(57)【要約】本発明は、マンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分のキャップを外すことができかつリン酸化Ｎ−グリカンを脱マンノシル化することのできるマンノシダーゼ、このようなマンノシダーゼを使用する方法、該方法を使用して産生される糖タンパク質、および糖タンパク質の哺乳類細胞への取り込みを促進する方法を提供する。糖タンパク質を哺乳類細胞の内部へ向ける方法であって、ａ）マンノース−６−リン酸部分が脱マンノシル化した糖タンパク質を提供する工程と、ｂ）該細胞を該脱マンノシル化した糖タンパク質と接触させる工程とを含む、方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
糖タンパク質におけるマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分のキャップを外して、リン酸化Ｎ−グリカンを脱マンノシル化するための方法であって、
ａ）該マンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分を含有するリン酸化Ｎ−グリカンを有する該糖タンパク質を提供する工程と、
ｂ）該糖タンパク質を、（ｉ）マンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をマンノース−６−リン酸に加水分解することができかつ（ｉｉ）末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／またはα−１，６マンノース結合を加水分解することのできるマンノシダーゼと接触させる工程
とを含む、前記方法。
【請求項２】
リン酸化Ｎ−グリカンを脱マンノシル化する方法であって、
ａ）リン酸化Ｎ−グリカンを含む糖タンパク質を提供する工程と、
ｂ）該糖タンパク質を、（ｉ）マンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をマンノース−６−リン酸に加水分解することができかつ（ｉｉ）末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／またはα−１，６マンノース結合を加水分解することのできるマンノシダーゼと接触させる工程
とを含む、前記方法。
【請求項３】
前記マンノシダーゼは、ファミリー３８のグリコシルヒドロラーゼである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記マンノシダーゼは、Ｃａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓ由来である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記マンノシダーゼは、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ由来である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
工程（ａ）および工程（ｂ）の後に、哺乳類細胞を、前記脱マンノシル化したリン酸化Ｎ−グリカンを含む前記糖タンパク質と接触させる工程であって、ここで、該接触させる工程の後に、該糖タンパク質は、該哺乳類細胞の内部へ輸送される工程をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記哺乳類細胞はヒト細胞である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
糖タンパク質を哺乳類細胞の内部へ向ける方法であって、ａ）マンノース−６−リン酸部分が脱マンノシル化した糖タンパク質を提供する工程と、ｂ）該細胞を該脱マンノシル化した糖タンパク質と接触させる工程とを含む、方法。
【請求項９】
前記マンノシダーゼはファミリー４７のグリコシルヒドロラーゼである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記糖タンパク質は、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｓａｔｏｉ由来のマンノシダーゼを使用して脱マンノシル化される、請求項８または請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記マンノシダーゼは、ファミリー９２のグリコシルヒドロラーゼである、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記糖タンパク質は、Ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓ由来のマンノシダーゼを使用して脱マンノシル化される、請求項８または請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記マンノシダーゼは、ファミリー３８のグリコシルヒドロラーゼである、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記マンノシダーゼは、Ｃａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓまたはＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ由来である、請求項８または請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
糖タンパク質を哺乳類細胞の内部へ向ける方法であって、
ａ）リン酸化Ｎ−グリカンを有する糖タンパク質を提供する工程であって、ここで、該糖タンパク質は該細胞のマンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合しない工程と、
ｂ）該糖タンパク質を、末端α−１，２マンノース結合を加水分解することのできるマンノシダーゼと接触させる工程であって、基礎をなすマンノースがリン酸化される場合に脱マンノシル化した糖タンパク質を生成し、ここで、該糖タンパク質は該脱マンノシル化の後、該細胞における該マンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合する工程と、
ｃ）該細胞を該脱マンノシル化した糖タンパク質と接触させる工程
とを含む、前記方法。
【請求項１６】
前記マンノシダーゼはファミリー４７のグリコシルヒドロラーゼである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記マンノシダーゼはＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｓａｔｏｉ由来である、請求項１５または請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記マンノシダーゼはファミリー９２のグリコシルヒドロラーゼである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記マンノシダーゼはＣｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓ由来である、請求項１５または請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記マンノシダーゼはファミリー３８のグリコシルヒドロラーゼである、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記マンノシダーゼはＣａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓまたはＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ由来である、請求項１５または請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
糖タンパク質を、哺乳類細胞のマンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合しない第一の形態から、哺乳類細胞のマンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合する第二の形態へと変換する方法であって、該第一の形態の該糖タンパク質を、末端マンノース残基を脱マンノシル化するマンノシダーゼと接触させる工程を含み、ここで、該第一の形態において、該糖タンパク質は、その６位にリン酸残基を含有するマンノース残基に対しその１位で結合するマンノース残基を１つ以上含有する１つ以上のＮ−グリカンを含む、方法。
【請求項２３】
前記マンノシダーゼは、キャップを外してかつ脱マンノシル化する活性を有する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記マンノシダーゼはファミリー３８のグリコシルヒドロラーゼである、請求項２２または請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記マンノシダーゼはＣａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓまたはＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ由来である、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記マンノシダーゼはキャップを外す活性を有しない、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記マンノシダーゼは、ファミリー４７またはファミリーの９２グリコシルヒドロラーゼである、請求項２２または請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記マンノシダーゼは、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｓａｔｏｉまたはＣｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓ由来である、請求項２２、請求項２６、または請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
１つ以上のマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分を含む糖タンパク質を哺乳類細胞の内部へ向ける方法であって、（ａ）該糖タンパク質における該１つ以上のマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をマンノース−６−リン酸へとキャップを外す工程であって、ここで、キャップを外した後、該糖タンパク質は該細胞のマンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合しない工程、および、工程（ａ）の後、（ｂ）該糖タンパク質におけるリン酸化Ｎ−グリカンを脱マンノシル化する工程であって、ここで、該キャップを外す工程および該脱マンノシル化する工程の両者の後に、該糖タンパク質は該細胞のマンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合する工程、の後に該細胞を該糖タンパク質と接触させる工程を含む、方法。
【請求項３０】
工程（ａ）および工程（ｂ）は２つの異なる酵素によって触媒される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
工程（ａ）および工程（ｂ）は単一の酵素によって触媒される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
糖タンパク質を哺乳類細胞の内部へ向ける方法であって、キャップを外されかつ脱マンノシル化したリン酸化Ｎ−グリカンを有する糖タンパク質を提供する工程と、該哺乳類細胞を該糖タンパク質と接触させる工程とを含む、方法。
【請求項３３】
前記糖タンパク質はヒトタンパク質である、請求項１〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記糖タンパク質は、病原体タンパク質、リソソームタンパク質、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、抗体もしくはその抗原結合断片、または融合タンパク質である、請求項１〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記リソソームタンパク質はリソソーム酵素である、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記リソソーム酵素は、酸性αグルコシダーゼまたはαガラクトシダーゼである、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記糖タンパク質はＬＳＤと関連している、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記ＬＳＤは、ファブリー病、ムコ多糖症Ｉ型、ファーバー病、ゴーシェ病、ＧＭ１ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、ＧＭ２活性化因子疾患、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病、シェイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコース蓄積症、マンノース蓄積症、シンドラー病、１型シアリドーシス、ポンペ病、濃化異骨症、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多発性スルファターゼ欠損症、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス、シスチン症、シアル酸蓄積障害、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン蓄積症、ヘルマンスキー・パドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病、または幸福顔貌骨異形成症である、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
請求項１〜３８のいずれか一項に記載の方法で処理された、哺乳類細胞の内部へ輸送されることのできる糖タンパク質。
【請求項４０】
請求項３９に記載の糖タンパク質を含む哺乳類細胞。
【請求項４１】
前記細胞はヒト細胞である、請求項４０に記載の哺乳類細胞。
【請求項４２】
請求項３９に記載の糖タンパク質の投与を必要とする被験体に、該糖タンパク質を投与する工程を含む、処置方法。
【請求項４３】
脱マンノシル化したリン酸化Ｎ−グリカンを含む糖タンパク質を産生するよう遺伝子操作された単離された真菌細胞であって、マンノシダーゼをコードする核酸を含み、該マンノシダーゼが、（ｉ）マンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をマンノース−６−リン酸に加水分解することができかつ（ｉｉ）末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／またはα−１，６マンノース結合を加水分解することができる、真菌細胞。
【請求項４４】
前記真菌細胞はさらに、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸を含む、請求項４３に記載の真菌細胞。
【請求項４５】
前記真菌細胞は、ＯＣＨ１活性を欠損しているよう遺伝子操作される、請求項４３または請求項４４に記載の真菌細胞。
【請求項４６】
標的タンパク質をコードする核酸をさらに含む請求項４３〜４５のいずれか一項に記載の真菌細胞であって、ここで、該標的タンパク質が糖タンパク質である、該真菌細胞。
【請求項４７】
前記標的タンパク質はヒトタンパク質である、請求項４６に記載の真菌細胞。
【請求項４８】
前記標的タンパク質は、病原体タンパク質、リソソームタンパク質、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、抗体もしくはその抗原結合断片、または融合タンパク質である、請求項４６に記載の真菌細胞。
【請求項４９】
前記リソソームタンパク質はリソソーム酵素である、請求項４８に記載の真菌細胞。
【請求項５０】
前記リソソーム酵素は酸性αグルコシダーゼまたはαガラクトシダーゼである、請求項４９に記載の真菌細胞。
【請求項５１】
前記糖タンパク質は、ＬＳＤと関連しているタンパク質である、請求項４７に記載の真菌細胞。
【請求項５２】
前記ＬＳＤは、ファブリー病、ムコ多糖症Ｉ型、ファーバー病、ゴーシェ病、ＧＭ１ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、ＧＭ２活性化因子疾患、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病、シェイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコース蓄積症、マンノース蓄積症、シンドラー病、１型シアリドーシス、ポンペ病、濃化異骨症、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多発性スルファターゼ欠損症、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス、シスチン症、シアル酸蓄積障害、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン蓄積症、ヘルマンスキー・パドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病、または幸福顔貌骨異形成症である、請求項５１に記載の真菌細胞。
【請求項５３】
前記真菌細胞は、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ細胞またはＡｒｘｕｌａ  ａｄｅｎｉｎｉｖｏｒａｎｓ細胞である、請求項３２〜４１のいずれか一項に記載の真菌細胞。
【請求項５４】
マンノシルリン酸化を促進することのできる前記ポリペプチドはＭＮＮ４ポリペプチドである、請求項３３に記載の真菌細胞。
【請求項５５】
前記ＭＮＮ４ポリペプチドは、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａポリペプチド、Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅポリペプチド、Ｏｇａｔａｅａ  ｍｉｎｕｔａポリペプチド、Ｐｉｃｈｉａ  ｐａｓｔｏｒｉｓポリペプチド、またはＣ．ａｌｂｉｃａｎｓポリペプチドである、請求項４３に記載の真菌細胞。
【請求項５６】
マンノシルリン酸化を促進することのできる前記ポリペプチドは、Ｐ．ｐａｓｔｏｒｉｓ  ＰＮＯ１ポリペプチドである、請求項４４に記載の真菌細胞。
【請求項５７】
前記マンノシダーゼは分泌シグナルを含む、請求項４３〜５６のいずれか一項に記載の真菌細胞。
【請求項５８】
前記マンノシダーゼは、該マンノシダーゼを細胞内区画へ導くためのターゲッティングシグナルを含む、請求項４３〜５６のいずれか一項に記載の真菌細胞。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、（ｉ）マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をホスホ−６−マンノースに加水分解することができかつ、（ｉｉ）このようなホスフェート含有グリカンの末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくはα−１，６マンノース結合または末端α−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分を加水分解することのできるマンノシダーゼに関する。本発明は、糖タンパク質の哺乳類細胞への取り込みを促進する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能発現系は、現に開発下にある大部分の生物薬剤（ｂｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ）（例えば、組換えタンパク質）を産生するのに必要とされる。これらの生物薬剤のうちの多くの生物活性は、それらの翻訳後修飾（例えば、リン酸化またはグリコシル化）に左右される。酵母を基にした発現系は、微生物の遺伝子操作および発酵の簡便さを、タンパク質を分泌および改変する能力と組み合わせている。しかしながら、酵母細胞において産生された組換え糖タンパク質は、主として異種性の高マンノースおよび過剰マンノースのグリカン構造を示し、該構造は、タンパク質の機能、下流のプロセシング、およびその後の治療的使用に有害である可能性があり、特に酵母細胞においては、グリコシル化は生物学的に重要な役割を担っている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本文書は、とりわけ、（ｉ）マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をホスホ−６−マンノース（本明細書においては「マンノース−６−リン酸」とも呼ばれる）に加水分解する（「キャップを外す」）ことができかつ、このようなホスフェート含有グリカンの末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくはα−１，６マンノース結合または末端α−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分を加水分解する（「脱マンノシル化する」）ことのできるマンノシダーゼの発見、ならびに（ｉｉ）（個別の酵素または単一の酵素のいずれかによる）キャップを外すことおよび脱マンノシル化の両方が糖タンパク質の哺乳類細胞への取り込みを達成するために必要とされるという発見を基にしている。
【０００４】
一態様においては、本文書は、マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分のキャップを外して、糖タンパク質におけるリン酸化Ｎ−グリカンを脱マンノシル化するための方法を特色にする。上記方法は、マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分を含有するリン酸化Ｎ−グリカンを有する糖タンパク質を提供する工程、ならびに該糖タンパク質を、（ｉ）マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をマンノース−６−リン酸に加水分解することができかつ（ｉｉ）末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくはα−１，６マンノース結合または末端α−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分を加水分解することのできるマンノシダーゼと接触させる工程を含む。上記マンノシダーゼは、ファミリー３８のグリコシルヒドロラーゼであり得る。上記マンノシダーゼは、Ｃａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓまたはＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ由来であり得る。
【０００５】
本文書は、リン酸化Ｎ−グリカンを脱マンノシル化する方法も特色にする。本方法は、リン酸化Ｎ−グリカンを含む糖タンパク質を提供する工程、ならびに該糖タンパク質を、（ｉ）マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をマンノース−６−リン酸に加水分解することができかつ（ｉｉ）末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくは末端α−１，６マンノース結合またはα−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分を加水分解することのできるマンノシダーゼと接触させる工程を含む。上記マンノシダーゼは、ファミリー３８のグリコシルヒドロラーゼであり得る。上記マンノシダーゼは、Ｃａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓまたはＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ由来であり得る。
【０００６】
本明細書に記載されている方法はさらに、提供工程および接触工程の後に、哺乳類細胞を、脱マンノシル化したリン酸化Ｎ−グリカンを含む糖タンパク質と接触させる工程であって、ここで、該接触後、該糖タンパク質は該哺乳類細胞（例えば、ヒト細胞）の内部に輸送される工程を含むことができる。
【０００７】
本明細書に記載されている方法はさらに、上記方法において産生される糖タンパク質を単離する工程を含むことができる。上記タンパク質は、真菌において発現するヒトタンパク質であり得る。例えば、真菌は、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａまたはＡｒｘｕｌａ  ａｄｅｎｉｎｉｖｏｒａｎｓであり得る。上記真菌は、
【０００８】
【化１】
2013539974.tif 000002
【０００９】
