial. Which include cancer therapy, various infectious diseases, and related conditions such as sepsis. G-CSF is used alone or in combination with other compounds and cytokines in ex vivo expansion of hematopoietic cells for bone marrow transplantation. Two forms of human G-CSF are commonly recognized for this cytokine. The first is a protein of 177 amino acids, the second is a protein of 174 amino acids [Nagata et al. (1986), EMBO J. 5: 575-581], the 174 amino acid form has been found to have a large specific biological activity in vivo. Recombinant DNA methods allowed the production of G-CSF on an industrial scale using both eukaryotic and prokaryotic host cell expression systems.
Аминокислотная последовательность колониестимулирующего гранулоцитарного фактора (G-CSF) (представленная в однобуквенном коде) является следующей:The amino acid sequence of colony-stimulating granulocytic factor (G-CSF) (represented in the one-letter code) is as follows:
TPLGPASSLPQSFLLKCLEQVRKIQGDGAALQEKLCATYKLCHPEELVLLGHSLGIPWAPLSSCPSQALQLAGCLSQLHSGLFLYQGLLQALEGISPELGPTLDTLQLDVADFATTIWQQMEELGMAPALQPTQGAMPAFASAFQRRAGGVLVASHLQSFLEVSYRVLRHLAQP.TPLGPASSLPQSFLLKCLEQVRKIQGDGAALQEKLCATYKLCHPEELVLLGHSLGIPWAPLSSCPSQALQLAGCLSQLHSGLFLYQGLLQALEGISPELGPTLDTLQLDVADFATTIWQQMEELGMAPALQPAQLFRVLFAMPLFRVFAMPLF
Другие аналоги полипептида и фрагменты пептида G-CSF были ранее раскрыты, включая формы, модифицированные сайт-специфичными заменами аминокислоты и или модификацией химическими аддуктами. Так, US 4810643 раскрывает аналоги со специфическими Cys остатками, замененными другой аминокислотой, и G-CSF с Ala остатком в первом (N-терминалом) положении. ЕР 0335423 раскрывает модификацию по крайней мере одной амино группы в полипептиде, обладающем активностью G-CSF. ЕР 0272703 раскрывает производные G-CSF у которых заменена или удалена аминокислота около N конца. ЕР 0459630 раскрывает производные G-CSF, в которых Cys 17 и Asp 27 заменены остатками Ser. ЕР 0243153 раскрывает G-CSF, модифицированный инактивацией по крайней мере одного сайта обрабатывающего дрожжи КЕХ2 протеаза, для увеличения выработки в рекомбинантной продукции, и US 4904584 раскрывают, лизин измененные белки. WO 90/12874 раскрывает далее Cys измененные варианты и Австралийский патентный документ AU-A-10948/92 раскрывает добавление аминокислот к любому из концов молекулы G-CSF с целью содействия в сворачивании молекулы после прокариотической экспрессии. AU-763 80/91, раскрывает варианты G-CSF в положениях 50-56 для 174 аминокислотной формы G-CSF и в положениях 53-59 для 177 аминокислотной формы. Также были описаны дополнительные изменения в специфическом His остатке.Other analogs of the polypeptide and fragments of the G-CSF peptide have been previously disclosed, including forms modified by site-specific amino acid substitutions and or by modification by chemical adducts. Thus, US 4,810,643 discloses analogues with specific Cys residues replaced by another amino acid, and G-CSF with an Ala residue in the first (N-terminal) position. EP 0335423 discloses a modification of at least one amino group in a polypeptide having G-CSF activity. EP 0272703 discloses derivatives of G-CSF in which an amino acid is substituted or deleted at the N terminus. EP 0459630 discloses derivatives of G-CSF in which Cys 17 and Asp 27 are replaced by Ser residues. EP 0243153 discloses G-CSF modified by inactivation of at least one site of the yeast-processing KEX2 protease to increase production in recombinant products, and US 4,904,584 discloses lysine altered proteins. WO 90/12874 further discloses Cys altered variants and Australian Patent Document AU-A-10948/92 discloses the addition of amino acids to either end of a G-CSF molecule to facilitate folding of the molecule after prokaryotic expression. AU-763 80/91 discloses G-CSF variants at positions 50-56 for the 174 amino acid form of G-CSF and at positions 53-59 for the 177 amino acid form. Additional changes in His specific residue have also been described.
Аминокислотную последовательность, которая является частью последовательности колониестимулирующего гранулоцитарного фактора (G-CSF) человека и которая обладает потенциальной активностью связывания МНС класса II, выбирают из следующей группы:The amino acid sequence that is part of the human colony-stimulating granulocyte factor (G-CSF) sequence and which has potential MHC class II binding activity is selected from the following group:
Любая из вышеприведенных последовательностей может быть использована для модифицирования путем замены одной или более аминокислот для получения последовательности, которая неиммуногенна или имеет сниженную иммунногенность.Any of the above sequences can be used for modification by replacing one or more amino acids to obtain a sequence that is non-immunogenic or has reduced immunogenicity.
ПРИМЕР 9 (KGF):EXAMPLE 9 (KGF):
Другой терапевтически ценной молекулой является фактор роста кератиноцита (KGF). KGF - член семейства белков фактора роста фибробласта (FGF)/гепарин-связывающего фактора роста. Это - секретированный гликопротеин, выделяемый преимущественно в легком, промотирующий заживание повреждений, стимулируя рост кератиноцитов и других эпителиоцитов [Finch и др. (1989), Science 24:7 52-755; Rubin и др. (1989), Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 86: 802-806]. Развитая (преобразованная) форма гликопротеида включает 163 аминокислотных остатка и может быть выделена из условной среды следующей культуры специфических линий клеток [Rubin и др. (1989) там же], или получена, используя рекомбинантные методы [Ron и др. (1993) J.Biol.Chem. 268: 2984-2988]. Белок имеет терапевтическую ценность для стимулирования роста эпителиоцита в ряде серьезных заболеваний и условий регенерации повреждений. Это описание, в частности, касается KGF белка человека, являющегося развитой (преобразованной) формой 163 аминокислотных остатков.Another therapeutically valuable molecule is keratinocyte growth factor (KGF). KGF is a member of the fibroblast growth factor (FGF) / heparin-binding growth factor protein family. This is a secreted glycoprotein secreted mainly in the lung, promoting healing of damage, stimulating the growth of keratinocytes and other epithelial cells [Finch et al. (1989), Science 24: 7 52-755; Rubin et al. (1989), Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 86: 802-806]. The developed (transformed) form of the glycoprotein includes 163 amino acid residues and can be isolated from the conditioned medium of the following culture of specific cell lines [Rubin et al. (1989) ibid.], Or obtained using recombinant methods [Ron et al. (1993) J. Biol. Chem. 268: 2984-2988]. The protein has therapeutic value to stimulate the growth of epithelial cells in a number of serious diseases and conditions for the regeneration of damage. This description, in particular, relates to human KGF protein, which is a developed (transformed) form of 163 amino acid residues.
Другие способы обеспечивают молекулы KGF [например, US, 6 008 328; WO 90/08771;] включая модифицированные KGF [Ron и др. (1993) там же; WO 95/01434]. Однако эти методы не признают важности эпитопов Т-клеток для иммуногенных свойств белка, не рассматривают прямого влияния указанных свойств на специфический и контролированный путь в соответствии со схемой данного изобретения.Other methods provide KGF molecules [for example, US 6,008,328; WO 90/08771;] including modified KGF [Ron et al. (1993) ibid; WO 95/01434]. However, these methods do not recognize the importance of T-cell epitopes for the immunogenic properties of a protein; they do not consider the direct effect of these properties on a specific and controlled pathway in accordance with the scheme of this invention.
Аминокислотная последовательность фактора роста кератиноцита (KGF) (представленная в однобуквенном коде) является следующей:The amino acid sequence of keratinocyte growth factor (KGF) (represented in the one-letter code) is as follows:
MCNDMTPEQMATNVNCSSPERHTRSYDYMEGGDIRVRRLFCRTQWYLRIDKRGKVKGTQEMKNNYNIMEIRTVAVGIVAIKGVESEFYLAMNKEGKLYAKKECNEDCNFKELILENHYNTYASAKWTHNGGEMFVALNQKGIPVRGKKTKKEQKTAHFLPMAITMCNDMTPEQMATNVNCSSPERHTRSYDYMEGGDIRVRRLFCRTQWYLRIDKRGKVKGTQEMKNNYNIMEIRTVAVGIVAIKGVESEFYLAMNKEGKLYAKKECNEDCNFKELILENHYNTYASAKWTHNGKKVKKLKGKK
Аминокислотную последовательность, которая является частью последовательности фактора роста кератиноцита (KGF) человека, и которая обладает потенциальной активностью связывания МНС класса II, выбирают из следующей группы:Amino acid sequence, which is part of the sequence of human keratinocyte growth factor (KGF), and which has the potential binding activity of MHC class II, is selected from the following group:
Любая из вышеприведенных последовательностей может быть использована для модифицирования путем замены одной или более аминокислот для получения последовательности, которая неиммуногенна или имеет сниженную иммунногенность.Any of the above sequences can be used for modification by replacing one or more amino acids to obtain a sequence that is non-immunogenic or has reduced immunogenicity.
