DE10238846A1 - Active fusion proteins and processes for their production - Google Patents

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Kim Bak Jensen
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    • C12N15/62DNA sequences coding for fusion proteins

Abstract

Die Erfindung betrifft Fusionsproteine, umfassend ein Expressionsprotein und ein Phagenhüllproteinfragment, wobei das Phagenhüllproteinfragment mindestens eine Domäne D1 oder ein funktionsanaloges Fragment dieser eines pIII eines filamentösen Bakteriophagen M13 ist.The invention relates to fusion proteins, comprising an expression protein and a phage coat protein fragment, the phage coat protein fragment being at least one domain D1 or a functionally analogous fragment of a pIII of a filamentous bacteriophage M13.

Description

Die Erfindung betrifft aktive Fusionsproteine, ein Verfahren zur Herstellung aktiver rekombinanter Proteine und die Verwendung dieser in der medizinischen Diagnostik und Therapie.The invention relates to active fusion proteins, a process for the production of active recombinant proteins and the use of this in medical diagnostics and therapy.

Eines der wichtigsten Ziele der Gentechnologie ist die Synthese und Reinigung von Proteinen klonierter Gene und insbesondere die Produktion therapeutisch wichtiger Proteine. Viele Proteine können bereits gentechnisch hergestellt werden, wie zum Beispiel Insulin, Interferone oder der Faktor VIII. Entscheidend für die biologische Aktivität der Proteine ist ihre korrekte Faltung.One of the main goals of genetic engineering is the synthesis and purification of proteins from cloned genes and especially the production of therapeutically important proteins. Lots Proteins can are already genetically engineered, such as insulin, Interferons or factor VIII. Crucial for the biological activity of the proteins is their correct folding.

Ursprünglich hatte man angenommen, dass die räumliche Anordnung eines Proteins dem Zustand der niedrigsten freien Energie entspricht und dass das Protein durch das Zufallsprinzip diesen Zustand der niedrigsten Energie einnimmt. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass solch ein Vorgang in den Zellen nicht abläuft.Originally it was assumed that the spatial Arrangement of a protein the state of lowest free energy corresponds and that the protein by chance this State of lowest energy. However, it could be shown that such a process does not take place in the cells.

Die Faltung eines Proteins wird primär durch seine Aminosäuresequenz bestimmt, dennoch ist es nicht möglich bei bekannter Sequenz die Sekundär -und/oder Tertiärstruktur genau vorauszusagen.The folding of a protein is primarily due to its amino acid sequence determined, but it is not possible if the sequence is known, the secondary and / or tertiary structure to predict exactly.

In den vergangenen Jahren wurden zahlreiche komplexe Faltungsmechanismen gefunden. So wurde entdeckt, dass bestimmte Proteine – wie Chaperone oder Foldasen – die korrekte Faltung von Proteinen entweder unterstützen oder katalysieren.Over the past few years found numerous complex folding mechanisms. So it was discovered that certain proteins - like Chaperones or foldases - the correct one Either support or catalyze protein folding.

Proteine falten sich in-vitro innerhalb weniger Sekunden. Da sich Proteine nicht nach dem Zufallsprinzip gemäß der niedrigsten freien Energie falten, muss es verschiedene Stoffwechselwege für die Faltung geben und es kann angenommen werden, dass die korrekte Faltung eines Proteins nicht zwingend die stabilste Faltung darstellt. Die Erforschung der Faltungskinetik ist nur bedingt möglich, da Zwischenstadien der Proteine bei der Faltung kaum isoliert betrachtet werden können.Proteins fold in vitro within less seconds. Because proteins are not random according to the lowest fold free energy, there must be different metabolic pathways for folding and it can be assumed that the correct folding of a Protein is not necessarily the most stable fold. The research of the folding kinetics is only possible to a limited extent, since intermediate stages of the Proteins can hardly be considered in isolation when folded.

Es wurden verschieden Möglichkeiten vorgeschlagen, um die biotechnologische Gewinnung korrekt gefalteter Proteine zu optimieren:There were different options proposed to the biotechnological extraction correctly folded Optimize proteins:

  • (i) Modifikation der Fermantationstechnik,(i) modification of the fermentation technique,
  • (ii) Austausch von Aminosäuren und(ii) Exchange of amino acids and
  • (iii) Änderung der intrazellulären Konzentration an Faltungsmodulatoren.(iii) change the intracellular Concentration of folding modulators.

(i) Aus in-vitro Experimenten ist bekannt, dass bei der Rückfaltung denaturierter Proteine eine niedrige Proteinkonzentration eine korrekte Faltung begünstigt. In-vivo wird dies so genutzt, dass die Überexpression nicht voll induziert wird, so dass die intrazelluläre Konzentration an rekombinanten Protein moderat ist.(i) From in vitro experiments known that when refolding denatured proteins a low protein concentration a correct one Folding favors. In vivo it will used so that the overexpression does not is fully induced so that the intracellular concentration of recombinant Protein is moderate.

Außerdem ist es möglich, durch Zusammenstellung des Mediums, den pH-Wert, die Begasung oder die Stammwahl signifikanten Einfluss auf die Faltung zu nehmen. Auch eine Erhöhung des osmotischen Druckes, z.B. durch die Zugabe von Polyolen, hat einen stabilisierenden Einfluss auf die Faltung des Proteins.It is also possible to go through Compilation of the medium, the pH value, the fumigation or the Trunk selection has a significant impact on folding. Also an increase osmotic pressure, e.g. by adding polyols a stabilizing influence on the folding of the protein.

Weiterhin führt die Senkung der Wachstumstemperatur zu einem höheren Anteil an korrekt gefalteten Proteinen. So wurde die Produktion von 5-Lipoxygenase zunächst bei 37°C durchgeführt, durch eine Senkung auf 16°C konnte der Anteil korrekt gefalteter Proteine erhöht werden.Furthermore, the lowering of the growth temperature leads to a higher one Proportion of correctly folded proteins. That's how the production was of 5-lipoxygenase initially at 37 ° C carried out, by lowering it to 16 ° C the proportion of correctly folded proteins could be increased.

(ii) Die Änderung der Aminosäuresequenz führt zu – oftmals dramatischen – Änderungen der Faltung. Dies wurde beispielsweise für Interferon und Interleukin gezeigt.(ii) The change in the amino acid sequence leads to - often dramatic - changes of folding. This has been the case for interferon and interleukin, for example shown.

