DE19902550A1 - A novel aspartate protease, coding sequence, inhibitors and antibodies, useful for treatment and diagnosis of Alzheimer's disease - Google Patents

Abstract

A novel aspartate protease (AP) has two aspartate residues in a catalytically active structure, where the first aspartate residue is present in motif (I) and a second aspartate residue is present in motif (II), where (I) and (II) are present in a transmembrane region. A novel aspartate protease has two aspartate residues in a catalytically active structure, where the first aspartate residue is present in motif (I) and a second aspartate residue is present in motif (II): where (I) and (II) are present in a transmembrane region. X1, X2, X3, X5 = Ala, Val, Leu, Met, Ile chosen independently from one another; X4 = an aromatic amino acid . Independent claims are also included for the following: (1) a nucleic acid sequence encoding (AP); (2) compounds that inhibit expression or activity of (AP); (3) an antibody targeted against (AP); and (4) a method to identify inhibitors of the aspartate protease activity.

Description

Translated fromGerman

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind eine Aspartatprotease, Nucleinsäuren kodierend für die Aspartatprotease sowie die damit in Verbindung stehenden Inhibitoren, Antikörper, Arznei- und Diagnostikmittel.The present invention relates to an aspartate protease, nucleic acidscoding for the aspartate protease and the relatedInhibitors, antibodies, medicines and diagnostic agents.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Aspartatprotease mit zwei Asparatresten in einer katalytisch aktiven Struktur, wobei ein erster Asparatrest in einem Motiv X₁GX₂GD liegt und ein zweiter Aspartatrest in einem Motiv X₃X₄DX₅ liegt, wobei X₁, X₂, X₃ und X₅ unabhängig voneinander ausgewählt werden aus Ala, ValLeu, Met und Ile und X₄ eine aromatische Aminosäure ist, und die Motive X₁GX₂GD und X₃X₄DX₅ in einer Transmembranregion liegen, zur Verfügung. Für die Motive wurde der Einbuchstabencode der Aminosäuren verwendet, d. h. D = Asp, G = Gly usw.The present invention provides an aspartate protease with two aspartate residues in a catalytically active structure, a first aspartate residue being in a motif X₁ GX₂ GD and a second aspartate residue being in a motif X₃ X₄ DX₅ , where X₁ , X₂ , X₃ and X_{5 are} independently selected from Ala, ValLeu, Met and Ile and X_{4 is} an aromatic amino acid, and the motifs X₁ GX₂ GD and X₃ X₄ DX_{5 are located} in a transmembrane region. The single letter code of the amino acids was used for the motifs, ie D = Asp, G = Gly etc.

Solche Aspartatproteasen sind mit hoher Wahrscheinlichkeit an der Spaltung des Amyloid Precursor Proteins (APP) beteiligt. In einer Ausführungsform der Erfindung stellt die erfindungsgemäße Aspartatprotease die bisher nicht identifizierte γ-Secretase dar, die an der Prozessierung des APP zu den als Aß bezeichneten Amyloidpeptiden beteiligt ist.Such aspartate proteases are very likely to cleave theAmyloid precursor proteins (APP) involved. In one embodiment of the inventionrepresents the aspartate protease according to the invention the previously unidentified γ-secretaserepresents the processing of the APP to the amyloid peptides referred to as Aßis involved.

Ein Überblick über die Rolle der y-Secretasen bei der Entstehung der Alzheimerschen Erkrankung geben S. L. Ross et al. in J. of Biol. Chem. 273 (1998), 15309-15312.An overview of the role of y-secretases in the development of Alzheimer'sDisease give S. L. Ross et al. in J. of Biol. Chem. 273 (1998), 15309-15312. 

Bevorzugte Aspartatproteasen der vorliegenden Erfindung weisen zusätzlich eine Sequenz PALX₆YX₇VP auf, wobei X₆ und X₇ die gleiche Bedeutung haben wie X1. Es wird jedoch bevorzugt, daß X₆ und X₇ Leucin oder Isoleucin sind.Preferred aspartate proteases of the present invention additionally have a sequence PALX₆ YX₇ VP, where X₆ and X_{7 have} the same meaning as X1. However, it is preferred that X₆ and X_{7 are} leucine or isoleucine.

Insbesondere handelt es sich bei den Aspartatproteasen um Aspartatproteasen von Säugetieren, insbesondere von Menschen.In particular, the aspartate proteases are aspartate proteases fromMammals, especially humans.

