(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記のアミノ酸配列からなる群より選択される配列からなる、抗ウイルス活性を示す単離されたペプチド：
0004205159.tif 000064
［上記配列において、アミノ酸残基は一文字表記で表される］。
【請求項２】
前記配列が、YTSLIHSLIEESQNQQEKNEQELLELDKWASLWNWF（配列番号1）
である、請求項１に記載のペプチド。
【請求項３】
前記配列が、YTNTIYTLLEESQNQQEKNEQELLELDKWASLWNWF（配列番号3）
である、請求項１に記載のペプチド。
【請求項４】
有効成分としての配列YTSLIHSLIEESQNQQEKNEQELLELDKWASLWNWF（配列番号1）からなるペプチドおよび製薬上許容される担体を含有する、HIV-1ウイルスの細胞への伝播を抑制するための医薬組成物。
【請求項５】
有効成分としての配列YTNTIYTLLEESQNQQEKNEQELLELDKWASLWNWF（配列番号3）からなるペプチドおよび製薬上許容される担体を含有する、HIV-1ウイルスの細胞への伝播を抑制するための医薬組成物。
【発明の詳細な説明】
１．序
本発明は、ＤＰ−１７８（配列番号：１）、つまりＨＩＶ−１LAI膜貫通タンパク質（ＴＭ）ｇｐ４１のアミノ酸６３８〜６７３に対応するペプチド、及びＤＰ−１７８（配列番号：１）の部分、類似体及び相同体に関し、これら全ては抗ウイルス活性を示す。かかる抗ウイルス活性には、未感染ＣＤ−４+細胞へのＨＩＶ伝播の抑制が含まれるがこれに限定されない。更に、本発明は、ＤＰ−１７８（配列番号：１）及びＤＰ−１７８断片及び／又は類似体又は相同体の、未感染細胞へのヒト及び非ヒトレトロウイルス伝染、特にＨＩＶ伝播の抑制物質としての使用に関する。なお更には、本発明は、ＤＰ−１７８のＨＩＶサブタイプ特異性診断薬としての使用に関する。本発明は、ＤＰ−１０７、つまりＨＩＶ−ＩLAI膜貫通タンパク質（ＴＭ）ｇｐ４１のアミノ酸５５８〜５９５に対応するペプチドに類似する抗ウイルス性ペプチドであって、他のエンベロープを有するウイルス中に存在するペプチドにも関する。本発明は、更に、ＤＰ−１７８とＤＰ−１０７の間の相互作用及び／又はＤＰ−１０７様ペプチドとＤＰ−１７８様ペプチドの間の相互作用を途絶させる抗ウイルス性化合物を同定する方法に関する。本発明は、ＤＰ−１７８（配列番号：１）及び、その配列がＤＰ−１７８に相同性であるペプチドが、未感染ＣＤ−４+細胞へのＨＩＶ−１伝播の強力で非細胞毒性の抑制物質であることがそれぞれ示されている実施例により実際に明らかにされている。本発明は、更に、ＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８に抗ウイルス的及び／又は構造的類似性を有するペプチドを同定している実施例により実際に明らかにされている。
２．発明の背景
２．１．ヒト免疫不全ウイルス
ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）は、後天性免疫不全症候群（エイズ）と呼ばれる緩やかな変性免疫系疾患の主要原因として関連付けられている（Barre-Sinoussi,F.ら，1983,Science 220:868-870;Gallo,R.ら，1984,Science 224:500-503）。ＨＩＶには明確に区別される少なくとも２つのタイプ、つまりＨＩＶ−１（Barre-Sinoussi,F.ら，1983,Science 220:868-870;Gallo,R.ら，1984,Science 224:500-503）及びＨＩＶ−２（Clavel,F.ら，1986,Science 233:343-346;Guyader,M.ら，1987,Nature 326:662-669）がある。更に、これらタイプの各々の集団内には大量の遺伝的異質性が存在する。ＨＩＶウイルスでのヒトＣＤ−４+Ｔ細胞の感染は、この細胞型の逓減をもたらし、遂には日和見感染症、神経系機能障害、新生物増殖をもたらし、最後には死をもたらす。
ＨＩＶは、レトロウイルスのレンチウイルス科の一員である（Teich,N.ら，1984,RNA Tumor Viruses,Weiss,R.ら編，CSH-Press,pp.949-956）。レトロウイルスは、二倍体の一本鎖ＲＮＡゲノムを含有する小さなエンベロープを有するウイルスであって、ウイルス的にコードされる逆転写酵素、つまりＲＮＡ依存性ＤＮＡポリメラーゼにより作られるＤＮＡ中間体を経て複製する（Varmus,H.,1988,Science 240:1427-1439）。他のレトロウイルスには、例えば、ヒトＴ細胞白血病ウイルス（ＨＴＬＶ−Ｉ、II、III）の如き腫瘍ウイルス及びネコ白血病ウイルスが含まれる。
ＨＩＶウイルス粒子は、ウイルスＲＮＡゲノム及び初期複製に必要な酵素を含有する、キャプシドタンパク質から構成されるウイルスコアからなる。ミリスチレート化Ｇａｇタンパク質がこのウイルスコアの回りにウイルス外皮を形成し、これがまた感染された細胞膜から誘導される脂質膜エンベロープにより取り囲まれている。ＨＩＶエンベロープ表面糖タンパク質は、単一の１６０Ｋｄ前駆体タンパク質として合成され、ウイルス発芽（viralbudding）の間に細胞性プロテアーゼにより２種の糖タンパク質、つまりｇｐ４１とｇｐ１２０に開裂される。ｇｐ４１は膜貫通タンパク質であり、ｇｐ１２０は細胞外タンパク質であってｇｐ４１と非共有結合で連携したままのおそらくはトリマー又はマルチマーの形のタンパク質である（Hammarskjold,M.とRekosh,D.,1989,Biochem.Biophys.Acta 989:269-280）。
ＨＩＶは、ＣＤ−４細胞表面タンパク質がＨＩＶ−１ウイルスの細胞性受容体として働くので、ＣＤ−４+細胞に指向性である（Dalgleish,A.ら，1984,Nature 312:763-767;Klatzmannら，1984,Nature 312:767-768;Maddonら，1986,Cell 47:333-348）。細胞内へのウイルスの侵入は、細胞性ＣＤ−４+受容体分子に結合するｇｐ１２０に依存性である（McDougal,J.S.ら，1986,Science 231:382-385;Maddon,P.J.ら，1986,Cell 47:333-348）ので、ＨＩＶのＣＤ−４+細胞に対する向性の説明がつく。
一方、ｇｐ４１は、このエンベロープ糖タンパク質複合体をウイルス膜中に係留する。
２．２．ＨＩＶ治療
ＨＩＶ感染は伝染性であるので、ＨＩＶ関連疾患は重要な世界的健康問題に該当する。有効な治療法のデザインにかなりの努力が払われてきたが、現時点ではエイズに対して治癒能力のある抗レトロウイルス薬は存在しない。かかる薬剤を開発しようと、ＨＩＶライフサイクルの幾つかの段階が治療的干渉の標的として考慮されている（Mitsuya,H.ら，1991,FASEB J.5:2369-2381）。例えば、ウイルス的にコードされる逆転写酵素が薬剤開発の１つの的とされた。ＡＺＴ、ｄｄＩ、ｄｄＣ、及びｄ４Ｔの如き２’，３’−ジデオキシヌクレオシド類似体を含む多くの逆転写酵素標的薬剤が開発され、ＨＩＶに対して活性であることが示された（Mitsuya,H.ら，1991,Science 249:1533-1544）。これらヌクレオシド類似体は有利な効果をもたらすが治癒能力はない。おそらく薬剤耐性ＨＩＶ突然変異体の速やかな出現のためであろう（Lander,B.ら，1989,Science 243:1731-1734）。加えて、これら薬剤は、骨髄抑制、嘔吐及び肝機能異常の如き有害な副作用をしばしば示す。
細胞内へのウイルスの侵入、つまりＨＩＶ感染の最も初期の段階を抑制することができる薬剤を開発する試みもなされている。これまでのところＣＤ４、つまりＨＩＶの細胞表面受容体が的にされている。例えば、組換え可溶性ＣＤ４が幾つかのＨＩＶ−１株によるＣＤ−４+Ｔ細胞の感染を抑制することが示された（Smith,D.H.ら，1987,Science 238:1704-1707）。しかしながら、ある一次ＨＩＶ単離物は、組換えＣＤ４による抑制に比較的感受性ではない（Daar,E.ら，1990,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:6574-6579）。加えて、組換え可溶性ＣＤ４の臨床試験で説得力のない結果が得られた（Schooley,R.ら，1990,Ann.Int.Med.112:247-253;Kahn,J.O.ら，1990,Ann.Int.Med.112:254-261;Yarchoan,R.ら，1989,Proc.Vth Int.Conf.on AIDS,p.564,MCP 137）。
あるウイルスタンパク質の決定的なウイルス特異性二次的プロセシングを包含するＨＩＶ複製の後期段階も、可能性ある抗ＨＩＶ薬剤標的として示唆された。後期段階プロセシングは、ウイルスプロテアーゼの活性に依存性であるので、このプロテアーゼを阻害する薬剤が開発されつつある（Erickson,J.,1990,Science 249:527-533）。これら候補薬剤の臨床結果は依然として議論の最中である。
ＨＩＶ感染の治療のためのワクチンの開発も注目されている。ＨＩＶ−１エンベロープタンパク質（ｇｐ１６０、ｇｐ１２０、ｇｐ４１）は、エイズ患者に存在する抗ＨＩＶ抗体の主要な抗原であることが示された（Barinら，1985,Science 228:1094-1096）。従って、これまでのところ、これらタンパク質は、抗ＨＩＶワクチン開発のための抗原として働く最も見込みのある候補のようである。この目的のために、幾つかのグループは、ｇｐ１６０、ｇｐ１２０、及び／又はｇｐ４１の種々の部分を宿主免疫系の免疫学的標的として使い始めている。例えば、Ivanoff,L.ら，米国特許第５，１４１，８６７号；Saith,G.ら，ＷＯ９２／２２，６５４；Shafferman,A.,ＷＯ９１／０９，８７２；Formoso,C.ら，ＷＯ９０／０７，１１９を参照のこと。しかしながら、これら候補ワクチンに関する臨床的結果は、ずっと将来に得られるに過ぎない。
かくして、抗レトロウイルス薬のデザイン及び試験に大変な努力が向けられているが、真に有効で無毒な治療法が依然として必要とされている。
３．発明の要旨
本発明は、強力な抗ＨＩＶ−１活性を示すＤＰ−１７８（配列番号：１）、つまりＨＩＶ−１単離物ＬＡＩからの膜貫通タンパク質（ＴＭ）ｇｐ４１のアミノ酸６３８〜６７３に対応する３６アミノ酸合成ペプチドに関する。以下の６．に提示する実施例により明示されるように、ＤＰ−１７８（配列番号：１）抗ウイルス活性は非常に高いので、重量基準で、ＤＰ−１７８（配列番号：１）がその抑制効果を示す濃度ほど低い濃度では他の公知の抗ＨＩＶ剤は効果がない。本発明は、更に、やはりかかる抗ウイルス活性を示すＤＰ−１７８の部分、類似体及び相同体に関する。かかるＤＰ−１７８の部分、類似体及び相同体の抗ウイルス活性には、未感染ＣＤ−４+細胞へのＨＩＶ伝播の抑制が含まれるが、これに限定されない。本発明は、ＤＰ−１７８（配列番号：１）及びＤＰ−１７８断片及び／又は類似体又は相同体の使用に関する。かかる使用には、未感染細胞へのヒト及び非ヒトレトロウイルス伝播、特にＨＩＶ伝播の抑制物質としての、及びタイプ及び／又はサブタイプ特異性診断ツールとしてのこれらペプチドの使用が含まれ得る。
以下に本発明の態様が実際に明らかにされており、そこでは、極端に低い濃度のＤＰ−１７８（配列番号：１）及び非常に低い濃度のＤＰ−１７８相同体（配列番号：３）が、ＨＩＶ−１媒介ＣＤ−４+細胞−細胞融合（即ち、合胞体形成）及び無細胞ウイルスによるＣＤ−４+細胞の感染の強力な抑制物質であることが示されている。更に、ＤＰ−１７８（配列番号：１）は、抑制力のあるＤＰ−１７８（配列番号：１）濃度よりも３対数倍高い濃度でも、細胞に対して無毒であることが示されている。
本発明は、類似の抗ウイルス特性を示す他のエンベロープを有するウイルス中の類似ＤＰ−１７８ペプチドにも関する。
本発明は、更に、ＤＰ−１０７、つまりＨＩＶ−１LAI膜貫通タンパク質（ＴＭ）ｇｐ４１のアミノ酸５５８〜５９５に対応するペプチドに類似するペプチドであって、他のエンベロープを有するウイルス中に存在しかつ抗ウイルス特性を示すペプチドに関する。本発明は、部分的に、ｇｐ４１タンパク質のＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８ドメインが互いに非共有結合で複合体化しており、そしてそれらの相互作用がそのウイルスの正常な活性に必要であるという驚くべき発見に基づいている。従って、本発明は、更に、ＤＰ−１０７とＤＰ−１７８の間の相互作用及び／又はＤＰ−１０７様ペプチドとＤＰ−１７８様ペプチドの間の相互作用を途絶させる抗ウイルス性化合物を同定する方法に関する。
以下に本発明の態様が実際に明らかにされており、そこでは、ＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８に抗ウイルス的及び／又は構造的類似性を有するペプチドが同定されている。
３．１．定義
ここでは、ペプチドをペプチド結合により共有結合で繋がった２又は３以上のアミノ酸を含む有機化合物として定義する。ペプチドを構成アミノ酸の数に関連させて言及することができる。即ち、ジペプチドは２つのアミノ酸残基を含有し、トリペプチドは３つのアミノ酸残基を含有する等である。１０又はそれより少ないアミノ酸を含有するペプチドをオリゴペプチドということができ、一方、１０を越えるアミノ酸残基を有するものはポリペプチドである。
ここで定義されるペプチド配列は、アミノ酸残基の一文字記号により次のように表わされる。
Ａ（アラニン）
Ｒ（アルギニン）
Ｎ（アスパラギン）
Ｄ（アスパラギン酸）
Ｃ（システイン）
Ｑ（グルタミン）
Ｅ（グルタミン酸）
Ｇ（グリシン）
Ｈ（ヒスチジン）
Ｉ（イソロイシン）
Ｌ（ロイシン）
Ｋ（リシン）
Ｍ（メチオニン）
Ｆ（フェニルアラニン）
Ｐ（プロリン）
Ｓ（セリン）
Ｔ（スレオニン）
Ｗ（トリプトファン）
Ｙ（チロシン）
Ｖ（バリン）
【図面の簡単な説明】
図１．ＨＩＶ−１LAIから誘導されたＤＰ−１７８のアミノ酸配列（配列番号：１）；ＨＩＶ−１SF2から誘導されたＤＰ１７８相同体（ＤＰ−１８５；配列番号：３）、ＨＩＶ−１RFから誘導されたＤＰ−１７８相同体（配列番号：４）、及びＨＩＶ−１MNから誘導されたＤＰ−１７８相同体（配列番号：５）；２つのプロトタイプのＨＩＶ−２単離物、即ちＨＩＶ−２rcd及びＨＩＶ−２NIHZのアミノ酸配列から誘導されたＤＰ−１７８相同体（配列番号：６、配列番号：７）；コントロールペプチド：ＤＰ−１８０（配列番号：２）、つまりＤＰ−１７８のアミノ酸残基をかき混ぜ配列（scrambled sequence）に組み入れたペプチド；ＨＩＶ−１無細胞ウイルス感染を阻害する、ＤＰ−１７８に無関係なＤＰ−１１８（配列番号：１０）；やはりＨＩＶ−１無細胞ウイルス感染を阻害することが以前に示された、ＤＰ−１７８に無関係なＤＰ−１２５（配列番号：８）（Wildら，1992,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:10,537-10,541）；無細胞ウイルス感染アッセイを用いてＨＩＶ−１感染の阻害について陰性であることが以前に示された、ＤＰ−１７８に無関係なＤＰ−１１６（配列番号：９）（Wildら，1992,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:10,537-10,541）。この図全体を通して、一文字アミノ酸表記法を用いている。
図２．合成ペプチドによるＨＩＶ−１無細胞ウイルス感染の抑制。ＩＣ５０は、感染細胞からのＲＴ産生を未処理コントロールと比較して５０％だけ抑制するペプチドの濃度を指す。コントロール：処理培養物と同じレベルのウイルスで感染した未処理細胞培養物により産生されたＲＴのレベル。
図３．合成ペプチドＤＰ−１７８（配列番号：１）によるＨＩＶ−１及びＨＩＶ−２無細胞ウイルス感染の抑制。ＩＣ５０：ＲＴ産生を未処理コントロールと比較して５０％だけ抑制するペプチドの濃度。コントロール：処理培養物と同じレベルのウイルスで感染した未処理細胞培養物により産生されたＲＴのレベル。
図４Ａ．融合抑制アッセイ。ＨＩＶ−１プロトタイプ単離物媒介合胞体形成のＤＰ−１７８（配列番号：１）抑制。データは細胞当たりのウイルス誘発合胞体の数を表わす。