ПРИМЕР 10 (растворимый TNF RI):EXAMPLE 10 (soluble TNF RI):
sTNF-RI (растворимый рецептор фактора некроза опухоли типа I) является производным человеческого рецептора фактора некроза опухоли, описанного ранее [Gray, P.W. и др. (1990) Proc.Nat.Acad.Sci. U.S.A. 87: 7380-7384; Loetschere, Н. и др. (1990) Cell 61: 351-359; Schall, TJ. и др. (1990) Cell 61; 361-370], содержащий внеклеточный домен интактного рецептора и имееющий приблизительную молекулярную массу 30КDа. Дополнительные растворимые TNF ингибиторы и в особенности форма 40 KDa также известны [US 6143866]. Растворимые формы способны связать альфа фактор некроза опухоли с высокой аффинностью и ингибировать цитостатическую деятельность цитокина in vitro. Рекомбинантные препараты sTNF-RI имеют значительную терапевтическую ценность для лечения болезней, где избыточный уровень фактора некроза опухоли причиняет патогенный эффект. Показания, такие как кахексия, сепсис и аутоиммунные нарушения, и, в частности, ревматический артрит, и другие могут объектами для назначения таких терапевтических препаратов sTNF-RI. Другие, включая Brewer и др., US 6143866, обеспечили модифицированные молекулы sTNF-RI.sTNF-RI (soluble type I tumor necrosis factor receptor) is a derivative of the human tumor necrosis factor receptor described previously [Gray, P.W. et al. (1990) Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 87: 7380-7384; Loetschere, N. et al. (1990) Cell 61: 351-359; Schall, TJ. et al. (1990) Cell 61; 361-370], containing the extracellular domain of the intact receptor and having an approximate molecular weight of 30KDa. Additional soluble TNF inhibitors and in particular form 40 KDa are also known [US 6143866]. Soluble forms are able to bind alpha tumor necrosis factor with high affinity and inhibit cytokine cytokine activity in vitro. Recombinant sTNF-RI preparations have significant therapeutic value for the treatment of diseases where an excess level of tumor necrosis factor causes a pathogenic effect. Indications such as cachexia, sepsis and autoimmune disorders, and in particular rheumatoid arthritis, and others may be targets for the administration of such therapeutic drugs sTNF-RI. Others, including Brewer et al., US 6143866, provided modified sTNF-RI molecules.
Любая из вьплеприведенных последовательностей может быть использована для модифицирования путем замены одной или более аминокислот для получения последовательности, которая неиммуногенна или имеет сниженную иммунногенность.Any of the sequences shown can be used to modify by replacing one or more amino acids to obtain a sequence that is non-immunogenic or has reduced immunogenicity.
ПРИМЕР 11 (растворимый TNF-R2):EXAMPLE 11 (soluble TNF-R2):
Растворимый рецептор 2 фактора некроза опухоли (sTNF-R2) является производным человеческого рецептора 2 фактора некроза опухоли, описанного ранее [Smith, С.А. и др. (1990) Science 248: 1019-1023; Kohno, Т. и др. (1990) Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 87: 8331-8335; Beltmger, C.P. и др. (1996) Genomics 35: 94-100], содержащий внеклеточный домен интактного рецептора. Растворимые формы способны связать фактор некроза опухоли с высокой аффинностью и ингибировать цитостатическую деятельность цитокина in vitro. Рекомбинантные препараты sTNF-R2 имеют значительную терапевтическую ценность для лечения болезней, где избыточный уровень фактора некроза опухоли причиняет патогенный эффект. Специфический рекомбинантный препарат, названный этанерцепт (ethanercept), получил клиническое одобрение для лечения ревматического артрита, и этот и другие подобные агенты могут быть полезными при лечении других показаний, таких как кахексия, сепсис и аутоиммунные нарушения. Этанерцепт - димерный белок слияния содержащий внеклеточный домен молекулы TNFR2 человека в комбинации с Fc доменом молекулы IgGl человека. Димерная молекула включает 934 аминокислоты [US 5395760; US 5605690; US 5945397, US RE36.755].The soluble
ПРИМЕР 12 (β-GCR):EXAMPLE 12 (β-GCR):
Бета-глюкоцереброзидаза (b-D-глюкозил-Н-ацилсфингозин глюкогидролаза, Е.С.3.2.1.45) представляет собой мономерный гликопротеин, состоящий из 497 аминокислотных остатков. Фермент катализирует гидролиз гликолипида глюкоцереброзида до глюкозы и церамида. Недостаток активности GCR приводит к лизосомной болезни накопления, известной как болезнь Гауше (Gaucher disease). Заболевание характеризуется накоплением макрофагов ткани, налитых глюкоцереброзидом, которые накапливаются в печени, селезенке, костном мозге и других органах. Болезнь имеет различные степени серьезности: от типа 1 - болезнь с гематологичными проблемами, но без нейронального поражения, до типа 2 - болезнь проявляющаяся скоро после рождения с обширным нейрональным поражением и общим прогрессированием с фатальным исходом в течение 2 лет. В некоторых классификациях также признан третий тип заболевания, который также характеризуется нейрональным поражением. Ранее единственно полезной терапией болезни Гауше было применение GCR, полученной из человеческой плаценты (известной как аглуцераза), но позже фармацевтические препараты рекомбинантной GCR ("цередаза" и "церезим") показали эффективность при лечении заболевания первого типа [Niederau, С. и др. (1998) Eur. J. Med. Res. 3: 25-30].Beta-glucocerebrosidase (b-D-glucosyl-N-acylsphingosine glucohydrolase, E.C.3.2.1.45) is a monomeric glycoprotein consisting of 497 amino acid residues. The enzyme catalyzes the hydrolysis of glucocerebroside glycolipid to glucose and ceramide. Lack of GCR activity leads to lysosomal storage disease, known as Gaucher disease. The disease is characterized by the accumulation of macrophages of tissue poured by glucocerebroside, which accumulate in the liver, spleen, bone marrow and other organs. The disease has various degrees of severity: from type 1 - a disease with hematological problems, but without a neuronal lesion, to type 2 - a disease manifesting shortly after birth with an extensive neuronal lesion and general progression with a fatal outcome within 2 years. Some classifications also recognize the third type of disease, which is also characterized by neuronal damage. Previously, the only useful therapy for Gaucher’s disease was the use of GCR obtained from human placenta (known as aglucerase), but later the pharmaceutical preparations of recombinant GCR (“ceredase” and “ceresim”) showed efficacy in the treatment of the first type of disease [Niederau, C. et al. (1998) Eur. J. Med. Res. 3: 25-30].
ПРИМЕР 13 (Белок C):EXAMPLE 13 (Protein C):
Белок С представляет собой витамин К зависимую протеазу серина, вовлеченную в регулирование коагуляции крови. Белок активируется тромбином, чтобы произвести активированный белок С, который в свою очередь подавляет Факторы Va и VIII в каскаде коагуляции. Белок С вырабатывается в печени в виде одиноцепочного предшественника и подвергается ряду обработок, которые заканчиваются молекулой, содержащей легкую и тяжелую цепи, соединенные вместе дисульфидной связью. Белок С активируется отщеплением тетрадекапептида от N-конца тяжелой цепи тромбином. Фармацевтические препараты белка С в нативной или активированной форме являются ценными при лечении пациентов с сосудистыми заболеваниями и/или приобретенным дефицитом в белке С. Такие пациенты включают поэтому индивидуумов, страдающих от тромботического инсульта или дефицита белка С, связанного с сепсисом, процедурами трансплантации, беременностью, серьезными ожогами, радикальной хирургией или другими серьезными травмами. Белок С также используется при лечении индивидуумов с наследственным дефицитом в белке С. Это описание в особенности касается белка С человека, находящегося в зрелой (обработанной) форме, содержащего легкую цепь из 155 аминокислотних остатков и тяжелую цепь из 262 аминокислотних остатков [Foster, D.C. и др. (1985) Proc. Nad. Acad. Set. U.S.A. 82: 4673-4677; Beckman, R.J. и др. (1985) Nucleic Acids Res. 13:5233-5247]. Другими были получены молекулы белка С, включая композиции активированного белка С, и методы применения [US 6159468; US 6156734; US 6037322; US 5618714].Protein C is a vitamin K-dependent serine protease involved in the regulation of blood coagulation. The protein is activated by thrombin to produce activated protein C, which in turn inhibits Factors Va and VIII in the coagulation cascade. Protein C is produced in the liver as a single-chain precursor and undergoes a series of treatments that end with a molecule containing light and heavy chains joined together by a disulfide bond. Protein C is activated by cleaving the tetradecapapeptide from the N-terminus of the heavy chain with thrombin. Protein C pharmaceutical preparations in native or activated form are valuable in treating patients with vascular diseases and / or acquired deficiency in Protein C. Such patients therefore include individuals suffering from thrombotic stroke or Protein C deficiency associated with sepsis, transplant procedures, pregnancy, serious burns, radical surgery, or other serious injuries. Protein C is also used in the treatment of individuals with a hereditary deficiency in Protein C. This description particularly applies to a protein C of a person in a mature (processed) form containing a light chain of 155 amino acid residues and a heavy chain of 262 amino acid residues [Foster, D.C. et al. (1985) Proc. Nad. Acad. Set. U.S.A. 82: 4673-4677; Beckman, R.J. et al. (1985) Nucleic Acids Res. 13: 5233-5247]. Others have obtained protein C molecules, including activated protein C compositions, and methods of use [US 6159468; US 6156734; US 6037322; US 5618714].