Die erfindungsgemäßen Aspartatproteasen weisen die katalytisch aktiven Aspartat­reste in einer Region auf, die innerhalb eines Transmembranbereichs liegt. Transmembranbereiche lassen sich bei Kenntnis der Sequenz eines Proteins aufgrund verschiedener Modelle vorhersagen. Sie sind dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bereich überwiegend hydrophobe Aminosäuren liegen, die von Bereichen flankiert werden, in denen eher hydrophile Aminosäuren liegen.The aspartate proteases according to the invention have the catalytically active aspartateremains in a region that lies within a transmembrane region.Transmembrane regions can be based on knowledge of the sequence of a proteinpredict different models. They are characterized in that in oneThe range is predominantly hydrophobic amino acids flanked by areaswhich contain more hydrophilic amino acids.

Besonders bevorzugte Aspartatproteasen der vorliegenden Erfindung werden als psnlike 1 bis 4 bezeichnet. Die humanen und murinen Aminosäuresequenzen sind in derFig. 1 gezeigt.Particularly preferred aspartate proteases of the present invention are referred to as psnlike 1 to 4. The human and murine amino acid sequences are shown inFIG. 1.

Weiterhin sind Varianten der erfindungsgemäßen Aspartatproteasen Gegenstand der Erfindung. Varianten sind Proteine, die durch einen oder mehrere Mutationen, Insertionen und Deletionen, insbesondere durch konservative Austausche, von den erfindungsgemäßen Aspartatproteasen abgeleitet sind. Auch Nucleinsäuren, die für die erfindungsgemäßen Aspartatproteasen kodieren, sind Gegenstand der Erfindung. Bevorzugte erfindungsgemäße Nucleinsäuren sind solche, die in derFig. 2 gezeigt sind. Auch komplementäre Nucleinsäuren sind Bestandteil der Erfindung.The invention furthermore relates to variants of the aspartate proteases according to the invention. Variants are proteins which are derived from the aspartate proteases according to the invention by one or more mutations, insertions and deletions, in particular by conservative exchanges. The invention also relates to nucleic acids which code for the aspartate proteases according to the invention. Preferred nucleic acids according to the invention are those shown inFIG. 2. Complementary nucleic acids are also part of the invention.

Die erfindungsgemäßen Aspartatproteasen sind an der Spaltung des APP zum Aβ beteiligt und sind damit indirekt an der Entstehung beispielsweise der Alzheimerschen Erkrankung beteiligt. Daher sind auch Inhibitoren, die die Expression oder die Aktivität der Aspartatproteasen hemmen, Gegenstand der Erfindung. Solche Inhibitoren können in einfachen Verfahren identifiziert werden. Entsprechende Inhibitoren können beispielsweise durch Messung der Expression oder der Aktivität der Aspartatproteasen in Gegenwart von potentiellen Inhibitoren identifiziert werden. Insbesondere zur Messung der Expression eignen sich gegen die Aspartatprotesasen gerichtete Antikörper, die somit ebenfalls Bestandteil der Erfindung sind.The aspartate proteases according to the invention are at the cleavage of the APP to Aβand are indirectly involved in the development of Alzheimer's, for example Disease involved. Therefore are also inhibitors that the expression or theInhibit the activity of aspartate proteases, object of the invention. SuchInhibitors can be identified in simple procedures. AppropriateInhibitors can be, for example, by measuring expression or activityof the aspartate proteases can be identified in the presence of potential inhibitors.The aspartate protesases are particularly suitable for measuring expressiondirected antibodies, which are therefore also part of the invention.

Die erfindungsgemäßen Aspartatproteasen, Nucleinsäuren, Inhibitoren und Antikörper können in Arznei- und Diagnostikmitteln enthalten sein. Sie eignen sich insbesondere zur Behandlung oder Diagnose von Erkrankungen, die mit der Spaltung des Amyloid IPrecursor Proteins ursächlich verbunden sind, insbesondere der Alzheimerschen Erkrankung.The aspartate proteases, nucleic acids, inhibitors and antibodies according to the inventioncan be contained in medicinal and diagnostic agents. They are particularly suitablefor the treatment or diagnosis of diseases associated with the cleavage of the amyloidIPrecursor proteins are causally linked, especially to Alzheimer'sIllness.

Claims (15)