上記タンパク質は、病原体タンパク質、リソソームタンパク質、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、抗体もしくはその抗原結合断片、または融合タンパク質であり得る。例えば、上記リソソームタンパク質は、リソソーム蓄積障害（ＬＳＤ）と関連したリソソーム酵素のようなリソソーム酵素であり得る。ＬＳＤは、ファブリー病、ムコ多糖症Ｉ型、ファーバー病、ゴーシェ病、ＧＭ１ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、ＧＭ２活性化因子疾患、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病、シェイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコース蓄積症、マンノース蓄積症、シンドラー病、１型シアリドーシス、ポンペ病、濃化異骨症、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多発性スルファターゼ欠損症、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス、シスチン症、シアル酸蓄積障害、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン蓄積症、ヘルマンスキー・パドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病、または幸福顔貌骨異形成症（Ｇｅｌｅｏｐｈｙｓｉｃ  ｄｙｓｐｌａｓｉａ）であり得る。
【００１０】
本文書は、真菌におけるキャップを外されたマンノース−６−リン酸結合またはマンノース−６−リン酸部分および脱マンノシル化したリン酸化Ｎ−グリカンを有する標的タンパク質を産生する方法も特色にする。上記方法は、マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をホスホ−６−マンノース部分に加水分解することができかつこのようなホスフェート含有グリカンの末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくはα−１，６マンノース結合または末端α−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分を加水分解することのできるマンノシダーゼをコードする核酸を含むよう遺伝子操作された真菌細胞を提供する工程、ならびに標的タンパク質をコードする核酸を該細胞へ導入する工程を含む。
【００１１】
本文書は、キャップを外されたマンノース−６−リン酸および脱マンノシル化したリン酸化Ｎ−グリカンを含む糖タンパク質を産生するよう遺伝子操作された単離された真菌細胞も特色にする。上記真菌細胞は、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａまたはＡｒｘｕｌａ  ａｄｅｎｉｎｉｖｏｒａｎｓであり得る。上記真菌細胞は、
【００１２】
【化２】
2013539974.tif 000003
【００１３】
上記真菌細胞は、マンノシダーゼをコードする核酸を含むことができ、該マンノシダーゼは（ｉ）マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をマンノース−６−リン酸に加水分解することができかつ（ｉｉ）末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくはα−１，６マンノース結合または末端α−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分を加水分解することできる。上記真菌細胞はさらに、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸を含むことができる。上記真菌細胞は、ＯＣＨ１活性を欠損しているよう遺伝子操作され得る。上記真菌細胞はさらに、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸を含むことができ、ここで、該真菌細胞は、ＯＣＨ１活性を欠損しているよう遺伝子操作される。上記マンノシダーゼは、該マンノシダーゼを細胞内区画へ導くための分泌シグナルおよび／またはターゲッティングシグナルを含むことができる。
【００１４】
真菌細胞はさらに、糖タンパク質である標的タンパク質をコードする核酸を含むことができる。上記標的タンパク質はヒトタンパク質であり得る。上記標的タンパク質は、病原体タンパク質、リソソームタンパク質、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、抗体もしくはその抗原結合断片、または融合タンパク質であり得る。上記リソソームタンパク質は、リソソーム酵素であり得る。上記標的タンパク質は、ファブリー病、ムコ多糖症Ｉ型、ファーバー病、ゴーシェ病、ＧＭ１ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、ＧＭ２活性化因子疾患、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病、シェイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコース蓄積症、マンノース蓄積症、シンドラー病、１型シアリドーシス、ポンペ病、濃化異骨症、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多発性スルファターゼ欠損症、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス、シスチン症、シアル酸蓄積障害、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン蓄積症、ヘルマンスキー・パドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病、または幸福顔貌骨異形成症のようなＬＳＤと関連したタンパク質であり得る。
【００１５】
マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドは、ＭＮＮ４ポリペプチド（例えば、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｌｙｔｉｃａポリペプチド、Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅポリペプチド、Ｏｇａｔａｅａ  ｍｉｎｕｔａポリペプチド、Ｐｉｃｈｉａ  ｐａｓｔｏｒｉｓポリペプチド、またはＣ．ａｌｂｉｃａｎｓポリペプチド）であり得る。マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドは、Ｐ．ｐａｓｔｏｒｉｓ  ＰＮＯ１ポリペプチドであり得る。
【００１６】
さらに別の態様においては、本文書は、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ細胞、Ｐｉｃｈｉａ  ｐａｓｔｏｒｉｓ細胞、Ｈａｎｓｅｎｕｌａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ細胞、Ｏｏｇａｔａｅａ  ｍｉｎｕｔａ細胞、Ｐｉｃｈｉａ  ｍｅｔｈａｎｏｌｉｃａ細胞、Ａｒｘｕｌａ  ａｄｅｎｉｎｉｖｏｒａｎｓ細胞、またはＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒ細胞の実質的に純粋な培養物を特色にし、かなりの数の該細胞が遺伝子操作されて、キャップを外されたマンノース−６−リン酸結合またはキャップを外されたマンノース−６−リン酸部分および脱マンノシル化したリン酸化Ｎ−グリカンを含有する糖タンパク質を生成する。かなりの数とは、上記培養物における生細胞の総数の約４０％超が遺伝子操作されていることを示す。上記細胞は、（ｉ）マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をマンノース−６−リン酸に加水分解することができかつ、（ｉｉ）末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくはα−１，６マンノース結合または末端α−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分を加水分解することのできるマンノシダーゼをコードする核酸を含むことができる。上記細胞はさらに、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸を含むことができる。上記細胞は、ＯＣＨ１活性を欠損しているよう遺伝子操作され得る。上記細胞はさらに、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドをコードする核酸を含むことができ、かつＯＣＨ１活性を欠損しているよう遺伝子操作され得る。上記マンノシダーゼは、該マンノシダーゼを細胞内区画へ導くための分泌シグナルおよび／またはターゲッティングシグナルを含むことができる。
【００１７】
本文書は、糖タンパク質を哺乳類細胞の内部へ向ける方法も特色にする。上記方法は、マンノース−６−リン酸結合が脱マンノシル化した糖タンパク質を提供する工程、および該細胞を脱マンノシル化した糖タンパク質と接触させる工程を含む。上記糖タンパク質は、ファミリー４７またはファミリー９２のグリコシルヒドロラーゼを使用して脱マンノシル化され得る。上記糖タンパク質は、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｓａｔｏｉまたはＣｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓ由来のマンノシダーゼを使用して脱マンノシル化され得る。上記糖タンパク質は、Ｃａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓまたはＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ由来のマンノシダーゼのようなファミリー３８のグリコシルヒドロラーゼを使用して脱マンノシル化され得る。
【００１８】
別の態様においては、本文書は、糖タンパク質を哺乳類細胞の内部へ向ける方法を特色にする。上記方法には、上記細胞のマンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合しない、リン酸化Ｎ−グリカンを有する糖タンパク質を提供する工程と、該糖タンパク質を、末端α−１，２マンノース結合または末端α−１，２マンノース部分を加水分解することのできるマンノシダーゼと接触させる工程であって、基礎をなすマンノースがリン酸化される場合に脱マンノシル化した糖タンパク質を生成し、ここで、該脱マンノシル化の後、該糖タンパク質は該細胞のマンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合する工程と、該細胞を該脱マンノシル化した糖タンパク質と接触させる工程とが含まれる。上記糖タンパク質は、ファミリー４７またはファミリー９２のグリコシルヒドロラーゼを使用して脱マンノシル化され得る。上記マンノシダーゼは、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｓａｔｏｉまたはＣｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓ由来であり得る。上記糖タンパク質は、Ｃａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓまたはＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ由来のマンノシダーゼのようなファミリー３８のグリコシルヒドロラーゼを使用して脱マンノシル化され得る。
【００１９】
なおも別の態様においては、本文書は、糖タンパク質を、哺乳類細胞のマンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合しない第一の形態から、哺乳類細胞のマンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合する第二の形態へ変換する工程であって、ここで、該第一の形態においては、該糖タンパク質は、６位にリン酸残基を含有するマンノース残基に１位で結合する１つ以上の末端マンノース残基を含有する１つ以上のＮ−グリカンを含む。上記方法は、上記第一の形態の糖タンパク質を、末端マンノース残基を脱マンノシル化するマンノシダーゼと接触させる工程を含む。上記マンノシダーゼは、キャップを外す活性および脱マンノシル化する活性を有することができる。例えば、上記マンノシダーゼは、Ｃａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓまたはＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ由来であり得る。一部の実施形態においては、上記マンノシダーゼは、キャップを外す活性を有していない（例えば、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｓａｔｏｉまたはＣｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓ由来のマンノシダーゼ）。
【００２０】
本文書は、１つ以上のマンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分を含む糖タンパク質を哺乳類細胞の内部へ向ける方法も特色にする。上記方法は、（ａ）該糖タンパク質における該１つ以上のマンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をマンノース−６−リン酸へとキャップを外す工程であって、ここで、キャップを外した後、該糖タンパク質は該細胞のマンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合しない工程および、工程（ａ）の後、（ｂ）該糖タンパク質におけるリン酸化Ｎ−グリカンを脱マンノシル化する工程であって、ここで、該キャップを外す工程および該脱マンノシル化する工程の両者の後に、該糖タンパク質は該細胞のマンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合する工程、の後に該細胞を該糖タンパク質と接触させる工程を含む。工程（ａ）および工程（ｂ）は、２つの異なる酵素（例えば、ＣｃＭａｎ５のようなＣｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓマンノシダーゼ、およびＣａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓマンノシダーゼ）によって、または単一の酵素によって触媒され得る。
【００２１】
別の態様においては、本文書は、糖タンパク質を哺乳類細胞の内部へ向ける方法を特色にする。上記方法には、キャップを外されかつ脱マンノシル化したリン酸化Ｎ−グリカンを有する糖タンパク質を提供する工程、および該哺乳類細胞を該糖タンパク質と接触させる工程が含まれる。
【００２２】
本明細書に記載される方法においては、前記糖タンパク質はヒトタンパク質であり得る。
【００２３】
本明細書に記載される方法においては、前記糖タンパク質は、病原体タンパク質、リソソームタンパク質、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、抗体もしくはその抗原結合断片、または融合タンパク質であり得る。上記リソソームタンパク質は、リソソーム酵素（例えば、酸性αグルコシダーゼまたはαガラクトシダーゼ）であり得る。上記糖タンパク質は、ＬＳＤ（例えば、ファブリー病、ムコ多糖症Ｉ型、ファーバー病、ゴーシェ病、ＧＭ１ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、ＧＭ２活性化因子疾患、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病、シェイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコース蓄積症、マンノース蓄積症、シンドラー病、１型シアリドーシス、ポンペ病、濃化異骨症、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多発性スルファターゼ欠損症、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス、シスチン症、シアル酸蓄積障害、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン蓄積症、ヘルマンスキー・パドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病、または幸福顔貌骨異形成症）と関連し得る。
【００２４】
本文書は、本明細書に記載されている方法のうちのいずれかで処理されている、哺乳類細胞の内部へ輸送することのできる糖タンパク質、およびこのような糖タンパク質を含む哺乳類細胞（例えば、ヒト細胞）も特色にする。別の態様においては、本文書は、このような糖タンパク質を投与することを必要とする被験体へ該糖タンパク質を投与する工程を含む処置の方法を特色にする。
【００２５】
別段に定義されない限り、本明細書において使用される技術用語および科学用語はすべて、本発明の属する分野の当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載されているものと類似のまたは等価の方法および材料を、本発明の実施または試験において使用することができるが、例示的な方法および材料を下記に説明する。本明細書において記載されている刊行物、特許出願、特許、Ｇｅｎｂａｎｋ（登録商標）受託番号、および他の参考文献はすべて、それらの内容が全体として参照により援用されている。矛盾する場合においては、定義を含む本出願が支配する。材料、方法、および実施例は、例示的であるに過ぎず、制限するよう意図するものではない。
【００２６】
本発明の他の特色および利点は、以下の詳細な記載から、および特許請求の範囲から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】図１Ａは、太字のｌｉｐ２プレ配列を有するヒトαグルコシダーゼ（ＧＡＡ）のコドン最適化ヌクレオチド配列（配列番号１）の記述である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、太字のｌｉｐ２プレ配列を有するヒトＧＡＡのアミノ酸配列（配列番号２）の記述であり、ここで＊は、終止コドンを表す。
【図２】図２は、ｈｕＧＡＡのクローン化に使用したＹ．  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ発現ベクターの概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、Ｃ末端Ｈｉｓタグを有するＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａＡＭＳ１のオープンリーディングフレーム（ＯＲＦ）のヌクレオチド配列（配列番号３）の記述である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、Ｎ末端Ｈｉｓタグを有するＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａＡＭＳ１のＯＲＦのヌクレオチド配列（配列番号４）の記述である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａＡＭＳ１ポリペプチドのアミノ酸配列（配列番号５）の記述である。
【図４】図４は、Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２（Ｍ８）、一リン酸化ＭａｎＰ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２（ＭＰ−Ｍ８）、および／または二リン酸化（ＭａｎＰ）２−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２（（ＭＰ）２−Ｍ８）糖（ＭＮＮ４糖またはＭＮＮ４  Ｎ−グリカンと呼ぶ）を含有する、ＭＮＮ４を過剰発現するＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ株に由来する、８−アミノ−１，３，６−ピレントリスルホン酸（ＡＰＴＳ）標識した糖からの潜在的な最終加水分解産物の概略図であり、α−マンノシダーゼはまたマンノース残基をＭＮＮ４  Ｎ−グリカンから完全に除去することができると仮定している。
【図５】図５は、タチナタマメ（Ｊｂ）α−マンノシダーゼで処理したＭＮＮ４  Ｎ−グリカンのＮ−グリカン分析を記述する一連の電気泳動図である。ＤＮＡシークエンサー支援型、フルオロフォア支援型の炭水化物電気泳動（ＤＳＡ−ＦＡＣＥ）を使用して、分析を実施した。「Ｍ１」、「Ｍ２」、「Ｍ３」、「Ｍ４」、「Ｍ５」、「Ｍ６」、「Ｍ８」、および「Ｍ９」は、基礎となるＮ−アセチルグルコサミンの構造に結合したマンノース残基の数を指す。Ｙ軸は、各Ｎ−グリカン構造の量の指標としての相対蛍光単位を表す。Ｘ軸は、キャピラリーを通過した各Ｎ−グリカン構造の相対移動度を表す。
【図６】図６は、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ由来のＡＭＳ１（ＹｌＡｍｓ１）を使用して脱マンノシル化およびホスフェートのキャップ外し活性（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｕｎｃａｐｐｉｎｇ  ａｃｔｉｖｉｔｙ）を示す一連の電気泳動図である。
【図７】図７は、タチナタマメα−１，２−マンノシダーゼ処理の前および後のｈｕＧＡＡのＮ−グリカン特性を記述する一連の電気泳動図である。
【図８Ａ−１】図８Ａは、ＤｓｂＡ−Ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓマンノシダーゼ５（ＣｃＭａｎ５）のオープンリーディングフレーム（ＯＲＦ）のヌクレオチド配列（配列番号６）の記述である。
【図８Ａ−２】図８Ａは、ＤｓｂＡ−Ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓマンノシダーゼ５（ＣｃＭａｎ５）のオープンリーディングフレーム（ＯＲＦ）のヌクレオチド配列（配列番号６）の記述である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、太字のシグナル配列を有するＣｃＭａｎ５ポリペプチドのアミノ酸配列（配列番号７）の記述である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、シグナル配列を有さないＣｃＭａｎ５ポリペプチドのアミノ酸配列（配列番号８）の記述である。シグナル配列を有さないＣｃＭａｎ５ポリペプチドの予想される分子量は１７３ｋＤａである。
【図９Ａ−１】図９Ａは、ＤｓｂＡ−Ｃ．ｃｅｌｌｕｌａｎｓマンノシダーゼ４（ＣｃＭａｎ４）のＯＲＦのヌクレオチド配列（配列番号９）の記述である。
【図９Ａ−２】図９Ａは、ＤｓｂＡ−Ｃ．ｃｅｌｌｕｌａｎｓマンノシダーゼ４（ＣｃＭａｎ４）のＯＲＦのヌクレオチド配列（配列番号９）の記述である。
【図９Ａ−３】図９Ａは、ＤｓｂＡ−Ｃ．ｃｅｌｌｕｌａｎｓマンノシダーゼ４（ＣｃＭａｎ４）のＯＲＦのヌクレオチド配列（配列番号９）の記述である。
【図９Ｂ−１】図９Ｂは、太字のシグナル配列を有するＣｃＭａｎ４ポリペプチドのアミノ酸配列（配列番号１０）の記述である。シグナル配列を有さないＣｃＭａｎ４ポリペプチドの予想される分子量は１８４ｋＤａである。
【図９Ｂ−２】図９Ｂは、太字のシグナル配列を有するＣｃＭａｎ４ポリペプチドのアミノ酸配列（配列番号１０）の記述である。シグナル配列を有さないＣｃＭａｎ４ポリペプチドの予想される分子量は１８４ｋＤａである。
【図１０】図１０は、プラスミドｐＬＳＡＨＣｃＭａｎ５およびｐＬＳＡＨＣｃＭＡＮ４の概略図である。
【図１１】図１１は、ＣｃＭａｎ４および／またはＣｃＭａｎ５で処理したヒトαグルコシダーゼ（ＧＡＡ）のＮ−グリカン分析を記述する一連の電気泳動図である。
【図１２】図１２は、キャップ形成されたＮ−グリカンの概略図であり、図中、Ｐはホスフェートを指し、黒四角はＧｌｃＮａｃ部分を指し、白丸はβ結合型マンノースを指し、黒丸はα結合型マンノースを指す。
【図１３】図１３は、ＣｃＭａｎ４で処理したミオザイム（Ｍｙｏｚｙｍｅ）（登録商標）のＮ−グリカン分析を記述する一連の電気泳動図である。
【図１４】図１４は、ＣｃＭａｎ４および／またはＣｃＭａｎ５で処理したヒトαグルコシダーゼ（ＧＡＡ）のＮ−グリカン分析を記述する一連の電気泳動図である。
【図１５】図１５は、ＪｂＭａｎで処理したヒトＧＡＡのＮ−グリカン分析を記述する一連の電気泳動図である。
【図１６】図１６は、ＪｂＭａｎで処理したヒトＧＡＡのＮ−グリカン分析を記述する一連の電気泳動図である。
【図１７】図１７は、示された濃度の酵素（Ｕ／ｍＬ）でのミオザイム（登録商標）（菱形）またはＣｃＭａｎ５（四角）、ＣｃＭａｎ４（三角）、ＣｃＭａｎ４およびＣｃＭａｎ５（×）、もしくはＪｂＭａｎ（＊）で処理されたヒトＧＡＡに関する細胞内ＧＡＡ活性（Ｕ／ｍｇ）の線グラフである。各データ点は、用量あたりの二つ組の平均±標準偏差を表す。星印で標識したデータ点は、用量あたりの単一の刺激条件に由来する結果である。
【図１８】図１８は、ミオザイム（登録商標）（菱形）、ミオザイム（登録商標）にＭ６Ｐを加えたもの（四角）、ＣｃＭａｎ４で処理されたミオザイム（登録商標）（三角形）、ＣｃＭａｎ４で処理されたミオザイム（登録商標）にＭ６Ｐを加えたもの（×）、ＣｃＭａｎ４およびＣｃＭａｎ５で処理されたヒトＧＡＡ（＊）、ＣｃＭａｎ４およびＣｃＭａｎ５で処理されたヒトＧＡＡにＭ６Ｐを加えたもの（丸）、ＪｂＭａｎで処理されたヒトＧＡＡ（ｌ）、またはＪｂＭａｎで処理されたヒトＧＡＡに提示濃度の酵素（Ｕ／ｍＬ）でＭ６Ｐを加えたもの（  ）に関する細胞内ＧＡＡ活性（Ｕ／ｍｇ）の線グラフである。各データ点は、用量あたりの二つ組の平均±標準偏差を表す。星印で標識したデータ点は、用量あたりの単一の刺激条件に由来する結果である。
【図１９】図１９は、ミオザイム、ＪｂＭａｎ、またはＣｃＭａｎ４およびＣｃＭａｎ５の組み合わせとともに１４時間または４６時間のいずれかでインキュベートしたポンペの線維芽細胞における細胞内ＧＡＡ活性（Ｕ／ｍｇ）の棒グラフである。二つ組の平均±標準偏差を表している。