図４Ｂ．融合抑制アッセイ。ＤＰ−１８０（配列番号：２）：かき混ぜコントロールペプチド。ＤＰ−１８５（配列番号：３）：ＨＩＶ−１SF2単離物から誘導されたＤＰ−１７８相同体。コントロール：ペプチド不存在下で生成した合胞体の数。
図５．融合抑制アッセイ。ＨＩＶ−１対ＨＩＶ−２。データはウェル当たりのウイルス誘発合胞体の数を表わす。ＮＤ：行わず。
図６．ＤＰ−１７８（配列番号：１）及びＤＰ−１１６（配列番号：９）のＣＥＭ細胞への細胞毒性検討。細胞増殖データを示している。
図７．ＨＩＶ−ｇｐ４１融合タンパク質及びマルトース結合タンパク質（ＭＢＰ）−ｇｐ４１融合タンパク質を図示したもの。ＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８は、ｇｐ４１の推定上の２本のヘリックスに基づく合成ペプチドである。後者のＤＰ−１０７ボックス内のＰは、アミノ酸番号５７８におけるＩｌｅからＰｒｏへの突然変異を表わす。アミノ酸残基は、Meyersら，Human Retroviruses and AIDS,1991,Theoret.Biol.and Biophys.Group,Los Alamos Natl.Lab.,Los Alamos,NM.に従って番号付けされている。
図８．点突然変異は、Ｍ４１のコンフォメーション及び抗ＨＩＶ活性を変える。
図９．ＤＰ−１７８抗ＨＩＶ活性の停止。細胞融合アッセイを１０ｎＭのＤＰ−１７８及び種々の濃度のＭ４１Δ１７８又はＭ４１ＰΔ１７８の存在下で行った。
図１０．ＥＬＩＳＡにより分析したｇｐ４１のロイシンジッパーへのＤＰ−１７８の結合。
図１１Ａ〜Ｂ．ＨＩＶ−１ＴＭタンパク質内での構造的変化のモデル。触発（おそらくＣＤ４へのｇｐ１２０の結合）後の天然オリゴマーから紡錘状態への構造的変化を示す２つのモデルを提案している。両モデルの共通の特徴には、（１）ｇｐ１２０／４１のヘテロダイマーを形成する非共有結合性タンパク質−タンパク質相互作用及びｇｐ４１相互作用部位が主であるがｇｐ１２０／４１複合体のウイルス表面上でホモオリゴマーを形成する他の相互作用により天然状態がきちんと維持されていること；（２）天然状態においてはＮ末端の疎水性紡錘ペプチド（Ｆ）が遮蔽されていること；及び（３）紡錘状態においてのみロイシンジッパードメイン（ＤＰ−１０７）がホモオリゴマー高次コイルとして存在していることが含まれる。これら２つのモデルにおける主要な違いには、ＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８ドメインが互いに複合化している構造的状態（天然状態又は紡錘状態）が含まれる。最初のモデル（Ａ；図１１Ａ）では、この相互作用は天然状態で起こり、Ｂでは紡錘状態の間に起こる。触発されると、Ａに描いたモデルにおける融合複合体が、相同性ＤＰ−１０７ドメイン内における高次コイル相互作用の形成を介して生成し、長いα−ヘリックスができる。このコンフォメーション変化で、細胞膜との相互作用のための融合ペプチドが配備される。第２のモデル（Ｂ；図１１Ｂ）では、この紡錘状複合体は、ＤＰ−１７８ドメインのＤＰ−１０７高次コイルとの連携により安定化される。
図１２．既知高次コイルのアミノ酸のヘプタドリピートポジショニング（heptad repeat positioning）を用いるモチーフデザイン。
図１３．ＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８のアミノ酸の提案７個群リピートポジショニングを用いるモチーフデザイン。
図１４．ＧＣＮ４及びＤＰ−１０７を交ざっているハイブリッドモチーフデザイン。
図１５．ＧＣＮ４及びＤＰ−１７８を交ざっているハイブリッドモチーフデザイン。
図１６．ＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８を交ざっているハイブリッドモチーフデザイン１０７×１７８×４。このモチーフは関連するＤＰ−１０７様及びＤＰ−１７８様ペプチド領域の同定と最も一致することが分かった。
図１７．ＧＣＮ４、ＤＰ−１０７、及びＤＰ−１７８を交ざっているハイブリッドモチーフデザインＡＬＬＭＯＴＩ５。
図１８．ＧＣＮ４、ＤＰ−１０７、ＤＰ−１７８、ｃ−Ｆｏｓ ｃ−Ｊｕｎ、ｃ−Ｍｙｃ、及びＦｌｕ Ｌｏｏｐ３６を交ざっているハイブリッドモチーフデザイン。
図１９．Ｎ末端プロリン−ロイシンジッパーモチーフを同定するためにデザインされたモチーフ。
図２０．ＨＩＶ−１（ＢＲＵ単離物）エンベロープタンパク質ｇｐ４１についての検索結果。
0004205159.tif 000002
各モチーフにより同定されたアミノ酸配列をそれぞれの特徴により各記号でくくった。全検索に基づいて選ばれた代表的配列に下線を付して太字で記した。ＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８配列を目立たせ、更に二重下線を付してイタリックで記している。
図２１．ヒト呼吸合胞体ウイルス（human respiratory syncytial virus）（ＲＳＶ）株Ａ２融合糖タンパク質Ｆ１についての検索結果。配列検索モチーフ名は図２０の通りである。
図２２．サル免疫不全ウイルス（ＳＩＶ）エンベロープタンパク質ｇｐ４１（ＡＧＭ３単離物）についての検索結果。配列検索モチーフ名は図２０の通りである。
図２３．イヌジステンバーウイルス（Onderstepoort株）融合糖タンパク質１についての検索結果。配列検索モチーフ名は図２０の通りである。
図２４．ニューカッスル病ウイルス（オーストラリア−ビクトリア／３２株）融合糖タンパク質Ｆ１についての検索結果。配列検索モチーフ名は図２０の通りである。
図２５．ヒトパラインフルエンザ３ウイルス（ＮＩＨ４７８８５株）融合糖タンパク質Ｆ１についての検索結果。配列検索モチーフ名は図２０の通りである。
図２６．インフルエンザＡウイルス（Ａ／ＡＩＣＨＩ／２／６８株）血球凝集素前駆体ＨＡ２についての検索結果。配列検索モチーフ名は図２０の通りである。
図２７．ここに記載したコンピューターを利用する検索を用いて同定した配列に跨がる４８アミノ酸ＲＳＶ Ｆ２ペプチドの配列を用いて合成した３５量体ペプチドの高次コイル構造類似性及び抗ＲＳＶ抗ウイルス活性。正確な所在位置及び用いたモチーフについては、図２１を参照のこと。“＋”記号は、構造類似性又は抗ウイルス活性の相対的インジケーターであって、より多くの数の“＋”記号は、より高い相対的類似性又は抗ウイルス活性を示す。
図２８．ここに記載したコンピューターを利用する検索を用いて同定した配列に跨がる５３アミノ酸ＲＳＶ Ｆ１ペプチドの配列を用いて合成した３５量体ペプチドの高次コイル構造類似性及び抗ＲＳＶ抗ウイルス活性。正確な所在位置及び用いたモチーフについては、図２１を参照のこと。“＋”記号は、図２７で説明した通りである。
図２９．ここに記載したコンピューターを利用する検索を用いて同定した配列に跨がる５６アミノ酸パラインフルエンザ３ウイルス（ＨＰＦ３）ペプチドの配列を用いて合成した３５量体ペプチドの高次コイル構造類似性及び抗ＨＰＦ３抗ウイルス活性。正確な所在位置及び用いたモチーフについては、図２５を参照のこと。“＋”記号は、図２７で説明した通りである。
図３０．ここに記載したコンピューターを利用する検索を用いて同定した配列に跨がる７０アミノ酸ＨＰＦ３ペプチドの配列を用いて合成した３５量体ペプチドの高次コイル構造類似性及び抗ＨＰＦ３抗ウイルス活性。正確な所在位置及び用いたモチーフについては、図２５を参照のこと。“＋”記号は、図２７で説明した通りである。
５．発明の詳細な説明
ここには、強力な抗ウイルス活性を示すペプチドが記載されている。これらペプチドには、ＤＰ−１７８（配列番号：１）、つまりｇｐ４１誘導３６アミノ酸ペプチド、ＤＰ−１７８の断片及び／又は類縁体、並びにＤＰ−１７８に相同性であるペプチドが含まれる。加えて、これらペプチドには、ＤＰ−１０７、つまりＨＩＶ−１LAI膜貫通（ＴＭ）ｇｐ４１タンパク質の残基５５８〜５９５に対応する３８アミノ酸ペプチドに類似する抗ウイルス活性を示すペプチドであって、他のエンベロープを有するウイルスタンパク質中に存在するペプチドが含まれ得る。ここには、かかるペプチドの抗ウイルス活性を試験するためのアッセイも記載されている。本発明は、部分的に、ｇｐ４１タンパク質のＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８ドメインが、そのウイルスの正常な活性に必要である非共有結合性タンパク質−タンパク質相互作用により互いに複合化しているという驚くべき発見に基づいている。従って、ＤＰ−１０７ペプチドとＤＰ−１７８ペプチドの間、及びＤＰ−１０７様ペプチドとＤＰ−１７８様ペプチドの間の相互作用を途絶させる抗ウイルス性化合物を同定する方法が記載されている。最後に、非ヒト及びヒトウイルス伝染並びにレトロウイルス伝染、特にＨＩＶ伝染の阻害物質としての本発明のペプチドの使用が詳記され、特定のウイルス、特にレトロウイルスの存在の診断用インジケーターとしての本発明のペプチドの使用も同じく詳記されている。
如何なる理論の影響も受けるものではないが、以下の実施例に記載する実験に一部基づいて、ＤＰ−１７８の強力な抗ＨＩＶ活性を説明するために、次のモデルを提案する。このウイルスタンパク質、つまりｇｐ４１においては、ＤＰ−１７８がｇｐ４１エクトドメイン（ectodomain）のＣ末端の端部に位置する推定上のα−ヘリックス領域に対応し、そしてｇｐ４１上の遠位部位と連携するようである。その相互作用構造は、ロイシンジッパーモチーフ、つまりＤＰ−１０７と言われる高次コイル構造により影響を受ける。これら２つのドメインの連携は、その融合プロセスに深く関わる分子状リンケージ又は“分子状クラスプ”ということができる。ｇｐ４１のＣ末端α−ヘリックスモチーフ（即ち、ＤＰ−１７８ドメイン）内での突然変異はｇｐ４１の融合能力を高める傾向があるのに反して、ロイシンジッパー領域（即ち、ＤＰ−１０７ドメイン）内での突然変異はこのウイルスタンパク質の融合能力を減じるか又は無くしてしまうのは興味がある。ロイシンジッパーモチーフは膜融合に関与しているのに対して、Ｃ末端α−ヘリックスモチーフはウイルス誘発膜融合の間にロイシンジッパーの利用性を調節する分子状安全装置として役立つ。
前述の事柄に基づいて、ｇｐ４１媒介膜融合の２つのモデルを提案し、それらを図１１Ａ〜Ｂに図示する。２つのモデルを提案する理由は、ＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８により定義される領域間の相互作用の時間的に移り変わる性質をまだ正確に定めることができないからである。各モデルはｇｐ４１についての２つのコンフォメーションを示している。その１つは休眠状態のウイルス粒子に見出されるかも知れないので“天然”状態にあるとする。もう１つは、ＣＤ４へのｇｐ１２０の結合の後でしかも標的細胞膜との融合の直前に触発されるコンフォメーション変化を反映して“紡錘”状態にあるとする。ｇｐ１２０とＣＤ４との間の強い結合親和性は、実際のところ、融合プロセスのための引き金に相当するといえ、細胞内小胞内で融合するウイルスについて起こる如きｐＨ変化を不要にする。両モデルの２つの主要な特徴は、（１）オリゴマーエンベロープの各鎖内のロイシンジッパー配列（ＤＰ−１０７）は、天然状態においては離れて保持されており、極めて安定な高次コイルを形成できるよう紡錘状態において互いに接近できるに過ぎないこと、及び（２）ＤＰ−１７８部位とＤＰ−１０７部位との連携は、それらがｇｐ４１内に存在するときには、天然状態でも紡錘状態でも起こることである。図１１Ａには、天然状態におけるＤＰ−１７８／ＤＰ−１０７相互作用が分子状クラスプとして描かれている。一方、このエンベロープの最も安定な形が紡錘状態において生じると仮定した場合には、図１１Ｂのモデルを考慮することができる。
ペプチドとして合成すると、ＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８の両方はＨＩＶ感染及び融合の強力な抑制物質となる。これは、おそらく、ウイルスｇｐ４１と複合体を形成して（例えば、天然構造から紡錘状態へのウイルスタンパク質の構造変化の間に）その紡錘化プロセスを妨害できるそれらの能力、つまりこれらＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８ペプチドがウイルスｇｐ４１上のそれらそれぞれの結合部位に接近でき、そして破壊的影響を及ぼすことができるそれらの能力によるものであろう。抗ＨＩＶ活性を示すＤＰ−１０７ペプチドは、１９９２年８月７日に出願された本出願人の同時係属中の米国出願第０７／９２７，５３２号に記載されている。なお、この出願は参照によりそっくりそのままここに組み入れられるものとする。
以下の実施例に示すように、ＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８の両ドメインを含有するｇｐ４１のエクトドメインに対応する切断型の（truncated）組換えｇｐ４１タンパク質（ｇｐ４１のこの融合ペプチド、膜貫通領域及び細胞質ドメインを含まない）は、ＨＩＶ−１誘発融合を阻害しなかった。しかしながら、ＤＰ−１０７ドメインの高次コイル構造を破壊するために突然変異（ＤＰ−１０７ペプチドの生物活性を完全に失わせる突然変異）を一箇所導入すると、この不活性組換えタンパク質はＨＩＶ−１誘発融合の活性な阻害物質に変換された。この変換は、強力なＤＰ−１７８ドメインの、ロイシンジッパー、つまりＤＰ−１０７ドメインとの分子状クラスプからの解放から起こったものといえる。
明瞭に論述するために、ＨＩＶのＤＰ−１７８ペプチド阻害物質について本発明を説明する。しかしながら、これら原理は、以下の表Ｖ〜Ｘに列挙したペプチドを含有するウイルスを含むがそれらに限定されない他の紡錘状のエンベロープを有するウイルスに同じように適用できる。
５．１．ＤＰ−１７８及びＤＰ−１７８様ペプチド
本発明のペプチドＤＰ−１７８（配列番号：１）は、ＨＩＶ−１LAI単離物からの膜貫通タンパク質ｇｐ４１のアミノ酸残基６３８〜６７３に対応し、次の３６アミノ酸配列を有する（アミノ末端からカルボキシ末端へと読み取るものとする）。
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この完全長ＤＰ−１７８（配列番号：１）３６量体に加えて、本発明のペプチドには、ＤＰ−１７８（配列番号：１）ペプチドの抗ウイルス活性を示す切断型（truncations）が含まれ得る。かかる切断型ＤＰ−１７８（配列番号：１）ペプチドは、３〜３６アミノ酸残基のペプチド（即ち、トリペプチドから３６量体ポリペプチドまでの大きさのペプチド）を含むことができ、以下の表Ｉ及びIIに列挙したペプチドが含まれるが、それらに限定されない。これら表におけるペプチド配列は、アミノ末端（左）からカルボキシ末端（右）に向かって掲げられている。“Ｘ”はアミノ基（−ＮＨ2）を表わすことができ“Ｚ”はカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を表わすことができる。また、以下に記載するように、“Ｘ”及び／又は“Ｚ”は疎水基、アセチル基、ＦＭＯＣ基、アミド基、又は共有結合で結合した高分子を表わすことができる。
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一文字アミノ酸表記法を用いている。
更に、“Ｘ”はアミノ基；カルボベンゾキシル、ダンシル、又はｔ−ブチルオキシカルボニルを含むがこれらに限定されない疎水基；アセチル基；９−フルオレニルメトキシカルボニル（ＦＭＯＣ）基；脂質−脂肪酸結合体、ポリエチレングリコール、又は炭水化物を含むがこれらに限定されない高分子担体基を表わすことができる。
“Ｚ”はカルボキシル基；アミド基；ｔ−ブチルオキシカルボニル基；脂質−脂肪酸結合体、ポリエチレングリコール、又は炭水化物を含むがこれらに限定されない高分子担体基を表わすことができる。
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一文字アミノ酸表記法を用いている。
更に、“Ｘ”はアミノ基；カルボベンゾキシル、ダンシル、又はｔ−ブチルオキシカルボニルを含むがこれらに限定されない疎水基；アセチル基；９−フルオレニルメトキシカルボニル基；脂質−脂肪酸結合体、ポリエチレングリコール、又は炭水化物を含むがこれらに限定されない高分子担体基を表わすことができる。
