(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のオリゴ糖部分を有するコアフコシル化若しくは非フコシル化抗体又はそのＦｃフラグメントを調製する方法であって、
コアフコシル化若しくは非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタを含む抗体又はＦｃフラグメントを提供するステップと、
化膿性連鎖球菌（Streptococcus pyogenes）エンドグリコシダーゼ−Ｓ  Ａｓｐ２３３突然変異体を使用して、前記コアフコシル化又は非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタを活性オリゴ糖供与体と酵素的に反応させるステップであって、前記活性オリゴ糖供与体が、所定の数及びタイプの糖残基を含むオリゴ糖部分を保持し、酵素反応を介して、前記活性オリゴ糖供与体が前記コアフコシル化又は非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタと共有結合し、それによって前記所定のオリゴ糖部分を有する前記フコシル化若しくは非フコシル化抗体又はＦｃフラグメントを調製するステップと、
を含み、
前記突然変異体が、Ｄ２３３Ｑ（配列番号：２）部位特異的突然変異又はＤ２３３Ａ（配列番号：３）部位特異的突然変異を含む突然変異体から選択される、方法。
【請求項２】
前記活性オリゴ糖供与体が、合成オリゴ糖オキサゾリン又はシアル酸付加オキサゾリンである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記合成オリゴ糖オキサゾリンが、二糖、三糖、四糖、五糖、六糖、七糖、八糖、九糖、十糖、又は十一糖オキサゾリンである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記活性オリゴ糖供与体が、付加的な生物活性治療剤又はタグをさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記付加的な生物活性治療剤又はタグが、薬物、毒素、蛍光プローブ、ビオチン、ＰＥＧ、脂質、又はポリペプチドである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記コアフコシル化ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタが、アルファ−１−６−フコシル−ＧｌｃＮＡｃ含有抗体又はＦｃフラグメントである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記コアフコシル化又は非フコシル化抗体が、１７ｂ、４８ｄ、Ａ３２、Ｃ１１、２Ｇｌ２、Ｆ２４０、ＩｇＧｌｂ１２、１９ｅ、Ｘ５、ＴＮＸ−３５５、セツキシマブ、リツキシマブ、ムロモナブ−ＣＤ３、アブシキマブ、ダクリズマブ、バシリキシマブ、パリビズマブ、インフリキシマブ、トラスツズマブ、ゲムツズマブ・オゾガミシン、アレムツズマブ、イブリツモマブ・チウキセタン、アダリムマブ、オマリズマブ、トシツモマブ、Ｉ−１３１トシツモマブ、エファリズマブ、ベバシズマブ、パニツムマブ、ペルツズマブ、ナタリズマブ、エタネルセプト、ＩＧＮ１０１、ボロシキマブ、抗ＣＤ８０ｍＡｂ、抗ＣＤ２３ｍＡｂ、ＣＡＴ−３８８８、ＣＤＰ−７９１、エラプツズマブ、ＭＤＸ−０１０、ＭＤＸ−０６０、ＭＤＸ−０７０、マツズマブ、ＣＰ−６７５，２０６、ＣＡＬ、ＳＧＮ−３０、ザノリムマブ、アデカツムマブ、オレゴボマブ、ニモツズマブ、ＡＢＴ−８７４、デノスマブ、ＡＭ１０８、ＡＭＧ７１４、フォントリズマブ、ダクリズマブ、ゴリムマブ、ＣＮＴＯ  １２７５、オクレンズマブ、ＨｕＭａｘ−ＣＤ２０、ベリムマブ、エプラツズマブ、ＭＬＮ１２０２、ビジリズマブ、トシリズマブ、オクレリズマブ、セルトリズマブペゴル、エクリズマブ、パキセリズマブ、アブシキシマブ、ラニビジムマブ、メポリズマブ及びＭＹＯ−０２９からなる群から選択されるモノクローナル抗体である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記抗体が、がんを治療する治療剤、ＨＩＶの治療剤、毒素、別の受容体に反応する前記修飾抗体とは異なる抗体、抗原、ケモカイン及びサイトカインからなる群から選択される付加部分をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
均一なコアフコシル化若しくは非フコシル化ＩｇＧ糖タンパク質又はＩｇＧ−Ｆｃフラグメントを合成する方法であって、
（ａ）不均一な又は望ましくないＮ−グリカンを含むコアフコシル化若しくは非フコシル化ＩｇＧ糖タンパク質又はＩｇＧ−Ｆｃフラグメントを提供するステップと、
（ｂ）コア均一なフコシル化又は非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−ＩｇＧアクセプタを形成するために、エンド−Ｈ、エンド−Ｆ３、エンドＳ及びエンド−Ａからなる群から選択された酵素を用いて前記不均一な又は望ましくないＮ−グリカンを除去するステップと、
（ｃ）規定された数及びタイプの糖残基を有するＮ−グリカンを含む所望のオリゴ糖成分を有する、オリゴ糖含有オキサゾリンを提供するステップと、
（ｄ）化膿性連鎖球菌エンド−Ｓ  Ａｓｐ２３３突然変異体を使用して、前記オリゴ糖含有オキサゾリンで前記コアフコシル化又は非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−ＩｇＧアクセプタを酵素的にグリコシル転移し、それによって前記規定された数及びタイプの糖残基を有する均一なコアフコシル化若しくは非フコシル化ＩｇＧ糖タンパク質又はＩｇＧ−Ｆｃフラグメントを形成するステップと、
を含み、
前記突然変異体が、Ｄ２３３Ｑ（配列番号：２）部位特異的突然変異又はＤ２３３Ａ（配列番号：３）部位特異的突然変異を含む突然変異体から選択される、方法。
【請求項１０】
前記オリゴ糖含有オキサゾリンが、二糖、三糖、四糖、五糖、六糖、七糖、八糖、九糖、十糖、又は十一糖オキサゾリンである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記コア−フコシル化ＧｌｃＮＡｃアクセプタが、アルファ−１−６−フコシル−ＧｌｃＮＡｃ含有抗体又はＦｃフラグメントである、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
修飾抗体又はそのＦｃ−フラグメントを合成する方法であって、
ＧｌｃＮＡｃ−タンパク質アクセプタを形成するために、フコシル化若しくは非フコシル化Ｎ−アセチルグルコサミン（ＧｌｃＮＡｃ）部分を含む抗体又はＦｃフラグメントを提供するステップであって、前記フコシル化又は非フコシル化Ｎ−アセチルグルコサミン（ＧｌｃＮＡｃ）部分が前記抗体の前記Ｆｃ領域に位置するステップと、
所定の数の糖を有する前記修飾抗体又はそのＦｃフラグメントを形成するために、化膿性連鎖球菌エンド−Ｓ  Ａｓｐ２３３突然変異体酵素の触媒で、前記所定の数の糖を有するオリゴ糖オキサゾリンと前記ＧｌｃＮＡｃ−タンパク質アクセプタをグリコシル転移するステップと、
を含み、
前記突然変異体酵素が、Ｄ２３３Ｑ（配列番号：２）部位特異的突然変異又はＤ２３３Ａ（配列番号：３）部位特異的突然変異を含む突然変異体から選択される、方法。
【請求項１３】
前記修飾抗体が、がんを治療する治療剤、ＨＩＶの治療剤、毒素、別の受容体に反応する前記修飾抗体とは異なる抗体、抗原、治療用ポリペプチド、前記オリゴ糖オキサゾリンに結合したケモカイン及び／又はサイトカインを含む付加部分をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
Ｆｃ−シアル酸付加グリコフォームを示す静脈内免疫グロブリン（ＩＶＩＧ）製剤を合成する方法であって、
Ｆｃ  Ｎ−グリカンを保有するＩＶＩＧを提供するステップと、
ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタを形成するためにエンド−Ｈ、エンド−Ｆ３、エンドＳ及びエンド−Ａからなる群から選択されるエンドグリコシダーゼを使用して前記Ｆｃ  Ｎ−グリカンを脱グリコシル化するステップであって、前記ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタが前記ＩＶＩＧの前記Ｆｃ領域に位置し、前記ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタがコアフコシル化又は非フコシル化されるステップと、
シアル酸付加ＩＶＩＧを形成するために、配列番号：２及び配列番号：３を含むエンド−Ｓ突然変異体からなる群から選択される酵素の触媒で、所定の数の糖残基を有するシアログリカンオキサゾリンで前記ＩＶＩＧ上の前記ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタをグリコシル転移するステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
Ｄ２３３Ｑ（配列番号：２）及びＤ２３３Ａ（配列番号：３）からなる群から選択される少なくとも１つの化膿性連鎖球菌エンド−Ｓ  Ａｓｐ−２３３突然変異体を含む組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の政府の権利
[001]  本発明は、国立衛生研究所から授与された助成金番号ＧＭ０８０３７４及びＧＭ０９６９７３による政府の支援を受けてなされた。政府は本発明に一定の権利を有する。
【０００２】
関連出願への相互参照
[002]  本出願は、２０１２年２月１０日出願の米国仮出願第６１／５９７，４６８号に対する優先権を主張し、その内容はあらゆる意味で参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
[003]  技術分野
[004]  本発明は、糖タンパク質合成に関し、特にグリコシル転移活性及び限られた加水分解活性を保有する化膿性連鎖球菌からの組換え型及び突然変異エンドＳ、すなわち、エンド−β−Ｎ−アセチルグルコサミニダーゼの使用、及びそれにより、抗体−Ｆｃドメインの効率的なグリコシル化リモデリングを提供することに関する。
【背景技術】
【０００４】
[006]  ＩｇＧ型のモノクローナル抗体（ｍＡｂｓ）は、がん、自己免疫及び感染症の治療に使用される重要なクラスの治療用タンパク質である（１〜３）。ＩｇＧ抗体は、柔軟なヒンジ領域によって連結された２つの可変Ｆａｂドメイン及び１つの定常（結晶性）Ｆｃドメインを含む３つの異なるタンパク質ドメインを形成するのに関わる２つの重鎖及び２つの軽鎖からなる。Ｆａｂドメインは抗原結合を担当し、Ｆｃドメインは、抗体依存性細胞傷害（ＡＤＣＣ）及び補体依存性細胞傷害（ＣＤＣ）などのＦｃ受容体媒介のエフェクター機能に関与する（２，４）。Ｆｃドメインは、保存されたＮ−グリコシル化部位（Ｎ２９７）に２つのＮ−グリカンを保持するホモ二量体である。結合されたオリゴ糖は相当の構造不均一性がある二分岐性複合型であり、図１に示すように、そのＮ−連鎖七糖コアをコアフコース（Ｆｕｃ）、二分Ｎ−アセチルグルコサミン（ＧｌｃＮＡｃ）、末端ガラクトース（Ｇａｌ）、及び末端シアル酸（Ｓｉａ）で様々に修飾することができる（５〜７）。Ｘ線結晶学及びＮＭＲ構造研究によると、Ｆｃグリカンは２つのＣＨ２／ＣＨ３サブドメインに挟まれ、Ｆｃドメインとの間に複数の非共有相互作用を有する（８〜１４）。これらの研究は、様々なＦｃグリカンの結合はＦｃドメインのコンフォメーションに明確な影響を及ぼし得ることを示しており、抗体のエフェクター機能に関連する個々のＦｃ受容体との相互作用のために適切なＦｃドメイン構造を維持するのにグリコシル化の重要な役割を示唆している（８〜１４）。
【０００５】
[007]  Ｆｃ  Ｎ−グリカンの微細構造が抗体の炎症誘発性及び抗炎症性活性の重要な決定因子であることもさらに実証された（２，１５）。例えば、コアフコースの欠損、及び二分ＧｌｃＮＡｃ部分の結合は、抗体依存性細胞傷害（ＡＤＣＣ）の原因であるＦｃγＩＩＩａ受容体（ＦｃγＲＩＩＩａ）に対する抗体の親和性を劇的に向上させる（１１，１６〜１８）。このように、in vivo抗がん効能を改良するために、低フコース含量ｍＡｂｓを探求している（１９，２０）。他方で、健康な献血者数千人の血清からプールした静脈内免疫グロブリン（ＩＶＩＧ）のマイナーな構成部分である末端α−２，６−シアル酸付加Ｆｃグリコフォームは最近、関節リウマチ（ＲＡ）のマウスモデルでＩＶＩＧの抗炎症活性の活性種であることが確認された（２１〜２３）。しかし、市販のＩｇＧ類は、モノクローナル抗体及びＩＶＩＧを含め、通常はグリコフォームの混合物として存在し、それは個々の治療活性にとって最適ではない。例えば、がん治療に現在使用されているモノクローナル抗体の主要なＦｃグリコフォームは、コアフコシル化されていて、これは活性化受容体ＦｃγＲＩＩＩａに対して比較的低い親和性を有し、特に親和性が低いＦｃγＲＩＩＩａ−Ｆ１５８対立遺伝子多形を有する患者に対する低い効能を示す（２，１９，２０）。
【０００６】
[008]  ＩｇＧ抗体の生体機能及び治療結果に対するグリコシル化の影響は、抗体のグリコシル化を制御する方法の開発に多大な関心を引き起こしている。１つの方法は、哺乳類、植物、及び酵母の宿主細胞などの様々な発現系で、産生中にグリカンの生合成経路操作を通してグリコシル化のプロフィールを制御することである（２４〜３０）。このようにグリコシル化を制御した結果、ＡＤＣＣ活性が改良された低フコース又は非フコシル化モノクローナル抗体が産生される。しかし、この方法で生成することができるグリコフォームは限られており、大抵の場合、規定された均一なグリコフォームの完全な制御は困難である。
【０００７】
