(57)【要約】スルファターゼは、構造特異的な酵素であって、各々は、非還元末端に存在するヘパリン二糖繰り返し単位内の独自の硫酸部位を加水分解する。本発明は、部分的には、スルファターゼ酵素（複数）およびそれらを使用する方法に関する。本発明は、部分的には、スルファターゼ酵素およびポリペプチド、それらをコードする核酸、並びに前述の分子の組成物、およびそれらを使用する方法に関する。本発明の一つの局面では、プロモーターに作動可能に連結されている、本明細書において提供されるように単離された核酸分子を含む発現ベクターが提供される。本発明の更なる局面では、発現ベクターを含む宿主細胞が提供される。なお別の局面では、単離された核酸分子、ベクターまたは宿主細胞を含む組成物が提供される。一態様では、組成物は、さらに医薬として許容される担体を含む。
2010515434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルファターゼが配列番号２または４に記載のアミノ酸配列を含む、実質的に純粋なスルファターゼ。
【請求項２】
スルファターゼが配列番号２または４に記載のアミノ酸配列を含む、単離されたスルファターゼ。
【請求項３】
前記スルファターゼが、配列番号２に記載のアミノ酸配列を含む、請求項１または２に記載のスルファターゼ。
【請求項４】
前記スルファターゼが、配列番号４に記載のアミノ酸配列を含む、請求項１または２に記載のスルファターゼ。
【請求項５】
修飾されたスルファターゼが配列番号２に記載のアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、該置換または欠失された少なくとも１つのアミノ酸残基は４０、４１、８０、８４、１２８、１３０、２０６、２７７、３８７または５０４位の残基である、修飾されたスルファターゼ。
【請求項６】
修飾されたスルファターゼが配列番号４に記載のアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、該置換または欠失された少なくとも１つのアミノ酸残基は４０、８０、８４、１２９、１７６または２４６位の残基である、修飾されたスルファターゼ。
【請求項７】
修飾されたスルファターゼが配列番号２に記載のアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、該置換または欠失された少なくとも１つのアミノ酸残基は４０、４１、８０、８４、１２８、１３０、２０６、２７７、３８７および５０４位の残基でない、修飾されたスルファターゼ。
【請求項８】
修飾されたスルファターゼが配列番号４に記載のアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、該置換または欠失された前記少なくとも１つのアミノ酸残基は４０、８０、８４、１２９、１７６または２４６位の残基でない、修飾されたスルファターゼ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のスルファターゼおよび医薬として許容される担体を含む組成物。
【請求項１０】
前記組成物がカルシウムを含む、請求項９に記載の組成物。
【請求項１１】
前記組成物がキレート剤を含まない、請求項９に記載の組成物。
【請求項１２】
前記組成物が、ＥＤＴＡまたはＥＧＴＡを含まない、請求項９に記載の組成物。
【請求項１３】
前記組成物が、３ｍＭ、２ｍＭまたは１ｍＭ未満であるかまたはそれに等しい濃度のＥＤＴＡまたはＥＧＴＡを有する、請求項９に記載の組成物。
【請求項１４】
前記組成物が硫酸イオンを含まない、請求項９に記載の組成物。
【請求項１５】
前記組成物がリン酸イオンを含まない、請求項９に記載の組成物。
【請求項１６】
前記組成物が硫酸イオンまたはリン酸イオンを含まない、請求項９に記載の組成物。
【請求項１７】
前記組成物が、５ｍＭもしくは２ｍＭ未満であるかまたはそれに等しい濃度のリン酸イオンを有する、請求項９に記載の組成物。
【請求項１８】
前記組成物が、２０ｍＭ未満であるかまたはそれに等しい濃度の硫酸イオンを有する、請求項９に記載の組成物。
【請求項１９】
前記組成物が、１Ｍ未満の濃度の塩化ナトリウムを有する、請求項９に記載の組成物。
【請求項２０】
前記組成物が、０．５Ｍ未満の濃度の塩化ナトリウムを有する、請求項１９に記載の組成物。
【請求項２１】
前記塩化ナトリウムの濃度が２００ｍＭ未満である、請求項２０に記載の組成物。
【請求項２２】
前記組成物のｐＨが４．５よりも大きい、請求項９に記載の組成物。
【請求項２３】
前記組成物のｐＨが９未満である、請求項９または２２に記載の組成物。
【請求項２４】
前記ｐＨが５〜９の範囲にある、請求項２２に記載の組成物。
【請求項２５】
前記ｐＨが６〜８の範囲にある、請求項２３に記載の組成物。
【請求項２６】
前記ｐＨが５．５〜６．５の範囲にある、請求項２５に記載の組成物。
【請求項２７】
前記組成物が、酢酸塩バッファーをさらに含む、請求項９に記載の組成物。
【請求項２８】
前記組成物が、少なくとも１つの追加のＧＡＧ分解酵素をさらに含む、請求項９〜２７のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの追加のＧＡＧ分解酵素が、ヘパリナーゼＩ、ヘパリナーゼＩＩ、ヘパリナーゼＩＩＩ、２−ＯスルファターゼまたはΔ４，５グリクロニダーゼである、請求項２８に記載の組成物。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの追加のＧＡＧ分解酵素が、別のスルファターゼ、グリコシルヒドロラーゼ、エンドグルクロニダーゼまたはリアーゼである、請求項２８または２９に記載の組成物。
【請求項３１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のスルファターゼと固体支持体メンブレンとを含む組成物であって、ここで、前記スルファターゼが該固体支持体メンブレンに固定化されている組成物。
【請求項３２】
（ａ）ストリンジェントな条件下で、配列番号１または３に記載のヌクレオチド配列を有する核酸分子にハイブリダイズする核酸分子、
（ｂ）遺伝コードの縮重によりコドン配列において、（ａ）の核酸分子とは異なった核酸配列、
（ｃ）（ａ）または（ｂ）の相補体
からなる群から選択される単離された核酸分子。
【請求項３３】
前記単離された核酸分子が、配列番号１に記載のヌクレオチド配列を有する、請求項３２に記載の単離された核酸分子。
【請求項３４】
前記単離された核酸分子が、配列番号３に記載のヌクレオチド配列を有する、請求項３２に記載の単離された核酸分子。
【請求項３５】
プロモーターに作動可能に連結された、請求項３２〜３４のいずれか１項に記載の単離された核酸分子を含む発現ベクター。
【請求項３６】
請求項３５に記載の発現ベクターを含む宿主細胞。
【請求項３７】
請求項３２〜３６のいずれか１項に記載の単離された核酸分子、ベクターまたは宿主細胞および医薬として許容される担体を含む組成物。
【請求項３８】
グリコサミノグリカンと、該グリコサミノグリカンを分解するのに有効な量で請求項１〜３１のいずれか１項に記載の前記スルファターゼまたはその組成物とを接触させることを含む分解するための方法。
【請求項３９】
前記グリコサミノグリカンが、少なくとも１つの追加のグリコサミノグリカン分解酵素と接触される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記少なくとも１つの追加のグリコサミノグリカン分解酵素が、前記スルファターゼ前、その後またはそれと同時に用いられる、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記少なくとも１つの追加のグリコサミノグリカン分解酵素が、ヘパリナーゼＩ、ヘパリナーゼＩＩ、ヘパリナーゼＩＩＩ、２−ＯスルファターゼまたはΔ４，５グリクロニダーゼである、請求項３９または４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記少なくとも１つの追加のＧＡＧ分解酵素が、別のスルファターゼ、グリコシルヒドロラーゼ、エンドグルクロニダーゼまたはリアーゼである、請求項３９〜４１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４３】
前記少なくとも１つの追加のグリコサミノグリカン分解酵素がΔ４，５グリクロニダーゼである、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記Δ４，５グリクロニダーゼが、前記スルファターゼ前に前記グリコサミノグリカンと接触される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記グリコサミノグリカンが、２−Ｏスルファターゼと接触され、前記２−Ｏスルファターゼとの接触がΔ４，５グリクロニダーゼとの接触前である、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記グリコサミノグリカンがヘパリナーゼと接触され、前記ヘパリナーゼとの接触が前記２−Ｏスルファターゼとの接触前である、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記スルファターゼが６−Ｏスルファターゼであり、ここで、前記グリコサミノグリカンもＮ−スルファミダーゼと接触され、前記グリコサミノグリカンが前記Ｎ−スルファミダーゼ前に前記６−Ｏスルファターゼと接触される、請求項３９または４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記グリコサミノグリカンが、６−ＯスルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼと接触される前に３−Ｏ脱硫酸化される、請求項３８〜４７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４９】
請求項３８〜４８のいずれか１項に記載の方法によって生成される分解されたグリコサミノグリカン。
【請求項５０】
請求項４９に記載の前記分解されたグリコサミノグリカンおよび医薬として許容される担体を含む組成物。
【請求項５１】
グリコサミノグリカンと、グリコサミノグリカンを分析するのに有効な量で請求項１〜３１のいずれか１項に記載の前記スルファターゼまたはその組成物とを接触させることを含む、分析するための方法。
【請求項５２】
前記グリコサミノグリカンが、少なくとも１つの追加のグリコサミノグリカン分解酵素と接触される、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記少なくとも１つの追加のグリコサミノグリカン分解酵素が、前記スルファターゼ前、その後またはそれと同時に用いられる、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記少なくとも１つの追加のグリコサミノグリカン分解酵素が、ヘパリナーゼＩ、ヘパリナーゼＩＩ、ヘパリナーゼＩＩＩ、２−ＯスルファターゼまたはΔ４，５グリクロニダーゼである、請求項５２または５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記少なくとも１つの追加のＧＡＧ分解酵素が、別のスルファターゼ、グリコシルヒドロラーゼ、エンドグルクロニダーゼまたはリアーゼである、請求項５２〜５４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５６】
前記少なくとも１つの追加のグリコサミノグリカン分解酵素がΔ４，５グリクロニダーゼである、請求項５４に記載の方法。
【請求項５７】
前記Δ４，５グリクロニダーゼが、前記スルファターゼ前に前記グリコサミノグリカンと接触される、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記グリコサミノグリカンが、２−Ｏスルファターゼと接触され、前記２−Ｏスルファターゼとの接触が前記Δ４，５グリクロニダーゼとの接触前である、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記グリコサミノグリカンがヘパリナーゼと接触され、該ヘパリナーゼとの接触が前記２−Ｏスルファターゼとの接触前である、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記スルファターゼが６−Ｏスルファターゼであり、ここで、前記グリコサミノグリカンもＮ−スルファミダーゼと接触され、前記グリコサミノグリカンが前記Ｎ−スルファミダーゼ前に前記６−Ｏスルファターゼと接触される、請求項５２または５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記グリコサミノグリカンが、６−ＯスルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼと接触される前に３−Ｏ脱硫酸化される、請求項５１〜６０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６２】
前記方法が、試料に含まれる特定のグリコサミノグリカンの存在を同定するための方法である、請求項５１〜６１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６３】
前記方法が、試料に含まれるグリコサミノグリカンの純度を決定するための方法である、請求項５１〜６１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６４】
前記方法が、試料に含まれるグリコサミノグリカンの組成を決定するための方法である、請求項５１〜６１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６５】
前記方法が、グリコサミノグリカンにおける糖単位の順番を決定するための方法である、請求項５１〜６１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６６】
前記方法が、さらに、質量分析、ＮＭＲ分光計、ゲル電気泳動、キャピラリー電気泳動またはＨＰＬＣの分析技術を用いることを含む、請求項５１〜６５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６７】
血管形成を阻害するのに有効な量の請求項９または５０の組成物をそれを必要とする対象に投与することを含む、血管形成を阻害する方法。
【請求項６８】
癌を治療するのに有効な量の請求項９または５０の組成物をそれを必要とする対象に投与することを含む、癌を治療する方法。
【請求項６９】
転移を阻害するのに有効な量の請求項９または５０の組成物をそれを必要とする対象に投与することを含む、転移を阻害する方法。
【請求項７０】
凝固障害を治療するのに有効な量でそれを必要とする対象に請求項９または５０のいずれかに記載の組成物を投与することを含む、対象の凝固障害を治療する方法。
【請求項７１】
炎症性障害を治療するのに有効な量でそれを必要とする対象に請求項９または５０の組成物を投与することを含む、炎症性障害を治療する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願
本願は、２００７年１月５日に出願された米国仮特許出願第６０／８７９２７２号からの優先権を米国特許法のもとに主張する。米国仮特許出願第６０／８７９２７２号の全ての内容は、本明細書中に参考として援用される。
【０００２】
政府の支援
本発明は、国立衛生研究所により与えられた補助金番号第ＧＭ５７０７３号のもとでの政府の支援によりなされた。したがって、米国政府は、本発明における一定の権利を有す。
【０００３】
本発明は、部分的には、スルファターゼ酵素（複数）およびそれらの使用法に関する。
【背景技術】
【０００４】
ヘパラン硫酸グリコサミノグリカン類（ＨＳＧＡＧ：ｈｅｐａｒａｎ  ｓｕｌｆａｔｅｇｌｙｃｏｓａｍｉｎｏｇｌｙｃａｎ）は、多くのプロテオグリカン類の重要な多糖成分を含む（非特許文献１）。これらのグリカン類は、可変的な繰り返しの二糖単位（ウロン酸α／β１→４グルコサミン）ｎに基づく線状高分子であり、ここで、ｎは、可変的に繰り返しの数（典型的には１０〜２００）を表す。天然に存在するように、これらの糖類は、各糖鎖に沿って異なる位置で存在するＯ−およびＮ−結合型硫酸のモザイク整列に大いに起因する、広範囲の化学的不均一性を有する（非特許文献２；非特許文献３）。更なる構造変異体には、グルコサミンＣ２位置でのＮ−結合型酢酸の存在、並びにβ−Ｄ−グルクロン酸とα−Ｌ−イズロン酸を区別するウロン酸Ｃ５カルボン酸のエピマー化が含まれる。ＨＳＧＡＧ構造−活性関係を理解するための基礎は、グリカン微細構造の多分散性が無作為ではないという正しい認識である。その代わりに、それは、細胞および組織特異的なやり方で制御される活性物の最終生成物である。ＨＳＧＡＧ構造のこのプログラムされた多様性（非特許文献２）は、最終的には、機能的レベルで、即ち、細胞増殖および分化（非特許文献３）、細胞死（非特許文献４、非特許文献５）、細胞間コミュニケーション、接着および組織形態形成（非特許文献６）などのプロセスに関連する多数の生化学的シグナル経路の動的制御を介して行われる（非特許文献２）。また、ＨＳＧＡＧ（細胞表面に構造的に定義された結合エピトープとして存在する）は、微生物の病理学的病因における重要な役割を果たす（非特許文献７；非特許文献８）。
【０００５】
これらの多糖類を作製する複雑な酵素的プロセスとは対照的に、生化学的レベルで実行される目的の範囲および手段の両方において、それらの異化作用はより直接的であるようである。例えば哺乳動物のリソソームでは、主に外分解性の（ｅｘｏｌｙｔｉｃ）作用機構に続く酵素を用いて、ＧＡＧ分解は脱重合段階の必須の順番に従う。それ自体、ある酵素の基質特異性は、それに先行する酵素の活性に主として基づく。次のグリコシダーゼ段階に必須なものとして、糖骨格を脱硫酸化するいくつかのスルホヒドロラーゼはこの順番に必要である。これらのスルファターゼは、構造特異的な酵素であって、各々は、非還元末端に存在するヘパリン二糖繰り返し単位内の独自の硫酸部位を加水分解する。
【０００６】
続くＧＡＧ分解は、真核生物のリソソームに独特ではない。このプロセスは、同様にいくつかの微生物に示され（非特許文献９；非特許文献１０；非特許文献１１）、炭素源としてだけでなく、多くの場合、無機硫酸塩を除去する手段として硫酸化された多糖に依存する（非特許文献１２）。グラム陰性土壌細菌のＦｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｈｅｐａｒｉｎｕｍ（Ｐｅｄｏｂａｃｔｅｒ  ｈｅｐａｒｉｎｕｓとしても知られる）は、このプロセスの優れた一例であり、いくつかのＧＡＧ分解酵素の単離および分子クローニングのための特に豊富な生物源であることも分かっている（非特許文献１３；非特許文献１４）。リソソーム経路のように、多くのフラボバクテリア酵素は、高程度の基質特異性を有する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｂｅｒｎｆｉｅｌｄら，１９９９  Ａｎｎｕ  Ｒｅｖ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  ６８，７２９−７７７
【非特許文献２】Ｅｓｋｏら，２００１  Ｊ  Ｃｌｉｎ  Ｉｎｖｅｓｔ  １０８，１６９−１７３
【非特許文献３】Ｓａｓｉｓｅｋｈａｒａｎら，２００２  Ｎａｔ  Ｒｅｖ  Ｃａｎｃｅｒ  ２，５２１−５２８
【非特許文献４】Ｐｒｉｎｃｅら，２００２  Ｄｅｖ  Ｄｙｎ  ２２３，４９７−５１６；Ｌａｉら，２００４  Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ  １２６，２３１−２４８
【非特許文献５】Ｌａｉら，２００４  Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ  １２６，２３１−２４８
【非特許文献６】Ｈａｃｋｅｒら，２００５  Ｎａｔ  Ｒｅｖ  Ｍｏｌ  Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌ  ６，５３０−５４１
【非特許文献７】Ｌｉｕ  ｅｔ  ａｌ．，２００２  Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ  ２７７，３３４５６−３３４６７
【非特許文献８】Ｖｉｖｅｓら，２００６  Ｃｕｒｒ  Ｇｅｎｅ  Ｔｈｅｒ  ６，３５−４４
【非特許文献９】Ｄｉｅｔｒｉｃｈら，１９７３  Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ  ２４８，６４０８−６４１５
【非特許文献１０】Ｎａｋａｍｕｒａら，１９８８  Ｊ  Ｃｌｉｎ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  ２６，１０７０−１０７１
【非特許文献１１】Ｌｏｈｓｅら，１９９２  Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ  ２６７，２４３４７−２４３５５
【非特許文献１２】Ｋｅｒｔｅｓｚ，２０００  ＦＥＭＳ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  Ｒｅｖ  ２４，１３５−１７５
【非特許文献１３】Ｓａｓｉｓｈｅｋａｒａｎら，１９９３  Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ９０，３６６０−３６６４
【非特許文献１４】Ｇｏｄａｖａｒｔｉら，１９９６  Ｂｉｏｃｈｅｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ  Ｒｅｓ  Ｃｏｍｍｕｎ  ２２５，７５１−７５８
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、部分的には、スルファターゼ酵素およびポリペプチド、それらをコードする核酸、並びに前述の分子の組成物、およびそれらを使用する方法に関する。
【０００９】
一局面では、スルファターゼ酵素が提供され、ここで、このスルファターゼは、配列番号２、４、２７または１８に記載されるアミノ酸配列を含む。一態様では、スルファターゼは、配列番号２に記載されるアミノ酸配列を含む。別の態様では、スルファターゼは、配列番号４に記載のアミノ酸配列を含む。
【００１０】
本発明の別の局面では、修飾されたスルファターゼが提供される。一局面では、修飾されたスルファターゼは、配列番号２または１７に記載されるアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基が置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、３９、４０、８０、８３、１２７、１２９、２０６、２７７、３８６または５０３位の残基（これらの位置は配列番号１７にある残基の番号付けに対応している）である。別の局面では、修飾されたスルファターゼは、配列番号４または１８に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、３９、８０、８３、１２８、１７５または２４５位の残基（これらの残基は配列番号１８にある残基の番号付けに対応している）である。他の態様では、置換または欠失している少なくとも１つのアミノ酸残基は、本明細書中、例えば、実施例においてまたは図１１に提供されている整列によって特定されるように、具体的に列挙されている残基のいずれかである。さらに別の局面では、修飾されたスルファターゼは、配列番号２または１７に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は３９、４０、８０、８３、１２７、１２９、２０６、２７７、３８６および５０３位の残基ではない。さらなる局面では、修飾されたスルファターゼは、配列番号４または１８に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は３９、８０、８３、１２８、１７５および２４５位の残基ではない。さらなる態様では、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、本明細書に具体的に列挙されている残基のいずれでもない。
【００１１】
一局面では、修飾されたスルファターゼは、配列番号２または１７に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、４０、４１、８０、８４、１２８、１３０、２０６、２７７、３８７または５０４位の残基（これらの位置は配列番号１７の残基の番号付けに対応している）である。一態様では、残基２０７が置換または欠失される。別の態様では、残基２７６が置換または欠失される。別の局面では、修飾されたスルファターゼは、配列番号４または１８に記載されているアミノ酸配列を含み、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、４０、８０、８４、１２９、１７６または２４６位の残基（これらの位置は配列番号１８の残基の番号付けに対応している）である。他の態様では、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、本明細書中、例えば、実施例においてまたは図１１に提供される配列によって特定されるように具体的に列挙されている残基のいずれかである。さらに別の局面では、修飾されたスルファターゼは、配列番号２または１７に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、４０、４１、８０、８４、１２８、１３０、２０６、２７７、３８７および５０４位の残基（これらの位置は配列番号１７の残基の番号付けに対応している）ではない。一態様では、残基２０７は置換および欠失されていない。別の態様では、残基２７６は置換および欠失されていない。更なる局面では、修飾されたスルファターゼは、配列番号４または１８に記載されているアミノ酸配列を含み、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、ここで、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、４０、８０、８４、１２９、１７６または２４６位ではない。更なる態様では、置換および欠失されていない少なくとも１つのアミノ酸残は、本明細書に具体的に列挙された残基のいずれでもない。
【００１２】
別の態様では、スルファターゼ酵素は、アミノ酸配列を含み、ここで、活性部位のシステインはその修飾された形態（ＦＧＬｙ）である。
【００１３】
さらに別の態様では、提供されるスルファターゼ酵素は、実質的に純粋である。更なる態様では、提供されるスルファターゼ酵素は単離されている。なお更なる態様では、提供されるスルファターゼ酵素は組換えられている。
【００１４】
