Полипептид ботулинового нейротоксина в качестве транспортного белка и способы его применения

Номер патента: 14526

Опубликовано: 30.12.2010

Автор: Руммель Андреас

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Полипептид ботулинового нейротоксина типа A (BoNT/A) Clostridium botulinum, который может быть получен посредством модификации тяжелой цепи, в которой в положениях аминокислот с 1092 по 1296 по меньшей мере одна аминокислота удалена или заменена другой аминокислотой, причем за счет этого указанный модифицированный полипептид связывается с нервными клетками с большим сродством, чем нативный нейротоксин.

2. Полипептид по п.1, проникающий в нервные клетки посредством эндоцитоза.

3. Полипептид по п.1, который специфически связывается со сложными ганглиозидами холинергических мотонейронов, которые локализованы в плазматической мембране, предпочтительно GT1b.

4. Полипептид по п.3, содержащий указанные замены или делеции аминокислот в ганглиозидсвязывающем домене.

5. Полипептид по любому из пп.1-4, который связывается с нервными клетками по меньшей мере на 15% с большим сродством, предпочтительно по меньшей мере на 50% с большим сродством, особо предпочтительно по меньшей мере на 80% с большим сродством, наиболее предпочтительно по меньшей мере на 90% с большим сродством, чем нативный нейротоксин.

6. Полипептид по п.5, содержащий указанные замены или делеции аминокислот по меньшей мере в одном из положений 1117, 1202-1204, 1252-1254, 1262-1267,1270, 1278-1279.

7. Полипептид по п.6, содержащий замену или делецию аминокислоты в положении 1117.

8. Полипептид по п.7, в котором заменяющая аминокислота является аланином, цистеином, глутаматом, фенилаланином, изолейцином, лейцином, метионином, аспарагином, пролином, глутамином, серином, треонином или валином.

9. Полипептид по п.7, в котором заменяющая аминокислота является аланином, цистеином или валином.

10. Полипептид по п.6, в котором аминокислота в положении 1252 заменена на тирозин или аминокислота в положении 1253 заменена на лизин.

11. Полипептид по п.6, в котором две или три аминокислоты, выбранные из положений 1117, 1202-1204, 1252-1254, 1262-1267, 1270 и 1278-1279, удалены или заменены, причем предпочтительны положения 1117 вместе с 1252, 1117 вместе с 1253, 1117 вместе с 1262, 1117 вместе с 1278, 1117 вместе с 1279, 1117 вместе с 1252 и вместе с 1253, особо предпочтительны замены Y1117A вместе с F1252Y, Y1117A вместе с Н1253K, Y1117A вместе с V1262I, Y1117A вместе с L1278H, Y1117A вместе с G1279N, Y1117C вместе с F1252Y, Y1117C вместе с Н1253K, Y1117C вместе с V1262I, Y1117C вместе с L1278H, Y1117C вместе с G1279N, Y1117V вместе с F1252Y, Y1117V вместе с Н1253K, Y1117V вместе с V1262I, Y1117V вместе с L1278H, Y1117V вместе с G1279N, Y1117A вместе с F1252Y и вместе с Н1253K, Y1117C вместе с F1252Y и вместе с Н1253K и Y1117V вместе с F1252Y и вместе с Н1253K.

12. Полипептид по п.4, в котором аминокислоты в положениях с 1092 по 1296 в ганглиозидсвязывающем домене заменены на следующие последовательности:

аминокислоты 1079-1291 белка нейротоксина типа В Clostridium botulinum,

аминокислоты 1093-1291 белка нейротоксина типа С1 Clostridium botulinum,

аминокислоты 1080-1276 белка нейротоксина типа D Clostridium botulinum,

аминокислоты 1067-1252 белка нейротоксина типа Е Clostridium botulinum,

аминокислоты 1067-1251 белка нейротоксина типа Е Clostridium butyricum,

аминокислоты 1085-1278 белка нейротоксина типа F Clostridium botulinum,

аминокислоты 1076-1268 белка нейротоксина типа F Clostridium baratii,

аминокислоты 1087-1297 белка нейротоксина типа G Clostridium botulinum.

13. Конструкция, содержащая модифицированный полипептид по любому из пп.1-12 в качестве транспортного белка и по меньшей мере одну переносимую молекулу.

14. Конструкция по п.13, в которой переносимая молекула ковалентно связана с полипептидом при помощи пептидной связи, простой эфирной связи, сложноэфирной связи, сульфидной связи, дисульфидной связи или углерод-углеродной связи.

15. Конструкция по п.13, в которой переносимая молекула представляет собой низкомолекулярное органическое соединение, пептид или белок.

16. Конструкция по п.15, в которой низкомолекулярное органическое соединение является виростатиком, цитостатиком, антибиотиком или иммуноглобулином.

17. Конструкция по п.15, в которой белок представляет собой протеазу.

18. Конструкция по п.17, в которой протеаза происходит из нейротоксина Clostridium botulinum типа А, В, С1, D, E, F и G.

19. Конструкция по п.18, отличающаяся тем, что протеаза содержит последовательность His-Glu-Leu-Xaa-His-(Xaa)33-35-Glu-(Xaa)84-90-Glu-(Xaa)11-Arg-Xaa-Xaa-Tyr, при этом Хаа может быть любой аминокислотой.

20. Конструкция по п.18, отличающаяся тем, что протеаза расщепляет специфические субстраты внутри холинергических мотонейронов.

21. Конструкция по п.20, отличающаяся тем, что субстраты выбраны из белков, которые участвуют в высвобождении нейромедиаторов из периферических нервов, и белков, которые участвуют в каталитических реакциях внутри нервной клетки.

22. Конструкция по п.21, в которой протеаза и транспортный белок ковалентно связаны через аминокислотную последовательность, которая специфически распознается и расщепляется эндопептидазой.

23. Конструкция по п.22, в которой после расщепления эндопептидазой транспортного белка протеаза и транспортный белок остаются связанными дисульфидным мостиком, что в свою очередь приводит к образованию активного голотоксина.

24. Фармацевтическая композиция, которая содержит полипептид по любому из пп.1-12 или конструкцию по любому из пп.13-23 и, при необходимости, фармацевтически приемлемый носитель, разбавитель и/или добавку.

25. Применение фармацевтической композиции по п.24 для лечения нарушения или заболевания, для которого показано лечение ботулиновым нейротоксином.

26. Применение по п.25, где нарушение или заболевание являются одним из следующих: гемифациальный спазм, спазматическая кривошея, спастика, дистония, мигрень, боль, заболевание шейного и поясничного отделов позвоночника, страбизм, гиперсаливация и депрессивное заболевание.

27. Косметическая композиция, которая содержит полипептид по любому из пп.1-12 или конструкцию по любому из пп.13-23 и, при необходимости, фармацевтически приемлемый носитель, разбавитель и/или добавку.

28. Применение фармацевтической композиции по п.27 для устранения гипергидроза и сильно выраженных морщин лица.

29. Вектор экспрессии, содержащий нуклеиновую кислоту, кодирующую полипептид по любому из пп.1-12 или конструкцию по любому из пп.13-23.

30. Клетка-хозяин, содержащая рекомбинантный вектор экспрессии по п.29.

31. Клетка-хозяин по п.30, выбранная из группы, включающей Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris или Bacillus megaterium.

