[go: up one dir, main page]

RU2486246C2 - Stable recombinant adenosine deaminase - Google Patents

Stable recombinant adenosine deaminase Download PDF

Info

Publication number
RU2486246C2
RU2486246C2 RU2009142844/10A RU2009142844A RU2486246C2 RU 2486246 C2 RU2486246 C2 RU 2486246C2 RU 2009142844/10 A RU2009142844/10 A RU 2009142844/10A RU 2009142844 A RU2009142844 A RU 2009142844A RU 2486246 C2 RU2486246 C2 RU 2486246C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adenosine deaminase
ada
recombinant
recombinant adenosine
polyalkylene oxide
Prior art date
Application number
RU2009142844/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009142844A (en
Inventor
Дэвид Р. ФИЛПУЛА
Стефен К. ЯНГСТЕР
Original Assignee
Сигма-Тау Рэр, Дизизес, С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сигма-Тау Рэр, Дизизес, С.А. filed Critical Сигма-Тау Рэр, Дизизес, С.А.
Publication of RU2009142844A publication Critical patent/RU2009142844A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2486246C2 publication Critical patent/RU2486246C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: isolated recombinant adenosine deaminase is described, which comprises polypeptide SEQ ID NO: 1 or a version polypeptide SEQ ID NO: 1 of isolated recombinant adenosine deaminase, where the version polypeptide SEQ ID NO: 1 comprises one or more amino acid substitutions selected from the group consisting of: Gin instead Lysl98; Ala instead Thr245; and Arg instead of Gly351, and DNA encoding it. The conjugate of polyalkylene oxide with the said adenosine deaminase for treatment of adenosine deaminase-mediated diseases is presented where adenosine deaminase comprises from 11 to 17 chains of polyalkylene oxide with a molecular weight of 5 kDa for ADA protein. The methods of purification of the recombinant adenosine deaminase are proposed, including protein purification using ion exchange chromatography, or protein purification using hydrophobic interaction chromatography. Also the preparations of recombinant adenosine deaminase produced by these methods are provided.
EFFECT: invention enables to obtain recombinant adenosine deaminase, having increased stability.
14 cl, 1 tbl, 10 ex

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СВЯЗАННУЮ ЗАЯВКУCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATION

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США 60/913,009, поданной 20 апреля 2007 года, содержание которой включено в настоящий документ путем ссылки.This application claims the priority of provisional patent application US 60/913,009, filed April 20, 2007, the contents of which are incorporated herein by reference.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Изобретение обеспечивает рекомбинантную аденозиндеаминазу, мутированную с целью повышения стабильности.The invention provides a recombinant adenosine deaminase mutated to increase stability.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Аденозиндеаминазу (АДА) использовали при лечении заболевания, обусловленного ферментной недостаточностью, называемого тяжелым комбинированным иммунодефицитом (ТКИД) или "бабл-бой" (мальчик в пузыре), в течение некоторого времени. Более 15 лет компания Энзон Фармасьютикалз делала терапевтическую АДА доступной для пациентов в форме ПЭГилированной АДА, полученной с использованием бычьего фермента АДА.Adenosine deaminase (ADA) has been used in the treatment of a disease caused by enzyme deficiency called severe combined immunodeficiency (TKID) or “bubble boy” (a boy in a bladder) for some time. For more than 15 years, Enzon Pharmaceuticals has made therapeutic ADA available to patients in the form of PEGylated ADA, obtained using the bovine ADA enzyme.

Недавно были предприняты попытки заменить бычий фермент рекомбинантным ферментом (в дальнейшем "рАДА"). В качестве замены очищенной природной бычьей АДА рассматривали как рекомбинантный человеческий ("рчАДА"), так и рекомбинантный бычий ("рбАДА") ферменты. Ферменты рбАДА и рчАДА несколько менее устойчивы по сравнению с нативным очищенным бычьим ферментом, который применяется в настоящее время. И рчАДА, и рбАДА, как полагают, разлагаются по механизму, согласуемому с разложением цистеина: добавление кислорода; формирование дитиолов; ускорение разложения при повышении pH; осаждение, особенно при повышенном pH и концентрации образцов. В восстановленном состоянии цистеин содержит реакционно-способную SH- группу (сульфгидрильную), и в такой форме ответственен за разложение.Recently, attempts have been made to replace the bovine enzyme with a recombinant enzyme (hereinafter “RADA”). As a substitute for purified natural bovine ADA, both recombinant human ("rhADA") and recombinant bovine ("rBADA") enzymes were considered. The rBADA and rhADA enzymes are somewhat less stable compared to the currently purified bovine enzyme, which is currently used. Both rhADA and rBADA are believed to decompose according to a mechanism consistent with the decomposition of cysteine: the addition of oxygen; the formation of dithiols; accelerated decomposition with increasing pH; precipitation, especially at elevated pH and sample concentration. In the reduced state, cysteine contains a reactive SH-group (sulfhydryl), and in this form is responsible for decomposition.

Экспериментальные данные позволили предположить, что единственный, внешний цистеин может являться ответственным за разложение, наблюдаемое и для рбАДА, и для рчАДА. Структура бычьей АДА (то есть, нативной бычьей АДА, очищенной из бычьего источника) в значительной мере схожа со структурой рчАДА: и бычья АДА, и рчАДА имеют одинаковое количество цистеинов в одних и тех же положениях первичной последовательности. Получаемая в настоящее время рекомбинантная человеческая и рекомбинантная бычья АДА содержат продукты разложения/примеси (дитиолы), которые согласуются с реакционной способностью цистеина. Нативная бычья АДА отличается по структуре от рекомбинантной бычьей АДА тем, что в нативной бычьей АДА с каждым молем АДА связан один моль цистеина. Кроме того, нативная бычья АДА устойчива при высоком pH, что позволяет предположить, что цистеин, связанный с АДА, функционирует как блокирующая группа.Experimental evidence suggests that a single, external cysteine may be responsible for the degradation observed for both rBADA and rhADA. The structure of bovine ADA (that is, native bovine ADA purified from a bovine source) is substantially similar to the structure of rhADA: both bovine ADA and rhADA have the same number of cysteines in the same positions of the primary sequence. Currently obtained recombinant human and recombinant bovine ADA contain decomposition products / impurities (dithiols), which are consistent with the reactivity of cysteine. The native bovine ADA differs in structure from the recombinant bovine ADA in that in the native bovine ADA, one mole of cysteine is associated with each mole of ADA. In addition, native bovine ADA is stable at high pH, suggesting that the cysteine associated with ADA functions as a blocking group.

Одним из способов стабилизации рекомбинантной человеческой и/или рекомбинантной бычьей АДА является кэпирование активного остатка Cys (Cys 74 в зрелом рбАДА и зрелом рчАДА) любым из окисленного глутатиона, иодоацетамида, йодуксусной кислоты, цистина, других дитиолов и их смесей. Данный способ описан в заявке на патент США 11/738,012 (настоящего заявителя), озаглавленной "Стабилизированные белки" (Stabilized Proteins), содержание которой путем отсылки включено в настоящий документ в полном объеме.One way to stabilize recombinant human and / or recombinant bovine ADA is to map the active Cys residue (Cys 74 in mature rBADA and mature rhADA) to any of oxidized glutathione, iodoacetamide, iodoacetic acid, cystine, other dithiols, and mixtures thereof. This method is described in US patent application 11 / 738,012 (of the present applicant), entitled "Stabilized Proteins", the contents of which are hereby incorporated by reference in their entirety.

Несмотря на вышеизложенное, устранение потребности в дополнительной стадии кэпирования посредством изменения структуры белка с целью обеспечения собственной стабильности непосредственно при экспрессии является предпочтительным. В патенте США 5346823 описана стабилизация прокариотических протеаз, таких как субтилизин, а также нейтральной протеазы, путем замены дестабилизирующих остатков Cys на Ser и другие аминокислотные остатки, посредством мутации. Однако мутационный анализ активных сайтов в АДА показал, что замена остатка Cys (Cys 262) приводила к значительному снижению активности фермента, Bhaumik et al 1993, The J. of Biol. Chem., 268 (8):5464-5470. Таким образом, до настоящего изобретения стабилизация аденозиндезаминаз путем замены активного и внешнего остатка Cys другим аминокислотным остатком с сохранением оптимальной полезной активности фермента не была известна.Notwithstanding the foregoing, eliminating the need for an additional capping step by altering the protein structure in order to ensure intrinsic stability directly upon expression is preferred. US 5346823 describes the stabilization of prokaryotic proteases, such as subtilisin, as well as neutral proteases, by replacing destabilizing Cys residues with Ser and other amino acid residues through mutation. However, a mutation analysis of active sites in ADA showed that replacement of the Cys residue (Cys 262) led to a significant decrease in enzyme activity, Bhaumik et al 1993, The J. of Biol. Chem., 268 (8): 5464-5470. Thus, prior to the present invention, stabilization of adenosine deaminases by replacing the active and external Cys residue with another amino acid residue while maintaining the optimal beneficial activity of the enzyme was not known.

Таким образом, выгодно обеспечить устойчивые рбАДА и рчАДА, то есть, без значительного разложения во время хранения и обработки, при уровнях pH, используемых при оптимальном ПЭГилировании фермента.Thus, it is advantageous to provide stable rBADA and rhADA, that is, without significant decomposition during storage and processing, at pH levels used for optimal PEGylation of the enzyme.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Таким образом, изобретение обеспечивает рекомбинантную АДА, в которой любой окисляемый остаток цистеина заменен неокисляемым аминокислотным остатком по сравнению с формой дикого типа фермента АДА. Мутеин АДА включает неокисляемый аминокислотный остаток, который является одной из природных L-аминокислот, например, аланином, аспарагиновой кислотой, глутаминовой кислотой, фенилаланином, глицином, гистидином, изолейцином, лизином, лейцином, метионином, аспарагином, пролином, глутамином, аргинином, серином, треонином, валином, триптофаном, тирозином и/или известными в уровне техники вариантами и производными природных L-аминокислот, например, 2-аминоадипиновой кислотой, 3-аминоадипиновой кислотой, бета-аланином, бета-аминопропионовой кислотой, 2-аминомасляной кислотой, 4-аминомасляной кислотой, пиперидиновой кислотой, 6-аминокапроновой кислотой, 2-аминогептановой кислотой, 2-аминоизомасляной кислотой, 3-аминоизомасляной кислотой, 2-аминопимелиновой кислотой, 2,4-диаминомасляной кислотой, десмозином, 2,2'-диаминопимелиновой кислотой, 2,3-диаминопропионовой кислотой, н-этилглицином, н-этиласпарагином, гидроксилизином, алло-гидроксилизином, 3-гидроксипролином, 4-гидроксипролином, изодесмозином, алло-изолейцином, н-метилглицином, саркозином, н-метилизолейцином, 6-н-метиллизином, н-метилвалин, норвалин, норлейцин, орнитин и т.п. Необязательно, метионин или триптофан исключаются, поскольку они являются потенциально окисляемыми.Thus, the invention provides a recombinant ADA in which any oxidizable cysteine residue is replaced by an unoxidizable amino acid residue compared to the wild-type form of the ADA enzyme. ADA mutein includes a non-oxidizable amino acid residue, which is one of the natural L-amino acids, for example, alanine, aspartic acid, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, asparagine, proline, glutamine, arginine, serine, threonine, valine, tryptophan, tyrosine and / or known variants and derivatives of natural L-amino acids, for example, 2-aminoadipic acid, 3-aminoadipic acid, beta-alanine, beta-aminopropionic ki slot, 2-aminobutyric acid, 4-aminobutyric acid, piperidic acid, 6-aminocaproic acid, 2-aminoheptanoic acid, 2-aminoisobutyric acid, 3-aminoisobutyric acid, 2-aminopimelic acid, 2,4-diaminobutyric acid, , 2'-diaminopimelic acid, 2,3-diaminopropionic acid, n-ethyl glycine, n-ethyl asparagine, hydroxylisine, allo-hydroxylisine, 3-hydroxyproline, 4-hydroxyproline, isodesmosine, allo-isoleucine, n-methylglycinine, n-methylglycine, n methylisoleucine, 6-n-methyllysine, -metilvalin, norvaline, norleucine, ornithine, etc. Optionally, methionine or tryptophan are excluded because they are potentially oxidizable.

Более предпочтительно, неокисляемым аминокислотным остатком является один из серина, аланина, аспарагина, глутамина, глицина, изолейцина, лейцина, фенилаланина, треонина, тирозина и валина. Серин является наиболее предпочтительным. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления окисляемый цистеин расположен приблизительно в 74 положении зрелого белка АДА. Рекомбинантным АДА предпочтительно является рекомбинантная бычья АДА или рекомбинантная АДА человека, то есть, например, транслированная с молекулы ДНК, соответствующей SEQ ID NO: 2 или SEQ ID NO: 4, и которая предпочтительно включает SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 3. Когда рекомбинантной АДА является рекомбинантная бычья АДА, соответствующая SEQ ID NO: 1, АДА необязательно экспрессируется с полиморфизмом, выбранным из одного или более Gln вместо Lys198; Ala вместо Thr245; и Arg вместо Gly351.More preferably, the non-oxidizable amino acid residue is one of serine, alanine, asparagine, glutamine, glycine, isoleucine, leucine, phenylalanine, threonine, tyrosine and valine. Serine is most preferred. In some preferred embodiments, oxidizable cysteine is located at approximately 74 positions of the mature ADA protein. Recombinant ADA is preferably recombinant bovine ADA or recombinant human ADA, that is, for example, translated from a DNA molecule corresponding to SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4, and which preferably includes SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 When the recombinant ADA is a recombinant bovine ADA corresponding to SEQ ID NO: 1, the ADA is optionally expressed with a polymorphism selected from one or more Gln instead of Lys 198 ; Ala instead of Thr 245 ; and Arg instead of Gly 351 .

Изобретение также обеспечивает конъюгат полиалкиленоксид-АДА, где полиалкиленоксид предпочтительно является полиэтиленгликолем. Необязательно полиэтиленгликоль конъюгирован с рекомбинантной аденозиндеаминазой посредством химического линкера, выбранного из группы, состоящей из сукцинимидилкарбоната, тиазолидинтиона, уретана, сукцинимидилсукцината и линкеров на основе амидов. Предпочтительным является сукцинимидилкарбонат. Полиэтиленгликоль предпочтительно ковалентно присоединен к эпсилон-аминогруппе Lys рекомбинантной аденозиндеаминазы.The invention also provides a polyalkylene oxide-ADA conjugate, where the polyalkylene oxide is preferably polyethylene glycol. Optionally, polyethylene glycol is conjugated to recombinant adenosine deaminase via a chemical linker selected from the group consisting of succinimidyl carbonate, thiazolidinedione, urethane, succinimidyl succinate and amide linkers. Succinimidyl carbonate is preferred. The polyethylene glycol is preferably covalently attached to the epsilon amino group Lys of the recombinant adenosine deaminase.

Конъюгат полиэтиленгликоль-АДА включает, по меньшей мере, 1 (то есть, один или более) полиэтиленгликолевых цепей, присоединенных к эпсилон-аминогруппам, предпочтительно, по меньшей мере, 5 (то есть, пять или более) полиэтиленгликолевых цепей, присоединенных к эпсилон-аминогруппам, или, более предпочтительно, от приблизительно 11 до приблизительно 18 полиэтиленгликолевых цепей, присоединенных к эпсилон-аминогруппам остатков Lys рекомбинантной АДА.The polyethylene glycol-ADA conjugate includes at least 1 (i.e., one or more) polyethylene glycol chains attached to the epsilon amino groups, preferably at least 5 (i.e., five or more) polyethylene glycol chains attached to the epsilon- amino groups, or, more preferably, from about 11 to about 18 polyethylene glycol chains attached to the epsilon amino groups of the Lys residues of the recombinant ADA.

Полиэтиленгликоль конъюгатов изобретения имеет молекулярную массу приблизительно от 2000 до приблизительно 100000 кДа, или, более предпочтительно, приблизительно от 4000 до приблизительно 45000 кДа.The polyethylene glycol conjugates of the invention have a molecular weight of from about 2000 to about 100000 kDa, or, more preferably, from about 4000 to about 45000 kDa.

Изобретение дополнительно обеспечивает способ очистки рекомбинантных аденозиндеаминаз изобретения. Например, рекомбинантную аденозиндеаминазу предпочтительно очищают с помощью ионообменной хроматографии (например, Capto Q, DEAE и SP хроматографии), а рекомбинантную аденозиндеаминазу SEQ ID NO: 1 предпочтительно очищают с помощью хроматографии гидрофобного взаимодействия.The invention further provides a method for purifying the recombinant adenosine deaminases of the invention. For example, recombinant adenosine deaminase is preferably purified by ion exchange chromatography (e.g., Capto Q, DEAE and SP chromatography), and recombinant adenosine deaminase SEQ ID NO: 1 is preferably purified by hydrophobic interaction chromatography.

Кроме того, настоящее изобретение дополнительно обеспечивает способ лечения АДА-опосредованного заболевания у млекопитающих, включающий введение эффективного количества рекомбинантной АДА согласно настоящему изобретению. АДА-опосредованное заболевание включает, например, ТКИД, рак и т.п.In addition, the present invention further provides a method of treating an ADA-mediated disease in mammals, comprising administering an effective amount of a recombinant ADA according to the present invention. ADA-mediated disease includes, for example, TCID, cancer, and the like.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Настоящее изобретение обеспечивает стабильные рекомбинантные ферменты - аденозиндеаминазы. Аденозиндеаминазы изобретения получают посредством замены остатка цистеина, который подвергается процессам окисления, когда фермент находится в растворе, приемлемым альтернативным аминокислотным остатком, который сохраняет активность, заряд и третичную структуру фермента при одновременном устранении источника деструктивной нестабильности.The present invention provides stable recombinant adenosine deaminase enzymes. The adenosine deaminases of the invention are obtained by replacing the cysteine residue, which undergoes oxidation processes when the enzyme is in solution, with an acceptable alternative amino acid residue that retains the activity, charge and tertiary structure of the enzyme while eliminating the source of destructive instability.

A. ОпределенияA. Definitions

В целях обеспечения ясности при описании изобретения ниже приведены определения нескольких терминов.In order to provide clarity in the description of the invention, the following are definitions of several terms.

Термин "рекомбинантный" относится к белку, полученному с помощью клеток, которые в нативном состоянии не содержат эндогенной копии ДНК, способной экспрессировать указанный белок. Клетки продуцируют рекомбинантный белок, поскольку они были генетически изменены посредством введения соответствующей выделенной последовательности нуклеиновой кислоты. Термин также включает ссылку на клетку, или нуклеиновую кислоту, или вектор, которые были модифицированы посредством введения гетерологичной (экзогенной или чужеродной) нуклеиновой кислоты или посредством изменения нативной нуклеиновой кислоты с получением формы, которая не является нативной для данной клетки, или указанная клетка получена из клетки, модифицированной таким способом. Таким образом, например, рекомбинантные клетки экспрессируют гены, которые не присутствуют в нативной (нерекомбинантной) форме клетки, экспрессируют мутантные гены, которые присутствуют в нативной форме, или экспрессируют нативные гены, которые каким-либо иным образом неправильно экспрессируются, экспрессируются недостаточно или не экспрессируются вообще.The term "recombinant" refers to a protein obtained using cells that in their native state do not contain an endogenous copy of DNA capable of expressing the protein. Cells produce a recombinant protein because they have been genetically altered by introducing an appropriate isolated nucleic acid sequence. The term also includes a reference to a cell, or nucleic acid, or a vector that has been modified by introducing a heterologous (exogenous or foreign) nucleic acid or by altering a native nucleic acid to obtain a form that is not native to the cell, or the cell is derived from cells modified in this way. Thus, for example, recombinant cells express genes that are not present in the native (non-recombinant) form of the cell, express mutant genes that are present in the native form, or express native genes that are otherwise incorrectly expressed, are insufficiently expressed or not expressed at all.

Используемая в настоящем описании "нуклеиновая кислота" или "последовательность нуклеиновых кислот" включают ссылку на дезоксирибонуклеотидный или рибонуклеотидный полимер или в одно- или двунитевой форме и, если нет иного ограничения, охватывают известные аналоги природных нуклеотидов, которые гибридизуются с нуклеиновыми кислотами аналогично природным нуклеотидам. Если не указано иное, конкретная последовательность нуклеиновых кислот включает соответствующую комплементарную последовательность.As used herein, a “nucleic acid” or “nucleic acid sequence” includes a reference to a deoxyribonucleotide or ribonucleotide polymer in either single or double stranded form and, unless otherwise limited, encompasses known analogs of natural nucleotides that hybridize with nucleic acids in a manner similar to natural nucleotides. Unless otherwise indicated, a particular nucleic acid sequence includes an appropriate complementary sequence.

Термин "кодирующий" применительно к указанной нуклеиновой кислоте включает ссылку на нуклеиновые кислоты, которые включают информацию для трансляции в специфический белок. Информация определяется посредством кодонов.The term "coding" as applied to said nucleic acid includes reference to nucleic acids that include information for translation into a specific protein. Information is determined by codons.

"Клетка-хозяин" является клеткой, которая может поддерживать репликацию или экспрессию экспрессионного вектора. Клетки-хозяева могут являться прокариотическими клетками, такими как клетки E. coli, или эукариотическими, такими как клетки дрожжей, насекомых, амфибиий или млекопитающих.A "host cell" is a cell that can support the replication or expression of an expression vector. The host cells may be prokaryotic cells, such as E. coli cells, or eukaryotic cells, such as yeast, insect, amphibian or mammalian cells.

Используемые в настоящем описании "полипептид", "пептид" и "белок" используются попеременно и включают ссылку на полимер, состоящий из аминокислотных остатков.As used herein, “polypeptide”, “peptide” and “protein” are used interchangeably and include reference to a polymer consisting of amino acid residues.

Термин "остаток" или "аминокислотный остаток", или "аминокислота" включает ссылку на аминокислоту, которая входит в состав белка, полипептида или пептида (совокупно "пептид").The term “residue” or “amino acid residue” or “amino acid” includes a reference to an amino acid that is part of a protein, polypeptide or peptide (collectively “peptide”).

Аминокислота может являться природной аминокислотой и, если нет иного ограничения, может охватывать известные аналоги природных аминокислот, которые могут функционировать аналогично природным аминокислотам.An amino acid may be a naturally occurring amino acid and, unless otherwise limited, may encompass known analogs of naturally occurring amino acids that can function similarly to naturally occurring amino acids.