別の局面では、修飾されたスルファターゼを生成するかまたは得て、修飾されたスルファターゼの活性を測定することを含む方法が提供される。一態様では、修飾されたスルファターゼは、配列番号２または１７に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は、置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、３９、４０、８０、８３、１２７、１２９、２０６、２７７、３８６または５０３位の残基である。別の態様では、修飾されたスルファターゼは、配列番号４または１８に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は、置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、３９、８０、８３、１２８、１７５または２４５位の残基である。なお別の態様では、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、本明細書に具体的に列挙されている残基のいずれかである。更なる態様では、修飾されたスルファターゼは、配列番号２または１７に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は、置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は３９、４０、８０、８３、１２７、１２９、２０６、２７７、３８６または５０３位の残基ではない。別の態様では、修飾されたスルファターゼは、配列番号４または１８に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は３９、８０、８３、１２８、１７５または２４５ではない。更なる態様では、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、本明細書に具体的に列挙されている残基のいずれでもない。別の態様では、修飾されたスルファターゼは、配列番号２または１７に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は４０、４１、８０、８４、１２８、１３０、２０６、２７７、３８７または５０４位の残基（これらの位置は配列番号１７の残基の番号付けに対応している）である。一態様では、残基２０７が置換または欠失されている。別の態様では、残基２７６が置換または欠失されている。なお別の態様では、修飾されたスルファターゼは、配列番号４または１８に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は４０、８０、８４、１２９、１７６または２４６位の残基（これらの位置は配列番号１８の残基の番号付けに対応している）である。別の態様では、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、本明細書に具体的に列挙されている残基のいずれかである。なお別の態様では、修飾されたスルファターゼは、配列番号２または１７に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、４０、４１、８０、８４、１２８、１３０、２０６、２７７、３８７および５０４位の残基（これらの位置は配列番号１７の残基の番号付けに対応している）ではない。一態様では、残基２０７は置換および欠失されていない。別の態様では、残基２７６は置換および欠失されていない。更なる態様では、修飾されたスルファターゼは、配列番号４または１８に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、４０、８０、８４、１２９、１７６および２４６位の残基ではない。更なる態様では、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、本明細書に具体的に列挙されている残基のいずれでもない。
【００１５】
さらに別の態様では、修飾されたスルファターゼを生成することには、天然のスルファターゼをコードする核酸またはアミノ酸配列を修飾する工程が含まれる。なお別の態様では、測定される活性は、特定の基質に対する酵素活性（例えば、ｋｃａｔもしくはＫＭ値（またはその比）または酵素と基質との反応の生成物）を測定することであり得る。
【００１６】
さらなる態様では、スルファターゼ酵素を含む組成物も提供される。一態様では、この組成物は、さらに医薬として許容される担体を含む。
【００１７】
別の態様では、組成物は、さらにカルシウムを含む。
【００１８】
更なる態様では、組成物は、キレート剤を含まない。別の態様では、含まれないキレート剤はＥＤＴＡおよびＥＧＴＡである。なお別の態様では、組成物は、ＥＤＴＡまたはＥＧＴＡの濃度が３ｍＭ、２ｍＭまたは１ｍＭ以下である。
【００１９】
別の態様では、本明細書に提供される組成物は、硫酸イオン、リン酸イオン、およびその両方を含まない。一態様では、組成物は、リン酸イオン濃度が５ｍＭまたは２ｍＭ以下である。別の態様では、組成物は、硫酸イオン濃度が２０ｍＭ以下である。
【００２０】
さらに別の態様では、提供される組成物は、塩化ナトリウム濃度が１Ｍ未満である。更なる態様では、組成物は、塩化ナトリウム濃度が０．５Ｍ未満である。なお更なる態様では、塩化ナトリウム濃度は、２００ｍＭ未満である。
【００２１】
なお別の態様では、提供される組成物は、４．５より大きいｐＨを有する。更なる態様では、組成物のｐＨは９未満である。一態様では、組成物のｐＨは、４．５より大きく、９未満である。別の態様では、ｐＨは５〜９の範囲である。さらに別の態様では、ｐＨは６〜８の範囲である。なお別の態様では、ｐＨは５．５〜６．５の範囲である。
【００２２】
別の態様では、提供される組成物は、さらに酢酸塩バッファーを含む。
【００２３】
なお別の態様では、提供される組成物は、少なくとも１つの追加の多糖分解酵素、例えばＧＡＧ分解酵素をさらに含む。一態様では、少なくとも１つの追加のＧＡＧ分解酵素は、ヘパリナーゼＩ、ヘパリナーゼＩＩ、ヘパリナーゼＩＩＩ、２−ＯスルファターゼまたはΔ４，５グリクロニダーゼである。別の態様では、少なくとも１つの追加のＧＡＧ分解酵素は、別のスルファターゼ、グリコシルヒドロラーゼ、エンドグルクロニダーゼまたはリアーゼである。
【００２４】
本発明の更なる局面では、スルファターゼ酵素および固体支持メンブレンを含む組成物が提供され、ここで、スルファターゼは固体支持メンブレンに固定されている。
【００２５】
本発明のなお別の局面では、本発明の酵素またはポリペプチドをコードする核酸分子が提供される。一局面では、核酸は、（ａ）配列番号１または３に記載されているヌクレオチド配列を有する核酸分子にストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸分子、（ｂ）遺伝コードの縮重によりコドン配列において（ａ）の核酸分子とは異なっている核酸分子、（ｃ）（ａ）または（ｂ）の相補体からなる群から選択される単離された核酸分子である。一態様では、相補体は完全な相補体である。別の態様では、核酸はスルファターゼをコードする。さらに別の態様では、単離された核酸分子は、配列番号１に記載されているヌクレオチド配列またはその断片を有する。別の態様では、単離された核酸分子は、配列番号３に記載されているヌクレオチド配列またはその断片を有する。一態様では、核酸断片は、配列番号２、４、１７もしくは１８のアミノ酸配列または本明細書に存在するアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードする。別の態様では、このようなポリペプチドは、少なくとも８、９、１０、１１、１２、１５、１８、２０、２５、３０、４０、５０、７５、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０または５５０個などのアミノ酸（最大は、酵素のアミノ酸配列の全長）からなる。
【００２６】
本発明の別の局面では、プロモーターに作動可能に連結されている、本明細書において提供されるように単離された核酸分子を含む発現ベクターが提供される。本発明の更なる局面では、発現ベクターを含む宿主細胞が提供される。なお別の局面では、単離された核酸分子、ベクターまたは宿主細胞を含む組成物が提供される。一態様では、組成物は、さらに医薬として許容される担体を含む。
【００２７】
本発明の別の局面では、本明細書において提供される分子を用いて、単糖または多糖を分解する方法が提供される。一態様では、分解する方法には、グリコサミノグリカンと、グリコサミノグリカンを分解するのに有効な量でスルファターゼまたはその組成物とを接触させることが含まれる。一態様では、グリコサミノグリカンはＨＳＧＡＧである。
【００２８】
本発明の別の局面では、本明細書において提供される方法によって生成される分解された単糖または多糖（例えば、分解されたＨＳＧＡＧなどの分解されたグリコサミノグリカン）が提供される。
【００２９】
更なる局面では、分解された単糖または多糖を含む組成物が提供される。別の局面では、組成物は、さらに医薬として許容される担体を含む。
【００３０】
本発明のなお別の局面では、本明細書において提供される分子を用いて単糖または多糖を分析する方法が提供される。一局面では、分析する方法には、グリコサミノグリカン（例えば、ＨＳＧＡＧ）と、グリコサミノグリカンを分析するのに有効な量でスルファターゼまたはその組成物とを接触させることが含まれる。一態様では、この方法は、試料に含まれる特定のグリコサミノグリカンの存在を同定するための方法である。別の態様では、この方法は、試料に含まれるグリコサミノグリカンの純度を測定するための方法である。さらに別の態様では、この方法は、試料に含まれるグリコサミノグリカンの組成を決定するための方法である。更なる態様では、この方法は、グリコサミノグリカンに含まれる糖単位の配列を測定するための方法である。別の態様では、この方法は、さらに、質量分析、ＮＭＲ分光計、ゲル電気泳動、キャピラリー電気泳動および／またはＨＰＫＣなどの分析技術を用いることを含む。
【００３１】
一態様では、提供される方法のいずれかには、少なくとも１つの追加の多糖分解酵素、例えばグリコサミノグリカン分解酵素と接触させることを含めることができる。別の態様では、少なくとも１つの更なるグリコサミノグリカン分解酵素は、６−Ｏ−スルファターゼおよび／またはＮ−スルファミダーゼ前、その後、またはそれと同時に用いられる。更なる態様では、少なくとも１つの追加のグリコサミノグリカン分解酵素は、ヘパリナーゼＩ、ヘパリナーゼＩＩ、ヘパリナーゼＩＩＩ、２−ＯスルファターゼまたはΔ４，５グリクロニダーゼである。なお更なる態様では、少なくとも１つの追加のＧＡＧ分解酵素は、別のスルファターゼ、グリコシルヒドロラーゼ、エンドグルクロニダーゼまたはリアーゼである。一態様では、少なくとも１つの追加のグリコサミノグリカン分解酵素は、Δ４，５グリクロニダーゼである。別の態様では、Δ４，５グリクロニダーゼは、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ前にグリコサミノグリカンと接触される。更なる態様では、グリコサミノグリカンは、２−Ｏスルファターゼと接触され、２−Ｏスルファターゼとの接触はΔ４，５グリクロニダーゼとの接触前である。更なる別の態様では、グリコサミノグリカンは、ヘパリナーゼと接触され、ヘパリナーゼとの接触は、２−Ｏスルファターゼとの接触前である。別の態様では、グリコサミノグリカンは、６−ＯスルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼと接触され、ここで、グリコサミノグリカンは、Ｎ−スルファミダーゼ前に６−Ｏスルファターゼと接触される。更なる態様では、グリコサミノグリカンは、６−ＯスルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼと接触前に３−Ｏ脱硫酸化される。
【００３２】
本発明の別の局面では、本明細書において提供される組成物を用いた治療法が提供される。一局面では、血管形成を阻害する方法であって、血管形成を阻害するために、本明細書において提供される有効量の組成物をそれを必要とする対象に投与することを含む方法が提供される。別の局面では、癌を治療する方法であって、癌を治療するために、本明細書において提供される有効量の組成物をそれを必要とする対象に投与することを含む方法が提供される。本発明のなお別の局面では、転移を阻害する方法であって、転移を阻害するために、本明細書において提供される有効量の組成物をそれを必要とする対象に投与することを含む方法が提供される。更なる局面では、対象における凝固障害を治療するための方法であって、凝固障害を治療するために有効量で、それを必要とする対象に本明細書において提供される組成物を投与することを含む方法が提供される。本発明の更なる別の局面では、炎症性障害を治療するための方法であって、炎症性障害を治療するための有効量で、それを必要とする対象に本明細書において提供される組成物を投与することを含む方法が提供される。
【００３３】
本発明のなお別の局面では、本明細書において提供される状態を治療するための組成物および方法には、追加の治療薬が含まれる。
【００３４】
本発明の制限の各々は、本発明の種々の態様を包含することができる。したがって、いずれか１つの要素または要素の組み合わせを含む本発明の制限の各々は、本発明の各局面に含めることができることは予測される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】フラボバクテリアの６−Ｏ−スルファターゼ（ＯＲＦ  Ｂ）をコードする配列を提供する。ＯＲＦ  Ｂを記載する遺伝子配列（配列番号１）は、５４８個のアミノ酸を有するポリペプチド（配列番号１９）（開始のメチオニンで始まる５４５個のアミノ酸（配列番号１７））をコードする。翻訳されたタンパク質配列は、ボールド体で強調されている。アミノ酸の番号付けは、括弧に記入され、開始のＭｅｔ（上記に記載する位置はＡＴＧコドンに対応する）で始まる。ＰＦＡＭスルファターゼモチーフＣＸＰＸＲＸＸＸＸＳ／ＴＧ（配列番号５）は囲まれている。予測されるシグナル配列は線で引かれ、ペプチド切断部位は矢印によって表される。近接のグルタミン（Ｑ）（複数）は灰色で陰を付している。ＨｉｎｄＩＩＩ制限部位は、二重線で引かれている。
【図２】フラボバクテリアのＮ−スルファミダーゼ（ＯＲＦ  Ｃ）をコードする配列を提供する。ＯＲＦ  Ｃ（配列番号３）として記載される遺伝子配列は、５０７個のアミノ酸を有するポリペプチド（配列番号２０）（開始のメチオニンで始まる５００個のアミノ酸（配列番号１８））をコードする。翻訳されたタンパク質配列はボールド体で強調されている。詳細には図１の説明文を参照されたい。
【図３】カルボン酸塩６−Ｏ−脱硫酸化酵素としてＯＲＦ  Ｂと推定の機能的配置の多配列整列を示す。ＯＲＦ  Ｂに対応するクローニングされたフラボバクテリア遺伝子配列は、ＰＦＡＭスルファターゼ共通配列のＣＸＰＸＲＸＸＸＸＳ／ＴＧ（配列番号５）によって同定された大きなスルファターゼ遺伝子ファミリーのメンバーであるタンパク質をコードする。この代表的な整列には、フラボバクテリア配列（配列番号１７に記載される）が最も強力な相同性を示した２つの細菌酵素：Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ（短縮形としてＢａｃｔｅｒ．；配列番号６）およびＰｒｅｖｏｔｅｌｌａ  ｓｐ．（短縮形としてＰｒｅｖ．；配列番号７）の一次アミノ酸配列が示されている。また、ヒトのガラクトサミン−６−Ｏ−スルファターゼ（Ｇａｌ−６）は比較のために示されている（配列番号８）。ＧＡＧ  ６−Ｏ−スルファターゼとしてのフラボバクテリア酵素の推定の機能的配置は、２つの細菌酵素（特に、Ｎ−アセチルグルコサミン−６−Ｏ−スルファターゼを特異的に分解するＰｒｅｖｏｔｅｌｌａ  ｓｐ．ムチン脱硫酸化酵素）の機能性に基づいている。配列整列は、ＣＬＵＳＴＡＬＷ（ＥＭＢＬ，Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ）を用いて作成された。また、共通配列も示されている（配列番号２１）。
【図４】ヘパラン／ヘパリンＮ−スルファミダーゼとしてのＯＲＦ  Ｃおよび推定の機能的配置の多配列整列を示す。同様にＯＲＦ  Ｃに対応するクローニングされたフラボバクテリア遺伝子配列は、大きなスルファターゼ遺伝子ファミリーのメンバーであるタンパク質をコードする。６−Ｏ−スルファターゼの場合のように、ＧＡＧ  Ｎ−スルファミダーゼとしてのフラボバクテリア酵素（配列番号２０に記載される）の機能的配置は、最も強力な配列相同性を示す２つの細菌酵素：Ｐｉｒｅｌｌｕｌａ  ｓｐ．（短縮形としてＰｉｒｅｌｌ．；配列番号９）およびＢａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ（短縮形としてＢａｃｔｅｒ．；配列番号２２）の推定の機能性から推測される。また、この整列には、ヒトのリソソーム酵素のヘパリン−Ｎ−スルファミダーゼ（配列番号１０）の一次アミノ酸配列が含まれる。また、共通配列も示されている（配列番号２３）。
【図５】組換え６−Ｏ−スルファターゼの基質特異性を示す。図５Ａは、ヘパリン／ヘパラン脱硫酸化酵素として６−Ｏ−スルファターゼの特異性を示す。組換え６−Ｏ−スルファターゼによる、４ＭＵＧａｌ−６Ｓ（ｉ）、４ＭＵＧａｌＮＡｃ，６Ｓ（ｉｉ）、または４ＭＵＧｌｃＮＡｃ，６Ｓ（ｉｉｉおよびｉｖ）の脱硫酸化は、キャピラリー電気泳動によって追跡された。６−Ｏ−スルファターゼによる４ＭＵＧｌｃＮＡｃ，６Ｓの排他的な脱硫酸化は、（通常は約４分で現れる）エレクトロホレタグラム（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔａｇｒａｍ）（ｉｉｉ）の吸光度３１５ｎｍの単一の消失によって証明される。マイナス酵素対照を（ｉｖ）に示す。エレクトロホレタグラムは例示的な目的で補われる。図５Ｂは、３種の６−Ｏ−硫酸化単糖基質（各２．５μＭ）を用いた組換え６−Ｏ−スルファターゼ活性の経時的分析による結果を示す。ＧｌｃＮＡｃ，６Ｓ（●）、ＧｌｃＮＳ，６Ｓ（○）、４ＭＵＧｌｃＮＡｃ，６Ｓ（▲）。挿入図：３０分までの時間経過。
【図６】６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼの絶対的な基質−生成物関係を図示する。２つの酵素による二硫酸化された単糖ＨＮＳ，６Ｓの脱硫酸化は、エレクトロスプレー質量分析計（ＥＳＩ−ＭＳ）によって調べられる。パネルｉ）：分子量が３６０．８Ｄａである、単一のイオン種（Ｍ−１）のナトリウム付加物としてのみ示された基質；ｉｉ）一硫酸化された生成物（２５８．１Ｄａ）をもたらす、６−Ｏ−スルファターゼによる二硫酸化された単糖の脱硫酸化；ｉｉｉ）元々の二硫酸化された単糖を加水分解するＮ−スルファミダーゼの能力低下（ｉとの比較）；ｉｖ）全ての硫酸化された単糖の消失を示し、Ｎ−スルファターゼによる２Ｎ位での硫酸塩加水分解前の６−Ｏ−スルファターゼによる６−Ｏ−脱硫酸化を示す脱硫酸化された基質の同時処置。質量較正に用いられた内部標準（４５８．１Ｄａ）をアステリスクで示す。
【図７−１】スルファターゼ反応条件を与える。図７Ａは、ＮａＣｌによる阻害を示す。結果は、添加された０．０ＭのＮａＣｌ（１００％として示される）に対して標準化される。６−Ｏ−スルファターゼ（●）；Ｎ−スルファミダーゼ（○）。図７Ｂは、硫酸塩（●）またはリン酸塩（○）による阻害を示す。６−Ｏ−スルファターゼについての結果を実線によって示す；Ｎ−スルファミダーゼについての結果を破線によって示す。結果は、添加された０硫酸塩またはリン酸塩に対して標準化される。阻害剤濃度についてはｌｏｇスケール、［Ｉ］。
【図７−２】スルファターゼ反応条件を与える。図７Ｃおよび７Ｄは、それぞれ、６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼに対するスルファターゼ活性のｐＨプロフィールを示す。相対的活性（％脱硫酸化）は、３つのバッファー：酢酸ナトリウム（●）、ＭＥＳ（○）およびＭＯＰＳ（▲）を用いて、４〜８のｐＨ範囲全体で測定された。
【図８−１】スルファターゼ活性に対する二価金属の効果を示す。図８Ａおよび８Ｂは、６−Ｏ−スルファターゼ活性のカルシウム特異的活性化およびＥＤＴＡによる阻害を図示する（図８Ａ）。Ｎ−スルファミダーゼ活性に対するカルシウム特異的な要求、ＥＤＴＡによる阻害を図８Ｂに示す。両方の場合において、カルシウムがＭｇ＋２またはＭｎ＋２（１ｍＭまたは５ｍＭ濃度のいずれか）によって置き換えられると、二価金属効果は観察されなかった。白色のバー（二価金属は添加されていない）；黒色のバー（１ｍＭ  ＥＤＴＡが添加されている）；薄い灰色のバー（１ｍＭ二価金属）；点状の灰色のバー（５ｍＭ二価金属）。
【図８−２】スルファターゼ活性に対する二価金属の効果を示す。図８Ｃおよび８Ｄは、定常状態の速度論に対するカルシウムの影響を図示する。酵素の速度論は、Ｃａ＋２の濃度を変化させるかまたは１ｍＭ  ＥＤＴＡの存在下で、材料および方法において記載されるように、６−Ｏ−スルファターゼ（図８Ｃ）およびＮ−スルファミダーゼ（図８Ｄ）について測定された。基質飽和プロットは、非線形抑制分析によって、疑似一次ミカエリス・メンテン速度論に当てはめた。０．５ｍＭ  Ｃａ＋２（●）、１ｍＭ  Ｃａ＋２（○）、５ｍＭ  Ｃａ＋２（■）；１ｍＭ  ＥＤＴＡ（△）。ＥＤＴＡの結果（活性の欠如を示す）は図８Ｄにおいて削除されている。
【図９−１】組換え的に発現されたフラボバクテリア酵素を用いたＨＳＧＡＧ四糖の連続的分解を示す。オリゴ糖の非還元末端を加水分解する６−Ｏ−スルファターゼの能力は、ヘパリン誘導の四糖ΔＵ２ＳＨＮＳ，６ＳＩ２ＳＨＮＳ，６Ｓ、内部のイズロン酸位置で２−Ｏ−硫酸を欠損している、構造的に関連したΔＵＨＮＳ，６ＳＩ２ＳＨＮＳ，６Ｓを外側からの配列決定との関連で示されている。ＨＳＧＡＧ四糖の連続処置は、ＭＡＬＤＩ−ＭＳによる各酵素段階（図９Ａ〜９Ｅ）後に物理的に評価された。各パネルに列挙されている質量はペプチド単独（約３２１６Ｄａ）またはオリゴ糖−ペプチド複合体を表す。オリゴ糖の正味質量は、括弧に列挙されている。図９Ａは、２−Ｏ−スルファターゼの付加による結果を与える；図９Ｂは、Δ４，５グリクロニダーゼの連続付加による結果を与える；図９Ｃは、６−Ｏ−スルファターゼの連続付加による結果を与える（約９１５〜約８３５Ｄａの正味の分子量におけるシフトによって表される硫酸の喪失に留意されたい）。
【図９−２】組換え的に発現されたフラボバクテリア酵素を用いたＨＳＧＡＧ四糖の連続的分解を示す。オリゴ糖の非還元末端を加水分解する６−Ｏ−スルファターゼの能力は、ヘパリン誘導の四糖ΔＵ２ＳＨＮＳ，６ＳＩ２ＳＨＮＳ，６Ｓ、内部のイズロン酸位置で２−Ｏ−硫酸を欠損している、構造的に関連したΔＵＨＮＳ，６ＳＩ２ＳＨＮＳ，６Ｓを外側からの配列決定との関連で示されている。ＨＳＧＡＧ四糖の連続処置は、ＭＡＬＤＩ−ＭＳによる各酵素段階（図９Ａ〜９Ｅ）後に物理的に評価された。各パネルに列挙されている質量はペプチド単独（約３２１６Ｄａ）またはオリゴ糖−ペプチド複合体を表す。オリゴ糖の正味質量は、括弧に列挙されている。図９Ｄは、Δ４，５グリクロニダーゼ段階後に直接的にＮ−スルファミダーゼの付加よる結果を与える（いずれの脱硫酸化もないことに留意されたい）；図９Ｅは、６−Ｏ−スルファターゼ後のＮ−スルファミダーゼの添加による結果を与える；図９Ｅの結果は、正味の分子量が約７５５Ｄａである二重に脱硫酸化された種が本実験では明確に検出されなかったため曖昧である。
【図１０】ＨＳＧＡＧ六糖の連続分解を示す。図９と同様に、ＨＳＧＡＧオリゴ糖を連続的に分解するためのフラボバクテリア外酵素の使用を示す。また、本実験では、オリゴ糖の非還元末端を脱硫酸化するＮ−スルファミダーゼの能力が示されている。構造的に定義されているヘパリン誘導の六糖ΔＵＨＮＳＩＨＮＳＩＨＮＳは、Δ４，５グリクロニダーゼ単独またはΔ４，５グリクロニダーゼに続くＮ−スルファミダーゼを用いて処理された。得られたオリゴ糖生成物は、材料および方法において記載されるように、還元アミノ化によるＡＰＴＳを用いた還元末端で蛍光的に標識された。オリゴ糖は、キャピラリー電気泳動によって分離され、レーザー励起蛍光法（ＣＥ−ＬＩＦ）によって検出された。Ｎ−脱硫酸化された五糖ＨＮＨ２ＩＨＮＳＩＨＮＳは、約７．６分で現れている単独のピーク（ピークＺ）として観察される。
【図１１】クローニングされたフラボバクテリアスルファターゼの構造配向された多配列整列を示す。３つのスルファターゼ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ（ＰＡＲＳＡ）（配列番号２６）、ヒトアリールスルファターゼＡ（ヒトＡＲＳ  Ａ）（配列番号２５）、およびヒトアリールスルファターゼＢ（ヒトＡＲＳ  Ｂ）（配列番号２４）、実際にはＮ−アセチルガラクトサミン−４−スルファターゼである）の一次配列を用いた、ＯＲＦ  Ｂ（６−Ｏ−スルファターゼ）（配列番号１７に記載される）およびＯＲＦ  Ｃ（Ｎ−スルファミダーゼ）（配列番号１８に記載される）の配列整列が示される。酵素活性部位を含むことが知られている選択残基は囲まれている。触媒システイン修飾の位置はアステリスクによって示される。また、共通配列が示される（配列番号２７）。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
従来、Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｈｅｐａｒｉｎｕｍ（別名Ｐｅｄｏｂａｃｔｅｒ  ｈｅｐａｒｉｎｕｓ）２−Ｏ−スルファターゼのクローニング、特徴付け、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉでの組換え発現が報告された。同一の微生物由来の６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼの２つの追加のスルファターゼがクローニングされている。これらの２つの酵素は、可溶性の活性形態でＥ．ｃｏｌｉに発現され、ＨＳＧＡＧスルファターゼとしてのそれらの機能性が確かめられ、それらの動的および生化学的性質が決定された。
【００３７】
記載されている２つのスルファターゼ遺伝子は、フラボバクテリア２−Ｏ−スルファターゼに指向されたハイブリダイゼーションプローブを用いて、ゲノムライブラリーをスクリーニング処理中に同定された。この処理中に同定された２つの重複しているファージミドクローンは、染色体歩行および制限マッピングによって拡大された。このゲノム領域の配列分析は、１６４７および１５２４塩基対の２つのかなり大きなオープンリーディングフレーム（それぞれ、ＯＲＦ  ＢおよびＯＲＦ  Ｃとして後述される）を明らかにした。２つの遺伝子配列は、推定上、（開始Ｍｅｔで始まる）長さにして５４５個および５００個のアミノ酸のタンパク質をコードする。開始のＡＴＧコドンの１０ヌクレオチド内に明らかなＳｈｉｎｅ−Ｄａｌｇａｒｎｏリボソーム結合部位を有する配列はなかった。タンパク質レベルでそれらの各配列の類似の試験はいくつかの重要な特徴を示した。フラボバクテリアＯＲＦの両方は、グラム陰性細菌のためのＶｏｎ  Ｈｅｉｊｎｅ法（Ｎｉｅｌｓｅｎら，１９９７  Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｅｎｇ  １０，１−６）によって予測されるＮ−末端疎水性シグナルペプチドおよび対応する切断部位配列を有する。両遺伝子は、同程度のアミノ酸組成（モルパーセントによる）の塩基性タンパク質配列をコードする。２つのタンパク質のうち、ＯＲＦ  Ｂ遺伝子生成物は、ＯＲＦ  Ｃと比較して、僅かに高い理論上のｐＩ（８．６対８．０）を有する。タンパク質データベースに対する２つのフラボバクテリア遺伝子ＢＬＡＳＴＰ配列相同性サーチは、巨大なスルファターゼファミリーのメンバーとして両遺伝子生成物を明確に同定した（ＢＬＡＳＴＰ、ＮＬＭ；Ｂｅｔｈｅｓｄａ，Ｍｄ）。両タンパク質配列は、代表的なＰＦＡＭスルファターゼモチーフであるＣ／ＳＸＰＸＲＸＸＸＸＳ／ＴＧ（配列番号５）、並びに高度に保存された配列ＬＴＧ（このモチーフに対して＋９〜＋１１位）を有する。この巨大な酵素ファミリーを含む多くの他のスルファターゼの場合のように、このスルファターゼドメインは、同様に、コードされたポリペプチドのＮ末端領域に位置している。
【００３８】
本明細書に示されているデータは、６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼの両方が外分解性の酵素であることを示す。さらに、行われた研究では、６−Ｏ−スルファターゼが、カルシウムによって非常に活性化され、硫酸塩およびリン酸塩によって阻害され、Ｎ−スルファミダーゼは、カルシウムを必要とするが、硫酸塩またはリン酸塩のいずれかによっておそらくは阻害されないことがわかった。６−Ｏ−スルファターゼは、Ｎ−硫酸化またはＮ−アセチル化６−Ｏ−硫酸化グルコサミンのいずれかに作用し、同じピラノース環上で３−Ｏ−硫酸化または未置換のアミン類によって完全に阻害されることが示された。Ｎ−スルファターゼは、Ｎ−硫酸化グルコサミン上にだけ作用し、３−Ｏまたは６−Ｏ硫酸化によって完全に阻害された。両酵素は、非還元Ｃ４部位にグリコシド連結されたウロン酸が存在する場合に完全に不活性であった。従来特徴付けられたＦ．Ｈｅｐａｒｉｎｕｍ  ２−Ｏ−スルファターゼおよび不飽和グルクロニルヒドロラーゼに関する報告された基質特異性と合わせると、Ｆ．ｈｅｐａｒｉｎｕｍのヘパリンおよびヘパラン硫酸分解経路に関するインビトロの外分解性配列が定義された。さらに、これらの酵素は、ヘパリン誘導のオリゴ糖に対して、タンデムで適用され得る。
【００３９】