(iii) Eine andere Möglichkeit besteht in der Fusion des Zielproteins mit einem Faltungsvermittler. Dazu gehören beispielsweise Thioredoxin, die Gluthation-S-Transferase, das Staphylococcus aureus-Protein A und das Maltose-Bindeprotein. Weiterhin ist der Einsatz von Hitzeschock-Proteinsystemen aus E. coli wie den Systemen DnaK-DnaJ-GrpE und GroEL-GroES bekannt. Diese Chaperone können in einem Co-Expressionssystem gleichzeitig mit dem Zielprotein exprimiert werden. Für TNF, das Wachstumshormon und die Dihydrofolatreduktase liegen als Zielprotein bereits Ergebnisse mit Co-exprimierenden Chaperonen vor.(iii) Another option consists in the fusion of the target protein with a folding mediator. This includes for example thioredoxin, the gluthation-S-transferase, the Staphylococcus aureus protein A and the maltose binding protein. Furthermore, the Use of heat shock protein systems from E. coli such as the systems DnaK-DnaJ-GrpE and GroEL-GroES known. These chaperones can be used in a co-expression system expressed simultaneously with the target protein become. For TNF, the growth hormone and the dihydrofolate reductase lie as Target protein already results with co-expressing chaperones in front.

Eine Besonderheit bei der Herstellung rekombinanter Proteine, insbesondere im Zusammenhang mit ihrer korrekten Faltung, ist die Bildung von Aggregaten (inclusion bodies, IB). Die Bildung von IBs kann vorteilhaft sein, wenn die Zielproteine anfällig für proteolytische Vorgänge sind, da IBs von Proteasen kaum angegriffen werden oder wenn es das Ziel ist inaktive Proteine oder Proteine, die keine aktive Faltung benötigen, in großen Mengen herzustellen. Durch ihren denaturierten Zustand können IBs bei höheren Temperaturen und mit einer viel höheren Scherstressbelastung isoliert werden. Maßnahmen, mit denen die in-vivo Faltung der Proteine verbessert werden kann, modifizieren auch die Bildung der IBs. IBs sind unlöslich und biologisch nicht aktiv. Zur Gewinnung von aktiven Proteinen müssen sie daher durch drastische Methoden denaturiert und anschließend – mit den oben genannten Methoden – in der korrekten Faltung renaturiert werden.A specialty in the manufacture recombinant proteins, especially in connection with their correct Folding is the formation of aggregates (inclusion bodies, IB). The formation of IBs can be beneficial if the target proteins susceptible for proteolytic operations are because IBs are hardly attacked by proteases or when there are the goal is inactive proteins or proteins that have no active folding need, in large To produce quantities. Due to their denatured condition, IBs at higher Temperatures and with a much higher shear stress be isolated. Activities, with which the in vivo folding of the proteins can be improved, also modify the formation of the IBs. IBs are insoluble and not biologically active. In order to obtain active proteins, they have to therefore denatured by drastic methods and then - with the above methods - in the correct folding can be renatured.

Diese Methoden der korrekten Faltung weisen jedoch mehrere Nachteile auf. Die Maßnahmen der Temperatursenkung reduzieren die Produktivität und garantieren die korrekte Faltung der Proteine nicht. Letztendlich muss für jedes Protein die Produktion individuell optimiert werden. Die Änderung der Aminosäuresequenz erfordert eine vorherige Bestimmung der Struktur und möglichst des Faltvorganges. Bei der Verwendung von Fusionsproteinen, kann es in Abhängigkeit vom Zielprotein, dazu kommen, dass die Fusionskonstrukte in schwer löslichen Proteinaggregaten ausfallen. Der Einsatz Coexprimierenden Chaperonen ist sehr aufwendig und kostenintensiv; weiterhin benötigen die Proteine in diesen Systemen genügend Raum für ihre Faltung, speziell wenn Disulfid-Brücken gebildet werden müssen. Daher müssen die Proteine vor der Faltung oder Rückfaltung sehr stark verdünnt werden. Bei der Herstellung von rekombinanten Insulin bedeutet dies z.B., dass der Produktionsreaktor ein Volumen von 35 qm aufweist und der Rückfaltungskessel jedoch ein Volumen von 73 qm.However, these methods of correct folding have several disadvantages. The temperature reduction measures reduce productivity and do not guarantee the correct folding of the proteins. Ultimately, production has to be individually optimized for each protein. The change in the amino acid sequence requires a prior determination of the structure and, if possible, the folding process. When using Depending on the target protein, fusion proteins may result in the fusion constructs failing in poorly soluble protein aggregates. The use of coexpressing chaperones is very complex and costly; furthermore, the proteins in these systems need enough space for their folding, especially if disulfide bridges have to be formed. Therefore, the proteins must be diluted very strongly before folding or refolding. In the production of recombinant insulin, this means, for example, that the production reactor has a volume of 35 square meters and the refolding kettle has a volume of 73 square meters.

Aufgabe der Erfindung ist es daher korrekt oder aktiv gefaltete Proteinen bereitzustellen, die eine Struktur aufweisen, die eine hohe biologische Aktivität bedingt.The object of the invention is therefore provide correctly or actively folded proteins that have a structure have a high biological activity.

Die Erfindung löst dieses technische Problem durch Bereitstellung eines multimeren Fusionsproteins, umfassend ein Expressionsprotein und ein Phagenhüllproteinfragment, wobei das Phagenhüllproteinfragment eine Dömane D1 oder ein funktionsanaloges Fragment dieser des pIII des filamentösen Bakteriophagen M13 ist.The invention solves this technical problem by providing a multimeric fusion protein comprising an expression protein and a phage coat protein fragment, the Phage coat protein fragment one Dömane D1 or a functionally analogous fragment of that of the pIII of the filamentous bacteriophage M13 is.