[009]  モノクローナル抗体リツキシマブなどの市場にある幾つかの治療用糖タンパク質薬の最近の分析は、様々な期間に産生された様々なバッチからのグリコシル化のプロフィールに有意の変化があることを示した（３１）。この分析は、糖タンパク質系薬剤の一貫した産生を維持することが困難であることを示唆し、規制上の懸念も引き起こしている。何故なら、Ｆｃグリコシル化の変化は治療の効能に影響を及ぼす可能性が非常に高いからである。
【０００８】
[010]  糖タンパク質のグリコシル化の不一致及び不均一性に対応する代替的方法は、不均一なＮ−グリカンを切り取り、酵素的グリコシル化によって糖鎖を伸長させることによってグリコシル化のリモデリングを実行することである（３２，３３）。このような酵素グリコシル化は、最近、基質としてグリカンオキサゾリンを使用する幾つかのエンドグリコシダーゼ及びそのグリコシンターゼ突然変異体のグリコシル転移活性によるＦｃグリコシル化リモデリングの酵素化学的方法を使用することによって説明されている（３４〜３６）。このリモデリング方法は２つのステップからなる。すなわち、グリコシル化部位の第一ＧｌｃＮＡｃのみを残すために、エンドグリコシダーゼによってすべての異種Ｎ−グリカンを切り取るステップと、次にエンドグリコシダーゼ触媒のグリコシル転移反応を介して明確に規定されたＮ−グリカンを一括して元に加えるステップである（３２）。
【０００９】
[011]  最近の研究で、Ｆｃドメインの酵母又はＣＨＯ細胞の発現と、その後の酵素脱グリコシル化／再グリコシル化方法による酵素化学的リモデリングとを組み合わせることによって、ＩｇＧ−Ｆｃドメインのグリコシル化操作が達成できることが実証された（３４〜３６）。Arthrobacter protophormiaeからのエンド−β−Ｎ−アセチルグルコサミニダーゼ、すなわちエンドＡは、基質として様々な合成Ｎ−グリカンコアオキサゾリンを使用することにより、ＧｌｃＮａｃ含有Ｆｃドメインをグリコシル化するのに極めて効率的であることが示されている（３４，３５）。それにもかかわらず、最新技術の方法の限界が明白である。すなわち、（ａ）エンドＡもエンドＭ（Mucor hiemalisからの別のエンドグリコシダーゼ）も、組換え型ｍＡｂｓ及びＩＶＩＧの主要なグリコフォームであるコアフコシル化されたＩｇＧ−Ｆｃドメイン（３５）を変換することができず、（ｂ）エンドＤ突然変異体は、Ｍａｎ３ＧｌｃＮＡｃコアをフコシル化されたＧｌｃＮａｃ−Ｆｃドメイン（３６）に結合させることができたが、エンドＤ、エンドＡ、エンドＭ、及びそれらの突然変異体（３６〜３９）のいずれも、インタクトな複合型Ｎ−グリカンをフコシル化又は非フコシル化ＧｌｃＮａｃ−Ｆｃドメインに転移させることができず、（ｃ）複合型Ｎ−グリカンでのインタクトな完全長ＩｇＧ抗体のグリコシル化リモデリングはまだ達成されていない。
【００１０】
[0012]  糖タンパク質グリコシル化リモデリングのために効率的な酵素脱グリコシル化／グリコシル化システムを開発しようとして、Ｎグリカンのキトビオースコアのβ−１，４−グリコシド結合を開裂することによってインタクトなＩｇＧ抗体のＦｃ  Ｎ−グリカンを加水分解することができる化膿性連鎖球菌からのエンドＳ、すなわち、エンド−β−Ｎ−アセチルグルコサミニダーゼ（ＥＮＧａｓｅ）が注目されている（４０〜４２）。エンドＳは、供与体基質としてＭａｎ３ＧｌｃＮＡｃオキサゾリンを使用してＧｌｃＮＡｃ受容体をグリコシル化することができる作用などのグリコシル転移活性を有する。しかし、野生型エンドＳは非常に活性の高い加水分解活性も有し、したがって合成及びグリコシル化リモデリングに野生型エンド−Ｓを使用した場合、グリコシル化したＩｇＧ産物も急速に加水分解する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
[0013]  以上のエンドＳの既知の活性を鑑みて、低下した加水分解活性とともにグリコシル転移活性を示す突然変異体エンド−Ｓを提供すると有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
[0014]  本発明は、ＩｇＧ抗体及びそのＦｃフラグメントを合成するために加水分解活性が低下し、グリコシル転移活性が増大した組換え型エンド−Ｓ及びその選択された突然変異体を提供し、所望の糖鎖がコアフコシル化又は非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−ＩｇＧアクセプタに付加される。したがって、本発明により、治療用抗体及びそのＦｃフラグメントを合成、リモデリングし、in vivoでの半減期の延長、免疫原性の低下、in vivo活性の強化、標的指向能力の向上、及び／又は治療剤を送達する能力などの特定の生物活性を提供することができる。
【００１３】
[0015]  一態様では、本発明は、化膿性連鎖球菌のエンド−β−Ｎ−アセチルグルコサミニダーゼ（配列番号：１）及びその突然変異体のグリコシル転移活性を提供し、突然変異体はそれに対して少なくとも９５％の相同性を有し、コアフコシル化及び非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−ＩｇＧアクセプタの両方に対してグリコシル転移活性を示し、エンドグリコシダーゼによって（活性化した糖オキサゾリンの形態の）オリゴ糖が一括してフコシル化又は非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−ＩｇＧ（又はそのＦｃフラグメント）に転移して、ＩｇＧの新しいグリコフォーム（又はそのＦｃフラグメント）を形成することができる。
【００１４】
[0016]  別の態様では、本発明は、著しく向上したグリコシル転移効率、及び低下又は消失した産物加水分解活性を示すエンド−Ｓ突然変異体を提供する。突然変異体は、Ａｓｐ−２３３における突然変異などの部位特異的な突然変異を含むことが望ましい。突然変異体はＤ２３３Ｑ（配列番号：２）及びＤ２３３Ａ（配列番号：３）を含むが、これらに限定されない。
【００１５】
[0017]  さらに別の態様では、本発明は、ＩｇＧ抗体の均一なコアフコシル化又は非フコシル化グリコフォームを調製する酵素化学的方法を提供し、該方法は、
ａ．コアフコシル化ＧｌｃＮＡｃ−ＩｇＧ、非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−ＩｇＧ又は対応するＩｇＧ−Ｆｃフラグメントからなる群から選択されるアクセプタを提供するステップと、
ｂ．活性化したオリゴ糖部分を前記アクセプタに転移し、均一なフコシル化又は非フコシル化糖タンパク質を生成するために、化膿性連鎖球菌エンド−Ｓ  Ａｓｐ−２３３突然変異体の存在下で、前記アクセプタを活性化オリゴ糖部分を含む供与体基質と反応させるステップと、を含む。
【００１６】
[0018]  さらに別の態様では、本発明は、所定のオリゴ糖部分を有するコアフコシル化ＩｇＧ又はＩｇＧ−Ｆｃフラグメントを調製する方法を提供し、該方法は、
ａ．アスパラギン結合コアフコシル化Ｎ−アセチルグルコサミン（ＧｌｃＮＡｃ）残基を含むコアフコシル化ＩｇＧアクセプタを提供するステップと、
ｂ．エンドグリコシダーゼ−Ｓ  Ｄ２３３Ｑ（配列番号：２）及びＤ２３３Ａ（配列番号：３）突然変異体の存在下で前記コアフコシル化ＩｇＧアクセプタを活性オリゴ糖供与体と酵素的に反応させるステップであって、活性オリゴ糖供与体は、所定の数及びタイプの糖残基を含むオリゴ糖部分を保有し、該オリゴ糖部分は前記コアフコシル化ＩｇＧアクセプタと共有結合し、それにより所定のオリゴ糖部分を有するコアフコシル化ＩｇＧ又はＩｇＧ−Ｆｃフラグメントを調製するステップと、を含む。
【００１７】
[0019]  さらに別の態様では、本発明は、均一なコアフコシル化糖タンパク質又は非フコシル化糖タンパク質を合成するための供与体基質として、グリカン又はオリゴ糖オキサゾリン、フッ化グリコシル、アジ化グリコシル又はアリルグリコシドなどの活性オリゴ糖部分を提供する。活性オリゴ糖部分はオリゴ糖オキサゾリンであることが好ましい。
【００１８】
[0020]  さらに別の態様では、本発明は、均一なフコシル化又は非フコシル化単量体抗体又はそのＦｃフラグメントを調製する酵素化学的方法に関し、該方法は、
コアフコシル化又は非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−抗体又はそのＦｃフラグメントから選択されたアクセプタを提供するステップと、
化膿性連鎖球菌エンド−Ｓ  Ａｓｐ−２３３突然変異体の存在下で、前記アクセプタを供与体基質と反応させるステップであって、該供与体基質は、規定された数及びタイプの糖残基並びに特異的結合タイプを有する所定のオリゴ糖成分を含み、それにより均一なフコシル化又は非フコシル化単量体抗体又はそのＦｃフラグメントを提供するステップとを含む。一実施形態では、フコシル化ＧｌｃＮＡｃ含有タンパク質はアルファ−１−６−フコシル−ＧｌｃＮＡｃ−タンパク質である。
【００１９】
[0021]  別の態様では、本発明は、所定の数及びタイプの糖残基並びに特異的結合タイプがある所定のオリゴ糖成分を有するオリゴ糖で抗体又はそのＦｃフラグメントをリモデリングする方法に関し、該方法は、
ａ．Ｆｃ  Ｎ−グリカンを含むコアフコシル化抗体又はそのＦｃフラグメントを提供するステップと、
ｂ．Ａｓｎ結合ＧｌｃＮＡｃ部分を生成するために、前記コアフコシル化抗体又はＦｃフラグメントを加水分解エンド酵素で処理するステップと、
ｃ．配列番号：２及び配列番号：３からなる群から選択されるアミノ酸配列を有するエンド−Ｓ突然変異体の存在下で、オリゴ糖をＡｓｎ−結合ＧｌｃＮＡｃ部分に結合させ、それにより所定のオリゴ糖成分を付加させるステップと、を含む。
【００２０】
[0022]  さらに別の態様では、本発明は、規定された数及びタイプの糖残基並びに特異的結合タイプがある所定のオリゴ糖成分を有するオリゴ糖で、コアフコシル化又は非フコシル化ＩｇＧ又はＩｇＧ−Ｆｃフラグメントをリモデリングする方法に関し、該方法は、
ａ．均一なＮ−グリカンを保有する天然又は組換え型原料から得たコアフコシル化又は非フコシル化ＩｇＧ又はＩｇＧ−Ｆｃフラグメントを提供するステップと、
ｂ．ペプチドドメインに最も近く位置する２つのＧｌｃＮＡｃ残基間の結合を加水分解するために、前記天然又は組換え型ＩｇＧ又はＩｇＧ−Ｆｃフラグメントをエンド−酵素（効率的な加水分解活性がある野生型エンドグリコシダーゼ又は組換え型エンドグリコシダーゼ）で処理し、それによってコアフコシル化又は非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタを保有する脱グリコシル化タンパク質を形成するステップと、
ｃ．化膿性連鎖球菌エンド−Ｓ  Ａｓｐ−２３３突然変異体でのグリコシル転移を通して天然ベータ−１，４−グリコシド結合を再構成するために、所定のオリゴ糖成分を前記ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタに結合させ、それにより前記所定のオリゴ糖成分を付加して、コアフコシル化又は非フコシル化ＩｇＧ又はＩｇＧ−Ｆｃフラグメントをリモデリングするステップと、を含む。
【００２１】
[0023]  適用可能なオリゴ糖オキサゾリンには高マンノース型、雑種型、シアログリカンオキサゾリン及び複合型Ｎ−グリカン、さらに特異的タグのような選択的に修飾されたそれらの誘導体が含まれるが、これらに限定されない。均一なコアフコシル化又は非フコシル化ＩｇＧ抗体及びＩｇＧ−Ｆｃフラグメントの非常に効率的な酵素化学的合成のために、供与体基質として二糖、三糖、四糖、五糖、六糖、七糖、八糖、九糖、十糖、又は十一糖オキサゾリンを使用することが好ましい。
【００２２】
[0024]  さらに別の態様では、本発明は修飾抗体又はそのフラグメントを合成する方法に関し、該方法は、
ａ．前駆物質としてＦｃ  Ｎ−グリカンを保有する天然に存在するＩｇＧ抗体、組換え型抗体又はＦｃドメインを提供するステップと、
ｂ．Ｆｃドメインを脱グリコシル化してＧｌｃＮＡｃ−アクセプタを形成するために、野生型エンド−Ｓなどのエンドグリコシダーゼを使用してＦｃ脱グリコシル化するステップであって、該ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタは前記抗体のＦｃ領域に位置し、ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタはコアフコシル化又は非フコシル化されるステップと、
ｃ．所定の数の糖残基を有する修飾抗体を形成するために、配列番号：２及び配列番号：３を含むエンド−Ｓ突然変異体からなる群から選択される酵素の触媒で、所定の数の糖残基を有するオリゴ糖オキサゾリン又はシアログリカンオキサゾリンで前記天然に存在するＩｇＧ抗体、組換え型抗体又はＦｃドメインのＧｌｃＮＡｃ−アクセプタをグリコシル転移するステップと、を含む。
【００２３】
[0025]  さらに別の態様では、本発明はＦｃ−シアル酸付加グリコフォームを示す静脈内免疫グロブリン（ＩＶＩＧ）をリモデリングする方法を提供し、該方法は、
ａ．Ｆｃ  Ｎ−グリカンを保有するＩＶＩＧを提供するステップと、
ｂ．ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタを形成するために野生型エンド−Ｓを含むエンドグリコシダーゼを使用して前記Ｆｃ  Ｎ−グリカンをＦｃ脱グリコシル化するステップであって、該ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタは前記ＩＶＩＧのＦｃ領域に位置し、ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタはフコシル化又は非フコシル化されるステップと、
ｃ．シアル酸付加ＩＶＩＧを形成するために、配列番号：２及び配列番号：３を含むエンド−Ｓ突然変異体からなる群から選択される酵素の触媒で、所定の数の糖残基を有するシアログリカンオキサゾリンで前記ＧｌｃＮＡｃ−アクセプタをグリコシル転移するステップと、を含む。