本発明は、部分的には、６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼ酵素、並びにそれらの組成物、それらの使用方法を提供する。また、いずれかの酵素のアミノ酸配列を含むポリペプチド、並びにそれをコードする核酸が提供される。したがって、６−Ｏ−スルファターゼのアミノ酸配列を含むポリペプチドは、開始メチオニンで始まる、図１に与えられているアミノ酸配列（配列番号１７）、または成熟６−Ｏ−スルファターゼポリペプチドのアミノ酸配列（配列番号２）（即ち、シグナル配列を含まない配列番号１７）を含むことができる。同様に、Ｎ−スルファミダーゼのアミノ酸配列を含むポリペプチドは、開始メチオニンで始まる、図２に与えられているアミノ酸配列、または成熟Ｎ−スルファミダーゼポリペプチドのアミノ酸配列（配列番号４）（即ち、シグナル配列を含まない配列番号１８）を含むことができる。これらのポリペプチドの断片、それらを含む組成物も提供される。ある態様では、断片は、配列番号２、４、１７または１８の少なくとも８、９、１０、１１、１２、１５、１８、２０、２５、３０、４０、５０、７５、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５５０などであって、最大全長−１である。ある態様では、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼのシステイン活性部位のシステインは、与えられる酵素またはポリペプチドにおいてその修飾された形態（ＦＧｌｙ）で存在する。
【００４０】
ポリペプチド（または酵素）は、生物学的試料から単離することができ、また、後述されるような様々な原核および真核発現系において、発現系に適切な発現ベクターを構築し、発現ベクターを発現系に導入し、組換えて発現されたタンパク質を単離することによって、組換え的に発現され得る。また、ポリペプチドは、ペプチド合成の十分に確立された方法を用いて化学的に合成されてもよい。
【００４１】
本明細書に与えられるポリペプチド（または酵素）は、ある態様において、単離されるかまたは実質的に純粋である。本明細書中で使用するとき、「単離された」とは、ポリペプチドまたは酵素が、天然の環境から分離され、その同定または使用を可能にするのに十分な量で存在することを意味する。これは、例えば、（ｉ）発現クローニングによって選択的に生成されるか、または（ｉｉ）クロマトグラフィーもしくは電気泳動によって精製されることを意味する。単離されたタンパク質またはポリペプチドは、必要であるわけではないが、実質的に純粋であってもよい。単離されたポリペプチドまたは酵素は医薬品において医薬として許容される担体と混合されてもよいため、ポリペプチドまたは酵素は、医薬品の重量に対して小さな割合でのみ含まれてもよい。それにもかかわらず、生物系において関連され得る物質から分離、即ち他のタンパク質から単離されているという点で、ポリペプチドまたは酵素は単離される。
【００４２】
本明細書中で使用するとき、用語「実質的に純粋は」とは、タンパク質またはポリペプチドが、それらの意図された使用にある程度実用的であり適しているように他の物質を本質的に含まないことを意味する。特に、タンパク質は、タンパク質配列決定、または医薬品製造において有用であるように実質的に純粋であり、それらの宿主細胞の他の生物学的構成物を実質的に含まない。本明細書中で使用するとき、「実質的に純粋な６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ」は、単離または合成され、汚染物が約９０を超えて含まない、それぞれ６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼの調製物をいう。好ましくは、材料は、汚染物の８０％、８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％を超えて、またはさらには９９％を超えて含まない。純度の程度は、当該技術分野において知られている手段によって評価されてもよい。材料の純度を評価するための１つの方法は、特異的な活性アッセイの使用を通じて達成されてもよい。
【００４３】
また、組換え６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ酵素が提供される。本明細書中で使用するとき、「組換え６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ」とは、酵素をコードする核酸のヒトによる操作を通じて生成される６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ酵素である。ヒトによる操作は、通常、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼをコードする核酸を異なる生物、一般には異種の遺伝的材料に接続することを伴う。「組換え」とは、当業者に容易に知られている技術用語であり、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼの組換え発現のための技術は、当業者に容易に利用可能であり、Ｓａｍｂｒｏｏｋら，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ−Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，Ｎ．Ｙ．，（１９８９）、またはＣｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  Ｖｏｌｕｍｅｓ  １−３，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．（１９９４−１９９８）に記載されているものが含まれる。発現システムの例を含む組換えの発現のための他の技術は、さらに後述される。
【００４４】
また、組換え技術は、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼの修飾されたバージョンを生成するために用いることができる。本明細書中で使用するとき、「修飾された」とは、天然の酵素（即ち、天然に見いだされる）と比較して、酵素のいずれかの改変を意味する。修飾された６−Ｏ−スルファターゼは、ある態様において、配列番号２に記載されているアミノ酸配列を含むことができ、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、３９、４０、８０、８３、１２７、１２９、２０６、２７７、３８６または５０３位の残基である。修飾された６−Ｏ−スルファターゼは、他の態様において、配列番号２に記載されているアミノ酸配列を含むことができ、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、４０、４１、８０、８４、１２８、１３０、２０６、２７７、３８７または５０４位の残基である。別の態様では、置換または欠失されているアミノ酸は、２０７位である。なお別の態様では、置換または欠失されているアミノ酸は、２７６位である。他の態様では、修飾された６−Ｏ−スルファターゼは、配列番号２に記載されているアミノ酸配列を含み、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、４０、４１、８０、８４、１２８、１３０、２０６、２７７、３８７または５０４位ではない。別の態様では、置換および欠失されていないアミノ酸残基は、２０７位にある。なお別の態様では、置換および欠失されていないアミノ酸配列は、２７６位である。これらの態様のいくつかにおいて、システイン活性部位のシステインは修飾された形態（ＦＧｌｙ）で存在している。
【００４５】
他の態様では、それは、修飾されているＮ−スルファミダーゼである。例えば、修飾されたＮ−スルファミダーゼは、配列番号４に記載されているアミノ酸配列を含むことができ、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、３９、８０、８３、１２８、１７５または２４５位の残基である。別の態様では、修飾されたＮ−スルファミダーゼは、配列番号４に記載されているアミノ酸配列を含むことができ、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は、置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、４０、８０、８４、１２９、１７６または２４６位の残基である。更なる態様では、修飾されたＮ−スルファミダーゼは、配列番号４に記載されているアミノ酸配列を含むことができ、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、３９、８０、８３、１２８、１７５および２４５位の残基ではない。なお更なる態様では、修飾されたＮ−スルファミダーゼは、配列番号４に記載されているアミノ酸配列を含むことができ、ここで、少なくとも１つのアミノ酸残基は置換または欠失されていて、置換または欠失されている少なくとも１つのアミノ酸残基は、４０、８０、８４、１２９、１７６および２４６位の残基ではない。これらの態様のいくつかは、システイン活性部位のシステインは、その修飾された形態（ＦＧｌｙ）で存在する。
【００４６】
関与する重要な残基の理解に基づくと、機能的変異体を生成することができる。本明細書中で使用するとき、６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼの「機能的変異体」とは、それぞれ、６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼポリペプチドの一次アミノ酸配列に１以上の修飾を含むポリペプチドである。ポリペプチドは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０、３５、４０、５０またはそれを超えるアミノ酸修飾を含むことができる。これらの修飾は、天然の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼと比較して改変された活性を有する６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼをもたらす修飾を含むが、また、天然の酵素と比較して改変された活性をもたらさない修飾を含むことが意図される。用語「天然」とは、本明細書中で使用するとき、天然で見いだされる６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼを指す。６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼポリペプチドの機能的変異体を作る修飾は、典型的には、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼポリペプチドをコードする核酸に対してなされ、欠失、点突然変異、切断、アミノ酸置換、アミノ酸または非アミノ酸部分の付加を含むことができ、例えば：１）発現系におけるタンパク質の安定性またはタンパク質−タンパク質結合の安定性などの６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼポリペプチドの性質を高め；２）検出可能な部分の添加などの６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼポリペプチドに新規な活性または性質を与え；あるいは、３）他の分子（例えば、ヘパリン）との同等または良好な相互作用を与える。あるいは、修飾は、ポリペプチドに直接的になすことができ、例えば、切断、リンカー分子の付加、検出可能な部分、例えばビオチンの付加、脂肪酸の付加などが挙げられる。また、修飾は、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼのアミノ酸配列の全部または一部を含む融合タンパク質を含む。当業者は、タンパク質配列の変化のタンパク質立体構造への影響を予測する方法に精通し、したがって、知られている方法に従って、機能的変異６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼポリペプチドを「設計する」ことができる。このような方法の一例は、Ｄａｈｉｙａｔ  ａｎｄ  Ｍａｙｏ  ｉｎ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２７８：８２−８７，１９９７によって説明され、それによって、タンパク質はデノボで設計され得る。この方法は、ポリペプチド配列の一部だけを変更するために、知られているタンパク質に適用することができる。ＤａｈｉｙａｔおよびＭａｙｏのコンピュータによる方法を適用することによって、ポリペプチドの特定の変異体を提案し、この変異体が所望された立体構造を保持するか決定するために試験することができる。
【００４７】
機能的変異体は、生理活性とは無関係にポリペプチドの特徴を改変するのに特異的に修飾される６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼポリペプチドを含むことができる。例えば、システイン残基は、望ましくないジスルフィド連結を防ぐために置換または欠失され得る。同様に、ある種のアミノ酸は、発現系におけるプロテアーゼによるタンパク質分解を除去することによって、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼポリペプチドの発現を高めるように変化することができる（例えば、ＫＥＸ２プロテアーゼ活性が存在する酵母発現系にある二塩基アミノ酸残基）。したがって、機能的変異体も、天然の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼと同じ酵素的機能を維持するが、天然の酵素活性を変更しないアミノ酸配列にいくつかの修飾を含む変異６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼを含むことができる。これらの修飾には、保存的アミノ置換、並びに酵素の結合部位および触媒部位から離れた非保存的アミノ酸置換が含まれる。
【００４８】
６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼポリペプチドをコードする核酸の突然変異は、好ましくはコード配列のアミノ酸読み取り枠を保存し、好ましくは変異ポリペプチドの発現に有害であり得る、ヘアピンまたはループなどの二次構造を形成するようにハイブリダイズする可能性のある核酸の領域を作らない。
【００４９】
アミノ酸置換を選択することによるか、またはポリペプチドをコードする核酸における選択部位のランダム変異導入法によって、突然変異を起こすことができる。次に、変異ポリペプチドを発現させ、どの突然変異が所望の性質を有する変異ポリペプチドを提供するかを決定するために１以上の活性を試験する。更なる突然変異は、ポリペプチドのアミノ酸配列にサイレンスであるが、特定の宿主における翻訳のために好ましいコードを提供する変異体（または、変異していない６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼをポリペプチド）に起こすことができる。例えばＥ．ｃｏｌｉにおける核酸の翻訳のための好ましいコドンは、当業者に周知である。なお他の突然変異は、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ遺伝子の非コーディング配列、あるいはポリペプチドの発現を高めるためのｃＤＮＡクローンに発生することができる。
【００５０】
本明細書の記載において、天然の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ（それぞれ、配列番号１７または１８）のアミノ酸残基および残基位置に言及する。具体的には、残基および残基位置は、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼの特定の残基または残基位置「に対応している」と呼ばれる。当業者に明確であるように、これらの位置は相対的であって、したがって、１以上の残基の挿入または欠失は、下流残基の番号付けを変更する影響があることになる。具体的には、Ｎ−末端の挿入または欠失は、全てのその後の残基の番号付けを変更する。したがって、本明細書中で使用するとき、修飾された酵素の残基は、標準的な配列比較プログラムを用いて、整列される場合、天然酵素の残基「に対応している」と呼ばれる。多くのこのような配列整列プログラムは、当業者に現に利用可能であり、配列比較におけるそれらの使用は標準となっている（例えば、「ＬＡＬＩＧＮ」はｐｈａｅｄｒａ．ｃｒｂｍ．ｃｎｒｓ−ｍｏｐ．ｆｒ／ｆａｓｔａ／ｌａｌｉｇｎ−ｑｕｅｒｙ．ｈｔｍｌのインターネットを介して利用可能である）。本明細書中で使用するとき、それらの対応する６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ残基による組換え的に修飾されたヘパリナーゼの残基の位置に言及する慣習は、Ｎ−末端挿入または欠失を含む酵素だけでなく、内部の挿入または欠失（例えば、「ループ」領域における喪失または欠失）に拡張される。
【００５１】
アミノ酸置換の１タイプは、「保存的置換」と呼ばれる。本明細書中で使用するとき、「保存的アミノ酸置換」または「保存的置換」とは、置換後のアミノ酸残基が、置換前の残基と同様に荷電し、置換前の残基と同様かまたはこれより小さいサイズである、アミノ酸置換をいう。アミノ酸の保存的置換には、下記の群のアミノ酸間で行われる置換が挙げられる：（ａ）低分子非極性アミノ酸、Ａ、Ｍ、Ｉ、Ｌ、およびＶ；（ｂ）低分子極性アミノ酸、Ｇ、Ｓ、ＴおよびＣ；（ｃ）アミドアミノ酸、ＱおよびＮ；（ｄ）芳香族アミノ酸、Ｆ、ＹおよびＷ；（ｅ）塩基性アミノ酸、Ｋ、ＲおよびＨ；ならびに（ｆ）酸性アミノ酸、ＥおよびＤ。中性に荷電し、そして残基をより小さい残基と置換する置換もまた、この残基が異なった群にあるとしても、「保存的置換」とみなされ得る（例えば、フェニルアラニンをより小さなイソロイシンで置換する）。用語「保存的アミノ酸置換」はまた、アミノ酸アナログの使用をいう。
【００５２】
アミノ酸の置換、付加または欠失を行うための方法は、当該技術分野において周知である。用語「保存的置換」、「非保存的置換」、「非極性アミノ酸」、「極性アミノ酸」、および「酸性アミノ酸」は、全て、先行技術の用語と一致して使用される。これらの用語の各々は、当該技術分野において周知であり、生化学教科書（例えば、保存的置換および非保存的置換、ならびにその極性、非極性、または酸性の定義をもたらすアミノ酸の特性について記載する、Ｇｅｏｆｆｒｅｙ  Ｚｕｂａｙによる「Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」Ａｄｄｉｓｏｎ−ＷｅｓｌｅｙＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．，１９８６を含む多くの刊行物に広範に記載されている。
【００５３】
当業者は、日常的なスクリーニングアッセイ、好ましくは、本明細書に記載される生物学的アッセイによって、その効果を評価することができる。ペプチド特性、例えば熱安定性、酵素活性、疎水性、タンパク分解性分解の感受性、または担体もしくはマルチマーへ凝集する傾向の修飾は、当業者に周知である方法によって評価される。タンパク質化学およびタンパク質構造の更なる詳細な説明については、Ｓｃｈｕｌｚ，Ｇ．Ｅ．ら，Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９７９、およびＣｒｅｉｇｈｔｏｎ，Ｔ．Ｅ．，Ｐｒｏｔｅｉｎｓ：Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ  ＆  Ｃｏ．，Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，１９８４を参照されたい。
【００５４】
さらに、いくつかのアミノ酸置換は、非保存的置換である。ある種の態様では、置換は、活性部位または結合部位から離れていて、非保存的置換は容易に耐性であるが、但し、これらは、天然の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼの三次構造特徴またはそれに類似している三次構造特徴を保存し、その結果、活性部位および結合部位を保存する。非保存的置換、例えば、上記の群（または上に示さない他の２つのアミノ酸群）の内の置換よりむしろ群の間の置換は、（ａ）置換の領域内のペプチド骨格の構造（ｂ）標的部位における分子の電荷または疎水性、あるいは（ｃ）側鎖のバルクの維持に際したそれらの効果においてより顕著に異なる。
【００５５】
酵素は、１以上の調節配列に作動可能に接続されたコーディング配列を含むベクターを用いて組換え的に生成することができる。本明細書中で使用するとき、コーディング配列および調節配列は、調節配列の影響下または制御下でコーディン配列の発現または転写が起こるように共有結合的に連結される場合に、「作動可能に接続される」と言われる。コーディング配列が機能性タンパク質に翻訳されることが望ましい場合、コーディング配列は、調節配列に作動可能に接続される。２つのＤＮＡ配列は、５’調節配列におけるプロモーターの誘発が結果としてコーディング配列の転写を引き起こす場合、並びに２つのＤＮＡ配列間の連結の性質が（１）結果としてフレームシフト変異の誘発を起こさない、（２）コーディング配列の転写を導くプロモーター領域の能力と干渉しない、または（３）タンパク質へ翻訳される対応するＲＮＡ転写の能力と干渉しない場合、作動可能に接続すると言われる。したがって、プロモーター領域は、プロモーター領域が、得られる転写物が所望のタンパク質またはポリペプチドに翻訳されるようなＤＮＡ配列の転写に影響を及ぼすことができる場合、コーディング配列に作動可能に接続される。
【００５６】
遺伝子発現に必要な調節配列の正確な性質は、種または細胞型の間で異なってもよいが、一般に、必要に応じて、転写および翻訳のそれぞれの開始と関連する５’非転写および５’非翻訳配列、例えばＴＡＴＡボックス、キャッピング配列、ＣＡＡＴ配列などを含む。特に、このような５’非転写調節配列は、作動可能に接続された遺伝子の転写制御に対するプロモーター配列を含むプロモーター領域を含むことになる。プロモーターは、構成的または誘導的であってもよい。また、調節配列は、望まれるように、エンハンサー配列または上流活性化配列を含んでもよい。
【００５７】
本明細書中で使用するとき、「ベクター」は、所望の配列が異なる遺伝子環境間での運搬に対して、または宿主細胞における発現に対して、制限および連結により挿入されてもよい、多数の核酸のいずれのものであってよい。ベクターは、典型的には、ＤＮＡにより構成されるが、ＲＮＡベクターも利用可能である。ベクターには、限定されないが、プラスミおよびファージミドが含まれる。クローニングベクターは、宿主細胞内で複製できるものであり、さらに、ベクターが決定可能な様式で切断してもよい、および新しい組換えベクターが宿主細胞においてその複製する能力を獲得するように所望のＤＮＡ配列が連結されてもよい１以上のエンドヌクレアーゼ制限部位によりさらに特徴付けられるものである。プラスミドの場合、所望の配列の複製は、プラスミドが宿主細菌内でコピー数を増やすにつれて何度も生じ、あるいは宿主が有糸分裂により再生するにつれて、宿主あたりただ１回生じてもよい。ファージの場合、複製は、溶解期の間に積極的に、または溶原期の間に消極的に起こってもよい。発現ベクターは、所望のＤＮＡ配列が、制限または連結により、調節配列に作動可能に接続されるように挿入されてもよく、ＲＮＡ転写として発現されてもよい。ベクターは、ベクターで形質転換またはトランスフェクトされ、またはされていない細胞の同定に用いるに適切な１以上のマーカー配列をさらに含んでもよい。マーカーには、例えば、抗生物質または他の化合物に対する耐性または感受性のいずれかを増加または減少させたタンパク質をコードする遺伝子、その活性が当該技術分野において知られている標準的なアッセイにより検出可能な酵素（例えば、β−ガラクトシダーゼまたはアルカリホスファターゼ）をコードする遺伝子、形質転換またはトランスフェクトされた細胞、宿主、コロニーまたはプラークの表現型に明白に影響を与える遺伝子が含まれる。好ましいベクターは、作動可能に接続されるＤＮＡ断片に存在する構造遺伝子生成物の自己複製および発現が可能なものである。
【００５８】
原核生物の系では、宿主と適合する種に由来する、複製部位およびコントロール配列を含むプラスミドベクターを用いてもよい。適切なプラスミドベクターの例としては、ｐＢＲ３２２、ｐＵＣ１８、ｐＵＣ１９などが挙げられ；適切なファージベクターまたはバクテリオファージベクターとしては、λｇｔ１０、λｇｔ１１などが挙げられ；適切なウイルスベクターとしては、ｐＭＡＭ−ｎｅｏ、ｐＫＲＣなどが挙げられる。好ましくは、本発明の選択されたベクターは、選択された宿主細胞内で自己複製する能力を有する。有用な原核宿主としては、例えば、Ｅ．ｃｏｌｉ、Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｈｅｐａｒｉｎｕｍ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ、Ｓｅｒｒａｔｉａなどの細菌が挙げられる。
【００５９】
原核細胞において本発明の酵素を発現させるために、核酸配列を機能的な原核プロモーターに作動可能に連結させることが望ましい。このようなプロモーターは、構成的であってもよく、または、より好ましくは、調節的（例えば、誘導的または非抑制的）であってもよい。構成的なプロモーターの例としては、バクテリオファージλのｉｎｔプロモーター、ｐＢＲ３２２のβ−ラクタマーゼ遺伝子配列のｂｌａプロモーター、ｐＰＲ３２５のクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ遺伝子配列のＣＡＴプロモーターなどが挙げられる。誘導的な原核プロモーターの例としては、バクテリオファージλの主要な右プロモーターおよび左プロモーター（ＰＬおよびＰＲ）、Ｅ．ｃｏｌｉのｔｒｐ、ｒｅｃＡ、ｌａｃＺ、ｌａｃＩおよびｇａｌプロモーター、Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｉｓのα−アミラーゼ（Ｕｌｍａｎｅｎら，Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．１６２：１７６−１８２（１９８５））およびのζ−２８特異的プロモーター（Ｇｉｌｍａｎら，Ｇｅｎｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ３２：１１−２０（１９８４））、Ｂａｃｉｌｌｕｓのバクテリオファージのプロモーター（Ｇｒｙｃｚａｎ、Ｔｈｅ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｂａｃｉｌｌｉ、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．，ＮＹ（１９８２））、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓプロモーター（Ｗａｒｄら，Ｍｏｌ．Ｇｅｎ．Ｇｅｎｅｔ．２０３：４６８−４７８（１９８６））が挙げられる。
【００６０】
原核プロモーターは、Ｇｌｉｃｋ（Ｊ．Ｉｎｄ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．１：２７７−２８２（１９８７））；Ｃｅｎａｔｉｅｍｐｏ（Ｂｉｏｃｈｉｍｉｅ  ６８：５０５〜５１６（１９８６））；Ｇｏｔｔｅｓｍａｎ（Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｇｅｎｅｔ．１８：４１５−４４２（１９８４））に概説されている。
【００６１】
また、原核細胞中の適切な発現は、コードする配列の上流のリボソーム結合部位の存在を必要とする。このようなリボソーム結合部位は、例えば、Ｇｏｌｄら（Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．３５：３６５−４０４（１９８１））によって開示されている。
【００６２】
原核細胞は、グリコシル化を含む本発明の酵素を生成しない場合があるため、真核宿主における本発明の酵素の発現は、グリコシル化が望まれる場合に有用である。好ましい真核宿主には、例えば、インビボまたは組織培養物中のいずれかにおける、酵母、真菌、昆虫細胞、および哺乳動物細胞が挙げられる。宿主として有用であり得る哺乳動物細胞としては、ＨｅＬａ細胞、線維芽細胞起源の細胞、例えばＶＥＲＯまたはＣＨＯ−Ｋ１、またはリンパ系起源の細胞、例えばハイブリドーマＳＰ２／０−ＡＧ１４またはメラノーマＰ３ｘ６３Ｓｇ８、並びにそれらの誘導体が挙げられる。好ましい哺乳動物宿主細胞としては、ＳＰ２／０およびＪ５５８Ｌ、並びに正しい翻訳後プロセシングのためのより良い能力を提供し得る神経細胞芽腫、例えばＩＭＲ３３２が挙げられる。また、移植可能な臓器の胚細胞および成熟細胞は、本発明のある局面に従うと有用である。