Der filamentöse Bakteriophage M13 exprimiert an der Oberfläche Proteine, die mit römischen Ziffern fortlaufend nummeriert werden: beispielsweise pI, pII, pIII bis pIX. PIII ist ein Hüllprotein und bildet zusammen mit pVI den infektiösen Endbereich des Phagen. Die Hüllproteine bestehen aus unterschiedlichen Domänen. Das Protein pIII umfasst drei Domänen, D1, D2 und D3. Es war überraschend, dass die erfindungsgemäßen das D1 enthaltenden Fusionsproteine aktiv gefaltete Strukturen, die Expressions- oder Zielproteine, bereitstellen und dass die das D1 enthalten erfindungsgemäßen Fusionsproteine Multimere bilden können, d.h. ohne das eine Interaktion mit D2 erforderlich ist. D1 im Sinne der Erfindung umfasst auch Proteine oder deren Fragmente, die eine ausreichende Homologie aufweisen, um zu einer natürlich vorkommenden D1 Domäne funktionsanalog zu sein und auch solche Proteine oder Peptide beziehungsweise Fragmente, die durch Deletionen, Additionen, Substitutionen, Translokationen, Inversionen und/oder Insertionen modifiziert und funktionsanalog zu D1 sind. Es war überraschend, dass D1 selbst miteinander interagiert und Multimere bindet. Man erhält über die Multimerisierung der D1 Domänen mehrere Fusionsproteine und insbesondere eine Erhöhung der Affinität aufgrund der Avidität, z.B. wenn die Expressionsproteine Fragmente von Antikörpern sind. Vorteile dieser Technologien im Hinblick auf multimere Fusionsproteine wird weiter unten detaillierter beschrieben. Die Erfindung zeigt den Vorteil des D1 als Fusionskomponente zum Expressionsprotein im Vergleich zu D1-D2 oder des gesamten pIII. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Fusionsproteins oder -peptids sind weiterhin die geringere Größe und ihre Immunogenität.The filamentous bacteriophage expresses M13 on the surface Proteins made with Roman Numbers are numbered consecutively: for example pI, pII, pIII to pIX. PIII is a coat protein and together with pVI forms the infectious end area of the phage. The coat proteins consist of different domains. The protein comprises pIII three domains, D1, D2 and D3. It was surprising that the invention D1-containing fusion proteins actively folded structures that Expression or target proteins, and that the D1 contain fusion proteins according to the invention Can form multimers i.e. without requiring interaction with D2. D1 in the sense the invention also encompasses proteins or their fragments, the one have sufficient homology to a naturally occurring one D1 domain to be functionally analogous and also such proteins or peptides respectively Fragments caused by deletions, additions, substitutions, translocations, Inversions and / or insertions modified and functionally analogous to D1. It was surprising that D1 itself interacts and binds multimers. You get over the Multimerization of the D1 domains several fusion proteins and in particular an increase in affinity due to the avidity, e.g. when the expression proteins are fragments of antibodies. Advantages of these technologies with regard to multimeric fusion proteins will be described in more detail below. The invention shows the advantage of D1 as a fusion component to the expression protein compared to D1-D2 or all of pIII. The advantages of the fusion protein according to the invention or peptide are still the smaller size and their immunogenicity.

Die erfindungsgemäßen Fusionsproteine können Homo-Multimere oder Hetero-Multimere sein. Heterologe multimere Fusionsproteine (Hetero-Multimere) umfassen dem gemäß zwei oder mehrere verschiedene Fusionsproteine.The fusion proteins according to the invention can be homomultimers or hetero multimers. Heterologous multimeric fusion proteins (Hetero-multimers) accordingly comprise two or more different fusion proteins.

Das Phagenhüllproteinfragment D1 oder sein funktionsanaloges Fragment können von dem Expressionsprotein im Fusionsprotein durch einen Linker getrennt werden. Dies kann vorteilhaft für die Aktivität und Multimerisierung des Fusionsproteins sein. Ein oder mehrere Linker können auch an anderen Stellen im Fusionsprotein vorkommen, beispielsweise zwischen einzelnen Domänen des Expressionsproteins wie im Beispiel von scFv oder zwischen dem Phagenhüllproteinfragment D1 oder seinem funktionsanalogem Fragment oder dem Expressionsprotein und weiteren Seuquenzen wie beispielswiese Tags (siehe unten). Die Polypeptidlinker haben charakteristischerweise eine Länge von 1 bis 50 Aminosäuren. Wenn kein Linker vorhanden ist spricht man erfindungsgemäß auch von einem Linker der Länge 0.The phage coat protein fragment D1 or functionally analogous fragment of the expression protein in the fusion protein by a linker be separated. This can be beneficial for activity and multimerization of the fusion protein. One or more linkers can also occur elsewhere in the fusion protein, for example between individual domains of the expression protein as in the example of scFv or between that Phagenhüllproteinfragment D1 or its functionally analogous fragment or the expression protein and other sequences such as tags (see below). The Characteristically, polypeptide linkers have a length of 1 to 50 amino acids. If there is no linker, one speaks according to the invention also a linker of length 0th

Dies ermöglicht es insbesondere, gezielt mit Hilfe von Fusionsproteinen mit D1 als Partner zum Expressionsprotein aktive multimere Fusionsproteine herzustellen. Diese haben den Vorteil, dass sie bei Interaktion mit dem Bindungspartner des Expressionsproteins eine erhöhte Bindungsstärke durch die hohe Avidität erreichen können. Durch die Anwesenheit von D1 bilden sich vor allem Tetramere Fusionsproteine aus, die eine besonders hohe Avidität erreichen. Die hohe Avidität ist beispielsweise bei Rezeptor-Liganden Interaktionen und für Antikörperbindungen besonders vorteilhaft oder auch bei enzymatischen Reaktionen.In particular, this enables targeted with the help of fusion proteins with D1 as a partner to the expression protein to produce active multimeric fusion proteins. These have the advantage that when interacting with the binding partner of the expression protein an increased binding strength achieve through the high avidity can. The presence of D1 primarily forms tetramers fusion proteins who achieve particularly high avidity. The high avidity is for example particularly advantageous for receptor-ligand interactions and for antibody binding or also in enzymatic reactions.