【図２０】図２０は、ＣｃＭａｎ５およびＪｂＭａｎで処理したヒトＧＡＡのＮ−グリカン分析を記述する一連の電気泳動図である。
【図２１】図２１は、ｈｕＧＡＡおよびミオザイムそれぞれを使用した細胞の細胞外刺激の後の、精製され、キャップを外され、かつ脱マンノシル化したｈｕＧＡＡの細胞内活性とミオザイム（登録商標）の細胞内活性との線グラフである。細胞に添加される酵素の量（酵素活性単位として表される）を酵素濃度（ｎＭとして表される）に変換し、Ｋ取り込みの算出のために比活性（Ｕ／ｍｇで表される）に対してプロットした。Ｋ取り込みおよび標準偏差をｈｕＧＡＡについては１４データ点（濃度あたり２データ点）によって、ミオザイム（登録商標）については１２データ点によって非線形回帰を使用してＧｒａｐｈＰｒｉｓｍで算出した。
【図２２】図２２は、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｓａｉｔｏｉ由来のマンノシダーゼのアミノ酸配列（配列番号１１）の記述である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（詳細な説明）
一般に、本文書は、マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をホスホ−６−マンノース（本明細書においては「マンノース−６−リン酸」とも呼ぶ）に加水分解すること（「キャップを外すこと」）、かつこのようなホスフェート含有グリカンの末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくはα−１，６マンノース結合または末端α−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分を加水分解すること（「脱マンノシル化すること」）のための方法および材料を提供する。（個別の酵素または単一の酵素のいずれかによる）キャップを外すことおよび脱マンノシル化の両方が糖タンパク質の哺乳類細胞への取り込みを達成するために必要とされる場合に哺乳類細胞による糖タンパク質の取り込みを促進する方法も提供される。本明細書に記載される方法および材料は、リソソーム中の蓄積産物の分解に関与する触媒酵素のそこなわれた活性によるリソソーム中の該蓄積産物の蓄積を特徴とする遺伝性代謝障害の１つの異なる群であるリソソーム蓄積障害（ＬＳＤ）を有する患者を処置するための薬剤を生成するのに特に有用である。蓄積産物の集積は、細胞の機能障害および進行性の臨床症状をもたらす。異化酵素の欠損は、酵素補充療法（ＥＲＴ）によって修正することができるが、但し、投与される酵素が罹患した細胞のリソソームへ導かれることができることを条件とする。リソソーム酵素は、典型的には、小胞体（ＥＲ）において合成され、分泌経路を介してゴルジ体へ輸送され、次いでリソソームへ動員される糖タンパク質である。本明細書に記載される方法および材料を用いて、微生物を基にしたプロセスは、脱マンノシル化したリン酸化Ｎ−グリカンを有する治療タンパク質を得るために使用することができる。したがって、本明細書に記載される方法および材料は、ＬＳＤのような代謝障害の処置のために糖タンパク質を調製するのに有用である。
【００２９】
（マンノシダーゼ）
本文書は、（ｉ）マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合もしくはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をホスホ−６−マンノースに加水分解することができる、かつ／または（ｉｉ）このようなホスフェート含有グリカンの末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくはα−１，６マンノース結合または末端α−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分を加水分解することができるマンノシダーゼをコードする単離された核酸を提供する。用語「核酸」および「ポリヌクレオチド」は、本明細書においては互換可能に使用され、ｃＤＮＡ、ゲノムＤＮＡ、合成ＤＮＡ、および核酸類似体を含有するＤＮＡ（またはＲＮＡ）を含む、ＲＮＡおよびＤＮＡの両方を指す。ポリヌクレオチドは、任意の３次元構造を有することができる。核酸は、二本鎖または一本鎖（すなわち、センス鎖またはアンチセンス鎖）であることができる。ポリヌクレオチドの非限定例としては、遺伝子、遺伝子断片、エクソン、イントロン、メッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）、転移ＲＮＡ、リボソームＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、ミクロＲＮＡ、リボザイム、ｃＤＮＡ、組換えポリヌクレオチド、枝分かれポリヌクレオチド、プラスミド、ベクター、任意の配列の単離されたＤＮＡ、任意の配列の単離されたＲＮＡ、核酸プローブ、およびプライマー、ならびに核酸類似体が挙げられる。
【００３０】
「ポリペプチド」および「タンパク質」は、本明細書においては互換可能に使用され、長さまたは翻訳後修飾に関わらず、アミノ酸の任意のペプチド結合鎖を意味する。典型的には、本明細書に記載されるポリペプチド（例えば、マンノシダーゼまたはキャップを外されかつ脱マンノシル化した標的タンパク質）は、該ポリペプチドが、調製物中の総タンパク質の少なくとも６０重量％、例えば、試料中の総タンパク質の６０％を構成する場合、単離されている。一部の実施形態においては、本明細書に記載される「ポリペプチドは、調製物中の総タンパク質の少なくとも７５重量％、少なくとも９０重量％、または少なくとも９９重量％からなる。
【００３１】
「単離された核酸」は、天然に存在するゲノム（例えば、酵母ゲノム）における核酸の片側または両側に正常に隣接している核酸を含む、天然に存在するゲノムに存在する他の核酸分子から分離された核酸を指す。用語「単離された」は核酸に関して本明細書で使用する場合、天然に存在しない任意の核酸配列も含んでおり、なぜなら、このような非天然の配列は天然には見出されず、かつ天然に存在するゲノムにおいてじかに接触する配列を有さないからである。
【００３２】
単離された核酸は、例えば、ＤＮＡ分子であることができるが、但し、天然に存在するゲノムにおける該ＤＮＡ分子にじかに隣接することが通常見出されている核酸配列のうちの１つは、除去されており、または不在であることを条件とする。したがって、単離された核酸は、他の配列とは独立した別個の分子（例えば、化学的に合成された核酸、またはＰＣＲもしくは制限エンドヌクレアーゼ処理によって生成されたｃＤＮＡもしくはゲノムＤＮＡ断片）として存在するＤＮＡ分子、およびベクター、自律的に複製するプラスミド、ウイルス（例えば、任意のパラミクソウイルス、レトロウイルス、レンチウイルス、アデノウイルス、もしくはヘルペスウイルス）へと、または原核生物もしくは真核生物のゲノムＤＮＡへと組み込まれたＤＮＡを含むが、これらに限定されない。加えて、単離された核酸は、ハイブリッド核酸または融合核酸の一部であるＤＮＡ分子のような操作された核酸を含むことができる。例えばｃＤＮＡライブラリーもしくはゲノムライブラリー内に、またはゲノムＤＮＡ制限消化物を含有するゲルスライス内にある何百〜何百万もの他の核酸のうちに存在する核酸は、単離された核酸とはみなされない。
【００３３】
用語「外来性」は、核酸および特定の宿主細胞に関して本明細書において使用する場合、天然に見出されるような特定の細胞において生じない（かつその細胞から得ることができない）任意の核酸を指す。したがって、天然に存在しない核酸は、宿主細胞へと一旦導入されると該宿主細胞に対して外来性であるとみなされる。天然に存在しない核酸が、天然に見出される核酸配列の核酸部分配列または断片を含有することができることを留意することは重要であり、但し、該核酸は全体として天然には存在しないことを条件とする。例えば、発現ベクター内にゲノムＤＮＡ配列を含有する核酸分子は天然に存在しない核酸であり、したがって、宿主細胞へと一旦導入されると該宿主細胞に対して外来性であり、なぜなら、該核酸分子は全体（ゲノムＤＮＡにベクターＤＮＡを加えたもの）として天然には存在しないからである。したがって、全体として天然には存在しない任意のベクター、自律的に複製するプラスミド、またはウイルス（例えば、レトロウイルス、アデノウイルス、またはヘルペスウイルス）は、天然に存在しない核酸であるとみなされる。ＰＣＲもしくは制限エンドヌクレアーゼ処理によって生成されたゲノムＤＮＡ断片ならびにｃＤＮＡは、天然には見出されない別個の分子として存在するので、天然に存在しない核酸であるとみなされるということになる。天然には見出されない配置のプロモーター配列およびポリペプチドをコードする配列（例えば、ｃＤＮＡまたはゲノムＤＮＡ）を含有する任意の核酸が天然に存在しない核酸であることにもなる。天然に存在する核酸は、特定の細胞に対して外来性ともなり得る。例えば、酵母ｘの細胞から単離された全染色体は、一旦、該染色体が酵母ｙの細胞へと導入されると、酵母ｙの細胞に関して外来性の核酸である。
【００３４】
マンノシダーゼをコードする核酸は、配列番号３、配列番号４、配列番号６、または配列番号９において示されるヌクレオチド配列と少なくとも７０％の配列同一性（例えば、少なくとも８０％、８５％、９０％、９５％、９７％、９８％、９９％、または１００％の配列同一性）を有することができる。一部の実施形態においては、本明細書に記載される核酸は、配列番号５、７、８、１０、または１１において示されるアミノ酸配列と少なくとも７０％（例えば、少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、９９、または１００％）の同一性を有するマンノシダーゼポリペプチドをコードすることができる。例えば、核酸は、配列番号５、７、８、１０、１１において示されるアミノ酸配列、またはその一部と少なくとも９０％（例えば、少なくとも９５または９８％）の同一性を有するマンノシダーゼをコードすることができる。例えば、核酸は、配列番号８の１〜７７４番目のアミノ酸残基と少なくとも９０％の同一性を有するマンノシダーゼをコードすることができる。特定のアミノ酸配列と配列番号５、配列番号７、配列番号８、配列番号１０、または配列番号１１において示されるアミノ酸配列の間の％同一性は、以下のとおり決定することができる。まず、ＢＬＡＳＴＰバージョン２．０．１４を含有する独立型バージョンのＢＬＡＳＴＺ由来のＢＬＡＳＴ  ２  Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ（Ｂｌ２ｓｅｑ）プログラムを使用してアミノ酸配列を整列させる。この独立型バージョンのＢＬＡＳＴＺは、Ｆｉｓｈ＆Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎのウェブサイト（例えば、ｗｗｗ．ｆｒ．ｃｏｍ／ｂｌａｓｔ／）または米国政府の国立バイオテクノロジー情報センターのウェブサイト（ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ）から得ることができる。Ｂｌ２ｓｅｑプログラムを使用する方法を説明する指示は、ＢＬＡＳＴＺに添付のリードミーファイルにおいて見出すことができる。Ｂｌ２ｓｅｑは、ＢＬＡＳＴＰアルゴリズムを使用して２つのアミノ酸配列間の比較を実行する。２つのアミノ酸配列を比較するために、Ｂｌ２ｓｅｑのオプションは、以下のとおり設定される。−ｉは、比較されるべき第一のアミノ酸配列を含有するファイル（例えば、Ｃ：＼ｓｅｑ１．ｔｘｔ）に対して設定され、−ｊは、比較されるべき第二のアミノ酸配列を含有するファイル（例えば、Ｃ：＼ｓｅｑ２．ｔｘｔ）に対して設定され、−ｐはｂｌａｓｔｐに対して設定され、−ｏは任意の所望のファイル名（例えば、Ｃ：＼ｏｕｔｐｕｔ．ｔｘｔ）に対して設定され、かつ他のオプションはすべて該オプションのデフォルト設定のままである。例えば、２つのアミノ酸配列間の比較を含有する出力ファイルを生じるために、以下のコマンド、すなわちＣ：＼Ｂｌ２ｓｅｑ  −ｉ  ｃ：＼ｓｅｑ１．ｔｘｔ  −ｊ  ｃ：＼ｓｅｑ２．ｔｘｔ  −ｐ  ｂｌａｓｔｐ  −ｏ  ｃ：＼ｏｕｔｐｕｔ．ｔｘｔを使用することができる。この２つの比較される配列が相同性を共有する場合、指定された出力ファイルは、それらの相同性の領域を整列した配列として示す。この２つの比較される配列が相同性を共有しない場合、指定された出力ファイルは整列した配列を示さない。類似の手順は、ｂｌａｓｔｎを使用することを除き、核酸配列について行なわれ���よい。
【００３５】
一旦整列すると、マッチ数は、同一のアミノ酸残基が両配列中に存在する位置の数を計数することによって決定される。％同一性は、マッチ数を全長のマンノシダーゼポリペプチドアミノ酸配列の長さによって除した後に、結果として生じる値に１００を乗じることによって決定される。
【００３６】
％同一性の値は、最も近い１０分の１の位に丸められることは留意される。例えば、７８．１１、７８．１２、７８．１３、および７８．１４は７８．１へと切り捨てられるのに対し、７８．１５、７８．１６、７８．１７、７８．１８、および７８．１９は７８．２と切り上げられる。長さの値が常に整数であることも留意される。
【００３７】
多くの核酸が特定のアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードすることができることは認識される。遺伝暗号の縮重は、当該技術分野に周知であり、すなわち、多くのアミノ酸について、アミノ酸のためのコドンとして機能する１つを超えるヌクレオチドのトリプレットがある。例えば、所与のマンノシダーゼポリペプチドについてのコード配列におけるコドンは、特定の種（例えば、細菌または真菌）における最適な発現が、該種のための適切なコドンバイアス表を使用して得られるよう改変され得る。
【００３８】
２つの核酸配列間の相同性を評価するために、ハイブリダイゼーションを使用することもできる。本明細書に記載される核酸配列、またはその断片もしくはバリアントは、標準的なハイブリダイゼーション技術に従ってハイブリダイゼーションプローブとして使用することができる。関心対象のプローブ（例えば、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａＡＭＳ１ヌクレオチド配列の一部を含有するプローブ）の、試験源由来のＤＮＡまたはＲＮＡとのハイブリダイゼーションは、該試験源におけるプローブに対応するＤＮＡまたはＲＮＡ（例えば、ＡＭＳ１ヌクレオチド配列）の存在の指標である。ハイブリダイゼーション条件は当業者に公知であり、Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ、Ｎ．Ｙ．、６．３．１〜６．３．６、１９９１において得ることができる。中程度のハイブリダイゼーション条件は、３０℃での２×塩化ナトリウム／クエン酸ナトリウム（ＳＳＣ）におけるハイブリダイゼーションに続く５０℃での１×ＳＳＣ、０．１％ＳＤＳにおける洗浄と等価として定義される。高度にストリンジェントな条件は、４５℃での６×塩酸ナトリウム／クエン酸ナトリウム（ＳＳＣ）におけるハイブリダイゼーションに続く、６５℃での０．２×ＳＳＣ、０．１％ＳＤＳにおける洗浄と等価として定義される。
【００３９】
本明細書における使用に好適なマンノシダーゼポリペプチドの他の候補物は、ヌクレオチドおよびポリペプチドの配列アラインメントの分析によって同定することができる。例えば、ヌクレオチド配列またはポリペプチド配列のデータベースに関する質問を実行することにより、マンノシダーゼポリペプチドのホモログおよび／またはオルトログを同定することができる。配列分析は、公知のマンノシダーゼアミノ酸配列を使用する非重複データベースのＢＬＡＳＴ分析、Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ  ＢＬＡＳＴ分析、またはＰＳＩ−ＢＬＡＳＴ分析を包含することができる。４０％超の配列同一性を有するデータベースにおけるマンノシダーゼポリペプチドは、マンノシダーゼポリペプチドとしての好適性についてのさらなる評価のための候補物として同定することができる。アミノ酸配列類似性は、ある疎水性残基の別の疎水性残基との置き換えまたはある極性残基の別の極性残基との置き換えのような保存的アミノ酸置換を可能にする。所望の場合、さらに評価されるべき候補物の数を絞るために、このような候補物の手動点検を実施することができる。
【００４０】
本文書は、本明細書に記載されるマンノシダーゼの（ｉ）生物活性のあるバリアントおよび（ｉｉ）その生物活性のある断片または生物活性のあるバリアントも提供する。マンノシダーゼの生物活性のあるバリアントは、配列番号５、７、８、１０、および１１に示す配列に対する付加、欠失、または置換を含有することができる。置換を有するタンパク質は一般的に、５０以下（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、１５、２０、２５、３０、３５、４０、または５０を超えない）の保存的アミノ酸置換を有する。保存的置換とは、あるアミノ酸の、類似の特徴を有する別のアミノ酸との置換である。保存的置換には、以下の群内の置換が含まれる：バリン、アラニン、およびグリシン；ロイシン、バリン、およびイソロイシン；アスパラギン酸およびグルタミン酸；アスパラギンおよびグルタミン；セリン、システイン、およびトレオニン；リシンおよびアルギニン；ならびにフェニルアラニンおよびチロシン。非極性疎水性アミノ酸には、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン、およびメチオニンが含まれる。極性中性アミノ酸には、グリシン、セリン、トレオニン、システイン、チロシン、アスパラギン、およびグルタミンが含まれる。正に帯電した（塩基性）アミノ酸には、アルギニン、リシン、およびヒスチジンが含まれる。負に帯電した（酸性）アミノ酸には、アスパラギン酸およびグルタミン酸が含まれる。上記の極性基、塩基性基、または酸性基のうちのある構成員の、同一群の別の構成員による任意の置換は、保存的置換であるとみなすことができる。対照的に、非保存的置換とは、あるアミノ酸の、類似していない特徴を有する別のアミノ酸との置換である。
【００４１】
欠失バリアントは、（２つ以上のアミノ酸の）１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０のアミノ酸セグメントまたは非連続的な単一のアミノ酸を欠失することができる。
【００４２】
付加（付加バリアント）には、（ａ）配列番号５、７、８、１０、１１に示すマンノシダーゼまたはその断片と、（ｂ）内部または末端（ＣまたはＮ）の無関係のまたは異種性のアミノ酸配列とを含有する融合タンパク質が含まれる。このような融合タンパク質の文脈においては、用語「異種性アミノ酸配列」は、（ａ）以外のアミノ酸配列を指す。異種性配列は例えば、組換えタンパク質（例えば、ＦＬＡＧ、ポリヒスチジン（例えば、ヘキサヒスチジン）、赤血球凝集素（ｈｅｍａｇｌｕｔｔａｎｉｎ）（ＨＡ）、グルタチオン−Ｓ−トランスフェラーゼ（ＧＳＴ）、またはマルトース結合タンパク質（ＭＢＰ））の精製に使用される配列であることができる。異種性配列は、診断用マーカーまたは検出可能なマーカーとして有用なタンパク質、例えば、ルシフェラーゼ、緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ）、またはクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ（ＣＡＴ）であることもできる。一部の実施形態においては、融合タンパク質は、別のタンパク質由来のシグナル配列を含有する。ある宿主細胞（例えば、酵母宿主細胞）においては、標的タンパク質の発現および／または分泌は、異種性シグナル配列の使用によって増大することができる。一部の実施形態においては、融合タンパク質は、例えば抗体産生のための免疫応答を惹起するのに有用なキャリア（例えば、ＫＬＨ）、または小胞体もしくはゴルジ装置の保持シグナルを含有することができる。異種性配列は多様な長さであることができ、一部の場合においては、異種性配列が結合する全長の標的タンパク質よりも長い配列であることができる。
【００４３】
マンノシダーゼの生物活性のある断片または生物活性のあるバリアントは、野生型の全長の成熟タンパク質のマンノシダーゼ活性（例えば、キャップを外すことおよび／または脱マンノシル化すること）の少なくとも４０％（例えば、少なくとも５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、もしくは１００％、またはさらにそれより大）を有する。例えば、マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をホスホ−６−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼの生物活性断片は、配列番号８の第１〜７７４番目の残基を含有することができる。
【００４４】
キャップを外されかつ脱マンノシル化した標的分子を生成するために、本明細書に記載されるマンノシダーゼを使用することができる。上記方法は、インビトロまたはインビボで実施することができる。
【００４５】
（糖タンパク質を脱マンノシル化する、または糖タンパク質のキャップを外しかつ脱マンノシル化する方法）
本明細書に記載されるとおり、リン酸化Ｎ−グリカンを含有する糖タンパク質は脱マンノシル化され得、マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分を含有するリン酸化Ｎ−グリカンを含有する糖タンパク質は、該糖タンパク質を（ｉ）マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をマンノース−６−リン酸に加水分解することができかつ（ｉｉ）末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくはα−１，６マンノース結合または末端α−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分を加水分解することのできるマンノシダーゼと接触させることによってキャップを外されかつ脱マンノシル化され得る。このようなマンノシダーゼの非限定例としては、Ｃａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓ（タチナタマメ（Ｊａｃｋ  ｂｅａｎ））マンノシダーゼおよびＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａマンノシダーゼ（例えば、ＡＭＳ１）が挙げられる。タチナタマメマンノシダーゼおよびＡＭＳ１マンノシダーゼの両方は、ファミリー３８のグリコシドヒドドラーゼである。
【００４６】
タチナタマメマンノシダーゼは、例えば、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（米国ミズーリ州セントルイス）から硫酸アンモニウム懸濁液（カタログ番号Ｍ７２５７）およびプロテオミクス等級の調製物（カタログ番号Ｍ５５７３）として市販されている。実施例８に記載するように、このような商業的調製物は、例えばホスファターゼのような混入物を除去するためにゲル濾過クロマトグラフィーによってさらに精製することができる。タチナタマメマンノシダーゼは、以下のアミノ酸配列ＮＫＩＰＲＡＧＷＱＩＤＰＦＧＨＳＡＶＱＧ（配列番号１２）を有するセグメントを含有する。Ｈｏｗａｒｄら、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７３（４）：２０６７−２０７２、１９９８を参照されたい。
【００４７】
Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ  ＡＭＳ１マンノシダーゼは組換え産生することができる。Ｃ末端もしくはＮ末端のポリヒスチジンタグを有するＡＭＳ１をコードする核酸配列を配列番号３および配列番号４にそれぞれ示す（図３Ａおよび図３Ｂも参照されたい）。上記ＡＭＳ１ポリペプチドのアミノ酸配列を配列番号５に示す（図３Ｃも参照されたい）。マンノシダーゼポリペプチドをコードする単離された核酸分子は、標準的な技術によって生成することができる。例えば、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）技術は、本明細書に記載されるヌクレオチド配列を含有する単離された核酸を得るために使用することができる。ＰＣＲは、全ゲノムＤＮＡまたは全細胞ＲＮＡに由来する配列を含む、ＤＮＡならびにＲＮＡに由来する特定の配列を増幅するために使用することができる。一般的には、関心対象の領域の末端からのまたはそれを越えたところからの配列情報を使用して、増幅されるべきテンプレートの反対鎖と配列が同一または類似であるオリゴヌクレオチドプライマーを設計する。種々のＰＣＲ戦略も利用可能であり、該戦略によって、部位特異的ヌクレオチド配列改変は、テンプレート核酸へと導入することができる。単離された核酸は、単一の核酸分子として（例えば、ホスホルアミダイト技法を使用する３’から５’への方向における自動ＤＮＡ合成を使用して）、または一連のオリゴヌクレオチドとしてのいずれかで、化学的に合成することもできる。例えば、オリゴヌクレオチド対がアニーリングされる場合に二本鎖が形成されるよう、各対が相補性のある短いセグメント（例えば、約１５ヌクレオチド）を含有する所望の配列を含有する、１対以上の長いオリゴヌクレオチド（例えば、１００ヌクレオチド超）を合成することができる。ＤＮＡポリメラーゼを使用してオリゴヌクレオチドを伸長し、結果として、オリゴヌクレオチド対あたり単一の二本鎖核酸分子を生じ、それを次にベクターへと連結することができる。単離された核酸は、例えば、天然に存在するＤＮＡの変異誘発によって得ることもできる。
【００４８】
マンノシダーゼポリペプチドを組換え生成するために、マンノシダーゼポリペプチドをコードする核酸に作動可能に連結されたプロモーターを含有するベクターを使用する。本明細書で使用する場合、「プロモーター」は、遺伝子が転写されるようにすることができるＤＮＡ配列を指す。プロモーターは、ＲＮＡポリメラーゼによって認識され、そのＲＮＡポリメラーゼが転写を開始する。したがって、プロモーターは、ＲＮＡポリメラーゼが直接結合するかまたはＲＮＡポリメラーゼの動員に関与するかのいずれかであるＤＮＡ配列を含有する。プロモーター配列は、「エンハンサー領域」も含まれ得、該領域は、タンパク質（すなわち、トランス作用因子であり、ほとんどが１群の転写因子のようである）と結合して遺伝子クラスターにおける遺伝子の転写レベルを高めることのできるＤＮＡの１つ以上の領域（したがって、その名前を有する）である。エンハンサーは、コード領域の５’末端では典型的に、プロモーター配列とも異なることができる一方で、例えば、遺伝子のイントロン領域内または該遺伝子のコード領域に対して３’内にあることができる。