【００６３】
さらに、また、植物細胞は宿主として利用可能であり、植物細胞と適合性であるコントロール配列、例えばノパリン合成酵素プロモーターおよびポリアデニル化シグナル配列が利用可能である。
【００６４】
別の好ましい宿主は、例えば、Ｄｒｏｓｏｐｈｉｌａ  ｌａｒｖａｅの昆虫細胞である。宿主として昆虫細胞を用いると、Ｄｒｏｓｏｐｈｉｌａアルコールデヒドロゲナーゼプロモーターが用いられ得る（Ｒｕｂｉｎ，Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２４０：１４５３−１４５９（１９８８））。あるいは、バキュロウイルスベクターは、遺伝子操作されて大量の本発明の酵素を昆虫細胞中で発現することができる（Ｊａｓｎｙ，Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２３８：１６５３（１９８７）；Ｍｉｌｌｅｒら，Ｇｅｎｅｔｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（１９８６），Ｓｅｔｌｏｗ，Ｊ．Ｋ．ら，編集，Ｐｌｅｎｕｍ，Ｖｏｌ．８，ｐｐ．２７７−２９７）。
【００６５】
また、解糖系酵素をコードする遺伝子に由来するプロモーターおよび終止エレメントを取り込み、グルコースに富んだ培地中で酵母が増殖した場合に大量に生成される一連の酵母遺伝子配列発現系のいずれかが利用されてもよい。知られている解糖系遺伝子配列も、非常に効率的な転写コントロールシグナルを提供し得る。酵母は、翻訳後のペプチド修飾を行うことができる点において、実質的な利点を提供する。強力なプロモーター配列および酵母中で所望のタンパク質を生成するために利用され得る高コピー数のプラスミドを利用する、多くの組換えＤＮＡ戦略が存在する。酵母は、クローニングされた哺乳動物遺伝子配列産物上のリーダー配列を認識して、リーダー配列を有するペプチド（即ち、プレペプチド）を分泌する。
【００６６】
広範な多様性の転写および翻訳の調節配列は、宿主の性質に依存して用いることができる。転写および翻訳の調節シグナルは、ウイルス性の供給源、例えばアデノウイウルス、ウシパピローマウイルス、シミアンウイルスなどに由来してもよく、その場合、この調節シグナルは、高レベルの発現を有する特定の遺伝子配列に関連付けられる。あるいは、哺乳動物発現生成物、例えばアクチン、コラーゲン、ミオシンなどからのプロモーターを用いてもよい。抑制または活性化を可能にする転写開始調節シグナルを選択することができ、その結果、それらの遺伝子配列の発現が調節され得る。対象とするのは、温度感受性である調節シグナルであり、それにより、温度を変化させることによって、発現が抑制または開始され得るか、あるいは化学的調節（例えば代謝物）に供される。
【００６７】
上記で検討されるように、真核宿主における本発明の酵素の発現は、真核生物の調節配列の使用を必要とする。このような領域は、一般に、ＲＮＡ合成の開始を方向付けるのに十分なプロモーター領域を含む。好ましい真核生物プロモーターとしては、例えば、マウスメタロチオネインＩ遺伝子配列のプロモーター（Ｈａｍｅｒら，Ｊ．Ｍｏｌ．Ａｐｐｌ．Ｇｅｎ．１：２７３−２８８（１９８２））；ヘルペスウイルスのＴＫプロモーター（ＭｃＫｎｉｇｈｔ，Ｃｅｌｌ  ３１：３５５−３６５（１９８２））；ＳＶ４０初期プロモーター（Ｂｅｎｏｉｓｔｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ（Ｌｏｎｄｏｎ）２９０：３０４−３１０（１９８１））；酵母ｇａｌ４遺伝子配列プロモーター（Ｊｏｈｎｓｔｏｎら，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．（ＵＳＡ）７９：６９７１−６９７５（１９８２）；Ｓｉｌｖｅｒｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．（ＵＳＡ）８１：５９５１−５９５５（１９８４））が挙げられる。
【００６８】
広く知られているように、真核生物のｍＲＮＡの翻訳は、最初のメチオニンをコードするコドンで開始される。このため、真核生物プロモーターと、本発明の酵素をコードするＤＮＡ配列との間の連結は、メチオニンをコードし得る介在するコドン（即ち、ＡＵＧ）のいずれも含まないことを確かめることが望ましい。このようなコドンの存在によって、（ＡＵＧコドンが、本発明の酵素をコードする配列と同じリーディングフレーム中にある場合）融合タンパク質を形成するか、または（そのＡＵＧコドンが本発明の酵素をコードする配列と同じリーディングフレームにない場合）フレームシフト変異を生じる。
【００６９】
一態様では、所望の遺伝子配列を宿主細胞の染色体に組み込むことができるベクターが用いられる。その導入されたＤＮＡをそれらの染色体に安定して組み込んでいる細胞は、その発現ベクターを含む宿主細胞の選択を可能にする１以上のマーカーを導入することによっても選択され得る。このマーカーは、栄養要求性宿主に対する原栄養性を提供し得るか、または例えば、抗生物質、重金属などに対する殺生物剤耐性を与え得る。この選択可能なマーカー遺伝子配列は、発現されるべきＤＮＡ遺伝子配列に直接的に連結されるか、または同時トランスフェクションによって同じ細胞に導入され得るかのいずれかである。また、更なるエレメントは、６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼのｍＲＮＡの最適な合成に必要とされてもよい。これらのエレメントとしては、スプライシングシグナル、並びに転写プロモーター、エンハンサー、および終止シグナルが挙げられる。このようなエレメントを組み込んでいるｃＤＮＡ発現ベクターとしては、Ｏｋａｙａｍａ，Ｍｏｌｅｃ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｌ．３：２８０（１９８３）によって記載されたベクターが挙げられる。
【００７０】
別の態様では、導入される配列は、レシピエント宿主において自己複製ができるプラスミドまたはウイルスベクターに組み込まれる。広範なベクターのいずれかは、この目的のために用いることができる。特定のプラスミドまたはウイルスベクターを選択するために重要な因子としては、以下が挙げられる：ベクターを含むレシピエント細胞が認識され、ベクターを含まないそれらのレシピエント細胞から選択される容易性；特定の宿主において所望されるベクターのコピー数；異種の宿主細胞間のベクターを「シャトル」できることが期待されるか否か。好ましい原核生物ベクターとしては、Ｅ．ｃｏｌｉ中で複製可能なプラスミド（例えば、ｐＢＲ３２２、ＣｏｌＥｌ、ｐＳＣ１０１、ｐＡＣＹＣ１８４、およびπＶＸ）が挙げられる。このようなプラスミドは、例えば、Ｓａｍｂｒｏｏｋら（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ，第２版，Ｓａｍｂｒｏｏｋ，Ｆｒｉｔｓｃｈ，＆Ｍａｎｉａｔｉｓによる編集，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，１９８９））によって開示されている。Ｂａｃｉｌｌｕｓプラスミドとしては、ｐＣ１９４、ｐＣ２２１、ｐＴ１２７などが挙げられる。このようなプラスミドは、Ｇｒｙｃｚａｎ（Ｔｈｅ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｂａｃｉｌｌｉ，Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，ＮＹ（１９８２），ｐｐ．３０７−３２９）によって開示されている。適切なＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓプラスミドとしては、ｐＩＪ１０１（Ｋｅｎｄａｌｌら，Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．１６９：４１７７−４１８３（１９８７））、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓバクテリオファージ、例えば、ΦＣ３１（Ｃｈａｔｅｒら，Ｓｉｘｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｒｎｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔａｌｅｓ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ａｋａｄｅｍｉａｉ  Ｋａｉｄｏ，Ｂｕｄａｐｅｓｔ，Ｈｕｎｇａｒｙ（１９８６），ｐｐ．４５−５４））が挙げられる。シュードモナスプラスミドは、Ｊｏｈｎら（Ｒｅｖ．Ｉｎｆｅｃｔ．Ｄｉｓ．８：６９３−７０４（１９８６））、Ｉｚａｋｉ（Ｊｐｎ．Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．３３：７２９−７４２（１９７８））によって概説されている。
【００７１】
好ましい真核生物プラスミドとしては、例えば、ＢＰＶ、ＥＢＶ、ＳＶ４０、２−ミクロンサークルなど、またはそれらの誘導体が挙げられる。このようなプラスミドは、当該分技術野において周知である（Ｂｏｔｓｔｅｉｎら，Ｍｉａｍｉ  Ｗｎｔｒ．Ｓｙｍｐ．１９：２６５−２７４（１９８２）；Ｂｒｏａｃｈ，Ｔｈｅ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｙｅａｓｔ  Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ：Ｌｉｆｅ  Ｃｙｃｌｅ  ａｎｄ  Ｉｎｈｅｒｉｔａｎｃｅ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，ＮＹ，ｐ．４４５−４７０（１９８１）；Ｂｒｏａｃｈ，Ｃｅｌｌ  ２８：２０３−２０４（１９８２）；Ｂｏｌｌｏｎら，Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｈｅｍａｔｏｌ．Ｏｎｃｏｌ．１０：３９−４８（１９８０）；Ｍａｎｉａｔｉｓ，Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌｏｇｙ：Ａ  Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｔｒｅａｔｉｓｅ，Ｖｏｌ．３，Ｇｅｎｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ，Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，ＮＹ，ｐｐ．５６３−６０８（１９８０））。他の好ましい真核生物ベクターはウイルスベクターである。例えば、限定する目的ではないが、ポックスウイルス、ヘルペスウイルス、アデノウイルス、および種々のレトロウイルスを用いることができる。ウイルスベクターとしては、挿入ＤＮＡまたは挿入ＲＮの発現を引き起こすＤＮＡウイルスまたはＲＮＡウイルスが挙げられる。
【００７２】
ひとたびベクターまたはその構築物（単数または複数）を含むＤＮＡ配列が発現のために調製されると、そのＤＮＡ構築物（単数または複数）は、種々の適切な手段、即ち、形質転換、トランスフェクション、コンジュゲーション、プロトプラスト融合、エレクトロポレーション、リン酸カルシウム沈殿、直接的マイクロインジェクションなどのいずれかによって、適切な宿主細胞に導入され得る。さらに、本発明のポリペプチドをコードするＤＮＡまたはＲＮＡは、細胞に直接的に注入されてもよく、または、微粒子に付着された後に細胞膜を介して押し込んでもよい。ベクターの導入後、レシピエント細胞を選択培地で増殖させ、ベクターを含む細胞の増殖について選択する。クローニングされた遺伝子配列の発現によって、ポリペプチド（または酵素）の生成をもたらす。これは、形質転換された細胞自体、またはこれらの細胞の誘導後に（例えば、神経芽腫細胞にブロモデオキシウラシルの投与などによって）分化させた細胞で起こり得る。
【００７３】
また、当業者は、標準的な部位特異的突然変異誘発技術によって、所望のアミノ酸置換を生じるように適切なコドンを置換してもよい。また、当業者は、部位特異的突然誘発法のための開始位置として遺伝コードの縮重にのみ起因して、本発明のポリペプチドをコードする核酸、例えば、配列番号１、配列番号３またはその断片に同等な核酸とは異なるいずれかの配列を用いてもよい。次に、突然変異した核酸配列は、適切な発現ベクターに連結され、Ｅ．ｃｏｌｉなどの宿主において発現されもよい。
【００７４】
したがって、本発明は、さらに、本明細書に記載される６−Ｏ−スルファターゼ酵素、Ｎ−スルファミダーゼ酵素またはポリペプチドをコードする単離された核酸分子を提供する。用語「単離された核酸」とは、本明細書中で使用するとき、下記を意味する：（ｉ）例えば、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）によってインビトロで増幅されるもの；（ｉｉ）クローニングによって組換え生成されるもの；（ｉｉｉ）切断およびゲル分離などによって精製されるもの；または（ｉｖ）例えば、化学合成によって合成されるもの。単離された核酸分子は、当該技術分野において周知である組換えＤＮＡ技術によって容易に操作される核酸分子である。したがって、５’および３’制限部位が知られているか、またはポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）プライマー配列が開示されているベクターに含まれるヌクレオチド配列は、単離されているとみなされるが、その天然の宿主内で自然な状態で存在している核酸配列は、単離されているとみなされない。単離された核酸は、実質的に精製されてもよいが、精製されなくてもよい。例えば、クローニングベクターまたは発現ベクター内に単離された核酸は、純粋ではない。なぜなら、その核酸は、それが存在する細胞中に、非常に少ない割合の物質のみを含み得るからである。しかしながら、この用語が本明細書中で使用される場合、このような核酸は単離されている。これは、このような核酸は、当業者に知られている標準的な技術によって容易に操作されるからである。
【００７５】
本発明によれば、６−Ｏ−スルファターゼもしくはＮ−スルファミダーゼ酵素またはポリペプチドをコードする単離された核酸分子は、下記を含む：（ａ）ストリンジェントな条件下で、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ（酵素またはポリペプチド）をコードする、それぞれ配列番号１または３に記載されている核酸配列にハイブリダイズする核酸分子；（ｂ）それぞれ６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ（酵素またはポリペプチド）あるいはその一部をコードする（ａ）の欠失物、付加物および置換物；（ｃ）遺伝コードの縮重に起因して、コドン配列において（ａ）または（ｂ）の核酸分子とは異なる核酸分子、（ｄ）（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の相補体（例えば、完全な相補体）。単離された核酸分子は、ある態様では、配列番号２または配列番号４に記載されているアミノ酸配列を有する、それぞれ６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ（酵素またはポリペプチド）をコードする単離された核酸分子を含む。
【００７６】
また、本発明は、天然の物質に存在するものに代わるコドンを含む縮重核酸を含む。例えば、セリン残基は、コドンＴＣＡ、ＡＧＴ、ＴＣＣ、ＴＣＧ、ＴＣＴおよびＡＧＣによってコードされる。６個のコドンの各々は、セリン残基をコードする目的で同等である。したがって、セリンをコードするヌクレオチドトリプレットの任意のものを、インビトロまたはインビボで、伸長中の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼポリペプチドにセリン残基が組み込むようにタンパク質合成装置を指向するために用い得ることは、当業者には明らかである。同様に、他のアミノ酸残基をコードするヌクレオチド配列トリプレットには、限定されないが、下記のものが含まれる：ＣＣＡ、ＣＣＣ、ＣＣＧおよびＣＣＴ（プロリンのコドン）；ＣＧＡ、ＣＧＣ、ＣＧＧ、ＣＧＴ、ＡＧＡおよびＡＧＧ（アルギニンのコドン）；ＡＣＡ、ＡＣＣ、ＡＣＧおよびＡＣＴ（スレオニンのコドン）；ＡＡＣおよびＡＡＴ（アスパラギンのコドン）；ＡＴＡ、ＡＴＣおよびＡＴＴ（イソロイシンのコドン）。他のアミノ酸残基は、同様に多数のヌクレオチド配列によってコードされ得る。したがって、本発明は、コドン配列の遺伝コードの縮重のために、生物的に単離された核酸とはコドン配列が異なる縮重核酸を含む。
【００７７】
また、本発明の単離された核酸分子は、慣用技術によって同定することができる相同体および対立遺伝子を含むことが意図される。６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼポリペプチドのヒトおよび他の生物の相同体の同定は、当業者によく知られている。一般に、核酸ハイブリダイゼーションは、既知の配列に対応する、別の種の相同配列の同定のための適切な方法である。標準的な核酸ハイブリダイゼーション手法は、選択されたパーセント同一性の関連した核酸配列を同定するために用いることができる。例えば、当業者は、試料のｍＲＮＡから逆転写したｃＤＮＡのライブラリーを構築して、関連したヌクレオチド配列用のライブラリーをスクリーニングするためにそこで同定された６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼをコードする核酸を用いることができる。スクリーニングは、好ましくは、高ストリンジェントな条件で行い、配列同一性によって密接に関連した配列を同定する。このようにして同定された核酸をポリペプチドに翻訳することができ、このポリペプチドを活性について試験することができる。
【００７８】
用語「ストリンジェントな条件下」とは、本明細書中で使用するとき、当業者がよく知っているパラメータを指す。このようなパラメータには、塩、温度、プローブの長さなどが挙げられる。ハイブリダイゼーションによる結果としての塩基のミスマッチの量は、ほぼ０％（「高ストリンジェンシー」）〜約３０％（「低ストリンジェンシー」）の範囲であり得る。核酸ハイブリダイゼーションパラメータは、このような方法を集めた参考文献、例えば、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ，Ｊ．Ｓａｍｂｒｏｏｋら，編集，第２版，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８９、またはＣｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｆ．Ｍ．Ａｕｓｕｂｅｌら，編集，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋに記載されている。高ストリンジェンシーな条件の一例は、６５℃で、ハイブリダイゼーションバッファー（３．５×ＳＳＣ、０．０２％  Ｆｉｃｏｌｌ、０．０２％ポリビニルピロリドン、０．０２％ウシ血清アルブミン、２．５ｍＭ  ＮａＨ２ＰＯ４（ｐＨ７）、０．５％ＳＤＳ、２ｍＭ  ＥＤＴＡ）におけるハイブリダイゼーションである。ＳＳＣは０．１５Ｍ塩化ナトリウム／０．０１５Ｍクエン酸ナトリウム、ｐＨ７である；ＳＤＳはドデシル硫酸ナトリウムである；ＥＤＴＡはエチレンジアミン四酢酸である。ハイブリダイゼーション後、核酸を転写させるメンブレンを、例えば２×ＳＳＣ、室温で洗浄し、次に、０．１〜０．５×ＳＳＣ／０．１×ＳＤＳ，最高６８℃までの温度で洗浄する。
【００７９】
また、当業者は、このような分子を発現する細胞をスクリーニングし、次に、日常的に単離し、その後、適切な核酸を単離する方法論をよく知っている。したがって、本発明の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼの相同体および対立遺伝子、並びにそれらをコードする核酸を日常的に得ることができ、本発明は、開示されている特定の配列に限定されることは意図されない。当業者は、本発明の６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼ核酸の相同体および対立遺伝子の明確に同定することができるような条件を操作することができることは理解される。また、当業者は、このような分子を発現する細胞およびライブラリーをスクリーニングにし、次に、日常的に単離し、その後、適切な核酸分子を単離し、配列決定する方法論をよく知っている。
【００８０】
一般に、相同体および対立遺伝子は、典型的には、それぞれ６−Ｏ−スルファターゼ核酸もしくはＮ−スルファミダーゼ核酸またはポリペプチドの配列に対して、少なくとも９０％のヌクレオチド同一性および／または９５％のアミノ酸同一性を共有する。ある場合には、少なくとも９５％のヌクレオチド同一性および／または少なくとも９７％のアミノ酸同一性が共有される。他の場合には、少なくとも９７％のヌクレオチド同一性および／または少なくとも９８％のアミノ酸同一性が共有され、他の場合には、少なくとも９９％のヌクレオチド同一性および／または少なくとも９９％のアミノ酸同一性が共有される。なお他の場合には、少なくとも９９．５％のヌクレオチド同一性および／または少なくとも９９．５％のアミノ酸同一性が共有される。相同性は、インターネットを介して入手できるＮＣＢＩ（Ｂｅｔｈｅｓｄａ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）によって開発された、種々の公然に入手可能なソフトウェアツールを用いて計算することができる。例示的なツールとしては、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ  ｏｆ  ＨｅａｌｔのＮａｔｉｏｎａｌ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＮＣＢＩ）のウェブサイトから利用可能なＢＬＡＳＴシステムが挙げられる。ＰａｉｒｗｉｓｅおよびＣｌｕｓｔａｌＷアラインメント（ＢＬＯＳＵＭ３０マトリクスセッティング）、並びにＫｙｔｅ−Ｄｏｏｌｉｔｔｌｅハイドロパシー分析は、ＭａｃＶｅｃｔｏｒ配列分析用ソフトウェア（Ｏｘｆｏｒｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｇｒｏｕｐ）を用いて得ることができる。前述核酸のワトソン−クリック相補体も、本発明に包含される。
【００８１】
６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ関連遺伝子、例えば６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼの相同体および対立遺伝子のスクリーニングでは、前述の条件、放射性プローブを用いてサザンブロットを行うことができる。ＤＮＡが最終的に転写されたメンブレンを洗浄後、放射活性シグナルを検出するために、メンブレンをＸ線フィルムまたはホスホイメージャープレートに設置することができる。
【００８２】
また、本発明は、酵素的ツールとして提供される６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼ分子の使用を提供する。これらの分子には、天然の配列を有するもの、並びに天然のものの断片または機能的変異体である分子が含まれる。「天然の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ特異的活性」は、Ｆ．ｈｅｐａｒｉｎｕｍの細胞溶解物から得られた天然の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ特異的の酵素的活性の測定である。したがって、本明細書に提供される開示に基づいて、当業者は、天然の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼと比較して、改変した酵素的活性を有する他の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ酵素、例えば機能的変異体を同定することができる。用語「特異的活性」とは、本明細書中で使用するとき、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼの調製物の酵素的活性を指す。
【００８３】
本発明の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼの特異的活性を試験するために用いることができる方法は、当該技術分野において知られ、例えば、実施例に記載されるもの、または図１１に提供される整列によって同定されるものが挙げられる。また、これらの方法は、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼの変異体および機能的に活性な断片の機能を評価するために用いることができる。例えば、ｋｃａｔ値は、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ酵素の活性を評価するために、いずれかの酵素活性アッセイを用いて測定されてもよい。いくつかのこのようなアッセイは、当該技術分野において周知である。例えば、ｋｃａｔを測定するためのアッセイは、Ｅｒｎｓｔ，Ｓ．Ｅ．，Ｖｅｎｋａｔａｒａｍａｎ，Ｇ．，Ｗｉｎｋｌｅｒ，Ｓ．，Ｇｏｄａｖａｒｔｉ，Ｒ．，Ｌａｎｇｅｒ，Ｒ．，Ｃｏｏｎｅｙ，Ｃ．  ａｎｄ  Ｓａｓｉｓｅｋｈａｒａｎ．Ｒ．（１９９６）Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｊ．３１５，５８９−５９７に記載されている。したがって、本明細書に与えられる開示に基づけば、当業者は、天然の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ分子と比較して、類似のまたは改変された酵素活性を有する他の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ分子、例えば、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ機能的変異体を同定することができる。
【００８４】
また、酵素の活性は、その「生成物プロフィール」（即ち、酵素、単糖もしくは多糖または単糖もしくは多糖を含む試料との接触に起因する酵素生成物の特徴付け）に従って評価することができる。生成物プロフィールは、６−Ｏ−スルファターゼもしくはＮ−スルファミダーゼ単独であるかまたは他の酵素との組み合わせによって生成される分解生成物のタイプまたは量を調べるために、当該技術分野において知られている任意の方法によって測定されてもよい。生成物のタイプおよび量を測定するための１つの好ましい方法は、全体として参照により本明細書に援用される、Ｒｈｏｍｂｅｒｇ，Ａ．Ｊ．ら，ＰＮＡＳ，ｖ．９５，ｐ．４１７６−４１８１，（１９９８年４月）に記載されている。Ｒｈｏｍｂｅｒｇの参考文献に開示されている方法は、質量分析計およびキャピラリー電気泳動技術の組み合わせを利用して、ヘパリナーゼによって生成される酵素生成物を同定している。Ｒｈｏｍｂｅｒｇの研究は、ヘパリナーゼを利用して、ＨＳＧＡＧオリゴ糖を生成させるためにＨＳＧＡＧを分解する。ＭＡＬＤＩ（マトリックス支援レーザー脱離イオン化）質量分析計は、酵素反応における基質、酵素、および最終生成物の同定および半定量的測定のために用いることができる。キャピラリー電気泳動技術は、生成物を分離して、生成物間のほんの小さな差異も解析し、生成された生成物を定量するための質量分析計と組み合わせて適用される。キャピラリー電気泳動は、二糖とそのセミカルバゾン誘導体との差異を解析することさえできる。
【００８５】
また、生成物プロフィールを評価するための他の方法を利用してもよい。例えば、他の方法には、粘性（Ｊａｎｄｉｋ，Ｋ．Ａ．，Ｇｕ，Ｋ．ａｎｄ  Ｌｉｎｈａｒｄｔ，Ｒ．Ｊ．，（１９９４），Ｇｌｙｃｏｂｉｏｌｏｇｙ，４：２８４−２９６）または総ＵＶ吸光度（Ｅｒｎｓｔ，Ｓ．ら，（１９９６）Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｊ．３１５：５８９−５９７）ｎａｄｏｎｏパラメータに依存する方法、あるいは質量分析計もしくはキャピラリー電気泳動単独が挙げられる。
【００８６】