Erfindungsgemäß können als Expressionsprotein oder Expressionspeptid alle Proteine eingesetzt werden, die als Zielstruktur ausgewählt wurden. So kann vorgesehen sein, multimere Antikörper bereitzustellen, indem insbesondere scFv als Expressionsproteine mit dem D1 als Fusionsprotein aktiv exprimiert ist. Verwendet man die gleichen scFv erhält man vorteilhafterweise ein meist höher affines, weil avides, Multimer aus Antikörperfragmenten, bevorzugt Tetramere. Diese sind für unterschiedliche an sich bekannte in vitro und in vivo Applikationen vorteilhaft, bei denen eine höhere Affinität/Avidät Vorteile bringt. Beispielsweise bei immunologischen Testsystemen und Therapien. Bei Verwendung von unterschiedlichen scFv in Hetero-Multimeren ist es dabei einfach möglich bi- bzw- multispezifische Antikörper herzustellen, die eine Anwendung in den verschiedensten an sich bekannten in vivo und in vitro Applikationen haben, beispielsweise in biochemischen, immunologischen, immunohistochemischen, zellbiologischen Testsystemen, bevorzugterweise beispielsweise Immunhistologie, Immunocytochemie, ELISA, RIA, Westernblots, FACS Analysen, In vivo Radiodiagnostika, in vivo Radiotherapeutika, Immunpräzipitationen, zur Immunisierung und andere mehr. Die technologische Anwendung und die einzelnen Methoden ist dabei dem Fachmann bekannt oder ableitbar. Für diese Zwecke kann es vorteilhaft sein, die erfindungsgemäßen Fusionsmoleküle mit beispielsweise Fluoreszenzmolekülen, Radioisotopen oder anderen zum Nachweisegeeigneten Molekülen, wie beispielsweise Moleküle des Streptavidin-Biotin Systems, direkt zu markieren oder mit einem Tag markieren, der durch an sich bekannte sekundäre Nachweissysteme detektiert wird (s.u.). Hierfür können Spacer oder Chleatoren notwendig oder vorteilhaft sein. Die hierzu notwendigen Technologien sind dem Fachmann im Prinzip bekannt und können von ihm für die entsprechende Anwendung angepasst und/oder optimiert werden.According to the invention, all proteins which have been selected as the target structure can be used as the expression protein or expression peptide. Thus, it can be provided to provide multimeric antibodies, in particular by actively expressing scFv as the expression protein with the D1 as the fusion protein. If the same scFv is used, it is advantageous to obtain a mostly higher affinity, because avid, multimer from antibody fragments, preferably tetramers. These are advantageous for different in vitro and in vivo applications known per se, in which a higher affinity / avidity brings advantages. For example in immunological test systems and therapies. When using different scFv in hetero-multimers, it is easily possible to produce bi- or multispecific antibodies which are used in a wide variety of known in vivo and in vitro applications, for example in biochemical, immunological, immunohistochemical, cell-biological test systems, preferably for example immunohistology, immunocytochemistry, ELISA, RIA, Western blots, FACS analyzes, in vivo radio diagnostics, in vivo radiotherapeutics, immunoprecipitations, for immunization and others. The technological application and the individual methods are known to the person skilled in the art or can be derived. For these purposes it may be advantageous to directly label the fusion molecules according to the invention with, for example, fluorescence molecules, radioisotopes or other molecules suitable for detection, such as, for example, molecules of the streptavidin-biotin system, or with a tag which is detected by secondary detection systems known per se (see below). Spacers or chleators may be necessary or advantageous for this. The technologies required for this are known in principle to the person skilled in the art and can be adapted and / or optimized by him for the corresponding application.

Es ist aber selbstverständlich auch möglich, als Expressionsprotein ein single-chain MHC Klasse Molekül zu verwenden. Die MHC Klasse Moleküle kommen durch die Multimerisierung mit Vorteil zu einer höheren Valenz. Die gereinigten single chain MHC Klasse Moleküle umfassende Fusionsproteine können dabei nach an sich bekannten Methoden mit Peptiden beladen werden oder in Form von single-chain Molekülen als MHC Klasse Molekül mit entsprechendem Peptid als Fusionsprotein exprimiert werden. Dabei können geeignete Linker verwendet werden. Solche MHC Klasse Multimere mit Peptiden lassen sich beispielsweise in einer Technologie analog der bekannten Tetramertechnologie zum Nachweis von spezifischen T Zellen verwenden. Die MHC Klasse Multimere mit den Peptiden können mit an sich bekannten Methoden beispielsweise mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert werden.But of course it is too possible, to use a single-chain MHC class molecule as the expression protein. The MHC class molecules the multimerization advantageously results in a higher valence. The purified single chain MHC class fusion proteins comprising molecules can are loaded with peptides according to known methods or in the form of single-chain molecules as MHC class molecules with the corresponding Peptide can be expressed as a fusion protein. Suitable can Linker can be used. Such MHC class multimers with peptides can be used, for example, in a technology analogous to that known Use tetramer technology to detect specific T cells. The MHC class multimers with the peptides can be used with known Methods can be marked with fluorescent dyes, for example.

Weiterhin ist es beispielsweise möglich Enzymkomplexe bereitzustellen, bei denen mehrere Enzyme oder aktive Anteile von Enzymen zusammen in einem Homo- oder Hetero-Multimer gelagert werden. Der Vorteil in einem Homo-Multimer ist die Effizienzsteigerung durch die Konzentration der Enzyme. Mit Hilfe eines Hetero-Multimers können mehrere Enzyme räumlich nahe beieinander liegen. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die unterschiedlichen Enzyme aus einer katalytischen Reihe entsprechen, wodurch es ermöglicht wird Reaktionsgleichgewichte aufgrund der räumlichen Nähe effizient zur Seite der Produktes zu verschieben und damit eine effiziente Katalyse in einem Mehrschritt Prozess zu erzeugen. In einer weiteren bevorzugten Form werden dabei in die multimeren Komplexe auch Substrate oder Zwischenprodukte, Stabilatoren oder andere Katalysatoren mit einbezogen um eine möglichst hohe Effizienz zu erreichen.It is also possible, for example, to use enzyme complexes provide where multiple enzymes or active portions of Enzymes can be stored together in a homo- or hetero-multimer. The advantage in a homo-multimer is the increase in efficiency the concentration of the enzymes. With the help of a hetero multimer, several Enzymes spatially are close together. This is especially beneficial if which correspond to different enzymes from a catalytic series, making it possible Response equilibria efficiently due to the spatial proximity to the side Product and thus efficient catalysis in one Generate multi-step process. In another preferred form in the multimeric complexes, substrates or intermediates, Stabilizers or other catalysts included in order to get as possible to achieve high efficiency.