【００４９】
本明細書で使用する場合、「作動可能に連結された」は、発現制御配列が関心対象のコード配列の発現を有効に制御するよう、遺伝子コンストラクト（例えば、ベクター）へと組み込まれることを意味する。
【００５０】
発現ベクターは、コードされたポリペプチドの発現のために宿主細胞へと（例えば、形質転換またはトランスフェクションによって）導入したのち、精製することができる。マンノシダーゼポリペプチドの小規模または大規模な産生のために使用することのできる発現系は、上記核酸分子を含有する組換えバクテリオファージＤＮＡ発現ベクター、プラスミドＤＮＡ発現ベクター、またはコスミドＤＮＡ発現ベクターで形質転換された細菌（例えば、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ））、および該核酸分子を含有する組換え真菌発現ベクターで形質転換された真菌（例えば、Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ、Ａｒｘｕｌａ  ａｄｅｎｉｎｉｖｏｒａｎｓ、Ｐｉｃｈｉａ  ｐａｓｔｏｒｉｓ、Ｈａｎｓｅｎｕｌａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ、またはＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓのような微生物を含むが、これらに限定されない。有用な発現系は、上記核酸分子を含有する組換えウイルス発現ベクター（例えば、バキュロウイルス）に感染させた昆虫細胞系、および組換えウイルス発現ベクター（例えば、タバコモザイクウイルス）に感染させたまたは該核酸分子を含有する組換えプラスミド発現ベクター（例えば、Ｔｉプラスミド）で形質転換した植物細胞系も含む。マンノシダーゼポリペプチドは、哺乳類細胞のゲノムに由来するプロモーター（例えば、メタロチオネインプロモーター）もしくは哺乳類ウイルスに由来するプロモーター（例えば、アデノウイルス後期プロモーターおよびサイトメガロウイルスプロモーター）を含有する組換え発現コンストラクトを有する細胞（例えば、ＣＯＳ細胞、チャイニーズハムスター卵巣細胞、ＨｅＬａ細胞、ヒト胎児由来腎臓２９３細胞、および３Ｔ３  Ｌ１細胞のような不死化した細胞系）を含む哺乳類発現系を使用して産生することもできる。
【００５１】
典型的には、組換えマンノシダーゼポリペプチドに、ＦＬＡＧ、ポリヒスチジン（例えば、ヘキサヒスチジン）、赤血球凝集素（ｈｅｍａｇｌｕｔｔａｎｉｎ）（ＨＡ）、グルタチオン−Ｓ−トランスフェラーゼ（ＧＳＴ）、またはマルトース結合タンパク質（ＭＢＰ）のような異種性アミノ酸配列をタグ付けして、該タンパク質を精製するのを支援する。タンパク質を精製するための他の方法には、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性および逆相クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、疎水性電荷誘導クロマトグラフィーなどのようなクロマトグラフィー技術が含まれる（例えば、Ｓｃｏｐｅｓ、Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ：Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ａｎｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ、第３版、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ（１９９３）；ＢｕｒｔｏｎおよびＨａｒｄｉｎｇ、Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ．Ａ  ８１４：７１〜８１（１９９８）を参照されたい）。
【００５２】
一部の実施形態においては、キャップを外す工程および脱マンノシル化する工程は、２つの異なる酵素によって触媒される。例えば、マンノース−１−ホスホ−６マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６マンノース部分のキャップを外す工程は、Ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓ由来のマンノシダーゼ（例えば、ＣｃＭａｎ５）を使用して実施することができる。シグナル配列を含有するＣｃＭａｎ５ポリペプチドのアミノ酸配列を配列番号７に示す。シグナル配列を有さないＣｃＭａｎ５ポリペプチドのアミノ酸配列を配列番号８に示す。ＣｃＭａｎ５ポリペプチドをコードする核酸配列を配列番号６に示す。一部の実施形態においては、ＣｃＭａｎ５ポリペプチドの生物活性断片を使用する。例えば、生物活性断片には、配列番号８に示すアミノ酸配列の１〜７７４番目の残基を含めることができる。国際公開第２０１１／０３９６３４号も参照されたい。ＣｃＭａｎ５マンノシダーゼは、ファミリー９２のグリコシドヒドロラーゼである。
【００５３】
キャップを外された糖タンパク質の脱マンノシル化は、（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｐｈｏｅｎｉｃｉｓとしても公知の）Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｓａｔｏｉ（Ａｓ）由来のマンノシダーゼまたはＣｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓ由来のマンノシダーゼ（例えば、ＣｃＭａｎ４）を使用して触媒することができる。Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｓａｔｏｉマンノシダーゼは、ファミリー４７のグリコシドヒドロラーゼであり、ＣｃＭａｎ４マンノシダーゼは、ファミリー９２のグリコシドヒドロラーゼである。Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｓａｔｏｉマンノシダーゼのアミノ酸配列を配列番号１１（図２２参照）に、およびＧｅｎＢａｎｋ受託番号第ＢＡＡ０８６３４号に示す。ＣｃＭａｎ４ポリペプチドのアミノ酸配列を配列番号１０に示す。配列番号９に示すヌクレオチド配列は、配列番号１０のポリペプチドをコードする。
【００５４】
キャップを外された糖タンパク質の脱マンノシル化は、Ｃａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓ（タチナタマメ）マンノシダーゼまたはＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａマンノシダーゼ（例えば、ＡＭＳ１）のようなファミリー３８のグリコシドヒドロラーゼ由来のマンノシダーゼを使用して触媒することもできる。例えば、ＣｃＭａｎ５を使用して、糖タンパク質のマンノース−１−ホスホ−６マンノース部分のキャップを外すことができ、タチナタマメマンノシダーゼを使用して、キャップを外された糖タンパク質を脱マンノシル化することができる。
【００５５】
脱マンノシル化した糖タンパク質、またはキャップを外されかつ脱マンノシル化した糖タンパク質を産生するために、マンノース−１−ホスホ−６マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６マンノース部分を含有する標的分子を、好適な条件下で、好適なマンノシダーゼ（複数可）と、および／または組換え産生した好適なマンノシダーゼ（複数可）を含有する細胞溶解産物と接触させる。好適なマンノシダーゼは上記している。細胞溶解産物は、真菌細胞、植物細胞、または動物細胞を含む、遺伝子操作した任意の細胞由来であることができる。動物細胞の非限定例としては、線虫、昆虫、植物、鳥類、爬虫類、および、マウス、ラット、ウサギ、ハムスター、アレチネズミ、イヌ、ネコ、ヤギ、ブタ、ウシ、ウマ、クジラ、サル、またはヒトのような哺乳類が挙げられる。
【００５６】
標的分子（例えば、糖タンパク質）を、精製したマンノシダーゼおよび／または細胞溶解産物と接触させると、マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分は、ホスホ−６−マンノースに加水分解することができ、そしてこのようなホスフェート含有グリカンの末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくはα−１，６マンノース結合または末端α−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分は、加水分解され、キャップを外されかつ脱マンノシル化した標的分子を生成することができる。一部の実施形態においては、キャップを外す工程および脱マンノシル化する工程の両方を触媒する１つのマンノシダーゼを使用する。一部の実施形態においては、キャップを外す工程を触媒するために１つのマンノシダーゼを使用し、脱マンノシル化工程を触媒するために異なるマンノシダーゼを使用する。標的分子がキャップを外されかつ脱マンノシルしたかどうかを決定するために、実施例５に記載される方法を使用することができる。マンノシダーゼによる処理の後、標的分子を単離することができる。
【００５７】
細胞溶解産物におけるマンノシダーゼ活性の活性度または完全性を保存する該細胞溶解産物を得るのに好適な方法には、該細胞溶解産物におけるＮ−グリコシル化活性の変化を保存または最小化する適切なバッファならびに／またはヌクレアーゼ阻害剤、プロテアーゼ阻害剤、およびホスファターゼ阻害剤を含む阻害剤の使用を含めることができる。このような阻害剤は例えば、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、エチレングリコールビス（Ｐ−アミノエチルエーテル）Ｎ，Ｎ，Ｎ１，Ｎ１−四酢酸（ＥＧＴＡ）のようなキレート剤、フッ化フェニルメチルスルホニル（ＰＭＳＦ）、アプロチニン、ロイペプチン、アンチパインなどのようなプロテアーゼ阻害剤、ならびにホスフェート、フッ化ナトリウム、バナデートなどのようなホスファターゼ阻害剤が挙げられる。酵素活性を含有する溶解産物を得るのに適切なバッファおよび条件は、例えば、Ａｕｓｕｂｅｌら、Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ（別冊４７）、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ（１９９９）；ＨａｒｌｏｗおよびＬａｎｅ、Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ  Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ（１９８８）；ＨａｒｌｏｗおよびＬａｎｅ、Ｕｓｉｎｇ  Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｐｒｅｓｓ（１９９９）；Ｔｉｅｔｚ、Ｔｅｘｔｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第３版、ＢｕｒｔｉｓおよびＡｓｈｗｏｏｄ編、Ｗ．Ｂ．Ｓａｕｎｄｅｒｓ、Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ（１９９９）に記載されている。
【００５８】
細胞溶解産物は適宜、干渉する物質の存在を除去または最小化するようさらに処理することができる。所望の場合、細胞溶解産物は、細胞下分画（ｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒ  ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ）、およびイオン交換クロマトグラフィー、疎水性および逆相クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、疎水性電荷誘導クロマトグラフィーなどのようなクロマトグラフィー技術を含む、当業者に周知の種々の方法によって分画することができる。
【００５９】
一部の実施形態においては、細胞溶解産物は、細胞小器官全体が無傷および／または機能的であるままで調製することができる。例えば、溶解産物は、無傷の粗面小胞体、無傷の滑面小胞体、または無傷のゴルジ装置のうちの１つ以上を含有することができる。無傷の細胞小器官を含有する溶解産物を調製して、該小器官の機能性について試験するのに好適な方法は、例えば、Ｍｏｒｅａｕら（１９９１）Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６６（７）：４３２９〜４３３３；Ｍｏｒｅａｕら（１９９１）Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６６（７）：４３２２〜４３２８；Ｒｅｘａｃｈら（１９９１）Ｊ．Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌ．１１４（２）：２１９〜２２９；およびＰａｕｌｉｋら（１９９９）Ａｒｃｈ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．３６７（２）：２６５〜２７３に記載されている。
【００６０】
標的分子は、本明細書で使用する場合、（ｉ）末端マンノース−１−ホスホ−６マンノース結合もしくは末端マンノース−１−ホスホ−６マンノース部分を含有する任意の分子、（ｉｉ）真菌起源の細胞において発現する場合、マンノース−１−ホスホ−６マンノース結合もしくはマンノース−１−ホスホ−６マンノース部分を含有する任意の分子、（ｉｉｉ）ホスフェートを含有するグリカンの末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくはα−１，６マンノース結合、または末端α−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分を含有する任意の分子、あるいは（ｉｖ）真菌起源の細胞において発現する場合、ホスフェートを含有するグリカンの末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくはα−１，６マンノース結合、または末端α−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分を含有する任意の分子を指す。一部の実施形態においては、標的タンパク質は、ヒト糖タンパク質である。好適な標的タンパク質には、破傷風トキソイドまたはジフテリア（ｄｉｐｔｈｅｒｉａ）トキソイドのような病原体タンパク質；サイトメガロウイルス（ＣＭＶ）糖タンパク質Ｂ、Ｈ、およびｇＣＩＩＩ、ヒト免疫不全ウイルス１型（ＨＩＶ−１）エンベロープ糖タンパク質、ラウス肉腫ウイルス（ＲＳＶ）エンベロープ糖タンパク質、単純ヘルペスウイルス（ＨＳＶ）エンベロープ糖タンパク質、エプスタイン・バーウイルス（ＥＢＶ）エンベロープ糖タンパク質、水痘帯状疱疹ウイルス（ＶＺＶ）エンベロープ糖タンパク質、ヒトパピローマウイルス（ＨＰＶ）エンベロープ糖タンパク質、インフルエンザウイルス糖タンパク質、ならびに肝炎ファミリー表面抗原のようなウイルス表面タンパク質、リソソームタンパク質（例えば、酸性αグルコシダーゼ、αガラクトシダーゼ、グルコセレブロシダーゼ、セレブロシダーゼ、またはガラクトセレブロシダーゼ）、インスリン、グルカゴン、増殖因子、サイトカイン、ケモカイン、ならびにこれらの抗体または断片を挙げることができる。増殖因子には、例えば、血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）、インスリン様増殖因子（ＩＧＦ）、骨形態形成因子（ＢＭＰ）、顆粒球コロニー刺激因子（Ｇ−ＣＳＦ）、顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）、神経成長因子（ＮＧＦ）、ニューロトロフィン、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）、エリトロポエチン（ＥＰＯ）、トロンボポエチン（ＴＰＯ）、ミオスタチン（ＧＤＦ−８）、増殖分化因子９（ＧＤＦ９）、塩基性線維芽細胞増殖因子（ｂＦＧＦまたはＦＧＦ２）、上皮増殖因子（ＥＧＦ）、肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）が含まれる。サイトカインには、例えば、ＩＬ−１〜ＩＬ−３３（例えば、ＩＬ−１、ＩＬ−２、ＩＬ−３、ＩＬ−４、ＩＬ−５、ＩＬ−６、ＩＬ−７、ＩＬ−８、ＩＬ−９、ＩＬ−１０、ＩＬ−１２、ＩＬ−１３、またはＩＬ−１５）のようなインターロイキンが含まれる。ケモカインには、例えば、Ｉ−３０９、ＴＣＡ−３、ＭＣＰ−１、ＭＩＰ−１α、ＭＩＰ−１β、ＲＡＮＴＥＳ、Ｃ１０、ＭＲＰ−２、ＭＡＲＣ、ＭＣＰ−３、ＭＣＰ���２、ＭＲＰ−２、ＣＣＦ１８、ＭＩＰ−１γ、エオタキシン、ＭＣＰ−５、ＭＣＰ−４、ＮＣＣ−１、Ｃｋβ１０、ＨＣＣ−１、ロイコタクチン−１、ＬＥＣ、ＮＣＣ−４、ＴＡＲＣ、ＰＡＲＣ、またはエオタキシン−２が含まれる。腫瘍糖タンパク質（例えば、腫瘍関連抗原）、例えば、がん胎児性抗原（ＣＥＡ）、ヒトムチン、ＨＥＲ−２／ｎｅｕ、および前立腺特異抗原（ＰＳＡ）も含まれる［ＨｅｎｄｅｒｓｏｎおよびＦｉｎｎ、Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ，６２，ｐｐ．２１７〜５６（１９９６）］。
【００６１】
一部の実施形態においては、標的タンパク質は、リソソーム蓄積障害と関連したものであることができ、該標的タンパク質は、例えば酸性αグルコシダーゼ、αガラクトシダーゼ、α−Ｌ−イズロニダーゼ、β−Ｄ−ガラクトシダーゼ、β−グルコシダーゼ、β−ヘキソサミニダーゼ、β−Ｄ−マンノシダーゼ、α−Ｌ−フコシダーゼ、アリールスルファターゼＢ、アリールスルファターゼＡ、α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ、アスパルチルグルコサミニダーゼ、イズロン酸−２−スルファターゼ、α−グルコサミニド−Ｎ−アセチルトランスフェラーゼ、β−Ｄ−グルクロニダーゼ（ｇｌｕｃｏｒｏｎｉｄａｓｅ）、ヒアルロニダーゼ、α−Ｌ−マンノシダーゼ、α−ノイラミニダーゼ、ホスホトランスフェラーゼ、酸性リパーゼ、酸性セラミダーゼ、スフィンゴミエリナーゼ、チオエステラーゼ、カテプシンＫ、およびリポタンパク質リパーゼを含む。
【００６２】
一部の実施形態においては、標的タンパク質は、それが別のポリペプチド配列に、またはポリマー、キャリア、アジュバント、免疫毒素、もしくは検出可能な（例えば、蛍光、発光、または放射性）部分に融合した融合タンパク質である。例えば、標的タンパク質は、低分子タンパク質の分子量を増加させるために、および／または循環滞留時間を延長するために、ポリエチレングリコールのようなポリマーに結合することができる。
【００６３】
哺乳類細胞の、キャップを外されかつ脱マンノシル化したホスフェートＮ−グリカンを含有する標的分子と接触すると、標的分子は、哺乳類細胞（例えば、ヒト細胞）の内部へ輸送され得る。キャップを外されたが脱マンノシル化していないリン酸化Ｎ−グリカンを有する糖タンパク質は、哺乳類細胞のマンノース−６−リン酸受容体を実質的に結合せず、それ自体、該細胞の内部へと効率的に輸送されない。本明細書で使用する場合、「実質的に結合しない」とは、哺乳類細胞のマンノース−６−リン酸受容体に糖タンパク質分子の１５％未満（例えば、１４％未満、１２％、１０％、８％、６％、４％、２％、１％、０．５％、またはそれより小、または０％）が結合することを意味する。しかしながら、基礎をなすマンノースがリン酸化される場合にこのような糖タンパク質が、末端α−１，２マンノース結合または末端α−１，２マンノース部分を加水分解することのできるマンノシダーゼと接触すれば、哺乳類細胞のマンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合しかつ該細胞の内部へ効率よく輸送される脱マンノシル化した糖タンパク質が生成される。本明細書で使用する場合、「実質的に結合する」とは、糖タンパク質分子の１５％以上（例えば、１６％、１８％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、または９５％よりも大）が哺乳類細胞のマンノース−６−リン酸受容体に結合することを意味する。リン酸化Ｎ−グリカンのキャップを外すが脱マンノシル化しない酵素を含有する調製物（例えば、組換え宿主細胞または無細胞調製物）に、リン酸化Ｎ−グリカンを脱マンノシル化する酵素が混入し得ることは理解される。このような調製物との接触後の標的タンパク質試料は、キャップを外されるだけの一部のリン酸化Ｎ−グリカンを有するタンパク質分子、およびキャップを外されかつ脱マンノシル化したその他のリン酸化Ｎ−グリカンを有するタンパク質分子を含有することができる。キャップを外されかつ脱マンノシル化したリン酸化Ｎ−グリカンを含有する天然の上記タンパク質分子は、マンノース−６−リン酸受容体に実質的に結合することができる。「実質的に結合しない」に関する上の定義は、タンパク質分子におけるリン酸化Ｎ−グリカンが、キャップを外されたが脱マンノシル化していないことを特徴とすることができないので、このような標的タンパク質試料に適用されない。
【００６４】
実施例９および実施例１２に示すように、キャップを外されかつ脱マンノシル化した標的分子は、キャップを外されたリン酸化Ｎ−グリカンを含有する標的分子よりも、哺乳類細胞によって効率よく取り込まれる。例えば、キャップを外されかつ脱マンノシル化した標的分子は、キャップを外されていない糖タンパク質よりも少なくとも１０倍（例えば、少なくとも１５、２０、２５、または３０倍）効率的に取り込まれ得る。
【００６５】
したがって、本文書は、糖タンパク質を、哺乳類細胞のマンノース−６−リン酸受容体に結合しない第一の形態から、哺乳類細胞のマンノース−６−リン酸受容体に結合する第二の形態へ変換する方法を提供する。第一の形態においては、糖タンパク質は、６位にリン酸残基を含有するマンノース残基に１位で結合する１つ以上のマンノース残基を含有する１つ以上のＮ−グリカンを含む。このような方法においては、第一の形態の糖タンパク質は、末端マンノース残基を脱マンノシル化するマンノシダーゼと接触して、６位にホスフェートを含有するマンノースを結果として生じ、末端マンノースとなる。一部の実施形態においては、該マンノシダーゼは、キャップを外す活性も脱マンノシル化活性も有する（例えば、Ｃａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓ（タチナタマメ（Ｊａｃｋ  ｂｅａｎ））マンノシダーゼまたはＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ  ＡＭＳ１マンノシダーゼ）。一部の実施形態においては、上記マンノシダーゼは、キャップを外す活性を有さない（例えば、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｓａｔｏｉ由来のマンノシダーゼまたはＣｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓ由来のマンノシダーゼ（例えば、ＣｃＭａｎ４））。
【００６６】
糖タンパク質の細胞の内部への輸送は、実施例９に示す細胞取り込みアッセイのような細胞取り込みアッセイを使用して評価することができる。例えば、キャップを外されかつ脱マンノシル化したリン酸化Ｎ−グリカンを含有する哺乳類細胞および標的分子をインキュベートし、次に、細胞を洗浄および溶解することができる。細胞溶解産物は、標的分子の存在について（例えば、ウェスタンブロット法によって）、または細胞溶解産物における標的分子の活性によって評価することができる。例えば、標的分子がヒトαグルコシダーゼのようなグルコシダーゼである場合、取り込みは、酸性αグルコシダーゼ活性を欠損する線維芽細胞において評価することができる。αグルコシダーゼの細胞内活性は、４−メチルウンベリフェリル−α−Ｄ−グルコピラノシド（４−ＭＵＧ）アッセイを使用して評価することができる。実施例３を参照されたい。グルコシダーゼによる基質４−ＭＵＧの切断は、蛍光原性産物４−ＭＵの生成をもたらし、４−ＭＵは、紫外光による照射によって視覚化または検出することができる。
【００６７】
（糖タンパク質のキャップを外しかつ脱マンノシル化するインビボでの方法）
本明細書に記載される遺伝子操作された細胞は、キャップを外されかつ脱マンノシル化した標的分子を産生するために使用することができる。例えば、細胞を基にした方法は、マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をホスホ−６−マンノースに加水分解することのできるマンノシダーゼをコードする核酸を含むよう遺伝子操作された真菌細胞に標的分子をコードする核酸を導入する工程であって、ここで、該細胞は、キャップを外されたリン酸化Ｎ−グリカンを含有する標的分子を産生する工程を含むことができる。このようなリン酸化Ｎ−グリカンは、上に記載したとおり脱マンノシル化され得る。細胞を基にした別の方法は、（ｉ）マンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース部分をホスホ−６−マンノースに加水分解することができる工程と、（ｉｉ）ホスフェート含有グリカンの末端α−１，２マンノース結合、α−１，３マンノース結合、および／もしくはα−１，６マンノース結合または末端α−１，２マンノース部分、α−１，３マンノース部分、および／もしくはα−１，６マンノース部分を加水分解することのできるマンノシダーゼをコードする核酸を含むよう遺伝子操作された真菌細胞に標的分子をコードする核酸を導入する工程であって、ここで、該細胞は、キャップを外されかつ脱マンノシル化した標的分子を産生する工程を含むことができる。一部の実施形態においては、上記マンノシダーゼおよび標的分子をコードする核酸は、該マンノシダーゼおよび標的分子が共分泌されるよう、分泌配列を含有する。