"Трансфекция" относится к поглощению вектора экспрессии клеткой-хозяином, независимо от того, экспрессируются ли какие-то кодирующие последовательности фактически, или нет. Многочисленные способы трансфекции известны среднему специалисту в данной области. Например, трансфекцию проводят в присутствии вектора экспрессии и высоких концентраций CaPO4, с помощью электропорации, при использовании фага или вирусного вектора экспрессии для встраивания в клетку-хозяина, посредством механического встраивания нуклеиновой кислоты, и даже путем культивирования клетки-хозяина в присутствии неупакованных фрагментов нуклеиновой кислоты. Трансфекцию обычно считают успешной, когда в клетке-хозяине наблюдается какая-либо индикация работы целевого вектора.“Transfection” refers to the uptake of an expression vector by a host cell, regardless of whether any coding sequences are actually expressed or not. Numerous transfection methods are known to one of ordinary skill in the art. For example, transfection is carried out in the presence of an expression vector and high concentrations of CaPO 4 , using electroporation, using phage or a viral expression vector to integrate into the host cell, by mechanically inserting the nucleic acid, and even by culturing the host cell in the presence of unpacked nucleic acid fragments acids. Transfection is usually considered successful when any indication of the function of the target vector is observed in the host cell.

"Трансформация" описывает введение нуклеиновой кислоты в организм таким образом, чтобы нуклеиновая кислота была способна к репликации либо в качестве внехромосомного элемента, либо путем интегрирования в хозяйскую хромосому. В зависимости от используемой клетки-хозяина трансформацию проводят, применяя известные из уровня техники способы, соответствующие конкретным клеткам-хозяевам. Кальциевую обработку, в которой применяется хлорид кальция, как описано Cohen, S. N. Proc. Natl. Acad. Sci. (USA), 69:2110 (1972) и Mandel et al, J. Mol. Biol. 53:154 (1970), обычно используют для прокариотических или других клеток, которые имеют клеточные стенки (например, многие бактериальные и/или растительные клетки). Для клеток млекопитающих, не имеющих подобных клеточных стенок, предпочтителен способ преципитации фосфатом кальция Graham, F. and van der Eb, A., Virology, 52: 456-457 (1978). Общие аспекты трансформации системы хозяйских клеток млекопитающих были описаны в патенте США 4,399,216, опубликованном 16 августа 1983 года. Трансформацию дрожжей обычно выполняют согласно методу Van Solingen, P., et a!., J. Bad., 130: 946 (1977) и Hsiao, C. L., et al., Proc. Natl. Acad. Sci, (USA) 76: 3829 (1979). Однако также могут использоваться любые другие известные из уровня техники способы введения нуклеиновой кислоты, например, ДНК, в клетки, такие как, например, микроинъекция, липофекция или слияние протопластов."Transformation" describes the introduction of a nucleic acid into the body so that the nucleic acid is capable of replication either as an extrachromosomal element or by integration into the host chromosome. Depending on the host cell used, the transformation is carried out using methods known in the art that are appropriate for the particular host cell. Calcium treatment using calcium chloride as described by Cohen, S. N. Proc. Natl. Acad. Sci. (USA), 69: 2110 (1972); and Mandel et al, J. Mol. Biol. 53: 154 (1970), usually used for prokaryotic or other cells that have cell walls (e.g., many bacterial and / or plant cells). For mammalian cells without such cell walls, the preferred method is precipitation of calcium phosphate Graham, F. and van der Eb, A., Virology, 52: 456-457 (1978). General aspects of transforming a mammalian host cell system have been described in US Pat. No. 4,399,216, published August 16, 1983. Yeast transformation is usually performed according to the method of Van Solingen, P., et a., J. Bad., 130: 946 (1977) and Hsiao, C. L., et al., Proc. Natl. Acad. Sci, (USA) 76: 3829 (1979). However, any other methods of introducing a nucleic acid, for example, DNA, into cells, such as, for example, microinjection, lipofection or fusion of protoplasts, can also be used.

Используемый в настоящем описании термин "комплементарный" применительно к нуклеиновой кислоте относится к парной противоположной цепи, синтезируемой (с использованием принципа коплементарности Уотсона-Крика) при репликации первой молекулы нуклеиновой кислоты с использованием указанной молекулы в качестве матрицы для формирования новой, второй цепи нуклеиновых кислот. В одном аспекте изобретения две молекулы нуклеиновой кислоты считаются комплементарными друг другу, когда они гибридизуются или связываются при жестких условиях.As used herein, the term “complementary” as applied to a nucleic acid refers to a pair of opposite chains synthesized (using the Watson-Crick principle of complementarity) by replicating the first nucleic acid molecule using the specified molecule as a matrix to form a new, second nucleic acid chain. In one aspect of the invention, two nucleic acid molecules are considered complementary to each other when they hybridize or bind under stringent conditions.

Понятие "функционально связанный" относится к такому смежному расположению элементов, например, регуляторной области и открытой рамки считывания, при котором может осуществляться нормальное функционирование элементов. Таким образом, открытая рамка считывания, которая "функционально связана" с регуляторными последовательностями, относится к конфигурации, в которой кодирующая последовательность может экспрессироваться под контролем указанных последовательностей.The term “functionally connected” refers to such an adjacent arrangement of elements, for example, a regulatory region and an open reading frame, in which the normal functioning of the elements can be realized. Thus, an open reading frame that is “operably linked” to regulatory sequences refers to a configuration in which a coding sequence can be expressed under the control of said sequences.

"Регуляторные последовательности" относятся к последовательностям нуклеиновых кислот, необходимым для экспрессии функционально связанной кодирующей последовательности в специфическом организме-хозяине. Регуляторные последовательности, подходящие для прокариотов, например, включают промотор, необязательно последовательность оператора, сайт связывания рибосомы и, возможно, другие пока еще плохо изученные последовательности. Эукариотические клетки, как известно, используют, например, такие регуляторные последовательности как промоторы, сигналы полиаденилирования и энхансеры, а также многие другие."Regulatory sequences" refer to nucleic acid sequences necessary for the expression of a functionally linked coding sequence in a specific host organism. Regulatory sequences suitable for prokaryotes, for example, include a promoter, optionally an operator sequence, a ribosome binding site, and possibly other sequences that are still poorly understood. Eukaryotic cells are known to use, for example, regulatory sequences such as promoters, polyadenylation signals and enhancers, as well as many others.

"Система экспрессии" или "экспрессионный вектор" относятся к последовательностям нуклеиновых кислот, содержащим целевую кодирующую последовательность и регуляторные последовательности в функциональной связи, посредством которых организмы-хозяева, трансформированные указанными последовательностями, способны продуцировать кодируемые белки. Для осуществления трансформации система экспрессии может быть включена в вектор, впрочем, затем соответствующая молекула нуклеиновой кислоты может быть также интегрирована в хромосому организма-хозяина.An “expression system” or “expression vector” refers to nucleic acid sequences containing a desired coding sequence and regulatory sequences in functional communication, through which host organisms transformed with these sequences are capable of producing encoded proteins. For transformation, the expression system can be included in the vector, however, then the corresponding nucleic acid molecule can also be integrated into the chromosome of the host organism.

Используемые в настоящем описании "клетка", "клеточная линия" "культура клеток" используются попеременно, при этом все подобные обозначения включают потомство. Таким образом, "трансформанты" или "трансформированные клетки" включают первичную целевую клетку и культуры, полученные из нее без учета количества пассажей. Также следует понимать, что все потомство может не являться строго идентичным по геномному содержанию, что обусловлено намеренными или случайными мутациями. Также включено мутантное потомство, обладающее такими же функциональными свойствами, которые выявлены у первоначально трансформированной клетки. В случаях, когда необходимы иные определения, это будет понятно из контекста.Used in the present description, "cell", "cell line" "cell culture" are used interchangeably, with all such designations include offspring. Thus, "transformants" or "transformed cells" include the primary target cell and cultures obtained from it without regard to the number of passages. It should also be understood that all offspring may not be strictly identical in genomic content due to intentional or random mutations. Also included is a mutant progeny having the same functional properties that were identified in the originally transformed cell. In cases where other definitions are needed, this will be clear from the context.

В рамках настоящего изобретения термин "остаток", как следует понимать, означает ту часть соединения, к которому он относится, например, ПЭГ, АДА, аминокислоту и т.д., которая остается после того, как она подверглась реакции замещения другим соединением.In the framework of the present invention, the term "residue", as it is understood, means that part of the compound to which it refers, for example, PEG, ADA, amino acid, etc., which remains after it has undergone a substitution reaction with another compound.

В рамках настоящего изобретения термин "полимерный остаток" например, "остаток ПЭГ", как следует понимать, означает ту часть полимера или ПЭГ, которая остается после того, как она подверглась реакции с другими соединениями, группами и т.д.In the framework of the present invention, the term "polymer residue" for example, "PEG residue", as it is understood, means that part of the polymer or PEG that remains after it has undergone reaction with other compounds, groups, etc.

В рамках настоящего изобретения термин "алкил", используемый в настоящем описании, относится к насыщенному алифатическому углеводороду, включая линейные, разветвленные и циклические алкильные группы. Термин "алкил" также включает алкил-тио-алкильные, алкоксиалкильные, циклоалкилалкильные, гетероциклоалкильные и C1-6-алкилкарбонилалкильные группы. Предпочтительно, алкильная группа включает 1-12 атомов углерода. Более предпочтительно, алкильная группа является низшим алкилом, включающим приблизительно от 1-7 атомов углерода, наиболее предпочтительно приблизительно 1-4 атомов углерода. Алкильная группа может быть замещена или незамещена. Когда алкильная группа замещена, замещенная группа (группы) предпочтительно включает гало, окси, азидо, нитро, циано, алкил, алкокси, алкил-тио, алкил-тио-алкил, алкоксиалкил, алкиламино, тригалометил, гидроксил, меркапто, гидрокси, циано, алкилсилил, циклоалкил, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, гетероарил, алкенил, алкинил, C1-6-гидрокарбонил, арил и амино.As used herein, the term “alkyl” as used herein refers to a saturated aliphatic hydrocarbon, including linear, branched and cyclic alkyl groups. The term “alkyl” also includes alkyl thioalkyl, alkoxyalkyl, cycloalkylalkyl, heterocycloalkyl and C 1-6 alkylcarbonylalkyl groups. Preferably, the alkyl group includes 1-12 carbon atoms. More preferably, the alkyl group is lower alkyl comprising from about 1-7 carbon atoms, most preferably about 1-4 carbon atoms. The alkyl group may be substituted or unsubstituted. When the alkyl group is substituted, the substituted group (s) preferably includes halo, hydroxy, azido, nitro, cyano, alkyl, alkoxy, alkyl-thio, alkyl-thio-alkyl, alkoxyalkyl, alkylamino, trihalomethyl, hydroxyl, mercapto, hydroxy, cyano, alkylsilyl, cycloalkyl, cycloalkylalkyl, heterocycloalkyl, heteroaryl, alkenyl, alkynyl, C 1-6 hydrocarbonyl, aryl and amino.

В рамках настоящего изобретения термин "замещенный", используемый в настоящем описании, относится к добавлению или замене одного или нескольких атомов, содержащихся в пределах функциональной группы или соединения, одной из групп, выбранных из гало, окси, азидо, нитро, циано, алкил, алкокси, алкил-тио, алкил-тио-алкил, алкоксиалкил, алкиламино, тригалометил, гидроксил, меркапто, гидрокси, циано, алкилсилил, циклоалкил, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, гетероарил, алкенил, алкинил, C1-6-карбонил, арил и амино.As used herein, the term “substituted”, as used herein, refers to the addition or replacement of one or more atoms contained within a functional group or compound to one of the groups selected from halo, hydroxy, azido, nitro, cyano, alkyl, alkoxy, alkylthio, alkylthioalkyl, alkoxyalkyl, alkylamino, trihalomethyl, hydroxyl, mercapto, hydroxy, cyano, alkylsilyl, cycloalkyl, cycloalkylalkyl, heterocycloalkyl, heteroaryl, alkenyl, alkynyl, C 1-6 -carbonyl, aryl .

Термин "алкенил", используемый в настоящем описании, относится к группам, содержащим, по меньшей мере, одну углерод-углеродную двойную связь, включая линейные, разветвленные и циклические группы. Предпочтительно, алкенильная группа включает приблизительно 2-12 атомов углерода. Более предпочтительно, алкенильная группа является низшим алкенилом, включающим приблизительно от 2-7 атомов углерода, наиболее предпочтительно приблизительно 2-4 атома углерода. Алкенильная группа может быть замещена или незамещена. Когда алкенильная группа замещена, замещенная группа (группы) предпочтительно включает гало, окси, азидо, циано, нитро, алкил, алкокси, алкил-тио, алкил-тио-алкил, алкоксиалкил, алкиламино, тригалометил, гидроксил, меркапто, гидрокси, циано, алкилсилил, циклоалкил, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, гетероарил, алкенил, алкинил, C1-6-алкилкарбонилалкил, арил и амино.The term “alkenyl,” as used herein, refers to groups containing at least one carbon-carbon double bond, including linear, branched and cyclic groups. Preferably, the alkenyl group includes about 2-12 carbon atoms. More preferably, the alkenyl group is lower alkenyl comprising from about 2-7 carbon atoms, most preferably about 2-4 carbon atoms. The alkenyl group may be substituted or unsubstituted. When the alkenyl group is substituted, the substituted group (s) preferably includes halo, hydroxy, azido, cyano, nitro, alkyl, alkoxy, alkyl-thio, alkyl-thio-alkyl, alkoxyalkyl, alkylamino, trihalomethyl, hydroxyl, mercapto, hydroxy, cyano, alkylsilyl, cycloalkyl, cycloalkylalkyl, heterocycloalkyl, heteroaryl, alkenyl, alkynyl, C 1-6 alkylcarbonylalkyl, aryl and amino.

Термин "алкинил", используемый в настоящем описании, относится к группам, содержащим, по меньшей мере, одну углерод-углеродную тройную связь, включая линейные, разветвленные и циклические группы. Предпочтительно алкинильная группа включает приблизительно 2-12 атомов углерода. Более предпочтительно алкинильная группа является низшим алкинилом, включающим приблизительно от 2-7 атомов углерода, наиболее предпочтительно приблизительно 2-4 атома углерода. Алкинильная группа может быть замещена или незамещена. Когда алкинильная группа замещена, замещенная группа (группы) предпочтительно включает гало, окси, азидо, нитро, циано, алкил, алкокси, алкил-тио, алкил-тио-алкил, алкоксиалкил, алкиламино, тригалометил, гидроксил, меркапто, гидрокси, циано, алкилсилил, циклоалкил, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, гетероарил, алкенил, алкинил, C1-6-гидрокарбонил, арил и амино. Примеры "алкинила" включают пропаргил, пропин и 3-гексин.The term “alkynyl,” as used herein, refers to groups containing at least one carbon-carbon triple bond, including linear, branched and cyclic groups. Preferably, the alkynyl group includes about 2-12 carbon atoms. More preferably, the alkynyl group is lower alkynyl comprising from about 2-7 carbon atoms, most preferably about 2-4 carbon atoms. The alkynyl group may be substituted or unsubstituted. When the alkynyl group is substituted, the substituted group (s) preferably includes halo, hydroxy, azido, nitro, cyano, alkyl, alkoxy, alkyl-thio, alkyl-thio-alkyl, alkoxyalkyl, alkylamino, trihalomethyl, hydroxyl, mercapto, hydroxy, cyano, alkylsilyl, cycloalkyl, cycloalkylalkyl, heterocycloalkyl, heteroaryl, alkenyl, alkynyl, C 1-6 hydrocarbonyl, aryl and amino. Examples of “alkynyl” include propargyl, propyne and 3-hexine.

В рамках настоящего изобретения термин "арил" относится к ароматической углеводородной кольцевой системе, содержащей, по меньшей мере, одно ароматическое кольцо. Ароматическое кольцо необязательно может быть сконденсировано или иным образом присоединено к другим ароматическим углеводородным кольцам или неароматическим углеводородным кольцам. Примеры арильных групп включают, например, фенил, нафтил, 1,2,3,4-тетрагидронафталин и бифенил. Предпочтительные примеры арильных групп включают фенил и нафтил.As used herein, the term “aryl” refers to an aromatic hydrocarbon ring system containing at least one aromatic ring. The aromatic ring may optionally be condensed or otherwise attached to other aromatic hydrocarbon rings or non-aromatic hydrocarbon rings. Examples of aryl groups include, for example, phenyl, naphthyl, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene and biphenyl. Preferred examples of aryl groups include phenyl and naphthyl.

В рамках настоящего изобретения термин "циклоалкил" относится к циклическому C3-8-углеводороду. Примеры циклоалкила включают циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил. циклогептил и циклооктил.As used herein, the term “cycloalkyl” refers to a cyclic C 3-8 hydrocarbon. Examples of cycloalkyl include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl. cycloheptyl and cyclooctyl.

В рамках настоящего изобретения термин "циклоалкенил" относится к циклическому C3-8-углеводороду, содержащему, по меньшей мере, одну углерод-углеродную двойную связь. Примеры циклоалкенила включают циклопентенил, циклопентадиенил, циклогексенил, 1,3-циклогексадиенил, циклогептенил, циклогептатриенил и циклооктенил.As used herein, the term “cycloalkenyl” refers to a cyclic C 3-8 hydrocarbon containing at least one carbon-carbon double bond. Examples of cycloalkenyl include cyclopentenyl, cyclopentadienyl, cyclohexenyl, 1,3-cyclohexadienyl, cycloheptenyl, cycloheptatrienyl and cyclooctenyl.

В рамках настоящего изобретения термин "циклоалкилалкил" относится к алкильной группе, замещенной C3-8-циклоалкильной группой. Примеры циклоалкилалкильной группы включают циклопропилметил и циклопентилэтил.As used herein, the term “cycloalkylalkyl” refers to an alkyl group substituted with a C 3-8 cycloalkyl group. Examples of a cycloalkylalkyl group include cyclopropylmethyl and cyclopentylethyl.

В рамках настоящего изобретения термин "алкокси" относится к алкильной группе с указанным количеством атомов углерода, присоединенной к основной части молекулы через кислородный мостик. Примеры алкоксигрупп включают, например, метокси, этокси, пропокси и изопропокси.In the framework of the present invention, the term "alkoxy" refers to an alkyl group with the specified number of carbon atoms attached to the main part of the molecule through an oxygen bridge. Examples of alkoxy groups include, for example, methoxy, ethoxy, propoxy and isopropoxy.

В рамках настоящего изобретения "алкиларильная" группа относится к арильной группе, замещенной алкильной группой.As used herein, an “alkylaryl” group refers to an aryl group substituted with an alkyl group.

В рамках настоящего изобретения "аралкильная" группа относится к алкильной группе, замещенной арильной группой.As used herein, an “aralkyl” group refers to an alkyl group substituted with an aryl group.

В рамках настоящего изобретения термин "алкоксиалкил" относится к алкильной группе, замещенной алкоксигруппой.As used herein, the term “alkoxyalkyl” refers to an alkyl group substituted with an alkoxy group.

В рамках настоящего изобретения термин "алкил-тио-алкил" относится к алкил-S-алкил-тиоэфирной группе, например метилтио метильной или метилтиоэтильной.As used herein, the term “alkyl-thio-alkyl” refers to an alkyl-S-alkyl-thioether group, for example methylthio methyl or methylthioethyl.

В рамках настоящего изобретения термин "амино" относится к азотсодержащей группе, которая, как известно из уровня техники, получена из аммиака путем замещения одного или нескольких водородных радикалов органическими радикалами. Например, термины "ациламино" и "алкиламино" относятся к определенным органическим радикалам, N-замещенным арильной и алкильной замещающими группами, соответственно.In the framework of the present invention, the term “amino” refers to a nitrogen-containing group, which, as is known in the art, is derived from ammonia by replacing one or more hydrogen radicals with organic radicals. For example, the terms “acylamino” and “alkylamino” refer to certain organic radicals N-substituted with aryl and alkyl substituent groups, respectively.

В рамках настоящего изобретения термин "алкилкарбонил" относится к карбонильной группе, замещенной алкильной группой.As used herein, the term “alkylcarbonyl” refers to a carbonyl group substituted with an alkyl group.

В рамках настоящего изобретения термины "галоген" или "гало" относятся к фтору, хлору, брому и иоду.As used herein, the terms “halogen” or “halo” refer to fluoro, chloro, bromo and iodo.

В рамках настоящего изобретения термин "гетероциклоалкил" относится к неароматической кольцевой системе, содержащей, по меньшей мере, один гетероатом, выбранный из азота, кислорода и серы. Гетероциклоалкильное кольцо необязательно может быть сконденсировано или иным образом присоединено к другим гетероциклоалкильным кольцам и/или неароматическим углеводородным кольцам. Предпочтительные гетероциклоалкильные группы включают от 3 до 7 членов. Примеры гетероциклоалкильных групп включают, например, пиперазин, морфолин, пиперидин, тетрагидрофуран, пирролидин и пиразол. Предпочтительные гетероциклоалкильные группы включают пиперидинил, пиперазинил, морфолинил и пирролидинил.As used herein, the term “heterocycloalkyl” refers to a non-aromatic ring system containing at least one heteroatom selected from nitrogen, oxygen and sulfur. The heterocycloalkyl ring may optionally be fused or otherwise attached to other heterocycloalkyl rings and / or non-aromatic hydrocarbon rings. Preferred heterocycloalkyl groups include from 3 to 7 members. Examples of heterocycloalkyl groups include, for example, piperazine, morpholine, piperidine, tetrahydrofuran, pyrrolidine and pyrazole. Preferred heterocycloalkyl groups include piperidinyl, piperazinyl, morpholinyl and pyrrolidinyl.

В рамках настоящего изобретения термин "гетероарил" относится к ароматической кольцевой системе, содержащей, по меньшей мере, один гетероатом, выбранный из азота, кислорода и серы. Гетероарильное кольцо может быть сконденсировано или иным образом присоединено к одному или нескольким гетероарильным кольцам, ароматическим или неароматическим углеводородным кольцам, или гетероциклоалкильным кольцам. Примеры гетероарильных групп включают, например, пиридин, фуран, тиофен, 5,6,7,8-тетрагидроизохинолин и пиримидин. Предпочтительные примеры гетероарильных групп включают тиенил, бензотиенил, пиридил, хинолил, пиразинил, пиримидил, имидазолил, бензимидазолил, фуранил, бензофуранил, тиазолил, бензотиазолил, изоксазолил, оксадиазолил, изотиазолил, бензизотиазолил, триазолил, тетразолил, пирролил, индолил, пиразолил и бензопиразолил.As used herein, the term “heteroaryl” refers to an aromatic ring system containing at least one heteroatom selected from nitrogen, oxygen and sulfur. The heteroaryl ring may be fused or otherwise attached to one or more heteroaryl rings, aromatic or non-aromatic hydrocarbon rings, or heterocycloalkyl rings. Examples of heteroaryl groups include, for example, pyridine, furan, thiophene, 5,6,7,8-tetrahydroisoquinoline and pyrimidine. Preferred examples of heteroaryl groups include thienyl, benzothienyl, pyridyl, quinolyl, pyrazinyl, pyrimidyl, imidazolyl, benzimidazolyl, furanyl, benzofuranyl, thiazolyl, benzothiazolyl, isothiazolyl, benzisothiolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolaziolazolaziolazolazolazolazolazolazolyazolazol

В рамках настоящего изобретения термин "гетероатом" относится к азоту, кислороду и сере.As used herein, the term “heteroatom” refers to nitrogen, oxygen, and sulfur.