Текст

Смотреть все

ПОЛИПЕПТИД БОТУЛИНОВОГО НЕЙРОТОКСИНА В КАЧЕСТВЕ ТРАНСПОРТНОГО БЕЛКА И СПОСОБЫ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ Изобретение относится к полипептиду ботулинового нейротоксина типа A (BoNT/A) Clostridiumbotulinum, который может быть получен посредством модификации тяжелой цепи, в которой в положениях аминокислот с 1092 по 1296 по меньшей мере одна аминокислота удалена или заменена другой аминокислотой, причем за счет этого указанный модифицированный полипептид связывается с нервными клетками с большим сродством, чем нативный нейротоксин. Также настоящее изобретение относится к конструкции, содержащей полипептид по изобретению, к содержащим полипептид по изобретению фармацевтическим и косметическим композициям и к их применению, а также к соответствующим вектору экспрессии и клетке-хозяину. 014526 Настоящее изобретение относится к полипептиду ботулинового нейротоксина в качестве транспортного белка, который связывается с нейронами, поглощается посредством опосредованного рецепторами эндоцитоза и транслоцируется из кислого эндосомального компартмента в цитозоль нейронов. Этот белок находит применение в качестве транспортера, который транслоцирует другие химические вещества (например, протеазы), которые физиологически не могут проникнуть через плазматическую мембрану в цитозоль нервных клеток. Настоящее изобретение относится также к применению транспортных белков для ингибирования выделения нейромедиаторов. Нервные клетки выделяют вещества-медиаторы посредством экзоцитоза. Под экзоцитозом понимают слияние мембраны внутриклеточной везикулы с плазматической мембраной. При этом процессе одновременно в синаптическую щель выбрасывается содержимое везикулы. Слияние двух мембран регулируется ионом кальция, который реагирует с белком синаптотагмином. Совместно с другими кофакторами синаптотагмин контролирует состояние трех так называемых белков слияния: SNAP-25, синаптобревина 2 и синтаксина 1 А. В то время как синтаксин 1 А и синаптобревин 2 встроены соответственно в плазматическую мембрану или мембрану везикул, SNAP-25 лишь слабо связан с плазматической мембраной. При повышении внутриклеточной концентрации кальция эти три белка связываются друг с другом, при этом две мембраны сближаются и в конечном счете сливаются. В случае холинергических нейронов высвобождается ацетилхолин, который вызывает сокращения мышц, выделение пота и другие холинергически-опосредованные реакции. Вышеуказанные белки слияния являются целевыми молекулами (субстратами) легких цепей клостридиальных нейротоксинов, которые синтезируются бактерией Clostridium botulinum. Анаэробная грамположительная бактерия Clostridium botulinum продуцирует семь различных типов белковых нейротоксинов. Их называют ботулиновыми нейротоксинами (от BoNT/A до BoNT/G). Из них,в частности, BoNT/A и BoNT/B вызывают у людей и животных нейропаралитическое заболевание, которое называется ботулизмом. Споры Clostridium botulinum обнаруживаются в земле, но они могут также развиваться в неправильно простерилизованных и закупоренных консервированных продуктах питания домашнего приготовления, которыми объясняют многие случаи ботулизма.BoNT/A - это самое смертельное из всех известных биологических веществ. Всего 5-6 пг очищенного BoNT/A составляют МЛД (Минимальную Летальную Дозу). Одна единица BoNT определена как МЛД, которая после внутрибрюшинного введения убивает половину самок мышей линии Swiss Webster весом 18-20 г. Было охарактеризовано семь иммунологически различных BoNT. Они обозначены какBoNT/A, В, C1, D, E, F и G, и их можно различить по нейтрализации серотип-специфическими антителами. Различные серотипы BoNT отличаются по тяжести и длительности вызываемого ими паралича у поражаемых видов животных. Так, например, в отношении паралича у крысы BoNT/A действует в 500 раз сильнее, чем BoNT/B. К этому надо добавить, что доказано, что BoNT/B у приматов в дозировке 480 Ед/кг веса тела является нетоксичным. Такое же количество BoNT/A соответствует 12 летальным дозам(LD) этого вещества у приматов. Кроме того, у мышей длительность паралича после инъекции BoNT/A в 10 раз больше, чем после инъекции BoNT/E.BoNT используются в клинике для лечения нервно-мышечных нарушений, которые характеризуются гиперактивностью скелетных мышц, обусловленной патологически гиперактивными периферическими нервами. Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) США разрешено использовать BoNT/A для лечения блефароспазма, страбизма и гемифациальных спазмов. По сравнению сBoNT/A, остальные серотипы BoNT обладают заметно меньшей эффективностью и меньшей длительностью эффекта. Клинические эффекты периферического внутримышечного введения BoNT/A обычно возникают в течение недели. Длительность подавления симптомов после единственной внутримышечной инъекции BoNT/A, как правило, составляет около 3 месяцев. Клостридиальные нейротоксины специфически гидролизуют различные белки аппарата слияния.BoNT/A, C1 и Т расщепляют SNAP-25, тогда как BoNT/B, D, F, G и столбнячный тейротоксин (TeNT) разрушают мембранный белок-2, ассоциированный с везикулами (VAMP 2), который также называют синаптобревином 2. BoNT/C1, кроме того, расщепляет синтаксин 1 А. Клостридиальные бактерии продуцируют нейротоксины в виде одноцепочечных полипептидов, состоящих из 1251-1315 аминокислот. Затем эндогенные протеазы расщепляют эти белки в определенном месте на 2 цепи ("разрезание"), хотя обе цепи еще остаются связанными дисульфидным мостиком. Эти двухцепочечные белки называют голотоксинами (см. Shone et al. (1985), Eur. J. Biochem. 151, 75-82). Эти две цепи имеют различные функции. Если меньшая часть (легкая цепь = light chain = LC) представляет собой Zn2+-зависимую эндопротеазу, то большая часть (тяжелая цепь = heavy chain = НС) является транспортером легкой цепи. При обработке тяжелой цепи эндопептидазами образуются два фрагмента по 50 кДа (см. Gimemez et al. (1993), J. Protein Chem. 12, 351-363). Аминотерминальная часть (HN-фрагмент) при низком значении рН интегрируется в мембраны и помогает легкой цепи проникнуть в цитозоль нервной клетки. Карбокситерминальная часть (HC-фрагмент) связывается со сложными полисиалоганглиозидами, которые присутствуют только в мембранах нервных клеток, и с до сих пор не идентифицированными белковыми рецепторами (Halpern et al. (1993), Curr Top Microbiol Immunol 195, 221-241). Это объясняет высокую нейроселективность клостридиальных нейротоксинов. Кристаллические структуры-1 014526 подтверждают, что BoNT/A содержит три домена, которые можно привести в соответствие с тремя этапами механизма действия (см. Lacy et al. (1998), Nat Struct Biol 5, 898-902). Далее эти данные позволяют сделать вывод о том, что внутри HC-фрагмента существуют две автономные субъединицы (субдомены) размером по 25 кДа. Первое доказательство существования обоих функциональных субдоменов было получено с использованием аминотерминальной (HCN) и карбокситерминальной (HCC) частей HCфрагмента TeNT, которые были рекомбинантно экспрессированы и позволили узнать, что с нейроном связывается HCC-, но не HCN-домен (см. Herrreros et al. (2000), Biochem J 3476 199-204). Сайт связывания с белком-рецептором синаптотагмином был обнаружен в HCC-доменах BoNT/B и G, при этом была показана их раздельная функциональность (см. Rummel et al. (2004), J Biol Chem 279, 30865-70). При физиологических условиях тяжелая цепь (НС) связывается с нейрональными ганглиозидами,посредством опосредованного рецепторами эндоцитоза поступает внутрь клетки и через эндосомальный компартмент вступает в естественный везикулярный цикл. В кислой среде ранних эндосом HN, аминотерминальная часть тяжелой цепи, проникает в мембрану везикул и образует пору. Любое вещество (X),связанное с НС дисульфидным мостиком, будет отделено от НС внутриклеточными окислительновосстановительными системами, которые получают доступ к дисульфидному мостику и восстанавливают его. В конечном итоге X появляется в цитозоле. В случае клостридиальных нейротоксинов НС является переносчиком