【００２４】
[0026]  本発明の別の態様は、抗炎症活性を向上させるために、少なくとも９０％の均一なシアル酸付加Ｆｃグリコフォームを含む組成物を含むＩＶＩＧ製剤を提供し、前記シアル酸付加Ｆｃグリコフォームは、脱グリコシル化ＩＶＩＧのＦｃ領域に位置するＧｌｃＮＡｃ部分と所定の数の糖残基を有するシアログリカンオキサゾリンを結合する化膿性連鎖球菌エンド−Ｓ  Ａｓｐ−２３３突然変異体を使用して合成される。
【００２５】
[0027]  さらに別の態様では、本発明はコアフコシル化又は非フコシル化ＩｇＧ抗体又はＩｇＧ−Ｆｃフラグメントを合成する方法に関し、該方法は、
ａ．天然又は組換え型ＩｇＧ抗体又はＩｇＧ−Ｆｃフラグメントを提供するステップであって、該組換え型ＩｇＧ又はＩｇＧ−Ｆｃは酵母、昆虫、植物、及び任意の哺乳類発現系を含むが、これらに限定されない典型的なタンパク質発現系から産生されるステップと、
ｂ．コアフコシル化又は非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−含有タンパク質を形成するために、エンド−Ｈ、エンド−Ａ、エンド−Ｓ及び／又はエンド−Ｆ３からなる群から選択される酵素によってＮ−グリカンを除去するステップと、
ｃ．鎖中に規定された数及びタイプの糖残基を含む所望のオリゴ糖成分を有する、糖オキサゾリン又はシアログリカンオキサゾリンを提供するステップと、
ｄ．所望の数の糖残基を有する糖オキサゾリン又は所望の数の糖及びシアル酸残基を有するシアログリカンオキサゾリンで前記フコシル化又は非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−含有タンパク質を、化膿性連鎖球菌エンド−Ｓ  Ａｓｐ−２３３突然変異体からなる群から選択されるエンドグリコシダーゼで酵素グリコシル転移し、それにより所望の数の糖残基及び／又はシアル酸の伸長部を有する均一なコアフコシル化又は非フコシル化ＩｇＧ抗体又はＩｇＧ−Ｆｃフラグメントを形成するステップと、を含む。
【００２６】
[0028]  規定された数及びタイプの糖残基がある所定のオリゴ糖成分を有するオリゴ糖オキサゾリン又はシアログリカンオキサゾリンは、がん、ＨＩＶ又は他のウイルスを治療するような治療剤又は治療薬、細胞原形質膜上の受容体を活性化する物質、細胞内の化学的性質に影響する薬剤、細胞の物理的性質、遺伝子、遺伝子類似体、ＲＮＡ、ＲＮＡ類似体、ＤＮＡ、ＤＮＡ類似体に影響する薬剤、ＣＣＲ５又はＣＤ４などの表面受容体のアミノ酸配列、特定の抗体に対する親和性を有する抗原構造、ｇｐ１２０、ｇｐ４１又はｇｐ１６０などの受容体リガンドのアミノ酸配列、受容体拮抗物質、受容体遮断物、酵素、酵素基質、酵素阻害物質、酵素調整物質、治療用タンパク質、タンパク質類似体、代謝産物、代謝産物類似体、オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド類似体、抗原、抗原類似体、抗体又はそのフラグメント、抗体類似体、別の受容体細菌、ウイルス、無機イオン、金属イオン、金属クラスタ、ポリマー、蛍光性化合物及びこれらの任意の組み合わせに対して反応性である修飾抗体とは異なる抗体などの付加的な部分又はタグをさらに含んでもよいことが想定される。
【００２７】
[0029]  したがって、本発明は、症状を治療する生物活性を有する治療薬又は治療剤を送達する送達デバイスをさらに提供し、該送達デバイスは、所定の糖鎖又はシアログリカンを有するリモデリングしたＩｇＧ又はＩｇＧ−Ｆｃフラグメント、及び末端糖残基又はシアル酸に結合した治療剤又は治療薬を含む。
【００２８】
[0030]  本発明は、ＨＩＶ関連のモノクローナル抗体を修飾することを想定し、それには１７ｂ、４８ｄ、Ａ３２、Ｃ１１、２Ｇｌ２、Ｆ２４０、ＩｇＧｌｂ１２、１９ｅ、Ｘ５、ＴＮＸ−３５５及びＦ９１が含まれるが、これらに限定されず、すべてが市販されている。
【００２９】
[0031]  がん又は他の疾患に関連する別の抗体も、特定の受容体に個々に適合し、それにより生物活性を向上させるためにリモデリングすることができ、モノクローナル抗体はセツキシマブ、リツキシマブ、ムロモナブ−ＣＤ３、アブシキマブ、ダクリズマブ、バシリキシマブ、パリビズマブ、インフリキシマブ、トラスツズマブ、ゲムツズマブ・オゾガミシン、アレムツズマブ、イブリツモマブ・チウキセタン、アダリムマブ、オマリズマブ、トシツモマブ、Ｉ−１３１トシツモマブ、エファリズマブ、ベバシズマブ、パニツムマブ、ペルツズマブ、ナタリズマブ、エタネルセプト、ＩＧＮ１０１（Aphton）、ボロシキマブ（Biogen Idec及びPDL BioPharm）、抗ＣＤ８０ｍＡｂ（Biogen Idec）、抗ＣＤ２３ｍＡｂ（Biogen Idel）、ＣＡＴ−３８８８（Cambridge Antibody Technology）、ＣＤＰ−７９１（Imclone）、エラプツズマブ（Immunomedics）、ＭＤＸ−０１０（Medarex及びBMS)、ＭＤＸ−０６０（Medarex）、ＭＤＸ−０７０（Medarex）、マツズマブ（Merck)、ＣＰ−６７５，２０６（Pfizer）、ＣＡＬ（Roche）、ＳＧＮ−３０（Seattle Genetics）、ザノリムマブ（Serono及びGenmab）、アデカツムマブ（Sereno）、オレゴボマブ（United Therapeutics）、ニモツズマブ（YM Bioscience）、ＡＢＴ−８７４（Abbott Laboratories）、デノスマブ（Amgen）、ＡＭ１０８（Amgen）、ＡＭＧ７１４（Amgen）、フォントリズマブ（Biogen Idec及びPDL BioPharm）、ダクリズマブ（Biogent Idec及びPDL BioPharm）、ゴリムマブ（Centocor及びSchering-Plough）、ＣＮＴＯ  １２７５（Centocor）、オクレンズマブ（Genetech及びRoche）、ＨｕＭａｘ−ＣＤ２０（Genmab）、ベリムマブ（HGS及びGSK）、エプラツズマブ（Immunomedics）、ＭＬＮ１２０２（Millennium Pharmaceuticals）、ビジリズマブ（PDL BioPharm）、トシリズマブ（Roche）、オクレリズマブ（Roche）、セルトリズマブペゴル（UCB、以前のCelltech）、エクリズマブ（Alexion Pharmaceuticals）、パキセリズマブ（Alexion Pharmaceuticals及びProcter & Gamble）、アブシキシマブ（Centocor）、ラニビジムマブ（Genetech）、メポリズマブ（GSK）、ＴＮＸ−３５５（Tanox）、又はＭＹＯ−０２９（Wyeth）を含むことができるが、これらに限定されない。
【００３０】
[0032]  本発明のさらに別の態様は、最初に不均一な糖鎖を含む抗体をリモデリングする方法に関し、該方法は、
ａ．元のグリコシル化部位に結合した単フコシル化又は非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ部分を残すために、エンドグリコシダーゼで抗体から不均一な糖鎖を除去するステップと、
ｂ．タグ付き抗体を生成するために、エンドグリコシダーゼ触媒グリコシル転移により、少なくとも１つのタグがあるコアオリゴ糖又はシアログリカンオキサゾリンをフコシル化又は非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ部分に転移するステップであって、前記エンドグリコシダーゼは配列番号：２及び配列番号：３を含むエンド−Ｓ突然変異体からなる群から選択されるステップと、を含む。
【００３１】
[0033]  タグ部分は、抗原、がん又はＨＩＶ用などの治療薬、毒素、蛍光プローブ、ビオチン、ＰＥＧ種、脂質、又はヌクレオチドを含むことができるが、これらに限定されない。
【００３２】
[0034]  別の態様では、本発明は、Ｄ２３３Ｑ（配列番号：２）及びＤ２３３Ａ（配列番号：３）からなる群から選択される少なくとも１つの化膿性連鎖球菌エンド−Ｓ  Ａｓｐ−２３３突然変異体を含む組成物を提供する。
【００３３】
[0035]  さらに別の態様では、本発明は、所定のオリゴ糖部分を有するコアフコシル化又は非フコシル化抗体又はそのＦｃフラグメントの実質的に均一な製剤を提供し、実質的に均一な製剤は上述した方法のいずれかによって産生される。このような均一な製剤を含む組成物も提供される。
【００３４】
[0036]  さらに別の態様では、本発明は、治療対象の生物活性を調整するのに十分な量で所望のグリコシル化状態及び／又はシアル酸付加形態を有するリモデリング抗体を使用した治療法を提供する。
【００３５】
[0037]  本発明の他の態様、特徴及び実施形態は、以下の開示及び特許請求の範囲からさらに十分に明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】[0038]典型的なＩｇＧ抗体及びＦｃ  Ｎ−グリカンの構造を示す。ａ）機能領域を示すヒトＩｇＧのアルファ骨格構造（ＰＤＢコード１ＨＺＨに基づいてモデリング）。ｂ）ＦｃドメインのＡｓｎ−２９７に結合した完全長二分岐複合型Ｎ−グリカンの構造。
【化１】
0006282232.tif 000002
【図２】[0039]エンドＳ（配列番号：４）とエンドＦ３（配列番号：５）の配列アラインメントを示す。
【図３Ａ】[0040]均一な天然及び選択的に修飾したグリコフォームへのリツキシマブのグリコシル化リモデリングの概略図を示す。
【化２】
0006282232.tif 000003
【図３Ｂ】[0040]均一な天然及び選択的に修飾したグリコフォームへのリツキシマブのグリコシル化リモデリングの概略図を示す。
【化３】
0006282232.tif 000004
【図４Ａ】[0041]リツキシマブのグリコシル化リモデリングのＳＤＳ−ＰＡＧＥ及びＥＳＩ−ＭＳ分析を示す。（ａ）ＳＤＳ−ＰＡＧＥ分析：レーン０、タンパク質マーカ；レーン１、市販のリツキシマブ；レーン２、エンドＳ脱グリコシル化リツキシマブ（１）；レーン３、（１）とシアログリカンオキサゾリン（２）の間のエンドＳ−Ｄ２３３Ａ触媒反応によるグリコシル転移産物（３）；レーン４、（１）と（２）のエンドＳ−Ｄ２３３Ｑ触媒反応によるグリコシル転移産物；レーン５、脱グリコシル化リツキシマブ（１）とＭａｎ３ＧｌｃＮＡｃオキサゾリン（４）の間のエンドＳ−Ｄ２３３Ｑ触媒反応によるグリコシル転移産物（５）；レーン６、脱グリコシル化リツキシマブ（１）とＮ３Ｍａｎ３ＧｌｃＮＡｃオキサゾリン（６）の間のエンドＳ−Ｄ２３３Ｑ触媒反応によるグリコシル転移産物（７）。（ｂ）市販のリツキシマブの重鎖のＥＳＩ−ＭＳ（逆畳込み解析後）。
【図４Ｂ】[0041]リツキシマブのグリコシル化リモデリングのＥＳＩ−ＭＳ分析を示す。（ｃ）脱グリコシル化リツキシマブ（１）のＥＳＩ−ＭＳ。（ｄ）グリコシル転移産物（３）のＥＳＩ−ＭＳ。
【図４Ｃ】[0041]リツキシマブのグリコシル化リモデリングのＥＳＩ−ＭＳ分析を示す。（ｅ）グリコシル転移産物（５）のＥＳＩ−ＭＳ。（ｆ）グリコシル転移産物（７）のＥＳＩ−ＭＳ。
【図５Ａ】[0042]リツキシマブの非フコシル化均一なグリコフォームへの酵素リモデリングを示す。
【化４】
0006282232.tif 000005
【図５Ｂ】[0042]リツキシマブの非フコシル化均一なグリコフォームへの酵素リモデリングを示す。
【化５】
0006282232.tif 000006
【図６】[0043]リツキシマブの非フコシル化Ｇ２グリコフォームへの糖鎖工学のＳＤＳ−ＰＡＧＥ及びＥＳＩ−ＭＳ分析を示す。（ａ）ＳＤＳ−ＰＡＧＥ分析：レーン０、タンパク質マーカ；レーン１、市販のリツキシマブ；レーン２、エンドＳ脱グリコシル化リツキシマブ（１）；レーン３、脱フコシル化産物（８）；レーン４、糖鎖改変したＧ２グリコフォーム。（ｂ）脱フコシル化リツキシマブ（８）の重鎖のＥＳＩ−ＭＳ（逆畳込み解析後）。（ｃ）糖鎖改変したＧ２リツキシマブ（１０）の重鎖のＥＳＩ−ＭＳ。
【図７】[0044]ヒトＩＶＩＧの部位特異的なＦｃ糖鎖改変を示す。
【化６】
0006282232.tif 000007
【図８】[0045]ＩＶＩＧのＦａｂ及びＦｃからの２ＡＢ−標識化Ｎ−グリカンの蛍光ＨＰＬＣプロフィールを示す。ａ）ネイティブＩＶＩＧ  Ｆｃ由来。ｂ）糖鎖改変したＩＶＩＧ  Ｆｃ由来。ｃ）ネイティブＩＶＩＧ  Ｆａｂ由来。ｄ）糖鎖改変したＩＶＩＧ  Ｆａｂ由来。グリカン構造は以下の成分を含む。
【化７】
0006282232.tif 000008
【図８−１】[0045]ＩＶＩＧのＦａｂ及びＦｃからの２ＡＢ−標識化Ｎ−グリカンの蛍光ＨＰＬＣプロフィールを示す。ａ）ネイティブＩＶＩＧ  Ｆｃ由来。ｂ）糖鎖改変したＩＶＩＧ  Ｆｃ由来。ｃ）ネイティブＩＶＩＧ  Ｆａｂ由来。ｄ）糖鎖改変したＩＶＩＧ  Ｆａｂ由来。グリカン構造は以下の成分を含む。
【化８】
0006282232.tif 000009
【図９Ａ】[0046]Ｇ２−リツキシマブ及び市販のリツキシマブとＦｃγ受容体、すなわち、ＦｃγＲＩＩＩａ−Ｖ１５８（Ａ）との結合の典型的なＳＰＲセンサグラムを示す。抗体を、タンパク質Ａ捕捉によって固定化し、４０μｇ／ｍＬ（１．３３μＭ）から開始して２倍の連続希釈で前記Ｆｃγ受容体を注入することによって結合を分析した。
【図９Ｂ】[0046]Ｇ２−リツキシマブ及び市販のリツキシマブとＦｃγ受容体、すなわち、ＦｃγＲＩＩＩａ−Ｆ１５８（Ｂ）との結合の典型的なＳＰＲセンサグラムを示す。抗体を、タンパク質Ａ捕捉によって固定化し、４０μｇ／ｍＬ（１．３３μＭ）から開始して２倍の連続希釈で前記Ｆｃγ受容体を注入することによって結合を分析した。
【図９Ｃ】[0046]Ｇ２−リツキシマブ及び市販のリツキシマブとＦｃγ受容体、すなわち、ＦｃγＲＩＩｂ（Ｃ）との結合の典型的なＳＰＲセンサグラムを示す。抗体を、タンパク質Ａ捕捉によって固定化し、４０μｇ／ｍＬ（１．３３μＭ）から開始して２倍の連続希釈で前記Ｆｃγ受容体を注入することによって結合を分析した。