В некоторых вариантах осуществления замещенные алкилы включают карбоксиалкилы, аминоалкилы, диалкиламино, гидроксиалкилы и меркаптоалкилы; замещенные алкенилы включают карбоксиалкенилы, аминоалкенилы, диалкениламино, гидроксиалкенилы и меркаптоалкенилы; замещенные алкинилы включают карбоксиалкинилы, аминоалкинилы, диалкиниламино, гидроксиалкинилы и меркаптоалкинилы; замещенные циклоалкилы включают такие группы, как 4-хлорциклогексил; арилы включают такие группы, как нафтил; замещенные арилы включают такие группы, как 3-бромфенил; аралкилы включают такие группы, как толил; гетероалкилы включают такие группы, как этилтиофен; замещенные гетероалкилы включают такие группы, как 3-метокси-тиофен; алкокси включает такие группы, как метокси; и фенокси включает такие группы, как 3-нитрофенокси. «Гало», как следует понимать, включает фтор, хлор, йод и бром.In some embodiments, substituted alkyls include carboxyalkyls, aminoalkyls, dialkylamino, hydroxyalkyls and mercaptoalkyls; substituted alkenyls include carboxyalkenyls, aminoalkenyls, dialkenylamino, hydroxyalkenyls and mercaptoalkenyls; substituted alkynyls include carboxyalkynyls, aminoalkynyls, dialkynylamino, hydroxyalkynyls and mercaptoalkynyls; substituted cycloalkyls include groups such as 4-chlorocyclohexyl; aryls include groups such as naphthyl; substituted aryls include groups such as 3-bromophenyl; aralkyls include groups such as tolyl; heteroalkyls include groups such as ethylthiophene; substituted heteroalkyls include groups such as 3-methoxy-thiophene; alkoxy includes groups such as methoxy; and phenoxy includes groups such as 3-nitrophenoxy. “Halo,” as understood, includes fluorine, chlorine, iodine, and bromine.

В рамках настоящего изобретения "положительное целое число", как следует понимать, включает целое число, большее или равное 1 и, как будет понятно средним специалистам в данной области, находится в пределах области рациональности.In the framework of the present invention, a "positive integer", as it should be understood, includes an integer greater than or equal to 1 and, as will be understood by those of ordinary skill in the art, is within the scope of rationality.

В рамках настоящего изобретения термин "связанный", как следует понимать, включает ковалентное (предпочтительно) или нековалентное присоединение одной группы к другой, то есть, в результате химической реакции.In the framework of the present invention, the term “bound”, as understood, includes covalent (preferably) or non-covalent attachment of one group to another, that is, as a result of a chemical reaction.

Понятия "эффективные количества" и "достаточные количества" в рамках настоящего изобретения должны означать количество, которое обеспечивает достижение требуемого эффекта или терапевтического эффекта, причем эффект как таковой понятен средним специалистам в данной области.The terms "effective amounts" and "sufficient amounts" in the framework of the present invention should mean an amount that ensures the achievement of the desired effect or therapeutic effect, and the effect as such is understood by those of ordinary skill in the art.

В рамках настоящего изобретения термин "аденозин", как следует понимать, включает нуклеозиды аденозин и дезоксиаденозин. Аденозин также включает аденозин и дезоксиаденозин, присутствующие в форме АМФ, АДФ, ATP, дАМФ, дАДФ или дАТФ.In the framework of the present invention, the term "adenosine", as is understood, includes nucleosides adenosine and deoxyadenosine. Adenosine also includes adenosine and deoxyadenosine present in the form of AMP, ADP, ATP, dAMP, dADP or dATP.

В рамках настоящего изобретения "аденозин-опосредованное заболевание" или "аденозиндеаминаза-реактивное заболевание", как следует понимать, широко включает любые заболевания, патологические состояния или нарушения, при которых успешно применяют введение АДА или ее активной фракции, и т.д., независимо от пути введения.In the framework of the present invention, "adenosine-mediated disease" or "adenosine deaminase-reactive disease", as it is understood, broadly includes any diseases, pathological conditions or disorders in which the administration of ADA or its active fraction, etc., is successfully applied, independently from the route of administration.

В рамках настоящего изобретения "лечение аденозин-опосредованного заболевания" или "лечение аденозиндеаминаза-реактивного заболевания", такого как ТКИД, как следует понимать, означает устранение, минимизацию или уменьшение проявления симптомов или состояний, по сравнению с наблюдаемыми в отсутствие лечения с применением АДА. Степень реконвалесценции можно подтвердить, например, по снижению уровня аденозина.In the framework of the present invention, “treatment of an adenosine-mediated disease” or “treatment of an adenosine deaminase-reactive disease”, such as TCID, as understood herein, means eliminating, minimizing or reducing the onset of symptoms or conditions compared to those observed in the absence of treatment using ADA. The degree of convalescence can be confirmed, for example, by reducing the level of adenosine.

В широком смысле, лечение аденозин-опосредованного заболевания следует считать успешным, когда получен требуемый клинический ответ. В альтернативе, успешность лечения можно подтвердить, получив, по меньшей мере, 20%-е или предпочтительно 30%-е, более предпочтительно 40%-е или выше (то есть, 50%-е или 80%-е) снижение уровня аденозина, включая другие клинические показатели, рассматриваемые специалистом в данной области, по сравнению с наблюдаемым в отсутствие лечения с применением АДА.In a broad sense, treatment of an adenosine-mediated disease should be considered successful when the desired clinical response is obtained. Alternatively, treatment success can be confirmed by obtaining at least 20% or preferably 30%, more preferably 40% or higher (i.e., 50% or 80%) reduction in adenosine levels , including other clinical indicators considered by a specialist in this field, compared with that observed in the absence of treatment with ADA.

Кроме того, применение терминов в форме единственного числа для удобства описания никоим образом не следует считать ограничивающим в какой-либо мере. Таким образом, например, ссылка на композицию, включающую фермент, относится к одной или более молекулам данного фермента. Нужно также понимать, что настоящее изобретение не ограничено конкретными конфигурациями, стадиями способов и материалами, описанными в настоящей заявке, поскольку такие конфигурации, стадии способов и материалы могут несколько изменяться.In addition, the use of the terms in the singular for the convenience of description should in no way be considered limiting in any way. Thus, for example, reference to a composition comprising an enzyme refers to one or more molecules of a given enzyme. You must also understand that the present invention is not limited to the specific configurations, stages of the methods and materials described in this application, since such configurations, stages of the methods and materials may vary slightly.

Нужно также понимать, что терминология, используемая в настоящей заявке, используется лишь с целью описания конкретных вариантов осуществления и не должна являться ограничивающей, поскольку объем настоящего изобретения будет определяться прилагаемой формулой и ее эквивалентами.You must also understand that the terminology used in this application is used only to describe specific embodiments and should not be limiting, since the scope of the present invention will be determined by the attached formula and its equivalents.

B. Ферменты АДА, полученные генно-инженерными методамиB. ADA Enzymes Obtained by Genetic Engineering

Первоначальные попытки получить рекомбинантный фермент АДА, включая ферменты, экспрессируемые с человеческих или бычьих генов, выявили неустойчивость при хранении, не наблюдаемую ранее для природной АДА, получаемой из кишечного тракта крупного рогатого скота. Проведенные исследования продуктов деградации рчАДА и рбАДА подтвердили, что оба фермента АДА разлагаются по механизму, согласуемому с разложением цистеина. Например, добавление кислорода к рчАДА приводит к формированию более гидрофильных соединений, чем рчАДА, имеющих массу на 16 и 32 Да выше, чем у рчАДА. Кроме того, это приводит к формированию дитиолов (на что указывает реверсия формирования продуктов деградации в результате добавления дитиотреитола [ДТТ]); увеличение интенсивности разложения при повышении pH; осаждение, в особенности при повышении pH и при высокой концентрации образцов, что позволяет предположить возможность формирования межмолекулярных дисульфидных связей, приводящего к образованию нерастворимых агрегатов.Initial attempts to obtain a recombinant ADA enzyme, including enzymes expressed from human or bovine genes, revealed storage instability not previously observed for natural ADA obtained from the intestinal tract of cattle. Studies of the degradation products of rhADA and rBADA confirmed that both ADA enzymes decompose according to a mechanism consistent with the decomposition of cysteine. For example, the addition of oxygen to rhADA leads to the formation of more hydrophilic compounds than rhADA, having a mass of 16 and 32 Da higher than rhADA. In addition, this leads to the formation of dithiols (as indicated by the reversal of the formation of degradation products as a result of the addition of dithiothreitol [DTT]); increased decomposition rate with increasing pH; precipitation, especially with increasing pH and at a high concentration of samples, which suggests the possibility of the formation of intermolecular disulfide bonds, leading to the formation of insoluble aggregates.

Авторы настоящего изобретения определили, что единственный, внешний цистеин ответственен за разложение, наблюдаемое для рчАДА. Бычья (неразлагаемая) АДА обладает структурой, схожей со структурой рчАДА: и бычья АДА, и рчАДА содержат одинаковое количество цистеинов в одних и тех же положениях первичной последовательности. При этом рбАДА также содержит продукты деградации/примеси (дитиолы), которые согласуются с реакционной способностью цистеина. Нативная бычья АДА отличается по структуре от рбАДА тем, что в ней один моль цистеина связан с каждым молем АДА, причем нативная бычья АДА стабильна при высоком pH, что позволяет предположить то, что цистеин, связанный с АДА, функционирует как блокирующая группа. Цистеин, связанный с нативной бычьей АДА, может быть удален путем обработки восстановителем, таким как монотиогликоль или ДТТ. Не желая связывать это с какой-либо теорией или гипотезой, можно предположить, что цистеиновая группа сопряжена с АДА через дисульфидную связь следующим образом:The inventors of the present invention have determined that a single, external cysteine is responsible for the degradation observed for rhADA. Bovine (non-degradable) ADA has a structure similar to that of rhADA: both bovine ADA and rhADA contain the same amount of cysteines in the same positions of the primary sequence. In addition, rBADA also contains degradation products / impurities (dithiols), which are consistent with the reactivity of cysteine. Native bovine ADA differs in structure from rBADA in that one mole of cysteine is associated with each mole of ADA, and the native bovine ADA is stable at high pH, which suggests that cysteine associated with ADA functions as a blocking group. Cysteine associated with native bovine ADA can be removed by treatment with a reducing agent, such as monothioglycol or DTT. Not wanting to associate this with any theory or hypothesis, it can be assumed that the cysteine group is conjugated to ADA via a disulfide bond as follows:

АДА-S-S-цистеин,ADA-S-S-cysteine,

где один цистеин в первичной последовательности АДА связан с молекулой цистеина. Цистеины, присутствующие в таких дисульфидных связях, устойчивы к процессам окислительной деструкции, упомянутым в первом разделе. Остатки цистеина расположены в положениях 74, 152, 153, 168 и 261 человеческой и бычьей зрелой АДА. Изучение трехмерной структуры бычьей АДА, полученной с помощью рентгеноструктурного анализа (Kinoshita et al., 2005, Biochemistry, 44:10562-10569) показало, что цистеины в положениях 74, 152, 153, 168 и 261 не могут участвовать в образовании внутримолекулярных дисульфидных связей. Структурные геометрические ограничения, как известно, вообще предотвращают образование дисульфидных связей вицинальными остатками цистеина, такими как те, которые находятся в положениях 152 и 153 АДА. Таким образом, все остатки цистеина потенциально находятся в восстановленном состоянии и, следовательно, являются потенциальными кандидатными сайтами для реакций окислительной деструкции. Однако вышеуказанный визуальный анализ трехмерной структуры бычьей АДА показал, что цистеин 74 совершенно точно подвергается воздействию растворителя в большей степени, чем другие четыре цистеина и, кроме того, что другие четыре цистеина, по-видимому, углублены внутрь структуры фермента в такой степени, что существенное взаимодействие с сольватированными реагентами, вероятно, предотвращается (если белок не денатурирован). Существование единственного реакционно-способного остатка цистеина могло бы объяснить монодериватизацию нативной бычьей аденозиндеаминазы, что, по-видимому, происходит в результате посттрансляционной модификации.where one cysteine in the primary ADA sequence is associated with a cysteine molecule. The cysteines present in such disulfide bonds are resistant to the oxidative degradation processes mentioned in the first section. Cysteine residues are located at positions 74, 152, 153, 168 and 261 of the human and bovine mature ADA. A study of the three-dimensional structure of bovine ADA obtained using x-ray diffraction analysis (Kinoshita et al., 2005, Biochemistry, 44: 10562-10569) showed that cysteines at positions 74, 152, 153, 168 and 261 cannot participate in the formation of intramolecular disulfide bonds . Structural geometric constraints are known to generally prevent the formation of disulfide bonds by vicinal cysteine residues, such as those located at positions 152 and 153 of the ADA. Thus, all cysteine residues are potentially in a reduced state and, therefore, are potential candidate sites for oxidative destruction reactions. However, the aforementioned visual analysis of the three-dimensional structure of bovine ADA showed that cysteine 74 quite accurately is exposed to the solvent to a greater extent than the other four cysteines and, in addition, that the other four cysteines seem to be deepened into the structure of the enzyme to such an extent that significant interaction with solvated reagents is probably prevented (if the protein is not denatured). The existence of a single reactive cysteine residue could explain the mono-derivatization of native bovine adenosine deaminase, which apparently occurs as a result of post-translational modification.

Факты, изложенные выше, указывают, что реакционно-способный цистеин в положении 74 может являться ответственным за разложение, наблюдаемое для рчАДА и рбАДА, и что кэпирование реакционно-способной -S-H группы цистеина защищает рчАДА или рбАДА от очевидных процессов окислительной деструкции, наблюдаемых для указанных рекомбинантных ферментов. С целью подтверждения этого проводили следующий эксперимент. Рекомбинантный чАДА в концентрации приблизительно 0,6 мг/мл обрабатывали 125 мМ иодоацетамида (IAA) в натрий-фосфатном буфере с pH 7,4 в течение 16 часов при 37°C. В течение нескольких минут после начала реакции анализ пробы с помощью ОФ-ВЭЖХ с УФ- и масс-спектрометрическим детектированием показал, что приблизительно 70,9% рчАДА подверглось монодериватизации IAA, а 17,2% подверглось дериватизации по двум сайтам. После инкубирования в течение 2 и 16 часов хроматографический профиль не был значительно изменен, что указывает на то, что производное являлось устойчивым к окислительной деструкции, типичной для рчАДА. Затем приготовили подобный образец рчАДА, но без IAA, который анализировали аналогичным образом. После инкубирования в течение 16 часов при 37°C и pH 7,4 белок рчАДА деградировал на 30% (степень разложения образца по сравнению с исходной деградацией). Результаты соответствуют единственному, преобладающему внешнему цистеину, который может быть защищен путем кэпирования иодоацетамидом. Данные эксперименты описаны более подробно в патенте США (настоящего заявителя) 11/738,012, озаглавленном "Стабилизированные белки", включенном в настоящее описание путем отсылки, как указано выше.The facts set forth above indicate that reactive cysteine at position 74 may be responsible for the degradation observed for rhADA and rBADA, and that capping of the reactive -SH cysteine group protects rhADA or rBADA from the obvious oxidative degradation processes observed for these recombinant enzymes. In order to confirm this, the following experiment was carried out. Recombinant chADA at a concentration of approximately 0.6 mg / ml was treated with 125 mm iodoacetamide (IAA) in sodium phosphate buffer with a pH of 7.4 for 16 hours at 37 ° C. Within a few minutes after the start of the reaction, analysis of the sample by RP-HPLC with UV and mass spectrometric detection showed that approximately 70.9% of rhADA underwent IAA mono-derivatization and 17.2% underwent derivatization at two sites. After incubation for 2 and 16 hours, the chromatographic profile was not significantly changed, indicating that the derivative was resistant to the oxidative degradation typical of rhADA. A similar rhADA sample was then prepared, but without IAA, which was analyzed in a similar manner. After incubation for 16 hours at 37 ° C and pH 7.4, the rhADA protein degraded by 30% (the degree of decomposition of the sample compared to the initial degradation). The results correspond to a single, predominant external cysteine that can be protected by capping with iodoacetamide. These experiments are described in more detail in US patent (the present applicant) 11 / 738,012, entitled "Stabilized proteins", which is incorporated into this description by reference, as described above.

Хотя кэпирование эффективно предотвращает окислительную деструкцию реакционно-активного цистеина в АДА, применение подобного блокированного фермента требует дополнительной технологической стадии. Таким образом, было исследовано прямое устранение нестабильного остатка Cys из кодирующего гена путем замены другой аминокислотой. Подходящей для замены аминокислотой является такая аминокислота, которая не подвергается такому же типу окисления, не нарушает формирование третичной структуры свернутого белка АДА, а в обычном варианте осуществления изобретения подобрана так, чтобы не подвергаться случайному связыванию с активированным полиалкиленоксидом в процессе формирования конъюгата. Подходящей для замены окисляемого цистеина согласно изобретению является любая из известных в уровне техники природных аминокислот и/или неприродных аминокислот, и/или их производных, которые соответствуют указанному критерию. Примерный список таких аминокислот включает природные L-аминокислоты, такие как: аланин, аспарагиновую кислоту, глутаминовую кислоту, фенилаланин, глицин, гистидин, изолейцин, лизин, лейцин, метионин, аспарагин, пролин, глутамин, аргинин, серин, треонин, валин, триптофан и тирозин. Триптофан и метионин могут окисляться относительно легко и в некоторых необязательных вариантах осуществления являются менее предпочтительными.Although capping effectively prevents the oxidative degradation of reactive cysteine in ADA, the use of such a blocked enzyme requires an additional process step. Thus, the direct elimination of the unstable Cys residue from the coding gene by substituting another amino acid was investigated. An amino acid suitable for substitution is one that does not undergo the same type of oxidation, does not interfere with the formation of the tertiary structure of the folded ADA protein, and in a typical embodiment of the invention is selected so as not to undergo accidental binding to activated polyalkylene oxide during the formation of the conjugate. Suitable for replacing the oxidizable cysteine according to the invention is any of the prior art natural amino acids and / or unnatural amino acids and / or their derivatives that meet the specified criteria. An exemplary list of such amino acids includes natural L-amino acids, such as: alanine, aspartic acid, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, asparagine, proline, glutamine, arginine, serine, threonine, valine, tryptophan and tyrosine. Tryptophan and methionine can be oxidized relatively readily and are less preferred in some optional embodiments.

Способы получения рекомбинантных белков с применением сайт-специфического включения неприродных аминокислот в клетки-хозяева описаны в литературе, например, Liu et al., 2007, Nat. Methods 4(3):239-44, Xie et al., 2006 Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 7(10):775-82, Ryu et al., 2006, Nat. Methods 3(4):263-65, Deiters et al, 2004, Bioorg. Med. Chem Lett. 14(23):5743-5, Bogosian et al., 1989, J. Biol. Chem. 264(1):531-9, Tang et al., 2002, Biochemistry 41(34):10635-45, Budisa et al., 1995. Eur. J. Biochem. 230(2): 788-96, а также Randhawa et al., 1994, Biochemistry, 33(14):4352-62. Таким образом, заменяющая аминокислота может также включать модифицированную или менее типичную аминокислоту, такую как: 2-аминоадипиновую кислоту, 3-аминоадипиновую кислоту, бета-аланин, бета-аминопропионовую кислоту, 2-аминомасляную кислоту, 4-аминомасляную кислоту, пиперидиновую кислоту, 6-аминокапроновую кислоту, 2-аминогептановую кислоту, 2-аминоизомасляную кислоту, 3-аминоизомасляную кислоту, 2-аминопимелиновую кислоту, 2,4-диаминомасляную кислоту, десмозин, 2,2'-диаминопимелиновую кислоту, 2,3-диаминопропионовую кислоту, н-этилглицин, н-этиласпарагин, гидроксилизин, алло-гидроксилизин, 3-гидроксипролин, 4-гидроксипролин, изодесмозин, алло-изолейцин, н-метилглицин, саркозин, н-метилизолейцин, 6-н-метиллизин, н-метилвалин, норвалин, норлейцин и орнитин.Methods for producing recombinant proteins using site-specific incorporation of unnatural amino acids into host cells are described in the literature, for example, Liu et al., 2007, Nat. Methods 4 (3): 239-44, Xie et al., 2006 Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 7 (10): 775-82, Ryu et al., 2006, Nat. Methods 3 (4): 263-65, Deiters et al, 2004, Bioorg. Med. Chem Lett. 14 (23): 5743-5, Bogosian et al., 1989, J. Biol. Chem. 264 (1): 531-9, Tang et al., 2002, Biochemistry 41 (34): 10635-45, Budisa et al., 1995. Eur. J. Biochem. 230 (2): 788-96; and Randhawa et al., 1994, Biochemistry, 33 (14): 4352-62. Thus, a substitute amino acid may also include a modified or less typical amino acid, such as: 2-aminoadipic acid, 3-aminoadipic acid, beta-alanine, beta-aminopropionic acid, 2-aminobutyric acid, 4-aminobutyric acid, piperidic acid, 6 aminocaproic acid, 2-aminoheptanoic acid, 2-aminoisobutyric acid, 3-aminoisobutyric acid, 2-aminopimelic acid, 2,4-diaminobutyric acid, desmosine, 2,2'-diaminopimelic acid, 2,3-diaminopropionic acid, n- ethyl glycine, n- ethylasparagin, hydroxylisine, allo-hydroxylisine, 3-hydroxyproline, 4-hydroxyproline, isodesmosine, allo-isoleucine, n-methylglycine, sarcosine, n-methylisoleucine, 6-n-methyllysine, n-methylvaline, norvaline, norleucine and ornithine.

