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Title:
DERMO- AND GASTRO-SPECIFIC SPHINGOLIPID ACTIVATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/055198
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to dermo- and gastro-specific pro-saposin eSAP.

Inventors:
HOFMANN KAY (DE)
CONRADT MARCUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/000877
Publication Date:
August 02, 2001
Filing Date:
January 26, 2001
Export Citation:
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Assignee:
MEMOREC MEDICAL MOLECULAR RES (DE)
HOFMANN KAY (DE)
CONRADT MARCUS (DE)
International Classes:
A61P3/00; C07K14/475; C12N15/12; A61K38/00; (IPC1-7): C07K14/47; A01K67/027; A61K7/00; A61K38/17; A61P3/00; C12N5/10; C12N15/11; C12N15/12; C12Q1/68
Domestic Patent References:
WO1995003821A11995-02-09
WO1999012559A11999-03-18
WO2000002902A12000-01-20
WO2000005361A12000-02-03
WO2000055632A12000-09-21
WO2001005422A22001-01-25
Other References:
DATABASE NUCLEOTIDE AND PROTEIN [Online] EBI, UK; 23. April 1998 (1998-04-23) "Homo sapiens chromosome 4, ***SEQUENCING IN PROGRESS***, 5 unordered pieces. HTG; HTGS_PHASE1. (from nt 27413-28975)" Database accession no. AC004578 XP002172138
DATABASE NUCLEOTIDE AND PROTEIN [Online] EBI, UK; 27. September 1996 (1996-09-27) "Stratagene mouse skin (#937313) Mus musculus cDNA clone IMAGE:522891 5' similar to SW:SAP_HUMAN P07602 PROACTIVATOR POLYPEPTIDE PRECURSOR; mRNA sequence. EST" Database accession no. AA065868 XP002172139
DATABASE NUCLEOTIDE AND PROTEIN [Online] EBI, UK; 3. Juli 1997 (1997-07-03) "Stratagene mouse skin (#937313) Mus musculus cDNA clone IMAGE:918899 5' similar to SW:SAP_HUMAN P07602 PROACTIVATOR POLYPEPTIDE PRECURSOR; mRNA sequence. EST" Database accession no. AA499058 XP002172140
DATABASE NUCLEOTIDE AND PROTEIN [Online] EBI, UK; 1. April 1988 (1988-04-01) "PROACTIVATOR POLYPEPTIDE PRECURSOR ÄCONTAINS: SAPOSIN-A; SAPOSIN-B; SAPOSIN C and SAPOSIN-D]" Database accession no. P07602 XP002172141
KISHIMOTO Y ET AL: "SAPOSINS STRUCTURE FUNCTION DISTRIBUTION AND MOLECULAR GENETICS" JOURNAL OF LIPID RESEARCH, Bd. 33, Nr. 9, 1992, Seiten 1255-1267, XP001014112 ISSN: 0022-2275
Attorney, Agent or Firm:
Meyers, Hans-wilhelm (Köln, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Hautund Magenspezifisches proSaposin mit der Seq. ID No 5.
2. Fragmente des Hautund Magenspezifischen proSaposins gemäß An spruch 1, die als SphingolipidAktivatoren wirken, insbesondere Fragmente mit den folgenden Aminosäuresequenzen : Seq. ID Nr. 1 : eSAPA (Position 61144), Seq. ID Nr. 2 : eSAPB (Position 181257), Seq. ID Nr. 3 : eSAPC (Position 290369) sowie Seq. ID Nr. 4 : eSAPD (Position 392473).
3. Nucleinsäuren kodierend für hautund magenspezifisches proSaposin oder seine Fragmente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, insbesondere mit der Nucleinsäuresequenz Seq. ID No 6.
4. Nucleinsäure dadurch gekennzeichnet, dass sie komplementär zur Nuclei säure gemäß Anspruch 3 ist.
5. Arzneioder Diagnostikmittel enthaltend ein hautund magenspezifisches proSaposin gemäß Anspruch 1, ein Fragment gemäß Anspruch 2 oder Nucleinsäuren gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4 zusammen mit übli chen Hilfsstoffen.
6. Verwendung des Arzneioder Diagnostikmittels gemäß Anspruch 5 zur Therapie oder Diagnostik von Erkrankungen im Zusammenhang mit dem LipidMetabolismus stehen, insbesondere mit dem Sphingolipid Metabolismus sowie LipidSpeicherkrankheiten, insbesondere Neurodermi tis, Metachromatische Leukodystrophie, NiemannPick Syndrom, Farber Syndrom, SandhoffSyndrom, TaySachsSyndrom, FabrySyndrom, Krab beSyndrom, und Lipofuscinose.
7. Verwendung des proSaposins gemäß Anspruch 1 und/oder 2 als Kosme tikmittel.
8. Transgenes Tier mit Überexpression (gain of function) oder Gendefizienz oder Gendefekt (loss of function) für einen proSaposin oder Fragment nach einem der Ansprüche 1 und/oder 2.
9. Zellinie, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein proSaposin oder ein Frag ment nach einer der Ansprüche 1 und/oder 2 überexprimiert.
Description:
Haut-und Magen-spezifischer Sphingolipid-Aktivator Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sphingolipid-Aktivator.

