DE10258770B4 - Test for inhibitors of heparanase, useful for treatment of e.g. cancer and inflammatory disease, using immobilized, labeled heparanase substrate - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung stellt Verfahren zum Testen eines Mittels auf seine Fähigkeit bereit, die katalytische Aktivität der Heparanase zu hemmen. Die Verfahren der Erfindung umfassen das Immobilisieren eines Heparanase-Substrats über ein Heparanase-Substrat-bindendes Protein. Die Verfahren lassen sich einfach durchführen und können leicht als automatisierte Systeme für HTS durchgeführt werden.The The present invention provides methods for testing an agent on his ability ready, the catalytic activity to inhibit heparanase. The methods of the invention include Immobilizing a heparanase substrate via a heparanase substrate binding Protein. The procedures are easy to perform and can easily be performed as automated systems for HTS.
Heparansulfat (HS) und Heparansulfat-Proteoglykane (HSPG) liegen in der extrazellulären Matrix (ECM) und auf der Zelloberfläche vor. Sie spielen in regulatorischen Prozessen der Zelle eine wichtige Rolle, wie Adhäsion, Migration, Differenzierung und Proliferation (Jackson, R. L., Busch, S. J., und Cardin, A. L., (1991), Glycoaminoglycans: Molecular properties, protein interactions and role in physiological processes; Physiol. Rev. 71, 481–539; Kjellen, L., und Lindahl, U., (1991), Proteoglycans: Structures and interactions; Annu. Rev. Biochem. 60, 443–475; Wight, T. N., Kinsella, M. G., und Qwarnstromn, E. E., (1992), The role of proteoglycans in cell adhesion, migration and proliferation; Curr. Opin. Cell Biol. 4, 793–801). Außerdem interagieren sie mit zahlreichen Molekülen, umfassend Wachstumsfaktoren (z.B. Fibroblasten-Wachstumsfaktoren und Thrombocytenabgeleiteter Wachstumsfaktor), Cytokine, extrazelluläre Matrixproteine, Lipoproteine und β-Amyloid-Proteine (Ishai-Michaeli, R., Eldor, A., und Vlodavsky, I., (1990), Heparanase activity expressed by platelets, neutrophils and lymphoma cells releases active fibroblast growth factor from extracellular matrix; Cell Reg. 1, 833–842; Schlessinger, J., Lax, I., und Lemmon, M., (1995), Regulation of growth factor activation by proteoglycans: What is the role of the low affinity receptors? Cell. 83, 357–360; Najjam, S., Gibbs, R. V., Gordon, M. Y., und Rider, C. C., (1997), Characterization of human recombinant interleukin 2 binding to heparin and heparan sulfate using an ELISA approach; Cytokine 9, 1013–1022; Eisenberg, S., Sehayek, E., Olivercrona, T., und Vlodavsky, I., (1992), Lipoprotein, lipase enhances binding of lipoproteins to heparan sulfate on cell surfaces and extracellular matrix; J. Clin. Invest. 90, 2013–2021; Schulz, J. G., Megow, D., Reszka, R., Villringer, A., Einhaupl, K. M., und Dirnagl, U., (1998), Evidence that glypican is a receptor mediating betaamyloid neurotoxicity in PC12 cells; Eur. J. Neurosci. 10, 2085–2093). Die Freisetzung dieser Proteine durch Proteasen oder Glykosidasen stellt einen Regulationsmechanismus dar, der in normalen Prozessen und in Prozessen bei Krankheiten die Induktion von Wachstum, die Chemotaxis und die Extravasation von Zellen bewirkt.heparan sulfate (HS) and heparan sulfate proteoglycans (HSPG) are in the extracellular matrix (ECM) and on the cell surface in front. They play an important role in cell regulatory processes Role, such as adhesion, Migration, Differentiation and Proliferation (Jackson, R.L., Busch, S.J., and Cardin, A.L., (1991), Glycoaminoglycans: Molecular properties, protein interactions and roles in physiological processes; Physiol. Rev. 71, 481-539; Kjellen, L., and Lindahl, U., (1991), Proteoglycans: Structures and interactions; Annu. Rev. Biochem. 60, 443-475; Wight, T.N., Kinsella, M.G., and Qwarnstromn, E.E., (1992), The role of proteoglycans in cell adhesion, migration and proliferation; Curr. Opin. Cell Biol. 4, 793-801). Furthermore they interact with numerous molecules, including growth factors (e.g., fibroblast growth factors and platelet-derived Growth factor), cytokines, extracellular matrix proteins, lipoproteins and β-amyloid proteins (Ishai-Michaeli, R., Eldor, A., and Vlodavsky, I., (1990), Heparanase activity expressed by platelets, neutrophils and lymphoma cells releases active fibroblast growth factor from extracellular matrix; Cell Reg. 1, 833-842; Schlessinger, J., Lax, I., and Lemmon, M., (1995), Regulation of growth factor activation by proteoglycans: What is the role of the low affinity receptors? Cell. 83, 357-360; Najjam, S., Gibbs, R. V., Gordon, M.Y., and Rider, C.C., (1997), Characterization of human recombinant interleukin 2 binding to heparin and heparan sulfate using an ELISA approach; Cytokines 9, 1013-1022; Eisenberg, S., Sehayek, E., Olivercrona, T., and Vlodavsky, I., (1992), lipoprotein, lipase enhances binding of lipoproteins to heparan sulfate on cell surfaces and extracellular matrix; J. Clin. Invest. 90, 2013-2021; Schulz, J.G., Megow, D., Reszka, R., Villringer, A., Einhaupl, K.M., and Dirnagl, U., (1998), Evidence that glypican is a receptor mediating betaamyloid neurotoxicity in PC12 cells; Eur. J. Neurosci. 10, 2085-2093). The release of these proteins by proteases or glycosidases represents a regulatory mechanism in normal processes and in processes of disease the induction of growth, the Chemotaxis and extravasation of cells causes.
Die Heparanase ist eine Endo-(D)-Glucuronidase, die Heparansulfat-Proteoglykane (HSPG) an spezifischen Stellen spaltet. Ihre Aktivität wurde in verschiedenen Zelltypen nachgewiesen, umfassend menschliche Thrombocyten, Fibroblasten, Neutrophile, aktivierte T-Lymphocyten, Monocyten und menschliche Nabelvenen-Endothelzellen (HUVEC) (Ishai-Michaeli, R., Eldor, A., und Vlodavsky, I., (1990), Heparanase activity expressed by platelets, neutrophils and lymphoma cells releases active fibroblast growth factor from extracellular matrix; Cell Reg. 1, 833–842; Schlessinger, J., Lax, I., und Lemmon, M., (1995), Regulation of growth factor activation by proteoglycans: What is the role of the low affinity receptors? Cell. 83, 357–360; Najjam, S., Gibbs, R. V., Gordon, M. Y., und Rider, C. C., (1997), Characterization of human recombinant interleukin 2 binding to heparin and heparan sulfate using an ELISA approach; Cytokine. 9, 1013–1022; Eisenberg. S., Sehayek, E., Olivercrona, T., und Vlodavsky, I., (1992), Lipoprotein, lipase enhances binding of lipoproteins to heparan sulfate on cell surfaces and extracellular matrix; J. Clin. Invest. 90, 2013–2021; Schulz, J. G., Megow, D., Reszka, R., Villringer, A., Einhaupl, K. M., und Dirnagl, U., (1998), Evidence that glypican is a receptor mediating betaamyloid neurotoxicity in PC12 cells; Eur. J. Neurosci. 10, 2085–2093; Kosir, M. A., Quinn, C. C., Zukowski, K. L., Grignon, D. J., und Ledbetter, S., (1997), Human prostate carcinoma cells produce extracellular heparanase; J. Surg. Res. 67, 98–105; Godder, K., Vlodavsky, I., Eldor, A., Weksler, B. B., Haimovith-Friedman, A., und Fuks, Z., (1991), Heparanase activity in cultured endothelial cells; J. Cell Physiol. 148, 274–280; Bame, K. J., (1993), Release of heparan sulfate glycosaminoglycans from proteoglycans in Chinese hamster ovary cells does not require proteolysis of the core protein; J. Biol. Chem. 268, 19956–19964). Außerdem stehen erhöhte Heparanase-Spiegel mit dem Melanom und anderen Tumorzelltypen in Zusammenhang (Vlodavsky, I., Fuks, Z., Bar-Ner, M., Ariav, Y., und Schirrmacher, V., (1983), Lymphoma cell mediated degradation of sulfated proteoglycans in the subendothelial extracellular matrix relationship to tumor cell metastasis; Cancer Res. 43, 2704–2711; Vlodavsky, I., Eldor, A., Haimovitz-Friedman, A., Metzner, Y., Ishai-Michaeli, R., Lider, O., Naparstek, Y., Cohen, I. R., und Fuks, Z., (1992), Expression of heparanase by platelets and circulating cells of the immune system: Possible involvement in diapedesis and extravasation; Invasion Metastasis 12, 112–127; Nakajima, M., Irimura, T., DiFerranta, D., DiFerranta, N., und Nicholson, G. L., (1983), Heparan sulfate degradation; Relation to tumor invasion and metastatic properties of mouse B16 melanoma sublines; Science 220, 611–613; Ikuta, M., Podyma, K. A., Maruyama, K., Enomoto, S., Yanagishita, M., (2001), Expression of heparanase in oral cancer cell lines and oral cancer tissues; Oral Oncol. 37, 177–184). Es gibt Beweise, dass die Spaltung der HS-Ketten aus HSPG durch die Heparanase zur Zerstörung der ECM führt und dadurch die Zellmigration erleichtert wird. Hierbei handelt es sich um einen wichtigen Prozess bei der Gewebe-Invasion von aus dem Blut stammenden malignen Tumorzellen und Leukocyten (Hanahan, D., und Folkman, J., (1996), Patterns and Emergin8g mechanisms of the angiogenic switch during tumorigenesis; Cell 86, 353–364; Zetter, B. R., (1998), Angiogenesis and tumor metastasis; Ann. Rev. Med. 49, 407–424; Nakajima, M., Irimura, T., und Nicholson, G. L., (1988), Heparanase and tumor metastasis; J. Cell. Biochem. 36, 157–167). Tatsächlich reduziert eine Behandlung von Versuchstieren mit Heparanase-Inhibitoren deutlich die Häufigkeit von Lungenmetastasen (Vlodavsky, I., Mohsen, M., Lider, O., Svahn, C. M., Ekre, H. P., Vigoda, M., Ishai-Michaeli, R., Peretz, T., (1995), Inhibition of tumor metastasis by heparanase inhibiting species of heparin; Invasion Metastasis 14, 290–302; Parish, C. R., Coombe, D. R., Kakobsen, K. B., und Underwood, P. A., (1987), Evidence that sulphated polysaccharides inhibit tumor metastasis by blocking tumor cell-derived heparanase; Int. J. Cancer 40, 511–517; Parish, C. R., Freeman, C., Brown, K. J., Francis, D. J., und Cowden, W. B., (1999), Identification of sulfated oligosaccharide-based inhibitors of tumor growth and metastasis using novel in vitro assays for angiogenesis and heparanase activity; Cancer Res. 59, 3433–3441), dies zeigt, dass Heparanase-Inhibitoren möglicherweise eingesetzt werden können, um die Invasion von Tumorzellen und die Metastasierung zu hemmen.Heparanase is an endo (D) -glucuronidase that cleaves heparan sulfate proteoglycans (HSPG) at specific sites. Their activity has been demonstrated in various cell types, including human platelets, fibroblasts, neutrophils, activated T lymphocytes, monocytes and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) (Ishai-Michaeli, R., Eldor, A., and Vlodavsky, I., ( Cell Reg 1, 833-842; Schlessinger, J., Lax, I., and Lemmon, M., (1995), Heparanase activity expressed by platelets, neutrophils and lymphoma cells releases active fibroblast growth factor from extracellular matrix; Cell, 83, 357-360, Najjam, S., Gibbs, RV, Gordon, MY, and Rider, CC, (1997), Characterization of human recombinant interleukin 2 binding to heparin and heparan sulfate using ELISA approach; Cytokine. 9, 1013-1022; Eisenberg S., Sehayek, E., Olivercrona, T., and Vlodavsky, I., (1992), Lipoprotein lipase enhances binding of lipoproteins to heparan sulfate on cell and extracellular matrix J. Clin. Invest. 90, 2013-2021; Schulz, JG, Megow, D., Reszka, R., Villringer, A., Einhaupl, KM, and Dirnagl, U., (1998), evidence that glypican is a receptor mediating beta-amyloid neurotoxicity in PC12 cells; Eur. J. Neurosci. 10, 2085-2093; Kosir, MA, Quinn, CC, Zukowski, KL, Grignon, DJ, and Ledbetter, S., (1997), Human prostate carcinoma cells produce extracellular heparanase; J. Surg. Res. 67, 98-105; Godder, K., Vlodavsky, I., Eldor, A., Weksler, BB, Haimovith-Friedman, A., and Fuks, Z., (1991), heparanase activity in cultured endothelial cells; J. Cell Physiol. 148, 274-280; Bame, KJ, (1993), Release of heparin sulfate glycosaminoglycans from proteoglycans in Chinese hamster ovary cells does not require proteolysis of the core protein; J. Biol. Chem. 268, 19956-19964). In addition, elevated heparanase levels are associated with melanoma and other tumor cell types (Vlodavsky, I., Fuks, Z., Bar-Ner, M., Ariav, Y., and Schirrmacher, V., (1983), Lymphoma cell mediated degradation of sulfated proteoglycans into the subendothelial extracellular matrix relationship to tumor cell metastasis; Cancer Res. 43, 2704-2711; Vlodavsky, I., Eldor, A., Haimovitz-Friedman, A., Metzner, Y., Ishai-Michaeli, R., Lider, O., Naparstek, Y., Cohen, IR, and Fuks, Z., (1992), expression of heparanase by platelets and circulating cells of the immune system: possible involvement in diapedesis and extravasation; invasion metastasis 12 , 112-127; Nakajima, M., Irimura, T., DiFerranta, D., DiFerranta, N., and Nicholson, GL, (1983), Heparan sulfate degradation; relation to tumor invasion and metastatic properties of mouse B16 melanoma sublines Science 220, 611-613, Ikuta, M., Podyma, KA, Maruyama, K., Enomoto, S., Yanagishita, M., (2001), expression of heparanase in oral cancer cell lines and oral cancer tissues; Oral Oncol. 37, 177-184). There is evidence that the cleavage of HSPG HS chains by heparanase results in the destruction of the ECM and thereby the Cell migration is facilitated. This is an important process in tissue invasion of blood-derived malignant tumor cells and leukocytes (Hanahan, D., and Folkman, J., (1996) Patterns and Emergments of the angiogenic switch during tumorigenesis; 86, 353-364; Zetter, BR, (1998), Angiogenesis and tumor metastasis; Ann Rev. Med. 49, 407-424; Nakajima, M., Irimura, T., and Nicholson, GL, (1988). Heparanase and tumor metastasis; J. Cell Biochem., 36: 157-167). Indeed, treatment of experimental animals with heparanase inhibitors markedly reduces the incidence of lung metastases (Vlodavsky, I., Mohsen, M., Lider, O., Svahn, CM, Ekre, HP, Vigoda, M., Ishai-Michaeli, R. , Peretz, T., (1995), Inhibition of tumor metastasis by heparanase inhibiting species of heparin, Invasion Metastasis 14, 290-302, Parish, CR, Coombe, DR, Kakobsen, KB, and Underwood, PA, (1987). Evidence that sulfated polysaccharides inhibit tumor metastasis by blocking tumor cell-derived heparanase; Int. J. Cancer 40, 511-517, Parish, CR, Freeman, C., Brown, KJ, Francis, DJ, and Cowden, WB, (1999 ), Identification of sulfated oligosaccharide-based inhibitors of tumor growth and metastasis using novel in vitro assays for angiogenesis and heparanase activity; Cancer Res. 59, 3433-3441), demonstrating that heparanase inhibitors may possibly be used to prevent invasion of tumor cells and to inhibit metastasis.
Es wurde gefunden, dass die Fähigkeit von aktivierten Lymphocyten, Makrophagen und Granulocyten, die ECM zu durchdringen und zu Zielgeweben zu wandern, von der Heparanase-Aktivität abhängig ist (Lider, O., Baharav, E., Mekori, Y. A., Miller, T., Naparstek, Y., Vlodavsky, I., und Cohen, I. R., (1989), Suppression of experimental autoimmune diseases and prolongation of allograft survival by treatment of animals with low doses of heparins; J. Clin. Invest. 83, 752–756).It was found that ability of activated lymphocytes, macrophages and granulocytes, the ECM to permeate and migrate to target tissues on which heparanase activity is dependent (Lider, O., Baharav, E., Mekori, Y.A., Miller, T., Naparstek, Y., Vlodavsky, I., and Cohen, I.R., (1989), Suppression of experimental autoimmune diseases and prolongation of allograft survival by treatment of animals with low doses of heparin; J. Clin. Invest. 83, 752-756).
Die Heparanase wird als Antwort auf verschiedene Aktivierungssignale (z.B. Immunkomplexe, Antigene, Nitrogene) aus intrazellulären Kompartimenten (z.B. Lysosomen, spezifischen Granula) freigesetzt, dies legt ihre Beteiligung an Entzündungs- und Autoimmunreaktionen nahe. Die Behandlung von Versuchstieren mit Heparanase-Inhibitoren reduzierte deutlich die Häufigkeit einer T-Zellenvermittelten Überempfindlichkeit vom verzögerten Typ, einer experimentellen Autoimmun-Enzephalomyelitis und einer anjuvanten Arthritis (Willenborg, D. O., und Parish, C. R., (1988), Inhibition of allergic encephalomyelitis in rats by treatment with sulfated polysaccharides; J. Immunol. 140, 3401–3405), dies zeigt, dass Heparanase-hemmende Verbindungen möglicherweise zum Hemmen von Autoimmun- und Entzündungskrankheiten eingesetzt werden können.The Heparanase is given in response to various activation signals (e.g., immune complexes, antigens, nitrogens) from intracellular compartments (e.g., lysosomes, specific granules), this sets theirs Involvement in inflammatory and autoimmune reactions. The treatment of experimental animals with Heparanase inhibitors markedly reduced the frequency of T-cell mediated hypersensitivity delayed Type, an experimental autoimmune encephalomyelitis and a adjuvant arthritis (Willenborg, D.O., and Parish, C.R., (1988), Inhibition of allergic encephalomyelitis in rats by treatment with sulfated polysaccharides; J. Immunol. 140, 3401-3405), this shows that heparanase inhibiting Connections may be used for inhibiting autoimmune and inflammatory diseases can be.