Более предпочтительные природные аминокислоты, которыми необязательно заменяют цистеин в рекомбинантной АДА, включают, например, аланин, серин, аспаргин, глутамин, глицин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, треонин, тирозин и валин. Серин является наиболее предпочтительным и приводится в качестве примера в дальнейшем.More preferred natural amino acids to which cysteine is optionally substituted in recombinant ADA include, for example, alanine, serine, aspargin, glutamine, glycine, isoleucine, leucine, phenylalanine, threonine, tyrosine and valine. Serine is most preferred and is given as an example hereinafter.

Таким образом, были получены экспрессирующие человеческую и бычью аденозиндеаминазу дикого типа молекулы ДНК, подвергнутые оптимизации кодонов для экспрессии в E. coli и мутации с целью экспрессии мутеина рбАДА и мутеина рчАДА, включающих остаток Ser в положении 74 соответствующих зрелых белков (положение 75 транслированного белка) вместо природного остатка Cys. Это Ser74-рбАДА (SEQ ID NO: 1) и Ser74-рчАДА (SEQ ID NO: 3), соответственно. Кроме того, нужно отметить, что природная бычья АДА, выделенная из кишечного тракта крупного рогатого скота, также содержит 6 остатков, посттрансляционно удаляемых из С-концевой области. Необязательным признаком настоящего изобретения является то, что Ser74-рбАДА согласно изобретению либо экспрессируется без 6 C-концевых остатков (в виде мутеина), либо подвергается посттрансляционной модификации с целью удаления указанных 6 C-концевых остатков, отсутствующих в очищенной природной бычьей АДА.Thus, DNA molecules expressing human and bovine wild-type adenosine deaminase were obtained that were optimized for codons for expression in E. coli and mutations to express the rbADA mutein and rhADA mutein, including the Ser residue at position 74 of the corresponding mature proteins (position 75 of the translated protein) instead of the natural residue Cys. These are Ser 74 rhBADA (SEQ ID NO: 1) and Ser 74 rhADA (SEQ ID NO: 3), respectively. In addition, it should be noted that natural bovine ADA isolated from the intestinal tract of cattle also contains 6 residues post-translationally removed from the C-terminal region. An optional feature of the present invention is that the Ser 74 -RBADA according to the invention is either expressed without 6 C-terminal residues (as mutein) or post-translationally modified to remove said 6 C-terminal residues not found in purified natural bovine ADA.

Следует также отметить, что природная бычья АДА, выделенная из кишечного тракта крупного рогатого скота, имеет полиморфизмы: в отношении SEQ ID NO: 5, полиморфизмы бычей АДА включают, например, глутамин в положении 198 вместо лизина, аланин в положении 245 вместо треонина; аргинин в положении 351 вместо глицина. Таким образом, предполагается, что рекомбинантный мутеин (по положению 74) бычьей АДА согласно изобретению может также включать дополнительные замены в одном или нескольких указанных положений или в аналогах данных положений: Gln вместо Lys198; Ala вместо Thr245; Arg вместо Gly351.It should also be noted that natural bovine ADA isolated from the intestinal tract of cattle has polymorphisms: in relation to SEQ ID NO: 5, polymorphisms of bovine ADA include, for example, glutamine at position 198 instead of lysine, alanine at position 245 instead of threonine; arginine at position 351 instead of glycine. Thus, it is contemplated that the recombinant mutein (at position 74) of a bovine ADA according to the invention may also include additional substitutions at one or more of the indicated positions or analogues of these positions: Gln instead of Lys 198 ; Ala instead of Thr 245 ; Arg instead of Gly 351 .

В дополнительном аспекте изобретения настоящее изобретение обеспечивает выделенные ДНК, которые кодируют мутеин АДА, имеющий аминокислотную последовательность согласно SEQ ID NO:1 или SEQ ID NO:3, описанным в настоящей заявке. Другие ДНК, кодирующие мутеин АДА с одной или несколькими заменами: Gln вместо Lys198; Ala вместо Thr245; Arg вместо Gly351, - также включены в объем настоящего изобретения.In a further aspect of the invention, the present invention provides isolated DNAs that encode an ADA mutein having the amino acid sequence according to SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 described herein. Other DNAs encoding an ADA mutein with one or more substitutions: Gln instead of Lys 198 ; Ala instead of Thr 245 ; Arg instead of Gly 351 , are also included in the scope of the present invention.

Подходящий экспрессионный вектор может быть получен из геномной или кДНК, кодирующей рчАДА или рбАДА, соответственно, которые необязательно находятся под контролем подходящего функционально связанного индуцируемого промотора. ДНК предпочтительно является кодон-оптимизированной для соответствующей клетки-хозяина и мутированной с помощью любого подходящего, известного из уровня техники способа, например, высокоэффективного сайтнаправленного мутагенеза с использованием олигонуклеотидов (Olsen DB and Eckstein F, Proc Natl Acad Sci USA 87:1451-5; 1990), синтез полноразмерных генов с использованием перекрывающихся длинных олигонуклеотидов (Vasantha N and Filpula D., Gene 76:53-60; 3989), ПЦР-опосредованный синтез генов (Jayaraman K et al., Proc Natl Acad Sci USA 88:4084-88: 1991) или ПЦР с удлинением перекрывающихся праймеров (Pogulis RJ et al., Methods Mol Biol 57:167-76; 1996).A suitable expression vector can be obtained from genomic or cDNA encoding rhADA or rBADA, respectively, which are optionally under the control of a suitable functionally linked inducible promoter. The DNA is preferably codon-optimized for the appropriate host cell and mutated using any suitable method known in the art, for example, highly efficient site-directed mutagenesis using oligonucleotides (Olsen DB and Eckstein F, Proc Natl Acad Sci USA 87: 1451-5; 1990), synthesis of full-sized genes using overlapping long oligonucleotides (Vasantha N and Filpula D., Gene 76: 53-60; 3989), PCR-mediated gene synthesis (Jayaraman K et al., Proc Natl Acad Sci USA 88: 4084- 88: 1991) or PCR with elongation of overlapping primers (Pogulis RJ et al., Methods Mol Biol 57: 167-76; 1996).

Обычно прокариоты являются предпочтительными для исходного клонирования последовательностей ДНК и векторных конструкций, применяемых в изобретении. Например, наиболее предпочтительным является штамм E. coli K12 ММ 294 (ATCC No.31,446). Другие микробные штаммы, которые могут использоваться, просто в качестве примера, включают такие штаммы E. coli, как E. coli B и E. coli X1776 (ATCC No.31,537). Могут использоваться вышеуказанные штаммы, а также, например, штаммы E. coli W3110 (F-, лямбда-, прототрофный, ATCC No.27,325), K5772 (ATCC No.53,635) и SR101, бациллы, такие как Bacillus subtilis, и другие энтеробактерии, такие как Salmonella typhimurium или Serratia marcescens, и различные виды псевдомонад.Typically, prokaryotes are preferred for the initial cloning of DNA sequences and vector constructs used in the invention. For example, E. coli strain K12 MM 294 (ATCC No. 31,446) is most preferred. Other microbial strains that can be used, simply by way of example, include strains of E. coli such as E. coli B and E. coli X1776 (ATCC No. 31,537). The above strains can be used, as well as, for example, strains of E. coli W3110 (F-, lambda, prototrophic, ATCC No.27,325), K5772 (ATCC No.53,635) and SR101, bacilli such as Bacillus subtilis, and other enterobacteria such as Salmonella typhimurium or Serratia marcescens, and various types of pseudomonads.

Обычно плазмидные векторы, содержащие репликон и регуляторные последовательности, полученные из видов, совместимых с клеткой-хозяином, используются вместе с указанными организмами-хозяевами. Обычные плазмидные векторы представляют собой двунитевые молекулы ДНК, предпочтительно содержащие сайты узнавания ферментов, подходящие для встраивания экзогенных последовательностей ДНК, селективный ген устойчивости к антибиотику, сайт инициации репликации для автономного воспроизводства в клетке-хозяине и ген для отбора или селекции клонов, которые содержат вставку рекомбинантной ДНК. Доступные плазмидные векторы, подходящие для использования в клетках E. coli, включают, например, pET3, pET9, pET11 и другие серии pET (включенные в каталог Корпорации Novagen), pBAD, trc, phoA, trp и плазмиды OL/R/PL/R.Typically, plasmid vectors containing replicon and regulatory sequences derived from species compatible with the host cell are used in conjunction with these host organisms. Conventional plasmid vectors are double-stranded DNA molecules, preferably containing enzyme recognition sites suitable for embedding exogenous DNA sequences, a selective antibiotic resistance gene, a replication initiation site for autonomous reproduction in a host cell, and a gene for selecting or selecting clones that contain a recombinant insert DNA Available plasmid vectors suitable for use in E. coli cells include, for example, pET3, pET9, pET11 and other pET series (included in the Novagen Corporation catalog), pBAD, trc, phoA, trp and plasmids O L / R / P L / R.

Просто в качестве примера E. coli обычно трансформируют, используя плазмиду pBR322, полученную из E. coli (см., например, Bolivar et al., 1977, Gene. 2:95). pBR322 содержит гены устойчивости к ампициллину и тетрациклину, и обеспечивает, таким образом, простой способ идентификации трансформированных клеток. Точно так же плазмиды pUC являются удобными векторами для отбора и репликации молекул ДНК (Yanisch-Perron, et al., 1985, Gene 33: 103-119, содержание которой полностью включено в настоящую заявку путем отсылки). Плазмида pBR322 или другая микробная плазмида, или фаг, также должны содержать, или модифицированы с целью включения промоторов, которые могут использоваться микробным организмом для экспрессии его собственных кодируемых белков.Just as an example, E. coli is usually transformed using the plasmid pBR322 obtained from E. coli (see, for example, Bolivar et al., 1977, Gene. 2:95). pBR322 contains ampicillin and tetracycline resistance genes, and thus provides an easy way to identify transformed cells. Similarly, pUC plasmids are convenient vectors for the selection and replication of DNA molecules (Yanisch-Perron, et al., 1985, Gene 33: 103-119, the contents of which are fully incorporated into this application by reference). Plasmid pBR322 or another microbial plasmid, or phage, must also contain, or are modified to include promoters that can be used by the microbial organism to express its own encoded proteins.

Промоторы, используемые обычно в рекомбинантной ДНК конструкции, включают системы на основе промотора бета-лактамазы (пенициллиназы) и лактозного промотора (Chang et al., 1978, Nature, 375:615; Itakura ef al., 1977, Science, 198:1056; Goeddel et al., 1979, Nature, 281:544), а также триптофанового (trp) промотора (Goeddel et al., 1980, Nucleic Acids Res., 8:4057; EPO Appl. Publ. No.0036,776). Они используются наиболее часто, хотя были открыты и использованы другие микробные промоторы, опубликованы их нуклеотидные последовательности, что позволяет квалифицированному специалисту функционально встроить их в известные векторы, например, плазмидные векторы.Promoters commonly used in recombinant DNA constructs include systems based on the beta-lactamase promoter (penicillinase) and the lactose promoter (Chang et al., 1978, Nature, 375: 615; Itakura ef al., 1977, Science, 198: 1056; Goeddel et al., 1979, Nature, 281: 544), as well as the tryptophan (trp) promoter (Goeddel et al., 1980, Nucleic Acids Res., 8: 4057; EPO Appl. Publ. No.0036,776). They are used most often, although other microbial promoters have been discovered and used, their nucleotide sequences have been published, which allows a qualified specialist to functionally integrate them into known vectors, for example, plasmid vectors.

Просто в качестве примера регуляция транскрипции в E. coli может обеспечиваться любым из следующих индуцируемых промоторов: lac, trp, phoA, araBAD, T7, trc и производными лямбда промоторов PL и PR, а также других, известных в уровне техники (например, Makrides, 1996, Microbiol. Rev. 60:512-538, содержание которой полностью включено в настоящую заявку путем ссылки).Just as an example, the regulation of transcription in E. coli can be provided by any of the following inducible promoters: lac, trp, phoA, araBAD, T7, trc and derivatives of lambda promoters P L and P R , as well as others known in the art (for example, Makrides, 1996, Microbiol. Rev. 60: 512-538, the entire contents of which are incorporated herein by reference).

Подходящие условия индукции необязательно совместимые с вектором, включают, например, добавление арабинозы, лактозы или тепловую индукцию, недостаток фосфатов, недостаток триптофана и прочее. Предпочтительно, идуцирующим элементом является Lac-оперон, который индуцируется изопропилтиогалактозидом (IPTG).Suitable induction conditions optionally compatible with the vector include, for example, the addition of arabinose, lactose or thermal induction, a lack of phosphates, a lack of tryptophan and the like. Preferably, the inducing element is the Lac operon, which is induced by isopropylthiogalactoside (IPTG).

Подходящая сигнальная последовательность (сигнальный пептид) может быть получена из pelB, fd pIII или ompA.A suitable signal sequence (signal peptide) can be obtained from pelB, fd pIII or ompA.

Подходящие селективные маркеры устойчивости к антибиотикам известны в уровне техники и включают, например, те, которые придают устойчивость к ампициллину, канамицину, хлорамфениколу, рифампицину или тетрациклину, среди прочих.Suitable selective antibiotic resistance markers are known in the art and include, for example, those that confer resistance to ampicillin, kanamycin, chloramphenicol, rifampicin or tetracycline, among others.

Подходящие последовательности инициации репликации включают соответствующие последовательности из следующих плазмид: pUC19, pACYC117, pUB110, pE194, pAMB1, pIJ702, pBR322, pBR327 и pSC101.Suitable replication initiation sequences include the corresponding sequences from the following plasmids: pUC19, pACYC117, pUB110, pE194, pAMB1, pIJ702, pBR322, pBR327 and pSC101.

Подходящие терминирующие последовательности включают, например, основной терминатор фага fd, TΦ и rrnB.Suitable termination sequences include, for example, the main phage terminator fd, TΦ, and rrnB.

В дополнение к прокариотам могут также использоваться эукариотические микроорганизмы, такие как дрожжевые культуры. Из эукариотических микроорганизмов наиболее часто используются Saccharomyces cerevisiae или обычные хлебопекарные дрожжи, хотя также существует много других доступных штаммов. Для экспрессии в Saccharomyces обычно используется плазмида YRp7, например (Stinchcomb et al., 1979, Nature, 282:39; Kingsman et al., 1979, Gene, 7:141; Tschemper et al., 1980, Gene, 10:157). Данная плазмида уже содержит ген trp1, который обеспечивает селективный маркер выбора для мутантного штамма дрожжей, лишенного способности расти в отсутствие триптофана, например, ATCC No.44,076 или PEP4-1 (Jones, 1977, Genetics, 85:12). Присутствие нарушения в trp1, являющегося особенностью генома дрожжевой клетки-хозяина, обеспечивает эффективную среду для обнаружения трансформантов по росту в отсутствие триптофана.In addition to prokaryotes, eukaryotic microorganisms such as yeast cultures may also be used. Of the eukaryotic microorganisms, Saccharomyces cerevisiae or conventional baker's yeast is most commonly used, although there are also many other strains available. For expression in Saccharomyces, the YRp7 plasmid is usually used, for example (Stinchcomb et al., 1979, Nature, 282: 39; Kingsman et al., 1979, Gene, 7: 141; Tschemper et al., 1980, Gene, 10: 157) . This plasmid already contains the trp1 gene, which provides a selective marker of choice for a mutant strain of yeast lacking the ability to grow in the absence of tryptophan, for example, ATCC No.44,076 or PEP4-1 (Jones, 1977, Genetics, 85:12). The presence of an abnormality in trp1, which is a feature of the genome of the yeast host cell, provides an effective medium for detecting growth transformants in the absence of tryptophan.

Система экспрессии на основе Pichia pastoris, как было показано, обеспечивает высокий уровень продукции нескольких белков (Cregg, J.M. et al., 1993, Bio/Technology 11:905-910, содержание которой полностью включено в настоящее описание путем отсылки) и может использоваться для экспрессии АДА в форме растворимого белка в цитоплазме Pichia pastoris.An expression system based on Pichia pastoris has been shown to provide a high level of production of several proteins (Cregg, JM et al., 1993, Bio / Technology 11: 905-910, the contents of which are fully incorporated herein by reference) and can be used to expression of ADA in the form of soluble protein in the cytoplasm of Pichia pastoris.

Подходящие промоторные последовательности в дрожжевых векторах включают промоторы 3-фосфоглицераткиназы (Hitzeman et al., 1980, J. Biol. Chem., 255:2073) или других гликолитических ферментов (Hess et al., 1968, J. Adv. Enzyme Reg., 7:149; Holland et al., 1978, Biochemistry, 17:4900), таких как енолаза, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа, гексокиназа, пироватдекарбоксилаза, фосфофруктокиназа, глюкозо-6-фосфатизомераза, 3-фосфоглицератмутаза, пироваткиназа, триозофосфатизомераза, фосфоглюкозоизомераза и глюкокиназа. При конструировании подходящих экспрессионных плазмид терминирующие последовательности, связанные с указанными генами, также встраивают в вектор экспрессии, лигируя их с 3'-концом экспрессируемой последовательности, чтобы обеспечить полиаденилирование мРНК и терминацию транскрипции. Другие промоторы, которые обладают дополнительным преимуществом регулируемой условиями роста транскрипции, включают промоторную область алкогольдегидрогеназы 2, изоцитотохрома C, кислой фосфатазы, ферментов деградации, связанные с метаболизмом азота, а также вышеуказанной глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы и ферментов, ответственных за использование мальтозы и галактозы. Подходящим является любой плазмидный вектор, содержащий совместимый с дрожжами промотор, сайт инициации репликации и терминирующие последовательности.Suitable promoter sequences in yeast vectors include promoters of 3-phosphoglycerate kinase (Hitzeman et al., 1980, J. Biol. Chem., 255: 2073) or other glycolytic enzymes (Hess et al., 1968, J. Adv. Enzyme Reg., 7: 149; Holland et al., 1978, Biochemistry, 17: 4900), such as enolase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, hexokinase, pyruvate decarboxylase, phosphofructokinase, glucose-6-phosphatisurase aminose, 3-phosphoglycerate phosphatasease, glucokinase. When constructing suitable expression plasmids, the termination sequences associated with the indicated genes are also inserted into the expression vector, ligating them to the 3'-end of the expressed sequence to ensure mRNA polyadenylation and transcription termination. Other promoters that have the added benefit of regulated transcription growth conditions include the promoter region of alcohol dehydrogenase 2, isocytotochrome C, acid phosphatase, degradation enzymes associated with nitrogen metabolism, and the aforementioned glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and enzymes responsible for the use of maltose and maltose. Suitable is any plasmid vector containing a yeast compatible promoter, a replication initiation site, and termination sequences.

Сайт инициации репликации может быть обеспечен либо конструкцией вектора, включающего экзогенный сайт инициации, например такой, который может происходить из SV40 или другого вирусного источника (например, вируса полиомы, аденовируса, VSV, BPV), или может обеспечиваться механизмом хромосомной репликации клетки-хозяина. Если вектор интегрирован в хромосому клетки-хозяина, последнее часто является достаточным. Другие полезные элементы плазмиды могут включать экспрессируемые гены, кодирующие белки-шапероны, пролинизомеразы или протеин-дисульфидизомеразы.The replication initiation site can be provided either by the construction of a vector including an exogenous initiation site, for example, which can be derived from SV40 or another viral source (e.g., polyoma virus, adenovirus, VSV, BPV), or can be provided by the mechanism of chromosome replication of the host cell. If the vector is integrated into the chromosome of the host cell, the latter is often sufficient. Other useful plasmid elements may include expressed genes encoding chaperone, proline isomerase or protein disulfide isomerase proteins.

C. Полимерные конъюгатыC. Polymer conjugates

В другом аспекте изобретения мутеин АДА, такой как белки Ser74-рбАДА (SEQ ID NO: 1) и Ser74-рчАДА (SEQ ID NO: 3), конъюгирован с подходящим полимером с целью получения полимерных конъюгатов.In another aspect of the invention, an ADA mutein, such as Ser 74 β-rBADA (SEQ ID NO: 1) and Ser 74 β-rhADA (SEQ ID NO: 3) proteins, is conjugated to a suitable polymer to form polymer conjugates.

В предпочтительных аспектах мутеин АДА полипептид конъюгирован с по существу неантигенным полимером, предпочтительно полиалкиленоксидом (ПАО).In preferred aspects, the ADA mutein polypeptide is conjugated to a substantially non-antigenic polymer, preferably polyalkylene oxide (PAO).

АДА-полимерный конъюгат в целом соответствуют формуле (I):ADA-polymer conjugate generally correspond to the formula (I):

(I) [R-NH]z-(АДА)(I) [R-NH] z - (ADA)

в которойwherein

(АДА) представляет собой рекомбинантный мутеин аденозиндеаминазы или его активный фрагмент;(ADA) is a recombinant adenosine deaminase mutein or active fragment thereof;

NH- представляет собой аминогруппу аминокислоты, присутствующей в мутеине АДА, служащую для присоединения к полимеру;NH- is an amino group of an amino acid present in an ADA mutein that serves to attach to a polymer;

(z) является положительным целым числом, предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 80, более предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 80, наиболее предпочтительно от приблизительно 11 до приблизительно 18; и(z) is a positive integer, preferably from about 1 to about 80, more preferably from about 5 to about 80, most preferably from about 11 to about 18; and

R включает по существу неантигенный полимерный остаток, который присоединен к АДА обратимым или необратимым способом.R includes a substantially non-antigenic polymer residue that is attached to the ADA in a reversible or irreversible manner.

В более предпочтительных аспектах полимеры включают полиэтиленгликоль (ПЭГ), где ПЭГ может являться линейным, разветвленным или многолучевым. Полиэтиленгликоль имеет общую формулу:In more preferred aspects, the polymers include polyethylene glycol (PEG), where the PEG may be linear, branched or multipath. Polyethylene glycol has the general formula:

-О-(CH2CH2O)n-,-O- (CH 2 CH 2 O) n -,

в которой (n) является положительным целым числом, предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 2300, более предпочтительно от приблизительно 40 до приблизительно 2300. Средняя молекулярная масса полимеров находится в диапазоне от приблизительно 2000 до приблизительно 300000 Да. Более предпочтительно, полимеры имеют среднюю молекулярную массу приблизительно от 4000 Да приблизительно до 45 000 Да, еще более предпочтительно, от 4000 Да до приблизительно 20000 Да. Наиболее предпочтительно, ПЭГ имеет молекулярную массу приблизительно 5000 дальтон. Также рассматриваются другие молекулярные массы в целях соответствия потребностям специалиста.in which (n) is a positive integer, preferably from about 10 to about 2300, more preferably from about 40 to about 2300. The average molecular weight of the polymers is in the range from about 2000 to about 300,000 Da. More preferably, the polymers have an average molecular weight of from about 4,000 Da to about 45,000 Da, even more preferably from 4,000 Da to about 20,000 Da. Most preferably, the PEG has a molecular weight of approximately 5000 daltons. Other molecular weights are also considered in order to meet the needs of a person skilled in the art.