【００６８】
本明細書に記載される遺伝子操作された細胞は、マンノシダーゼをコードする核酸を含有する。標的分子のインビボでの産生に好適な細胞は、
【００６９】
【化３】
2013539974.tif 000004
【００７０】
【化４】
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【００７１】
【化５】
2013539974.tif 000006
【００７２】
このような細胞は、本明細書に記載されるような遺伝子操作の前に、種々の商業的供給源および研究資源施設（例えば、米国培養細胞系統保存機関（米国メリーランド州ロックヴィルなど）から得ることができる。標的分子には、本明細書に記載される任意の標的タンパク質などのタンパク質が含まれる（上を参照されたい）。
【００７３】
細胞の遺伝子操作は、マンノシダーゼをコードする外来性核酸に加えて、（ｉ）外側鎖伸長（ＯＣＨ１）タンパク質をコードする内在性遺伝子の欠失、（ｉｉ）マンノシルリン酸化を促進してマンノース残基のリン酸化を増大させることができるポリペプチド（例えば、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｌｙｔｉｃａ、Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ、Ｏｇａｔａｅａ  ｍｉｎｕｔａ、Ｐｉｃｈｉａ  ｐａｓｔｏｒｉｓ、もしくはＣ．ａｌｂｉｃａｎｓに由来するＭＮＮ４ポリペプチド、またはＰ．ｐａｓｔｏｒｉｓに由来するＰＮＯ１ポリペプチド）をコードする組換え核酸の導入、（ｉｉｉ）ＯＣＨ１タンパク質の機能的発現に干渉するＲＮＡ分子の導入または発現、（ｉｖ）Ｎ−グリコシル化活性を有する野生型（例えば、内在性または外来性）タンパク質をコードする（すなわち、Ｎ−グリコシル化活性を有するタンパク質を発現する）組換え核酸の導入、（ｖ）上記の標的分子をコードする組換え核酸の導入、あるいは（ｖ）Ｎ−グリコシル化活性を有するタンパク質をコードする１つ以上の内在性遺伝子のプロモーターエレメントまたはエンハンサーエレメントを変更し、したがってそれらののコードタンパク質の発現を変更などの１種類以上の遺伝子改変を含むことができる。ＲＮＡ分子は、例えば、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）、低分子ヘアピン型ＲＮＡ（ｓｈＲＮＡ）、アンチセンスＲＮＡ、またはマイクロＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）が含まれる。遺伝子操作には、Ｎ−グリコシル化活性を有して、付加（例えば、異種性配列）、欠失、または置換（例えば、点変異のような変異、保存的変異または非保存的変異）を有するタンパク質を産生するタンパク質をコードする内在性遺伝子を変更することも含まれる。変異は、（例えば、部位特異的変異誘発または相同組換えによって）特異的に導入することができ、または無作為に導入することができる（例えば、細胞は、例えばＮｅｗｍａｎおよびＦｅｒｒｏ−Ｎｏｖｉｃｋ（１９８７）Ｊ．Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌ．１０５（４）：１５８７）に記載されるように化学的に変異誘発され得る）。
【００７４】
本明細書に記載される遺伝子改変は結果的に、（ｉ）遺伝子改変細胞における１種類以上の活性の増大、（ｉｉ）遺伝子改変細胞における１種類以上の活性の低下、または（ｉｉｉ）遺伝子改変細胞における１種類以上の活性の局在性もしくは細胞内分布の変化、のうちの１つ以上を生じることができる。特定の活性の量の増大（例えば、マンノシルリン酸化を促進すること）は、マンノシルリン酸化を促進することのできる１種類以上のタンパク質を過剰発現させること、内在性遺伝子のコピー数の増加（例えば、遺伝子重複）、または内在性遺伝子によってコードされるタンパク質の発現の増大を刺激する該遺伝子のプロモーターもしくはエンハンサーの変更によることができる。１種類以上の特定の活性の低下は、変異体形態（例えば、ドミナントネガティブ形態）の過剰発現、特定の活性を有する１種類以上のタンパク質の発現を低下させる１種類以上の干渉性ＲＮＡ分子の導入もしくは発現、または特定の活性を有するタンパク質をコードする１種類以上の内在性遺伝子の欠失によることができる。
【００７５】
相同組換えによって遺伝子を破壊させるために、「遺伝子置換」ベクターは、選択可能なマーカー遺伝子を含むような方法で構築することができる。選択可能なマーカー遺伝子は、５’末端および３’末端の両方で、相同組換えを仲介するのに十分な長さの遺伝子の部分に作動可能に連結され得る。選択可能なマーカーは、ＵＲＡ３遺伝子、ＬＥＵ２遺伝子、およびＨＩＳ３遺伝子を含む、宿主細胞栄養要求性を補完するかまたは抗生物質耐性を提供するかのいずれかである任意の数の遺伝子のうちの１つであることができる。他の好適な選択可能なマーカーには、酵母細胞に対してクロラムフェニコール耐性を与えるＣＡＴ遺伝子、またはβ−ガラクトシダーゼの発現による青色コロニーを結果として生じるｌａｃＺ遺伝子が挙げられる。次に、遺伝子置換ベクターの線状化ＤＮＡ断片を、当該技術分野で周知の方法を使用して上記細胞へと導入する（下記を参照されたい）。その線状断片のゲノムへの組込みおよび上記遺伝子の破壊は、選択マーカーを基にして決定することができ、例えば、サザンブロット分析によって実証することができる。選択可能なマーカーは、例えばＣｒｅ−ｌｏｘＰシステムによって宿主細胞のゲノムから除去することができる（下記を参照されたい）。
【００７６】
あるいは、遺伝子置換ベクターは、破壊されるべき遺伝子の一部を含むような方法で構築することができ、該一部は、任意の内在性遺伝子プロモーター配列がまったくなく、かつ該遺伝子のコード配列のいずれもコードせず、または該コード配列の不活性断片をコードする。「不活性断片」とは、上記遺伝子の全長のコード配列から生成されるタンパク質の活性の例えば約１０％未満（例えば、約９％未満、約８％未満、約７％未満、約６％未満、約５％未満、約４％未満、約３％未満、約２％未満、約１％未満、または０％）を有するタンパク質をコードする遺伝子の断片である。上記遺伝子のこのような一部を、公知のプロモーター配列が該遺伝子配列に作動可能に連結されないものの、終止コドンおよび転写終結配列が該遺伝子配列の一部に作動可能に連結されるような方法で、ベクターに挿入する。このベクターはその後、遺伝子配列の一部において線状化し、細胞へと形質転換することができる。単一の相同組換えによって、この線状化ベクターを次に、上記遺伝子の内在性対応物に組み込む。
【００７７】
発現ベクターは、自律的または組込み型であることができる。組換え核酸（例えばマンノシダーゼをコードする組換え核酸）は、プラスミド、ファージ、トランスポゾン、コスミド、またはウイルス粒子のような発現ベクターの形態で細胞へと導入することができる。組換え核酸は、染色体外で維持することができ、または酵母細胞染色体ＤＮＡへと組み込むことができる。発現ベクターは、所望の核酸で形質転換した細胞の検出および／または選択を可能にするために、選択された条件下で細胞生存度に必要なタンパク質をコードする選択マーカー遺伝子（例えば、ウラシル生合成に必要な酵素をコードするＵＲＡ３、またはトリプトファン生合成に必要な酵素をコードするＴＲＰ１）を含有することができる（例えば、米国特許第４，７０４，３６２号を参照されたい）。発現ベクターには、自律複製配列（ＡＲＳ）も含めることができる。例えば、米国特許第４，８３７，１４８号は、Ｐｉｃｈｉａ  ｐａｓｔｏｒｉｓにおけるプラスミドを維持するのに好適な手段を提供する自律複製配列を記載している。
【００７８】
統合型ベクターは、例えば、米国特許第４，８８２，２７９号において開示されている。統合型ベクターには一般的に、少なくとも１つの第一の挿入可能なＤＮＡ断片、１つの選択可能なマーカー遺伝子、および１つの第二の挿入可能なＤＮＡ断片からなる連続的に配置された配列が含まれる。第一および第二の挿入可能なＤＮＡ断片は各々、長さ約２００（例えば、約２５０、約３００、約３５０、約４００、約４５０、約５００、または約１０００、またはそれより長い）ヌクレオチドであり、かつ形質転換されるべき種のゲノムＤＮＡの部分に対して相同的であるヌクレオチド配列を有する。発現のための関心対象の遺伝子（例えば、Ｎ−グリコシル化活性を有するタンパク質をコードする遺伝子）を含有するヌクレオチド配列は、マーカー遺伝子の前であろうと後であろうと、このベクターにおいて、第一の挿入可能なＤＮＡ断片と第二の挿入可能なＤＮＡ断片の間に挿入される。統合型ベクターは、関心対象のヌクレオチド配列の宿主細胞ゲノムへの組込みを促進するために、酵母形質転換前に線状化され得る。
【００７９】
発現ベクターは、酵母（例えば、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ、Ａｒｘｕｌａ  ａｄｅｎｉｎｉｖｏｒａｎｓ、Ｐ．ｐａｓｔｏｒｉｓ、または他の好適な真菌種）プロモーターの制御下での組換え核酸の特色をなすことができ、該プロモーターによって、真菌細胞において発現することができる。好適な酵母プロモーターには、例えば、ＡＤＣ１プロモーター、ＴＰＩ１プロモーター、ＡＤＨ２プロモーター、ｈｐ４ｄプロモーター、ＰＯＸプロモーター、およびＧａｌ１０プロモーターが含まれる（例えば、Ｇｕａｒｅｎｔｅら（１９８２）Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ  ７９（２３）：７４１０を参照されたい）。追加の好適なプロモーターは、例えば、ＺｈｕおよびＺｈａｎｇ（１９９９）Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ  １５（７〜８）：６０８〜６１１ならびに米国特許第６，２６５，１８５号に記載されている。
【００８０】
プロモーターは、構成的または誘導性（条件的）であることができる。構成的プロモーターは、は、標準的な培養条件下で発現が一定であるプロモーターであると理解されている。誘導性プロモーターとは、１つ以上の誘導指示（Ｃｕｅ）に対して応答性であるプロモーターである。例えば、誘導性プロモーターは、化学的に調節されることができ（例えば、アルコール、テトラサイクリン、ステロイド、金属、または他の低分子のような化学的誘導剤の存在または不在によってその転写活性が調節されるプロモーター）、または物理的に調節され得る（例えば、光または高温もしくは低温のような物理的誘導因子の存在または不在によってその転写活性が調節されるプロモーター）。誘導性プロモーターは、化学的指示または物理的指示によってそれ自体が直接的に調節される１種類以上の転写因子によって間接的に調節されることもできる。
【００８１】
遺伝子操作された他の改変も条件的であることができることは理解される。例えば、遺伝子は、例えばＣｒｅ−ｌｏｘＰ系のような部位特異的ＤＮＡ組換え酵素を使用して、条件的に欠失させることができる（例えば、Ｇｏｓｓｅｎら（２００２）Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｇｅｎｅｔｉｃｓ  ３６：１５３〜１７３および米国特許出願公開第２００６００１４２６４号を参照されたい）。
【００８２】
組換え核酸は、スフェロプラスト技術または全細胞塩化リチウム酵母形質転換法のような種々の方法を使用して、本明細書に記載された細胞へと導入することができる。プラスミドまたは線状核酸ベクターの細胞への形質転換に有用な他の方法は、例えば、米国特許第４，９２９，５５５号、Ｈｉｎｎｅｎら（１９７８）Ｐｒｏｃ．Ｎａｔ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ  ７５：１９２９、Ｉｔｏら（１９８３）Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．１５３：１６３、米国特許第４，８７９，２３１号、およびＳｒｅｅｋｒｉｓｈｎａら（１９８７）Ｇｅｎｅ  ５９：１１５に記載されており、これらの各々の開示は、それらのすべての内容が全体として引用により本明細書に組み込まれている。電気穿孔法およびＰＥＧ１０００全細胞形質転換法も、ＣｒｅｇｇおよびＲｕｓｓｅｌ、Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ：Ｐｉｃｈｉａ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ、第３章、Ｈｕｍａｎａ  Ｐｒｅｓｓ、Ｔｏｔｏｗａ、Ｎ．Ｊ．、ｐｐ．２７〜３９（１９９８）に記載されているとおり使用してもよい。
【００８３】
形質転換した真菌細胞は、新たな表現型の選択および検出のために（細胞の栄養要求性により）必要とされる生化学的産物の不在下で形質転換後に栄養要求性細胞を培養すること、または形質転換体に含有される耐性遺伝子の不在下で酵母に対して毒性のある抗生物質の存在下で培養することを含むがこれらに限定されない適切な技術を使用することによって選択することができる。形質転換体は、例えばサザンブロットまたはＰＣＲ分析によって評価することのできる、ゲノムへの発現カセットの組込みによって選択および／または実証することもできる。
【００８４】
ベクターを関心対象の標的細胞に導入する前に、ベクターは、上に記載したとおり、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）のような細菌細胞において増殖させる（例えば、増幅させる）ことができる。ベクターＤＮＡは、ベクターＤＮＡの細菌環境からの精製を結果として生じる、当該技術分野で公知の方法のうちの何らかによって、細菌細胞から単離することができる。精製されたベクターＤＮＡは、大腸菌タンパク質が哺乳類細胞に対して毒性であることができるので、これらのタンパク質がプラスミドＤＮＡ調製物中に存在しないことを確保するために、フェノール、クロロホルム、およびエーテルで徹底的に抽出することができる。
【００８５】
一部の実施形態においては、遺伝子操作された真菌細胞は、ＯＣＨ１遺伝子またはその遺伝子産物（例えば、ｍＲＮＡまたはタンパク質）を欠いており、ＯＣＨ１活性を欠損している。一部の実施形態においては、遺伝子操作された細胞は、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチド（例えば、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ、Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ、Ｏｇａｔａｅａ  ｍｉｎｕｔａ、Ｐｉｃｈｉａ  ｐａｓｔｏｒｉｓ、もしくはＣ．ａｌｂｉｃａｎｓに由来するＭＮＮ４ポリペプチド、またはＰ．ｐａｓｔｏｒｉｓに由来するＰＮＯ１ポリペプチド）を発現する。例えば、真菌細胞は、Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ由来のＭＮＮ４ポリペプチド（Ｇｅｎｂａｎｋ（登録商標）受託番号：ＸＭ＿５０３２１７、Ｇｅｎｏｌｅｖｕｒｅｓ参照コード：ＹＡＬＩ０Ｄ２４１０１ｇ）を発現することができる。一部の実施形態においては、遺伝子操作された細胞は、ＯＣＨ１活性を欠損しており、マンノシルリン酸化を促進することのできるポリペプチドを発現する。
【００８６】
キャップを外しかつ脱マンノシル化の後、標的分子は単離することができる。一部の実施形態においては、標的分子は、酵母細胞内で維持され、細胞溶解の際に放出される。一部の実施形態においては、標的分子は、上記細胞からの該分子の分泌を誘導する、（外来性核酸に対して天然であるかまたは発現ベクターへと操作されるかのいずれかである）コード配列によって提供される機序を介して培養培地へと分泌される。細胞溶解産物または培養培地中のキャップを外されかつ脱マンノシル化した標的分子の存在は、該分子の存在を検出するための種々の標準的なプロトコルによって実証することができる。例えば、変更した標的分子がタンパク質である場合、このようなプロトコルは、変更した標的タンパク質に特異的な抗体（または該標的タンパク質自体）を使用するイムノブロッティングまたは放射性免疫沈降、変更した標的タンパク質に特異的なリガンド（または該標的タンパク質自体）の結合、または変更した標的タンパク質（または該標的タンパク質自体）の酵素の比活性についての試験が含まれ得るが、これらに限定されない。
【００８７】
一部の実施形態においては、単離後に、キャップを外されかつ脱マンノシル化した標的分子は、例えば酵素的手段または化学的手段を使用して異種性部分に結合することができる。「異種性部分」は、変更した標的分子に（例えば、共有結合でまたは非共有結合で）結合した任意の構成要素を指し、該構成要素は、変更した標的分子に元々存在する構成要素とは異なる。異種性部分には、例えばポリマー、キャリア、アジュバント、免疫毒素、または検出可能な（例えば、蛍光、発光、または放射性）部分を含む。一部の実施形態においては、追加のＮ−グリカンは、変更した標的分子に付加することができる。
【００８８】
標的分子のグリコシル化を検出するための方法には、ＤＮＡシーケンサー支援型（ＤＳＡ）、フルオロフォア支援型炭水化物電気泳動（ＦＡＣＥ）または表面支援レーザー脱離／イオン化飛行時間型質量分析法（ＳＥＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳ）が挙げられる。例えば、分析は、例えば糖タンパク質を変性させた後に、例えばメンブラン上へ固定化するＤＳＡ−ＦＡＣＥを利用することができる。上記糖タンパク質は次に、ジチオトレイトール（ＤＴＴ）またはβ−メルカプトエタノールのような好適な還元剤を用いて還元することができる。上記タンパク質のスルフヒドリル基は、ヨード酢酸のような酸を使用してカルボキシ化することができる。次に、Ｎ−グリカンは、Ｎ−グリコシダーゼＦのような酵素を使用して該タンパク質から放出することができる。Ｎ−グリカンは必要に応じて、還元アミノ化によって再構成および誘導体化することができる。誘導体化したＮ−グリカンは次に濃縮することができる。Ｎ−グリカン分析に好適な計測手段には、例えば、ＡＢＩ  ＰＲＩＳＭ（登録商標）３７７ＤＮＡシーケンサー（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）が含まれる。データ分析は、例えばＧＥＮＥＳＣＡＮ（登録商標）３．１ソフトウェア（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）を使用して実施することができる。単離されたマンノプロテインは、そのＮ−グリカン状態を確認するために、仔ウシ腸ホスファターゼのような１種類以上の酵素を使用してさらに処理することができる。Ｎ−グリカン分析の追加の方法には、例えば、質量分析（例えば、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ）、順相、逆相における高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）、およびイオン交換クロマトグラフィー（例えば、グリカンが標識されていない場合にはパルス電流検出を使用し、グリカンが適切に標識されている場合、紫外吸収または蛍光を使用する）が含まれる。Ｃａｌｌｅｗａｅｒｔら（２００１）Ｇｌｙｃｏｂｉｏｌｏｇｙ  １１（４）：２７５〜２８１、およびＦｒｅｉｒｅら（２００６）Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇ．Ｃｈｅｍ．１７（２）：５５９〜５６４も参照されたい。
【００８９】
（操作された細胞の培養物）
本文書は、本明細書に記載される遺伝子操作された細胞のうちの任意の実質的に純粋な培養物も提供する。本明細書において使用する場合、遺伝子操作された細胞の「実質的に純粋な培養物」とは、該培養物における生細胞の総数の約４０％未満（すなわち、約３５％未満、約３０％未満、約２５％未満、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満、約５％未満、約２％未満、約１％未満、約０．５％未満、約０．２５％未満、約０．１％未満、約０．０１％未満、約０．００１％未満、約０．０００１％未満、またはさらにより小）が遺伝子操作された細胞、例えば細菌細胞、真菌細胞（酵母を含む）、マイコプラズマ細胞、または原生動物細胞以外の生細胞である。本文脈における用語「約」とは、関連した百分率が、指定された百分率の１５％ほど指定された百分率を上回るまたは下回ることができることを意味する。したがって、例えば、約２０％とは、１７％〜２３％であることができる。遺伝子操作された細胞のこのような培養物には、細胞および、増殖媒体、保存媒体、または輸送媒体が含まれる。媒体は、液体、半固形（例えば、ゼラチン媒体）、または凍結であることができる。上記培養物には、液体または半固形媒体で増殖する細胞、または、凍結保存媒体または輸送媒体を含む保存媒体または輸送媒体中で保存または輸送される細胞が含まれる。上記培養物は、培養容器または保存容器または基材（例えば、培養皿、培養フラスコ、もしくは培養チューブ、または保存バイアルもしくは保存チューブ）の中にある。
【００９０】
本明細書に記載される遺伝子操作された細胞は、例えば、凍結した細胞懸濁液として、例えば、グリセロールまたはスクロースのような凍結保護物質を含有するバッファ中に、凍結乾燥した細胞として保存することができる。あるいは、上記細胞は、例えば、流動床乾燥もしくは噴霧乾燥、または任意の他の好適な乾燥方法によって得られる乾燥した細胞調製物として保存することができる。
【００９１】
（代謝障害）
キャップを外されかつ脱マンノシル化した分子は、種々の代謝障害を処置するために使用することができる。代謝障害とは、個々のヒト（または動物）細胞内でのエネルギー産生に影響する障害である。ほとんどの代謝障害は遺伝性であるが、一部は、食事、毒素、感染症などの結果として「後天的」であることができる。遺伝性代謝障害は、先天性代謝異常としても公知である。一般に、遺伝性代謝障害は、細胞の代謝過程における一部のプロセスに必要な酵素を失うことまたは不適切に構成されることを結果的に生じる遺伝的欠陥に起因する。最大のクラスの代謝障害は、炭水化物代謝の障害、アミノ酸代謝の障害、有機酸代謝の障害（有機酸性尿）、脂肪酸酸化およびミトコンドリア代謝の障害、ポルフィリン代謝の障害、プリン代謝もしくはピリミジン代謝の障害、ミトコンドリア機能におけるステロイド代謝障害の障害、ペルオキシソーム機能の障害、およびリソソーム蓄積障害（ＬＳＤ）である。
【００９２】
キャップを外されかつ脱マンノシル化した１つ以上の分子（または該分子の薬学的組成物）の投与によって処置することのできる代謝障害の例としては、遺伝性ヘモクロマトーシス、眼皮膚型白皮症、プロテインＣ欠乏症、遺伝性血管性浮腫Ｉ型、先天性スクラーゼイソマルターゼ欠損症、クリグラー・ナジャーＩＩ型、ラロン症候群、遺伝性ミエロペルオキシダーゼ、原発性甲状腺機能低下症、先天性ＱＴ延長症候群、チロキシン結合グロブリン欠損症、家族性高コレステロール血症、家族性乳糜血症、無ベータリポタンパク血症（ａｂｅｔａ−ｌｉｐｏｐｒｏｔｅｉｎｅｍａ）、低い血漿リポタンパク質Ａレベル、肝損傷を伴う遺伝性気腫、先天性甲状腺機能低下症、骨形成不全症、遺伝性低フィブリノゲン血症、α１−アンチキモトリプシン欠損症、腎性尿崩症、神経下垂体性尿崩症、アデノシンデアミナーゼ欠損症、ペリツェウス・メルツバッハー病、フォンウィルブランド病ＩＩＡ型、複合第Ｖ因子・第ＶＩＩＩ因子欠損症、遅発性脊椎骨端異形成、コロイデレミア、Ｉ細胞病、バッテン病、毛細管拡張性運動失調、ＡＤＰＫＤすなわち常染色体優性多発嚢胞腎症、微絨毛性封入体病、結節硬化症、ローの眼脳腎症候群、筋萎縮性側索硬化症、骨髄異形成症候群、不全リンパ球症候群、タンジアー病、家族性肝内胆汁鬱滞、Ｘ染色体連鎖副腎白質ジストロフィー、スコット症候群、ヘルマンスキー・パドラック症候群１型および２型、ツェルヴェーガー症候群、近接短縮性点状軟骨異形成症、常染色体劣性原発性高シュウ酸尿症、モール・トラネビャエルグ（Ｔｒａｎｅｂｊａｅｒｇ）症候群、脊髄性および延髄性筋萎縮症（ｓｐｉｎａｌ  ａｎｄ  ｂｕｌｌａｒ  ｍｕｓｃｕｌａｒ  ａｔｒｏｐｈｙ）、原発性線毛運動不全（カルタゲナー症候群）、巨人症および先端巨大症、乳汁漏出、アジソン病、副腎性男性化、クッシング症候群、ケトアシドーシス、原発性または続発性アルドステロン症、ミラー・ディカー症候群、滑沢脳、運動ニューロン疾患、アッシャー症候群、ヴィスコット・オールドリッチ症候群、オピッツ症候群（Ｏｐｔｉｚ  ｓｙｎｄｒｏｍｅ）、ハンチントン病、遺伝性膵炎、抗リン脂質抗体症候群、オーバーラップ結合組織病（ｏｖｅｒｌａｐ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｅ  ｔｉｓｓｕｅ  ｄｉｓｅａｓｅ）、シェーグレン症候群、スティッフマン症候群、ブルガダ症候群、フィンランド型先天性腎炎症候群、デュービン・ジョンソン症候群，Ｘ染色体連鎖低リン酸血症（Ｘ−ｌｉｎｋｅｄ  ｈｙｐｏｐｈｏｓｐｈｏｓｐｈａｔｅｍｉａ）、ペンドレッド症候群、新生児持続性高インスリン性低血糖症、遺伝性球状赤血球症、無セルロプラスミン血症、乳児神経セロイドリポフスチン沈着症、偽性軟骨形成不全症および多発性骨端骨形成不全症（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｅｐｉｐｈｙｓｅａｌ）、シュタルガルト様黄斑ジストロフィー、Ｘ染色体連鎖シャルコー・マリー・ツース病、常染色体優性網膜色素変性、ウォルコット・ラリソン症候群（Ｗｏｌｃｏｔｔ−Ｒａｌｌｉｓｏｎ  ｓｙｎｄｒｏｍｅ）、クッシング病、肢帯筋ジストロフィー、ムコ多糖症（ｍｕｃｏｐｌｏｙ−ｓａｃｃｈａｒｉｄｏｓｉｓ）ＩＶ型、フィンランド型遺伝性家族性アミロイドーシス（ｈｅｒｅｄｉｔａｒｙ  ｆａｍｉｌｉａｌ  ａ��ｙｌｏｉｄｏｓｉｓ  ｏｆ  Ｆｉｎｉｓｈ）、アンダーソン病、肉腫、慢性骨髄単球性白血病、心筋症、顔面生殖器形成不全症（ｆａｃｉｏｇｅｎｉｔａｌ  ｄｙｓｐｌａｓｉａ）、捻転症、ハンチントン運動失調および脊髄小脳性運動失調、遺伝性高ホモシステイン血症（ｈｅｒｅｄｉｔａｒｙ  ｈｙｐｅｒｈｏｍｏｓｙｔｅｉｎｅｍｉａ）、多発ニューロパチー、下位運動ニューロン疾患、色素性網膜炎（ｐｉｇｍｅｎｔｅｄ  ｒｅｔｉｎｉｔｉｓ）、セロネガティブ多発性関節炎、間質性肺線維症、レイノー現象、ウエゲナー肉芽腫症（Ｗｅｇｎｅｒ’ｓ  ｇｒａｎｕｌｏｍａｔｏｓｉｓ）、タンパク尿（ｐｒｅｏｔｅｉｎｕｒｉａ）、ＣＤＧ−Ｉａ型、ＣＤＧ−Ｉｂ型、ＣＤＧ−Ｉｃ型、ＣＤＧ−Ｉｄ型、ＣＤＧ−Ｉｅ型、ＣＤＧ−Ｉｆ型、ＣＤＧ−ＩＩａ型、ＣＤＧ−ＩＩｂ型、ＣＤＧ−ＩＩｃ型、ＣＤＧ−ＩＩｄ型、エーラース・ダンロス症候群、多発性外骨腫症、グリセリ症候群（１型または２型）、またはＸ染色体連鎖非特異的精神遅滞を挙げることができる。加えて、代謝障害には、ファブリー病、ムコ多糖症Ｉ型、ファーバー病、ゴーシェ病、ＧＭ１ガングリオシドーシス、テイ・サックス病、サンドホフ病、ＧＭ２活性化因子疾患、クラッベ病、異染性白質ジストロフィー、ニーマン・ピック病（Ａ型、Ｂ型、およびＣ型）、シェイエ病、ハンター病、サンフィリポ病、モルキオ病、マロトー・ラミー病、ヒアルロニダーゼ欠損症、アスパルチルグルコサミン尿症、フコース蓄積症、マンノース蓄積症、シンドラー病、１型シアリドーシス、ポンペ病、濃化異骨症、セロイドリポフスチン沈着症、コレステロールエステル貯蔵病、ウォルマン病、多発性スルファターゼ欠損症、ガラクトシアリドーシス、ムコリピドーシス（ＩＩ型、ＩＩＩ型、およびＩＶ型）、シスチン症、シアル酸蓄積障害、マリネスコ・シェーグレン症候群を伴うカイロミクロン蓄積症、ヘルマンスキー・パドラック症候群、チェディアック・東症候群、ダノン病、または幸福顔貌骨異形成症などだがこれらに限定されないリソソーム蓄積障害も含めることができる。