ПРИМЕР 14 (субтилизины)EXAMPLE 14 (subtilisins)
Субтилизины представляют собой класс фермента протеазы с существенной экономической и промышленной важностью. Они могут использоваться в качестве компонентов моющих или косметических средств или в производстве текстиля и других отраслях промышленности. При воздействии на некоторых людей бактериальные субтилизины могут вызывать нежелательную реакцию повышенной чувствительности. Поэтому существует потребность в аналогах субтилизина с улучшенными свойствами и особенно усовершенствованными биологическими свойствами белка. В связи с этим очень желательно разработать субтилизины с уменьшенным или отсутствующим потенциалом вызывать иммунную реакцию по отношению к человеку. Белки субтилизина идентифицированные из разных источников, включая бактериальные, грибные или позвоночных, а также млекопитающих и человека, имеют в общем многие из последовательностей белка настоящего описания и имеют в общем много последовательностей белка с существенно той же самой последовательностью как те, что раскрыты в списке. Поэтому такие белковые последовательности одинаково подпадают под объем настоящего изобретения. Другими были получены молекулы субтилизина, включая модифицированные субтилизины [US 5700676; US 4914031; US 5397705; US 5972682].Subtilisins are a class of protease enzyme with significant economic and industrial importance. They can be used as components of detergents or cosmetics or in the manufacture of textiles and other industries. When exposed to some people, bacterial subtilisins can cause an undesirable hypersensitivity reaction. Therefore, there is a need for subtilisin analogues with improved properties and especially improved biological properties of the protein. In this regard, it is very desirable to develop subtilisins with a reduced or absent potential to induce an immune response in relation to humans. Subtilisin proteins identified from various sources, including bacterial, fungal, or vertebrate, as well as mammals and humans, have in general many of the protein sequences of the present disclosure and have in general many protein sequences with substantially the same sequence as those listed. Therefore, such protein sequences equally fall within the scope of the present invention. Others have produced subtilisin molecules, including modified subtilisins [US 5700676; US 4914031; US 5,397,705; US 5972682].
Пример 15 (лиганды CNTF):Example 15 (CNTF ligands):
Настоящее изобретение обеспечивает модифицированные формы белковых субъединиц, содержащих гетеродимерный лиганд для комплекса рецептора цилиарного нейротрофического фактора (CNTF) в людях. Комплекс рецептора активизирован по крайней мере двумя лигандами, включая CNTF и гетеродимерный комплекс, содержащий кардиотрофин-подобный цитокин (CLC) и растворимый рецептор, подобный цитокину фактор 1 (CLF) [Elson G.С.А. и др. (2000) Nature Neuroscience 3: 867-872]. CLC является белком IL-6 семейства цитокинов, также известный как новый нейротрофин-1/В клетко-стимулирующий фактор-3 [Senaldi, G. и др. (1999) Proc. Nat. Acad. Sci. USA 96: 11458-11463, US 5741772]. CLF гомологичен к белкам семейства рецептора цитокина тип I [Elson, G.С.А. и др. (1998) Journal of Immunol. 161: 1371-1379] и был также идентифицирован как NR6 [Alexander W.S. и др. (1999) Curr. Biol. 9: 605-608]. Гетеродимеры образованные ассоциацией CLC и CLF показали способность непосредственно взаимодействовать с CNTFR, и таким образом сформированный тримерный комплекс способен стимулировать сигнализирование событий в пределах клеток, выражающих другие распознанные компоненты CNTFR комплекса типа gp130 и LIFR [Elson G.С.А. и др. (2000), там же].The present invention provides modified forms of protein subunits containing a heterodimeric ligand for the ciliary neurotrophic factor receptor complex (CNTF) in humans. The receptor complex is activated by at least two ligands, including CNTF and a heterodimeric complex containing a cardiotrophin-like cytokine (CLC) and a soluble cytokine-like factor 1 receptor (CLF) [Elson G.CA. et al. (2000) Nature Neuroscience 3: 867-872]. CLC is a protein of the IL-6 family of cytokines, also known as the novel neurotrophin-1 / B cell-stimulating factor-3 [Senaldi, G. et al. (1999) Proc. Nat. Acad. Sci. USA 96: 11458-11463, US 5741772]. CLF is homologous to type I cytokine receptor family proteins [Elson, G.C.A. et al. (1998) Journal of Immunol. 161: 1371-1379] and was also identified as NR6 [Alexander W.S. et al. (1999) Curr. Biol. 9: 605-608]. The heterodimers formed by the association of CLC and CLF showed the ability to directly interact with CNTFR, and thus the formed trimeric complex is able to stimulate signaling of events within cells expressing other recognized components of the CNTFR complex of the gp130 and LIFR type [Elson G.C.A. et al. (2000), ibid.].
ПРИМЕР 16 (фолликулостимулирующий гормон)EXAMPLE 16 (follicle-stimulating hormone)
Настоящее изобретение обеспечивает модифицированные формы hFSH человека с одним или более удаленными эпитопами Т-клеток. hFSH является гормоном гликопротеином с димерной структурой, содержащей две субъединицы гликопротеина. Белок терапевтически используется при лечении бесплодия человека и рекомбинантные формы белка были предметом множества клинических испытаний [Out, H.J. и др. (1995) Hum. Reprod. 10: 2534-2540; Hedon, В. и др. (1995) Hum. Reprod. 10: 3102-3106; Recombinant Human FSH study Group (1995) Fertil. Steril. 63: 7786; Prevost, R.R. (1998) Pharmacotherapy 18: 1001-1010].The present invention provides modified forms of human hFSH with one or more deleted T cell epitopes. hFSH is a dimeric hormone glycoprotein containing two glycoprotein subunits. Protein is therapeutically used in the treatment of human infertility and recombinant forms of the protein have been the subject of many clinical trials [Out, H.J. et al. (1995) Hum. Reprod. 10: 2534-2540; Hedon, B. et al. (1995) Hum. Reprod. 10: 3102-3106; Recombinant Human FSH study Group (1995) Fertil. Steril. 63: 7786; Prevost, R.R. (1998) Pharmacotherapy 18: 1001-1010].
ПРИМЕР 16 (рицин А)EXAMPLE 16 (ricin A)
Настоящее изобретение обеспечивает модифицированные формы А-цепи токсина рицина (RTA) с одним или более удаленными эпитопами Т-клеток. Рицин является цитотоксином, изначально выделенным из семян касторового растения, и является примером рибосома-инактивирующего белка типа II (RIP). Нативный зрелый белок является гетеродимером содержащим RTA, который состоит из 267 аминокислотных остатков, на дисульфидной связи с В-цепью рицина, которая состоит из 262 аминокислотных остатков. В-цепь является пектином со связывающим сродством к галактозидам. Нативный белок способен связать клетки посредством В-цепи и войти в клетку эндоцитозом. Внутри клетки RTA выделяется из В-цепи восстановлением дисульфидной связи и выходит из эндосома в цитоплазму посредством неизвестных механизмов. В цитоплазме токсин разрушает рибосомы, действуя как специфичная N-гликозилаза, что быстро приводит к прекращению преобразования белка и гибели клетки. Чрезвычайная цитотоксичность RTA и других RIP-ов, привела к их использованию при экспериментальных терапиях для лечения рака и других заболеваний, где требуется абляция определенной клеточной популяции. Молекулы иммунотоксина, содержащие молекулы антитела в связи с RTA, были получены и использовались в многочисленных клинических испытаниях [Ghetie, M.А. и др. (1991) Cancer Res. 51: 5876-5880; Vitetta, E.S. и др. (1991) CancerRes. 51: 4052-4058; Arnlot, P.L. и др. (1993) Bloody. 2624-2633; Conry, R.M. и др. (1995) J.Immunotlier. Emphasis Tumor Immunol. 18: 231-241; Schnell, R. и др. (2000) Leukaemia 14:129-135]. В иммунотоксине домен антитела обеспечивает связывание с поверхностью желаемой клетки - мишени, и связь с RTA может быть обеспечена посредством химической кросс-связи или как рекомбинанный белок слияния.The present invention provides modified forms of a ricin toxin A chain (RTA) with one or more deleted T cell epitopes. Ricin is a cytotoxin originally isolated from the seeds of a castor plant and is an example of a type II ribosome inactivating protein (RIP). A native mature protein is a RTA-containing heterodimer that consists of 267 amino acid residues, on a disulfide bond with the ricin B chain, which consists of 262 amino acid residues. The B chain is pectin with a binding affinity for galactosides. The native protein is able to bind cells through the B-chain and enter the cell by endocytosis. Inside the cell, RTA is isolated from the B-chain by the restoration of the disulfide bond and leaves the endosome in the cytoplasm by unknown mechanisms. In the cytoplasm, the toxin destroys the ribosomes, acting as a specific N-glycosylase, which quickly leads to the cessation of protein conversion and cell death. The extreme cytotoxicity of RTA and other RIPs has led to their use in experimental therapies for the treatment of cancer and other diseases that require ablation of a specific cell population. Immunotoxin molecules containing antibody molecules in connection with RTA were obtained and used in numerous clinical trials [Ghetie, M.A. et al. (1991) Cancer Res. 51: 5876-5880; Vitetta, E.S. et al. (1991) CancerRes. 51: 4052-4058; Arnlot, P.L. et al. (1993) Bloody. 2624-2633; Conry, R.M. et al. (1995) J. Immunotlier. Emphasis Tumor Immunol. 18: 231-241; Schnell, R. et al. (2000) Leukaemia 14: 129-135]. In an immunotoxin, an antibody domain provides binding to the surface of a desired target cell, and communication with RTA can be achieved through chemical cross-linking or as a recombinant fusion protein.