本発明の６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼは、単糖（例えばＧＡＧの単糖）または多糖、例えば硫酸化多糖（例えばＧＡＧ）を分解および／または分析するためのツールとして有用である。したがって、本発明は、様々なインビトロ、インビボおよびエクスビボ方法を含み、そこでは、単糖もしくは多糖を分解または分析するため、あるいは、単糖もしくは多糖が分解され得るか否かを測定するために有用である。このような方法は、ある態様では、単糖もしくは多糖または単糖もしくは多糖を含む試料と、本発明の６−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ（あるいはそれらの組み合わせ）とを接触させる工程を含む。本方法は、さらに、試料またはその一部が、次に、この接触の結果（例えば、生成物が形成されたかまたは形成されなかったか）を測定するための分析技術を用いて分析される工程を含むことができる。
【００８７】
提供される方法のいずれかにおいて、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼは、単独で、または例えばＧＡＧ分解酵素などの他の多糖分解酵素とともに用いることができる。「ＧＡＧ分解酵素」とは、グリコサミノグリカンを分解する酵素を指し、限定されないが、ヘパリナーゼＩ、ヘパリナーゼＩＩ、ヘパリナーゼＩＩＩ、２−Ｏスルファターゼ、Δ４，５グリクロニダーゼ、他のスルファターゼ、グリコシルヒドロラーゼ、エンドグルクロニダーゼ、α−グルコシダーゼ、β−グルコシダーゼ、他のリアーゼ、これらの酵素の修飾バージョン、変異体、および機能的に活性なその断片が含まれる。特に、ある態様では、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼは、ヘパリナーゼ、２−Ｏ−スルファターゼ、Δ４，５グリクロニダーゼ、または全てのもしくはいくつかのこれらの酵素の組み合わせの後でまたはそれと同時に用いて、単糖または多糖を分解および／または分析することができる。さらに、ある態様では、Ｎ−スルファミダーゼは、６−Ｏ−スルファターゼの後でまたはそれと同時に用いられる。
【００８８】
本明細書中で使用するとき、用語「グリコサミノグリカン」および「ＧＡＧ」とは、交換可能に用いられ、ヘパリン様／ヘパラン硫酸様構造および性質を有する分子であるＨＳＧＡＧを含む分子のファミリーを指す。これらの分子には、限定されないが、低分子量ヘパリン（ＬＭＷＨ）、ヘパリン、バイオテクノロジーによって調製されるヘパリン、化学的に修飾されたヘパリン、合成ヘパリンおよびヘパラン硫酸が含まれる。用語「バイオテクノロジーによるヘパリン」には、化学的に修飾された多糖の天然供給源から調製されるヘパリン、例えばＲａｚｉら，Ｂｉｏｃｈｅ．Ｊ．１９９５年７月  １５；３０９（Ｐｔ２）：４６５−７２に記載されているヘパリンが含まれる。化学的に修飾されたヘパリンは、Ｙａｔｅｓら，Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ  Ｒｅｓ（１９９６）１１月  ２０；２９４：１５−２７に記載され、当業者に知られている。合成ヘパリンは、当業者に周知であり、Ｐｅｔｉｔｏｕ，Ｍ．ら，Ｂｉｏｏｒｇ  Ｍｅｄ  Ｃｈｅｍ  Ｌｅｔｔ．（１９９９）４月  １９；９（８）：１１６１−６に記載されている。
【００８９】
ある態様では、ＧＡＧ、例えば、ＨＳＧＡＧ、またはその単糖は、Ｎ−硫酸化またはＮ−アセチル化６−Ｏ−硫酸化グルコサミンであるかまたはそれらを含む。更なる態様では、ＧＡＧまたはその単糖は、２−アミノ位置で硫酸化またはアセチル化されている。他の態様では、ＧＡＧまたはその単糖は、３−Ｏ硫酸化、６−Ｏ硫酸化を含まず、またはその両方を含まない。別の態様では、ＧＡＧ、例えば、ＨＳＧＡＧ、またはその単糖は、未置換のアミンまたは同じピラノース環を含まない。なお別の態様では、ＧＡＧ、例えば、ＨＳＧＡＧは、非還元Ｃ４位でグリコシド連結されたウロン酸を含まない。さらに別の態様では、ＧＡＧ、例えば、ＨＳＧＡＧ、またはその単糖は、不飽和ではない。他の態様では、ＧＡＧ、例えば、ＨＳＧＡＧ、またはその単糖は、実施例でさらに後述される分析において用いられる特定の基質のいずれかである。
【００９０】
本発明の６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼは、例えば、多糖を配列決定するためのツールとして用いられてもよい。多糖および他の高分子の配列決定に関する詳細な方法は、米国特許出願第０９／５５７，９９７号および同第０９／５５８，１３７号に開示されている。これらの方法は、配列決定プロセスにおいて、ＧＡＧ分解酵素などのツールを利用する。本発明の６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼは、このようなツールとして有用である。要約すると、この方法は、酵素的消化、続く、質量分析計およびキャピラリー電気泳動によって行われる。Ｒｈｏｍｂｅｒｇの参考文献に記載されている例では、酵素反応は、１マイクロリットルの酵素溶液を５マイクロリットルの基質溶液に添加することによって行われる。次に、消化は、室温（２２℃）で行われ、反応は、０．５マイクロリットルの反応混合物を取り出し、それに４．５マイクロリットルのＭＡＬＤＩマトリックス溶液、例えばコーヒー酸（約１２ｍｇ／ｍＬ）および７０％のアセトニトリル／水を添加することによって、種々の時間点で停止させる。次に、反応混合物をＭＡＬＤＩ質量分析計に供する。ＭＡＬＤＩ表面は、ＸｉａｎｇおよびＢｅａｖｉｓの方法（Ｘｉａｎｇ  ａｎｄ  Ｂｅａｖｉｓ  （１９９４）Ｒａｐｉｄ．Ｃｏｍｍｕｎ．Ｍａｓｓ．Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．８，１９９−２０４）によって調製される。２倍低いアクセスの塩基性ペプチド（Ａｒｇ／Ｇｌｙ）１５は、オリゴ糖溶液に添加される前にマトリックスと予め混合される。１〜３ピコモルの多糖を含む、１マイクロリットルのアリコートのサンプル／マトリックス混合物は、その表面に沈着される。結晶化が起こった後（典型的には６０秒以内）、過剰な液体を水で洗い流す。次に、ＭＡＬＤＩ質量分析スペクトルは、ＰｅｒＳｅｐｔｉｖｅ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ（Ｆｒａｍｉｎｇｈａｍ，ＭＡ）Ｖｏｙａｇｅｒ  Ｅｌｉｔｅリフレクトロン飛行時間型機器（３３７ナノメートル窒素レーザーに適合した）を用いることによる線形様式において獲得される。ディレイドエクストラクションは、分解能を高めるために用いられる（２２ｋＶ、９３％のグリット、０．１５％のガイドワイヤ、１５０ｎｓのパルスの遅れ、１，０００の低い質量ゲート、平均ショット数１２８）。質量スペクトルは、タンパク質化合物化した（Ａｒｇ／Ｇｌｙ）１５およびオリゴ糖との（Ａｒｇ／Ｇｌｙ）１５複合物についてのシグナルを用いることにより、外面的に較正される。次に、キャピラリー電気泳動が、コートしていない融合したシリカキャピラリー（内径７５マイクロメートル、外径３６３マイクロメートル、１ｄｅｔ７２．１ｃｍおよび１ｔｏｔ ８５ｃｍ）を用いることによって、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ３Ｄ  ＣＥユニット上で実施してもよい。分析物はＵＶ検出器（２３０ｎｍで）および拡張光路セル（Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ）を用いることによってモニターされる。電解液は、１０マイクロリットルの硫酸デキストランおよび５０ミリモルのＴｒｉｓ／リン酸（ｐＨ２．５）の溶液である。硫酸デキストランは、グリコサミノグリカンオリゴ糖とシリカ壁との非特異的な相互作用を抑制するために用いられる。分離は、検出器側のア��ード（逆極性）を用いて、３０ｋＶで実施される。１／５−ナフタレンジスルホン酸および２−ナフタレンジスルホン酸（各１０マイクロモル）の混合物が、内部標準として用いられる。
【００９１】
さらに、ＣＥおよびＭＡＬＤＩ−ＭＳと酵素およびバイオインフォマティックスに基づく特性コード化命名法（ＰＥＮ）との連結により、（Ｖｅｎｋａｔａｒａｍａｎ，Ｇ．，Ｓｈｒｉｖｅｒ，Ｚ．，Ｒａｍａｎ，Ｒ．，ａｎｄ  Ｓａｓｉｓｅｋｈａｒａｎ，Ｒ．（１９９９）Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２８６，５３７−４２）に記載されている配列決定戦略（ＰＥＮ−ＭＡＬＤＩ）をもたらしている。多糖または単糖の配列決定（または一般的な分析）における使用のための他の分析技術は、当該技術分野において知られ、１次元および２次元ＮＭＲ、イオン交換ＨＰＬＣ、ゲル電気泳動などの使用が含まれる。本明細書に提供される方法のいずれかの分析工程には、本明細書に列挙された分析技術または当該技術分野において知られている他のもののいずれかの使用が含まれてもよい。
【００９２】
また、本発明の６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼは、単糖、多糖またはそれらを含む試料を分析するための他の方法に用いることができる。このような方法には、試料に含まれる特定の単糖または多糖の存在を同定する方法、試料に含まれる単糖または多糖の純度を測定する方法、試料に含まれる多糖の組成を決定する方法などが挙げられる。「試料」とは、本明細書中で使用するとき、単糖または多糖を含む可能性のあるいずれかの試料を指す。
【００９３】
本発明の別の局面では、６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼの活性は、ｐＨ、並びに塩化ナトリウム、硫酸塩、リン酸塩、カルシウムまたはキレート剤の存在によって影響を受けることがあり得ることが分かった。したがって、ある種のｐＨである６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼの組成物が提供される。ｐＨは、例えば、４．５より大きいかまたは９より小さい、あるいはその両方であってもよい。ある態様では、ｐＨは、５〜９、６〜８または５．５〜６．５の範囲にある。なお他の態様では、ｐＨは、５、５．５、６、６．５、７、７．５、８、８．５または９である。
【００９４】
また、カルシウムをさらに含む組成物が提供される。組成物にキレート剤を含まない組成物がさらに提供される。ある態様では、キレート剤を含まない組成物もカルシウムを含まない。キレート剤は、当該技術分野において知られ、例えば、ＥＤＴＡおよびＥＧＴＡを含む。ある態様では、キレート剤は、５ｍＭ未満、４ｍＭ未満、３ｍＭ未満、２ｍＭ未満、１．５ｍＭ未満、１ｍＭ未満、０．５ｍＭ未満などの濃度である。ある態様では、キレート剤は、５ｍＭ、４ｍＭ、３ｍＭ、２ｍＭ、１．５ｍＭ、１ｍＭ、または０．５ｍＭなどの濃度で存在する。
【００９５】
硫酸イオン、リン酸イオンまたはその両方を含まない組成物がさらに提供される。ある態様では、硫酸イオンは、２０ｍＭ未満、１９ｍＭ未満、１８ｍＭ未満、１７ｍＭ未満、１６ｍＭ未満、１５ｍＭ未満、１４ｍＭ未満、１３ｍＭ未満、１２ｍＭ未満、１１ｍＭ未満、１０ｍＭ未満、９ｍＭ未満、８ｍＭ未満、７ｍＭ未満、６ｍＭ未満、５ｍＭ未満、４ｍＭ未満、３ｍＭ未満、２ｍＭ未満、または１ｍＭ未満などの濃度で存在する。他の態様では、硫酸イオンは、５〜２０ｍＭの濃度で存在する。なお他の態様では、組成物は、５ｍＭ以下、４ｍＭ未満、３ｍＭ未満、２ｍＭ未満、または１ｍＭ未満などである濃度のリン酸イオンを含む。
【００９６】
また、塩化ナトリウムの濃度が、１Ｍ未満、０．９Ｍ未満、０．８Ｍ未満、０．７Ｍ未満、０．６Ｍ未満、０．５Ｍ未満、０．４Ｍ未満、０．３Ｍ未満、０．２Ｍ未満、または０．１Ｍ未満などである組成物が提供される。なお他の態様では、塩化ナトリウムの濃度は、０．５Ｍ〜１Ｍである。
【００９７】
また、酢酸塩バッファーをさらに含む組成物が提供される。
【００９８】
さらに、また、このような組成物を用いて、または上記化合物が存在する場合もしくは存在しない場合において、単糖もしくは多糖を分化または分析する方法が提供される。
【００９９】
当業者は、本開示を考慮すれば、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼ酵素を単独でまたは他の多糖分解酵素とともに利用して、分解された単糖または多糖組成物の実質的に純粋な調製物を生成することができる。調製物は、ＨＳＧＡＧ供給源から生成することができる。「ＨＳＧＡＧ」とは、本明細書中で使用するとき、酵素分解などを含む標準的技術を用いて、分解生成物を生成するために操作することができるヘパリン様／ヘパラン硫酸様グリコサミノグリカン組成物を指す。上述のように、ＨＳＧＡＧには、限定されないが、単離されたヘパリン、化学的に修飾されたヘパリン、バイオテクノロジーにより調製されたヘパリン、合成ヘパリン、ヘパラン硫酸、およびＬＭＷＨが含まれる。ＨＳＧＡＧ供給源は、天然の供給源である、直接の合成によって調製されるなどであり得る。
【０１００】
また、本発明の酵素組成物は、流動体（例えば、ＧＡＧを含む流動体、例えばＨＳＧＡＧを含む流動体）から活性な単離または多糖（例えば、ＧＡＧ、例えばＨＳＧＡＧ）を取り除くために用いられてもよい。流動体は、本発明の６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼを単独でまたは他の酵素と組み合わせて接触される。この方法は、血液からＨＳＧＡＧなどのＧＡＧをエクスビボで取り除くために特に有用である。本発明の一態様では、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼは、当該技術分野において慣用であるように、固体支持体に固定される。固定された６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼを含む固体支持体は、デバイス中の血液が凝固するのを防ぐために、全身ヘパリン化用の体外医療用デバイス（例えば、血液透析器、人工心肺装置）に用いられてもよい。固定された６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼを含む支持メンブレンは、血液を生体に戻す前に、ＨＳＧＡＧなどのＧＡＧを中和するために、装置の末端に位置される。
【０１０１】
６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼは、いずれかのタイプの支持体に固定されてもよいが、支持体がインビボまたはエクスビボで用いられるべき場合には、支持体は、無菌であり、生体適合性であることが望ましい。生体適合性支持体は、対象で用いられる場合、免疫および他のタイプの有害反応を引き起こさないものである。６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼは、当該技術分野において知られている任意の方法によって固定されてもよい。タンパク質を支持体に固定するための多くの方法が知られている。「固体支持体」とは、本明細書中で使用するとき、ポリペプチドが固定され得る任意の固体材料を指す。
【０１０２】
固体支持体は、例えば、限定されないが、メンブレン、例えば、天然のおよび修飾されたセルロース、例えばニトロセルロースまたはナイロン、セファロース、アガロース、ガラス、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、デキストラン、アミラーゼ、ポリアクリルアミド、ポリ二フッ化ビニリデン、他のアガロース、および磁気ビーズを含むマグネタイトが挙げられる。担体は、全体として不溶性または部分的に溶解性であってもよく、任意の可能な構造的立体構造を有してもよい。このようにして、支持体は、ビーズなどでは球状であり、あるいは試験管もしくはマイクロプレートウェルの内面または棒の外面などでは円筒状であってもよい。あるいは、シート、試験ストリップ、マイクロプレートウェルの底面などの表面は平らであってもよい。
【０１０３】
多くのシグナル分子に特異的に結合し、それによって種々の生物学的プロセスを制御する、ＧＡＧ配列に存在する異常な情報量を用いて、細胞が、異なるＧＡＧ配列を合成し、それ自体をこれらの配列を用いて飾ることは認識されている。したがって、本発明の組成物は、多くの治療的有用性を有する。本発明は、治療が有用である様々なインビトロ、インビボおよびエクスビボ法に有用である。組成物には、提供される酵素組成物、並びに分解されたＨＳＧＡＧなどの分解されたＧＡＧ、またはその単糖を含む組成物が挙げられる。「分解されたＧＡＧ」とは、本明細書中で使用するとき、本明細書において提供された酵素組成物の使用を通じて分解された、分解されたＧＡＧまたはその一片もしくは断片である分子または複数の分子を指す。このような化合物は、酵素組成物を用いて生じさせてもよく、またはデノボで合成されてもよい。分解されたＧＡＧ断片は、例えば単糖を含む分解されたＨＳＧＡＧ断片は、本明細書において記載されているかまたは当該技術分野において知られているアッセイのいずれかを用いて、治療活性について試験することができる。
【０１０４】
本発明の組成物は、いずれかのタイプの状態の治療のために用いることができ、その場合、このような治療は、有用な治療であるものと同定されているかまたは有用な治療であると決定することができ、例えば、凝固障害の治療、癌の治療、炎症性障害の治療、血管形成の阻害、新血管形成の防止、転移の阻害、アポトーシスの制御のためのものである。当業者は、治療される対象および障害に依存して、適切な治療組成物を調製または同定することができる。これらの組成物は、単独でまたは他の治療薬と合わせて用いられてもよい。
【０１０５】
本発明は、グリコサミノグリカンが、疾患の発生および／または進行に重要であることが分かっている、対象における任意の疾患／状態を治療および／または予防するために有用である。用語「治療する」および「治療すること」とは、本明細書中で使用するとき、対象における疾患の進行を食い止めるかまたはブロックすることを指す。また、疾患を治療することには、疾患または疾患の症状における所望の改善を必要とすることが含まれる。例えば、腫瘍細胞増殖のある対象を治療することとは、癌または腫瘍細胞の増殖または転移を完全にまたは部分的に阻害し、癌または腫瘍細胞の増殖または転移のいずれかの増加を阻害または予防することを指す。
【０１０６】
「疾患を有する対象」は、疾患を有することが診断され得る対象であり、例えば、癌を有する者は、癌性細胞の存在によって特定されている。「疾患を有する危険性にある対象」は、本明細書中で使用するとき、疾患を発症する可能性が高い対象である。これらの対象は、例えば、遺伝的異常の存在が疾患を発症する高い可能性と相関性があることが示されている、その遺伝的異常を有する対象が含まれる。疾患の原因となる薬物への暴露によりもたらされる疾患に関しては、危険性のある対象は、疾患の原因となる薬物、例えば、タバコ、アスベスト、化学的毒素、ウイルス、寄生虫などに暴露される対象である。また、危険性のある対象には、疾患のために以前に治療され、疾患の再発のある可能性を有する対象が含まれる。疾患を発症する危険性のある対象は、本発明の組成物を用いて治療されると、その対象は、疾患の発生を防ぎ、または疾患を発症する可能性を減少させることができる。
【０１０７】
組成物は、凝固と関連した障害の治療または予防に有用である。「凝固と関連した疾患」または「凝固障害」とは、本明細書中で使用するとき、心筋梗塞または脳梗塞について見られるなどの、組織への血液の供給に関与する血管の妨害に起因して、組織への血液供給における遮断によって特徴付けられる状態を指す。脳虚血性発作または脳虚血は、脳への血液供給がブロックされている虚血状態の形態である。脳への血液供給におけるこの遮断は、種々の原因による場合があり、血管それ自体の内因性の妨害または閉塞、閉塞の遠隔的に由来する原因、不十分な脳血流量をもたらすかん流圧の減少もしくは血液粘性の増加、またはくも膜下腔もしくは脳内組織の血管の破裂などが挙げられる。
【０１０８】
凝固と関連した疾患は、本明細書中で使用するとき、アテローム性動脈硬化症を含むことが意図される。アテローム性動脈硬化症は、動脈の内壁に沿ってアテローム様のプラークの発生に起因して、血流が減少され得る動脈の疾患である。これらのプラークは、経時的に大きく成長するコレステロール結晶の初期堆積に始まる。コレステロール堆積に加えて、プラークも周辺細胞の増殖により成長する。やがて動脈は、このプラークの成長により完全に塞がれるようになる場合がある。
【０１０９】
組成物は、単独でまたは凝固と関連した疾患を治療するための治療薬と組み合わせて用いられてもよい。凝固と関連した疾患の治療に有用な治療薬の例には、抗凝固薬、抗血小板薬および血栓溶解剤が含まれる。
【０１１０】
抗凝固薬は、血液成分の凝固を防ぎ、したがって、凝固形成を防ぐ。抗凝固剤には、限定されないが、ヘパリン、ワルファリン、クマディン、ジクマロール、フェンプロクモン、アセノクマロール、ビスクマ酢酸エチル、およびインダジオン誘導体が含まれる。
【０１１１】
抗血小板薬は、血小板凝集を阻害し、多くの場合、一過性の虚血性発作または発作の被っている患者において血栓塞栓症性発作を防止するために用いられる。抗血小板薬には、限定されないが、アスピリン、チエノピリジン誘導体、例えば、チクロポジンおよびクロピドグレール、ジピリダモールおよびスルフィンピラゾン、並びにＲＧＤ模倣物、さらに抗トロンビン剤、限定されないが、例えばヒルジンが挙げられる。
【０１１２】
血栓溶解剤は、血栓塞栓症性発作を生じる血栓を溶解する。血液溶解剤は、急性の静脈性血栓塞栓症および肺塞栓の治療において用いられ、当該技術分野において周知である（例えば、Ｈｅｎｎｅｋｅｎｓら，Ｊ  Ａｍ  Ｃｏｌｌ  Ｃａｒｄｉｏｌ；ｖ．２５（７ｓｕｐｐ），ｐ．１８Ｓ−２２Ｓ（１９９５）；Ｈｏｌｍｅｓら，Ｊ  Ａｍ  Ｃｏｌｌ  Ｃａｒｄｉｏｌ；ｖ．２５（７ｓｕｐｐｌ），ｐ．１０Ｓ−１７Ｓ（１９９５）を参照されたい）。血栓溶解剤には、限定されないが、プラスミノーゲン、ａ２−アンチプラスミン、ストレプキナーゼ、アンチストレプラーゼ、組織プラスミノーゲン活性化因子（ｔＰＡ）およびウロキナーゼが含まれる。「ｔＰＡ」には、本明細書中で使用するとき、天然のｔＰＡおよび組換えｔＰＡ、並びに天然のｔＰＡの酵素活性または線溶活性を保持するｔＰＡの改変形態が含まれる。ｔＰＡの酵素活性は、プラスミノーゲンをプラスミンに変換する分子の能力を評価することによって測定され得る。ｔＰＡの線溶活性は、当該技術分野において知られているいずれかのインビトロ血栓溶解活性、例えば、Ｃａｒｌｓｏｎら、Ａｎａｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．１６８，４２８−４３５（１９８８）によって記載される、精製した血栓溶解アッセイ、Ｂｅｎｎｅｔｔ，Ｗ．Ｆ．ら，１９９１，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６６（８）：５１９１−５２０１に記載されるその改変形態によって測定されてもよい。これら文献は、その全体が参照により本明細書に援用される。
【０１１３】
また、本発明の組成物は、血管形成の阻害に有用である。血管形成を阻害するための有効量の調製物が、その治療を必要とする対象に投与される。血管形成は、本明細書中で使用するとき、新しい血管の不適切な形成である。新しい血管の発生をもたらす内皮細胞の伸長および増殖を引き起こす、内皮細胞に対してマイトジェンである一群の増殖因子を、内皮細胞が分泌する場合に、「血管形成」は、多くの場合、腫瘍に生じる。いくつかの血管形成性マイトジェンは、内皮細胞増殖因子に関連するヘパリン結合ペプチドである。血管形成の阻害は、動物モデルにおいて腫瘍退行を引き起こし、これは、治療的抗癌剤としての使用を示唆する。血管形成を阻害するための有効量は、腫瘍内に成長する血管数を減少させるのに十分な調製物の量である。この量は、腫瘍および血管形成の動物モデルにおいて評価することができ、その多くは、当該技術分野において知られている。
【０１１４】
また、本発明の組成物は、癌細胞の転移治療および予防するために有用である。癌の浸潤および転移は、細胞接着特性の変化を伴う複雑なプロセスであり、それは、形質転換した細胞が細胞外マトリクス（ＥＣＭ）を介して浸潤および移動し、足場非依存的増殖特性を獲得することを可能にする（Ｌｉｏｔｔａ，Ｌ．Ａ．ら，Ｃｅｌｌ  ６４：３２７−３３６（１９９１））。これらの変化のいくつかは、膜結合細胞の細胞骨格および細胞内シグナル伝達分子を含む細胞／ＥＣＭ接着点であり接着斑で起こる。転移性疾患は、腫瘍細胞の播種性病巣が腫瘍細胞の増殖および繁殖を支持する組織に播種する場合に生じ、この二次的な腫瘍細胞の伸展は、多数の癌に関連する罹患率および死亡率の原因である。このようにして、用語「転移」とは、本明細書中で使用するとき、原発の腫瘍部位から離れた腫瘍細胞の浸潤および移動を指す。
【０１１５】
腫瘍細胞の障壁は、インビトロでの人工の障壁またはインビボでの天然の障壁であってもよい。インビトロの障壁には、限定されないが、細胞外マトリクスで覆われたメンブレン、例えばマトリゲルが挙げられる。したがって、酵素組成物またはその分解生成物は、Ｐａｒｉｓｈ，Ｃ．Ｒ．ら，“Ａ  Ｂａｓｅｍｅｎｔ−Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ  Ａｓｓａｙ  ｗｈｉｃｈ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｓ  ｗｉｔｈ  ｔｈｅ  Ｍｅｔａｓｔａｔｉｃ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｏｆ  Ｔｕｍｏｕｒ  Ｃｅｌｌｓ”，Ｉｎｔ．Ｊ．Ｃａｎｃｅｒ，１９９２，５２：３７８−３８３に詳細に記載されるマトリゲル浸潤アッセイ系において腫瘍細胞浸潤を阻害する能力について試験することができる。マトリゲルは、ＩＶ型コラーゲン、ラミニン、ヘパラン硫酸プロテオグリカン、例えば、ｂＦＧＦに結合し、ｂＦＧＦを局在化させるパールカン、ビトロネクチン、並びに形質転換増殖因子−β（ＴＧＦ−β）、ウロキナーゼ型プラスミノーゲン活性化因子（ｕＰＡ）、組織プラスミノーゲン活性化因子（ｔＰＡ）、およびプラスミノーゲン活性化因子インヒビター１型（ＰＡＩ−１）として知られているセルピンを含む再構成された基底膜である。転移についての他のインビトロおよびインビボアッセイは、先行文献に記載されている。例えば、参照により援用される、１９９９年８月１０日に発行された米国特許第５，９３５，８５０号を参照されたい。インビボでの障壁は、対象の生体に存在する細胞性障壁を指す。
【０１１６】
本発明の別の局面によれば、癌を有するかまたは癌を有する危険性にある対象を治療するための方法が提供される。癌は、悪性または非悪性の癌であり得る。癌または腫瘍には、限定されないが、胆道癌；脳癌；乳癌；子宮頸癌；絨毛癌；結腸癌；子宮内膜癌；食道癌；胃癌；上皮内新生物；リンパ腫；肝癌；肺癌（例えば、小細胞および非小細胞）；メラノーマ；神経芽腫；口腔癌；卵巣癌；膵臓癌；前立腺癌；直腸癌；肉腫；皮膚癌；精巣癌；甲状腺癌；および腎癌、ならびに他の癌腫および肉腫が挙げられる。
【０１１７】
癌の治療を受けている患者に投与される場合、化合物は、他の抗癌剤を含むカクテルで投与されてもよい。また、この化合物は、放射線療法の副作用を処置する薬剤、例えば、制吐薬、放射線保護剤などを含むカクテルで投与されてもよい。
【０１１８】