LC, которая на конечной стадии расщепляет свой специфический субстрат в цитозоле. Цикл комплексообразования и диссоциации комплексов белков слияния прерывается, и за счет этого подавляется выделение ацетилхолина. Вследствие этого поперечнополосатые мышцы расслабляются, а потовые железы прекращают выделять свой секрет. Длительность эффекта отдельных серотипов BoNT различна и зависит от присутствия интактныхLC в цитозоле. Так как все нейроны имеют рецепторы клостридиальных нейротоксинов, влияние может быть оказано не только на выделение ацетилхолина, но потенциально и на выделение вещества Р, норадреналина, ГАМК, глицина, эндорфинов и других медиаторов и гормонов. То, что преимущественно блокируется холинергическая передача, может объясняться тем, что НС проникает в периферические нейроны. Центральные синапсы защищены гематоэнцефалическим барьером, который не могут преодолеть белки. НС обладают высоким сродством к периферическим нервным клеткам, которое преимущественно обусловлено взаимодействием со сложными полисиалоганглиозидами - это гликолипиды, которые состоят более чем из одной молекулы сиаловой кислоты (см. Halpern et al. (1995), Curr Top Microbiol Immunol 195, 221-41). Вследствие этого связанные с ними LC достигают только клеток этого типа и являются эффективными только в этих клетках. Каждый из BoNT/A или В связывается только с одной молекулой ганглиозида GT1b. Для исследования роли аминокислот, образующих сайт (карман) связывания, согласно настоящему изобретению был получен рекомбинантный HC-фрагмент. Эта техника обеспечивает возможность заменять отдельные аминокислоты. Так, положительно заряженные аминокислоты можно заменить отрицательно заряженными или нейтральными аминокислотами и наоборот. Небольшие изменения поверхности сайта связывания оказывают огромное влияние на соответствие ганглиозидам. Удалось показать, что сродство снижалось более чем на 99%, если, например, аминокислоту в положении 1266 - триптофан,обозначенный буквой W в SXWY-мотиве - заменяли алифатическим остатком, например - лейцином. Однако наблюдали и противоположное. Замена аминокислот, выступающих в полость сайта связывания,приводила к увеличению сродства к ганглиозидам. Так как форма полости сайта связывания имеет такое решающее значение для сродства НС к ганглиозидному рецептору, одновременно со сродством НС к ганглиозидному рецептору соответственно увеличивается или уменьшается также протеолитический потенциал присоединенной LC. В исследовании "лиганд-рецептор" определенные аминокислотные остатки в ганглиозидсвязывающем сайте BoNT/A были согласно настоящему изобретению охарактеризованы и заменены с целью повышения сродства к ганглиозидному рецептору. Сродство мутированных HC-фрагментов было определено в анализах связывания с ганглиозидами и синаптосомами. Затем НС с теми же мутациями соединяли с LC-A, для чего использовали последовательность аминокислот, чувствительную к тромбину. Рекомбинантный белок активировали тромбином ("никинг"), что приводило к двухцепочечной молекуле, в которой обе цепи были связаны одним дисульфидным мостиком. Эффективность конструкций испытывали на синаптосомах из мозга крысы - препарате, выделяющем медиатор. Степень подавления выделения медиатора служила мерой эффективности конструкций. Кроме того, эффективность отдельных конструкций анализировали с использованием изолированного нервно-мышечного препарата мыши (анализ на куполе диафрагмы = hemi diaphragma assay =HAD), который представляет собой физиологическую цель клостридиальных нейротоксинов. Заболевания и симптомы, которые следует лечить препаратом TrapoX, сопровождаются фокально повышенной активностью мотонейронов и вегетативных нервных клеток. Повышенная активность ведет к болезненным судорогам иннервируемых этими клетками мышц и к чрезмерной секреции жидкости из железистых клеток. Кроме того, из-за повышенной активности возникают морщины в различных зонах лица. Причиной является патологически повышенное высвобождение ацетилхолина из периферических-2 014526 нервных окончаний. Если TrapoX инъецируют в пораженную мышцу, после латентного периода, равного 1-3 дням, происходит расслабление пораженных мышц, снижение секреции и разглаживание кожи лица. Это обусловлено подавлением высвобождения ацетилхолина препаратом TrapoX. У пациента почти исчезают жалобы, а боли, вызванные судорогами мышц, ослабляются и полностью исчезают. Высвобождение ацетилхолина подавляется как у людей, так и у животных. При этом опыты на животных рутинно используются для выявления BoNT при отравлениях и для определения активности содержащих BoNT медикаментов (Botox, Dysport, Xeomin). Активность BoNT оценивают количественно,проводя определения LD50 на мышах. При этом определяют дозу, которая убивает 50% животных из тестируемой группы. Очевидно, что наряду с дозами, которые не убивают животных, вводят также дозы,которые убивают 100% животных из группы. Так как яд вводят системно (внутрибрюшинно), большое число животных погибает из-за паралича дыхания, вызванного параличом дыхательной мускулатуры. Для исключения опытов на животных нами был использован анализ на куполе диафрагмы мыши (HAD). При анализе на LD50 подопытные мыши умирают от паралича дыхания, вызванного параличом дыхательной мускулатуры. Следовательно, можно взять дыхательную мышцу мыши вместе с иннервирующим ее нервом (Nervus phrenicus) и отравить ее in vitro. BoNT связывается со своими рецепторами, проникает в клетку и транслоцируется, в конечном итоге он расщепляет свой субстрат, за счет чего мышца парализуется. Существует сильная корреляция между значением LD50 и параличом дыхательных мышц. Этот анализ in vitro до некоторой степени представляет собой урезанную версию опыта на животныхSchmiedebergs Arch Pharmacol. 1997 Mar; 335(3):335-40). Можно также исходить из того, что BoNT, который парализует диафрагму in vitro, действует и в живой мыши и убивает ее в соответствии с введенной дозой. Этот способ замены опытов на животных настолько убедителен, что анализ на куполе диафрагмы мыши вскоре будет принят Фармакопеей ЕС как официальный утвержденный способ испытания на BoNT для государств-членов ЕС. Поэтому, исходя из повышенной эффективности TrapoX в отношении препарата диафрагмы мыши, мы можем сделать вывод о повышенной эффективности его для людей.BoNT/A-комплекс в недавнем прошлом использовали для лечения моторных дистоний, а также для подавления избыточной симпатической активности (см. Benecke et al. (1995), Akt Neurol 22, 209 и далее) и облегчения болей и мигреней (см. Sycha et al. (2004), J Neurol 251, 19-30). Этот комплекс состоит из нейротоксина, различных гемагглютининов и нетоксичного, не гемагглютинирующего белка. При физиологическом рН этот комплекс быстро диссоциирует. Выделяющийся при этом нейротоксин является единственной составной частью комплекса, которая имеет терапевтическое значение и обуславливает облегчение симптомов. Лежащее в основе неврологическое заболевание не излечивается, комплекс необходимо вводить повторно с интервалами в три-четыре месяца. В зависимости от количества введенного чужеродного белка у некоторых пациентов образуются специфические антитела к BoNT/A. Эти пациенты становятся устойчивыми к нейротоксину Если чувствительные к антигену клетки хотя бы раз распознали нейротоксин и образовались антитела, соответствующие клетки памяти сохраняются в течение многих лет. Поэтому необходимо лечить пациентов препаратами с наивысшей активностью в как можно меньшей дозировке. Кроме того, препараты не должны содержать других белков бактериального происхождения, так как они могут действовать как иммуноадъюванты. Такие вещества привлекают макрофаги,которые распознают как иммуноадъюванты, так и нейротоксины и представляют их лимфоцитам, которые отвечают на это образованием иммуноглобулинов. Вследствие этого для лечения можно использовать только продукты наивысшей чистоты, которые не содержат чужеродных белков. Настоящее изобретение обеспечивает транспортный белок (Trapo), который может обеспечить решение вышеуказанных проблем, связанных с известными ранее методами. Предпочтительно обеспечивается транспортный белок (Trapo), сродство которого к сложным ганглиозидам повышено не менее чем в три раза."