Die multimeren Fusionsproteine über das D1 ergeben die Möglichkeit hochaffine und hochaktive Multibodies zu konstruieren. Die Erfindung liefert ebenfalls die Möglichkeit über das beschriebene Selektionssystem (s.u.) direkt Multimere in Ihrer Funktion zu gewinnen. Die multimeren Fusionsproteine können für die verschiednen Anwendungen durch Stabilisierung für bestimmte Anwendungen verbessert werden, bei denen ein möglichst stabiles Multimer erwünscht ist, beispielsweise von Multibodies. Hierfür gibt es aus dem Stand eine Reihe von bekannten Techniken. Insbesondere können die einzelnen Fusionsproteine des multimeren Fusionsproteins durch kovalente Vernetzung stabilisiert werden. Hierfür kommen eine Reihe von an sich bekannten chemischen, biochemischen und physikochemischen Technologien in Betracht, beispielsweise Vernetzung durch Formaldehyd oder Glutaraldehyd, Vernetzung über Schwefelbrücken, Carboxygruppen, Amidgruppen oder photochemische Aktivierungsmethoden. Kovalente Verbindungen werden bevorzugt über sogenannte Spacer-Moleküle hergestellt, die dem Fachmann an sich bekannt sind. In einer bevorzugten Variante werden zusätzliche spezielle Tags oder Mutationen, bespielsweise Cysteine oder Lysine, im Fusionsprotein eingeführt, die eine stabile Vernetzung erlauben oder begünstigen Dabei werden die einzelnen Techniken für die einzelnen Anwendungen nach an sich bekannten Methoden optimiert und angepasst. Das unten erläuterte Verfahren der Selektion kann dabei zu Hilfe gezogen werden, indem die Phagen, die die erfindungsgemäßen Fusionsproteine tragen nach der entsprechenden Stabilisierungsmethode behandelt werden und anschließend die Selektion erfolgt. Dabei werden nur solche Fusionsproteine über ihr mit dem Phagen verknüpftes genetisches Material identifiziert, die ihre Funktion nach der Stabilisierungsbehandlung behalten.The multimeric fusion proteins over the D1 give the possibility to construct highly affine and highly active multibodies. The invention also provides the option of described selection system (see below) directly multimers in their function to win. The multimeric fusion proteins can be used for different applications through stabilization for certain applications are improved, where possible stable multimer desired is, for example of multibodies. There are a number of these from the stand of known techniques. In particular, the individual fusion proteins of the multimeric fusion protein stabilized by covalent cross-linking become. Therefor come a number of known chemical, biochemical and physicochemical technologies, such as networking through Formaldehyde or glutaraldehyde, crosslinking via sulfur bridges, carboxy groups, Amide groups or photochemical activation methods. covalent Connections are preferred over so-called spacer molecules produced, which are known per se to the person skilled in the art. In a preferred one Variant will be additional special tags or mutations, for example cysteines or lysines, introduced in the fusion protein that allow or promote stable networking Techniques for the individual applications are optimized according to known methods and adjusted. That explained below The selection process can be used to help by the phages which carry the fusion proteins according to the invention treated according to the appropriate stabilization method and subsequently the selection is made. Only such fusion proteins are placed over it associated with the phage genetic material that identifies its function after the stabilization treatment to keep.

Bevorzugt wird zwischen dem Expressionsprotein und dem D1 des erfindungsgemäßen Fusionsproteins eine Spaltstelle eingefügt, die es ermöglicht das Expressionsprotein in Form eines aktiven Proteins von dem Anteil mit dem D1 zu spalten. Hierfür wird nach an sich bekannten Methoden eine geeignete die Spaltstelle kodierende Nukleinsäuresequenz in die das Fusionsprotein kodierende Nukleinsäure eingefügt. Das exprimierte Fusionsprotein wird entsprechend den oben beschriebenen Techniken isoliert und anschließend durch eine enzymatische, ribozymatische oder chemische Spaltung mit Spaltungsmolekülen abgespalten. Als Spaltungsmoleküle dienen dabei, in Verbindung mit einer geeigneten Spaltstelle, spezifische Enzyme oder chemische Moleküle, die das zu gewinnende aktive Protein nicht deaktivieren. In Tabelle 4 ist eine bevorzugte Auswahl von Spaltungsmolekülen mit einer entsprechend geeigneten Aminosäuresequenz aufgeführt. Selbstverständlich ist es weiterhin möglich, dass das Fusionsprotein mindestens einen weiteren Tag, beispielsweise einen His-Tag, der nach der Spaltung am D1-Anteil verbleibt, umfasst. Die Spaltung wird dabei bevorzugt mit einem Enzym durchgeführt, das ebenfalls einen entsprechenden Tag trägt, beispielsweise den His-Tag. So ist in einem Schritt die Abtrennung der Spaltungsmoleküle und des D1-Anteils von dem aktiven Protein möglich. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn das zu gewinnende aktive Protein ohne den Tag bevorzugt eingesetzt werden kann. Ein Beispiel hierfür ist die Gewinnung von aktiven Antikörperfragmenten, die für den Einsatz im Menschen dienen und dort möglichst keine oder eine möglichst geringe Immunantwort hervorrufen sollen. Damit ist dies ein Verfahren, das besonders geeignet ist zur Herstellung von aktiven Antikörpern für Antikörpertherapien oder Antikörperdiagnostika am Menschen. Solche Antikörper können dann in weiteren, dem Fachmann bekannten, Schritten beispielsweise mit Radioisotopen mit oder ohne Chelatoren beladen werden oder mit Hilfe entsprechender Kopplungsschritte und -molekülen an Toxine oder andere Stoffe gekoppelt werden. Für die Diagnostik sind dabei bevorzugt Fluoreszenzmarkierung, die direkt oder über sekundäre Bindungssysteme, wie beispielsweise dem Streptavidin-Biotin System eingesetzt werden.A cleavage site is preferably inserted between the expression protein and the D1 of the fusion protein according to the invention, which makes it possible to cleave the expression protein in the form of an active protein from the portion with the D1. For this, a suitable nucleic acid sequence encoding the cleavage site is inserted into the nucleic acid encoding the fusion protein using methods known per se. The expressed fusion protein is isolated according to the techniques described above and then cleaved by enzymatic, ribozyme or chemical cleavage with cleavage molecules. In connection with a suitable cleavage site, specific enzymes or chemical molecules that do not deactivate the active protein to be obtained serve as cleavage molecules. Table 4 shows a preferred selection of cleavage molecules with a correspondingly suitable amino acid sequence. Of course, it is also possible for the fusion protein to comprise at least one additional day, for example a His day, which remains on the D1 portion after cleavage. The cleavage is preferably carried out with an enzyme which also bears a corresponding day, for example His day. In this way, the cleavage molecules and the D1 portion can be separated from the active protein in one step. This is advantageous, for example, if the active protein to be obtained can preferably be used without the day. An example of this is the production of active antibody fragments which are intended for use in humans and are said to cause as little or as little immune response as possible there. This is a method that is particularly suitable for the production of active antibodies for antibody therapies or antibody diagnostics in humans. Such antibodies can then be used in further, the Steps known to those skilled in the art are loaded, for example, with radioisotopes with or without chelators or are coupled to toxins or other substances with the aid of corresponding coupling steps and molecules. For diagnostics, fluorescence labels are preferred, which are used directly or via secondary binding systems, such as the streptavidin-biotin system.