Somit spielt die Heparanase beim Abbau der extrazellulären Matrix eine wichtige Rolle. Sie ist an der Entzündung, der Tumor-Angiogenese und der Metastasierung beteiligt. Obwohl Hinweise vorliegen, dass die Heparanase als ein therapeutisches Ziel für eine Intervention attraktiv wäre, war die Entwicklung von Arzneistoffen bisher dadurch eingeschränkt, dass es kein Verfahren mit einer hohen Duchsatzleistung gab, mit dem die Fähigkeit von Mitteln, die Heparanase-Aktivität zu hemmen, getestet werden kann.Consequently Heparanase plays an important role in the degradation of the extracellular matrix. She is at the inflammation, involved in tumor angiogenesis and metastasis. Although hints present that heparanase as a therapeutic target for intervention would be attractive The development of drugs was previously limited by the fact that There was no method with a high Duchsatzleistung with which the ability of agents that inhibit heparanase activity can.
Heparanase-Tests wurden unter Verwendung von radiomarkierten ECM-assozüerten HSPG durchgeführt (Bartlett et al., (1995), Comparative Analysis of the ability of leukocytes, entothelial cells and platelets to degrade the subendothelial basement membrane: Evidence for cytokine dependence and detection of a novel sulfatase; Immunol. Cell Biol. 73, 113–124; Vlodavsky et al., (1992), Expression of heparanase by platelets and circulating cells of the immune system: Possible involvement in diapedesis and extravasation; Invasion Metastasis 12, 112–127). Dabei wird das radiomarkierte Material nachgewiesen, das durch die Heparanase-Spaltung aus der ECM freigesetzt wird. Zu den Nachteilen zählt, dass häufig Proteasen erforderlich sind, um die HS-Ketten für den Heparanase-Abbau freizulegen. Es ist schwierig, die Gelfiltrations-Analyse so anzupassen, dass in dem Test ein hoher Durchsatz möglich ist. Außerdem müssen bei der Verwendung von radioaktivem Material bestimmte Sicherheitsstandards eingehalten werden.Heparanase tests were performed using radiolabeled ECM-associated HSPG (Bartlett et al., (1995), Comparative Analysis of the ability of leukocytes, entothelial cells and platelets to degrade the subendothelial basement membrane: Evidence for cytokine dependence and detection of a novel sulfatase; Immunol. Cell Biol. 73, 113-124; Vlodavsky et al., (1992), Expression of heparanase by platelets and circulating cells of the immune system: Possible involvement in diapedesis and extravasation; Invasion Metastasis 12, 112-127). there the radiolabelled material detected by heparanase cleavage is detected ECM is released. Among the disadvantages that often requires proteases are to the HS chains for to expose the heparanase degradation. It's difficult to do the gel filtration analysis adapt so that a high throughput is possible in the test. Furthermore have to certain safety standards when using radioactive material be respected.
Satoh et al. (Satoh, A., et al., (1999), Comparison of methods of immobilization to enzyme-linked immunosorbent assay plates for the detection of sugar chains; Anal. Biochem. 275, 231–235) beschreiben Verfahren, wobei Oligosaccharide kovalent an mit dem Methylvinylether-Maleinsäureanhydrid-Copolymer (MMAC) beschichtete Mikrotiterplatten gebunden werden. Diese Verfahren sind jedoch arbeitsaufwendig, da hierfür mehrere chemische Reaktionen erforderlich sind, um die Oligosaccharide an die MMAC-beschichteten Platten zu binden. Einige der organischen Reagenzien und Lösungsmittel können möglicherweise die Mikrotiterplatten zerstören. Außerdem könnte es sein, dass die Gesamtausbeute nach mehreren Schritten der chemischen Reaktionen nur noch sehr gering ist.Satoh et al. (Satoh, A., et al., (1999), Comparison of methods of immobilization to enzyme-linked immunosorbent assay plates for the detection of sugar chains; Anal. Biochem. 275, 231-235) describe methods, wherein oligosaccharides are covalently attached to the methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer (MMAC) coated microtiter plates are bound. This procedure However, they are labor-intensive, since there are several chemical reactions are required to transfer the oligosaccharides to the MMAC-coated plates to bind. Some of the organic reagents and solvents can possibly destroy the microtiter plates. Furthermore could it may be that the total yield after several steps of the chemical Reactions only very low.
Freeman und Parish beschreiben ein schnelles Verfahren zum Messen der Heparanase-Aktivität (Freeman, C., und Parish, C. R., (1997), A rapid quantitative assay for the detection of mammalian heparanase activity; Biochem. J. 324, 229–237). Histidin-reiches Glykoprotein des Huhns (cHRG) wurde an Sepharose gekoppelt und zum Isolieren von ungespaltenem HS eingesetzt. Zwar werden in diesen Verfahren die Heparanase-gespaltenen Produkte von dem HS-Substrat abgetrennt, es sind jedoch große Mengen von cHRG-Sepharose erforderlich, um das ungespaltene HS quantitativ aus den Reaktionsgemischen zu entfernen. Außerdem eignet sich die Verwendung von Sepharose-Kügelchen in Verbindung mit Säulenchromatographie- und Zentrifugationsverfahren nicht für ein Screening mit hohem Durchsatz.Freeman and Parish describe a rapid method for measuring heparanase activity (Freeman, C., and Parish, CR, (1997), A rapid quantitative assay for the detection of mammalian heparanase activity; Biochem J. 324, 229-237) , Chicken histidine-rich glycoprotein (cHRG) was coupled to Sepharose and used to isolate uncleaved HS. Although in these procedures the heparana se-cleaved products are separated from the HS substrate, but large amounts of cHRG-Sepharose are required to quantitatively remove the cleaved HS from the reaction mixtures. In addition, the use of Sepharose beads in combination with column chromatography and centrifugation methods is not suitable for high throughput screening.
Ben-Artzi
et al. (Ben-Artzi et al., (2001), Methods of screening for potential
anti-metastatic and anti-inflammatory agents using mammalian heparanase
as a probe. US-Patent Nr.
Die katalytische Aktivität der Heparanase könnte auch indirekt durch ein Mittel gehemmt werden, das die Bindung des Heparanase-Substrats an den Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF) verhindert oder verändert. Da solche Mittel wahrscheinlich FGF-vermittelte Signalereignisse blockieren können, sind sie mögliche Kandidaten für Arzneimittel gegen Krebs und Krankheiten, die durch eine abnorme Neovaskularisation verursacht werden (Folkman, J., (1995), Angiogenesis in cancer, vascular, rheumatoid and outher diseases; Nat. Med. 1, 27–31).The catalytic activity the heparanase could also be indirectly inhibited by an agent that inhibits the binding of the Heparanase substrate to fibroblast growth factor (FGF) prevented or changed. Because such agents are likely FGF-mediated signal events can block are they possible candidates for medicines against cancer and diseases caused by abnormal neovascularization (Folkman, J., (1995), Angiogenesis in Cancer, vascular, rheumatoid and outher diseases; Nat. Med. 1, 27-31).
In
Parish (1999), Cancer Research 59, 3433–3444 wird ein in vitro Testsystem
für Angiogenese
und Heparanaseaktivität
beschrieben, wobei der Heparanase-Test auf der Beobachtung basiert,
dass Serumprotein HRG (histidinreiches Glykoprotein) an Heparansulfatketten
bindet und dadurch die Heparanase Spaltstellen maskiert. In ähnlicher
Weise beschreibt Nakajima (1986) in Anal. Biochm. 157, 1672–1771 in
immobilisierte, markierte Heparansulfate, die als Substrate für Tests
von Heparanaseaktivität
geeignet sind. Hier werden im Verfahren 14C-markierte
Heparansulfatfragmente freigesetzt. Oosta (1992) beschreibt im J.
Biol. Chem. 257, 11249–11255
die Untersuchungen einer Heparitinaseaktivität, wobei im entsprechenden
Testsystem an Sepharose gebundenes, Jod-markiertes Heparin verwendet wird. Eine
andere Markierung im Testsystem beschreibt Sewell (1989), Biochem.
J. 264, 763–777,
wobei 35S-markierte Glykosaminglykan-Sepharose
verwendet wird. Auch hier wird eine Heparintinaseaktivität bestimmt.
In
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Testen eines Mittels auf seine Fähigkeit bereit, die katalytische Aktivität der Heparanase zu hemmen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- (a) Interagieren eines auf einem festen Träger immobilisierten Heparanase-Substrat-bindenden Proteins mit einem markierten Heparanase-Substrat, wodurch ein immobilisiertes markiertes Heparanase-Substrat bereitgestellt wird,
- (b) Interagieren einer Heparanase-Enzymlösung mit dem immobilisierten markierten Heparanase-Substrat in Gegenwart des Mittels, und
- (c) Nachweisen des Vorliegens oder der Abwesenheit der Markierung in der Lösung entfernt vom festen Träger, wodurch bestimmt wird, ob das Mittel die Fähigkeit besitzt oder nicht besitzt, die Heparanase zu hemmen, wobei das Heparanase-Substrat-bindende Protein ausgewählt ist aus Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF), VEGF und PDGF.
- (a) interacting with a heparanase substrate-binding protein immobilized on a solid support with a labeled heparanase substrate to provide an immobilized labeled heparanase substrate,
- (b) interacting with a heparanase enzyme solution with the immobilized labeled heparanase substrate in the presence of the agent, and
- (c) detecting the presence or absence of the label in the solution away from the solid support, thereby determining whether or not the agent has the ability to inhibit the heparanase, wherein the heparanase substrate-binding protein is selected from fibroblasts Growth factor (FGF), VEGF and PDGF.
Außerdem stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Testen eines nach dem oben beschriebenen Verfahren getesteten Mittels mit der Fähigkeit, die katalytische Aktivität der Heparanase zu hemmen, auf seine Fähigkeit bereit, die Bindung zwischen dem Fibroblasten- Wachstumsfaktor (FGF) und dem Heparanase-Substrat zu hemmen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- (a) Interagieren in Lösung des auf einem festen Träger immobilisierten FGF mit dem Mittel und dem markierten Heparanase-Substrat, und
- (b) Nachweisen des Vorliegens oder der Abwesenheit der Markierung in der Lösung entfernt vom festen Träger, wodurch bestimmt wird, ob das Mittel die Fähigkeit besitzt oder nicht besitzt, die Bindung zwischen dem Fibroblasten-Wachstumsfaktor und dem Heparanase-Substrat zu hemmen.
- (a) Interacting in solution of the FGF immobilized on a solid support with the agent and the labeled heparanase substrate, and
- (b) detecting the presence or absence of the label in the solution away from the solid support, thereby determining whether or not the agent has the ability to inhibit binding between the fibroblast growth factor and the heparanase substrate.
Die vorliegende Erfindung stellt Verfahren zum Messen der Heparanase-Aktivität und zum Testen eines Mittels oder von Mitteln bereit, mit denen seine/ihre Fähigkeit gemessen werden kann, die Heparanase-Aktivität zu hemmen. Die Verfahren der vorliegenden Erfindung lassen sich einfach durchführen. Außerdem können sie leicht als automatisierte Systeme für ein Screening mit hohem Durchsatz (HTS) durchgeführt werden.The The present invention provides methods for measuring heparanase activity and Testing a means or means by which his / her ability can be measured to inhibit heparanase activity. The proceedings The present invention can be easily performed. Besides, they can easily as automated systems for high throughput screening (HTS) become.
Die HS-Komponente von HSPG dient in vivo als Niederaffinitäts-Rezeptor für den Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF) auf der Zelloberfläche. Bei der Spaltung mit Heparanase wird der FGF/HS-Komplex aus der Zelloberfläche freigesetzt, woraufhin die Zellproliferation stimuliert wird. Während der Angiogenese, Metastasierung und Entzündung fördert eine erhöhte Heparanase-Aktivität die Freisetzung des FGF/HS-Komplexes aus der Zelloberfläche, der extrazellulären Matrix und der Basalmembran. In der vorliegenden Erfindung kann die physiologische Relevanz der katalytischen Aktivität der Heparanase für die Aktivität des Zelloberflächen-FGF/Heparanase-Substrat-Komplexes dafür genutzt werden, um Mittel auf ihre Fähigkeit durchzumustern, die katalytische Aktivität der Heparanase zu hemmen.The HS component of HSPG serves as a low affinity receptor in vivo for the Fibroblast growth factor (FGF) on the cell surface. at heparanase cleavage releases the FGF / HS complex from the cell surface, whereupon cell proliferation is stimulated. During the Angiogenesis, metastasis and inflammation promotes increased heparanase activity release of the FGF / HS complex from the cell surface, the extracellular matrix and the basement membrane. In the present invention, the physiological Relevance of the heparanase catalytic activity for the activity of the cell surface FGF / heparanase substrate complex used for it to scrutinize their ability to the catalytic activity to inhibit heparanase.
Die vorliegende Erfindung umfasst Tests, in denen das Heparanase-Substrat über ein Heparanase-Substrat-bindendes Protein immobilisiert wird.The The present invention includes assays in which the heparanase substrate is transferred via a Heparanase substrate-binding protein is immobilized.
Die vorliegende Erfindung umfasst das Interagieren eines immobilisierten Heparanase-Substrat-bindenden Proteins mit einem markierten Heparanase-Substrat. Das Heparanase-Substrat-bindende Protein ist auf einem festen Träger immobilisiert. Beim Interagieren des immobilisierten Heparanase-Substrat-bindenden Proteins mit dem markierten Heparanase-Substrat bindet das markierte Heparanase-Substrat an das immobilisierte Heparanase-Substrat-bindende Protein, wodurch das Heparanase-Substrat-bindende Protein plus immobilisierte markierte Heparanase- Substrat entsteht. Das Heparanase-Substrat-bindende Protein plus immobilisierte markierte Heparanase-Substrat wird mit einer Heparanase-Enzymlösung inkubiert, so dass die Heparanase das markierte Heparanase-Substrat enzymatisch spalten kann. Die aus der Enzymspaltung resultierenden gespaltenen Fragmente werden in die Lösung freigesetzt. Die Enzym-Spaltproduktlösung wird entfernt vom festen Träger getestet, wobei die Markierung gemessen wird, um die katalytische Aktivität der Heparanase zu bestimmen. Diese Inkubation mit Heparanase in Abwesenheit eines zu testenden Mittels dient dazu, um den Punkt von 100 % der katalytischen Aktivität der Heparanase zu bestimmen, anhand dessen sodann die prozentuale Hemmung der Heparanase-Aktivität durch eine Testsubstanz berechnet werden kann.The The present invention involves interacting with an immobilized one Heparanase substrate-binding protein with a labeled heparanase substrate. The heparanase substrate binding Protein is on a solid carrier immobilized. When interacting with the immobilized heparanase substrate-binding protein with the labeled heparanase substrate binds the labeled heparanase substrate to the immobilized Heparanase substrate-binding protein, thereby binding the heparanase substrate Protein plus immobilized labeled heparanase substrate is formed. The heparanase substrate binding Protein plus immobilized labeled heparanase substrate is added a heparanase enzyme solution incubated so that the heparanase is the labeled heparanase substrate can cleave enzymatically. The resulting from the enzyme cleavage cleaved fragments are released into the solution. The enzyme-cleavage product solution becomes removed from the solid support tested, with the label being measured to the catalytic activity to determine the heparanase. This incubation with heparanase in Absence of a means to be tested serves to make the point to determine 100% of the catalytic activity of heparanase then the percentage inhibition of heparanase activity a test substance can be calculated.
Zum Testen eines Mittels auf seine Fähigkeit, die katalytische Aktivität der Heparanase zu hemmen, werden das Heparanase-Enzym und das Heparanase-Substrat-bindende Protein plus das immobilisierte markierte Heparanase-Substrat in Gegenwart des Mittels inkubiert. Die Enzym-Spaltproduktlösung wird entfernt vom festen Träger getestet, wobei die Markierung gemessen wird, um zu bestimmen, ob das Mittel die Fähigkeit besitzt oder nicht besitzt, die Heparanase zu hemmen. Eine prozentuale Hemmung der Heparanase-Aktivität kann für ein bestimmtes Mittel anhand des Punktes von 100 % der katalytischen Aktivität der Heparanase berechnet werden.To the Testing an agent for its ability to the catalytic activity heparanase, the heparanase enzyme and the heparanase substrate-binding Protein plus the immobilized labeled heparanase substrate in Incubated presence of the agent. The enzyme-cleavage product solution becomes removed from the solid support The mark is measured to determine if the means the ability possesses or does not possess to inhibit the heparanase. A percentage Inhibition of heparanase activity can for a specific agent based on the point of 100% of the catalytic activity the heparanase can be calculated.
Das Heparanase-Substrat-bindende Protein ist ein Peptid oder Fragment davon sein, das an ein Heparanase-Substrat bindet, nämlich FGF, VEGF oder PDGF.The Heparanase substrate-binding protein is a peptide or fragment which binds to a heparanase substrate, namely FGF, VEGF or PDGF.
