(57)【要約】本開示は、Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位に負荷電アミノ酸を含有する抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含む、単離したタンパク質を提供し、本タンパク質は抗原に特異的に結合することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位からなる群から選択される２つ以上の位置にて、負荷電アミノ酸を含有する抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含む単離したタンパク質であって、
前記タンパク質はニワトリリゾチーム、βガラクトシダーゼ、αアミラーゼおよびＢ５Ｒ以外の抗原に特異的に結合することができるか、または
（ｉ）前記タンパク質は、血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＦ）に結合し、３２位および３３位にてアスパラギン酸を含む場合、２９位と３５位の間に少なくとも１つの負荷電アミノ酸を更に含有し、
（ｉｉ）前記タンパク質は、ヒトＶＥＧＦに結合し、３１位および３３位にてアスパラギン酸を含む場合、２８位と３５位の間に少なくとも１つの負荷電アミノ酸を更に含有する
単離したタンパク質。
【請求項２】
Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位からなる群から選択される位置にて、２つ以上の負荷電アミノ酸を含有する抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含む単離したタンパク質であって、
前記タンパク質は１０μＭを超える親和性で抗原に特異的に結合することができ、
（ｉ）前記タンパク質は、血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＦ）に結合し、３２位および３３位にてアスパラギン酸を含む場合、２９位と３５位の間に少なくとも１つの負荷電アミノ酸を更に含有し、
（ｉｉ）前記タンパク質は、ヒトＶＥＧＦに結合し、３１位および３３位にてアスパラギン酸を含む場合、２８位と３５位の間に少なくとも１つの負荷電アミノ酸を更に含有する
単離したタンパク質。
【請求項３】
Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位、３３位および／または３５位にて負荷電アミノ酸を含有する抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含む単離したタンパク質であって、
前記タンパク質はニワトリリゾチーム、βガラクトシダーゼ、αアミラーゼおよびＢ５Ｒ以外の抗原に特異的に結合することができるか、または
（ｉ）前記タンパク質は、血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＦ）に結合し、３２位および３３位にてアスパラギン酸を含む場合、２９位と３５位の間に少なくとも１つの負荷電アミノ酸を更に含有し、
（ｉｉ）前記タンパク質は、ヒトＶＥＧＦに結合し、３１位および３３位にてアスパラギン酸を含む場合、２８位と３５位の間に少なくとも１つの負荷電アミノ酸を更に含有する
単離したタンパク質。
【請求項４】
Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位、３３位および／または３５位にて負荷電アミノ酸を含有する抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含む単離したタンパク質であって、
前記タンパク質は１０μＭを超える親和性で抗原に特定に結合することができ、
（ｉ）前記タンパク質は、血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＦ）に結合し、３２位および３３位にてアスパラギン酸を含む場合、２９位と３５位の間に少なくとも１つの負荷電アミノ酸を更に含有し、
（ｉｉ）前記タンパク質は、ヒトＶＥＧＦに結合し、３１位および３３位にてアスパラギン酸を含む場合、２８位と３５位の間に少なくとも１つの負荷電アミノ酸を更に含有する
単離したタンパク質。
【請求項５】
前記タンパク質は１００ｎＭを超える親和性で抗原に特異的に結合することができる、請求項２または４のいずれかに記載の単離したタンパク質。
【請求項６】
前記Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位の負荷電アミノ酸無しのタンパク質と比較すると凝集する傾向が少ない、前記請求項１〜５のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項７】
前記Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位の負荷電アミノ酸無しのタンパク質と比較すると少なくとも約６０ｏＣまで加熱した後、凝集する傾向が少ない、前記請求項１〜５のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項８】
少なくとも約６０ｏＣまで加熱した後、抗原に特異的に結合する能力を有する、前記請求項１〜７のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項９】
少なくとも約８０ｏＣまで加熱した後、凝集する傾向が少ない、および／または抗原に特異的に結合する能力を有する、前記請求項７または８に記載のタンパク質。
【請求項１０】
ヒトタンパク質と結合することができる、前記請求項１〜９のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項１１】
ヒト疾患に関連する、またはその原因となるタンパク質と結合することができる、前記請求項１〜１０のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項１２】
前記３２位の負荷電アミノ酸はグルタミン酸である、前記請求項１〜１１のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項１３】
前記負荷電アミノ酸は、アスパラギン酸である、前記請求項１〜１２のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項１４】
Ｋａｂａｔ付番システムに従う２６位、３０位、３９位、４０位、５０位、５２位、５２ａ位および５３位からなる群から個別に、または集団として選択される、１つ以上の残基にて負荷電アミノ酸を更に含む、前記請求項１〜１３のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項１５】
負荷電アミノ酸はアスパラギン酸である、請求項１４に記載のタンパク質。
【請求項１６】
Ｋａｂａｔ付番システムに従う３１位、３２位および３３位にて負荷電アミノ酸を含む、請求項１〜１５のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項１７】
（ｉ）Ｋａｂａｔ付番システムに従う３１位にてアスパラギン酸と、
（ｉｉ）Ｋａｂａｔ付番システムに従う３２位にてグルタミン酸またはアスパラギン酸と、
（ｉｉｉ）Ｋａｂａｔ付番システムに従う３３位にてアスパラギン酸と
を含む、請求項１６に記載のタンパク質。
【請求項１８】
Ｋａｂａｔ付番システムに従う３２位および３３位にて負荷電アミノ酸を含む、前記請求項１〜１５のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項１９】
（ｉ）Ｋａｂａｔ付番システムに従う３２位にてグルタミン酸またはアスパラギン酸と、
（ｉｉ）Ｋａｂａｔ付番システムに従う３３位にてアスパラギン酸と
を含む、請求項１８に記載のタンパク質。
【請求項２０】
２８位および／または３５位にて負荷電アミノ酸を更に含む、請求項１６〜１９のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項２１】
前記２８位および／または３５位の負荷電アミノ酸はアスパラギン酸である、請求項２０に記載のタンパク質。
【請求項２２】
Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／もしくは３１位および／もしくは３２位および／もしくは３３位および／もしくは３５位以外の位置にてヒトであるか、ヒト化されるか、または脱免疫化されるか、あるいはヒトタンパク質もしくはその領域に融合されたものである、請求項１〜２１のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項２３】
抗原に特異的に結合することができる修飾された抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含み、前記ＶＨはＫａｂａｔ付番システムに従う２８位、３１位、３３位および／または３５位にて負荷電アミノ酸を含み、ＶＨの未修飾形態は前記負荷電アミノ酸を含まない、タンパク質。
【請求項２４】
抗原に特異的に結合することができる修飾された抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含み、前記ＶＨはＫａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位からなる群から選択される２つ以上の位置にてアミノ酸を含み、未修飾タンパク質はＫａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位にて前記２つ以上の負荷電アミノ酸を含まない、タンパク質。
【請求項２５】
（ｉ）Ｋａｂａｔ付番システムに従う３１位にてアスパラギン酸および／または、
（ｉｉ）Ｋａｂａｔ付番システムに従う３２位にてグルタミン酸および／または、
（ｉｉｉ）Ｋａｂａｔ付番システムに従う３３位にてアスパラギン酸
を含む、請求項２３または２４に記載のタンパク質。
【請求項２６】
２８位および／または３５位にて負荷電アミノ酸を更に含む、請求項２５に記載のタンパク質。
【請求項２７】
前記２８位および／または３５位の負荷電アミノ酸はアスパラギン酸である、請求項２６に記載のタンパク質。
【請求項２８】
前記タンパク質は、
（ｉ）抗体と、
（ｉｉ）単一ドメイン抗体と、
（ｉｉｉ）一本鎖Ｆｖ（ｓｃＦｖ）を含むタンパク質と、
（ｉｖ）二重特異性抗体、三重特異性抗体または四重特異性抗体と、
（ｖ）（ｉｉ）〜（ｉｖ）のいずれかと抗体またはそのドメインのＦｃドメインとを含む融合タンパク質と、
からなる群から選択される、請求項１〜２７のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項２９】
化合物と結合した、請求項１〜２８のいずれかに記載のタンパク質。
【請求項３０】
前記化合物は、放射性同位体、検出可能なラベル、治療化合物、コロイド、毒素、核酸、ペプチド、タンパク質、対象において前記タンパク質の半減期を増加させる化合物、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項２９に記載のタンパク質。
【請求項３１】
請求項１〜３０のいずれかに記載のタンパク質および薬学的に許容可能な担体を含む、組成物。
【請求項３２】
多数の請求項１〜３０のいずれかに記載の複数種類のタンパク質を含む、ライブラリ。
【請求項３３】
抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含むタンパク質を含み、ＶＨの少なくとも３０％は、Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位から選択される２箇所以上にて負荷電アミノ酸を含む、ライブラリ。
【請求項３４】
請求項１〜２８のいずれかに記載のタンパク質を単離する方法であって、請求項３２または３３に記載のライブラリを抗原に接触させ、そこに結合するタンパク質を単離することを含む、方法。
【請求項３５】
抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含むタンパク質の凝集抵抗を増加させる方法であって、Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位、３１位、３２位、３３位および／または３５位のアミノ酸を負荷電アミノ酸に置換することによってＶＨを修飾することを含む、方法。
【請求項３６】
抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含むタンパク質の凝集抵抗を増加させる方法であって、Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位にて２つ以上のアミノ酸を負荷電アミノ酸に置換することによってＶＨを修飾することを含み、未修飾タンパク質は置換位置にて負荷電アミノ酸を含まない、方法。
【請求項３７】
抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含むタンパク質の凝集抵抗を増加させる方法であって、Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位からなる群から選択される２つ以上の位置にて負荷電アミノ酸を含むようにＶＨを修飾することを含み、未修飾タンパク質はＫａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位にて前記２つ以上の負荷電アミノ酸を含まない、方法。
【請求項３８】
抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含む、可溶性タンパク質の生産率を増加させる方法であって、Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位にて２つ以上のアミノ酸を負荷電アミノ酸に置換することによってＶＨを修飾することを含み、可溶性タンパク質の生産率が負荷電アミノ酸を欠くタンパク質の生産率と比較して増加する、方法。
【請求項３９】
抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含む、可溶性タンパク質の生産率を向上する方法であって、Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３３位および／または３５位にてアミノ酸を負荷電アミノ酸に置換することによってＶＨを修飾し、前記タンパク質を生成することを含み、可溶性タンパク質の生産率が負荷電アミノ酸を欠くタンパク質の生産率と比較して増加する、方法。
【請求項４０】
クロマトグラフィ樹脂からの抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含むタンパク質の回収率を増加させる、またはクロマトグラフィ樹脂からタンパク質を回収するのに必要とする溶液の体積を減少させる方法であって、Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位にて２つ以上のアミノ酸を負荷電アミノ酸に置換ることによってＶＨを修飾することと、前記タンパク質をクロマトグラフィ樹脂に接触させることを含み、負荷電アミノ酸を欠くタンパク質と比較して、クロマトグラフィ樹脂から回収されたタンパク質の回収率が増加するか、またはクロマトグラフィ樹脂からタンパク質を回収するのに必要とする溶液の体積が減少する、方法。
【請求項４１】
クロマトグラフィ樹脂からの抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含むタンパク質の回収率を増加させる、またはクロマトグラフィ樹脂からタンパク質を回収するのに必要とする溶液の体積を減少させる方法であって、Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位、３１位、３３位および／または３５位のアミノ酸を負荷電アミノ酸に置換することによってＶＨを修飾することと、前記タンパク質をクロマトグラフィ樹脂に接触させることを含み、負荷電アミノ酸を欠くタンパク質と比較して、クロマトグラフィ樹脂から回収されたタンパク質の回収率が増加するか、またはクロマトグラフィ樹脂からタンパク質を回収するのに必要とする溶液の体積が減少する、方法。
【請求項４２】
医療における請求項１〜３０のいずれかに記載のタンパク質、または請求項３１に記載の組成物の使用。
【請求項４３】
対象において疾患を治療する、または予防する方法であって、それを必要とする対象に対して請求項１〜３０のいずれかに記載のタンパク質、または請求項３１に記載の組成物を投与することを含む、方法。
【請求項４４】
細胞へ化合物を送達する方法であって、細胞を請求項２９あるいは３０に記載のタンパク質、または請求項３１に記載の組成物と接触させることを含む、方法。
【請求項４５】
対象において疾患を診断する、または予後診断する方法であって、前記方法は、対象からの試料と、請求項１〜３０のいずれかに記載のタンパク質または請求項３１に記載の組成物とを、前記タンパク質が抗原に結合し、複合体を形成するように接触させることと、前記複合体を検出することと、を含み、前記複合体の検出は前記対象の前記疾患の診断または予後診断となる、方法。
【請求項４６】
複合体のレベルを特定することを含み、前記複合体において増加したレベルまたは減少したレベルは、対象の疾患において診断または予後診断となる、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
対象において抗原の場所を特定するまたは検出する方法であって、
（ｉ）請求項２９または３０に記載のタンパク質または請求項３１に記載の組成物と、検出可能なラベルに結合された前記タンパク質が抗原に結合するように対象に投与することと、
（ｉｉ）生体内で検出可能なラベルを検出するか、またはその場所を特定することと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
参照による組み込み
【０００２】
本出願は、２００９年１０月２３日に出願された「Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｖａｒｉａｂｌｅ  ｄｏｍａｉｎ  ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ａｎｄ  ｕｓｉｎｇ  ｓａｍｅ」と題するＵＳ第６１／２５４，４６０号、および２０１０年９月７日に出願された「Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｖａｒｉａｂｌｅ  ｄｏｍａｉｎ  ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ａｎｄ  ｕｓｉｎｇ  ｓａｍｅ  ２」と題する豪州仮特許出願第２０１０９０４０２５号からの優先権を主張するものであり、これらの内容全体は、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【０００３】
本開示は、凝集抵抗性抗体可変ドメインを含むタンパク質、およびその使用に関する。
【背景技術】
【０００４】
抗原結合ドメインを含む抗体およびタンパク質は、現在、研究試薬、診断／予後診断試薬、産業用試薬、および治療薬剤として広範に使用されている。この広範に及ぶ適用性は、高度の特異性および親和性で、抗原に結合する、その抗原結合ドメインを含む抗体およびタンパク質の能力から生じる。したがって、その抗原結合ドメインを含む抗体およびタンパク質は、試料中の抗原に特異的に結合し、かつ抗原を発現する細胞を検出、定量化、もしくは殺滅する、または治療ペイロードを送達することができる。しなしながら、それらの多用性にもかかわらず、抗体のうちの一部のみが、診断／予後診断／産業／治療用途に適した生物物理学的特性を有する。例えば、治療または体内診断抗体／タンパク質は、所望の標的に蓄積するように、対象における長い血清半減期を必要とし、したがって、それらは、凝集に対して抵抗性でなければならない（Ｗｉｌｌｕｄａ  ｅｔ  ａｌ．，１９９９）。産業用途は、しばしば、長い半減期を有するか、または凝集することなく、厳しい状態、例えば、高温への曝露後、機能することができる、抗体／タンパク質を必要とする（Ｈａｒｒｉｓ，１９９９）。抗体可変ドメインを含むタンパク質の凝集は、発現および／もしくは精製における困難性、免疫原性、毒性、劣化、親和性の低下、または保存後の活性の損失につながる可能性がある。
【０００５】
タンパク質凝集は、折り畳み経路と競合する、または折り畳み経路において中間体から生じる可能性がある過程であり、通常、解きほどかれたタンパク質もしくは部分的に解きほどかれたタンパク質の会合を伴う。凝集への抵抗性は、天然状態を安定化させること（即ち、解きほどきに抵抗すること）によって、またはタンパク質の解きほどかれた、もしくは部分的に折り畳まれた状態が、凝集する傾向を低減することによって達成することができる。天然状態を安定化させることの不利点は、タンパク質が、それらが解きほどかれる環境に曝露される可能性が高いということである。一般的に、タンパク質が変性される、または解きほどかれる時、通常、タンパク質の内部において、分子内接触を媒介する、アミノ酸残基が曝露される。かかる曝露は、しばしば、タンパク質を、分子間接触および凝集体を形成しやすくする。解きほどきに抵抗するタンパク質とは対照的に、解きほどかれる時に、凝集する傾向が低減したタンパク質は、単に、かかる環境への曝露後、生物活性の非凝集状態に再折り畳みする。
【０００６】
その抗原結合ドメインを含む抗体およびタンパク質の凝集抵抗性または凝集傾向は、通常、そこに含有される、最も凝集しやすいドメイン（複数を含む）によって、および周辺ドメイン（存在する場合）とのその相互作用の強度によって、制限される。これは、一度そのドメインが解きほどかれると、それが再折り畳みすることができない場合、それは、同じタンパク質または他のタンパク質における他のドメインと相互作用し、凝集体を形成し得るためである。抗体の定常ドメインは、一般的に、凝集せず、大幅には配列（それらの名称によって示唆されるように）において変化しない。したがって、抗体の最も脆弱なドメインは、一般的に、１つの抗体から次の抗体へ変化する領域、即ち、可変領域（例えば、重鎖可変領域（ＶＨ）および／または軽鎖可変領域（ＶＬ））であるとされる（Ｅｗｅｒｔ  ｅｔ  ａｌ．，２００３）。この点で、凝集しやすいｓｃＦｖ分子を、それがなければ安定している組み換え抗体産物への組込むことは、しばしば、これらの概して望ましくない特質を、新しい組み換え設計に与える。Ｅｗｅｒｔ  ｅｔ  ａｌ．，２００８において記載されるように、「合理的な操作によって、任意の準最適な抗体構造体を改善するためには、「最も脆弱なリンク」を特定し、改善しなければならない」。Ｅｗｅｒｔ  ｅｔ  ａｌ．はまた、可変ドメインが、一般的に、抗体または抗体関連分子において、「最も脆弱なリンク」であるということを強調している。このため、凝集抵抗性にするように、可変ドメインを操作することは、可変ドメインを含むタンパク質全体を、凝集抵抗性にする可能性が最も高い。Ｈｏｙｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，２００２もまた、ＶＨドメインが、抗体可変ドメインを含むタンパク質の再折り畳みに、有意な効果を有するということを立証した。筆者は、ＶＨが、タンパク質を改善するために、修飾に対する主要な標的であるべきだということを結論付ける。
【０００７】
可変ドメインの凝集を低減するために、種々の戦略、例えば、凝集抵抗性タンパク質の合理的な設計、相補性決定領域（ＣＤＲ）グラフティング、またはジスルフィド結合を可変ドメインに導入することが提唱されている。
【０００８】
凝集抵抗性タンパク質の合理的な設計は、一般的に、タンパク質の凝集傾向への点変異の効果を予測するように、コンピュータによる分析の使用を含む。しなしながら、この手法に伴ういくつかの問題が存在する。例えば、解きほどかれたタンパク質の凝集を低減する可能性が高い、変異を単に同定するだけでは、十分ではない。むしろ、変異もまた、折り畳まれたタンパク質の凝集を増加させてはならないか、または折り畳まれたタンパク質の機能に影響を及ぼしてはならない。さらに、合理的な設計は、改善されている特定のタンパク質の詳細な構造分析を必要とし、このため、完全に特性決定されていないタンパク質とともに使用することが困難であり、種々の異なるタンパク質に容易には適用できない。
【０００９】
ＣＤＲグラフティングは、１つ可変ドメインからのＣＤＲを、別の可変ドメインのフレームワーク領域（ＦＲ）へ移植することを含む。この戦略は、抗ＥＧＰ−２  ｓｃＦｖを安定化させる上で有用であると示された（Ｗｉｌｌｕｄａ  ｅｔ  ａｌ．，１９９９）。しなしながら、この戦略は、一般的に、解きほどきに抵抗する可変ドメインを産生するために使用され、これは、上で述べられるように、最も望ましい形態のタンパク質ではない。この手法の不利点は、ＣＤＲグラフティング後に生じる可能性がある、親和性の低減を含む。この親和性の損失は、変異をＦＲに導入することによって克服することができるが、しなしながら、かかる変異は、タンパク質において、免疫原性エピトープを産生する可能性があり、それによって、タンパク質を、治療的観点からは望ましくないものにする。さらに、ＣＤＲグラフティングは、一般的に、グラフティングのための好適性を評価するように、ドナーおよびアクセプタ可変領域の結晶構造の分析またはホモロジーモデリングを必要とする。明らかに、かかる手法は、難儀であり、専門知識を必要とする。さらに、各可変領域は、異なる構造を有するため、本方法は、種々の分子にわたって、容易には適用されない。
【００１０】
ジスルフィド結合を可変領域に導入することを含む方法に関して、その結合は、タンパク質が正確に再折り畳みすることを支援することができる一方で、それはまた、剛性を可変ドメインに導入する。かかる剛性は、抗原に対する抗体の親和性を低減する可能性がある。さらに、全ての可変ドメインが、親和性の損失を伴うことなく、または免疫原性エピトープを導入することなく、ジスルフィド結合形成のための必要なシステイン残基の導入を支持することができるわけではない。さらに、高タンパク質濃度下のジスルフィド結合の形成は、タンパク質凝集につながる可能性があり、このため、結合のいかなる可能性のある正の効果も無効にする。
【００１１】
前の考察から明らかであるように、凝集抵抗性可変ドメインを含有するタンパク質、およびそれらの産生のための過程に対する必要性が、当該技術分野において存在する。好ましくは、これらのプロセスは、種々の個別の可変領域に容易に適用可能である。
【発明の概要】
【００１２】
本発明に至る研究において、本発明者は、例えば、熱への曝露後、凝集への抵抗性を付与した抗体の可変領域におけるアミノ酸残基の同定に努めた。かかる凝集抵抗性タンパク質は、種々の用途、例えば、療法および／または診断／予後診断に有用である。本発明者は、ＶＨを含む凝集抵抗性単一ドメイン抗体の配列を、同じフレームワーク配列を有するが、凝集抵抗性ではない、生殖細胞系ＶＨと比較した。最初に、本発明者は、凝集抵抗性ＶＨの相補性決定領域において、多数のアミノ酸相違を同定した（図１に示されるとおり）。同定された多数の相違にもかかわらず、本発明者は、単一のアミノ酸変化が、凝集抵抗性をＶＨに付与したこと、および数個の変化の組み合わせが、観察された凝集抵抗性の大部分を付与したことを発見した。これらの所見は、本発明者に、相補性決定領域における変化の効果のさらなる調査を促した。本発明者は、Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位の負荷電アミノ酸が、相当な凝集抵抗性を、ＶＨまたはそれを含むタンパク質に付与するのに十分であることを断定した。
【００１３】
本発明者は、さらに、上で述べられる位置で２つ以上の負荷電アミノ酸を含めることにより、負荷電残基を欠損するタンパク質、または１つの負荷電残基のみを含むタンパク質のうちのいずれかと比較して、ＶＨを含むタンパク質の凝集抵抗性を劇的に改善したことを見出した。本明細書において例示されるように、本明細書において説明される位置での複数の負荷電アミノ酸の包含は、凝集抵抗性を、タンパク質に付与する（例えば、溶液中で、またはファージの表面上で提示される）。この効果は、可溶性タンパク質において目立つ（ファージの表面上で提示されることとは対照的に）。したがって、本発明者は、凝集抵抗性を付与する単一のアミノ酸残基を断定しただけでなく、本発明者は、さらに、それらの残基を組み合わせることによって、その抵抗性を大幅に改善することができることを断定した。この点で、本発明者は、単一の負荷電アミノ酸で観察されるものよりも、大きな程度の凝集抵抗性を付与する負荷電アミノ酸の多くの組み合わせを特定した。本発明者は、ＶＨにおける、かかるわずかなアミノ酸残基の置換が、かかる程度の凝集抵抗性を付与することは予想しなかった。上で説明される位置での置換に加え、本発明者はまた、検出可能な凝集抵抗性をＶＨに付与する、相補性決定領域における他の変化を同定した（例えば、Ｋａｂａｔ付番システムに従う２６位および／または３０位および／または５０位および／または５２位および／または５２ａ位および／または５３位の負荷電アミノ酸）。
【００１４】
本発明者によって同定された変異は、抗体の相補性決定領域（ＣＤＲ）内であるため、それらは、異なる抗体間、例えば、異なるフレームワーク領域を含む、異なるクラスもしくはサブクラスの抗体間で、容易に移転可能である。これは、抗体可変ドメインが、ＣＤＲにおける配列変化に対応するように選択されているが、フレームワーク領域は、一般的に、それらが、ＣＤＲループを提示するための足場を提供するため、著しくは変動しないためである。
【００１５】
凝集抵抗性を付与する、相補性決定領域における置換に加え、本発明者はまた、検出可能な凝集抵抗性をＶＨに付与する、隣接するフレームワーク領域における変化を同定した（例えば、Ｋａｂａｔ付番システムに従う３９位および／または４０位の負荷電アミノ酸）。
【００１６】
これらの所見は、本発明者が、ＶＨドメインを含む新しいタンパク質を同定するようにスクリーニングするために有用、例えば、治療および／または診断的試薬として有用な、かかるタンパク質のライブラリに加え、抗原に特異的に結合することができるＶＨを含むいくつかの凝集抵抗性タンパク質を産生することを可能にした。
【００１７】
本発明者によって産生されたタンパク質はまた、負荷電アミノ酸（複数を含む）を欠損するタンパク質と比較して、組み換えシステムにおいて、より高いレベルで発現された。さらに、複数の負荷電アミノ酸を組み合わせることによって、本発明者は、負荷電アミノ酸を欠損する、または単一の負荷電アミノ酸残基を含有するタンパク質と比較して、可溶性タンパク質のより高いレベルの発現を得ることができた。
【００１８】
本発明者によって産生されたタンパク質はまた、精製の間にクロマトグラフィ樹脂に捕捉される傾向の低減を示し、それによって、収率の増加を示した。この点で、本発明者は再び、本明細書において同定された単一の残基の包含が、かかる残基を欠損するタンパク質に勝る相当な利点を付与すること、および複数の負荷電残基の包含が、この効果をさらに改善することを示した。
【００１９】
本発明者はまた、上で述べられるように、負荷電アミノ酸（複数を含む）を含むタンパク質が、かかる残基を欠損するタンパク質と比較して、凝集を伴うことなく、より高い程度の濃縮が可能であり、高濃度の組成物、例えば、薬学的組成物の保存および産生のための明らかな利点を提供することを見出した。
【００２０】
本発明者によって産生されたタンパク質の凝集抵抗性はまた、タンパク質を、二量体／三量体の存在を低減するように加熱し、次いで、精製することができるため、精製の間、利点を提供する。これは、望ましくない形態のタンパク質の存在を低減するだけでなく、収率を増加させる可能性がある。
【００２１】
本発明者は、さらに、凝集抵抗性タンパク質のライブラリを産生し、抗原に特異的に結合する、および／または高い親和性で抗原に結合するタンパク質を、そこから単離することができることを示した。ライブラリから単離されたタンパク質もまた、凝集抵抗性であることが示された。
【００２２】
したがって、本開示は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う３２位および／または３３位に負荷電アミノ酸を含む、抗体ＶＨを含む、単離されたタンパク質を提供し、本タンパク質は、鶏卵リゾチーム、ベータガラクトシダーゼ、アルファアミラーゼ、Ｂ５Ｒ以外の抗原に特異的に結合することができるか、または
（ｉ）      タンパク質が、ヒト血管内皮成長因子（ＶＥＧＦ）に結合し、３２位および３３位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２９位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含み、
（ｉｉ）    タンパク質が、ヒトＶＥＧＦに結合し、３１位および３３位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２８位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含む。
【００２３】
