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ポリアミンの化学伝達を司るトランスポーターの同定とその利用

国内特許コード P170013781
整理番号 (S2013-0121-N0)
掲載日 2017年3月16日
出願番号 特願2014-544325
出願日 平成25年11月1日(2013.11.1)
国際出願番号 JP2013006488
国際公開番号 WO2014068991
国際出願日 平成25年11月1日(2013.11.1)
国際公開日 平成26年5月8日(2014.5.8)
優先権データ
  • 特願2012-243730 (2012.11.5) JP
発明者
  • 森山 芳則
  • 表 弘志
  • 宮地 孝明
  • 日浅 未来
出願人
  • 国立大学法人 岡山大学
発明の名称 ポリアミンの化学伝達を司るトランスポーターの同定とその利用
発明の概要 本発明は、新規のポリアミントランスポーターの分野に関する。本発明に従って、ポリアミン輸送を担うトランスポーターおよびそれをコードする遺伝子が同定された。さらに、本発明に従って、そのようなトランスポーターおよびそのようなトランスポーターを含む人工膜を用いる、ポリアミントランスポーター活性調節剤のスクリーニング法が提供される。また、本発明に従って、ポリアミン代謝が関与する疾患の予防剤・治療剤の候補物質を提供するスクリーニング法が提供される。本発明に従って、ポリアミン輸送タンパク質の活性調節剤をスクリーニングするためのキットもまた提供される。
従来技術、競合技術の概要


ポリアミンは第一級アミノ基を2つ以上持つ脂肪族で、スペルミジン、スペルミン、プトレシンなど生物界に広く存在している。ポリアミンには多様な生理作用(細胞増殖促進、細胞分化促進、蛋白質合成促進、DNAの安定化、抗酸化作用、および、NMDA型グルタミン酸受容体やカリウムチャンネル等に作用することによる神経伝達の調節)がある事が報告されている。ポリアミンは神経細胞やアストロサイト等の小胞に蓄積されていて、刺激によって細胞外へ放出され、グルタミン酸化学伝達をコントロールし、その結果、神経伝達をコントロールしている。以下に、その代表例を記載する。
(1)高酸素下での肺の損傷
高酸素下では肺が損傷を受け高酸素症になるが、ポリアミン合成が高酸素症下での生存率に重要である事が知られている(非特許文献1および5)。
(2)統合失調症等の神経疾患との関連
統合失調症、錐体外路症候群(筋の緊張状態の異常と不随意運動で、手指振戦、筋硬直
、頸・顔部のれん縮、眼球回転発作、焦燥感等)、気分障害、不安、自殺行動とポリアミ
ンが関連している(非特許文献2)。これらの神経疾患の原因のひとつとしてNMDA受容体の過剰興奮が関連していると言われている。ポリアミンのひとつであるアグマチンは抗鬱、抗不安作用、気分障害を持つ(非特許文献2、6、7)。
(3)抗鬱作用との関連
エリプロジルはNMDA受容体のポリアミン結合部位に結合し、抗鬱作用を示す(非特
許文献2、6)。
(4)神経変性
アルツハイマー病、パーキンソン病、虚血、脳卒中等の神経変性をともなう疾患において、NMDA受容体の過剰興奮が重要な役割を果たしている。メマンチンはNMDA受容体を阻害する事で神経の過剰興奮を阻害し、神経細胞死を防ぐ。アルツハイマー病の治療薬として用いられている。また、ポリアミン類似体はNMDA受容体の阻害を通して神経を変性から守る事が報告されている(非特許文献4)。



単離シナプス小胞でポリアミン輸送は観察されているが(非特許文献8)、ポリアミンがどのような仕組みで、どのようなトランスポーターを介して、小胞内に蓄積されるのかは不明であった。



この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。

産業上の利用分野


本発明は、新規のポリアミントランスポーターの分野に関する。さらに、本発明は、ポリアミントランスポーターの輸送活性を調節する薬剤のスクリーニング、ならびに、ポリアミンの代謝異常が関連する疾患を予防・治療するための薬剤のスクリーニング、ならびに、これらスクリーニングに使用するためのキットに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
以下:
(a)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列を含む核酸;
(b)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列を含む核酸の相補鎖と高度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であって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(c)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列と少なくとも90%同一である配列を含む核酸であって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(d)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列において1または数個の変異、置換、挿入または欠失を含む核酸配列を有する核酸配列であって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(e)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸;
(f)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;ならびに、
(g)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列において1または数個の変異、置換、挿入または欠失を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
からなる群から選択される核酸によってコードされるポリペプチドを含む、人工膜。

【請求項2】
請求項1に記載の人工膜であって、以下:
(h)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列からなる核酸;ならびに、
(i)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸、
からなる群から選択される核酸によってコードされるポリペプチドを含む、人工膜。