Связывание с нервными клетками с большим сродством, чем у нативного нейротоксина". Нативный нейротоксин при этом предпочтительно является нативным нейротоксином из С. Botulinum. Предпочтительно при этом нативный нейротоксин является ботулиновым нейротоксином А, и/или ботулиновым нейротоксином В, и/или ботулиновым нейротоксином G из С. botulinum. Полученный рекомбинантным способом из Е. coli ботулиновый нейротоксин, который, в частности, имеет последовательность аминокислот, идентичную с последовательностью аминокислот нативного ботулинового нейротоксина,ведет себя с фармакологической точки зрения идентично нативному ботулиновому нейротоксину, и называется рекомбинантным ботулиновым нейротоксином дикого типа. При этом упомянутыми нервными клетками являются холинергические мотонейроны (двигательные нейроны). Предпочтительно транспортный белок специфически связывается с полисиалоганглиозидами на поверхностях мембран нервных клеток, например с GD1a, GD1b или GT1b. Связывание предпочтительно определяется in vitro. Особо предпочтительным является определение с помощью анализа, который подробно описан в примерах. Выражение "модификация тяжелой цепи нейротоксинов С. botulinum". Последовательность аминокислот и/или нуклеотидов тяжелой цепи (НС) нейротоксинов, образуемых С. botulinum, может быть получена из общедоступных банков данных для каждого из известных серотипов A-G (см. также табл. 1).-3 014526 Модификация при этом означает, что по меньшей мере одна аминокислота удалена, добавлена или внедрена в последовательность аминокислот, или что по меньшей мере одна аминокислота нативного нейротоксина заменена другой природной или не существующей в природе аминокислотой, и/или что одна аминокислота в данной последовательности аминокислот модифицирована посттрансляционно. Посттрансляционные модификации охватывают при этом гликозилирование, ацетилирование, ацилирование, дезаминирование, фосфорилирование, изопренилирование, гликозилфосфатидилинозитолирование и другие модификации, известные специалисту в данной области техники. НС нейротоксинов, образуемых С. botulinum, содержит три субдомена, а именно: аминотерминальный транслокационный домен HN размером 50 кДа, прилегающий к нему HCN-домен размером 25 кДа и расположенный карбокситерминально HCC-домен размером 25 кДа. HCN- и HCC-домены совместно называют HC-фрагментом. Соответствующие участки последовательности аминокислот соответствующих субдоменов для отдельных серотипов и их вариантов можно видеть в табл. 1. Для детального описания гибридных белков с доменами из различных серотипов BoNT в дальнейшем вводится следующая номенклатура. Например, выражение scAtAAB обозначает одноцепочечный нейротоксин (sc), состоящий из четырех доменов LC, HN, HCN и HCC, при этом все домены согласно их происхождению обозначаются заглавными буквами соответствующего серотипа. Это значит, что вscAtAAB LC, HN и HCN ведут свое происхождение от BoNT/A, тогда как Нсс-домен от BoNT/A заменен соответствующим доменом от BoNT/B. Маленькая буква "t" символизирует вставленную между LC и HN последовательность, распознаваемую тромбином. Таблица 1. Номера аминокислотных последовательностей в банках данных и распределение субдоменов семи ботулиновых нейротоксинов Настоящее изобретение относится, прежде всего, к полипептиду ботулинового нейротоксина типаA (BoNT/A) Clostridium botulinum, который может быть получен посредством модификации тяжелой цепи, в которой в положениях аминокислот с 1092 по 1296 по меньшей мере одна аминокислота удалена или заменена другой аминокислотой, причем за счет этого указанный модифицированный полипептид связывается с нервными клетками с большим сродством, чем нативный нейротоксин. Этот полипептид проникает в нервные клетки посредством эндоцитоза. Полученный согласно изобретению полипептид специфически связывается со сложными ганглиозидами холинергических мотонейронов, которые локализованы в плазматической мембране, предпочтительно GT1b. Повышение сродства связывания предпочтительно обеспечивается за счет замены или делеции аминокислот в ганглиозидсвязывающем домене. Согласно предпочтительной форме осуществеления изобретения полипептид по изобретению связывается с нервными клетками по меньшей мере на 15% с большим сродством, предпочтительно по меньшей мере на 50% с большим сродством, особо предпочтительно по меньшей мере на 80% с большим сродством, наиболее предпочтительно по меньшей мере на 90% с большим сродством чем нативный нейротоксин. Согласно предпочтительной форме осуществления изобретения модификация НС производится в области HC-фрагмента данного нейротоксина. Поскольку модификация охватывает замену, делецию,вставку или добавление аминокислот, она может проводиться, например, посредством целенаправленного мутагенеза, способы которого известны специалистам в данной области техники. Присутствующие в нативном нейротоксине аминокислоты заменяют либо существующими в природе, либо не существующими в природе аминокислотами. Принципиально аминокислоты можно разделить на различные физико-химические группы. К отрицательно заряженным аминокислотам относятся аспартат и глутамат. К положительно заряженным аминокислотам относятся гистидин, аргинин и лизин. К полярным аминокислотам относятся аспарагин, глутамин, серин, треонин, цистеин и тирозин. К неполярным аминокислотам относятся глицин, аланин, валин, лейцин, изолейцин, метионин, пролин, фенилаланин и триптофан. Ароматические боковые группы обнаруживаются у аминокислот гистидина, фенилаланина, тирозина и триптофана. В целом, предпочтительно, чтобы аминокислоту заменяли другой аминокислотой, которая относится к другой физико-химической группе. Согласно предпочтительной форме осуществления настоящего изобретения транспортный белок представляет собой ботулиновый нейротоксин серотипов A-G. В предпочтительной форме осуществления настоящего изобретения транспортный белок происходит от последовательности аминокислот нейротоксина типа A Clostridium botulinum ( в банке данных ААА 23262 и САА 51824). Согласно одной из форм осуществления изобретения полипептид по изобретению содержит указанные замены или делеции аминокислот по меньшей мере в одном из положений 1117, 1202-1204, 12521254, 1262-1267, 1270, 1278-1279. Предпочтительна замена или делеция аминокислоты в положении 1117. Предпочтительно также, когда заменяющая аминокислота является аланином, цистеином, глутаматом, фенилаланином, изолейцином, лейцином, метионином, аспарагином, пролином, глутамином, серином, треонином или валином. Наиболее предпочтительно заменяющая аминокислота является аланином,цистеином или валином. В частности, в полипептиде по изобретению аминокислота в положении 1252 заменена на тирозин, или аминокислота в положении 1253 заменена на лизин. В еще одной форме осуществления изобретения в полипептиде по изобретению две или три аминокислоты, выбранные из положений 1117, 1202-1204, 1252-1254, 1262-1267, 1270 и 1278-1279, удалены или заменены, причем предпочтительны положения 1117 вместе с 1252, 1117 вместе с 1253, 1117 вместе с 1262, 1117 вместе с 1278, 1117 вместе с 1279, 1117 вместе с 1252 и вместе с 1253, особо предпочтительны замены Y1117A вместе с F1252Y, Y1117A вместе с H1253K, Y1117A вместе с V1262I, Y1117A вместе с L1278H, Y1117A вместе с G1279N, Y1117C вместе с F1252Y, Y1117C вместе с Н 1253K, Y1117C вместе с V1262I, Y1117C вместе с L1278H, Y1117C вместе с G1279N, Y1117V вместе с F1252Y, Y1117V вместе с H1253K, Y1117V вместе с V1262I, Y1117V вместе с L1278H, Y1117V вместе с G1279N, Y1117A вместе с F1252Y и вместе с Н 1253K, Y1117C вместе с F1252YH вместе с H1253K и Y1117V вместе с F1252Y и вместе с H1253K. Еще одна форма осуществления настоящего изобретения относится к полипептиду, в котором аминокислоты в положениях с 1092 по 1296 в ганглиозидсвязывающем домене, заменены на следующие последовательности: аминокислоты 1079-1291 белка нейротоксина типа В Clostridium botulinum, аминокислоты 1093-1291 белка нейротоксина типа С 1 Clostridium botulinum, аминокислоты 1080-1276 белка нейротоксина типа D Clostridium botulinum, аминокислоты 1067-1252 белка нейротоксина типа Е Clostridiumbotulinum, аминокислоты 1067-1251 белка нейротоксина типа Е Clostridium butyricum, аминокислоты 1085-1278 белка нейротоксина типа F Clostridium botulinum, аминокислоты 1076-1268 белка нейротоксина типа F Clostridium baratii, аминокислоты 1087-1297 белка нейротоксина типа G Clostridium botulinum. В одной форме осуществления настоящего изобретения белок нейротоксина типа В Clostridiumbotulinum имеетв банке данных ААА 23211; белок нейротоксина типа C1 Clostridium botulinum имеетв банке данных САА 51313; белок нейротоксина типа D Clostridium botulinum имеетв банке данных САА 38175; белок нейротоксина типа Е Clostridium botulinum имеетв банке данных САА 44558; белок-6 014526 нейротоксина типа Е Clostridium butyricum имеетв банке данных САА 43998; белок нейротоксина типаF Clostridium botulinum имеетв банке данных САА 57358; белок нейротоксина типа F Clostridiumbaratii имеетв банке данных САА 48329; белок нейротоксина типа G Clostridium botulinum имеетв банке данных САА 52275. Другие подходящие для замены HCC-домены с положениями аминокислот следует взять из табл. 1. Следующая форма осуществления настоящего изобретения относится к конструкции, содержащей модифицированный полипептид по изобретению в качестве транспортного белка и по меньшей мере одну переносимую молекулу (X). Переносимая молекула может быть низкомолекулярным органическим соединением, пептидом или белком; предпочтительно она ковалентно связана с полипептидом при помощи пептидной связи, простой эфирной связи, сложноэфирной связи, сульфидной связи, дисульфидной связи или углерод-углеродной связи. Предпочтительно низкомолекулярное органическое соединение является виростатиком, цитостатиком, антибиотиком или иммуноглобулином. Однако термин "переносимая молекула" охватывает дополнительно все известные терапевтически эффективные вещества. Чтобы лучше использовать повышенное сродство Тгаро, его через последовательность аминокислот, специфически распознаваемую и расщепляемую протеазой тромбином, присоединяли аминотерминальным концом к LC BoNT/A, В, C1, D, E, F или G, в результате чего возникал определенный TrapoX. Эффективность вышеуказанного TrapoX была увеличена, по сравнению с нативным BoNT/A, в особо предпочтительном случае не менее чем в три раза. Этот новый продукт, не содержащий чужеродных белков, резко снижает стимуляцию иммунной системы из-за большой чистоты материала и низкой дозировки. Следующая форма осуществления настоящего изобретения относится к транспортному белку, в котором белок является протеазой, расщепляющей один или несколько белков аппарата высвобождения нейромедиаторов, причем протеаза выбрана из группы нейротоксинов, которая состоит из LC нейротоксинов Clostridium botulinum, в частности - типов А, В, C1, D, E, F и G, или протеолитически активного фрагмента LC нейротоксинов Clostridium botulinum, в частности серотипов А, В, C1, D, E, F и G, причем фрагмент обнаруживает не менее 0,01% протеолитической активности нативной протеазы, предпочтительно не менее 5%, особо предпочтительно не менее 50% и наиболее предпочтительно не менее 90%. Предпочтительно транспортный белок и протеаза происходят от одного серотипа нейротоксина С.botulinum, особо предпочтителен HN-домен транспортного белка и протеза от серотипа А нейротоксина С. botulinum. Последовательности протеаз общеизвестны из банков данных, и их номера в банках данных приведены в табл. 1. Протеолитическую активность протеаз определяют на основании кинетики расщепления субстрата (см. Binz et al. (2002), Biochemistry 41(6), 1717-23).LC характеризуются тем, что они содержат последовательность His-Glu-Leu-Xaa-His-(Xaa)13-35-Glu(Xaa)84-90-Glu-(Xaa)11-Arg-Xaa-Xaa-Tyr, причем Xaa может быть любой аминокислотой. Транспортный белок согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что белок и протеаза происходят из вышеупомянутых групп белков или протеаз соответственно. Предпочтительно, когда протеаза расщепляет специфические субстраты внутри холинергических мотонейронов. Эти субстраты могут быть выбраны из белков, которые участвуют в высвобождении нейромедиаторов из периферических нервов, и белков, которые участвуют в каталитических реакциях внутри нервной клетки. Протеаза и транспортный белок могут быть ковалентно связаны через аминокислотную последовательность, которая специфически распознается и расщепляется эндопептидазой. После расщепления эндопептидазой транспортного белка протеаза и транспортный белок могут оставаться связанными дисульфидным мостиком, что, в свою очередь, приводит к образованию активного голотоксина. Настоящее изобретение относится также к фармацевтической композиции, которая содержит полипептид или конструкцию по изобретению, и, при необходимости, фармацевтически приемлемый носитель, разбавитель и/или добавку. Согласно изобретению такую композицию можно применять для лечения нарушения или заболевания, для которого показано лечение ботулиновым нейротоксином. Такое нарушение или заболевание может являться одним из следующих: гемифациальный спазм, спазматическая кривошея, спастика, дистония, мигрень, боль, заболевание шейного и поясничного отделов позвоночника, страбизм, гиперсаливация и депрессивное заболевание. Настоящее изобретение предлагает также косметическую композицию, которая содержит полипептид или конструкцию по изобретению, и, при необходимости, фармацевтически приемлемый носитель,разбавитель и/или добавку. Такая косметическая композиция применяется для устранения гипергидроза и сильно выраженных морщин лица. Предложен также вектор экспрессии, содержащий нуклеиновую кислоту, кодирующую полипептид или конструкцию по изобретению, а также клетка-хозяин, содержащая этот рекомбинантный вектор экспрессии, причем клетка-хозяин может быть выбрана из группы, включающей Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris или Bacillus megaterium. Согласно настоящему изобретению предусмотрен способ получения транспортного белка. На пер-7 014526 вой стадии при этом получают нуклеиновую кислоту, кодирующую транспортный белок. Кодирующая нуклеиновая кислота при этом может быть РНК, ДНК или их смесью. Кроме того, нуклеиновые кислоты могут быть модифицированы в отношении их резистентности к нуклеазам, например, посредством вставки фосфотиоатных связей. Нуклеиновая кислота может быть получена из исходной нуклеиновой кислоты, при этом исходная нуклеиновая кислота может быть получена посредством клонирования нуклеиновых кислот из геномных банков или банков кДНК. Также нуклеиновая кислота может быть получена непосредственно путем твердофазного синтеза. Подходящие способы известны специалисту в данной области техники. Если исходить из исходной нуклеиновой кислоты, то можно, например посредством сайтнаправленного мутагенеза, провести целенаправленное изменений, которое на уровне аминокислот приведет к по меньшей мере одной добавке, вставке, делеции и/или замене. Затем нуклеиновые кислоты оперативно соединяют с подходящим промотором. Промоторы, подходящие для экспрессии в известных системах экспрессии, известны специалисту в данной области техники. Выбор промотора зависит при этом от используемой для экспрессии системы экспрессии. В целом, предпочтительны конститутивные промоторы, однако находят применение и индуцируемые промоторы. Полученная таким образом конструкция включает в себя, по меньшей мере часть вектора, в частности регуляторные элементы, причем вектор выбирают, например, из -производных, аденовирусов, бакуловирусов, вакциниявирусов, SV40 вирусов и ретровирусов. Вектор предпочтительно способен к экспрессии нуклеиновых кислот в определенной клетке-хозяине. Далее изобретение предусматривает клетки-хозяева, которые содержат вектор и которые пригодны для экспрессии вектора. На современном уровне техники известны