Lysosomale Enzyme des Lipid-Metabolismus erfordern oftmals.. spezifische Akti- vator Proteine. Die lysosomalen Sphingolipid-Aktivatoren Sap-A, Sap-B, Sap-C und Sap-D werden durch proteolytische Spaltung aus einem Vorläufer, dem sogenannten pro-Saposin generiert. Die einzelnen Saposine aktivieren ver- schiedene Enzyme, die Sphingolipide abbauen. Ihre Funktionsweise beruht darauf, dass sie die abzubauenden Lipide den Enzymen präsentieren bzw. leichter zugänglich machen.

Defekte im pro-Saposin oder den einzelnen Saposinen führen zu Lipid- Speicherkrankheiten, die ähnliche Symptome haben wie der Ausfall der ent- sprechenden Enzyme.

Erfindungsgemäß wird ein haut-spezifisches pro-Saposin mit der Sequenz (Seq. ID Nr. 5) : eSAP (human protein) <BR> <BR> <BR> MLCALLLLPSLLGATRASPTSGPQECAKGSTVWCQDLQTAARCGAVGYCQGAVWNKP< ;BR> <BR> <BR> <BR> TAKSLPCDVCQDIAAAAGNGLNPDATESDILALVMKTCEWLPSQESSAGCKWMVDAH< ;BR> <BR> <BR> <BR> SSAILSMLRGAPDSAPAQVCTALSLCEPLQRHLATLRPLSKEDTFEAVAPFMANGPLTFH <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> PRQAPEGALCQDCVRQVSRLQEAVRSNLTLADLNIQEQCESLGPGLAVLCKNYLFQFFV& lt;BR> <BR> <BR> <BR> PADQALRLLPPQELCRKGGFCEELGAPARLTQWAMDGVPSLELGLPRKQSEMQMKAG< ;BR> <BR> <BR> <BR> VTCEVCMNVVQKLDHWLMSNSSELMITHALERVCSVMPASITKECIILVDTYSPSLVQL& lt;BR> <BR> <BR> <BR> VAKITPEKVCKFIRLCGNRRRARAVHDAYAIVPSPEWDAENQGSFCNGCKRLLTVSSHN& lt;BR> <BR> <BR> <BR> <BR> LESKSTKRDILVAFKGGCSILPLPYMIQCKHFVTQYEPVLIESLKDMMDPVAVCKKVGAC <BR> <BR> <BR> <BR> HGPRTPLLGTDQCALGPSFWCRSQEAAKLCNAVQHCQKHVWKEMHLHAGEHA bereitgestellt.

Das erfindungsgemäße Protein umfasst auch Proteine, die durch Modifikation in den Seitenketten entstehen und die biologische Wirksamkeit von eSAP aufwei- sen, insbesondere Phosphorylierungen, Glykolisierungen, Amidierungen und andere Derivartisierungen in den Seitenketten. Dem Fachmann ist überdies klar, dass durch Modifikationen in der Primärsequenz Fragmente hergestellt werden können, die ebenfalls die biologische Funktion des erfindungsgemäßen Proteins gewährleisten. Dazu gehören beispielsweise Fragmentierungen, wobei biologisch wirksame Fragmente vom Fachmann leicht durch entsprechende Experimente ermittelt werden können. Hierzu gehören beispielsweise site directed Mutagene- sis mit deren Hilfe Strukturvarianten, die ebenfalls biologische Aktivität aufwei- sen, hergestellt werden können. Proteinchemisch bieten sich darüber hinaus auch Austausche von Aminosäuren oder Sequenzen oder Motiven innerhalb der Primärstruktur an. Solche Austausche sind dem Fachmann wohl bekannt und umfassen beispielsweise konservative Austausche, bei denen beispielsweise Serin gegen Threonin ausgetauscht wird. Als Austauschkandidaten kommen selbstverständlich auch andere, dem Fachmann bekannte Gruppen in Betracht.

Beispielsweise lassen sich die Gruppen der unpolaren Aminosäuren, polaren Aminosäuren, aromatischen Aminosäuren untereinander austauschen ohne dass tiefgreifende Änderungen der biologischen Funktion zu erwarten sind.