Der FGF kann das in der Natur vorkommende Produkt sein, oder er kann synthetisiert werden. FGF lässt sich billig durch Clonierung und Expression herstellen, z.B. wie in Prats et al. beschrieben (Prats, H., et al., (1989), High molecular mass forms of basic fibroblast growth factor are initiated by alternative CUG codons; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86, 1836–1840).Of the FGF can be the naturally occurring product or it can be synthesized. FGF leaves cheap by cloning and expression, e.g. as in Prats et al. (Prats, H., et al., (1989), High Molecular Mass forms of basic fibroblast growth factor are initiated by alternative CUG codons; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86, 1836-1840).
Das Heparanase-Enzym kann das in der Natur vorkommende Produkt sein, oder es kann synthetisiert werden. Die Heparanase lässt sich durch Clonierung und Expression herstellen, z.B. wie in Beispiel 2 beschrieben.The Heparanase enzyme may be the naturally occurring product or it can be synthesized. The heparanase can be by cloning and expression, e.g. as in example 2 described.
Das
markierte Heparanase-Substrat enthält ein Heparanase-Substrat
und mindestens eine Markierung für
den Nachweis, die mit dem Heparanase-Substrat verknüpft ist.
In der vorliegenden Erfindung bezieht sich das Heparanase-Substrat auf
ein Substrat, das durch das Enzym Heparanase in Spaltprodukte gespalten werden
kann und das die Fähigkeit
besitzt, an den FGF zu binden. Das Heparanase-Substrat kann ausgewählt sein aus Heparansulfat
(HS), Heparansulfat-Proteoglykanen
(HSPG) und Heparansulfat-Analoga. Die Heparansulfat-Analoga gemäß der vorliegenden
Erfindung sind Analoga, die durch das Heparanase-Enzym gespalten
werden. Obwohl Heparin im allgemeinen als ein Heparanase-Inhibitor
gilt, werden bestimmte Heparin-Arten, die als Heparanase-Substrate
dienen (Ben-Artzi, H., et al., US-Patent Nr.
Die mindestens eine Markierung für das Heparanase-Substrat kann ausgewählt sein aus fluoreszierenden, radioaktiven, chemilumineszierenden und chromogenen Molekülen. Das Heparanase-Substrat kann mit einer oder mehreren Markierungen markiert sein. Sofern es gewünscht wird, kann (können) die Markierungen) für das Heparanase-Substrat danach ausgewählt sein, ob sie einen empfindlichen Signalnachweis bereitstellt (bereitstellen).The at least one mark for the heparanase substrate may be selected from fluorescent, radioactive, chemiluminescent and chromogenic molecules. The Heparanase substrate can be labeled with one or more labels be. If desired can, can the marks) for the heparanase substrate should be selected according to whether they are sensitive Provides proof of signal.
Eine fluoreszierende Markierung bezieht sich auf eine Fluorophore oder eine Gruppe, die eine Fluorophore enthält. Da die Fluorophore absorbiertes Licht bei einer charakteristischen Wellenlänge emittiert, kann das fluoreszierend markierte Heparanase-Substrat unter Verwendung bekannter Vorrichtungen zum Fluoreszenz-Nachweis gemessen werden. Die fluoreszierende Markierung kann z.B. Fluorescein (wie z.B. Fluorescein-Isothiocyanat FITC oder F2FITC), Lanthanid-Chelate, Rhodamin usw. sein. Die zurzeit handelsüblichen Lanthanide sind Europium (Eu), Samarium (Sm), Terbium (Tb) und Dysprosium (Dy).A fluorescent label refers to a fluorophore or a group containing a fluorophore. Since the fluorophore emits absorbed light at a characteristic wavelength, the fluorescently labeled heparanase substrate can be measured using known fluorescence detection devices. The fluorescent label may be, for example, fluorescein (such as fluorescein isothiocyanate FITC or F 2 FITC), lanthanide chelates, rhodamine, etc. The currently commercial lanthanides are Europium (Eu), Samarium (Sm), Terbium (Tb) and Dysprosium (Dy).
Die Verwendung von FITC als Markierung ermöglicht einen empfindlichen Nachweis der Fluoreszenzintensität und eignet sich für das Testen einer großen Anzahl von Mitteln. F2FITC weist eine etwas bessere Photostabilität und Fluoreszenz auf und erfordert eine geringere Löschung als FITC. Ein Eu-Chelat, ein Lanthanid-Chelat, zeigt eine Fluoreszenz mit einem lang andauernden Zerfall. Durch Tests unter Verwendung eines Eu-Chelats kann die Beteiligung einer Fluoreszenz ausgeschlossen werden, die aufgrund des zu testenden Mittels nachgewiesen wird.The use of FITC as a label allows sensitive detection of fluorescence intensity and is suitable for testing a large number of agents. F 2 FITC has somewhat better photostability and fluorescence and requires less quenching than FITC. An Eu chelate, a lanthanide chelate, shows fluorescence with a long-lasting decay. By testing using an Eu chelate, the involvement of fluorescence detected by the agent to be tested can be excluded.
Bisher wurden verbreitet Zeit-aufgelöste fluorometrische (TRF) Tests unter Verwendung von Eu-Chelaten als Fluorophoren für HTS eingesetzt (Hemmila, I., Dakubu, S., Mukkala, V. M., Siitari, H., Lovgren, T., (1984), Europium as a label in time-resolved immunofluorometric assays; Anal. Biochem. 137, 335–343; Hemmila, I., und Webb, S., (1997), Time-resolved fluorometry: An overview of the labels and core technologies for drug screening applications; Drug Discovery Today 2, 373–381). Diese Fluorophoren zeigen eine intensive und lang anhaltende Fluoreszenzemission, weshalb es möglich ist, die Fluoreszenz erst nach einer Verzögerungszeit zu messen. Hierdurch werden die Hintergrund-Zählungen von kurzlebigen fluoreszierenden Emissionen aus organischen Fluorophoren, die in der Probe enthalten sind, vermieden, denn sie sind zerfallen, bevor der Nachweis erfolgt. Die zeitverzögerte Fluoreszenz in Kombination mit einer großen Stokes-Verschiebung (340–625 nm) reduziert wirksam die Hintergrundemissionen und trägt zur Empfindlichkeit des Tests bei. Tests, die unter Verwendung eines Eu-markierten HS und eines Eu-markierten Biotin-HS entwickelt wurden, zeigen eine höhere Empfindlichkeit als diejenigen, bei denen eine FITC-Markierung eingesetzt wird. Eu(DPTA), wobei DPTA 1-(p-Isothio-cyanatobenzyl)diethylentriamin-N1,N1,N2,N3,N3-pentaessigsäure ist, ist auch empfindlich, wobei es bei den sauren Bedingungen der Heparanase-Spaltung (d.h. pH 5,4) stabiler ist als ein Eu-Chelat.So far were disseminated time-resolved Fluorometric (TRF) tests using Eu chelates as Fluorophores for HTS (Hemmila, I., Dakubu, S., Mukkala, V.M., Siitari, H., Lovgren, T., (1984), Europium as a label in time-resolved immunofluorometric assays; Anal. Biochem. 137, 335-343; Hemmila, I., and Webb, S., (1997), Time-resolved fluorometry: An overview of the labels and core technologies for drug screening applications; Drug Discovery Today 2, 373-381). These fluorophores show an intense and long-lasting fluorescence emission, which is why it possible is to measure the fluorescence after a delay time. hereby become the background counts of short-lived fluorescent emissions from organic fluorophores, that are contained in the sample, avoided because they are crumbling, before proof is given. The time-delayed fluorescence in combination with a big one Stokes shift (340-625 nm) effectively reduces background emissions and contributes to sensitivity of the test. Tests using an Eu-labeled HS and an Eu-labeled biotin-HS have been shown higher Sensitivity than those using a FITC label becomes. Eu (DPTA), where DPTA is 1- (p-isothio-cyanatobenzyl) diethylenetriamine-N1, N1, N2, N3, N3-pentaacetic acid, is also sensitive, taking it in the acidic conditions of heparanase cleavage (i.e., pH 5.4) is more stable than an Eu chelate.
Wenn eine fluoreszierende Markierung verwendet wird, werden die Enzymspaltprodukt-Proben durch eine Lichtquelle passiert, z.B. einen Laser, der Licht bei der Anregungswellenlänge der Fluorophore emittiert. Die Fluoreszenz wird gemessen, indem die emittierten Photonen bei der Emissionswellenlänge der Fluorophore bestimmt werden. Z.B. liegt die Anregungswellenlänge für Fluorescein bei etwa 494 nm und die für Eu-Chelat bei etwa 340 nm. Die Emissionswellenlänge für Fluorescein liegt z.B. bei etwa 518 nm und für Eu-Chelat bei etwa 615 nm.If a fluorescent label is used, the enzyme cleavage product samples passed through a light source, e.g. a laser, the light at the excitation wavelength the fluorophore emits. The fluorescence is measured by the emitted photons at the emission wavelength of Fluorophores are determined. For example, is the excitation wavelength for fluorescein at about 494 nm and the for Eu chelate at about 340 nm. The emission wavelength for fluorescein is e.g. at about 518 nm and for Eu-chelate at about 615 nm.
Ein Beispiel einer radioaktiven Markierung ist Tritium (3H). Ein Beispiel einer chromogenen Markierung ist Paranitrophenyl (PNP).An example of a radioactive label is tritium ( 3 H). An example of a chromogenic label is paranitrophenyl (PNP).
Das Mittel oder die Mittel, nach denen durchgemustert wird, können Mittel eines beliebigen Typs sein. Sie können in der Natur vorkommende Substanzen oder vom Menschen hergestellte (synthetische) Substanzen sein. Z.B. können die Mittel Verbindungen mit einem niedrigen Molekulargewicht, Peptide, Proteine oder Antikörper sein. Es ist bekannt, dass die katalytische Aktivität eines Enzyms gehemmt werden kann, indem ein Antikörper an das aktive Zentrum gebunden wird. Der hier verwendete Begriff „Antikörper" bezieht sich auf ein monoclonales oder polyclonales Immunglobulin oder ein Fragment eines Immunglobulins, z.B. Fab1 oder Fab2. Das Immunglobulin kann ein „vermenschlichter" Antikörper sein, der fusionierte oder transplantierte Antikörperregionen umfasst, in denen mindestens eine der Regionen von einem menschlichen Antikörper stammt.The Means or the means to be screened may include means of any type. They can occur in nature Substances or man-made (synthetic) substances be. For example, can the agents are compounds of low molecular weight, peptides, Proteins or antibodies be. It is known that the catalytic activity of a Enzyme can be inhibited by placing an antibody to the active site is bound. The term "antibody" as used herein refers to a monoclonal or a monoclonal antibody polyclonal immunoglobulin or a fragment of an immunoglobulin, e.g. Fab1 or Fab2. The immunoglobulin may be a "humanized" antibody comprising fused or transplanted antibody regions in which at least one of the regions is derived from a human antibody.
Das Heparanase-Substrat wird auf einem festen Träger immobilisiert, der für in-vitro-Testverfahren geeignet ist. Beispiele eines festen Trägers umfassen eine Mikrotiterplatte, Sepharose-Kügelchen und Polymer-Kügelchen.The Heparanase substrate is immobilized on a solid support suitable for in vitro testing suitable is. Examples of a solid support include a microtiter plate, Sepharose beads and polymer beads.
Das Verfahren ist empfindlich. Nur etwa eine von zehn möglichen Spaltstellen auf dem markierten Heparanase-Substrat wird durch die Bindung an den FGF maskiert.The Procedure is sensitive. Only about one in ten possible Cleavage sites on the labeled heparanase substrate is determined by the Binding to the FGF masked.
Die hohe Durchsatzleistung des FGF/markierten-Heparanase-Substrat-Tests kann realisiert werden, wenn er als ein automatisiertes System durchgeführt wird. Z.B. wurde für den FGF/FITC-HS-Test unter Verwendung eines Zeiss uHTS-Systems ein Screening-Durchsatz von mehr als 25 000 Verbindungen pro Tag erreicht. Um positive Ergebnisse aufgrund einer eigenen Fluoreszenz der Testverbindungen auszuschließen, kann der FGF/Eu-HS-Test z.B. eingesetzt werden, um die Mittel erneut zu testen, die im FITC-HS/FGF-Test ein positives Ergebnis zeigten.The high throughput of the FGF / labeled heparanase substrate assay can be realized when executed as an automated system. For example, was for the FGF / FITC-HS test using a Zeiss uHTS system Screening throughput of more than 25,000 compounds per day achieved. To positive results due to own fluorescence of the test compounds can exclude the FGF / Eu-HS test e.g. be used to recycle the funds who tested positive in the FITC-HS / FGF test.
In einem anderen, nicht von dieser Erfindung umfassten Aspekt wird ein Heparanase-Substrat an mindestens eine Markierung und an eine Immobilisierungsbrücke gebunden. Eine Immobilisierungsbrücke ist eine Gruppe oder Gruppen, (a) die in der Lage ist, an ein Heparanase-Substrat zu binden, (b) die, wenn sie an ein markiertes Heparanase-Substrat gebunden ist, (i) nicht die katalytische Aktivität der Heparanase am markierten Heparanase-Substrat stört, und (ii) nicht die Messung der mindestens einen Markierung stört oder nicht externe Signale zufügt, und (c) die an ein Molekül bindet, das an einem festen Träger immobilisiert werden kann. Das an eine Immobilisierungsbrücke gebundene markierte Heparanase-Substrat wird mit dem immobilisierten Molekül in Kontakt gebracht, das spezifisch an die Immobilisierungsbrücke bindet. Das resultierende, über die Brücke immobilisierte markierte Heparanase-Substrat wird sodann mit Heparanase umgesetzt. Die Produkte der Heparanase-Spaltung werden als markierte Fragmente in die Lösung freigesetzt. In der Lösung wird die Markierung entfernt vom festen Träger gemessen.In another aspect not covered by this invention a heparanase substrate to at least one label and to a Immobilisierungsbrücke bound. An immobilization bridge is a group or groups, (a) capable of binding to a heparanase substrate, (b) when bound to a labeled heparanase substrate, (i) not the catalytic activity of heparanase on the labeled Heparanase substrate interferes and (ii) does not interfere with the measurement of the at least one label or does not add external signals, and (c) the to a molecule binds that to a solid carrier can be immobilized. That bound to an immobilization bridge labeled heparanase substrate is in contact with the immobilized molecule which specifically binds to the immobilization bridge. The resulting, over the bridge immobilized labeled heparanase substrate is then treated with heparanase implemented. The products of heparanase cleavage are labeled as Fragments in the solution released. In the solution will the label measured away from the solid support.
Z.B. können die Immobilisierungsbrücke und das entsprechende, auf dem festen Träger immobilisierte Molekül Biotin bzw. Streptavidin (SA) oder Avidin sein.For example, can the immobilization bridge and the corresponding biotin immobilized on the solid support or streptavidin (SA) or avidin.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Heparanase-Substrat HS und die Markierung ist eine fluoreszierende Markierung.In an embodiment In the present invention, the heparanase substrate is HS and the label is one fluorescent label.
Als Alternative zur Verwendung eines Heparanase-Substrats, das an mindestens eine Markierung und eine Immobilisierungsbrücke gebunden ist, kann das Heparanase-Substrat an eine Immobilisierungsbrücke ohne Markierung gebunden sein. In diesem Aspekt der Erfindung wird ein Test wie vorstehend angegeben durchgeführt, wobei ein Mittel auf seine Fähigkeit, die katalytische Aktivität zu hemmen, unter Verwendung eines FGF-immobilisierten markierten Heparanase-Substrats getestet wird. Außerdem wird ein Test durchgeführt, mit dem das Mittel unter Verwendung eines an eine immobilisierte Brücke gebundenen Heparanase-Substrats getestet wird. Dieser Test unter Verwendung eines an eine Immobilisierungsbrücke gebundenen Heparanase-Substrats eignet sich für die Bestimmung, ob bei Testsubstanzen, für die im FGF/markierten-Heparanase-Substrat-Test gefunden wurde, dass sie die Heparanase-Aktivität hemmen, diese Heparanase-Hemmaktivität bestätigt werden kann oder nicht.When Alternative to using a heparanase substrate that is attached to at least a label and an immobilization bridge is bound, the Heparanase substrate bound to an immobilization bridge without labeling be. In this aspect of the invention, a test is as above specified, being a means to its ability to the catalytic activity to inhibit, using a FGF-immobilized labeled Heparanase substrate is tested. In addition, a test is carried out with the agent using a bound to an immobilized bridge Heparanase substrate is tested. This test using one to an immobilization bridge bound heparanase substrate is suitable for the determination of whether test substances, for the in the FGF / labeled heparanase substrate assay was found to inhibit heparanase activity, this heparanase inhibitory activity is confirmed may or not.
Der IC50-Wert bezieht sich auf die Konzentration eines Mittels, die erforderlich ist, um 50 % einer spezifischen gemessenen Aktivität zu hemmen. In der vorliegenden Erfindung ist die spezifische gemessene Aktivität, die gemeint ist, die katalytische Aktivität der Heparanase. Für jede Testsubstanz kann ein IC50-Wert bestimmt werden. Weitere Informationen hinsichtlich der Bestimmung des IC50-Wertes finden sich in Beispiel 16.Of the IC50 value refers to the concentration of an agent that is required to inhibit 50% of a specific measured activity. In the present invention, the specific measured activity is meant is, the catalytic activity the heparanase. For Each test substance can be determined to have an IC50 value. additional Information for the determination of the IC 50 value can be found in Example 16.