本発明の化合物と同時投与することができる抗癌剤には、限定されないが、アシビシン；アクラルビシン；アコダゾール塩酸塩；アクロニン；アドリアマイニン；アドゼレシン；アルデスロイキン；アルトレタミン；アンボマイシン；酢酸アメタントロン；アミノグルテチミド；アムサクリン；アナストロゾール；アントラマイシン；アスパラギナーゼ；アスペルリン；アザシチジン；アゼテパ；アゾトマイシン；バチマスタット；ベンゾデパ；ビカルタミド；ビサントレン塩酸塩；ビスナフィドジメシラート；ビゼレシン；硫酸ブレオマイシン；ブレキナルナトリウム；ブロピリミン；ブスルファン；カクチノマイシン；カルステロン；カラセミド；カルベチマー；カルボプラチン；カルムスチン；カルビシン塩酸塩；カルゼレシン；セデフィンゴール；クロラムブシル；シロレマイシン；シスプラチン；クラドリビン；クリスナトールメシラート；シクロホスファミド；シタラビン；ダカルバジン；ダクチノマイシン；ダウノルビシン塩酸塩；デシタビン；デキソルマプラチン；デザグアニン；デザグアニンメシラート；ジアジクォン；ドセタキセル；ドキソルビシン；ドキソルビシン塩酸塩；ドロロキシフェン；クエン酸ドロロキシフェン；プロピオン酸ドロモスタノロン；デュアゾマイシン；エダトレキサート；エフロルニチン塩酸塩；エルサミツルシン；エンロプラチン；エンプロマート；エピプロピジン；エピルビシン塩酸塩；エルブロゾール；エソルビシン塩酸塩；エストラムスチン；エストラムスチンリン酸ナトリウム；エタニダゾール；エトポシド；リン酸エトポシド；エトプリン；ファドロゾール塩酸塩；ファザラビン；フェンレチニド；フロキシウリジン；リン酸フルダラビン；フルオロウラシル；フルロシタビン；ホスキドン；ホストリエシンナトリウム；ゲムシタビン；ゲムシタビン塩酸塩；ヒドロキシ尿素；イダルビシン塩酸塩；イホスファミド；イルモホシン；インターフェロンアルファ−２ａ；インターフェロンアルファ−２ｂ；インターフェロンアルファ−ｎ１；インターフェロンアルファ−ｎ３；インターフェロンベータ−Ｉａ；インターフェロンガンマ−Ｉｂ；イプロプラチン；イリノテカン塩酸塩；酢酸ランレオチド；レトロゾール；酢酸ロイプロリド；リアロゾール塩酸塩；ロメトレキソールナトリウム；ロムスチン；ロソキサントロン塩酸塩；マソプロコール；マイタンシン；メクロレタミン塩酸塩；酢酸メゲストロール；酢酸メレンゲステロール；メルファラン；メノガリル；メルカプトプリン；メトトレキセート；メトトレキセートナトリウム；メトプリン；メツレデパ；ミチンドミド；ミトカルシン；ミトクロミン；ミトギリン；ミトマルシン；マイトマイシン；ミトスペル；ミトタン；ミトキサントロン塩酸塩；ミコフェノール酸；ノコダゾール；ノガラマイシン；オルマプラチン；オキシスラン；パクリタキセル；ペガスパルガーゼ；ペリオマイシン；ペンタムスチン；硫酸ペプロマイシン；ペルホスファミド；ピポブロマン；ピポスルファン；ピロキサントロン塩酸塩；プリカマイシン；プロメスタン；ポルフィマーナトリウム；ポルフィロマイシン；プレドニムスチン；プロカルバジン塩酸塩；ピューロマイシン；ピューロマイシン塩酸塩；ピラゾフリン；リボプリン；ログレチミド；サフィンゴール；サフィンゴール塩酸塩；セムスチン；シムトラゼン；スパルフォセートナトリウム；スパルソマイシン；スピロゲルマニウム塩酸塩；スピロムスチン；スピロプラチン；ストレプトニグリン；ストレプトゾシン；スロフェヌル；タリソマイシン；テコガランナトリウム；テガフル；テロキサントロン塩酸塩；テモポルフィン；テニポシド；テロキシロン；テストラクトン；チアミプリン；チオグアニン；チオテパ；チアゾフリン；チラパザミン；トポテカン塩酸塩；クエン酸トレミフェン；酢酸トレストロン；リン酸トリシリビン；トリメトレキサート；グルクロン酸トリメトレキサート；トリプトレリン；ツブロゾール塩酸塩；ウラシルマスタード；ウレデパ；バプレオチド；ベルテポルフィン；硫酸ビンブラスチン；硫酸ビンクリスチン；ビンデシン；硫酸ビンデシン；硫酸ビネピジン；硫酸ビングリシネート；硫酸ビンロイロシン；酒石酸ビノレルビン；硫酸ビンロシジン；硫酸ビンゾリジン；ボロゾール；ゼニプラチン；ジノスタチン；及びゾルビシン塩酸塩が含まれる。
【０１１９】
また、本発明の組成物は、炎症性障害を被っている対象を治療するために用いることができる。ある態様では、炎症性障害は、非自己免疫炎症性腸疾患、外科処置後の癒着、冠動脈疾患、肝線維症、急性呼吸促迫症候群、急性炎症性膵炎、内視鏡的逆行性胆道膵管造影法誘発性膵炎、熱傷、冠状動脈、脳動脈および末梢動脈のアテローム発生、虫垂炎、胆嚢炎、憩室炎、内臓線維症障害、創傷治癒、皮膚瘢痕化障害（ケロイド、汗腺膿瘍）、肉芽腫性障害（サルコイドーシス、原発性胆汁性肝硬変）、喘息、壊疸性膿皮症、スイート症候群、ベーチェット病、原発性硬化性胆管炎または膿瘍である。なお別の態様では、炎症性状態は、自己免疫状態である。自己免疫状態は、ある態様では、関節リウマチ、リウマチ熱、潰瘍性大腸炎、クローン病、自己免疫炎症性腸疾患、インスリン依存性糖尿病、真性糖尿病、若年性糖尿病、突発性自己免疫糖尿病、胃炎、自己免疫性萎縮性胃炎、自己免疫性肝炎、甲状腺炎、橋本甲状腺炎、膵島炎、卵巣炎、精巣炎、ブドウ膜炎、水晶体起因性ブドウ膜炎、多発性硬化症、重症筋無力症、原発性粘液水腫、甲状腺機能亢進症、悪性貧血、自己免疫性溶血性貧血、アジソン病、強皮症、グッドパスチャー症候群、ギラン・バレー症候群、グレーブス病、糸球体腎炎、乾癬、尋常性天疱瘡、類天疱瘡、交感性眼炎、特発性血小板減少性紫斑病、特発性ヒューコペニア（ｆｅｕｃｏｐｅｎｉａ）、シオグレン症候群、ヴェグナー肉芽腫症、ポリ／皮膚筋炎または全身性エリテマトーデスである。
【０１２０】
また、このようにして提供される組成物は、抗炎症薬を含むことができる。抗炎症薬には、アルクロフェナック；アルクロメタゾンジプロピオン酸塩；アルゲストンアセトニド；アルファアミラーゼ；アムシナファール；アムシナフィド；アムフェナックナトリウム；アミプリローズ塩酸塩；アナキンラ；アニロラック；アニトラザフェン；アパゾン；バルサラジド二ナトリウム；ベンダザック；ベノキサプロフェン；ベンジダミン塩酸塩；ブロメライン；ブロペラモール；ブデソニド；カルプロフェン；シクロプロフェン；シンタゾン；クリプロフェン；クロベタゾールプロピオン酸塩；クロベタゾン酪酸塩；クロピラック；クロチカゾンプロピオン酸塩；コルメタゾン酢酸塩；コルトドキソン；デフラザコルト；デソニド；デソキシメタゾン；デキサメタゾン二プロピオン酸塩；ジクロフェナックカリウム；ジクロフェナックナトリウム；ジフロラゾン二酢酸塩；ジフルミドンナトリウム；ジフルニザール；ジフルプレドネート；ジフタロン；ジメチルスルホキシド；ドロシノニド；エンドリゾン；エンリモマブ；エノリカムナトリウム；エピリゾール；エトドラック；エトフェナメート；フェルビナック；フェナモール；フェンブフェン；フェンクロフェナック；フェンクロラック；フェンドザール；フェンピパロン；フェンチアザック；フラザロン；フルアザコルト；フルフェナム酸；フルミゾール；フルニゾリド酢酸塩；フルニキシン；フルニキシンメグルミン；フルオコルチンブチル；フルオロメトロン酢酸塩；フルクアゾン；フルルビプロフェン；フルレトフェン；フルチカゾンプロピオン酸塩；フラプロフェン；フルブフェン；ハルシノニド；ハロベタゾールプロピオン酸塩；ハロプレドン酢酸塩；イブフェナック；イブプロフェン；イブプロフェンアルミニウム；イブプロフェンピコノール；イロニダップ；インドメタシン；インドメタシンナトリウム；ヨードプロフェン；インドキソール；イントラゾール；イソフルプレドン酢酸塩；イソキセパック；イソキシカム；ケトプロフェン；ロフェミゾール塩酸塩；ロモキシカム；ロテプレドノールエタボネート；メクロフェナメートナトリウム；メクロフェナム酸；メクロリゾン二酪酸塩；メフェナム酸；メサラミン；メセクラゾン；メチルプレドニゾロンスレプタネート；モミフルメート；ナブメトン；ナプロキセン；ナプロキセンナトリウム；ナプロキソール；ニマゾン；オルサラジンナトリウム；オルゴテイン；オルパノキシン；オキサプロジン；オキシフェンブタゾン；パラニリン塩酸塩；ペントザンポリサルフェートナトリウム；フェンブタゾンナトリウムグリセレート；ピルフェニドン；ピロキシカム；ピロキシカムシンナメート；ピロキシカムオラミン；ピルプロフェン；プレドナゼート；プリフェロン；プロドリン酸；プロカゾン；プロキサゾール；プロキサゾールクエン酸塩；リメキソロン；ロマザリット；サルコレックス；サルナセジン；サルサレート；サリシレート（ｓａｌｙｃｉｌａｔｅ）；サンギナリウム塩化物；セクラゾン；セルメタシン；スドキシカム；スリンダック；スプロフェン；タルメタシン；タルニフルメート；タロサレート；テブフェロン；テニダップ；テニダップナトリウム；テノキシカム；テシカム；テシミド；テトリダミン；チオピナック；チキソコルトールピバリン酸塩；トルメチン；トルメチンナトリウム；トリクロニド；トリフルミデート；ジドメタシン；グルココルチコイド；ゾメピラックナトリウムが挙げられる。
【０１２１】
ＨＳＧＡＧは（コラーゲンとともに）、細胞表面−細胞外マトリックス（ＥＣＭ）境界面の重要な成分である。コラーゲン様タンパク質は、組織に付着して組織を形成するために必要な細胞外足場を細胞に提供するが、複合多糖は、その足場により生じる空間を満たし、増殖因子、サイトカインなどのような多数のシグナル分子に特異的に結合し、それらの生物学的活性を制御することによって、分子スポンジとして作用する。したがって、本明細書に提供されている組成物も組織を修復するための方法に用いることができる。
【０１２２】
本明細書において言及されたこれらの障害の各々は、当該技術分野において周知であり、例えば、参照により援用される、Ｈａｒｒｉｓｏｎ’ｓ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ（ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）に記載されている。
【０１２３】
また、本発明は、腫瘍の治療、転移の予防ための他の化合物を同定するスクリーニングアッセイを含む。このアッセイは、腫瘍または単離された腫瘍細胞を、本明細書において提供されている酵素組成物で処理し、生じた分解されたＧＡＧ、例えば分解されたＨＳＧＡＧを単離することによって達成される。このようにして、本発明は、個別の治療を包含し、この治療において、腫瘍または腫瘍の一部が、対象から単離され、治療用の分解されたＧＡＧ、例えば分解されたＨＳＧＡＧを調製するために用いられる。これらの治療用ＧＡＧは、さらなる腫瘍細胞の増殖もしくは転移から、またはその腫瘍が未だ転移性でない場合は転移の開始から対象を保護するために、対象に再投与されてもよい。あるいは、ＧＡＧは、同じ型の腫瘍または異なる型の腫瘍を有する異なる対象に用いられてもよい。
【０１２４】
また、本明細書において提供される化合物は、標的分子に連結されてもよい。標的分子は、特定の細胞または組織に特異的であり、その細胞または組織に化合物を指向するために用いることができるいずれかの分子である。好ましくは、ある態様では、標的分子は、癌細胞または腫瘍細胞と特異的に相互作用する分子である。例えば、標的分子は、腫瘍抗原を認識し、それと特異的に相互作用するタンパク質または他のタイプの分子であってもよい。
【０１２５】
腫瘍抗原には、Ｍｅｌａｎ−Ａ／Ｍ−ＡＲＴ−１、ジペプチジルペプチダーゼＩＶ（ＤＰＰＩＶ）、アデノシンデアミナーゼ結合タンパク質（ＡＤＡｂｐ）、シクロフィリンｂ、結腸直腸結合抗原（ＣＲＣ）−−Ｃ０１７−１Ａ／ＧＡ７３３、癌胎児抗原（ＣＥＡ）、その免疫原性エピト−プＣＡＰ−１およびＣＡＰ−２、ｅｔｖ６、ａｍｌ１、前立腺特異的抗原（ＰＳＡ）、その免疫原性エピトープＰＳＡ−１、ＰＳＡ−２およびＰＳＡ−３、前立腺特異的膜抗原（ＰＳＭＡ）、Ｔ細胞レセプター／ＣＤ３−ゼータ鎖、腫瘍抗原のＭＡＧＥファミリー（例えば、ＭＡＧＥ−Ａ１、ＭＡＧＥ−Ａ２、ＭＡＧＥ−Ａ３、ＭＡＧＥ−Ａ４、ＭＡＧＥ−Ａ５、ＭＡＧＥ−Ａ６、ＭＡＧＥ−Ａ７、ＭＡＧＥ−Ａ８、ＭＡＧＥ−Ａ９、ＭＡＧＥ−Ａ１０、ＭＡＧＥ−Ａ１１、ＭＡＧＥ−Ａ１２、ＭＡＧＥ−Ｘｐ２（ＭＡＧＥ−Ｂ２）、ＭＡＧＥ−Ｘｐ３（ＭＡＧＥ−Ｂ３）、ＭＡＧＥ−Ｘｐ４（ＭＡＧＥ−Ｂ４）、ＭＡＧＥ−Ｃ１、ＭＡＧＥ−Ｃ２、ＭＡＧＥ−Ｃ３、ＭＡＧＥ−Ｃ４、ＭＡＧＥ−Ｃ５）、腫瘍抗原のＧＡＧファミリー（例えば、ＧＡＧＥ−１、ＧＡＧＥ−２、ＧＡＧＥ−３、ＧＡＧＥ−４、ＧＡＧＥ−５、ＧＡＧＥ−６、ＧＡＧＥ−７、ＧＡＧＥ−８、ＧＡＧＥ−９）、ＢＡＧＥ、ＲＡＧＥ、ＬＡＧＥ−１、ＮＡＧ、ＧｎＴ−Ｖ、ＭＵＭ−１、ＣＤＫ４、チロシナーゼ、ｐ５３、ＭＵＣファミリー、ＨＥＲ２／ｎｅｕ、ｐ２１ｒａｓ、ＲＣＡＳ１、α−フェトプロテイン、Ｅ−カドヘリン、α−カテニン、β−カテニンおよびγ−カテニン、ｐ１２０ｃｔｎ、ｇｐ１００Ｐｍｅｌ１１７、ＰＲＡＭＥ、ＮＹ−ＥＳＯ−１、脳グリコーゲンホスホリラーゼ、ＳＳＸ−１、ＳＳＸ−２（ＨＯＭ−ＭＥＬ−４０）、ＳＳＸ−１、ＳＳＸ−４、ＳＳＸ−５、ＳＣＰ−１、ＣＴ−７、ｃｄｃ２７、大腸腺腫性ポリポーシスタンパク質（ＡＰＣ）、ホドリン、Ｐ１Ａ、コネキシン３７、Ｉｇ−イディオタイプ、ｐ１５、ｇｐ７５、ＧＭ２およびＧＤ２ガングリオシド、ヒト乳頭腫ウイルスタンパク質などのウイルス生成物、腫瘍抗原のＳｍａｄファミリー、ｌｍｐ−１、ＥＢＶコード核抗原（ＥＢＮＡ）−１、およびｃ−ｅｒＢ−２が含まれる。
【０１２６】
本発明の有効量の化合物は、このような治療を必要とする対象に投与される。有効量は、状態または状態の症状における所望の改善をもたらす量であり、例えば、癌については、これは、他の医学的に受け入れることができない副作用を引き起こすことなしに、細胞増殖または転移の減少であり得る。このような量は、日常的な実験程度で測定することができる。投与様式に応じて、１ナノグラム／キログラム〜１００ミリグラム／キログラムの範囲の投薬量が効果的であると考えられる。絶対量は、種々の因子（投与が他の治療法と併用されるかどうか、投薬の回数、個々の患者のパラメータ、例えば年齢、身体的状態、大きさおよび体重を含む）に依存し、日常的な実験を用いて測定することができる。一般に、最大の投薬量、即ち、適切な医学的判断に従って、最高に安全な投薬量が用いられることが好ましい。投与様式は、経口、皮下、静脈内などを含む任意の医学的に許容される様式であってもよい。
【０１２７】
一般的に、治療目的のために投与される場合、本発明の製剤は、医薬として許容される溶液中で適用される。このような調製物は、慣用的に、医薬として許容される濃度の塩、緩衝剤、保存剤、適合性担体、アジュバント、場合により、他の治療成分を含むことができる。
【０１２８】
本発明の組成物は、そのまま（ニート）投与されても、医薬として許容される塩の形態で投与されてもよい。医薬に用いられる場合、その塩は、医薬として許容されるべきであるが、医薬として許容されない塩は、その医薬として許容される塩を調製するために都合よく用いることができ、本発明の範囲から排除されない。このような薬理学的および医薬として許容される塩には、限定されないが、下記の酸から調製される塩が挙げられる：塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、マレイン酸、酢酸、サリチル酸、ｐ−トルエンスルホン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、ギ酸、マロン酸、コハク酸、ナフタレン−２−スルホン酸、およびベンゼンスルホン酸。また、医薬として許容される塩は、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩、例えば、カルボン酸基のナトリウム塩、カリウム塩またはカルシウム塩として調製され得る。
【０１２９】
適切な緩衝剤には、酢酸および酢酸塩（１〜２％Ｗ／Ｖ）；クエン酸およびクエン酸塩（１〜３％Ｗ／Ｖ）；ホウ酸およびホウ酸塩（０．５〜２．５％Ｗ／Ｖ）；リン酸およびリン酸塩（０．８〜２％Ｗ／Ｖ）が挙げられる。適切な保存剤には、塩化ベンザルコニウム（０．００３〜０．０３％Ｗ／Ｖ）；クロロブタノール（０．３〜０．９％Ｗ／Ｖ）；パラベン（０．０１〜０．２５％Ｗ／Ｖ）およびチメロサール（０．００４〜０．０２％Ｗ／Ｖ）が挙げられる。
【０１３０】
本発明は、医療用途のための医薬組成物を提供し、これは、本発明の化合物を、１以上の医薬として許容される担体、場合により、他の治療成分と共に含む。用語「医薬として許容される担体」とは、本明細書中で使用するとき、ヒトまたは他の動物への投与に適した１以上の適合性の固体充填材または液体充填材、希釈剤またはカプセル化物質を意味する。本発明において、用語「担体」は、天然または合成の有機成分または無機成分を示し、これと有効成分とが合わされて、適用を容易にする。また、医薬組成物の成分は、所望の薬学的有効性を実質的に損なう相互作用が存在しないような様式で、本発明の化合物または他の組成物と共に、そして互いに混合され得る。
【０１３１】
種々の投与経路が利用可能である。選択される特定の様式は、当然に、選択される特定の活性因子、治療される特定の状態および治療有効性に必要な投薬量に依存する。本発明の方法は、一般的に言うと、医学的に許容される任意の投与様式を使用して実施され得て、これは、臨床的に許容されない副作用を引き起こすことなく有効なレベルの免疫応答を生じる任意の様式を意味する。好ましい投与様式は、非経口投与である。用語「非経口」とは、皮下注射、静脈内、筋内、複腔内、胸骨内の注射または注入技術を含む。他の投与様式には、経口、粘膜、直腸、膣、舌下、鼻腔内、気管内、吸入、眼内、経皮などが挙げられる。
【０１３２】
経口投与について、これらの化合物は、当該技術分野で周知の医薬として許容される担体と活性化合物（単数または複数）とを合わせることによって容易に調合することができる。このような担体により、本発明の化合物は、治療される対象による経口摂取のために、錠剤、丸剤、糖剤、カプセル、液体、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁液などとして調合され得る。経口使用のための医薬調合物は、固体賦形剤として得ることができ、場合により、得られる混合物を砕き、所望であれば、適切な補助物質を加えた後に、顆粒の混合物を処理して、錠剤または糖剤コアを得る。適切な賦形剤は、特に、充填材、例えば、糖類、ラクトース、スクロース、マンニトール、またはソルビトール；セルロース調製物、例えば、トウモロコシデンプン、コムギデンプン、イネデンプン、ジャガイモデンプン、ゼラチン、トラガカントゴム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、および／またはポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）である。所望であれば、崩壊剤、例えば、架橋されたポリビニルピロリドン、寒天、もしくはアルギン酸またはその塩、例えば、アルギン酸ナトリウムが加えられ得る。また、場合により、経口調合物は、内部の酸性状態を中和するための生理食塩水または緩衝液中に調合され得るか、またはいずれの担体もなしで投与され得る。
【０１３３】
糖剤コアは、適切なコーティングで提供される。この目的のために、濃縮された糖溶液を用いてもよく、これは、場合により、アラビアゴム、タルク、ポリビニルピロリドン、カルボポールゲル、ポリエチレングリコール、および／または二酸化チタン、ラッカー溶液、並びに適切な有機溶媒または溶媒混合物を含み得る。染料または色素が、活性化合物投薬の異なる組み合わせの識別のため、またはこの組み合わせを特徴付けるために錠剤または糖剤コーティングに加えられてもよい。
【０１３４】
経口的に用いることができる医薬調製物は、ゼラチンから作製される押し嵌めカプセル、およびゼラチンおよび可塑剤、例えば、グリセロールまたはソルビトールから作製される柔軟で密封されたカプセルを含み得る。押し嵌めカプセルは、充填材、例えばラクトース、結合剤、例えばデンプン、および／または潤沢剤、例えばタルクもしくはステアリン酸マグネシウム、場合により、安定化剤と混合された活性成分を含むことができる。柔軟カプセルにおいて、活性化合物は、適切な液体、例えば、脂肪油、液状パラフィン、または液状ポリエチレングリコール中に溶解または懸濁され得る。さらに、安定化剤が加えられてもよい。経口投与のために調合されるマイクロスフェアも用いてもよい。このようなマイクロスフェアは、当該技術分野において十分に定義されている。経口投与のための全ての調合物は、このような投与に適した投薬であることが必要である。
【０１３５】
頬投与について、これらの組成物は、従来の様式で調合される錠剤またはロゼンジの形態を取り得る。
【０１３６】
吸入による投与については、本発明に従う使用のための化合物は、適切な推進剤、例えば、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロメタン、二酸化炭素または他の適切な気体の使用と共に、加圧パックまたは噴霧器からのエアロゾルスプレー提示の形態で従来的に送達されてもよい。加圧されたエアロゾルの場合、投薬量単位は、計測された量で送達するためのバルブを提供することによって決定されてもよい。この化合物と適切な粉末基材、例えば、ラクトースまたはデンプンの粉末混合物を含む、吸入器または注入器での使用のためのカプセルおよびカートリッジ、例えば、ゼラチンが調合されてもよい。
【０１３７】
これらの化合物は、全身的に送達することが望まれる場合、注入、例えば、ボーラス注入または持続注入による非経口投与のために調合されてもよい。注入のための調合物は、保存剤が添加された、単位投薬形態、例えば、アンプル中または複数用量容器中に提供され得る。これらの組成物は、油性または水性のビヒクル中の懸濁液、溶液またはエマルジョンのような形態を取ることができ、調合薬物（ｆｏｒｍｕｌａｔｏｒｙ  ａｇｅｎｔ）、例えば、懸濁剤、安定化剤および／または分散剤を含み得る。
【０１３８】
非経口投与のための医薬調合物には、水溶性形態の活性化合物の水溶液が挙げられる。さらに、活性化合物の懸濁液は、適切な油状の注入懸濁液として調製され得る。適切な親油性溶媒またはビヒクルとしては、ゴマ油のような脂肪油またはオレイン酸エチルもしくはトリグリセリドなどの合成脂肪酸エステル、またはリポソームが挙げられる。水性注入懸濁液は、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトールもしくはデキストランなどの懸濁液の粘度を増加させる物質を含み得る。場合により、懸濁液はまた、化合物の溶解度を増加させて非常に濃縮された溶液の調製を可能にする適切な安定剤または薬剤を含んでもよい。
【０１３９】
あるいは、活性化合物が、使用前の適切なビヒクル、例えば、滅菌の発熱物質を含まない水と構成されるための粉末形態であり得る。
【０１４０】
また、この化合物は、坐剤または保持浣腸、例えば、ココア脂または他のグリセリドのような従来の坐剤の基剤を含むのような経直腸組成物または経膣組成物として調合され得る。
【０１４１】
また、以前に記載された調合物に加えて、化合物は、除放性調製物（ｄｅｐｏｔ  ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ）として調合され得る。このような長期間活性調合物は、適切なポリマー性材料もしくは疎水性材料（例えば、受容可能な油中の乳濁液として）またはイオン交換樹脂と共に、あるいはやや難溶性の（ｓｐａｒｉｎｇｌｙ  ｓｏｌｕｂｌｅ）誘導体、例えば、難溶性の塩として処方され得る。
【０１４２】
また、医薬組成物は、適切な固体相担体もしくはゲル相担体または賦形剤を含み得る。このような担体または賦形剤の例としては、限定されないが、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、種々の糖、デンプン、セルロース誘導体、ゼラチンおよびポリエチレングリコールのようなポリマーが挙げられる。
【０１４３】
適切な液体または固体医薬組成物形態は、例えば、吸入のための水性溶液または生理食塩水であり、これらは、微小金粒子上で微小カプセル化され、渦巻き状に覆われ、コーティングされ、リポソーム中に含まれ、皮膚への注入のために噴霧され（ｎｅｂｕｌｉｚｅ）、噴霧され（ａｅｒｏｓｏｌ）、錠剤化され、または皮膚中に切り傷をつけられる鋭利な物体上で乾燥される。また、医薬組成物は、顆粒剤、粉剤、錠剤、コーティングされた錠剤、（微小）カプセル、坐剤、シロップ剤、乳濁液、懸濁液、クリーム、ドロップまたは徐放性活性化合物を有する調製物が挙げられ、崩壊剤、結合剤、コーティング剤、膨張剤、滑沢剤、香料、甘味料または溶解剤などの賦形剤および添加剤および／または助剤が、その調製において、上記のとおり慣習的に使用される。種々の薬物送達システムにおける使用のために、医薬組成物が適切である。薬物送達のための方法の手短な総説として、参照により本明細書に援用される、Ｌａｎｇｅｒ，Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２４９：１５２７−１５３３，１９９０を参照されたい。
【０１４４】
組成物は、単位投薬形態において従来提示されてもよく、薬学分野で周知の任意の方法により調製され得る。全ての方法は、活性化合物を１以上の補助成分を構成する担体と結合させる工程を包含する。一般に、組成物は、ポリマーを液体担体、細かく分割された固体担体、またはその両方と均一かつ密接に結合させることにより調製され、次に、必要ならば、生成物を形作る。組成物は、凍結乾燥されて貯蔵されてもよい。
【０１４５】
他の送達システムには、徐放性（ｔｉｍｅ  ｒｅｌｅａｓｅ）、遅延放出性または徐放性の送達システムが挙げられ得る。このようなシステムは、本発明のヘパリナーゼの繰り返される投与を避けることができ、対象および医師への利便性を増加させる。多くのタイプの放出送達システムが、当業者に利用可能であり、知られている。これらのシステムとしては、ポリ乳酸およびポリグリコール酸、ポリ無水物およびポリカプロラクタンなどのポリマー系システム；コレステロール、コレステロールエステルのようなステロールおよびモノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドのような脂肪酸または中性脂肪である非ポリマーシステム；ハイドロゲル放出システム；シラスティックシステム；ペプチド系システム；ワックスコーティング、従来の結合剤および賦形剤を使用する圧縮錠剤、部分的に縮合した注入物などが挙げられる。具体的な例としては、限定されないが、（ａ）多糖がマトリックス中の形態に含まれ、米国特許第４，４５２，７７５号（Ｋｅｎｔ）；同第４，６６７，０１４号（Ｎｅｓｔｏｒら）；ならびに同第４，７４８，０３４号および同第５，２３９，６６０号（Ｌｅｏｎａｒｄ）に見出される、侵食システムならびに（ｂ）活性化合物がポリマーを介して制御された速度で浸透する、米国特許第３，８３２，２５３号（Ｈｉｇｕｃｈｉら）および同第３，８５４，４８０（Ｚａｆｆａｒｏｎｉ）に見出される拡散システムが挙げられるが、これらに限定されない。さらに、ポンプに基づくハードウェア送達システムが使用され、そのいくらかが移植のために適合される。
【０１４６】
対象は、ヒトまたは非ヒト脊椎動物、例えば、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ブタである。
【０１４７】
本発明はさらに、下記の実施例により例示され、これらの実施例はさらなる限定としては解釈されるべきではない。本願全体で引用される参考文献（文献参考文献、発行された特許、公開された特許出願、および同時係属中の特許出願を含む）の全ての内容が、参照により本明細書中に明示的に援用される。
【実施例】
【０１４８】
材料および方法
試薬
蛍光グルコピラノシド基質である４−メチルウンベリフェリル−α／β−Ｄ−グルコピラノシド（４−ＭＵ−α−Ｄ−Ｇｌｃ、４−ＭＵ−β−Ｄ−Ｇｌｃ）は、ＥＭＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ（Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ）から購入した。６−ＯおよびＮ−硫酸化蛍光性グリコピラノシド誘導体は、Ｔｏｒｏｎｔｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｔｏｒｏｎｔｏ，Ｃａｎａｄａ）を通じて得た。グルコサミンおよびガラクトサミン単糖、アリール硫酸塩基質の４−カテコール−硫酸塩および４−メチルウンベリフェリル−硫酸塩は、Ｓｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から購入した。エキソグルコシダーゼは、ＭＰ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ（Ｉｒｖｉｎｅ，ＣＡ）から購入した。ゲノムライブラリー構築およびスクリーニングのための材料は、Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ（Ｌａ  Ｊｏｌｌａ，ＣＡ）から得た。ＰＣＲ酵素、ＴＯＰ１０ケミカリーコンピテント細胞、およびオリゴヌクレオチドプライマーは、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ（Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ）から得た。追加の分子クローニング試薬は、Ｎｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  Ｂｉｏｌａｂｓ（Ｂｅｖｅｒｌｙ，ＭＡ）または列挙される製造業者から購入した。
フラボバクテリア６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼの分子クローニング