【図１０】[0047]図１の規定と同じ記号で、ＰＮＧａｓｅＦ処理によって放出されたＦｃ  Ｎ−グリカンのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳを示す。
【図１１】[0048]図１の規定と同じ記号で、エンドＳ処理によって放出されたＦｃＮ−グリカンのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳを示す。
【図１２Ａ】[0049]リツキシマブのＬＣ−ＭＳ分析を示す。ａ）還元リツキシマブのＬＣプロフィール、ｂ）軽鎖のＥＳＩ−ＭＳ。
【図１２Ｂ】[0049]リツキシマブのＬＣ−ＭＳ分析を示す。ｃ）軽鎖の逆畳込み解析ＭＳ。
【図１２Ｃ】[0049]リツキシマブのＬＣ−ＭＳ分析を示す。ｄ）重鎖のＥＳＩ−ＭＳ、ｅ）重鎖の逆畳込み解析ＭＳ。
【図１３】[0050]ＰＮＧａｓｅＦ処理によって市販及び糖鎖改変したリツキシマブサンプルから放出した２−ＡＢ−標識Ｎ−グリカンの蛍光ＨＰＬＣプロフィールを示す。ａ）市販のリツキシマブ由来、ｂ）シアル酸付加リツキシマブ（３）由来、ｃ）非フコシル化リツキシマブ（１０）由来。
【化９】
0006282232.tif 000010
【図１４】[0051]野生型エンドＳによるグリコシル転移のＳＤＳ−ＰＡＧＥ分析を示す。レーン０、タンパク質マーカ；レーン１、市販のリツキシマブ；レーン２、エンドＳ脱グリコシル化リツキシマブ（１）；レーン３〜７、脱グリコシル化リツキシマブ（１）とシアログリカンオキサゾリン（２）との間のグリコシル転移反応のモニタリング；レーン３、１５分；レーン４、３０分；レーン５、１時間；レーン６、２時間；レーン７、４時間。
【図１５Ａ】[0052]ウシの腎臓α−フコシダーゼでのフコース（α２，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）の脱フコシル化のＬＣ−ＭＳモニタリングを示す。リツキシマブの重鎖の逆畳込み解析ＥＳＩ−ＭＳプロフィールを示した（ＦＧ−Ｒｘ、フコース（α２，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブの重鎖；Ｇ−Ｒｘ、ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブの重鎖）。ａ）α−フコシダーゼで２日間インキュベート、ｂ）α−フコシダーゼで７日間インキュベート。
【図１５Ｂ】[0052]ウシの腎臓α−フコシダーゼでのフコース（α２，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）の脱フコシル化のＬＣ−ＭＳモニタリングを示す。リツキシマブの重鎖の逆畳込み解析ＥＳＩ−ＭＳプロフィールを示した（ＦＧ−Ｒｘ、フコース（α２，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブの重鎖；Ｇ−Ｒｘ、ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブの重鎖）。ｃ）α−フコシダーゼで１４日間インキュベート、ｄ）α−フコシダーゼで２０日間インキュベート。
【図１６】[0053]ＩＶＩＧ糖鎖改変のＳＤＳ−ＰＡＧＥ分析を示す。レーン０、タンパク質マーカ；レーン１、市販のＩＶＩＧ；レーン２、エンドＳによる脱グリコシル化後のＩＶＩＧ（１１）；レーン３、シアログリカンオキサゾリンでのエンドＳ−Ｄ２３３Ｑ触媒グリコシル転移後のＩＶＩＧ（１２）。
【図１７】[0054]図１７のＡ及びＢは、それぞれ化膿性連鎖球菌エンドＳ  Ａｓｐ−２３３突然変異体Ｄ２３３Ｑ（配列番号：２）及びＤ２３３Ａ（配列番号：３）のアミノ酸残基を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
[0055]  本発明は、産物を加水分解せずに活性グリカンオキサゾリンからの複合型Ｎ−グリカンを脱グリコシル化したインタクトな抗体へ転移させることができる顕著なグリコシル転移効率を示す新規のグリコシンターゼ、すなわち、エンドＳ  Ａｓｐ２３３突然変異体を提供する。ここで、グリコシンターゼエンドＳ  Ａｓｐ２３３突然変異体は、インタクトな抗体のコアフコシル化及び非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−Ｆｃドメインの両方に効率的に作用して、規定された様々なＩｇＧグリコフォームを提供することが判明した。さらに、抗体及び静脈内免疫グロブリンは、向上された抗炎症活性を有する完全にシアル酸付加したＦｃグリコフォームに変換した。さらに、本発明は、ＡＤＣＣ活性が増大し、ＦｃγＩＩＩａ受容体結合活性が向上した均一なグリコフォーム、及び他のグリコフォームにさらに変換することができるアジド標識グリコフォームを提供する。
【００３８】
[0056]  本発明の実施には、他に指示しない限り、当技術分野の技能に含まれる免疫学、分子生物学、微生物学、細胞生物学及び遺伝子組換えＤＮＡの従来の技術を用いる。例えばSambrookらのMOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL、第２版（１９８９）、CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY（編集F. M. Ausubel他、（１９８７））、METHODS IN ENZYMOLOGYシリーズ（Academic Press, Inc.）: PCR 2: A PRACTICAL APPROACH（編集M. J. MacPherson、B.D. Hames及びG.R. Taylor（１９９５））、編集Harlow及びLane（１９８８）、ANTIBODIES, A LABORATORY MANUAL, and ANIMAL CELL CULTURE（編集R. I. Freshney（１９８７））を参照されたい。
【００３９】
[0057]  本明細書で述べる本発明の態様は、「〜からなる」及び／又は「基本的に〜からなる」態様を含むことが理解される。
【００４０】
[0058]  定義
[0059]  本明細書で使用する「ａ」又は「ａｎ」は、１つ又は複数を意味することがある。特許請求の範囲で使用する「ａ」又は「ａｎ」という言葉は、「含む」という言葉と組み合わせて使用した場合、１つ又は複数を意味することがある。本明細書で使用する「別の」は、少なくとも２つ目以上を意味することがある。
【００４１】
[0060]  本明細書で使用する「生物活性」は、例えば分子親和性又はその結果の生化学又は生理学的効果、受容体親和性又はその結果の生化学又は生理学的効果、非受容体親和性又は生化学又は生理学的効果、効能、生体利用効率、吸収、分布、代謝又は排出などの薬力学的及び薬物動態学的特性を指す。
【００４２】
[0061]  本明細書で使用する「糖」は、酸化又は非酸化炭水化物含有分子を指し、それには単糖、二糖、三糖、オリゴ糖、又は多糖、例えばＮ−アセチルグルコサミン、マンノース、ガラクトース、Ｎ−アセチルノイラミン酸（シアル酸）、ブドウ糖、フルクトース、フコース、ソルボース、ラムノース、マンノヘプツロース、Ｎ−アセチルガラクトサミン、ジヒドロキシアセトン、キシロース、キシルロース、アラビノース、グリセルアルデヒド、蔗糖、乳糖、麦芽糖、トレハロース、セロビオース、又はＬ−又はＤ−異性体のこれらの任意の組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。糖はさらに、天然、遺伝子組換え、合成、及び／又は半合成で産生されるこのような分子を指す。
【００４３】
[0062]  本明細書で使用する「均一」は、コアフコシル化糖タンパク質又は非フコシル化糖タンパク質を指し、オリゴ糖成分は同じ数及びタイプの糖残基の少なくとも７５％、さらに好ましくは少なくとも８０％、少なくとも８５％又は少なくとも９０％、及び最も好ましくは少なくとも９５％を含む。
【００４４】
[0063]  本明細書で使用する「タンパク質」又は「糖タンパク質」は、ペプチド及びグリコペプチドという用語と代替可能である。
【００４５】
[0064]  本明細書で使用する「相同性」は、アミノ酸配列が２つのポリペプチド間に実質的な同一性又は類似性を有し、基準ポリペプチドとの少なくとも９０％、さらに好ましくは少なくとも９５％の類似性を有することを指す。ポリペプチドの場合、配列間に上述した相同性を得る比較の長さは通常、少なくとも２５アミノ酸、あるいは少なくとも５０アミノ酸、より好ましくは少なくとも１００アミノ酸、及び最も好ましくは２００以上のアミノ酸である。実質的に同一又は相同のポリペプチドには、エンドグリコシダーゼの機能を破壊しないアミノ酸配列の位置に配置された付加、切断、内部欠失又は挿入、保存的又は非保存的置換、又は他の修飾が含まれる。当業者には、実質的に活性を変化させずに他の化学的に類似した残基で修飾又は置換することができる多数のアミノ酸が認識される。
【００４６】
[0065]  本明細書で使用する「調整する」は、本発明のグリコシル化操作の抗体を非グリコシル化操作の抗体と比較した場合に、以上で定義したような「生物活性」の上昇又は低下を指す。
【００４７】
[0066]  本明細書で使用する「免疫グロブリン分子」又は「抗体」は、抗原に特異的に結合する抗原結合部位又は細胞受容体に結合するＦｃ領域を含む分子を指す。構造上、自然に発生する最も単純な抗体（例えばＩｇＧ）は、ジスルフィド結合によって相互接続された４つのポリペプチド鎖、つまり２つの重鎖（Ｈ）及び２つの軽鎖（Ｌ）を含む。天然の免疫グロブリンは、ＩｇＤ、ＩｇＧ、ＩｇＡ、ＩｇＭ及びＩｇＥなどの数種類の分子を含む大きい分子のファミリーを表す。この用語は、ハイブリッド抗体、又は変性抗体、及びそれらのフラグメント、例えばＦｃフラグメントも含む。
【００４８】
[0067]  抗体は、本明細書で述べるような従来の技術でフラグメント化し、フラグメントは抗体全体について述べるのと同じ方法で有用性に合わせてスクリーニングすることができる。免疫グロブリン分子のＦａｂフラグメントは、相互に共有結合し、抗原と特異的に結合することができる免疫グロブリン重鎖及び免疫グロブリン軽鎖の免疫活性部分を含む免疫グロブリン分子の部分で構成された多重結合タンパク質である。Ｆａｂ及びＦｃフラグメントは、当技術分野で周知の方法を用い、パパインで実質的にインタクトな免疫グロブリン分子をタンパク分解することによって調製することができる。しかし、Ｆａｂ又はＦｃフラグメントは、当技術分野で知られている方法を用い、免疫グロブリン重鎖及び免疫グロブリン軽鎖の所望の部分を適切な宿主細胞内で発現させることによっても調製することができる。
【００４９】
[0068]  抗体に関して本明細書で使用する「実質的に純粋」は、自然な状態で付随する汚染物質又は抗体を得るプロセスで発生又は使用した汚染物質から分離されているという意味である。この用語はさらに、単一の部位又は複数の部位におけるグリコシル化を含む状態でも、その状態でなくても、単一のグリコシル化状態を有する所望の産物を含む。通常、抗体は、重量で、製剤中の抗体の少なくとも６０％を構成する場合、実質的に純粋である。例えば、製剤中の抗体は、重量で、所望の抗体の少なくとも約７５％、特定の実施形態では少なくとも約８０％、特定の実施形態では約８５％、特定の実施形態では少なくとも約９０％、特定の実施形態では少なくとも約９５％、及び最も好ましくは少なくとも約９９％である。実質的に純粋な抗体には、自然に、遺伝子組換えで、又は合成で産生した抗体が含まれる。
【００５０】
[0069]  本明細書で使用する「治療上有効量」は、疾患又は状態の症状の改善又は治療をもたらす量を指す。
【００５１】
[0070]  本発明の修飾コアフコシル化又は非フコシル化糖タンパク質及びさらに好ましくは抗体又はそのフラグメントにタグとして結合させるのに有用な抗原は、外来抗原、内在性抗原、そのフラグメント、又は同じ機能的活性を有する変異体でよい。
【００５２】
[0071]  本明細書で使用する「内在性抗原」は、細胞タンパク質、免疫調節剤、又は治療剤などのレシピエント動物の細胞又は組織に天然に存在するタンパク質又はその一部を指す。
【００５３】
[0072]  本明細書で使用する「外来抗原」は、レシピエント動物の細胞又は組織に対して外来性であるタンパク質又はそのフラグメントを指し、ウイルスタンパク質、寄生タンパク質、免疫調節剤、又は治療剤が含まれるが、これらに限定されない。
【００５４】
[0073]  外来抗原は、タンパク質、抗原フラグメント、又はウイルス及び寄生虫病原体に由来するその抗原フラグメントでよい。
【００５５】
[0074]  あるいは、外来抗原は合成遺伝子によってコードされることができ、従来のＤＮＡ遺伝子組換え法を使用して作成することができ、合成遺伝子は、ウイルス及び寄生虫病原菌に由来する抗原又はその一部を発現することができる。これらの病原体は、ヒト、家畜又は野生動物の宿主で感染性であり得る。
【００５６】
[0075]  外来抗原は、動物宿主に侵入、その中でコロニ形成、又は複製する前に、又はその間に、任意のウイルス又は寄生虫病原体が発現する任意の分子であり得る。
【００５７】
[0076]  ウイルス抗原が誘導されるウイルス病原体には、インフルエンザウイルス（分類ＩＤ：５９７７１）などのオルソミクソウイルス；ＲＳＶ、ＨＴＬＶ−１（分類ＩＤ：３９０１５）及びＨＴＬＶ−ＩＩ（分類ＩＤ：１１９０９）などのレトロウイルス；ＥＢＶ（分類ＩＤ：１０２９５）、ＣＭＶ（分類ＩＤ：１０３５８）又は単純ヘルペスウイルス（ＡＴＣＣ＃：ＶＲ−１４８７）などのヘルペスウイルス；ＨＩＶ−１（分類ＩＤ：１２７２１）及びＨＩＶ−２（分類ＩＤ：１１７０９）などのレンチウイルス；狂犬病などのラブドウイルス；ポリオウイルス（分類ＩＤ：１２０８０）などのピコルナウイルス；ワクシニア（分類ＩＤ：１０２４５）などのポックスウイルス；ロタウイルス（分類ＩＤ：１０９１２）；及びアデノ随伴ウイルス１（分類ＩＤ：８５１０６）などのパルボウイルスが含まれるが、これらに限定されない。