“Ｚ”はカルボキシル基；アミド基；ｔ−ブチルオキシカルボニル基；脂質−脂肪酸結合体、ポリエチレングリコール、又は炭水化物を含むがこれらに限定されない高分子担体基を表わすことができる。
本発明の抗ウイルス性ペプチドには、ＤＰ−１７８及び／又はＤＰ−１７８切断型の類縁体も含まれ、それらには、１又は２以上のアミノ酸置換、挿入及び／又は欠失を含有するＤＰ−１７８（配列番号：１）配列又はＤＰ−１７８切形配列を含むペプチドが含まれるが、それらに限定されない。以下に記載するＤＰ−１７８相同体の類縁体も本発明の範囲内に属する。本発明のＤＰ−１７８類縁体は抗ウイルス活性を示し、更に、例えば、生物学的利用能及び／又は安定性の増加、又は宿主免疫認識の減少の如き追加の有益な特徴を有することができる。
ＨＩＶ−１及びＨＩＶ−２エンベロープタンパク質は構造的に明確に異なるが、ＨＩＶ−１及びＨＩＶ−２のＤＰ−１７８対応領域内には顕著なアミノ酸保存が存在する。このアミノ酸保存は周期性のものなので、構造及び／又は機能のかなりの保存が示唆される。従って、１つの可能な部類のアミノ酸置換には、本発明のＤＰ−１７８ペプチドの構造を安定化することが予測されるアミノ酸変換が含まれよう。
アミノ酸置換は、保存性のものであっても非保存性のものであってもよい。保存性アミノ酸置換は、ＤＰ−１７８（配列番号：１）ペプチド配列の１又は２以上のアミノ酸を、類似の電荷、大きさ、及び／又は疎水性のアミノ酸と置き換えることからなり、例えば、グルタミン酸（Ｅ）をアスパラギン酸（Ｄ）に置き換えるような置換がある。保存された置換だけが行われる場合には、得られるペプチドは、ＤＰ−１７８（配列番号：１）又はそれが由来とするＤＰ−１７８ペプチドに機能的に等価である。非保存性置換は、ＤＰ−１７８（配列番号：１）ペプチド配列の１又は２以上のアミノ酸を、似ていない電荷、大きさ、及び／又は疎水性を有するアミノ酸と置き換えることからなり、例えば、グルタミン酸（Ｅ）をバリン（Ｖ）に置き換えるような置換がある。
アミノ酸挿入は、単一のアミノ酸残基からなるものであっても長さが２〜１５アミノ酸に及ぶ長く連なった残基からなるものであってもよい。１又は２以上の挿入をＤＰ−１７８（配列番号：１）、ＤＰ−１７８断片、類縁体、及び／又はＤＰ−１７８相同体（以下に記載）に導入することができる。
ＤＰ−１７８（配列番号：１）、ＤＰ−１７８断片、類縁体、及び／又はＤＰ−１７８相同体（以下に記載）の欠失体も、本発明の範囲内に属する。かかる欠失は、ＤＰ−１７８又はＤＰ−１７８様ペプチド配列からの１又は２以上のアミノ酸の除去からなり、得られるペプチド配列の長さの下限は４〜６アミノ酸である。かかる欠失は、そのペプチド配列の単一の連続部分を包含するものであっても１を越えるバラバラの部分を包含するものであってもよい。
本発明のペプチドは、更に、ＤＰ−１７８（配列番号：１）及び／又はＤＰ−１７８切断型の相同体であって抗ウイルス活性を示すペプチドを含むことができる。かかるＤＰ−１７８相同体は、そのアミノ酸配列が、他の（即ち、ＨＩＶ−１LAI以外の）ウイルスのペプチド領域であってＤＰ−１７８（配列番号：１）が由来とするｇｐ４１ペプチドに対応する領域のアミノ酸配列から構成されるペプチドである。かかるウイルスには、他のＨＩＶ−１単離物及びＨＩＶ−２単離物が含まれ得るが、これらに限定されない。他の（即ち、非ＨＩＶ−１LAI）ＨＩＶ−１単離物の対応するｇｐ４１ペプチド領域から誘導されるＤＰ−１７８相同体には、例えば、以下に示すペプチド配列が含まれ得る。
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配列番号：３（ＤＰ−１８５）、配外番号：４、及び配列番号：５は、それぞれＨＩＶ−１SF2、ＨＩＶ−１RF、及びＨＩＶ−１MN単離物から誘導される。下線を付したアミノ酸残基は、ＤＰ−１７８（配列番号：１）ペプチド内の対応する位置とは異なる残基を指す。かかるＤＰ−１７８相同体の１つ、つまりＤＰ−１８５（配列番号：３）は、以下の第６節に提示する実施例に記載されており、そこでは、ＤＰ−１８５（配列番号：３）が抗ウイルス活性を示すことが実際に明らかにされている。本発明のＤＰ−１７８相同体には、以下に記載するように、切断型、アミノ酸置換体、挿入体及び／又は欠失体も含まれ得る。
加えて、図１に示すように、ＨＩＶ−１及びＨＩＶ−２単離物のＤＰ−１７８配列に対応する領域内には顕著な類似性が存在する。ＨＩＶ−２NIHZ単離物から誘導されるＤＰ−１７８相同体は次の３６アミノ酸配列を有する（アミノ末端からカルボキシ末端へと読み取るものとする）。
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表III及び表IVは、ＨＩＶ−２NIHZＤＰ−１７８相同体の幾つかの可能な切断型を示す。それらは、３〜３６アミノ酸残基のペプチド（即ち、大きさがトリペプチドから３６量体ポリペプチドまでのペプチド）含むことができる。これら表におけるペプチド配列は、アミノ末端（左）からカルボキシ末端（右）に向かって掲げられている。“Ｘ”はアミノ基（−ＮＨ2）を表わすことができ“Ｚ”はカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を表わすことができる。また、以下に記載するように、“Ｘ”及び／又は“Ｚ”は疎水基、アセチル基、ＦＭＯＣ基、アミド基、又は共有結合で結合した高分子を表わすことができる。
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一文字アミノ酸表記法を用いている。
更に、“Ｘ”はアミノ基；カルボベンゾキシル、ダンシル、又はｔ−ブチルオキシカルボニルを含むがこれらに限定されない疎水基；アセチル基；９−フルオレニルメトキシカルボニル（ＦＭＯＣ）基；脂質−脂肪酸結合体、ポリエチレングリコール、又は炭水化物を含むがこれらに限定されない高分子担体基を表わすことができる。
“Ｚ”はカルボキシル基；アミド基；ｔ−ブチルオキシカルボニル基；脂質−脂肪酸結合体、ポリエチレングリコール、又は炭水化物を含むがこれらに限定されない高分子担体基を表わすことができる。
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一文字アミノ酸表記法を用いている。
更に、“Ｘ”はアミノ基；カルボベンゾキシル、ダンシル、又はｔ−ブチルオキシカルボニルを含むがこれらに限定されない疎水基；アセチル基；９−フルオレニルメトキシカルボニル（ＦＭＯＣ）基；脂質−脂肪酸結合体、ポリエチレングリコール、又は炭水化物を含むがこれらに限定されない高分子担体基を表わすことができる。
“Ｚ”はカルボキシル基；アミド基；ｔ−ブチルオキシカルボニル基；脂質−脂肪酸結合体、ポリエチレングリコール、又は炭水化物を含むがこれらに限定されない高分子担体基を表わすことができる。
5.2.  ＤＰ−１０７およびＤＰ−１７８に類似した抗ウイルスペプチド
第5.1節で上述した本発明のＤＰ−１７８配列に機能的に等しく、それゆえ該配列に類似するペプチド配列が他の非ＨＩＶ−１エンベロープウイルス中に見いだせる可能性がある。さらに、ＨＩＶ−１由来の抗ウイルスペプチドであるＤＰ−１０７に機能的に等しく、それゆえ該配列に類似するペプチド配列も他の非ＨＩＶ−１エンベロープウイルス中に存在する可能性があるＤＰ−１０７は、強い抗ウイルス活性を示すＨＩＶ−１LAI膜貫通（ＴＭ）ｇｐ４１タンパク質の残基５５８−５９５に対応する、３８個のアミノ酸からなるペプチドである。ＤＰ−１０７については、本出願人の同時係属中の米国特許出願第07/927,532号に詳しく記述されている。これらのＤＰ−１０７様およびＤＰ−１７８様の類似ペプチドは、エンベロープウイルスのＴＭタンパク質に存在するもので、好ましくは抗ウイルス活性を示し、最も好ましくはその天然配列が見いだされたウイルスに対して特異的な抗ウイルス活性を示すものである。
ＤＰ−１０７様およびＤＰ−１７８様ペプチドは、例えば、下記の第９〜１６節に示した実施例により記述されかつ実証されるような、コンピュータによる検索戦略を利用することにより同定できる。この検索戦略は推定される二次構造がＤＰ−１０７およびＤＰ−１７８に類似している他のウイルスの領域を同定するものである。
この検索戦略は下記の第９節に示した実施例において詳述される。検索戦略は幾分かはＤＰ−１０７およびＤＰ−１７８から推論される一次アミノ酸モチーフに基づくが、一次アミノ酸配列の相同性の検索のみを土台とするものではない。と言うのは、こうしたタンパク質配列相同性はウイルスの主要グループ内に存在するもので、グループ間には存在しないからである。例えば、一次アミノ酸配列の相同性は異なるＨＩＶ−１株のＴＭタンパク質内、またはシミアン（サル）免疫不全ウイルス（ＳＩＶ）の異なる単離物のＴＭタンパク質内では高くなっている。しかし、ＨＩＶ−１とＳＩＶの間の一次アミノ酸配列の相同性はかなり低く、役に立たない。それゆえ、構造的にのみ、またはその反対に一次配列の相同性のみに基づいて、他のウイルス内でＤＰ−１０７またはＤＰ−１７８に似たペプチドを捜し出すことは不可能である。
さらに、特定のアミノ酸それ自体に基づくのではなく、アミノ酸の異なるクラスの物理化学的性質に基づいて、例えばペプチド配列の高次コイル（coiled-coil）の性質に注目することにより、アミノ酸の一次配列の配置を同定することは有用でありうるが、タンパク質内の領域のこのような高次コイルの性質を同定するためにLupasらによって設計されたコンピュータアルゴリズム（Lupas,A.ら，1991 Science 252:1162-1164）は、ＤＰ−１０７またはＤＰ−１７８に類似したタンパク質領域を同定するには不十分である。
詳しく述べると、Lupasのアルゴリズムを用いてＨＩＶ−１のｇｐ１６０（ｇｐ１２０とｇｐ４１の両方を含む）を分析しても、ＤＰ−１０７内の高次コイル領域は同定されない。しかし、それはＤＰ−１７８の最初のＮ末端の８アミノ酸から始まってＣ末端から８アミノ酸で終わるＤＰ−１７８内の領域を同定する。ＤＰ−１０７ペプチドは安定な高次コイルを形成することが実験的にわかっている。従って、Lupasの検索アルゴリズムに基づいた検索では、ＤＰ−１０７の高次コイル領域が同定されなかったようである。反対に、LupasのアルゴリズムはＤＰ−１７８領域を可能性のある高次コイルモチーフとして同定した。しかしながら、この領域に由来するＤＰ−１７８ペプチドは溶解状態で高次コイルを形成することができなかった。Lupasの検索アルゴリズムがＨＩＶ−１  ＴＭ内の高次コイル配列を正確に同定し得ないことの考えられる説明は、LupasのアルゴリズムがウイルスのＴＭタンパク質（その抗ウイルスペプチド、例えばＤＰ−１０７およびＤＰ−１７８が本発明の目的である）に構造的または機能的に類似するものでないタンパク質からの高次コイル構造を土台としているということである。
本発明のコンピュータ検索戦略は、下記の第９〜１６節に示した実施例で実証されるように、ＤＰ−１０７またはＤＰ−１７８に類似したウイルスＴＭタンパク質の領域を成功裏に同定する。この検索戦略は市販の配列データベースパッケージ、好ましくはPC/Geneとともに使用するように設計されたものである。第９節で論ずるように、一連のモチーフは「非常に厳格」から「非常に大まか」までのストリンジェンシーに及ぶように設計され、工学的に操作された。
このようなコンピュータによるＤＰ−１０７様またはＤＰ−１７８様抗ウイルスペプチドの検索に利用しうるタンパク質配列検索モチーフの中に、107x178x4モチーフ、ALLMOTI5モチーフおよびPLZIP系列のモチーフがあり、それぞれ下記の第９節に示した実施例において記述される。107x178x4モチーフが好ましいものである。
高次コイル配列は７個（heptad）のアミノ酸の繰返し（ヘプタドリピート）からなると考えられる。簡潔に記載するために、時に、ヘプタドリピート内のアミノ酸位置をＡからＧで表し、最初の位置をＡ、２番目をＢ、といったように記載する。ここでＤＰ−１０７様およびＤＰ−１７８様配列を同定するために使用したモチーフは、このようなヘプタドリピートを特異的に検索して同定するように設計されている。後述する各モチーフの説明において、括弧すなわち〔  〕内のアミノ酸は所定の位置で受け入れられるアミノ酸残基を示し、一方、中括弧すなわち｛  ｝内のアミノ酸は所定のヘプタド位置で受け入れられないアミノ酸を示す。１組の括弧または中括弧に入れたアミノ酸の後に丸括弧すなわち（  ）内の数字が続いている場合、それは指定した組のアミノ酸が保持される後続のアミノ酸位置の数を意味しており、例えば（２）はその次の２つのヘプタドアミノ酸位置を指している。
ALLMOTI5は次のように記載される：
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このモチーフを翻訳すると次のように読めるだろう。すなわち、ヘプタドの最初（Ａ）の位置ではＣ、Ｄ、Ｇ、Ｈ、Ｐ以外のアミノ酸残基はどれも受け入れられ、次の２つ（Ｂ、Ｃ）のアミノ酸位置ではＣ、Ｆ、Ｐ以外のアミノ酸残基はどれも受け入れられ、４番目のヘプタド位置（Ｄ）ではＣ、Ｄ、Ｇ、Ｈ、Ｐ以外のアミノ酸残基はどれも受け入れられ、次の３つ（Ｅ、Ｆ、Ｇ）のアミノ酸位置ではＣ、Ｆ、Ｐ以外のアミノ酸残基はどれも受け入れられる。このモチーフは５つの連続するヘプタドリピート（それゆえ最初のラインのリピート、５回）を検索するように設計されており、つまり、それは３５−ｍｅｒの大きさのペプチドを検索することを意味している。また、最初のモチーフを４回だけ反復することによって２８−ｍｅｒを検索するようにも設計することができる。ALLMOTI5モチーフに関しては、３５−ｍｅｒの検索が好ましい。このようなALLMOTI5モチーフにより同定されたウイルス配列は本節の最後に載せた表Ｖに列挙してある。表Ｖに記載したウイルス配列は抗ウイルス活性を示す可能性があり、抗ウイルス化合物の同定に有用であると思われ、本発明の範囲に含まれるものである。
107x178x4モチーフは次のように書くことができる：
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このモチーフを翻訳すると次のように読めるだろう。すなわち、ヘプタドの最初（Ａ）の位置ではＥ、Ｆ、Ｉ、Ｋ、Ｌ、Ｎ、Ｑ、Ｓ、Ｔ、Ｖ、Ｗ、Ｙ以外のアミノ酸残基はどれも受け入れられ、次の２つ（Ｂ、Ｃ）のアミノ酸位置ではＣ、Ｆ、Ｍ、Ｐ以外のアミノ酸残基はどれも受け入れられ、４番目のヘプタド位置（Ｄ）ではＥ、Ｆ、Ｉ、Ｋ、Ｌ、Ｎ、Ｑ、Ｓ、Ｔ、Ｖ、Ｗ、Ｙ以外のアミノ酸残基はどれも受け入れられ、次の３つ（Ｅ、Ｆ、Ｇ）のアミノ酸位置ではＣ、Ｆ、Ｍ、Ｐ以外のアミノ酸残基はどれも受け入れられる。このモチーフは４つの連続するヘプタドリピート（それゆえ最初のラインのリピート、４回）を検索するように設計されており、つまり、それは２８−ｍｅｒの大きさのペプチドを検索することを意味している。また、最初のモチーフを５回反復することによって３５−ｍｅｒを検索するようにも設計することができる。107x178x4モチーフに関しては、２８−ｍｅｒの検索が好ましい。このような107x178x4モチーフにより同定されたウイルス配列は本節の最後に載せた表Ｖに列挙してある。表Ｖに記載したウイルス配列は抗ウイルス活性を示す可能性があり、抗ウイルス化合物の同定に有用であると思われ、本発明の範囲に含まれるものである。
PLZIP系列のモチーフは図１９に記載したとおりである。これらのモチーフはロイシンジッパー高次コイル様ヘプタド（少なくとも１つのプロリン残基が該リピートのＮ末端から予め定められた距離に存在する）を同定するように設計されている。このようなPLZIPモチーフは、一般に膜貫通アンカーのちょうどＮ末端に位置するＨＩＶ−１  ＤＰ−１７８に類似しているタンパク質の領域を見つけ出す。これらのモチーフは上記したものと同じ取決めに従って翻訳される。図１９に示した各ラインは１つの完全な検索モチーフを表す。これらのモチーフ中の“Ｘ”は任意のアミノ酸残基を指す。モチーフが丸括弧内に２つの数字を含む場合には、それはアミノ酸残基の変化する数を意味する。例えば、Ｘ（１，１２）は「次の１〜１２個のアミノ酸残基が任意のアミノ酸であり得る」と翻訳される。
本節の最後に載せた表ＶＩ〜ＸにはこのようなPLZIPモチーフからの当たり（ヒット）を列挙してある。表ＶＩ〜Ｘに記載したウイルス配列は抗ウイルス活性を示す可能性があり、抗ウイルス化合物の同定に有用であると思われ、本発明の範囲に含まれるものである。