任意に、タンパク質は、さらに、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３５位から成る群より選択される位置に負荷電アミノ酸を含む。一態様において、タンパク質は、さらに、Ｋａｂａｔの付番システムに従う３１位に負荷電アミノ酸を含む。
【００２４】
追加の、または代替の実施例において、タンパク質は、凝集抵抗性ＶＨを含む。
【００２５】
一態様において、タンパク質は、ＨＥＬ４ではない（即ち、配列番号１に記載される配列を含まない）。
【００２６】
本開示はまた、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位、３３位、および／または３５位に負荷電アミノ酸を含む抗体ＶＨを含む、単離されたタンパク質を提供し、本タンパク質は、鶏卵リゾチーム、ベータガラクトシダーゼ、アルファアミラーゼ、Ｂ５Ｒ以外の抗原に特異的に結合することができるか、または
（ｉ）      タンパク質が、ヒトＶＥＧＦに結合し、３２位および３３位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２９位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含み、
（ｉｉ）    タンパク質が、ヒトＶＥＧＦに結合し、３１位および３３位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２８位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含む。
【００２７】
本開示はまた、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位から成る群より選択される、２つ以上の位置に、負荷電アミノ酸を含む抗体ＶＨを含む、単離されたタンパク質を提供し、本タンパク質は、鶏卵リゾチーム、ベータガラクトシダーゼ、アルファアミラーゼ、Ｂ５Ｒ以外の抗原に特異的に結合することができるか、または
（ｉ）      タンパク質が、ヒトＶＥＧＦに結合し、３２位および３３位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２９位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含み、
（ｉｉ）    タンパク質が、ヒトＶＥＧＦに結合し、３１位および３３位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２８位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含む。
【００２８】
一態様において、タンパク質は、凝集抵抗性ＶＨを含む。
【００２９】
本開示はまた、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８、３３、および／または３５位に負荷電アミノ酸を含む抗体ＶＨを含む、単離されたタンパク質を提供し、本タンパク質は、１０μＭまたは５μＭまたは１μＭを上回る、好ましくは１００ｎＭを上回る親和性で、抗原に特異的に結合することができ、
（ｉ）      タンパク質が、ヒトＶＥＧＦに結合し、３２位および３３位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２９位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含み、
（ｉｉ）    タンパク質が、ヒトＶＥＧＦに結合し、３１位および３３位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２８位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含む。
【００３０】
一態様において、タンパク質は、凝集抵抗性ＶＨを含む。
【００３１】
本開示はまた、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位から成る群より選択される２つ以上の位置に、負荷電アミノ酸を含む抗体ＶＨを含む、単離されたタンパク質を提供し、本タンパク質は、１０μＭまたは５μＭまたは１μＭを上回る、好ましくは１００ｎＭを上回る親和性で、抗原に特異的に結合することができ、
（ｉ）      タンパク質が、ヒトＶＥＧＦに結合し、３２位および３３位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２９位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含み、
（ｉｉ）    タンパク質が、ヒトＶＥＧＦに結合し、３１位および３３位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２８位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含む。
【００３２】
一態様において、タンパク質は、ベータガラクトシダーゼ、アルファアミラーゼ、Ｂ５Ｒ、ヒトＶＥＧＦ、またはヒト腫瘍壊死因子αに結合しない。
【００３３】
本開示はまた、抗原に特異的に結合することができる抗体ＶＨを含む、タンパク質を提供し、ＶＨは、配列Ｘ１Ｘ２Ｘ３Ｘ４Ｘ５Ｘ６Ｘ７Ｘ８を含む隣接するアミノ酸の配列を含み、Ｘ１は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位に対応し、
Ｘ１、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、およびＸ８のうちの少なくとも２つは、負荷電アミノ酸であり、Ｘ１〜Ｘ８の残りのアミノ酸は、任意のアミノ酸であり、
タンパク質は、鶏卵リゾチームまたはベータガラクトシダーゼまたはＢ５Ｒに結合せず、
（ｉ）      タンパク質が、ヒトＶＥＧＦに結合し、Ｘ５位およびＸ６位にアスパラギン酸を含む場合、それは、Ｘ２位とＸ８位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含み、
（ｉｉ）    タンパク質が、ヒトＶＥＧＦに結合し、Ｘ４位およびＸ５位にアスパラギン酸を含む場合、それは、Ｘ１位とＸ８位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含む。
【００３４】
一態様において、タンパク質は、上で述べられた負荷電アミノ酸を有しないタンパク質と比較して、低減された凝集傾向を有する。例えば、タンパク質は、負荷電アミノ酸を有しないタンパク質と比較して、少なくとも約６０℃または７０℃または好ましくは８０℃に加熱した後、低減された凝集傾向を有する。
【００３５】
一態様において、タンパク質は、少なくとも約６０℃または７０℃または好ましくは８０℃に加熱した後、抗原に特異的に結合する能力を保持する。
【００３６】
一態様において、タンパク質は、ヒトタンパク質（適切な場合、ヒトＶＥＧＦまたはヒト  腫瘍壊死因子α以外）に結合（好ましくは、特異的に結合）することができる。
【００３７】
別の態様において、タンパク質は、ヒト状態に関連する、またはその原因となるタンパク質（適切な場合、ＶＥＧＦまたはヒト腫瘍壊死因子α以外）に結合（好ましくは、特異的に結合）することができる。かかるタンパク質は、ヒトタンパク質、または、例えば、感染性生物からのタンパク質であり得る。好ましくは、タンパク質は、ヒトタンパク質（適切な場合、ＶＥＧＦまたはヒト腫瘍壊死因子α以外）である。例示的なタンパク質は、可溶性および／もしくは分泌タンパク質または受容体（例えば、受容体の細胞外ドメイン）、あるいは膜結合タンパク質（例えば、膜結合タンパク質の細胞外ドメイン）である。
【００３８】
一態様において、負荷電アミノ酸は、グルタミン酸である。別の態様において、負荷電アミノ酸は、アスパラギン酸である。
【００３９】
一態様において、２８位および／または３１位および／または３３位および／または３５位の負荷電アミノ酸は、アスパラギン酸である。
【００４０】
一態様において、３２位の負荷電アミノ酸は、アスパラギン酸またはグルタミン酸である。
【００４１】
例示的な形態において、タンパク質は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う３２位および３３位に負荷電アミノ酸を含む。別の例示的な形態において、タンパク質は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う３１位および３２位および３３位に負荷電アミノ酸を含む。
【００４２】
別の態様において、タンパク質は、さらに、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２６位、３０位、３９位、４０位、５０位、５２位、５２ａ位、および５３位から成る群より個々にまたは一括して選択される１つ以上の残基に、負荷電アミノ酸を含む。好ましくは、負荷電アミノ酸は、３０位にあり、例えば、この負荷電アミノ酸は、アスパラギン酸である。
【００４３】
好ましくは、負荷電アミノ酸は、アスパラギン酸である。
【００４４】
本明細書において説明される例示的なタンパク質は、以下を含む。
（ｉ）      Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位、３１位、３２位、３３位、および３５位から成る群より個々にまたは一括して選択される２つ以上の残基に、負荷電アミノ酸、ならびに
（ｉｉ）    任意に、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２６位、３０位、３９位、４０位、５０位、５２位、５２ａ位、および５３位から成る群より個々にまたは一括して選択される１つ以上の残基に、負荷電アミノ酸。
【００４５】
本明細書において説明される別の例示的なタンパク質は、以下を含む。
（ｉ）      Ｋａｂａｔの付番システムに従う３２位および３３位に、負荷電アミノ酸、ならびに
（ｉｉ）    任意に、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２６位、２８位、３０位、３１位、３５位、３９位、４０位、５０位、５２位、５２ａ位、および５３位から成る群より個々にまたは一括して選択される１つ以上の残基に、負荷電アミノ酸。
【００４６】
本開示の１つの例示的な形態において、タンパク質は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う３１位および３２位および３３位に、負荷電アミノ酸を含む。
【００４７】
例えば、タンパク質は、
（ｉ）            Ｋａｂａｔの付番システムに従う３２位にグルタミン酸と、
（ｉｉ）    Ｋａｂａｔの付番システムに従う３３位にアスパラギン酸とを含む。
【００４８】
例えば、タンパク質は、
（ｉ）            Ｋａｂａｔの付番システムに従う３１位にアスパラギン酸と、
（ｉｉ）    Ｋａｂａｔの付番システムに従う３２位にグルタミン酸と、
（ｉｉｉ）  Ｋａｂａｔの付番システムに従う３３位にアスパラギン酸とを含む。
【００４９】
任意に、タンパク質は、さらに、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３５位に、負荷電アミノ酸（例えば、アスパラギン酸）を含む。
【００５０】
一態様において、タンパク質は、２８位、３２位、および３３位、または２８位、３１位、３２位、および３３位、または３２位、３３位、および３５位、または３１位、３２位、３３位、および３５位、または２８位、３１位、３２位、３３位、および２５位に、負荷電アミノ酸を含む。
【００５１】
本開示はまた、改善された凝集抵抗性を有する、既存のタンパク質の修飾形態を産生するのに有用である。したがって、本開示は、さらに、抗原に特異的に結合することができる、修飾抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含む、タンパク質を提供し、ＶＨは、Ｋａｂａｔの付番システムに従う３１位および／または３３位に負荷電アミノ酸を含み、ＶＨの非修飾形態は、負荷電アミノ酸を含まない。
【００５２】
本開示は、さらに、抗原に特異的に結合することができる、修飾抗体ＶＨを含む、タンパク質を提供し、ＶＨは、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位、３１位、３３位、および／または３５位に負荷電アミノ酸を含み、ＶＨの非修飾形態は、負荷電アミノ酸（複数を含む）を含まない。好ましくは、ＶＨの非修飾形態は、修飾ＶＨと同じ抗原（例えば、同じエピトープ）に結合する。
【００５３】
本開示は、さらに、抗原に特異的に結合することができる修飾ＶＨを含む、タンパク質を提供し、ＶＨは、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位から成る群より選択される２つ以上の位置を含み、非修飾タンパク質は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位に、２つ以上の負荷電アミノ酸を含まない。好ましくは、ＶＨの非修飾形態は、修飾ＶＨと同じ抗原（例えば、同じエピトープ）に結合する。
【００５４】
本開示はまた、抗原に特異的に結合することができる修飾ＶＨを含む、タンパク質を提供し、ＶＨは、配列Ｘ１Ｘ２Ｘ３Ｘ４Ｘ５Ｘ６Ｘ７Ｘ８を含む、隣接するアミノ酸の配列を含み、Ｘ１は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位に対応し、
Ｘ１、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、およびＸ８のうちの少なくとも２つは、負荷電アミノ酸であり、Ｘ１〜Ｘ８の残りのアミノ酸は、任意のアミノ酸であり、
非修飾タンパク質は、Ｘ１、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、およびＸ８位に、２つ以上の負荷電アミノ酸を含まない。
【００５５】
一態様において、タンパク質は、修飾凝集抵抗性ＶＨを含む。
【００５６】
一態様において、タンパク質は、
（ｉ）      Ｋａｂａｔの付番システムに従う３１位にアスパラギン酸、および／または
（ｉｉ）    Ｋａｂａｔの付番システムに従う３２位にグルタミン酸、および／または
（ｉｉｉ）  Ｋａｂａｔの付番システムに従う３３位にアスパラギン酸を含む。
【００５７】
任意に、タンパク質は、さらに、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３５位に、負荷電アミノ酸（例えば、アスパラギン酸）を含む。
【００５８】
かかるタンパク質の例示的な特徴（例えば、負荷電アミノ酸および／または特定の負荷電アミノ酸に対する追加の部位）は、本明細書において説明され、本開示の本形態に準用して適用されるものとする。
【００５９】
一態様において、タンパク質は、抗体である。
【００６０】
一態様において、タンパク質または抗体は、鶏卵リゾチーム、ベータガラクトシダーゼ、アルファアミラーゼ、Ｂ５Ｒ（例えば、ワクシニアウイルスからの）に結合しないか、または
（ｉ）      タンパク質が、ヒトＶＥＧＦに結合し、３２位および３３位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２９位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含み、
（ｉｉ）    タンパク質が、ヒトＶＥＧＦに結合し、３１位および３３位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２８位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含む。
【００６１】
好ましくは、タンパク質は、ヒトタンパク質、例えば、疾病に関連する、またはその原因となるヒトタンパク質に結合する。
【００６２】
別の態様において、任意の態様に従う、本明細書において説明されるタンパク質は、ＣＤＲ、例えば、ＣＤＲ３において、ジスルフィド結合を含まない。
【００６３】
別の態様において、任意の態様に従う、本明細書において説明されるタンパク質内の可変領域は、全体的に酸性の等電点を有しない。
【００６４】
本開示の例示的なタンパク質は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位以外のアミノ酸位置の、ヒト、ヒト化、または脱免疫化タンパク質であるか、またはヒトタンパク質もしくはその領域に融合されたものである（例えば、キメラ抗体である）。
【００６５】
一態様において、本開示のタンパク質は、単一ドメイン抗体（ｄＡｂ）、または別のタンパク質（例えば、Ｆｃ領域）に融合されたｄＡｂの形態である。
【００６６】
代替の態様において、本開示のタンパク質は、さらに、軽鎖可変領域（ＶＬ）を含み、ＶＨおよびＶＬは、会合して（例えば、抗原結合部位を含む）Ｆｖを形成する。一態様において、Ｆｖは、抗原に特異的に結合することができる。
【００６７】
一態様において、ＶＨおよびＶＬは、異なるポリペプチド鎖にある。例えば、タンパク質は、抗体、ダイアボディ（二重特異性抗体）、トリアボディ（三重特異性抗体）、テトラボディ（四重特異性抗体）、またはＦｖの形態である。
【００６８】
別の態様において、ＶＨおよびＶＬは、同じポリペプチド鎖にある。例えば、タンパク質は、（ｓｃＦｖ）ｎ、または（ｓｃＦｖ）ｎを含む融合タンパク質の形態であり、ｎは、１〜１０の数である。
【００６９】
代替の、または追加の態様において、特異的親和性を有するとして上で述べられるそれらのタンパク質以外に、タンパク質は、５μＭ未満、好ましくは１μＭ未満、好ましくは５００ｎＭ未満、好ましくは２００ｎＭ未満、およびより好ましくは１ｎＭ未満といった１０ｎＭ未満の親和性で、標的抗原またはエピトープに特異的に結合する。
【００７０】
代替の、または追加の態様において、本明細書において述べられる任意のタンパク質は、１００ｐＭ超、好ましくは１０ｐＭ超、好ましくは１ｐＭ超の親和性で、標的抗原またはエピトープに特異的に結合する。
【００７１】
追加の、または代替の態様において、本開示の任意のタンパク質は、３００ｎＭ以下、３００ｎＭから５ｐＭ、好ましくは５０ｎＭから２０ｐＭ、または５ｎＭから２００ｐＭ、または１ｎＭから１００ｐＭのＫＤで、その標的抗原（複数を含む）から解離する。
【００７２】
一態様において、本開示のタンパク質は、２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５（および／または本明細書において説明される任意の追加の部位）に、１つの（または２つ以上の）負荷電アミノ酸（複数を含む）を含むように修飾される、配列番号２に記載される配列と、少なくとも約８０％（または９０％または９５％または９９％または１００％）同一の配列を含む、タンパク質のＣＤＲ１を含む。一態様において、本開示のタンパク質は、配列番号５、６、７に記載される配列と、少なくとも約８０％（または９０％または９５％または９９％または１００％）同一の配列を含むか、または前記タンパク質のＣＤＲ３（好ましくは、重鎖ＣＤＲ３）を含む。本開示の一態様において、本開示のタンパク質は、任意の態様に従う、本明細書において説明される負荷電アミノ酸を含むように修飾される、配列番号１０〜１３のうちのいずれか１つに記載される配列と、少なくとも約８０％（または９０％または９５％または９９％または１００％）同一の配列を含む。本開示の一態様において、本開示のタンパク質は、２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位（および／または本明細書において説明される任意の追加の部位）に、１つの（または２つ以上の）負荷電アミノ酸（複数を含む）を含むように修飾される、配列番号１０〜１３のうちのいずれか１つに記載される配列と、少なくとも約８０％（または９０％または９５％または９９％または１００％）同一の配列を含む。
【００７３】
本開示はまた、化合物に結合された、本開示のタンパク質を提供する。例えば、化合物は、放射性同位体、検出可能な標識、治療化合物、コロイド、毒素、核酸、ペプチド、タンパク質、対象においてタンパク質の半減期を増加させる化合物、およびこれらの混合物から成る群より選択される。
【００７４】
本開示はまた、本開示のタンパク質と、薬学的に許容可能な担体とを含む、組成物を提供する。
【００７５】
本開示は、さらに、本開示のタンパク質をコードする核酸を提供する。一態様において、核酸は、発現構築体にあり、プロモータに動作可能に連結される。例えば、発現構築体は、発現ベクターである。
【００７６】
本開示はまた、本開示のタンパク質を発現する細胞を提供する。例えば、細胞は、本開示の核酸または発現構築体を含む。例示的な細胞としては、哺乳類細胞、植物細胞、真菌細胞、および原核細胞が挙げられる。
【００７７】
本開示はまた、本開示のタンパク質を産生するための方法を提供し、本方法は、本開示の発現構築体を、コードされたタンパク質が産生されるのに十分な時間および条件下で（またはコードされたタンパク質が産生されるように）維持することを含む。例えば、本方法は、本開示の細胞を、本開示のタンパク質が産生されるのに十分な時間および条件下で（または本開示のタンパク質が産生されるように）培養することを含む。
【００７８】
一態様において、本方法は、さらに、本開示のタンパク質を単離することを含む。一態様において、本方法は、さらに、タンパク質を単離する前、間、または後に、タンパク質を、例えば、少なくとも約５０℃または６０℃または７０℃または８０℃に加熱することを含む。例えば、タンパク質は、発現および精製プロセスの間に自然発生する、二量体および／または三量体の量を低減するように加熱される。かかる方法は、本開示のタンパク質の増加したレベルの回収を容易にする。
【００７９】
任意に、本方法は、さらに、タンパク質を化合物に結合させること、または化合物を薬学的組成物に製剤化することを含む。
【００８０】
本開示は、さらに、本開示の複数のタンパク質を含む、ライブラリを提供する。
【００８１】
本開示はまた、抗体ＶＨを含むタンパク質を含む、ライブラリを提供し、ＶＨのうちの少なくとも３０％（または４０％または５０％または６０％または７０％または８０％または９０％または９５％または９８％または９９％）は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位から成る群より選択される２つ以上の位置に、負荷電アミノ酸を含む。
【００８２】
本開示はまた、抗体ＶＨを含むタンパク質を含む、ライブラリを提供し、ＶＨのうちの少なくとも３０％（または４０％または５０％または６０％または７０％または８０％または９０％または９５％または９８％または９９％）は、配列Ｘ１Ｘ２Ｘ３Ｘ４Ｘ５Ｘ６Ｘ７Ｘ８を含む、隣接するアミノ酸の配列を含み、Ｘ１は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位に対応し、
Ｘ１、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、およびＸ８のうちの少なくとも２つは、負荷電アミノ酸であり、Ｘ１〜Ｘ８の残りのアミノ酸は、任意のアミノ酸である。
【００８３】
一態様において、負荷電アミノ酸を含むＶＨは、３２位および３３位、または３１位および３２位および３３位に残基を含む。
【００８４】
負荷電アミノ酸に対する追加の部位、または含まれ得る特定の負荷電アミノ酸は、本明細書において説明され、本態様に準用して適用されるものとする。
【００８５】
一態様において、タンパク質は、粒子（例えば、ファージもしくはリボソーム）、または細胞の表面上に呈示される。
【００８６】
一態様において、３２位および／または３３位（および任意に３１位）にあるもの以外のＶＨドメインのＣＤＲ内（例えば、ＣＤＲ３内、またはＣＤＲ２および３内、またはＣＤＲ１、２、および３内）のアミノ酸は、無作為もしくは半無作為であるか、またはヒト抗体に由来する。
【００８７】
別の態様において、２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位にあるもの以外のＶＨドメインのＣＤＲ内（例えば、ＣＤＲ３内、またはＣＤＲ２および３内、またはＣＤＲ１、２、および３内）のアミノ酸は、無作為もしくは半無作為であるか、またはヒト抗体に由来する。
【００８８】
明らかに、本開示はまた、前記ライブラリをコードする核酸のライブラリを提供する。
【００８９】
本開示は、さらに、本開示のタンパク質を単離するための方法を提供し、本方法は、タンパク質が抗原に結合するのに十分な時間および条件下で（またはタンパク質が抗原に結合するように）本開示のライブラリを抗原と接触させることと、タンパク質を単離することとを含む。
【００９０】
本開示は、さらに、本開示の複数のタンパク質を含むライブラリを産生するための方法を提供し、本方法は、
（ｉ）      ＶＨドメインを含む複数のタンパク質をコードする核酸を取得または産生することであって、ＶＨドメインは、上で述べられる位置に負荷電アミノ酸を含む、取得または産生することと、
（ｉｉ）    以下の動作可能に連結された核酸
ａ）プロモータ、
ｂ）（ｉ）で取得または産生される核酸、および
ｃ）細胞もしくは粒子内／上での、ＶＨ含有タンパク質の呈示を容易にする、ポリペプチドをコードする核酸
を含む、発現構築体のライブラリを産生することと、
（ｉｉｉ）  発現構築体によってコードされたタンパク質が細胞もしくは粒子内／上で呈示されるように、それらを発現することと、を含む。
【００９１】
一態様において、３２位および／または３３位（および任意に３１位）にあるもの以外のＶＨドメインのＣＤＲ内（例えば、ＣＤＲ３内、またはＣＤＲ２および３内、またはＣＤＲ１、２、および３内）のアミノ酸は、無作為もしくは半無作為であるか、またはヒト抗体に由来する。
【００９２】
別の態様において、２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位にあるもの以外のＶＨドメインのＣＤＲ内（例えば、ＣＤＲ３内、またはＣＤＲ２および３内、またはＣＤＲ１、２、および３内）のアミノ酸は、無作為もしくは半無作為であるか、またはヒト抗体に由来する。
【００９３】
一態様において、本方法は、さらに、タンパク質をコードする核酸を単離することを含む。かかる核酸は、発現構築体に導入することができる。任意に、タンパク質を発現することができる。
【００９４】
本開示はまた、親和性成熟および／またはヒト化および／または脱免疫化といった、単離されたタンパク質への修飾を企図する。
【００９５】
かかる単離されたタンパク質は、例えば、抗体を産生するために使用することができる。
【００９６】
本開示はまた、凝集傾向を低減する、またはそのＶＨを含む既存の抗体もしくはタンパク質の凝集抵抗性を増加させるために有用である。例えば、本開示は、抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含むタンパク質の凝集抵抗性を増加させるための方法を提供し、本方法は、それが、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位から成る群より選択される２つ以上の位置に、負荷電アミノ酸を含むように、ＶＨを修飾することを含み、非修飾タンパク質は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位に、２つ以上の負荷電アミノ酸を含まない。
【００９７】
修飾の追加の部位および／置換することができる特定のアミノ酸残基は、本明細書において説明され、本態様に準用して適用されるものとする。
【００９８】
一態様において、本方法は、ＶＨをタンパク質から単離することと、本開示の方法に従って、そのＶＨを修飾することと、そのＶＨを含むタンパク質を産生することとを含む。例えば、本方法は、ＶＨを抗体から単離することと、本開示の方法に従って、そのＶＨを修飾することと、その修飾ＶＨを含む抗体を産生することとを含む。
【００９９】
一態様において、本開示の方法は、さらに、本開示に従う修飾後、ＶＨもしくはそれを含むタンパク質を親和性成熟させること、および／またはタンパク質を脱免疫化すること、および／またはタンパク質をヒト化すること、および／またはタンパク質をキメラ化することを含む。
【０１００】
一態様において、本開示の方法は、任意の追加のアミノ酸残基をＶＨに挿入すること（置換とは対照的に）を含まない。
【０１０１】
上に説明される方法は、タンパク質の発現を増加させるため、および／またはわずかな凝集を伴って、高濃度で保存することができるタンパク質を産生するため、および／またはクロマトグラフィ樹脂からのタンパク質の回収を増加させるため、またはクロマトグラフィ樹脂からタンパク質を回収するために必要とされる溶液の体積を低減するための方法に準用して適用されるものとする。
【０１０２】
例えば、本開示は、抗体ＶＨを含む可溶性タンパク質の産生のレベルを増加させるための方法を提供し、本方法は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３３位および／または３５位のアミノ酸を、負荷電アミノ酸で置換することによって、ＶＨを修飾することと、タンパク質を産生することとを含み、産生される可溶性タンパク質のレベルは、負荷電アミノ酸を欠損するタンパク質の産生のレベルと比較して、増加される。
【０１０３】
本開示はまた、抗体ＶＨを含む可溶性タンパク質の産生のレベルを増加させるための方法を提供し、本方法は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位の２つ以上のアミノ酸を、負荷電アミノ酸で置換することによって、ＶＨを修飾することと、タンパク質を、クロマトグラフィ樹脂と接触させることとを含み、産生される可溶性タンパク質のレベルは、負荷電アミノ酸を欠損するタンパク質の産生のレベルと比較して、増加される。
【０１０４】
本開示はまた、クロマトグラフィ樹脂から、抗体重ＶＨを含むタンパク質の回収のレベルを増加させるため、またはクロマトグラフィ樹脂からタンパク質を回収するために必要とされる溶液の体積を低減するための方法を提供し、本方法は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位、３１位、３３位および／または３５位のアミノ酸を、負荷電アミノ酸で置換することによって、ＶＨを修飾することと、タンパク質を、クロマトグラフィ樹脂と接触させることとを含み、負荷電アミノ酸を欠損するタンパク質と比較して、クロマトグラフィ樹脂から回収されるタンパク質の回収のレベルは、増加され、クロマトグラフィ樹脂からタンパク質を回収するために必要とされる溶液の体積は、低減される。
【０１０５】
本開示はまた、クロマトグラフィ樹脂からの抗体ＶＨを含むタンパク質の回収のレベルを増加させるため、またはクロマトグラフィ樹脂からタンパク質を回収するために必要とされる溶液の体積を低減するために方法を提供し、本方法は、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位の２つ以上のアミノ酸を、負荷電アミノ酸で置換することによって、ＶＨを修飾することと、タンパク質を、クロマトグラフィ樹脂に接触させることとを含み、負荷電アミノ酸を欠損するタンパク質と比較して、クロマトグラフィ樹脂から回収されるタンパク質の回収のレベルは、増加され、クロマトグラフィ樹脂からタンパク質を回収するために必要とされる溶液の体積は、低減される。
【０１０６】
本開示はまた、医薬における、本開示のタンパク質または本開示の組成物の使用を提供する。
【０１０７】
本開示はまた、対象における状態を治療または予防する方法を提供し、本方法は、本開示のタンパク質または組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む。一態様において、対象は、癌および／または炎症性疾患および／または自己免疫疾患および／または神経学的状態に罹患する。
【０１０８】
本開示はまた、状態の治療または予防のための薬剤の製造における、本開示のタンパク質の使用を提供する。
【０１０９】
本開示はまた、化合物を細胞に送達するための方法を提供し、本方法は、細胞を、本開示のタンパク質または組成物と接触させることを含む。
【０１１０】
本開示はまた、対象における状態を診断または予後診断するための方法を提供し、本方法は、タンパク質が抗原に結合し、複合体を形成するように、対象からの試料を、本開示のタンパク質または組成物と接触させることと、複合体を検出することとを含み、複合体の検出は、対象における状態の診断的または予後診断的なものである。一態様において、本方法は、複合体のレベルを判定することを含み、前記複合体の増強または低減したレベルは、対象における状態の診断的または予後診断的なものである。
【０１１１】
本開示は、さらに、対象において、抗原を位置特定または検出するための方法を提供し、前記方法は、
（ｉ）      タンパク質が抗原に結合するように、対象に、本開示のタンパク質または組成物を投与することであって、タンパク質は、検出可能な標識に結合される、投与することと、
（ｉｉ）    体内で検出可能な標識を検出または位置特定することと、を含む。
【０１１２】
本開示の各態様は、任意に、本明細書において説明される別の部位と組み合わせて、Ｋａｂａｔの付番システムに従う３０位に、負荷電アミノ酸を含む、抗体重鎖可変領域（ＶＨ）を含む、タンパク質であって、本タンパク質は、鶏卵リゾチーム、ベータガラクトシダーゼ、アルファアミラーゼ、Ｂ５Ｒ以外の抗原に特異的に結合することができるか、または