【請求項3】
膜小胞である、請求項1に記載の人工膜。

【請求項4】
リポソームである、請求項1に記載の人工膜。

【請求項5】
さらに、プロトンポンプを含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の人工膜。

【請求項6】
さらに、F-ATPaseを含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の人工膜。

【請求項7】
請求項1に記載の人工膜の製造方法であって、以下:
(a)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列を含む核酸;
(b)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列を含む核酸の相補鎖と高度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であって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(c)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列と少なくとも90%同一である配列を含む核酸であって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(d)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列において1または数個の変異、置換、挿入または欠失を含む核酸配列を有する核酸配列であって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(e)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸;
(f)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;ならびに、
(g)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列において1または数個の変異、置換、挿入または欠失を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
からなる群から選択される核酸を用いて、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドを発現する工程
を包含する方法。

【請求項8】
請求項1に記載の人工膜の製造方法であって、以下:
(a)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列を含む核酸;ならびに、
(i)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸;
からなる群から選択される核酸を用いて、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドを発現する工程
を包含する方法。

【請求項9】
請求項1に記載の人工膜の製造方法であって、以下:
(j)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列を含む核酸によってコードされるポリペプチド;
(k)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列を含む核酸の相補鎖と高度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によってコードされるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチド;
(l)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列と少なくとも90%同一である配列を含む核酸によってコードされるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチド;
(m)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列において1または数個の変異、置換、挿入または欠失を含む核酸配列を有する核酸配列によってコードされるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチド;
(n)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
(o)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチド;ならびに、
(p)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列において1または数個の変異、置換、挿入または欠失を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチド;
からなる群から選択されるポリペプチドを人工膜に組み込む工程、
を包含する方法。

【請求項10】
請求項1に記載の人工膜の製造方法であって、以下:
(q)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列からなる核酸によってコードされるポリペプチド;ならびに、
(r)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
からなる群から選択されるポリペプチドを人工膜に組み込む工程、
を包含する方法。

【請求項11】
ポリアミン輸送タンパク質の活性調節剤のスクリーニング法であって、
(1)請求項1~6のいずれか一項に記載の人工膜を提供する工程;
(2)該人工膜に候補薬物を接触させる工程;
(3)該人工膜のポリアミン輸送活性を測定する工程;および、
(4)工程(3)で測定されたポリアミン輸送活性から、該候補薬物がポリアミン輸送タンパク質の活性調節剤であるか否かを決定する工程;
を包含する、方法。

【請求項12】
前記活性調節剤が阻害剤である、請求項11に記載の方法。

【請求項13】
前記活性調節剤が活性促進剤である、請求項11に記載の方法。

【請求項14】
請求項11に記載の方法によって得られた、ポリアミン輸送タンパク質の活性調節剤。

【請求項15】
請求項1~6のいずれか一項に記載の人工膜を含む、ポリアミン輸送タンパク質の活性調節剤をスクリーニングするための、組成物。

【請求項16】
ポリアミン輸送タンパク質の活性調節剤をスクリーニングするためのキットであって、以下:
(I)核酸であって、以下:
(a)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列を含む核酸;
(b)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列を含む核酸の相補鎖と高度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であって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(c)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列と少なくとも90%同一である配列を含む核酸であって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(d)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列において1または数個の変異、置換、挿入または欠失を含む核酸配列を有する核酸配列であって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
(e)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸;
(f)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;ならびに、
(g)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列において1または数個の変異、置換、挿入または欠失を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチドをコードする核酸;
からなる群から選択される核酸、ならびに、
(II)脂質
を含む、キット。

【請求項17】
請求項16に記載のキットであって、前記(I)核酸が、以下:
(a)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列を含む核酸;ならびに、
(i)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードする核酸、
からなる群から選択される、キット。

【請求項18】
ポリアミン輸送タンパク質の活性調節剤をスクリーニングするためのキットであって、以下:
(III)ポリペプチドであって、以下:
(j)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列を含む核酸によってコードされるポリペプチド;
(k)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列を含む核酸の相補鎖と高度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によってコードされるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチド;
(l)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列と少なくとも90%同一である配列を含む核酸によってコードされるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチド;
(m)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列において1または数個の変異、置換、挿入または欠失を含む核酸配列を有する核酸配列によってコードされるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチド;
(n)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
(o)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%同一であるアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチド;ならびに、
(p)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列において1または数個の変異、置換、挿入または欠失を含むアミノ酸配列からなるポリペプチドであって、ポリアミン輸送活性を有するポリペプチド;
からなる群から選択されるポリペプチド、ならびに、
(II)脂質
を含む、キット。

【請求項19】
請求項18に記載のキットであって、前記(III)ポリペプチドが、以下:
(q)配列番号1および配列番号3からなる群から選択される核酸配列からなる核酸によってコードされるポリペプチド、ならびに;
(r)配列番号2および配列番号4からなる群から選択されるアミノ酸配列からなるポリペプチド;
からなる群から選択される、キット。

【請求項20】
さらに、プロトンポンプを含む、請求項16~19のいずれか1項に記載のキット。

【請求項21】
さらに、F-ATPaseを含む、請求項16~19のいずれか1項に記載のキット。

国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
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