下記の第１７および１８節に示した実施例は、このようなコンピュータ検索により同定されたＲＳウイルス（respiratory syncytial virus）およびパラインフルエンザウイルスの配列がＤＰ−１０７またはＤＰ−１７８と同様の抗ウイルスおよび／または構造特性を示すことを実証するものである。
ＤＰ−１０７様およびＤＰ−１７８様の類似ペプチドは、さらに、上記の第5.1節においてＤＰ−１７８について記載した追加の基（グループ）を含んでいてもよい。例えば、これらのペプチドは表Ｉ〜ＩＶの“Ｘ”によって表される追加のアミノ末端基のどれかを含むことができ、また、表Ｉ〜ＩＶの“Ｚ”によって表されるカルボキシ末端基のどれかを含むことができる。
その上、このようなＤＰ−１０７様およびＤＰ−１７８様ペプチドは、１個以上のアミノ酸の置換、挿入および／または欠失を含んでいる、上記の表Ｖ〜Ｘに挙げたもののようなＤＰ−１０７様またはＤＰ−１７８様ペプチドを含むことができる。また、このようなＤＰ−１０７様およびＤＰ−１７８様ペプチドの類似体も本発明の範囲に含まれるものである。本発明のかかる類似体は増強された抗ウイルス活性を示す可能性があり、さらに、増大した生物学的利用能および／または安定性、あるいは低下した免疫認識を有する可能性がある。
ＤＰ−１０７様およびＤＰ−１７８様ペプチドのアミノ酸の置換、挿入および欠失は上記の第5.1節でＤＰ−１７８について記載したとおりである。類似体の修飾については第5.3節に後述する。
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0004205159.tif 000058
0004205159.tif 000059
0004205159.tif 000060
5.3.  ペプチドの合成
本発明のペプチドは当技術分野でよく知られた技法により合成または製造することができる。例えば、Creighton,1983,Proteins:Structures and Molecular Principles,W.H.Freeman and Co.,NYを参照されたい（この文献はそのまま参考としてここに組み入れる）。例えば、短いペプチドは固体支持体上で、または溶液中で合成し得る。比較的長いペプチドは組換えＤＮＡ法を使って調製し得る。その場合は、本発明のペプチドをコードするヌクレオチド配列が当業者にとって公知の技法により合成され、かつ/またクローニングされ、そして発現される。例えば、Sambrookら，1989,Molecular Cloning,A Laboratory Manual,Vols.1-3,Cold Spring Harbor Press,NYを参照されたい。
また、本発明のペプチドは、該ペプチドのアミノ酸残基をつないでいる１以上の結合が非ペプチド結合となるように合成することも可能である。こうした代わりの非ペプチド結合は当業者に公知の反応を利用して形成することができ、例えば２，３の例を挙げると、イミノ、エステル、ヒドラジド、セミカルバジドおよびアゾ結合が含まれるが、これらに限らない。本発明の他の実施態様では、先に記載した配列を含むペプチドがそのアミノおよび／またはカルボキシ末端に追加の化学基をもつように合成することもでき、これにより、例えばペプチドの安定性、生物学的利用能および／または抑制活性が向上する。ペプチドのアミノ末端にはカルボベンゾキシ、ダンシル、ｔ−ブチルオキシカルボニル基といった疎水性の基が付加される。同様に、アセチル基や９−フルオレニルメトキシ−カルボニル基をペプチドのアミノ末端に配置することができる。（上記表Ｉ〜ＩＶ中の“Ｘ“を参照のこと。）さらに、疎水基、ｔ−ブチルオキシカルボニルまたはアミド基をペプチドのカルボキシ末端に付加することができる。（上記表Ｉ〜ＩＶ中の“Ｚ“を参照のこと。）さらに、本発明のペプチドはその立体配置が変わるように合成してもよい。例えば、通常のＬ異性体を使わずに、ペプチドの１以上のアミノ酸残基のＤ異性体を使うことができる。その上に、本発明のペプチドの少なくとも１つのアミノ酸残基を公知の非天然アミノ酸残基で置換してもよい。こうした変更は本発明のペプチドの安定性、生物学的利用能および／または抑制作用を高めるのに役立つかもしれない。
上記のペプチドはいずれも、そのアミノ末端および／またはカルボキシ末端に共有結合で結合された非ペプチド巨大分子担体グループをさらに含んでいてもよい。このような巨大分子担体グループとして、例えば脂質−脂肪酸結合体、ポリエチレングリコール、炭水化物などが挙げられる。従って、上記の表Ｉ〜ＩＶ中の“Ｘ“は、さらに、ペプチドのアミノ末端に共有結合で結合された上記の巨大分子担体グループの任意のものを表すことができる。同様に、表Ｉ〜ＩＶ中の“Ｚ“も上記の巨大分子担体グループの任意のものを表すことができる。
5.4.  抗ウイルス活性のアッセイ
本発明のペプチドが示す抗ウイルス活性は後述するような簡単に実施できるin vitroアッセイにより測定され、例えば、合胞体形成を抑制するペプチドの能力または細胞フリーのウイルスによる感染を抑制するその能力が試験される。こうしたアッセイを使用すると、ペプチドの相対的抗ウイルス活性、所定のウイルス株に対する展示および／またはペプチドの株特異的抑制活性のようなパラメーターを測定することができる。細胞融合アッセイを利用して、in vitroでＨＩＶ誘導合胞体形成を抑制するペプチドの能力を試験し得る。このようなアッセイは、未感染ＣＤ４+細胞（例：ＭｏｌｔまたはＣＥＭ細胞）を、慢性的にＨＩＶに感染している細胞およびアッセイすべきペプチドの存在下で培養することを含んでなる。それぞれのペプチドについて、ある範囲のペプチド濃度が試験される。この範囲にはペプチドを加えてない対照の培養物を含めるべきである。当業者には公知の標準的な培養条件が採用される。適当な期間（例えば、３７℃で２４時間）インキュベーションした後、顕微鏡により細胞融合および合胞体形成の指標となる多核巨大細胞の存在について培養物を検査する。
細胞フリーのＨＩＶによるＣＤ４+細胞の感染を抑制するペプチドの能力を試験するために、逆転写酵素（ＲＴ）アッセイを利用することができる。このようなアッセイは、適当な濃度（すなわち、ＴＣＩＤ50）のウイルスおよびＣＤ４+細胞を試験すべきペプチドの存在下で培養することを含んでなる。当業者によく知られた培養条件が用いられる。上記のように、ペプチドを全く加えてない対照培養物のほかに、ある範囲のペプチド濃度が使用される。適当な培養期間（例えば、７日間）のインキュベーション後、標準方法を用いて無細胞上清を調製し、成功した感染の尺度としてＲＴ活性の存在を試験する。ＲＴ活性は、例えばGoffら（Goff,S.ら，1981,J.Virol.38:239-248）および／またはWilleyら（Willey,R.ら，1988,J.Virol.62:139-147）が記載するような標準方法を用いて試験することができる。これらの文献はそのまま参考としてここに組み入れる。
レトロウイルス活性をアッセイするにあたって、当業者によく知られた標準方法を利用することができる。例えば、ＲＳウイルスおよびパラインフルエンザウイルス活性のアッセイ法の論議については、Pringleら（Pringle,C.R.ら，1985,J.Medical Virology 17:377-386）を参照されたい。さらに、このような技法の一般的な考察については、例えば“Zinsser Microbiology”,1988,Joklik,W.K.ら編集，Appleton & Lange,Norwalk,CT,19版を参照されたい。これらの文献はそのまま参考としてここに組み入れる。
５．５．本発明のペプチドの使用
本発明のDP-178（配列番号１）ペプチド、DP-178断片、類似体、および相同体は、強い抗ウイルス活性を呈する。本発明のDP-107様およびDP-178様ペプチドは、好ましくは抗ウイルス活性を呈する。そのようなわけで、これらのペプチドは、ヒトおよび非ヒトウイルスおよびレトロウイルス、特にHIVの未感染細胞への伝播の抑制物質として使用されうる。
本発明のペプチドによりその伝播が阻害されうるヒトレトロウイルスには、HIV-1およびHIV-2のすべての株ならびにヒトＴリンパ球ウイルス（HTLV-1およびII）が含まれるが、これらに限定されることはない。本発明のペプチドによりその伝播が阻害されうる非ヒトレトロウイルスには、ウシ白血症ウイルス、ネコ肉腫および白血病ウイルス、サル免疫不全、肉腫および白血病ウイルス、ならびにヒツジ進行性肺炎ウイルスが含まれるが、これらに限定されることはない。
本発明のペプチドによりその伝播が阻害されうる非レトロウイルス性ウイルスには、ヒトＲＳウイルス、イヌジステンパーウイルス、ニューカッスル病ウイルス、ヒトパラインフルエンザウイルス、およびインフルエンザウイルスが含まれるが、これらに限定されることはない。さらに、上記表ＶからＸに記載のペプチドを含むいかなるウイルスまたはレトロウイルスも、本発明のペプチドにより阻害されうる。
以下の第５．５．１節において、また、以下の第８節に提示されている実施例において、より十分に考察されるように、DP-107およびDP-178、ならびにDP-107様およびDP-178様ペプチドは、ウイルスの正常な活性に必要な、非共有結合性のタンパク−タンパク相互作用を形成する。かくして、本発明のペプチドは、また、そのようなタンパク−タンパク相互作用を妨げる化合物の同定のためのアッセイにおいて、成分として利用されうるし、それ故、抗ウイルス剤として作用しうる。これらのアッセイは、以下の第５．５．１節において考察される。
５．５．１．ＰＫＤ１遺伝子産物と相互作用する化合物のための抗ウイルス性化合物スクリーニングアッセイ
以下の第８節に提示されている実施例において実証されるように、TMタンパクgp41のDP-107およびDP-178部分は、非共有結合性のタンパク−タンパク相互作用を形成する。さらに実証されるように、そのような相互作用が維持されることは、正常なウイルス感染力に必要である。かくして、DP-107に結合し、DP-178に結合し、および／または、正常なDP-107/DP-178タンパク−タンパク相互作用を壊すように作用する化合物は、利用可能な抗ウイルス剤として作用しうる。そのような化合物の同定のためのアッセイについて以下に記載する。考察の論拠および明確性のために、以下のことに注意されたい。すなわち、DP-107およびDP-178ペプチドは記載されるアッセイの成分として使用されるであろうが、上記の第５．１および５．２節に記載されているDP-107様およびDP-178様ペプチドのいかなるものも、抗ウイルス性化合物のこれらのスクリーニングの一部として利用されうることが理解されよう。
DP-107、DP-178に結合し、および／または、DP-107/DP-178相互作用を壊す能力について試験され、その結果、抗ウイルス性化合物を代表することとなる可能性の高い化合物には、D-および／またはL-配置のアミノ酸（例えば、ランダムペプチドライブラリーの形態にある（Lam,K.S.ら，1991,Nature 354:82-84を参照のこと））、ホスホペプチド（例えば、ホスホペプチドライブラリーに向けられた、ランダムまたは部分縮重した形態にある（例えば、Songyang,Z.ら，1993,Cell 72:767-778を参照のこと））、抗体、および有機または無機小分子が含まれるが、これらに限定されることはない。合成化合物、天然産物、および効果のある可能性の高い物質の他の供給源が、本節に記載されるような種々の方法でスクリーニングされうる。同定された上記の化合物、抗体、または他の分子が、例えば、上記の第５．４節に記載されているようなウイルスアッセイを利用して、ウイルス活性を阻害する能力について試験されうる。
試験されうるペプチドの中で、DP-107および／またはDP-178ドメインを含むペプチド、ならびにDP-107および／またはDP-178ドメインを含み、かつ、そのドメインのひとつまたは両方の内にひとつ以上の変異を有するペプチドが可溶性である。その例としては、第８節に提示される以下の実施例に記載されるM41-Pペプチドがあり、これは、DP-178配列内にイソロイシンからプロリンへの変異を含んでいる。
そのようなスクリーニング方法のひとつの態様において、抗ウイルス力について試験される化合物を同定する方法であって、
（a）化合物がDP-107ペプチドに結合するのに十分な時間、DP-107ペプチドを含むペプチドに、少なくともひとつの化合物を晒し、
（b）非結合化合物を除去し、そして
（c）DP-107ペプチドに結合した化合物の存在を測定することにより、抗ウイルス力について試験される薬剤を同定することを含んでなる前記方法がある。
上記のようなスクリーニング方法の第２節の態様において、抗ウイルス力について試験される化合物を同定する方法であって、
（a）化合物がDP-178ペプチドに結合するのに十分な時間、DP-178ペプチドを含むペプチドに、少なくともひとつの化合物を晒し、
（b）非結合化合物を除去し、そして
（c）DP-178ペプチドに結合した化合物の存在を測定することにより、抗ウイルス力について試験される薬剤を同定することを含んでなる前記方法がある。
このようなDP-107結合またはDP-178結合化合物の単離において実行されうるこれらのタイプのアプローチを利用するひとつの方法は、DP-107またはDP-178ペプチドのいずれかを、例えば、アガロースもしくはプラスチックビーズ、マイクロタイタープレートウェル、ペトリ皿、または、例えば、ナイロンやニトロセルロースで構成された膜のような固体マトリックスに結合させることを含むであろうアッセイである。そのようなアッセイ系において、DP-107またはDP-178タンパクのいずれかは、固体表面上に固定されうるし、上記の化合物すなわち試験物質は、固定されず、直接的または間接的に標識される。実際には、マイクロタイタープレートが簡便に利用される。固定された成分は、非共有結合性または共有結合性の結合により、固定化されうる。非共有結合性の結合は、固体表面をタンパクの溶液でコーティングし、乾燥することにより、簡単に達成されうる。あるいはまた、前記タンパクに特異的な固定化された抗体、好ましくはモノクローナル抗体を使用して、前記タンパクを固体表面に固定しうる。表面をあらかじめ調製し、保存しておいてもよい。
上記のアッセイを行うために、固定されたDP-107またはDP-178ペプチドを含むコーティングされた表面に、標識された化合物が添加される。反応が完了した後、形成したなんらかの複合体が固体表面上に固定化されたままでいるような条件下で、未反応の成分が（例えば、洗浄により）除去される。固体表面上に固定された複合体の検出は、いくつかの方法で成しうる。化合物が予め標識される場合には、表面上に固定化された標識が検出されることは、複合体が形成されたことを示す。標識された成分が予め標識されない場合は、間接標識を使用して、例えば、その化合物に特異的な標識された抗体を用いて（この抗体は、今度は、直接標識されるか、あるいは、標識された抗Ｉｇ抗体により間接的に標識されうる）、表面上に固定された複合体を検出することができる。
あるいはまた、上記のようなアッセイを液相にて行い、反応生成物を未反応成分から分離し、溶液中に形成されたなんらかの複合体、および固定された複合体を検出するための複合体の他のメンバーに特異的な標識された抗体を固定するために、例えば、そのアッセイに適当なDP-107またはDP-178のいずれかに特異的な固定化された抗体、または、その化合物すなわち試験化合物に特異的なａｂ抗体を用いて、複合体を検出することができる。
このような方法を利用することにより、数多くのタイプの分子がDP-107またはDP-178結合能力、ひいては潜在的な抗ウイルス活性について同時にスクリーニングされうる。
さらに、DP-107/DP-178複合体の形成を阻害するか、あるいは、DP-107/DP-178複合体を破壊する能力について、化合物がスクリーニングされうる。その後に、そのような化合物の抗ウイルス力が試験されうる。記載を容易にするために、DP-107およびDP-178を“結合パートナー”と称することとする。そのような相互作用を壊す化合物は抗ウイルス活性を呈しうる。そのような化合物には、上記の抗体、ペプチドなどのような分子が含まれるが、これらに限定されることはない。