многочисленные прокариотические и эукариотические системы экспрессии, при этом клетки-хозяева выбраны, например, из прокариотических клеток, таких как Е. coli или В. megaterium, или эукариотических клеток, таких как S. cerevisiae и P.pastoris. Хотя можно использовать и клетки эукариот, находящихся на более высоких уровнях развития,например клетки насекомых или клетки млекопитающих, все же предпочтительны такие клетки-хозяева,которые, также как и С. botulinum, не используют аппарат гликозилирования. Согласно предпочтительной форме осуществления изобретения нуклеиновая кислота кодирует HCCдомен нейротоксина С. botulinum. Эта нуклеиновая кислота содержит сайты рестрикции эндонуклеазой,которые фланкируют нуклеиновую кислоту, кодирующую HC-фрагмент, при этом сайты рестрикции эндонуклеазой совместимы с сайтами рестрикции других HC-фрагментов из нейротоксинов С. botulinum,чтобы был возможен легкий обмен модулей в гене, кодирующем транспортный белок, с сохранением сходства последовательности аминокислот. Что касается конструкции согласно настоящему изобретению, то она наряду с транспортным белком содержит по меньшей мере одну переносимую молекулу, и эта переносимая молекула представляет собой пептид или белок, функционализированный карбокситерминальным цистеином или меркаптогруппой, и аналогично тому, как описано выше, этот пептид или белок можно получить рекомбинантным методом, например с использованием бинарных векторов или различных клеток-хозяев. Если эти клеткихозяева используются для экспрессии как транспортного белка, так и пептида или белка, то предпочтительно межмолекулярную дисульфидную связь образуют in situ. Для более эффективного продуцирования в той же клетке-хозяине нуклеиновая кислота, кодирующая пептид или белок, может быть транслирована вместе с транспортным белком в одних и тех же рамках считывания, так что образуется одноцепочечный полипептид. При этом, предпочтительно, образуется внутримолекулярная дисульфидная связьin situ. Для простого гидролиза существующей пептидной связи между транспортным белком и пептидом или белком к аминоконцу транспортного белка присоединяют последовательность аминокислот, которая распознается и расщепляется либо специфической протеазой тромбином, либо специфической эндопротеазой клетки-хозяина. Если это невозможно, после раздельной очистки транспортного белка и белка можно получить соответствующую межмолекулярную дисульфидную связь с использованием известного специалисту в данной области техники окислительного способа. Пептид или белок также можно получить прямо посредством синтеза или конденсации фрагментов. Соответствующие способы известны специалисту в данной области техники. Затем транспортный белок и, соответственно, пептид или белок очищают. При этом можно использовать известные специалисту в данной области техники способы, например хроматографический способ или электрофорез. Следующая форма осуществления настоящего изобретения относится к фармацевтической композиции, которая содержит транспортный белок и, по выбору, фармацевтически приемлемый носитель(эксципиент), разбавитель и/или добавку и пригодна для лечения следующих нарушений и заболеваний: гемифациальный спазм, спазматическая кривошея, спастики, дистонии, мигрени, боли, заболевания шейного и поясничного отделов позвоночника, страбизм, гиперсаливация и депрессивные заболевания. Фармацевтическая композиция пригодна для орального, внутривенного, подкожного, внутримышечного и местного применения. При этом предпочтительным является внутримышечное введение. Единица дозировки фармацевтической композиции содержит приблизительно от 0,1 пг до 1 мг транспортного белка и/или конструкции согласно настоящему изобретению.-8 014526 Следующая форма осуществления настоящего изобретения представляет собой косметическую композицию, которая состоит из транспортного белка и фармацевтического носителя (эксципиента), разбавителя и/или добавки и пригодна для лечения гипергидроза и сильно выраженных морщин на лице. Косметическая композиция пригодна для орального, внутривенного, подкожного, внутримышечного и местного применения. При этом предпочтительным является внутримышечное введение. Единица дозировки фармацевтической композиции содержит приблизительно от 0,1 пг до 1 мг транспортного белка и/или конструкции согласно настоящему изобретению. Косметическая композиция пригодна для лечения гипергидроза и морщин на лице. Описанный в настоящем изобретении транспортный белок может быть получен из подходящей клетки-хозяина, например: Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris или Bacillusmegaterium, - которые размножают рекомбинантный вектор экспрессии, при этом вектор кодирует транспортный белок. Настоящее изобретение будет разъяснено при помощи прилагаемых чертежей, при этом фиг. 1 показывает, что сродство мутированного HC-фрагмента BoNT/A к препаратам мембран синаптосом из мозга крыса в три раза больше, чем сродство Нс-фрагмента дикого типа BoNT/A; фиг. 2 показывает связывание различных мутеинов HC-фрагмента BoNT/A мутеина с синаптосомами мозга крысы, при этом сродство HC-фрагмента BoNT/A дикого типа было принято за 100% в качестве стандарта. В первом блоке показаны величины сродства BoNT/A-мутеинов, которые содержат мутации аминокислоты Y1117, которые ведут к повышению сродства. Во втором блоке представлены другиеBoNT/A-мутеины. В третьем блоке показаны величины сродства BoNT/A-мутеинов, которые содержат двойные мутации, которые усиливают связывание с мембранами нервных клеток (синаптосомами); фиг. 3 показывает повышенную нейротоксичность Y1117A-мутеинов BoNT/A, по сравнению сBoNT/A дикого типа, в отношении изолированного препарата диафрагмального нерва (nervus phrenicus) диафрагмальной мышцы мыши; фиг. 4 показывает связывание четырех гибридных Нс-фрагментов BoNT-А: НСАВ, НСАС, HCAE и НСАТ (Т = столбнячный нейротоксин) - на мембраны нервных клеток (синаптосомы), при этом сродствоHC-фрагмента BoNT/A дикого типа было принято за 100% в качестве стандарта; фиг. 5 показывает повышенную нейротоксичность общего гибридного токсина, состоящего изBoNT/A и или HC-фрагмента, или HCC-домена от BoNT/B, по сравнению с BoNT/A дикого типа, в отношении изолированного препарата диафрагмального нерва (nervus phrenicus) - диафрагмальной мышцы мыши. Более подробно, настоящее изобретение относится к транспортному белку (Trapo), который получают посредством модификации НС нейротоксина, продуцируемого Clostridium botulinum, который,предпочтительно, специфически связывается с нейроном, поступает внутрь клетки посредством опосредованного рецепторами эндоцитоза и транслоцируется из кислого эндосомального компартмента в цитозоль нейронов. Этот белок используется в качестве транспортера для переноса в клетки связанных с ним протеаз и других веществ, которые физиологически не могут преодолеть плазматическую мембрану и проникнуть в цитозоль нервных клеток. Субстратами протеаз являются локализованные внутриклеточно белки и пептиды, которые участвуют в высвобождении медиаторов. После расщепления субстрата блокируются специфические функции нейронов, при этом сами клетки не повреждаются. Одной из этих функций является экзоцитоз, который обеспечивает высвобождение медиатора. Если высвобождение медиаторов подавляется, то блокируется передача сигналов от клетки к клетке. Например, поперечнополосатые мышцы расслабляются (парализуются), если угнетается высвобождение ацетилхолина в точке нервно-мышечного контакта. Этот эффект может быть использован с терапевтической целью, если применять TrapoX к нервным окончаниям спастичных или дистоничных мышц. Другими активными веществами являются, например, активные вещества с противовирусным действием. Конъюгированные с Тгаро, они могут быть полезными для лечения вирусных инфекций нервной системы. Настоящее изобретение относится также к применению транспортного белка для подавления высвобождения нейромедиаторов. Если лечить пациентов нативными формами BoNT/A и В, инъекция этих не человеческих белков,несмотря на низкую дозу, приводит к образованию