Der Nachweis des Vorliegens oder der Abwesenheit einer Markierung in der Enzym-Spaltproduktlösung erfolgt an einer Stelle, die vom festen Träger entfernt ist. Die Messung wird an der entfernten Stelle durchgeführt, so dass die Messung der Markierung nicht durch die Markierung verfälscht wird, die möglicherweise immobilisiert auf dem festen Träger verbleibt. Die vom festen Träger entfernte Stelle muss nicht in einer bestimmten Entfernung vom festen Träger vorliegen. Die Messung der Markierung könnte sehr nah am festen Träger stattfinden, wobei z.B. ein Schutzschirm gegen den Nachweis der auf dem festen Träger verbliebenen Markierung verwendet wird und sie somit vom festen Träger gemäß der vorliegenden Erfindung entfernt ist.The presence or absence of a label in the enzyme cleavage product solution is detected at a site remote from the solid support. The measurement is performed at the remote location so that the measurement of the label is not corrupted by the label, which may remain immobilized on the solid support. The location remote from the solid support need not be at a certain distance from the solid support. The measurement of the label could take place very close to the solid support, for example using a protective screen against the detection of the label remaining on the solid support and thus being removed from the solid support according to the present invention.
Die Mittel, bei denen durch das Verfahren des FGF/markierten-Heparanase-Substrat-Tests bestimmt wurde, dass sie die Heparanase-Aktivität hemmen, wurden in kinetischen Tests wie in Beispiel 17 untersucht. Die Ergebnisse (hier nicht dargestellt) zeigten, dass diese Mittel kompetitive oder gemischte Inhibitoren der Heparanase am enzymatisch aktiven Zentrum der Heparanase waren. Auch die Beispiele 18 bis 21 bieten eine Bestätigung des FGF/markierten-Heparanase-Substrat-Tests.The Means determined by the FGF / labeled heparanase substrate assay method that they have the heparanase activity were tested in kinetic assays as in Example 17. The Results (not shown here) showed that these agents are competitive or mixed inhibitors of heparanase at the enzymatically active Center of heparanase were. Also examples 18 to 21 offer a confirmation of the FGF / labeled heparanase substrate assay.
Außerdem umfasst
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Durchmusterung von Mitteln,
um zu bestimmen, ob sie die HS/FGF-Wechselwirkungen stören oder nicht, denn dann könnten sie
markierte Heparanase-Substrat-Fragmente
auch in Abwesenheit der Heparanase freisetzen. Ferner könnten solche
Mittel als Arzneimittel in der Behandlung von Krebs und Krankheiten
nützlich
sein, die durch eine abnorme Neovaskularisation verursacht werden.
Die Bindung eines markierten Heparanase-Substrats an FGF-beschichtete
Platten kann überwacht
werden (vgl. die
Aus diesem Grund stellt die vorliegende Erfindung auch die Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Identifizierung von Inhibitoren der Bindung zwischen dem FGF und dem Heparanase-Substrat bereit. Zusätzlich wird die Verwendung dieser Mittel, die die Bindung zwischen dem FGF und dem Heparanase-Substrat hemmen, zur Herstellung eines Medikaments für die Behandlung von Krebs und Krankheiten bereitgestellt, die durch eine abnorme Neovaskularisation verursacht werden.Out For this reason, the present invention also provides the use of the above-described method for the identification of Inhibitors of binding between the FGF and the heparanase substrate ready. additionally The use of these agents, which is the bond between the FGF and the heparanase substrate for the manufacture of a medicament for the Treatment of cancer and diseases provided by a abnormal neovascularization are caused.
In einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Identifizierung von Inhibitoren der katalytischen Aktivität der Heparanase.In another embodiment The present invention relates to the use of the methods of the present invention for the identification of inhibitors of catalytic activity the heparanase.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Kit, das die Komponenten umfasst, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich sind, ausgewählt aus der Gruppe, die einen festen Träger, ein Heparanase-Substrat-bindendes Protein, das auf dem festen Träger immobilisiert ist oder immobilisiert werden kann, ein markiertes Heparanase-Substrat und Heparanase umfasst.In a further embodiment The present invention relates to a kit containing the components includes, to carry out a method according to the invention are required from the group containing a solid support, a heparanase substrate-binding Protein on the solid carrier is immobilized or can be immobilized, a labeled one Heparanase substrate and heparanase.
Durch die vorliegende Erfindung können neue Inhibitoren der katalytischen Aktivität der Heparanase und neue Inhibitoren der Bindung zwischen dem FGF und dem Heparanase-Substrat identifiziert werden. By the present invention can new inhibitors of the catalytic activity of heparanase and new inhibitors the binding between the FGF and the heparanase substrate identified become.
Diese können als ein Arzneimittel bereitgestellt werden, wobei das Arzneimittel einen pharmazeutisch verträglichen Träger und eine therapeutisch wirksame Menge eines Inhibitors der katalytischen Aktivität der Heparanase umfasst, der durch die Verfahren der vorliegenden Erfindung identifiziert wurde; und außerdem pharmazeutisch verträgliche Salze davon.These can be provided as a drug, wherein the drug a pharmaceutically acceptable carrier and a therapeutically effective amount of a catalytic inhibitor activity the heparanase obtained by the methods of the present invention Invention has been identified; and also pharmaceutically acceptable salts from that.
Dementsprechend können Verfahren zur Herstellung eines Arzneimittels durchgeführt werden, wobei die Verfahren die Schritte der erfindungsgemäßen Verfahren umfassen, wobei das identifizierte Mittel modifiziert und das erhaltene Mittel mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger oder Verdünnungsmittel formuliert wird.Accordingly can Process for preparing a drug are carried out the methods being the steps of the methods of the invention wherein the identified agent is modified and the resulting Agent with a pharmaceutically acceptable carrier or diluent is formulated.
Der hier verwendete Begriff „pharmazeutisch verträglich" bezieht sich auf diejenigen Verbindungen, Stoffe, Zusammensetzungen und/oder Dosierungsformen, die nach der üblichen medizinischen Meinung für die Verwendung in Kontakt mit Geweben von Menschen und Tieren geeignet sind, ohne dass sie eine starke Toxizität, Reizung, allergische Reaktion oder ein anderes Problem oder eine andere Komplikation verursachen, wobei sie ein angemessenes vernünftiges Nutzen/Risiko-Verhältnis aufweisen.Of the term used herein "pharmaceutically compatible "refers to those compounds, substances, compositions and / or dosage forms, the after the usual medical opinion for the Use in contact with tissues of humans and animals suitable are, without causing severe toxicity, irritation, allergic reaction or cause another problem or complication being a reasonable reasonable Benefit / risk ratio.
Der hier verwendete Begriff „pharmazeutisch verträgliche Salze" bezieht sich auf Derivate der identifizierten Mittel, wobei das ursprüngliche Mittel modifiziert wird, indem saure oder basische Salze davon hergestellt werden. Beispiele von pharmazeutisch verträglichen Salzen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Mineral- oder organische Säuresalze von basischen Resten, wie Aminen; Alkali- oder organische Salze von sauren Resten, wie Carbonsäuren; und dergleichen. Die pharmazeutisch verträglichen Salze umfassen die herkömmlichen nicht-toxischen Salze oder die quartären Ammoniumsalze der ursprünglichen Verbindung, die z.B. aus nicht-toxischen anorganischen oder organischen Säuren gebildet werden. Solche herkömmlichen nicht-toxischen Salze umfassen z.B. Salze, die von anorganischen Säuren stammen, wie Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Sulfaminsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure und dergleichen; und die Salze, die aus organischen Säuren hergestellt wurden, wie Essigsäure, Propionsäure, Bernsteinsäure, Glykolsäure, Stearinsäure, Milchsäure, Apfelsäure, Weinsäure, Citronensäure, Ascorbinsäure, Pamoasäure, Maleinsäure, Hydroxymaleinsäure, Phenylessigsäure, Glutaminsäure, Benzoesäure, Salicylsäure, Sulfanilsäure, 2-Acetoxybenzoesäure, Fumarsäure, Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure, Methansulfonsäure, Ethandisulfonsäure, Oxasäure, Isethionsäure und dergleichen.Of the term used herein "pharmaceutically compatible Salts "refers on derivatives of identified funds, the original Agent is modified by producing acidic or basic salts thereof become. Examples of pharmaceutically acceptable salts include but not limited on mineral or organic acid salts basic radicals such as amines; Alkali or organic salts acidic residues such as carboxylic acids; and the same. The pharmaceutically acceptable salts include the conventional ones non-toxic salts or the quaternary ammonium salts of the original Compound, e.g. made of non-toxic inorganic or organic acids be formed. Such conventional non-toxic Salts include e.g. Salts derived from inorganic acids, like hydrochloric acid, hydrobromic, Sulfuric acid, sulfamic, Phosphoric acid, nitric acid and the same; and the salts made from organic acids were, like acetic acid, propionic acid, Succinic acid, Glycolic acid, stearic acid, Lactic acid, Malic acid, Tartaric acid, citric acid, ascorbic acid, pamoic, maleic acid, hydroxymaleic, phenylacetic acid, glutamic acid, benzoic acid, salicylic acid, Sulfanilic acid, 2-acetoxybenzoic acid, fumaric acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, ethanedisulfonic acid, oxalic acid, isethionic acid and like.
Die pharmazeutisch verträglichen Salze der vorliegenden Erfindung können aus dem ursprünglichen Mittel, das eine basische oder saure Gruppe enthält, durch herkömmliche chemische Verfahren synthetisiert werden. Im allgemeinen können solche Salze hergestellt werden, indem die freien Säuren- oder Basenformen dieser Verbindungen mit einer stöchiometrischen Menge der geeigneten Base oder Säure in Wasser oder in einem organischen Lösungsmittel oder in einem Gemisch aus beiden umgesetzt wird; im allgemeinen sind nicht-wässrige Medien, wie Ether, Essigsäureethylester, Ethanol, Isopropanol oder Acetonitril bevorzugt. Listen mit geeigneten Salzen finden sich in Remington's Pharmaceutical Sciences, 17. Aufl., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1985, S. 1418, dessen Beschreibung hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.The pharmaceutically acceptable Salts of the present invention may be derived from the original agent, which contains a basic or acidic group, by conventional chemical processes are synthesized. In general, such Salts are prepared by the free acid or base forms of this Compounds with a stoichiometric Amount of suitable base or acid in water or in an organic solvent or in a mixture is implemented from both; in general, non-aqueous media, such as ether, ethyl acetate, Ethanol, isopropanol or acetonitrile preferred. Lists with appropriate Salts are found in Remington's Pharmaceutical Sciences, 17th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1985, p. 1418, the specification of which is incorporated herein by reference is.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren identifizierten Mittel können so modifiziert werden, dass folgendes erreicht wird; (i) ein modifiziertes aktives Zentrum, Aktivitätsspektrum, und/oder (ii) eine bessere Wirksamkeit, und/oder (iii) eine geringere Toxizität (ein besserer therapeutischer Index), und/oder (iv) schwächere Nebenwirkungen, und/oder (v) ein modifizierter Wirkungseintritt, eine modifizierte Wirkungsdauer, und/oder (vi) modifizierte kinetische Parameter (Resorption, Verteilung, Metabolismus und Ausscheidung), und/oder (vii) modifizierte physikalisch-chemische Parameter (Löslichkeit, hygroskopisches Verhalten, Farbe, Geschmack, Geruch, Stabilität, Zustand), und/oder (viii) eine bessere allgemeine Spezifität, Organ/Gewebespezifität, und/oder (ix) eine optimierte Anwendungsform und Anwendungsroute durch (i) Veresterung von Carboxylgruppen, oder (ii) Veresterung von Hydroxylgruppen mit Kohlensäuren, oder (iii) Veresterung von Hydroxylgruppen zu z.B. Phosphaten, Pyrophosphaten oder Sulfaten oder Hemisuccinaten, oder (iv) Bildung von pharmazeutisch verträglichen Salzen, oder (v) Bildung von pharmazeutisch verträglichen Komplexen, oder (vi) Synthese von pharmakologisch aktiven Polymeren, oder (vii) Einführung von hydrophilen Resten, oder (viii) Einführung/Austausch von Substituenten auf Aromaten oder Seitenketten, Änderung des Substituentenmusters, oder (ix) Modifikation durch Einführung von isosterischen oder bioisosterischen Resten, oder (x) Synthese von homologen Verbindungen oder (xi) Einführung von verzweigten Seitenketten, oder (xii) Umwandlung von Alkylsubstituenten zu cyclischen Analoga, oder (xiii) Derivatisierung von Hydroxylgruppen zu Ketalen, Acetalen, oder (xiv) N-Acetylierung zu Amiden, Phenylcarbamaten, oder (xv) Synthese von Mannich-Basen, Iminen, oder (xvi) Transformation von Ketonen oder Aldehyden zu Schiff-Basen, Oximen, Acetalen, Ketalen, Enolestern, Oxazolidinen, Thiozolidinen oder Kombinationen davon: Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Verfahren das Formulieren des Produkts dieser Modifikation mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger oder einem Träger/Verdünnungsmittel, der/das für den Geruch oder den Geschmack von Zusammensetzungen oder Produkten geeignet ist.The by the method according to the invention identified means can be modified so that the following is achieved; (i) a modified one active center, activity spectrum, and / or (ii) better efficacy, and / or (iii) less toxicity (a better therapeutic index), and / or (iv) weaker side effects, and / or (v) a modified onset of action, a modified one Duration of action, and / or (vi) modified kinetic parameters (absorption, Distribution, metabolism and excretion), and / or (vii) modified physico-chemical parameters (solubility, hygroscopic Behavior, color, taste, smell, stability, condition), and / or (viii) a better general specificity, Organ / tissue specificity, and / or (ix) an optimized application form and application route by (i) esterification of carboxyl groups, or (ii) esterification of hydroxyl groups with carbonic acids, or (iii) esterification of hydroxyl groups to e.g. Phosphates, pyrophosphates or sulfates or hemisuccinates, or (iv) formation of pharmaceutical acceptable Salts, or (v) formation of pharmaceutically acceptable Complex, or (vi) synthesis of pharmacologically active polymers, or (vii) introduction of hydrophilic residues, or (viii) introduction / replacement of substituents on aromatics or side chains, change of the substituent pattern, or (ix) modification by introduction of isosteric or bioisosteric residues, or (x) synthesis of homologous compounds or (xi) introduction of branched side chains, or (xii) conversion of alkyl substituents to cyclic analogs, or (xiii) derivatization of hydroxyl groups to ketals, acetals, or (xiv) N-acetylation to amides, phenylcarbamates, or (xv) Synthesis of Mannich bases, imines, or (xvi) transformation of Ketones or aldehydes to Schiff bases, oximes, acetals, ketals, Enol esters, oxazolidines, thiozolidines or combinations thereof: Furthermore, the method according to the invention comprises formulating the product of this modification with a pharmaceutically acceptable carrier or a carrier / diluent, the one for the smell or taste of compositions or products suitable is.
Die Inhibitoren der katalytischen Aktivität der Heparanase, die durch die erfindungsgemäßen Verfahren identifiziert wurden, können zur Herstellung eines Medikaments für die Behandlung von Autoimmun- und Entzündungskrankheiten und Krebs, insbesondere von Tumorangiogenese und Metastasierung verwendet werden.The Inhibitors of the catalytic activity of heparanase produced by the methods of the invention have been identified for the manufacture of a medicament for the treatment of autoimmune diseases and inflammatory diseases and cancer, in particular tumor angiogenesis and metastasis be used.
Die vorliegende Erfindung wurde nun allgemein beschrieben, zum besseren Verständnis sind die spezifischen Beispiele, die hier lediglich der Erläuterung dienen und in keiner Weise die Erfindung einschränken sollen, sofern nicht anders angegeben, in Verbindung mit den folgenden Figuren angegeben.The The present invention has now been generally described for the better understanding are the specific examples, here for explanation only serve and in no way limit the invention unless otherwise stated indicated in connection with the following figures.
Die Abbildungen zeigen:The Pictures show:
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Bei den folgenden Beispielen wurde das Heparansulfat aus der Rinderniere von Seikagaku Corp. bezogen, Fluorecein-5-isothiocyanat (FITC „Isomer I") und Oregon Green 488 Isothiocyanat (F2FITC) wurden von Molecular Probes bezogen. Das DELFIA Eu-DTPA-ITC-Chelat, das Waschkonzentrat, die Verstärkungslösung stammten von Perkin-Eimer Life Sciences. Biotin-LC-Hydrizde wurde von Pierce bezogen. N-Acetylmannosamin stammte von Lancaster. Rinderserumalbumin (BSA), Triton X 100 und Tween 20 wurden von Roche Molecular Biochemicals bezogen. Die Abkürzungen „M", „mM" und „μM" stehen für die Einheiten mol/l, mmol/l bzw. μmol/l.In the following examples, heparin sulfate from the bovine kidney of Seikagaku Corp. was used. Fluororecein 5-isothiocyanate (FITC "isomer I") and Oregon Green 488 isothiocyanate (F 2 FITC) were purchased from Molecular Probes The DELFIA Eu-DTPA-ITC chelate, wash concentrate, reinforcing solution was from Perkin Elmer Biotin-LC-Hydrizde was purchased from Pierce N-acetylmannosamine was from Lancaster Bovine serum albumin (BSA), Triton X 100 and Tween 20 were purchased from Roche Molecular Biochemicals The abbreviations "M", "mM" and "μM "represent the units mol / l, mmol / l and μmol / l.