Translated fromGerman

1. Aspartatprotease mit zwei Asparatresten in einer katalytisch aktiven Struktur, wobei ein erster Asparatrest in einem Motiv X₁GX₂GD liegt und ein zweiter Aspartatrest in einem Motiv X₃X₄DX₅ liegt, wobei X₁, X₂, X₃ und X₅ unabhängig voneinander ausgewählt werden aus Ala, Val, Leu, Met und Ile und X₄ eine aromatische Aminosäure ist, und die Motive X₁GX₂GD und X₃X₄DX₅ in einer Transmembranregion liegen.1. Aspartate protease with two residues of asparagus in a catalytically active structure, with a first aspartate residue in a motif X₁ GX₂ GD and a second aspartate residue in a motif X₃ X₄ DX₅ , where X₁ , X₂ , X₃ and X_{5 is} independently selected from Ala, Val, Leu, Met and Ile and X_{4 is} an aromatic amino acid, and the motifs X₁ GX₂ GD and X₃ X₄ DX₅ lie in a transmembrane region.2. Aspartatprotease nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aspartatprotease die Sequenz PALX₆YX₇VP aufweist, wobei X₆ und X₇ die gleiche Bedeutung haben wie X₁.2. Aspartate protease according to claim 1, characterized in that the aspartate protease has the sequence PALX₆ YX₇ VP, where X₆ and X_{7 have} the same meaning as X₁ .3. Aspartatprotease nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß X₆ und X₇ ausgewählt sind aus Leucin und Isoleucin.3. Aspartate protease according to claim 2, characterized in that X₆ and X_{7 are} selected from leucine and isoleucine.4. Aspartatprotease nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transmembranregion eine Region ist, bei der die Aminosäuren überwiegend hydrophob sind.4. aspartate protease according to any one of claims 1 to 3, characterized inthat the transmembrane region is a region in which the amino acidsare predominantly hydrophobic.5. Aspartatprotease nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aspartatprotease eine der Sequenzen psnlike 1, psnlike 2, psnlike 3 oder psnlike 4 aufweist.5. aspartate protease according to any one of claims 1 to 4, characterized inthat the aspartate protease is one of the sequences psnlike 1, psnlike 2, psnlike 3or psnlike 4.6. Nucleinsäuren kodierend für eine Aspartatprotease nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5.6. Nucleic acids coding for an aspartate protease according to at least oneof claims 1 to 5. 7. Nucleinsäuren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Sequenzen psnlike 1, psnlike 2, psnlike 3 oder psnlike 4 aufweisen.7. Nucleic acids according to claim 6, characterized in that they are theSequences psnlike 1, psnlike 2, psnlike 3 or psnlike 4 have.8. Inhibitoren, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Expression der Aspartatprotease nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hemmen.8. Inhibitors, characterized in that they express the expression ofInhibit aspartate protease according to one of claims 1 to 5.9. Inhibitoren, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Aktivität der Aspartatprotease nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hemmen.9. Inhibitors, characterized in that they have the activity ofInhibit aspartate protease according to one of claims 1 to 5.10. Antikörper, gerichtet gegen Aspartatproteasen nach einem der Ansprüche 1 bis 5.10. Antibody directed against aspartate proteases according to one of claims 1until 5.11. Verfahren zur Identifizierung von Inhibitoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivität der Aspartatproteasen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in Gegenwart von potentiellen Inhibitoren gemessen wird.11. A method for identifying inhibitors, characterized in thatthe activity of the aspartate proteases according to any one of claims 1 to 5 inPresence of potential inhibitors is measured.12. Arzneimittel enthaltend eine Aspartatprotease nach einem der Ansprüche 1 bis 5, eine Nucleinsäure nach einem der Ansprüche 6 bis. 7, einen Inhibitor nach Anspruch 8 oder 9 oder einen Antikörper gemäß Anspruch 10.12. Medicament containing an aspartate protease according to one of claims 1to 5, a nucleic acid according to any one of claims 6 to. 7, an inhibitoraccording to claim 8 or 9 or an antibody according to claim 10.13. Verwendung eines Arzneimittels nach Anspruch 12 zur Behandlung von Erkrankungen, die mit der Spaltung des Amyloid Precursor Proteins ursächlich verbunden sind, insbesondere der Alzheimerschen Erkrankung.13. Use of a medicament according to claim 12 for the treatment ofDiseases associated with the cleavage of the amyloid precursor proteinare causally linked, especially Alzheimer's disease.14. Diagnostikmittel enthaltend eine Aspartatprotease nach einem der Ansprüche 1 bis 5, eine Nucleinsäure nach einem der Ansprüche 6 bis 7, einen Inhibitor nach Anspruch 8 oder 9 oder einen Antikörper gemäß Anspruch 10.14. Diagnostic agent containing an aspartate protease according to one of the claims1 to 5, a nucleic acid according to any one of claims 6 to 7, an inhibitoraccording to claim 8 or 9 or an antibody according to claim 10. 15. Verwendung des Diagnostikmittels nach Anspruch 14 zur Diagnose von Erkrankungen, die mit der Spaltung des Amyloid Precursor Proteins ursächlich verbunden sind, insbesondere der Alzheimerschen Erkrankung.15. Use of the diagnostic agent according to claim 14 for the diagnosis ofDiseases associated with the cleavage of the amyloid precursor proteinare causally linked, especially Alzheimer's disease.