DP-107およびDP-178ペプチド間の相互作用を妨げる化合物を同定するのに用いられるアッセイ系の基本原理には、この２つのペプチドが相互作用し、結合して、複合体を形成するのに十分な条件下および時間で、ペプチドを含有する反応混合物を調製することが含まれる。化合物の破壊活性を試験するために、試験化合物の存在または不存在下で反応が行われる、すなわち、試験化合物を最初に反応混合物に含ませるか、結合パートナーのひとつの添加の後に添加してもよい。コントロールは、試験化合物なしに、あるいはプラシーボとともにインキュベートされる。結合パートナー間のなんらかの複合体の形成はその後に検出される。コントロール反応において複合体が形成されるが、試験化合物を含有する反応混合物において複合体が形成されないことは、その化合物がDP-107およびDP-178ペプチドの相互作用を妨げることを示す。
結合パートナーの相互作用を妨げる化合物のアッセイは、不均一または均一な形態で行うことができる。不均一なアッセイには、結合パートナーのひとつを固相上に固定し、固相上に固定された複合体を反応の最後に検出することが含まれる。均一なアッセイにおいては、全反応は液相において行われる。いずれのアプローチにおいても、反応成分の添加の順序を変えて、試験すべき化合物についての異なる情報を得ることができる。その一例として、試験物質の存在下で反応を行うことにより、すなわち、結合パートナーより前あるいは同時に試験物質を反応混合物に添加することにより、例えば、競合により、結合パートナー間の相互作用を妨げる試験化合物を同定することができる。一方、複合体が形成された後に、試験化合物を反応混合物に添加することにより、予め形成された複合体を破壊する試験化合物、例えば、複合体から結合パートナーのひとつを置き換える、より高い結合定数を持つ化合物を試験することができる。これらの種々の形態を以下に簡単に記載する。
不均一なアッセイ系において、ひとつの結合パートナー、例えば、DP-107またはDP-178ペプチドのいずれかが、固体表面上に固定され、その結合パートナーは固定されず、直接的または間接的に標識される。実際には、マイクロタイタープレートが簡便に利用される。固定された種は、非共有結合性または共有結合性の結合により、固定化されうる。非共有結合性の結合は、固体表面をタンパクの溶液でコーティングし、乾燥することにより、簡単に達成される。あるいはまた、前記タンパクに特異的な固定化された抗体を使用して、前記タンパクを固体表面に固定しうる。表面をあらかじめ調製し、保存しておいてもよい。
上記のアッセイを行うために、試験化合物を含む、あるいは含まないコーティングされた表面に、固定化された種の結合パートナーが添加される。反応が完了した後、未反応の成分が（例えば、洗浄により）除去され、形成したなんらかの複合体が固体表面上に固定化されたままでいる。固体表面上に固定された複合体の検出は、いくつかの方法で成されうる。結合パートナーが予め標識された場合には、表面上に固定化された標識が検出されることは、複合体が形成されたことを示す。結合パートナーが予め標識されない場合は、間接標識を使用して、例えば、その結合パートナーに特異的な標識された抗体を用いて（この抗体は、今度は、直接標識されるか、あるいは、標識された抗Ｉｇ抗体により間接的に標識されうる）、表面上に固定された複合体を検出することができる。反応成分の添加の順序に依存して、複合体の形成を阻害するか、あるいは、予め形成された複合体を破壊する試験化合物を検出することができる。
あるいはまた、試験化合物の存在または不存在下で、液相にて、上記の反応を行い、反応生成物を未反応成分から分離し、例えば、溶液中に形成されたなんらかの複合体を固定するためのひとつの結合パートナーに特異的な固定化された抗体、および固定された複合体を検出するための他の結合パートナーに特異的な標識された抗体を用いて、複合体を検出することができる。再度、液相への反応成分の添加の順序に依存して、複合体を阻害するか、あるいは、予め形成された複合体を破壊する試験化合物を同定することができる。
本発明の代替の態様において、均一なアッセイを用いることができる。このアプローチにおいて、DP-107およびDP-178ペプチドの予め形成された複合体が作製され、この複合体おいては、結合パートナーのひとつが標識されるが、この標識により生じるシグナルは複合体の形成により消失する（例えば、免疫アッセイのためのこのアプローチを利用する、Rubensteinによる米国特許第4,109,496号を参照のこと）。結合パートナーのひとつと競合して、予め形成された複合体からこれと置き換わる試験物質を添加すると、バックグラウンドより高いシグナルが生じる。このようにして、DP-107/DP-178タンパク−タンパク相互作用を壊す試験物質を同定することができる。
５．５  薬理学的処方、投与量および投与形態
HIVに関して、本発明のペプチドは、AIDSの治療の治療薬として使用されうる。本発明のペプチドは、当業者に周知の技術を用いて、投与されうる。好ましくは、薬剤が処方され、全身投与される。処方および投与の技術は、“Remington’s Pharmaceutical Sciences”,18th ed.,1990,Mack Publishing Co.,Easton,PAに見出すことができる。適当な経路には、経口、直腸、経粘膜、または腸管投与、筋肉内、皮下、髄内注射、ならびに鞘内、直接室内、静脈内、腹腔内、鼻腔内、または眼内注射を含む、非経口送達が含まれるが、これらはいくつかを挙げたに過ぎない。最も好ましいのは、静脈内投与である。注射のためには、本発明の薬剤は、水溶液、好ましくは、ハンクス液、リンガー液、または生理食塩水緩衝液のような生理的に適合性の緩衝液に配合されうる。経粘膜投与のためには、浸透すべき障壁に適した浸透剤が処方に使用される。そのような浸透剤は当業界で一般に知られている。
さらに、上記のペプチドは、それまでは未感染の個体におけるHIVウイルスへの急性暴露後の予防手段として使用されうる。上記ペプチドのそのような予防的使用の例としては、母から乳児へのウイルス伝播の予防や、例えば、作業者がHIV含有血液製剤に晒されるような健康管理状況における事故といった、HIV伝播の可能性がある他の状況の予防が挙げられるが、これらに限定されることはない。そのような場合の本発明のペプチドは、予防ワクチンの役割を果たし、宿主は本発明のペプチドに対する抗体を産生し、次いで、それが、例えば、さらなるHIV感染を阻害することにより、HIVウイルスを中和するように働く。従って、予防ワクチンとしての本発明のペプチドの投与は、例えば、細胞に感染するHIVの能力を抑制することにより、HIVを中和するのに十分な免疫応答を生ぜしめるのに効果的な濃度のペプチドを宿主に投与することを含む。正確な濃度は、投与すべき特定のペプチドに依存するであろうが、当業界において通常の知識を有する者に周知であるような、免疫応答の進展を分析するための標準的な手法を用いて決定しうる。ワクチンとして使用すべきペプチドは、通常、筋肉内投与される。
免疫学的応答を増強するために、上記のペプチドを適当なアジュバントとともに配合してもよい。そのようなアジュバントには、水酸化アルミニウムのような鉱物ゲル、リゾレシチン、プルロニックポリオール、ポリアニオンのような表面活性物質、他のペプチド、油性乳剤、およびBCGやコリネバクテリウムパルブムのような有用である可能性の高いヒトアジュバントが含まれるが、これら限定されることはない。多くの方法を用いて、ここに記載のワクチン処方を導入しうる。これらの方法には、経口、皮内、筋肉内、腹腔内、静脈内、皮下、および鼻腔内経路が含まれるが、これらに限定されることはない。
あるいはまた、未感染細胞がHIVに感染しないように、本発明のペプチドに対して生じた、効果的な濃度のポリクローナルまたはモノクローナル抗体を宿主に投与してもよい。そのような抗体の正確な濃度は、各々の特定の抗体製剤により変化するであろうが、当業界において通常の知識を有する者に周知である標準的な手法を用いて決定しうる。本節に記載されたものを含むが、それらに限定されることはない種々の手法を用いて、抗体の投与が行われうる。
投与される本発明のペプチドの有効投与量は、生物学的半減期、生物学的利用能および毒性等のパラメーターを測定する当業者によく知られている方法により決定することができる。以下の第６節に示すデータによれば、例えばDP-178は10ng/mgのペプチド循環濃度を達成するのに必要な投与量にてin vivoで有効であることがわかる。
治療有効量とは症状の改善または患者の生存の延長をもたらすのに十分な化合物の量を言う。そうした化合物の毒性および治療効力は、細胞培養物または実験動物において、例えばLD50（母集団の50%に対して致死的な量）およびED50（母集団の50%に治療効果のある量）を決定するための標準的な薬学的方法により決めることができる。毒性効果と治療効果との投与量の比が治療指数であり、これはLD50/ED50の比として表すことができる。高い治療指数を有する化合物が好ましい。これらの細胞培養アッセイと動物実験から得られたデータは、ヒトに使用する投与量の範囲を規定するのに用いることができる。そうした化合物の投与量は、毒性がほとんどないかまったくないED50を包含する循環濃度の範囲内にあることが好ましい。この投与量は使用される剤形や利用される投与経路によりこの範囲内で変化しうる。本発明の方法に用いられる化合物のためには、治療有効量は最初に細胞培養アッセイから予測することができる。細胞培養で決定したIC50（すなわち、PTK/アダプタータンパク質複合体の最大の1/2の破壊、または複合体成分の細胞レベルおよび／または活性の最大の1/2の阻害を達成させる試験化合物の濃度）を含む循環血漿濃度範囲を得るための動物モデルで投与量を規定することができる。そのような情報はヒトにおける有効投与量をさらに正確に決めるために用いることができる。血漿濃度は例えば高速液体クロマトグラフィー（HPLC）により測定してもよい。
正確な処方、投与経路および投与量は患者の状態を考慮して個々の医師によって選択される。（例えば、Finglらの「治療の薬理学的基礎」（“The Pharmacological Basis of Therapeutics”）の第１章、第１頁（1975）を参照されたい。）
主治医は、毒性または臓器機能障害のために、投与の終了、中断または調節をどのようにそして何時行なうかを知っているものである。逆に、主治医は、臨床応答が十分ではない場合、（毒性を避けながら）治療をさらに高い量に合わせることも知っているものである。関心のある腫瘍遺伝子性疾患の管理における投与量の程度は、治療される状態の重篤度とともに、投与経路によって変えられる。投与量、そしておそらくは投与回数も、個々の患者の年令、体重および応答にしたがって変えられる。上記のものに匹敵するプログラムを獣医学に用いることもできる。
以下の第６節に示す実施例に示されているように、本発明のペプチドの抗ウイルス活性は顕著なタイプとサブタイプの特異性を示すであろう（すなわち、特定のペプチドは特定のウイルスのみの活性を抑制するのに効果的であろう）。本発明のこの特徴は多くの利点を提供する。例えば、そうした一つの利点は診断学の分野にあり、そこでは本発明のペプチドの抗ウイルス特異性を用いてウイルス単離物の同定を確実に行なうことができる。HIVに関しては、ウイルス単離物がHIV-1株なのかHIV-2株なのかを容易に決めることができよう。例えば、未感染CD-4+細胞にHIVを有していると同定された単離物、DP-178（配列番号１）ペプチドを共に感染させ、その後に細胞上清のレトロウイルス活性を例えば上記の第5.2節に記載の技術を用いて検定してもよい。レトロウイルス活性が完全またはほぼ完全に抑制された単離物はHIV-1を有している。ウイルス活性が変わらないか、またはほんの少しだけ減少した単離物はHIV-1を含有していないと考えられる。次に、そのような単離物は本発明の一種類以上の他のDP-178ペプチドで処理して、その後にウイルス活性を調べてウイルス単離物の同定を行なってもよい。
本発明の実施のためにここで開示された化合物を全身投与に適する剤形に処方するために、製剤学的に許容される担体を用いることは本発明の範囲内にある。担体の適当な選択と適当な製剤方法により、本発明の組成物、特に溶液として処方されたものは、非経口的に、例えば静脈内注射により投与することができる。これらの化合物は、当分野でよく知られている製剤学的に許容される担体を用いて、経口投与に適する剤形へと容易に処方することができる。治療しようとする患者に経口により摂取させるために、本発明の化合物はそうした担体によって、錠剤、丸薬、カプセル、液体、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁物等とすることができる。
本発明の使用に適する医薬組成物としては、有効成分をその意図する目的を達成させるのに有効な量で含有させた組成物が挙げられる。この有効量の決定は、特にここに示す詳細な開示を見れば当業者の能力の十分な範囲内にある。
有効成分に加えて、これらの医薬組成物は、薬学的に用いることのできる製剤に活性成分を処方するのに役立つ賦形剤と助剤を含む製剤的に許容される適当な担体を含んでいてもよい。経口投与用に処方した製剤は、錠剤、糖衣錠、カプセルまたは溶液の形でありうる。
本発明の医薬組成物はそれ自体公知の方法で、例えば通常の混合、溶解、造粒、糖衣錠調製、造粉、乳化、カプセル化、エントラッピングもしくは凍結乾燥のプロセスを用いて製剤化することができる。
非経口投与用の医薬組成物としては水溶性の形の有効成分の水性溶液が挙げられる。さらに、有効化合物の懸濁物は適当な油性注射用懸濁物として調製してもよい。適当な親油性溶媒またはビヒクルには、ゴマ油等の脂肪油、またはオレイン酸エチルやトリグリセリド等の合成脂肪酸エステル、またはリポソームがある。水性の注射用懸濁物は、懸濁物の粘度を高める物質、例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトールまたはデキストランを含有させてもよい。さらに、懸濁物は高濃度溶液の調製が可能となるように化合物の溶解性を高める適当な安定剤もしくは薬剤を任意に含んでいてもよい。
経口に用いられる薬学的製剤は、有効化合物を固体賦形剤と組合せて得られた混合物を任意に粉砕し、所望であれば適当な補助剤を添加した後に顆粒の混合物を加工することで錠剤または糖衣錠核を得ることができる。適当な賦形剤として特に充填剤があり、具体的には、糖、例えば、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、小麦デンプン、米デンプン、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）が挙げられる。所望であれば、崩壊剤、例えば架橋ポリビニルピロリドン、寒天またはアルギン酸またはその塩（アルギン酸ナトリウム等）を添加してもよい。
糖衣錠核は適当なコーティングを付与してもよい。この目的のために、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、ラッカー溶液および適当な有機溶媒または溶媒混合物を任意に含有する高濃度糖溶液を用いることができる。染料または顔料を錠剤または糖衣錠コーティングに加えて識別できるようにしてもよいし、有効化合物の服用量の異なる組合せを区別できるようにしてもよい。
経口で用いることのできる薬学的製剤としては、ゼラチンで作られたプッシュフィット（push-fit）カプセルならびにゼラチンと可塑剤（グリセロールまたはソルビトール等）で作られた軟質密閉カプセルがある。前記プッシュフィットカプセルは、充填剤（ラクトース等）、結合剤（デンプン等）および／または滑沢剤（タルクまたはステアリン酸マグネシウム等）および任意に安定剤と混合した有効成分を含むことができる。軟質カプセルにおいて、有効化合物は適当な液体、例えば脂肪油、液体パラフィン、または液体ポリエチレングリコールに溶解または懸濁させてもよい。さらに、安定剤を添加してもよい。
６．実施例：DP-178（配列番号１）はHIV-1感染に対して効力のある抑制剤である
この実施例において、DP-178（配列番号１）は、細胞フリーのウイルスによるHIV-1媒介CD-4+細胞-細胞融合および感染に対して効力のある抑制剤であることを示す。融合アッセイにおいて、このペプチドは、1〜10ng/mlの濃度でウイルス誘導合胞体形成を完全にブロックする。感染性アッセイにおいては、抑制濃度はいくぶん高く、90ng/mlで感染を抑制する。DP-178（配列番号１）の抗ウイルス活性はHIV-1に対して特異性の高いことをさらに示す。さらに、HIV-1由来のDP-178相同体に相当する合成ペプチドのDP-185（配列番号３）もHIV-1媒介合胞体形成をブロックすることがわかった。