【００９３】
代謝障害の症状は多岐にわたっており、例えば、貧血、疲労、容易な紫斑形成、少ない血小板、肝腫脹、脾腫脹、骨格の弱化、肺の欠陥、感染症（例えば、胸部の感染症または肺炎）、腎臓の欠陥、進行性脳障害、発作、非常に濃い胎便、咳嗽、喘鳴、唾液または粘液の過剰産生、息切れ、腹痛、腸閉塞または消化管閉塞、妊孕性の問題、鼻の中のポリープ、指／足指の爪および皮膚の太鼓ばち指形成、手または足の疼痛、被角血管腫、少ない発汗、角膜およびレンズの混濁、白内障、僧帽弁逸脱症および／または僧帽弁逆流、心肥大、温度不耐症（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｉｎｔｏｌｅｒｎｃｅ）、歩行困難、嚥下困難、進行性失明、進行性聴覚喪失、緊張低下、巨舌、反射消失、腰痛、睡眠時無呼吸、起座呼吸、傾眠、脊柱前弯、あるいは脊柱側弯のうちの１種類以上を含むことができる。欠損しているタンパク質または存在しないタンパク質の多様な性質および結果として生じる疾患の表現型（例えば、代謝障害の症候的呈示）により、所与の障害が一般的には、その特定の障害に対して特徴的な症状のみを示すことは理解される。例えば、ファブリー病患者は、温度不耐症、角膜回転、疼痛、皮疹、吐き気、または下痢のような、しかしこれらに限定されない上記の症状の特定の部分集合を示し得る。ゴーシェ症候群患者は、巨脾腫症、硬変、痙攣、緊張亢進、無呼吸、骨粗鬆症、または皮膚変色を示し得る。
【００９４】
本明細書に記載されるキャップを外されかつ脱マンノシル化した１つ以上の分子の投与に加えて、代謝障害は、適切な栄養およびビタミン類（例えば、補因子療法）、理学療法、および疼痛用薬物適用によっても処置することができる。
【００９５】
所与の代謝障害の具体的な性質に応じて、患者は、いずれかの齢においてこれらの症状を示し得る。多くの症例においては、症状は、小児期にまたは青年期に示し得る。例えば、ファブリー病の症状は、少年期、例えば１０歳または１１歳で示し得る。
【００９６】
本明細書で使用する場合、「代謝障害を発達させる危険にある」被験体とは、障害を発達させる素因、すなわち、酸性αグルコシダーゼ、αガラクトシダーゼ、α−Ｌ−イズロニダーゼ、β−Ｄ−ガラクトシダーゼ、β−グルコシダーゼ、β−ヘキソサミニダーゼ、β−Ｄ−マンノシダーゼ、α−Ｌ−フコシダーゼ、アリールスルファターゼＢ、アリールスルファターゼＡ、α−Ｎ−アセチルガラクトサミニダーゼ、アスパルチルグルコサミニダーゼ、イズロン酸−２−スルファターゼ、α−グルコサミニド−Ｎ−アセチルトランスフェラーゼ、β−Ｄ−グルクロニダーゼ（ｇｌｕｃｏｒｏｎｉｄａｓｅ）、ヒアルロニダーゼ、α−Ｌ−マンノシダーゼ、α−ノイラミニダーゼ、ホスホトランスフェラーゼ、酸性リパーゼ、酸性セラミダーゼ、スフィンゴミエリナーゼ、チオエステラーゼ、カテプシンＫ、またはリポタンパク質リパーゼのような酵素における変異の結果として代謝障害を発達させる遺伝素因を有する被験体である。明らかに、「代謝障害を発達させる危険にある」被験体とは、関心対象の種内の被験体すべてではない。
【００９７】
「障害を有すると疑われる」被験体とは、本明細書に記載される代謝障害のうちのいずれかなど代謝障害の１つ以上の症状を有する被験体である。
【００９８】
（薬学的組成物および処置方法）
キャップを外されかつ脱マンノシル化した標的分子は、治療有効量の該分子と１種類以上のアジュバント、賦形剤、キャリア、および／または希釈剤とを含有する薬学的組成物へと組み込むことができる。許容し得る希釈剤、キャリア、および賦形剤は典型的には、受容者の恒常性（例えば、電解質平衡）に有害に影響することはない。許容し得るキャリアには、生体適合性、不活性、または生体吸収可能な塩、緩衝剤、オリゴ糖または多糖、ポリマー、粘度改善剤、保存剤などが含挙げられる。ある例示的なキャリアは、生理食塩水（０．１５Ｍ  ＮａＣｌ、ｐＨ７．０〜７．４）である。別の例示的なキャリアは、５０ｍＭリン酸ナトリウム、１００ｍＭ塩化ナトリウムである。薬学的組成物の製剤化および投与についての技術に関するさらなる詳細は、例えば、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｍａａｃｋ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、米国ペンシルバニア州イーストン）において得ることができる。補充用活性化合物も上記組成物中に組み込むことができる。
【００９９】
キャップを外されかつ脱マンノシル化した分子を含有する薬学的組成物の投与は、全身性または局所性であることができる。薬学的組成物は、非経口投与および／または経口投与に好適であるよう製剤化することができる。具体的な投与様式には、皮下投与、静脈内投与、筋肉内投与、腹腔内投与、経皮投与、髄腔内投与、経口投与、直腸投与、口腔投与、局所投与、鼻投与、眼投与、関節内投与、動脈内投与、くも膜下投与、気管支投与、リンパ投与、膣投与、および子宮内投与が含まれる。
【０１００】
投与は、薬学的組成物のボーラスによる周期的注入によることができるか、または外部（例えば、静脈内用の袋）または内部（例えば、生分解性埋没物、生体人工臓器、または植え込み型の改変Ｎ−グリコシル化分子産生細胞のコロニー）である貯蔵器からの静脈内投与または腹腔内投与によって中断されないでいることができ、もしくは持続的であることができる。例えば、米国特許第４，４０７，９５７号、同第５，７９８，１１３号、および同第５，８００，８２８号を参照されたい。薬学的組成物の投与は、ポンプ（例えば、Ａｎｎａｌｓ  ｏｆ  Ｐｈａｒｍａｃｏｔｈｅｒａｐｙ，２７：９１２（１９９３）；Ｃａｎｃｅｒ、４１：１２７０（１９９３）；Ｃａｎｃｅｒ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、４４：１６９８（１９８４）を参照されたい）、マイクロカプセル封入（例えば、米国特許第４，３５２，８８３号、同第４，３５３，８８８号、および同第５，０８４，３５０号を参照されたい）、持続放出性ポリマー埋没物（例えば、Ｓａｂｅｌの米国特許第４，８８３，６６６号を参照されたい）、マクロカプセル封入（例えば、米国特許第５，２８４，７６１号、同第５，１５８，８８１号、同第４，９７６，８５９号、および同第４，９６８，７３３号、ならびにＰＣＴ公開特許出願ＷＯ９２／１９１９５号、ＷＯ９５／０５４５２号を参照されたい）、皮下、静脈内、動脈内、筋肉内、もしくは他の好適な部位のいずれかへの注射、またはカプセル剤、液剤、錠剤、丸剤、もしくは持続放出製剤での経口投与のような好適な送達手段を使用して達成することができる。
【０１０１】
非経口送達系の例としては、エチレン−酢酸ビニルコポリマー粒子、浸透圧ポンプ、植え込み可能な注入系、ポンプ送達、被包細胞送達、リポソーム送達、針送達系注射、無針注射、ネブライザー、エーロゾライザー、電気穿孔法、および経皮パッチが挙げられる。
【０１０２】
非経口投与に好適な製剤は、改変Ｎ−グリコシル化分子の滅菌水性調製物を便利に含有しており、好ましくは受容者の血液と等張である（例えば、生理学的塩類溶液）。製剤は、単位用量形態または複数回用量形態で提供することができる。
【０１０３】
経口投与に好適な製剤は、各々、あらかじめ決めておいた量の改変Ｎ−グリコシル化分子を含有するカプセル剤、カシェ剤、錠剤、もしくはロゼンジ、またはシロップ剤、エリキシル剤、乳剤、もしくは頓服水剤（ｄｒａｕｇｈｔ）のような、水性リカーもしくは非水性液中の懸濁剤のような分離した単位として提供することができる。
【０１０４】
局所投与に好適なキャップを外されかつ脱マンノシル化した分子は、哺乳類（例えば、ヒト患者）へ、例えばクリーム、スプレー、泡状物質、ジェル、軟膏、塗薬、またはドライラブ（ｄｒｙ  ｒｕｂ）として投与することができる。ドライラブは、投与部位で再含水することができる。このような分子は、包帯、ガーゼ、またはパッチへも直接注入することができ（例えば、浸漬して、および乾燥して）、次に、それは局所的に適用することができる。このような分子は、局所投与のための包帯、ガーゼ、またはパッチに半液状、ゲル状、または完全に液状で維持することもできる（例えば、米国特許第４，３０７，７１７号を参照されたい）。
【０１０５】
治療有効量の薬学的組成物は、それを必要とする被験体へ、当業者によって確かめることのできる投与計画で投与することができる。例えば、組成物は、上記被験体へ、例えば１投薬あたり、被験体の体重１ｋｇあたり０．０１μｇ〜１０，０００μｇの薬用量で全身投与することができる。別の例においては、薬用量は、１投薬あたり、被験体の体重１ｋｇあたり１μｇ〜１００μｇである。別の例においては、薬用量は、１投薬あたり、被験体の体重１ｋｇあたり１μｇ〜３０μｇ、例えば、１投薬あたり、被験体の体重１ｋｇあたり３μｇ〜１０μｇである。
【０１０６】
治療効能を最適化するために、キャップを外されかつ脱マンノシル化した分子はまず、異なる投与計画で投与することができる。単位用量および計画は、例えば、哺乳類の種、その免疫状態、該哺乳類の体重を含む因子に左右される。典型的には、組織におけるこのような分子のレベルは、例えば、所与の処置計画の効能を決定するための臨床試験手順の一部として適切なスクリーニングアッセイを使用して監視することができる。
【０１０７】
キャップを外されかつ脱マンノシル化した分子についての投与頻度は、医療従事者（例えば、医師または看護師）の技術および臨床的判断のうちにある。典型的には、投与計画は、最適な投与パラメータを確立し得る臨床試験によって確立する。しかしながら、上記従事者は、被験体の年齢、健康状態、体重、性別、および医学的状態に従ってこのような投与計画を変更してもよい。投与の頻度は、処置が予防的であるかまたは治療的であるかに応じて変更することができる。
【０１０８】
このような分子またはその薬学的組成物の毒性および治療的効能は、例えば細胞培養物または実験動物における公知の医薬手順によって決定することができる。これらの手順は、例えば、ＬＤ５０（集団の５０％が致死する量）およびＥＤ５０（集団の５０％における治療有効量）を決定するために使用することができる。毒性作用と治療効果の間の用量比は治療指数であり、それはＬＤ５０／ＥＤ５０の比として表すことができる。高い治療指数を示す薬学的組成物が好ましい。毒性のある副作用を示す薬学的組成物を使用することはできるが、正常細胞（例えば、非標的細胞）に対する潜在的な障害を最小化し、それにより副作用を低減するために、影響される組織の部位にこのような化合物を向ける送達系を設計するよう注意を払うべきである。
【０１０９】
細胞培養アッセイおよび動物研究から得たデータは、適切な被験体（例えば、ヒト患者）における使用のためのある範囲の薬用量を製剤化する上で使用することができる。このような薬学的組成物の薬用量は一般的に、ほとんどまたはまったく毒性を有さないＥＤ５０を含むある範囲の循環濃度内に収まる。薬用量は、採用される剤形および利用される投与経路に応じてこの範囲内で変化してもよい。（例えば、被験体における代謝障害を処置するために）本明細書に記載されるように使用される薬学的組成物については、治療有効量は、細胞培養アッセイから最初に概算することができる。用量は、細胞培養において決定されるようなＩＣ５０（すなわち、症状の最大半量の阻害を達成する薬学的組成物の濃度）を含む循環血漿濃度範囲を達成するために、動物モデルにおいて処方することができる。このような情報を使用して、ヒトにおける有用な用量をより正確に決定することができる。血漿レベルは、例えば、高速液体クロマトグラフィーによって測定することができる。
【０１１０】
本明細書において定義する場合、キャップを外されかつ脱マンノシル化した分子の「治療有効量」とは、処置された被験体における医学的に望ましい結果（例えば、代謝障害の１種類以上の症状の改善）を生むことのできる分子の量である。治療有効量（すなわち、有効薬用量）には、被験体の体重または試料の重量の１キログラムあたりの化合物のミリグラム量またはマイクログラム量（例えば、１キログラムあたり約１マイクログラム〜１キログラムあたり約５００ミリグラム、１キログラムあたり約１００マイクログラム〜１キログラムあたり約５ミリグラム、または１キログラムあたり約１マイクログラム〜１キログラムあたり約５０マイクログラム）を含めることができる。
【０１１１】
被験体は、任意の哺乳類、例えばヒト（例えば、ヒト患者）または非ヒト霊長類（例えば、チンパンジー、ヒヒ、またはサル）、マウス、ラット、ウサギ、モルモット、アレチネズミ、ハムスター、ウマ、ある種の家畜（例えば、ウシ、ブタ、ヒツジ、またはヤギ）、イヌ、ネコ、またはクジラであることができる。
【０１１２】
本明細書に記載される分子またはその薬学的組成物は、被験体へ、別の処置、例えば、代謝障害（例えば、リソソーム蓄積障害）のための処置との併用療法として投与することができる。例えば、併用療法には、被験体（例えば、ヒト患者）へ、代謝障害（例えば、リソソーム蓄積障害）を発達させる（または有すると疑われる）危険を有するまたは該危険にある被験体へ治療上の利点を提供する１種類以上の追加の薬剤を投与することを含めることができる。したがって、上記化合物または薬学的組成物および１種類以上の追加の薬剤は、同時に投与することができる。あるいは、上記分子を第一に投与し、かつ第二に上記１種類以上の追加の薬剤を投与することができ、またはその逆を行なうこともできる。
【０１１３】
以前の治療薬が特に毒性である場合（例えば、重大な副作用特性を有する、代謝障害に対する処置）においては、本明細書に記載される分子の投与を用いて、以前の治療薬の量を、毒性を有さずに同じかまたは改良された治療上の利点を与えるのに十分なレベルまで代償するおよび／または低下させることができる。
【０１１４】
本明細書に記載される薬学的組成物のうちの任意のものが、投与のための指示とともに、容器、パック、またはディスペンサーに含めることができる。
【０１１５】
以下は、本発明の実施例である。該実施例は、本発明の範囲をいずれかの方法で制限するものとして解釈されるべきではない。
【実施例】
【０１１６】
実施例１
（ヒトαグルコシダーゼ発現株の生成）
Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ株ＯＸＹＹ１５８９を以下のとおり構築した。上記株は、３コピーのヒトαグルコシダーゼ遺伝子（ｈｕＧＡＡ、酸性αグルコシダーゼまたは酸性マルターゼＥＣ３．２．１．３としても公知）および２コピーのＹ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ  ＭＮＮ４遺伝子を含有する。ＯＸＹ１５８９株の遺伝子型は、以下のとおりである。
【０１１７】
【化６】
2013539974.tif 000007
【０１１８】
形質転換はすべて、異なる選択的マーカーのための改変を使用する十分に確立されたプロトコルに従って実施した。別段の指定がない限り、ｈｕＧＡＡ組込み断片を発現プラスミドのＮｏｔＩ制限消化によって得て、カナマイシン耐性遺伝子を除去した。制限消化から結果的に生じる断片をアガロースゲル電気泳動によって分離した後、ｈｕＧＡＡ断片をＱｉａｇｅｎカラム精製した。３つの安定した組込み型形質転換を実施して、最終のｈｕＧＡＡ産生株ＯＸＹＹ１５８９を得た。
【０１１９】
（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａコドン最適化ｈｕＧＡＡ発現ベクター）
１１０ｋＤＡのｈｕＧＡＡ前駆体をコードするヌクレオチド配列を化学的に合成し、Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ発現についてコドン最適化した。表１は、Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａについてのコドン使用頻度を示す。データは、５，９６７のコード配列に存在する２，９４５，９１９のコドンに由来した。表１の内容は、ｋａｚｕｓａ．ｏｒ．ｊｐ／ｃｏｄｏｎ／ｃｇｉ−ｂｉｎ／ｓｈｏｗｃｏｄｏｎ．ｃｇｉ？ｓｐｅｃｉｅｓ＝２８４５９１におけるワールドワイドウェブ見出すことのできるコドン使用頻度データベースから得た。
【０１２０】
【表１】
2013539974.tif 000008
【０１２１】
合成コンストラクトにおいては、上記タンパク質がアミノ酸５７において開始するよう、プレｈｕＧＡＡシグナルペプチドおよびプロｈｕＧＡＡシグナルペプチドを除去した。ｈｕＧＡＡの合成オープンリーディングフレーム（ＯＲＦ）（図１Ａ）をＹ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ  ＬＩＰ２シグナル配列（プレ）の５’末端から３’末端までをインフレームで融合させ、２つのＸｘｘ−Ａｌａ切断部位のコード配列をその後に続け、発現ベクターへのクローニングのためのＢａｍＨＩ制限部位およびＡｖｒＩＩ制限部位を隣接させた。上記コンストラクトにおいては、融合ポリペプチドをコードする配列は、誘導性ＰＯＸ２プロモーターの制御下にあった。融合コンストラクトの完全なアミノ酸配列を図１Ｂに示す。
【０１２２】
Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ発現ベクターの一般的な概略図を図２に示す。細菌部分は、ｐＨＳＳ６プラスミドに由来しており、細菌複製起点（ｏｒｉ）およびカナマイシンに対する耐性を与えるカナマイシン耐性遺伝子（ＫａｎＲ）を含有する。組込みカセットは、ａ）Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａへの形質転換のための選択マーカー（ＵＲＡ３、ＬＥＵ２、ＧＵＴ２）、ｂ）プロモーターから構成される発現カセット、ｃ）インフレームでシグナル配列とともにｈｕＧＡＡを挿入するためのマルチプルクローニングサイト（ＭＣＳ）、およびｄ）ＬＩＰ２遺伝子のターミネーターを含む。組込みカセットは、Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａゲノムへの安定した非相同組込みのためのζ配列によって隣接される。２つのＮｏｔＩ制限部位は、形質転換前の発現カセットの単離を可能にする。ｐＲＡＮ０３４プラスミド、ｐＲＡＮ０３６プラスミド、およびＯＸＹＰ１８３プラスミドを使用して、ＵＲＡ３形質転換マーカー、ＬＥＵ２形質転換マーカー、およびＧＵＴ２形質転換マーカーをそれぞれ含有するｈｕＧＡＡ発現ベクターｐＲＡＮ０５８、ｐＲＡＮ０５９、およびｐＲＡＮ０６０をそれぞれ生成した。
【０１２３】
（縦列ＹｌＭＮＮ４発現ベクターＯＸＹＰ１４７０Ｂ）
Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ  ＭＮＮ４（ＹｌＭＮＮ４）遺伝子を、誘導性ｐＰＯＸ２プロモーターの制御下で、かつ（半）構成的ｈｐ４ｄプロモーターの制御下でクローン化した。ＹｌＭＮＮ４のこれら２つの発現カセットを１つのベクターにおいて、ゲノムのＡＤＥ２遺伝子座への標的化組込みのためのＡＤＥ２遺伝子と選択的マーカーとしてのＡＤＥ２遺伝子からなる隣接領域（ＰＴ）を保有する縦列コンストラクトとしてサブクローニングした。
【０１２４】
（中間株ＯＸＹＹ１５６９）
第一の形質転換は、中間の組換え株ＯＸＹＹ１５６９を作製するため、ＵＲＡ３マーカーおよびＬＥＵ２マーカーを使用して、ｐＲＡＮ０５８ベクターおよびｐＲＡＮ０５９ベクターから精製した発現カセットを有するＹ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａのＧ０１４株の共形質転換であった。したがって、ＯＸＹＹ１５６９は、Ｇ０１４株のゲノムに無作為に組み込まれたｐＰＯＸ２プロモーターの制御下でｈｕＧＡＡの２つの発現コンストラクトを保有している。
【０１２５】
ＯＸＹＹ１５６９を以下のとおり選択した。Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａのゲノムへのｈｕＧＡＡ  ＤＮＡの組込みは、ゲノムＤＮＡのＰＣＲスクリーニングによって確認した。ＰＣＲ反応のためのプライマーは、ｈｕＧＡＡヌクレオチド配列の２５５２塩基対の断片を増幅させるよう設計した。少なくとも２コピーのｈｕＧＡＡ  ＤＮＡの組込みを確認するために、ゲノムＤＮＡのサザンブロット分析も実施した。詳細には、ＯＸＹＹ１５６９クローン由来のゲノムＤＮＡをＨｉｎｄＩＩＩで消化し、ｈｕＧＡＡ  ＤＩＧ標識した特異的プローブを使用して探査した。
【０１２６】
高レベルのｈｕＧＡＡを分泌するクローンを選択するために、少なくとも２コピーのｈｕＧＡＡ  ＤＮＡの組込みの確認された無作為に選択したいくつかのクローンを、１％酵母抽出物、２％ペプトン、および５％乳化オレイン酸を含有する培地を使用するＰＯＸ２誘導条件下で、振盪フラスコ中で増殖させた。すべての場合において、培養上清を誘導７２時間後に回収し、標準的なウェスタンブロットおよび実施例３に記載される４−ＭＵＧアッセイを使用する酵素活性アッセイ分析においてスクリーニングした。ＯＸＹＹ１５６９のＮ−グリカン分析は、ＯＸＹＹ１５６９における支配的な構造がＭａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２であることを示した。
【０１２７】
（中間の株ＯＸＹＹ１５８４）
Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ  ＭＮＮ４遺伝子の２つのコピーをそのゲノムに組み込んで、ＯＸＹＹ１５８４を生成するために、プラスミドＯＸＹＰ１４７９Ｂから切り出した発現カセットを使用して組換え株ＯＸＹＹ１５６９を形質転換した。プラスミドＯＸＹＰ１４７９ＢからＳａｃＩＩ／ＸｍａＩ制限消化を使用して、発現カセットを切り出した。Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａゲノムのＡＤＥ２遺伝子座への標的化組込みのために発現カセットを設計した。組換え株をサザンブロット法およびグリカン分析の後に選択して、増大したリン酸化に関する該株の挙動を評価した。任意に選択したいくつかの形質変換体のゲノムＤＮＡをＳｐｅＩで消化し、ＭＮＮ４特異的なＤＩＧ標識したプローブを使用して探査した。Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａゲノムのＡＤＥ２遺伝子座へのＭＮＮ４発現カセットの正確な標的化組込みは、ＳｐｅＩ消化後に４２０７塩基対および５６８３塩基対のバンドを生じた。陽性クローンを標準的な振盪フラスコ手順で増殖させた。中間のクローンＯＸＹＹ１５８４を選択するために、分泌したタンパク質のＮ−グリカン分析を実施した。親株ＯＸＸＹ１５６９と比較して、ＭＮＮ４過剰発現後の支配的な構造は、Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２（ＰＭａｎ）１およびＭａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２（ＰＭａｎ）２であった。
【０１２８】
（産生株ＯＸＹＹ１５８９）
最終の原栄養体産生株ＯＸＹＹ１５８９を生成するために、ｈｕＧＡＡの第三のコピーを組換えＯＸＹＹ１５８４株のゲノムに組み込んだ。ｐＲＡＮ０６９からＮｏｔＩで切り出した発現カセットを使用して形質転換を実施した。最初に、ｈｕＧＡＡの追加のコピーの存在について、形質転換体のゲノムＤＮＡをＰＣＲによってスクリーニングした。ｈｕＧＡＡ産生を評価するために、標準的な振盪フラスコ培養後の発現について、任意に選択したＰＣＲ陽性クローンをさらに分析した。最高レベルのｈｕＧＡＡを発現するクローン（ＯＸＹＹ１５８９）をウェスタンブロット分析および酵素活性アッセイ（実施例３に記載される４−ＭＵＧアッセイ）後に選択した。Ｍ８のＭＰ２−Ｍ８  Ｎ−グリカンおよびＭＰ−Ｍ８  Ｎ−グリカンへの転換レベルが追加のｈｕＧＡＡ発現カセットの存在によって影響されないことも再確認した。
【０１２９】
実施例２
（ＯＸＹＹ１５８９株の流加培養）
ＯＸＹＹ１５８９株（実施例１）からｈｕＧＡＡを産生するために、作業容積６〜８Ｌを有する撹拌した１０Ｌタンクを使用して流加プロセスを確立した。上記プロセスを２つの相に分割した。
【０１３０】
１）バイオマス形成のためのグルコースに関するバッチ増殖
２）限定されたオレイン酸供給の支援による誘導による産物形成。
【０１３１】
典型的には、バッチ相は約２０時間（ｈ）であり、産生相はおよそ７２時間であった。上記プロセスの終了時点で、培養ブロスを遠心分離し、上清を回収した。上清をｈｕＧＡＡの精製のための出発材料として使用した（実施例３を参照されたい）。
【０１３２】