В альтернативе часть остатка полиэтиленгликоля (ПЭГ) изобретения может быть представлена структурой:In the alternative, part of the remainder of the polyethylene glycol (PEG) of the invention can be represented by the structure:

-Y11-(CH2CH2O)n-CH2CH2Y11-,-Y 11 - (CH 2 CH 2 O) n -CH 2 CH 2 Y 11 -,

-Y11-(CH2CH2O)n-CH2C(=Y12)-Y11-,-Y 11 - (CH 2 CH 2 O) n -CH 2 C (= Y 12 ) -Y 11 -,

-Y11-(=Y12)-(CH2)а11-Y13-(CH2CH2O)n-CH2CH2-Y13-(CH2)а11-C(=Y12)-Y11-,-Y 11 - (= Y 12 ) - (CH 2 ) a11 -Y 13 - (CH 2 CH 2 O) n -CH 2 CH 2 -Y 13 - (CH 2 ) a11 -C (= Y 12 ) -Y 11 -,

-Y11-(CR11R12)a12-Y13-(CH2)b11-O-(CH2CH2O)n-(CH2)b11-Y13-(CR11R12)a12-Y11-,-Y 11 - (CR 11 R 12 ) a12 -Y 13 - (CH 2 ) b11 -O- (CH 2 CH 2 O) n - (CH 2 ) b11 -Y 13 - (CR 11 R 12 ) a12 -Y 11 -,

-Y11-(CH2CH2O)n-CH2CH2-,-Y 11 - (CH 2 CH 2 O) n -CH 2 CH 2 -,

-Y11-(CH2CH2O)n-CH2C(=Y12)-,-Y 11 - (CH 2 CH 2 O) n -CH 2 C (= Y 12 ) -,

C(=Y12)-(CH2)а11-Y13-(CH2CH2O)n-CH2CH2-Y13-(CH2)а11-C(=Y12)-, иC (= Y 12 ) - (CH 2 ) a11 -Y 13 - (CH 2 CH 2 O) n -CH 2 CH 2 -Y 13 - (CH 2 ) a11 -C (= Y 12 ) -, and

-(CR11R12)a12-Y13-(CH2)b11-O-(CH2CH2O)n-(CH2)b11-Y13-(CR11R12)a12-,- (CR 11 R 12 ) a12 -Y 13 - (CH 2 ) b11 -O- (CH 2 CH 2 O) n - (CH 2 ) b11 -Y 13 - (CR 11 R 12 ) a12 -,

где:Where:

Y11 и Y13 независимо представляют собой O, S, SO, SO2, NR13 или связь;Y 11 and Y 13 independently represent O, S, SO, SO 2 , NR 13 or a bond;

Y12 представляют собой O, S или NR14 Y 12 are O, S, or NR 14

R11-14 независимо выбраны из водорода, C1-6-алкила, C2-6-алкенила, C2-6-алкинила, разветвленного C3-19-алкила, C3-8-циклоалкила, замещенного C1-6-алкила, замещенного C2-6-алкенила, замещенного C2-6-алкинила, замещенного C3-8-циклоалкила, арила, замещенного арила, гетероарила, замещенного гетероарила, C1-6-гетероалкила, замещенного C1-6-гетероалкила, C1-6-алкокси, арилокси, C1-6-гетероалкокси, гетероарилокси, C2-6-алканоила, арилкарбонила, C2-6-алкоксикарбонила, арилоксикарбонила, C2-6-алканоилокси, арилкарбонилокси, замещенного C2-6-алканоила, замещенного арилкарбонила, замещенного C2-6-алканоилокси, замещенного арилоксикарбонила, замещенного C2-6-алканоилокси и замещенного арилкарбонилокси;R 11-14 are independently selected from hydrogen, C 1-6 alkyl, C 2-6 alkenyl, C 2-6 alkynyl, branched C 3-19 alkyl, C 3-8 cycloalkyl substituted with C 1-6 -alkyl, substituted C 2-6 alkenyl, substituted C 2-6 alkynyl, substituted C 3-8 cycloalkyl, aryl, substituted aryl, heteroaryl, substituted heteroaryl, C 1-6 heteroalkyl, substituted C 1-6 - heteroalkyl, C 1-6 alkoxy, aryloxy, C 1-6 heteroalkoxy, heteroaryloxy, C 2-6 alkanoyl, arylcarbonyl, C 2-6 alkoxycarbonyl, aryloxycarbonyl, C 2-6 alkanoyloxy, arylcarbonyloxy, substituted C 2 -6 alkanoyl, substituted rilkarbonila substituted C 2-6 alkanoyloxy, substituted aryloxycarbonyl, substituted C 2-6 alkanoyloxy and substituted arylcarbonyloxy;

(a11), (a12) и (b11) независимо являются нолем или положительным целым числом, предпочтительно 0-6, а более предпочтительно 0, 1 или 2; и(a11), (a12) and (b11) are independently zero or a positive integer, preferably 0-6, and more preferably 0, 1 or 2; and

(n) является целым числом от приблизительно 10 до приблизительно 2300.(n) is an integer from about 10 to about 2300.

Например, ПЭГ может быть функционализован следующим неограничивающим образом:For example, PEG may be functionalized in the following non-limiting manner:

-C(=Y14)-(CH2)m-(CH2CH2O)n-,-C (= Y 14 ) - (CH 2 ) m - (CH 2 CH 2 O) n -,

-C(=Y14)-O-Y)-(CH2)m-(CH2CH2O)n-,-C (= Y 14 ) -OY) - (CH 2 ) m - (CH 2 CH 2 O) n -,

-C(=Y14)-NR11-(CH2)m-(CH2CH2O)n-,-C (= Y 14 ) -NR 11 - (CH 2 ) m - (CH 2 CH 2 O) n -,

-CR15R16-(CH2)m-(CH2CH2O)n--CR 15 R 16 - (CH 2 ) m - (CH 2 CH 2 O) n -

гдеWhere

R11, R15 и R16 независимо выбраны из H, C1-6-алкилов, арилов, замещенных арилов, аралкилов, гетероалкилов, замещенных гетероалкилов и замещенных C1-6-алкилов;R 11 , R 15 and R 16 are independently selected from H, C 1-6 alkyl, aryl, substituted aryl, aralkyl, heteroalkyl, substituted heteroalkyl and substituted C 1-6 alkyl;

(m) является нолем или положительным целым числом, и предпочтительно равно 1 или 2;(m) is zero or a positive integer, and is preferably 1 or 2;

Y14 является O или S; иY 14 is O or S; and

(n) представляет собой степень полимеризации.(n) represents the degree of polymerization.

В указанных аспектах полимер (R-группа) включает блокирующую группу, то есть, группу, расположенную на конце полимера. Блокирующая группа может быть выбрана из любого из NH2, ОН, SH, CO2H, C1-6-алкилов, предпочтительно метила, при этом перечисленные группы известны средним специалистам в данной области.In these aspects, the polymer (R-group) includes a blocking group, that is, a group located at the end of the polymer. The blocking group may be selected from any of NH 2 , OH, SH, CO 2 H, C 1-6 alkyl, preferably methyl, with these groups being known to those of ordinary skill in the art.

В другом аспекте полимерная часть конъюгата может являться такой частью, которая содержит множество точек для присоединения АДА. В альтернативе к АДА может быть присоединено множество молекул ПЭГ.In another aspect, the polymer portion of the conjugate may be one that contains many points for the attachment of ADA. In the alternative, many PEG molecules can be attached to the ADA.

Фармакокинетические и другие свойства ПЭГилированной АДА могут быть отрегулированы при необходимости в зависимости от требуемого клинического применения посредством изменения молекулярной массы ПЭГ, химических линкеров, а также соотношения цепей ПЭГ и фермента.The pharmacokinetic and other properties of PEGylated ADA can be adjusted, if necessary, depending on the desired clinical application by changing the molecular weight of PEG, chemical linkers, as well as the ratio of PEG and enzyme chains.

В указанных аспектах АДА может быть присоединена к неантигенному полимеру обратимым или необратимым способом с помощью различных линкеров, известных в уровне техники.In these aspects, the ADA can be attached to the non-antigenic polymer in a reversible or irreversible manner using various linkers known in the art.

Обратимо-связанные полимерные системы могут быть основаны на отщеплении бензила или лактонизации триметильного замка. Активированные полимерные линкеры обратимо-связанных полимерных систем могут быть получены в соответствии с патентами США (настоящего заявителя) 6180095, 6720306, 5965119, 6624142 и 6303569, содержание которых включено в настоящее описание путем ссылки. В альтернативе АДА-полимерные конъюгаты получают с использованием определенных бицин-полимерных остатков, таких как описанные в патентах США 7122189 и 7087229, а также в заявках на патент США 10/557,522, 11/502,108 и 11/011,818 (все настоящего заявителя), включенных в настоящее описание путем отсылки. Другие рассматриваемые обратимо-связанные полимерные системы также описаны в PCT/US07/78600, содержание которого включено в настоящее описание путем отсылки.Reversible-coupled polymer systems can be based on the removal of benzyl or the lactonization of a trimethyl lock. Activated polymeric linkers of reversibly coupled polymeric systems can be obtained in accordance with US patents 6180095, 6720306, 5965119, 6624142 and 6303569, the contents of which are incorporated herein by reference. Alternatively, ADA polymer conjugates are prepared using certain bicin polymer residues, such as those described in US Pat. Nos. 7,121,289 and 7,087,229, as well as in US patent applications 10 / 557,522, 11 / 502,108 and 11 / 011,818 (all of this applicant), included in the present description by reference. Other contemplated reversible bound polymer systems are also described in PCT / US07 / 78600, the contents of which are incorporated herein by reference.

Иллюстративные примеры обратимо-связанных или необратимо-связанных АДА-полимерных конъюгатов, рассматриваемые в настоящей заявке, описаны в заявке на патент США 60/913,039, содержание которой включено в настоящее описание путем ссылки.Illustrative examples of reversibly-linked or irreversibly-linked ADA-polymer conjugates discussed in this application are described in US patent application 60 / 913,039, the contents of which are incorporated herein by reference.

Конъюгирование с полимером предпочтительно представляет собой реакцию ПЭГилирования, при этом такие реакции известны средним специалистам в данной области. Вкратце, мутеин рбАДА или рчАДА, реагирует с активированным полимером, формируя АДА-полимерный конъюгат. В этой связи может использоваться большое разнообразие активированных или функционализированных полиэтиленгликолей, включая описанные, например, в патентах США (настоящего заявителя) 5122614, 5324844, 5612460 и 5808096 (сукцинимидилкарбонат-активированный полиэтиленгликоль (СК-ПЭГ) и аналогичные активированные ПЭГ), патенте США 5349001 (ПЭГ, активированные циклическим имидтионом), патенте США 5650234, а также другие, известные средним специалистам в данной области. Описание каждого из вышеуказанных документов включено в настоящую заявку путем отсылки. См. также активированные полимеры, поставляемые компанией Nektar/Shearwater Polymers. Средние специалисты в данной области могут использовать различные активированные формы полимеров для присоединения без лишней экспериментальной работы.Conjugation with the polymer is preferably a PEGylation reaction, wherein such reactions are known to those of ordinary skill in the art. Briefly, the rBADA or rhADA mutein reacts with the activated polymer to form an ADA-polymer conjugate. In this regard, a wide variety of activated or functionalized polyethylene glycols can be used, including, for example, 5122614, 5324844, 5612460 and 5808096 (succinimidyl carbonate-activated polyethylene glycol (SC-PEG) and similar activated PEGs), US Pat. No. 5349001, described for example (PEG activated by cyclic imidthione), US Pat. No. 5,650,234, as well as others known to those of ordinary skill in the art. A description of each of the above documents is included in this application by reference. See also activated polymers supplied by Nektar / Shearwater Polymers. Specialists in this field can use various activated forms of polymers to join without unnecessary experimental work.

Средние специалисты в данной области смогут оценить, что такие реакции конъюгирования обычно проводят в подходящем буфере, используя молярный избыток (в несколько раз) активированного ПЭГ. Некоторые предпочтительные конъюгаты, полученные с линейными молекулами ПЭГ, такими как вышеуказанный СК-ПЭГ, могут содержать, в среднем, от приблизительно 10 до приблизительно 80 цепей ПЭГ на молекулу фермента АДА. Таким образом, в таком случае могут использоваться молярные избытки в несколько сотен раз, например, 200-1000x. Молярный избыток, используемый для разветвленного ПЭГ и ПЭГ, присоединенного к ферменту, обычно ниже и может быть определен с использованием методик, описанных в патентах и заявках на патент, описывающих то же, которые указаны ниже в настоящей заявке.Those of ordinary skill in the art will appreciate that such conjugation reactions are usually carried out in a suitable buffer using a molar excess (several times) of activated PEG. Some preferred conjugates obtained with linear PEG molecules, such as the above SC-PEG, may contain, on average, from about 10 to about 80 PEG chains per ADA enzyme molecule. Thus, in this case, molar excesses of several hundred times, for example, 200-1000x, can be used. The molar excess used for the branched PEG and PEG attached to the enzyme is usually lower and can be determined using the procedures described in patents and patent applications, describing the same, which are listed below in this application.

В указанных аспектах полиалкиленоксид конъюгирован с белком с помощью химического линкера, включающего, например, сукцинимидилкарбонатные, тиазолидинтионовые, уретановые и амидные линкеры. Полиалкиленоксид предпочтительно ковалентно присоединен к эпсилон-аминогруппе Lys в АДА, хотя из уровня техники известны другие сайты ковалентного присоединения. АДА-полимерный конъюгат может включать, по меньшей мере, 5 цепей полиэтиленгликоля, присоединенных к эпсилон-аминогруппам Lys в ферменте, а в альтернативе может включать приблизительно 11-18 цепей ПЭГ, присоединенных к эпсилон-аминогруппам Lys в ферменте.In these aspects, the polyalkylene oxide is conjugated to a protein using a chemical linker, including, for example, succinimidyl carbonate, thiazolidinedione, urethane and amide linkers. The polyalkylene oxide is preferably covalently attached to the epsilon amino group Lys in ADA, although other covalent attachment sites are known in the art. The ADA-polymer conjugate may include at least 5 polyethylene glycol chains attached to the Lys epsilon amino groups in the enzyme, and in the alternative, may include about 11-18 PEG chains attached to the Lys epsilon amino groups in the enzyme.

Хотя АДА конъюгирована с приблизительно от 11 до приблизительно 18 молекул ПЭГ на молекулу фермента, через лизиновые связи, отношение ПЭГ и АДА может быть различным с целью изменения физических и кинетических свойств комбинированного конъюгата, чтобы соответствовать любой конкретной клинической ситуации.Although ADA is conjugated to from about 11 to about 18 PEG molecules per enzyme molecule via lysine bonds, the ratio of PEG to ADA can be different in order to change the physical and kinetic properties of the combined conjugate to suit any particular clinical situation.

Из приведенного выше очевидно, что дополнительные аспекты изобретения включают применение любого коммерчески доступного или известного активированного ПЭГ, или подобного полимера, для конъюгирования с ферментом АДА, или его фрагментом, в целях обеспечения конъюгатов, применяемых в способах лечения, описанных в настоящей заявке. См., например, каталог Nektar Advanced Pegylation 2004 (Nektar, San Carlos, California), полностью включенные в настоящее описание путем отсылки.From the above it is obvious that additional aspects of the invention include the use of any commercially available or known activated PEG, or a similar polymer, for conjugation with the ADA enzyme, or a fragment thereof, in order to provide the conjugates used in the treatment methods described in this application. See, for example, the Nektar Advanced Pegylation 2004 catalog (Nektar, San Carlos, California), all incorporated herein by reference.

Активированные ПЭГ могут включать линейные, разветвленные или U-ПЭГ производные, такие как описанные в патентах США 5681567, 5756593, 5643575, 5919455, 6113906, 6566506, 6153655, 6395266 и 6638499, 6251382 и 6824766 (также включенных здесь в настоящее описание путем ссылки). Неограниченный список таких полимеров соответствует полимерным системам (i)-(vii) со следующими структурами:Activated PEGs may include linear, branched, or U-PEG derivatives, such as those described in US Pat. Nos. 5,681,567, 5,756,593, 5,643,575, 5,919,455, 6,113,906, 6,566,506, 6,135,555, 6,395,266 and 6,638,499, 6,251,382 and 6,824,766 (also incorporated herein by reference) . An unlimited list of such polymers corresponds to polymer systems (i) - (vii) with the following structures:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

в которых:in which:

Y61-62 независимо представляют собой O, S или NR61;Y 61-62 independently represent O, S or NR 61 ;

Y63 представляет собой O, NR62, S, SO или SO2;Y 63 represents O, NR 62 , S, SO or SO 2 ;

(w62), (w63) и (w64) независимо представляет собой 0 или положительное целое число, предпочтительно от приблизительно 0 до приблизительно 10, более предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 6;(w 62 ), (w 63 ) and (w 64 ) independently represents 0 or a positive integer, preferably from about 0 to about 10, more preferably from about 1 to about 6;

(w61) является 0 или 1;(w 61 ) is 0 or 1;

мПЭГ представляет собой метокси-ПЭГ,MPEG is methoxy PEG,

где ПЭГ определен выше, а полная молекулярная масса полимерной части составляет от приблизительно 2000 до приблизительно 100000 дальтон; иwhere PEG is defined above, and the total molecular weight of the polymer part is from about 2000 to about 100000 daltons; and

R61 и R62 независимо представляют собой одинаковые группы, которые могут использоваться в качестве R11.R 61 and R 62 independently represent the same groups that can be used as R 11 .

Кроме того, следует понимать, что в дополнение к полимерам на основе ПЭГ могут также использоваться много других полиалкиленоксидов. Например, конъюгаты настоящего изобретения могут быть получены способами, которые включают превращение многолучевых ПЭГ-ОН и "звездообразных ПЭГ" продуктов, таких как описанные в каталоге корпорации Shearwater "Polyethylene Glycol and Derivatives for Biomedical Application", 2001. См. также каталог NOF Corp. Drug Delivery System catalog. Ver. 8, апрель 2006. Содержание каждого из указанных каталогов включено в настоящее описание путем отсылки. Многолучевые полимеры содержат четыре или более полимерных цепей, а предпочтительно четыре или восемь полимерных цепей. В целях неограничевающей иллюстрации остаток многолучевого полиэтиленгликоля (ПЭГ) может иметь формулу:In addition, it should be understood that in addition to PEG-based polymers, many other polyalkylene oxides can also be used. For example, the conjugates of the present invention can be prepared by methods that include the conversion of multipath PEG-OH and star-shaped PEG products, such as those described in Shearwater's catalog of Polyethylene Glycol and Derivatives for Biomedical Application, 2001. See also NOF Corp. catalog. Drug Delivery System catalog. Ver. 8, April 2006. The contents of each of these directories are hereby incorporated by reference. Multipath polymers contain four or more polymer chains, and preferably four or eight polymer chains. For purposes of non-limiting illustration, the remainder of multipath polyethylene glycol (PEG) may have the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

в которой:wherein:

(x) является 0 и положительным целым числом, то есть приблизительно от 0 до приблизительно 28; и(x) is 0 and a positive integer, that is, from about 0 to about 28; and

(n) является степенью полимеризации.(n) is the degree of polymerization.

В одном конкретном варианте осуществления настоящего изобретения многолучевой ПЭГ имеет следующую структуру:In one specific embodiment of the present invention, a multipath PEG has the following structure:

Figure 00000004
Figure 00000004

в которой (n) является положительным целым числом. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения полимеры имеют полную молекулярную массу приблизительно от 2000 Да до приблизительно 100000 Да, и предпочтительно от 4000 Да до 45000 Да.in which (n) is a positive integer. In one preferred embodiment, the polymers have a total molecular weight of from about 2000 Da to about 100000 Da, and preferably from 4000 Da to 45000 Da.

В другом конкретном варианте осуществления многолучевой ПЭГ имеет следующую структуру:In another specific embodiment, the multipath PEG has the following structure:

Figure 00000005
Figure 00000005

в которой n является положительным целым числом. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения полимеры имеют полную молекулярную массу приблизительно от 2000 Да до приблизительно 100000 Да, и предпочтительно от 4000 Да до 45000 Да.in which n is a positive integer. In one preferred embodiment, the polymers have a total molecular weight of from about 2000 Da to about 100000 Da, and preferably from 4000 Da to 45000 Da.

Полимеры могут быть превращены в активированный подходящим образом полимер с использованием методик активации, описанных в патентах США 5122614 или 5808096. В частности, такой ПЭГ может иметь формулу:The polymers can be converted into a suitably activated polymer using the activation techniques described in US Pat. Nos. 5,226,214 or 5,808,096. In particular, such a PEG may have the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

в которой:wherein:

(u') является целым числом от приблизительно 10 до приблизительно 570, чтобы предпочтительно обеспечивать полимеры, имеющие полную молекулярную массу приблизительно от 2000 Да до приблизительно 100000 Да, и предпочтительно приблизительно от 4000 Да до приблизительно 45000 Да; и при этом до 3 концевых частей остатка кэпированы метилом или другим низшим алкилом.(u ') is an integer from about 10 to about 570, to preferably provide polymers having a total molecular weight of from about 2000 Da to about 100000 Da, and preferably from about 4000 Da to about 45000 Da; and up to 3 ends of the residue are capped by methyl or other lower alkyl.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления все 4 цепи ПЭГ превращены в подходящие функциональные группы, то есть СК и т.д., для того, чтобы облегчить присоединение к рекомбинантному белку. Такие соединения до превращения включают:In some preferred embodiments, all 4 PEG chains are converted to suitable functional groups, i.e., SC, etc., in order to facilitate attachment to the recombinant protein. Such compounds before conversion include:

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000008
Figure 00000009

В наиболее предпочтительных аспектах изобретения активированный полиэтиленгликоль представляет собой полиэтиленгликоль, который обеспечивает образованием уретановой связи или амидной связи с белком.In the most preferred aspects of the invention, the activated polyethylene glycol is polyethylene glycol, which provides the formation of a urethane bond or an amide bond with a protein.