（ｉ）      タンパク質がヒト腫瘍壊死因子αに結合し、３０位および３１位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２８位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含み、
（ｉｉ）    タンパク質がヒト腫瘍壊死因子αに結合し、３０位にグルタミン酸、および３２位にアスパラギン酸を含む場合、それは、２８位と３５位との間に少なくとも１つの追加の負荷電アミノ酸を含む、タンパク質に準用して適用されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】ＨＥＬ４（配列番号１）およびＤＰ４７（配列番号２）のアミノ酸配列アラインメントを示す図表示である。同一のアミノ酸は、アスタリスクで印が付けられている。本明細書で言及されるＣＤＲの位置も示される。
【図２】ＤＰ４７／ＨＥＬ４  ＣＤＲキメラ上での凝集抵抗実験の結果を示すグラフ表示である。ＤＰ４７へのＨＥＬ４  ＣＤＲ１の導入が、ＶＨドメインを凝集抵抗性にする一方で、ＣＤＲ２およびＣＤＲ３の導入は、減少した効果を有する。
【図３】凝集抵抗を与えるＨＥＬ４ＶＨドメインのＣＤＲ１における単一アミノ酸およびその組み合わせを同定する実験の結果を示すグラフ表示である。ＣＤＲ１の位置３１、３２、または３３において負荷電アミノ酸がＶＨドメインのかなりの凝集抵抗をもたらした一方で、他の変異は限定された効果を有した。３１〜３３での３重アミノ酸変化（ＳＹＡ３１−３３ＤＥＤ）は、凝集抵抗を大幅に増加させた。任意の置換の位置決めは、Ｘ軸に示される。
【図４】単一の負荷電アミノ酸変化およびそれらの組み合わせを有するＶＨドメインを含むｓｃＦｖの凝集抵抗を示すグラフ表示である。ＣＤＲ１の位置３１、３２、または３３において負荷電アミノ酸がｓｃＦｖドメインのかなりの凝集抵抗をもたらした一方で、他の変異は限定された効果を有した。３１〜３３での３重アミノ酸変化（ＳＹＡ３１−３３ＤＥＤ）は、ｓｃＦｖの凝集抵抗を大幅に増加させた。任意の置換の位置決めは、Ｘ軸に示される。
【図５Ａ】ＨＥＬ４のＣＤＲ１（したがって、位置３１、３２、および３３において負荷電アミノ酸）を含み、かつ多様性がＨＥＬ４のＣＤＲ３に導入された、Ｇａｒｖａｎ−ＩＡ  ＶＨライブラリ由来の試験された未処理（任意抽出）クローンの大半を示すグラフ表示であり、本明細書で例示される「加熱／冷却」アッセイに供した時に、かなりのレベルの凝集抵抗を示す。
【図５Ｂ】ＨＥＬ４のＣＤＲ１（したがって、位置３１、３２、および３３において負荷電アミノ酸）を含み、かつ多様性がＨＥＬ４のＣＤＲ３に導入された、Ｇａｒｖａｎ−ＩＢ  ＶＨライブラリ由来の試験された未処理（任意抽出）クローンの大半を示すグラフ表示であり、本明細書で例示される「加熱／冷却」アッセイに供した時に、かなりのレベルの凝集抵抗を示す。
【図６】クローンＧ０７抗ｈＴＮＦドメイン抗体およびクローンＧ１１抗ｍＩＬ−２１ドメイン抗体の抗原結合の特異性を示す。ＥＬＩＳＡを用いて、それぞれのクローンが（図に示される）多種多様の抗原に結合する能力を決定した。「ｈＴＮＦ」はヒト腫瘍壊死因子αであり、「ｍＴＮＦ」はマウス腫瘍壊死因子αであり、「ｈＩＬ２１」はヒトインターロイキン２１であり、「ｍＩＬ２１」はマウスインターロイキン２１であり、「ベータｇａｌ」はβガラクトシダーゼであり、「ｈＰＲＬＲ」はヒトプロラクチン受容体である。
【図７】位置２６〜４０の表面曝露残基において負荷電アミノ酸を含むＤＰ４７の様々な変異体の凝集抵抗を示すグラフ表示である。提示される結果は、本明細書で例示される「加熱／冷却」アッセイに供した後にファージ上に表示されるＤＰ４７単一変異体の凝集抵抗を示す。変異部位は、Ｘ軸に示される。
【図８】ＣＤＲ２において負荷電アミノ酸を含むＤＰ４７の様々な変異体の凝集抵抗を示すグラフ表示である。提示される結果は、本明細書で例示される「加熱／冷却」アッセイに供した後にファージ上に表示されるＤＰ４７単一変異体の凝集抵抗を示す。変異部位は、Ｘ軸に示される。
【図９】ＣＤＲ１において複数の負荷電アミノ酸を含むＤＰ４７の様々な変異体の凝集抵抗を示すグラフ表示である。提示される結果は、本明細書で例示される「加熱／冷却」アッセイに供した後にファージ上に表示されるＤＰ４７単一変異体の凝集抵抗を示す。変異部位は、Ｘ軸に示される。
【図１０】任意でＣＤＲ１において負荷電アミノ酸と組み合わせられる、Ｋａｂａｔの付番システムに従う２８位および／または３５位において負荷電アミノ酸を含むＤＰ４７の様々な変異体の凝集抵抗を示すグラフ表示である。提示される結果は、本明細書で例示される「加熱／冷却」アッセイに供した後にファージ上に表示されるＤＰ４７単一変異体の凝集抵抗を示す。変異部位は、Ｘ軸に示される。
【図１１】ＣＤＲ１において負荷電単一または複数のアミノ酸を含む可溶性のＤＰ４７変異体の発現レベルを示すグラフ表示である。提示される結果は、プロテインＡ酵素結合免疫アッセイ（ＥＬＩＳＡ）を用いて決定されるタンパク質レベル（培養物１リットル当たりのｍｇ）を示す。変異部位は、Ｘ軸に示される。
【図１２】サイズ排除クロマトグラフィ後のＶＨドメインの回収率を示すグラフ表示である。ＤＰ４７の様々な変異体を８０℃で１０分間加熱し、その後、４℃で１０分間冷却するか、あるいは処理せず、次に、サイズ排除クロマトグラフィに曝露させた。結果は、加熱されなかった試料の曲線下面積に対する割合（％）として示される、加熱された試料の曲線下面積として提示される。変異部位は、Ｘ軸に示される。
【図１３Ａ】ＤＰ４７変異体の熱変性の円偏光二色性（ＣＤ）分析の結果を示す一連のグラフ表示である。試料を℃に加熱し、かつ加熱されたタンパク質を１℃／分で８０℃から４℃に冷却することにより、それぞれの試料の凝集抵抗を試験した。試験したＶＨドメインが何であるかが示される。
【図１３Ｂ】ＤＰ４７変異体の熱変性の円偏光二色性（ＣＤ）分析の結果を示す一連のグラフ表示である。試料を℃に加熱し、かつ加熱されたタンパク質を１℃／分で８０℃から４℃に冷却することにより、それぞれの試料の凝集抵抗を試験した。試験したＶＨドメインが何であるかが示される。 配列表凡例配列番号１-ＨＥＬ４  ＶＨのアミノ酸配列配列番号２-ＤＰ４７  ＶＨのアミノ酸配列配列番号３-ＶＬ領域のアミノ酸配列配列番号４-ＶＨ領域とＶＬ領域との間のアミノ酸配列リンカー配列配列番号５-ＶＨｈＴＮＦ＿Ｇ０７（抗ｈＴＮＦ  ＶＨ）のアミノ酸配列配列番号６-ＶＨｍＩＬ２１＿Ｇ１１（抗ｍＩＬ−２１  ＶＨ）のアミノ酸配列配列番号７-ＶＨＰＲＬＲ＿Ｃ０２（抗ｈＰＲＬＲ  ＶＨ）のアミノ酸配列配列番号８-ＶＨＨＥＬ＿Ｈ０４（抗ＨＥＬ  ＶＨ）のアミノ酸配列配列番号９-ＶＨＨＥＬ＿Ｈ０８（抗ＨＥＬ  ＶＨ）のアミノ酸配列配列番号１０-（Ｈｕｍｉｒａ（登録商標）として販売されている）アダリムマブのＶＨ領域のアミノ酸配列配列番号１１-（Ｒｉｔｕｘａｎ（登録商標）またはＭａｂｔｈｅｒａ（登録商標）として販売されている）リツキシマブのＶＨ領域のアミノ酸配列配列番号１２-（Ｈｅｒｃｅｐｔｉｎ（登録商標）として販売されている）トラスツズマブのＶＨ領域のアミノ酸配列配列番号１３-（Ａｖａｓｔｉｎ（登録商標）として販売されている）ベバシズマブのＶＨ領域のアミノ酸配列配列番号１４-ＨＥＬ４  ＶＨをコードするヌクレオチド配列配列番号１５-ＤＰ４７  ＶＨ領域をコードするヌクレオチド配列配列番号１６-ＶＨを増幅するためのオリゴヌクレオチドのヌクレオチド配列配列番号１７-ＶＨを増幅するためのオリゴヌクレオチドのヌクレオチド配列
【発明を実施するための形態】
【０１１４】
概要
本明細書は、ＰａｔｅｎｔＩｎ  Ｖｅｒｓｉｏｎ３．５を用いて作成されたヌクレオチドおよびアミノ酸配列情報を含み、該配列表は特許請求の範囲の後で本書に提供される。
【０１１５】
本明細書を通じて、明確に別段の定めをした場合または文脈上異なる解釈を要する場合を除き、単一のステップ、組成物、ステップ群または組成物群への参照は、これらのステップ、組成物、ステップ群、または組成物群のうちの１つおよび複数（即ち、１つ以上）を網羅するものと解釈されるものとする。
【０１１６】
当業者は、本開示に、明確に記載されたもの以外の変形および修正の影響を受け入れる余地があることを理解するであろう。本開示は、かかる全ての変形および修正を含むことが理解されるべきである。本開示はまた、本明細書において個々にまたは集合的に参照または示される全てのステップ、特徴、組成物、および化合物、ならびに該ステップまたは特徴のあらゆる組み合わせ、または任意の２つ以上を含む。
【０１１７】
本開示は、本明細書において説明される特定の実施形態による範囲に限定されるものではなく、それらの実施形態は、単に例示の目的のためであることが意図される。機能的に同等の製品、組成物、および方法は、本明細書中に説明されるように、明らかに本開示の範囲内に含まれる。
【０１１８】
本明細書におけるあらゆる実施形態は、明確に別段の定めをした場合を除き、あらゆる他の実施形態について準用すると解釈されるものとする。
【０１１９】
本明細書において、抗体のＶＨを含有するタンパク質、またはその使用を対象とした任意の実施形態または例は、免疫グロブリンのＶＨを含有するタンパク質またはその使用について準用されると解釈されるものとする。
【０１２０】
明確に別段の定めをした場合を除き、本明細書において使用される全ての技術的および科学的用語は、一般に当技術分野（例えば、細胞培養、分子遺伝学、免疫学、免疫組織化学、タンパク質化学、生化学）の技術者によって理解されるものと同様の意味を有すると解釈されるものとする。
【０１２１】
別段に指定のある場合を除き、本開示において利用される組み換えタンパク質、細胞培養、および免疫学的技術は、標準的な手順であり、当業者に周知である。かかる技術は、Ｊ．Ｐｅｒｂａｌ，Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  分子の  Ｃｌｏｎｉｎｇ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ（１９８４）、Ｊ．Ｓａｍｂｒｏｏｋ  ｅｔ  ａｌ．分子の  Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｕｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ（１９８９）、Ｔ．Ａ．Ｂｒｏｗｎ（ｅｄｉｔｏｒ），Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  分子の  Ｂｉｏｌｏｇｙ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ａｐｐｒｏａｃｈ，Ｖｏｌｕｍｅｓ  １  ａｎｄ  ２，ＩＲＬ  Ｐｒｅｓｓ（１９９１）、Ｄ．Ｍ．Ｇｌｏｖｅｒ  ａｎｄ  Ｂ．Ｄ．Ｈａｍｅｓ（ｅｄｉｔｏｒｓ），ＤＮＡ  Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ａｐｐｒｏａｃｈ，Ｖｏｌｕｍｅｓ１−４，ＩＲＬ  Ｐｒｅｓｓ（１９９５  ａｎｄ  １９９６）、およびＦ．Ｍ．Ａｕｓｕｂｅｌ  ｅｔ  ａｌ．（ｅｄｉｔｏｒｓ），Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  分子の  Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｇｒｅｅｎｅ  Ｐｕｂ．Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ  ａｎｄ  Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ（１９８８、現在までの全更新を含む）、Ｅｄ  Ｈａｒｌｏｗ  ａｎｄ  Ｄａｖｉｄ  Ｌａｎｅ（ｅｄｉｔｏｒｓ）Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｕｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ、（１９８８）、およびＪ．大腸菌ｇａｎ  ｅｔ  ａｌ．（ｅｄｉｔｏｒｓ）Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ（現在までの全更新を含む）等、に出典の文献を通じて記載および説明される。
【０１２２】
本明細書における、可変領域とその部分、免疫グロブリン、抗体およびその断片についての説明および定義は、Ｋａｂａｔ（１９８７および／または１９９１）、Ｂｏｒｋ  ｅｔ  ａｌ（１９９４）および／またはＣｈｏｔｈｉａ  ａｎｄ  Ｌｅｓｋ（１９８７および１９８９）、またはＡｌ−Ｌａｚｉｋａｎｉ  ｅｔ  ａｌ（１９９７）における考察によってさらに明らかにされるであろう。
【０１２３】
「および／または」という用語、例えば「Ｘおよび／またはＹ」は、「ＸおよびＹ」または「ＸまたはＹ」を意味すると理解されるべきであり、双方の意味またはどちらか一方の意味に対して、明確な支持を提供すると解釈されるものとする。
【０１２４】
本明細書を通じて、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」等の変形という語は、明確に述べられた要素、完全体、またはステップ、あるいは要素群、完全体群、またはステップ群を含むが、しかし他の要素、完全体またはステップ、あるいは要素群、完全体群、またはステップ群の排除をするものではないと理解されるだろう。
【０１２５】
本明細書中で使用される「〜に由来する（ｄｅｒｉｖｅｄ  ｆｒｏｍ）」という用語は、指定された完全体が、特定の源からではあるが、必ずしも直接的ではなく、得ることができることを示唆すると解釈されるものとする。
選択的定義
【０１２６】
本明細書において使用される「凝集」という用語は、タンパク質を天然のまたは非凝集の状態へと再び折り畳む薬剤でタンパク質を処理することなしでは可逆的ではない、タンパク質同士の会合、またはタンパク質の結合を意味する。かかる凝集は、機能損失、天然の折り畳みの損失、および／または、細胞毒性もしくは免疫原性の獲得をもたらし得る。本定義は、生体内で形成される有害で非機能性のタンパク質集合と、生物医学研究および生命工学において生体外で形成される非機能性のタンパク質集合とを含む。しかしながらこれは、未変性様緩衝液条件への移行に際して構成タンパク質が直ちに可溶性天然型に戻るような、等電点沈殿または「塩析」沈殿は含まない。
【０１２７】
「凝集抵抗性」という語は、タンパク質またはそのドメイン（例、熱）を変性させる条件への曝露の後に、本開示のタンパク質が、例えば該タンパク質を抗原および／またはＰｒｏｔｅｉｎ  Ａ等の超抗原への特異的結合を可能にする配座へと再び折り畳むことができるような配座特定の方法で、再折り畳みおよび結合相手と結合することが可能である、ということを意味する。好ましくは、部分的または完全な変性（または解きほどき）の後に、該プロテインは、抗原または超抗原への特異的結合を可能にする配座へ再び折り畳むことができる。好ましいタンパク質は、通常タンパク質またはそのドメイン（例、熱）を変性させる条件への曝露の後に、著しく凝集しない。例えば、本開示のタンパク質の約１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、また９５％より多くは、該タンパク質のうちの複数を含有する組成物において、例えば６０℃、７０℃、または８０℃といった熱へ曝露の後に、凝集しない。したがって、好ましいタンパク質は熱再折り畳みが可能であると見なすこともできる。
【０１２８】
本明細書において使用される「抗体」という用語は、軽鎖可変領域（ＶＬ）および重鎖可変領域（ＶＨ）といった複数のポリペプチド鎖から成る可変領域を含むタンパク質を意味すると解釈されるものとする。抗体はまた通常、定常ドメインを含み、それは定常領域または定常断片もしくは結晶化可能断片（Ｆｃ）内へと配置されることができる。抗体は、１つまたは幾つかの密接に関連する抗原と特異的に結合することができる。通常、抗体はその基本単位として４本鎖構造を含む。全長抗体は、共有結合した２本の重鎖（約５０〜７０ｋＤ）、および２本の軽鎖（それぞれ約２３ｋＤ）を含む。軽鎖は通常、可変領域および定常ドメインを含み、哺乳動物においてはκ軽鎖またはλ軽鎖である。重鎖は通常、可変領域および、１つ、またはヒンジ領域によって付加的な定常ドメインに連結された２つ以上の、定常ドメインを含む。哺乳動物の重鎖は、α、δ、ε、γまたはμ鎖のうちの１つである。各軽鎖もまた、重鎖のうちの１つに共有結合される。例えば、２本の重鎖および重鎖と軽鎖は、鎖間ジスルフィド結合および非共有相互作用によって、結合される。鎖間ジスルフィド結合の数は、抗体の異なる型によって変化することができる。各鎖は、Ｎ末端可変領域（それぞれ長さ約１１０アミノ酸のＶＨまたはＶＬ）および、Ｃ末端における１つ以上の定常ドメインを有する。軽鎖の定常ドメイン（約１１０アミノ酸長であるＣＬ）は、重鎖（約３３０〜４４０アミノ酸長であるＣＨ）の第１の定常ドメインと整列し、ジスルフィド結合される。軽鎖可変領域は、重鎖の可変領域と整列する。抗体重鎖は、２つまたはそれ以上の付加的ＣＨドメイン（ＣＨ２、ＣＨ３等）を含むことができ、ＣＨ１定常ドメインとＣｍ定常ドメインとの間に特定されることができるヒンジ領域を含むことができる。抗体は、任意の型（例、ＩｇＧ、ＩｇＥ、ＩｇＭ、ＩｇＤ、ＩｇＡおよびＩｇＹ）、クラス（例、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、ＩｇＧ４、ＩｇＡ１およびＩｇＡ２）またはサブクラスのものであり得る。好ましくは、該抗体はＩｇＧ３のようなＩｇＧである。好ましくは、該抗体はマウス（マウスまたはラット）抗体、または霊長類（好ましくはヒト）抗体である。「抗体」という用語はまた、ヒト化抗体、霊長類化抗体、非免疫化抗体、ヒト抗体およびキメラ抗体を網羅する。本用語は、Ｔ細胞受容体のような抗体様分子は網羅せず、かかる分子は「免疫グロブリン」という用語によって網羅される。
【０１２９】
本明細書において使用される「可変領域」は、本細書において定義されるように例えばＣＤＲ１、ＣＤＲ２およびＣＤＲ３といったＣＤＲ、およびＦＲのアミノ酸配列を含む抗体または免疫グロブリンの軽鎖および重鎖の部分を指す。ＶＨは重鎖可変領域を指す。ＶＬは軽鎖の可変領域を指す。本開示において使用される方法に従って、ＣＤＲおよびＦＲに割り当てられるアミノ酸の位置はＫａｂａｔ（１９８７および１９９１）またはＣｈｏｔｈｉａ（１９８９）に従い、Ｋａｂａｔ付番システムに従って付番される。当業者は本開示の実施において、他の付番システム、例えばＣｌｏｔｈｉａ  ａｎｄ  Ｌｅｓｋ（１９８７）および／またはＣｈｏｔｈｉａ（１９８９）および／またはＡｌ−Ｌａｚｉｋａｎｉ  ｅｔ  ａｌ（１９９７）の超可変ループ付番システム、を容易に使用することができるだろう。
【０１３０】
本明細書において使用される「重鎖可変領域」または「ＶＨ」という用語は、１つ以上の抗原に結合可能で、好ましくは、１つ以上の抗原に特異的に結合し少なくともＣＤＲ１を含むことができる、タンパク質を意味すると解釈されるものとする。好ましくは、重鎖は３つのＣＤＲと共に３または４つのＦＲ（例、ＦＲ１、ＦＲ２、ＦＲ３および任意でＦＲ４）を含む。一態様において、重鎖は、Ｋａｂａｔ付番システムに従い付番された次のような残基、１位〜２５位または１位〜３０位（ＦＲ１）、２６位〜３５位または３位１〜３５位（または３５ｂ）（ＣＤＲ１）、３６位〜４９位（ＦＲ２）、５０位〜６５位（ＣＤＲ２）、６６位〜９４位（ＦＲ３）、９５位〜１０２位（ＣＤＲ３）および１０３位〜１１３位（ＦＲ４）、に位置するＦＲおよびＣＤＲを含む。一態様において、重鎖は、該重鎖および複数の（好ましくは３または４つの）定常ドメインを含む、または定常断片（Ｆｃ）に連結する、免疫グロブリンに由来する。
【０１３１】
本明細書において使用される「軽鎖可変領域」または「ＶＬ」という用語は、１つ以上の抗原に結合でき、好ましくは、１つ以上の抗原に特異的に結合することができ、少なくともＣＤＲ１を含む、タンパク質を意味すると解釈されるものとする。好ましくは、軽鎖は３つのＣＤＲと共に３または４つのＦＲ（例、ＦＲ１、ＦＲ２、ＦＲ３および任意でＦＲ４）を含む。好ましくは、軽鎖は、Ｋａｂａｔ付番システムに従い付番された次のような残基、１位〜２３位（ＦＲ１）、２４位〜３４位（ＣＤＲ１）、３５位〜４９位（ＦＲ２）、５０位〜５６位（ＣＤＲ２）、５７位〜８８位（ＦＲ３）、８９位〜９７位（ＣＤＲ３）および９８位〜１０７位（ＦＲ４）のＦＲおよびＣＤＲを含む。一態様において、軽鎖は、１つの定常ドメインに連結する該軽鎖を含む、および／または定常断片（Ｆｃ）に連結しない、免疫グロブリンに由来する。
【０１３２】
本開示の幾つかの態様において、「フレームワーク領域」という用語は、ＣＤＲ残基以外のこれらの可変領域残基を意味すると理解されるだろう。自然発生抗体の各可変領域は通常、ＦＲ１、ＦＲ２、ＦＲ３、およびＦＲ４として特定される４つのＦＲを有する。ＣＤＲがＫａｂａｔ付番システムに従い定義されると、例示的な軽鎖ＦＲ（ＬＣＦＲ）残基は、１位〜２３位（ＬＣＦＲ１）、３５位〜４９位（ＬＣＦＲ２）、５７位〜８８位（ＬＣＦＲ３）、および９８位〜１０７位（ＬＣＦＲ４）残基に、おおむね位置する。λＬＣＦＲ１は１０位残基を含まず、κＬＣＦＲ１には含まれることに留意されたい。例示的な重鎖ＦＲ（ＨＣＦＲ）残基は、１位〜２５位または１位〜３０位（ＨＣＦＲ１）、３６位〜４９位（ＨＣＦＲ２）、６６位〜９４位（ＨＣＦＲ３）、および１０３位〜１１３位（ＨＣＦＲ４）残基に、おおむね位置する。
【０１３３】
本明細書において使用される「相補性決定領域」（同義語、ＣＤＲ、即ちＣＤＲ１、ＣＤＲ２、およびＣＤＲ３、または超可変領域）という用語は、その存在が抗原結合にとって必須である抗体可変領域のアミノ酸残基を指す。各可変領域は通常、ＣＤＲ１、ＣＤＲ２、およびＣＤＲ３として特定される３つのＣＤＲ領域を有する。各相補性決定領域は、Ｋａｂａｔ（１９８７または１９９１または１９９２）またはＣｈｏｔｉａ（１９８９）によって定義される「相補性決定領域」からのアミノ酸残基を含んでもよい。本開示の１つの好ましい態様において、Ｋａｂａｔ付番システムに従い、重鎖可変領域内でＣＤＲＨ１は２６位〜３５位（または３５ｂ）残基間にあり、ＣＤＲＨ２は５０位〜６５位残基間にあり、ＣＤＲＨ３は９５位〜１０２位残基間にある。軽鎖内で、Ｋａｂａｔ付番システムに従って、ＣＤＲＬ１は２４位〜３４位残基間にあり、ＣＤＲＬ２は５０位〜５６位残基間にあり、ＣＤＲＬ３は８９位〜９７位残基間にある。これらのＣＤＲはまた、Ｋａｂａｔ（１９８７および／または１９９１および／または１９９２）に説明されるように、多数の挿入を含むことができる。
【０１３４】
本明細書において使用される「Ｆｖ」という用語は、多数のポリペプチドであっても単一のポリペプチドであっても、任意のタンパク質を意味すると解釈されるべきであり、そこでＶＬとＶＨとが連合し、抗原結合部位を有する、即ち抗原に特異的に結合することができる複合体を形成する。抗原結合部位を形成するＶＨおよびＶＬは、単一のポリペプチド鎖または異なるポリペプチド鎖内にあってもよい。さらに、本開示のＦｖは（本開示の任意のタンパク質と同様に）、同一の抗原に結合してもよい、または結合しなくてもよい、多数の抗原結合部位を有してもよい。本用語は、組み換え手段を使用して産生されるような断片に相当するタンパク質と同様に、抗原に直接的に由来する断片を網羅すると理解されるべきである。幾つかの態様において、ＶＨは重鎖定常ドメイン（ＣＨ）１に連結せず、および／または、ＶＬは軽鎖定常ドメイン（ＣＬ）に連結しない。ポリペプチドまたはタンパク質を含む例示的なＦｖは、Ｆａｂ断片、Ｆａｂ’断片、Ｆ（ａｂ’）断片、ｓｃＦｖ、二重特異性抗体、三重特異性抗体、四重特異性抗体、または高次複合体、ドメイン抗体（例、ＶＨ）、もしくは、定常領域またはＣＨ２あるいはＣＨ３ドメイン等そのドメインに連結する前述のもののうちの任意のもの、を含む。「Ｆａｂ断片」は、抗体の１価抗原結合断片で構成され、パパイン酵素による全免疫グロブリンの消化によって無傷な軽鎖および重鎖の一部分から構成される断片を産生して生成することができ、または、組み換え手法を用いて生成することができる。抗体の「Ｆａｂ’断片」は、全抗体をペプシンで処理し、続いて還元して、無傷な軽鎖および重鎖の一部分から構成される分子を産生することによって得ることができる。この方法において、処理される抗体１つにつき２つのＦａｂ’断片が得られる。Ｆａｂ’断片はまた、組み換え手法によっても産生されることができる。抗体の「Ｆ（ａｂ’）２」断片は、２つのジスルフィド結合により結びついた２つのＦａｂ’断片の２量体で構成され、その後に還元を伴わずに全抗体をペプシン酵素で処理することによって得られる。「Ｆａｂ２」断片は、例えばロイシン・ジッパーまたはＣＨ３ドメインを用いて連結した、２つのＦａｂ断片を含む組み換え断片である。「単一鎖Ｆｖ」または「ｓｃＦｖ」は、ＶＬとＶＨとが適切で柔軟なポリペプチドリンカーによって共有結合される抗体の可変領域断片（Ｆｖ）を含む、組み換え分子である。本用語の範囲内にあるタンパク質を含む例示的なＦｖについての詳細な考察は、本明細書において後述される。
【０１３５】
本明細書において使用される「抗原結合部位」という用語は、抗原に特異的に結合することが可能なタンパク質によって形成される構造を意味すると解釈されるものとする。抗原結合部位は、一連の隣接するアミノ酸である必要はなく、また単一のポリペプチド鎖内のアミノ酸でさえなくてもよい。例えば、２つの異なるポリペプチド鎖から産生されるＦｖにおいて、抗原結合部位は、抗原と相互作用し、必ずしもではないが通常各可変領域内の１つ以上のＣＤＲにあるＶＬおよびＶＨの一連の領域から成る。
【０１３６】
「定常ドメイン」は抗体内のドメインであり、その配列はＩｇＧまたはＩｇＭまたはＩｇＥといった同型の抗体において極めて類似している。抗体の定常領域は通常、複数の定常ドメインを含み、例えばγ、α、およびδ重鎖の定常領域は３つの定常ドメインを含み、γ、α、およびδ重鎖のＦｃは２つの定常ドメインを含む。μおよびε重鎖の定常領域は４つの定常ドメインを含み、そのＦｃ領域は２つの定常ドメインを含む。
【０１３７】
本明細書において使用される「結晶化可能断片（ｆｒａｇｍｅｎｔ  ｃｒｙｓｔａｌｉｚａｂｌｅ）」または「Ｆｃ」という用語は、少なくとも１つの定常ドメインを含み、通常（必ずしもではない）グリコシル化され、１つ以上のＦｃ受容体および／または補体カスケードの成分（例、エフェクター機能を付与する）に結合する、抗体の部分を指す。重鎖定常領域は、α、δ、ε、γ、μの５つのアイソタイプのうちの任意のものから選択されることができる。さらに、種々のサブクラスの重鎖（例えば、ＩｇＧサブクラスの重鎖）は、異なるエフェクター機能に関与しており、したがって、所望の重鎖定常領域を選択することで、所望のエフェクター機能を持つタンパク質が産生することができる。好ましい重鎖定常領域は、ガンマ１（ＩｇＧ１）、ガンマ２（ＩｇＧ２）、およびガンマ３（ＩｇＧ３）である。
【０１３８】
「Ｋａｂａｔ付番システム」は、Ｋａｂａｔ（１９８７および／または１９９１および／または１９９２）において見出される方式に合致した方法で、免疫グロブリンの可変領域内の残基を付番する方式を意味する。
【０１３９】
「タンパク質」という用語は、単一のポリペプチド、即ちペプチド結合によって連結した一連の隣接するアミノ酸、または共有結合的または非共有結合的にお互いに連結した一連のポリペプチド（即ちポリペプチド複合体）、を含むと解釈されるものとする。例えば、一連のポリペプチドは、適切な化学薬品またはジスルフィド結合を用いて共有結合的に連結することができる。非共有結合の例は、水素結合、イオン結合、ファン・デル・ワールス力、および疎水性相互作用を含む。本開示で企図される非共有結合は、例えば二重特異性抗体、三重特異性抗体、四重特異性抗体、または抗体のうちの幾つかにおける、ＶＨとＶＬとの間の相互作用である。
【０１４０】
「ポリペプチド」という用語は、ペプチド結合によって連結した一連の隣接するアミノ酸を意味すると、前述の段落より理解されるだろう。
【０１４１】
本明細書において使用される「抗原」という用語は、それに対して免疫グロブリン反応（例、抗体反応）が起きることができる、任意の組成物を意味すると理解されるべきである。例示的な抗原は、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、炭水化物、リン酸基、リンペプチドまたはポリペプチド、グリコシル化ペプチドまたはペプチド等を含む。
【０１４２】
本明細書において使用される「特異的に結合する（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ  ｂｉｎｄｓ）」または「特異的に結合する（ｂｉｎｄｓ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ）」という用語は、本開示のタンパク質が、代わりの抗原または細胞と反応または結合するよりも、特定の１つの抗原、または複数の抗原、またはそれらを発現する細胞と、より頻繁に、より迅速に、より長い持続時間および／またはより高い親和性を持って、反応または結合することを意味すると解釈されるものとする。例えば、ある抗原と特異的に結合するタンパク質は、他の抗原と結合するときよりも、より高い親和性と結合力で、より敏速に、および／またはより長い持続時間で、該抗原と結合する。本定義を読むことによってまた、例えば第１の抗原に特異的に結合するタンパク質は、第２の抗原に特異的に結合してもよく、またしなくてもよいということが理解される。したがって「特異的結合」は、必ずしも別の抗原の排他的な結合または検出不能の結合を必要とはせず、かかる結合は「選択的結合」という用語によって表される。通常、しかし必ずではないが、結合への言及は特異的結合を意味し、各用語はその他の用語に対して明示的な支持を提供すると理解されるべきである。
【０１４３】
本明細書において使用される、ＶＨに関連する「修飾された」という用語は、元の（または修飾されていない）ＶＨと比較して、該ＶＨの配列が変えられたことを意味する。例えば、２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位の負荷電アミノ酸以外のアミノ酸を含むＶＨは、負荷電アミノ酸でこれらのアミノ酸のうちの１つ以上の代わりとなるように修飾される。例えば、ＶＨは２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位で、これらの位置の負荷電アミノ酸の数を、例えば計１または２または３または４または５またはそれ以上へ増大するように修飾される。１つの例示的な形態において、列挙された該位置において負荷電アミノ酸の数は少なくとも２まで増大される。
【０１４４】
「個別に」という語は、本開示は列挙された残基または残基群を別々に網羅することと、個別の残基または残基群が本明細書中で別々に記載されていないかもしれないにもかかわらず、付随する請求項はかかる残基または残基群を、別々におよび互いに分けることが出来る状態で定義してもよい、ということを意味する。
【０１４５】
「集合的に」という語は、本開示は列挙された残基または残基群のうちの任意の数または組み合わせを網羅することと、かかる残基または残基群のうちの複数または組み合わせは本明細書中で別々に記載されていないかもしれないにもかかわらず、付随する請求項はかかる組み合わせまたは部分的組み合わせを、別々におよび他の残基または残基群の組み合わせから分けることが出来る状態で定義してもよい、ということを意味する。
可変領域を含むタンパク質
【０１４６】
本開示は、１つ以上の抗原と特異的にまたは選択的に結合し、本明細書中に記載されたように任意の実施形態に従って修飾された免疫グロブリン重鎖可変領域を含む、任意のタンパク質を企図する。「免疫グロブリン」という用語は、Ｋａｂａｔ付番システムに従う免疫グロブリンスーパーファミリーの任意のタンパク質を含むことが、当業者によって理解されるだろう。免疫グロブリンスーパーファミリーメンバーの例は、Ｔ細胞受容体を含む。
【０１４７】
本開示は好ましくは、例えば抗原結合部位によって、特異的にまたは選択的に１つ以上の抗原に結合し、本明細書中に記載されたように任意の実施形態に従って修飾された抗体ＶＨを含む、任意のタンパク質を企図する。
抗体可変領域
【０１４８】
本明細書中の記載に基づき当業者に明らかなように、本開示のタンパク質は、本明細書中で記載された位置における負荷電アミノ酸を含むように修飾された抗体からの、１つ以上のＶＨを含むことができる。かかるタンパク質は抗体（例、全抗体または全長抗体）を含む。かかる抗体は、まず対象の抗原に対する抗体を産生し、該抗体を修飾する（例えば組み換え手法を用いて）ことによって、または予め産生された抗体を修飾することによって、産生されることが出来る。別法として、本開示のＶＨを含むタンパク質が産生され、該タンパク質は次に抗体を産生するように修飾または使用される。
【０１４９】