ПРИМЕР 17 (адипоцитный комплемент-ассоциированный белок):EXAMPLE 17 (adipocyte complement associated protein):
Существующее изобретение обеспечивает модифицированные формы Асrр30 человека или мыши с одним или более удаленными эпигонами Т-клеток. Асrр30 представляет собой белок избытка сыворотки с молекулярной массой.приблизительно 30 kDa, выделяемый исключительно адипоцитными (жировыми) клетками [Scherer, Р.Е. и др. (1995) J.Biol. Chez. 270: 26746-26749]. Белковая последовательность человеческого гена Асrр30 описана, например, в US 5869330. Секрецию белка увеличивает инсулин, и уровни белка снижены у страдающих ожирением. Белок вовлечен в регулирование энергетического баланса и в особенности регулирования метаболизма жирных кислот. Четыре последовательности доменов, идентифицированные в белке мыши и человека, содержат расщепленный N-терминальный сигнал, область с нераспознанной гомологией к другим белкам, коллаген подобный домен и глобулярный домен. Глобулярный домен может быть удален из белка мыши обработкой протеазой, чтобы получить gAcrp30. Препараты мышиного gAcrp30 обладают фармацевтическими свойствами и показывают способность уменьшать увеличенные уровни свободных жирных кислот в сыворотке мышей после принятия высоко жирной пищи или внутривенной инъекции липида [Fruebis, J. и др. (2001) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98: 2005-2010].The present invention provides modified forms of Acrp30 human or mouse with one or more deleted T-cell epigones. Acrp30 is an excess serum protein with a molecular weight of approximately 30 kDa, secreted exclusively by adipocyte (fat) cells [Scherer, P.E. et al. (1995) J. Biol. Chez. 270: 26746-26749]. The protein sequence of the human Acrp30 gene is described, for example, in US Pat. No. 5,869,330. Insulin increases protein secretion and protein levels are reduced in obese patients. Protein is involved in regulating the energy balance, and especially in regulating the metabolism of fatty acids. The four domain sequences identified in the mouse and human proteins contain a cleaved N-terminal signal, a region with unrecognized homology to other proteins, a collagen-like domain, and a globular domain. The globular domain can be removed from the mouse protein by protease treatment to obtain gAcrp30. Mouse gAcrp30 preparations have pharmaceutical properties and show the ability to reduce increased levels of free fatty acids in mouse serum after eating high fatty foods or intravenous lipid injections [Fruebis, J. et al. (2001) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98: 2005-2010].
ПРИМЕР 18 (анти-С5 антитело):EXAMPLE 18 (anti-C5 antibody):
Настоящее изобретение обеспечивает модифицированные формы моноклональных антител со связывающей специфичностью, направленной на С5 комплементный белок человека. Изобретение обеспечивает модифицированные антитела с одним или более удаленными эпитопами Т-клеток. Антитела со связывающей специфичностью, направленной на С5 комплементный белок, блокируют активацию расщепления С5 конвертазы и таким образом ингибируют продупирование провоспалительных компонентов С5а и С5b-9. Активация комплементной системы является существенным содействующим фактором в патогенезе множества острых и хронических заболеваний, и ингибирование комплементного каскада на уровне С5 предлагает многообещающий терапевтический подход для некоторых из них [Morgan В.Р. (1994) Eur.J.Clin.Invest. 24: 219-228]. Несколько анти-С5 антител и способов их терапевтического использования было описано в уровне техники [Wurzner R. и др. (1991) Complement Inflamm. 8:328-340; Thomas, T.C. и др. (1996) Molecular Immunology 33: 1389-14012; US 5853722; US 607464]. Антитело, обозначенное как 5G1.1 [Thomas, T.C. и др. (1996), там же] и одиноцепочный гуманизированный вариант проходили клинические испытания в отношении нескольких показаний заболеваний, включая экстракорпоральное кровообращение [Fitch, J.C.K. и др. (1999) Circulation 100: 2499-2506] и ревматоидный артрит. Изобретение раскрывает последовательности, идентифицированные в пределах анти-С5 антитела, обозначенного как 5G1.1 [Thomas, T.C. и др.]. Описанные последовательности получены из доменов переменных областей тяжелых и легких цепей последовательности антитела, которые являются потенциальными эпитопами Т-клеток на основании потенциала связывания МНС класса II. В описании далее определяют потенциальные эпитопы в пределах белковых последовательностей одиноцепочного и "гуманизированного" варианта 5G1.1 антитела [Thomas, T.C. и др. (1996), там же].The present invention provides modified forms of monoclonal antibodies with binding specificity directed to C5 complement human protein. The invention provides modified antibodies with one or more deleted T cell epitopes. Antibodies with binding specificity directed at the C5 complement protein block the activation of cleavage of the C5 convertase and thus inhibit the production of the pro-inflammatory components C5a and C5b-9. Activation of the complement system is a significant contributing factor in the pathogenesis of many acute and chronic diseases, and inhibition of the complement cascade at the C5 level offers a promising therapeutic approach for some of them [Morgan B.P. (1994) Eur. J. Clin. Invest. 24: 219-228]. Several anti-C5 antibodies and methods for their therapeutic use have been described in the art [Wurzner R. et al. (1991) Complement Inflamm. 8: 328-340; Thomas, T.C. et al. (1996) Molecular Immunology 33: 1389-14012; US 5853722; US 607464]. Antibody designated as 5G1.1 [Thomas, T.C. et al. (1996), ibid.] and the single-chain humanized variant were clinically tested for several indications of diseases, including extracorporeal circulation [Fitch, J.C.K. et al. (1999) Circulation 100: 2499-2506] and rheumatoid arthritis. The invention discloses sequences identified within the anti-C5 antibody designated as 5G1.1 [Thomas, T.C. and etc.]. The described sequences are obtained from the domains of the variable regions of the heavy and light chains of the antibody sequence, which are potential T-cell epitopes based on the binding potential of MHC class II. The description further defines the potential epitopes within the protein sequences of the single-stranded and "humanized" variants of the 5G1.1 antibody [Thomas, T.C. et al. (1996), ibid.].
ПРИМЕР 19 (анти-СD20 антитела):EXAMPLE 19 (anti-CD20 antibodies):
Настоящее изобретение обеспечивает модифицированные формы моноклонального антитела со связывающей специфичностью, направленной на CD20 антиген человека. CD20 является В-клеточной удельно поверхностной молекулой, вырабатываемой в пре-В и зрелых В-клетках, включая больше чем 90% В-клеток неходжкинской лимфомы (NHL). Моноклональные антитела и радиоиммуноконъюгаты, атакующие CD20, возникли как новые подходы для лечения NHL. Показательные примеры включают моноклональные антитела 2В8 [Reff, M.E. и др. (1994) Blood 83: 435-445] и B1 [US 6090365]. Домены переменных областей 2В8 были клонированы и объединены с доменами постоянных областей человека для получения химерного антитела, обозначенного как С2В8, который продается под названием RituxanTM в США [US 5776456] или MabTheraR (rituximab) в Европе. С2В8 признан как ценный терапевтический агент для лечения NHL и других В-клеточных заболеваний [Maloney, D.G. и др. (1997) J.Clin.Oncol. 15: 3266-3274; Maloney, D.G. и до. (1997) Blood 90: 2188-2195]. В1 антитело подобным образом получило регистрацию для использования как NHL терапевтическое средство, несмотря на то что в этом случае молекула (BexxarTM) является 131I радиоиммуноконъюгатом, хотя нативное (несопряженное) антитело является полезным при ex vivo режимах очистки для терапии аутологической пересадки костного мозга для лимфомы и трудноизлечимой лейкемии [Freedman, A.S. и др. (1990), J.Clin.Oncol. 8: 784]. Несмотря на успех антител типа С2В8 (rituximab) и BexxarTM существует потребность в анти-СD20 аналогах с улучшеными свойствами.The present invention provides modified forms of a monoclonal antibody with binding specificity directed at the human CD20 antigen. CD20 is a B cell specific surface molecule produced in pre-B and mature B cells, including more than 90% of non-Hodgkin's lymphoma B cells (NHL). Monoclonal antibodies and radioimmunoconjugates attacking CD20 have emerged as new approaches for the treatment of NHL. Illustrative examples include monoclonal antibodies 2B8 [Reff, ME et al. (1994) Blood 83: 435-445] and B1 [US 6090365]. 2B8 variable region domains were cloned and combined with human constant region domains to produce a chimeric antibody designated C2B8, sold under the name Rituxan ™ in the USA [US 5776456] or MabThera R (rituximab) in Europe. C2B8 is recognized as a valuable therapeutic agent for the treatment of NHL and other B-cell diseases [Maloney, DG et al. (1997) J. Clin. Oncol. 15: 3266-3274; Maloney, DG and up. (1997) Blood 90: 2188-2195]. The B1 antibody was similarly registered for use as an NHL therapeutic agent, although in this case the molecule (Bexxar TM ) is a 131 I radioimmunoconjugate, although the native (non-conjugated) antibody is useful in ex vivo purification modes for autologous bone marrow transplantation treatment for lymphomas and intractable leukemia [Freedman, AS et al. (1990), J. Clin. Oncol. 8: 784]. Despite the success of antibodies of type C2B8 (rituximab) and Bexxar ™, there is a need for anti-CD20 analogues with improved properties.