6.1.  材料および方法
6.1.1.  ペプチドの合成
ペプチドをFast Moc化学を用いて、Applied Biosystems Model 431Aペプチド合成機により合成した。アミド化ペプチドはRink樹脂（Advanced Chemtech）を用いて調製し、一方、フリーのカルボキシ末端を有するペプチドはWang（p-アルコキシ-ベンジル-アルコール）樹脂（Bachem）を用いて合成した。最初の残基は適当な樹脂にダブルカップリングさせ、その後の残基はシングルカップリングさせた。各カップリング工程後、無水酢酸でキャップした。ペプチドをトリフルオロ酢酸（TFA）（10ml）、H2O（0.5ml）、チオアニソール（0.5ml）、エタンジチオール（0.25ml）および結晶フェノール（0.75g）で処理することにより樹脂から切断した。精製は逆相HPLCにより行なった。約50mgの粗製ペプチド試料をWaters Delta Pak C18カラム（19mm x 30cm,15μ球状）を用いて直線濃度勾配（H2O／アセトニトリル0.1%TFA）によるクロマトグラフィーにかけた。凍結乾燥ペプチドは乾燥させて保存し、ペプチド溶液は水を用いて約1mg/mlに調製した。エレクトロスプレー質量分光測定により以下の結果が得られた：DP-178（配列番号１）：4491.87（計算値4491.94）；DP-180（配列番号２）：4491.45（計算値4491.94）；DP-185（配列番号３）：実施せず（計算値4546.97）。
6.1.2.  ウイルス
HIV-1LAIウイルスをR.Gallo（Popovic,M.ら，1984,Science 224:497-508）から入手し、10%ウシ胎児血清を含有するRPMI 1640で培養したCEM細胞中で増殖させた。感染CEM細胞からの上清を0.2μmのフィルターを通し、ウイルスの複製を支持するためのAA5細胞系を用いるマイクロ感染性アッセイで感染価を評価した。この目的のために、25μlの連続希釈ウイルスを、96ウェルマイクロタイタープレート上に2 x 105/mlの濃度で75μlのAA5細胞に添加した。それぞれのウイルス希釈物は３回の反復試験を行った。新しい培地を一日おきに添加して細胞を８日間培養した。感染後８日目に、上清試料について、上清に放出された逆転写酵素活性により証拠付けられるウイルスの複製を調べた。TCID50をリードとメンチの式にしたがって計算した（Reed,L.J.ら，1938,Am.J.Hyg.27:493-497）。これらの実験に関して用いられたHIV-1LAIとHIV-1MNストックの力価をAA5細胞系を用いて測定したところ、それぞれ約1.4 x 106と3.8 x 104TCID50/mlであった。
6.1.3.  細胞融合アッセイ
約7 x 104Molt細胞を、96ウェルプレート（1/2領域クラスタープレート；マサチューセッツ州ケンブリッジ、コスター）上で、HIV-1LAIウイルスに慢性的に感染させた約1 x 104CEM細胞とともに最終体積を100μlとした上記の培地中でインキュベートした（Matthews,T.J.ら，1987,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:5424-5428）。ペプチド抑制剤を10μlの体積で加え、細胞混合物を24時間、37℃でインキュベートした。その後、多核化巨大細胞を、一つの視野で全体のウェルを見ることのできる倍率40ｘで顕微鏡検査により調べた。
6.1.4.  無細胞ウイルス感染性アッセイ
合成ペプチドを、HIV-1LAIウイルスの247 TCID50ユニット（図２に示された実験に関して）または62 TCID50ユニット（図３に示された実験に関して）またはHIV-2NIH2の25 TCID50ユニットおよびCEM CD4+細胞とともに0、0.04、0.4、4.0および40μg/mlのペプチド濃度で７日間、37℃でインキュベートした。得られた逆転写酵素（RT）活性を以下の第6.1.5.節に記載のアッセイを用いて１分間あたりのカウント数で決定した。TCID50算出の説明に関しては、Reed,L.J.ら，1938,Am.J.Hyg.27:493-497を参照されたい。
6.1.5.  逆転写酵素アッセイ
マイクロ逆転写酵素（RT）アッセイはGoffら（Goff,S.ら，1981,J.Virol.38:239-248）およびWillelyら（Willey,R.ら，1988,J.Virol.62:139-147）による方法を改良したものであった。ウイルス／細胞培養物からの上清を1% Triton-X100に調製した。10μlの上清試料を、96ウェルのＵ底のマイクロタイタープレート中の50μlのRT混合物に加え、試料を37℃で90分間インキュベートした。RT混合物は75mM KCl、2mMジチオトレイトール、5mM MgCl2、5μg/mlポリＡ（Pharmacia,cat.No.27-4110-01）、0.25単位/mlオリゴdT（Pharmacia,cat.No.27-7858-01）、0.05% NP40、50mM Tris-HCl,pH7.8、0.5μM非放射性dTTPおよび10μCi/ml 32P-dTTP（Amersham,cat.No.PB.10167）を含有するものであった。
インキュベーション後、部分的に減圧しながら、一枚のGB003（S+S）フィルターペーパー上でS+Sミニホールドで保たれた2 x SSC緩衝液（0.3M NaClおよび0.003Mクエン酸ナトリウム）中で飽和させたSchleicher and Schuell（S+S）NA45メンブレン（またはDE81ペーパー）に40μlの前記反応混合物をアプライした。十分な減圧下に、前記ミニホールドの各ウェルを200μlの2xSSCで4回洗浄した。メンブレンをミニホールドから取出し、過剰の2xSSCを有するパイレックス皿中で２回以上洗浄した。最後に、メンブレンを吸収紙上で水分を切り、Whatman #3ペーパー上に置き、サランラップで覆い、−70℃で一晩フィルムに露光した。
6.2.  結果
6.2.1.  感染細胞により誘導される合胞体形成のペプチド抑制
抗ウイルス活性の最初の選択は、慢性的にHIV-1に感染させたCEM細胞とともに未感染Molt 4細胞を一晩培養することにより誘導される合胞体形成をブロックするペプチドの能力を調べた。いくつかのそのような実験の結果をここに示す。最初の実験において、10μg/ml〜12.5ng/mlの連続的DP-178（配列番号１）ペプチド濃度を細胞融合プロセスの阻害に関して調べた。これらの実験のために、HIV-1LAI、HIV-1MN、HIV-1RFまたはHIV-1SF2のいずれかのウイルスを慢性的に感染させたCEM細胞を未感染Molt 4細胞とともに一晩培養した。その結果（図４）として、DP-178（配列番号１）は使用されたDP-178（配列番号１）の最低濃度に至るまでHIV-1単離物の各々からの完全な保護を示した。HIVLAIの阻害については、試験された最低の濃度は12.5ng/mlであり、また他のすべてのHIV-1ウイルスに関しては、この試験に用いられたDP-178（配列番号１）の最低濃度は100ng/mlであった。DP-178（配列番号１）と同じアミノ酸残基を含有するが、それらをランダムな順序で配置してある第二のペプチドDP-180（配列番号２）は、40μg/mlの高濃度でさえも抗融合誘導活性の徴候をまったく示さなかった（図４）。これらの観察はDP-178（配列番号１）の抑制効果は主に配列特異的であって、非特異的なペプチド／タンパク質相互作用には関連性がないことを示している。DP-178抑制作用の実際の終点（すなわち、最低有効抑制濃度）は1〜10ng/mlの範囲内にある。
その次の一連の実験はDP-178（配列番号１）の相同体の調製およびHIV-1誘導合胞体形成を抑制するその能力の試験を含むものであった。図１に示されているように、DP-185（配列番号３）の配列は、その一次配列がHIV-1SF2単離物から取られ、Ｎ末端の近くでDP-178（配列番号１）と比べていくつかのアミノ酸の相違を有する点で、DP-178（配列番号１）とはわずかに異なっている。図４に示されているように、DP-185（配列番号３）は、試験された最低濃度の312.5mg/mlでさえも抑制活性を示している。
その次の一連の実験はDP-178（配列番号１）のHIV-1とHIV-2抑制活性の比較を含むものであった。図５に示されているように、DP-178（配列番号１）は1ng/ml以下のペプチド濃度でHIV-1媒介合胞体形成を阻害した。しかし、DP-178（配列番号１）は10μl/mlもの高い濃度でHIV-2媒介合胞体形成を阻害することはなかった。HIV-1媒介細胞融合に対する抑制物質としてのDP-178（配列番号１）のこの驚くべき4 log選択性は、DP-178（配列番号１）の作用における予期されないHIV-1特異性を示すものである。HIV-1媒介細胞融合に対するDP-178（配列番号１）の阻害能は、試験された濃度での同じ細胞型のHIV-2媒介細胞融合に対する該ペプチドの阻害能の欠如とともに、DP-178（配列番号１）の抗ウイルス作用と関連した高度の選択性の証拠をさらに提供するものである。
6.2.2.  無細胞ウイルスによる感染のペプチド抑制
次に、DP-178（配列番号１）について、無細胞HIV-1ウイルスによるCD4+CEM細胞感染を阻止する能力を調べた。その結果を図２に示すが、これはDP-178（配列番号１）についてHIV-1LAI単離物のCEM細胞への感染を阻止する能力を調べた実験から得られたものである。この実験には、３種類の対照ペプチドであるDP-116（配列番号９）、DP-125（配列番号８）およびDP-118（配列番号10）が含まれていた。DP-116（配列番号９）はこのアッセイを用いては活性のないことが既に示されているペプチドを表し、DP-125（配列番号８、Wild,C.ら，1992,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:10,537）とDP-118（配列番号10）は、このアッセイでは既に活性のあることが示されているペプチドである。各濃度（0、0.04、0.4、4および40μg/ml）のペプチドを247 TCID50ユニットのHIV-1LAIウイルスとCEM細胞とともにインキュベートした。培養の７日後、無細胞上清について、感染が成功したかどうかの目安としてRT活性を調べた。図２に示されているように、その結果は、DP-178（配列番号１）が90ng/ml（IC50=90ng/ml）もの低い濃度でHIV-1ウイルス単離物により媒介された新たな感染プロセスを抑制したことを示す。対照的に、二つの陽性対照ペプチドのDP-125（配列番号８）とDP-118（配列番号10）は約5μg/mlという60倍以上の高いIC50濃度を有していた。
別の実験において、DP-178（配列番号１）のHIV-1とHIV-2抑制作用を、CEM細胞およびHIV-1LAIまたはHIV-2NIHZを用いて調べた。62 TCID50のHIV-1LAIまたは25 GCID50のHIV-2NIHZをこれらの実験に用い、７日間インキュベートした。図３から分かるように、DP-178（配列番号１）はHIV-1感染を約31ng/mlのIC50にて抑制した。対照的に、DP-178（配列番号１）はHIV-2NIHZではより一層高いIC50を示して、DP-178（配列番号１）はHIV-1抑制物質としてHIV-2抑制物質としてよりも2 log以上も効力のあるものとなっている。この知見は上記の第6.2.1節に記載の融合抑制アッセイの結果と一致するものであり、（HIV-2よりもHIV-1に対して）さらに顕著なレベルの選択性を支持している。
7.  実施例：HIV-1抑制物質であるDP-178（配列番号１）は細胞毒性がない
この実施例において、36アミノ酸の合成ペプチド抑制物質であるDP-178（配列番号１）は、試験された最大のペプチド濃度（40μg/ml）でさえも培養中の細胞に対して細胞毒性のないことが示される。
7.1.  材料および方法
細胞の増殖と毒性アッセイ：
各ペプチド濃度について約3.8 x 105CEM細胞をT25フラスコ中で３日間、37℃でインキュベートした。試験したペプチドは、図１に示されているように、DP-178（配列番号１）とDP-116（配列番号９）であった。用いられた各ペプチドの濃度は0、2.5、10および40μg/mlであった。細胞カウントを0、24、48および72時間のインキュベーション時間でとった。
7.2.  結果
効力のあるHIV-1抑制物質DP-178（配列番号１）が細胞毒性作用を示すかどうかを、培養中の細胞の増殖と生存能に及ぼすペプチドの影響をアッセイすることで評価した。CEM細胞は、さまざまな濃度のDP-178（配列番号１）およびHIV抑制物質として効果のないことが既に示されているペプチドDP-116（配列番号９）（Wild,C.ら，1992,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:10,537-10,541）の存在下にインキュベートした。さらに、細胞をどちらのペプチドも存在させないでインキュベートした。
細胞毒性実験の結果、DP-178（配列番号１）が培養中の細胞に対して細胞毒性作用を示さないことが明らかとなった。以下の表XIから分かるように、試験されたDP-178（配列番号１）の最大濃度（40μg/ml）の存在下で３日間培養した細胞の増殖と生存能の特徴でさえもDP-116（配列番号９）またはペプチドを入れない対照と著しくは異ならない。細胞増殖データも図６にグラフで示す。上記の第６節に示した実施例に示されたように、DP-178（配列番号１）は1〜10ng/mlのペプチド濃度でHIV-1媒介合胞体形成を完全に抑制し、かつ少なくとも90ng/mlの濃度で無細胞ウイルス感染を完全に抑制する。したがって、この実験により、DP-178（配列番号１）はHIV抑制量よりも3 log以上のさらに高いペプチド濃度でさえも細胞毒性作用を示さないことが明らかとなった。
0004205159.tif 000061
8.  実施例：DP178とDP107の相互作用
DP178ペプチドが、DP107ロイシンジッパーモチーフにより影響を受ける相互作用構造を有しているgp41上の末端部位と結びつくという証拠を、以下に記載の実施例に用いられる可溶性組換え型のgp41により提供する。ロイシンジッパードメインの高次コイル構造を壊す単一の突然変異は、可溶性の組換えpg41タンパク質をHIV-1融合の抑制物質の不活性型から活性型に転換した。この転換はロイシンジッパー、DP107、決定基を有するモレキュラークラスプ（molecular clasp）から効力のあるDP178ドメインを遊離させることから生じたものであろう。その結果から、多様なgp41誘導体（ペプチドと組換えタンパク質）の抗HIV活性は、ウイルスgp41と複合体を形成してその融合誘導プロセスを妨げる能力によるものであろうことも示された。
8.1.  材料および方法
8.1.1.  融合タンパク質の構築とGP41変異体
図７に示した融合タンパク質と変異体の構築を以下の通り行なった。gp41の細胞外ドメイン（540〜686）に対応するDNA配列を発現ベクターpMal-p2（New England Biolab）のXmn I部位にクローン化して、M41を得た。gp41配列をpgtat（Malimら，1988,Nature 355:181-183）から、上流プライマーの5’-ATGACGCTGACGGTACAGGCC-3’（プライマーＡ）および下流プライマーの5’-TGACTAAGCTTAATACCACAGCCAATTTGTTAT-3’（プライマーＢ）を用いるポリメラーゼ連鎖反応（PCR）により増幅した。M41-Pは、United States Biochemicals（USB）のT7-Genのin vitro突然変異誘発キットを用いて、同社の指示に従って構築した。変異原性プライマー（5’-GGAGCTGCTTGGGGCCCCAGAC-3’）はM41の578位でIleからProへの変異を導入する。M41△107は欠損変異原性プライマー5’-CCAAATCCCCAGGAGCTGCTCGAGCTGCACTATACCAGAC-3’（プライマーＣ）を用い、USB T7-Gen変異誘発プロトコールに従って作った。M41△178は、gp41アミノ酸540〜642に対応するDNA断片をpMal-p2のXmn I部位にクローン化することにより作った。プライマーＡと5’-ATAGCTTCTAGATTAATTGTTAATTTCTCTGTCCC-3’（プライマーＤ）を、pgtatを鋳型に用いるPCRに用いて、挿入されたDNA断片を作った。PCRでM41-Pを鋳型として用い、それにプライマーＡとＤを用いてM41-P△178を作った。すべての挿入された配列と変異を起こさせた残基を制限酵素分析によりチェックし、DNA配列決定により確かめた。