抗体の産生方法は当分野において周知である。例えば、ハイブリドーマ技術といったモノクローナル抗体を産生する方法は、ＫｏｈｌｅｒおよびＭｉｌｓｔｅｉｎ（１９７５）によって説明される。ハイブリドーマ法において、マウス、ハムスター、または他の適切な宿主動物は通常、免疫原または抗原またはそれらを発現する細胞で、該免疫原または抗原に特異的に結合する抗体を産生する、または産生することが可能なリンパ球を生じさせるように、免疫にされる。免疫にされた動物のリンパ球または脾臓細胞は次に、ハイブリドーマ細胞を形成するために、ポリエチレン・グリコールといった適切な融合剤を用いて不死化細胞株に融合される（Ｇｏｄｉｎｇ、１９８６）。得られたハイブリドーマ細胞は、好ましくは１つ以上の、非融合不死化細胞の成長また生存を抑制する物質を含む、適切な培地で培養されることができる。例えば、もし親細胞がヒポキサンチン−グアニン・ホスホリボシル・トランスフェラーゼ（ＨＧＰＲＴまたはＨＰＲＴ）酵素を欠いていれば、該ハイブリドーマに対する培地は通常ヒポキサンチン、アミノプテリン、およびチミジンを含み（「ＨＡＴ培地」）、その物質はＨＧＰＲＴ欠損細胞の成長を阻害する。抗体を産生する他の方法もまた本開示によって企図され、例えば、一般的にＬａｒｇａｅｓｐａｄａ（１９９０）またはＷｅｉｓｓｉｎｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ．（１９９１）において詳細に説明されるＡＢＬ−ＭＹＣ技術を使用する。
【０１５０】
別法として、抗体または抗体をコードする配列は、例えばハイブリドーマまたはトランスフェクトーマといった、対象の抗体を発現する予め産生された細胞から生成される。かかるハイブリドーマおよび／またはトランスフェクトーマの種々の源は、当業者にとって明白であり、例えば、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｙｐｅ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（ＡＴＣＣ）および／またはＥｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｅｌｌ  Ｃｕｌｔｕｒｅｓ（ＥＣＡＣＣ）を含むだろう。抗体からのＶＨをコードする配列を単離する、および／または修飾する方法は、当業者にとって明白であり、および／または本明細書中に説明される。本開示に従って修飾されることができる例示的な抗体は、ヒト化抗呼吸系発疹ウイルス（ＲＳＶ）モノクローナル抗体であるＳＹＮＡＧＩＳ（登録商標）（パリビズマブ；ＭｅｄＩｍｍｕｎｅ）；ヒト化抗ＨＥＲ２モノクローナル抗体であるＨＥＲＣＥＰＴＩＮ（登録商標）（トラスツズマブ；Ｇｅｎｅｎｔｅｃｈ）；キメラ抗ＴＮＦαモノクローナル抗体であるＲＥＭＩＣＡＤＥ（登録商標）（インフリキシマブ；Ｃｅｎｔｏｃｏｒ）；抗糖タンパク質Ｉｉｂ／ＩＩＩａレセプタ抗体であるＲＥＯＰＲＯ（登録商標）（アブシキシマブ；Ｃｅｎｔｏｃｏｒ）；ヒト化抗ＣＤ２５モノクローナル抗体であるＺＥＮＡＰＡＸ（登録商標）（ダクリズマブ；Ｒｏｃｈｅ  薬学的ｓ）；キメラ抗ＣＤ２０ＩｇＧ１抗体であるＲＩＴＵＸＡＮ（登録商標）／ＭＡＢＴＨＥＲＡ（登録商標）（リツキシマブ）（ＩＤＥＣ  Ｐｈａｒｍ／Ｇｅｎｅｎｔｅｃｈ，Ｒｏｃｈｅ）；キメラ抗ＩＬ−２Ｒα抗体であるＳＴＩＭＵＬＥＣＴ（登録商標）（バシリキシマブ；Ｎｏｖａｒｔｉｓ）；キメラ抗ＥＧＦＲ抗体であるＥＲＢＩＴＵＸ（セツキシマブ；ＩｍＣｌｏｎｅ）；ヒト化抗ＣＤ３抗体であるＭＹＬＯＴＡＲＧ（登録商標）（ゲムツズマブ；Ｃｅｌｌｔｅｃｈ／Ｗｙｅｔｈ）；ヒト化抗ＣＤ５２  ＩｇＧ抗体であるＣａｍｐａｔｈ  １Ｈ／ＬＤＰ−０３（アレムツズマブ；ＩＬＥＸ／Ｓｃｈｅｒｉｎｇ／Ｍｉｌｌｅｎｉｕｍ）；ヒト化抗ＩｇＥ  Ｆｃ抗体であるＸＯＬＡＩＲ（登録商標）（オマリズマブ；Ｔａｎｏｘ／Ｇｅｎｅｎｔｅｃｈ／Ｎｏｖａｒｔｉｓ）；ヒト化抗ＶＥＧＦ抗体であるＡＶＡＳＴＩＮ（登録商標）（ベバシズマブ；Ｇｅｎｅｎｔｅｃｈ）；ヒト化抗ＣＤ１１ａ抗体であるＲＡＰＴＩＶＡ（登録商標）（エファリズマブ；Ｇｅｎｅｎｔｅｃｈ／Ｍｅｒｃｋ  Ｓｅｒｏｎｏ）；ヒト化抗ＶＥＧＦ−Ａ抗体であるＬＵＣＥＮＴＩＳ（ラニビズマブ；Ｇｅｎｅｎｔｅｃｈ／Ｎｏｖａｒｔｉｓ）；ヒト化抗インテグリン−α４抗体であるＴＹＳＡＢＲＩ（登録商標）（ナタリズマブ；Ｂｉｏｇｅｎ  Ｉｄｅｃ／Eｌａｎ  薬学的ｓ）；ヒト化抗補体タンパク質Ｃ５抗体であるＳＯＬＩＲＩＳ（登録商標）（エクリズマブ；Ａｌｅｘｉｏｎ  薬学的ｓ）；完全ヒト抗ＥＧＦＲモノクローナル抗体であるＶＥＣＴＩＢＩＸ（登録商標）（パニツムマブ；Ａｍｇｅｎ）；または、完全ヒト抗ＴＮＦα抗体であるＨＵＭＩＲＡ（登録商標）（アダリムマブ；Ａｂｂｏｔｔ／ＭｅｄＩｍｍｕｎｅ  Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ）を含み、しかしこれらに限定されない。その他の抗体および抗体のＶＨを含むタンパク質は、��分野において周知であり、除外されない。
【０１５１】
既知の抗体のＶＨの配列は、当業者によって容易に獲得可能であろう。例示的な配列は、アダリムマブのＶＨ（配列番号１０）、またはリツキシマブのＶＨ（配列番号１１）、またはトラスツズマブのＶＨ（配列番号１２）、またはベバシズマブのＶＨ（配列番号１３）を含む。これらの配列は本開示に従って容易に修飾される。
【０１５２】
抗体産生および／または抗体をコードする配列の単離の後に、該抗体またはそのＶＨは、例えば本明細書中で任意の実施形態に従って説明されるように、凝集抵抗性を付与するような位置において、負荷電アミノ酸（例、アスパラギン酸またはグルタミン酸）を含むように修飾される。一般に、これは、ＶＨまたは抗体をコードする核酸を単離することと、その配列をアスパラギン酸（即ち、ＧＡＡまたはＧＡＧ）またはグルタミン酸（即ちＧＡＴまたはＧＡＣ）をその必須部位においてコードする１つ以上のコドンを含むように修飾すること、を含む。
キメラ抗体、ヒト化抗体、およびヒト抗体
【０１５３】
本開示のタンパク質は、ヒト化抗体もしくはヒト抗体、またはそれらに由来するＶＨに由来してもよく、またはそれらであってもよい。「ヒト化抗体」という用語は、キメラ分子を指すことが理解されるべきであり、通常、組み換え技術を用いて調製され、ヒト以外の種から生じた抗原結合部位と、ヒト抗体の構造および／または配列に基づく分子の残りの抗体構造とを有する。該抗原結合部位は好ましくは、ヒト抗体の可変領域内で適切なＦＲ（即ち、ＶＨ内のＣＤＲ以外の領域）上に移植された非ヒト抗体からのＣＤＲ、および、ヒト抗体からの残りの残基を含む。抗原結合部位は、野生型であるかまたは、１つ以上のアミノ酸置換によって修飾されることができる。幾つかの態様において、ヒト抗体のフレームワーク残基は、対応する非ヒト残基によって置換される。ヒト化抗体はまた、受容側の抗体にも取り込まれたＣＤＲまたはフレームワーク配列にも見出されない残基を含むことがある。通常ヒト化抗体は、少なくとも１つ、通常２つの可変領域のうちの全てを実質的に含み、全てのまたは実質的に全てのＣＤＲ領域は、非ヒト抗体のＣＤＲ領域と一致し、全てのまたは実質的に全てのＦＲ領域は、ヒト抗体共通配列のＦＲ領域である。非ヒト抗体をヒト化する方法は、当分野において周知である。ヒト化は、米国特許第５２２５５３９号、米国特許第６０５４２９７号、または米国特許第５５８５０８９号の方法に従って、基本的に実行されることができる。抗体をヒト化する他の方法は除外されない。
【０１５４】
本明細書中で抗体および結合タンパク質に関連して使用される「ヒト抗体」という用語は、可変抗体領域と、任意で、ヒトにおいて、例えばヒト生殖細胞系または体細胞において見出される配列に由来するまたはそれに一致する定常抗体領域と、を有する抗体を指す。「ヒト」抗体は、ヒト配列によって、例えば無作為なまたは部位特異的な変異によって、導入される生体外での（該抗体の少数の残基、例えば１、２、３、４または５つの抗体残基での、好ましくは、例えば抗体の１つ以上のＣＤＲを構成する１、２、３、４または５つの残基での、保存的置換または変異を含む、特定の変異における）変異等によってコードされないアミノ酸残基、および／または、本明細書中で説明される位置における負荷電アミノ酸、を含むことができる。例示的なヒト抗体またはタンパク質は、（例えばヒト生殖細胞系からの）ヒトフレームワーク領域、および、負荷電アミノ酸は含まれる位置以外におけるＣＤＲ内の無作為なアミノ酸を含む。これらの「ヒト抗体」は、実際にヒトから産生される必要はなく、むしろ、組み換え手法を使用して産生されることができ、および／または、ヒト抗体定常および／または可変領域をコードする核酸を含むトランスジェニック動物（例、マウス等）から単離されることができる。ヒト抗体またはその断片は、当分野において周知の種々の技術を使用して産生されることができ、（例えば、ＨｏｏｇｅｎｂｏｏｍおよびＷｉｎｔｅｒ１９９１；米国特許第５，８８５，７９３号に説明される、および／または、後述されるように）ファージディスプレイライブラリを含み、または、（例えば、国際公開公報ＷＯ２００２／０６６６３０、Ｌｏｎｂｅｒｇ  ｅｔ  ａｌ．（１９９４）、またはＪａｋｏｂｏｖｉｔｓ  ｅｔ  ａｌ．（２００７）に説明されるように）ヒト免疫グロブリン遺伝子を発現するトランスジェニック動物を使用する。
【０１５５】
一態様において、本発明のタンパク質はヒトＶＨ、即ち、Ｋａｂａｔ付番システムに従う２８位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位以外を含む。例えば、該タンパク質はヒトフレームワーク領域を完全に含む。
【０１５６】
一態様において、タンパク質はヒト化ＶＨを含まないか、または、ヒト化抗体由来のＶＨを含まない。例えば、該タンパク質は１つ以上のフレームワーク領域でネズミアミノ酸を含まない。一態様において、例えば米国特許第６４０７２１３号に説明されるように、タンパク質はヒト化Ｆａｂ４Ｄ５由来のＶＨを含まない。
【０１５７】
一態様において、本開示のタンパク質はキメラ抗体である。「キメラ抗体」という用語は、該鎖の残部は別の種（例、ヒト等の霊長類）に由来する抗体内の相当する配列と同一または同種であるか、別の抗体クラスまたはサブクラスに属するのに対し、重鎖および／または軽鎖のタンパク質は特定の種（例、マウス等のネズミ）に由来する抗体内の相当する配列と同一または同種であるか、特定の抗体クラスまたはサブクラスに属する抗体を指し、所望の生物活性を示す限り、かかる抗体の断片も同様である（米国特許第４，８１６，５６７号）。典型的には、キメラ抗体は、大部分はヒトドメインを伴う抗体を産生するために、げっ歯動物またはウサギ可変領域、およびヒト定常領域を利用する。例えば、キメラ抗体は、本開示の任意の実施形態に従って修飾されたヒト定常領域に融合したマウス由来の可変領域を含む。かかるキメラ抗体の産生は当技術分野において周知であり、（例えば米国特許第５，８０７，７１５号、米国特許第４，８１６，５６７号、および米局特許第４，８１６，３９７号において説明されるように）標準的な手法で得ることができる。
ＶＨ含有タンパク質
単一ドメイン抗体
【０１５８】
一部の実施形態において、本開示のタンパク質は、単一ドメイン抗体（「ドメイン抗体」または「ｄＡｂ」という用語と同義的に使用される）である。単一ドメイン抗体は、抗体の重鎖可変ドメインのうちの全てまたは一部を含む、単一ポリペプチド鎖である。ある実施形態において、単一ドメイン抗体は、ヒト単一ドメイン抗体である（Ｄｏｍａｎｔｉｓ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ、例えば、ＵＳ第６，２４８，５１６号、ＷＯ第９０／０５１４４号、ＷＯ第２００３／００２６０９号、および／またはＷＯ第２００４／０５８８２０号を参照されたい）。一態様において、単一ドメイン抗体は、抗原に特異的に結合することができる、および本開示に従って修飾することができる、抗体の重鎖可変ドメインのうちの全てまたは一部から成る。本開示はまた、別の分子、例えば、別のドメイン抗体またはＦｃ領域に融合されたドメイン抗体も網羅する。
【０１５９】
例示的なドメイン抗体は、配列番号５〜９のうちのいずれか１つに記載される配列を含む。
ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ
【０１６０】
ＶＨを含む例示的なタンパク質は、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ、ならびにＷＯ第９８／０４４００１号およびＷＯ第９４／００７９２１号に記載されるものといった、より高次のタンパク質複合体である。
【０１６１】
本明細書において使用される際、「ダイアボディ（二重特異性抗体）」という用語は、２つの会合するポリペプチド鎖を含むタンパク質を意味するものとし、各ポリペプチド鎖は、構造ＶＬ−Ｘ−ＶＨまたはＶＨ−Ｘ−ＶＬを含み、ＶＬは、抗体軽鎖可変領域であり、ＶＨは、抗体重鎖可変領域であり、Ｘは、単一ポリペプチド鎖内のＶＨおよびＶＬが会合する（もしくはＦｖを形成する）ことを可能にするには不十分な残基を含む、リンカーであるか、または存在せず、一方のポリペプチド鎖のＶＨは、他方のポリペプチド鎖のＶＬに結合して、抗原結合部位を形成する、即ち、１つ以上の抗原に特異的に結合することができるＦｖ分子を形成する。ＶＬおよびＶＨは、各ポリペプチド鎖において同じであることが可能である、またはＶＬおよびＶＨは、二重特異性ダイアボディ（即ち、異なる特異性を有する２つのＦｖを含む）を形成するように、各ポリペプチド鎖において異なることが可能である。
【０１６２】
本明細書において使用される際、「トリアボディ（三重特異性抗体）」という用語は、３つの会合するポリペプチド鎖を含むタンパク質を意味するものとし、各ポリペプチド鎖は、ダイアボディに関して上で示される構造を含み、１つのポリペプチド鎖のＶＨは、別のポリペプチド鎖のＶＬと会合し、それによって、三量体タンパク質（トリアボディ）を形成する。
【０１６３】
本明細書において使用される際、「テトラボディ（四重特異性抗体）」という用語は、４つの会合するポリペプチド鎖を含むタンパク質を意味するものとし、各ポリペプチド鎖は、ダイアボディに関して上で示される構造を含み、１つのポリペプチド鎖のＶＨは、別のポリペプチド鎖のＶＬと会合し、それによって、四量体タンパク質（テトラボディ）を形成する。
【０１６４】
当業者は、ダイアボディ、トリアボディ、および／またはテトラボディ、ならびにそれらの産生のための方法を認識するであろう。ＶＨおよびＶＬは、任意の順序、即ち、ＶＬ−ＶＨまたはＶＨ−ＶＬに位置付けることができる。一般的に、これらのタンパク質は、ＶＨおよびＶＬが、直接、またはＶＨおよびＶＬが会合することを可能にするには不十分な長さのリンカーを使用して連結される、ポリペプチド鎖を含む。ＶＨおよびＶＬを含むタンパク質は会合して、リンカー（存在する場合）の長さ、ならびに／またはＶＨおよびＶＬドメインの順序に依存して、ダイアボディ、トリアボディ、および／またはテトラボディを形成する。好ましくは、リンカーは、１２以下のアミノ酸を含む。例えば、ＮからＣの順序で配置される以下の構造ＶＨ−Ｘ−ＶＬ（Ｘはリンカーである）を有するポリペプチド鎖の場合、３〜１２個の残基を有するリンカーは、一般的に、ダイアボディの形成をもたらし、１もしくは２個の残基を有するリンカー、またはリンカーが存在しない場合は、一般的に、トリアボディの形成をもたらす。ＮからＣの順序で配置される以下の構造ＶＬ−Ｘ−ＶＨ（Ｘはリンカーである）を有するポリペプチド鎖の場合、３〜１２個の残基を有するリンカーは、一般的に、ダイアボディの形成をもたらし、１もしくは２個の残基を有するリンカーは、一般的に、ダイアボディ、トリアボディ、およびテトラボディの形成をもたらし、リンカーを欠損するポリペプチドは、一般的に、トリアボディもしくはテトラボディを形成する。
【０１６５】
ダイアボディ、トリアボディ、および／またはテトラボディを説明する例示的な公開文献としては、ＷＯ第９４／０７９２１号、ＷＯ第９８／４４００１号、Ｈｏｌｌｉｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ（１９９３）、Ｈｕｄｓｏｎ  ａｎｄ  Ｋｏｒｔｔ（１９９９）、Ｈｏｌｌｉｎｇｅｒ  ａｎｄ  Ｈｕｄｓｏｎ（２００５）、ならびにそれらにおいて引用される参考文献が挙げられる。
単一鎖Ｆｖ（ｓｃＦｖ）
【０１６６】
当業者は、ｓｃＦｖが、単一ポリペプチド鎖において、ＶＨおよびＶＬ領域を含むことを認識するであろう。好ましくは、ポリペプチド鎖は、さらに、ｓｃＦｖが、抗原結合に対して所望の構造を形成する（即ち、単一ポリペプチド鎖のＶＨおよびＶＬが相互に会合して、Ｆｖを形成する）ことを可能にする、ＶＨとＶＬとの間のポリペプチドリンカーを含む。これは、異なるポリペプチド鎖からの可変領域が、相互に会合または結合する、ダイアボディまたは高次多量体とは違う。例えば、リンカーは、ｓｃＦｖに対してより好ましいリンカーのうちの１つである（Ｇｌｙ４Ｓｅｒ）３を有する、１２個を上回るアミノ酸残基を含む。
【０１６７】
本開示はまた、単一のシステイン残基が、ＶＨのＦＲおよびＶＬのＦＲに導入され、システイン残基が、ジスルフィド結合によって連結され、安定したＦｖをもたらす、ジスルフィド安定化Ｆｖ（またはｄｉＦｖもしくはｄｓＦｖ）を企図する（例えば、Ｂｒｉｎｋｍａｎｎ  ｅｔ  ａｌ．，１９９３を参照されたい）。
【０１６８】
代替として、または加えて、本開示は、二量体ｓｃＦｖ、即ち、非共有結合または共有結合による連結によって連結される２つのｓｃＦｖ分子を含むタンパク質を提供する。かかる二量体ｓｃＦｖの例としては、例えば、ロイシンジッパードメインに連結される２つのｓｃＦｖ（例えば、ＦｏｓもしくはＪｕｎに由来する）が挙げられ、それによって、ロイシンジッパードメインは会合して、二量体化合物を形成する（例えば、Ｋｏｓｔｅｌｎｙ  １９９２、またはＫｒｕｉｆ  ａｎｄ  Ｌｏｇｔｅｎｂｅｒｇ，１９９６を参照されたい）。代替として、例えば、ＵＳ第２００６０２６３３６７号に説明されるように、２つのｓｃＦｖは、両方のｓｃＦｖが、抗原を形成およびそれに結合することを可能にするのに十分な長さのペプチドリンカーによって連結される。
【０１６９】
ｓｃＦｖの修飾形態、例えば、ＵＳ第６，３２３，３２２号において説明されるように、例えば、グリコシル化を可能にするように修飾される、リンカーを含むｓｃＦｖもまた、本開示によって企図される。
【０１７０】
当業者は、本明細書における本開示に基づき、本開示に従う好適な修飾ＶＨを含む、ｓｃＦｖまたはその修飾形態を容易に産生することができるであろう。ｓｃＦｖの確認には、Ｐｌuｃｋｔｈｕｎ（１９９４）を参照されたい。ｓｃＦｖの追加の説明は、例えば、Ｂｉｒｄ  ｅｔ  ａｌ．，１９８８において見出される。
ミニボディ
【０１７１】
当業者は、ミニボディは、抗体のＣＨ２および／またはＣＨ３ドメインに融合された、抗体のＶＨおよびＶＬドメインを含むということを認識するであろう。任意に、ミニボディは、ＶＨおよびＶＬ、ならびにＣＨ２および／またはＣＨ３ドメイン間のヒンジ領域を含み、この配座は、フレックスミニボディ（Ｆｌｅｘ  Ｍｉｎｉｂｏｄｙ）と称されることもある（Ｈｕ  ｅｔ  ａｌ．，１９９６）。ミニボディは、ＣＨ１またはＣＬを含まない。好ましくは、ＶＨおよびＶＬドメインは、抗体のヒンジ領域およびＣＨ３ドメインに融合される。領域の各々は、同じ抗体に由来してもよい。代替として、ＶＨおよびＶＬドメインは、１つの抗体、ならびに別のものからのヒンジおよびＣＨ２／ＣＨ３に由来することができるか、またはヒンジおよびＣＨ２／ＣＨ３はまた、異なる抗体に由来することができる。本開示はまた、１つの抗体からのＶＨおよびＶＬ、ならびに別の抗体からのＶＨおよびＶＬを含む、多重特異性ミニボディを企図する。
【０１７２】
例示的なミニボディ、およびそれらの産生のための方法は、例えば、ＷＯ第９４／０９８１７号において、説明されている。
他の可変領域含有タンパク質
【０１７３】
ＵＳ第５，７３１，１６８号は、一対のＦｖ間の界面が、組み換え細胞培養物から回収されるヘテロ二量体の割合を最小化するように操作され、それによって、二重特異性タンパク質を産生する、分子を説明する。好ましい界面は、少なくともＣＨ３ドメインの一部を含む。この方法において、第１のタンパク質の界面からの１つ以上の小さなアミノ酸側鎖は、より大きな側鎖（例えば、チロシンまたはトリプトファン）で置き換えられる。大きなアミノ酸側鎖を、より小さなもの（例えば、アラニンまたはトレオニン）で置き換えることによって、大きな側鎖（複数を含む）と同一または同様のサイズの代償的「空洞」が、第２のタンパク質の界面上に創出される。
【０１７４】
可変領域を含む二重特異性タンパク質としては、架橋または「ヘテロ結合体」タンパク質が挙げられる。例えば、ヘテロ結合体のタンパク質のうちの一方を、アビジンに、他方はビオチンに結合することができる。かかるタンパク質は、例えば、標的免疫系細胞を望ましくない細胞に標的化させるために提唱されている（ＵＳ第４，６７６，９８０号）。可変領域を含むヘテロ結合体タンパク質は、任意の好都合な架橋方法を使用して作製されてもよい。好適な架橋剤は、当該技術分野において既知であり、いくつかの架橋技術とともに、ＵＳ第４，６７６，９８０号において開示されている。
【０１７５】
可変領域を含む二重特異性タンパク質はまた、化学結合を使用して調製することができる。Ｂｒｅｎｎａｎ（１９８５）は、無傷抗体が、Ｆ（ａｂ’）２フラグメントを生成するように、タンパク質分解的に開裂される、手順を説明する。これらのフラグメントは、隣接ジチオールを安定化させ、分子間ジスルフィド形成を防止するように、ジチオール錯化剤である、亜ヒ酸ナトリウムの存在下で還元される。次いで、生成されたＦａｂ’フラグメントが、チオニトロ安息香酸（ＴＮＢ）誘導体に変換される。次いで、Ｆａｂ’−ＴＮＢ誘導体のうちの一方を、メルカプトエチルアミンでの還元によって、Ｆａｂ’−チオールに再変換し、等モル量の他方のＦａｂ’−ＴＮＢ誘導体と混合して、二重特異性タンパク質を形成する。
【０１７６】
追加の可変領域含有タンパク質としては、例えば、単一鎖Ｆａｂ（例えば、Ｈｕｓｔ  ｅｔ  ａｌ．，２００７）、またはＦａｂ３（例えば、ＥＰ第１９９３０３０２８９４号において説明される）が挙げられる。
定常ドメイン融合
【０１７７】
本開示は、本開示の修飾ＶＨ、および定常領域（例、Ｆｃ）またはＣＨ２および／またはＣＨ３ドメインといったそのドメインを含むタンパク質を網羅する。例えば、本開示は（前述されるような）ミニボディ、またはドメイン抗体Ｆｃ融合、またはｓｃＦｖ−Ｆｃ融合、または二重特異性抗体−Ｆｃ融合、または三重特異性抗体−Ｆｃ融合、または四重特異性抗体−Ｆｃ融合、またはドメイン抗体−ＣＨ２融合、ｓｃＦｃ−ＣＨ２融合、または二重特異性抗体−ＣＨ２融合、または三重特異性抗体−ＣＨ２融合、または四重特異性抗体−ＣＨ２融合、またはドメイン抗体−ＣＨ３融合、またはｓｃＦｖ−ＣＨ３融合、または二重特異性抗体−ＣＨ３融合、または三重特異性抗体−ＣＨ３融合、または四重特性抗体−ＣＨ３融合、含む。これらのタンパク質のうちのいずれも、リンカー、好ましくは可変領域と定常領域または定常ドメインとの間の抗体ヒンジ領域を含むことができる。好ましくは、かかるＦｃ融合タンパク質はエフェクター機能を有する。
【０１７８】
本明細書において使用される「ＣＨ２ドメイン」という用語は、例えばＫａｂａｔ  ＥＵ付番システム（Ｋａｂａｔ１９９１または１９９２において開示される）に従って約２３１〜３４０位の間から、延在する重鎖抗体分子の部分を含む。２つのＮ−連結炭水化物側鎖は、通常、無傷な天然ＩｇＧ分子の２つのＣＨ２ドメイン間に挿入される。一実施形態において、本開示のタンパク質はＩｇＧ１分子（例、ヒトＩｇＧ１分子）由来のＣＨ２ドメインを含む。別の実施形態において、本開示のタンパク質はＩｇＧ４分子（例、ヒトＩｇＧ４分子）由来のＣＨ２ドメインを含む。
【０１７９】
本明細書において使用される「ＣＨ３ドメイン」という用語は、該ＣＨ２ドメインのＮ末端、例えば約３４１〜４４６ｂ位（Ｋａｂａｔ  ＥＵ付番システム）から、約１１０残基延在する重鎖抗体分子のタンパク質を含む。該ＣＨ３ドメインは通常、ＩｇＧ抗体のＣ末端部分を形成する。幾つかの抗体においては、しかしながら、付加ドメインが該分子のＣ末端部分を形成するようにＣＨ３ドメインから延在することができる（例、ＩｇＭのμ鎖およびＩｇＥのｅ鎖における、ＣＨ４ドメイン）。一態様において、本開示のタンパク質はＩｇＧ１分子（例、ヒトＩｇＧ１分子）由来のＣＨ３ドメインを含む。別の実施形態において、本開示のタンパク質はＩｇＧ４分子（例、ヒトＩｇＧ４分子）由来のＣＨ３ドメインを含む。
【０１８０】
本開示のタンパク質の産生に有用な定常領域配列は、多数の異なる源から得ることができる。好ましい態様において、タンパク質の定常領域またはその一部はヒト抗体由来である。しかしながら、定常領域またはその一部は、例えばげっ歯動物（例、マウス、ラット、ウサギ、モルモット）、または非ヒト霊長類（例、チンパンジー、マカク）種を含む別の哺乳類種の免疫グロブリンまたは抗体に由来してもよいことは理解されるだろう。さらに、定常領域ドメインまたはその一部は、任意の抗体クラスに由来してもよい。
【０１８１】
本明細書において使用される「エフェクター機能」という用語は、タンパク質および／または免疫系細胞と結合し、種々の生物学的効果を媒介する、Ｆｃ領域またはその一部（例、ＣＨ２ドメイン）の機能的能力を指す。エフェクター機能は、抗原依存性または抗原非依存性であり得る。「抗原依存性エフェクター機能」とは、抗体の抗原への結合に続いて通常誘発されるエフェクター機能を指す。代表的な抗原依存性エフェクター機能は、補体タンパク質（例、Ｃ１ｑ）と結合する能力を含む。例えば、補体成分Ｃ１のＦｃ領域への結合は、補体依存性細胞毒性（ＣＤＣ）といわれる処理である、オプソニン化および細胞病原体の溶解につながる古典的補体系を活性化することができる。補体の活性化はまた炎症反応を促進し、また自己免疫過敏性に関与することができる。他の抗原依存性エフェクター機能は、抗体の、そのＦｃ領域を介する細胞上の特定のＦｃ受容体（「ＦｃＲｓ」）へ結合によって媒介される。抗体の異なるクラスに特異的な複数のＦｃ受容体があり、ＩｇＧ（ガンマ受容体、またはＩｇλＲｓ）、ＩｇＥ（エプシロン受容体、またはＩｇεＲｓ）、ＩｇＡ（アルファ受容体、またはＩｇαＲｓ）、およびＩｇＭ（μ受容体、またはＩｇμＲｓ）を含む。細胞表面上のＦｃ受容体への抗体の結合は、免疫複合体の細胞内取り込み、抗体被覆粒子または微生物の抱込みおよび破壊（抗体依存性貪食、またはＡＤＣＰともいわれる）、免疫複合体の排除、キラー細胞による抗体被覆標的細胞の溶解（抗体依存性細胞媒介細胞毒性、またはＡＤＣＣという）、炎症性媒介物質の放出、免疫系細胞活性の調節、胎盤通過、および抗体産生の制御を含む、多数の重要で多様な生物学的反応を引き起こす。
【０１８２】
本明細書で使用される「抗原非依存性エフェクター機能」という用語は、抗体によって、該抗体が対応する抗原に結合しているかどうかにかからわず、誘発されるエフェクター機能を指す。代表的な抗原非依存性エフェクター機能は、細胞輸送、抗体の循環半減期および排除率、ならびに精製の促進を含む。構造的に独特なＦｃ受容体である「新生児Ｆｃ受容体」または「ＦｃＲｎ」は、サルベージ受容体としても知られ、半減期および細胞輸送の調整において決定的な役割を果たす。微生物細胞（例、ブドウ球菌タンパク質ＡまたはＧ）から精製される他のＦｃ受容体は、高い親和性を伴ってＦｃ領域への結合することができ、Ｆｃ含有タンパク質の精製を促進するために使用されることができる。
【０１８３】
定常領域ドメインは、例えばポリメラーゼ連鎖反応および対象のドメインを増幅するために選択されるプライマーを用いて、クローン化することができる。抗体配列のクローン作成は、例えば米国特許第５，６５８，５７０号において説明される。
【０１８４】
本開示のタンパク質は、異なる型の任意の数の定常領域／ドメインを含むことができる。
【０１８５】
タンパク質の定常領域を構成する定常ドメインまたはその一部は、異なる抗体分子に由来することができる。例えばタンパク質は、ＩｇＧ１分子に由来するＣＨ２ドメインまたはその一部、および、ＩｇＧ３分子に由来するＣＨ３領域またはその一部を含んでもよい。
【０１８６】
本開示の別の態様において、本開示のタンパク質は、ＦｃＲｎ結合を付与するのに十分なＦｃのうちの少なくとも１つの領域を含む。例えば、ＦｃＲｎに結合するＦｃ領域の部分は、Ｋａｂａｔ  ＥＵ付番に従って、ＩｇＧ１の約２８２位〜４３８位のアミノ酸を含む。
【０１８７】
一態様において、本開示の変性タンパク質は、１つ以上の定常領域ドメインが部分的にまたは全体的に欠失した、修飾定常領域（「ドメイン欠失定常領域」）を含む。本開示はまた、変更された、例えば向上または低減されたエフェクター機能を有する修飾Ｆｃ領域、またはその部分を包含する。多くのかかる修飾Ｆｃ領域は当分野において周知であり、例えば国際公開公報ＷＯ第２００５／０３５５８６号、国際公開公報ＷＯ第２００５／０６３８１５号、または国際公開公報ＷＯ第２００５／０４７３２７号において説明される。
脱免疫化タンパク質
【０１８８】
本開示はまた、脱免疫化タンパク質を企図する。脱免疫化タンパク質は、例えばＢ細胞エピトープ、またはＴ細胞エピトープといった、１つ以上のエピトープをが除去され（即ち、変異され）、それによって対象が該タンパク質に対する免疫反応を起こす可能性を低減する。脱免疫化タンパク質を産生する方法は当分野において周知であり、例えば、国際公開公報ＷＯ第００／３４３１７号、国際公開公報ＷＯ第２００４／１０８１５８号、および国際公開公報ＷＯ第２００４／０６４７２４号において説明される。例えば、該方法は、タンパク質内のエピトープを予測するためのコンピュータによる分析の実行、および、該予測されたエピトープ内の１つ以上の残基を、それによってその免疫原生を低減するように変異させること、を含む。該タンパク質は次に、抗原へ結合する能力を維持していることを確かめるために、例えばコンピュータによって、または体外で、または体内で、分析される。好ましくは、ＣＤＲ内で発生するエピトープは、該変異が抗原結合を低減する可能性が低い場合を除き、変異されない。エピトープを予測する方法は当分野において周知であり、例えば、Ｓａｈａ（２００４）において説明される。
【０１８９】
好適な変異を導入し、発現し、得られるタンパク質を分析する方法は、本明細書における説明に基づき、当業者にとって明白であろう。
ライブラリおよびスクリーニング方法
【０１９０】
本開示はまた、本開示に従って修飾される複数のＶＨを含む、タンパク質のライブラリを包含し、例えば、ライブラリは、異なる結合特性を有する複数のタンパク質を含む。
【０１９１】
本開示の態様には、ナイーブライブラリ、免疫化ライブラリ、または合成ライブラリが含まれる。ナイーブライブラリは、いかなる免疫原も接種されておらず、感染または炎症のいずれの症状も呈していない、好適な宿主のＢリンパ球に由来する。免疫化ライブラリは、好適に「免疫化された」宿主、即ち、ある免疫原を接種された宿主から得られる、Ｂ細胞および形質細胞の混合物から作製される。一態様において、これらの細胞からのｍＲＮＡは、当該技術分野において既知の方法（例えば、オリゴ−ｄＴプライマーおよび逆転写酵素）を使用して、ｃＤＮＡに翻訳される。代替の態様において、宿主細胞からの抗体をコードする核酸（ｍＲＮＡまたはゲノムＤＮＡ）は、好適なプライマーを用いたＰＣＲによって増幅される。かかる抗体遺伝子増幅のためのプライマーは、当該技術分野において既知である（例えば、ＵＳ第６，０９６，５５１号、およびＷＯ第００／７００２３号）。さらなる態様において、ホスト細胞からのｍＲＮＡは、ｃＤＮＡに合成され、次いで、これらのｃＤＮＡは、抗体特異的プライマーを用いたＰＣＲ反応において増幅される（例えば、ＵＳ第６，３１９，６９０号）。代替として、レパートリは、ＰＣＲを使用することなく、従来のｃＤＮＡクローン化技術によってクローン化されてもよい（Ｓａｍｂｒｏｏｋ  ａｎｄ  Ｒｕｓｓｅｌｌ，ｅｄｓ，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ，３ｒｄ  Ｅｄ，ｖｏｌｓ．１−３，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ，２００１）。ＤＮＡは、クローン化の間または後のいずれかで、必要な部位に負荷電アミノ酸（複数を含む）を含むように修飾される。
【０１９２】
別の態様において、抗体配列が、相互に整合されるヒト由来の公開された抗体配列のデータベースが確立される。データベースは、ＣＤＲループの配列およびカノニカルな折り畳み（抗体構造の分析によって判定されるように）の両方において、高度の類似性を示す、抗体配列のサブグループを定義するために使用される。サブグループの各々に関して、そのサブグループの成員を表すコンセンサス配列が導き出され、したがって、コンセンサス配列の完全な集合体は、ヒト抗体の完全な構造レパートリを表す。
【０１９３】