ПРИМЕР 20:EXAMPLE 20:
Настоящее изобретение обеспечивает модифицированные формы моноклонального антитела со связывающей специфичностью к рецептору IL-2 человека. Моноклональное антитело обозначенное как анти-Тас и модифицированная форма имеют один или более удаленных эпитопов Т-клеток. Антитело анти-Тас связывается с высокой специфичностью с альфа субъединицей (р55-альфа, CD25 или Тас) человеческого высокоаффинного рецептора IL-2, выраженного на поверхности Т и В лимфоцитов. Связывающее антитело блокирует способность IL-2 связывать рецептор и добиваться активации Т-клетки. Способность анти-Тас антитела выступать в роли антагониста IL-2 обладает существенным клиническим потенциалом для лечения отторжения трансплантата органа. Клинические изучения с использованием антитела мыши показали некоторую начальную полезность для пациентов, которые подверглись почечной пересадке, хотя долговременной выгоды в отношении обычного иммунного подавления не было достигнуто из-за развития ответа НАМА у большинства пациентов [Kirkham, R.L. и др. (1991) Transplantation 51: 107-113]. Было разработано "гуманизированное" анти-Тас антитело, в котором существенные компоненты белка проектировались, чтобы содержать белковую последовательность, идентифицированную из человеческого гена антитела [Queen, С. и др. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 86: 10029-10033; US 5530101; US 5585089; US 6013256]. "Гуманизированный" анти-Тас (ZenapaxТМ или daclizumab) был подвергнут клиническим испытаниям как иммуноподавляющее средство для регулирования заболевания острой трансплантации против хозяина и подавления отторжения почечного трансплантата [Anasetti, С. и др. (1994). Blood 84: 1320-1327; Anasetd, С. и др. (1995) Blood 86: Supplement 1: 62a; Eckhoff, D.E. и др. (2000) Transplantation 69: 1867-1872; Ekberg, Н. и др. (1999) Transplant Proc. 31: 267-268].The present invention provides modified forms of a monoclonal antibody with binding specificity for the human IL-2 receptor. The monoclonal antibody designated as anti-TAC and the modified form have one or more deleted T cell epitopes. The anti-TAC antibody binds with high specificity to the alpha subunit (p55 alpha, CD25, or TAC) of the human high affinity IL-2 receptor, expressed on the surface of T and B lymphocytes. A binding antibody blocks the ability of IL-2 to bind to the receptor and achieve T cell activation. The ability of an anti-TAC antibody to act as an IL-2 antagonist has significant clinical potential for the treatment of organ transplant rejection. Clinical studies using mouse antibodies have shown some initial utility for patients who underwent a kidney transplant, although the long-term benefits of conventional immune suppression have not been achieved due to the development of a NAMA response in most patients [Kirkham, RL et al. (1991) Transplantation 51 : 107-113]. A “humanized” anti-TAC antibody has been developed in which the essential components of a protein are designed to contain a protein sequence identified from the human antibody gene [Queen, C. et al. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 86: 10029-10033; US 5530101; US 5585089; US 6013256]. The “humanized” anti-TAC (Zenapax ™ or daclizumab) has been clinically tested as an immunosuppressive agent to control acute host transplantation disease and suppress renal transplant rejection [Anasetti, C. et al. (1994). Blood 84: 1320-1327; Anasetd, S. et al. (1995) Blood 86: Supplement 1: 62a; Eckhoff, DE et al. (2000) Transplantation 69: 1867-1872; Ekberg, N. et al. (1999) Transplant Proc. 31: 267-268].
ПРИМЕР 21 (14.18 антитело):EXAMPLE 21 (14.18 antibody):
Если не указано иначе, все аминокислоты в переменной тяжелой и легкой цепях нумеруются, как в Kabat и др., 1991 (Sequences of Proteins of Immunological Interest, US Department of Health and Human Services). Потенциальные эпитопы Т-клеток нумеруются с линейным номером первой аминокислоты эпитопа, считая от первой аминокислоты тяжелой и легкой цепей.Unless otherwise indicated, all amino acids in the variable heavy and light chains are numbered, as in Kabat et al., 1991 (Sequences of Proteins of Immunological Interest, US Department of Health and Human Services). Potential T-cell epitopes are numbered with the linear number of the first amino acid of the epitope, counting from the first amino acid of the heavy and light chains.
1. Сравнение со Структурами Подгруппы Мыши1. Comparison with Mouse Subgroup Structures
Аминокислотные последовательности мышиных 14.18 VH и VK были сравнены с последовательностями общих типичных элементов структуры для Kabat мышиных подгрупп тяжелой и легкой цепи (Kabat и др., 1991). 14.18 VH может быть отнесен к подгруппе IIA тяжелых цепей мыши. Последовательность 14.18 VH показана на SEQ. №1. Сравнение с последовательностью общих типичных элементов структуры для этой подгруппы показывает, что гистидин в положении 81 (обычно глутамин), лизин в положении 82а (обычно серин или аспарагин), валин в положении 93 (обычно аланин) и серин в положении 94 (обычно аргинин) являются несвойственными для этой подгруппы. Остатки в положениях 19, 40 и 66 также нечасто встречаются в этой подгруппе, но, как полагают, они не имеют значительного влияния на структуру и связывание антитела. 14.18 VK может быть отнесен к подгруппе II каппа цепей мыши. Сравнение с последовательностью общих типичных элементов структуры для этой подгруппы показывает, что гистидин в положении 49 является несвойственным для этой подгруппы. Наиболее распространенный остаток для этого положения тирозин.The amino acid sequences of murine 14.18 VH and VK were compared with sequences of common typical structural elements for Kabat murine subgroups of the heavy and light chains (Kabat et al., 1991). 14.18 VH can be assigned to subgroup IIA of the mouse heavy chains. The sequence of 14.18 VH is shown on SEQ. No. 1. Comparison with the sequence of common typical structural elements for this subgroup shows that histidine at position 81 (usually glutamine), lysine at position 82a (usually serine or asparagine), valine at position 93 (usually alanine) and serine at position 94 (usually arginine) are unusual for this subgroup. Residues at positions 19, 40 and 66 are also infrequent in this subgroup, but are not believed to have a significant effect on the structure and binding of the antibody. 14.18 VK can be assigned to subgroup II of kappa mouse chains. Comparison with the sequence of common typical structural elements for this subgroup shows that histidine at position 49 is unusual for this subgroup. The most common residue for this position is tyrosine.
2. Сравнение со Структурами Человека2. Comparison with Human Structures
Аминокислотные последовательности мышиных 14.18 VH и VK были сравнены с последовательностями справочника зародышевых линий человека (germline) VH (Tomlinson и др., (1992) J.Mol.Biol. 227: 776-798) и VK (Сох и др., (1994) Eur. J. Immunol. 1-4-: 827-83б) последовательностями, а также с областью последовательностей зародышевых линий J человека (Routledge и др., в Protein Engineering of Antibody Molecules for Prophylactic and Therapeutic Applications in Man, Clark, M. ed. Academic Titles, Nottingham, UK, pp 13-44, 1991). Эталонной структурой человека, выбранной для 14.18 VH, была DP25 с JH6 человека. Эта последовательность зародышевой линии была найдена в перестроенном зрелом гене антитела без изменений аминокислот. Для структуры 3 использовалась последовательность зрелого человеческого антитела 29. Эта последовательность идентична мышиной последовательности, непосредственно примыкающей к CDR3. Эталонной структурой человека, выбранной для 14.18VK, была DPK22. Эта последовательность зародышевой линии была найдена в перестроенном зрелом гене антитела без изменений аминокислот. Для структуры 2 использовалась последовательность зрелого человеческого антитела 163.5. Эта последовательность идентична мышиной последовательности, непосредственно примыкающей к CDR2. Последовательностью J области был JK2 человека (Routledge и др., 1993).The amino acid sequences of the murine 14.18 VH and VK were compared with the sequences of the human germline (VH) germline line (Tomlinson et al., (1992) J. Mol. Biol. 227: 776-798) and VK (Sokh et al., 1994 ) Eur. J. Immunol. 1-4-: 827-83b) sequences, as well as with the region of human J germline sequences (Routledge et al., In Protein Engineering of Antibody Molecules for Prophylactic and Therapeutic Applications in Man, Clark, M ed. Academic Titles, Nottingham, UK, pp 13-44, 1991). The human reference structure selected for 14.18 VH was DP25 with human JH6. This germline sequence was found in the rearranged mature antibody gene with no amino acid changes. For structure 3, the sequence of mature human antibody 29 was used. This sequence is identical to the murine sequence directly adjacent to CDR3. The human reference structure selected for 14.18VK was DPK22. This germline sequence was found in the rearranged mature antibody gene with no amino acid changes. For
3. Разработка "венированных" ("veneered") последовательностей3. Development of “veneered” sequences
После идентификации базовых последовательностей эталонных структуры человека некоторые неидентичные аминокислотные остатки в пределах 14.18 VH и VK структур были изменены на соответствующую аминокислоту в базовых последовательностях структуры человека. Остатки, которые, как полагают, являются критическими для структуры антитела и связывания, были исключены из этого процесса и не изменялись. Мышиные остатки, которые были сохранены на этой стадии являлись в значительной степени неповерхностными, внутренними остатками, кроме остатков на N-концах, например, которые являются близкими к CDR-ам в целевом антителе. Этот процесс приводит к последовательности, которая является определенно подобной "венированному" антителу, поскольку поверхностные остатки являются главным образом человеческими, а внутренние остатки, такими, как в первоначальной мышиной последовательности.After identification of the base sequences of the reference human structure, some non-identical amino acid residues within the 14.18 VH and VK structures were changed to the corresponding amino acid in the base sequences of the human structure. Residues that are believed to be critical for antibody structure and binding were excluded from this process and did not change. The mouse residues that were retained at this stage were largely non-surface, internal residues, except for residues at the N-ends, for example, which are close to the CDRs in the target antibody. This process leads to a sequence that is definitely similar to a “veneered” antibody, since surface residues are mainly human and internal residues, such as in the original mouse sequence.
4. Пептид проигрывающий анализ4. Peptide Losing Analysis
Мышиные и венированные 14.18 VH и VK последовательности были проанализированы с использованием способа согласно изобретению. Последовательности аминокислот были разделены на все возможные тринадцатимеры. Тринадцатимерные белки последовательно представлены моделям связывающей бороздки аллотипов HLA-DR, и значения связывания соотносились каждому пептиду для каждой аллели. Было рассчитано конформационное значение для каждой карман-связанной боковой цепи пептида. Это значение базируется на стерическом наложении, потенциальных водородных связях между белком и остатками в связывающей бороздке, электростатических взаимодействиях и благоприятных контактах между белком и остатками карманна. Конформацию каждой боковой цепи изменили, значение повторно рассчитали. Определив самое высокое конформационное значение, пересчитывали значение связывания основываясь на бороздково-связанных гидрофобных остатках, небороздковых гидрофильных остатках и количестве остатков, которые умещаются в бороздку связывания. Пептиды, которые являются известными связывающими класса II МНС человека, достигают высокого значения связывания почти без неверных результатов. Таким образом, пептиды, которые достигают значительного значения связывания в текущем анализе, как полагают, являются потенциальными эпитопами Т-клеток. Результаты пептид пронизывающего анализа показаны в Таблице 1.The murine and venous 14.18 VH and VK sequences were analyzed using the method of the invention. The amino acid sequences were divided into all possible thirteen-dimers. Thirteen-dimensional proteins are sequentially presented to models of the binding groove of the HLA-DR allotypes, and binding values correlated with each peptide for each allele. The conformational value for each pocket-linked side chain of the peptide was calculated. This value is based on steric superposition, potential hydrogen bonds between the protein and the residues in the binding groove, electrostatic interactions, and favorable contacts between the protein and pocket residues. The conformation of each side chain was changed, the value was re-calculated. Having determined the highest conformational value, the binding value was recalculated based on the groove-bound hydrophobic residues, the non-grooved hydrophilic residues and the amount of residues that fit into the binding groove. Peptides, which are known binding class II MHC of a person, achieve high binding values with almost no incorrect results. Thus, peptides that achieve significant binding in the current assay are believed to be potential T cell epitopes. The results of the peptide piercing assay are shown in Table 1.