Im Zusammenhang mit der Erfindung sollen folgend einige Begriffe definiert werden:
Unter aktiven Proteinen versteht man erfindungsgemäß solche Proteine, die aufgrund einer Faltung beziehungsweise einer räumlichen Struktur eine Aktivität beinhalten, diese Aktivität kann beispielsweise eine Bindungsaktivität, enzymatische Aktivität, katalytische Aktivität oder eine Aktivität, die auf Wechselwirkung beruht, sein. Solche Proteine können auch posttranslational modifiziert sein.
Some terms are to be defined in connection with the invention:
According to the invention, active proteins are understood to mean those proteins which contain an activity due to a folding or a spatial structure; this activity can be, for example, a binding activity, enzymatic activity, catalytic activity or an activity which is based on interaction. Such proteins can also be post-translationally modified.

Unter Fusionsproteinen versteht man erfindungsgemäß zwei oder mehrere Polypeptide oder Proteine, die zusammen über ein Genkonstrukt als ein zusammenhängendes Protein, dem Fusionsprotein, exprimiert werden können. Dabei können die Polypeptide oder Proteine durch weitere Sequenzen, beispielsweise Linker oder Tags voneinander getrennt und/oder an diese an einem der beiden Seiten angehängt werden.Fusion proteins are understood according to the invention two or several polypeptides or proteins that together form a gene construct as one coherent Protein, the fusion protein, can be expressed. The polypeptides or proteins by further sequences, for example linkers or Separate tags from each other and / or to them on one of the two Pages attached become.

Unter einem Expressionsprotein versteht man erfindungsgemäß den Anteil des Fusionsproteins, der die Aktivität beinhaltet.An expression protein means the proportion according to the invention of the fusion protein that contains the activity.

Unter dem D1 versteht man erfindungsgemäß ein Polypeptid oder dessen entsprechende kodierende Nukliensäuresequenz, das der Domäne D1 des Phagenhüllproteins pIII des filamentösen Bakteriophagen M13 entspricht oder deren Funktionsanaloga. Erfindungsgemäß versteht man unter dem D1 aber auch Ableitungen des D1, die beispielsweise Mutationen des D1 sind oder D1 das mit zusätzlichen Aminosäuresequenzen verbunden ist (siehe auch oben). D1 kann dabei ebenfalls Teile der Sequenzen der Domäne D2 des Phagenhüllproteins pIII des filamentösen Bakteriophagen M13 enthalten, solange die volle Länge des D2 nicht erreicht wird. Vorraussetzung der Ableitungen des D1 ist, dass diese weiterhin eine Expression von aktiven Proteinen im Sinnen der Erfindung und/oder eine Multimerisierung der Fusionsproteine erlauben.According to the invention, the D1 is understood to be a polypeptide or its corresponding coding nuclienic acid sequence, that of the domain D1 des phage coat pIII of the filamentous Corresponds to bacteriophage M13 or their functional analogues. Understands according to the invention one under the D1 but also derivatives of the D1, for example Mutations of D1 or D1 are those with additional amino acid sequences is connected (see also above). D1 can also be part of the Sequences of the domain D2 of the phage coat protein pIII of the filamentous Bacteriophage M13 included as long as the full length of the D2 is not reached. Prerequisite for the derivations of the D1 is that this continues to express active proteins in the senses of the invention and / or a multimerization of the fusion proteins allow.

Unter dem D1-Anteil versteht man erfindungsgemäß der Teil des Fusionsproteins oder die das Fusionsprotein kodierende Nukleinsäure, der das D1 enthält und nicht das Expressionsprotein ist, wobei weitere Sequenzen dabei enthalten sein können, beispielsweise Tags, Linker, und/oder Signalsequenzen.One understands the D1 portion according to the part of the fusion protein or the nucleic acid encoding the fusion protein, the that contains D1 and is not the expression protein, with additional sequences may be included for example tags, linkers, and / or signal sequences.

Unter einem Linker versteht man erfindungsgemäß eine Aminosäuresequenz oder die die Sequenz kodierende Nukleinsäure, die zwei Polypeptide oder Proteine miteinander in einem Fusionsprotein verbindet. Ein Linker kann dabei ebenfalls zwischen zwei oder mehreren Polypeptiden eines Expressionsproteins vorkommen, beispielsweise zwischen den variablen Domänen der leichten und der schweren Kette von Antikörpern bei single chain Antikörperfragmenten oder beispielsweise zwischen der alpha Einheit und der beta- Einheit eines MHC Klasse I Moleküls und dem MHC Klasse I Peptid die in Form eines single chain MHC I/Peptid im Fusiosnprotein umfasst sind.. Die Linker können eine Länge von 0 bis 50 Aminosäuren besitzen (siehe auch oben).According to the invention, a linker is understood to be an amino acid sequence or the nucleic acid encoding the sequence, the two polypeptides or Combines proteins with each other in a fusion protein. A leftist can also be one between two or more polypeptides Expression protein occur, for example between the variable domains the light and heavy chain of antibodies in single chain antibody fragments or for example between the alpha unit and the beta unit of an MHC Class I molecule and the MHC class I peptide in the form of a single chain MHC I / peptide in the Fusiosnprotein are included .. The linkers can have a length of 0 to 50 amino acids (see also above).