次いで、これらの人工遺伝子は、例えば、全遺伝子合成によって、または合成遺伝的サブユニットの使用によって、構築される。これらの遺伝的サブユニットは、ポリペプチドレベルで構造的サブ要素に対応する。ＤＮＡレベルでは、これらの遺伝的サブユニットは、サブ要素の各々の開始および端部での開裂部位によって定義され、これは、ベクター系において固有のものである。コンセンサス配列の集合体の成員である、全ての遺伝子は、それらが、対応する遺伝的サブ配列の類似のパターンを含有するように、構築される。例えば、前記ポリペプチドは、ＨｕＣＡＬコンセンサス遺伝子：ＶκＩ、Ｖκ２、Ｖκ３、Ｖκ４、Ｖλｌ、Ｖλ２、Ｖλ３、ＶＨｌＡ、ＶＨｌＢ、ＶＨ２、ＶＨ３、ＶＨ４、ＶＨ５、ＶＨ６、Ｃκ、Ｃλ、ＣＨｌ、または前記ＨｕＣＡＬコンセンサス遺伝子の任意の組み合わせであるか、これらに由来する。次いで、ＤＮＡ分子のこの集合体は、抗体、好ましくは、抗原に特異的に結合するタンパク質源として使用され得る、Ｆｖ、ジスルフィド結合Ｆｖ、単一鎖Ｆｖ（ｓｃＦｖ）、Ｆａｂフラグメント、またはＦａｂ’フラグメントの「合成ライブラリ」を創出するために使用することができる。ＵＳ第６，３００，０６４号は、合成ライブラリを作製するための方法を開示する。かかる合成ライブラリは、本開示に従う、負荷電アミノ酸を含むように修飾される。別の態様において、合成ヒト抗体は、定義されたＶ遺伝子要素からの合成によって作製される。Ｗｉｎｔｅｒ（ＥＰ第０３６８６８４号）は、抗体可変領域遺伝子を増幅する（例えば、ＰＣＲによって）、クローン化する、および発現するための方法を提供している。これらの遺伝子から開始して、Ｗｉｎｔｅｒは、重鎖および／または軽鎖のＣＤＲ３を無作為化することによって、機能的抗体フラグメントのライブラリを創出することができた。このプロセスは、免疫系におけるＢ細胞の発達の間に生じる、ＶＪおよびＶＤＪ組み換えの天然プロセスと機能的に同等である。例えば、ヒト生殖細胞系ＶＨ遺伝子セグメントのレパートリは、５つの無作為なアミノ酸残基の合成「Ｄセグメント」、およびＪセグメントに接合することによって、体外で再配置され、８つの残基の合成の第３の相補性決定領域（ＣＤＲ）を創出することができる。ＵＳ第５，８８５，７９３号は、これらのようなかかる抗体  ライブラリを作製する方法を開示する。当業者には明らかであるように、本開示のタンパク質を含むライブラリは、増幅されたＶ領域が、本明細書において説明される位置で、負荷電アミノ酸をコードするコドンを含むように、産生される。
【０１９４】
本開示に従うタンパク質は、可溶性分泌タンパク質であってもよく、または細胞、または粒子（例えば、ファージ、または他のウイルス、リボソーム、もしくは胞子）の表面上の融合タンパク質として提示されてもよい。
【０１９５】
種々のディスプレイライブラリの形式は、当該技術分野において既知であり、例えば、Ｌｅｖｉｎ  ａｎｄ  Ｗｅｉｓｓ（２００６）において考察されている。例えば、ライブラリは、体外ディスプレイライブラリである（即ち、タンパク質が、体外ディスプレイを使用して呈示され、発現されたドメインが、前記ドメインが、宿主細胞の非存在下において提示されるように、それが発現される、核酸に結合される）。したがって、体外ディスプレイ技術によって産生されるライブラリは、形質転換またはトランスフェクション効率によって制限されない。体外ディスプレイの方法の例としては、リボソームディスプレイ、共有結合ディスプレイ、およびｍＲＮＡディスプレイが挙げられる。
【０１９６】
一態様において、体外ディスプレイライブラリは、リボソームディスプレイライブラリである。当業者は、リボソームディスプレイライブラリが、発現ライブラリによってコードされるｍＲＮＡを、それがコードするタンパク質に直接リンクすることを認識するであろう。リボソームディスプレイライブラリを産生するための手段は、ＶＨを含むタンパク質をコードする核酸を、適切なプロモータ配列およびリボソーム結合配列と動作可能な接続に配置することを含む。好ましいプロモータ配列は、バクテリオファージＴ３およびＴ７プロモータである。好ましくは、核酸は、スペーサ配列、および終結コドンが除去された修飾された終結配列と動作可能な接続に配置される。本文脈において使用される際、「スペーサ配列」という用語は、ペプチドに融合される、ペプチドをコードする、一連の核酸を意味することが理解されるものとする。スペーサ配列によってコードされるペプチドが、ＶＨを含むタンパク質が自由に折り畳み、別のタンパク質または核酸と相互作用することを可能にしつつ、翻訳後、リボソームトンネル内にある際、スペーサ配列は、遺伝子構築体に組み込まれる。好ましいスペーサ配列は、例えば、線状ファージＭ１３  ｍｐ１９の遺伝子ＩＩＩのアミノ酸２１１〜２９９をコードする核酸である。
【０１９７】
ディスプレイライブラリは、当該技術分野において既知の、ならびに／または例えば、Ａｕｓｕｂｅｌ  ｅｔ  ａｌ（１９８７）およびＳａｍｂｒｏｏｋ  ｅｔ  ａｌ（２００１）において説明されている方法を使用して、体外で転写および翻訳される。体外転写および翻訳に商業的に入手可能な系の例としては、例えば、ＰｒｏｍｅｇａからのＴＮＴ体外転写および翻訳系が挙げられる。氷上での発現反応物の冷却は、一般的に、翻訳を終結させる。リボソーム複合体は、例えば、酢酸マグネシウムもしくはクロラムフェニコールといった、試薬の添加によって、ペプチドおよび／またはそのコードｍＲＮＡからの解離に対して安定化される。かかる体外ディスプレイライブラリは、本明細書において説明されるように、種々の方法によってスクリーニングされる。
【０１９８】
別の態様において、本開示のディスプレイライブラリは、リボソーム不活性化ディスプレイライブラリである。本態様によると、核酸は、第１のスペーサ配列をコードする核酸に動作可能に連結される。このスペーサ配列は、そこからコードされるＶＨを含むタンパク質が、自由に折り畳み、標的抗原と相互作用することを可能にする、グリシン／セリンに富む配列であることが好ましい。第１のスペーサ配列は、リボソームを不活性化する毒素をコードする核酸に連結される。毒素が、真核細胞リボソームを不活性化し、ｍＲＮＡまたはコードされたペプチドの放出を伴うことなく、翻訳複合体上にリボソームを引き止める、リシンＡ鎖を含むことが好ましい。毒素をコードする核酸は、第２のスペーサ配列をコードする別の核酸に連結される。第２のスペーサは、リボソームのトンネルを占有するアンカーであり、ペプチドおよび毒素の両方が、正確に折り畳まれ、活性になることを可能にする。かかるスペーサ配列の例は、Ｍ１３バクテリオファージの遺伝子ＩＩＩに由来する配列である。リボソーム不活性化ディスプレイライブラリは、一般的に、Ｐｒｏｍｅｇａから入手可能なウサギ網状赤血球溶解系といった系を使用して、体外転写および翻訳される。毒素をコードするｍＲＮＡの翻訳、およびこのタンパク質の正確な折り畳み後、リボソームは、コードされたポリペプチド、およびそれが翻訳されるｍＲＮＡの両方に依然として結合したまま、不活性化される。
【０１９９】
別の態様において、ディスプレイライブラリは、ｍＲＮＡディスプレイライブラリである。本実施形態によると、核酸は、本開示の発現ライブラリによってコードされる、ＶＨを含むタンパク質が、自由に折り畳まれ、標的抗原と相互作用することを可能にする、グリシン／セリンに富む配列といった、スペーサ配列をコードする核酸に、動作可能に連結される。スペーサ配列をコードする核酸は、転写終結因子に動作可能に連結される。ｍＲＮＡディスプレイライブラリは、一般的に、例えば、Ｐｒｏｍｅｇａから入手可能なＨｅＬａＳｃｒｉｂｅ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｅｘｔｒａｃｔ  Ｉｎ  Ｖｉｔｒｏ  Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍといった、当該技術分野において既知の方法を使用して、体外で転写される。コードされたｍＲＮＡは、その後、当該技術分野において既知であり、かつ例えば、Ｒｏｂｅｒｔｓ  ａｎｄ  Ｓｚｏｓｔａｋ（１９９７）において説明される技術を使用して、例えば、ピューロマイシンといった、リボソームに結合する分子に共有結合で連結されるＤＮＡオリゴヌクレオチドに、共有結合で連結される。好ましくは、オリゴヌクレオチドは、ソラレン部分に共有結合で連結され、それによって、オリゴヌクレオチドは、本開示の発現ライブラリによってコードされるｍＲＮＡに光架橋される。次いで、発現ライブラリから転写されるｍＲＮＡは、当該技術分野において既知の方法を使用して翻訳される。リボソームが、ｍＲＮＡおよびオリゴヌクレオチドの接合部に到達する時、リボソームは留まり、ピューロマイシン部分は、リボソームのホスホトランスフェラーゼ部位に進入し、このため、コードされたポリペプチドを、それが発現されるｍＲＮＡに共有結合で連結する。
【０２００】
なお別の態様において、ディスプレイライブラリは、共有結合ディスプレイライブラリである。本態様によると、ＶＨを含むタンパク質をコードする核酸は、それがコードされたＤＮＡと相互作用するタンパク質をコードする、第２の核酸に動作可能に連結される。それが相互作用するＤＮＡと相互作用するタンパク質の例としては、大腸菌バクテリオファージＰ２ウイルスＡタンパク質（Ｐ２Ａ）、ならびにファージ１８６、ＨＰ１、およびＰＳＰ３から単離される同等のタンパク質が挙げられるが、これらに限定されない。共有結合ディスプレイ遺伝子構築体は、Ｐｒｏｍｅｇａから入手可能なウサギ網状赤血球溶解系といった系を使用して、体外で転写および翻訳される。ＶＨを含むタンパク質およびＰ２Ａタンパク質の融合の翻訳後、Ｐ２Ａタンパク質は、それが結合し、それと共有結合を形成する核酸にニックを入れる。したがって、核酸フラグメントは、それがコードするペプチドに共有結合で連結される。
【０２０１】
なお別の態様において、ディスプレイライブラリは、ファージディスプレイライブラリであり、ＶＨを含む発現されたタンパク質は、例えば、ＵＳ第５，８２１，０４７号、ＵＳ第６，２４８，５１６号、およびＵＳ第６，１９０，９０８号において説明されるように、バクテリオファージの表面上に提示される。説明される基本原理は、ＶＨを含むタンパク質をコードする配列を含む第１の核酸の、例えば、Ｍ１３タンパク質３、Ｍ１３タンパク質７、またはＭ１３タンパク質８の群より選択される、ファージコートタンパク質といった、ファージコートタンパク質をコードする配列を含む第２の核酸への融合に関する。次いで、これらの配列は、適切なベクター、即ち、細菌性細胞内で複製することができるものに挿入される。次いで、例えば、大腸菌といった、好適な宿主細胞を、組み換えベクターを用いて形質転換する。前記宿主細胞をまた、核酸フラグメントが動作可能に連結される、コートタンパク質の非修飾形態をコードする、ヘルパーファージ粒子に感染させる。形質転換された、感染された宿主細胞を、粒子の表面上に、融合タンパク質の２つ以上のコピーを含む、組み換えファージミド粒子を形成するために好適な条件下で培養する。この系は、λファージ、Ｔ４ファージ、Ｍ１３ファージ、Ｔ７ファージ、およびバキュロウイルスといった、ウイルス粒子の生成において効果的であることが示されている。次いで、かかるファージディスプレイ粒子をスクリーニングして、標的抗原に結合するのに十分な配座を有する提示されたドメインを同定する。
【０２０２】
他のウイルスディスプレイライブラリとしては、レトロウイルスディスプレイライブラリが挙げられ、発現されたペプチドまたはタンパク質ドメインは、例えば、ＵＳ第６，２９７，００４号において説明されるように、レトロウイルス粒子の表面上に提示される。
【０２０３】
本開示はまた、例えば、ＵＳ第５，５１６，６３７号において説明されるような細菌ディスプレイライブラリ、例えば、ＵＳ第６，４２３，５３８号において説明されるような酵母ディスプレイライブラリ、または例えば、Ｓｔｒｅｎｇｌｉｎ  ｅｔ  ａｌ  １９８８において説明されるような哺乳類ディスプレイライブラリを企図する。
【０２０４】
ディスプレイライブラリをスクリーニングするための方法は、当該技術分野において既知である。一態様において、本開示のディスプレイライブラリは、親和性精製を使用してスクリーニングされる。親和性精製技術は、当該技術分野において既知であり、例えば、Ｓｃｏｐｅｓ（１９９４）において説明されている。親和性精製の方法は、典型的に、ライブラリによって提示される、ＶＨを含むタンパク質を、標的抗原および／または超抗原（例えば、プロテインＡ）と接触させ、その後、洗浄し、抗原に結合したままのそれらのドメインを溶離することを含む。抗原は、好ましくは、精製を容易にすることを可能にするように、例えば、タンパク質Ｇ、セファロース、アガロース、ビオチン、グルタチオンＳトランスフェラーゼ（ＧＳＴ）、およびＦＬＡＧエピトープから成る群より選択される分子といった、別の分子に結合される。したがって、標的タンパク質または核酸は、単に、遠心分離によって、または別の分子、例えば、ストレプトアビジンに結合させることによって、または特定の抗体、例えば、抗ＦＬＡＧ抗体、もしくは抗ＧＳＴ抗体の結合によって、単離される。
【０２０５】
別の態様において、本開示のディスプレイライブラリは、ＦＡＣＳ分析を使用した、結合ペプチドの同定を可能にするように、発現される。ＦＡＣＳ分析を使用した、ライブラリのスクリーニングは、ＵＳ第６，４５５，６３号において説明されている。好ましくは、体外ディスプレイライブラリは、ＦＡＣＳ分類によってスクリーニングされる。体外ディスプレイタンパク質は、粒子、または例えば、ガラス、例えば、ポリスチレン、ラテックス、またはとりわけセファロース、セルロース、ナイロン、テフロン（登録商標）といった、架橋デキストランといった、ポリマーといった、ＦＡＣＳ分類に好適なビーズに共有結合で連結される。粒子またはビーズに結合される、提示されたライブラリは、例えば、蛍光分子、または第２の蛍光分子によって検出される分子といった、検出可能な標識で標識化されている、抗原または超抗原に添加される。次いで、ビーズを洗浄し、ＦＡＣＳによる分類に供し、結合された蛍光抗原または超抗原を伴うビーズが、蛍光標的タンパク質または核酸に結合されていないビーズから分離されることを可能にする。
【０２０６】
代替として、ライブラリは、例えば、Ｂｉａｃｏｒｅセンサチップ技術（Ｂｉａｃｏｒｅ  ＡＢ，ＵＫ）といった、バイオセンサによるアッセイを使用してスクリーニングされる。Ｂｉａｃｏｒｅセンサチップは、カルボキシメチル化デキストランで修飾された金の薄層で被覆されるガラス表面であり、そこに、標的タンパク質または核酸が、共有結合で付着される。次いで、本開示のライブラリを、抗原を含む、Ｂｉａｃｏｒｅセンサチップに曝露させる。
タンパク質産生
変異生成
【０２０７】
可変領域を含むタンパク質をコードするＤＮＡは、当技術分野における標準的な方法を用いて単離される。例えば、プライマーは、対象の領域に隣接する可変領域内の保存領域へアニールするように設計され、該プライマーは次に、例えばＰＣＲによって、介在核酸を増幅するために使用される。好適な方法および／またはプライマーは当技術分野において周知であり、および／または、例えばＢｏｒｒｅｂａｅｃｋ（ｅｄ），１９９５および／またはＦｒｏｙｅｎ  ｅｔ  ａｌ．，１９９５において説明される。かかる増幅方法への鋳型ＤＮＡの好適な源は、例えば、ハイブリドーマ、トランスフェクトーマ、および／または、例えば本明細書に説明されるように可変領域を含むタンパク質を発現する細胞に由来する。
【０２０８】
単離後、ＤＮＡは、当技術分野において周知の種々の方法のうちの任意によって、必要な位置における負荷電アミノ酸をコードするコドンを含むように修飾される。これらの方法は、部位特異的な（または、オリゴヌクレオチド媒介の）変異生成による調整、ＰＣＲ変異生成、および、予め調整された、タンパク質をコードするＤＮＡのカセット変異生成を含むが、それらに限定されない。組み換えタンパク質の変異は、制限断片操作によって、または合成オリゴヌクレオチドを伴う重複伸長ＰＣＲによってもまた構築することができる。変異原性プライマーは負荷電アミノ酸をコードし、例えば、アスパラギン酸（即ち、ＧＡＡまたはＧＡＧ）またはグルタミン酸（即ち、ＧＡＴまたはＧＡＣ）等の負荷電アミノ酸ををコードするコドンを構成する残基を含む。標準的な変異生成技術は、かかる変異ＤＮＡをコードするＤＮＡを生成するために使用されることができる。一般的な手引きは、Ｓａｍｂｒｏｏｋ  ｅｔ  ａｌ  １９８９、および／またはＡｕｓｕｂｅｌ  ｅｔ  ａｌ  １９９３に見出すことができる。
【０２０９】
部位特異的な変異生成は、代替変形、即ち変異タンパク質を調製する１つの方法である。この技術は当技術分野において周知である（例えば、Ｃａｒｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ  １９８５またはＨｏ  ｅｔ  ａｌ  １９８９を参照のこと）。手短に説明すると、ＤＮＡの部位特異的な変異生成の実行において、出発ＤＮＡはまず、所望の変異（例、コドンをコードする１つ以上の負荷電アミノ酸の挿入）をコードするオリゴヌクレオチドを、かかる出発ＤＮＡの単一鎖へハイブリッド形成することによって、変質される。ハイブリダイゼーション後、ＤＮＡポリメラーゼが、該ハイブリダイズしたオリゴヌクレオチドをプライマーとして使用し、および該出発ＤＮＡの単一鎖を鋳型として使用して、２本目の鎖全体を合成するために使用される。そのようにして、所望の変異をコードするオリゴヌクレオチドが、得られる２本鎖ＤＮＡへ組み込まれる。部位特異的な変異生成は、発現プラスミド内で変異するようにタンパク質を発現する遺伝子内で実行されてもよく、得られるプラスミドは、所望の負荷電アミノ酸置換変異の導入を確証するように配列されてもよい。部位特異的手順および方式は、例えばＱｕｉｋＣｈａｎｇｅ（登録商標）Ｍｕｌｔｉ  Ｓｉｔｅ−Ｄｉｒｅｃｔｅｄ  Ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ  Ｋｉｔ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ、Ｌａ  Ｊｏｌｌａ、カナダ）等の、市販のキットを含む。
【０２１０】
ＰＣＲ変異生成も、出発タンパク質のアミノ酸配列変異体を作成するのに好適である。Ｈｉｇｕｃｈｉ，１９９０、Ｉｔｏ  ｅｔ  ａｌ  １９９１を参照されたい。簡単に説明すると、ＰＣＲ内で少量の鋳型ＤＮＡが出発材料として使用される時、鋳型ＤＮＡ内の対応する領域と配列が僅かに異なるプライマーを、該プライマーと該鋳型とが異なる位置においてのみ該鋳型配列と異なる相対的に多量の特異的ＤＮＡ断片を生成するために、使用することができる。
【０２１１】
変異体を調製するための別の方法である、カセット変異生成は、Ｗｅｌｌｓ  ｅｔ  ａｌ，１９８５において説明される技術に基づく。出発材料は、変異される出発タンパク質ＤＮＡを含むプラスミド（または他のベクター）である。変異される出発ＤＮＡ内のコドンが特定される。特定された変異部位の両側には、独特の制限エンドヌクレアーゼ部位が存在しなくてはならない。かかる制限部位が存在しない場合には、前述のオリゴヌクレオチド媒介変異生成方法を使用して、該出発ＤＮＡ内の適切な位置に導入するように生成されてもよい。プラスミドＤＮＡは、線形化するためにこれらの部位で切断される。該制限部位間のＤＮＡ配列をコードするが、所望の変異を含む、２本鎖オリゴヌクレオチドは、標準的手法を用いて合成され、オリゴヌクレオチドの２本鎖は別々に合成され、次に標準的な技術を用いて一緒にハイブリッド形成される。この２本鎖オリゴヌクレオチドは、カセットといわれる。このカセットは、プラスミドと直接連結され得るように、線形化されたプラスミドの両端と適合する５’および３’末端を有するように設計される。プラスミドはこのようにして、変異ＤＮＡ配列を含む。コードされた負荷電アミノ酸置換を含む変異ＤＮＡは、ＤＮＡ配列決定によって確証されることができる。
【０２１２】
単一変異はまた、ＰＣＲに基づく変異生成（Ｓａｍｂｒｏｏｋ  ｅｔ  ａｌ．，，２００１）によって、２本鎖プラスミドＤＮＡを鋳型として使用したオリゴヌクレオチド特異変異生成によって、生成される。
組み換え発現
【０２１３】
組み換えタンパク質の場合においては、組み換えタンパク質をコードする核酸は、好ましくは発現ベクター内へと導入され、それは次に、組み換え宿主細胞内のタンパク質の合成を得るために、宿主細胞へと、好ましくは、大腸菌細胞、酵母細胞、昆虫細胞、あるいは、サルＣＯＳ細胞、チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞、または骨髄腫細胞等の哺乳動物細胞といった、ジスルフィド架橋または結合を産生し得る、さもなくば免疫グロブリンタンパク質を産生しない、細胞へと移入される。抗体をコードするＤＮＡの細菌における組み換え発現についての総説は、Ｓｋｅｒｒａ  ｅｔ  ａｌ（１９９３）およびＰｌuｃｋｔｈｕｎ，（１９９２）を含む。これらの結果を得るための分子クローン作成技術は、当技術分野において周知であり、例えば、Ａｕｓｕｂｅｌ  ｅｔ  ａｌ（１９８７）およびＳａｍｂｒｏｏｋ  ｅｔ  ａｌ（２００１）において説明される。クローン作成および生体内増幅方法の多様な変形が、組み換え核酸の構築に好適である。組み換え抗体を産生する方法は当技術分野において周知である。米国特許第４，８１６，５６７号を参照されたい。
【０２１４】
単離後、本開示のタンパク質をコードする核酸は好ましくは、更なるクローン作成（ＤＮＡの増幅）のために、あるいは、無細胞系または細胞内における発現のために、発現構築物または複製可能ベクターへと挿入される。好ましくは、核酸はプロモータに作動可能に連結される。
【０２１５】
本明細書において使用される「プロモータ」という用語は、その最も広い文脈において用いられ、ゲノム遺伝子の転写性制御配列を含み、例えば、発生的なおよび／または外部刺激へ反応して、または組織特異的な方法で核酸の発現を変質させる付加的な制御要素（例えば、上流活性化配列、転写因子結合部位、転写促進因子、およびサイレンサー）を伴ってまたは伴わないで、精密な転写開始に必要とされるＴＡＴＡボックスまたはイニシエータを含むものと解釈されるものとする。本文脈において、「プロモータ」という用語はまた、組み換え、合成、または融合核酸、またはそれが作動可能に連結される核酸の発現を付与、活性化、または強化する派生物、を説明するために使用される。好ましいプロモータは、該核酸の発現をさらに強化し、および／または、その空間的発現および／または時間的発現を変更するように、１つ以上の特異的制御要素の付加的な複製物を含むことができる。
【０２１６】
本明細書において使用される「作動可能に連結される」という用語は、核酸の発現がプロモータによって制御されるように、プロモータを核酸に関連して位置付けることを意味する。
【０２１７】
無細胞発現系もまた、本開示によって企図される。例えば、本開示のタンパク質をコードする核酸は、例えばＴ７プロモータといった好適なプロモータに作動可能に連結され、得られた発現構築物は転写および翻訳に十分な条件へ曝露される。生体外発現または無細胞発現への代表的な発現ベクターは説明されており、ＴＮＴ  Ｔ７およびＴＮＴ  Ｔ３システム（Ｐｒｏｍｅｇａ）、ｐＥＸＰ１−ＤＥＳＴおよびｐＥＸＰ２−ＤＥＳＴベクター（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）を含むが、それらに限定されない。
【０２１８】
細胞内発現のための多数のベクターが入手可能である。
ベクター成分は通常、次のうちの１つ以上を含むが、それらに限定されない；シグナル配列、本開示のタンパク質をコードする配列（例、本明細書中で提供される情報から導かれる）、促進因子要素、プロモータ、および、転写終止配列。当業者は、タンパク質の発現に好適な配列を承知しているであろう。例えば例示的なシグナル配列は、原核生物分泌シグナル（例、ｐｅｌＢ、アルカリ性ホスホリパーゼ、ペニシリナーゼ、Ｉｐｐ、熱安定性腸毒素ＩＩ）、酵母分泌シグナル（例、インベルターゼリーダー、α因子リーダー、または酸性ホスファターゼリーダー）、または哺乳動物分泌シグナル（例、単純ヘルペスｇＤシグナル）を含む。
【０２１９】
例示的なプロモータは、原核生物内で活性であるプロモータ（例として、ｐｈｏＡプロモータ、β−ラクタマーゼおよびラクトースプロモータ系、アルカリ性ホスファターゼ、トリプトファン（ｔｒｐ）プロモータ系、およびｔａｃプロモータといったハイブリッドプロモータ）を含む。これらのプロモータは、グラム陰性またはグラム陽性の有機体等の真正細菌、例えば、大腸菌といったエシェリキア属等の腸内細菌科、エンテロバクター属、エルビニア菌属、クレブシエラ属、プロテウス属、ネズミチフス菌等のサルモネラ属、霊菌等のセラチア属、および赤痢菌、同様に、枯草菌およびリケニホルミス菌等のバシラス属、緑膿菌等のシュードモナス菌、およびストレプトミセス、を含む原核生物内の発現に有用である。好ましくは、宿主は大腸菌である。１つの好ましい大腸菌クローン作成宿主は、大腸菌２９４（ＡＴＣＣ３１，４４６）であり、大腸菌Ｂ、大腸菌Ｘ１７７６（ＡＴＣＣ３１，５３７）、および大腸菌Ｗ３１１０（ＡＴＣＣ２７，３２５）、ＤＨ５α、またはＤＨ１０Ｂといった他の菌株も好適である。
【０２２０】
哺乳動物細胞内で活性な例示的プロモータは、サイトメガロウイルス即時早期プロモータ（ＣＭＶ−ＩＥ）、ヒト伸長因子１−αプロモータ（ＥＦ１）、低分子核ＲＮＡプロモータ（Ｕ１ａおよびＵ１ｂ）、α−ミオシン重鎖プロモータ、サルウイルス４０プロモータ（ＳＶ４０）、ラウス肉腫ウイルスプロモータ（ＲＳＶ）、アデノウイルスメジャー後期プロモータ、β−アクチンプロモータ；ＣＭＶ促進因子／β−アクチンプロモータまたは免疫グロブリンプロモータまたはその活性断片を含む、ハイブリッド制御要素、を含む。有用な哺乳動物宿主細胞株の例は、ＳＶ４０によって形質転換されたサル腎臓ＣＶ１株（ＣＯＳ−７、ＡＴＣＣ  ＣＲＬ１６５１）、ヒト胚腎臓株（浮遊培養で成長のためにサブクローニングされた２９３または２９３細胞）、ベビーハムスター腎臓細胞（ＢＨＫ、ＡＴＣＣ  ＣＣＬ１０）、またはチャイニーズハムスター卵巣細胞（ＣＨＯ）である。
【０２２１】
酵母細胞、例えばピキア・パストリス、出芽酵母、および分裂酵母を含む群から選択される酵母細胞内における発現に好適な代表的なプロモータは、ＡＤＨ１プロモータ、ＧＡＬ１プロモータ、ＧＡＬ４プロモータ、ＣＵＰ１プロモータ、ＰＨＯ５プロモータ、ｎｍｔプロモータ、ＲＰＲ１プロモータ、またはＴＥＦ１プロモータを含むが、それらに限定されない。
【０２２２】
昆虫細胞における発現に好適な代表的なプロモータは、ＯＰＥＩ２プロモータ、カイコガから単離された昆虫アクチノプロモータ、ショウジョウバエＤｓｈプロモータ（Ｍａｒｓｈ  ｅｔ  ａｌ  ２０００）、および誘発性メタロチオネインプロモータを含むが、それらに限定されない。組み替えタンパク質の発現に好ましい昆虫細胞は、ＢＴ１−ＴＮ−５Ｂ１−４細胞およびヨトウガ細胞（例、ｓｆ１９細胞ｓｆ２１細胞）を含む群から選択される昆虫細胞を含む。核酸断片の発現に好適な昆虫は、ショウジョウバエを含むが、それらに限定されない。スポドプテラ・フルジペルダの使用も企図される。
【０２２３】
単離された核酸分子、または同一のものを含む遺伝子構築物を、発現のために細胞内へと導入する方法は、当業者に周知である。形成される細胞に使用される技術は、既知の成功した技術に依存する。組み換えＤＮＡを細胞内へ導入する手段は、微量注入法、ＤＥＡＥ−デキストラン媒介の形質移入、例えばｌｉｐｏｆｅｃｔａｍｉｎｅ（Ｇｉｂｃｏ，ＭＤ、米国）および／またはｃｅｌｌｆｅｃｔｉｎ（Ｇｉｂｃｏ，ＭＤ、米国）の使用による、リポソーム媒介の形質移入、ＰＥＧ媒介ＤＮＡ摂取、電気穿孔法、および、特にＤＮＡ被覆タングステンまたは金粒子（Ａｇｒａｃｅｔｕｓ  Ｉｎｃ．，ＷＩ、米国）の使用による、微粒子照射等を含む。
【０２２４】
本開示のタンパク質を産生するために使用される宿主細胞は、使用される細胞の型に応じて、種々の培地で培養される。Ｈａｍ’ｓ  Ｆ１０（Ｓｉｇｍａ）、Ｍｉｎｉｍａｌ  Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  Ｍｅｄｉｕｍ（（ＭＥＭ）、（Ｓｉｇｍａ）、ＲＰＭｌ−１６４０（Ｓｉｇｍａ）、およびＤｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｅａｇｌｅ’ｓ  Ｍｅｄｉｕｍ（（ＤＭＥＭ）、Ｓｉｇｍａ）等の市販の培地が、哺乳動物細胞の培養に好適である。本明細書内で論じられる他の細胞型の培養に対する培地は、当技術分野において周知である。
タンパク質の単離
【０２２５】
本開示のタンパク質は好ましくは単離される。「単離される」という語は、該タンパク質は、実質的に精製される、またはその自然発生的環境、例えば非相同環境から除去されることを意味する。「実質的に精製される」という語は、該タンパク質は実質的に汚染物質を含まない、例えば、少なくとも汚染物質を約７０％または７５％または８０％または８５％または９０％または９５％または９６％または９７％または９８％または９９％含まないことを意味する。
【０２２６】
本開示のタンパク質を精製する方法は、当技術分野において周知であり、および／または本明細書において説明される。例えばタンパク質は、結合が発生するのに十分な時間および条件下で、該タンパク質に結合可能な薬剤と接触する。任意で、非結合タンパク質を除去するための洗浄に続き、本開示のタンパク質は単離される、例えば溶出される。
【０２２７】
組み換え技術を使用する時、本開示のタンパク質は、細胞周辺腔内または直接的に培地へと分泌され、細胞内で産生されることができる。タンパク質が細胞内で産生される場合、第１のステップとして、宿主細胞または溶解断片のいずれかである微粒子残屑は、例えば遠心分離または限外ろ過によって除去される。Ｃａｒｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ．（１９９２）は、大腸菌の細胞周辺腔へ分泌された抗体を単離する手順を説明している。簡単に説明すると、細胞ペーストは、酢酸ナトリウム（ｐＨ３．５）、ＥＤＴＡ、およびフッ化フェニルメチルスルホニル（ＰＭＳＦ）の存在下で、約３０分かけて解凍される。細胞残屑は遠心分離によって除去すことができる。タンパク質が培地へと分泌される場合は、かかる発現系からの上清は通常、まず、例えばＡｍｉｃｏｎまたはＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｐｅｌｌｉｃｏｎ限外ろ過装置といった市販のタンパク質濃縮フィルターを用いて濃縮される。ＰＭＳＦ等のプロテアーゼ阻害剤は、蛋白質加水分解を阻害するために前述のステップのうちの任意に含まれてもよく、抗生物質は偶発的汚染菌の成長を防止するために含まれてもよい。
【０２２８】
細胞から調製されたタンパク質は、例えば、好ましい精製技術である親和性クロマトグラフィとともに、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィ、ゲル電気泳動、透析、および親和性クロマトグラフィ等を用いて精製することができる。親和性リガンドとしてのプロテインＡの適合性は、種および該タンパク質内に（仮にあったとして）存在する任意の抗体Ｆｃドメインのアイソタイプに依存する。プロテインＡは、ヒトγ１、γ２、またはγ４重鎖に基づく抗体を精製するために使用することができる（Ｌｉｎｄｍａｒｋ  ｅｔ  ａｌ．１９８３）。タンパク質Ｇは、全てのマウスアイソタイプおよびヒトγ３に対して推奨される（Ｇｕｓｓ  ｅｔ  ａｌ．１９８６）。別の方法として親和性精製は、抗原または、本開示のタンパク質内の可変領域が結合するまたは生じたエピトープ決定基を用いて調製することができる。親和性リガンドが付着される充填材はほとんどの場合アガロースであるが、他の充填材も利用可能である。調整された細孔ガラスまたはポリ（スチレンジビニル）ベンゼン等の機械的に安定した充填材は、アガロースを用いて得られる場合と比較して、より速い流速およびより短い処理時間を可能にする。イオン交換カラム上での分別、エタノール沈殿、逆相ＨＰＬＣ、シリカ上のクロマトグラフィ、陰イオンまたは陽イオン交換樹脂（ポリアスパラギン酸カラム等）上のヘパリンＳＥＰＨＡＲＯＳＥ（登録商標）クロマトグラフィ上のクロマトグラフィ、等電点電気泳動、ＳＤＳ−ＰＡＧＥ、および硫酸アンモニウム沈殿といった、タンパク質精製の他の技術もまた、回収されるタンパク質に応じて利用できる。
【０２２９】
当業者はまた、本開示のタンパク質は、精製または検出を促進するためのタグ、例えばヘキサヒスチジンタグといったポリヒスチジンタグ、またはインフルエンザウイルス血球凝集素（ＨＡ）タグ、またはサルウイルス５（Ｖ５）タグ、またはＦＬＡＧタグ、またはグルタチオン−Ｓ−転移酵素（ＧＳＴ）タグ等を含むように修飾され得るということを承知しているであろう。好ましくは、タグはヘキサヒスタグである。得られたタンパク質は次に、親和性精製といった当技術分野に周知の方法を用いて精製される。例えばヘキサヒスタグを含むタンパク質は、タンパク質を含む試料を、固体または半固体支持体上に固定化されたヘキサヒスタグを特異的に結合するニッケルニトリロ三酢酸（Ｎｉ−ＮＴＡ）に接触させ、非結合タンパク質を除去するために該試料を洗浄し、次いで結合タンパク質を溶出することによって、精製される。別法としてまたは追加として、リガンドまたはタグへ結合する抗体が親和性精製法において使用される。
【０２３０】
任意の予備的精製ステップの後、本開示のタンパク質と汚染物とを含む混合物は、低ｐＨ疎水性相互作用クロマトグラフィを受けてもよい。
タンパク質合成
【０２３１】
本開示のタンパク質は、例えばＢＯＣまたはＦＭＯＣ化学といった標準的技術を用いて、その決定されたアミノ酸配列から、容易に合成される。合成ペプチドは、固相、液相の既知の技術、またはペプチド縮合、またはそれらのうちの任意の組合せを用いて調製され、天然および／または非天然アミノ酸を含むことができる。ペプチド合成に使用されるアミノ酸は、Ｍｅｒｒｉｆｉｅｌｄ，１９６３の初代固相手順の、脱保護、中和、結合、および洗浄プロトコルによる標準Ｂｏｃ（Ｎα−アミノ保護Ｎα−ｔ−ブチルオキシカルボニル）アミノ酸樹脂、または、Ｃａｒｐｉｎｏ  ａｎｄ  Ｈａｎ，１９７２に説明される塩基不安定Ｎα−アミノ保護９−フルオレニルメチルオキシカルボニル基（Ｆｍｏｃ）アミノ酸であってよい。ＦｍｏｃおよびＢｏｃ  Ｎα−アミノ保護アミノ酸のどちらも、例えばＦｌｕｋａ、Ｂａｃｈｅｍ、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｔｅｃｈ、Ｓｉｇｍａ、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｂａｃｈｅｍ、またはＰｅｎｉｎｓｕｌａ  Ｌａｂｓといった、種々の商業的供給源から入手することができる。
タンパク質凝集抵抗性の評価方法
【０２３２】