В других альтернативных аспектах в активированных полимерах может применяться стерически затрудненный линкер на основе сложного эфира. См. PCT/US07/78593, озаглавленный "Polyalkylene Oxides Having Hindered Ester-Based Biodegradable Linkers", содержание которого включено в настоящую заявку путем отсылки. Например, неограничивающий список таких соединений включает:In other alternative aspects, sterically hindered ester linker may be used in activated polymers. See PCT / US07 / 78593 entitled "Polyalkylene Oxides Having Hindered Ester-Based Biodegradable Linkers", the contents of which are incorporated herein by reference. For example, a non-limiting list of such compounds includes:

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

где (u) является целым числом, предпочтительно обеспечивающим полимеры, имеющие полную молекулярную массу приблизительно от 2000 Да до приблизительно 100000 Да.where (u) is an integer, preferably providing polymers having a total molecular weight of from about 2000 Da to about 100000 Da.

В одном предпочтительном варианте осуществления ПЭГ конъюгат включает:In one preferred embodiment, the PEG conjugate comprises:

Figure 00000012
,
Figure 00000012
,

где (u) является целым числом, обеспечивающим полимерную часть, имеющую молекулярную массу приблизительно от 2000 Да до приблизительно 100000 Да, и предпочтительно приблизительно от 4000 Да до приблизительно 45000 Да, более предпочтительно приблизительно 5000 Да.where (u) is an integer providing a polymer part having a molecular weight of from about 2000 Da to about 100000 Da, and preferably from about 4000 Da to about 45000 Da, more preferably about 5000 Da.

Подходящие полимеры существенно различаются по массе. Полимеры, имеющие среднечисловую молекулярную массу в пределах от приблизительно 2000 до приблизительно 100000, обычно включены в рамки настоящего изобретения. Молекулярные массы от приблизительно 4000 до приблизительно 45000 являются предпочтительными, а от 5000 до приблизительно 12000 - наиболее предпочтительными. Включенные полимерные вещества также предпочтительно являются растворимыми в воде при комнатной температуре. Неограничивающий список таких полимеров включает гомополимеры полиалкиленоксидов, таких как полиэтиленгликоль (ПЭГ) или полипропиленгликоли, полиоксиэтилированные полиолы, их сополимеры и блок-сополимеры, при условии, что сохраняется водорастворимость блок-сополимеров. В дополнение к мПЭГ также могут применяться полимеры с концевыми C1-4-алкилами.Suitable polymers vary widely in weight. Polymers having a number average molecular weight in the range of from about 2000 to about 100000 are typically included within the scope of the present invention. Molecular weights of from about 4,000 to about 45,000 are preferred, and from 5,000 to about 12,000 are most preferred. The incorporated polymeric substances are also preferably soluble in water at room temperature. A non-limiting list of such polymers includes homopolymers of polyalkylene oxides such as polyethylene glycol (PEG) or polypropylene glycols, polyoxyethylene polyols, their copolymers and block copolymers, provided that the water solubility of the block copolymers is maintained. In addition to MPEG, polymers with terminal C 1-4 alkyls may also be used.

Способы получения полимеров, имеющих концевые карбоксильные группы, с высокой чистотой, описаны в заявке на патент США 11/328,662, содержание которой включено в настоящую заявку путем отсылки. Способы включают сначала получение сложного третичного алкилэфира полиалкиленоксида с последующим превращением в соответствующее производное карбоновой кислоты. Первая стадия получения ПАО карбоновых кислот способа включает формирование промежуточного соединения, такого как т-бутиловый эфир полиалкиленоксид-карбоновой кислоты. Данное промежуточное соединение образуется в реакции ПАО с т-бутилгалогенацетатом в присутствии основания, такого как т-бутилат калия. После образования промежуточного т-бутилового эфира производное полиалкиленоксид-карбоновой кислоты может быть легко получено с чистотой, превышающей 92%, предпочтительно, превышающей 97%, более предпочтительно, превышающей 99% и наиболее предпочтительно с чистотой, превышающей 99,5%.Methods for the preparation of polymers having terminal carboxyl groups with high purity are described in US Patent Application 11 / 328,662, the contents of which are incorporated herein by reference. The methods include first preparing a tertiary alkyl ester of a polyalkylene oxide followed by conversion to the corresponding carboxylic acid derivative. The first step in the preparation of the PAO carboxylic acids of the process involves the formation of an intermediate, such as polyalkylene oxide-carboxylic acid t-butyl ester. This intermediate is formed by the reaction of PAO with t-butyl haloacetate in the presence of a base such as potassium t-butylate. After the formation of the t-butyl ether intermediate, the polyalkylene oxide-carboxylic acid derivative can be easily obtained with a purity in excess of 92%, preferably in excess of 97%, more preferably in excess of 99% and most preferably in a purity in excess of 99.5%.

В других альтернативных аспектах полимеры, имеющие концевые аминогруппы, могут использоваться для получения АДА конъюгатов. Способы получения полимеров, содержащих концевые амины, с высокой чистотой, описаны в заявках на патент США 11/508,507 и 11/537,172, содержание которых включено путем отсылки. Например, полимеры, имеющие азиды, взаимодействуют с восстановителем на основе фосфина, таким как трифенилфосфин, или с боргидридом щелочного металла, таким как NaBH4. В альтернативе полимеры, включающие уходящие группы, взаимодействуют с солями защищенных аминов, такими как калиевая соль метил-трет-бутилимидодикарбоната (KNMeBoc) или калиевая соль ди-трет- бутилимидодикарбоната (KNBoc2), с последующим снятием защиты с защищенной аминогруппы. Чистота полимеров, содержащих концевые амины, полученных с помощью указанных способов, превышает приблизительно 95% и предпочтительно превышает 99%.In other alternative aspects, polymers having terminal amino groups can be used to produce ADA conjugates. Methods for producing high purity terminal amine containing polymers are described in US patent applications 11 / 508,507 and 11 / 537,172, the contents of which are incorporated by reference. For example, polymers having azides react with a phosphine-based reducing agent, such as triphenylphosphine, or with an alkali metal borohydride, such as NaBH 4 . Alternatively, polymers comprising leaving groups are reacted with salts of protected amines, such as the potassium salt of methyl tert-butylimidodicarbonate (KNMeBoc) or the potassium salt of di-tert-butylimidodicarbonate (KNBoc 2 ), followed by deprotection of the protected amino group. The purity of the terminal amine-containing polymers obtained by these methods is greater than about 95% and preferably greater than 99%.

Разветвление, которое обеспечивают полимеры патента 6,153,655, указанные выше, допускает вторичное или третичное разветвление в качестве способа увеличения нагрузки полимера на биологически активной молекуле из одиночной точки присоединения. Следует понимать, что растворимый в воде полимер может быть функционализирован с целью присоединения бифункциональных сшивающих групп при необходимости без лишней экспериментальной работы.The branching provided by the polymers of Patent 6,153,655 mentioned above allows secondary or tertiary branching as a way to increase the polymer load on a biologically active molecule from a single attachment point. It should be understood that a water-soluble polymer can be functionalized to attach bifunctional crosslinking groups, if necessary, without unnecessary experimental work.

Полимерные вещества, включенные в настоящее изобретение, предпочтительно растворимы в воде при комнатной температуре. Неограничивающий список таких полимеров включает гомополимеры полиалкиленоксидов, таких как полиэтиленгликоль (ПЭГ) или полипропиленгликоли, полиоксиэтилированные полиолы, их сополимеры и блок-сополимеры, при условии, что сохраняется водорастворимость блок-сополимеров.The polymeric substances included in the present invention are preferably soluble in water at room temperature. A non-limiting list of such polymers includes homopolymers of polyalkylene oxides such as polyethylene glycol (PEG) or polypropylene glycols, polyoxyethylene polyols, their copolymers and block copolymers, provided that the water solubility of the block copolymers is maintained.

В качестве альтернативы полимерам на основе ПАО могут использоваться фактически неаллергенные материалы, такие как декстран, поливинилпирролидоны, полиакриламиды, такие как HPMA (гидроксипропилметакриламиды), поливиниловые спирты, полимеры на основе углеводов, сополимеры вышеуказанных полимеров, и т.п. Средние специалисты в данной области техники осведомлены, что вышеприведенный список является лишь иллюстративным, и что рассматриваются все полимерные материалы, обладающие описанными в настоящей заявке качествами. В рамках настоящего изобретения понятие "по существу или фактически неаллергенный" означает все материалы, являющиеся, как известно из уровня техники, нетоксичными и не вызывающими заметного иммунного ответа у млекопитающих.As an alternative to PAO-based polymers, virtually non-allergenic materials such as dextran, polyvinylpyrrolidones, polyacrylamides such as HPMA (hydroxypropylmethacrylamides), polyvinyl alcohols, carbohydrate-based polymers, copolymers of the above polymers, etc. can be used. Those of ordinary skill in the art are aware that the above list is merely illustrative, and that all polymeric materials having the qualities described herein are considered. In the framework of the present invention, the term “substantially or substantially non-allergenic” means all materials that are known to be non-toxic and do not cause a noticeable immune response in mammals.

D. ПрименениеD. Application

Специалист сумеет оценить, что мутеин АДА настоящего изобретения с готовностью найдет применение в клинической ситуации для лечения любого заболевания или нарушения, поддающегося воздействию фермента АДА. Такое заболевание или нарушение является заболеванием или нарушением, которое реагирует на снижение уровней аденозина или дезоксиаденозина в тканях или крови. Такое заболевание или нарушение может включать, например, ТКИД, болезни легких, например, астму, а также раковые опухоли, которые реагируют на снижение локальных или системных уровней аденозина или дезоксиаденозина. Более подробные данные относительно применения АДА при лечении опухолей или рака приведены в поданной в одну и ту же дату с настоящей заявкой заявке (настоящего заявителя) на патент США ________ (которая испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США 60/913,039), озаглавленной "Ферментативная противоопухолевая терапия" и полностью включенной путем отсылки в настоящую заявку. Терапевтическим средством может являться, например, мутеин рчАДА или мутеин рбАДА. Предпочтительно, терапевтический мутеин рАДА является конъюгированным с полимером, как описано выше, например, ПЭГилированным. Доза АДА или АДА-полимерного конъюгата индивидуализирована в зависимости от клинического ответа опухоли и профиля побочного действия у отдельного пациента - животного или человека. В примерах, приведенных ниже, наиболее высокая доза является максимально допустимой дозой, которую можно перенести.One skilled in the art will appreciate that the ADA mutein of the present invention will readily find use in a clinical situation to treat any disease or disorder that is susceptible to the effects of the ADA enzyme. Such a disease or disorder is a disease or disorder that responds to decreased levels of adenosine or deoxyadenosine in tissues or blood. Such a disease or disorder may include, for example, TCID, lung diseases, such as asthma, as well as cancers that respond to decreased local or systemic levels of adenosine or deoxyadenosine. More detailed information on the use of ADA in the treatment of tumors or cancer is given in the application filed on the same date with this application (of the present applicant) for US patent ________ (which claims the priority of provisional patent application US 60 / 913,039), entitled "Enzymatic antitumor therapy "and is fully incorporated by reference in this application. A therapeutic agent may be, for example, rhADA mutein or rBADA mutein. Preferably, the therapeutic RADA mutein is conjugated to a polymer as described above, for example, PEGylated. The dose of ADA or ADA-polymer conjugate is individualized depending on the clinical response of the tumor and the side effect profile in an individual patient - animal or human. In the examples below, the highest dose is the maximum dose that can be tolerated.

Например, Adagen® поставляется коммерчески в форме 250Е бычьей АДА/мл. Это соответствует 2000 Е/кг для мыши весом приблизительно 25 г после введения 0,2 мл Adagen®. Конечно, специалист сумеет оценить, что доза АДА-полимерного конъюгата может быть также скорректирована в зависимости от размера конкретного полимера, химического линкера и валентности. Например, режим дозирования для полимерного конъюгата, включающего два или более ферментов АДА на полимер, регулируется согласно единицам АДА в мл раствора любого конкретного полимерного конъюгата АДА.For example, Adagen ® available commercially in the form 250E bovine ADA / mL. This corresponds to 2000 U / kg for mice weighing approximately 25 g after administration of 0.2 ml Adagen ®. Of course, one skilled in the art will appreciate that the dose of the ADA-polymer conjugate can also be adjusted depending on the size of the particular polymer, chemical linker, and valency. For example, the dosage regimen for a polymer conjugate comprising two or more ADA enzymes per polymer is controlled according to the ADA units in ml of a solution of any particular ADA polymer conjugate.

При обеспечении АДА или конъюгата АДА с ПЭГ посредством инъекции, оптимальный диапазон доз предпочтительно устанавливают при контроле плазмы. В целом желательно предоставить реципиенту такую дозировку, которая поддерживает активность АДА в плазме (минимальные уровни) в диапазоне от приблизительно 10 до 100 мкмоль/ч/мл, предпочтительно от приблизительно 15 до приблизительно 35 мкмоль/ч/мл (в анализе при 37°C), и демонстрирует снижение эритроцитарного аденозина, то есть дАТФ, до ≤ приблизительно 0,001-0,057 мкмоль/мл, предпочтительно приблизительно до 0,005 - приблизительно 0,015 мкмоль/мл в упакованных эритроцитах, или ≤ приблизительно 1% общего эритроцитарного аденозина (то есть, содержание АТФ + дАТФ), относительно нормального уровня аденозина, при измерении в образце, взятом до инъекции. Нормальное значение дАТФ составляет менее чем приблизительно 0,001 мкмоль/мл.When providing an ADA or conjugate of ADA with PEG by injection, the optimal dose range is preferably set by plasma control. In general, it is desirable to provide the recipient with a dosage that supports plasma ADA activity (minimum levels) in the range of from about 10 to 100 μmol / h / ml, preferably from about 15 to about 35 μmol / h / ml (assayed at 37 ° C ), and shows a decrease in erythrocyte adenosine, i.e., DATP, to ≤ approximately 0.001-0.057 μmol / ml, preferably to approximately 0.005 to approximately 0.015 μmol / ml in packed red blood cells, or ≤ approximately 1% of the total erythrocyte adenosine (i.e., ATP content + DATP), relative to the normal level of adenosine, when measured in a sample taken before injection. The normal value of DATP is less than approximately 0.001 μmol / ml.

Доза, основанная на количестве фермента, варьирует, например, от приблизительно 0,1 Е/кг до приблизительно 30 Е/кг включительно, или выше, предпочтительно от приблизительно 0,5 Е/кг до приблизительно 20 Е/кг, и более предпочтительно от приблизительно 0,5 Е/кг до приблизительно 12 Е/кг (то есть, на кг веса пациента), как например, от приблизительно 0,5 Е/кг до приблизительно 5 Е/кг. Общая еженедельная доза может составлять до 40 Е/кг или более, если переносится реципиентом. Допускаются последующие повышения дозы в размере 5 Е/кг/неделя, до максимальной разовой дозы 30 Е/кг или более, если указанная доза переносится реципиентом. Обычно после еженедельных инъекций ADAGEN® при дозировке 15 Е/кг средний минимальный уровень активности АДА в плазме составляет от 20 до 25 мкмоль/ч/мл.The dose based on the amount of enzyme varies, for example, from about 0.1 U / kg to about 30 U / kg inclusive, or higher, preferably from about 0.5 U / kg to about 20 U / kg, and more preferably from from about 0.5 U / kg to about 12 U / kg (i.e., per kg of patient weight), such as from about 0.5 U / kg to about 5 U / kg. The total weekly dose may be up to 40 U / kg or more if tolerated by the recipient. Subsequent dose increases of 5 U / kg / week are allowed, up to a maximum single dose of 30 U / kg or more if the indicated dose is tolerated by the recipient. Typically, after weekly injections of ADAGEN ® at a dosage of 15 U / kg, the average minimum level of ADA activity in plasma is 20 to 25 µmol / h / ml.

Нужно отметить, что доза 100 Е/кг является мышиной дозой, эквивалентной клинической детской дозе приблизительно 12 Е/кг.It should be noted that a dose of 100 U / kg is a mouse dose equivalent to a clinical children's dose of approximately 12 U / kg.

Подробная информация относительно дозировки АДА известна в уровне техники и приведена на вкладыше с инструкцией по медицинскому применению препарата ADAGEN® (Enzon, Inc.), содержание которого включено в настоящую заявку.Detailed information regarding the dosage of ADA is known in the art and is provided on the medical information leaflet for ADAGEN ® (Enzon, Inc.), the contents of which are incorporated into this application.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Следующие примеры служат для обеспечения более полного понимания изобретения, но никоим образом не ограничивают фактический объем изобретения.The following examples serve to provide a more complete understanding of the invention, but in no way limit the actual scope of the invention.

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

Конструирование экспрессионного штамма E. Coli, экспрессирующего рекомбинантную АДА человека с заменой Cys/Ser в положении 74 зрелого белкаConstruction of an expression strain of E. Coli expressing recombinant human ADA with Cys / Ser substitution at position 74 of the mature protein

Опубликованную аминокислотную последовательность длиной 363 а.к. аденозиндеаминазы человека (GenBank NP_000013, включенная в настоящую заявку путем отсылки) проанализировали на присутствие кодонов цистеина. Пять положений в зрелом (с отщепленным N-концевым Met) полипептиде кодируют цистеин (C74, C 12, C153, C168, C261). В сконструированном и модифицированном гене, экспрессирующем АДА человека, лишь один из указанных пяти кодонов цистеина (Цистеин 74, TGC) заменили кодоном серина (TCC) (это 75 положение в транслированном белке). Определенную полипептидную последовательность (см. SEQ ID NO: 3) предоставили корпорации Blue Heron (Bothell, Вашингтон, США) для синтеза нового полноразмерного гена, включающего кодоны, оптимизированные для экспрессии в E. coli, с использованием стандартного химического синтеза с перекрывающимися олигонуклеотидными фрагментами. Вкратце, последовательность оптимизировали для бактериальной экспрессии в соответствии со стандартными бактериальными кодонами, используемыми для Escherichia coli K12, используя данные по кодонам, описанные Grantham R. et al.; 1981, "Codon catalogue usage in genome strategy modulated for gene expressivity," Nucleic Acid Res. 9:r43-r47, и Lathe, R. 1985, "Synthetic oligonucleotide probes deduced from amino acid sequence data, Theoretical and practical considerations," J. Mol. Biol.; 183:1-12.Published amino acid sequence 363 a.k. in length human adenosine deaminases (GenBank NP_000013, incorporated herein by reference) were analyzed for the presence of cysteine codons. Five positions in the mature (with cleaved N-terminal Met) polypeptide encode cysteine (C74, C 12, C153, C168, C261). In the constructed and modified gene expressing human ADA, only one of the five cysteine codons (Cysteine 74, TGC) was replaced by a serine codon (TCC) (this is the 75 position in the translated protein). A specific polypeptide sequence (see SEQ ID NO: 3) was provided by Blue Heron Corporation (Bothell, Washington, USA) for the synthesis of a new full-sized gene, including codons optimized for expression in E. coli, using standard chemical synthesis with overlapping oligonucleotide fragments. Briefly, the sequence was optimized for bacterial expression in accordance with the standard bacterial codons used for Escherichia coli K12 using the codon data described by Grantham R. et al .; 1981, "Codon catalog usage in genome strategy modulated for gene expressivity," Nucleic Acid Res. 9: r43-r47, and Lathe, R. 1985, "Synthetic oligonucleotide probes deduced from amino acid sequence data, Theoretical and practical considerations," J. Mol. Biol .; 183: 1-12.

Затем соответствующую последовательность РНК анализировали на предмет формирования шпилечной структуры или петель и подвергали вычислениям минимальной свободной энергии. Фланкирующие сайты рестрикции NdeI и BamHI вводили в концевые участки гена. После расщепления синтетической ДНК ферментами рестрикции NdeI и BamHI 1,1 т.п.н. ген лигировали с помощью T4 ДНК лигазы в плазмидный вектор pET-28a (Novagen), который был также расщеплен указанными двумя ферментами. Рекомбинантную плазмиду вводили в штамм E. coli BLR (DE3) или HMS 174 (DE3) с помощью электропорации, используя BTX Electro Cell Manipulator 600, согласно инструкциям изготовителя. Трансформированную культуру высевали на чашки с LB агаром, содержащие канамицин (15 мкг/мл) с целью отбора колоний, содержащих плазмиду pET-28a/ADAcysSer (обозначенных ADAc75s/pET28a:BLR (DE3) или ADAc75s/pET28a:HMS174 (DE3)). Нуклеотидную последовательность варианта гена АДА подтверждали посредством анализа последовательности ДНК с помощью ABI Prism 310 Genetic Analyzer, используя Big Dye Terminators. Последовательность ДНК, кодирующая открытую рамку считывания Ser74-рчАДА, соответствовала SEQ ID NO: 4.Then the corresponding RNA sequence was analyzed for the formation of hairpin structures or loops and subjected to calculations of the minimum free energy. Flanking restriction sites NdeI and BamHI were introduced into the terminal regions of the gene. After cleavage of synthetic DNA with restriction enzymes NdeI and BamHI 1.1 kb the gene was ligated with T4 DNA ligase into the plasmid vector pET-28a (Novagen), which was also digested with these two enzymes. The recombinant plasmid was introduced into the E. coli BLR strain (DE3) or HMS 174 (DE3) by electroporation using the BTX Electro Cell Manipulator 600 according to the manufacturer's instructions. The transformed culture was plated on LB agar plates containing kanamycin (15 μg / ml) to select colonies containing the plasmid pET-28a / ADAcysSer (designated ADAc75s / pET28a: BLR (DE3) or ADAc75s / pET28a: HMS174 (DE3)). The nucleotide sequence of an ADA gene variant was confirmed by DNA sequence analysis using an ABI Prism 310 Genetic Analyzer using Big Dye Terminators. The DNA sequence encoding the open reading frame of the Ser 74 rfADA was consistent with SEQ ID NO: 4.

Затем выделенные колонии очищали, пересевая на чашки, и анализировали на предмет экспрессии, индуцируемой изопропил-β-D-1-тиогалактопиранозидом (IPTG), в среде LB стандартными методами, такими как описанные в девятом выпуске Novagen pET System Manual, включенном путем отсылки в настоящую заявку.The isolated colonies were then purified by transferring to plates and analyzed for expression induced by isopropyl-β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) in LB medium using standard methods such as those described in the ninth issue of Novagen pET System Manual, incorporated by reference in this application.

Исследовали несколько параметров индукции, включая время, температуру и концентрацию индуктора. Предпочтительные условия индукции, включающие индукцию 50 мкМ IPTG в течение 12 часов при 25°C, обеспечивали продукцию АДА с высоким уровнем в цитоплазме бактерий-хозяев в количестве приблизительно 20% от суммарного белка клетки. Экспрессированный белок АДА, пронализированный с помощью электрофореза в ДСН-ПААГ, обладал требуемой молекулярной массой приблизительно 40 кДа (данные не показаны).Several induction parameters were investigated, including time, temperature, and inductor concentration. Preferred induction conditions, including the induction of 50 μM IPTG for 12 hours at 25 ° C, ensured the production of ADA with a high level in the cytoplasm of the host bacteria in an amount of approximately 20% of the total protein of the cell. Expressed ADA protein pronounced by SDS-PAGE electrophoresis had a desired molecular weight of approximately 40 kDa (data not shown).