フラボバクテリアスルファターゼ遺伝子はともに、２−Ｏ−スルファターゼに特異的なＤＮＡハイブリダイゼーションプローブを用いて当初スクリーニングされたλＺＡＰＩＩフラボバクテリアゲノムライブラリーからＰＣＲによってクローニングされた。ライブラリー構築、ハイブリダイゼーションスクリーニング、およびファージ除去は記載されているとおりであった。２つの重複するクローンは、サイズ分画されたゲノムＤＮＡ（部分的なＳａｕ３Ａ消化によって生じる）の連結のためのラムダＤＡＳＨ  ＩＩゲノムクローニングキット（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ，Ｌａ  ＪｏＩＩａ，ＣＡ）を用いた染色体歩行および制限マッピングによって拡大された。増幅されたライブラリーからの２−Ｏ−スルファターゼ陽性クローンは、３回の連続ラウンドを通じて精製されたプラーク、並びに標準的な技術を用いて高力価の溶解物から精製されたＤＮＡであった（Ａｕｓｕｂｅｌら，編集．１９８７  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，  Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，ＮＹ，ＮＹ）。ＤＮＡ配列決定に関しては、組換えファージＤＮＡをｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔ  ＳＫ＋／−（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ，Ｌａ  Ｊｏｌｌａ，ＣＡ）にサブクローニングした。２つの推定のスルファターゼ遺伝子のコーディング配列（ＯＲＦ  ＢおよびＯＲＦ  Ｃとして記載される）は、標準的なＰＦＡＭスルファターゼファミリー識別因子（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）（ＣＸＰＸＲＸＸＸＸＳ／ＴＧ；配列番号５）、続いて、下記のプライマーセット：１）ＯＲＦ  Ｂ（６−Ｏ−ｓｕｌｆａｔａｓｅ）については、５’ＧＡＡ  ＴＴＣ  ＡＴＡ  ＴＧＧ  ＧＴＡ  ＡＡＴ  ＴＧＡ  ＡＡＴ  ＴＡＡ  ＴＴＴ  ＴＡ３’（フォワード；配列番号１１）および５’ＧＧＡ  ＴＣＣ  ＴＣＧ  ＡＧＴ  ＴＡＴ  ＡＡＡ  ＧＣＴ  ＴＣＡ  ＧＴＴ  ＧＧＡ  ＴＴＣ  ＧＴ  ３’（リバース；配列番号１２）ＯＲＦ  Ｃ（Ｎ−スルファミダーゼ）については５’ＴＣＴ  ＡＧＡ  ＣＡＴ  ＡＴＧ  ＡＡＡ  ＴＴＴ  ＡＡＣ  ＡＡＡ  ＴＴＧ  ＡＡＡ  ＴＡＴ  ＴＴＣ  ３’（フォワード；配列番号１３）および５’ＧＧＡ  ＴＣＣ  ＴＣＧ  ＡＧＴ  ＴＡＣ  ＴＴＣ  ＡＡＡ  ＴＡＡ  ＴＴＧ  ＴＡＡ  ＣＴＧ  ＧＡＡ  Ｔ  ３’（リバース；配列番号１４）を用いて増幅させたＰＣＲによって同定された。増幅された遺伝子は、Ｎｄｅ  １−Ｘｈｏ  １カセット（制限部位に下線を引く）としてＴ７系の細菌発現ベクターｐＥＴ２８ａ（Ｎｏｖａｇｅｎ，Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ）にサブクローニングされた。クローニングそれ自体は、これらの遺伝子が、タンパク質精製後にこのタグを容易に除去するために、途中のトロンビン切断部位を含むＮＨ２末端の６×Ｈｉｓ融合体として発現され得るようにする。
細菌発現およびタンパク質精製
Ｅ．ｃｏｌｉ菌株のＢＬ２１（ＤＥ３）における組換えタンパク質発現、並びにニッケルキレート化クロマトグラフィーによる１工程アフィニティー精製は、２−Ｏ−スルファターゼについて記載されたとおりであった（Ｍｙｅｔｔｅら，２００３  Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ  ２７８，１２１５７−１２１６６）。２つの各タンパク質についてのＮＨ２末端シグナル配列および推定の切断部位の予測は、Ｖｏｎ  Ｈｅｉｊｎｅ計算法（Ｎｉｅｌｓｅｎら，１９９７  Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｅｎｇ  １０，１−６．）によってなされた。これらの切断されたタンパク質（シグナル配列をマイナスする）の操作および発現は、当初のＰＣＲ増幅工程で用いられた５’プライマーを置換することを除いては、全長の遺伝子について上述されるとおりであった。これらの内部プライマーは、
５’ＴＣＴ  ＡＧＡ  ＣＡＴ  ＡＴＧ  ＴＣＴ  ＴＧＣ  ＣＡＧ  ＣＡＧ  ＣＣＴ  ＡＡＡ  Ｃ  ３’（ＯＲＦ  Ｂ用；配列番号１５）および５’ＴＣＴ  ＡＧＡ  ＣＡＴ  ＡＴＧ  ＴＣＣ  ＴＧＣ  ＡＣＴ  ＴＣＧ  ＣＣＧ  ＧＡＡ  ３’（ＯＲＦ  Ｃ用；配列番号１６）を含み、Ｎｄｅ１部位を下線を引いた。そのようにして、ＯＲＦ  Ｂ遺伝子配列は、Ｍｅｔ１８で開始する（図１）。同様に、ＯＲＦ  Ｃ遺伝子配列は、Ｓｅｒ２１で開始する（図２）。６×Ｈｉｓタグの除去は、トロンビン切断捕捉キット（Ｎｏｖａｇｅｎ，Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ）を用いて部位特異的なプロテアーゼ切断によって達成された。タンパク質分解条件は、一般に、他の組換え的に発現させたフラボバクテリアヘパリン分解酵素について記載されたとおりである。限外ろ過によって酵素を濃縮後、切断されたタンパク質は、１０，０００分子量カットオフ（ＭＷＣＯ）を有する３ｍＬのｓｌｉｄｅ−ａ−ｌｙｚｅｒカセット（Ｐｉｅｒｃｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｒｏｃｋｌａｎｄ，ＩＬ）を用いて、一晩、４リットルの５０ｍＭ  Ｔｒｉｓ、ｐＨ７．５、０．１Ｍ  ＮａＣｌ、４℃で透析された。
【０１４９】
最終のタンパク質濃度は、Ｂｒａｄｆｏｒｄ  Ａｓｓａｙ（Ｂｉｏ−Ｒａｄ，Ｈｅｒｃｕｌｅｓ，ＣＡ）を用いて比色分析で測定され、ＮＨ２末端で切断されたＯＦＲ  Ｂ（６−Ｏ−スルファターゼ）およびＯＲＦ  Ｃ（Ｎ−スルファミダーゼ）について、それぞれ９４，７３０Ｍ−１（６１，５７２Ｄａ）および８６，３４０（５３，１９３Ｄａ）の理論的なモル減衰係数（ε２８０）を用いたＵＶ吸収分光計によって検証された。これらの値は６×Ｈｉｓ精製タグを欠損しているトロンビンによって切断されたタンパク質について計算された。これらの酵素は、約１０ｍｇ／ｍＬの濃度で４℃で保存された。全酵素活性は、これらの条件下で数カ月間保持された。
アリールスルファターゼアッセイ
アリールスルファターゼ活性は、独立に２つの発色基質である４−カテコール−硫酸塩および４−メチルウンベリフェリル−硫酸塩（４−ＭＵＳ）を用いて測定された。カテコール基質アッセイは、一般に記載されるとおり行った（Ｂｅｉｌら，１９９５  Ｅｕｒ  Ｊ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  ２２９，３８５−３９４）。要約すると、１０ｍＭの基質は、約３０μＭの組換え酵素とともに、一晩（１２〜１５時間）、３７℃で、５０ｍＭ  ＭＥＳ、ｐＨ７．０および＋２ｍＭ  ＣａＣｌ２を含む１００μＬの反応物中でインキュベートされた。反応は、５μＬの５Ｍ  ＮａＯＨの添加によって停止され、比色活性は、５１５ｎｍで分光的に測定された。４−ＭＳＵを用いる蛍光分析によるアリールスルファターゼアッセイは、記載（Ｍｏｒｉｍｏｔｏ−Ｔｏｍｉｔａら，２００２  Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ  ２７７，４９１７５−８５）されるとおりであるが、幾分変更した。反応条件は、２０μＬの反応体積に１０μＭ酵素、２ｍＭ  ４−ＭＵＳ、５０ｍＭ酢酸ナトリウム、ｐＨ６．０、および５ｍＭ  ＣａＣｌ２を含んでいた。酵素のインキュベーション温度は３０℃であった。３〜２４時間の範囲の時間の関数として活性を測定した；２００μＬの０．５Ｍ  Ｎａ２ＣＯ３、ｐＨ１０．７の添加によって反応を停止した。蛍光メチルウンベリフェロンの検出は、このアルカリｐＨで、励起波長および放射波長がそれぞれ３６０および４４０ｎｍに設定されたＳｐｅｃｔｒａＭａｘマイクロタイタープレートリーダー（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ，Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，ＣＡ）を用いて測定された。蛍光強度は、バックグランドに対して補正された（酵素対照をマイナスする）。両方のアッセイでは、Ａｅｒｏｂａｃｔｅｒ  ａｅｒｏｇｅｎｅｓ（Ｓｉｇｍａ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）の０．５ユニットのアリールスルファターゼを陽性対照として用いた。
パイロット６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼアッセイ
基質特異性およびｐＨ最適条件の初期評価は、脱硫酸化された生成物を検出するためにキャピラリー電気泳動に基づくアッセイを用いてなされた。予備的な酵素活性は、下記の一連の蛍光的に誘導された一硫酸化されたグルコピラノシドおよびガラクトピラノシド：４−ＭＵ−ＧｌｃＮＡｃ，６Ｓ、４−ＭＵ−ＧｌｃＮＳ、４−ＭＵ−ＧａｌＮＡｃ，６Ｓおよび４−ＭＵ−Ｇａｌ６Ｓに対して測定された。標準的な反応物は、２０μＬの反応体積に１ｍＭ基質、１〜１０μＭ酵素、５０ｍＭ酢酸ナトリウム、ｐＨ５．５〜６．５、５ｍＭ  ＣａＣｌ２を含んでいた。パイロット実験については、消耗（ｅｘｈａｕｓｔｉｖｅ）反応は、３０℃で一晩のインキュベーションを伴った。酵素は、９５℃で１０分間の熱変性により不活性化し、その後、水で１０倍に希釈した。反応生成物は、２５ｃｍの長さ、７５μｍ（ｉ．ｄ．）の溶融石英キャピラリーを用いたキャピラリー電気泳動（Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ，ＣＡ）によって解析された。電気泳動は、−１５ｋＶ（約１．２Ｗ）の電圧を１０分間適用することによって、陰極性下で行われた。基質の脱硫酸化は、約４分で検出された３１５ｎｍのＵＶ吸収の喪失によってモニターされるように、マイナス酵素対照と比較して基質の枯渇の割合として測定された。標準的なキャピラリー電気泳動バッファーは、５０ｍＭ  Ｔｒｉｓ、リン酸を用いてｐＨ２．０に調整された１０μＭの硫酸デキストラン（平均ＭＷ１０，０００Ｄａ）を含んでいた。このｐＨで、糖移動が、電気浸透流の影響なしに電荷に基づいて起こった。
【０１５０】
ｐＨの効果は、同様に、下記の３セットの４．５〜８．０の範囲でｐＨが重複するバッファー：４．５、５．０、ａｎｄ５．５の５０ｍＭクエン酸ナトリウム；５．５、６．０、６．５および７．０の５０ｍＭ  ＭＥＳ；６．５、７．０、７．５、および８．０の５０ｍＭ  ＭＯＰＳを用いたキャピラリー電気泳動によって測定された。反応物は、２０μＬの反応体積に１μＭ酵素、２ｍＭ  ４−ＭＵ−ＧｌｃＮＡｃ，６Ｓ（６−Ｏ−スルファターゼ用）または４−ＭＵ−ＧｌｃＮＳ（Ｎ−スルファミダーゼ用）、５０ｍＭバッファーおよび５ｍＭ  ＣａＣｌ２を含んでいた。１８μＬの余熱された反応混合物に１０×酵素ストックを２μｌ添加することによってアッセイを開始した。３０分間（Ｎ−スルファミダーゼアッセイ）または６０分（６−Ｏ−スルファターゼアッセイ）のいずれかで３０℃で反応をおこない、加熱により反応を停止させ、上述したように希釈した。
【０１５１】
両方の酵素が不飽和ヘパリンとコンドロイチン二糖を脱硫酸化する能力は、本質的には、酵素的に生じたグリコサミノグリカンの二糖および四糖のキャピラリー電気泳動に基づく組成分析について記載したとおりアッセイされた（Ｖｅｎｋａｔａｒａｍａｎら，１９９９  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２８６，５３７−５４２）。これらの研究について、下記の二糖基質：ΔＵＧｌｃＮＡｃ，６Ｓ；ΔＵ２ＳＧｌｃＮＡｃ，６Ｓ；ΔＵＧｌｃＮＳ；ΔＵＧｌｃＮＳ，６Ｓ；ΔＵ２ＳＧｌｃＮＳ，６Ｓ；およびΔＵＧａｌＮａｃ，６Ｓを試験した。反応物は、２０μＬの反応体積に５００μＭ基質、１０μＭ酵素、５０ｍＭ酢酸ナトリウム、ｐＨ６．５および±２ｍＭ  ＣａＣｌ２を含んでいた。
生化学的反応条件および定常状態速度論の測定についての共役酵素反応
また、酵素活性の間接的な測定は、蛍光分析に基づくプレートアッセイを用いてなされ、その場合、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼのいずれかによる適切なグルコピラノシド１→４メチルベリフェロン基質の必須の脱硫酸化は、ピラノース環とフルオロフォアとの間の立体特異的な１→４グリコシド連結のグリコシダーゼ媒介の加水分解に共役した。遊離したフルオロフォア（４−ＭＵ）の放出は、４−ＭＵ硫酸塩を用いたアリールスルファターゼアッセイについて上述したように分光的にモニターされた。２つのスルファターゼアッセイは、特異性並びに第２の律速段階中に添加されるグルコシダーゼに従う基質の選択において相違した。６−Ｏ−スルファターゼに関して、ＯＨ位置での４−ＭＵ−β−Ｄ−ＧｌｃＮａｃ，６Ｓの加水分解は、スイートアーモンドから精製されたβ−グルコシダーゼに共役された（ＭＰ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ，Ｓｏｌｏｎ，ＯＨ，Ｃａｔａｌｏｇ  Ｎｏ．１９５１９７）。同様に、２−アミノ位置での４−ＭＵ−α−Ｄ−ＧｌｃＮＳのＮ−スルファミダーゼ加水分解は、α−グルコシダーゼに共役された（ＭＰ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ，Ｃａｔａｌｏｇ  Ｎｏ．１５３４８７）。両方の場合において、共役されたアッセイの効率は、隣接しているグルコサミンが硫酸塩によって修飾されると、いずれかのグルコシダーゼがグリコシド結合を加水分解するために有する本質的に乏しい能力に左右された。律速段階である第１の（スルファターゼ）活性の推定は、実験的に確かめられた。反応条件は、３つの関連した基準：１）スルファターゼ活性に正比例する蛍光シグナルの線形読み出し；２）試験されたどの生化学的条件下でもグルコシダーゼ活性による４−ＭＵの定量的放出；３）遊離した発色団の無視し得る蛍光クエンチングを満足するように最適化された。
【０１５２】
６−Ｏ−スルファターゼ／β−ガラクトシダーゼアッセイに関して、標準的な反応条件は、２０μＬの反応体積に２μＭ組換え酵素、５０ｍＭ酢酸ナトリウムバッファー、ｐＨ５．５、および５ｍＭ  ＣａＣｌ２を含む。４−ＭＵ−ＧｌｃＮＡｃ，６Ｓ基質濃度を０．１〜２ｍＭで変化させた。２μＬの酵素をマイクロタイタープレート（氷上で予め冷却される）の各ウェルに添加し、プレートを穏やかにボルテックスし、各ウェルの内容物を１分間、５００×ｇ、４℃で遠沈させた。このアッセイは、９６ウェルプレートを３０℃で予め平衡化した加熱ブロックに移すことによって開始させた。スルファターゼインキュベーション（第１酵素）は、３０℃で２０分間おこない、その後、酵素活性は、加熱変性（９５℃、１０分）によって不活性化させた。第２酵素（グルコシダーゼ）工程では、マイクロタイタープレートを再度、氷上で冷却した。４０単位のβ−グルコシダーゼを各ウェルに添加し、穏やかにボルテックスすることによりプレートを混合し、５００×ｇで１分間、４℃で遠沈し、３７℃で予め平衡化した加熱ブロックに移した。インキュベーションは６０分間行い、その後、２００μＬの０．５Ｍ  Ｎａ２ＣＯ３、ｐＨ１０．７を用いて反応を停止させた。反応物を黒色の９６ウェルの平底ＦＩＡプレートに移し、遊離した４−ＭＵの検出について上述されるように蛍光を測定した。蛍光シグナルは、バックグランドに調整された（スルファターゼ対照をマイナスする）。β−グルコシダーゼについて、このバックグランド加水分解は、初期の４−ＭＵ−ＧｌｃＮＳｃ，６Ｓに幾分依存していたが、典型的には、１０％未満であった。生成物のモル変換は、０〜３００μＭで４−ＭＵの濃度を変化させることによって作成された標準曲線から外挿された。
【０１５３】
共役Ｎ−スルファミダーゼアッセイは、一般に、６−Ｏ−スルファターゼについて記載されているが、下記の変更があった：基質として４−ＭＵ−ＧｌｃＮＳとし、５０ｍＭ酢酸ナトリウム、ｐＨ６．０（５．５の代わり）、１μＭ酵素。第２酵素については、５単位のα−グルコシダーゼを添加した。酵素インキュベーションは、２２時間、３７℃で行われた。α−グルコシダーゼ対β−グルコシダーゼの酵素効率における明確な差異は、フルオロフォアと脱硫酸化されたグルコサミンとの間のグリコシダーゼα１→４連結をα−グルコシダーゼが定量的に加水分解するために必要とする実質的に長くなったインキュベーション時間に反映される。全ての他の反応条件は、共役された６−Ｏ−スルファターゼ／β−グルコシダーゼアッセイについて記載されるとおりであった。
【０１５４】
ミカエリス・メンテン速度論は、擬一次速度論への非線形回帰によるＶｏ対基質濃度プロットフィットから外挿された。データは、３つの実験の平均を表す。基質濃度は、０．１〜２ｍＭの４−ＭＵ−ＧｌｃＮＡｃ，６Ｓ（６−Ｏ−スルファターゼ速度論用）または４−ＭＵ−ＧｌｃＮＳ（Ｎ−スルファミダーゼ速度論用）に変化させた。追加の条件には、記載される別の標準的な条件下で、０、０．５ｍＭ、もしくは５ｍＭ  ＣａＣｌ２または１ｍＭ  ＥＤＴＡが含まれた。
スルファターゼ処理されたヘパリンの組成分析
２０μｇのヘパリンは、２５ｍＭ酢酸ナトリウム、ｐＨ７．０、２ｍＭ酢酸カルシウム、ｐＨ７．０を含む２０μＬ反応中で、８時間、３０℃で１０μＭ  ６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼとともにプレインキュベートされた。このプレイキュベーション後、９５℃で１０分間の熱変性によって酵素を不活性化し、ヘパリナーゼＩおよびＩＩＩを含む濃縮された酵素カクテルを２μＬ添加することによって、一晩、３７℃でヘパリンを完全に消化させた。その後、ヘパリナーゼ誘導した二糖のＣＥに基づく組成分析は、記載（Ｖｅｎｋａｔａｒａｍａｎら，１９９９  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２８６，５３７−５４２）されるように完了させた。
フラボバクテリア外酵素によるヘパリンオリゴ糖の連続消化
精製されたペンタ硫酸化された四糖のΔＵ２ＳＨＮＳ，６ＳＩＨＮＳ，６Ｓは、Ｄｒ．Ｉ．Ｃａｐｉｌａ（Ｍｏｍｅｎｔａ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡ）によって提供された。酵素配列は次のとおりであった：２−Ｏ−スルファターゼ→Δ４，５グリクロニダーゼ→６−Ｏ−スルファターゼ→Ｎ−スルファミダーゼ。各工程後、酵素を加熱して不活性化し、この順番で次の酵素を添加する前に２０μＬのアリコートを取り出した。初期の反応条件は、１２０μＬの反応体積に２０ｍＭ  Ｔｒｉｓ、ｐＨ７．２、６０ナノモルの四糖を含んでいた。全ての酵素反応は、３０℃で行った。酵素特異的な条件は、下記を含んでいた：１）２−Ｏ−スルファターゼ、１μＭ酵素、６時間；２）Δ４，５グリクロニダーゼ、１μＭ酵素、６時間；３）６−Ｏ−スルファターゼ、５μＭ酵素、５ｍＭ  ＣａＣｌ２、１２〜１５時間；４）Ｎ−スルファミダーゼ、６−Ｏ−スルファターゼと同じ条件。酵素生成物の分子量は、確立した方法を用いて、ＭＡＬＤＩ質量分析計によって測定された（Ｒｈｏｍｂｅｒｇら，１９９８，Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ９５，１２２３２−１２２３７）。
連続的に分解されたオリゴ糖を検出するためのＣＥ−ＬＩＦ
ＡＰＴＳ誘導化プロトコールは、Ｃｈｅｎら（Ｃｈｅｎ  Ｆ．Ｔ．Ａ．，  ａｎｄ  Ｅｖａｎｇｅｌｉｓｔａ  Ｒ．Ａ．（１９９５）Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ２３０，２７３−２８０）から適応させた。要約すると、２５％酢酸（ｖ／ｖ）に含まれる２μｌの１００ｍＭ  ９−アミノピレン−１，４，６−トリスルホネート（ＡＰＴＳ）は、テトロヒドロフランに含まれる１Ｍシアノ水素化ホウ素ナトリウムの１０μｌおよび１μｍｏｌの糖と混合された。反応混合物は、７５℃で２時間、インキュベートされ、ＣＥ分析前に１：１００に希釈された。ＣＥ−ＬＩＦは、４８８ｎｍのアルゴンＬＩＦモジュールを有するＢｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ  ＰｒｏｔｅｏｍｅＬａｂ  ＰＡ  ８００で行った。試料は、２０秒間、陽極で０．５ｐｓｉの圧力を用いてＮ−ＣＨＯキャピラリー（５０μｍ  Ｉ．Ｄ．×６５ｃｍ全長）上に積層された。電気泳動分離は、１００ｍＭホウ酸ナトリウム、ｐＨ１０．２のバッファー中、１５分間、２５℃で、２０ｋＶ電位を用いて行われた。蛍光発光スペクトルは、５２０ｎｍの狭帯域フィルターをもちいて回収された。
硫酸化されたグルコサミン単糖のＥＳＩ−質量分析
エレクトロスプレーイオン化質量分析は、Ａｇｉｌｅｎｔ  １１００  Ｓｅｒｉｅｓ  ＶＬ  ＬＣ／ＭＳＤ  Ｔｒａｐを用いた陰イオンモードで行われた。簡単にするために、精製なしに酵素反応混合物に直接、ＭｅＯＨを添加することによって試料を調製し、約８μｌ／分の速度で、シリンジポンプを用いた質量分析計のソースに直接注入した。ソフトウェア（ＬＣ／ＭＳＤ  Ｔｒａｐ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  ４．１  Ｂｕｉｌｄ  １４３，ＭＳＤ  Ｔｒａｐ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ５．０  Ｂｕｉｌｄ  ６５）のＳＰＳ機能を用いて、基質の質量に設定した標的質量、５０％に設定した試料安定性、１００％に設定したドライブレベルにより装置を合わせた。１スキャンあたり３０，０００個のイオンを蓄積することによって、１００〜２２００ｍ／ｚのスキャン範囲全体でデータを獲得した。キャピラリー電圧を３０００Ｖに設定した。窒素は乾燥ガスとして用いられ、ヘリウムは噴霧ガスとして用いられ、流速は、それぞれ５および１５リットル／分であった。各々の場合、最低限１０個のスペクトルを平均した。
【０１５５】
非標識の単糖に関する初期の基質特異性実験については、反応は、２．５ｍＭ基質、２．５ｍＭ  ＣａＣｌ２、過剰の酵素、３７．５ｍＭ  Ｔｒｉｓバッファー、ｐＨ７．５を用いて、３７℃で一晩行った。酵素の作用の順番を決定する実験については、反応は、１００μＭ基質、２ｍＭ  ＣａＣｌ２、５μＭ酵素、種々のバッファーを用いて、３７℃、一晩行った。ＥＳＩにおける分析前に、試料をＭｅＯＨで１：１０に希釈し、担体溶媒はＨ２Ｏ：ＭｅＯＨ（１：１０、ｖ／ｖ）であった。種々の非標識の単糖の脱硫酸化を示す経時変化については、反応は、２．５ｍＭ基質、５ｍＭ  ＣａＣｌ２、１μＭ酵素、５０ｍＭ酢酸塩バッファーを用いて、６−Ｏ−スルファターゼについてはｐＨ５．５、Ｎ−スルファミダーゼについてはｐＨ６．０にして、３７℃で行った。試料をＭｅＯＨで１：４に希釈することによって反応を停止させた。担体溶媒は、Ｈ２Ｏ：ＭｅＯＨ（１：４、ｖ／ｖ）であった。これらの実験では、ソースおよびトラップ内でのイオン化効率および質量精度をモニターするために、注入する前に内部標準として４−ＭＵ−ＧｌｃＮＳを添加した。
結果
Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｈｅｐａｒｉｎｕｍスルファターゼ遺伝子の分子クローニングおよび組換え発現
２つのスルファターゼ遺伝子が、フラボバクテリア２−Ｏ−スルファターゼに試行されたハイブリダイゼーションプローブを用いて、ゲノムライブラリーのスクリーニングを通じて同定された。このプロセス中に同定された２つの重複するファージミドクローンは、染色体歩行および制限マッピングによって拡大された。このゲノム領域の配列分析は、１６４７および１５２４塩基対の２つのかなり大きなオープンリーディングフレーム（以下、それぞれＯＲＦ  ＢおよびＯＲＦ  Ｃと記載する）を示した。２つの遺伝子配列は、推定上、（開始Ｍｅｔで始まる）長さにして５４５（図１）および５００（図２）個のアミノ酸のタンパク質をコードする。開始ＡＴＧコドンの１０ヌクレオチド以内に、明らかなＳｈｉｎｅ−Ｄａｌｇａｒｎｏリボソーム結合部位を有する配列はなかった。タンパク質レベルでそれらの各配列の類似の試験はいくつかの重要な特徴を示した。フラボバクテリアＯＲＦの両方は、グラム陰性細菌のためのＶｏｎ  Ｈｅｉｊｎｅ法（Ｎｉｅｌｓｅｎら，１９９７  Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｅｎｇ  １０，１−６）によって予測されるＮ−末端疎水性シグナルペプチドおよび対応する切断部位配列を有する。両遺伝子は、同程度のアミノ酸組成（モルパーセントによる）の塩基性タンパク質配列をコードする。２つのタンパク質のうち、ＯＲＦ  Ｂ遺伝子生成物は、ＯＲＦ  Ｃと比較して、僅かに高い理論上のｐＩ（８．６対８．０）を有する。また、遺伝子生成物の両方は、Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｆａｍｉｌｙ（ＰＦＡＭ）識別因子ＰＦ０００８８４によって記載されるように、標準のスルファターゼドメインを有する。
【０１５６】
両方の推定上のスルファターゼ遺伝子は、可溶性タンパク質としてＥ．ｃｏｌｉにおいて確実に発現させた。しかしながら、満足のいく発現レベルを達成するために、両方のタンパク質のアミノ末端のシグナル配列は、遺伝子操作されて除去された。しかしながら、このドメインの除外は、各酵素の特異的活性にほとんど悪影響がなかった。同時に、ヒスチジン（６×Ｈｉｓ）タグを用いたこのＮＨ２末端ペプチドの置換は、本質的には１回のクロマトグラフィー工程において、（８０％を超える純度まで）組換えタンパク質の精製を促進した。ヒスチジンタグの続くトロンビンによる切断を行った。これらのΔＮＨ２末端切断体（天然のシグナル配列およびＮＨ２−６×Ｈｉｓタグの両方を欠失している）は、２つのスルファターゼの続く全ての生化学的な特徴付けにおいて用いられた。ＳＤＳ−ＰＡＧＥに基づく２つの組換えタンパク質の見かけ上の分子量は、それらの各々のアミノ酸組成から計算される理論上の分子量（ＯＲＦ  Ｂ、６１，５７２Ｄａ；ＯＲＦ  Ｃ、５３，１９３Ｄａ）と一致していた。
組換えＨＳＧＡＧスルファターゼの生化学的な特徴：単糖基質特異性の予備測定
これらの酵素の生化学的な特徴における第１段階として、これらの両方の酵素（並びに以前に特徴付けられた２−Ｏ−スルファターゼ）が包括的なアリールスルファターゼとして機能する能力について調べた。これらの全ての酵素活性は、この評価を行うための基質として一般に用いられる２つの異なる芳香属硫酸エステルである４−カテコール硫酸塩と４−ＭＵ−硫酸塩について試験された。３つの酵素のうち、２−Ｏ−スルファターゼだけが、陽性対照として用いられるＡｅｒｏｂａｃｔｅｒ  ａｅｒｏｇｅｎｅｓ由来の知られているアリールスルファターゼと比較して、高レベルの加水分解活性を示した。同時に、ＯＲＦ  Ｂスルファターゼは、認識できる速度で、４−ＭＵスルファターゼを部分的に加水分解し、無視してもよい活性だけを示したＯＲＦ  Ｃタンパク質について測定した速度の少なくとも３倍であった。
【０１５７】
酵素をコードするＯＲＦ  ＢおよびＯＲＦ  Ｃはともに、弱いアリールスルファターゼであるという事実は、硫酸化された糖質への作用からそれらを妨げない。実際には、多くのこのようなスルファターゼ（ヘパリン／ヘパラン硫酸を硫酸化するものを含む）は、このやや非特異的な生化学的スクリーンに基づいて、いわゆる「アリールスルファターゼ」として分類することができない。少なくとも部分的には、多配列整列に基づいて、２つの更なるグリコサミノグリカン、即ち、ヘパランＮ−アセチルグルコサミン−６−Ｏ−スルファターゼおよびヘパランＮ−スルファミダーゼが実際にクローニングされたと考えられた。さらにこれらの酵素を試験し、ヘパリンおよびヘパラン硫酸などの糖質に作用するこれらの酵素の能力を調べるために、硫酸化されたヘキソサミンがメチルベリフェロン（４−ＭＵ）に１→４（αまたはβ）で連結されるようにする修飾された基質を用いた。この発色団の存在は、キャピラリー電気泳動によって単糖の脱硫酸化を直接モニターすることを可能にする。４つの一硫酸化された基質を試験したが、これらは全て市販されている。これらには、６−Ｏ−硫酸化ガラクトース糖の４−ＭＵ−Ｇａｌ６Ｓおおび４−ＭＵ−ＧａｌＮＡｃ，６Ｓ（それぞれ、ケラタン硫酸およびコンドロイチン／デルマタン硫酸の単糖構成物に対応する）に加えて、２つの「ヘパリン」単糖の４−ＭＵ−ＧｌｃＮＡｃ，６Ｓおよび４−ＭＵ−ＧｌｃＮＳが含まれる。この分析では、ＯＲＦ  Ｂスルファターゼは、６−Ｏ−硫酸化グルコサミンに特異的である（図５Ａ）。ＯＲＦ  Ｃ遺伝子生成物は、２アミノ位置で硫酸化されたグルコサミンだけを加水分解することができた。組換え的に発現させたＯＲＦ  Ｂ遺伝子生成物は、２つの６−Ｏ−硫酸化ガラクトース糖のいずれかに作用しなかった。蛍光的に誘導された糖について観察された２つの酵素の構造的区別は、他の同一ケミストリーを有する非誘導化の単糖を用いた質量分析によって確かめられた。