本開示のタンパク質または組成物の凝集抵抗性は、当技術分野において周知の方法を用いて分析することができる。当業者が許容可能な凝集抵抗性パラメータが使用されてよい。例示的なパラメータは、下記により詳細に説明される。例示的な実施形態において、熱再折り畳み性が評価される。幾つかの態様において、本開示のタンパク質の発現レベル（例、収率％によって測定される）が評価される。他の態様においては、本開示のタンパク質の凝集レベルが評価される。ある態様においては、開示のタンパク質または組成物の凝集抵抗性は、好適な対照のそれと比較される。
【０２３３】
本開示のタンパク質の凝集抵抗性は、当技術分野において周知の多数の非限定的な生物物理学的または生化学的技術を用いて分析することができる。かかる技術の例は、円偏光二色性（ＣＤ）分光法等の分析的分光法である。ＣＤ分光法は、上昇する温度の関数としてタンパク質の光学活性を測定する。円偏光二色性（ＣＤ）分光法は、構造的非対称に起因して起こる、右旋円偏光と左旋円偏光の吸収の差異を測定する。無秩序なまたは解きほどかれた構造は、整列または折り畳まれた構造のそれとは大きく異なるＣＤスペクトルになる。該ＣＤスペクトルは、上昇する温度の変性効果に対するタンパク質の感度を反映しており、したがって、タンパク質の凝集抵抗性を示す（ｖａｎ  Ｍｉｅｒｌｏ  ａｎｄ  Ｓｔｅｅｍｓｍａ，２０００を参照）。
【０２３４】
凝集抵抗性を測定する別の例示的な分析的分光法は、蛍光放射分光法である（前述のｖａｎ  Ｍｉｅｒｌｏ  ａｎｄ  Ｓｔｅｅｍｓｍａを参照）。凝集抵抗性を測定するまた別の例示的な分析的分光法は、核次期共鳴（ＮＭＲ）分光法である（前述のｖａｎ  Ｍｉｅｒｌｏ  ａｎｄ  Ｓｔｅｅｍｓｍａを参照）。
【０２３５】
他の実施形態において、本開示の組成物またはタンパク質の凝集抵抗性は、生化学的に測定される。凝集抵抗性を評価する例示的な生化学的方法は、熱曝露分析である。「熱曝露分析」において、本開示のタンパク質は様々な範囲の昇温を一定期間受ける。例えば、テストタンパク質または組成物は一定範囲の温度上昇を受ける。該タンパク質の活量は次に、関連した生化学的分析によって分析される。例えば、結合するタンパク質の結合活量は、機能的または定量的ＥＬＩＳＡによって決定することができる。結合親和性を決定する別の方法は、表面プラズモン共鳴を用いる。表面プラズモン共鳴は、例えばＢＩＡｃｏｒｅ  ｓｙｓｔｅｍ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ  Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ  ＡＢ，Ｕｐｐｓａｌａ，Ｓｗｅｄｅｎ  ａｎｄ  Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ニュージャージー州）を用いて、バイオセンサ充填材内のタンパク質濃度における変質の検出によって、実時間二重特異性相互作用の分析を可能にする光学現象である。
【０２３６】
他の態様において、本開示の組成物またはタンパク質の凝集抵抗性は、その凝集傾向の測定よって決定される。凝集は、多数の非限定的な生化学的または生物物理学的技術によって測定することができる。例えば、本開示の組成物またはタンパク質の凝集は、クロマトグラフィ、例えばサイズ排除クロマトグラフィ（ＳＥＣ）を用いて評価することができる。ＳＥＣは分子を大きさに基づいて分離する。カラムは、イオンおよび小さい分子を内部へ取り込み、しかし大きいものは取り込まない高分子ゲルの半固体ビーズで充填されている。タンパク質または組成物が該カラムの最上部に塗布されると、小型の折り畳みタンパク質（即ち、非凝集タンパク質）は、大きいタンパク質凝集体の場合より大量の溶媒中で分散される。その結果、大きい凝集体はカラム中をより迅速に動き、これによって混合物はその要素へと分離または画分化することができる。各画分は、ゲルから溶出する際に別々に（例えば、光錯乱によって）定量化することができる。したがって、本開示のタンパク質または組成物の凝集百分率は、画分の濃度をゲルに適用されたタンパク質の合計濃度と比較することによって決定することができる。凝集抵抗性組成物は、原則的に単一画分としてカラムから溶出し、溶出プロフィールまたはクロマトグラムにおいて原則的に単一ピークとして現れる。
【０２３７】
他の態様において、本開示の組成物の凝集抵抗性は、タンパク質の発現（例、組み換え発現）の後に回収されたタンパク質の量（本明細書中では「収率％」）を測定することによって評価される。例えば、収率％は、宿主培地１ｍｌあたりの回収されたタンパク質のミリグラム（例、ｍｇ／ｍｌタンパク質）を決定することによって、測定することができる。好ましい態様において、収率％は哺乳動物宿主細胞（例、ＣＨＯ細胞）内での発現の後に評価される。
【０２３８】
別の態様において、本開示の組成物の凝集抵抗性は、所定の時間の保存後に一定範囲の温度（例、約２５℃から約８０℃）におけるタンパク質の損失を観察することによって評価される。回収タンパク質の量または濃度は、当技術分野において周知の任意のタンパク質定量化方法を用いて、初めのタンパク質濃度と比較することによって、決定することができる。例示的なタンパク質定量化方法は、ＳＤＳ−ＰＡＧＥ分析またはＢｒａｄｆｏｒｄ分析を含む。
【０２３９】
他の実施形態において、本開示のタンパク質の凝集抵抗性は、結合分子の変性されたまたは解きほどかれた部分への、標識化合物の結合を定量化することによって、評価することができる。かかる分子は、標準的に天然タンパク質の内部に埋め込まれた、しかし変性されたまたは解きほどかれた結合分子においては曝露される、アミノ酸の大きい疎水性パッチと好ましくは結合または相互作用するように、好ましくは疎水性である。例示的な標識化合物は、疎水性蛍光色素、１−アニリノ−８−ナフタリンスルホン酸（ＡＮＳ）である。
【０２４０】
他の態様は、正確に折り畳まれた可変領域にのみ結合するタンパク質の結合（例、プロテインＡは正確に折り畳まれたＩｇＧ３  ＶＨに結合する）を検出することを含む。
複合体
【０２４１】
本開示は、別の化合物、例えば、はっきりと異なる部分に結合した本開示のタンパク質を含む複合体（免疫複合体）、例えば、タンパク質に直接的または間接的に結合される治療薬剤に結合した本開示のタンパク質も提供する。他の部分の例として、酵素、蛍光体、細胞毒素、放射性同位体（例えば、ヨウ素−１３１、イットリウム−９０、もしくはインジウム−１１１）、免疫調節薬、抗血管形成剤、抗新血管形成および／または他の血管新生剤、毒素、抗増殖剤、アポトーシス促進剤、化学療法剤、ならびに治療用核酸が挙げられるが、それらに限定されない。
【０２４２】
細胞毒素は、細胞に対して有害な（例えば、死滅させる）任意の作用物質を含む。当技術分野で既知のこれらの薬物のクラスの記述およびそれらの作用機序については、Ｇｏｏｄｍａｎ  ｅｔ  ａｌ．（１９９０）を参照されたい。抗体免疫毒素の調製に関するさらなる技術は、例えば、米国第５，１９４，５９４号に提供される。例示的な毒素には、ジフテリアＡ鎖、ジフテリア毒素の非結合活性フラグメント、活性フラグメント毒素Ａ鎖（緑膿菌由来）、リシンＡ鎖、アブリンＡ鎖、モデシンＡ鎖、αサルシン、シナアブラギリタンパク質、ジアンチンタンパク質、アメリカヤマゴボウタンパク質（ＰＡＰＩ、ＰＡＰＩＩ、およびＰＡＰ−Ｓ）、ニガウリ阻害剤、クルシン、クロチン、サボンソウ阻害剤、ゲロニン、ミトジリン、レストリクトシン、フェノマイシン、エノマイシン、ならびにトリコテセンが含まれる。例えば、国際公開公報ＷＯ第９３／２１２３２号を参照されたい。
【０２４３】
本開示の免疫複合体を形成するのに好適な治療薬剤には、タクソール、サイトカラシンＢ、グラミシジンＤ、エチジウムブロマイド、エメチン、マイトマイシン、エトポシド、テニポシド、ビンクリスチン、ビンブラスチン、コルヒチン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、ジヒドロキシアントラシンジオン、ミトキサントロン、ミトキサントロン、アクチノマイシンＤ、１−デヒドロテストステロン、グルココルチコイド、プロカイン、テトラカイン、リドカイン、プロプラノロール、およびピューロマイシン、アンチメタボライト（メトトレキサート、６−メトトレキサート、６−チオグアニン、シタラビン、フルダラビン、５−フルオロウラシル、ダカルバジン、ヒドロキシウレア、アスパラギナーゼ、ゲムシタビン、クラドリビン等）、アルキル化剤（メクロレタミン、チオテパ、クロラムブシル、メルファラン、カルムスチン（ＢＳＮＵ）、ロムスチン（ＣＣＮＵ）、シクロホスファミド、ブスルファン、ジブロモマンニトール、ストレプトゾトシン、ダカルバジン（ＤＴＩＣ）、プロカルバジン、マイトマイシンＣ、シスプラチン等、およびカルボプラチン等の他の白金誘導体）、抗生物質（ダクチノマイシン（以前のアクチノマイシン）、ブレオマイシン、ダウノルビシン（以前のダウノマイシン）、ドキソルビシン、イダルビシン、ミトキサントロン、マイトマイシン、ミトキサントロン、プリカマイシン、アントラマイシン（ＡＭＣ）等）が含まれる。
【０２４４】
多種多様の放射性核種が放射接合抗体の産生で使用可能である。例として、２１２Ｂｉ、１３１Ｉ、９０Ｙ、および１８６Ｒｅが挙げられるが、それらに限定されない。
【０２４５】
別の実施形態において、タンパク質は、予標的化で利用するために「受容体」（ストレプトアビジン等）に結合することができ、タンパク質−受容体複合体が患者に投与され、続いて、洗浄剤を用いて非結合複合体を血中から除去し、次に、治療薬剤（例えば、放射性ヌクレオチド）に結合している「配位子」（例えば、アビジン）を投与する。
【０２４６】
本開示のタンパク質を、当技術分野で既知であり、かつ容易に入手可能な追加の非タンパク質性部分を含有するようにさらに修飾することができる。好ましくは、タンパク質の誘導体化に好適な部分は、水溶性ポリマーである。水溶性ポリマーの非限定的な例には、ポリエチレン・グリコール（ＰＥＧ）、エチレン・グリコール／プロピレン・グリコールのコポリマー、カルボキシメチルセルロースウロース、デキストラン、またはポリビニル・アルコールが挙げられるが、それらに限定されない。
【０２４７】
化合物をタンパク質残基に結合させるための様々な方法が当技術分野で既知であり、かつ当業者に明らかである。
使用
【０２４８】
本開示のタンパク質は、研究、診断／予後診断適用、業務用途、および治療適用を含む多種多様の適用において有用である。タンパク質が結合する抗原に応じて、例えば、細胞を死滅させるか、あるいは増殖を阻止するために化合物を細胞に送達するのに、ならびに／または画像化に、および／もしくは生体外アッセイに有用であり得る。一例において、タンパク質は、画像化および細胞への細胞毒性薬の送達の両方に有用であり、即ち、タンパク質は検出可能な標識および細胞毒性薬に結合され、または組成物が、一部が細胞毒性薬に結合され、一部が検出可能な標識に結合されるタンパク質の混合物を含む。
【０２４９】
本明細書に記載のタンパク質は、（ａ）受容体への結合（例えば、配位子の結合、阻害剤）（ｂ）受容体シグナル伝達機能、および／または（ｃ）刺激性機能を抑制するために（低減するか、あるいは阻止することができる）拮抗剤として働くこともできる。受容体機能の拮抗剤として働くタンパク質は、配位子結合を直接的、または（例えば、立体配座の変化を引き起こすことにより）間接的に阻害することができる。
【０２５０】
本開示のタンパク質は、例えば、（ａ）受容体への（例えば、配位子の）結合を強化もしくは誘導する、（ｂ）受容体シグナル伝達機能を強化もしくは誘導する、および／または（ｃ）刺激性機能を提供する受容体の作用薬であってもよい。
抗原
【０２５１】
本開示は、本明細書の任意の実施形態、態様、または特許請求の範囲において具体的に除外された抗原以外の任意の１個または複数個の抗原に特異的に結合することができる本開示に従って修飾されたＶＨを含むタンパク質を企図し、即ち、特異的抗原を必要とするのではなく、本開示の例は一般的である。
【０２５２】
一例において、本開示のタンパク質は、微生物および／またはトリ由来のタンパク質に結合しない。
【０２５３】
一例において、タンパク質は、リゾチーム（例えば、ニワトリリゾチーム）および／またはベータガラクトシダーゼおよび／またはアミラーゼ（例えば、アルファアミラーゼ）および／またはアンヒドラーゼ（例えば、カルボニックアンヒドラーゼ）および／またはＢ５Ｒ（例えば、ワクシニア由来）に結合しない。一例において、タンパク質は、ヒトアルブミンに結合しない。一例において、タンパク質は、ヒトＶＥＧＦに結合しない。
【０２５４】
好ましいタンパク質は、ヒトタンパク質に特異的に結合するか、あるいはヒトタンパク質に対する抗体から得られる。
【０２５５】
本開示の例は、疾病または障害（即ち、状態）に関連する、例えば、癌もしくは癌性／形質転換細胞に関連するか、あるいはそれにより発現される、および／または自己免疫疾患に関連する、および／または炎症性疾患もしくは状態に関連する、および／または神経変性病に関連する、および／または免疫不全疾患に関連する抗原に特異的に結合するタンパク質を企図する。
【０２５６】
産生することができる本開示のタンパク質に対する例示的な抗原には、ＢＭＰＲｌＢ（骨形態形成タンパク質受容体ＩＢ型、国際公開ＷＯ第２００４０６３３６２号）、Ｅｌ６（ＬＡＴｌ、ＳＬＣ７Ａ５、国際公開ＷＯ第２００４０４８９３８号）、ＳＴＥＡＰｌ（前立腺の６回の膜貫通上皮抗原、国際公開ＷＯ第２００４０６５５７７号）、ＣＡ１２５（ＭＵＣ１６、国際公開ＷＯ第２００４０４５５５３号）、ＭＰＦ（ＭＳＬＮ、ＳＭＲ、巨核球増強因子、メソテリン、国際公開ＷＯ第２００３１０１２８３号）、Ｎａｐｉ３ｂ（国際公開ＷＯ第２００４０２２７７８号）、Ｓｅｍａ  ５ｂ（国際公開ＷＯ第２００４０００９９７号）、ＰＳＣＡ（ＵＳ２００３１２９１９２号）、ＥＴＢＲ（国際公開ＷＯ第２００４０４５５１６号）、ＭＳＧ７８３（国際公開ＷＯ第２００３１０４２７５号）、ＳＴＥＡＰ２（国際公開ＷＯ第２００３０８７３０６号）、ＴｒｐＭ４（ＵＳ２００３１４３５５７号）、ＣＲＩＰＴＯ（ＵＳ２００３２２４４１１号）、ＣＤ２１（国際公開ＷＯ第２００４０４５５２０号）、ＣＤ７９ｂ（国際公開ＷＯ第２００４０１６２２５号）、ＳＰＡＰｌＢ（国際公開ＷＯ第２００４０１６２２５号）、ＨＥＲ２（国際公開ＷＯ第２００４０４８９３８号）、ＮＣＡ（国際公開ＷＯ第２００４０６３７０９号）、ＭＤＰ（国際公開ＷＯ第２００３０１６４７５号）、ＩＬ−２０Ｒα（ＥＰ１３９４２７４）、Ｂｒｅｖｉｃａｎ（ＵＳ２００３１８６３７２号）、ＥｐｈＢ２Ｒ（国際公開ＷＯ第２００３０４２６６１号）、ＡＳＬＧ６５９（ＵＳ２００４０１０１８９９号）、ＰＳＣＡ（国際公開ＷＯ第２００４０２２７０９号）、ＧＥＤＡ（国際公開ＷＯ第２００３０５４１５２号）、ＢＡＦＦ−Ｒ（国際公開ＷＯ第２００４０５８３０９号）、ＣＤ２２（国際公開ＷＯ第２００３０７２０３６号）、ＣＤ７９ａ（国際公開ＷＯ第２００３０８８８０８号）、ＣＸＣＲ５（国際公開ＷＯ第２００４０４００００号）、ＨＬＡ−ＤＯＢ（国際公開ＷＯ第９９５８６５８号）、Ｐ２Ｘ５（国際公開ＷＯ第２００４０４７７４９号）、ＣＤ７２（国際公開ＷＯ第２００４０４２３４６号）、ＬＹ６４（ＵＳ２００２１９３５６７号）、ＦｃＲＨｌ（国際公開ＷＯ第２００３０７７８３６号）、ＩＲＴＡ２（国際公開ＷＯ第２００３０７７８３６号）、ＴＥＮＢ２（国際公開ＷＯ第２００４０７４３２０号）、ＣＤ２０（国際公開ＷＯ第９４／１１０２６号）、ＶＥＧＦ−Ａ（Ｐｒｅｓｔａ  ｅｔ  ａｌ．，１９９７）、ｐ５３、ＥＧＦＲ、プロゲステロン受容体、カテプシンＤ、Ｂｃｌ−２、Ｅカドヘリン、ＣＥＡ、ルイスＸ、Ｋｉ６７、ＰＣＮＡ、ＣＤ３、ＣＤ４、ＣＤ５、ＣＤ７、ＣＤ１１ｃ、ＣＤ１１ｄ、ｃ−Ｍｙｃ、ｔａｕ、ＰｒＰＳＣ、ＴＮＦα、ソニック・ヘッジホッグ、肝細胞増殖因子、肝細胞増殖因子受容体、ＥＰＨＡ２、プロラクチン受容体、プロラクチン、ＩＬ−２、ＴＮＦ−受容体、ＩＬ−２１、ＩＬ−２１受容体、ＣＸＣＲ７、ＦＧＦＲ２、ＦＧＦ２、またはＡβが含まれる。
【０２５７】
別の例では、本開示のタンパク質は、可溶性タンパク質、好ましくは、生体内で分泌される可溶性タンパク質に結合する。例示的な可溶性タンパク質には、サイトカインが含まれる。「サイトカイン」という用語は、別の細胞上で細胞内メディエーターとして働く１個の細胞集団により放出されるタンパク質またはペプチドの一般名である。サイトカインの例には、リンホカイ、モノカイン、増殖因子、および従来のポリペプチドホルモンが挙げられる。サイトカインには、ヒト増殖ホルモン、Ｎ−メチオニルヒト増殖ホルモン、およびウシ成長ホルモン等の増殖ホルモン；副甲状腺ホルモン、サイロキシン、インスリン、プロインスリン、レラキシン、プロレラキシン、卵胞刺激ホルモン（ＦＳＨ）、甲状腺刺激ホルモン（ＴＳＨ）、および黄体形成ホルモン（ＬＨ）等の糖タンパク質ホルモン、肝臓増殖因子；プロスタグランジン、線維芽細胞増殖因子、プロラクチン、胎盤性ラクトゲン、ＯＢタンパク質、腫瘍壊死因子−αおよび−β；ミュラー管抑制物質、ゴナドトロピン関連ペプチド、インヒビン、アクチビン、血管内皮増殖因子、インテグリン、トロンボポエチン（ＴＰＯ）、ＮＧＦ−Ｂ等の神経成長因子、血小板増殖因子、ＴＧＦ−αおよびＴＧＦ−β等のトランスフォーミング増殖因子（ＴＧＦ）、インスリン様成長因子−Ｉもしくは−ＩＩ、エリスロポエチン（ＥＰＯ）、骨誘導因子、インターフェロン−α、−β、もしくは−γ等のインターフェロン；マクロファージ−ＣＳＦ（Ｍ−ＣＳＦ）、顆粒球マクロファージ−ＣＳＦ（ＧＭ−ＣＳＦ）等のコロニー刺激因子（ＣＳＦ）；ならびに顆粒球−ＣＳＦ（Ｇ−ＣＳＦ）、ＩＬ−１、ＩＬ−ｌα、ＩＬ−２、ＩＬ−３、ＩＬ−４、ＩＬ−５、ＩＬ−６、ＩＬ−７、ＩＬ−８、ＩＬ−９、ＩＬ−１０、ＩＬ−１１、ＩＬ−１２、ＩＬ−１３、ＩＬ−１４、ＩＬ−１５、ＩＬ−１６、ＩＬ−１７、ＩＬ−１８、ＩＬ−２１、およびＬＩＦ等のインターロイキン（Ｉｌ）が含まれる。好ましいサイトカインは、インターロイキン２、１３、または２１、ＴＮＦアルファ、ＴＧＦベータ、ＢＡＦＦ、およびＧＭ−ＣＳＦから成る群から選択される。
【０２５８】
別の例では、可溶性タンパク質はケモカインである。ケモカインは、概して、免疫エフェクター細胞をケモカイン発現の部位に動員する化学誘引物質として働く。ケモカインには、ＲＡＮＴＥＳ、ＭＣＡＦ、ＭｌＰｌ−アルファ、またはＭＩＰｌ−ベータが含まれるが、それらに限定されない。当業者であれば、ある特定のサイトカインが化学誘引物質作用を有することでも既知であり、ケモカインの用語下に分類することもできることを認識する。好ましいケモカインはＲＡＮＴＥＳである。
【０２５９】
別の例では、可溶性タンパク質は、ペプチドホルモンである。例示的なペプチドホルモンには、インスリン、ＮＰＹ、ＰＹＹ、グルカゴン、およびプロラクチンが含まれる。
【０２６０】
さらなる例において、可溶性タンパク質は、プロテアーゼである。例示的なプロテアーゼには、因子Ｘ、因子ＶＩＩ、因子ＩＸ、またはカリクレインが含まれる。
【０２６１】
別の例では、本開示タンパク質は、受容体または膜結合性タンパク質に結合する。例示的な抗原には、Ｇ−タンパク質結合受容体（ＣＸＣＲ７、ＣＸＣＲ５、ＣＸＣＲ３、Ｃ５ａＲ、もしくはベータ−２−アドレナリン受容体等）またはイオン・チャネル連結型受容体（ナトリウム・チャンネルもしくはカリウム・チャンネルもしくはカルシウム・チャンネル、好ましくは、ニコチン性アセチルコリン受容体等）または１回の膜貫通タンパク質（Ｔ細胞受容体もしくはプロラクチン受容体もしくはサイトカイン受容体（例えば、ＩＬ−２１−受容体）またはＭＨＣクラス１もしくはＭＨＣクラス２またはＣＤ４もしくはＣＤ８等）が含まれる。
【０２６２】
さらなる例において、本開示のタンパク質は、インターフェロンアルファ受容体１（ＩＦＮＡＲ１）、アンジオポエチン−２、ＩＬ−４Ｒα、ＩＬ−３３、ＣＸＣＬ１３、糖化最終産物受容体（ＲＡＧＥ）、ＩＣＯＳ、ＩｇＥ、インターフェロンα、ＩＬ−６、ＩＬ−６受容体、ＥｐｈＢ４、ＣＤ１９、ＧＭ−ＣＳＦ受容体、ＣＤ２２、ＩＬ−２２、ＥｐｈＡ２、ＩＬ−１３、高移動度群タンパク質１（ＨＭＧｌ）、未分化リンパ腫キナーゼ（ＡＬＫ）、インテグリン（例えば、インテグリンαＶβ３）、Ｅｐｈ受容体、ＩＬ−９、ＥｐｈＡ４、ＰＣ細胞由来増殖因子（ＰＣＤＧＦ）、神経成長因子（ＮＧＦ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ）、血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）、血小板由来成長因子受容体（ＰＤＧＦＲ、例えば、ＰＤＧＦＲαもしくはＰＤＧＦＲβ）、またはＩＬ−５のうちの１つ以上に結合する。
【０２６３】
本開示のタンパク質を誘導することができる例示的な抗体は、当業者には明らかであり、上の本明細書で列記される抗体を含む。
【０２６４】
例示的な二重特異性抗体タンパク質は、関心の抗原の２つの異なるエピトープに結合し得る。他のそのようなタンパク質は、１つの抗原結合部位を別のタンパク質の結合部位と組み合わせることができる。あるいは、関心の領域の抗抗原は、細胞防御機構に焦点を合わせ、かつそれを関心の抗原を発現する細胞に局在化するように、Ｔ細胞受容体分子（例えば、ＣＤ３）等の白血球上の誘発分子、またはＦｃγＲＩ（ＣＤ６４）、ＦｃγＲＩＩ（ＣＤ３２）、および／もしくはＦｃγＲＩＩＩ（ＣＤｌ６）等のＩｇＧのＦｃ受容体（ＦｃγＲ）に結合する領域と組み合わせることができる。二重特異性抗体タンパク質を用いて、細胞毒性薬を、関心の抗原を発現する細胞に局在化することもできる。これらのタンパク質は、関心の抗原に結合する領域、および細胞毒性薬（例えば、サポリン、抗インターフェロン−α、ビンカアルカロイド、リシンＡ鎖、メトトレキサート、または放射性同位体ハプテン）に結合する領域を有する。国際公開ＷＯ第９６／１６６７３号は二重特異性抗ＥｒｂＢ２／抗ＦｃγＲＩＩＩ抗体を説明し、米国特許第５，８３７，２３４号は二重特異性抗ＥｒｂＢ２／抗ＦｃγＲＩ抗体を開示する。二重特異性抗ＥｒｂＢ２／Ｆｃα抗体は、国際公開ＷＯ第９８／０２４６３号に示される。米国第５，８２１，３３７号は、二重特異性抗ＥｒｂＢ２／抗ＣＤ３抗体を教示する。
薬学的組成物および治療法
【０２６５】
本開示のタンパク質（同義語、有効成分）は、予防または治療処置のための非経口、局所、経口、もしくは局所投与、エアロゾル投与、または経皮投与に有用である。薬学的組成物を、投与法に依存して、多種多様の単位剤形で投与することができる。例えば、経口投与に好適な単位剤形には、粉末剤、タブレット剤、錠剤、カプセル剤、およびトローチ剤が含まれるか、あるいは非経口投与による。本開示の薬学的組成物が経口投与される時、消化から保護されるべきであると認識される。これは、典型的には、タンパク質を組成物と複合体形成させて、酸加水分解および酵素加水分解に対して耐性にさせることによって、または化合物をリポソーム等の適切に耐性を示す担体内に包装することによってのいずれかで達成される。タンパク質を消化から保護する手段は当技術分野で既知である。
【０２６６】
典型的には、治療的に有効な量のタンパク質が製剤化されて対象への投与のための組成物となる。「治療的に有効な量」という表現は、対象における治療または他の治療効果を促進、誘導、および／または強化するのに十分な量を指す。明らかであるように、これらの製剤中の本開示のタンパク質の濃度は幅広く変化し得、選択される特定の投与方法および患者の要求に従って、主に液量、粘度、体重等に基づいて選択される。疾病の種類および重症度に応じて、治療的に有効な量は、例えば、１回以上の別々の投与によるか、あるいは持続注入により、約１μｇ／ｋｇ〜１００ｍｇ／ｋｇ（例えば、０．１〜１０ｍｇ／ｋｇ）のタンパク質であり得る。典型的な１日投与量は、約１μｇ／ｋｇ〜１００ｍｇ／ｋｇ以上に及び得る。数日以上にわたる反復投与について、状態に応じて、治療は病徴の所望の抑制が起こるまで持続される。例示的な投与計画には、約４ｍｇ／ｋｇの初回負荷量のタンパク質、その後、約２ｍｇ／ｋｇの週１回の維持量のタンパク質の投与が含まれる。他の投与計画が有用であり得る。例えば、リツキシマブ等の抗ＣＤ２０抗体は、約３７５ｍｇ／ｍ２の用量で投与される。ベバシズマブ等の抗ＶＥＧＦ抗体は、５〜１０ｍｇ／ｋｇの用量で投与される。トラスツズマブ等の抗Ｈｅｒ２／ｎｅｕ抗体は、４〜８ｍｇ／ｋｇの負荷量および２〜６ｍｇ／ｋｇの週１回／２週間に１回の維持量で投与される。アダリムマブ等の抗ＴＮＦα抗体は、関節リウマチを治療するために、１週間当たり約４００ｍｇの用量、または第一週に１６０ｍｇの負荷量および１週間当たり４０ｍｇの維持量、あるいは乾癬を治療するために、８０ｍｇの負荷量および１週間当たり４０ｍｇの維持量で投与される。治療の経過は、従来の技術およびアッセイにより容易に監視される。
【０２６７】
本開示のタンパク質の好適な投与量は、特定のタンパク質、診断／治療／予防される状態、および／または治療される対象により変化する。例えば、最適または有用な投与量を決定するために、準最適な投与量で開始し、徐々に投与量を修正しながら好適な投与量を決定することは、熟練医師の能力の範囲内である。あるいは、治療／予防のための適切な投与量を決定するために、細胞培養アッセイまたは動物研究のデータが使用され、好適な用量は、ほとんどまたは全く毒性を有さない活性化合物のＥＤ５０を含む血中濃度の範囲内である。投与量は、採用される剤形および利用される投与経路に応じて、この範囲内で異なり得る。治療的／予防的に有効な用量を、最初に細胞培養アッセイから推定することができる。細胞培養において決定して、ＩＣ５０を含む循環血漿濃度の範囲（即ち、症状の半最大抑制を達成する化合物の濃度）を達成するするように、動物モデルにおいて用量を処方することができる。そのような情報を用いて、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。血漿のレベルを、例えば、高速液体クロマトグラフィにより測定することができる。
【０２６８】
あるいは、本開示のタンパク質は、対象への投与前に治療的に有効な用量に希釈される濃縮された用量で製剤化される。
【０２６９】
本開示の組成物は、特に非経口投与に有用であり、例えば、静脈、筋肉内、皮下、経皮、または腫瘍もしくは疾病部位への蠕動投与および直接滴下（腔内投与）を含む他のそのような経路を介する注入のために製剤化される。投与のための組成物は、一般に、薬学的に許容される担体、好ましくは、水溶性担体中に溶解される本開示のタンパク質の溶液を含む。例えば、緩衝食塩水等の多種多様の水性の担体を用いることができる。他の例示的な担体には、水、食塩水、リンガー溶液、デキストロース溶液、および５％ヒト血清アルブミンが含まれる。混合油およびオレイン酸エチル等の非水性ビヒクルを用いることもできる。リポソームを担体として用いることもできる。ビヒクルは、等張性および化学安定性を強化する少量の添加物、例えば、緩衝液および防腐剤を含有し得る。組成物は、ｐＨ調整剤および緩衝剤、毒性調整剤、例えば、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、乳酸ナトリウム等の生理学的状態に近づけるのに必要とされる薬学的に許容される補助剤を含有し得る。
【０２７０】
薬学的組成物を調製するための技術は、概して、レミントンの薬学、１６ｔｈ  Ｅｄ．Ｍａｃｋ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，１９８０により例示されるように、当技術分野で既知である。
【０２７１】
国際公開ＷＯ第２００２／０８０９６７号は、組成物、および本開示のタンパク質の投与にも好適である、例えば、喘息の治療のためのタンパク質を含むエアロゾル化された組成物を投与するための方法を説明する。
【０２７２】
本開示のタンパク質を、第２の化合物との併用療法として、薬学的組み合わせ、製剤、または投与計画において組み合わせることができる。薬学的組み合わせ、製剤、または投与計画の第２の化合物は、好ましくは、それらが相互に悪影響を及ぼさないように、組み合わせのタンパク質への相補的活性を有する。
【０２７３】
第２の化合物は、化学療法剤、細胞毒性薬、サイトカイン、増殖阻害剤、抗ホルモン剤、および／または心臓保護であり得る。そのような分子は、意図される目的に有効な量の組み合わせにおいて適切に存在する。本開示のタンパク質を含有する薬学的組成物は、チューブリン形成阻害剤、トポイソメラーゼ阻害剤、またはＤＮＡ結合剤等の治療的に有効な量の化学療法剤も有し得る。
【０２７４】
薬学的「徐放」カプセル剤または組成物を使用することもできる。徐放製剤は、概して、長期間にわたって一定の薬物レベルを与えるよう設計されており、本開示の化合物を送達するために使用することができる。
【０２７５】
本開示は、対象における状態を治療または予防する方法も提供し、本方法は、治療的に有効な量の本開示のタンパク質を、それを必要とする対象に投与することを含む。
【０２７６】
状態を予防するという文脈において、本明細書で使用される「予防」、「予防する」、もしくは「予防」という用語は、特定の疾病または状態のうちの少なくとも１つの症状の発症を停止または妨害するのに十分な本明細書に記載のタンパク質の量を投与することを含む。
【０２７７】
本明細書で使用される「治療」、「治療する」、もしくは「治療」という用語は、特定の疾病または状態のうちの少なくとも１つの症状を軽減または排除するのに十分な本明細書に記載の治療的に有効な量の阻害剤および／または作用物質を投与することを含む。
【０２７８】
本明細書で使用される「対象」という用語は、ヒトを含む任意の動物、好ましくは、哺乳動物を意味するよう用いられる。例示的な対象には、ヒト、霊長類、家畜（例えば、ヒツジ、ウシ、ウマ、ロバ、ブタ）、ペット（例えば、イヌ、ネコ）、実験室での試験用動物（例えば、マウス、ウサギ、ラット、テンジクネズミ、ハムスター）、捕獲野生動物（例えば、キツネ、シカ）が含まれるが、それらに限定されない。好ましくは、哺乳動物は、ヒトまたは霊長類である。より好ましくは、哺乳動物はヒトである。
【０２７９】
本明細書で使用される「状態」は、正常機能の撹乱または正常機能妨害であり、任意の特定の状態に限定されず、疾病または障害を含む。一例として、本状態は、癌または自己免疫もしくは炎症性疾患である。
【０２８０】
例示的な癌には、癌腫、リンパ腫、芽細胞腫、肉腫、および白血病またはリンパ系悪性腫瘍が含まれるが、それらに限定されない。そのような癌のより具体的な例には、扁平上皮癌（例えば、上皮扁平上皮癌）、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、肺腺癌、および肺扁平上皮癌を含む肺癌、腹膜癌、肝細胞癌、消化管癌を含む胃癌（ｇａｓｔｒｉｃ  ｃａｎｃｅｒ）もしくは胃癌（ｓｔｏｍａｃｈ  ｃａｎｃｅｒ）、膵臓癌、膠芽細胞腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝臓癌、膀胱癌、肝細胞癌、乳癌、大腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜もしくは子宮癌、唾液腺癌腫、腎臓もしくは腎細胞癌、前立腺癌、外陰癌、甲状腺癌、肝臓癌、肛門癌、陰茎癌、ならびに頭頸部癌が挙げられる。好ましくは、癌は、乳癌または肺癌または卵巣癌または前立腺癌である。
【０２８１】
炎症状態もしくは自己免疫状態は、抗原への免疫グロブリンまたはＴ細胞受容体の反応により引き起こされる状態である。これらの状態には、自己免疫疾患および過敏反応（例えば、Ｉ型：過敏症、蕁麻疹、食物アレルギー、喘息、ＩＩ型：自己免疫溶血性貧血、輸血反応、ＩＩＩ型：血清病、壊死性血管炎、糸球体腎炎、関節リウマチ、狼瘡、ＩＶ型：接触性皮膚炎、組織不適合性）が含まれる。自己免疫疾患には、リウマチ性疾患（例えば、関節リウマチ、シェーグレン症候群、強皮症、ＳＬＥおよびループス腎炎等の狼瘡、多発性筋炎／皮膚筋炎、クリオグロブリン血症、抗リン脂質抗体症候群、ならびに乾癬性関節炎等）、変形性関節症、自己免疫胃腸および肝疾患（例えば、炎症性腸疾患（例えば、潰瘍性大腸炎およびクローン病）、自己免疫性胃炎および悪性貧血、自己免疫肝炎、原発性胆汁性肝硬変、原発性硬化性胆管炎、ならびにセリアック病等）、血管炎（例えば、チャーグ−ストラウス血管炎を含むＡＮＣＡ関連血管炎、ウェゲナー肉芽腫症、および多発性関節炎等）、自己免疫神経疾患（例えば、多発性硬化症、オプソクローヌス・ミオクローヌス症候群、重症筋無力症、視神経脊髄炎、および自己免疫性多発等）、腎障害（例えば、糸球体腎炎、グッドパスチャー症候群、およびバーガー病等）、自己免疫性皮膚疾患（例えば、乾癬、蕁麻疹（ｕｒｔｉｃａｒｉａ）、蕁麻疹（ｈｉｖｅｓ）、尋常性天疱瘡、水疱性類天疱瘡、および皮膚エリテマトーデス等）、血液疾患（例えば、血小板減少性紫斑病、血栓性血小板減少性紫斑病、輸血後紫斑病、および自己免疫性溶血性貧血等）、アテローム性動脈硬化、ブドウ膜炎、自己免疫性難聴疾患（例えば、内耳疾患および難聴等）、ベーチェット病、レイノー症候群、臓器移植、および自己免疫性内分泌疾患（例えば、インスリン依存性糖尿病（ＩＤＤＭ）等の糖尿病関連自己免疫疾患、アディソン病、および自己免疫性甲状腺疾患（例えば、グレーブス病および甲状腺炎）等）が含まれる。より好ましいそのような疾病には、例えば、関節リウマチ、潰瘍性大腸炎、ＡＮＣＡ関連血管炎、狼瘡、多発性硬化症、シェーグレン症候群、グレーブス病、ＩＤＤＭ、悪性貧血、甲状腺炎、および糸球体腎炎が含まれる。
【０２８２】
別の例では、炎症状態は、サイトカイン遊離、ヒスタミン遊離、酸化バースト、貪食、他の顆粒酵素の放出、および走化性が起こる、好中球、単球、肥満細胞、好塩基球、好酸球、マクロファージが関与する状態である。（上述の）過敏反応が補体活性化および好中球、肥満細胞、好塩基球等の様々な白血球の動員／浸潤を伴うため、炎症性疾患（急性または慢性）と見なすことができる。