антител, так что приходится прекращать лечение,чтобы избежать анафилактического шока. Если же применить вещество с тем же механизмом действия с большей эффективностью транспортировки ферментативной активности, можно резко уменьшить дозу,и не будет происходить образования антител. Эти свойства присущи описанному в данной работе транспортному белку. Хотя примеры применения приведены, подходящий способ применения и дозировка обычно определяются лечащим врачом. Такие решения приходится принимать в повседневной практике каждому врачу, занимающемуся профессиональной деятельностью. Так, например, способ применения и дозировку нейротоксина согласно настоящему изобретению можно выбрать на основании таких критериев, как растворимость выбранного нейротоксина или интенсивность болей, на которые необходимо воздействовать. В настоящее время интервал между циклами лечения нативными BoNT/A и В в среднем составляет-9 014526 от трех до четырех месяцев. Увеличение этого интервала снизило бы риск образования антител и обеспечило бы большую длительность лечения с использованием BoNT. Увеличение концентрации LC в цитозоле увеличило бы время ее распада и за счет этого увеличило бы длительность эффекта. Описанный в данной работе транспортный белок обладает большим сродством и большей скоростью поступления в клетку, чем нативная НС-А. Приведенные ниже примеры служат исключительно для целей разъяснения, и их не следует рассматривать как ограничивающие изобретение. Описание примеров осуществления изобретения Пример 1. Рекомбинантная экспрессия TrapoX, полученного способом генной инженерии, в Е. coli. ДНК-последовательность тяжелой цепи (НС) BoNT/A была амплифицирована на хромосомной ДНК Clostridium botulinum ( в банке данных ААА 23262) посредством ПЦР. При этом кодон аминокислоты тирозина в положении 1117 с помощью специфических олигонуклеотидов был заменен на базовый триплет, кодирующий аминокислоту аланин. Далее 5'-конец гена был дополнен ДНК-последовательностью, кодирующей аминокислоты последовательности, распознаваемой тромбином. Эту ДНКпоследовательность включали в бактериальный вектор экспрессии. При этом встроенный ген Тгаро на 3'конце был слит с олигонуклеотидом, который кодирует карбокситерминальный пептид сродства, например StrepTag, 6xHN-Tag или HiS6-Tag. Полученный таким образом вектор экспрессии pAR-Trapo является основой для включения молекул переносчика, например LC BoNT. ДНК-последовательность легкой цепи (LC) BoNT/A была амплифицирована на хромосомной ДНКпоследовательности Clostridium botulinum ( в банке данных ААА 23262) посредством ПЦР и встроена в вектор экспрессии pAR-Trapo выше закодированной последовательности, распознаваемой тромбином. Полученный таким образом вектор экспрессии pAR-TrapoX был трансформирован в штамм К 12 E.coli, и экспрессия белка TrapoX была индуцирована в условиях, соответствующих второму уровню биологической безопасности, и с соблюдением отданных в отношении проекта распоряжений администрации округа Ганновер (номер дела 501g.40654/3/57/3). Экспрессированный TrapoX был выделен в виде одноцепочечного белка с молекулярным весом 150 кДа посредством аффинной хроматографии согласно инструкциям производителя. Затем белок был гидролизован при помощи тромбина, конъюгированного на сефарозе, при этом был получен чистый белок, две цепи которого оставались связанными дисульфидным мостиком. Этот белок обнаруживал, по сравнению с диким типом BoNT/A, повышенное на 300% сродство к изолированному и иммобилизированному на планшетах для микротитрования ганглиозиду GT1b и к препаратам мембран синаптосом из мозга крысы (фиг. 1). Каталитическая активность LC-A не изменялась, что показало расщепление in vitro рекомбинантным SNAP-25. Эффективность TrapoX в отношении подавления высвобождения нейромедиатора из функциональных синаптосом из мозга крысы была повышена до 300%, по сравнению с выделенным из Clostridium botulinum нативным BoNT/A. В отношении нервно-мышечного препарата мыши (HAD) эффективность TrapoX также была повышена до 300%, по сравнению с нативным BoNT/A (фиг. 2). Пример 2. Измерение связывания различных BoNT/A-мутеинов с синаптосомами из мозга крысы и измерение нейротоксичности с использованием HAD. Связывание радиоактивно меченых Нс-фрагментов с синаптосомами крысы было измерено так, как описано в работе Rummel et al., J. Mol. Biol. 326 (2003), 835-847. Нейротоксичность BoNT/A-мутеинов определяли так, как описано в работе Habermann et al., Naunyn Schmiedeberg's Arch. Pharmacol. 322(1980), 33-40. Связывание различных BoNT/A-мутеинов в сравнении с диким типом продемонстрировано в приведенной ниже таблице. Мутация отдельных определенных аминокислот в пределах ганглиозидсвязывающей полостиBoNT/A приводила к повышению связывания с нервными клетками. Предпочтительно тирозин в положении 1117 заменяли на аланин, цистеин или валин. В частности, замена тирозина в положении 1117 на аланин вдет к повышению сродства примерно до 330%. Другие мутации отдельных аминокислот из ганглиозидсвязывающей полости в положениях 1252 и 1253 также приводили к повышению связывания. В частности, мутация F1252 на тирозин и Н 1253 на лизин приводила к повышению сродства на 110% или 50% соответственно. Далее можно ожидать повышения связывания с нервными клетками при мутациях в положениях 1202, 1262, 1270, 1278 и 1279. Кроме того, были испытаны также мутеины BoNT/A с двойными мутациями, при этом к повышению связывания с синаптосомами приводили, в частности, мутеины Y1117 С/Н 1253K и Y1117V/H1253K(ср. фиг. 2). Далее было установлено, что повышение связывания, в частности мутеином Y1117A BoNT/A, приводило к повышению нейротоксичности в анализе на нейротоксичность с использованием препарата диафрагмального нерва-диафрагмальной мышцы (HDA-анализ) (фиг. 3). Пример 3. Определение связывания и нейротоксичности HCC-гибридов BoNT/A. Определение связывания и нейротоксичности проводили так, как описано выше. Результаты представлены в приведенной ниже таблице и, кроме того, на фиг. 4 и 5. Таблица к фиг. 4 Замена HCC-домена BoNT/A на другие серотипы, в частности на домены нейротоксина В- 11014526 С.botulinum и нейротоксина С С.botulinum, приводила к повышению связывания с нервными клетками. Кроме того, было обнаружено, что замена HCC-домена Нс-фрагмента BoNT/A на соответствующие домены столбнячного нейротоксина также приводила к повышению сродства к нервным клеткам. Изменения сродства происходили также при замене HCC-домена во всем BoNT/A. При этом фиг. 5 демонстрирует,что в случае гибрида scAtAAB повышение сродства одновременно вызывает повышение нейротоксичности. Если вместо HCC-домена заменяется весь Нс-фрагмент scAtAAB, наблюдаются соответствующие результаты. В частности, наблюдалось, что при замене Нсс-домена или HC-фрагмента BoNT/A соответствующим доменом или фрагментом BoNT/B наблюдалось повышение нейротоксичности примерно на 350%. Пример 4. Определение связывания BoNT-мутеина с ганглиозидом GT1b.(Sigma-Aldrich) Ганглиозид растворяли в метаноле и наносили на высокоаффинные 96-луночные полистироловые планшеты для микротитрования (Corning; 1 мкг GT1b в 100 мкл/лунку) или, в случае конкурентного анализа с 125IBONT на С 8 (single break strip plate) планшеты высокого сродства (Greiner Bio-ohne; 0,1 мкг GT1b в 100 мкл/лунку). Растворитель испаряли при комнатной температуре и лунки три раза промывали буфером для связывания (10 мМ Tris-HCl, 10 мМ Na2HPO4, 0,5% бычьего сывороточного альбумина (BSA), рН 7,2). Затем неспецифические сайты связывания блокировали посредством инкубирования в течение двух часов в PBS/Tween [140 мМ NaCl, 7 мМ KCl, 10 мМ Na2HPO4, 1,8 мМ KH2PO4, 0,05% (об./об.) Tween 20,рН 7,2] с добавлением 3% (вес./об.) BSA. Анализы связывания проводили в буфере для связывания (100 мкл/лунку) в течение 2 ч при комнатной температуре либо с увеличивающимися количествами дикого типа, либо с определенными количествами мутантов. Несвязанный белок удаляли посредством 3 циклов промывки с использованием каждый раз 250 мкл PBS/Tween-буфера. Связанные HC-фрагменты выявляли посредством инкубации с конъюгатом Strep-Tactin и щелочной фосфатазы (ST-AP, IBA GmbH) в буфере для связывания в течение 2 ч при комнатной температуре согласно инструкции производителя. Субстратом для щелочной фосфатазы в конечном итоге служит р-нитрофенилфосфат (1 мг/мл в 100 мМ глицина,1 мМ MgCl2, 1 мМ ZnCl2, рН 10,4). Реакцию дефосфорилирования останавливали посредством добавления 3 М раствора NaOH и измеряли экстинкцию при 405 нм с использованием счетчика микропланшетовSpectra Count (Packard). Конкурентные анализы проводили в течение 2 часов при комнатной температуре в 100 мкл буфера для связывания при 700000 импульсов/лунку [125l]-BoNT с различными количествами нативного BoNT или рекомбинантного HC-фрагмента. После инкубации и удаления супернатанта лунки три раза промывали PBS/Tween-буфером, просушивали и разделяли. Количества связанного радиоактивно меченого BoNT затем определяли с помощью автоматического -счетчика (Wallac 1480 Wizard 3). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Полипептид ботулинового нейротоксина типа A (BoNT/A) Clostridium botulinum, который может быть получен посредством модификации тяжелой цепи, в которой в положениях аминокислот с 1092 по 1296 по меньшей мере одна аминокислота удалена или заменена другой аминокислотой, причем за счет этого указанный модифицированный полипептид связывается с нервными клетками с большим сродством, чем нативный нейротоксин. 2. Полипептид по п.1, проникающий в нервные клетки посредством эндоцитоза. 3. Полипептид по п.1, который специфически связывается со сложными ганглиозидами холинергических мотонейронов, которые локализованы в плазматической мембране, предпочтительно GT1b. 4. Полипептид по п.3, содержащий указанные замены или делеции аминокислот в ганглиозидсвязывающем домене. 5. Полипептид по любому из пп.1-4, который связывается с нервными клетками по меньшей мере на 15% с большим сродством, предпочтительно по меньшей мере на 50% с большим сродством, особо предпочтительно по меньшей мере на 80% с большим сродством, наиболее предпочтительно по меньшей мере на 90% с большим сродством, чем нативный нейротоксин. 6. Полипептид по п.5, содержащий указанные замены или делеции аминокислот по меньшей мере в одном из положений 1117, 1202-1204, 1252-1254, 1262-1267,1270, 1278-1279. 7. Полипептид по п.6, содержащий замену или делецию аминокислоты в положении 1117. 8. Полипептид по п.7, в котором заменяющая аминокислота является аланином, цистеином, глутаматом, фенилаланином, изолейцином, лейцином, метионином, аспарагином, пролином, глутамином, серином, треонином или валином. 9. Полипептид по п.7, в котором заменяющая аминокислота является аланином, цистеином или валином. 10. Полипептид по п.6, в котором аминокислота в положении 1252 заменена на тирозин или аминокислота в положении 1253 заменена на лизин. 11. Полипептид по п.6, в котором две или три аминокислоты, выбранные из положений 1117, 12021204, 1252-1254, 1262-1267, 1270 и 1278-1279, удалены или заменены, причем предпочтительны положения 1117 вместе с 1252, 1117 вместе с 1253, 1117 вместе с 1262, 1117 вместе с 1278, 1117 вместе с 1279,- 12014526 1117 вместе с 1252 и вместе с 1253, особо предпочтительны замены Y1117A вместе с F1252Y, Y1117A вместе с Н 1253K, Y1117A вместе с V1262I, Y1117A вместе с L1278H, Y1117A вместе с G1279N, Y1117C вместе с F1252Y, Y1117C вместе с Н 1253K, Y1117C вместе с V1262I, Y1117C вместе с L1278H, Y1117C вместе с G1279N, Y1117V вместе с F1252Y, Y1117V вместе с Н 1253K, Y1117V вместе с V1262I, Y1117V вместе с L1278H, Y1117V вместе с G1279N, Y1117A вместе с F1252Y и вместе с Н 1253K, Y1117C вместе с F1252Y и вместе с Н 1253K и Y1117V вместе с F1252Y и вместе с Н 1253K. 12. Полипептид по п.4, в котором аминокислоты в положениях с 1092 по 1296 в ганглиозидсвязывающем домене заменены на следующие последовательности: аминокислоты 1079-1291 белка нейротоксина типа В Clostridium botulinum,аминокислоты 1093-1291 белка нейротоксина типа С 1 Clostridium botulinum,аминокислоты 1080-1276 белка нейротоксина типа D Clostridium botulinum,аминокислоты 1067-1252 белка нейротоксина типа Е Clostridium botulinum,аминокислоты 1067-1251 белка нейротоксина типа Е Clostridium butyricum,аминокислоты 1085-1278 белка нейротоксина типа F Clostridium botulinum,аминокислоты 1076-1268 белка нейротоксина типа F Clostridium baratii,аминокислоты 1087-1297 белка нейротоксина типа G Clostridium botulinum. 13. Конструкция, содержащая модифицированный полипептид по любому из пп.1-12 в качестве транспортного белка и по меньшей мере одну переносимую молекулу. 14. Конструкция по п.13, в которой переносимая молекула ковалентно связана с полипептидом при помощи пептидной связи, простой эфирной связи, сложноэфирной связи, сульфидной связи, дисульфидной связи или углерод-углеродной связи. 15. Конструкция по п.13, в которой переносимая молекула представляет собой низкомолекулярное органическое соединение, пептид или белок. 16. Конструкция по п.15, в которой низкомолекулярное органическое соединение является виростатиком, цитостатиком, антибиотиком или иммуноглобулином. 17. Конструкция по п.15, в которой белок представляет собой протеазу. 18. Конструкция по п.17, в которой протеаза происходит из нейротоксина Clostridium botulinum типа А, В, С 1, D, E, F и G. 19. Конструкция по п.18, отличающаяся тем, что протеаза содержит последовательность His-GluLeu-Xaa-His-(Xaa)33-35-Glu-(Xaa)84-90-Glu-(Xaa)11-Arg-Xaa-Xaa-Tyr, при этом Хаа может быть любой аминокислотой. 20. Конструкция по п.18, отличающаяся тем, что протеаза расщепляет специфические субстраты внутри холинергических мотонейронов. 21. Конструкция по п.20, отличающаяся тем, что субстраты выбраны из белков, которые участвуют в высвобождении нейромедиаторов из периферических нервов, и белков, которые участвуют в каталитических реакциях внутри нервной клетки. 22. Конструкция по п.21, в которой протеаза и транспортный белок ковалентно связаны через аминокислотную последовательность, которая специфически распознается и расщепляется эндопептидазой. 23. Конструкция по п.22, в которой после расщепления эндопептидазой транспортного белка протеаза и транспортный белок остаются связанными дисульфидным мостиком, что в свою очередь приводит к образованию активного голотоксина. 24. Фармацевтическая композиция, которая содержит полипептид по любому из пп.1-12 или конструкцию по любому из пп.13-23 и, при необходимости, фармацевтически приемлемый носитель, разбавитель и/или добавку. 25. Применение фармацевтической композиции по п.24 для лечения нарушения или заболевания,для которого показано лечение ботулиновым нейротоксином. 26. Применение по п.25, где нарушение или заболевание являются одним из следующих: гемифациальный спазм, спазматическая кривошея, спастика, дистония, мигрень, боль, заболевание шейного и поясничного отделов позвоночника, страбизм, гиперсаливация и депрессивное заболевание. 27. Косметическая композиция, которая содержит полипептид по любому из пп.1-12 или конструкцию по любому из пп.13-23 и, при необходимости, фармацевтически приемлемый носитель, разбавитель и/или добавку. 28. Применение фармацевтической композиции по п.27 для устранения гипергидроза и сильно выраженных морщин лица. 29. Вектор экспрессии, содержащий нуклеиновую кислоту, кодирующую полипептид по любому из пп.1-12 или конструкцию по любому из пп.13-23. 30. Клетка-хозяин, содержащая рекомбинантный вектор экспрессии по п.29. 31. Клетка-хозяин по п.30, выбранная из группы, включающей Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris или Bacillus megaterium.

МПК / Метки

МПК: C07K 14/33

Метки: полипептид, применения, нейротоксина, качестве, способы, транспортного, ботулинового, белка

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/16-14526-polipeptid-botulinovogo-nejjrotoksina-v-kachestve-transportnogo-belka-i-sposoby-ego-primeneniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Полипептид ботулинового нейротоксина в качестве транспортного белка и способы его применения</a>

Похожие патенты