Unter einem Tag versteht man erfindungsgemäß längere oder kürzere Aminosäure Sequenzen oder die die Sequenz kodierende Nukleinsäure, die beispielsweise der Identifizierung oder Affinitätsreinigung durch einen gegen das Tad spezifisch gerichteten Antikörper oder Bindungsmolekül, der Reinigung durch Komplexbindung an Metalle (His-Tag), der Fluoreszenzmarkierung (z.B. green fluorescence protein) oder der Markierung oder Kopplung an Molekülen dienen, beispielsweise durch Radioaktiv- oder Fluoreszenz-Markierung oder Kopplung an Biotin, Enzyme oder andere Strukturen. Diese und andere Tags sind dem Fachmann bekannt, sowie ihre Einfügung in entsprechende Nukleinsäure- oder Proteinkonstrukte und Verknüpfung mit den Molekülen, sowie weiterführenden Reinigungs- und Markierungstechniken.According to the invention, a day means longer or shorter amino acid Sequences or the nucleic acid encoding the sequence, the for example, the identification or affinity purification by one against the Tad specifically targeted antibody or binding molecule, cleaning through complex binding to metals (His-Tag), the fluorescent label (e.g. green fluorescence protein) or labeling or coupling of molecules serve, for example by radioactive or fluorescent labeling or coupling to biotin, enzymes or other structures. This and other tags are known to the person skilled in the art, as well as their insertion in corresponding nucleic acid or protein constructs and linkage with the molecules, as well as advanced Cleaning and marking techniques.

Unter einer Wirtszelle versteht man erfindungsgemäß eine prokaryontische oder eukaryontische Zelle, die eine Expression des Fusionsproteins im Periplasma oder in einer sezernierten Form erlaubt. In einer bevorzugten Variante ist die Zelle eine Bakterienzelle. Die Wirtszelle kann auch Teil eines Organismus sein, beispielsweise von Pflanzenzellen.A host cell is understood to mean according to the invention a prokaryotic or eukaryotic cell expressing the fusion protein allowed in the periplasm or in a secreted form. In a preferred variant, the cell is a bacterial cell. The host cell can also be part of an organism, for example plant cells.

Unter Spaltungsmolekülen versteht man erfindungsgemäß Enzyme, beispielsweise Proteasen, Ribozyme oder andere chemische Moleküle, beispielsweise Bromcyan, die spezifisch die Spaltstelle im Fusionsprotein erkennen und diese spezifisch spalten, wodurch es zu einer Freisetzung des aktiven Proteins kommtCleavage molecules are understood enzymes according to the invention, for example proteases, ribozymes or other chemical molecules, for example Bromocyanine, which specifically recognize the cleavage site in the fusion protein and specifically cleave them, thereby releasing the active protein comes

Unter einem multimeren Fusionsprotein versteht man erfindungsgemäß die nicht-kovalente Zusammenlagerung von zwei oder mehreren Fusionsproteinen, die durch die Domäne D1 oder sein Funktionsanalog des Phagenhüllproteins pIII des Bakteriophagen M13 vermittelt wird. Homologe multimere Fusionsproteine bestehen dabei aus Fusionsproteinen mit gleichen Expressionsproteinen. Heterologe Fusionsproteine bestehen dabei aus Fusionsproteinen mit unterschiedlichen Fusionsproteinen.Under a multimeric fusion protein one understands according to the invention the non-covalent Storage of two or more fusion proteins by the domain D1 or its functional analogue of the phage coat protein pIII of the bacteriophage M13 is conveyed. Homologous multimeric fusion proteins exist thereby from fusion proteins with the same expression proteins. heterologous Fusion proteins consist of fusion proteins with different Fusion proteins.

Unter Multibodies versteht man erfindungsgemäß multimere Antikörperfragmente, beispielsweise Dia-, Tria- oder Tetrabodies. Diese werden beispielsweise durch Verkürzung oder weglassen des Linkers zwischen den variablen Domänen VH (Variable Domäne der schweren Kette) und VL (Variable Domäne der leichten Kette) hergestellt. Dabei haben Multibodies Bindungsstellen gleicher Spezifität, beispielsweise Dia-, Tria-, Tetrabodies, oder unterschiedlicher Spezifität, beispielsweise bispezifische Diabodies.According to the invention, multibodies are understood to mean multimers Antibody fragments, for example slide, tria or tetrabodies. These are, for example by shortening it or omit the linker between the variable domains VH (variable domain heavy chain) and VL (light chain variable domain). Multibodies have binding sites of the same specificity, for example Dia-, Tria-, Tetrabodies, or different specificity, for example bispecific diabodies.

Unter einer Vakzine versteht man erfindungsgemäß einen Stoff zur Immunisierung von Menschen oder Tieren. Eine Vakzine enthält dabei erfindungsgemäß ein erfindungsgemäßes Fusionsprotein oder ein multimeres Fusionsprotein.According to the invention, a vaccine is understood to be a substance for the immunization of humans or Animals. According to the invention, a vaccine contains a fusion protein according to the invention or a multimeric fusion protein.

Unter einem Arzneimittel versteht man erfindungsgemäß ein pharmazeutisches Produkt, das eine erfindungsgemäße Vakzine in einer geeigneten pharmazeutischen Darreichungsform umfasst und für die Anwendung am Menschen dient.Under a drug one according to the invention a pharmaceutical Product containing a vaccine according to the invention in a suitable pharmaceutical dosage form and for the Application to humans.

Unter einem Abt versteht man erfindungsgemäß einen Antikörper, der gegen die Bindungsregion eines primären Antikörpers, der das gewünschte Antigen erkennt, gegen das immunisiert werden soll, spezifisch gerichtet ist und das Antigen immunologisch imitiert, und in einer Immunisierung eine Immunantwort gegen das Antigen bewirkt.According to the invention, an abbot means one Antibody, that against the binding region of a primary antibody that contains the desired antigen recognizes against which to immunize, specifically directed is and immunologically imitates the antigen, and in an immunization causes an immune response against the antigen.

Unter einem Bakteriophagen versteht man erfindungsgemäß ein Virus, das ein Bakterium infizieren kann.Under a bacteriophage a virus according to the invention, that can infect a bacterium.

Unter einem Mimikry-Peptid gegen Konformationsepitope versteht man erfindungsgemäß ein Peptid, das ein Konformationsepitop oder eine Nicht-Proteinstruktur, beispielsweise eine Kohlenhydratstruktur, immunologisch imitiert und in einer Immunisierung eine Immunantwort gegen das Konformationsepitop bewirkt.Taking a mimicry peptide against Conformation epitopes are understood according to the invention as a peptide that is a conformation epitope or a non-protein structure, for example a carbohydrate structure, imitated immunologically and in an immunization an immune response against the conformation epitope.