Beispiel 1: Clonierung, Expression und Reinigung von FGFExample 1: Cloning, Expression and purification of FGF
bFGF wurde wie beschrieben cloniert und exprimiert (Prats, H., et al., (1989), High molecular mass forms of basic fibroblast growth factor are initiated by alternative CUG codons; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86, 1836–1840). E. coli-Zellen, die bFGF exprimieren, wurden in Lysepuffer (20 mM NaPO4, 5 mM EDTA, pH 7,0) in einem Verhältnis von 1 g Zellen/5 ml Lysepuffer suspendiert. Protease-Inhibitorcocktail-Tabletten (EDTA-frei; Roche Molecular Biochemicals) und Lysozym (200 μg/ml) wurden zugegeben und die Suspension 30 Minuten bei 4°C gerührt. Die Probe wurde beschallt, RNAase und DNAase (Roche Molecular Biochemicals) wurden zugefügt (1 μg/ml) und die Probe weitere 30 Minuten inkubiert. Nach der Zentrifugation der Probe bei 20 000 × g, 20 Minuten, wurde der Überstand durch ein 0,8-μM-Filter filtriert und auf eine SP-Sepharose-Säule aufgetragen, die mit 20 mM NaPO4, 100 mM NaCl, 5 mM EDTA, pH 7,0, äquilibriert worden war. Nach Waschen der Säule mit dem Äquilibrierungspuffer wurde der bFGF aus der Säule mit 20 mM NaPO4, 600 mM NaCl, 5 mM EDTA, pH 7,0, eluiert. Die eluierte Fraktion wurde eingeengt und auf eine Heparin-Sepharose-Säule aufgetragen, die mit dem SP-Sepharose-Elutionspuffer äquilibriert worden war. Der bFGF wurde mit 20 mM NaPO4, 2 M NaCl, 5 mM EDTA, pH 7,0, eluiert. Der gereinigte bFGF wurde nach Zugabe von 1 mM DTT zu der Probe eingeengt. Um die Oligomerbildung zu induzieren, wurde der eingeengte bFGF 72 Stunden bei 4°C gegen Dialysepuffer (50 mM NH4HCO3, 50 mM NaCl, pH 8,0) dialysiert, der mehrfach ausgetauscht wurde.bFGF was cloned and expressed as described (Prats, H., et al., (1989), High molecular mass forms of basic fibroblast growth factor are initiated by alternative CUG codons; Proc. Natl. Acad Sci., USA 86, 1836- 1840). E. coli cells expressing bFGF were suspended in lysis buffer (20 mM NaPO 4 , 5 mM EDTA, pH 7.0) at a ratio of 1 g cells / 5 ml lysis buffer. Protease inhibitor cocktail tablets (EDTA-free, Roche Molecular Biochemicals) and lysozyme (200 μg / ml) were added and the suspension stirred at 4 ° C for 30 minutes. The sample was sonicated, RNAase and DNAase (Roche Molecular Biochemicals) were added (1 μg / ml) and the sample incubated for a further 30 minutes. After centrifugation of the sample at 20,000 x g, 20 minutes, the supernatant was filtered through a 0.8 μM filter and applied to an SP Sepharose column packed with 20 mM NaPO 4 , 100 mM NaCl, 5 mM EDTA, pH 7.0, had been equilibrated. After washing the column with the equilibration buffer, the bFGF was eluted from the column with 20 mM NaPO 4 , 600 mM NaCl, 5 mM EDTA, pH 7.0. The eluted fraction was concentrated and applied to a heparin-Sepharose column equilibrated with the SP-Sepharose elution buffer. The bFGF was eluted with 20mM NaPO 4 , 2M NaCl, 5mM EDTA, pH 7.0. The purified bFGF was concentrated to the sample after addition of 1 mM DTT. To induce oligomer formation, the concentrated bFGF was dialysed for 72 hours at 4 ° C against dialysis buffer (50 mM NH 4 HCO 3 , 50 mM NaCl, pH 8.0), which was changed several times.
Beispiel 2: Clonierung Expression und Reinigung von HeparanaseExample 2: Cloning Expression and purification of heparanase
Ein cDNA-Clon der menschlichen Heparanase der vollen Länge wurde von der ATCC bezogen. Unter Verwendung der in GenBank veröffentlichten Sequenz (Hinterlegungsnummer AF152376) wurden Oligos entworfen, um das aus 1632 bp bestehende offene Leseraster (ORF) zu PCR-amplifizieren, während gleichzeitig (i) Restriktionsstellen für die Subclonierung angefügt wurden (5'-KpnI-3'-NotI), (ii) am C-Terminus des ORF ein 6-Aminosäuren-Epitop tag angehängt wurde („EE-tag", NH2-EFMPME-COOH), wobei davor ein flexibler 4-Aminosäuren-Linker (SGSG) liegt und dahinter ein einzelner Ala-Rest folgt, der vor dem STOPP-Codon liegt.A full-length human heparanase cDNA clone was purchased from the ATCC. Using the sequence published in GenBank (Accession No. AF152376), Oligos were designed to PCR amplify the 1632 bp open reading frame (ORF) while simultaneously adding (i) subcloning restriction sites (5'-KpnI-3 '). -NotI), (ii) a 6-amino acid epitope tag was attached to the C-terminus of the ORF ("EE-tag", NH 2 -EFMPME-COOH), preceded by a flexible 4-amino acid linker (SGSG) and followed by a single ala residue before the stop codon.
Der
Vorwärts-Primer
(SEQ ID NO: 1) war
5'-GGGTACCATGCTGCTGCGCTCGAAGCCTGCGCTGCCGCCGCCGCTGATGCTG-3'The forward primer (SEQ ID NO: 1) was
5'-GGGTACCATGCTGCTGCGCTCGAAGCCTGCGCTGCCGCCGCCGCTGATGCTG-3 '
Der
Rückwärts-Primer
(SEQ ID NO: 2) war
5'-ATAGTTTAGCGGCCGCTCACGCTTCCATCGGCATGAATTCACCAGAACCAGAGA TGCAAGCAGCAACTTTGGCATTTCTTATCACAAAAAAACTATATGAG-3' The reverse primer (SEQ ID NO: 2) was
5'-ATAGTTTAGCGGCCGCTCACGCTTCCATCGGCATGAATTCACCAGAACCAGAGA TGCAAGCAGCAACTTTGGCATTTCTTATCACAAAAAACTATATGAG-3 '
Das Amplicon wurde unter Verwendung einer „proof-reading" Polymerase und des ATCC-Plasmids als Matrize erhalten. Das resultierende Amplicon wurde mit KpnI und NotI gespalten und in den Säuger-Expressionsvektor pEFBOS subcloniert. Die Sequenz des clonierten ORF wurde bestätigt, bevor CHO-Zellen mit dem Heparanase-Experssionskonstrukt und einem NEO-Selektionsplasmid co-transfiziert wurden.The Amplicon was prepared using a "proof-reading" polymerase and the ATCC plasmid as a template. The resulting amplicon was cleaved with KpnI and NotI and into the mammalian expression vector pEFBOS subcloned. The sequence of the cloned ORF was confirmed before CHO cells with the heparanase expression construct and a NEO selection plasmid co-transfected.
Dihydrofolat-Reduktase-defekte Zellen des Chinesischen Hamsters (CHOdhfr-) wurden als Wirt für die Transfektion verwendet. Die Zellen (2 × 105 Zellen pro Vertiefung) wurden auf DMEM, angereichert mit 10 % (Vol./Vol.) FBS plus 100 μM Natriumhypoxanthin und 16 μM Thymidin (1 × HT), in einer Gewebekulturplatte mit sechs Vertiefungen gezüchtet. Die Transfektion erfolgte durch Zugabe von 0,5 μg Plasmid-DNA, codiert für die Heparanase (pEF-BOS), Neomycin-Resistenz-Gen (pRSV-Neo) und Dihydrofolat-Reduktase-Gen (pSV-dhfr), in einem Verhältnis von 15:1:1 in Gegenwart von 2 μl FuGene6-Reagens (Roche Molecular Biochemicals) zu der Kultur. Nach 72 Stunden Inkubation in einem 37°C-CO2-Inkubator wurde das Kulturmedium durch HT-minus-DMEM ersetzt, das mit 10 % dialysiertem FBS angereichert war. Die transfizierte Kultur wurde weiter vier bis acht Wochen inkubiert, wobei das Medium dreimal pro Woche ausgetauscht wurde. Anschließend wurden die im Selektivmedium überlebenden Zellen auf 150-mm-Schalen überführt, die mit 1 × 106 Zellen/Schale in HT-minus-DMEM, enthaltend 10 % dialysiertes FBS und zunehmende Konzentrationen von Methotrexat (MTX) von 0,1 bis 3,0 μM, angesät wurden. Aus über 100 Kolonien wurde ein mit CHOB3 bezeichneter Clon selektiert, der eine Heparanase-Aktivität zeigte. Die Expression von Heparanase durch den Clon CHOB3 ist etwa viermal höher als die durch die nicht-transfizierten CHO-Zellen.Dihydrofolate reductase-defective Chinese hamster cells (CHOdhfr-) were used as hosts for transfection. Cells (2 x 10 5 cells per well) were grown on DMEM supplemented with 10% (v / v) FBS plus 100 μM sodium hypoxanthine and 16 μM thymidine (1 x HT) in a six-well tissue culture plate. Transfection was carried out by adding 0.5 μg of plasmid DNA encoded for the heparanase (pEF-BOS), neomycin resistance gene (pRSV-Neo) and dihydrofolate reductase gene (pSV-dhfr) in a ratio of 15: 1: 1 in the presence of 2 μl FuGene6 reagent (Roche Molecular Biochemicals) to the culture. After 72 hours incubation in a 37 ° C CO 2 incubator, the culture medium was replaced with HT minus DMEM supplemented with 10% dialysed FBS. The transfected culture was further incubated for four to eight weeks with the medium being changed three times a week. Subsequently, the cells surviving in the selective medium were transferred to 150 mm dishes containing 1 x 10 6 cells / dish in HT minus DMEM containing 10% dialysed FBS and increasing concentrations of methotrexate (MTX) from 0.1 to 3 , 0 μM, were sown. From over 100 colonies, a CHOB3 designated clone was selected which showed heparanase activity. The expression of heparanase by the clone CHOB3 is about four times higher than that by the non-transfected CHO cells.
Die Produktion der Heparanase mit dem Clon CHOB3 erfolgte durch die folgenden zwei Verfahren:
- a) Heparanase-Produktion in Rollerflaschen: Corning 850-cm2-Rollerflaschen wurden verwendet. Jede Flasche wurde beimpft mit 2,4 × 107 Zellen in 150 ml DMEM, angereichert mit 10 % (Vol./Vol.) dialysiertem FBS plus 3 μM MTX und 25 mM Hepes-Puffer. Ein Ansatz mit 100 Flaschen wurde bearbeitet, indem die Flaschen fünf bis sieben Tage auf einem Rollerflaschen-Ständer inkubiert wurden, wobei sie mit einer Geschwindigkeit von fünf Umdrehungen pro Minuten gerollt wurden. Nach einer Trypsin-Behandlung wurden die Zellpellets aus den Flaschen nach Waschen mit Phosphat-Kochsalzlösung-Puffer abzentrifugiert.
- b) Heparanase-Produktion in Suspensionskultur: Ein 10-L-Bioreaktor, enthaltend 7 L Excel 301-Medium (JRH), angereichert mit 5 % dialysiertem FBS, 3 μM MTX, 0,1 % „pluronic acid" und 25 mM Hepes, wurde mit einer CHOB3-Kultur beimpft, so dass eine anfängliche Zellkonzentration von 5 × 105 Zellen/ml erhalten wurde. Die Suspensionskultur wurde vier bis fünf Tage bei 35°C inkubiert, bis die Zelldichte 3 × 106 erreichte. Danach wurden die Zellen für die Isolierung und Reinigung der Heparanase geerntet.
- a) Roller bottle heparanase production: Corning 850cc 2- roll bottles were used. Each flask was inoculated with 2.4 x 10 7 cells in 150 ml of DMEM supplemented with 10% (v / v) dialyzed FBS plus 3 μM MTX and 25 mM Hepes buffer. A 100-bottle approach was carried out by incubating the bottles on a roller bottle stand for five to seven days, rolling at a speed of five revolutions per minute. After a trypsin treatment were the cell pellets are centrifuged out of the bottles after washing with phosphate-saline buffer.
- b) Heparanase Production in Suspension Culture: A 10 L bioreactor containing 7 L of Excel 301 medium (JRH) supplemented with 5% dialysed FBS, 3 μM MTX, 0.1% "pluronic acid" and 25 mM Hepes, was inoculated with a CHOB3 culture to give an initial cell concentration of 5 x 10 5 cells / ml The suspension culture was incubated at 35 ° C for four to five days until the cell density reached 3 x 10 6 harvested for the isolation and purification of heparanase.
CHO-Zellen, die Heparanase exprimierten, wurden in Lysepuffer (50 mM Tris, 150 mM NaCl, 0,5 % Triton X-100, pH 7,5) bei 2 × 107 Zellen/ml suspendiert, Protease-Inhibitorcocktail-Tabletten (Roche Molecular Biochemicals) wurden zugegeben und die Probe kurz beschallt. Anschließend wurde die Probe 30 Minuten bei 4°C gerührt., worauf eine Zentrifugation bei 100 000 × g, 60 Minuten, folgte. Die lösliche Fraktion („100kxg-sup") wurde durch 0,8- und 0,45-μM-Filter laufen gelassen und für enzymatische Tests verwendet. Um zu bestätigen, dass die in der „100kxg-sup"-Fraktion festgestellte Aktivität auf der Heparanase beruhte, wurde eine kleine Menge Heparanase im Wesentlichen wie durch ein Verfahren beschrieben gereinigt (Prats, H., et al., (1989), High molecular mass forms of basic fibroblast growth factor are initiated by alternative CUG codons; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86, 1836–1840).CHO cells expressing heparanase were suspended in lysis buffer (50 mM Tris, 150 mM NaCl, 0.5% Triton X-100, pH 7.5) at 2 x 10 7 cells / ml, protease inhibitor cocktail tablets ( Roche Molecular Biochemicals) were added and the sample briefly sonicated. Subsequently, the sample was stirred for 30 minutes at 4 ° C, followed by centrifugation at 100,000 xg, 60 minutes. The soluble fraction ("100kxg-sup") was run through 0.8 and 0.45 μM filters and used for enzymatic assays to confirm that the activity detected in the "100kxg-sup" fraction was on heparanase based, a small amount of heparanase was purified essentially as described by a method (Prats, H., et al., (1989), High molecular mass forms of basic fibroblast growth factor are initiated by alternative CUG codons; Proc. Natl Acad Sci USA 86, 1836-1840).
Beispiel 3: Herstellung von Fluorescein-markiertem HS (FITC-HS oder F2FITC-HS)Example 3 Preparation of Fluorescein-labeled HS (FITC-HS or F 2 FITC-HS)
HS wurde mit Oregon Green 488 Isothiocyanat (F2FITC) und ein anderes HS wurde mit Fluorescein-5-Isothiocyanat (FITC) durch das Verfahren wie beschrieben markiert. Typischerweise wurde HS aus Rinderniere (60 mg) in 16 ml 0,1 M Na2CO3 (pH 9,35) gelöst. FITC (94 mg) oder F2FITC (103 mg) in 0,8 ml DMSO wurde langsam (tropfenweise) zu der HS-Lösung zugegeben und 18 Stunden bei 4°C im Dunkeln gerührt. Die Umsetzung wurde durch 1 M Tris-HCl, pH 8,0, (0,5 ml) abgestoppt, und die Lösung 20 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde die Probe auf eine Sephadex G-25-Säule (2,5 × 30 cm) in PBS aufgetragen, um das überschüssige FITC-Reagens zu entfernen. Die Fraktionen, die Fluoresceinmarkiertes HS enthielten, wurden vereinigt. Das Ausmaß der Fluorescein-Markierung wurde bestimmt, indem die Absorption bei 490 nm abgelesen wurde (ε = 72 000 M–1). Typischerweise betrug das molare Verhältnis von Fluorescein zu HS 0,6.HS was labeled with Oregon Green 488 isothiocyanate (F 2 FITC) and another HS was labeled with fluorescein 5-isothiocyanate (FITC) by the method as described. Typically, HS from bovine kidney (60 mg) was dissolved in 16 ml of 0.1 M Na 2 CO 3 (pH 9.35). FITC (94 mg) or F 2 FITC (103 mg) in 0.8 ml of DMSO was added slowly (dropwise) to the HS solution and stirred at 4 ° C for 18 hours in the dark. The reaction was quenched with 1 M Tris-HCl, pH 8.0, (0.5 mL) and the solution stirred for 20 minutes at room temperature. Subsequently, the sample was applied to a Sephadex G-25 column (2.5 × 30 cm) in PBS to remove the excess FITC reagent. The fractions containing fluorescein-labeled HS were pooled. The extent of fluorescein labeling was determined by reading the absorbance at 490 nm (ε = 72,000 M -1 ). Typically, the molar ratio of fluorescein to HS was 0.6.
Beispiel 4: Herstellung von Eu-Chelat-markiertem HSExample 4: Preparation of Eu-chelate-labeled HS
HS (3,3 mg) wurde in 0,2 ml 0,2 M Na2CO3 (pH 9,35) gelöst. Zu der Lösung wurde DELFIA Eu-DTPA-ITC-Chelat (1 mg in 0,1 ml H2O) zugegeben und eine Stunde bei Raumtemperatur und danach 14 Stunden bei 4°C gerührt. Anschließend wurde die Probe auf eine Sephadex G-50-Säule (feine Qualität, 1,5 cm × 50 cm) in TBS (50 mM Tris-HCl, pH 7,5, 100 mM NaCl) aufgetragen. Vor dem Auftragen der Probe wurden auf die Säule 10 mg BSA (um unspezifische Bindungen zu sättigen) und 20 ml 20 mM EDTA geladen, gefolgt von 60 ml TBS. Die Fraktionen, die Eu-markiertes HS enthielten, wurden vereinigt. Das Ausmaß der Markierung wurde durch eine Standardkurve von bekannten Konzentrationen von Eu-Chelat-Lösungen bestimmt. Typischerweise betrug das molare Verhältnis von Eu-Chelat zu HS 0,54.HS (3.3 mg) was dissolved in 0.2 ml of 0.2 M Na 2 CO 3 (pH 9.35). To the solution was added DELFIA Eu-DTPA-ITC chelate (1 mg in 0.1 ml H 2 O) and stirred for one hour at room temperature and then at 4 ° C for 14 hours. Subsequently, the sample was applied to a Sephadex G-50 column (fine quality, 1.5 cm x 50 cm) in TBS (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 100 mM NaCl). Before applying the sample, 10 mg of BSA (to saturate non-specific binding) and 20 ml of 20 mM EDTA were loaded onto the column, followed by 60 ml of TBS. The fractions containing Eu-labeled HS were pooled. The extent of labeling was determined by a standard curve of known concentrations of Eu-chelate solutions. Typically, the molar ratio of Eu chelate to HS was 0.54.