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

Конструирование экспрессионного штамма E. Coli, экспрессирующего рекомбинантную бычью АДА с заменой Cys/Ser в положении 74 зрелого белкаConstruction of an expression strain of E. Coli expressing recombinant bovine ADA with Cys / Ser substitution at position 74 of the mature protein

Очищенный зрелый белок АДА, полученный из препаратов кишечного тракта крупного рогатого скота, является белком длиной 356 аминокислот, без N-концевого метионина, а также без шести C-концевых остатков, предсказанных из последовательности кДНК (GenBank NP_776312, включенной путем отсылки в настоящую заявку). Аминокислотная последовательность бычьей АДА анализировали на предмет присутствия кодонов цистеина. Пять положений в зрелом полипептиде кодируют цистеин (C74, C152, C153, C168, C261). В сконструированном и модифицированном синтетическом гене бычьей АДА только одно из указанных пяти положений цистеина (цистеин 74) заменили остатком серина. Это выполняли, вводя кодон серина (TCC) вместо нормального кодона цистеина в положение 74 зрелого полипептида (или положение 75 продукта трансляции). Ген также оптимизировали по кодонам для экспрессии в E. coli.The purified mature ADA protein obtained from preparations of the intestinal tract of cattle is a protein of 356 amino acids in length, without an N-terminal methionine, and also without six C-terminal residues predicted from the cDNA sequence (GenBank NP_776312, incorporated by reference in this application) . The bovine ADA amino acid sequence was analyzed for the presence of cysteine codons. Five positions in the mature polypeptide encode cysteine (C74, C152, C153, C168, C261). In the constructed and modified synthetic bovine ADA gene, only one of the five positions of cysteine (cysteine 74) was replaced by a serine residue. This was accomplished by introducing a serine codon (TCC) instead of the normal cysteine codon at position 74 of the mature polypeptide (or translation product position 75). The gene was also optimized for codons for expression in E. coli.

Вкратце, определенную полипептидную последовательность (см. SEQ ID NO: 1) предоставили компании BioCatalytics для синтеза нового полноразмерного гена, включающего кодоны, оптимизированные для экспрессии в E. coli, с использованием собственных способов BioCatalytics, которые включают химический синтез с перекрывающимися олигонуклеотидными фрагментами. Способы BioCatalytics более подробно описаны в патенте США 6366860, содержание которого полностью включено путем отсылки в настоящую заявку.Briefly, a specific polypeptide sequence (see SEQ ID NO: 1) was provided to BioCatalytics for the synthesis of a new full-sized gene, including codons optimized for expression in E. coli, using BioCatalytics proprietary methods that involve chemical synthesis with overlapping oligonucleotide fragments. BioCatalytics methods are described in more detail in US patent 6366860, the contents of which are fully incorporated by reference in this application.

Экспрессию бычьей АДА анализировали в нескольких системах экспрессии. Например, в концевые участки гена вводили фланкирующие сайты рестрикции NdeI и BamHI. После расщепления синтетической ДНК ферментами рестрикции NdeI и BamHI ген 1,1 т.п.н. лигировали с помощью T4 ДНК лигазы в плазмидный вектор pET-9d (Novagen), который был также расщеплен указанными двумя ферментами. Рекомбинантную плазмиду вводили в штамм E. coli BLR (DE3) или HMS 174 (DE3) с помощью электропорации, используя BTX Electro Cell Manipulator 600, согласно инструкциям изготовителя. Трансформированную культуру высевали на чашки с LB агаром, содержащие канамицин (15 мкг/мл) с целью отбора колоний, содержащих плазмиду pET-9d/bADA (обозначенных bADA/pET9d:BLR(DE3) или bADA/pET9d:HMS 174(DE3)). Нуклеотидную последовательность варианта гена АДА подтверждали посредством анализа последовательности ДНК с помощью ABI Prism 310 Genetic Analyzer, используя Big Dye Terminators. Последовательность ДНК, содержащая открытую рамку считывания Ser74-рчАДА, приведена в SEQ ID NO: 2.Bovine ADA expression was analyzed in several expression systems. For example, flanking restriction sites NdeI and BamHI were introduced into the terminal regions of the gene. After cleavage of synthetic DNA with restriction enzymes NdeI and BamHI, a 1.1 kb gene were ligated with T4 DNA ligase into plasmid vector pET-9d (Novagen), which was also digested with these two enzymes. The recombinant plasmid was introduced into the E. coli BLR strain (DE3) or HMS 174 (DE3) by electroporation using the BTX Electro Cell Manipulator 600 according to the manufacturer's instructions. The transformed culture was plated on LB agar plates containing kanamycin (15 μg / ml) to select colonies containing the plasmid pET-9d / bADA (designated bADA / pET9d: BLR (DE3) or bADA / pET9d: HMS 174 (DE3)) . The nucleotide sequence of an ADA gene variant was confirmed by DNA sequence analysis using an ABI Prism 310 Genetic Analyzer using Big Dye Terminators. The DNA sequence containing the open reading frame of the Ser 74 rfADA is shown in SEQ ID NO: 2.

Затем выделенные колонии очищали, пересевая на чашки, и анализировали на предмет IPTG-индуцируемой экспрессии гена в среде LB стандартными методами, такими как описанные в девятом выпуске Novagen pET System Manual. Анализировали несколько параметров индукции, включая время, температуру и концентрацию индуктора. Предпочтительные условия индукции, включающие индукцию 0,3% лактозой в течение 12 часов при 37°C, обеспечивали продукцию АДА с высоким уровнем в цитоплазме бактерий-хозяев в количестве приблизительно 20% от суммарного белка клетки. Продукт АДА, пронализированный с помощью электрофореза в ДСН-ПААГ, обладал требуемой молекулярной массой приблизительно 40 кДа.Then, the isolated colonies were purified by transferring to plates and analyzed for IPTG-induced gene expression in LB medium by standard methods, such as those described in the ninth edition of Novagen pET System Manual. Several induction parameters were analyzed, including time, temperature, and inductor concentration. Preferred induction conditions, including induction with 0.3% lactose for 12 hours at 37 ° C, ensured the production of ADA with a high level in the cytoplasm of the host bacteria in an amount of approximately 20% of the total protein of the cell. The ADA product pronounced by SDS-PAGE electrophoresis had a desired molecular weight of about 40 kDa.

ПРИМЕР 3EXAMPLE 3

Очистка мутеина рчАДАPurification of mutein rHADA

Очистку мутеина рчАДА выполняли с использованием 3-стадийной хроматографической очистки, разработанной Enzon. Культивирование бактериальных клеток проводили со штаммом E. coli, экспрессирующим белок рчАДА с синтетического гена в плазмиде pET28a (Novagen) в клетке-хозяине HMS 174(DE3). В минимальную среду с глицерином включали рифампицин (200 мкг/мл) и канамицин (мкг/мл) с добавлением дрожжевого экстракта (30 г/л), и выращивали клетки при 28°C до OD600 11, после чего добавляли индуктор IPTG до конечной концентрации 5 мМ. Через 40 часов (OD600~110) клетки собирали центрифугированием и замораживали при -20°C. Вкратце, размороженную клеточную пасту (50 г) ресуспендировали в 1800 мл буфера, содержащего 10 мМ Трис [трисгидроксиметиламинометан], 1 мМ ДТТ, pH 8,0, и гомогенизировали при 1200 об/мин в течение 10 секунд на Tempest Virtis (SentryTM, Microprocessor, Boston, MA). Полученную суспензию пропускали через сито из нержавеющей стали (с отверстиями 250 мкм, №60, W.S Tyler) для удаления крупных частиц. Однородную клеточную суспензию гомогенизировали с использованием гомогенизатора высокого давления в 3 циклах при 103,4 МПа (15000 psi) (установку охлаждали льдом) (MicroFluidizer, Microfluidics Corp., Model#110Y, Boston, MA). В конце микрогомогенизации 200 мл того же указанного выше буфера использовали для промывки установки, а полученный раствор объединяли с вышеуказанной суспензией. Растворимый белок из лизатов клеток выделяли центрифугированием при 16000 об/мин в течение 40 минут при 4°C (Sorvall® RC 5C plus, ротор SLA-1000). Супернатант собирали осторожно, чтобы избежать нежелательного смешивания. Уровень pH доводили до 8,0, после чего добавляли 1 мМ MgCl2 и 20 мг/мл ДНКазы, и инкубировали при комнатной температуре в течение 2 часов. Затем pH доводили до 6,5 1 н. HCl. Второе центрифугирование проводили так же, как описано выше, супернатант собирали и добавляли ЭДТА до концентрации 2 мМ с последующим фильтрованием с использованием 90 мм фильтровального прибора Nalgene®. Объем отфильтрованного супернатанта составлял 500 мл, концентрация общего белка по методу BCA (с бицинхониновой кислотой) составила 8,5 мг/мл.Purification of the rhADA mutein was performed using a 3-step chromatographic purification developed by Enzon. Bacterial cells were cultured with an E. coli strain expressing rhADA protein from the synthetic gene in plasmid pET28a (Novagen) in the HMS 174 (DE3) host cell. Rifampicin (200 μg / ml) and kanamycin (μg / ml) with yeast extract (30 g / l) were added to the minimal medium with glycerol, and cells were grown at 28 ° C to OD 600 11, after which the IPTG inducer was added to the final concentration of 5 mm. After 40 hours (OD 600 ~ 110), cells were harvested by centrifugation and frozen at -20 ° C. Briefly, thawed cell paste (50 g) was resuspended in 1800 ml of buffer containing 10 mM Tris [trishydroxymethylaminomethane], 1 mM DTT, pH 8.0, and homogenized at 1200 rpm for 10 seconds on Tempest Virtis ( SentryTM, Microprocessor) , Boston, MA). The resulting suspension was passed through a stainless steel sieve (with holes of 250 μm, No. 60, WS Tyler) to remove large particles. A homogeneous cell suspension was homogenized using a high pressure homogenizer in 3 cycles at 103.4 MPa (15000 psi) (unit was ice-cooled) (MicroFluidizer, Microfluidics Corp., Model # 110Y, Boston, MA). At the end of microhomogenization, 200 ml of the same buffer indicated above was used to wash the unit, and the resulting solution was combined with the above suspension. The soluble protein from cell lysates were pelleted by centrifugation at 16,000 rev / min for 40 minutes at 4 ° C (Sorvall ® RC 5C plus , SLA- 1000 rotor). The supernatant was collected carefully to avoid undesired mixing. The pH was adjusted to 8.0, after which 1 mM MgCl 2 and 20 mg / ml DNase were added and incubated at room temperature for 2 hours. Then the pH was adjusted to 6.5 1 N. HCl. A second centrifugation was carried out as described above, the supernatant was collected and EDTA was added to a concentration of 2 mM, followed by filtration using a 90 mm Nalgene ® filter apparatus. The volume of the filtered supernatant was 500 ml, the concentration of total protein according to the BCA method (with bicinchoninic acid) was 8.5 mg / ml.

Клеточный экстракт (100 мл) доводили до pH 7,2, 4,5 мС/см и наносили на HiTrap® DEAE ff (ff означает высокую скорость потока) в 20 мМ Бис-Трис, 20 мМ NaCl, pH 6,5, и элюировали в 20 мМ Бис-Трис, 500 мМ NaCl, pH 6,5. Пиковые фракции анализировали с помощью ферментного анализа и электрофореза в ДСН-ПААГ, после чего добавляли сульфат аммония до концентрации 1,5 М в 20 мМ NaHPO4, pH 6,5 и наносили на колонку HiTrap Phenyl ff. Белок элюировали в градиенте буфера для нанесения и 20 мМ NaHPO4, pH 6,5. Пиковую фракцию (55 мл, 0,4 мг/мл) подвергали диафильтрации против буфера, содержащего 20 мМ NaHPO4, 1 мМ ЭДТА, 1 мМ ДТТ, pH 6,5 и наносили на HiTrap SP-Sepharose ff и элюировали в 20 мМ NaHPO4, 500 мМ NaCl, 1 мМ ЭДТА, 1 мМ ДТТ, pH 6,5. Собранная фракция содержала очищенный белок АДА (77 мл, 0,1 мг/мл).The cell extract (100 ml) was adjusted to a pH of 7.2, 4.5 mS / cm and applied to HiTrap ® DEAE ff (ff means high flow rate) in 20 mM Bis-Tris, 20 mM NaCl, pH 6.5, and eluted in 20 mM Bis-Tris, 500 mM NaCl, pH 6.5. Peak fractions were analyzed by enzyme analysis and SDS-PAGE, then ammonium sulfate was added to a concentration of 1.5 M in 20 mM NaHPO 4 , pH 6.5, and applied to a HiTrap Phenyl ff column. Protein was suirable in the gradient of the buffer for applying and 20 mm NaHPO 4 , pH 6.5. The peak fraction (55 ml, 0.4 mg / ml) was diafiltered against a buffer containing 20 mM NaHPO 4 , 1 mM EDTA, 1 mM DTT, pH 6.5 and applied to HiTrap SP-Sepharose ff and eluted in 20 mM NaHPO 4 , 500 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1 mM DTT, pH 6.5. The collected fraction contained purified ADA protein (77 ml, 0.1 mg / ml).

ПРИМЕР 4EXAMPLE 4

Очистка рекомбинантного бычьего белка АДАPurification of Recombinant Bovine ADA Protein

Очистку мутеина рбАДА, экспрессируемого клоном Примера 2, выполняли с использованием 3-стадийной хроматографической очистки, разработанной Enzon. Вкратце, 200 г размороженной клеточной пасты (полученной от Blue Hereon или Biocatalytics, соответственно), которую хранили при -80°C, ресуспендировали в 1800 мл буфера, содержащего 20 мМ Бис-Трис, 1 мМ ЭДТА, pH 7,4, и гомогенизировали при 1200 об/мин в течение 5 минут на Tempest Virtis (SentryTM, Microprocessor, Boston, MA). Полученную суспензию пропускали через сито из нержавеющей стали (с отверстиями 250 мкм, №60, W.S Tyler) для удаления крупных частиц. Однородную суспензию клеток гомогенизировали с использованием гомогенизатора высокого давления в 3 циклах при 103,4 МПа (15000 psi) (установку охлаждали льдом) (MicroFluidizer, Microfluidics Corp., Model#110Y, Boston, MA). В конце микрогомогенизации 200 мл того же указанного выше буфера использовали для промывки установки, а полученный раствор объединяли с вышеуказанной суспензией. Растворимый белок из лизатов клеток выделяли центрифугированием при 7100 об/мин (12000×g) в течение 60 минут при 4°C (Avanti J-201, Beckman Coulter, ротор JLA8.1000). Супернатант собирали осторожно, чтобы избежать нежелательного смешивания.Purification of the rBADA mutein expressed by the clone of Example 2 was performed using a 3-step chromatographic purification developed by Enzon. Briefly, 200 g of thawed cell paste (obtained from Blue Hereon or Biocatalytics, respectively) that was stored at −80 ° C. was resuspended in 1800 ml of buffer containing 20 mM Bis-Tris, 1 mM EDTA, pH 7.4, and homogenized at 1200 rev / min for 5 minutes Tempest Virtis (Sentry TM, Microprocessor, Boston, MA). The resulting suspension was passed through a stainless steel sieve (with holes of 250 μm, No. 60, WS Tyler) to remove large particles. A homogeneous cell suspension was homogenized using a high pressure homogenizer in 3 cycles at 103.4 MPa (15000 psi) (the unit was ice-cooled) (MicroFluidizer, Microfluidics Corp., Model # 110Y, Boston, MA). At the end of microhomogenization, 200 ml of the same buffer indicated above was used to wash the unit, and the resulting solution was combined with the above suspension. Soluble protein from cell lysates was isolated by centrifugation at 7100 rpm (12000 × g) for 60 minutes at 4 ° C (Avanti J-201, Beckman Coulter, JLA8.1000 rotor). The supernatant was collected carefully to avoid undesired mixing.

Для удаления нуклеотидов в данном клеточном экстракте к вышеуказанному супернатанту добавляли полиэтиленимин (PEI) (до конечной концентрации 0,15%, масс/об) и тщательно смешивали в течение 10 мин. Затем полученный клеточный экстракт оставляли на ночь при 4°C. Осадок из указанного ночного образца удаляли с помощью центрифугирования при 7100 об/мин (12000×g) в течение 60 минут при 4°C (Avanti J-201, Beckman Coulter, ротор JLA8.1000). Точно так же супернатант осторожно собирали, чтобы избежать нежелательного смешивания. Чтобы поспособствовать связыванию АДА на первой колонке к данному клеточному экстракту медленно добавляли 10%-ый PEG4600, и pH полученного клеточного экстракта медленно доводили до 6,5 1 н. NaOH и 1 н. HCl. Затем супернатант снова центрифугировали при 7100 об/мин (12000×g) в течение 60 минут при 4°C (Avanti J-201, Beckman Coulter, ротор JLA8.1000) перед нанесением на следующую колонку.To remove the nucleotides in this cell extract, polyethyleneimine (PEI) was added to the above supernatant (to a final concentration of 0.15%, w / v) and mixed thoroughly for 10 minutes. Then the resulting cell extract was left overnight at 4 ° C. The precipitate from the indicated night sample was removed by centrifugation at 7100 rpm (12000 × g) for 60 minutes at 4 ° C (Avanti J-201, Beckman Coulter, JLA8.1000 rotor). Similarly, the supernatant was carefully collected to avoid undesired mixing. To facilitate ADA binding on the first column, 10% PEG4600 was slowly added to this cell extract, and the pH of the resulting cell extract was slowly adjusted to 6.5 1 N. NaOH and 1 N. HCl. The supernatant was then centrifuged again at 7100 rpm (12000 × g) for 60 minutes at 4 ° C (Avanti J-201, Beckman Coulter, JLA8.1000 rotor) before application to the next column.

Клеточный экстракт наносили на предварительно уравновешенную колонку Capto Q (номер по кат. 17-5316-01, GE Healthcare, Piscataway, NJ). Объем слоя 350 мл в колонке XK-50 заранее насыщали буфером, содержащим 20 мМ Бис-Трис, 1 мМ ЭДТА, pH 6,5. Перед элюированием АДА из колонки уравновешивающим буфером с 80 мМ NaCl, для удаления примесей сначала выполняли элюирование с 60 мМ и 70 мМ NaCl. Профиль элюции анализировали на активность АДА, с помощью электрофореза в ДСН-ПААГ, вестерн-блоттинга и ОФ-ВЭЖХ.Cell extract was applied to a pre-equilibrated Capto Q column (Cat. No. 17-5316-01, GE Healthcare, Piscataway, NJ). The volume of the 350 ml layer in an XK-50 column was pre-saturated with a buffer containing 20 mM Bis-Tris, 1 mM EDTA, pH 6.5. Before eluting ADA from the column with equilibration buffer with 80 mM NaCl, elution was first performed with 60 mM and 70 mM NaCl to remove impurities. The elution profile was analyzed for ADA activity by SDS-PAGE, Western blotting and RP-HPLC.

После колонки Capto Q одну за другой проводили две очистки с помощью хроматографии гидрофобного взаимодействия (HIC), чтобы дополнительно повысить чистоту белка. Первую HIC-очистку проводили на октил-сефарозе 4FF (номер по кат. 17-0946-02, GE Healthcare, Piscataway, NJ). Объединенные фракции АДА после колонки Capto Q непосредственно осаждали порошком сульфата аммония при концентрации 1,5 М (NH4)2SO4, и доводили pH до 6,5. Отфильтрованный образец (Nalgene Nunc, номер по кат. 540887, MEMB 0.2 PES, Rochester, NY) наносили на первую колонку HIC, предварительно уравновешенную 1,5 М (NH4)2SO4, 20 мМ фосфатом калия, 1 мМ ЭДТА, pH 6,5 (объем слоя 150 мл, в XK-50, GE Healthcare, Piscataway, NJ). Белок АДА элюировали в градиенте сульфата аммония, а профиль чистоты полученного элюата определяли с помощью электрофореза в ДСН-ПААГ и ОФ-ВЭЖХ. Белок АДА во фракциях первой колонки HIC объединяли и доводили концентрацию (NH4)2SO4 до 1 М, после чего непосредственно наносили на вторую колонку HIC (объем слоя 150 мл, XK-50, HIC Phenyl HP, номер по кат. 17-1082-01, Piscataway, NJ), предварительно уравновешенную 1 М (NH4)2SO4, 20 мМ KH2PO4-K2HPO4, 1 мМ ЭДТА, pH 6,5. АДА элюировали в градиенте сульфата аммония от 1 М до 300 мМ в 20 мМ KH2PO4-K2HPO4, 1 мМ ЭДТА, pH 6,5. Чистоту АДА в полученных фракциях анализировали с помощью электрофореза в ДСН-ПААГ и ОФ-ВЭЖХ. Затем очищенные рбАДА или рчАДА обессоливали и концентрировали с помощью систем LabScale™ TFF (Membrane BioMax 5, Bedford, MA) против буфера для хранения (например, 100 мМ фосфат натрия, 1 мМ ЭДТА, pH 6,5).After the Capto Q column, two purifications were performed one after the other using hydrophobic interaction chromatography (HIC) to further increase the purity of the protein. The first HIC was performed on 4FF octyl sepharose (Cat. No. 17-0946-02, GE Healthcare, Piscataway, NJ). The combined ADA fractions after the Capto Q column were directly precipitated with ammonium sulfate powder at a concentration of 1.5 M (NH 4 ) 2 SO 4 , and the pH was adjusted to 6.5. A filtered sample (Nalgene Nunc, Cat. 540887, MEMB 0.2 PES, Rochester, NY) was applied to a first HIC column, pre-equilibrated with 1.5 M (NH 4 ) 2 SO 4 , 20 mM potassium phosphate, 1 mM EDTA, pH 6.5 (layer volume 150 ml, in XK-50, GE Healthcare, Piscataway, NJ). The ADA protein was eluted in a gradient of ammonium sulfate, and the purity profile of the obtained eluate was determined by SDS-PAGE and RP-HPLC. ADA protein in the fractions of the first HIC column was combined and the concentration of (NH 4 ) 2 SO 4 was adjusted to 1 M, after which it was directly applied to the second HIC column (layer volume 150 ml, XK-50, HIC Phenyl HP, Cat. 17- 1082-01, Piscataway, NJ), pre-equilibrated with 1 M (NH 4 ) 2 SO 4 , 20 mM KH 2 PO 4 -K 2 HPO 4 , 1 mM EDTA, pH 6.5. ADA was suirable in a gradient of ammonium sulfate from 1 M to 300 mm in 20 mm KH 2 PO 4 -K 2 HPO 4 , 1 mm EDTA, pH 6.5. The purity of the ADA in the obtained fractions was analyzed by SDS-PAGE and RP-HPLC electrophoresis. The purified rBADA or rhADA was then desalted and concentrated using LabScale ™ TFF systems (Membrane BioMax 5, Bedford, MA) against storage buffer (e.g., 100 mM sodium phosphate, 1 mM EDTA, pH 6.5).