8.1.2.  融合タンパク質の精製と特性付け
融合タンパク質はNew England Biolabs（NEB）のタンパク質融合と精製システムの製造業者のパンフレットに記載のプロトコールにしたがって精製した。融合タンパク質（10ng）を8% SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動により分析した。ウェスタンブロット分析はSambrookら（Molecular Cloning,A Laboratory Manual、第2版、Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY,18章、64〜75頁（1989））に記載のように実施した。1000倍に希釈したHIV-1陽性血清またはレパートリークローニングから得られたヒトFabを用いて融合タンパク質と反応させた。第２抗体はHRP結合ヤギ抗ヒトFabであった。ECLウェスタンブロット検出システム（Amersham）を用いて結合した抗体を検出した。この検出システムの詳細なプロトコールは製造業者により提供された。レインボー分子量マーカー（Amersham）を用いて融合タンパク質の大きさを推定した。
8.1.3.  抗HIV活性についての細胞融合アッセイ
細胞融合アッセイは既に記載されたように行なった（Matthewsら，1987,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:5424-5481）。CEM細胞（7 x 104）は、HIV-1IIIBに慢性的に感染させたCEM細胞（104）とともに、96ウェルの平底1/2領域プレート（Costar）上で100μlの培地中でインキュベートした。10μlの培地中の多様な濃度のペプチドと融合タンパク質を細胞混合物とともに37℃で24時間インキュベートした。多核化合胞体は顕微鏡検査によって評価した。M41とM41-Pは図８に示された試験濃度では細胞毒性を示さなかった。
HIV-1誘導の細胞-細胞融合活性の阻害は10nMのDP178と図９に示される各種濃度のM41△178またはM41-P△178の存在下に行なった。10nMのDP178の存在下では観察できる合胞体は存在しなかった。対照試料にはペプチドも融合タンパク質も添加しなかった。
8.1.4.  GP41のロイシンジッパーモチーフに結合するDP178のELISA分析
使用されたDP178のアミノ酸配列はYTSLIHSLIEESQNQQEKNEQELLELDKWASLWNWFである。エンザイム結合イムノアッセイ（ELISA）のために、0.1M NaHCO3（pH8.6）中のM41△178またはM41-P△178（５μg/ml）を96ウェルのLinbro ELISAプレート（Flow Lab社）上に一晩被覆した。各ウェルを蒸留水で３回洗浄し、次に3%ウシ血清アルブミン（BSA）により２時間ブロックした。ブロック後、TBST（40mM Tris-HCl,pH7.5,150mM NaCl,0.05% Tween 20）中の0.5% BSAとともにペプチドをELISAプレートに添加し、室温で１時間インキュベートした。TBSTで３回洗浄した後、TBST中の0.5% BSAとともにFab-dを10ng/mlの濃度で添加した。室温で１時間インキュベートした後、プレートをTBSTで３回洗浄した。0.5% BSAを有するTBSTで2000倍希釈した西洋ワサビペルオキシダーゼ（HRP）結合ヤギ抗ヒトFab抗血清を各ウェルに添加して、室温で45分間インキュベートした。次に、プレートをTBSTで４回洗浄した。ペルオキシダーゼ基質のo-フェニレンジアミン（2.5mg/ml）と0.15% H2O2を加えて発色させた。室温で10分間インキュベートした後に等容量の4.5N H2SO4を加えて反応を停止させた。停止した反応混合物の光学濃度はマイクロプレートリーダー（Molecular Design）を用いて490nmで測定した。結果を図10に示す。
８．２．結果
８．２．１．ＧＰ４１のエクトドメインの発現及び特徴づけ
ｇｐ４１の構造及び機能における２つのヘリックス領域の役割を理解するためのステップとして、ｇｐ４１のエクトドメインをマルトース結合性融合タンパク質（Ｍ４１）として発現させた（図７）。ｇｐ４１のＮ−末端における融合誘導ペプチド配列をこの組換えタンパク質及びその誘導体から除き、溶解性を改善させた。マルトース結合性タンパク質によって、比較的穏やかな、非−変性条件下での融合タンパク質の精製が容易になった。Ｍ４１溶解性組換えｇｐ４１はグリコシル化されておらず、膜貫通タンパク質（すなわち、融合ペプチド、膜を横切る部分、及び細胞質ドメイン）でのいくつかの領域を欠いており、またｇｐ１２０の非存在下で発現することから、天然のｇｐ４１の構造がＨＩＶ−１ビリオン上で正確に現れていることは考えられなかった。しかしながら、真核細胞で発現している天然のｇｐ４１上のコンフォメーショナルエピトープに結合することが既に示されている、ヒトモノクローナル抗体である９８−６、１２６−６、及び５０−６９との反応性によって証明されているように、精製Ｍ４１はいくつかの非連続的なエピトープを保存するように折りたたまれていた（Xu et al.,1991,J.Virol.65:4832-4838;Chen,1994,J.Virol.68:2002-2010）。従って、天然のｇｐ４１の、これらの抗体で決定される少なくともいくつかの領域は、組換え融合タンパク質Ｍ４１により再生成されるように思われる。更に、ＦＡＣＳで分析されたように、Ｍ４１は、ｇｐ４１上でのコンフォメーショナルエピトープを認識し、ＨＩＶ−１ビリオン、及びＨＩＶ非感染細胞ではなく、感染細胞と結合するヒト組換えＦａｂ（Ｆａｂ−ｄ）と反応した。Ｍ４１融合タンパク質のヘリックスモチーフ、すなわちＤＰ１０７またはＤＰ１７８いずれかの欠失により、Ｆａｂ−ｄとの反応性がなくなった。これらの結果より、一次配列において６０個のアミノ酸で隔てられている双方のヘリックス領域がＦａｂ−ｄエピトープを維持するために必要であることが示唆された。
８．２．２．ＧＰ４１の組換え外ドメインの抗−ＨＩＶ活性
野生型Ｍ４１融合タンパク質の抗−ＨＩＶ−１活性を調べた。既に説明したように、ロイシンジッパー（ＤＰ１０７）及びＣ−末端推定ヘリックス（ＤＰ１７８）に相当する合成ペプチドは強力な抗−ＨＩＶ活性を示す。これらの領域を共に含むにもかかわらず、組換えＭ４１タンパク質は、５０μＭまでの濃度においてＨＩＶ−１誘導性の膜融合に影響しなかった（表XII、以下）。
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１  融合タンパク質に対するＦａｂ−ｄ結合の親和定数はB.Friguet et al.,1985,J.Immunol.Method.77:305-319に記載されたプロトコールを用いて決定した。
- ＝  融合タンパク質に対するＦａｂ−ｄの結合が検出できない抗ウイルス感染性アッセイ。順に希釈したウイルスストック２０μlを、１０％ウシ胎児血清及び抗生物質を含有するＲＰＭＩ１６４０中の表に示す濃度の精製組換え融合タンパク質２０μｌと共に、９６ウェルのマイクロタイタープレートにおいて、室温で６０分間インキュベートした。６×１０5細胞/mlのＣＥＭ４細胞２０μｌをそれぞれのウェルに添加し、培養液を、保湿ＣＯ2インキュベーター中、３７℃でインキュベートした。２〜３０日ごとに新鮮な培地を添加することにより９日間細胞を培養した。感染後５、７、及び９日目に、ウイルスの複製を調べるために、下記のように逆転写酵素（ＲＴ）活性について上清の試料をアッセイした。Reed&Muench,1937,Am.J.Hyg.27:493-497の方法に従って、５０％組織培養感染用量（ＴＳＩＤ50）をそれぞれの条件について計算した。ＲＴ活性は、Goff et al.,1981,J.Virol.38:239-248及びWilley et al.,1988,J.Virol.62:139-147で公表された方法をChen et al.,1993,AIDS Res.Human Retroviruses 9:1079-1086に記載されたように修正した方法で測定した。
驚くべきことに、ロイシンジッパーモチーフの中心のイソロイシンをプロリンに置きかえる単一アミノ酸の置換により、抗ウイルス活性を示す融合タンパク質（Ｍ４１−Ｐ）が得られた（表XII及び図８）。表XIIに示すように、Ｍ４１−Ｐはおよそ８５ｎＭの濃度で合胞体の形成を９０％、およそ７０ｎＭの濃度で中和化ＨＩＶ−１IIIBの感染を９０％遮断した。Ｍ４１−Ｐからその領域（Ｃ−末端のヘリックス配列）を除くと不活性な融合タンパク質、Ｍ４１−Ｐ△１７８が得られることから、Ｍ４１−Ｐの抗−ＨＩＶ−１活性は、Ｃ−末端のヘリックス配列によって媒介されているように思われる（表XII）。この解釈は、ＤＰ１７８配列を欠いた切断型融合タンパク質、Ｍ４１△１７８が、ＤＰ１７８ペプチドの強力な抗−融合活性を濃度によらずになくしていることを示す実験によって裏付けられた（図９）。ロイシンジッパーを分断させるプロリン変異を含有する、同様の切断型融合タンパク質、Ｍ４１−Ｐ△１７８は、同様な競合実験において活性がなかった（図９）。この結果から、ＤＰ１７８ペプチドは、その相互に作用する構造が野生型のロイシンジッパー配列に依存するｇｐ４１の第二の部位と関与することが示される。同様な相互作用は野生型融合タンパク質、Ｍ４１内でも生じ、ＤＰ１７８領域を抑える分子内の止め金を形成するように働き、そのために抗−ウイルス活性をなくしている可能性がある。
これら２つのドメインの間の特殊な関係は、他のヒトモノクローナルＦａｂ−ｄの研究でも示されている。例えば、Ｆａｂ−ｄはＤＰ１７８ペプチドまたは融合タンパク質Ｍ４１△１７８のいずれにも結合することができなかったが、そのエピトープはこれら２つの試薬を共に単に混合することによって再構成された（図１０）。前述の、融合タンパク質のロイシンジッパードメインにおいてプロリン変異が生じたＭ４１−Ｐ△１７８では、同様の混合実験においてエピトープを再構成することはできなかった。
９．実施例：ＤＰ−１０７−様及びＤＰ−１７８−様配列のコンピューターによる同定方法
多くの既知の高次コイル配列は文献に詳しく記載されており、各のアミノ酸についてヘプタドリピートを有している。高次コイル配列の命名法は、ヘプタドリピートＡ〜Ｇの７個のアミノ酸のそれぞれを、疎水性の位置になる傾向にあるアミノ酸Ａ及びＤで標識する。アミノ酸Ｅ及びＧは荷電する傾向のものである。これら４つの位置（Ａ、Ｄ、Ｅ、及びＧ）はα−ヘリックス単量体の両性骨格構造を形成する。２個またはそれ以上の両性ヘリックスの骨格は、互いに相互作用して二、三、四量体等の高次コイル構造を形成する。コンピューターでサーチするモチーフの設計を開始するために、酵母の転写因子ＧＣＮ４、インフルエンザウイルスのヘマグルチニンループ３６、及びヒトプロト−オンコジーンｃ−Ｍｙｃ、ｃ−Ｆｏｓ、及びｃ−Ｊｕｎを含む一連の良く特徴づけされた高次コイルを選んだ。それぞれのペプチド配列について、Ａ及びＤの位置における厳密な相同性と、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、及びＧの位置において除外することのできるアミノ酸（それらはこれらの位置に見られないため）のリストを決定した。高次コイル構造を有することが知られているＨＩＶ−１  Ｂｒｕ  ＤＰ−１０７、及び構造決定が未だされていないＨＩＶ−１  Ｂｒｕ  ＤＰ−１７８のアミノ酸のヘプタド配置について最も可能性の高いものを推定することによって、モチーフをＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８配列に作成した。それぞれの配列の分析は図１２に示す。例えば、ＧＣＮ４のためのモチーフは以下のように設計した：
１．ＧＣＮ４のＡまたはＤの位置に見られるアミノ酸（標準的な１文字によるアミノ酸コードを用いる）は［ＬＭＮＶ］のみであった。
２．｛ＣＦＧＩＭＰＴＷ｝を除く全てのアミノ酸がＢ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、及びＧの位置に見られた。
３．従って、検索のモチーフは以下のように書ける：
0004205159.tif 000063
このモチーフを翻訳または読み取ると：“最初のＡの位置ではＬ、Ｍ、Ｎ、またはＶのいずれかが来なければならない；Ｂ及びＣの位置（次の２つの位置）ではＣ、Ｆ、Ｇ、Ｉ、Ｍ、Ｐ、Ｔ、またはＷを除く全てが受け入れられる；Ｄの位置ではＬ、Ｍ、Ｎ、またはＶのいずれかが来なければならない；Ｅ、Ｆ、及びＧの位置（次の３つの位置）ではＣ、Ｆ、Ｇ、Ｉ、Ｍ、Ｐ、Ｔ、またはＷを除く全てが受け入れられる。”この記述は２８量体では４回繰り返され、３５量体では５回繰り返される。従って、基本的なモチーフの鍵は：［ＬＭＮＶ］−｛ＣＦＧＩＭＰＴＷ｝である。この他のよく記載された高次コイル配列のモチーフの鍵は図１２にまとめている。
ＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８のためのモチーフの設計は、ヘプタドリピートの位置は決定されてなく、またこれらのペプチドは共に２８残基より長いという事実のために、上記の２８量体のモデル配列とやや異なっていた。図１３はＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８双方の数種の可能な配列を説明し、また２８量体、３５量体、及び完全な長さのペプチドに基づくモチーフの設計を含んでいる。ペプチドが長くなるにつれて、モチーフでわずかな違いが生じるに過ぎないことに留意べきである。一般に、基本のペプチドが長くなると、モチーフの厳重性が小さくなる結果になる。このことは、この文献で“ヒット”と呼ぶＤＰ−１０７−またはＤＰ−１７８−様一次アミノ酸配列を同定するための可能性を広げる上で非常に有用である。
サーチすべきそれぞれの型のペプチド配列について高度に特異的であるモチーフの作成に加えて、“ハイブリッド”モチーフを作成することも可能である。これらのモチーフは、双方の“親”のモチーフ配列だけでなく、一方の、他方の、あるいは双方の“親”に類似性を有するペプチド配列をも見い出す新規なサーチの演算法を作成するために、２種またはそれ以上の非常に厳密なモチーフを“交差する”ことによって作成される。例えば、表３では、ＧＣＮ４の“親”配列をＤＰ−１０７の可能な“親”モチーフそれぞれと交差させている。ハイブリッドモチーフは両方の親のＡ及びＤの位置に見られるアミノ酸の全てを含有し、かつ、他の位置ではどちらの親にも見られないアミノ酸全てを排除しなければならない。ＧＣＮ４または［ＬＭＮＶ］｛ＣＦＧＩＭＰＴＷ｝、及びＤＰ−１０７（Ｄ位置の最初がＬである２８量体）または［ＩＬＱＴ］｛ＣＤＦＩＭＰＳＴ｝の交差から得られるハイブリッドは［ＩＬＭＮＱＴＶ］｛ＣＦＩＭＰＴ｝である。親のＤＰ−１０７分子の全ペプチド長と同様、骨格の可能性をカバーする２つの基本的なハイブリッドモチーフのみが存在することに留意すべきである。図１５はＧＣＮ４とＤＰ−１７８とのハイブリダイゼーションを示す。図１６はＤＰ−１０７とＤＰ−１７８とのハイブリダイゼーションを示す。ここに示したモチーフ、双方の親及びハイブリッドはモチーフの鍵であり、実際のコンピューターサーチを行う上で必要な完全な長さのモチーフを記述するものでないことに注意することが重要である。
