次世代のバイオ医薬品・診断薬の 開発を目指した画期的なタンパク質 修飾法の開発 筑波大学 池田豊 タンパク質の用途 • • • • 医薬品 診断薬 バイオセンサー（プロテインチップ・抗体チップ） 製造・精製プロセス タンパク質を化学修飾した際に 不活性化した事ないですか？ 開発した技術 -従来の修飾方法と全く異なる化学修飾方法• 特徴 – 温和な反応条件（中性、低温）において速やかに 反応する – 独自の結合様式 – タンパク質の構造・活性保持 -新しいタンパク質修飾技術で 次世代のバイオ医薬品・診断薬・センサーの開発を目指します- 技術紹介 ポリエチレングリコール（PEG) • 様々な化粧品・医薬品に使用 • 毒性が極めて低い • タンパク質を固定化する際のスペーサー 認可されたPEG化医薬品 ＰＥＧ化の問題点 -大幅な活性低下PEGASYS （C型肝炎治療薬） ７％の活性しか残っていない 従来のタンパク質のPEG化技術 -アミノ基と活性エステルの反応- 中性付近の水溶液中で反応するため、様々な分野で用いられている 欠点 • タンパク質中のアミノ基の塩基性がアミドになる事で 変化する。 →タンパク質の構造変化・不活性化 • ２級アミンを有するヒスチジンとも反応する →非特異性 目的 新しいタンパク質ＰＥＧ化技術を開 発してPEG化タンパク質の高活性化 を達成する -これまで医薬品にならなかったタンパク質 の製品化 -活性を保持したタンパク質を用いた診断薬 やセンサー開発 タンパク質の修飾において重要な事 • 水中での温和な条件下でアミノ基と 反応する官能基の開発 -混ぜるだけ-でPEG化タンパク質が できる 新しいタンパク質修飾反応 O O O O O O HO CH n 3 CH n 3 R NH2 O R N O HO メリット • 温和な条件で反応が進む • １級アミンとのみ反応する • 反応後もアミンであり塩基性を保持して いる O O nCH 3 CH n 3 -例1Lysozyme 1.5 • サイズが小さい (14.4 kDa) 1 • 基質が大きい分子 0.5 →従来法では完全に活性が消失する Abs PEG-NHS(5K) Native 0 0 95 190 Time (sec) 285 PEG化タンパク質の精製 SDS-PAGE HPLC kDa Intensity (mAu) 120 50 37 100 80 PEG化 Lysozyme Lysozyme 60 40 25 20 15 20 0 0 5 10 15 Retention time (min) 20 10 1 2 3 PEG化 Lysozyme Lysozyme 従来法とは桁違いの活性を示す 25 20 (a) 活性エステルPEG (b) 2アーム活性エステルPEG (c) 開発したPEG 15 10 5 0 (a) (b) (c) 開発した 従来の PEG化技術 PEG化技術 例２ -タンパク質の構造、分子認識能 への影響- -構造維持従来法 開発した手法 東北大学和田先生提供 -分子認識能の維持未修飾 従来法のPEG化 開発したPEG化 東北大学和田先生提供 想定される用途 • PEG化タンパク質医薬品開発 – 酵素 – サイトカイン – ペプチド – バイオベター・バイオシミラー • 本技術はタンパク質の活性を保持したまま修 飾する事が可能であるため、センサー表面へ の展開も可能である。 診断用途での展開 • ラテックス粒子 • センサーチップ（プロテインチップ） 固定化タンパク質の不活化 ・感度低下 ・S/N低下 活性を保持したまま固定化 ・高感度 ・高いS/N ヘテロ二官能基性PEGの開発 • 高活性タンパク質を材料表面に固定化する →バイオセンサー、診断薬等への展開 Protein PEG Surface,Protein, etc・・・ 開発した新規ヘテロ二官能基性ＰＥＧ 材料への固定化部位 タンパク質固定化部位 企業への期待 • 医薬品として開発を期待しているタンパク質 を保有している企業との共同研究 • タンパク質を用いたセンサー表面の修飾技術 開発を行っている企業との共同研究 • タンパク質を固定化したカラム等、タンパク質 修飾を行っている企業 本技術に関する知的財産権 • 出願番号 – 特願2012-１５６４９５ – PCT/JP２０１２/０８２３３３ – 特願2013-156668 • 出願人 ：筑波大学 お問い合わせ先 筑波大学 技術移転マネージャー 山本 信行 ＴＥＬ ０２９－８５３ － ５９１４ e-mail [email protected]
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