Beispiel 5: Herstellung von Biotin-HSExample 5: Preparation of biotin HS
HS (4,5 mg) wurde in 0,2 ml H2O gelöst, gefolgt von 0,6 ml Methanol. Die Lösung wurde mit 5,0 mg festem Biotin-LC-Hydrizid und anschließend 4 μl 0,5 M NaHCO3 in 10 % Methanol versetzt. Die Umsetzung ließ man einen Tag bei 50°C ablaufen. Danach wurde NaCNBH3 (25 mg) zu der Lösung zugefügt. Die Lösung wurde durch Zugabe von 0,2 ml H2O geklärt. Das Reaktionsgemisch wurden zwei Tage bei 50°C inkubiert. Noch zwei weitere Mengen (jeweils 25 mg) von NaCNBH3 wurden zugegeben und das Reaktionsgemisch nach jeder Zugabe zwei Tage bei 50°C inkubiert. Danach wurde die Probe durch Vakuumzentrifugation auf 0,3 ml eingeengt, mit H2O auf 0,5 ml verdünnt und auf eine Sephadex G-25-Säule in PBS aufgetragen. Die Fraktionen, die HS enthielten, wurden vereinigt, und der pH-Wert wurde durch Zugabe von 30 μl 1 M Na2CO3 auf 9,4 eingestellt.HS (4.5 mg) was dissolved in 0.2 ml H2O followed by 0.6 ml methanol. The solution was admixed with 5.0 mg of solid biotin-LC-hydride followed by 4 μl of 0.5 M NaHCO 3 in 10% methanol. The reaction was allowed to proceed for one day at 50 ° C. Next, NaCNBH 3 (25 mg) was added to the solution. The solution was clarified by adding 0.2 ml H 2 O. The reaction mixture was incubated at 50 ° C for two days. Two additional amounts (25 mg each) of NaCNBH 3 were added and the reaction mixture was incubated at 50 ° C for 2 days after each addition. The sample was then concentrated by vacuum centrifugation to 0.3 ml, diluted to 0.5 ml with H 2 O and applied to a Sephadex G-25 column in PBS. The fractions containing HS were combined and the pH was adjusted to 9.4 by addition of 30 μl of 1 M Na 2 CO 3 .
Beispiel 6: Herstellung von Fluorescein-markiertem Biotin-HS (F2FITC-HS-Biotin)Example 6 Preparation of Fluorescein-labeled Biotin-HS (F 2 FITC-HS-Biotin)
F2FITC (0,8 mg in 80 μl DMSO) wurde zu der Biotin-HS-Lösung von Beispiel 5 unter Rühren zugegeben, sodann ließ man die Umsetzung über Nacht im Dunkeln bei 4°C ablaufen. Die Probe wurde auf eine Sephadex G-25-Säule aufgetragen und mit PBS eluiert. Die Fraktionen, die F2FITC-markiertes Biotin-HS enthielten, wurden vereinigt. Das Ausmaß der Fluorescein-Markierung wurde bestimmt, indem die Absorption bei 490 nm abgelesen wurde. Das molare Verhältnis von Fluorescein zu HS betrug 0,6.F 2 FITC (0.8 mg in 80 μl DMSO) was added to the biotin-HS solution of Example 5 with stirring, then the reaction was allowed to proceed overnight in the dark at 4 ° C. The sample was applied to a Sephadex G-25 column and eluted with PBS. The fractions containing F 2 FITC-labeled biotin-HS were pooled. The extent of fluorescein labeling was determined by reading absorbance at 490 nm. The molar ratio of fluorescein to HS was 0.6.
Beispiel 7: Herstellung von Eu-Chelat-markiertem Biotin-HS (Eu-HS-Biotin)Example 7: Preparation of Eu-Chelate-labeled Biotin-HS (Eu-HS-Biotin)
Zu der Biotin-HS-Lösung (0,34 ml, 4,5 mg/ml in PBS), die wie in Beispiel 5 beschrieben hergestellt wurde, wurden 6,5 mg Na2CO3 zugegeben, um den pH-Wert auf 9,4 einzustellen. Eu-DTPA-ITC-Chelat (1 mg) wurde in 0,1 ml 10 mM Natriumacetat (pH 4,8) gelöst und 50 μl dieser Lösung unter Rühren zu der Biotin-HS-Lösung zugefügt. Das Reaktionsgemisch wurde eine Stunde bei 25°C geschüttelt, worauf 15 Stunden bei 4°C und weitere vier Stunden bei 25°C folgten. Danach wurden die Proben auf eine Sephadex G-50-Säule (feine Qualität, 1,5 cm × 50 cm) in TBS aufgetragen. Vor dem Auftragen der Probe wurden auf die Säule 10 mg BSA (um die unspezifischen Bindungen zu sättigen) und 20 ml 20 mM EDTA geladen, gefolgt von 60 ml TBS. Die Fraktionen, die Eu-markiertes HS enthielten, wurden vereinigt. Das Ausmaß der Markierung wurde durch eine Standardkurve mit bekannten Konzentrationen von Eu-Chelat-Lösungen bestimmt. Das molare Verhältnis von Eu-Chelat zu HS betrug 0,34.To the biotin-HS solution (0.34 ml, 4.5 mg / ml in PBS) prepared as described in Example 5, 6.5 mg Na 2 CO 3 was added to bring the pH to 9 To set 4. Eu-DTPA-ITC chelate (1 mg) was dissolved in 0.1 ml of 10 mM sodium acetate (pH 4.8) and 50 μl of this solution was added with stirring to the biotin-HS solution. The reaction mixture was shaken for one hour at 25 ° C followed by 15 hours at 4 ° C and a further four hours at 25 ° C followed. Thereafter, the samples were applied to a Sephadex G-50 column (fine quality, 1.5 cm × 50 cm) in TBS. Before loading the sample, 10 mg of BSA (to saturate the non-specific binding) and 20 ml of 20 mM EDTA were loaded onto the column, followed by 60 ml of TBS. The fractions containing Eu-labeled HS were pooled. The extent of labeling was determined by a standard curve with known concentrations of Eu-chelate solutions. The molar ratio of Eu-chelate to HS was 0.34.
Beispiel 8: Herstellung von 3H-markiertem HSExample 8: Preparation of 3 H-labeled HS
3H-markiertes HS wurde wie früher beschrieben (Toyoshima, M., and Nakamjima, M., (1999), Human heparanase-purification, characterization, cloning and expresssion, J. Biol. Chem. 274, 24153–24160) hergestellt. Typischerweise wurde HS (10 mg) in 0,38 ml Hydrazinhydrat, enthaltend 7,6 mg Hydrazinsulfat, gelöst und das Gemisch in einem verschlossenen Glasgefäß zwei Stunden auf 100°C erhitzt. Das Gemisch wurde abgekühlt und unter Argon getrocknet. Toluol (0,4 ml) wurde zugegeben und das Gemisch durch Rotationsvakuumverdampfung getrocknet. Diese Vorgehensweise wurde zweimal wiederholt. Der Rückstand wurde in 0,9 ml 1 M NaCl gelöst und auf einer Sephadex G-25-Säule in Wasser entsalzt. Das entsalzte Material wurde auf eine Dowex 50-Säule (X-8, Na+1-Form) (1,0 cm × 3,0 cm) aufgetragen und mit 5 ml Wasser gewaschen. Die „Durchfluss"- und „Wasch"-Fraktionen wurden vereinigt und gefriergetrocknet. Das resultierende N-desacetylierte HS wurde in 0,5 ml 0,5 M NaHCO3, enthaltend 10 % (Vol./Vol.) Methanol, gelöst, in einem Eisbad auf 0°C gekühlt und mit 30 μl [3H]-Essigsäureanhydrid (3 mCi, 500 mCi/mMol) in Toluol versetzt. Das Gemisch wurde drei Stunden kräftig bei 0°C gerührt. Sodann wurden weitere 0,5 ml 0,5 M Na2CO3, 20 μl MeOH und 25 μl Essigsäureanhydrid unter Rühren für 30 Minuten bei 0°C zugegeben. Dieses Verfahren wurde noch einmal wiederholt. Nachdem sich das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur erwärmt hatte, wurde das Toluol unter einem Argon-Strom entfernt und die Lösung auf einer Sephadex G-25-Säule in 20 mM Ammoniumacetat, pH 6,8, entsalzt. Das [3H]-markierte HS wurde vereinigt und die Aliquots bei –20°C gelagert. 3 H-labeled HS was prepared as previously described (Toyoshima, M., and Nakamjima, M., (1999), Human heparanase purification, characterization, cloning and expresssion, J. Biol. Chem. 274, 24153-24160). Typically, HS (10 mg) was dissolved in 0.38 ml of hydrazine hydrate containing 7.6 mg of hydrazine sulfate, and the mixture was heated to 100 ° C in a sealed glass jar for two hours. The mixture was cooled and dried under argon. Toluene (0.4 ml) was added and the mixture was dried by rotary vacuum evaporation. This procedure was repeated twice. The residue was dissolved in 0.9 ml of 1 M NaCl and desalted in water on a Sephadex G-25 column. The desalted material was applied to a Dowex 50 column (X-8, Na + form) (1.0 cm x 3.0 cm) and washed with 5 ml of water. The "flow" and "wash" fractions were pooled and freeze-dried. The resulting N-deacetylated HS was dissolved in 0.5 ml of 0.5 M NaHCO 3 containing 10% (v / v) methanol, cooled to 0 ° C. in an ice-bath and washed with 30 μl of [ 3 H] -. Acetic anhydride (3 mCi, 500 mCi / mmol) in toluene. The mixture was stirred vigorously at 0 ° C for three hours. Then, another 0.5 ml of 0.5 M Na 2 CO 3 , 20 μl of MeOH and 25 μl of acetic anhydride were added with stirring for 30 minutes at 0 ° C. This procedure was repeated once more. After the reaction had warmed to room temperature, the toluene was removed under argon flow and the solution desalted on a Sephadex G-25 column in 20 mM ammonium acetate, pH 6.8. The [ 3 H] -labeled HS was pooled and the aliquots stored at -20 ° C.
Beispiel 9: Heparanase-Test unter Verwendung von FITC-HS oder F2FITC-HS und FGF-beschichteten Platten (FITC-HS/FGF-Test)Example 9 Heparanase Assay Using FITC-HS or F 2 FITC-HS and FGF-Coated Plates (FITC-HS / FGF Test)
FGF (1,97 mg/ml) wurde mit PBS auf 18,75 μg/ml verdünnt und zur Beschichtung von feste schwarze Hochbindungs-Platten mit 384 Vertiefungen von Costar (40 μl/Vertiefung) über Nacht bei 4°C verwendet. Die Platten wurden mit 1 % BSA/PBS (60 μl/Vertiefung) eine Stunde bei 37°C blockiert und mit PBS/0,02 Tween 20 gewaschen (60 μl/Vertiefung, viermal). Sodann wurde FITC-HS oder F2FITC-HS (0,15 μg/Vertiefung/40 μl in PBS, 1 % BSA, 0,02 % Tween 20) zugegeben und eine bis eineinhalb Stunden bei 37°C inkubiert. Danach wurden die Platten mit PBS/0,02 % Tween 20 gewaschen (60 μl/Vertiefung, dreimal). Die rohe Heparanase aus transfizierten CHO-Zellen (1 μl von „100kxg-sup" von Beispiel 2, enthaltend 5 μg Gesamtprotein in Lysepuffer) und die gereinigte Heparanase (20 ng) wurden jeweils mit 40 μl Testpuffer (50 mM Natriumacetat, pH 5,0, 0,2 mg/ml BSA, 5 mM N-Acetylmannosamin, 0,05 % Triton X 100) verdünnt, in jede Vertiefung zugegeben und 30 Minuten bei 37°C inkubiert. Die Enzymreaktion wurde durch Zugabe von 5 μl/Vertiefung 1 M Tris-HCl, pH 8,0, abgestoppt. Anschließend wurde die Lösung (35 μl/Vertiefung) auf eine Mikrotiterplatte überführt und die Fluoreszenz (Anregung bei 485 nm und Emission bei 535 nm) auf einem Victor-2-Lesegerät (Perkin Elmer Life Sciences) abgelesen.FGF (1.97 mg / ml) was diluted to 18.75 μg / ml with PBS and used to coat Costar's 384-well solid black tie plates (40 μl / well) overnight at 4 ° C. The plates were blocked with 1% BSA / PBS (60 μl / well) for one hour at 37 ° C and washed with PBS / 0.02 Tween 20 (60 μl / well, four times). Then, FITC-HS or F 2 FITC-HS (0.15 μg / well / 40 μl in PBS, 1% BSA, 0.02% Tween 20) was added and incubated at 37 ° C for one to one and one-half hours. Thereafter, the plates were washed with PBS / 0.02% Tween 20 (60 μl / well, three times). The crude heparanase from transfected CHO cells (1 μl of "100kxg-sup" from Example 2 containing 5 μg total protein in lysis buffer) and the purified heparanase (20 ng) were each incubated with 40 μl assay buffer (50 mM sodium acetate, pH 5, 0, 0.2 mg / ml BSA, 5 mM N-acetylmannosamine, 0.05% Triton X 100), added to each well and incubated for 30 minutes at 37 ° C. The enzyme reaction was monitored by addition of 5 μl / well 1 M Tris-HCl, pH 8.0, and then the solution (35 μl / well) was transferred to a microtiter plate and the fluorescence (excitation at 485 nm and emission at 535 nm) was read on a Victor-2 reader (Perkin Elmer Life Sciences).
Beispiel 10: Heparanase-Test zum Screenina mit hohem Durchsatz (HTS) unter Verwendung von FITC-HS auf FGF-beschichteten PlattenExample 10: Heparanase Test to the high throughput screen (HTS) using FITC-HS on FGF-coated plates
Der HTS-FITC-HS/FGF-Heparanase-Test wurde anhand eines Zeiss-uHTS-Systems durchgeführt, das aus einem Pipettiergerät für 384 Vertiefungen, drei Pipettiergeräten für 96 Vertiefungen, zwei Waschvorrichtungen, zwei „Multidrop"-Spendern, vier „Cybidrop"-Spendern, drei Inkubatoren und zwei Zeiss-HTS-Lesegeräten bestand. Die Mikrotiterplatten (384 Vertiefungen) wurden mit FGF beschichtet, mit BSA blockiert und bis zu drei Wochen bei 4°C aufbewahrt. Die Platten wurden mit PBS/0,02 % Tween 20 gewaschen und anschließend mit FITC- HS inkubiert. Für die Heparanase-Spaltung wurde das rohe Enzym aus dem „100kxg-sup" (1 μl/Vertiefung) von Beispiel 2 verwendet. Alle Schritte zur Bewegung der Platten, zur Übertragung von Flüssigkeiten und die Fluoreszenzmessungen wurden von Automaten durchgeführt.Of the HTS-FITC-HS / FGF heparanase assay was performed on a Zeiss uHTS system from a pipetting device for 384 Wells, three pipettors for 96 Wells, two washers, two "multidrop" dispensers, four "cybidrop" donors, three incubators and two Zeiss HTS readers. The microtiter plates (384 wells) were coated with FGF, blocked with BSA and stored at 4 ° C for up to three weeks. The plates were washed with PBS / 0.02% Tween 20 and then incubated with FITC-HS. For heparanase cleavage the crude enzyme was removed from the "100kxg-sup" (1 μl / well) used by Example 2. All steps to move the plates, for transmission of liquids and the fluorescence measurements were performed by machines.
Das
Gesamtsignal-zu-Hintergrund-Verhältnis
betrug 7,5 (
Beispiel 11: Heparanase-Test unter Verwendung von Eu(DTPA)-markiertem HS auf FGF-beschichteten Platten (Eu-HS/FGF-Test)Example 11: Heparanase Test using Eu (DTPA) -labeled HS on FGF-coated Plates (Eu-HS / FGF test)
FGF wurde an Mikrotiterplatten mit 384 Vertiefungen wie in Beispiel 9 beschichtet. Die Platten wurden mit 1 % BSA/PBS (50 μl/Vertiefung) eine Stunde bei 37°C blockiert und mit TBS gewaschen (60 μl/Vertiefung, dreimal). Eu-markiertes HS (40 μl/Vertiefung, 0,375 μg/ml in TBS, 0,5 % BSA, 0,02 % Tween 20) wurde zu den Platten zugegeben und diese eine Stunde bei 37°C inkubiert. Danach wurden die Platten mit TBS gewaschen (60 μl/Vertiefung, dreimal). Die rohe Heparanase (1 μl von „100kxg-sup" von Beispiel 2, enthaltend 5 μg Gesamtprotein in Lysepuffer) und die gereinigte Heparanase (20 ng) wurden jeweils mit 40 μl Testpuffer verdünnt (50 mM Natriumacetat, pH 5,4, 0,2 mg/ml BSA, 5 mM N-Acetylmannosamin, 0,025 % Triton X 100), in jede Vertiefung zugegeben und 30 Minuten bei 37°C inkubiert. Die Umsetzung wurde durch Zugabe von 1,0 M Tris-HCl, pH 8,0, (5 μl/Vertiefung) abgestoppt. Anschließend wurde die Lösung (8 μl/Vertiefung) auf eine Mikrotiterplatte überführt und mit 60 μl/Vertiefung der Verstärkungslösung 30 Minuten bei Raumtemperatur gemischt. Das Signal wurde quantitativ bestimmt, indem die Zeit-aufgelöste Fluoreszenz (TRF) bei den Wellenlängen EX (340 nm) und EM (615 nm) auf einem Wallace-Victor-2-Lesegerät abgelesen wurde.FGF was applied to 384-well microtiter plates as in Example 9 coated. The plates were incubated with 1% BSA / PBS (50 μl / well) one hour at 37 ° C blocked and washed with TBS (60 μl / well, three times). Eu-labeled HS (40 μl / well, 0.375 μg / ml in TBS, 0.5% BSA, 0.02% Tween 20) was added to the plates and this one hour at 37 ° C incubated. Thereafter, the plates were washed with TBS (60 μl / well, 3 times). The crude heparanase (1 μl of "100kxg-sup" of Example 2, containing 5 μg Total protein in lysis buffer) and the purified heparanase (20 ng) were each with 40 .mu.l Test buffer diluted (50 mM sodium acetate, pH 5.4, 0.2 mg / ml BSA, 5 mM N-acetylmannosamine, 0.025% Triton X 100), added to each well and allowed to stand for 30 minutes at 37 ° C incubated. The reaction was carried out by adding 1.0 M Tris-HCl, pH 8.0, (5 μl / well) stopped. Subsequently became the solution (8 μl / well) transferred to a microtiter plate and with 60 μl / well the reinforcing solution 30 Mixed minutes at room temperature. The signal became quantitative determined by the time-resolved Fluorescence (TRF) at the wavelengths EX (340 nm) and EM (615 nm) was read on a Wallace Victor 2 reader.