Die Figur zeigt das Ergebnis der Northern Blot Analyse. Ein Vergleich der Teil- abbildungen A und B zeigt, dass aus einer Vielzahl humaner Gewebe ein star- kes eSAP Signal bei 2.5 kB nur in Haut und Magen beobachtet wird. Die schwächeren und verkürzten Signale in Herz und Muskel entsprechen keinem funktionellen Transkript.

Erfindungsgemäß ebenfalls beansprucht werden Fragmente, die Sphingolipid- Aktivatoren darstellen. Diese weisen bevorzugt eine Länge von 40 bis 100, vorzugsweise 75 bis 85 Aminosäuren auf.

Bevorzugte Fragmente haben die im Sequenzprotokoll genannten Sequenzen (Seq. ID Nr. 1 bis 4) : Das Polypeptid Seq. ID Nr. 1 wird eSAP-A (Position 61-144), das Polypeptid Seq. ID Nr. 2 wird eSAP-B (Position 181-257), das Polypeptid Seq. ID Nr. 3 wird eSAP-C (Position 290-369) sowie das Polypeptid Seq. ID Nr. 4 wird e- SAP-D (Position 392-473) genannt.

Gegenstand der Erfindung sind auch Nucleinsäuren, die für das erfindungsge- mäße pro-Saposin und seine Fragmente kodieren sowie hierzu komplementäre Nucleinsäuren, die beispielsweise als Antisense-Oligonucleotide Verwendung finden können.

Beansprucht wird auch ein Arznei-, Kosmetik-oder Diagnostikmittel enthaltend ein haut-spezifisches pro-Saposin gemäß Anspruch 1, ein Fragment gemäß Anspruch 2 oder Nucleinsäuren gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4 zusam- men mit üblichen Hilfsstoffen.

Ein weiterer Aspekt ist die Verwendung des Arznei-oder Diagnostikmittels, ge- mäß Anspruch 5 zur Therapie oder Diagnostik von Erkrankungen im Zusam- menhang mit dem Lipid-Metabolismus stehen, insbesondere mit dem Sphingoli- pid-Metabolismüs sowie Lipid-Speicherkrankheiten, insbesondere Neurodermitis, Metachromatische Leukodystrophie, Niemann-Pick Syndrom, Farber-Syndrom, ) Sandhoff-Syndrom, Tay-Sachs-Syndrom, Fabry-Syndrom, Krabbe-Syndrom, und Lipofuscinose. Das erfindungsgemäße Saposin oder seine Fragmente kön- nen als Kosmetikmittel in dem Fachmann an sich bekannten Formulierungen eingesetzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein transgenes Tier mit Überexpression (gain of function) oder Gendefizienz oder Gendefekt (loss of function) für einen pro- Saposin oder Fragment nach einem der Ansprüche 1 und/oder 2, sowie eine Zellinie, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein pro-Saposin oder ein Fragment nach einer der Ansprüche 1 und/oder 2 überexprimiert.

Beispiele : Klonierung der gesamt cDNA : Die cDNA der heSAP wurde mit Hilfe der PCR amplifiziert.

Als Template diente humanische genomische DNA. Zur Amplifikation wurden folgende Primer verwendet : hesap atgl s : cagcATGCTGTGTGCCCTGCTC Seq. ID No 7 hesap el as : cagccacggtcacgcgtgttc Seq. ID No 8 Die amplifizierte cDNA wurde subkloniert und nachfolgend die Sequenz verifi- ziert.

Gewebeverteilung Die Gewebeverteilung der heSAP wurde mit Hilfe der Norhern Blot Technik ana- lysiert. Hierzu wurden käuflich erworbene Blots verwendet (OriGene Technologie Inc., Catalog&num -HB-2010, HB-1102). Als Sonde wurde das 318bp Pst) Fragment der cDNA verwendet. Das cDNA Fragment wurde radioaktiv markiert. Die Hybri- I disierung fand über Nac'ht bei 65°C statt. Die radioaktiven Signale wurden mit Hilfe des Cyclone Storage Phosphor System (beides von Packard Instrument Company, Dreieich) gemessen und dem Programm OptiQuant ausgewertet.

Normalisiert wurde die Blots mit ß-actin. heSAP stabil überexprimierende Zellinie : Die gesamt cDNA wurde unter der Kontrolle des CMV Promotors in einen euka- ryontischen Expressionsvektor kloniert. HEK293 Zellen wurden mit dem Kon- strukt elektroporiert und nachfolgend mit G418 selktioniert. Zellklone, die die Selektion überlebten wurden auf heSAP Überexpression untersucht.