【０１５８】
２つのフラボバクテリア由来のスルファターゼの基質特異性は、グルコサミンの２−アミノ、３−ＯＨおよび６−ＯＨ位での種々の置換の影響を調べることによってさらに調査された。これらの実験では、非誘導の単糖基質の脱硫酸化は、エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）質量分析によって検出され、定量された。６−Ｏ−スルファターゼは、２−アミノ位置で置換されたアミノ（酢酸塩または硫酸塩）を必要とした。２つの対応する基質（ＧｌｃＮＡｃ，６Ｓ対ＧｌｃＮＳ，６Ｓ）の比較動態解析は、一硫酸化された基質に対する酵素の穏やかな選択性だけを示した（図５Ｂ）。この観察（図６）に対して相互に関連させると、２−アミノ位でのＮ−スルファミダーゼは、６−Ｏ−硫酸塩の第２の硫酸塩がさらに存在する場合に、全く無効にされることが分かった。両方のヒドロラーゼは、３−Ｏ−硫酸塩の存在により完全に阻害された。
インビトロの反応条件の最適化
各組換えスルファミダーゼに対する発色性基質を同定したので、これらの基質は、さらに、各スルファミダーゼの最適なインビトロ反応条件を明確にするための手段として、蛍光に基づくプレートアッセイを開発するために用いられた。パラメータ、例えばイオン強度、二価金属イオンの効果、並びに定常状態の酵素速度論を調査した。組換えスルファミダーゼが第１（生成物限界）酵素、並びに第２酵素としてのαまたはβ−グルコシダーゼとして用いられる共役酵素アッセイが選ばれた。この第２酵素の試料は、蛍光シグナルとして用いられる遊離した４−ＭＵの化学量論的放出によって、相対的なスルファミダーゼ活性の間接的検出を可能にした。両方の酵素に対するこの共役アッセイは、いずれかのグルコシダーゼによる硫酸化されたグルコサミン（６−ＯまたはＮＳ）の１→４−ＭＵグリコシド連結の穏やかな加水分解だけを示す対照実験において有効であった。
【０１５９】
６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼはともに、ＮａＣｌの添加によって測定されるイオン強度の増加に感受性であった（図７Ａ）。両方の酵素について、５０％阻害は、ゼロのＮａＣｌ対照と比較して、１Ｍ  ＮａＣｌを保持する２０％未満の活性を有する約２００ｍＭのＮａＣｌで観察された。両者の酵素は、僅かに酸性のｐＨ最適条件（５．５と６．５との間）を示した（図７ＢおよびＤ）。２つの酵素のうち、Ｎ−スルファミダーゼは、広い範囲全体で、特にｐＨ７．０を超えて活性であった。ｐＨ４．５未満で活性な酵素はなかった。これらの酵素は、この同じｐＨ範囲全体で試験した場合、ＭＥＳおよびＭＯＰＳなどの硫酸塩バッファーと比較すると、酢酸塩バッファーにおいて高い活性を示した。しかしながら、６−Ｏ−スルファターゼだけは、硫酸塩またはリン酸塩の添加によって阻害された（図７Ｂ）。２つの陰イオンのうち、リン酸塩は、明確には、より効果的な阻害剤であり、６−Ｏ−スルファターゼ活性の５０％阻害が、約２０ｍＭ  ＳＯ４と比較して、約２ｍＭ  ＰＯ４２−で観察された。
【０１６０】
この酵素ファミリーの他のメンバーは、相対的に保存された活性部位、硫酸塩加水分解についての共通の酵素機構を共有する（Ｐａｒｅｎｔｅら，１９９７  Ｃｕｒｒ  Ｏｐｉｎ  Ｇｅｎｅｔ  Ｄｅｖ  ７，３８６−３９；Ｂｏｎｄら，１９９７  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ５，２７７−２８９）。例えば、ヒスチジンは、酵素触媒に関与する候補物質である。少なくとも２つの触媒な役割は、結晶学的研究に基づいて、別々のヒスチジンについて提案されている。第１の役割は、水素結合を通じて、水和されたホルミルグリシンのＯγ２酸素を安定化することであり、さらに、場合により、プロトンアクセプターとしても作用する。第２のヒスチジンは、同様に、末端の酸素原子の１つとの水素結合接触を通じて、硫酸塩それ自体を安定化する。フラボバクテリアスルファミダーゼの各々と、３つの構造的に特定されたスルファミダーゼ（ヒトアリールスルファターゼＡ（Ｌｕｋａｔｅｌａら，１９９８）Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ３７，３６５４−３６６４；Ｗａｌｄｏｗら，１９９９  Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ  ２１４，１２２８４−１２２８８）およびＢ（Ｂｏｎｄら，１９９７  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ５，２７７−２８９）並びにＰ．ａｅｒｉｇｉｎｏｓａ由来のスルファターゼ（Ｂｏｌｔｅｓら，２００１  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（Ｃａｍｂ）９，４８３−４９１）との間の局所的な配列整列は、この容量に役立つ相同活性部位の残基の少なくとも１つとして６−Ｏ−スルファターゼについてヒスチジン１３０を示唆する。
【０１６１】
ヒスチジンに加えて、この共通の活性部位を並べる他の残基は、陽イオンの結合ポケットを形成する可能性のある少なくとも３つの追加の塩基性残基を含む。これらの正に帯電した残基のうちの２つは、硫酸塩の負に帯電したオキシアニオンと静電的に相互作用する；３番目のものは、水素結合を介して水和されたホルミルグリシンと相互作用する可能性がある。２つのフラボバクテリア由来の酵素の一次配列における可能性のある相同位置は、例えば、図１１に図示され、または他には本明細書に記載されている。
酵素触媒における二価金属イオンの役割
両方のスルホヒドロラーゼ活性は、明確に異なるイベントではあるが、濃度依存的にカルシウムの存在によって活性化された（図８）。この二価金属イオンの効果は、これらの実験では、活性にカルシウムを要求するＮ−スルファミダーゼに対して特に顕著であった（図８Ｂ）。対照的に、６−Ｏ−スルファターゼは、カルシウムの存在によって２〜３倍に活性化されるが、１ｍＭ  ＥＤＴＡの存在下でさえ幾分活性があった（図８Ａ）。興味深いことに、両方の酵素に対する二価金属活性化はカルシウムの特異的であった；Ｍｇ＋２またはＭｎ＋２の統合は、まさに無視してもよい効果であった。この金属の選択性をさらに試験するために、カルシウムに特異的なキレート剤であるＥＧＴＡの存在下で酵素阻害についての可能性を測定した。ＥＧＴＡは、濃度依存的にカルシウムに依存したＮ−スルファミダーゼ活性（５ｍＭ  Ｃａ２＋における）を阻害することが分かり、約３ｍＭ  ＥＧＴＡで５０％阻害が起こった。対照的に、ＥＧＴＡは、同じ条件下で測定すると、６−Ｏ−スルファターゼ特異的な活性に対してほとんど効果がなかった。
【０１６２】
カルシウムが２つのＨＳＧＡＧスルファターゼに対するその効果を発揮する機構を決定する試みにおいて、酵素の定常状態速度論に対するカルシウムの効果を測定した（図８Ｃおよび８Ｄ）。以前の結果と一致して、両方の酵素の初速度が、濃度依存的にカルシウムによって影響された。６−Ｏ−スルファターゼについては、これは、主として、ｋｃａｔ効果として表された（表１）。Ｎ−スルファミダーゼについては、カルシウムの効果は、予測どおり、より顕著であり、両方の速度論パラメータは、概して、比例して影響された。カルシウムに対する触媒作用は、酵素の活性部位の共通構造によって支持された。このスナップショットでは、二価金属イオンは、修飾されたシステイン（ＦＧｌｙ）を取り囲む４つの高度に保存された酸残基のカルボキシレートとも協調する基質の少なくとも１つの硫酸塩酸素と協調する。おそらくは、この協調は、加水分解に対する硫酸エステル／アミド結合を適切に配向させることによって触媒を促進する。候補物質が、図１１に図示され、または他には本明細書に記載されている。
【０１６３】
【表１】
2010515434.tif 000003
オリゴ糖基質
記載される標準的なスルファターゼアッセイは、典型的には、基質として、単独で硫酸化された蛍光性単糖を用いた。しかしながら、明確な基質特異性に従って、ヘパリン／ヘパラン硫酸オリゴ糖へのこれらの酵素の使用も調べた。天然では、これらのＨＳＧＡＧオリゴ糖は、それらの非還元末端で、ウロン酸（偶数の糖単位）またはヘキソサミン（数を限定しないオリゴ糖）のいずれかを有することができた。前者の場合、ウロン酸は、β−消去的触媒機構を通じたＧＡＧ鎖を切断するヘパリンリアーゼの先行する作用により理解される可能性がある。これを対処するために、両方の酵素は、一団の不飽和のヘパリン二糖に対して、初めに試験された。これらは、６−Ｏ−スルファターゼに対してはΔＵ±２ＳＨＮＡｃ，６ＳおよびΔＵ±２ＳＨＮＳ，６Ｓであり、Ｎ−スルファミダーゼに対してΔＵ±２ＳＨＮＳ＋６Ｓを含んでいた。これらの実験に対しては、標準的な反応条件が、単糖試験において特定したように選ばれた。不飽和の二糖は、いずれの酵素によっても脱硫酸化されなかった。これらの酵素がそうすることができないことは、全ての可能性のヘパリンの二糖が同じ反応管にスルファターゼを添加する前に、ヘパリナーゼＩおよびＩＩＩを用いてヘパリンを前処理することによって初めに生じさせた関連実験において確かめられた。また、分画されていないヘパリンが、長期間（８時間）、いずれかのスルファターゼとともにプレインキュベートされ、その後にヘパリナーゼＩおよびＩＩＩが添加された逆の実験が行われた。この順番では、スルファターゼの前処理は、ヘパリナーゼ誘導の切断生成物の組成プロフィールに影響しなかった。
【０１６４】
上述の実験は、外酵素として６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼの両方を分類しているが、それらは、飽和した奇数のオリゴ糖の非還元末端で作用するこれらの２つのスルファターゼの可能性を除外しない。この可能性は、２つの構造的に関連した硫酸化された三糖のＨＮＳ，６ＳＩＨＮＳ，６ＳおよびＨＮＳ，６ＳＩ２ＳＨＮＳ，６Ｓの組合せを用いて対処された。これらの三糖の各々は、６−Ｏ−スルファターゼまたはＮ−スルファミダーゼのいずれかの使用前に、２−Ｏ−スルファターゼおよびΔ４，５グリクロニダーゼの直列使用によって、対応する四糖のΔＵ２ＳＨＮＳ，６ＳＩ±２ＳＨＮＳ，６Ｓから生成された。脱硫酸化は、ＭＡＬＤＩ−ＭＳによって追跡された（図９）。この実験では、６−Ｏ−スルファターゼは、両方の三糖を単独で脱硫酸化することができた（図９Ｃ）。しかしながら、Ｎ−スルファミダーゼは、そうすることができなかった（図９Ｄ）。おそらくは、干渉する６−Ｏ−スルファターゼのためである。非還元末端で３糖のいずれかを二重に硫酸化するために２つの酵素の直接使用（６−Ｏ−スルファターゼ→Ｎ−スルファミダーゼ）も調べた。しかしながら、ＭＡＬＤＩ−ＭＳ結果は曖昧であり（図９Ｅ）、十分にイオン化しないこのような種の可能性は無視することができなかった。
【０１６５】
非還元末端でのオリゴ糖の外分解性の脱硫酸化について示された結果は、概して、単糖基質の脱硫酸化に関連する基質特異性のデータと一致している。同時に、データは、おそらくは、還元末端で隣接している構造（単数または複数）の結果として、オリゴ糖に全く耐性であるＮ−スルファミダーゼの可能性を無視することができなかった。これを解析するため、異なる糖基質（ＨＮＳＩＨＮＳＩＨＮＳ）と、脱硫酸化された生成物を検出する手段とを用いて、変更したアプローチを採用した。この実験では、初めに、三硫酸化された五糖は、精製された六糖のΔＵＨＮＳＩＨＮＳＩＨＮＳをΔ４，５グリクロニダーゼ処理することによって生成された。グルコシダーゼ処理は、スルファミダーゼとのインキュベーションによって追跡された。全ての糖（未処理、Δ４，５単独、Δ４，５とその後のＮ−スルファミダーゼ）は、還元アミノ化を介してそれらの還元末端で蛍光標識された。糖の末端標識は、レーザー励起蛍光（ＬＩＦ）による検出、続く、キャピラリー電気泳動による生成物の分析を可能した（図１０）。実験の各工程で、糖ピーク同定は、外酵素処置の関数として、ピーク溶出時間における別々の電気泳動シフトを観察することによって推測された。例えば、グルクロニダーゼを触媒したウロン酸の切断によって、不飽和六糖による飽和五糖への変換は、ピークＸの消失とピークＹの同時に起こる出現と一致している。同様に、Ｎ−脱硫酸化された五糖は、７．６分で溶出する単独のピークとして出現する。この分析から、Ｎ−スルファミダーゼは外分解のようにあるオリゴ糖を脱硫酸化するようである。
検討
Ｆ．ｈｅｐａｒｉｎｕｍゲノム由来の２つの追加のスルファターゼ遺伝子がクローニングされた。タンパク質データベースに対する２つのフラボバクテリア遺伝子のＢＬＡＳＴＰ配列相同性サーチは、巨大なスルファターゼファミリーのメンバーとして両方の遺伝子産物を明確に同定した。両方のタンパク質配列は、代表的なＰＦＡＭスルファターゼモチーフＣ／ＳＸＰＸＲＸＸＸＸＳ／ＴＧ（配列番号：５）、並びに高度に保存された配列であるＬＴＧ（このモチーフに対して＋９〜＋１１位）を有する。この巨大な酵素ファミリーを含む大部分（全部ではないが）の他のスルファターゼに対する場合であるように、このスルファターゼドメインは、コードされたポリペプチドのＮ−末端領域に位置している。３つのフラボバクテリアスルファターゼ（２−Ｏ−スルファターゼ、ＯＲＦ  ＢおよびＯＲＦ  Ｃ遺伝子生成物）は、互いに限定された全体の相同性のみ共有する。本明細書に報告されている少なくとも２つのフラボバクテリア酵素は、このレベルで互いに構造的に区別されるが、しかしながら、それらは、他の選択的（大部分はバクテリア）スルファターゼと同様にいくつかの配列を示す。特に、ＯＲＦ  Ｂは、腸内細菌であるＰｒｅｖｏｔｅｌｌａ菌株ＲＳ２（ＭｄｓＡ遺伝子）によってコードされたムチン脱硫酸化スルファターゼに対して強い配列相同性（５０％を超える）を示す（図３）。ムチンに加えて、この特別の酵素は、遊離したＮ−アセチルグルコサミン−６−Ｏ−スルファターゼに特異的である（Ｒｏｂｅｒｔｏｎ，Ａ．Ｍ．ら，（２０００）Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｍｏｌ  Ｂｉｏｌ／２５，４１７−２６）。２つのそれぞれの遺伝子は、同程度の分子量のタンパク質をコードする；また、それらは、それらのそれぞれの配列の全体で強い相同性を示す（Ｎ−末端スルファターゼドメインに偏っているだけでない）。それらの一次構造における唯一の実質的な相違は、本質的には、Ｐｒｅｖｏｔｅｌｌａ酵素において欠損しているフラボバクテリアスルファターゼに存在する３１個のアミノ酸の親水性挿入部に関与する。同じような文脈で、ＯＲＦ  Ｃは、Ｐｉｒｅｌｕｌｌａ  ｓｐ．ゲノムに注釈されるいくつかのスルホヒドラーゼに非常に相同であることを示す（Ｇｌｏｃｋｎｅｒ，Ｆ．Ｏ．ら，（２００３）Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  １００，８２９８−３０３）。最適な配列整列は、予測されるヘパランＮ−スルファミダーゼとであり、フラボバクテリアＯＲＦ  Ｃ遺伝子生成物は約４０％の組成同一性を共有し、タンパク質の大部分を通じて分布されるほほ６０％の保存されたアミノ酸置換を共有する（図４）。
【０１６６】
両方の推定状のスルファターゼは、システインに特異的な活性部位を有する。Ｌ−Ｃ−αホルミルグリシン（ＦＧｌｙ）への重要な翻訳と同時または翻訳後の酸化がおそらくは起こるのはこの保存されたシステイン（セリンではない）である（Ｄｉｅｒｋｓ，Ｔ．ら，（１９９８）ＦＥＢＳ  Ｌｅｔｔ  ４２３，６１−５  ａｎｄ  Ｄｉｅｒｋｓ，Ｔ．ら，（２００５）Ｃｅｌｌ  １２１，５４１−５２）。これらの２つの酵素がＥ．ｃｏｌｉにおいて組換え的に発現される場合に起こるこの共有結合修飾を支持する予測は、同じ異種系の他のｃｙｓに基づくスルファターゼの機能的発現と一致する（Ｄｉｅｒｋｓ，  Ｔ．ら，（１９９８）Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ  ２７３，２５５６０−４）。２−Ｏ−スルファターゼについての結果は、対応するシステインでのＦＧｌｙ形成を特定し、酵素触媒におけるその機能を示した。
予測される機能を超えて、推定の機能は、第１に、いわゆる「アリールスルファターゼ」として作用し、第２に、ＨＳＧＡＧ分解という脈絡において作用するこれらの酵素の能力を調べることによって確かめられた。第１の点に対して、結果は、いずれかの酵素、専ら、一般に使用されるアリールスルファターゼアッセイに基づく「包括的な」スルファターゼ活性に明らかに原因はない。しかしながら、酵素をコードするＯＲＦ  ＢおよびＯＲＦ  Ｃは、このアッセイによればともに弱いアリールスルファターゼであるという事実は、硫酸化された糖質への作用からそれらを除外しない。実際には、多くのスルファターゼ（ヘパリン／ヘパラン硫酸を脱硫酸化するものを含む）は、このやや非特異的な生化学的スクリーンに基づいて、いわゆる「アリールスルファターゼ」として分類されない。同時に、より構造的に指向された単糖基質を用いた結果は、２つの追加のグリコサミノーゲンスルファターゼがクローニングされたことを明らかに裏付けている。さらに、実験は、この基本的な記載の範囲を超えて、酵素特異性の重要な構造決定を詳しく説明している。特に、示された結果は、基質特異性の更なる構造決定としてＣ４ヒドロキシルの空間的配向を特定し、したがって、２つのフラボバクテリアスルファターゼであるヘパリン／ヘパラン硫酸分解酵素を作成する。この酵素のＨＳＧＡＧ特異性は、ガラクトース／ガラクトサミンの６−Ｏ−脱硫酸化をコードする固有のフラボバクテリア遺伝子（または遺伝性のセット）の可能性のある存在を指摘している。
【０１６７】
記載されている標準的なスルファターゼアッセイは、典型的には、基質として単独で硫酸化される蛍光性単糖を用いている。振り返れば、これらの蛍光性基質は、初期には酵素機能を与え、並びにそれらの酵素学を研究するための最適なインビトロ反応条件を特定することに役立った。同時に、特定された基質特異性に従って、ヘパリン／ヘパラン硫酸のオリゴ糖を脱硫酸化するためのこれらの酵素の潜在的な使用に関心があった。本出願の中心となるのは、２つの酵素の内分解対外分解の可能性の問題である。本質的には、前者の作用様式は、二糖またはオリゴ糖鎖のいずれかにある内部に位置される硫酸塩を加水分解するそれらの能力を予測する。これらの酵素は、行われた研究では、不飽和のヘパリン／ヘパラン二糖のいずれも脱硫酸化できなかった。さらに、前処理された多糖のヘパリナーゼ切断後の組成分析によって評価されるように、いずれかの酵素を用いた未分画のヘパリンの前処理は、硫酸塩の喪失を示さなかった。
【０１６８】
他方、外分解性の作用様式は、実際に、これらの糖の非還元末端で作用する場合、末端のウロン酸のΔ４，５グリクロニダーゼ加水分解を連続して追跡するためのこれらの酵素を必要とする。本明細書に示されたデータは、即ち、ヘパリン誘導のオリゴ糖の非還元末端を加水分解する両方の酵素の能力を示すことによって、この予測を裏付けている。酵素−基質相互作用の見込みから、この事実は、構造的酵素を糖の非還元末端上に置き、即ち、硫酸化されたヘキソサミンへの直接的な接近の要求は、介在しているウロン酸塩によって妨げられない。また、酵素の活性部位内の基質結合に見かけ上の極性を強いる。しかしながら、このような拘束は、ウロン酸それ自体の存在によって（即ち、硫酸化されたヘキソサミンに１→４で接続させることによって）、より正確には、このウロン酸内のＣ４およびＣ５位置での不要和結合の存在によって、完全には強いられない可能性はある。この化学結合は、糖環の立体構造を強要し、次に、平面のＣ５カルボキシレートの相対的な配向を制限する。
【０１６９】
さらに、インビトロでのＦ．ｈｅｐａｒｉｎｕｍ  ＨＳＧＡＧは、クローニングされた酵素の各々についてそれぞれの基質特異性の生化学的説明を通じて再構成されている。例えば、これらの２つの酵素の活性は、インビボにおいて推定上存在するようなＦ．ｈｅｐａｒｉｎｕｍ  ＨＳＧＡＧ分解経路−即ち、ヘパリンリアーゼ（ヘパリナーゼ）から始まり、外分解的に、以下：２−Ｏ−スルファターゼ→Δ４，５−グリクロニダーゼ→６−Ｏ−スルファターゼ→Ｎ−スルファミダーゼの順番で連続する分解経路に関連した連続的な状況において得られる。これらの結果に基づくと、６−Ｏ−スルファターゼおよびＮ−スルファミダーゼはともに３−Ｏ−スルファターゼ活性から下流に作用する可能性がある。
【０１７０】
また、インビボにおいて、これらの酵素の共同作用に関する他の問題が残されている。それらのうちで最も重要なものは、これらの最終のスルファターゼに対する基質がどの正確な形態を実際に採用するかという問題である。６−Ｏ−スルファターゼおよび／またはＮ−スルファミダーゼに対する「天然の」基質が実際には単糖であるということを想定することは妥当である場合がある。この想定は、記載されているフラボバクテリアＨＳＧＡＧ分解経路の連続的な外分解性と少なくとも一致している。また、それは、ＨＳＧＡＧ構造−活性関係、これらの関係から暗示される活性部位構造に関する可能性と一致している。発色団が隣接するヘキソサミンに４→１（αまたはβ）で連結される蛍光的に誘導された糖を脱硫酸化するこれらの両方の酵素の能力を無視することができない。さらに、基質特異性によって予測されるようにより長いオリゴ糖に対して作用するこれらの両方の酵素の能力は、ＨＳＧＡＧの微細構造を明らかにするための個々の分析ツールとしてこれらの酵素の使用に実用的な価値がある。
【０１７１】
各スルホヒドロラーゼに対する重要な基質特異性を説明することに加えて、インビボにおけるそれらの最適な試料に関連した重要な生化学的パラメータが同定されている。これらには、ｐＨおよび二価陽イオン、即ち、カルシウムの役割が含まれる。ｐＨに関しては、これらの酵素の両方に対して示された僅かに酸性のｐＨ最適化は、２−Ｏ−スルファターゼ（Ｍｙｅｔｔｅ，Ｊ．Ｒ．ら，（２００３）Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ  ２７８，１２１５７−６６）およびΔ４，５グリクロニダーゼ（Ｍｙｅｔｔｅ，Ｊ．Ｒ．ら，（２００２）Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ４１，７４２４−７４３４）酵素のｐＨ最適化に対する観察と一致している。フラボバクテリアＨＳＧＡＧを分解する酵素は、細胞内の局在化によって、ｐＨ４．５で最も活性であるそれらのリソソーム対応物とは区別される。
【０１７２】
また、酵素触媒に関連した調査は、硫酸塩加水分解に対する相対的に保存された活性部位および酵素機構を共有する、この酵素ファミリーの他のメンバーの結晶構造をもちいてなされた（Ｂｏｎｄ，Ｃ．Ｓ．ら，（１９９７）Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ５，２７７−８９、並びにＰａｒｅｎｔｉ，Ｇ．ら，（１９９７）Ｃｕｒｒ  Ｏｐｉｎ  Ｇｅｎｅｔ  Ｄｅｖ  ７，３８６−９１）。フラボバクテリアスルファミダーゼの各々と、３つの構造的に特定されたスルファミダーゼ（ヒトアリールスルファターゼＡ（Ｌｕｋａｔｅｌａら，１９９８）Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ３７，３６５４−３６６４；Ｗａｌｄｏｗら，１９９９  Ｊ  Ｂｉｏｌ  Ｃｈｅｍ  ２７４，１２２８４−１２２８８）およびＢ（Ｂｏｎｄら，１９９７  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ５，２７７−２８９）並びにＰ．ａｅｒｉｇｉｎｏｓａ由来のスルファターゼ（Ｂｏｌｔｅｓら，２００１  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（Ｃａｍｂ）９，４８３−４９１）との間の局所的な配列整列は、相同な活性部位の少なくとも１つの残基として６−Ｏ−スルファターゼに対するヒスチジン１３０を示唆する（図１１）。
【０１７３】
ヒスチジンに加えて、この共通の活性部位を並べる他の残基は、陽イオンの結合ポケットを形成する可能性のある少なくとも３つの追加の塩基性残基を含む。これらの正に帯電した残基のうちの２つは、硫酸塩の負に帯電したオキシアニオンと静電的に相互作用する；３番目のものは、水素結合を介して水和されたホルミルグリシンと相互作用する可能性がある。２つのフラボバクテリア由来の酵素の一次配列における可能性のある相同位置は、図１１に図示される。
【０１７４】
さらに、カルシウムに対する触媒作用は、速度論的なデータ、酵素の活性部位の共通構造によって支持された。結晶学的研究のスナップショットでは、二価金属イオンは、修飾されたシステイン（ＦＧｌｙ）を取り囲む４つの高度に保存された酸残基のカルボキシレートとも協調する基質の少なくとも１つの硫酸塩酸素と協調する。おそらくは、この協調は、加水分解に対する硫酸エステル／アミド結合を適切に配向させることによって触媒を促進する。
【０１７５】
両方のスルファターゼ遺伝子のクローニングとそれらの酵素学の包括的な説明との報告においては、明らかな機能的差異を重要視しない危険性がある。Ｎ−硫酸化されたヘキソサミンは、ヘパリンおよびヘパラン硫酸に特有である。また、スルファミド加水分解の触媒機構は、硫酸エステルのものとは幾分特有でなければならないことは理解される。酵素触媒におけるホルミルグリシンのありふれた関与を考慮しても、この区別は当てはまる。それは、おそらく、６−Ｏ−スルファターゼではなく、Ｎ−スルファミダーゼが、何故、硫酸イオンまたはリン酸イオンによって概して阻害されなかったのかを説明するこの独自の化学である。また、それは、２つの酵素について観察された他の経験的な差異、例えば、カルシウムの関与、硫酸化された芳香属基質（アリール硫酸塩）を外見上加水分解できないこと、またはグルコサミン内の第２の硫酸塩の存在による阻害を説明する場合もある。形態は機能に付随するので、この差異は、必然的に、酵素構造のレベルで演出される。リボソームＮ−スルファミダーゼについては、この差異は、一次配列レベル（Ｏ−スルファターゼに対してほんの１０〜２５％の同一性である）でさえも明らかである。この制限された配列相同性は、概して、フラボバクテリア酵素間で同じ比較がなされるときに当てはまる。
【０１７６】
相違した生物間、例えばフラボバクテリアと哺乳動物との間のヘパランスルファミダーゼを比較したときでさえ、明確な構造的差異が、２つの酵素が作用する分解配列内で逆の順番を与える場合がある。リソソーム経路では、Ｎ−スルファミダーゼは、６−Ｏ−スルファターゼに先行する比較的早い酵素であり、本発明者らの結果は、フラボバクテリア酵素に対して逆の順番を指示している。例えば、リソソームヘパリンＮ−スルファミダーゼは、必然的に、Ｆ．ｈｅｐａｒｉｎｕｍ由来の機能的相同体と比較して、幅広い基質特異性を有する場合がある。また、特に、二次的な硫酸塩相互作用を伴なわなければならないリソソーム酵素に対する追加の残基に関連するので、この相対的な活性部位のトポロジーは相違してもよいことは理解される。
【０１７７】
前述の本明細書は、当業者が本発明を実施することができるように十分であると考えられる。本発明は、提供された実施例による範囲に限定されるべきではない。それは、これらの実施例が、本発明の一局面のただ１つの例証として意図され、他の機能的に同等の態様は本発明に含まれるためである。本明細書に示され、記載された発明に加えて、本発明の様々な変更は、前述から当業者に明らかとなり、添付された特許請求の範囲に属する。本発明の利点および目的は、必ずしも本発明の各態様に含まれない。
【０１７８】
本明細書中の参考文献の列挙は、いずれかの参考文献が先行技術文献であることの承認になることは意図されない。
【図１】
2010515434.tif 000004
【図２】
2010515434.tif 000005
【図３】
2010515434.tif 000006
【図４】
2010515434.tif 000007
【図５】
2010515434.tif 000008
【図６】
2010515434.tif 000009
【図７−１】
2010515434.tif 000010
【図７−２】
2010515434.tif 000011
【図８−１】
2010515434.tif 000012
【図８−２】
2010515434.tif 000013
【図９−１】
2010515434.tif 000014
【図９−２】
2010515434.tif 000015
【図１０】
2010515434.tif 000016
【図１１】
2010515434.tif 000017
【配列表】
2010515434000001.app
【国際調査報告】
2010515434.tif 000018
2010515434.tif 000019
2010515434.tif 000020
2010515434.tif 000021
2010515434.tif 000022