Beispiel 12: HTS-Heparanase-Test unter Verwendung von Eu-HS auf FGF-beschichteten PlattenExample 12: HTS-heparanase assay using Eu-HS on FGF coated plates
Der Heparanase-Test unter Verwendung von Eu-HS als Substrat wurde auf einem Zeiss-uHTS-System durchgeführt. Die Bewegung der Platten und die Übertragung von Flüssigkeiten wurden von Automaten durchgeführt. Die TFR-Messungen erfolgten getrennt auf einem Victor-2-Lesegerät.Of the Heparanase assay using Eu-HS as a substrate was revealed a Zeiss uHTS system. The movement of the plates and the transfer of liquids were carried out by vending machines. The TFR measurements done separately on a Victor-2 reader.
Beispiel 13: Heparanase-Test unter Verwendung von FITC-HS-Biotin (oder F2FITC-HS-Biotin) auf Streptavidin (SA)-beschichteten Platten (FITC-HS-Biotin/SA-Test)Example 13: Heparanase Assay Using FITC-HS-Biotin (or F 2 FITC-HS-Biotin) on Streptavidin (SA) Coated Plates (FITC-HS-Biotin / SA Test)
Zur
Herstellung von FITC-HS-Biotin wurde das HS zuerst mit Biotin-LC-Hydrazid behandelt,
um die Biotingruppe an den terminalen Zucker von HS anzuhängen. Das
resultierende Imin wurde sodann durch NaCNBH3 zu
dem Amin reduziert. Anschließend
wurde das markierte Material (Biotin-HS) mittels Passage durch eine
Gelfiltrationssäule
gereinigt und mit FITC markiert, wie oben beschrieben.
Streptavidin (10 μg/ml in PBS, 40 μl/Vertiefung) wurde zur Beschichtung von festen schwarzen „Verstärkungsoberfläche"-Mikrotiterplatten mit 384 Vertiefungen (Becton Dickinson) über Nacht bei 4°C verwendet. Die Platten wurden mit 1 % BSA in PBS (40 μl/Vertiefung) eine Stunde bei 37°C (oder über Nacht bei 4°C) blockiert und mit TBS gewaschen (50 μl/Vertiefung, dreimal). F2FITC-HS-Biotin (40 μl/Vertiefung, 12,5 μg/ml) in 1 % BSA, TBS wurde zu den Platten zugefügt und eine Stunde bei 37°C inkubiert. Die Platten wurden mit TBS gewaschen. Da die Biotin/SA-Wechselwirkung extrem fest ist (Kd = 10–16 M), wären nur sehr wenige Mittel (z.B. Biotin-ähnliche Mittel) in der Lage, die Wechselwirkung zu blockieren. Die rohe Heparanase (1 μl von „100kxg-sup", enthaltend 5 μg Gesamtprotein in Lysepuffer) oder die gereinigte Heparanase (20 ng) wurde mit 40 μl Testpuffer (50 mM Natriumacetat, pH 5,4, 0,2 mg/ml BSA, 5 mM N-Acetylmannosamin) verdünnt, in jede Vertiefung zugegeben und 25 Minuten bei 37°C inkubiert. 1 M Tris-HCl, pH 8,0, (5 μl/Vertiefung) wurde zugefügt und 35 μl/Vertiefung der Lösung auf eine Mikrotiterplatte überführt und die Fluoreszenz gemessen (Anregung bei 470 nm und Emission bei 535 nm).Streptavidin (10 μg / ml in PBS, 40 μl / well) was used to coat 384-well solid black "reinforcing surface" microtiter plates (Becton Dickinson) overnight at 4 ° C. Plates were incubated with 1% BSA in PBS ( 40 μl / well) for one hour at 37 ° C (or overnight at 4 ° C) and washed with TBS (50 μl / well, three times) F 2 FITC-HS-Biotin (40 μl / well, 12.5%) TBS was added to the plates and incubated for one hour at 37 ° C. The plates were washed with TBS Since the biotin / SA interaction is extremely strong (Kd = 10 -16 M), very few agents (eg, biotin-like agents) would be able to block the interaction, the crude heparanase (1 μl of "100kxg-sup" containing 5 μg total protein in lysis buffer) or the purified heparanase (20ng) diluted with 40 μl of assay buffer (50 mM sodium acetate, pH 5.4, 0.2 mg / ml BSA, 5 mM N-acetylmannosamine), added to each well and incubated at 37 ° C for 25 minutes. 1 M Tris-HCl, pH 8.0, (5 μl / well) was added and 35 μl / well of the solution transferred to a microtiter plate and the fluorescence measured (excitation at 470 nm and emission at 535 nm).
Beispiel 14: Heparanase-Test unter Verwendung von Eu-HS-Biotin auf SA-beschichteten Platten (Eu-HS-Biotin/SA-Test)Example 14: Heparanase Assay using Eu-HS-biotin on SA-coated plates (Eu-HS-biotin / SA test)
Biotin-HS
wurde mit Eu(DTPA)ITC markiert. Die Bindung von Eu-HS-Biotin an
SA-beschichtete Platten ist in
Die Platten wurden mit Streptavidin beschichtet und mit BSA blockiert, wie vorstehend beschrieben. Das Eu-HS-Biotin (40 μl/Vertiefung, 7,5 μg/ml) in 1 % BSA, TBS wurde zu den Platten zugefügt und diese eine Stunde bei 37°C inkubiert. Die Platten wurden mit TBS gewaschen. Die rohe Heparanase (1 μl von „100kxg-sup" von Beispiel 2, enthaltend 5 μg Gesamtprotein in Lysepuffer) oder die gereinigte Heparanase (20 ng) wurde mit 40 μl Testpuffer verdünnt (50 mM Natriumacetat, pH 5,4, 0,2 mg/ml BSA, 5 mM N-Acetylmannosamin), in jede Vertiefung zugegeben und 25 Minuten bei 37°C inkubiert. 1 M Tris-HCl, pH 8,0, (5 μl/Vertiefung) wurde zugefügt und 8 μl/Vertiefung der Lösung auf eine Mikrotiterplatte überführt, die 60 μl/Vertiefung der „Verstärkungslösung" enthielt. Die Zeit-aufgelöste Fluoreszenz wurde durch ein Victor-2-Lesegerät gemessen.The Plates were streptavidin coated and blocked with BSA, as described above. The Eu-HS biotin (40 μl / well, 7.5 μg / ml) in 1% BSA, TBS was added to the plates and added for one hour Incubated at 37 ° C. The plates were washed with TBS. The crude heparanase (1 μl of "100kxg-sup" from Example 2, containing 5 μg Total protein in lysis buffer) or the purified heparanase (20 ng) was 40 μl Test buffer diluted (50 mM sodium acetate, pH 5.4, 0.2 mg / ml BSA, 5 mM N-acetylmannosamine), added to each well and incubated at 37 ° C for 25 minutes. 1 M Tris-HCl, pH 8.0, (5 μl / well) added and 8 μl / well the solution transferred to a microtiter plate, the 60 μl / well containing the "enhancement solution." The time-resolved fluorescence was through a Victor-2 reader measured.
Mittel, bei denen anhand der Eu-HS/FGF-Screening-Tests nachgewiesen wurde, dass sie die Fähigkeit besitzen, die Heparanase zu hemmen, wurden in diesem Test getestet (Eu-HS-Biotin-SA). Die Ergebnisse zeigten, dass die IC50-Werte in beiden Tests ähnlich waren (Ergebnisse nicht dargestellt).Medium, which has been demonstrated by the Eu-HS / FGF screening tests, that they have the ability to inhibit heparanase were tested in this test (Eu-HS-biotin-SA). The results showed that the IC50 values were similar in both tests (Results not shown).
Beispiel 15: TRF-Heparanase-Test unter Verwendung von Eu-HS als Substrat auf FGF-beschichteten PlattenExample 15: TRF Heparanase Assay using Eu-HS as a substrate on FGF-coated plates
Um
einen TRF-Test für
Heparanase zu entwickeln, wurde HS mit Eu-Chelat (DTPA) ITC markiert.
Beispiel 16: Bestimmung des IC50-WertesExample 16: Determination of the IC50 value
Für die Bestimmung
des IC50-Wertes von Mitteln, bei denen eine Heparanase-Hemmaktivität nachgewiesen
worden war, wurden die Mittel bei einer Konzentration von 10 mM
in DMSO gelöst.
Ein Aliquot (4 μl) wurde
mit DMSO (16 μl)
weiter auf eine Konzentration von 2 mM verdünnt. Eine Verdünnungsreihe
von 1:3-Verdünnungen
in DMSO wurde durchgeführt,
so dass ein Konzentrationbereich von 0,1 μM bis 2 mM erhalten wurde. Jede
Probe wurde weiterhin mit Testpuffer 25-fach verdünnt. Sodann
wurden Aliquots (30 μl/Vertiefung)
zu den Testplatten zugegeben, die die immobilisierten Substrate
enthielten. Danach wurde ein Aliquot (20 ng/10 μl/Vertiefung) der gereinigten
Heparanase zugefügt
und die Platten 20 bis 30 Minuten bei 37°C inkubiert. Die Reaktionen
wurden durch Zugabe von 1,0 M Tris-HCl, pH 8,0, (5 μl/Vertiefung) abgestoppt. Die Signale
wurde quantitativ bestimmt, indem entweder die Fluoreszenz oder
TRF auf einem Victor-2-Lesegerät abgelesen
wurde. Die prozentuale Hemmung der katalytischen Aktivität der Heparanase
durch ein Mittel bei verschiedenen Konzentrationen wurde durch die
folgende Formel berechnet:
% Hemmung = 100* [1 – (Fs – Fb)/(Ft – Fb)], wobei Fs das
Fluoreszenzsignal der Probe, die das Mittel enthält, darstellt, Fb das
Fluoreszenzsignal in Abwesenheit von Heparanase und Mittel bedeutet,
Ft das Fluoreszenzsignal in Gegenwart von
Heparanase, jedoch ohne Mittel darstellt.For the determination of the IC 50 value of agents in which heparanase inhibitory activity had been detected, the agents were dissolved in DMSO at a concentration of 10 mM. An aliquot (4 μl) was further diluted with DMSO (16 μl) to a concentration of 2 mM. A dilution series of 1: 3 dilutions in DMSO was performed to give a concentration range of 0.1 μM to 2 mM. Each sample was further diluted 25-fold with assay buffer. Then aliquots (30 μl / well) were added to the test plates containing the immobilized substrates. Thereafter, an aliquot (20 ng / 10 μl / well) of the purified heparanase was added and the plates incubated at 37 ° C for 20-30 minutes. The reactions were stopped by the addition of 1.0 M Tris-HCl, pH 8.0, (5 μl / well). The signals were quantitated by reading either the fluorescence or TRF on a Victor-2 reader. The percent inhibition of heparanase catalytic activity by an agent at various concentrations was calculated by the following formula:
% Inhibition = 100 * [1 - (F s -F b ) / (F t -Fb )], where F s represents the fluorescence signal of the sample containing the agent, F b the fluorescence signal in the absence of heparanase and agent Ft represents the fluorescent signal in the presence of heparanase but without means.
Beispiel 17: Kinetische AnalyseExample 17: Kinetic analysis
Eine mechanische Analyse von Mitteln, für die bestimmt wurde, dass sie die Heparanase-Aktivität im erfindungsgemäßen FGF/markiertenHeparanase-Substrat-Test hemmen, erfolgte durch Messung der Heparanase-Aktivität bei verschiedenen Konzentrationen von markiertem HS in Gegenwart der Mittel. Typischerweise wurden verschiedenen Konzentrationen des markierten HS auf den Testplatten immobilisiert. Die Heparanase-Lösungen (mit oder ohne Mittel) wurden sodann zu den Vertiefungen zugegeben (40 μl/Vertiefung), die verschiedenen Konzentrationen des immobilisierten markierten HS enthielten, und die Platten 25 Minuten bei 37°C inkubiert. Die Reaktionen wurden durch Zugabe von 1,0 M Tris-HCl, pH 8,0, (5 μl/Vertiefung) abgestoppt und die Markierung entfernt gemessen. Anschließend wurden die Heparanase-Aktivitäten der Reaktionslösungen, die kein Mittel enthielten, und die Heparanase-Hemmaktivitäten der Mittel quantitativ bestimmt.A mechanical analysis of means for which it was determined that they have the heparanase activity in the FGF / labeled heparanase substrate assay of the present invention by measuring heparanase activity at various concentrations of labeled HS in the presence of the agent. Typically were different concentrations of labeled HS on the test plates immobilized. The heparanase solutions (with or without agent) were then added to the wells (40 μl / well), the different concentrations of immobilized labeled HS and incubated plates at 37 ° C for 25 minutes. The reactions were prepared by adding 1.0 M Tris-HCl, pH 8.0, (5 μl / well). stopped and measured the mark remotely. Subsequently were the heparanase activities the reaction solutions, which contained no agent, and the heparanase inhibitory activities of Mean quantified.
Die Heparanase-Aktivitäten ohne Inhibitor und mit verschiedenen Konzentrationen eines Hemmstoffs wurden durch doppeltreziproke Darstellung von 1/v gegen 1/s analysiert, wobei v die Reaktionsgeschwindigkeit und s die Substratkonzentration ist. Anschließend wird der Hemmmechanismus (kompetitiv, nicht-kompetitiv, unkompetitiv oder gemischt) eines Inhibitors durch die Steigung und Lage (X- und Y-Achse) der Kurven bestimmt, die bei den verschiedenen Hemmkonzentrationen erhalten wurden.The Heparanase activity without inhibitor and with different concentrations of an inhibitor analyzed by double-reciprocal representation of 1 / v versus 1 / s, where v is the reaction rate and s is the substrate concentration is. Subsequently becomes the inhibitory mechanism (competitive, non-competitive, uncompetitive or mixed) of an inhibitor by the slope and position (X- and Y-axis) of the curves obtained at the various inhibitory concentrations were obtained.
Beispiel 18: F2FITC-HS (oder FITC-HS) als Substrat für die HeparanaseExample 18: F 2 FITC-HS (or FITC-HS) as substrate for the heparanase
Im
Heparanase-Test unter Verwendung von F2FITC-HS
(oder FITC-HS) als Substrat auf FGF-beschichteten Platten (Beispiel
9) wurden die Spaltprodukte durch Gelfiltration-FPLC-Analyse untersucht.
Toyoshima berichtete, dass FITC-HS ein Substrat ist, wenn das molare
Verhältnis
von FITC zu HS weniger als 1,0 beträgt (Toyoshima, M., and Nakamjima,
M., (1999), Human heparanase-purification, characterization, cloning and
expresssion, J. Biol. Chem. 274, 24153–24160). HS wurde mit F2FITC mit einem molaren Verhältnis von 0,6
markiert. (Das molare Verhältnis
von FITC wäre
das gleiche.) Um zu bestätigen,
dass es sich um ein Heparanase-Substrat handelt, wurden die Spaltprodukte
durch Gelfiltration (Superose 6)-FPLC analysiert (
Beispiel 19: Bindung von F2FITC-HS an FGF-beschichtete PlattenExample 19: Binding of F 2 FITC-HS to FGF-coated plates
Untersucht
wurde die Bindung von F2FITC-HS an verschiedenen
Konzentrationen von FGF (Oligomerform), der an Mikrotiterplatten
mit 384 Vertiefungen beschichtet war.