【００５８】
[0077]  ウイルス抗原の例には、ヒト免疫不全症ウイルス抗原Ｎｅｆ（米国アレルギー感染症研究所ＨＩＶ保管カタログ＃１８３；GenBank登録＃ＡＦ２３８２７８）、Ｇａｇ、Ｅｎｖ（米国アレルギー感染症研究所ＨＩＶ保管カタログ＃２４３３；GenBank登録＃Ｕ３９３６２）、Ｔａｔ（米国アレルギー感染症研究所ＨＩＶ保管カタログ＃８２７；GenBank登録＃Ｍ１３１３７）、Ｒｅｖ（米国アレルギー感染症研究所ＨＩＶ保管カタログ＃２０８８；GenBank登録＃Ｌ１４５７２）、Ｐｏｌ（米国アレルギー感染症研究所ＨＩＶ保管カタログ＃２３８；GenBank登録＃ＡＪ２３７５６８）、及びｇｐ１２０のＴ細胞及びＢ細胞エピトープ；Ｂ型肝炎表面抗原（GenBank登録＃ＡＦ０４３５７８）；ＶＰ４（GenBank登録＃ＡＪ２９３７２１）及びＶＰ７（GenBank登録＃ＡＹ００３８７１）などのロタウイルス抗原；血球凝集素（GenBank登録＃ＡＪ４０４６２７）などのインフルエンザウイルス抗原；核タンパク質（GenBank登録＃ＡＪ２８９８７２）；及びチミジンキナーゼ（GenBank登録＃ＡＢ０４７３７８）などの単純ヘルペスウイルス抗原が含まれるが、これらに限定されない。
【００５９】
[0078]  細菌性抗原が誘導される細菌病原体には、ミコバクテリウム種、ヘリコバクタピロリ、サルモネラ種、赤痢菌種、大腸菌、リケッチア種、リステリア種、レジオネラ肺炎、シュードモナス種、ビブリオ種、及びライム病ボレリアが含まれるが、これらに限定されない。
【００６０】
[0079]  細菌病原体の防御抗原の例には、ＣＦＡ／Ｉ綿毛抗原及び非熱耐性毒素の非毒性Ｂ−サブユニットなどの毒素原性大腸菌の菌体抗原；百日咳菌のパータクチン、百日咳菌のアデニル酸シクラーゼ溶血素、破傷風菌の破傷風毒素のフラグメントＣ、ライム病ボレリアの細胞表層タンパク質Ａ、発疹チフスリケッチア及び発疹熱リケッチアの防御準結晶表層タンパク質、リステリオリシン（「Ｌｌｏ」及び「Ｈｌｙ」としても知られる）、及び／又はリステリア菌の超酸化物不均化酵素（「ＳＯＤ」及び「ｐ６０」としても知られる）；ピロリ菌のウレアーゼ、及び炭疽菌の致死毒素及び／又は防御抗原の受容体結合ドメインが含まれる。
【００６１】
[0080]  生物兵器又は病原体からの抗原の例には、天然痘、炭疽病、野兎病、ペスト、リステリア、ブルセラ症、肝炎、ワクシニア、ミコバクテリア、コクサッキーウイルス、結核、マラリア、エーリキア症及び細菌性髄膜炎が含まれるが、これらに限定されない。
【００６２】
[0081]  寄生虫抗原が誘導される寄生虫病原体には、熱帯熱マラリア原虫（ＡＴＣＣ＃：３０１４５）などのマラリア原虫種；トリパノゾーマ−クルージ（ＡＴＣＣ＃：５０７９７）などのトリパノゾーマ種；ランブル鞭毛虫（ＡＴＣＣ＃：３０８８８Ｄ）などのシアルジア種；ウシマダニ種；バベシア−ミクロチ（ＡＴＣＣ＃：３０２２１）などのバベシア種；赤痢アメーバ（ＡＴＣＣ＃：３００１５）などのエントアメーバ種；アイメリア−マキシマ（ＡＴＣＣ＃：４０３５７）などのアイメリア種；リーシュマニア種（分類ＩＤ：３８５６８）；マンソン住血吸虫（GenBank登録＃ＡＺ３０１４９５）などの住血吸虫種；マレー糸状虫（GenBank登録＃ＢＥ３５２８０６）などのブルギア種；肝蛭（GenBank登録＃ＡＦ２８６９０３）などのファシダ種；イヌ糸状虫（GenBank登録＃ＡＦ００８３００）などのイヌ糸状虫種；バンクロフト糸状虫（GenBank登録＃ＡＦ２５０９９６）などのブケレリア種；及び回旋糸状虫（GenBank登録＃ＢＥ５８８２５１）などのオンコセルカ種が含まれるが、これらに限定されない。
【００６３】
[0082]  寄生虫抗原の例には、熱帯マラリア原虫（GenBank登録＃Ｍ２２９８２）及び三日熱マラリア原虫（GenBank登録＃Ｍ２０６７０）などのサーカムスポロゾイト抗原などのマラリア原虫種の前赤内期抗原；肝臓期抗原１（ＬＳＡ−１と呼ばれる；GenBank登録＃ＡＦ０８６８０２）などのマラリア原虫種の肝臓期抗原；メロゾイト表面抗原１（ＭＳＡ−１又はＭＳＰ−１とも呼ばれる；GenBank登録＃ＡＦ１９９４１０）などのマラリア原虫種のメロゾイト期抗原；ガラクトース特異的レクチン（GenBank登録＃Ｍ５９８５０）又は高セリン赤痢アメーバタンパク質などの赤痢アメーバの表面抗原；大形リーシュマニア（GenBank登録＃Ｙ００６４７）の６３ｋＤａの糖タンパク質（ｇｐ６３）又は大形リーシュマニアの４６ｋＤＡの糖タンパク質（ｇｐ４６）などのリーシュマニア種の表面タンパク質；マレー糸状虫（GenBank登録＃Ｕ７７５９０）のパラミオシン；マンソン住血吸虫（GenBank登録＃Ｗ０６７８１）のトリオースリン酸イソメラーゼ；コルブリフォルミス毛様センチュウ（GenBank登録＃Ｍ６３２６３）の分泌グロビン様タンパク質；肝蛭（GenBank登録＃Ｍ７７６８２）のグルタチオン−Ｓ−転移酵素；ボビス住血吸虫（GenBank登録＃Ｍ７７６８２）；日本住血吸虫（GenBank登録＃Ｕ５８０１２）；及びボビス住血吸虫及び日本住血吸虫のＫＬＨが含まれるが、これらに限定されない（上記のBashir他）。
【００６４】
[0083]  腫瘍特異的抗原の例には前立腺特異的抗原（ＰＳＡ）、ＴＡＧ−７２及びＣＥＡ、ヒトチロシナーゼ（GenBank登録＃Ｍ２７１６０）、チロシナーゼ関連タンパク質（ＴＲＰとも呼ばれる；GenBank登録＃ＡＪ１３２９３３）、及び腫瘍特異的ペプチド抗原が含まれる。
【００６５】
[0084]  移植抗原の例には、Ｔ細胞上のＣＤ３分子及びＨＬＡ  Ａ、ＨＬＡ  Ｂ、ＨＬＡ  Ｃ、ＨＬＡ  ＤＲ及びＨＬＡなどの組織適合抗原が含まれる。
【００６６】
[0085]  自己免疫抗原の例には、自己免疫脳脊髄炎に対する治療用ワクチン（GenBank登録＃Ｄ８８７６２）に有用なＩＡＳベータ鎖；インシュリン依存性１型糖尿病に対する治療用ワクチン（GenBank登録＃ＮＭ０１３４４５）に有用なグルタミン酸脱炭酸酵素；グレーブス病に対する治療用ワクチン（GenBank登録＃ＮＭ０００３６９）に有用なチロトロピン受容体（ＴＳＨｒ）及び白斑に対する治療用ワクチン（BenBank登録＃ＮＭ０００５５０）に有用なチロシナーゼ関連タンパク質１が含まれる。
【００６７】
[0086]  タグ付き抗体又はそのフラグメントの作成に使用することができるＨＩＶ薬には、ヌクレオシドＲＴ阻害剤、ＣＣＲ５阻害剤／拮抗薬、ウイルス侵入阻害剤及びその機能的類似体などの抗ウイルス剤が含まれるが、これらに限定されない。特に、抗ウイルス剤は、ジドブジン（ＺＤＶ、ＡＺＴ）、ラミブジン（３ＴＣ）、スタブジン（ｄ４Ｔ）、ジダノシン（ｄｄｌ）、ザルシタビン（ｄｄＣ）、アバカビル（ＡＢＣ）、エミリビン（ＦＴＣ）、テノホビル（ＴＤＦ）、デラビラジン（ＤＬＶ）、エファビレンズ（ＥＦＶ）、ネビラピン（ＮＶＰ）、サキナビル（ＳＱＶ）、リトナビル（ＲＴＶ）、インジナビル（ＩＤＶ）、ネルフィナビル（ＮＦＶ）、アンプレナビル（ＡＰＶ）、ロピナビル（ＬＰＶ）、アタザナビル、コンビビル（ＺＤＶ／３ＴＣ）、カレトラ（ＲＴＶ／ＬＰＶ）、トリジビル（ＺＤＶ／３ＴＣ／ＡＢＣ）などのヌクレオシドＲＴ阻害剤；
[0087]  ＳＣＨ−Ｃ、ＳＣＨ−Ｄ、ＰＲＯ１４０、ＴＡＫ７７９、ＴＡＫ−２２０、ＲＡＮＴＥＳ類似体、ＡＫ６０２、ＵＫ−４２７、８５７、モノクローナル抗体などのＣＣＲ５阻害剤／拮抗薬；及びフゼオン（Ｔ−２０）（エンフビルチド）、ＮＢ−２、ＮＢ−６４、Ｔ−６４９、Ｔ−１２４９、ＳＣＨ−Ｃ、ＳＣＨ−Ｄ、ＰＲＯ１４０、ＴＡＫ７７９、ＴＡＫ−２２０、ＲＡＮＴＥＳ類似体、ＡＫ６０２、ＵＫ−４２７、８５７などのウイルス侵入阻害剤；及びその機能的類似体又は等価物でよい。
【００６８】
[0088]  様々なコアフコシル化糖タンパク質及び非フコシル化糖タンパク質を、本発明の方法により修飾できる、又は末端糖と共役する治療剤として使用できることが想定され、副腎皮質刺激ホルモン（ＡＣＴＨ）、副腎皮質刺激ホルモン誘導体（例えばエビラチド）、アンギオテンシン、アンギオテンシンＩＩ、アスパラギナーゼ、心房性ナトリウム利尿ペプチド、心房性ナトリウム利尿剤ペプチド、バシトラシン、ベータ−エンドルフィン、血液凝固因子ＶＩＩ、ＶＩＩＩ及びＩＸ、血液胸腺因子（ＦＴＳ）、血液胸腺因子誘導体、ボンベシン、骨形態形成因子（ＢＭＰ）、骨形態形成タンパク質、ブラジキニン、セルレイン、カルシトニン遺伝子関連ポリペプチド（ＣＧＲＰ）、カルシトニン、ＣＣＫ−８、細胞増殖因子（例えばＥＧＦ、ＴＧＦ−アルファ、ＴＧＦ−ベータ、ＰＤＧＦ、酸性ＦＧＦ、塩基性ＦＧＦ）、セルレイン、ケモカイン、コレシストキニン、コレシストキニン−８、コレシストキニン−パンクレオザイミン（ＣＣＫ−ＰＺ）、コリスチン、コロニ刺激因子（例えばＣＳＦ、ＧＣＳＦ、ＧＭＣＳＦ、ＭＣＳＦ）、副腎皮質刺激ホルモン放出因子（ＣＲＦ）、サイトカイン、デスモプレシン、ジノルフィン、ジペプチド、ジスムターゼ、ダイノルフィン、エレドイシン、エンドルフィン、エンドセリン、エンドセリン拮抗ペプチド、エンドセリン、エンケファリン、エンケファリン誘導体、上皮成長因子（ＥＧＦ）、エリスロポエチン（ＥＰＯ）、卵胞刺激ホルモン（ＦＳＨ）、ガラニン、消化管抑制ポリペプチド、ガストリン放出ポリペプチド（ＧＲＰ）、ガストリン、Ｇ−ＣＳＦ、グルカゴン、グルタチオンペルオキシターゼ、グルタチオペルオキシターゼ、性腺刺激ホルモン（例えばヒト慢性性腺刺激ホルモン及びそのアルファ及びベータサブユニット）、グラミシジン、グラミシジン、成長因子（ＥＧＦ）、成長ホルモン放出因子（ＧＲＦ）、成長ホルモン、ホルモン放出ホルモン（ＬＨＲＨ）、ヒト心房性ナトリウム利尿ポリペプチド（ｈ−ＡＮＰ）、ヒト胎盤性ラクトゲン、インスリン、インスリン様成長因子（ＩＧＦ−Ｉ、ＩＧＦ−ＩＩ）、インタフェロン、インタフェロン（例えばアルファ−、ベータ−及びガンマ−インタフェロン）、インタロイキン（例えば１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１及び１２）、腸管ポリペプチド（ＶＩＰ）、カリクレイン、キョートルフィン、ルリベリン、黄体形成ホルモン（ＬＨ）、黄体形成ホルモン放出ホルモン（ＬＨ−ＲＨ）、塩化リゾチーム、メラニン刺激ホルモン（ＭＳＨ）、メラニン細胞刺激ホルモン、メリチン、モチリン、ムラミル、ムラミルジペプチド、神経成長因子（ＮＧＦ）、神経栄養因子（例えばＮＴ−３、ＮＴ−４、ＣＮＴＦ、ＧＤＮＦ、ＢＤＮＦ）、神経ペプチドＹ、ニューロテンシン、オキシトシン、パンクレアスタチン、膵臓ポリペプチド、パンクレオザイミン、副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）、ペンタガストリン、ポリペプチドＹＹ、脳下垂体アデニルシクラーゼ活性化ポリペプチド（ＰＡＣＡＰｓ）、血小板由来成長因子、ポリミキシンＢ、プロラクチン、タンパク質合成刺激ポリペプチド、ＰＴＨ関連タンパク質、リラキシン、レニン、セクレチン、血清胸腺因子、ソマトメジン、ソマトスタチン誘導体、���ーパーオキシドジスムターゼ、タフトシン、テトラガストリン、トロンボポエチン（ＴＰＯ）、胸腺液性因子（ＴＨＦ）、チモポエチン、チモシン、サイモスチムリン、胸腺ホルモン放出ホルモン、胸腺刺激ホルモン（ＴＳＨ）、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン（ＴＲＨ）、トリプシン、タフトシン、腫瘍成長因子（ＴＧＦ−アルファ）、腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）、チロシジン、ウロガストロン、ウロキナーゼ、血管作用性小腸ポリペプチド、及びバソプレシンが含まれるが、これらに限定されない。
【００６９】
[0089]  コアフコシル化及び非フコシル化糖タンパク質は、細胞接着、腫瘍転移、病原体感染、及び免疫反応などの多くの生物学的事象に重大な役割を果たす生体分子の重要なクラスである。本明細書で上述したように、フコシル化又は非フコシル化糖タンパクの構造及び機能の研究における主要な問題は、その構造的微小不均一性である。天然及び組換え型フコシル化又は非フコシル化糖タンパク質は、通常、ペンデントオリゴ糖の構造のみが異なるグリコフォームの混合物として産生される。
【００７０】
[0090]  抗体などのリモデリングした糖タンパク質は、付加的な官能基又はタグを導入するために、グリコシル転移、及び選択的連結（例えばクリックケミストリー、シュタウディンガー反応など）を含むが、これらに限定されない必要な、又は望ましい別の構造的修飾を受けることができる。官能基は任意の適切なタイプでよく、それには毒素、特殊抗原（アルファ−Ｇａｌなど）、放射性核種、光活性種、ＰＥＧｓなどが含まれるが、これらに限定されない。糖タンパク質は、糖タンパク質のアジド官能基と目的の官能基部分を保有するアルキンとの「クリックケミストリー」付加環化反応で触媒反応させることができる。アジド官能基とアルキン官能基を個々の連結成分中で切り替える（switch）ことができ、糖タンパク質はアルキニル官能基で官能化されることができ、目的の部分を含むアジド官能基を有する化合物と反応させることができる。クリックケミストリー反応のために他の連結対を考案できることも理解される。
【００７１】
[0091]  本明細書で述べる方法により産生されるコアフコシル化及び非フコシル化抗体又はそのフラグメントは、診断及び治療に使用することができる。市場で使用されている、及び／又は現在臨床試験中であるモノクローナル抗体などの治療用タンパク質の約３分の２は、糖タンパク質である。しかし、天然及び組換え型糖タンパク質の様々なグリコフォームの構造的不均一性は、糖タンパク質系薬剤を開発する際に大きな障壁となる。何故なら、異なるグリコフォームは異なる生物活性を有することがあり、発現中均一なグリコフォームへのグリコシル化の制御は、極めて困難であるからである。以前にエンドグリコシダーゼの１クラスのグリコシル転移活性を発見したことは、糖タンパク質の治療及び診断の可能性を向上させるグリコシル化操作の分野における大きな進歩であり、本発明のエンド−Ｓ突然変異体は、加水分解のマイナス面がなく、天然及び組換え型のコアフコシル化及び非フコシル化糖タンパク質をグリコシル転移することができる。