以下のパラメータを発酵中に制御した。エアレーションを１．５ｖｖｍ空気（１分間あたり１容積あたりの容積）の一定値で維持した。溶存酸素（ＤＯ）を初期には３０％で維持した。撹拌を６００ｒｐｍから１２００ｒｐｍへとＤＯレベルに応じて増大させた。一旦撹拌が最大値１２００ｒｐｍに到達すると、その速度を一定のままにし、ＤＯ設定値を１０％に設定した。１０％ＤＯを維持するために、酸素を５０％の最大百分率で反応器へと加えた。泡沫の発生（ｆｏａｍ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）を泡沫プローブによって制御した。泡沫を検出した場合、消泡剤をバイオリアクターへ添加した。ｐＨ６．８の一定値を維持するために、１４％（ｖ／ｖ）アンモニア（塩基）または１０％リン酸を添加することによって、ｐＨを制御した。全プロセスの間中、温度を２８℃で一定のままにした。
【０１３３】
バイオマスを、６００ｎｍでの光学密度（ＯＤ６００）の測定によって監視した。試料を蒸留水で２〜１０００倍希釈して、分光光度計の直線範囲で値を得た。産物形成をウェスタンブロット分析および特異的酵素活性試験によって検出した。
【０１３４】
実施例３
（組換えｈｕＧＡＡ（ｒｈＧＡＡ）の精製）
培養後の上清（実施例２を参照されたい）を、デプス濾過を介して清澄化した。次に、結果として生じる材料を、タンジェンシャルフロー濾過（ＴＦＦ）を介して２０倍濃縮し、１０ｋＤａのＭＮＣＯメンブラン（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）を使用して、２０ｍＭリン酸ナトリウム（ｐＨ６）および１００ｍＭ  ＮａＣｌに対して透析濾過した。
【０１３５】
ｒｈＧＡＡの精製を、最高１Ｍ濃度までの硫酸アンモニウムを添加することによって開始した。遠心分離後、上清をＴｏｙｏｐｅａｒｌ−Ｐｈｅｎｙｌ  ６５０Ｍ（Ｔｏｓｏｈ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）を充填したＸＫ１６／４０カラムにのせた。１Ｍから０Ｍへの硫酸アンモニウムの直線勾配を溶出に適用した。次に、ｒｈＧＡＡを含有する画分をプールし、１０ｍＭ  ＢＩＳ−ＴＲＩＳ（ｐＨ６）へのバッファ交換に供した。０Ｍから１ＭへのＮａＣｌの直線塩勾配を使用する、ソース３０Ｑを充填したＴｒｉｃｏｒｎ  １０／５０またはＸＫ２５／２０カラム（ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）の陰イオン交換クロマトグラフィーを介して、さらなる精製を達成した。次に、結果として生じるＧＡＡ含有画分を濃縮した後、５０ｍＭリン酸ナトリウム（ｐＨ６）および２００ｍＭ  ＮａＣｌであらかじめ平衡化しておいた最終のＨｉｌｏａｄ  １６／６０ｓｕｐｅｒｄｅｘ２００ゲル濾過カラム（ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）にのせた。比活性およびクーマシー染色したＳＤＳ−ＰＡＧＥゲルにおける純度を基にして画分を選択した後、合一して、５〜１０ｍｇ／ｍｌの終濃度へと濃縮した。１０ｋＤａのＭＷＣＯを備えた１５ｍｌのＡｍｉｃｏｎ超遠心分離デバイス（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）を使用して、タンパク質を濃縮した。
【０１３６】
４−メチルウンベリフェリル−α−Ｄ−グルコピラノシド（４−ＭＵＧ）アッセイを使用して、ｒｈＧＡＡをスクリーニングした。グルコシダーゼによる基質４−ＭＵＧの切断は、蛍光原性産物４−ＭＵの生成をもたらし、４−ＭＵは、紫外光による照射によって視覚化または検出することができる。ｒｈＧＡＡについての定性的スクリーニングの反応を、１０：１または２０：１の容積比で、０．３５ｍＭ４−ＭＵＧ、０．１％ＢＳＡ、および１００ｍＭ酢酸ナトリウム（ｐＨ４）からなる反応緩衝液を１０μｌまたは５μｌの溶出画分へ添加することによって開始した。すべての反応を９６ウェル平底マイクロタイタープレートにおいて実施した。３７℃で３０分間〜１時間のインキュベーション時間後、等容積の１００ｍＭグリシン（ｐＨ１１）を添加して、反応を停止させ、蛍光原性反応産物４−メチルウンベリフェロン（４ＭＵ）の放出を紫外光の下で観察した。比活性（単位／ｍｇタンパク質）を、黄色のｐ−ニトロフェノラート反応産物の酵素放出を測定する合成基質ｐ−ニトロフェニル−α−Ｄ−グルコピラノシド（ＰＮＰＧ）を用いる比色アッセイを使用して決定した。上記反応は、１０μｌの酵素溶液および９０μｌの基質反応緩衝液（１５０ｍＭクエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ４）、１％ＢＳＡ中の２ｍＭ  ＰＮＰＧ）をマイクロタイタープレートの反応ウェル中で混合することによって開始し、その後３７℃でインキュベートした。１〜２時間インキュベートした後、等容積の停止バッファ１０％炭酸ナトリウム（ｐＨ１２）を添加して、その反応をクエンチし、放出されたｐ−ニトロフェノール（ＰＮＰ）をイオン化状態にした。バックグラウンド補正した吸光度およびｐ−ニトロフェノラート標準物質を４０５ｎｍの波長で測定し、比活性を算出した。タンパク質濃度をビシンコニン酸（ＢＣＡ）法によって決定した。１単位を、クエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ４．０）中の２ｍＭの最終基質濃度において３７℃、１分間当たり１ｎｍｏｌのＰＮＰＧから１ｎｍｏｌのＰＮＰおよびＤ−グルコースへの変換を触媒する酵素の量として定義した。
【０１３７】
実施例４
（ＹｌＡＭＳ１のクローニングおよび発現）
Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ由来のＡｍｓ１遺伝子（ＹｌＡｍｓ１）を、ＹａｒｒｏｗｉａゲノムＤＮＡから、遺伝子特異的プライマーを使用してＰＣＲ増幅した。Ｃ末端Ｈｉｓタグを有するＹｌＡＭＳ１タンパク質が生成され得るよう、ＨＩＳ６タグ付きコード配列をＹｌＡｍｓ１のＯＲＦの３’末端に融合し、かつＮ末端Ｈｉｓタグを有するＹＬＡＭＳ１タンパク質が生成され得るよう、ＹｌＡｍｓ１  ＯＲＦの５’末端へも融合した。両ＯＲＦを半構成的ｈｐ４ｄプロモーターの制御下でクローン化し（図３Ａおよび図３Ｂ）、発現カセットをＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａへと形質転換した。細胞を複合培地（ＹＰＤ）中で増殖させ、７２時間の増殖後に収穫した。細胞を超音波処理によってばらばらにした後、ＡＭＳ１タンパク質を、ＮＴＡカラムを使用して精製した。精製した材料を、ＰＮＰ−マンノースを基質として使用して活性について分析した。活性のある画分をプールし、グリカン分析のために維持した。
【０１３８】
実施例５
（ＡＰＴＳ標識したリン酸化Ｎ−グリカンのＧＨ３８α−マンノシダーゼを用いた脱マンノシル化およびホスフェートのキャップ外し）
タチナタマメα−マンノシダーゼ（Ｃａｎａｖａｌｉａ  ｅｎｓｉｆｏｒｍｉｓ）をＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから得た。３．０Ｍ硫酸アンモニウム懸濁液（Ｓｉｇｍａ−Ｍ７２５７）およびプロテオミクス等級のタチナタマメα−マンノシダーゼ（Ｓｉｇｍａ−Ｍ５５７３）の両方をＮ−グリカン分析において使用した。両バッチは、同一の結果を与えたので、さらなる記載においてはＪｂＭａｎと命名する。実施例４に記載したとおり、ＹｌＡｍｓ１を発現させ精製した。ＪｂＭａｎおよびＹｌＡＭＳ１を、ＭＮＮ４を過剰発現するＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ株に由来する、８−アミノ−１，３，６，−ピレントリスルホン酸（ＡＰＴＳ）で標識した糖の混合物で試験した。上記糖は、Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２（Ｍ８）、一リン酸化ＭａｎＰ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２（ＭＰ−Ｍ８）、および／または二リン酸化（ＭａｎＰ）２−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２（（ＭＰ）２−Ｍ８）糖（ＭＮＮ４糖またはＭＮＮ４  Ｎ−グリカンと呼ぶ）を含有している。図４においては、潜在的な最終加水分解産物を概略的に示し、ここで、α−マンノシダーゼは、ＭＮＮ４  Ｎ−グリカンも完全に刈り込むことができることを想定しており、これには、非リン酸化アームの加水分解、基礎をなすマンノースがリン酸化されている場合の、末端α−１，２−マンノースの加水分解、および／またはマンノース−１−ホスホ−６−マンノース結合におけるホスフェートのキャップ外しを含む。
【０１３９】
別段の記載がない限り、ＡＰＴＳ標識したＮ−グリカンに関するＪｂＭａｎおよびＹｌＡＭＳ１との反応はすべて、２ｍＭ  ＣａＣｌ２を含む１０ｍＭ酢酸アンモニウム緩衝液（ｐＨ５．０）中で３７℃、一晩実施した。
【０１４０】
図５においては、ＭＮＮ４  Ｎ−グリカンのＪｂＭａｎによる加水分解を示すＤＳＡ−ＦＡＣＥ電気泳動図を示す。試料には、新たに現れるピークを同定することができるよう、Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２を基質として含んでいた（パネルＢ）。ＪｂＭａｎは、一晩のインキュベーション後にＭａｎ１ＧｌｃＮＡｃ２しか得られなくなるまで（パネルＤ）、Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２を連続的に加水分解した（パネルＣ）。Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２およびＭａｎＰ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２を含有する基質溶液の加水分解（パネルＥ）はより複雑であった。脱マンノシル化活性およびホスフェートのキャップ外し活性は両方とも、基質をＪｂＭａｎとともに２時間インキュベートすると、電気泳動図の左側に迅速に泳動されるピークの出現に関与した（パネルＦ）。末端のホスフェートの過剰の電荷は脱マンノシル化とともに、迅速な電気泳動移動度を示すピークの出現に関与した。それにもかかわらず、一晩のインキュベーション後、Ｍａｎ１ＧｌｃＮＡｃ２として同定されるピークのみが観察された（パネルＧ）。市販のＪｂＭａｎ調製物中に存在するホスファターゼ活性は、この結果に関与する。
【０１４１】
ＪｂＭａｎによるＭＮＮ４糖の消化を、ＭａｎＰ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２および（ＭａｎＰ）２−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２を含有する基質溶液を用いて反復した（パネルＨ）。２時間インキュベートした後、潜在的なキャップの外れたピークが現れ、それを、パネルＩにおいては「Ｐ−Ｍｘ」および「Ｐ２Ｍｘ」と示している。迅速な電気泳動移動度領域においては、ピークの分離はより小さく、キャップの外れた一リン酸化構造および二リン酸化構造、例えば、Ｐ−Ｍａｎ４ＧｌｃＮＡｃ２およびＰ２−Ｍａｎ６ＧｌｃＮａｃ２は一緒に泳動された可能性がある。一晩の消化後の結果は、さらなる脱マンノシル化を示唆している。パネルＪにおいてＰ−ＭｙおよびＰ２−Ｍｙで示されるこれらのピークは、Ｐ−Ｍａｎ３ＧｌｃＮＡｃ２およびＰ２−Ｍａｎ５ＧｌｃＮＡｃ２である可能性があるが、中性のＭａｎ１ＧｌｃＮＡｃ２、Ｍａｎ２ＧｌｃＮＡｃ２、およびＭａｎ３ＧｌｃＮＡｃ２もパネルＪにおいて観察することができる。Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２は基質溶液中に存在しなかったので、これらのピークは、潜在的な混入ホスファターゼ活性とマンノースのさらなる刈り込みの結果である。
【０１４２】
パネルＪのキャップを外されたピークを同定するために、反応混合物を仔ウシ腸ホスファターゼ（ＣＩＰ）で処理した。キャップを外された（従って、末端のホスフェートを含有している）グリカンの処理は、電気泳動図において非常により遅く泳動し右側へとより多く現れる中性オリゴ糖を結果として生じた。実際、Ｍａｎ３ＧｌｃＮＡｃ２〜Ｍａｎ６ＧｌｃＮａｃ２はパネルＫに現れている。その活性は、市販のＪｂＭａｎ調製物中のホスファターゼ活性の存在によって阻害されたが、示されたデータは、完全に脱マンノシル化しかつホスフェートがキャップを外された構造（すなわち、Ｐ−Ｍａｎ３ＧｌｃＮＡｃ２およびＰ２−Ｍａｎ５ＧｌｃＮＡｃ２）が、ＡＰＴＳ標識したＭＮＮ４糖をＪｂＭａｎで処理した場合に得ることができることを明らかにしている。
【０１４３】
脱マンノシル化およびホスフェートのキャップ外し活性は、図６に示すように、ＹｌＡＭＳ１を使用しても観察される。ＹｌＡＭＳ１は、Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２〜Ｍａｎ１ＧｌｃＮＡｃ２を完全に加水分解することができる（パネルＣ）。ＹｌＡＭＳ１の、Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２およびＭａｎＰ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２を含有する基質溶液とのインキュベーション（パネルＤ）は、おそらくホスフェートがキャップを外されたグリカンである迅速な電気泳動移動度を有する産物を生じる（パネルＥ）。反応を希釈したＹｌＡＭＳ１試料で２時間のインキュベーションの間に反復した場合の、一連のキャップを外されたＮ−グリカンを観察した（パネルＦ）。ホスフェートがキャップを外されたグリカンの存在を、反応混合物をＣＩＰで処理することで一連の中性Ｎ−グリカンが生じることによって確認した（パネルＧ）。したがって、ＹｌＡＭＳ１は、パネルＩにおいて観察されるように、（ＭａｎＰ）２−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２のキャップを外すことはできるが、Ｐ２−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２またはさらにマンノースで刈り込んだグリカンのいずれの産物を形成するのかは未明のままである。
【０１４４】
実施例６
（より高次のリン酸化Ｎ−グリカンを有するＹａｒｒｏｗｉａ  ｌｙｐｏｌｙｔｉｃａ株において発現した糖タンパク質のＧＨ３８α−マンノシダーゼを使用した脱マンノシル化およびホスフェートのキャップ外し）
ヒトリソソームα−グルコシダーゼｈｕＧＡＡをＹ．ｌｙｐｏｌｙｔｉｃａ株ＯＸＹＹ１５８９において発現させ、高次のリン酸化Ｎ−グリカン構造を有する糖タンパク質を生じた。ｈｕＧＡＡを実施例３に記載したとおり精製した。
【０１４５】
タチナタマメα−マンノシダーゼ（ＪｂＭａｎ）を、２ｍＭ  ＣａＣｌ２を有する１００ｍＭ酢酸アンモニウム（ｐＨ５．０）中のｈｕＧＡＡの溶液に添加した。反応混合物を室温で一晩インキュベートした。本質的にはＬａｒｏｙら、Ｎａｔｕｒｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ、１：３９７〜４０５（２００６）に記載したとおり、Ｎ−グリカンをＰＮＧａｓｅＦで放出させ、ＡＰＴＳで標識した後、ＤＳＡ−ＦＡＣＥにおいて分析した。α−１，２−マンノシダーゼ処理の前および後のＮ−グリカン特性を図７に示す。精製されたｈｕＧＡＡから放出されたＮ−グリカン混合物は主として、ＭａｎＰ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２および（ＭａｎＰ）２−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２から構成されていた（パネルＢ）。ＭａｎＰ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２よりもわずかに迅速に泳動されるピークは、ＭａｎＰ−Ｍａｎ７ＧｌｃＮＡｃ２と定めた。非常に微量のＭａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２およびＭａｎ７ＧｌｃＮＡｃ２しか存在しなかった。ＪｂＭａｎは糖タンパク質であるので、タチナタマメ特異的Ｎ−グリカンについて補正することのできるよう、対照試料をパネルＣに示す。パネルＤにおいては、ｈｕＧＡＡをＪｂＭａｎとインキュベートした後に得られるＮ−グリカンを示す。ＭａｎＰ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２および（ＭａｎＰ）２−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２に対応するピークはもはや存在しなかった。代わりに、いくつかのピークが電気泳動図の左側に（潜在的にホスフェートがキャップを外されたＮ−グリカン）Ｍａｎ１ＧｌｃＮＡｃ２とともに現れた。後者は主として、市販のＪｂＭａｎ調製物中に存在するホスファターゼ活性および得られた中性Ｎ−グリカンのさらなる脱マンノシル化から結果として生じた。
【０１４６】
実施例７
（組換えヒトα−グルコシダーゼ（ｈｕＧＡＡ）のＣｃＭａｎ５およびＣｃＭａｎ４を用いたキャップ外しおよび脱マンノシル化）
Ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓマンノシダーゼ４（ＣｃＭａｎ４）およびＣｅｌｌｕｌｏｓｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌａｎｓマンノシダーゼ５（ＣｃＭａｎ５）をコードする核酸を、ＤｓｂＡシグナル配列を含有して結果的にＮ末端ＨＩＳタグを有するタンパク質の発現を生じるｐＬＳＡＨ３６ベクターへとクローン化した。ＤｓｂＡ−ＣｃＭａｎ５およびＤｓｂＡ−ＣｃＭａｎ４のオープンリーディングフレームのヌクレオチド配列を図８および図９にそれぞれ提供する。これらのタンパク質を大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）Ｂ２１細胞において発現させ、ペリプラズムに存するタンパク質を、Ｔａｌｏｎカラムを使用して単離および精製した。ｐＬＳＡＨＣｃＭａｎ５プラスミドおよびｐＬＳＡＨＣｃＭａｎ４プラスミドの図解表示を図１０に与える。
【０１４７】
一連のＣｃＭａｎ５キャップ外し実験およびＣｃＭａｎ４脱マンノシル化実験を、実施例３に記載したとおり精製した１００μｇバッチのｈｕＧＡＡを使用して実施した。３０μＬのｈｕＧＡＡ（１００ｍＭマンニトールを有する２５ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ６．０）における３．７ｍｇ／ｍＬ）を、３ｍＭ  ＣａＣｌ２を有する４６μＬの１００ｍＭ  ＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．０）に添加した。（ｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ４と呼ばれる）ある実験においては、１００：１の重量：重量（ｗ：ｗ）比のｈｕＧＡＡ：ＣｃＭａｎ４を使用し、１４μＬのＣｃＭａｎ４（ＰＢＳ中で調製される（ｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ）８０μｇ／ｍｌ）をｈｕＧＡＡ溶液に添加した。（ｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ５と呼ばれる）別の実験においては、１００：２のｗ：ｗ比のｈｕＧＡＡ：ＣｃＭａｎ５を使用し、１４μＬのＣｃＭａｎ５（ＰＢＳ中で調製される１５４μｇ／ｍＬ）をｈｕＧＡＡ溶液に添加した。（ｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ４／５と呼ばれる）組み合わせ実験においては、１００：２：１のｗ：ｗ比のｈｕＧＡＡ：ＣｃＭａｎ５：ＣｃＭａｎ４を使用し、１４μＬのＣｃＭａｎ５および１４μＬのＣｃＭａｎ４を３０μＬのｈｕＧＡＡおよび３ｍＭ  ＣａＣｌ２を有する３２μＬの１００ｍＭ  ＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．０）に添加した。対照実験（ｈｕＧＡＡ＿対照）においては、１０μＬのｈｕＧＡＡを３ｍＭ  ＣａＣｌ２を有する２０μＬの１００ｍＭ  ＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．０）で希釈した。試料をすべて３０℃で１６時間インキュベートした後、試料を４℃で使用時まで維持した。
【０１４８】
２μＬの各試料を実施例６に記載したとおり、Ｎ−グリカン分析に使用した。ｈｕＧＡＡ処理した試料のＤＳＡ−ＦＡＣＥ電気泳動図を図１１に示す。ＣｃＭａｎ４処理は結果的に、ＭａｎＰ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２、および（ＭａｎＰ）２−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２の完全な脱マンノシル化を生じ、産物ＭａｎＰ−Ｍａｎ５ＧｌｃＮＡｃ２、ＭａｎＰ−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２、および（ＭａｎＰ）２−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２が形成された（図１１、第三のパネル）。上記の反応条件の下で、ＣｃＭａｎ５によるホスフェートのキャップ外しは、ＭａｎＰ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２  Ｎ−グリカンについて完全であり、Ｐ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２が形成された。二リン酸化Ｎ−グリカン（ＭａｎＰ）２−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２を加水分解して、完全にキャップの外れたＰ２−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２にしたが、匹敵するピーク高を有してよりゆっくりと泳動されるピークも観察され、該ピークは、部分的にキャップの外れた（ＭａｎＰ）−Ｍａｎ８−（Ｐ）ＧｌｃＮＡｃ２（Ｎ−グリカンのα−１，６アームにおいてキャップの外されたホスフェート、およびα−１，３アームにおいてキャップ形成されたホスフェートを潜在的に有する）に相当した（図１１、第四のパネル）。ＣｃＭａｎ５およびＣｃＭａｎ４による処理の後に、キャップを外されかつ脱マンノシル化したｈｕＧＡＡを得、該ｈｕＧＡＡは結果的に、Ｐ２−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２、（ＭａｎＰ）−Ｍａｎ６−（Ｐ）ＧｌｃＮＡｃ２、およびＰ−Ｍａｎ５ＧｌｃＮＡｃ２を有するＮ−グリカン特性を生じた。Ｍａｎ５ならびにＰ−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２、Ｐ−Ｍａｎ７ＧｌｃＮＡｃ２、ＭａｎＰ−Ｍａｎ７ＧｌｃＮＡｃ２（後者のリン酸化Ｎ−グリカンは潜在的に、α−１，３アームがリン酸化されている）に相当する小さなピークを観察した（図１１、第五のパネル）。キャップを外されたＮ−グリカンの概略図を図１２の（Ｂ）に示す。
【０１４９】
別のＣｃＭａｎ５／ＣｃＭａｎ４のキャップ外しおよび脱マンノシル化実験を、同じ精製バッチ由来のｈｕＧＡＡを使用して実施した。ｈｕＧＡＡのための調製緩衝液が、（１００ｍＭマンニトールを有する２５ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ６．０）よりもむしろ）２ｍＭ  ＣａＣｌ２および１００ｍＭマンニトールを有する１００ｍＭ  ＨＥＰＥＳ（ｐＨ７．０）である以外は、本実験を本質的には上記のとおり実施した。ｈｕＧＡＡ：ＣｃＭａｎ５：ＣｃＭａｎ４について１００：３：０．５のｗ：ｗ比を使用した。反応物を３７℃で２４時間インキュベートした。市販のヒトα−グルコシダーゼであるミオザイム（登録商標）（アルグルコシダーゼα、Ｇｅｎｚｙｍｅ社）の試料を、同一条件下、ミオザイム：ＣｃＭａｎ４について１００：０．５のｗ：ｗ比で、ＣｃＭａｎ４を使用して処理した。これらの試料のＮ−グリカン分析を上で詳論したとおり実施した。本様式で精製しかつＣｃＭａｎ５およびＣｃＭａｎ４で処理したｈｕＧＡＡについてのＮ−グリカン特性は、図１１に示されるものと類似していた。ＣｃＭａｎ４で処理したミオザイム（登録商標）についてのＤＳＡ−ＦＡＣＥ電気泳動図を図１３に示す。
【０１５０】
細胞内ｈｕＧＡＡプロセシング（実施例１０を参照されたい）を理解するために、ＣｃＭａｎ５／ＣｃＭａｎ４によるキャップ外しおよび脱マンノシル化実験を、異なる精製バッチ由来のｈｕＧＡＡを使用して実施した。上記のものと類似の条件下で精製を実施し、これもまた２ｍＭ  ＣａＣｌ２および１００ｍＭマンニトールを有する１００ｍＭ  ＨＥＰＥＳ（ｐＨ７．０）をｈｕＧＡＡ調製緩衝液として使用した。キャップ外しおよび脱マンノシル化を、ｈｕＧＡＡ：ＣｃＭａｎ５：ＣｃＭａｎ４について１００：３：０．５のｗ：ｗ比で実施し、反応混合物を３０℃で２４時間インキュベートした。Ｎ−グリカン特性を図１４に示す。この実験においては、二リン酸化Ｎ−グリカンであるＰ２−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２および（ＭａｎＰ）−Ｍａｎ６−（Ｐ）ＧｌｃＮＡｃ２をＰ−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２、（ＭａｎＰ）−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２へとそれぞれ部分的に脱リン酸化した。ｈｕＧＡＡ試料中のホスファターゼ活性を、１ｍＭ  ＭｇＣｌ２を有する１００ｍＭ  ＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．５）中の一般的なホスファターゼ基質パラニトロフェニルリン酸（ＰＮＰＰ）を使用して検出した。
【０１５１】
実施例８
（タチナタマメα−マンノシダーゼを使用した組換えｈｕＧＡＡのキャップ外しおよび脱マンノシル化）
実施例６のキャップ外し実験および脱マンノシル化実験を、ＪｂＭａｎの硫酸アンモニウム懸濁液をＳｕｐｅｒｄｅｘ２００カラムによるゲル濾過によってさらに精製して、混入しているホスファターゼ活性を除去した後に反復した。
【０１５２】