5. Удаление потенциальных эпитопов Т-клеток5. Removal of potential T-cell epitopes
Потенциальные эпитопы Т-клеток удаляют заменой аминокислот в специфическом пептиде, который составляет эпитоп. Замены были сделаны введением аминокислот с по возможности подобными физико-химическими свойствами. Однако для того чтобы удалять некоторые потенциальные эпитопы, аминокислоты различного размера, заряда или гидрофобности, возможно, должны быть заменены. Если изменения должны быть сделаны в пределах CDR-ов, которые могли бы иметь эффект связывания, необходимо создать вариант с и без специфического замещения аминокислот. Аминокислотные остатки для замены даны с Kabat номером, указанным в скобках. Потенциальные эпитопы Т-клеток указаны линейным номером первого остатка тринадцатимера.Potential T cell epitopes are removed by amino acid substitution in the specific peptide that makes up the epitope. Substitutions were made by the introduction of amino acids with possibly similar physicochemical properties. However, in order to remove some potential epitopes, amino acids of different size, charge or hydrophobicity may need to be replaced. If changes must be made within the CDRs that could have a binding effect, it is necessary to create a variant with and without specific amino acid substitution. Amino acid residues for substitution are given with the Kabat number indicated in parentheses. Potential T cell epitopes are indicated by the linear number of the first thirteen-dimensional residue.
Необходимые замены аминокислот для удаления эпитопов Т-клеток из венированной 14.18 переменной области тяжелой цепи были следующие:The necessary amino acid changes to remove T-cell epitopes from the 14.18 venous variable region of the heavy chain were as follows:
1. Замена изолейцина на пролин в остатке 41 (Kabat номер 41), объединенная с заменой лейцина на аланин в остатке 50 в CDR2 удаляет потенциальный эпитоп в положении 43.1. The replacement of isoleucine with proline at residue 41 (Kabat number 41), combined with the replacement of leucine with alanine at residue 50 in CDR2, removes the potential epitope at position 43.
2. Альтернативно к (1), замена треонина на лейцин в остатке 45 (Kabat номер 45) с пролином в положении 41 (Kabat номер 41) также удаляет потенциальный эпитоп в положении 43.2. Alternative to (1), replacing threonine with leucine at residue 45 (Kabat number 45) with proline at position 41 (Kabat number 41) also removes the potential epitope at position 43.
3. Замена серина на глицин в остатке 66 (Kabat номер 65) в CDR2 и валина на аланин в остатке 68 (Kabat номер 67) удаляет потенциальный эпитоп в положении 58. Серии найден в этом положении в последовательностях антител человека и мыши.3. Replacing serine with glycine at residue 66 (Kabat number 65) in CDR2 and valine with alanine at residue 68 (Kabat number 67) removes the potential epitope at position 58. The series was found at this position in human and mouse antibody sequences.
4. Замена изолейцина на лейцина в остатке 70 (Kabat: 69) уменьшает количество МНС аллотипов, которые связываются с потенциальным эпитопом в положении 62 от 11 до 4.4. Replacing isoleucine with leucine at residue 70 (Kabat: 69) reduces the number of MHC allotypes that bind to a potential epitope at position 62 from 11 to 4.
5. Замена аланина на валин в положении 72 (Kabat номер 71) удаляет потенциальный эпитоп в положении 62. Размер аминокислоты в этом положении является критическим и аланин по гидрофобности и размеру подобен валину.5. Replacing alanine with valine at position 72 (Kabat number 71) removes the potential epitope at position 62. The amino acid size at this position is critical and alanine is hydrophobic and similar in size to valine.
6. Замена треонина на серии в остатке 91 (Kabat номер 87) удаляет потенциальные эпитопы в положениях 81 и 84.6. Replacing threonine on the series at residue 91 (Kabat number 87) removes potential epitopes at positions 81 and 84.
Необходимые замены аминокислот для удаления потенциальных эпитопов Т-клеток из венированной 14.18 переменной области легкой цепи были следующие:The necessary amino acid changes to remove potential T-cell epitopes from the 14.18 venous variable region of the light chain were as follows:
1. Замена серина на аргинин в остатке 32 (Kabat номер 27е) удаляет потенциальный эпитоп в положении 27. Этот остаток находится в пределах CDR2, однако серии часто находят в tWs положении в антителах мыши и человека. Нет никакого изменения с CDR, которое устраняет потенциальный эпитоп Т-клеток.1. Replacing serine with arginine at residue 32 (Kabat number 27e) removes the potential epitope at position 27. This residue is within CDR2, however, the series are often found at tWs position in mouse and human antibodies. There is no change with CDR that eliminates a potential T cell epitope.
2. Замена тирозина на гистидин в положении 54 (Kabat номер 49) устраняет потенциальный эпитоп в положении 43. Тирозин - наиболее часто встречающаяся аминокислота, найденная в положении 49 в антителах мыши и человека.2. Replacing tyrosine with histidine at position 54 (Kabat number 49) eliminates the potential epitope at position 43. Tyrosine is the most common amino acid found at position 49 in mouse and human antibodies.
1. Альтернативная замена к (2) для устранения потенциального эпитопа в положении 43, это замена метионина на лейцин в остатке 51 (Kabat номер 46). Метионин подобен лейцину по размеру и гидрофобности.1. An alternative substitution to (2) to eliminate the potential epitope at position 43 is the substitution of methionine for leucine at residue 51 (Kabat number 46). Methionine is similar in size and hydrophobicity to leucine.
2. Замена метионина на лейцин в остатке 88 (Kabat номер 83) устраняет потенциальный эпитоп в положении 86.2. Replacing methionine with leucine at residue 88 (Kabat number 83) eliminates the potential epitope at position 86.
1. Замена треонина на лейцин в остатке 102 (Kabat номер 96) в CDRH3 в комбинации с заменой глутамина на глицин в положении 105 (Kabat номер 100) уменьшает количество МНС аллотипов, которые связываются с потенциальным эпитопом в положении 97 от 11 до 5.1. The replacement of threonine with leucine at residue 102 (Kabat number 96) in CDRH3 in combination with the replacement of glutamine with glycine at position 105 (Kabat number 100) reduces the number of MHC allotypes that bind to the potential epitope at
2. Альтернативная замена к (5), которая устраняет потенциальный эпитоп в положении 97, является заменой пралина на лейцин в остатке 102 (Kabat номер 96).2. An alternative substitution to (5), which eliminates the potential epitope at
3. Замена валина на лейцин в остатке 110 (Kabat номер 104) удаляет, устраняет потенциальный эпитоп в положении 100.3. Replacing valine with leucine at residue 110 (Kabat number 104) removes, eliminates the potential epitope at position 100.
6. Разработка деиммунизированных последовательностей6. Development of de-immunized sequences
Деиммунизированные последовательности тяжелой и легкой цепи были разработаны с учетом замен, требуемых для удаления потенциальных эпитопов Т-клеток и анализа структуры остатков, которые могли бы быть критичными для структуры антитела и связывания. В дополнение к деиммунизированным последовательностям, которые основаны на венированной последовательности, дополнительная последовательность была разработана для каждого VH и VK, основанного на мышиной последовательности, названные Белок Мыши Прошитая (Мо РТ) версия. Для этой версии замены были сделаны непосредственно в мышиной последовательности, чтобы устранить эпитопы Т-клеток, но изменения сделаны только с CDR-ами, которые не рассматривают как нежелательные для закрепления. Никакой попытки удалять поверхностные (В-клетки) эпитопы не было сделано для этой версии деиммунизированной последовательности.The deimmunized heavy and light chain sequences were designed with the substitutions required to remove potential T-cell epitopes and analyze the structure of residues that could be critical for antibody structure and binding. In addition to the de-immunized sequences that are based on the venous sequence, an additional sequence was developed for each VH and VK based on the mouse sequence, called the Mouse Protein Stitched (Mo RT) version. For this version, substitutions were made directly in the mouse sequence to eliminate T-cell epitopes, but changes were made only with CDRs that are not considered undesirable for binding. No attempt was made to remove surface (B-cells) epitopes for this version of the immunized sequence.