【００７２】
[0092]  本発明の特徴及び利点を、以下の非限定的な実施例によりさらに詳細に示す。
【実施例】
【００７３】
[0093]  エンドＳグリコシンターゼ突然変異体の生成及びインタクトなモノクローナル抗体リツキシマブのグリコシル化リモデリングへのその使用
[0094]  グリコシンターゼは以前は、加水分解中にオキサゾリニウムイオンの中間形成を促進する役割を果たす重要なアスパラギン（Ａｓｎ）残基の部位特異的突然変異によって、エンドＡ、エンドＭ及びエンドＤなどの幾つかのＧＨ８５エンドグリコシダーゼ（ＥＮＧａｓｅ）から作成されていた（３６〜３９、４３）。エンドＳはグリコシドヒドロラーゼ科１８（ＧＨ１８）に属するエンドグリコシダーゼであり（４０，４１）、これはエンドＦ１、エンドＦ２及びエンドＦ３と同じＧＨ科であり、最近、グリコシル転移活性を有することが示された（４４）。エンドＦ３などの他のＧＨ１８エンドグリコシダーゼで実証されたように、エンドＳ触媒の加水分解も、オキサゾリニウムイオン中間体の形成に関与する基質補助メカニズムによって進行するという仮説（４５）に基づき、オキサゾリニウムイオン形成を促進する役割を果たす残基の同定及び突然変異によって、エンドＳから潜在的グリコシダーゼが作り出された。以前のエンドＦ３に関する構造及び突然変異誘発研究は、ＧＨ８５科酵素の場合のようにアスパラギン残基ではなく、位置１６５にあるアスパラギン酸残基（Ｄ１６５）が、オキサゾリン形成を促進する役割を果たし、Ｅ１６７残基が触媒加水分解の一般酸／塩基であることを示している（４５）。エンドＳとエンドＦ３との配列アラインメント（図２）により、触媒作用のためのエンドＳの２つの重要な残基、すなわち、図２に示すように、オキサゾリニウムイオン形成を促進する役割を果たすＤ２３３残基（エンドＦ３のＤ１６５に対応する）、及びグリカン加水分解における一般酸／塩基残基としてのＥ２３５残基（エンドＦ３のＥ１６７の等価物）が同定された。機能的には、Ｄ２３３残基が、ＧＨ８５エンドグリコシダーゼであるエンドＡ、エンドＭ及びエンドＤそれぞれのＮ１７１、Ｎ１７５、及びＮ３２２とも同等であるはずである。このように、オキサゾリニウムイオン中間体を介して基質補助メカニズムで進行するエンドＡ、エンドＭ及びエンドＤからグリコシンターゼを生成する方法（３６〜３９）に従い、図１７に示すように、２つの特異的突然変異体Ｄ２３３Ａ（配列番号：２）及びＤ２３３Ｑ（配列番号：３）を、エンドＳ（配列番号：１）の部位特異的突然変異によって生成した。これらの突然変異体も野生型エンドＳも、ＧＳＴ融合タンパク質として高い収率（３０〜４０ｍｇ／Ｌ）で大腸菌中に発現し、グルタチオン親和クロマトグラフィで精製した。
【００７４】
[0095]  治療用モノクローナル抗体であるリツキシマブを、モデルｍＡｂとして使用し、酵素の脱グリコシル化活性及び潜在的グリコシル転移活性を検査した。市販のリツキシマブの主要Ｆｃグリカンは、図１０に示すように、ＰＮＧａｓｅＦによって放出されたＮ−グリカンのマトリクス支援レーザー脱離イオン化飛程時間型質量分析（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳ）によって明らかにされたように、それぞれＧ０Ｆ、Ｇ１Ｆ及びＧ２Ｆグリコフォームと命名された０〜２個のガラクトース部分を保有するコアフコシル化二分岐性複合型オリゴ糖である。リツキシマブをエンドＳ−ＧＳＴ融合タンパク質（ここでは野生型エンドＳ又はエンドＳと呼ぶ）で処理すると、急速に脱グリコシル化し、図１１に示すような対応するＦＣ  Ｎ−グリカン（還元端にＧｌｃＮＡｃが１個しかない）、及びグリコシル化部位（Ｎ２９７）にフコシル化ＧｌｃＮＡｃ二糖部分（Ｆｕｃα１，６ＧｌｃＮＡｃ）を保有する脱グリコシル化されたリツキシマブを提供する。これらの結果は、インタクトなＩｇＧに対する野生型エンドＳの驚くべきＦｃグリカン−加水分解活性を確認し、ｍＡｂｓのグリコシル化リモデリングの第一のステップにおける有用性を示唆する。次に、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、アクセプタとして脱グリコシル化リツキシマブを、供与体基質として幾つかの合成グリカンオキサゾリンを使用して、エンドＳ及びその突然変異体のグリコシル転移の可能性を検討した。グリコシル化リモデリングのプロセスを、図４に示すように、ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）及び液体クロマトグラフィ質量分析（ＬＣ−ＭＳ）でモニタした。リツキシマブの重鎖及び軽鎖が、還元条件でそれぞれ約５０ｋＤａ及び約２５ｋＤａに現れた（図４Ａのａ、レーン１）。野生型エンドＳでの脱グリコシル化の後、重鎖が約４８ｋＤａに単一の帯として現れ、リツキシマブの（それぞれ重鎖からの）２個のＮ−グリカンが除去されたことを示唆した（図４Ａのａ、レーン２）。脱グリコシル化リツキシマブ（１）及び合成シアログリカンオキサゾリン（２）（構造は図３Ａを参照）（供与体／アクセプタ、５０：１、モル比）を突然変異体エンドＳ−Ｄ２３３Ａでインキュベートすると、グリコシル転移産物（３）が与えられ、その重鎖は単一の帯として現れ、脱グリコシル化リツキシマブ（１）より約２ｋＤａ大きかった（図４Ａのａ、レーン３）。この結果は、新しいＮ−グリカンがそれぞれのＦｃ重鎖に結合したことを示唆する。（１）及び（２）をエンドＳ−Ｄ２３３Ｑでインキュベートすると、同じグリコシル転移産物が与えられた（図４Ａのａ、レーン４）。興味深いことに、インタクトな抗体のＦｃドメインで基本的に定量的なグリコシル転移がインキュベーション１時間内に達成された。これより長時間のインキュベーション（１０時間）では、グリコシル転移産物が加水分解しないことが判明した。これらの結果は、２つのエンドＳ突然変異体が、産物を加水分解せずにインタクトな脱グリコシル化ＩｇＧを複合型Ｎ−グリカンでグリコシル化できる新しい効率的なグリコシンターゼであることを示す。
【００７５】
[0096]  グリコシル転移はＬＣ−ＭＳ分析でさらに特徴付けられた。リツキシマブの重鎖及び軽鎖を、図１２に示すようにＬＣ−ＭＳ条件で分離した。軽鎖ＭＳデータの逆畳込み解析で、２３０４４の質量が与えられ、これはリツキシマブ軽鎖の質量計算値（Ｍ＝２３０４２Ｄａ）（４７）と矛盾しなかった。重鎖のＭＳデータの逆畳込み解析では、図４Ａのグラフｂに示すように、３つの別個のｍ／ｚ種、すなわち、５０５０８、５０６７０及び５０８３４が与えられ、これは重鎖グリコフォームの理論的質量、それぞれＧ０ＦはＭ＝５０５１５Ｄａ、Ｇ１ＦはＭ＝５０６７７Ｄａ、及びＧ２ＦはＭ＝５０８３９Ｄａ（４７）と良好に一致した。脱グリコシル化リツキシマブ（１）の重鎖の逆畳込み解析エレクトロスプレーイオン化質量分析（ＥＳＩ−ＭＳ）は、図４Ｂのグラフｃに示すように、４９４２０に単一の種を示し、これはＦｕｃα１，６ＧｌｃＮＡｃ二糖部分（計算値Ｍ＝４９４２０Ｄａ）を保有する重鎖と十分に一致する。グリコシル化リモデリングの後、図４Ｂのグラフｄに示すように、グリコシル転移産物（３）の重鎖から５１４２６に単一のピークが観察され、リツキシマブの脱グリコシル化重鎖に２００６Ｄａが追加されていた。この結果は、対応する糖オキサゾリン（２）からのシアログリカンが重鎖に結合していることを示す。グリコシル転移産物のＳＤＳ−ＰＡＧＥ上の単一の帯及び適切なＭＳスペクトルは、グリコシル転移が、リツキシマブのＦｃドメインの２つのグリコシル化部位で基本的に定量的であったことを明白に示唆する（Ｆｃホモ二量体の２つの部位のいずれかが不完全にグリコシル化すると、還元後にＦｕｃα１，６ＧｌｃＮＡｃ−重鎖が観察されることになる、Ｍ＝４９４２０Ｄａ）。Ｎ−グリカンがＦｃドメインのＧｌｃＮＡｃに特異的に結合することをさらに確認するために、Ａｓｎ−グリカン連結間のアミド結合を特異的に加水分解するＰＮＧａｓｅＦで処理することによってグリコ−リモデリングしたリツキシマブ（３）からＮ−グリカン全体を放出した。放出されたＮ−グリカンを蛍光タグ２−アミノベンズアミド（２−ＡＢ）で標識し、蛍光高性能液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）及びＭＳ分析にかけた。ＬＣ−ＭＳ分析は、放出されたＮ−グリカンがコアフコース及び末端シアル酸を保有する予想された二分岐複合型Ｎ−グリカンであったことを明白に明らかにし、これは図１３ｂに示すように、約９２％のジシアル酸付加Ｎ−グリカン及び約８％のモノシアル酸付加Ｎ−グリカンで構成されていた。Ｎ−グリカンの組成物は、グリコシル転移に使用した対応するＮ−グリカンオキサゾリン（２）に見られる比率と十分に整合した。この結果で、転移Ｎ−グリカンが脱グリコシル化リツキシマブのＧｌｃＮＡｃプライマに特異的に結合したことが確認された。
【００７６】
[0097]  本明細書で述べる結果は、エンドＳ及びエンドＳ系グリコシンターゼを組み合わせて使用することにより可能になった高効率の脱グリコシル化−再グリコシル化プロトコルを通して、完全長の天然複合型Ｎ−グリカンをＦｃドメインに一括転移させたインタクトなＩｇＧモノクローナル抗体のグリコシル化リモデリングの最初の報告である。グリコシル転移が完了した後、産物を単純タンパク質Ａ親和クロマトグラフィで精製し、明確に規定された均一なグリコフォームにした。市販のリツキシマブは、図１３ａに示すように微量のシアル酸付加グリコフォームしか含有していないことを指摘しておかねばならない。シアル酸付加Ｆｃ及びＩｇＧは抗炎症活性を有すると提唱されているので、十分にシアル酸付加したＦｃ  Ｎ−グリカンを保有する糖鎖改変リツキシマブは抗炎症機能を得ることができ、したがってその治療領域はがん治療から自己免疫疾患の治療まで拡大できる可能性がある（２１，２２）。
【００７７】
[0098]  シアル酸付加複合型Ｎ−グリカンオキサゾリン（２）に加えて、エンドＳ突然変異体はＭａｎ３ＧｌｃＮＡｃコアオキサゾリン（４）（４８）及びアジドタグ付きＮ３Ｍａｎ３ＧｌｃＮＡｃオキサゾリン（６）（４９）を使用してリツキシマブ糖鎖改変するのに同等に効率的であって、図３Ａに示すように、それぞれ対応する均一なグリコフォーム（５）及び（７）が形成された。グリコシル転移産物（５）の重鎖の逆畳込み解析ＥＳＩ−ＭＳは、図４Ｃのグラフｅに示すように５０１１２に単一の種を示し、これはＭａｎ３ＧｌｃＮＡｃ２グリカンを保持するリツキシマブ重鎖の分子量計算値（Ｍ＝５０１０９Ｄａ）に十分一致した。同様に、グリコシル転移産物（７）の重鎖の逆畳込み解析ＥＳＩ−ＭＳは、図４Ｃのグラフｆに示すように５０１４３に単一の種を示し、これはＮ３Ｍａｎ３ＧｌｃＮＡｃグリカンを保有するリツキシマブ重鎖の分子量計算値（Ｍ＝５０１３４Ｄａ）に良好に合致した。この場合も、これらの結果はグリコシル転移が基本的に定量的であることを示す。供与体／アクセプタのモル比を２５：１まで減少させても、なお転移は効率的であり、エンドＳグリコシンターゼ突然変異体の驚くべきグリコシル転移効率を暗示することに留意されたい。特に、Ｆｃ  Ｎ−グリカンのコアのアジド官能基をインタクトなモノクローナル抗体に選択的に導入することにより、クリックケミストリーを通して抗体の部位特異的修飾がさらに可能になり（５０，５１）、これは標識付け及び標的指向目的に、又はさらに構造と活性との関係を研究するために抗体グリコフォームの多様性を拡大するために使用することができる。
【００７８】
[0099]  野生型エンドＳも、エンドＳ突然変異体と同じ条件で、グリカンオキサゾリン（２及び４）での脱グリコシル化リツキシマブ（１）のグリコシル転移について試験し、ＬＣ−ＭＳでモニタして対応するグリコシル転移産物の一時的な形成しか観察されず、これは恐らく野生型酵素による産物がその場で迅速に加水分解されたためであろう。最近、Scanlan、DavisらがエンドＳの基質特異性に関して独立した研究を報告し、脱グリコシルＩｇＧの効率的なグリコシル転移のために野生型エンドＳがＭａｎ３ＧｌｃＮＡｃオキサゾリンを使用できることを実証した（４２）。この明らかな観察結果の矛盾に対応するために、この最近の報告（４２）に従い、低い温度（４℃）で、使用する酵素の量をはるかに少なくして、野生型エンドＳのグリコシル転移効率を再評価した。変更したこの条件を用い、図１４に示すように、初期インキュベーション期間に野生型エンドＳによる複合糖オキサゾリン（２）での脱グリコシル化リツキシマブ（１）の重大なグリコシル転移が観察されたが、インキュベーションを継続すると、産物は徐々に加水分解された。このように、野生型エンドＳを使用する場合はグリコシル転移産物を捕捉するために、反応条件を慎重に制御しなければならない。実際的な応用で、エンドＳグリコシンターゼ突然変異体は、産物の加水分解活性がないので、効率的かつ完全なグリコシル転移の選択肢になるはずである。
【００７９】
[00100]  非フコシル化及びガラクトシル化Ｇ２グリコフォームを提供するリツキシマブの糖鎖改変