ｈｕＧＡＡ＿ＪｂＭａｎと呼ばれるある実験においては、ｈｕＧＡＡ：ＪｂＭａｎの１００：１５のｗ：ｗ比を使用した。１０μＬのＪｂＭａｎ（ＰＢＳ中１．５ｍｇ／ｍｌ）を、３０μｌのｈｕＧＡＡ（１００ｍＭマンニトールを有する２５ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ６．０）中３．７ｍｇ／ｍｌ）および５０μｌの１００ｍＭ酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ５．０）を含有する溶液に添加した。対照試料（ｈｕＧＡＡ＿対照）は、ｈｕＧＡＡを含有していたが、ＪｂＭａｎは含有していなかった。３０℃での１６時間のインキュベーション後、試料を４℃でさらなる使用まで維持した。Ｎ−グリカン分析については、２μＬの各試料を使用して、実施例６に記載したとおり、Ｎ−グリカンを放出させ標識した。ＪｂＭａｎで処理したｈｕＧＡＡ由来のＮ−グリカンのＤＳＡ−ＦＡＣＥ電気泳動図を図１５に示す。ＪｂＭａｎによる処理は結果的に、ｈｕＧＡＡのＭａｎＰ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２および（ＭａｎＰ）２−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２の部分的なキャップ外しおよび脱マンノシル化を生じ、主としてＰ−Ｍａｎ５ＧｌｃＮＡｃ２および（ＭａｎＰ）−Ｍａｎ６−（Ｐ）ＧｌｃＮＡｃ２を形成した。後者のＮ−グリカンは、電気泳動図においてＰ−Ｍａｎ５ＧｌｃＮＡｃ２とともに泳動する。完全にキャップを外された少量のＰ２−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２も存在している。Ｐ−Ｍａｎ５ＧｌｃＮＡｃ２よりもゆっくり泳動されるピークは、中性Ｍａｎ３ＧｌｃＮＡｃ２である可能性がある。Ｐ２−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２およびＰ−Ｍａｎ４ＧｌｃＮＡｃ２は、ＪｂＭａｎによってさらに脱マンノシル化されることはない（図１５、第三のパネル）。
【０１５３】
第二のＪｂＭａｎによるキャップ外しおよび脱マンノシル化実験を、同じ精製バッチ由来のｈｕＧＡＡを使用して実施した。本実験を本質的には上記のとおり実施し、ｈｕＧＡＡ調製バッファとしては、１ｍＭ  ＺｎＣｌ２および１００ｍＭマンニトールを有する１００ｍＭ酢酸ナトリウム（ｐＨ５．０）であった。ｈｕＧＡＡ：ＪｂＭａｎについて１００：１０のｗ：ｗ比を使用した。反応物を３７℃で２４時間インキュベートした。ＪｂＭａｎ処理後のこれらの試料のＮ−グリカン特性は、図１５に示すＮ−グリカン特性と類似していた。
【０１５４】
細胞内ｈｕＧＡＡプロセシング（実施例１０を参照されたい）を理解するために、ＪｂＭａｎを使用するキャップ外しおよび脱マンノシル化実験を、異なる精製バッチ由来のｈｕＧＡＡを使用して実施した。上記のものと類似の反応条件を使用した。使用したｈｕＧＡＡ調製バッファは、１ｍＭ  ＺｎＣｌ２および１００ｍＭマンニトールを有する１００ｍＭ酢酸ナトリウム（ｐＨ５．０）であり、ｈｕＧＡＡ：ＪｂＭａｎについて１００：１０のｗ：ｗ比を使用し、反応混合物を３０℃で２４時間インキュベートした。Ｎ−グリカン特性を図１６に示す。二リン酸化Ｎ−グリカンであるＰ２−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２は、本電気泳動図において観察されていない。ｈｕＧＡＡ試料中のホスファターゼ活性の存在により、部分的な脱リン酸化が生じ、結果的に、中性Ｎ−グリカンであるＭａｎ３ＧｌｃＮＡｃ２〜Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２とともに、一リン酸化した比較的多量のＰ−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２およびＭａｎＰ−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２の存在がもたらされた。
【０１５５】
実施例９
（ポンペ線維芽細胞への組換えｈｕＧＡＡの取り込み）
実施例７および実施例８由来のキャップを外されかつ脱マンノシル化したｈｕＧＡＡおよびミオザイム（登録商標）（ＣｃＭａｎ４で未処理および処理済み）を細胞取り込み実験において使用した。キャップされたｈｕＧＡＡまたは、ＣｃＭａｎ５（ｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ５）、Ｃｃｍａｎ４（ｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ４）、ＣｃＭａｎ４およびＣｃＭａｎ５の併用（ｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ４／５）、またはタチナタマメマンノシダーゼ（ｈｕＧＡＡ＿ＪＢＭａｎ）のいずれかで処理したｈｕＧＡＡの酵素比活性（実施例７および実施例８を参照されたい）を、４−ＭＵＧアッセイを使用して試験した。グルコシダーゼによる基質４−ＭＵＧの切断は、蛍光原性産物４−ＭＵの生成をもたらし、この４−ＭＵは、紫外光による照射によって可視化または検出することができる。実施例３を参照されたい。ｈｕＧＡＡの活性をミオザイム（登録商標）の活性と比較した。上記酵素を３つの異なる濃度（１２５ｎｇ／ｍｌ、６２．５ｎｇ／ｍｌ、および３１．２５ｎｇ／ｍｌ）へ、０．１％ＢＳＡを含有する１００ｍＭの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ４．０）（反応緩衝液）において希釈し、５０μｌの各希釈物を９６ウェルプレートへ三つ組で入れた。４−ＭＵＧ基質（Ｓｉｇｍａ）を反応緩衝液で４ｍＭに希釈し、この希釈した基質５０μｌを各ウェルに添加した。酵素反応物を３７℃で６０分間インキュベートした後、１００μｌの１５０ｍＭ  ＥＤＴＡ−Ｎａ２塩（ｐＨ１１．５）を添加して、この反応をクエンチした。蛍光を励起３６０／４０ｎｍおよび発光４６０／４０ｎｍで測定した。４−メチルウンベリフェロン（４−ＭＵ）を使用した標準曲線を適応させて、比活性を算出した。種々の酵素の活性をＵ／ｍｇとして報告した。ここで、１単位は、１００ｍＭ酢酸ナトリウムバッファ（ｐＨ４．０）＋０．１％ＢＳＡ中の２ｍＭ基質濃度での１時間あたりの１ｎｍｏｌ基質の加水分解を触媒する酵素の量として定義する。上記酵素の各々の比活性は、約２００×１０３Ｕ／ｍｇであった。
【０１５６】
ＣｃＭａｎ５（ｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ５）、Ｃｃｍａｎ４（ｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ４）、ＣｃＭａｎ４およびＣｃＭａｎ５の併用（ｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ４／５）、またはタチナタマメマンノシダーゼで処理したｈｕＧＡＡの取り込みを、ヒトポンペ線維芽細胞系であるＧＭ００２４８線維芽細胞（Ｃｏｒｉｅｌｌ  Ｃｅｌｌ  Ｒｅｐｏｓｉｔｏｒｙ、米国ニュージャージー州キャムデン）において評価した。ＧＭ００２４８線維芽細胞は、酸性αグルコシダーゼ活性が欠損しており（正常の０．２７％）、かつＧＡＡのｍＲＮＡもタンパク質も検出可能なレベルを有していない。１５％ＦＣＳおよび２ｍＭグルタミンを補充したイーグル塩および非必須アミノ酸を含有する最少必須培地（ＭＥＭ、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社）において、ＧＭ００２４８線維芽細胞を播種しおよび集密になるまで増殖させた。酵素投与前日、熱失活させた５％ＦＣＳ（５６℃で３０分間）を補充したＨａｍのＦ１０培地を有する２４ウェルプレートに細胞を播種した。
【０１５７】
実験当日、キャップ形成したｈｕＧＡＡおよびキャップを外されたｈｕＧＡＡを、種々の酵素活性まで取り込み媒体で希釈した後、０．２２μｍのフィルターで濾過した。取り込み媒体中の各酵素希釈物の活性を、４−ＭＵＧアッセイを使用して再度測定し、実際の酵素活性を決定し、該酵素活性を細胞に添加した。
【０１５８】
ＧＭ００２４８線維芽細胞を上記酵素とともに１６時間インキュベートし、氷冷ＰＢＳで２回洗浄し、次に、プロテアーゼインヒビターを補充した０．５ｍｌ  ＰＢＳ＋０．５％Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ  １００で溶解した（４℃、３０分間）。細胞溶解産物を１００００×ｇで回転させ、細胞残屑を除去した。ｈｕＧＡＡの細胞内活性を、上記のとおり４−ＭＵＧ活性アッセイを使用して測定した。タンパク質濃度を製造元のプロトコルに従って、ビシンコニン酸法（ミクロＢＣＡキット、Ｐｉｅｒｃｅ）によって決定した。ｈｕＧＡＡの細胞内活性を総タンパク質１ｍｇあたりの単位（Ｕ／ｍｇ）として表す。
【０１５９】
図１７は、ＧＭ００２４８ヒトポンペ線維芽細胞におけるｈｕＧＡＡの細胞内活性を示す。ＭａｎＰ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２  Ｎ−グリカンおよび（ＭａｎＰ）２−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２  Ｎグリカンの混合物を含有するキャップ形成されたｈｕＧＡＡ（図１１、第二のパネルを参照されたい）は、細胞に入らなかった。キャップ形成されたｈｕＧＡＡで処理した細胞の細胞内活性は、非処理の細胞と同様であった（データ非表示）。完全に脱マンノシル化されているｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ４（図１１、第三のパネルを参照されたい）も、ポンペ線維芽細胞における取り込みを示さなかった。ＣｃＭａｎ５処理は結果的に、キャップを外された一リン酸化のＰ−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２および完全にキャップを外された二リン酸化のＰ２−Ｍａｎ８ＧｌｃＮＡｃ２の形成をもたらしたが、細胞の取り込みは試験した用量範囲にわたって観察されなかった（図１７）。用量依存性細胞取り込みは、ＣｃＭａｎ４およびＣｃＭａｎ５の併用（ｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ４／５）またはタチナタマメマンノシダーゼ（ｈｕＧＡＡ＿ＪＢＭａｎ）のいずれかによりキャップを外されかつ脱マンノシル化したｈｕＧＡＡであるＨｕＧＡＡについて観察された。ＣｃＭａｎ４／５またはＪｂＭａｎのいずれかにより処理されたｈｕＧＡＡの細胞内活性は、約５００〜１０００Ｕ／ｍｌでプラトーレベルに到達したのに対し、ミオザイム（登録商標）の細胞内活性は、２５００Ｕ／ｍｌでプラトーに到達しなかった。ホスフェートがキャップを外されかつ脱マンノシル化したｈｕＧＡＡは、ミオザイム（登録商標）よりもおよそ２．５倍効率的に取り込まれた。
【０１６０】
取り込みがマンノース−６−リン酸（Ｍ６Ｐ）受容体への結合によるのかどうかを調べるために、第二のセットの実験を実施した。これらの実験については、上記の実験で使用された同じ精製バッチ由来のｈｕＧＡＡを、実施例７に記載されるようなマンノース−１−リン酸−６−マンノース結合型グリカンのキャップを外すためのＣｃＭａｎ４マンノシダーゼおよびＣｃＭａｎ５マンノシダーゼで、または実施例８に記載されているようなタチナタマメマンノシダーゼで処理した。ミオザイム（登録商標）を対照標準として使用した。ｈｕＧＡＡの取り込み効率に及ぼす末端α−１，２マンノースの効果を調べるために、ミオザイム（登録商標）をＣｃＭａｎ４マンノシダーゼにより処理した。この酵素の比活性を、上記のような４−ＭＵＧアッセイを使用して決定した。取り込みアッセイを上記のとおり実施した。この酵素を取り込み媒体における等しい酵素活性に希釈し、濾過し、および種々の用量をＧＭ００２４８線維芽細胞に、５ｍＭ  Ｍ６Ｐ（Ｓｉｇｍａ社）を存在させて添加し、またはそれを存在さないで添加し、１６時間インキュベートした。各細胞取り込み実験を二つ組で実施した。インキュベーション後、細胞を氷冷ＰＢＳで洗浄し、プロテアーゼインヒビターを補充した０．５ｍｌのＰＢＳ＋０．５％  Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ  １００で溶解し、４−ＭＵＧアッセイを使用して細胞内ｈｕＧＡＡ活性についてアッセイした。
【０１６１】
図１８は、ＧＭ００２４８線維芽細胞におけるｈｕＧＡＡ酵素の取り込みを示す。ＣｃＭａｎ４によるミオザイム（登録商標）の処理は、ミオザイム（登録商標）のＮ−グリカン特性を変化させることも（図１３、第三のパネルを参照されたい）、その取り込みの効率性を変化させることもなかった。ミオザイム（登録商標）の取り込みは、遊離Ｍ６Ｐの添加によって阻害された。図１８における結果は、キャップを外されかつ脱マンノシル化したｈｕＧＡＡ（ｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ４／５、ｈｕＧＡＡ＿ＪＢＭａｎ）の用量依存性取り込みを示しており、これはＭ６Ｐの添加によって阻害される。これらの結果は、キャップを外されかつ脱マンノシル化したｈｕＧＡＡの取り込みがＭ６Ｐ受容体を介して仲介されることを示している。
【０１６２】
実施例１０
（ポンペ線維芽細胞のリソソームにおけるｈｕＧＡＡのプロセシング）
ｈｕＧＡＡは、小胞体において１１０ｋＤａ前駆体として産生される。該ｈｕＧＡＡは、ゴルジ装置においてＮ−グリカンプロセシングを受け、リソソームにおいてさらに、中間の分子形態の９５ｋＤａを経て７６ｋＤａおよび７０ｋＤａの活性のあるタンパク質へとタンパク質分解でプロセシングされる。この活性のあるタンパク質は、その天然基質であるグリコーゲンの分解に関与する。以下の実験においては、Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａで１１０ｋＤａタンパク質として産生される、精製された組換えｈｕＧＡＡの細胞内プロセシングを調べた。これらの実験については、調製緩衝液を２ｍＭ  ＣａＣｌ２および１００ｍＭマンニトールを有する１００ｍＭ  ＨＥＰＥＳ（ｐＨ７）へと交換して、実施例９において使用されたものとは異なる精製バッチ由来のｈｕＧＡＡ（実施例７を参照されたい）を、実施例７に記載したとおり、ＣｃＭａｎ４およびＣｃＭａｎ５を併用して、またはタチナタマメマンノシダーゼで処理した。キャップを外された酵素の比活性を、４−ＭＵＧアッセイを使用して決定した。実験前日、ＧＭ００２４８線維芽細胞を、上記のとおり、取り込み媒体中５×１０５細胞／ウェルの密度で６ウェルプレートに播種した。翌日、線維芽細胞を２ｍｌ取り込み媒体中１０００Ｕ／ｍｌのｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ４／５またはｈｕＧＡＡ＿ＪＢＭａｎとともに１４時間または４６時間インキュベートした。対照標準として、細胞をミオザイム（登録商標）とともにインキュベートし、酵素とともにインキュベートしなかった細胞を陰性対照として使用した。各細胞取り込み実験を二つ組で実施した。インキュベーション後、ＧＭ００２４８線維芽細胞を氷冷ＰＢＳで洗浄し、トリプシン処理（０．５３ｍＭ  ＥＤＴＡを有する０．０５％トリプシン）によって収穫した。細胞を遠心分離し、プロテアーゼインヒビターを補充した０．５ｍｌ  ＰＢＳ＋０．５％  ＴｒｉｔｏｎＸ１００に溶解した。細胞溶解産物を遠心分離して細胞残屑を除去し、上記のような４−ＭＵＧアッセイを使用して細胞内ＧＡＡ活性についてアッセイした。タンパク質濃度をＢＣＡ法によって決定した。
【０１６３】
図１９は、細胞内ｈｕＧＡＡ活性を示す。ｈｕＧＡＡ＿Ｃｃｍａｎ４／５は部分的に脱リン酸化されてＰ−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡ２および（ＭａｎＰ）−Ｍａｎ６ＧｌｃＮａｃ２となり（図１４、第三のパネル）、この酵素は、試験した両インキュベーション時間でミオザイム（登録商標）よりも１．８倍良好に取り込まれた。ｈｕＧＡＡ＿ＪＢＭａｎもミオザイム（登録商標）より良好に取り込まれたが、おそらく二リン酸化したＮ−グリカンであるＰ２−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２が存在しないことにより、ｈｕＧＡＡ＿ＣｃＭａｎ４／５と比較してあまり効率的ではなかった（図１６、第三のパネル）。
【０１６４】
この実験の目的は、線維芽細胞によって取り込まれたｈｕＧＡＡが７６ｋＤａおよび７０ｋＤａの活性型へとプロセシングされるかどうかを試験することであった。それゆえ、細胞試料をトリクロロ酢酸（ＴＣＡ）／デオキシコール酸（ＤＯＣ）法によって沈殿させた。試料（５００μｌ、１６０μｇのタンパク質を含有）を５０μＬの０．５％ＤＯＣと混合し、氷上で３０分間インキュベートした。ＴＣＡ１００％（１００μｌ）を添加して１５％のＴＣＡ終濃度を得た後、試料を混合して−２０℃で一晩沈殿させた。沈殿物を微量遠心分離機において１３０００ｒｐｍで３０分間遠心分離した後、ペレットからＴＣＡを吸引した。上記ペレットを５００〜７００μｌの氷冷アセトンで洗浄し、混合して、１３０００ｒｐｍで遠心分離した。ペレットを５０℃で１０分間乾燥させた後、ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）試料還元剤を含有する１×ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）ＬＤＳ試料バッファ中で再度可溶化した。試料を１００℃で３分間煮沸した後、２０μｇのタンパク質（１０μｌ）を、５００μｌのＮｕＰＡＧＥ（登録商標）抗酸化剤を含有する１×ＭＯＰＳ  ＳＤＳ泳動バッファを有する４〜１２％のＮｕＰＡＧＥ（登録商標）Ｂｉｓ−Ｔｒｉｓゲル（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社）にのせた。ミオザイム（登録商標）（５０ｎｇ）を対照標準として上記ゲルにのせた。試料をニトロセルロースメンブラン上に一晩ブロットし、細胞内ｈｕＧＡＡを、ポリクローナルウサギ抗ｈｕＧＡＡ血清（１／２０００希釈）を一次抗体として、かつヤギ抗ウサギＩｇＧペルオキシダーゼ結合抗体（１／５０００希釈、Ｓｉｇｍａ社）を二次抗体として使用して検出した。このメンブレンをＰＢＳ／Ｔｗｅｅｎで洗浄した後、メンブランを、ＥＣＬウェスタンブロッティング検出試薬（ＧｅＨｅａｌｔｈｃａｒｅ社）を使用して顕色した。キャップを外された酵素との、およびミオザイム（登録商標）との１４時間のインキュベーション時間は結果的に、主として前駆体タンパク質の存在を生じた。ｈｕＧＡＡ＿Ｃｃｍａｎ４／５処理した細胞においては、少量の７６ｋＤａタンパク質が観察された。４６時間のインキュベーション後、キャップを外された酵素を活性のある７６ｋＤａポリペプチドへとプロセシングされた。ミオザイム（登録商標）も活性のあるポリペプチドへとプロセシングされているが、バンドはあまり濃くなかった。
【０１６５】
実施例１１
（ＣｃＭａｎ５およびタチナタマメα−マンノシダーゼによる組換えｈｕＧＡＡのキャップ外しおよび脱マンノシル化）
ｈｕＧＡＡ：ＣｃＭａｎ５：ＪｂＭａｎについて１００：５：１０のｗ：ｗ比でＣｃＭａｎ５およびＪＢＭａｎによって組換えｈｕＧＡＡのキャップを外しかつ脱マンノシル化した。１．０８ｍｌのｈｕＧＡＡ（４０ｍＭ  ＮａＣｌを有する１０ｍＭリン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．０）中４．８ｍｇ／ｍｌ）の溶液に、１．６９ｍｌのＣｃＭａｎ５（ＰＢＳ緩衝液中０．１５４ｍｇ／ｍｌ）および１．０４ｍｌのＪｂＭａｎ（ＰＢＳ緩衝液中０．５ｍｇ／ｍｌ）を添加した。総反応容積を、２ｍＭ  ＣａＣｌ２を含有する１００ｍＭ酢酸ナトリウムバッファ（ｐＨ５．０）により５．２ｍｌに調整した。反応混合物を３０℃で１５時間インキュベートした。キャップを外されかつ脱マンノシル化したｈｕＧＡＡを、実施例３に記載したとおり、Ｈｉｌｏａｄ  １６／６０  ｓｕｐｅｒｄｅｘ  ２００ゲル濾過カラム（ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）を使用して精製した。
【０１６６】
実施例６に記載されるとおり、１０μｇの精製された最終のｈｕＧＡＡからＮ−グリカンが放出され、そして標識された。ＣｃＭａｎ５およびＪｂＭａｎの両方で処理したｈｕＧＡＡ由来のＮ−グリカンのＤＳＡ−ＦＡＣＥ電気泳動図を図２０に示す。キャップ外しおよび脱マンノシル化の後に観察される主要ピークは、二リン酸化のＰ２−Ｍａｎ６ＧｌｃＮＡｃ２および一リン酸化のＰ−Ｍａｎ４ＧｌｃＮＡｃ２、Ｐ−Ｍａｎ５ＧｌｃＮＡｃ２、およびＰ−ＭａｎＧｌｃＮＡｃ２であった。
【０１６７】
実施例１２
（ＣｃＭａｎ５およびＪｂＭａｎによってキャップを外されかつ脱マンノシル化した組換えｈｕＧＡＡのポンペ線維芽細胞への取り込み）
実施例９に記載したとおりＧＭ００２４８線維芽細胞系を使用して、キャップを外され、脱マンノシル化し、かつ精製されたｈｕＧＡＡ（実施例１１に記載されたとおりＪｂＭａｎおよびＣｃＭａｎ５で処理した）の細胞取り込みを、ミオザイム（登録商標）の細胞取り込みと比較した。
【０１６８】
図２１は、ミオザイム（登録商標）の細胞内活性に対する、キャップを外されかつ脱マンノシル化した精製されたｈｕＧＡＡの細胞内活性を示す。細胞に添加される酵素の量（酵素活性単位して表される）を酵素濃度（ｎＭとして表される）へ変換し、Ｋ取り込みの計算のために、その比活性（Ｕ／ｍｇで表される）に対してプロットした。Ｋ取り込みおよび標準偏差をｈｕＧＡＡについては１４のデータ点（濃度あたり２データ点）を、およびミオザイム（登録商標）については１２のデータ点によって非線形回帰を使用するＧｒａｐｈＰｒｉｓｍで算出した。用量依存性細胞取り込みをｈｕＧＡＡについて観察し、約２５ｎＭでプラトーレベルに達し、そしてＫ取り込みが１．７±０．２ｎＭであったのに対し、ミオザイムの細胞内活性は、２００ｎＭでプラトーに到達せず、かつ６４±５ｎＭのＫ取り込みを有している。Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａにおいて産生されるキャップを外され、脱マンノシル化したｈｕＧＡＡは、ポンペ線維芽細胞において、ミオザイム（登録商標）よりも３０倍効率的に取り込まれた。
【０１６９】
実施例１３
（ＣｃＭａｎ５およびＪｂＭａｎによってキャップを外されかつ脱マンノシル化した組換えｈｕＧＡＡのポンペ線維芽細胞のリソソームにおけるプロセシング）
実施例１１に記載されたようにＣｃＭａｎ５およびＪｂＭａｎで処理したＹａｒｒｏｗｉａ産生ｈｕＧＡＡがリソソーム中で該ｈｕＧＡＡの成熟形態へとプロセシングされるかどうかを決定するために、細胞取り込みアッセイを実施した。実験前日、ＧＭ００２４８線維芽細胞を、取り込み媒体中３×１０５細胞／ウェルの密度で６ウェルプレートに播種した。翌日、線維芽細胞を２ｍｌ取り込み媒体中２０００Ｕ／ｍｌ  ｈｕＧＡＡで８時間もしくは２４時間刺激し、または２４時間刺激した（「パルス」期間）後、細胞を洗浄し、２ｍｌの増殖培地を細胞へ最長１００時間のチェイス期間にわたって添加した。酵素で処理されていない細胞を陰性対照として使用した。
【０１７０】
インキュベーション後、細胞を洗浄し、細胞溶解産物を実施例１０に記載したようなＤＯＣ／ＴＣＡ法を使用して沈殿させ、ウェスタンブロット法に供した。対照標準として、精製ｈｕＧＡＡ（３０ｎｇ）をゲルにのせた。試料を一晩ブロットし、ポリクローナルウサギ抗ｈｕＧＡＡ血清（１／２０００希釈）を一次抗体として、かつヤギ抗ウサギＩｇＧペルオキシダーゼ結合抗体（１／８０００希釈、Ａｂｃａｍ社）を二次抗体として使用して、細胞内ｈｕＧＡＡを検出した。ＥＣＬウェスタンブロット法検出試薬（ＧｅＨｅａｌｔｈｃａｒｅ）を使用してメンブランを顕色させた。
【０１７１】
キャップを外されかつ脱マンノシル化した酵素との８時間のインキュベーション期間は結果的に、前駆体タンパク質（１１０ｋＤａ）の存在を生じた。２４時間のインキュベーション期間は結果的に、前駆体タンパク質およびプロセシングされたタンパク質（７６ｋＤ）の両方の存在を生じたのに対し、２４時間のパルス期間および最長１００時間のチェイス期間の後、ほぼすべてのタンパク質が、活性のある７６ｋＤのポリペプチドへとプロセシングされていた。これらの結果は、キャップを外されかつ脱マンノシル化したｈｕＧＡＡが線維芽細胞によって取り込まれ、リソソームにおいて活性のあるポリペプチドへとプロセシングされたことを実証している。
【０１７２】
（他の実施形態）
本発明は、その詳細な説明とともに記載されてきたが、上の記載は、本発明の範囲を明示するよう意図されており、かつ該範囲を限定するものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される。他の態様、利点、および改変は、以下の特許請求の範囲内である。
【図１Ａ】
2013539974.tif 000009
【図１Ｂ】
2013539974.tif 000010
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ−１】
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【図８Ａ−２】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ−１】
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【図９Ａ−２】
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【図９Ａ−３】
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【図９Ｂ−１】
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【図９Ｂ−２】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【配列表】
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【国際調査報告】
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