ПРИМЕР 5EXAMPLE 5

Анализы стабильности рбАДА и Ser74-рбАДАStability Assays for rBADA and Ser 74 -RBADA

Следующие анализы проводили с целью продемонстрировать, что стабильность рбАДА при окислительной деструкции была действительно улучшена благодаря мутации с заменой cys74/ser74. Для анализа стабильности использовали образцы рекомбинантной бычьей АДА (рбАДА) и рекомбинантной бычьей АДА с мутацией cys74/ser74 (Ser-74-рбАДА) в концентрациях приблизительно 0,5 мг/мл в натрий фосфатном буфере (pH 7,8). Стабильность контролировали с помощью обращенно-фазовой ВЭЖХ (ОФ-ВЭЖХ), используя УФ детекцию при 220 нм и масс-спектрометрическую детекцию (масс-спектрометр Micromass Q-TOF с ионизацией электрораспылением). Условия ВЭЖХ были следующими:The following analyzes were performed to demonstrate that the stability of rBADA during oxidative degradation was indeed improved due to a mutation with cys74 / ser74 replacement. For stability analysis, samples of recombinant bovine ADA (rBADA) and recombinant bovine ADA with the cys74 / ser74 mutation (Ser-74-rbADA) were used at concentrations of approximately 0.5 mg / ml in sodium phosphate buffer (pH 7.8). Stability was monitored by reverse phase HPLC (RP-HPLC) using UV detection at 220 nm and mass spectrometric detection (Micromass Q-TOF mass spectrometer with electrospray ionization). The HPLC conditions were as follows:

Колонка:Speaker: Zorbax 300 SB-C8 (Agilent, 250×4,6 мм, размер пор 300 ангстрем, величина частиц 5 микрон).Zorbax 300 SB-C8 (Agilent, 250 × 4.6 mm, pore size 300 angstroms, particle size 5 microns). Подвижная фаза A:Mobile phase A: 0,1% трифторуксусная кислота в воде.0.1% trifluoroacetic acid in water. Подвижная фаза B:Mobile phase B: 0,1% трифторуксусная кислота в смеси ацетонитрил/вода (80/20, об/об).0.1% trifluoroacetic acid in a mixture of acetonitrile / water (80/20, v / v). Градиент:Gradient: ВремяTime % подвижной фазы B% mobile phase B 00 20twenty 55 20twenty 4545 8080 4646 20twenty 6060 20twenty Температура колонки:Column Temperature: 40°C40 ° C Скорость потока:Flow rate: 1,0 мл/мин1.0 ml / min Вводимый объем:Input Volume: 50 мкл50 μl

Чистоту соединений определяли с помощью ОФ-ВЭЖХ анализа в исходный момент начала анализа стабильности и в различные моменты времени, включая 4, 8 и 17 дней после начала анализа. Нужно отметить, что образцы рбАДА (не мутеина) перед данным исследованием хранились приблизительно два месяца и уже подверглись некоторому разложению. Образец Ser74-рбАДА был подготовлен недавно и являлся относительно чистым. Однако в рамках данного исследования анализируемым параметром являлось различие в чистоте между исходным моментом времени и через 17 дней инкубирования при 25°C.The purity of the compounds was determined using RP-HPLC analysis at the initial moment of the beginning of the stability analysis and at various points in time, including 4, 8 and 17 days after the start of the analysis. It should be noted that samples of rBADA (not mutein) were stored for approximately two months before this study and had already undergone some decomposition. A Ser 74 -RBADA sample was prepared recently and was relatively pure. However, in the framework of this study, the analyzed parameter was the difference in purity between the initial point in time and after 17 days of incubation at 25 ° C.

Как показано в Таблице 1, чистота рбАДА составляла 83,7% на исходный момент времени и уменьшилась до 66,1% спустя 17 дней, что указывает на то, что 17,6% рбАДА разложилось в течение указанного промежутка времени. Масс-спектрометрический анализ хроматографически разделенных пиков показал, что главный продукт деградации, элюируемый на 31,851 минуте и занимавший 30,5% площади хроматограммы, имел массу на 32 Да выше, чем рбАДА. Данное изменение массы соответствует присоединению к рбАДА 2 атомов кислорода с формированием продукта деградации, содержащего сульфиновую кислоту вместо свободного цистеина в положении 74 рбАДА. Масса продукта деградации, имевшего минорный пик, элюируемого на 32,538 минуте, соответствовала присоединению 1 атома кислорода к рбАДА с формированием продукта деградации, содержащего сульфеновую кислоту вместо свободного цистеина в положении 74 рбАДА. Ser74-рбАДА, содержащая остаток серина, заменяющий реакционно-способный остаток цистеина 74, показала небольшое разложение в течение 17 дней, при этом чистота через 17 дней (97,9%) фактически не изменилась по сравнению с чистотой на начальный момент времени (97,2%). Это доказывает, что цистеин 74 действительно является источником окислительной деструкции, которая происходит в рбАДА, а мутация с заменой указанного остатка на серин, который не склонен к окислению, предотвращает подобное разложение.As shown in Table 1, the rbADA purity was 83.7% at the initial time point and decreased to 66.1% after 17 days, which indicates that 17.6% rbADA decomposed over the indicated time period. Mass spectrometric analysis of chromatographically separated peaks showed that the main degradation product, eluting at 31.851 minutes and occupying 30.5% of the chromatogram area, had a mass of 32 Da higher than rBADA. This mass change corresponds to the addition of 2 oxygen atoms to rBADA with the formation of a degradation product containing sulfinic acid instead of free cysteine at position 74 rbADA. The mass of the degradation product, which had a minor peak, eluting at 32.538 min, corresponded to the addition of 1 oxygen atom to rBADA with the formation of a degradation product containing sulfenic acid instead of free cysteine at position 74 rbADA. Ser 74 -rbADA, containing a serine residue replacing the reactive cysteine residue 74, showed a slight decomposition for 17 days, while the purity after 17 days (97.9%) did not actually change compared to the purity at the initial time point (97 , 2%). This proves that cysteine 74 is indeed a source of oxidative degradation that occurs in rBADA, and a mutation with the substitution of this residue with serine, which is not prone to oxidation, prevents such decomposition.

Таблица 1Table 1 Стабильность рбАДА и Ser74-рбАДА в натрий фосфатном буфере
(pH 7,8) при 25°C
Stability of rBADA and Ser 74 -RBADA in sodium phosphate buffer
(pH 7.8) at 25 ° C
Момент времениMoment of time % чистоты при определении с помощью ОФ-ВЭЖХ% purity as determined by RP-HPLC рбАДАrBADA Mut-рбАДАMut-rBADA НачальныйElementary 83,783.7 97,297.2 4 дня4 days 83,683.6 96,796.7 8 дней8 days 76,376.3 97,797.7 17 дней17 days 66,166.1 97,997.9

ПРИМЕР 6EXAMPLE 6

Применение мутеинов АДА в терапии АДА-дефицитных пациентов, страдающих ТКИДThe use of ADA muteins in the treatment of ADA-deficient patients suffering from TCID

Описанные мутированные ферменты АДА применяли в терапевтических схемах, которые на настоящий момент применяют для ADAGEN®. Ser74-rb или рчАДА может быть модифицирован посредством конъюгирования с полиэтиленгликолем (ПЭГ), например, с 11-17 ПЭГ 5 кДа полимерами на белок АДА. ПЭГилированные препараты мутеина АДА вводят в стерильный раствор хлорида натрия при pH 7,2-7,4 и в концентрации приблизительно 250 единиц в миллилитре. ПЭГилированный мутеин АДА вводят пациентам перентерально, например, внутримышечно. Пациенты, имеющие показания к подобной терапии, включают пациентов с тяжелым комбинированным иммунодефицитом, вызванным недостаточной активностью АДА. Введение ПЭГ-АДА мутеина обычно выполняют через каждые семь дней согласно схеме дозирования 10 Е/кг для первой дозы и 20 Е/кг в неделю для последующих доз. Ser74-рб или рч ПЭГ-АДА хранят при 2-8°C в водном растворе с одной дозой во флаконе объемом 1,5 миллилитра. Схема дозирования разработана таким образом, чтобы обеспечивать уровни активности АДА в плазме порядка 15-35 мкмоль/ч/мл (в анализе при 37°C) и снижать эритроцитарный дАТФ до ≤0,005-0,015 мкмоль/мл упакованных эритроцитов.The described mutated ADA enzymes have been used in therapeutic regimens currently used for ADAGEN ® . Ser 74 -rb or rhADA can be modified by conjugation with polyethylene glycol (PEG), for example, with 11-17 PEG 5 kDa polymers per ADA protein. The pegylated ADA mutein preparations are introduced into a sterile solution of sodium chloride at a pH of 7.2-7.4 and at a concentration of approximately 250 units per milliliter. The pegylated mutein ADA is administered to patients transversely, for example, intramuscularly. Patients with indications for such therapy include patients with severe combined immunodeficiency caused by insufficient ADA activity. The introduction of PEG-ADA mutein is usually performed every seven days according to the dosing schedule of 10 U / kg for the first dose and 20 U / kg per week for subsequent doses. Ser 74 rb or rh PEG-ADA is stored at 2-8 ° C in a single dose aqueous solution in a 1.5 milliliter vial. The dosage schedule is designed in such a way as to ensure plasma levels of ADA activity of the order of 15-35 μmol / h / ml (in the analysis at 37 ° C) and to reduce red blood cell DATP to ≤0.005-0.015 μmol / ml of packed red blood cells.

ПРИМЕР 7EXAMPLE 7

Получение ПЭГилированной Ser74-рбАДА через образованиеPreparation of Pegylated Ser 74 -RBADA via Education

уретановой связиurethane bond

СК-ПЭГ (N-гидроксисукцинимидилкарбонат-активированный полиэтиленгликоль, 0,084 ммоль) добавляли к раствору Ser74-рбАДА (0,00027 ммоль) в 3 мл натрий фосфатного буфера (0,1 М, pH 7,8) при легком перемешивании. Раствор перемешивали при 30°C в течение 30 минут. С целью контроля ПЭГ-конъюгирования использовали ГПХ-колонку (Zorbax GF-450). В конце реакции (о чем свидетельствовало отсутствие нативного фермента) смесь разбавляли 12 мл буфера для приготовления композиции (0,05 М фосфат натрия, 0,85% хлорид натрия, pH 7,3), после чего подвергали диафильтрации с использованием концентратора Centriprep (Amicon) для удаления непрореагировавшего ПЭГ. Диафильтрацию продолжали при 4°C столько, сколько необходимо, пока свободного ПЭГ более не обнаруживалось при смешивании равных количеств фильтрата и 0,1% PMA (полиметакриловой кислоты в 0,1 М HCl).SK-PEG (N-hydroxysuccinimidyl carbonate activated polyethylene glycol, 0.084 mmol) was added to a solution of Ser 74 -RBADA (0.00027 mmol) in 3 ml of sodium phosphate buffer (0.1 M, pH 7.8) with gentle stirring. The solution was stirred at 30 ° C for 30 minutes. To control PEG conjugation, a GPC column (Zorbax GF-450) was used. At the end of the reaction (as evidenced by the absence of a native enzyme), the mixture was diluted with 12 ml of preparation buffer (0.05 M sodium phosphate, 0.85% sodium chloride, pH 7.3), and then diafiltered using a Centriprep concentrator (Amicon ) to remove unreacted PEG. Diafiltration was continued at 4 ° C for as long as needed until free PEG was no longer detected by mixing equal amounts of filtrate and 0.1% PMA (polymethacrylic acid in 0.1 M HCl).

ПРИМЕР 8EXAMPLE 8

Получение ПЭГилированной Ser74-рчАДА через образованиеPreparation of Pegylated Ser 74 rhADA via Education

уретановой связиurethane bond

Реакцию СК-ПЭГ (0,084 ммоль) и Ser74-рчАДА (0,00027 ммоль) проводили с использованием тех же условий, как описано в Примере 7.The reaction of SK-PEG (0.084 mmol) and Ser 74- rchADA (0.00027 mmol) was carried out using the same conditions as described in Example 7.

ПРИМЕР 9EXAMPLE 9

Получение ПЭГилированной Ser74-рбАДА через образованиеPreparation of Pegylated Ser 74 -RBADA via Education

амидной связиamide bond

СС-ПЭГ (N-гидроксисукцинимидилсукцинат-активированный полиэтиленгликоль, 0,084 ммоль) добавляли к раствору Ser74-рбАДА (0,00027 ммоль) в 3 мл натрий фосфатного буфера (0,1 М, pH 7,8) при легком перемешивании. Раствор перемешивали при 30°C в течение 30 минут. С целью контроля ПЭГ-конъюгирования использовали ГПХ-колонку (Zorbax GF-450). В конце реакции (о чем свидетельствовало отсутствие нативного фермента) смесь разбавляли 12 мл буфера для приготовления композиции (0,05 М фосфат натрия, 0,85% хлорид натрия, pH 7,3), после чего подвергали диафильтрации с использованием концентратора Centriprep (Amicon) для удаления непрореагировавшего ПЭГ. Диафильтрацию продолжали при 4°C столько, сколько необходимо, пока свободного ПЭГ более не обнаруживалось при смешивании равных количеств фильтрата и 0,1% PMA (полиметакриловой кислоты в 0,1 М HCl).SS-PEG (N-hydroxysuccinimidyl succinate-activated polyethylene glycol, 0.084 mmol) was added to a solution of Ser 74 -RBADA (0.00027 mmol) in 3 ml of sodium phosphate buffer (0.1 M, pH 7.8) with gentle stirring. The solution was stirred at 30 ° C for 30 minutes. To control PEG conjugation, a GPC column (Zorbax GF-450) was used. At the end of the reaction (as evidenced by the absence of a native enzyme), the mixture was diluted with 12 ml of preparation buffer (0.05 M sodium phosphate, 0.85% sodium chloride, pH 7.3), and then diafiltered using a Centriprep concentrator (Amicon ) to remove unreacted PEG. Diafiltration was continued at 4 ° C for as long as needed until free PEG was no longer detected by mixing equal amounts of filtrate and 0.1% PMA (polymethacrylic acid in 0.1 M HCl).

ПРИМЕР 10EXAMPLE 10

Получение ПЭГилированного мутеина рчАДА через образование амидной связиObtaining pegylated rhADA mutein through the formation of an amide bond

Реакцию СС-ПЭГ (0,084 ммоль) и мутеина рчАДА (0,00027 ммоль) проводили с использованием тех же условий, как описано в Примере 9.The reaction of CC-PEG (0.084 mmol) and rhADA mutein (0.00027 mmol) was carried out using the same conditions as described in Example 9.

Claims (14)

1. Выделенная рекомбинантная аденозиндеаминаза, включающая полипептид SEQ ID NO: 1 или вариантный полипептид SEQ ID NO: 1 выделенной рекомбинантной аденозиндеаминазы, где вариантный полипептид SEQ ID NO: 1 включает одну или более аминокислотных замен, выбранных из группы, состоящей из: Gln вместо Lys198; Ala вместо Thr245; и Arg вместо Gly351.1. An isolated recombinant adenosine deaminase comprising the SEQ ID NO: 1 polypeptide or a variant SEQ ID NO: 1 polypeptide of the isolated recombinant adenosine deaminase, where the SEQ ID NO: 1 variant polypeptide includes one or more amino acid substitutions selected from the group consisting of: Gln instead of Lys198 ; Ala instead of Thr245; and Arg instead of Gly351. 2. Рекомбинантная аденозиндеаминаза по п.1, кодированная молекулой ДНК SEQ ID NO: 2.2. The recombinant adenosine deaminase according to claim 1, encoded by the DNA molecule of SEQ ID NO: 2. 3. Конъюгат полиалкиленоксида с аденозиндеаминазой для лечения аденозиндеаминаза-опосредованных заболеваний, где аденозиндеаминаза является рекомбинантной аденозиндеаминазой по п.1, где рекомбинантная аденозиндеаминаза включает от 11 до 17 цепей полиалкиленоксида с молекулярной массой 5 кДа на белок АДА.3. The conjugate of polyalkylene oxide with adenosine deaminase for the treatment of adenosine deaminase-mediated diseases, where the adenosine deaminase is the recombinant adenosine deaminase according to claim 1, where the recombinant adenosine deaminase comprises from 11 to 17 chains of polyalkylene oxide with a molecular weight of 5 kDa. 4. Конъюгат полиалкиленоксида с аденозиндеаминазой по п.3, где полиалкиленоксид является полиэтиленгликолем.4. The conjugate of polyalkylene oxide with adenosine deaminase according to claim 3, where the polyalkylene oxide is polyethylene glycol. 5. Конъюгат полиалкиленоксида с аденозиндеаминазой по п.4, где полиэтиленгликоль конъюгирован с рекомбинантной аденозиндеаминазой через линкер, выбранный из группы, состоящей из сукцинимидилкарбонатного, тиазолидинтионового, уретанового и амидного линкеров.5. The polyalkylene oxide conjugate of adenosine deaminase according to claim 4, wherein the polyethylene glycol is conjugated to recombinant adenosine deaminase via a linker selected from the group consisting of succinimidyl carbonate, thiazolidinedione, urethane and amide linkers. 6. Конъюгат полиалкиленоксида с аденозиндеаминазой по п.4, где полиэтиленгликоль ковалентно присоединен к эпсилон-аминогруппе Lys рекомбинантной аденозиндеаминазы.6. The polyalkylene oxide conjugate of adenosine deaminase according to claim 4, wherein the polyethylene glycol is covalently attached to the epsilon amino group Lys of the recombinant adenosine deaminase. 7. Конъюгат полиалкиленоксида с аденозиндеаминазой по п.4, где полиэтиленгликоль конъюгирован с рекомбинантной аденозиндеаминазой через сукцинимидилкарбонатный линкер.7. The polyalkylene oxide conjugate of adenosine deaminase according to claim 4, wherein the polyethylene glycol is conjugated to recombinant adenosine deaminase via a succinimidyl carbonate linker. 8. Способ очистки рекомбинантной аденозиндеаминазы по п.1, включающий очистку белка с помощью ионообменной хроматографии.8. The method of purification of recombinant adenosine deaminase according to claim 1, including the purification of the protein using ion exchange chromatography. 9. Способ очистки рекомбинантной аденозиндеаминазы по п.1, включающий очистку белка с помощью хроматографии гидрофобного взаимодействия.9. The method for purification of the recombinant adenosine deaminase according to claim 1, comprising purifying the protein using hydrophobic interaction chromatography. 10. Препарат рекомбинантной аденозиндеаминазы, полученный способом по п.8.10. A recombinant adenosine deaminase preparation obtained by the method of claim 8. 11. Препарат рекомбинантной аденозиндеаминазы, полученный способом по п.9.11. The preparation of recombinant adenosine deaminase obtained by the method according to claim 9. 12. Выделенная ДНК, которая кодирует рекомбинантную аденозиндеаминазу, имеющую аминокислотную последовательность, включающую SEQ ID NO: 1.12. Isolated DNA that encodes a recombinant adenosine deaminase having an amino acid sequence comprising SEQ ID NO: 1. 13. Выделенная ДНК, которая кодирует рекомбинантную аденозиндеаминазу по п.1.13. The isolated DNA that encodes the recombinant adenosine deaminase according to claim 1. 14. Выделенная рекомбинантная аденозиндеаминаза по п.1, включающая полипептид SEQ ID NO: 1. 14. The selected recombinant adenosine deaminase according to claim 1, comprising the polypeptide SEQ ID NO: 1.
RU2009142844/10A 2007-04-20 2008-04-18 Stable recombinant adenosine deaminase RU2486246C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US91300907P 2007-04-20 2007-04-20
US60/913,009 2007-04-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009142844A RU2009142844A (en) 2011-05-27
RU2486246C2 true RU2486246C2 (en) 2013-06-27

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5849549A (en) * 1993-02-11 1998-12-15 Genencor International Oxidatively stable alpha-amylase

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5849549A (en) * 1993-02-11 1998-12-15 Genencor International Oxidatively stable alpha-amylase

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIPA BHAUMIK, et al. "Mutational Analysis of Active Site Residues of Human Adenosine Deaminase", THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, Vol.268, No. E, Issue of March 15, 1993, pp.5464-5470. *
KOSUKE MORIKAWA, et al. "Crystal Structure of a Pyrimidine Dimer-specific Excision Repair Enzyme from Bacteriophage T4: Refinement at 1.45 A and X-ray Analysis of the Three Active Site Mutants", J. MoL. Biol. (1995) 249, pp.360-375. ИВЕНТЬЕВ А.Н. и др. Ионообменная хроматография как основной этап в процессе очистки гликолатоксидазы из листьев табака (Nicotiana rustica. L). Сорбционные и хроматографические процессы, 2005, т.5, вып.3, реферат. ФИЛАТОВ И.А. и др. Изучение полипептидного состава цитохромоксидазы из сердечной мышцы быка. - Биоорганическая химия, т.11, №2, 1985, с.192-195. OFER COHEN, CHANOCH KRONMAN, et al. "Effect of chemical modification of recombinant human acetylcholinesterase by polyethylene glycol on its circulatory longevity", Biochem. J. (2001) 357, pp.795-802. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5511653B2 (en) Stable recombinant adenosine deaminase
KR101149607B1 (en) Interferon alpha mutant and its polyethylene glycol derivative
KR20140107616A (en) Human arginase and pegylated human arginase and application thereof
EP2147122B1 (en) Enzymatic anticancer therapy
NZ572519A (en) Recombinant host for producing l-asparaginase ii
WO2007149686A2 (en) Stabilized proteins
RU2486246C2 (en) Stable recombinant adenosine deaminase
HK1142639B (en) Stable recombinant adenosine deaminase
RU2481855C2 (en) Enzymatic anticancer therapy
AU2008242791B2 (en) Enzymatic anticancer therapy
HK1142634A (en) Enzymatic anticancer therapy