[00101]  抗がん療法には非フコシル化ＩｇＧグリコフォームが望ましい。何故なら、Ｆｃ  Ｎ−グリカンのフコース含有率が低いｍＡｂはin vitroでＡＤＣＣ活性の向上を、in vivoで抗がん有効性の向上を示し、ＦｃγＩＩＩａ受容体の親和性が低いＦ１５８対立遺伝子を保有する患者では特にそうであることが以前に実証されている（１６〜１９、５２）からである。既存のフコシル化ｍＡｂ（哺乳類の細胞で産生される組換え型ｍＡｂの主要グリコフォーム）を非フコシル化ｍＡｂに効率的に変換する効率的な方法はなかった。この問題に対応するために、一連の市販のα−フコシダーゼを試験したが、インタクトなリツキシマブ中でα１，６−フコースを除去できるものはなかった。図５Ａ及び図５Ｂの概略図を参照されたい。これらの結果は、α−１，６−フコース部分がＦｃドメイン及び／又は複合Ｎ−グリカンによって遮蔽され、α−フコシダーゼへのアクセスを不可能にしているかもしれないことを意味する。脱グリコシル化の後、得られたリツキシマブのＦｕｃ（α１，６）ＧｌｃＮＡｃグリコフォームが、α−フコシダーゼへよりアクセス可能になるかもしれないとの理論を立てた。したがって、Ｆｕｃ（α１，６）ＧｌｃＮＡｃ部分のみを保持する脱グリコシル化リツキシマブ（１）で、幾つかの市販のα−フコシダーゼの活性を試験した。ウシ腎臓からの非特異的α−フコシダーゼは実際に穏やかな活性を有し、脱グリコシル化リツキシマブ（１）からフコース残基を除去し、ＧｌｃＮＡｃ−含有リツキシマブ（８）を与えられることが判明した（図１５Ａ及び図１５Ｂ参照）。α−フコシダーゼの穏やかな活性により、エンドＳ−脱グリコシル化リツキシマブの完全な脱フコシル化を達成するために比較的大量のα−フコシダーゼ及び長い反応時間が必要であったが、このα−フコシダーゼの活性の発見は、更なる糖鎖改変のために脱フコシル化リツキシマブ前駆物質（８）を得る代替法を提供する。
【００８０】
[00102]  次に、シアル酸付加Ｎ−グリカンオキサゾリン（９）（３８）でグリコシル転移して、基本的に定量的な変換で均一な非フコシル化Ｇ２グリコフォーム（１０）を提供するために、グリコシンターゼエンドＳ−Ｄ２３３Ａ及びエンドＳ−Ｄ２３３Ｑも（８）中の非フコシル化ＧｌｃＮＡｃを認識するのに効率的であると判定された（図５）。産物をタンパク質Ａ親和クロマトグラフィで精製した。糖鎖改変した産物（１０）の同一性及び純度は、図６に示すようにＳＤＳ−ＰＡＧＥ及びＬＣ−ＭＳ分析で確認した。脱フコシル化リツキシマブ（８）は、４９２７４に単一の種を示し（図６ｂ）、フコースの除去が確認された（ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブの重鎖の計算値、Ｍ＝４９２７４Ｄａ）。グリコシル転移産物（１０）の重鎖の逆畳込み解析ＥＳＩ−ＭＳは、５０６９５に単一の種として現れ（図６ｃ）、これはアシアリル化二分岐複合型Ｎ−グリカン、すなわち、Ｇａｌ２ＧｌｃＮａｃ２Ｍａｎ３ＧｌｃＮＡｃ２を保有するリツキシマブ重鎖の分子量計算値（Ｍ＝５０６９３Ｄａ）と十分一致した。比較研究で、突然変異体Ｄ２３３Ａ及びＤ２３３Ｑはフコシル化ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）及び非フコシル化ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（８）の両方をグリコシル転移のアクセプタとして認識したが、該２つのグリコシンターゼ突然変異体はアクセプタとしてフコシル化ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）を優先し、非フコシル化アクセプタ（８）よりグリコシル転移反応が高速であることも判明した（データは示さず）。まとめると、これらの実験結果により、市販のモノクローナル抗体から非フコシル化及び完全にガラクトシル化した均一なグリコフォームを作成する複合の酵素的方法が明らかになった。その結果である非フコシル化及びガラクトシル化リツキシマブは、以前の研究で示唆された（２，１６〜２０、５２）ように、改良されたＡＤＣＣ及びＣＤＣエフェクター機能を得ると予想される。
【００８１】
[00103]  十分にＦｃシアル酸付加したＩＶＩＧグリコフォームを提供するＩＶＩＧの部位選択的Ｆｃ糖鎖改変
[00104]  リツキシマブのグリコシル化リモデリングが成功したことにより、抗炎症活性を向上させることを目的としたＩＶＩＧの糖鎖改変のための酵素化学的方法の考察が促進された。ＩＶＩＧは、数千人の健康なドナーの血漿から精製されてプールされたＩｇＧ画分である。最近の研究は、微小なα２，６−シアル酸付加Ｆｃグリコフォームは、関節リウマチのマウスモデルで実証された（２１，２２，５３、５４）ように、抗炎症活性を与えるＩＶＩＧ中の活性種であることを示唆している。シアル酸付加ＦｃグリコフォームはＩＶＩＧのマイナーな構成部分であるので（５５）、末端Ｆｃシアル酸付加に対するＩＶＩＧの抗炎症活性の依存性により、防御を与えるためにＩＶＩＧの高用量（１〜２ｇ／ｋｇ）の注入が必要である理由が部分的に説明される。ヒトα−１，６−シアリル転移酵素（ＳＴ６Ｇａｌ−Ｉ）を使用してＦｃ及びＩＶＩＧの直接的なシアル酸付加を試みたが、効率は低く、大抵の場合、主要産物としてモノシアル酸付加グリコフォームしか得られなかった（２２，５６）。さらに、ＦＡＢグリカンにシアル酸付加した場合、ＩＶＩＧのＦＡＢドメインの約３０％がＮ−グリコシル化され、ＩＶＩＧのＦｃシアル酸付加グリコフォームのレクチン強化の効率が低下することになる（２，５７）。したがって、ＦＡＢグリコシル化を変化させずに、シアル酸付加Ｎ−グリカンでＦｃ特異的糖鎖改変が達成できれば非常に望ましい。
【００８２】
[00105]  エンドＳは、穏やかな条件でＦＡＢドメインのＮ−グリカンを加水分解せずにＩＶＩＧのＦｃドメインを選択的に脱グリコシル化できることが判明した。さらに、図７に示すように、エンドＳ−Ｄ２３３Ｑ突然変異体によってシアログリカンオキサゾリン（２）でＩＶＩＧ（１１）の脱グリコシル化Ｆｃドメインを選択的にグリコシル化し、Ｆｃ完全シアル酸付加ＩＶＩＧ（１２）を提供することができた。最初にＳＤＳ−ＰＡＧＥ分析で糖鎖改変をモニタした。図１６に示すように、重鎖の帯のサイズ変化で示すように、ＩＶＩＧの脱グリコシル化及び再グリコシル化が明白であった。ＩＶＩＧの糖鎖改変の部位選択性をさらに特徴付けるために、パパイン分解（５８）によってＦＡＢドメインとＦｃドメインを切断した。Ｆｃドメインをタンパク質Ａ親和クロマトグラフィで分離し、フロースルーに残されたＦＡＢドメインは、高速タンパク質液体クロマトグラフィ（ＦＰＬＣ）システムのサイズ排除クロマトグラフィで分離した。次に、２−アミノベンズアミド（２−ＡＢ）（５９）で標識したＰＮＧａｓｅＦ処理によってＦｃ及びＦＡＢ  Ｎ−グリカンを別個に放出し、ＨＰＬＣ（蛍光検出及び定量化）によって分析してＭＳで特徴付けした。ＩＶＩＧの糖鎖改変前後のＦＡＢ及びＦｃ  Ｎ−グリカンのプロフィールを図８に示した。ＩＶＩＧのＦｃグリコシル化パターンは、モノクローナル抗体リツキシマブのＦｃグリコシル化より複雑であることが判明した。主要成分としてのＧ０Ｆ、Ｇ１Ｆ及びＧ２Ｆグリコフォームに加えて、多量のモノシアル酸付加（ピーク２及び７）グリコフォーム（約１０％）及び二分ＧｌｃＮＡｃ−含有グリコフォーム（ピーク１３〜１５）（５％）があった（図８ａ）。（エンドＳ−脱グリコシル化及びその後のエンドＳ−Ｄ２３３Ｑによるシアログリカンオキサゾリン（２）でのグリコシル転移で）糖鎖改変した後のＦｃグリコシル化は、主要なグリコフォーム（＞９０％）として完全シアル酸付加グリカン（ピーク１及び６）を示した（図８ｂ）。興味深いことに、ＦＡＢグリコシル化パターンは、少量の完全シアル酸付加グリコフォーム（ピーク６）が生成されることを除き、糖鎖改変プロセスの前後で同様であった（図８ｃと図８ｄを比較）。これらの結果は、エンドＳ系グリコシル化リモデリングプロセスが、ＦＡＢグリコシル化があっても、インタクトなＩｇＧ抗体のＦｃ  Ｎ−グリカンに対して高選択性であることを示す。本発明のＦｃ糖鎖改変方法は驚くほど選択的で効率が高く、そのことにより、市販のＩＶＩＧを、マウスモデルを使用した以前の研究で実証された（２１，２２，５３，５４）ように、向上した抗炎症活性を示すことが予測される完全Ｆｃ−シアル酸付加ＩＶＩＧ製剤に変換する新規の道を提供する。
【００８３】
[00106]  糖鎖改変したリツキシマブの刺激性Ｆｃγ受容体（ＦｃγＲＩＩＩａ）及び抑制性Ｆｃγ受容体（ＦｃγＲＩＩｂ）との結合
[00107]  表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）分析で、個々のＦｃγ受容体（ＦｃγＲＩＩＩａ−Ｆ１５８、ＦｃγＲＩＩＩａ−Ｖ１５８及びＦｃγＲＩＩｂ）に対するリツキシマブのリモデリングしたグリコフォームの親和性を試験した。本発明者の最近報告した手順（３５）に従い、リツキシマブグリコフォームをタンパク質Ａチップ上で部位特異的に固定化し、様々な濃度のＦｃγ受容体を検体として注入した。予測通りに、非フコシル化Ｇ２グリコフォームは、市販のリツキシマブと比較した場合、図９に示すように低親和性及び高親和性の両方のＦｃγＩＩＩａ受容体、ＦｃγＲＩＩＩａ−Ｆ１５８及びＦｃγＲＩＩＩ−Ｖ１５８に対して大幅に向上した親和性を示した。ＦｃγＲＩＩＩａ−Ｆ１５８及びＦｃγＲＩＩＩａ−Ｖ１５８に対するＧ２グリコフォーム（１０）の結合のＫＤ値は、それぞれ１２３±１１及び１２±２ｎＭであり、それはBIAcore T100評価ソフトウェアを使用して、結合データを１：１定常状態モデルに当てはめることによって取得した。他方で、ＦｃγＲＩＩＩａ−Ｆ１５８及びＦｃγＲＩＩＩａ−Ｖ１５８に対する市販のリツキシマブの結合のＫＤ値は、それぞれ１０４２±１５５及び２５２±１８ｎＭと推定された。したがって、低親和性及び高親和性Ｆｃγ受容体（ＦｃγＲＩＩＩａ−Ｆ１５８及びＦｃγＲＩＩＩａ−Ｖ１５８）に対する糖鎖改変Ｇ２グリコフォームの親和性は、それぞれ市販のリツキシマブより約９倍及び２０倍高かった。他方で、Ｇ２グリコフォーム及び市販のリツキシマブは、抑制性Ｆｃγ受容体ＦｃγＲＩＩｂに対して同等の親和性を実際に示し、Ｋｄ値はそれぞれ２．３±０．５及び２．０±０．７μＭであった。これらの結果は、糖鎖改変したリツキシマブで有利な機能の明白な増加を明らかにする。高親和性ＦｃγＲＩＩＩａ−結合グリコフォームの効率的な製剤は、一般的ＭＡｂでの治療に対する反応が低い又は反応しないがん患者で見られるＦｃγ受容体多形の問題に対応するために、臨床的に重大であることを指摘しておかねばならない。これらの患者では、そのＦｃγＲＩＩＩａ−Ｆ１５８対立遺伝子は、高親和性受容体ＦｃγＲＩＩＩａ−Ｖ１５８対立遺伝子と比較して、リツキシマブなどの治療用ｍＡｂに対して親和性が低い（５２，６０，６１）。Ｆｃγ受容体媒介のエフェクター機能は、ＨＩＶ−中和抗体に対する防御免疫を達成するために重要なメカニズムであることも示唆された（６２）。したがって、本明細書で述べる糖鎖改変方法は、機能研究、さらに生物医学的用途にとって貴重なモノクローナル抗体の様々な規定されたグリコフォームを産生する上で広い用途を見出すことができる。
【００８４】
[00108]  本明細書で、インタクトなＩｇＧ抗体の糖鎖改変に対する効率的な酵素化学的方法を説明する。部位特異的突然変異によって生成された２つの新しいエンドＳ系グリコシンターゼは、対応するグリカンオキサゾリンからのシアル酸付加及びアシアリル化及び複合型Ｎ−グリカン、さらに選択的に修飾されたＮ−グリカンコアをインタクトなＦｃ−脱グリコシル化抗体に転移することができる広範な基質特異性を実証している。さらに、脱グリコシル化／再グリコシル化方法は、α−フコシダーゼが適切に併用される場合、コアフコシル化及び非フコシル化ＩｇＧ抗体の両方に効率的である。これらの新しい発見は酵素化学的方法の範囲を大幅に拡大し、インタクトなモノクローナル抗体を既存の方法ではこれまで得ることが困難であった様々な特定のグリコフォームに効率的に変換することが可能になった。この糖鎖改変方法は、治療の有効性が改善され、及び／又は新しい機能を得た生物学的に類似し、及び／又は生物学的に向上した生物製剤の開発を促進できることが予想される。
【００８５】
材料及び方法
[00109]  Premium Health Services Inc.（メリーランド州コロンビア）を通してモノクローナル抗体リツキシマブ（リツキサン、Genentech Inc.、カリフォルニア州サウスサンフランシスコ）及びＩＶＩＧを購入した。以前に報告された手順（３８，４６）に従って、シアログリカンオキサゾリン（２）及びアシアロ複合型グリカンオキサゾリン（５）を合成した。ウシ腎臓α−１−フコシダーゼをSigma（ミズーリ州セントルイス）及びProzyme（カリフォルニア州ヘイワード）から購入し、Arthrobacter protophormiaeからのエンド−β−Ｎ−アセチルグルコサミニダーゼ（エンドＡ）及びMucor hiemalisからのエンド−β−Ｎ−アセチルグルコサミニダーゼ（エンドＭ）及びその突然変異体を、報告された手順（３８）に従って大腸菌から過剰産生した。ＰＮＧａｓｅＦをNew England Biolabs（マサチューセッツ州イプスウィッチ）から購入した。
【００８６】
[00110]  液体クロマトグラフィ質量分析（ＬＣ−ＭＳ）
[00111]  Hypersil GOLDカラム（１．９μｍ、５０×２．１ｍｍ）を有するＬＸＱシステム（Thermo Scientific）でＬＣ−ＭＳを実施した。ＩｇＧサンプルを０．５％のβ−メルカプトエタノールで処理し、６０℃で１５分間加熱してから、ＬＣ−ＭＳ測定にかけた。分析は、０．１％の蟻酸を含有する１０〜４０％のＭｅＣＮの線形勾配で溶出させ、６０℃で１０分以内、０．２５ｍＬ／分の流量で実施した。
【００８７】
[00112]  エレクトロンスプレイオン化質量分析（ＥＳＩ−ＭＳ）及びマトリクス支援レーザー脱離イオン化飛程時間型質量分析（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳ）
[00113]  ＥＳＩ−ＭＳスペクトルを、Waters Micromass ZQ-4000単四重極質量分析計で測定した。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳは、Autoflex II NIALD-TOF質量分析計（Bruker Daltonics、マサチューセッツ州ダルトニックス）で実施した。計器は、ProteoMass Peptide MALDI-MS較正キット（MSCAL2、Sigma/Aldirich）を使用して較正した。中性のグリカンには２，５−ジヒドロキシ安息香酸（ＤＨＢ）のマトリクスを使用し、産生グリカンには２’，４’，６’−トリヒドロキシアセトフェノン（ＴＨＡＰ）を使用した。