Первичная деиммунизированная VH включает замены 1, 3, 4, 5 и 6, описанные в разделе 5 выше, и не включает никаких потенциальных эпитопов Т-клеток. Дополнительные 4 деиммунизированных последовательности VH были разработаны, чтобы проверить эффект необходимых различных замен на связывание антитела. Версия 2 является альтернативой к Версии 1, в которой альтернативная замена (2 в Разделе 2.5 выше) использовалась, для удаления того же самого потенциального эпитопа Т-клетки. Совокупные изменения сделаны для первой деиммунизированной последовательности (14.18DIVH1) и оставшиеся потенциальные эпитопы Т-клеток отображены в Таблице 2. Мышиная прошитая версия включена для сравнения.Primary de-immunized VH includes the
Первичный деиммунизированный VK включает замены 1, 2, 4, 6 и 7, описанные в разделе 5 выше и не включает никаких потенциальных эпитопов Т-клеток. Дополнительные 5 деиммунизированных последовательности VK были разработаны, чтобы проверить эффект необходимых различных замен, на связывание антитела. Версия 2 является альтернативой Версии 1, в которой использовалась альтернативная замена, чтобы удалить тот же самый потенциальный эпитоп Т-клетки в положении 43. Версия 3 включает альтернативную замену (6 в Разделе 2.5 выше), такая замена уменьшает количество МНС аллотипов, которые связываются с потенциальным эпитопом в положении 97 от 11 до 5. Совокупные изменения сделаны для первичной деиммунизированной последовательности (14.18DIVK1) и оставшиеся потенциальные эпитопы Т-клеток отображены в Таблице 3. Мышиная прошитая версия включена для сравнения.Primary de-immunized VK includes
ПРИМЕР 22 (KS антитело)EXAMPLE 22 (KS antibody)
1. Сравнение со Структурами Подгруппы Мыши1. Comparison with Mouse Subgroup Structures
Аминокислотные последовательности мышиных KS VH и VK были сравнены с последовательностями общих типичных элементов структуры для Kabat мышиных подгрупп тяжелой и легкой цепи (Kabat и др., 1991). KS VH не может быть отнесен к какой либо из подгрупп, но наиболее близок к подгруппе II(А) и V(A). Нетипичные остатки найдены в положении 2, который является обычно валин, 46, который является обычно глутаминовой кислотой, и 68, который является обычно треонином. Остаток 69 является более обычно лейцином или изолейцином. В 82b наиболее часто находят серии. Мышиный KS VK может быть отнесен в Подгруппу VI (Фигура 2). Необычные остатки найдены в 46 и 47, которые оба обычно являются лейцином. Остаток 58 нетипичен с или лейцином, или валином, обычно находящимся в этом положении.The amino acid sequences of murine KS VH and VK were compared with sequences of common typical structural elements for Kabat murine subgroups of the heavy and light chains (Kabat et al., 1991). KS VH cannot be assigned to any of the subgroups, but is closest to subgroup II (A) and V (A). Atypical residues are found at
2. Сравнение со Структурами Человека2. Comparison with Human Structures
Аминокислотные последовательности мышиных KS VH и VK были сравнены с последовательностями справочника зародышевых линий человека (germime) VH (Tomlinson и др., (1992)) и VK (Сох и др., (1994)) последовательностями, а также с областью последовательностей зародышевых линий J человека (Routledge и др., (1993)). Эталонной структурой человека, выбранной для KS VH, была DP 10 с JH6 человека. Эта последовательность зародышевой линии была найдена в перестроенном зрелом гене антитела без изменений аминокислот. Эталонной структурой человека, выбранной для KS VK, была В1. Для структуры 2 использовалась последовательность зрелого человеческого антитела IMEV (Kabat и др., 1991). Эта последовательность идентична мышиной последовательности, непосредственно примыкающей к CDR2. Последовательностью J области был JK2 человека (Routledge и др., 1993). Эта последовательность зародышевой линии не была найдена как перестроенная зрелая легкая цепь антитела.The amino acid sequences of murine KS VH and VK were compared with the sequences of the germline human germline (VH (Tomlinson et al., (1992)) and VK (Cox et al., (1994)) sequences, as well as with the region of the germline sequences J human (Routledge et al., (1993)). The human reference structure selected for KS VH was
3. Разработка "венированных" ("veneered") последовательностей3. Development of “veneered” sequences
После идентификации базовых последовательностей эталонных структур человека некоторые неидентичные аминокислотные остатки в пределах 425 VH и VK структур были изменены на соответствующую аминокислоту в эталонной последовательности человека. Остатки, которые, как полагают, являются критическими для структуры антитела и связывания, были исключены из этого процесса и не изменялись. Мышиные остатки, которые были сохранены на этой стадии, являлись в значительной степени неповерхностными, внутренними остатками, кроме остатков на N-концах, например, которые являются близкими к CDR-ам в целевом антителе. Этот процесс приводит к последовательности, которая является определенно подобной "венированному" антителу, поскольку поверхностные остатки являются главным образом человеческими, а внутренние остатки такими, как в первоначальной мышиной последовательности.After identification of the base sequences of the reference human structures, some non-identical amino acid residues within the 425 VH and VK structures were changed to the corresponding amino acid in the human reference sequence. Residues that are believed to be critical for antibody structure and binding were excluded from this process and did not change. The mouse residues that were retained at this stage were largely non-surface, internal residues, except for residues at the N-ends, for example, which are close to the CDRs in the target antibody. This process leads to a sequence that is definitely similar to a “venated” antibody, since surface residues are mainly human and internal residues are those of the original murine sequence.
4. Пептид пронизывающий анализ4. Peptide Piercing Analysis
Мышиные и венированные KS VH и VK последовательности были проанализированы с использованием способа согласно изобретению. Последовательности аминокислот были разделены на все возможные тринадцатимеры. Тринадцатимерные белки последовательно представлены моделям связывающей бороздки аллотипов HLA-DR, и значения связывания соотносились каждому пептиду для каждой аллели. Было рассчитано конформационное значение для каждой кармансвязанной боковой цепи пептида. Это значение базируется на стерическом наложении, потенциальных водородных связях между белком и остатками в связывающей бороздке, электростатических взаимодействиях и благоприятных контактах между белком и остатками карманна. Конформацию каждой боковой цепи изменили, значение повторно рассчитали.Mouse and venous KS VH and VK sequences were analyzed using the method of the invention. The amino acid sequences were divided into all possible thirteen-dimers. Thirteen-dimensional proteins are sequentially presented to models of the binding groove of the HLA-DR allotypes, and binding values correlated with each peptide for each allele. The conformational value was calculated for each pocket-linked side chain of the peptide. This value is based on steric superposition, potential hydrogen bonds between the protein and the residues in the binding groove, electrostatic interactions, and favorable contacts between the protein and pocket residues. The conformation of each side chain was changed, the value was re-calculated.
Определив самое высокое конформационное значение, пересчитывали значение связывания основываясь на бороздково-связанных гидрофобных остатках, небороздковых гидрофильных остатках и количестве остатков, которые умещаются в бороздку связывания. Пептиды, которые являются известными связывающими класса II МНС человека, достигают значительного значения связывания почти без неверных результатов. Таким образом, пептиды, которые достигают значительного значения связывания в текущем анализе, как полагают, являются потенциальными эпитопами Т-клеток. Результаты пептид пронизывающего анализа для мышинынных и венированных последовательностей показаны в Таблице 4.Having determined the highest conformational value, the binding value was recalculated based on the groove-bound hydrophobic residues, the non-grooved hydrophilic residues and the amount of residues that fit into the binding groove. Peptides, which are known binding class II MHC of a person, achieve significant binding values with almost no incorrect results. Thus, peptides that achieve significant binding in the current assay are believed to be potential T cell epitopes. The results of the peptide piercing assay for murine and venous sequences are shown in Table 4.
5. Удаление потенциальных эпитопов Т-клеток5. Removal of potential T-cell epitopes
Потенциальные эпитопы Т-клеток удаляют заменой аминокислот в специфическом пептиде, который составляет эпитоп. Замены были сделаны введением аминокислот с по возможности подобными физико-химическими свойствами. Однако для того чтобы удалять некоторые потенциальные эпитопы, аминокислоты различного размера, заряда или гидрофобности, возможно, должны быть заменены. Если изменения должны быть сделаны в пределах CDR-ob, которые могли бы иметь эффект связывания, необходимо создать вариант с и без специфического замещения аминокислот. Аминокислотные остатки для замены пронумерованы, как в Kabat. Потенциальные эпитопы Т-клеток указаны линейным номером первого остатка тринадцатимера.Potential T cell epitopes are removed by amino acid substitution in the specific peptide that makes up the epitope. Substitutions were made by the introduction of amino acids with possibly similar physicochemical properties. However, in order to remove some potential epitopes, amino acids of different size, charge or hydrophobicity may need to be replaced. If changes are to be made within the CDR-ob, which could have a binding effect, it is necessary to create a variant with and without specific amino acid substitution. Amino acid residues for substitution are numbered, as in Kabat. Potential T cell epitopes are indicated by the linear number of the first thirteen-dimensional residue.
Необходимые замены аминокислот для удаления эпитопов Т-клеток из венированной KS переменной области тяжелой цепи были следующие:The necessary amino acid substitutions to remove T-cell epitopes from the KS veneered variable region of the heavy chain were as follows:
1. замена аргинина на лизин в остатке 38 (Kabat номер 38) удаляет, потенциальный эпитоп в остатке номер 30.1. replacing arginine with lysine at residue 38 (Kabat number 38) removes the potential epitope at residue number 30.
2. замена аланина на лейцин в остатке 72 (Kabat номер 71) и изолейцина на фениаланин в остатке 70 (Kabat номер 69) удаляет потенциальный эпитоп в остатке номер 62. Изолейцин в Kabat номер 69 и аланин в Kabat номер 71 найден в человеческой последовательности VH зародышевой линии, DP10.2. replacing alanine with leucine at residue 72 (Kabat number 71) and isoleucine with phenialanine at residue 70 (Kabat number 69) removes the potential epitope at residue 62. Isoleucine in Kabat number 69 and alanine in Kabat number 71 are found in human sequence VH germline, DP10.
3. замена лейцина на аланин в остатке 79 (Kabat номер 78), удаляет потенциальный эпитоп в остатке номер 78.3. replacing leucine with alanine at residue 79 (Kabat number 78), removes the potential epitope at residue number 78.
1. замена треонина на метионин в остатке 91 (Kabat номер 87), удаляет потенциальный эпитоп в остатке номер 89.1. replacing threonine with methionine at residue 91 (Kabat number 87), removes the potential epitope at residue 89.