ハイブリダイゼーションは２種またはそれ以上のモチーフのいずれの組み合せでも行うことができる。表５にはＧＣＮ４、ＤＰ−１０７（双方の骨格）、及びＤＰ−１７８（双方の骨格）を含むいくつかの３種のモチーフからのハイブリダイゼーションをまとめている。結果としてできたモチーフは互いにより類似するようになったことに留意すべきである。事実、最初と第３のハイブリッドモチーフはそれぞれ実際に第２及び第４のハイブリッドモチーフのサブセットである。このことは最初と第３のハイブリッドモチーフは第２及び第４よりもわずかに厳密性が高いことを意味する。これら４種のモチーフにおけるわずかな変化で、あるいはこれらをハイブリダイズすることによって、その配列全てを見い出すことのできる１個のモチーフを得ることができることにも留意すべきである。しかしながら、厳密性がまた減少することを忘れてはならない。最後に、ＧＣＮ４、ＤＰ−１０７（双方の骨格）、ＤＰ−１７８（双方の骨格）、ｃ−Ｆｏｓ、ｃ−Ｊｕｎ、ｃ−Ｍｙｃ、及びＦｌｕループ３６のハイブリダイゼーションを要約する、最もスペクトルの広い、そして最も厳密性の低いハイブリッドモチーフを図１８に記載する。
ＤＰ−１７８はｇｐ４１の膜貫通領域のおよそ１０個のアミノ酸だけ上流で、ＤＰ−１０７とＤＰ−１７８を隔てるプロリンのＣ−末端側の隣に位置しているという事実に基づき、特殊なモチーフを設計した。ＤＰ−１７８は膜に関係するときは両性のヘリックスであり、プロリンはヘリックス形成の開始に際してこれを助けるものと仮定した。同じ配列は呼吸合胞体ウイルスで観察された；しかしながら、このウイルスのＤＰ−１７８一様の領域はプロリンのＣ−末端側の隣にロイシンジッパーをも有していた。従って、設計されたＮ−末端プロリン−ロイシンジッパーモチーフを、他のウイルスがこの同じパターンを有する可能性があるか否かを分析するために設計した。モチーフを図１９にまとめた。
ＰＣ／遺伝子−タンパク質データベースは５８７９個のウイルスのアミノ酸配列を含有している（ライブラリーファイルＰＶＩＲＵＳＥＳ；ＣＤ−ＲＯＭリリース１１．０）。この内、１０９２個はウイルスのエンベロープまたは糖タンパク質の配列である（ライブラリーファイルＰＶＩＲＵＳＥ１）。表VからXは、タンパク質配列の名称のリスト及びサーチした全てのモチーフについてモチーフがヒットした位置を示す。
１０．実施例：ヒト免疫不全ウイルスにおけるＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８様配列のコンピューターによる同定
図２０はＨＩＶ−１  ＢＲＵから単離したｇｐ４１のサーチ結果を示す（ＰＣ／Ｇｅｎｅ−タンパク質配列ＰＥＮＶ＿ＨＶ１ＢＲ）。ＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８を交差させるハイブリッドモチーフ（１０７×１７８×４という；図１６に見られるものと同じモチーフ）では、アミノ酸５５０−５９９、６３６−６８８、及び７９６−８２３を含む３つのヒットが見られることに留意すべきである。これらの領域にはＤＰ−１０７のＮ−末端に８個の、Ｃ−末端に４個のアミノ酸がついたもの；ＤＰ−１７８のＮ−末端に７個の、Ｃ−末端に１０個のアミノ酸がついたもの；そして膜貫通領域の内側部分（細胞質）が含まれる。図２０には、鍵が図１７（｛ＣＤＧＨＰ｝｛ＣＦＰ｝×５）に見られる、いわゆるモチーフＡＬＬＭＯＴＩ５でのサーチから得られた結果を示す。このモチーフでもＤＰ−１０７（アミノ酸５１０−５９９）、ＤＰ−１７８（６１５−７１７）、及び細胞質領域（７７２−８４１）を含む３個のヒットが見られた。これらのヒットは、アミノ及びカルボキシ末端の双方で非常に付加的な配列を有するモチーフ１０７×１７８×４により見られるヒットと重複する。このことは、１０７×１７８×４がＡＬＬＭＯＴＩ５ハイブリッドモチーフのサブセットであることから驚くべきことではない。重要なことは、ＡＬＬＭＯＴＩ５の厳密性が１０７×１７８×４より顕著に低くても、ＨＩＶ−１の抑制ペプチドのための配列を含有することを示すｇｐ４１のＤＰ−１０７及びＤＰ−１７８領域を尚も選択的に同定することである。これら２つのモチーフのサーチの結果を、ＰＣ／Ｇｅｎｅ−タンパク質配列の名前をＰＥＮＶＨＶ１ＢＲとして、表Vにまとめている。プロリン−ロイシンジッパーモチーフでも、ｇｐ１２０のＣ−末端側すぐで切断部（Ｐ７ＬＺＩＰＣ及びＰ１２ＬＺＩＰＣ）のすぐ上流である５０３−５２５；並びにｇｐ４１の細胞質ドメイン内の７３５−７６８（Ｐ２３ＬＺＩＰＣ）を含む、ＨＩＶ−１  ＢＲＵのいくつかのヒットが得られた。これらの結果は表VIII、IX、及びXに、上記と同じ配列の名称で示した。高次コイル領域を含有するルーパス演算法によって予想されたＨＩＶ−１  ＢＲＵの領域のみがアミノ酸６３５−６７０からなっていることに留意すべきである。これは、ＤＰ−１７８の最初から８個のアミノ酸分だけＮ−末端側から始まり、ＤＰ−１７８の最後から８個のアミノ酸分だけＮ−末端側で終わっている。ＤＰ−１０７は、既知の高次コイルであるという事実にもかかわらず、ルーパス演算法を用いては高次コイル領域を含有することが予想されていない。
１１．実施例：ヒト呼吸合胞体ウイルスにおけるＤＰ−１０７−様及びＤＰ−１７８−様配列のコンピューターによる同定
図２１はヒト呼吸合胞体ウイルス（ＲＳＶ；Ａ２株）における融合糖タンパク質Ｆ１のサーチ結果を示す（ＰＣ／Ｇｅｎｅ−タンパク質配列の名前はＰＶＧＬＦ＿ＨＲＳＶＡ）。モチーフ１０７×１７８×４ではアミノ酸１５２−２０２、２１３−２４３、及び４８８−５１５を含む３つのヒットが見られる。これらのヒットの配列は、このモチーフでＤＰ−１７８に類似する２つの領域、１つはいわゆるＤＰ−１０７領域又はアミノ酸２１３−２４３のすぐ下流、もう１つは貫膜領域（ＤＰ−１７８にも類似）又はアミノ酸４８８−５１５のすぐ上流、が見られることを除き、ＨＩＶ−１で見られるものと類似している。モチーフＡＬＬＭＯＴＩ５ではまた、アミノ酸１１６−２０２、２６７−３０２、及び５０６−５４９を含む３つの領域も見られる。プロリン−ロイシンジッパーモチーフでも、アミノ酸２０５−２２１及び２６５−２８７（Ｐ１ＬＺＩＰＣ２６５−２８０、Ｐ１２ＬＺＩＰＣ）、並びに４８４−５１３（Ｐ７ＬＺＩＰＣ及びＰ１２ＬＺＩＰＣ４８４−５０６、Ｐ２３ＬＺＩＰＣ）を含む数種のヒットが得られた。ＰＬＺＩＰモチーフでもＨＩＶ−１のＤＰ−１７８と位置類似性を共有する領域を同定できることに留意すべきである。
１２．実施例：サルの免疫不全ウイルスでの、ＤＰ−１０７類似配列ならびにＤＰ−１７８類似配列のコンピュータによる同定
サルの免疫不全ウイルスのｇｐ４１（ＡＧＭ３単離物、ＰＣ／Ｇｅｎｅタンパク質配列名称ＰＥＮＶ＿ＳＩＶＡＧ）について、モチーフによるヒット配列を図２２に示す。モチーフ１０７ｘ１７８ｘ４では、アミノ酸５６６−５９３、５９７−６２４、７０３−７３０を含む３つのヒット配列が見いだされる。最初の２つのヒット配列は、その間にアミノ酸が３つしか存在しないので、おそらく一つの５６６−６２４のヒット配列としてまとめられるであろうし、この５６６−６２４の配列がＤＰ−１０７に類似したヒット配列であるということとなる。この場合、アミノ酸７０３−７３０が、ＤＰ−１７８類似配列であるということとなる。ＡＬＬＭＯＴＩ５でも、アミノ酸５５６−６２８（ＤＰ−１０７類似配列）、６５１−６９９（ＤＰ−１７８類似配列）、膜貫通領域である８０８−８５２を含む３件のヒット配列が見いだされる。ＳＩＶは、ルーパス（Lupas）アルゴリズムによって高次コイルを形成しやすいことが予測される６５５−６９２の一領域も有している。１０７ｘ１７８ｘ４ならびにＡＬＬＭＯＴＩ５の双方のモチーフによって、同一の領域が見いだされる。ＳＩＶのｇｐ４１は、ＰＬＺＩＰモチーフによるヒット配列を有してはいない。
１３．実施例：イヌのジステンパーウイルスでの、ＤＰ−１０７類似配列ならびにＤＰ−１７８類似配列のコンピュータによる同定
イヌのジステンパーウイルス（系統、オンデルステプールト（Onderstepoort））の融合糖タンパク質Ｆ１（ＰＣ／Ｇｅｎｅタンパク質配列名称  ＰＶＧＬＦ＿ＣＤＶＯ）は、ＤＰ−１０７に類似していたり、ＤＰ−１７８に類似していたりすることが予測されるヒトＲＳＶ類似領域を有している（図２３）。モチーフ１０７ｘ１７８ｘ４では、融合ペプチドのすぐＣ末端側のアミノ酸２５２−２９３の一領域がはっきり示される。アミノ酸２５２−２８６は、ルーパスアルゴリズムを使用することにより高次コイルであることも予測される。この第一の領域のアミノ酸ほぼ１００個分Ｃ末端側のアミノ酸残基３４０−３６７には、ＤＰ−１７８類似配列が存在している。ＡＬＬＭＯＴＩ５では、ルーパスによって予測される配列ならびに１０７ｘ１７８ｘ４によるＤＰ−１０７に類似したヒット配列と完全に重なっているアミノ酸２２８−２９７、１０７ｘ１７８ｘ４による２つめのヒット配列と重なっているアミノ酸残基３４０−３８１、膜貫通領域のすぐＮ末端側に位置している点でＤＰ１７８と類似しているアミノ酸５６８−６０２の３つの重要な領域がはっきり示される。アミノ酸５６８−６０２の配列は、ルーパス法で高次コイルを形成しやすいことが予測されている別の領域（残基５７０−６０２）とも重なり合っている。いくつかのＰＬＺＩＰモチーフによって重要な領域が成功裡に特定され、Ｐ６ならびにＰ１２ＬＺＩＰＣでは残基３３６−３５７ならびに３３６−３６１がそれぞれはっきり示され、Ｐ１ならびにＰ１２ＬＺＩＰＣでは残基３９８−４１４が見いだされ、ｐ１２ならびにＰ１２ＬＺＩＰＣでは残基５６２−５８９ならびに５６２−５９２がそれぞれ見いだされた。
１４．実施例：ニューカッスル病ウイルスでの、ＤＰ−１０７類似配列ならびにＤＰ−１７８類似配列のコンピュータによる同定
図２４に、ニューカッスル病ウイルス（系統、オーストラリア−ビクトリア／３２、ＰＣ遺伝子タンパク質配列名称  ＰＤＧＬＦ＿ＮＤＶＡ）で見いだされた、モチーフによるヒット配列を示す。モチーフ１０７ｘ１７８ｘ４では、アミノ酸１５１−１７８のＤＰ−１０７類似ヒット配列、ならびに残基４２６−５１２のＤＰ−１７８類似ヒット配列を含む２つの領域が見いだされる。ＡＬＬＭＯＴＩ５では、残基１１７−１８２、２３１−２７２、４２６−５１２を含む３つの領域が見いだされる。４２６−５１２のヒット配列は、ルーパス法で高次コイルを形成しやすいことが予測される領域（４６０−５０３）を包含している。ＰＬＺＩＰモチーフでは、重要な領域が１つのみ、アミノ酸２７３−２８９に同定される（Ｐ１ならびに１２ＬＺＩＰＣ）。
１５．実施例：ヒトパラインフルエンザウイルスでの、ＤＰ−１０７類似配列ならびにＤＰ−１７８類似配列のコンピュータによる同定
１０７ｘ１７８ｘ４ならびにＡＬＬＭＯＴＩ５の双方のモチーフとも、ヒトパラインフルエンザウイルス（系統、ＮＩＨ４７８８５、ＰＣ／Ｇｅｎｅタンパク質配列名称  ＰＶＧＬＦ＿Ｐ１３Ｈ４）のそれぞれ同一の領域である１１５−１８２ならびに１１７−１８２で、ＤＰ−１０７に類似したヒット配列を示す（図２５）。また、この２つのモチーフは、上記配列のわずかにＣ末端側のアミノ酸２０７−２４１に、ＤＰ−１７８に類似したヒット配列を有している。双方のモチーフとも、それぞれアミノ酸４５７−４９７ならびに４６２−５１２を含む膜貫通領域にさらに近い位置に、ＤＰ−１７８に類似したヒット配列をさらに有している。いくつかのＰＬＺＩＰモチーフによるヒット配列も観察され、２８３−３０３（Ｐ５ＬＺＩＰＣ）、２８３−３１０（Ｐ１２ＬＺＩＰＣ）、４５３−４７４（Ｐ６ＬＺＩＰＣ）、ならびに４５３−４８１（Ｐ２３ＬＺＩＰＣ）が観察された。ルーパスアルゴリズムでは、アミノ酸１２２−１７６が高次コイルを形成しやすいことが予測される。
１６．実施例：インフルエンザＡウイルスでの、ＤＰ−１０７類似配列ならびにＤＰ−１７８類似配列のコンピュータによる同定
図２６は、インフルエンザＡウイルス（系統、Ａ／Ａｉｃｈｉ／２／６８）の残基３７９−４３６でのルーパス法による高次コイルについての予測結果、ならびに１０７ｘ１７８ｘ４モチーフによるアミノ酸３８７−４５３のヒット配列、およびＡＬＬＭＯＴＩ５モチーフによる残基３８０−４５６のヒット配列を示す。残基３８３−４７１（ＨＡ２の３８−１２５）は、CarrおよびKimによって、酸性ｐＨのときには伸長高次コイルとなっていることが示された（Carr and Kim,1993,Cell 73:823-832）。ルーパスアルゴリズムでは、残基３７９−４３６が高次コイルとなっていることが予測される。３つの方法のいずれによっても、上記に示した領域が実際に高次コイル構造を有することが成功裏に予測されたものの、ＡＬＬＭＯＴＩ５によって、８８残基が並ぶ最長の部分が予測された。
１７．実施例：ＲＳＶ抗ウイルス化合物
ここに示す実施例では、上掲の実施例９に記載したコンピュータによる高次コイルペプチド配列検索によって同定されたＲＳウイルス（ＲＳＶ）のペプチド配列が、実際の既知の高次コイルペプチドと構造上の類似性を示すペプチドドメインをコードすることが示され、さらに、抗ウイルス活性を示すことも見いだされる。
１７．１  材料および方法
構造解析は、円偏光二色性（ＣＤ）を調べることによって行い、その際には、出願人の係属中の米国特許出願第０８／０７３、０２８号に記載された方法にしたがった。
抗ＲＳＶ抗ウイルス活性は、Pringle,C.R.ら，1985,J.Medical Vir.17:377-386に記載されたようにして調べた。
上掲の実施例９に記載したコンピュータ援用ペプチド配列検索法によって同定された配列を含む、アミノ酸４８個のＲＳＶ  Ｆ２のペプチド、ならびにアミノ酸５３個のＲＳＶ  Ｔ６７のペプチドを使用した。これらの配列の正確な位置ならびに使用したモチーフについては、図２１を参照されたい。
１７．２  結果
アミノ酸４８個のＲＳＶ  Ｆ２のペプチド配列（図２７）の一部、ならびにアミノ酸５３個のＲＳＶ  Ｔ６７のペプチド配列（図２８）の一部を構成する３５マーのオリゴペプチドを合成した。オリゴペプチドの、既知の高次コイル構造との構造上の類似性、ならびに抗ＲＳＶ活性を、ＣＤ解析によって調べた。図２７および２８に示すように、これらのオリゴペプチドのいくつかが、実質的な高次コイルとの構造上の類似性、および／または抗ウイルス活性を示した。
このように、本明細書の、たとえば実施例９に記載したコンピュータ援用検索によって、抗ＲＳＶ抗ウイルス化合物として大いに有望なウイルスペプチドドメインを成功裡に同定することができた。
１８．実施例：ＨＰＦ３抗ウイルス化合物
ここに示す実施例では、上掲の実施例９に記載したコンピュータ援用高次コイルペプチド配列検索によって同定されたヒトパラインフルエンザウイルス３（ＨＰＦ３）のペプチド配列が、実際の既知の高次コイルペプチドと構造上の類似性を示すペプチドドメインをコードすることが示され、さらに、抗ウイルス活性を示すことも見いだされた。
１８．１  材料および方法
構造解析は、円偏光二色性（ＣＤ）を調べることによって行い、その際には、本出願人の係属中の米国特許出願第０８／０７３，０２８号に記載された方法にしたがった。
抗ＨＰＦ３抗ウイルス活性は、Pringle,C.R.ら，1985,J.Medical Vir.17:377-386に記載されたようにして調べた。
上掲の実施例９に記載したコンピュータ援用ペプチド配列検索法によって同定された配列を含む、アミノ酸５６個ならびにアミノ酸７０個のＨＰＦ３のペプチドを使用した。これらの配列の正確な位置ならびに使用したモチーフについては、図２５を参照されたい。
１８．２  結果
アミノ酸５６個のＨＰＦ３のペプチド配列（図２９）の一部、ならびにアミノ酸７０個のＨＰＦ３のペプチド配列（図３０）の一部を構成する３５−ｍｅｒのオリゴペプチドを合成した。オリゴペプチドの、既知の高次コイル構造との構造上の類似性、ならびに抗ＨＰＦ３活性を、ＣＤ解析によって調べた。図２９および３０に示すように、これらのオリゴペプチドのいくつかが、実質的な高次コイルとの構造上の類似性、および／または抗ウイルス活性を示した。
このように、本明細書の、たとえば実施例９に記載したコンピュータ援用検索によって、抗ＨＰＦ３抗ウイルス化合物として大いに有望なウイルスペプチドドメインを成功裡に同定することができた。
本発明の範囲は、発明の個別の側面を例示する一例として記載した特定の実施態様によって限定されるものではなく、本発明の範囲には、機能的に同等な方法ならびに構成成分も包含されるものである。実際、当業者であれば、以上の説明ならびに添付図面から、本明細書に示し、説明した態様以外にも、本発明の各種の改変を思いつくはずである。こうした改変も、添付した請求の範囲の範囲内に包含されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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