Beispiel 20: Heparanase-Spaltung von F2FITC-HS auf FGF-beschichteten PlattenExample 20: Heparanase cleavage of F 2 FITC-HS on FGF-coated plates
F2FITC-HS wurde an FGF-beschichtete Platten
gebunden und mit dem „100kxg-sup" aus transfizierten
CHO-Zellen (Beispiel 2) gespalten. Wie in
Beispiel 21: Gemessene Fluoreszenzintensität aufgrund einer Heparanase-Spaltung von F2FITC-HSExample 21: Measured fluorescence intensity due to heparanase cleavage of F 2 FITC-HS
Um
zu bestätigen,
dass die im Medium festgestellte Fluoreszenzintensität auf der
Heparanase-Spaltung von F2FITC-HS beruhte,
wurden vier Experimentreihen durchgeführt. Erstens wurden die Spaltprodukte der
Heparanase-Spaltung im Medium durch Superose 6-FPLC analysiert (
Weitere Informationen bezüglich der Figuren sind wie folgt:Further Information regarding the figures are as follows:
- (A) F2FITC-HS (20 μl, 1,9 mg/ml) wurde mit 80 μl 50 mM Natriumacetat, pH 5,0, 0,1 mg/ml BSA und 5 mM N-Acetylmannosamin verdünnt. Ein Aliquot (20 μl) wurde mit der Heparanase, die durch transfizierte CHO-Zellen exprimiert wurde, d.h. „100kxg-sup" (5 μl in Lysepuffer, wie im Beispiel 2 beschrieben), 20 Stunden bei 37°C gespalten. Anschließend wurde die Probe mit PBS verdünnt und auf eine Superose 6-FPLC in PBS mit einer Fließrate von 0,25 ml/Min. aufgetragen. Gesammelt wurden 0,5 ml pro Fraktion. Aus jeder Fraktion wurde ein Aliquot (25 μl) entnommen und für die Fluoreszenz-Bestimmung auf eine Mikrotiterplatte mit 384 Vertiefungen überführt.(A) F 2 FITC-HS (20 μl, 1.9 mg / ml) was diluted with 80 μl of 50 mM sodium acetate, pH 5.0, 0.1 mg / ml BSA and 5 mM N-acetylmannosamine. An aliquot (20 μl) was incubated with the heparanase expressed by transfected CHO cells, ie "100kxg-sup" (5 μl in lysis buffer as described in Example 2) for 20 hours split at 37 ° C. The sample was then diluted with PBS and loaded on a Superose 6 FPLC in PBS at a flow rate of 0.25 ml / min. applied. Collected was 0.5 ml per fraction. An aliquot (25 μl) was taken from each fraction and transferred to a 384 well microtiter plate for fluorescence determination.
- (B) 3H-markiertes HS (20 μl, 2,6 mg/ml) wurde mit dem Puffer wie in (A) beschrieben verdünnt. Ein Aliquot (20 μl) wurde mit Heparanase gespalten und die Produkte durch Superose 6-FPLC wie in (A) beschrieben analysiert. Die Radioaktivität in jeder Fraktion wurde durch einen Szintillationszähler gemessen.(B) 3 H-labeled HS (20 μl, 2.6 mg / ml) was diluted with the buffer as described in (A). An aliquot (20 μl) was digested with heparanase and the products analyzed by Superose 6 FPLC as described in (A). The radioactivity in each fraction was measured by a scintillation counter.
FGF (1,81 mg/ml) wurde entweder mit PBS (pH 7,5) oder mit 50 mM Na2CO3 und 100 mM NaCl (pH 9,5) auf verschiedene Konzentrationen verdünnt (2,5 μg/ml bis 50 μg/ml). Aliquots (40 μl/Vertiefung) wurden auf Mikrotiterplatten mit 384 Vertiefungen (feste schwarze „Hochbindungs"-Platten von Costar) über Nacht bei 4°C beschichtet. Die Platten wurden mit 1 % BSA in PBS eine Stunde bei 37°C blockiert und mit PBS gewaschen. F2FITC-HS (1,5 μg/Vertiefung/40 μl in PBS, 1 % BSA, 0,02 % Tween 20) wurde zugefügt und eine Stunde bei 37°C inkubiert. Die Platten wurden mit PBS/0,02 % Tween 20 gewaschen. Anschließend wurde gebundenes Material mit 0,1 % SDS in PBS von den Platten eluiert und anhand der Fluoreszenzintensität quantitativ bestimmt. FU ist eine Fluoreszenzeinheit, die durch das Victor-2-Lesegerät gemessen wurde.FGF (1.81 mg / ml) was diluted to various concentrations with either PBS (pH 7.5) or 50 mM Na 2 CO 3 and 100 mM NaCl (pH 9.5) (2.5 μg / ml to 50 ug / ml). Aliquots (40 μl / well) were coated on 384-well microtiter plates (Costar solid black "tie-down" plates) overnight at 4 ° C. The plates were blocked with 1% BSA in PBS for 1 hour at 37 ° C F 2 FITC-HS (1.5 μg / well / 40 μl in PBS, 1% BSA, 0.02% Tween 20) was added and incubated for one hour at 37 ° C. The plates were washed with PBS / 0 , 02% Tween 20. Then, bound material was eluted from the plates with 0.1% SDS in PBS and quantified by fluorescence intensity, FU is a fluorescence unit measured by the Victor-2 reader.
FGF (18,75 ug/ml in PBS) wurde an Platten mit 384 Vertiefungen (40 μl/Vertiefung) bei 4°C über Nacht beschichtet und mit 1 % BSA/PBS blockiert. Verschiedene Mengen (0,012 bis 0,375 μg/40 μl/Vertiefung) von F2FITC-HS in PBS, 1 % BSA, 0,02 % Tween 20, wurden zugegeben und eine Stunde bei 37°C inkubiert. Die Platten wurden mit PBS/0,02 % Tween 20 gewaschen. Das gebundene Material wurde mit 0,1 % SDS in PBS eluiert und durch Messung der Fluoreszenz quantitativ bestimmt.FGF (18.75 μg / ml in PBS) was coated on 384-well plates (40 μl / well) at 4 ° C overnight and blocked with 1% BSA / PBS. Various amounts (0.012 to 0.375 μg / 40 μl / well) of F 2 FITC-HS in PBS, 1% BSA, 0.02% Tween 20 were added and incubated for one hour at 37 ° C. The plates were washed with PBS / 0.02% Tween 20. The bound material was eluted with 0.1% SDS in PBS and quantitated by measuring fluorescence.
FGF wurde auf Mikrotiterplatten beschichtet und mit F2FITC-HS wie beschrieben inkubiert. Das gebundene F2FITC-HS wurde mit der „100kxg-sup"-Probe aus transfizierten oder nicht-transfizierten CHO-Zellen (1 μl Probe in Lysepuffer verdünnt mit 40 μl Testpuffer in jeder Vertiefung) 30 Minuten bei 37°C behandelt. Als Kontrolle wurde gebundenes F2FITC-HS auch mit dem Lysepuffer behandelt (1 μl Lysepuffer verdünnt mit 40 μl Testpuffer in jeder Vertiefung). Die Reaktionen wurden durch 1,0 M Tris-HCl, pH 8,0, (5 μl/Vertiefung) abgestoppt. Für die Bestimmung der Fluoreszenz wurden Aliquots (35 μl/Vertiefung) entnommen.FGF was coated on microtiter plates and incubated with F 2 FITC-HS as described. The bound F 2 FITC-HS was treated with the "100kxg-sup" sample from transfected or non-transfected CHO cells (1 μl of sample in lysis buffer diluted with 40 μl of assay buffer in each well) for 30 minutes at 37 ° C Control, bound F 2 FITC-HS was also treated with the lysis buffer (1 μl of lysis buffer diluted with 40 μl of assay buffer in each well) Reactions were monitored by 1.0 M Tris-HCl, pH 8.0, (5 μl / well). Aliquots (35 μl / well) were taken for the determination of the fluorescence.
Der F2FITC-HS/FGF-Test wurde wie beschrieben durchgeführt, außer dass verschiedene Mengen von Heparanase in „100kxg-sup" aus transfizierten CHO-Zellen verwendet wurden.The F 2 FITC-HS / FGF assay was performed as described except that different amounts of heparanase in "100kxg-sup" from transfected CHO cells were used.
Der
F2FITC-HS/FGF-Test unter Verwendung der
rohen Heparanase wurde wie beschrieben durchgeführt. Nach der Spaltung wurde
das Reaktionsgemisch im Medium (140 μl, kombiniert aus vier Vertiefungen) auf
eine Superose 6-FPLC in PBS aufgetragen. Die Fraktionen wurden gesammelt
und die Fluoreszenzintensität
in jeder Fraktion wie in
Der F2FITC-HS/FGF-Test wurde unter Verwendung der rohen Heparanase wie beschrieben durchgeführt. Zu verschiedenen Zeitpunkten der Spaltung wurde 1,0 M Tris-HCl pH 8,0 zu den Vertiefungen zugegeben (5 μl/Vertiefung), um die Reaktionen abzustoppen. Der Überstand wurde für die Analyse der gespaltenen F2FITC-HS-Fragmente durch Fluoreszenzmessung entnommen (o). Ungespaltenes F2FITC-HS, das auf den Platten verblieb, wurde durch 0,1 % SDS in PBS extrahiert und durch Fluoreszenzmessung analysiert (Δ).The F 2 FITC-HS / FGF assay was performed using the crude heparanase as described. At various times of cleavage, 1.0 M Tris-HCl pH 8.0 was added to the wells (5 μl / well) to quench the reactions. The supernatant was taken by fluorescence measurement for the analysis of the cleaved F 2 FITC-HS fragments (o). Uncleaved F 2 FITC-HS remaining on the plates was extracted by 0.1% SDS in PBS and analyzed by fluorescence measurement (Δ).
FGF wurde auf Mikrotiterplatten beschichtet und diese mit F2FITC-HS wie beschrieben inkubiert. Die rohe Heparanase wurde in 50 mM Citronensäure-Na2HPO4-Puffer bei verschiedenen pH-Werten (3,6 bis 7,0), enthaltend 0,2 mg/ml BSA und 5 mM N-Acetylmannosamin, verdünnt. Anschließend wurde die Heparanase-Reaktion bei verschiedenen pH-Werten eine Stunde bei 37°C durchgeführt. Außerdem wurde gebundenes F2FITC-HS mit Puffer bei verschiedenen pH-Werten (keine Heparanase) inkubiert und als Hintergrund verwendet. Die Heparanase-Aktivität wurde nach Subtraktion der Hintergrund-Fluoreszenz berechnet.FGF was coated on microtiter plates and incubated with F 2 FITC-HS as described. The crude heparanase was diluted in 50 mM citric acid-Na 2 HPO 4 buffer at various pHs (3.6 to 7.0) containing 0.2 mg / ml BSA and 5 mM N-acetylmannosamine. Subsequently, the heparanase reaction was carried out at different pH's for one hour at 37 ° C. In addition, bound F 2 FITC-HS was incubated with buffer at various pH (no heparanase) and used as background. Heparanase activity was calculated after subtraction of background fluorescence.
Der F2FITC-HS/FGF-Test wurde zum Screening nach Inhibitoren auf einem Zeiss-uHTS-System laufen gelassen. Bei jeder Testplatte mit 394 Vertiefungen enthielten die Spalten 1 und 2 nur den Testpuffer (d.h. keine Heparanase und keine Testverbindungen). Die durchschnittliche Fluoreszenzintensität aus diesen Vertiefungen wurde als „Hintergrund" genommen. Die Vertiefungen in den Spalten 3 und 4 enthielten die Heparanase, jedoch keine Testverbindungen. Die durchschnittliche Fluoreszenzintensität aus diesen Vertiefungen wurde als ein „Gesamtsignal" genommen. Diese zwei Werte wurden eingesetzt, um die prozentuale Hemmung durch eine spezifische Verbindung zu berechnen (die Testverbindungen wurden in die Vertiefungen der Spalten 5 bis 24 eingebracht). Um die Qualität der Durchmusterung zu testen, wurden das „Gesamtsignal" und der „Hintergrund" aus den durchgemusterten Platten aufgetragen. Die X-Achse stellt die Platten-Nummer und die Y-Achse die Fluoreszenzintensität dar. Wenn das „Gesamtsignal" für eine bestimmte Platte höher oder niedriger ist als der Mittelwert plus oder minus zweimal die Standardabweichung (M +/– 2 σ), wurde diese Platte erneut getestet.The F 2 FITC-HS / FGF assay was run for screening for inhibitors on a Zeiss uHTS system. For each 394-well assay plate, columns 1 and 2 contained only the assay buffer (ie no heparanase and no test compounds). The mean fluorescence intensity from these wells was taken as a "background." The wells in columns 3 and 4 contained the heparanase, but no test compounds, and the average fluorescence intensity from these wells was taken as a "total signal." These two values were used to calculate the percent inhibition by a specific compound (the test compounds were placed in the wells of columns 5 through 24). To test the quality of the survey, the "total signal" and "background" were plotted from the screened panels. The X-axis represents the plate number and the Y-axis the fluorescence intensity. If the "total signal" for a particular plate is higher or lower than the mean plus or minus twice the standard deviation (M +/- 2 σ) retested this plate.
Der Z'-Faktor wurde aus jeder Testplatte durch die Formel: Z'-Faktor = 1 – 3(σT + σB)/(mT – mB) berechnet, wobei mT = der Mittelwert des Gesamtsignals (die Vertiefungen in den Spalten 3 und 4), mB = Mittelwert des Hintergrunds (die Vertiefungen in den Spalten 1 und 2), σT = die Standardabweichung des Gesamtsignals und σB = die Standardabweichung des Hintergrunds. Um die Qualität der Durchmusterung zu bestimmen, wurden die Z'-Faktoren der Platten aufgetragen. Die X-Achse stellt die Platten-Nummer und die Y-Achse den Z'-Faktor dar. Wenn der Z'-Faktor für eine bestimmte Platte niedriger war als der Mittelwert minus zweimal die Standardabweichung (M – 2 σ), wurde die Platte erneut getestet. Die Z'-Werte, die im Bereich von etwa 0,3 bis 0,7 lagen, zeigen eine Übereinstimmung und Reproduzierbarkeit des Tests.The Z 'factor was calculated from each test plate by the formula: Z'-factor = 1 - 3 (σ T + σ B ) / (m T -m B ) where m T = the mean of the total signal (the pits in columns 3 and 4), m B = average of the background (the wells in columns 1 and 2), σ T = the standard deviation of the total signal and σ B = the standard deviation of the background. To determine the quality of the survey, the Z'-factors of the plates were plotted. The X axis represents the plate number and the Y axis represents the Z 'factor. If the Z' factor for a particular plate was lower than the mean minus two times the standard deviation (M - 2 σ), the plate became retested. The Z 'values ranging from about 0.3 to 0.7 show agreement and reproducibility of the test.
Platten mit 384 Vertiefungen wurden mit FGF beschichtet (0,75 μg/40 μl/Vertiefung), anschließend folgte eine Blockierung mit BSA wie beschrieben. Danach wurden die Platten mit verschiedenen Mengen von Eu-HS eine Stunde bei 37°C inkubiert und mit TBS gewaschen. Anschließend wurde das gebundene Eu-HS mit 0,1 % SDS/TBS (40 μl/Vertiefung) von den Platten eluiert. Ein Aliquot (8 μl) wurde entnommen und für die TRF-Messung mit 60 μl „Verstärkungslösung" gemischt.plates 384 wells were FGF coated (0.75 μg / 40 μl / well), then followed a blockage with BSA as described. After that, the plates became incubated with different amounts of Eu-HS for one hour at 37 ° C and washed with TBS. Subsequently the bound Eu-HS was incubated with 0.1% SDS / TBS (40 μl / well) from the plates eluted. An aliquot (8 μl) was taken and for mix the TRF measurement with 60 μl of "boost solution".
(B) Von der Heparanase-Konzentration abhängige Spaltung von Eu-HS auf FGF-beschichteten Platten(B) Heparanase concentration dependent Cleavage of Eu-HS on FGF-coated plates
Der Eu-HS/FGF-Test wurde wie beschrieben durchgeführt, außer dass verschiedene Mengen der gereinigten Heparanase verwendet wurden.Of the Eu-HS / FGF test was performed as described except that different amounts of the purified heparanase were used.
Platten mit 384 Vertiefungen wurden mit SA beschichtet, worauf die Blockierung mit BSA wie beschrieben folgte. Anschließend wurden die Platten mit verschiedenen Mengen von F2FITC-HS-Biotin eine Stunde bei 37°C inkubiert und mit TBS gewaschen. Danach wurde das gebundene F2FITC-HS-Biotin mit 0,1 SDS/TBS (40 μl/Vertiefung) von den Platten eluiert und die Fluoreszenz gemessen.384-well plates were coated with SA followed by blocking with BSA as described. Subsequently, the plates were incubated with various amounts of F 2 FITC-HS-biotin for one hour at 37 ° C and washed with TBS. Thereafter, the bound F 2 FITC-HS-biotin was eluted from the plates with 0.1 SDS / TBS (40 μl / well) and fluorescence was measured.
(B) Von der Heparanase-Konzentration abhängige Spaltung von F2FITC-HS-Biotin auf SA-beschichteten Platten(B) heparanase-dependent cleavage of F 2 FITC-HS-biotin on SA-coated plates
Der F2FITC-HS-Biotin/SA-Test wurde wie beschrieben durchgeführt, außer dass verschiedene Mengen der gereinigten Heparanase verwendet wurden.The F 2 FITC HS biotin / SA assay was performed as described except that different amounts of the purified heparanase were used.
Platten mit 384 Vertiefungen wurden mit SA beschichtet, worauf die Blockierung mit BSA wie beschrieben folgte. Anschließend wurden die Platten mit verschiedenen Mengen von Eu-HS-Biotin eine Stunde bei 37°C inkubiert und mit TBS gewaschen. Danach wurde das gebundene Eu-HS-Biotin mit 0,1 % SDS/TBS (40 μl/Vertiefung) von den Platten eluiert. Ein Aliquot (8 μl) wurde entnommen und für die TRF-Messung mit 60 μl „Verstärkungslösung" gemischt.plates 384 wells were coated with SA followed by blocking followed with BSA as described. Subsequently, the plates were with various amounts of Eu-HS-biotin incubated for one hour at 37 ° C and washed with TBS. Thereafter, the bound Eu-HS-biotin with 0.1% SDS / TBS (40 μl / well) eluted from the plates. An aliquot (8 μl) was taken and for TRF measurement mixed with 60 μl "reinforcing solution".
(B) Von der Heparanase-Konzentration abhängige Spaltung von Eu-HS-Biotin auf SA-beschichteten Platten(B) Heparanase concentration dependent Cleavage of Eu-HS-biotin on SA-coated plates
Der Eu-HS-Biotin/SA-Test wurde wie beschrieben durchgeführt, außer dass verschiedene Mengen der gereinigten Heparanase verwendet wurden.Of the Eu-HS biotin / SA test was performed as described except that different amounts of the purified heparanase were used.
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Publication number | Publication date |
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DE10258770A1 (en) | 2003-07-10 |
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