【０２８３】
本開示の組成物は、投与製剤に適合した方法で、治療的／予防的に有効な量を投与される。製剤は、多種多様の方法で、例えば、摂取または注射または吸入により容易に投与される。
【０２８４】
他の治療計画を、本開示のタンパク質の投与と併用することができる。併用療法を、同時または順次療法として投与することができる。順次的に投与される時、併用療法を２回以上の投与で投与してもよい。併用投与には、個々の製剤または単一の薬学的製剤を用いる同時投与、およびいずれかの順序での逐次的投与が含まれ、好ましくは、両方の（または全ての）活性薬剤が同時にそれらの生物学的活性を及ぼす間の期間が存在する。
【０２８５】
治療上の使用前に、本開示のタンパク質は、好ましくは、例えば、以下に説明されるように、生体外および／または生体内で試験される。
生体外試験
【０２８６】
一例において、本開示のタンパク質は、化合物に結合する場合でも抗原に結合する。既存のタンパク質（例えば、抗体）に由来するタンパク質について、本開示のタンパク質は、それに由来するタンパク質と少なくとも同様に抗原に結合し得る。あるいは、本開示のタンパク質は、それに由来するか、あるいは負荷電残基を欠如するタンパク質の形態であるタンパク質の少なくとも約１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、もしくは９０％の親和性または結合活性で抗原に結合する。
【０２８７】
タンパク質の結合親和性を決定するための例示的な方法には、標的抗原に対する抗体を阻害するタンパク質の能力を示す単純な免疫アッセイ、例えば、競合結合アッセイが含まれる。競合結合は、試験中のタンパク質が共通の抗原への参照タンパク質の特異的結合を阻害するアッセイにおいて決定される。多数の種類の競合結合アッセイ、例えば、直接固相もしくは間接固相ラジオイムノアッセイ（ＲＩＡ）、直接固相もしくは間接酵素イムノアッセイ（ＥＩＡ）、サンドイッチ競合アッセイ（Ｓｔａｈｌｉ  ｅｔ  ａｌ．，１９８３を参照のこと）、直接固相ビオチンアビジンＥＩＡ（Ｋｉｒｋｌａｎｄ  ｅｔ  ａｌ．，１９８６を参照のこと）、直接固相標識アッセイ、直接固相標識サンドイッチアッセイ（Ｈａｒｌｏｗ  ａｎｄ  Ｌａｎｅ，１９８８を参照のこと）、直接固相ビオチンアビジンＥＩＡ（Ｃｈｅｕｎｇ  ｅｔ  ａｌ．、１９９０）、または直接標識ＲＩＡ（Ｍｏｌｄｅｎｈａｕｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，１９９０）が既知である。典型的には、そのようなアッセイは、固体表面または細胞のいずれかを担持する、それらに結合した精製された抗原、即ち非標識試験タンパク質および標識参照タンパク質の使用を伴う。競合阻害は、試験タンパク質の存在下で、固体表面または細胞に結合される標識の量を決定することにより測定される。
【０２８８】
本開示は、本開示のタンパク質の活性を試験するための方法も包含する。生体外で本開示のタンパク質の活性を評価する様々なアッセイが利用可能である。例えば、本開示のタンパク質は、それが該細胞に結合することができるか否か、および／またはそれを該細胞により内部移行することができるか否かを決定するために、細胞もしくはその集団に投与される。そのようなアッセイは、本開示のタンパク質を検出可能な標識で標識化する（即ち、複合体を産生する）ことにより促進されるが、標識タンパク質を用いて本開示のタンパク質を検出することもできるため、必須ではない。そのようなアッセイは、化合物を細胞に送達する本開示のタンパク質の能力（即ち、ペイロード）、および／または画像化におけるその実用性を評価するのに有用である。好ましくは、本細胞は、本開示のタンパク質が結合する抗原を発現し、より好ましくは、検出もしくは治療されることを所望する細胞型の細胞株または初代細胞培養である。
【０２８９】
概して、例えば、細胞毒性分子に結合する本開示のタンパク質の細胞毒性または細胞増殖抑制作用は、抗原を発現する細胞を、本開示のタンパク質に結合する本開示のタンパク質に曝露させること、タンパク質が生物学的効果を及ぼすのに好適な期間、例えば、約６時間〜約５日間細胞を培養すること、ならびに細胞の生存、細胞毒性、および／または細胞死を測定することにより測定される。生存（増殖）、細胞毒性、および細胞死を測定するのに有用な細胞に基づく生体外アッセイは当技術分野で既知である。
【０２９０】
例えば、ＣｅｌｌＴｉｔｅｒ−Ｇｌｏ（登録商標）Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｃｅｌｌ  Ｖｉａｂｉｌｉｔｙ  Ａｓｓａｙは、甲虫ルシフェラーゼの組み換え発現（米国特許第５５８３０２４号、同第５６７４７１３号、および同第５７００６７０号）に基づく商用の（Ｐｒｏｍｅｇａ  Ｃｏｒｐ．，Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ）均質アッセイ法である。本細胞増殖アッセイは、代謝的に活性な細胞の指標である細胞中に存在するＡＴＰの定量化に基づいて、培養中の生存能力のある細胞の数を決定する。あるいは、細胞生存能は、本開示のタンパク質の存在下で培養される細胞に添加される非蛍光性レザズリンを用いてアッセイされる。生存能力のある細胞は、例えば、レザズリンを、顕微鏡または蛍光プレートリーダーを用いて容易に検出可能な赤色蛍光レゾルフィンに還元する。細胞生存能の分析用キットは、例えば、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ，Ｅｕｇｅｎｅ，ＯＲ，ＵＳＡから入手可能である。
【０２９１】
細胞生存能のための他のアッセイには、ＤＮＡが合成される際のＤＮＡへの３Ｈ−チミジンまたは１４Ｃ−チミジンの取り込みの決定（即ち、細胞分裂に関連したＤＮＡ合成の決定）が含まれる。そのようなアッセイにおいて、細胞は、細胞分裂が起こるのに十分な時間、標識チミジンの存在下でインキュベートされる。任意の取り込まれていないチミジンを除去するために洗浄した後、標識（例えば、放射性標識）は、例えば、シンチレーションカウンターを用いて検出される。細胞増殖を決定するための代替アッセイには、例えば、ＢｒｄＵ取り込み（キットはＡｍｅｒｓｈａｍ  Ｐｈａｒｍａｃｉａ  Ｂｉｏｔｅｃｈから入手可能である、ＥＬＩＳＡまたは免疫組織化学）によるＤＮＡ合成の測定が含まれる。
【０２９２】
細胞死を検出するための例示的なアッセイは、アポトーシス初期に細胞を染色するＡＰＯＰＴＥＳＴ（Ｉｍｍｕｎｏｔｅｃｈから入手可能）を含み、細胞試料の固定化を必要としない（Ｍａｒｔｉｎ  ｅｔ  ａｌ．１９９４）。本方法は、アポトーシスを経る細胞の特徴である細胞膜再構成を検出するためにアネキシンＶ抗体を利用する。次に、この方法で染色されるアポトーシス細胞を、蛍光活性化セルソーター（ＦＡＣＳ）、ＥＬＩＳＡ、または固定化したアネキシンＶ抗体を用いた付着およびパニングのいずれかで選別することができる。あるいは、ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ媒介ＵＴＰビオチンニック末端ラベリング（ＴＵＮＥＬ）アッセイを用いて、細胞死のレベルを決定する。ＴＵＮＥＬアッセイは、アポトーシス中に発生する３’−ＯＨ  ＤＮＡ末端をビオチン化ヌクレオチドで標識化するために、末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ酵素を用いる。次に、ビオチン化ヌクレオチドは、検出可能なマーカーに結合されているストレプトアビジンを用いることにより検出される。ＴＵＮＥＬ染色用のキットは、例えば、Ｉｎｔｅｒｇｅｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｐｕｒｃｈａｓｅ，ＮＹから入手可能である。
【０２９３】
本開示のタンパク質を血清および／もしくは細胞に曝露させ、その後、例えば免疫親和性精製を用いて、本開示のタンパク質を単離することにより、本開示のタンパク質の生体内安定を評価または予想することもできる。回収された本開示のタンパク質の減少量は、本開示のタンパク質が血清中で、または細胞に曝露される時に分解されることを示唆する。
【０２９４】
別の例では、受容体への配位子の結合を阻害する本開示のタンパク質の能力は、標準ラジオイムノアッセイまたは蛍光性免疫アッセイを用いて評価される。
【０２９５】
受容体を刺激または拮抗する本開示のタンパク質の能力を、タンパク質の存在または不在下において、受容体のシグナル伝達を決定することにより評価することもできる。
生体内試験
【０２９６】
本開示のタンパク質を、生体内でのその安定および／または有効性について試験することもできる。例えば、本開示のタンパク質が対象に投与され、例えば、ＥＬＩＳＡを用いて、またはタンパク質に結合される検出可能な標識を検出ことにより、タンパク質の血中濃度が長期間にわたって検出される。これにより、本開示のタンパク質の生体内安定の決定を可能にする。
【０２９７】
本開示のタンパク質をヒト疾病の動物モデルに投与し、その症状へのその効果を決定することもできる。当業者であれば、本開示のタンパク質が結合する抗原に基づいて、好適なモデルを容易に決定することができる。例えば、ヒト癌の例示的なモデルが当技術分野で既知である。例えば、乳癌のマウスモデルには、線維芽細胞増殖因子３（Ｍｕｌｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，１９９０）、ＴＧＦ−アルファ（Ｍａｔｓｕｉ  ｅｔ  ａｌ，１９９０）、ｅｒｂＢ２（Ｇｕｙ，ｅｔ  ａｌ．，１９９２）を過剰発現するマウス、またはＳＣＩＤマウスへのヒト乳癌細胞の移植が含まれる。卵巣癌のモデルには、（例えば、Ｒｏｂｙ  ｅｔ  ａｌ．，２０００に記載される）マウスへの卵巣癌細胞の移植、黄体形成ホルモンを慢性的に分泌する遺伝子導入マウス（Ｒｉｓｍａ  ｅｔ  ａｌ．，１９９５）、またはＷｘ／Ｗｖマウスが含まれる。前立腺癌のマウスモデルも当技術分野で既知であり、例えば、ＳＶ４０初期遺伝子の強制発現から得られるモデル（例えば、ＳＶ４０初期遺伝子を発現するのに最小のラットプロバシンプロモーターを利用するＴＲＡＭＰモデル、あるいは「ＬＡＤＹ」モデルと集合的に称される、ラージＴ抗原を発現するのに長いプロバシンプロモーターを用いる遺伝子導入マウス、あるいはｃ−ｍｙｃまたはＢｃｌ−２もしくはＦｇｆ８ｂを発現するか、あるいは優性阻害のＴＧＦβを発現するマウス）が含まれる（前立腺癌のトランスジェニックモデルの総説については、Ｍａｔｕｓｉｋ  ｅｔ  ａｌ．，２００１を参照のこと）。
【０２９８】
本開示のタンパク質を、癌以外の疾病の動物モデル、例えば、（例えば、Ｔａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，２００４に記載される）糖尿病を抑制、予防、治療、または遅延させるそれらの能力を試験するためのＮＯＤマウス、ならびに／または（例えば、Ｔｒｅｎａｄｏ，２００２に記載される）ＧＶＨＤマウスモデル、ならびに／または乾癬マウスモデル（例えば、Ｗａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．２００８）、ならびに／または関節リウマチのモデル、例えば、ＳＫＧ株マウス（Ｓａｋａｇｕｃｈｉ  ｅｔ  ａｌ．）、ラットＩＩ型コラーゲン関節炎モデル、マウスＩＩ型コラーゲン関節炎モデル、もしくはいくつかの種における抗原誘導性関節炎モデル（Ｂｅｎｄｅｌｅ，２００１））、ならびに／または多発性硬化症モデル（例えば、実験的自己免疫性脳脊髄炎（ＥＡＥ、Ｂｒａｄｌ  ａｎｄ  Ｌｉｎｉｎｇｔｏｎ，１９９６））、ならびに／または炎症性気道疾患（例えば、ＯＶＡチャレンジもしくはゴキブリ抗原チャレンジ（Ｃｈｅｎ  ｅｔ  ａｌ．２００７）および／もしくは炎症性腸疾患モデル（例えば、デキストラン硫酸ナトリウム（ＤＳＳ）誘導性大腸炎もしくは大腸炎のＭｕｃ２欠乏マウスモデル（Ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｓｌｕｉｓ  ｅｔ  ａｌ．２００６））に投与することもできる。
診断法／予後診断法
【０２９９】
一例において、本開示は、状態を診断または予知するための方法を提供する。
【０３００】
本明細書で使用される「診断」という用語または「診断する」、「診断される」、もしくは「診断」等であるがそれらに限定されないその変形は、病態の任意の一次診断または再発病の診断を含む。
【０３０１】
本明細書で使用される「予後」、「予知する」、およびその変形は、回収もしくは再発の可能性を含む、起こり得る疾病の結果または経過を指す。
【０３０２】
一例において、本方法は、試料中の抗原の量を決定することを含む。したがって、本開示のタンパク質は、診断目的または研究目的のために、細胞選別（例えば、フローサイトメトリー、蛍光活性化細胞選別）等の適用において実用性を有する。例えば、試料は、本開示のタンパク質が抗原と結合し、複合体を形成するのに十分な期間および条件下で、本開示のタンパク質と接触させられ、次に、その複合体が検出されるか、あるいは複合体のレベルが決定される。これらの目的のために、本タンパク質を標識化するか、あるいは非標識とすることができる。本タンパク質を、例えば本明細書に記載の標識を用いて、直接標識化することができる。非標識の場合、本タンパク質を、例えば、凝集アッセイにおいて好適な手段を用いて検出することができる。非標識抗体またはフラグメントを、タンパク質と反応する標識抗体（例えば、二次抗体）または他の好適な試薬（例えば、標識プロテインＡ）等のタンパク質を検出するために用いることができる別の（即ち、１つ以上の）好適な試薬との併用で用いることもできる。
【０３０３】
好ましくは、本開示のタンパク質は、免疫アッセイで使用される。好ましくは、免疫組織化学、免疫蛍光，酵素免疫測定（ＥＬＩＳＡ）、固相蛍光免疫検定法（ＦＬＩＳＡ）、ウエスタンブロット法、ＲＩＡ、バイオセンサアッセイ、プロテインチップアッセイ、および免疫染色法（例えば、免疫蛍光）から成る群から選択されるアッセイを用いる。
【０３０４】
標準の固相ＥＬＩＳＡまたはＦＬＩＳＡ形式は、多様な試料由来のタンパク質の濃度を決定するのに特に有用である。
【０３０５】
一形態において、そのようなアッセイは、生体サンプルを固体マトリクス上、例えば、ポリスチレンもしくはポリカーボネートマイクロまたはオイルゲージ、膜、あるいはガラス支持材（例えば、スライドガラス）等に固定することを含む。関心の抗原に特異的に結合する本開示のタンパク質は、固定された試料と直接接触させられ、該試料中に存在するその標的抗原のうちのいずれかとの直接結合を形成する。本開示のタンパク質は、概して、ＦＬＩＳＡの場合において、例えば、蛍光標識（例えば、ＦＩＴＣもしくはテキサスレッド）または（米国第６，３０６，６１０号に記載の）蛍光半導体ナノ結晶等の検出可能なレポーター分子で、あるいはＥＬＩＳＡの場合において、酵素（例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）、アルカリホスファターゼ（ＡＰ）、もしくはβ−ガラクトシダーゼ）で標識化されるか、またはあるいは本開示のタンパク質に結合する標識抗体を用いることができる。任意の非結合タンパク質を除去するために洗浄した後、標識は、蛍光標識の場合において直接、あるいは酵素標識の場合において、例えば、過酸化水素、ＴＭＢ、トルイジン、または５−ブロモ−４−クロロ−３−インドール−ベータ−Ｄ−ガラクトピラノシド（ｘ−ｇａｌ）等の基質の添加を介してのいずれかで検出される。そのようなＥＬＩＳＡまたはＦＬＩＳＡに基づくシステムは、例えば、単離および／もしくは組み換えタンパク質またはその免疫原性フラグメントもしくはそのエピトープ等のタンパク質が結合する既知の量のタンパク質標準物質に対する検出システムの較正により、試料中のタンパク質の量の定量化に特に好適である。
【０３０６】
別の形態において、ＥＬＩＳＡまたはＦＬＩＳＡは、関心の抗原に結合する本開示のタンパク質または抗体を、例えば、膜、ポリスチレンもしくはポリカーボネートマイクロ、ポリスチレンもしくはポリカーボネートオイルゲージ、またはガラス支持材等の固体マトリクス上に固定することを含む。次に、試料は、該本開示のタンパク質または抗体と物理的接触させられ、該化合物が結合するタンパク質が結合または「捕捉」される。次に、結合されたタンパク質は、異なるタンパク質または同一の抗原の異なる部位に結合する本開示の標識タンパク質を用いて検出される。あるいは、第２（検出）のタンパク質に結合する第３の標識抗体を用いることもできる。
画像化法
【０３０７】
当業者には上述から明らかであるように、本開示は、本開示のタンパク質を用いる画像化法も企図する。画像化について、本開示のタンパク質は、画像化により検出可能なシグナルを放出することができる任意の分子または作用物質であり得る、検出可能な標識に結合される。例えば、検出可能な標識は、タンパク質、放射性同位体、蛍光体、可視光発光蛍光体、赤外線発光蛍光体、金属、強磁性体、特定の磁気共鳴（ＭＲ）分光学的特徴を有する物質である電磁放射物質、Ｘ線吸収もしくは反射物質、または音変化物質であり得る。
【０３０８】
本開示のタンパク質を、撮像法の前に、全身的または局所的のいずれかで、腫瘍、臓器、または画像化される組織に投与することができる。概して、腫瘍、組織、または臓器の所望の光学画像を達成するのに効果のある用量のタンパク質が投与される。そのような用量は、採用される特定のタンパク質、撮像法に供される腫瘍、組織、または臓器、使用される画像化装置等により幅広く変化する。
【０３０９】
本開示のいくつかの実施形態では、本開示のタンパク質は、腫瘍の画像化、臓器の断層画像化、臓器機能の監視、冠動脈造影、蛍光内視鏡検査、レーザ誘導手術、光音響および音蛍光法等を含むが、それらに限定されない、様々な生物医学的応用において、組織および臓器の生体内光学造影剤として使用される。本開示のタンパク質が画像化に有用である例示的な疾病、例えば、癌が本明細書で説明され、必要な変更を加えて、本開示の本態様に適用される。一例において、本開示のタンパク質複合体は、特定の本開示のタンパク質が対象のどこで濃縮されているかを監視することにより、腫瘍および他の異常の存在を検出するのに有用である。別の例では、本開示のタンパク質は、腹腔鏡検査時の腫瘍の微小転移の検出のためのレーザ誘導手術に有用である。さらに別の例では、本開示のタンパク質は、アテローム斑および血液凝固の診断に有用である。
【０３１０】
画像化法の例として、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、ＭＲスペクトロスコピー、Ｘ線写真術、ＣＴ、超音波、平面ガンマカメラ画像法、単光子放射型コンピュータ断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）、陽電子放射形コンピュータ断層撮影法（ＰＥＴ）、他の核医学に基づく画像化、可視光を用いた光学画像化、発光酵素を用いた光学画像化、蛍光体を用いた光学画像化、他の光学画像化、近赤外線を用いた画像化、または赤外線を用いた画像化が挙げられる。
【０３１１】
本開示の方法のある特定の例として、対象の外科手術中の組織の画像化がさらに挙げられる。
【０３１２】
画像化のための多種多様の技術は当業者には既知である。これらの技術のうちのいずれをも、本開示の画像化法に照らして、検出可能な標識からシグナルを測定するために適用することができる。例えば、光学画像化は、医学の特定領域において幅広い支持を得ている一画像診断法である。例として、細胞成分の光標識化、ならびに蛍光眼底血管造影およびインドシアニングリーン蛍光眼底血管造影等の血管造影が挙げられる。光学造影剤の例には、例えば、フルオレセイン、フルオレセイン誘導体、インドシアニングリーン、オレゴングリーン、オレゴングリーン誘導体、ローダミングリーン、ローダミングリーン誘導体、エオシン、エリスロシン、テキサスレッド、テキサスレッド誘導体、マラカイトグリーン、ナノゴールドスルホスクシンイミジルエステル、カスケードブルー、クマリン誘導体、ナフタレン、ピリジルオキサゾール誘導体、カスケードイエロー染料、ダポキシル染料が挙げられる。
【０３１３】
ガンマカメラ画像化は、検出可能な標識に由来するシグナルを測定ために利用することができる画像化法として企図される。当業者であれば、ガンマカメラ画像化を適用する技術に精通しているであろう。一実施形態において、シグナルの測定は、１１１Ｉｎまたは９９ｍＴｃ複合体、具体的には１１１Ｉｎ−オクトレオチドまたは９９ｍＴｃ−ソマトスタチン類似体のガンマカメラ画像化の使用を含み得る。
【０３１４】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）は、本開示の文脈において画像診断法として企図される。一連のＸ線を様々な角度から撮り、次に、コンピュータソフトウェアを用いてそれらを合わせることにより、ＣＴは、身体の任意の部分の三次元画像を構築することを可能にする。コンピュータは、任意の角度から任意の深さで二次元スライスを表示するようプログラミングされる。このスライスを合わせて、三次元表示を構築することができる。
【０３１５】
ＣＴにおいて、関心の抗原に結合する、本開示のタンパク質に結合するＸ線造影剤の静脈注射は、初期ＣＴスキャンが症状を示さない時に、組織塊（例えば、軟部組織塊）の同定および描写を支援し得る。同様に、造影剤は、軟部組織病変の血管分布の評価に役立つ。例えば、造影剤の使用は、腫瘍と隣接の血管構造の関係の描写を支援し得る。
【０３１６】
ＣＴ造影剤には、例えば、ヨード造影剤が含まれる。これらの作用物質の例として、ヨータラム酸、イオヘキソール、ダイアトリゾエート、イオパミドール、エチオドール、およびイオパネートが挙げられる。ガドリニウム造影剤は、ＣＴ造影剤として役立つことも報告されており、例えば、ガドペンテート（ｇａｄｏｐｅｎｔａｔｅ）が挙げられる。
【０３１７】
磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）は、画像を産生するために強力な磁石および高周波信号を使用する画像診断法である。ＭＲＩにおいて、画像化される試料は、試料中に正味の磁化を産生するために、強力な静磁場に設置され、高周波（ＲＦ）放射線のパルスで励起させる。次に、様々な傾斜磁場および他のＲＦパルスは、空間的情報を記録された信号にコード化する働きをする。これらの信号を収集および分析することにより、ＣＴ画像と同様に、通常二次元スライスで表示される三次元画像をコンピュータ化することが可能になる。このスライスを合わせて、三次元表示を構築することができる。
【０３１８】
ＭＲＩまたはＭＲスペクトロスコピー画像化で使用される造影剤は、他の画像化技術で使用される造影剤とは異なる。ＭＲＩ造影剤の例として、ガドリニウムキレート、マンガンキレート、クロムキレート、および鉄粒子が挙げられる。例えば、本開示のタンパク質は、スカンジウム、チタニウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、モリブデン、ルテニウム、セリウム、インジウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、およびイッテルビウムから成る群から選択される常磁性金属のキレートを含む化合物に結合される。本開示に有用な造影剤のさらなる例は、ＰＦＯＢ等のハロカーボンベースのナノ粒子または他のフッ素ベースのＭＲＩ剤である。ＣＴおよびＭＲＩの両方はともに、組織境界と血管構造の識別を支援する解剖学的情報を提供する。
【０３１９】
細胞生存能等の細胞レベルの情報に関連する情報を提供する画像診断法には、陽電子放射形コンピュータ断層撮影法（ＰＥＴ）および単光子放射型コンピュータ断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）が含まれる。ＰＥＴにおいて、患者は、陽電子を放出する放射性物質を摂取するか、あるいはそれを注入され、その物質を身体を移動する時に監視することができる。
【０３２０】
ＰＥＴとＳＰＥＣＴとの間の主要な違いは、陽電子放出物質の代わりに、ＳＰＥＣＴは、高エネルギー光子を放出する放射性トレーサーを用いる。ＳＰＥＣＴは、冠動脈疾患を含む複数の疾患を診断するのに役立ち、すでに米国で毎年２５０万件のＳＰＥＣＴ心疾患研究が行われている。
【０３２１】
ＰＥＴについて、本開示のタンパク質は、一般的に、１１Ｃ、１３Ｎ、１５Ｏ、１８Ｆ、８２Ｒｂ、６２Ｃｕ、および６８Ｇａ等の陽電子放射体で標識化される。ＳＰＥＣＴについて、本開示のタンパク質は、９９ｍＴｃ、２０１Ｔｌ、および６７Ｇａ、１１１Ｉｎ等の陽電子放射体で標識化される。
【０３２２】
動物およびヒトの非侵襲的蛍光画像は、生体内診断情報を提供することもでき、多種多様の臨床専門において使用することができる。例えば、蛍光体のＵＶ励起に続く単純な観察から、高機能機器を用いた高性能の分光画像化（例えば、Ａｎｄｅｒｓｓｏｎ−Ｅｎｇｅｌｓ  ｅｔ  ａｌ，１９９７を参照のこと）に至る技術が長年にわたって開発されてきた。当技術分野において、例えば、蛍光体または蛍光性タンパク質からの蛍光の生体内検出で既知の特定のデバイスまたは方法には、生体内近赤外蛍光（例えば、Ｆｒａｎｇｉｏｎｉ，２００３を参照のこと）、Ｍａｅｓｔｒｏ（商標）生体内蛍光画像化システム（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ＆  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．、Ｗｏｂｕｒｎ，ＭＡ）、フライングスポットスキャナを用いた生体内蛍光画像化（例えば、Ｒａｍａｎｕｊａ  ｅｔ  ａｌ，２００１を参照のこと）等が含まれるが、それらに限定されない。
【０３２３】
光応答を検出するための他の方法もしくはデバイスには、制限なく、目視検査、ＣＣＤカメラ、ビデオカメラ、写真フィルム、レーザ走査デバイス、蛍光光度計、フォトダイオード、量子カウンタ、落射蛍光顕微鏡、走査型顕微鏡、フローサイトメーター、蛍光マイクロプレートリーダー、または光電子増倍管を用いたシグナル増幅が含まれる。
【０３２４】
いくつかの例において、造影剤は、例えば、本明細書に記載のモデルを使用して、ヒトにおける使用前に生体外または生体内アッセイを用いて試験される。
製品
【０３２５】
本開示はまた、本開示のタンパク質を含む製品または「キット」を提供する。製品は、容器と、該容器に差し込まれたまたは付属した、例えば任意の実施形態に従って本明細書に説明された方法で本開示のタンパク質を使用するための説明書を提供するラベルまたは包装とを含むことができる。好適な容器は例えば、瓶、バイアル瓶、注射器、ブリスターパック等を含む。容器はガラスやプラスチックといった種々の材料で形成されてもよい。容器は本開示組成物のタンパク質を保持し、無菌のアクセスポートを有してもよい（例えば容器は、静脈注射用溶液バッグ、または皮下注射針で穴を開けることができる栓を有するバイアル瓶であってよい）。別法としてまたは追加で、製品はさらに、注射用静菌水（ＢＷＦＩ）、リン酸緩衝塩類溶液、リンガー溶液、およびブドウ糖溶液といった薬学的に許容な緩衝液を含む第２（または第３）の容器を含んでもよい。製品はさらに、他の緩衝液、希釈液、フィルター、針、および注射器を含む、商業的および使用者の観点から望ましい他の材料を含んでもよい。
キットは同様に、または代わりに、本開示のタンパク質の検出、および／または本開示のタンパク質と結合するための試薬を含んでもよい。
【０３２６】
本開示は、下記の非限定的な実施例においてさらに説明される。
実施例１：材料および方法
【０３２７】
ＨＥＬ４ＶＨドメインに基づき、Ｊｅｓｐｅｒｓ  ｅｔ  ａｌ．，２００４に説明されるように、変異の手法がこのドメイン凝集抵抗性をもたらす変異を同定するために使用された。該手法は、ＨＥＬ４とＤＰ４７（ＨＥＬ４が由来する凝集傾向生殖細胞系列ＶＨ）との間のキメラ生成に基づいた。
１．１  変異ＶＨおよびｓｃＦｖの生成
【０３２８】
ヒト可変ドメインの変異体が、Ｚｏｌｌｅｒ  ａｎｄ  Ｓｍｉｔｈ（１９８７）に説明される方法を用いて、Ｋｕｎｋｅｌ  ｅｔ  ａｌ．（１９８７）に紹介される修正を伴い、生成された。この目的のために、所望の変異をコードする合成オリゴヌクレオチドは、ウラシル含有単一鎖鋳型ＤＮＡ（ｄＵ−ｓｓＤＮＡ）へアニールされ、酵素的に延長され、共有結合閉環状ＤＮＡを形成するために連結された。鋳型は、ＡｐａＬＩおよびＮｏｔＩ部位を使用して、ファージディスプレイベクター、ＦｄＭｙｃ内への、単一ヒト重鎖可変（ＶＨ）ドメイン（Ｖ３−２３／ＤＰ−４７）をコードするＤＮＡ断片のクローン作成によって、生成された。共有結合閉環状ＤＮＡは、ｕｎｇ＋大腸菌株ＴＧ１へと電気穿孔し、非変異ｄＵ−ｓｓＤＮＡの優先破壊を引き起こすことによって、形質転換された。構築された変異体の配列は、ＤＮＡ配列分析によって確証された。
【０３２９】
ｓｃＦｖ変異体の生成のために、単一ＶКドメイン（配列番号３）および合成リンカー領域（配列番号４）をコードするＤＮＡ断片が、ＸｈｏＩおよびＮｏｔＩクローニングサイトを使用して、対応するＦｄＭｙｃ構築物内へとクローン作成された。構築された変異体の配列は、ＤＮＡ配列分析によって確証された。
１．２  凝集抵抗性に対するファージＥＬＩＳＡ（「加熱／冷却分析」）
【０３３０】
クローンの凝集抵抗性は、ファージＥＬＩＳＡ法（ＭｃＣａｆｆｅｒｔｙ  ｅｔ  ａｌ．，１９９０；Ｊｅｓｐｅｒｓ  ｅｔ  ａｌ．，２００４）で加熱培養後のシグナルの保持を測定することによって分析された。Ｎｕｎｃ  Ｍａｘｉｓｏｒｐ  Ｉｍｍｕｎｏ−ｐｌａｔｅのウエルを、リン酸緩衝塩類溶液（ＰＢＳ）中の約５μｇ／ｍｌ濃度のプロテインＡで１晩被覆した。該プレートはＰＢＳで１度洗浄され、ＰＢＳ内で約４％（ｗ／ｖ）に希釈された粉乳でブロックされた。単一コロニーが寒天板から採取され、約１５μｇ／ｍｌテトラサイクリンが補充された２ｘＴＹ培地（約１６ｇ／Ｌトリプトン、約１０ｇ／Ｌ酵母抽出物、ｐＨ  ７．０の約５ｇ／ＬＮａＣｌ、を含有する）で１晩、約３０℃で振とう培養された。細胞は遠心分離によって除去され、ファージは、ビオチン−ＰＥＯ４−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（Ｐｉｅｒｃｅ；約５０μＭ最終濃度）を添加することによって、培養上清内で直接ビオチニル化された。熱選択のために、上清はまず約８０℃で約１０分間培養され、次に約４℃で約１０分間培養された。上清はブロックされたＥＬＩＳＡウエルへ添加された。ＰＢＳで３回洗浄した後、結合ファージ粒子を、Ｅｘｔｒａｖｉｄｉｎ−ＨＲＰ  ｃｏｎｊｕｇａｔｅ（Ｓｉｇｍａ）および３，３’，５，５’−テトラメチルベンジン（ＴＭＢ）基質を用いて検出した。吸収度が４５０および６５０ｎｍで減算測定によって算出された。
１．３  ＶＨライブラリ、「Ｇａｒｖａｎ−ＩＡ」および「ＩＢ」の生成
【０３３１】
Ｚｏｌｌｅｒ  ａｎｄ  Ｓｍｉｔｈ，１９８７において説明される方法を用いて、Ｋｕｎｋｅｌ  ｅｔ  ａｌ．，１９８７によって紹介される修正を伴い、ＨＥＬ４ＶＨクローンのＣＤＲ３が無作為化される２つのＶＨライブラリが構築された。この目的のために、所望の変異をコードする合成オリゴヌクレオチドを、ウラシル含有単一鎖鋳型ＤＮＡ（ｄＵ−ｓｓＤＮＡ）へアニールし、酵素的に延長し、共有結合閉環状ＤＮＡを形成するために連結した。鋳型は、ＡｐａＬＩおよびＮｏｔＩ部位を使用して、ファージディスプレイベクター、ＦｄＭｙｃ内への、単一ヒトＶＨドメイン（ＨＥＬ４）をコードするＤＮＡ断片のクローン作成によって、生成した。共有結合閉環状ＤＮＡは、ｕｎｇ＋大腸菌株ＴＧ１へとの電気穿孔し、非変異ｄＵ−ｓｓＤＮＡの優先破壊を引き起こすことによって、形質転換された。「Ｇａｒｖａｎ−ＩＡ」ライブラリは、９６位、９７位、９８位、９９位、１００位、１００ａ位、および１００ｂ位（Ｋａｂａｔ  ｅｔ  ａｌ．，１９９２に従い付番）において、７位置全てにおける縮重ＤＶＫコドンを用いて、７アミノ酸残基の無作為化によって、生成された。同様に、「Ｇａｒｖａｎ−ＩＢ」ライブラリは、９５位、９６位、９７位、９８位、９９位、１００位、１００ａ位、１００ｂ位、および１００ｃ位で無作為化され、９５位および１００ｃ位はコード核酸内の縮重ＮＮＫコドンを用いて無作為化され、残りの位置はコード核酸内の縮重ＤＶＫコードを用いて無作為化された。得られたライブラリサイズは、Ｇａｒｖａｎ−ＩＡに対しては約１．１×１０９コロニー、Ｇａｒｖａｎ−ＩＢに対しては約２．２×１０９コロニーであった。
１．４  坑ｈＴＮＦおよび坑ｍＩＬ−２１  ＶＨクローンのファージディスプレイ選択
【０３３２】
未処理のＧａｒｖａｎ−ＩＡおよびＩＢライブラリからのファージ（ＦｄＭｙｃベクターにおける）は、原則的に先に説明された通り（Ｌｅｅ  ｅｔ  ａｌ．，２００７）、ビオチン化組み換えｈＴＮＦ（ヒト腫瘍壊死因子；Ｐｅｐｒｏｔｅｃｈ）またはｍＩＬ−２１に対して、選択を２ラウンド行った。選択を２ラウンド行った後、ＶＨドメインをコードする領域を、プライマー、５’−ＡＣＧＣＧＴＣＧＡＣＧＣＡＧＧＴＧＣＡＧＣＴＧＴＴＧＧ−３’（配列番号１６）および５’−ＣＴＧＴＴＡＧＧＡＴＣＣＧＣＴＣＧＡＧＡＣＧＧＴＧＡＣＣＡＧ−３’（配列番号１７）を用いて、ファージＤＮＡ調製物からＰＣＲ増幅した。ＰＣＲ産生物は、ＳａｌＩおよびＢａｍＨＩ制限酵素で消化され、ｃ−ＭｙｃおよびＨｉｓ６タグをコードする修飾ｐＥＴ１２ａ発現プラスミド（Ｎｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  Ｂｉｏｌａｂｓ）の対応する部位へとクローン化された。得られた連結反応は大腸菌株ＢＬ２１−Ｇｏｌｄ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）へと形質転換され、各抗原選択の１９２コロニーは、約４％ブドウ糖およびアンピシリン（約１００μｇ／ｍＬ）が補充された２ｘＴＹ培養液内で、約１８時間、約３７℃で、２５０ｒｐｍで振とう培養された。１晩の培養が約０．１％のブドウ糖およびアンピシリン（約１００μｇ／ｍＬ）が補充された新鮮な２ｘＴＹ培地を植菌するために使用され、約０．５のＯＤ６００ｎｍまで培養し、イソプロピルβ−Ｄ−１−チオガラクトピラノシド（ＩＰＴＧ）が、可溶性ＶＨ発現を誘発するために約１ｍＭの最終濃度へ添加した。培養物は、約１８時間、約３０℃で、約２５０ｒｐｍで振とう培養された。細胞は遠心分離によって除去され、培養上清を抗原結合に対してＥＬＩＳＡによって検査した。