【００８８】
[00114]  エンドＳ及び突然変異体の過剰発現及び精製
[00115]  野生型エンドＳを、以前に報告された手順（４０，６３）に従い、M. Collin博士（スウェーデン、ルンド大学）が親切にも提供してくれたプラスミドｐＧＥＸ−エンドＳを使用して大腸菌で過剰産生し、精製した。製造業者の指示に従ってGENEART部位特異的突然変異キット（Invitrogen）を使用して、２つのエンドＳ突然変異体、Ｄ２３３Ａ及びＤ２３３Ｑを生成した。ｐＧＥＸ−エンドＳプラスミドをテンプレートとして使用し、LA Taqポリメラーゼ（日本、タカラ）をＰＣＲに使用した。突然変異をＤＮＡ配列で確認し、ＢＬ２１（ＤＥ３）に形質転換した。形質転換体を、１００ｍｇ／Ｌのカルベニシリンを含有するLuria-Bertani媒質中で培養し、０．１ｍＭのイソプロピル−β−ｄ−チオガラクトピラノシドで１６時間、２５℃で誘導した。１７００ｇで１５分間、４℃で遠心分離し、細胞を採取した。細胞ペレットを、リゾチーム及びＰＭＳＦを含むリン酸緩衝食塩水（ｐＨ７．４）中に懸濁させた。溶解混合物を１６０００ｇで２０分間、４℃で遠心分離した。遠心分離後、細胞溶解からの上澄みを３ｍＬの５０％グルタチオン−セファロース４Ｂ樹脂（Ge Healthcare）に塗布した。サンプルを、穏やかに揺動し、２５℃で６０分間インキュベートした。樹脂を１００ｍＬのカラム（PD-10、GE Healthcare）に適用し、ＰＢＳで５回洗浄した。５００μＬのグルタチオン溶出緩衝液（５０ｍＭのトリス−ＨＣｌ、１０ｍＭのグルタチオン、ｐＨ８．０）をカラムに添加し、室温で５分間インキュベートし、採取して、次に３回繰り返した。溶出したフラクションをプールし、リン酸ナトリウム緩衝液（５０ｍＭ、ｐＨ７．０）に対して一晩、４℃で透析分離した。次に、Amicon超遠心分離フィルタ１０ｋＤａ（ミリポア）を使用してタンパク質サンプルを濃縮した。濃縮したタンパク質サンプルをＳＤＳ−ＰＡＧＥで分析し、Nano-Drop 2000c分光測光器を使用してタンパク質濃縮物を数量化した。野生型エンドＳの過剰産生の収率は約４０ｍｇ／Ｌであり、突然変異体の収率は約３０ｍｇ／Ｌであった。
【００８９】
[00116]  （Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）を与える野生型エンドＳによるリツキシマブの脱グリコシル化
[00117]  トリス−Ｃｌ緩衝液（５０ｍＭ、ｐＨ８．０、２ｍＬ）中に市販のリツキシマブ（２０ｍｇ）をエンドＳ（３０μｇ）で１時間、３７℃でインキュベートした。ＬＣ−ＭＳ及びＳＤＳ−ＰＡＧＥ分析は、重鎖上のＮ−グリカンが完全に切断していることを示した。反応混合物を、トリス−Ｃｌ緩衝液（２０ｍＭ、ｐＨ８．０）で事前平衡化したタンパク質Ａ−アガロース樹脂（５ｍＬ）のカラム上で親和クロマトグラフィにかけた。カラムをトリス−Ｃｌ（２０ｍＭ、ｐＨ８．０、２５ｍＬ）及びグリシン−ＨＣｌ（２０ｍＭ、ｐＨ５．０、２０ｍＬ）で続けて洗浄した。結合ＩｇＧをグリシン−ＨＣｌ（１００ｍＭ、ｐＨ２．５、２０ｍＬ）で放出させ、溶出フラクションを即座にトリス−Ｃｌ緩衝液（１．０Ｍ、ｐＨ８．８）で中和した。Ｆｃフラグメントを含有するフラクションを化合させ、遠心濾過（Amicon Ultra遠心フィルタ、Millipore、マサチューセッツ州ビルリカ）で濃縮し、（Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）（１８ｍｇ）を得た。ＬＣ−ＭＳ：（Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）の重鎖に対し計算、Ｍ＝４９４２０Ｄａ（４７）、（ｍ／ｚ）４９４２０であると判明（逆畳込み解析データ）。
【００９０】
[00118]  エンドＳ突然変異体Ｄ２３３Ａ又はＤ２３３Ｑによるシアログリカンオキサゾリン（２）での（Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）のグリコシル転移
[00119]  トリス緩衝液（５０ｍＭ、ｐＨ７．４、２ｍＬ）中に（Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）（１０ｍｇ）及びシアログリカン−オキサゾリン（２）（１０ｍｇ）を入れた溶液を、エンドＳ突然変異体Ｄ２３３Ａ又はＤ２３３Ｑ（２００μｇ）で３０℃でインキュベートした。間隔をあけてアリコートを採取し、ＬＣ−ＭＳで分析した。２〜３時間後、ＬＣ−ＭＳのモニタリングで（Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）が完全に反応し、完全にシアル酸付加したＮ−グリカンを保有するグリコシル転移産物（３）が得られたことが示された。反応混合物を、上述した手順に従ってタンパク質Ａ−アガロースカラム上で親和クロマトグラフィにかけた。産物を含有するフラクションを化合させ、超遠心分離で濃縮して、シアル酸付加リツキシマブ（３）（１１ｍｇ、定量）が得られた。ＬＣ−ＭＳ：完全シアル酸付加Ｎ−グリカンを保有する（３）の重鎖に対し計算、Ｍ＝５１４２１Ｄａ、（ｍ／ｚ）５１４２６であると判明（逆畳込み解析データ）。
【００９１】
[00120]  エンドＳ−Ｄ２３３ＱによるＭａｎ３ＧｌｃＮＡｃオキサゾリン（４）及びアジド−タグ付きＭａｎ３ＧｌｃＮＡｃオキサゾリン（６）での（Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）のグリコシル転移
[00121]  （３）を調製して対応する産物を与えるために、上述したようにグリコシル転移を実施した。糖鎖改変したリツキシマブ（５及び７）のＬＣ−ＭＳ分析：フコシル化Ｍａｎ３ＧｌｃＮＡｃ２  Ｎ−グリカンを保持する（５）の重鎖に対し計算、Ｍ＝５０１０９Ｄａ、（ｍ／ｚ）５０１１２であると判明（逆畳込み解析データ）；フコシル化アジド−Ｍａｎ３ＧｌｃＮＡｃ２  Ｎ−グリカンを保有する（７）の重鎖に対し計算、Ｍ＝５０１３４Ｄａ、（ｍ／ｚ）５０１４３であると判明（逆畳込み解析データ）。
【００９２】
[00122]  ウシ腎臓α−フコシダーゼによる（Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）の脱フコシル化
[00123]  ０．０５のアジ化ナトリウムを含有するリン酸緩衝液（５００ｍＭ、ｐＨ５．５、２００μＬ）に（Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）（２ｍｇ）を入れた溶液を、ウシ腎臓からのフコシダーゼ（Prozyme、5U）で３７℃でインキュベートした。間隔をあけてアリコートを採取し、ＬＣ−ＭＳで分析した。２０日後、ＬＣ−ＭＳのモニタリングで、（Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（１）が完全に脱フコシル化し、産物のＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（２）が得られたことが示された。反応混合物を、上述した手順に従ってタンパク質Ａのカラム上で親和クロマトグラフィにかけた。産物を含有するフラクションを化合させ、超遠心分離で濃縮してＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（２）（２ｍｇ、定量）が得られた。ＬＣ−ＭＳ：ＧｌｃＮＡｃ部分を保有するＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（２）の重鎖に対し計算、Ｍ＝４９２７４Ｄａ、（ｍ／ｚ）４９２７４であることが判明（逆畳込み解析データ）。
【００９３】
[00124]  Ｄ２３３Ｑ突然変異体によるアシアリル化複合型グリカンオキサゾリン（５）でのＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（４）のグリコシル転移
[00125]  トリス緩衝液（５０ｍＭ、ｐＨ７．４、０．５ｍＬ）にＧｌｃＮＡｃ−リツキシマブ（４）（２ｍｇ）及びオキサゾリン（５）（５ｍｇ）を入れた溶液を、エンドＳ−Ｄ２３３Ｑ（２００μｇ）で３７℃でインキュベートした。間隔をあけてアリコートを採取し、ＬＣ−ＭＳで分析した。２時間後、ＬＣ−ＭＳのモニタリングで、４が完全に反応し、対応するグリコシル転移産物（６）が得られたことが示された。反応混合物をタンパク質Ａのカラム上で親和クロマトグラフィにかけた。産物を含有するフラクションを化合させ、超遠心分離で濃縮して、非フコシル化リツキシマブグリコフォーム（６）（２ｍｇ、定量）が得られた。ＬＣ−ＭＳ：非フコシル化Ｎ−グリカンを保有する（６）の重鎖に対し計算、Ｍ＝５０６９３Ｄａ、（ｍ／ｚ）５０６９５であると判明（逆畳込み解析データ）。
【００９４】
[00126]  エンドＳによるＩＶＩＧのＦｃドメインにおける部位特異的脱グリコシル化
[00127]  トリス−Ｃｌ緩衝液（５０ｍＭ、ｐＨ８．０、２ｍＬ）中に市販のＩＶＩＧ（２０ｍｇ）をエンドＳ（配列番号：１）（３０μｇ）で１時間、３７℃でインキュベートした。残基をタンパク質Ａのカラム上で親和クロマトグラフィにかけ、（Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−ＩＶＩＧ（２０ｍｇ、定量）が得られ、このＦｃ  Ｎ−グリカンを除去して、Ｎ２９７部位にα１，６−フコシル化ＧｌｃＮＡｃを残した。
【００９５】
[00128]  Ｄ２３３Ｑ突然変異体によるシアログリカンオキサゾリン（２）での（Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−ＩＶＩＧのグリコシル転移
[00129]  トリス緩衝液（５０ｍＭ、ｐＨ７．４、２ｍＬ）中に（Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−ＩＶＩＧ（３ｍｇ）及びシアログリカン−オキサゾリン（２）（３ｍｇ）を入れた溶液をＤ２３３Ｑ突然変異体（配列番号：２）（６０μｇ）で３０℃でインキュベートした。２時間後、ＳＤＳ−ＰＡＧＥ分析で、（Ｆｕｃα１，６）ＧｌｃＮＡｃ−ＩＶＩＧが完全に反応し、グリコシル転移産物が得られたことが示された。反応混合物をタンパク質Ａのカラム上で親和クロマトグラフィにかけ、グリコ−リモデリングしたＩＶＩＧ（３ｍｇ、定量）が提供され、そのＦｃ  Ｎ−グリカンをリモデリングして、完全にシアル酸付加した複合型Ｎ−グリカンにした。
【００９６】
[00130]  表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）結合実験
[00131]  Biacore T100計器（GE Healthcare、米国）を使用し、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）でＩｇＧ及びＦｃγ受容体の様々なグリコフォーム間の結合を測定した。標準的な第一アミンカップリング化学を用いてｐＨ４．５でＣＭ５バイオセンサチップ（Ge Healthcare）上に５０００ＲＵのタンパク質Ａを固定化し、ＩｇＧの様々なグリコフォームを捕捉した。タンパク質Ａを注入せずに、基準のフローセルを同様に調製した。ＨＢＳ−Ｐ緩衝液（１０ｍＭのＨＥＰＥＳ、ｐＨ７．４、０．１５ＭのＮａＣｌ、０．０５％ｖ／ｖ界面活性剤Ｐ２０）にＩｇＧの個々の各グリコフォームを入れて１０μＬ／分でタンパク質Ａの表面上に注入し、１５０ＲＵの捕捉レベルに達した。ＦｃγＩＩＩａ及びＦｃγＩＩｂ受容体の連続希釈を１０μＬ／分で注入した。各サイクルの後、１０ｍＭのＨＣｌを１０μＬ／分で３０秒注入することにより、表面を再生した。BIAcore T100評価ソフトウェアを使用してデータを1:1 Langmuir結合モデルに当てはめ、平衡定数（ＫＤ）データを取得した。
【００９７】
[00133]  参照文献
[00134]  本明細書で引用された全ての参照文献の内容は、全ての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
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【図１】
0006282232.tif 000011
【図２】
0006282232.tif 000012
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
0006282232.tif 000014
【図４Ａ】
0006282232.tif 000015
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
0006282232.tif 000018
【図５Ｂ】
0006282232.tif 000019
【図６】
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【図７】
0006282232.tif 000021
【図８】
0006282232.tif 000022
【図８−１】
0006282232.tif 000023
【図９Ａ】
0006282232.tif 000024
【図９Ｂ】
0006282232.tif 000025
【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
0006282232.tif 000028
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
0006282232.tif 000036
【図１７】
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【配列表】
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