2. замена метионина на изолейцин остатке 100 (Kabat номер 96) в CDRH3 удаляет потенциальный эпитоп в остатке 98. Нет никакого изменения с CDRH3, которое удаляет этот потенциальный эпитоп.2. substituting methionine for isoleucine at residue 100 (Kabat number 96) in CDRH3 removes the potential epitope at residue 98. There is no change with CDRH3 that removes this potential epitope.
Необходимые замены аминокислот для удаления эпитопов Т-клеток из венированной KS переменной области легкой цепи были следующие:The necessary amino acid substitutions to remove T-cell epitopes from the KS venous variable region of the light chain were as follows:
1. Замена изолейцина на метионин в остатке 32 (Kabat номер 33), удаляет потенциальный эпитоп в остатке номер 27. Этот остаток находится в пределах CDR2. Изолейцин обычно находят в этом положении в антителах человека.1. Replacing isoleucine with methionine at residue 32 (Kabat number 33), removes the potential epitope at residue number 27. This residue is within CDR2. Isoleucine is usually found in this position in human antibodies.
2. Потенциальный эпитоп в положении 1 удаляют заменой валина на лейцин в остатке (Kabat номер 3).2. The potential epitope at position 1 is removed by replacing the valine with the leucine residue (Kabat No. 3).
3. Замена серина на аланин в остатке 59 (Kabat номер 60), удаляет потенциальный эпитоп в остатке номер 51.3. Replacing serine with alanine at residue 59 (Kabat number 60) removes the potential epitope at
6. Разработка деиммунизированных последовательностей6. Development of de-immunized sequences
Деиммунизированные последовательности тяжелой и легкой цепи были разработаны с учетом изменений, требуемых для удаления потенциальных эпитетов Т-клеток и анализа структуры остатков, которые могли бы быть критичными для структуры антитела и связывания. В дополнение к деиммунизированным последовательностям, которые основаны на венированной последовательности, дополнительная последовательность была разработана для каждого VH и VK, основанного на мышиной последовательности, названные Белок Мыши Прошитая (Мо РТ) версия. Для этой версии, замены были сделаны непосредственно в мышиной последовательности, чтобы устранить эпитопы Т-клеток, но изменения сделаны только с CDR-ами, которые не рассматривают как нежелательные для закрепления. Никакой попытки удалять поверхностные (В-клетки) эпитопы не было сделано для этой версии деиммунизированной последовательности.The deimmunized heavy and light chain sequences were designed to take into account the changes required to remove potential T-cell epithets and analyze the structure of residues that could be critical for antibody structure and binding. In addition to the de-immunized sequences that are based on the venous sequence, an additional sequence was developed for each VH and VK based on the mouse sequence, called the Mouse Protein Stitched (Mo RT) version. For this version, substitutions were made directly in the mouse sequence to eliminate T cell epitopes, but the changes were made only with CDRs that are not considered undesirable for binding. No attempt was made to remove surface (B-cells) epitopes for this version of the immunized sequence.
Первичная деиммунизированная VH включает замены 1-5, описанные в разделе 5 выше, и одно дополнительное изменение в остатке 43 (Kabat номер 43). Лизин, найденный в мышиной последовательности, заменяли глутамином из человеческой структуры. Лизин положительно заряжен и поэтому значительно отличается от глутамина; эта область может быть вовлечена в VH/VL контакты. Первичный деиммунизированный VH не включает никаких потенциальных эпитопов Т-клетки. Дополнительные 4 деиммунизированных последовательности VH были разработаны, чтобы проверить эффект необходимых различных замен на связывание антитела. Совокупные изменения сделаны для первой деиммунизированной последовательности (KSDIVHv1) и оставшиеся потенциальные эпитопы Т-клеток отображены в Таблице 5.Primary de-immunized VH includes substitutions 1-5, described in section 5 above, and one additional change at residue 43 (Kabat number 43). The lysine found in the mouse sequence was replaced with glutamine from the human structure. Lysine is positively charged and therefore significantly different from glutamine; this area may be involved in VH / VL contacts. Primary de-immunized VH does not include any potential T cell epitopes. An additional 4 de-immunized VH sequences were designed to test the effect of the necessary different substitutions on antibody binding. Cumulative changes were made for the first de-immunized sequence (KSDIVHv1) and the remaining potential T-cell epitopes are displayed in Table 5.
Первичный деиммунизированный VK включает замены 1-3, описанные в разделе 5 выше. Дополнительные 3 деиммунизированных последовательности VK были разработаны, чтобы проверить эффект необходимых различных замен на связывание антитела. Совокупные изменения сделаны для первичной деиммунизированной последовательности (KSDIVKv1) и оставшиеся потенциальные эпитопы Т-клеток отображены в Таблице 6.Primary de-immunized VK includes substitutions 1-3 described in section 5 above. An additional 3 de-immunized VK sequences were designed to test the effect of the necessary different substitutions on antibody binding. Cumulative changes were made for the primary de-immunized sequence (KSDIVKv1) and the remaining potential T-cell epitopes are displayed in Table 6.
Claims (17)
Applications Claiming Priority (17)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP01103954.2 | 2001-02-19 | ||
EP01103954 | 2001-02-19 | ||
EP01105777.5 | 2001-03-08 | ||
EP01105777 | 2001-03-08 | ||
EP01106536.4 | 2001-03-15 | ||
EP01106536 | 2001-03-15 | ||
EP01106538.0 | 2001-03-15 | ||
EP01107012.5 | 2001-03-20 | ||
EP01106899 | 2001-03-20 | ||
EP01106899.6 | 2001-03-20 | ||
EP01107568.6 | 2001-03-27 | ||
EP01110220.9 | 2001-04-25 | ||
EP01110220 | 2001-04-25 | ||
EP01113228.9 | 2001-05-30 | ||
EP01124965 | 2001-10-19 | ||
EP01124965.3 | 2001-10-19 | ||
EP01126859.6 | 2001-11-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003127388A RU2003127388A (en) | 2005-02-10 |
RU2303264C2 true RU2303264C2 (en) | 2007-07-20 |
Family
ID=35208683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003127388/15A RU2303264C2 (en) | 2001-02-19 | 2002-02-18 | Method for identifying epitopes of t-cells and its using in preparing molecules of reduced immunogenicity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2303264C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2604813C2 (en) * | 2010-02-18 | 2016-12-10 | Университетет И Осло | Disulphide bond-stabilized functional soluble mhc class ii heterodimers |
RU2771584C2 (en) * | 2016-09-01 | 2022-05-06 | Облик Терапьютикс Аб | Methods for epitope identification |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MX384175B (en) | 2014-11-05 | 2025-03-11 | Memorial Sloan Kettering Cancer Center | METHODS FOR SELECTING A T CELL LINE AND ITS DONOR FOR ADOPTIVE CELL THERAPY. |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2129439C1 (en) * | 1991-07-25 | 1999-04-27 | Айдек Фармасьютикалс Корпорейшн | Antigenic composition for inducing cytotoxic t-lymphocytes response, method of induction and method of patients treatment |
RU2141527C1 (en) * | 1992-02-03 | 1999-11-20 | Коннот Лабораториз Лимитед | Synthetic peptide, synthetic lipopeptide, immunogenic conjugate (variants), method of oligomer preparing, polysaccharide protected by solid polyethylene glycol monomethyl ester |
-
2002
- 2002-02-18 RU RU2003127388/15A patent/RU2303264C2/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2129439C1 (en) * | 1991-07-25 | 1999-04-27 | Айдек Фармасьютикалс Корпорейшн | Antigenic composition for inducing cytotoxic t-lymphocytes response, method of induction and method of patients treatment |
RU2141527C1 (en) * | 1992-02-03 | 1999-11-20 | Коннот Лабораториз Лимитед | Synthetic peptide, synthetic lipopeptide, immunogenic conjugate (variants), method of oligomer preparing, polysaccharide protected by solid polyethylene glycol monomethyl ester |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2604813C2 (en) * | 2010-02-18 | 2016-12-10 | Университетет И Осло | Disulphide bond-stabilized functional soluble mhc class ii heterodimers |
RU2771584C2 (en) * | 2016-09-01 | 2022-05-06 | Облик Терапьютикс Аб | Methods for epitope identification |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003127388A (en) | 2005-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1366455B1 (en) | Method for identification of t-cell epitopes and use for preparing molecules with reduced immunogenicity | |
AU2002256624A1 (en) | Method for identification of T-cell epitopes and use for preparing molecules with reduced immunogenicity | |
CA2438513C (en) | Modified anti-egfr antibodies with reduced immunogenicity | |
US20040072291A1 (en) | Modified human brain-derived neutrophic factor (bdnf) with reduced immunogenicity | |
US20040072219A1 (en) | Modified leptin with reduced immunogenicity | |
CA2437214A1 (en) | Modified interleukin-1 receptor antagonist (il-1ra) with reduced immunogenicity | |
CA2437272A1 (en) | Modified erythropoietin (epo) with reduced immunogenicity | |
CA2439929A1 (en) | Modified protamine with reduced immunogenicity | |
US20040087503A1 (en) | Modified ciliary neurotrophic factor (cntf ) with reduced immunogenicity | |
RU2303264C2 (en) | Method for identifying epitopes of t-cells and its using in preparing molecules of reduced immunogenicity | |
CA2437270A1 (en) | Modified keratinocyte growth factor (kgf) with reduced immunogenicity | |
CA2439168A1 (en) | Modified thrombopoietin with reduced immunogenicity | |
AU2002249224B2 (en) | Modified anti-EGFR antibodies with reduced immunogenicity | |
AU2002249224A1 (en) | Modified anti-EGFR antibodies with reduced immunogenicity | |
AU2002242715A1 (en) | Modified protamine with reduced immunogenicity | |
AU2002229744A1 (en) | Modified interleukin-1 receptor antagonist (IL-1RA) with reduced immunogenicity |