【０３３３】
ＥＬＩＳＡのために、Ｎｕｎｃ  Ｍａｘｉｓｏｒｐ  Ｉｍｍｕｎｏ−ｐｌａｔｅのうウエルをＰＢＳ内の約５μｇ／ｍｌ濃度の抗原で１晩被覆した。該プレートはＰＢＳで１度洗浄し、ＰＢＳ内で希釈された約４％（ｗ／ｖ）粉乳でブロックした。上清をブロックされたＥＬＩＳＡウエルへ添加した。ＰＢＳで３度洗浄した後、結合抗体ドメインは、ｈＴＮＦ選択にのためにビオチン化ニワトリ抗ｃ‐Ｍｙｃ抗体（Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）、またはｍＩＬ−２１選択のためにビオチン化マウス抗ｃ‐Ｍｙｃ（Ｓｉｇｍａ，ｃｌｏｎｅ  ９Ｅ１０）を用いた後に、Ｅｘｔｒａｖｉｄｉｎ−ＨＲＰ  ｃｏｎｊｕｇａｔｅ（Ｓｉｇｍａ）および３，３’，５，５’−テトラメチルベンジン（ＴＭＢ）基質を用いて、検出した。吸収度を４５０および６５０ｎｍにおける演算測定によって算出した。
１．５  単離されたＶＨクローンの特異性ＥＬＩＳＡ
【０３３４】
単離されたＶＨクローン、Ｇ０７（坑ｈＴＮＦ；配列番号５）およびＧ１１（坑ｍＩＬ−２１；配列番号６）、の特異性を、ＥＬＩＳＡによって決定た。Ｎｕｎｃ  Ｍａｘｉｓｏｒｐ  Ｉｍｍｕｎｏ−ｐｌａｔｅのウエルを、約５μｇ／ｍＬの、組み換えヒトＴＮＦ、マウスＴＮＦ、ヒトＩＬ−２１、マウスＩＬ−２１、ベータガラクトシダーゼ、ヒトプロラクチン受容体、ストレプトアビジン、およびニュートラアビジンのいずれかで１晩被覆した。該プレートをＰＢＳで１度洗浄し、ＰＢＳ緩衝液内で希釈された約４％（ｗ／ｖ）粉乳でブロックした。精製されたＧ０７およびＧ１１を、該プレートに１０μｇ／ｍＬで添加し、ＰＢＳ内で希釈し、室温で約１時間培養した。ＰＢＳで３度洗浄した後、ＶＨを、ビオチン化ニワトリ抗ｃ‐ｍｙｃ抗体（Ｇ０７に対して）、またはビオチン化マウス坑−ｃ−ｍｙｃ（Ｇ１１に対して）のどちらかを用い、その後、Ｅｘｔｒａｖａｄｉｎ−ＨＲＰおよび３，３’，５，５’−テトラメチルベンジン（ＴＭＢ）基質の添加によって、検出した。吸収度を４５０および６５０ｎｍにおける演算測定によって算出た。
１．６  坑ｈＴＮＦおよび坑ｍＩＬ−２１  ＶＨクローンの親和性測定
【０３３５】
ＶＨクローンＧ０７（坑ｈＴＮＦ；配列番号５）およびＧ１１（坑ｍＩＬ−２１；配列番号６）の親和性を、表面プラズモン共鳴（Ｂｉａｃｏｒｅ  ｍａｃｈｉｎｅ；ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ、を用いた）を用いて測定した。この目的のために、ＰＢＳ内で希釈されたビオチン化抗原を、ストレプトアビジン（ＳＡ）センサチップ（Ｂｉａｃｏｒｅ  ＡＢ）上に注入した。精製されたＶＨの（約０．１２５から４μＭの範囲の濃度での）段階希釈を、対応する標識抗原を含むフローセル上で約２０μｌ／分の流速において注入した。平衡解離定数を、ＢＩＡｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ４．１  ｓｏｆｔｗａｒｅ  ｐａｃｋａｇｅ（Ｂｉａｃｏｒｅ  ＡＢ）を用いて算出した。
１．７  ＶＨの可溶性発現レベルの決定
【０３３６】
各ＶＨドメインの可溶性発現レベルを、該ＶＨの可溶性ＶＨの濃度が、同一の精製されたＶＨの標準曲線と比較して測定される、プロテインＡ  ＥＬＩＳＡを用いて決定した。ＤＰ４７、ＨＥＬ４および変異ＶＨを、ＢＬ２１−ＧＯＬＤ大腸菌（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）内のｐＥＴ１２ａ（Ｎｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  Ｂｉｏｌａｂｓ）ベクターから発現させた。４２時間後、細胞を遠心分離によって除去し、ＶＨはビオチン−ＰＥＯ４−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（Ｐｉｅｒｃｅ；５０μＭ最終濃度）を添加することによって、培養上清内で直接ビオチニル化した。培養上清、および同一の変異体の既知の濃度でビオチン化精製されたＶＨを、５μｇ／ｍｌのＰｒｏｔｅｉｎ  Ａ（Ｓｉｇｍａ）で１晩被覆したＮｕｎｃ  ９６−ｗｅｌｌ  Ｍａｘｉｓｏｒｐ  ｉｍｍｕｎｏｐｌａｔｅへ添加し、４％ＭＰＢＳでブロックした。ＰＢＳＴで３度洗浄した後、結合抗体ドメインをＥｘｔｒａｖｉｄｉｎ−ＨＲＰ  ｃｏｎｊｕｇａｔｅ（Ｓｉｇｍａ）およびＴＭＢ基質を用いて検出した。吸収度を４５０および６５０ｎｍにおける減算測定によって算出し、各試料の濃度を標準曲線から推定した。
１．８  サイズ排除クロマトグラフィによる凝集抵抗性の決定
【０３３７】
ＰＢＳ内の１０μＭにおいて精製されたＶＨは、８０℃まで１０分間加熱された後に４℃で１０分間冷却されたか、または処理されなかったかのどちらかであった。加熱および非加熱試料のどちらも、１６，０００ｘ  ｇで１０分間遠心分離した後、各々の５００μｌを、１２５ｍＭのＮａＣｌを含有した２５ｍＭリン酸ナトリウム（ｐＨ７．４）と平衡させたＳｕｐｅｒｄｅｘ−Ｇ７５  ｃｏｌｕｍｎ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ）上で分析した。タンパク質を、５００μｌの体積で流速０．５ｍｌ／分で挿入した。各ＶＨ変異体の回収を、非熱試料のパーセンテージとして表される、加熱試料の曲線下の面積を測定することによって決定した。
１．９  円偏光二色性を用いた凝集抵抗性の決定
【０３３８】
熱解きほどきＶＨドメインをクオーツキュベット（１ｍｍ経路長）内でＪ−８１５ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（Ｊａｓｃｏ）を用いた円偏光二色性（ＣＤ）によって測定した。タンパク質試料は、ＰＢＳ（ｐＨ７．２）内で最終濃度２０μＭであり、融解曲線を該溶液を２０℃から８０℃まで１℃／分で加熱しながら、１ｎｍ帯域幅および１ｓ積分時間で２３５ｎｍにおけるＣＤ信号を記録することによって得た。各試料の凝集抵抗性は、加熱タンパク質を８０℃から４℃まで１℃／分で冷却することによって検査した。
１．１０  サイズ排除カラムによるＶＨドメイン保持の測定
【０３３９】
ＣＤＲ１に変異を含むＤＰ４７ＶＨドメインを発現させ、先に説明された通りに精製した。各タンパク質試料を、ＰＢＳ内で５μＭにおいて、８０℃まで１０分間加熱し、次に４℃で１０分間冷却した。加熱試料を、１６，０００ｘ  ｇで１０分間、遠心分離した後、各５００μｌを１２５ｍＭのＮａＣｌを含む２５ｍＭのリン酸ナトリウム（ｐＨ７．４）と平衡されたＳｕｐｅｒｄｅｘ−Ｇ７５  ｃｏｌｕｍｎ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ）上で分析した。タンパク質を、流速０．５ｍｌ／分で５００μｌの体積で注入した。
１．１１  ＶＨライブラリ「Ｇａｒｖａｎ−２」の生成
【０３４０】
Ｚｏｌｌｅｒ  ａｎｄ  Ｓｍｉｔｈ，１９８７において説明される方法を用いて、Ｋｕｎｋｅｌ  ｅｔ  ａｌ．，１９８７によって紹介される修正を伴い、ＨＥＬ４ＶＨクローンの複数のＣＤＲ残基が無作為化されるＶＨライブラリを構築された。この目的のために、所望の変異体をコードする合成オリゴヌクレオチドを、ウラシル含有単一鎖鋳型ＤＮＡ（ｄＵ−ｓｓＤＮＡ）へアニールし、酵素的に延長し、共有結合閉環状ＤＮＡを形成するために連結した。鋳型を、ファージディスプレイベクター、ｐＨＥＮ１への、単一ヒトＶＨドメインをコードするＤＮＡ断片のクローン作成によって、生成した。共有結合閉環状ＤＮＡは、ｕｎｇ＋大腸菌株ＴＧ１へ電気穿孔し、非変異ｄＵ−ｓｓＤＮＡの優先破壊を引き起こすことによって、形質転換した。ライブラリは、縮重ＫＭＴコドンを用いて、ＣＤＲ１内の３０位および３１位（Ｋａｂａｔ  ｅｔ  ａｌ．，１９９２に従い付番）の２つのアミノ酸残基を無作為化することにより生成した。同様にＣＤＲ２を、５０位、５２位、５５位で縮重ＫＭＴコドンを用いて、５２ａ位で縮重ＲＲＴコドンを用いて、および５３位で縮重ＳＭＴコドンを用いて、無作為化した。さらに、ＨＥＬ４ドメインの２９位、９４位、１００ｘ位（ｘはＣ末端縮重位置に続く位置を示す）、１０１位、および１０２位を、対応するＤＰ４７残基へ変異させた。９５位〜１００ａ位、または代わりに、９５位〜１００ｃ位は次に、原則的に先に説明された通り、ＳＯＥ−ＰＣＲ変異生成を用いてさらに無作為化した（Ｈｉｇｕｃｈｉ，Ｋｒｕｍｍｅｌ  ｅｔ  ａｌ．１９８８）。ＣＤＲ３設計内でコードされたアミノ酸残基は、全１９の自然発生アミノ酸を含んだが、システインおよび停止コドンは除外した。共有結合閉環状ＤＮＡを、大腸菌株ＴＧ１への電気穿孔によって形質転換した。得られたライブラリサイズは、約４×１０９コロニーを含んだ。Ｇａｒｖａｎ−２ライブラリは２つ以上の負荷電をコードし、そのうちの２つは３２位および３３位にある。
１．１２  坑ｈＰＲＬＲおよび坑ＨＥＬ  ＶＨクローンのファージディスプレイ選択
【０３４１】
未処理のＧａｒｖａｎ−２ライブラリからのファージは、原則的に先に説明された通り、多数の選択周期を通して循環された（Ｌｅｅ  ｅｔ  ａｌ．，２００７）。選択後、各抗原選択から得られたコロニーを、約４％のブドウ糖およびアンピシリン（約１００μｇ／ｍＬ）が補充された２ｘＴＹ培養液内で、約１８時間、約３７℃で、約２５０ｒｐｍで振とう培養した。１晩の培養を約０．１％のブドウ糖およびアンピシリン（約１００μｇ／ｍＬ）が補充された新鮮な２ｘＴＹ培地を植菌するために使用し、約０．５のＯＤ６００ｎｍまで培養し、その時点でイソプロピルβ−Ｄ−１−チオガラクトピラノシド（ＩＰＴＧ）を、可溶性ＶＨ発現を誘発するために約１ｍＭの最終濃度へ添加した。培養物を、約１８時間、約３０℃で、約２５０ｒｐｍで振とう培養した。細胞を遠心分離によって除去し、培養上清を抗原結合についてＥＬＩＳＡによって検査した。
【０３４２】
ＥＬＩＳＡのために、Ｎｕｎｃ  Ｍａｘｉｓｏｒｐ  Ｉｍｍｕｎｏ−ｐｌａｔｅのウエルをＰＢＳ内の約５μｇ／ｍｌ濃度の抗原で１晩被覆した。該プレートをＰＢＳで１度洗浄し、ＰＢＳ内で希釈された約４％（ｗ／ｖ）粉乳でブロックした。上清をブロックされたＥＬＩＳＡウエルへ添加した。ＰＢＳで３度洗浄した後、結合抗体ドメインを、ビオチン化ニワトリ抗ｃ‐Ｍｙｃ抗体（Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）またはビオチン化マウス抗ｃ‐Ｍｙｃ（Ｓｉｇｍａ，ｃｌｏｎｅ  ９Ｅ１０）を用いた後に、Ｅｘｔｒａｖｉｄｉｎ−ＨＲＰ  ｃｏｎｊｕｇａｔｅ（Ｓｉｇｍａ）および３，３’，５，５’−テトラメチルベンジン（ＴＭＢ）基質を用いて、検出した。吸収度を４５０および６５０ｎｍにおける演算測定によって算出した。
１．１４  坑ｈＰＲＬＲおよび坑ＨＥＬ  ＶＨクローンの親和性測定
【０３４３】
ＶＨクローンの親和性を、表面プラズモン共鳴（Ｂｉａｃｏｒｅ２０００  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ、を用いた）を用いて測定した。この目的のために、ＰＢＳ内で希釈されたビオチン化抗原を、ストレプトアビジン（ＳＡ）センサチップ（Ｂｉａｃｏｒｅ  ＡＢ）上に注入した。精製されたＶＨの段階希釈を、対応する標識抗原を含むフローセル上に注入した。平衡解離定数を、ＢＩＡｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ４．１  ｓｏｆｔｗａｒｅ  ｐａｃｋａｇｅ（Ｂｉａｃｏｒｅ  ＡＢ）を用いて算出した。
実施例２：ＨＥＬ４／ＤＰ４７  ＣＤＲキメラの凝集抵抗性
【０３４４】
単一のＨＥＬ４  ＣＤＲ（ＣＤＲ１またはＣＤＲ２またはＣＤＲ３）をＤＰ４７へ導入することの効果を試験するために実験を行った。ＨＥＬ４／ＤＰ４７  ＣＤＲキメラを構築し、前述の通り、凝集抵抗性に対して検査した（材料および方法の項を参照されたい）。
【０３４５】
簡単に説明すると、ファージディスプレイＶＨを８０℃まで１０分間加熱し、次に４℃で１０分間冷却した。正確に折り畳まれたＶＨをプロテインＡ  ＥＬＩＳＡによって捕捉し、処理された試料の吸収信号を未処理試料のパーセンテージとして算出した。
【０３４６】
結果を表１および図２に示す。要約すると、ＨＥＬ４−ＣＤＲ１の導入は、ＤＰ４７  ＶＨドメイン上に相当の凝集抵抗性を付与した。一方、ＤＰ４７へのＨＥＬ４−ＣＤＲ２またはＨＥＬ４−ＣＤＲ３の導入は、ＶＨドメインの凝集抵抗性に対して限定された効果を有した。
【表１】
2013508308.tif 000002
実施例３：ＣＤＲ１のマッピング――ＤＰ４７  ＣＤＲ１変異体の凝集抵抗性
【０３４７】
ＤＰ４７  ＶＨドメイン上の凝集抵抗性の付与に関与するＣＤＲ１の領域をさらに同定するための実験が行われた。
【０３４８】
ＤＰ４７  ＶＨドメインのＣＤＲ１領域内の単一アミノ酸変化、およびその組み合わせを、前述の通り、構築され凝集抵抗性に対して検査した（材料および方法の項を参照されたい）。手短に言うと、ファージディスプレイされたＶＨを、８０℃で１０分間加熱し、次に４℃で１０分間冷却した。正確に折り畳まれたＶＨをプロテインＡ  ＥＬＩＳＡによって捕捉し、処理された試料の吸収信号を未処理の試料のパーセンテージとして算出した。
【０３４９】
結果を表２および図３に示す。要約すると、ＣＤＲ１の３１位または３２位または３３位で負荷電アミノ酸の導入は、ＶＨドメインの相当の凝集抵抗性をもたらすという結果になった。さらに、３１位〜３３位での三重アミノ酸変異（ＳＹＡ３１−３３ＤＥＤ）は、単一アミノ酸変化の場合に観察されるよりも大きい凝集抵抗性という結果になった。２８位および３５位での他の変異（Ｔ２８Ｒ、Ｓ３５Ｇ）は、凝集抵抗性にさほど効果を有さなかった。これらの前述の変異は、負荷電アミノ酸を含まない。
【表２】
2013508308.tif 000003
実施例４：（ｓｃＦｖとして）共通ＶＬ鎖と対になった時の、ＤＰ４７−ＣＤＲ１変異体およびその組み合わせの凝集抵抗性
【０３５０】
前述のＤＰ４７−ＣＤＲ１変異体を、リンカー（配列番号４）を介して、ｓｃＦｖ形態で、共通単一可変軽鎖（ＶＬ；配列番号３）と対にした（実験の全詳細については、材料および方法の項を参照されたい）。簡単に説明すると、ファージディスプレイされたＶＨを８０℃まで１０分間加熱し、次に４℃で１０分間冷却した。正確に折り畳まれたｓｃＦｖをプロテインＡ  ＥＬＩＳＡによって捕捉し、処理された試料の吸収信号を未処理試料のパーセンテージとして算出した。
【０３５１】
結果を表３および図４に示す。要約すると、ｓｃＦｖ形態でのＤＰ４７−ＣＤＲ１変異体は、ＶＨ形態におけるのと類似の凝集抵抗性の向上を示した（表２および図３を参照されたい）。結果は、ＣＤＲ１の３１位または３２位または３３位での負荷電アミノ酸の導入は、共通ＶＬ鎖と対になった時に（ｓｃＦｖとして）、ＶＨの凝集抵抗性を向上するということを示す。さらに、３１位〜３３位での三重アミノ酸変異体（ＳＹＡ３１−３３ＤＥＤ）は、単一アミノ酸変化の場合に観察されるよりも大きい凝集抵抗性という結果になった。２８位および３５位での他の変異（Ｔ２８Ｒ、Ｓ３５Ｇ）は、凝集抵抗性にさほど効果を有さなかった。これらの前述の変異は、負荷電アミノ酸を含まない。
【表３】
2013508308.tif 000004
実施例５：ＣＤＲ１内の二重変異を含むＤＰ４７  ＶＨ構築物の生成
【０３５２】
ＶＨ  のＣＤＲ１領域内の二重変異は実質的に、前述の実施例において単一および多数のＤＰ４７−ＣＤＲ１変異体について説明されたように、構築される。例えば、ＶＨのＣＤＲ１の３２位および３３位での二重変異が導入される。別法として、ＶＨのＣＤＲ１の３１位および３２位での二重変異が導入される。別法として、ＶＨのＣＤＲ１の３１位および３３位での二重変異が導入される。
【０３５３】
ＶＨのＣＤＲ１領域内の二重変異の前述の実施例において、アスパラギン酸（Ｄ）および／またはグルタミン酸（Ｅ）といった負荷電アミノ酸が、ＣＤＲ１の、３２位および３３位、または３１位および３２位、または３１位および３３位で、導入される。二重変異体ＤＰ４７  ＶＨドメインの凝集抵抗性を、前述の材料および方法の項で説明された通り、ファージ「加熱／冷却」分析を用いて測定する。簡単に説明すると、ファージディスプレイされた抗体を、約８０℃まで１０分間加熱し、次に約４℃で約１０分間冷却する。正確に折り畳まれたＶＨをプロテインＡ  ＥＬＩＳＡによって捕捉し、処理された試料の吸収信号を未処理試料のパーセンテージとして算出する。
【０３５４】
幾つかの実施例において、二重変異ＶＨ構築物を、変異のｓｃＦｖ凝集抵抗性への効果を決定するために、軽鎖（ＶＬ）と対にする。変異ｓｃＦｖの凝集抵抗性は、前述の材料および方法の項で説明されたように、ファージ「加熱／冷却」分析を用いて測定される。簡単に説明すると、ファージディスプレイされた抗体を、約８０℃まで約１０分間加熱し、次に約４℃で約１０分間冷却する。正確に折り畳まれたｓｃＦｖをプロテインＡ  ＥＬＩＳＡによって捕捉し、処理された試料の吸収信号を未処理試料のパーセンテージとして算出する。
実施例６：精製されたタンパク質としてのＣＤＲ１変異体の凝集抵抗性
【０３５５】
前述の実施例において説明された一連のＣＤＲ１変異体の凝集抵抗性を、精製されたＶＨまたはＶＨ−ＶＬ組み合わせとという状況で評価する（即ち、ファージ上にディスプレイされない）。これらの実験のために、変異ＶＨ（またはＶＨ−ＶＬ）ドメインを、材料および方法の項で前述された通り、発現させ、実質的に精製する。熱誘導凝集に対する抵抗を、円偏光二色性（ＣＤ）、および／またはサイズ排除クロマトグラフィ、および／または濁度分析によって試験する。熱力学的安定性を、円偏光二色性および／または蛍光分光法によって決定する。
実施例７：ＣＤＲ１変異を導入するための既存抗体の変異
【０３５６】
既知の既存モノクローナル抗体、例えば、Ｈｕｍｉｒａ（当技術分野においてアダリムマブとしても知られる。配列番号１０に記載されるＶＨ配列）、および／またはＲｉｔｕｘａｎ（当技術分野においてＭａｂｔｈｅｒａまたはリツキシマブとしても知られる。配列番号１１）、および／またはＨｅｒｃｅｐｔｉｎ（当技術分野においてトラスツズマブとしても知られる。配列番号１２）、および／またはＡｖａｓｔｉｎ（当技術分野においてベバシズマブとしても知られる。配列番号１３）等を、２８位および／または３０位および／または３１位および／または３２位および／または３３位および／または３５位で負荷電アミノ酸を導入することによって修飾する。加えて、負荷電アミノ酸を、２６位および／または３９位および／または４０位および／または５０位および／または５２位および／または５２ａ位および／または５３位で導入することができる。これらの修飾抗体の性質決定はＶＨドメインまたはｓｃＦｖ単独として（ＩｇＧ全体ではなく）行われ、材料および方法の項で前述されたような「加熱／冷却」分析、および／または、実施例６において説明された分析のうちの任意の１つ以上を含む。
実施例８：ＩｇＧの状況でのＶＨ変異体の分析
【０３５７】
ＶＨ変異体の検査をＩｇＧ全体という状況で行う。この目的のために、変異ＩｇＧを発現させ精製する。凝集に対する抵抗は、円偏光二色性（ＣＤ）、および／またはサイズ排除クロマトグラフィ、および／または濁度分析によって試験する。
実施例９：Ｇａｒｖａｎ−ＩＡおよびＩＢライブラリの凝集抵抗性
【０３５８】
Ｇａｒｖａｎ−ＩＡおよびＩＢライブラリを、前述の通りに構築され単離した（材料と方法の項を参照されたい）。Ｇａｒｖａｎ−ＩＡおよびＩＢヒトＶＨライブラリからの未処理のクローンの凝集抵抗性を試験した。簡単に説明すると、ファージディスプレイされた抗体を、約８０℃まで約１０分間加熱し、次に約４℃で約１０  分間冷却した。正確に折り畳まれたＶＨをプロテインＡ  ＥＬＩＳＡによって捕捉し、処理された試料の吸収信号を未処理試料のパーセンテージとして算出した。
【０３５９】
これらの凝集抵抗性実験の結果を図５Ａおよび５Ｂに示す。要約すると、ＨＥＬ４のＣＤＲ３に多様性を導入したＧａｒｖａｎ−ＩＡまたは−ＩＢ  ＶＨライブラリの未処理（選択されていない）クローンの大半は、「加熱／冷却」分析を受けた時に相当な凝集抵抗性を示した。多様性は、（ＩＡおよびＩＢそれぞれ）７位か９位かのアミノ酸残基でのＨＥＬ４母核のみのＣＤＲ３に限られた。
実施例１０：Ｇ０７およびＧ１１クローンの単離および特性決定
【０３６０】
ヒト腫瘍壊死因子（ｈＴＮＦ）またはマウスインターロイキン２１（ｍＩＬ−２１）への結合のために選択された２つのクローンを、前述の通り、Ｇａｒｖａｎ−Ｉライブラリから単離した（材料および方法の項を参照されたい）。結合はＥＬＩＳＡによって示される通り、抗原特異的であった。抗ヒトＴＮＦクローンＧ０７（配列番号５）および抗マウスＩＬ−２１クローンＧ１１（配列番号６）のＢｉａｃｏｒｅ親和性測定が行われた。各々の精製されたタンパク質の段階希釈は、４μＭで開始し、ビオチン化ｈＴＮＦで被覆された、およびｍＩＬ−２１で被覆されたストレプトアビジン（ＳＡ）チップ上で、それぞれに行われた。Ｂｉａｃｏｒｅソフトウェア分析は、Ｇ０７およびＧ１１に対して、それぞれ、１．８６μＭおよび４．０７μＭの親和性を推定した。
【０３６１】
次に抗原結合の特異性を、各ＶＨに対して試験した。精製されたｃ−Ｍｙｃ標識抗体ドメインを、Ｎｕｎｃ  Ｍａｘｉｓｏｒｂ  ＥＬＩＳＡ  ｐｌａｔｅ上へ固定されたｈＴＮＦ、ｍＩＬ−２１、および様々な関係のない抗原への結合に対して試験した。結合抗体ドメインを、抗ｃ−Ｍｙｃ抗体を用いて検出した。結果を図６に示す。要約すると、両クローンともその同種抗原へ特異的に結合した。Ｇ１１はまた、ｍＩＬ−２１のホモログであるヒトＩＬ−２１（ｈＩＬ−２１）へも結合することが分かった。
実施例１１：抗原結合性抗ｈＴＮＦクローンＧ０７および抗ｍＩＬ−２１クローンＧ１１の凝集抵抗性
【０３６２】
抗原結合性抗ｈＴＮＦクローンＧ０７および抗ｍＩＬ−２１クローンＧ１１の凝集抵抗性を、ファージ上で検査する。また、これらのクローンのＣＤＲ３を、抗原結合および凝集抵抗性への点変異の効果を試験するために、本明細書中で前述のＤＰ４７−ＣＤＲ１変異体のうちの１つ以上へと組み込む。変異体、抗原結合性ＶＨの凝集抵抗性は、材料および方法の項で前述された通り、ファージ「加熱／冷却」分析を用いて測定する。加えて、ＣＤＲ１変異の抗原結合への効果を評価するために、抗原への結合をＥＬＩＳＡによって試験する。
実施例１２：凝集抵抗性を付与するさらなる変異の同定
【０３６３】
ＶＨ上に凝集抵抗性を付与するＣＤＲ１内のさらなる残基を同定するために、２６位から３５位（Ｋａｂａｔ付番システムに従い付番）の間のＤＰ４７の表面が露出した残基が、アスパラギン酸（Ｄ）またはグルタミン酸（Ｅ）と置換された。３９位および４０位でのフレームワーク残基もまた、アスパラギン酸（Ｄ）またはグルタミン酸（Ｅ）と置換された。これらの変異体ＶＨはファージ上にディスプレイされ、実施例１．２に説明される通り、「加熱／冷却」分析を受けた。この分析の結果を表４および図７に示す。簡単に説明すると、ファージディスプレイされたＶＨを、８０℃まで１０分間加熱し、次に４℃で１０分間冷却した。正確に折り畳まれたＶＨをプロテインＡ  ＥＬＩＳＡによって捕捉し、処理された試料の吸収信号を未処理試料のパーセンテージとして算出した。
【表４】
2013508308.tif 000005
【０３６４】
データは、２８位、３０位、３１位、３２位、３３位、または３５位での置換がＤＰ４７の凝集抵抗性を大幅に増大させたことを示した。他の位置（２６位、３９位、および４０位）での置換（アスパラギン酸またはグルタミン酸）もまた、ＤＰ４７の凝集抵抗性を検出可能に増大させた。
【０３６５】
データはまた、アスパラギン酸置換はグルタミン酸置換よりも凝集抵抗性を増大することを示した。この効果は、前述の位置の各々において観察された。
実施例１３：凝集抵抗性を付与するＣＤＲ２内の変異の同定
【０３６６】
ＶＨ含有タンパク質に凝集抵抗性を付与するＣＤＲ２内の残基を同定するために、アスパラギン酸（Ｄ）が、ＤＰ４７  ＶＨの推定ＣＤＲ２内において、アスパラギン酸（５０位、５２位、５２ａ位５３位、５４位）で、表面が露出した残基と置換された。これらの変異体ＶＨはファージ上にディスプレイされ、実施例１．２に説明される通り、「加熱／冷却」分析を受けた。この分析の結果を、表５および図８に示す。
【表５】
2013508308.tif 000006
【０３６７】
これらのデータは、ＤＰ４７  ＶＨの５０位、５２位、５２ａ位、または５３位での負荷電アミノ酸の導入が、凝集抵抗性を検出可能に増加させたことを示した。
実施例１４：３１位および／または３２位および／または３３位の負荷電アミノ酸の異なる組み合わせの効果  
【０３６８】
ＶＨドメインが、表６に示されるように３１位および／または３２位および／または３３位での負荷電アミノ酸の異なる組み合わせを含んで、産生された。ＶＨドメインの凝集抵抗性を、実施例１．２に説明される通り、「加熱／冷却」分析を用いて評価した。結果を表６および図９に示す。
【表６】
2013508308.tif 000007
【０３６９】
これらのデータは、検査された負荷電アミノ酸の全組み合わせが、ＶＨドメイン上に相当な凝集抵抗性を付与することを示す。データはまた、一般的に、負荷電アミノ酸としてアスパラギン酸のみを含む組み合わせの方が、グルタミン酸を含む組み合わせよりも大きい凝集抵抗性を付与することを示す。さらにこれらのデータは、複数の負荷電アミノ酸は、任意の単一の負荷電アミノ酸の場合に観察されるよりも大きい凝集抵抗性を付与することを示す（図７および表４を参照されたい）。
実施例１５：ＶＨ含有タンパク質上に凝集抵抗性を付与する、ＣＤＲ１内の２８位および／または３５位、および他の部位での変異組み合わせ
【０３７０】
ＶＨドメインが、表７に示されるようにＤＰ４７のＣＤＲ１内の２８位および／または３５位、および少なくとも１つの他の位置で負荷電アミノ酸を含んで、産生された。ＶＨドメインの凝集抵抗性を、実施例１．２に説明される通り、「加熱／冷却」分析を用いて評価した。結果を表７および図１０に示す。
【表７】
2013508308.tif 000008
【０３７１】
これらのデータは、２８位または３５位で負荷電アミノ酸を付加的な負荷電アミノ酸と組み合わせることは、これらの位置における単一負荷電アミノ酸の場合に観察されるよりも、高い凝集抵抗性を付与することを示す。
実施例１６：可溶性タンパク質の高い発現レベルを付与するＣＤＲ１内の負荷電アミノ酸
【０３７２】
ＶＨドメインの可溶性発現レベルを、実施例１．７に説明される手順を用いて評価した。試験したＶＨドメインは、ＤＰ４７、ＨＥＬ４、およびＤＰ４７のＣＤＲ１内の負荷電アミノ酸の組み合わせを含んだ。結果を表８および図１１に示す。
【表８】
2013508308.tif 000009
【０３７３】
発現レベルが、３１位から３３位での２つ以上の負荷電残基を含むＤＰ４７変異体に対して、大幅に増大された。単一変異体もまた、ＤＰ４７発現レベルを適度に上回る向上を示したが、二重または三重変異体に対する場合よりも低かった。
実施例１７：サイズ排除クロマトグラフィによって測定した、可溶性ＶＨタンパク質としてのＣＤＲ１変異体の凝集抵抗性
【０３７４】
精製されたＶＨドメインの凝集抵抗性を、サイズ排除クロマトグラフィを用いて試験した。試験したＶＨドメインは、ＤＰ４７、ＨＥＬ４、およびＤＰ４７のＣＤＲ１内の負荷電アミノ酸の組み合わせを含んだ。結果を表９および図１２に示す。
【表９】
2013508308.tif 000010
【０３７５】
これらのデータは、３１位および／または３２位および／または３３位の負荷電アミノ酸は、特に２つ以上の置換を含む変異体に対して、ヒトＶＨドメインの凝集抵抗性を増大させることを示す。
実施例１９：円偏光二色性によって測定された、可溶性タンパク質としてのＣＤＲ１変異体の凝集抵抗性
【０３７６】
精製されたＶＨドメインの凝集抵抗性を、ＣＤを使用して試験した。試験したＶＨドメインには、ＤＰ４７、ＨＥＬ４、およびＤＰ４７のＣＤＲ１における負荷電アミノ酸の組み合わせが含まれた。結果を、図１３ＡおよびＢに示す。
【０３７７】
融解曲線は、各タンパク質に対する二状態遷移と一致していた。ＨＥＬ４は、８０℃まで加熱した後、完全な凝集抵抗性を呈したが、ＤＰ４７は、熱変性後に凝集し、再折り畳みすることができなかった。単一の負荷電変異体（Ｓ３１Ｄ、Ｙ３２Ｅ、Ａ３３Ｄ）は、これらの条件下で、再折り畳みのごくわずかな兆候を示した。このため、３１位および／または３２位および／または３３位での二重の負の置換の導入のみが、ドメインの凝集抵抗性を検出可能に改善し、３１位、３２位、および３３位での３重変異体が、最も大きな効果を提供した。これは、複数の負荷電置換が、溶液中における凝集抵抗性を付与することを実証する。
実施例１９：ＣＤＲ１変異は、サイズ排除カラムにおいて、可溶性ＶＨの保持を低減する
【０３７８】
サイズ排除カラムにおけるＶＨドメインの保持を分析した。試験したＶＨドメインには、ＤＰ４７、ＨＥＬ４、およびＣＤＲ１における負荷電アミノ酸の種々の組み合わせが含まれた。結果を表１０に示す。
【表１０】
2013508308.tif 000011
【０３７９】
複数の負荷電置換を含む変異体の溶出体積は、ＤＰ４７または単一の変異体よりも大幅に低かったことが観察された。これらのデータは、３１位、３２位、および／または３３位の複数の負荷電置換が、サイズ排除カラムにおいて、ヒトＶＨドメインの保持を低減することを実証する。これは、かかるＶＨドメインを含むタンパク質の精製を容易にする限りにおいて、利点を提供する。さらに、これらのＶＨドメインの凝集抵抗性はまた、それらのドメインを含有するタンパク質が、凝集体および／または二量体／三量体の発生を低減するように加熱され、次いで、サイズ排除クロマトグラフィを使用して分離され、それによって、精製されたタンパク質を産生することができることを意味する。かかる方法は、有用な生成物のより多くの回収を容易にする。
実施例２０：抗原特異的ＶＨドメインの凝集抵抗性
【０３８０】
抗原特異的ＶＨドメインを、組み換えタンパク質抗原に対する、ファージディスプレイによって、Ｇａｒｖａｎ−２ライブラリから選択した。選択後、ドメインを、実施例１．２において説明される「加熱／冷却」分析を使用して、凝集抵抗性、ならびにプロテインＡ超抗原および／または組み換え抗原のいずれかへの結合に関して評価した。結果を表１１に示す。
【表１１】
2013508308.tif 000012
【０３８１】
この分析は、選択された抗原特異的ＶＨドメイン（ＶＨＰＲＬＲ＿Ｃ０２：抗ＰＲＬＲ（プロラクチン受容体；配列番号７）、ＶＨＨＥＬ＿Ｈ０４：抗ニワトリリゾチーム、配列番号８、ＶＨＨＥＬ＿Ｈ０８：抗ニワトリリゾチーム、配列番号９）が、ファージ上で、相当な凝集抵抗性を提示したことを明らかにした（表１１）。選択された結合体のうちの全てが、３１位および／または３２位および／または３３位に２つ以上の負荷電アミノ酸を含有した。
【０３８２】
抗原特異的ＶＨドメインを発現および精製した。親和性測定を、Ｂｉａｃｏｒｅ  ２０００計器上での表面プラズモン共鳴によって行った。これは、標的抗原への高い親和性結合を明らかにした（表１２）。
【表１２】
2013508308.tif 000013
【０３８３】
精製されたタンパク質を、凝集抵抗性に関しても分析した。この分析のために、ＰＢＳ中の１０μＭの精製されたＶＨドメイン含有試料を、８０℃まで１０分間加熱し、その後、４℃で１０分間冷却したか、または処理しなかった。加熱および非加熱試料の両方を、１６，０００  ｘ  ｇで１０分間遠心分離した後、各々の５００μｌを１２５ｍＭのＮａＣｌを含有する２５ｍＭのリン酸ナトリウム（ｐＨ  ７．４）で平衡化された、Ｓｕｐｅｒｄｅｘ−Ｇ７５カラム（Ｐｈａｒｍａｃｉａ）上で分析した。タンパク質を、５００μｌの体積で、０．５ｍｌ／分の流速で、注入した。各ＶＨ変異体の回収を、非加熱試料の割合（％）で表される、加熱された試料の曲線下面積を測定することによって判定した。これは、精製された抗原特異的ＶＨドメインが、相当な凝集抵抗性を提示したことを明らかにした（表１３）。
【０３８４】
抗原特異的ＶＨドメインの全てが、３１位および／または３２位および／または３３位に、２つ以上の負荷電アミノ酸を含有した。
【表１３】
2013508308.tif 000014
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【図１】
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【図２】
2013508308.tif 000016
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【配列表】
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【国際調査報告】
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