Unter einer Nukleinsäure versteht man erfindungsgemäß solche DNA oder RNA Moleküle, die eine Aminosäuresequenz kodieren, die die erfindungsgemäßen Fusionsproteine umfasst. Die DNA und/ oder RNA wird nach an sich bekannten Methoden synthetisch oder aus natürlichen Quellen, beispielsweise eukaryontischen oder prokaryontischen Zellen, beispielsweise Bakterien, oder Viren, beispielsweise Bakteriophagen, gewonnen. Entsprechende Methoden sind dem Fachmann bekannt. Nukleinsäuren, die als Vakzine eingesetzt werden, haben dabei zusätzliche Sequenzen, die einen Gebrauch als Vakzine, beispielsweise als DNA Vakzine, ermöglichen oder verbessern. Entsprechende Sequenzen sind dem Fachmann bekannt. Dabei ist es weiterhin vorteilhaft die Sequenzen mit entsprechenden CpG Formen entweder synthetisch oder aus Bakterien zu gewinnen. Entsprechende Methoden sind dem Fachmann bekannt. Nukleinsäuren, die für die Expression in Wirtszellen verwendet werden umfassen zusätzliche Sequenzen die eine Lokalisation der exprimierten aktiven Fusionsproteine in das Periplasma oder in Form sezernierter aktiver Fusionsproteine bewirken. Entsprechende Sequenzen sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise sind bevorzugte Sequenzen in der Tabelle 5 und 6 aufgeführt.A nucleic acid means one according to the invention DNA or RNA molecules, which is an amino acid sequence encode the fusion proteins of the invention includes. The DNA and / or RNA is made according to methods known per se synthetic or natural Sources, for example eukaryotic or prokaryotic cells, for example bacteria, or viruses, for example bacteriophages, won. Appropriate methods are known to the person skilled in the art. Nucleic acids that used as a vaccine have additional sequences that one Enable use as a vaccine, for example as a DNA vaccine or improve. Corresponding sequences are known to the person skilled in the art. It is also advantageous to use the corresponding sequences CpG forms either synthetically or from bacteria. Appropriate methods are known to the person skilled in the art. Nucleic acids that for the Expression used in host cells include additional ones Sequences localizing the expressed active fusion proteins into the periplasm or in the form of secreted active fusion proteins cause. Corresponding sequences are known to the person skilled in the art, for example preferred sequences are listed in Tables 5 and 6.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Fusionspeptid einen Polypeptidlinker, eine sekretorische Lokalisationssequenz und/oder eine periplasmatisches Lokalisationssequenz. Der Polypetidlinker kann null bis 50 Aminosäuren umfassen (siehe auch oben). Die Lokalisationssequenzen ermöglichen insbesondere, dass das Fusionspeptid oder Fusionsprotein bei seiner Gewinnung im Periplasma oder im Wirtszellüberstand vorliegt. Selbstverständlich ist es möglich, in einer bevorzugten Ausführungsform die Lokalisationssequenzen und/oder den oder die Polypeptidlinker und/oder den oder die Tags am Fusionspeptid beizubehalten. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform werden die Lokalisationssequenzen und/oder den oder die Polypeptidlinker und/oder den oder die Tags nach der Gewinnung des Fusionsproteins abgespalten.In a preferred embodiment of the invention, the fusion peptide comprises a polypeptide linker, a secretory localization sequence and / or a periplasmic one Localization sequence. The polypeptide linker can comprise zero to 50 amino acids (see also above). The localization sequences enable in particular, that the fusion peptide or fusion protein at its Obtained in the periplasm or in the host cell supernatant. It goes without saying it possible in a preferred embodiment the localization sequences and / or the polypeptide linker (s) and / or to maintain the tag or tags on the fusion peptide. In a further preferred embodiment the localization sequences and / or the polypeptide linker (s) and / or the tag or tags after the fusion protein has been obtained cleaved.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Fusionspeptid mindestens eine Spaltstelle zwischen dem Zielprotein und der Domäne D1 auf. Mit Vorteil ist es möglich bereits in dem codierenden Vektor mehrere Spaltstellen bereitzustellen, um eine geeignete für das Expressionsprotein zu beinhalten (s.o.).In a further preferred embodiment the fusion peptide has at least one cleavage site between the Target protein and the domain D1 on. It is possible with advantage to provide several cleavage sites already in the coding vector, to find a suitable one for to contain the expression protein (see above).

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Expressionsprotein ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Antikörperfragment, einem single chain antibody, einem Multibody, einem Fab-Fragment, einem single chain MHC-Molekül, einem MHC-Peptid Fusionspeptid und/oder Abt. Die Expressionspeptide können auch Expressionsproteine sein, die mit Immunreaktion im Zusammenhang stehen können, wie Liganden, Rezeptoren, Enzyme oder andere Strukturproteine.In another embodiment In the invention, the expression protein is selected from the group consisting of from an antibody fragment, a single chain antibody, a multibody, a Fab fragment, a single chain MHC molecule, one MHC peptide fusion peptide and / or Dept. The expression peptides can also Expression proteins related to immune response can stand such as ligands, receptors, enzymes or other structural proteins.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das multimere Fusionspeptid gleiche Expressionspeptide oder mindestens zwei verschiedene Expressionspeptide.In another embodiment In the invention, the multimeric fusion peptide comprises the same expression peptides or at least two different expression peptides.

Die Erfindung betrifft auch ein Nukleinsäuremolekül dass das erfindungsgemäße Fusionspeptid codiert. Das Nukleinsäuremolekül umfasst insbesondere eine Nukleinsäurensequenz, die eine oder mehrere Signalsequenzen für den Transport in das Periplasma oder in das umgebende Medium kodiert. Die Herstellung der Nukleinsäuren und ihre Einbringung in Bakterien ist dem Fachmann bekannt. Mit Vorteil können weitere Expressionsvektoren mit zusätzlichen Tags und/oder Linkern versehen werden. Die hierzu benötigten Technologien sind dem Fachmann prinzipiell bekannt und erlauben mit Hilfe der offenbarten Erfindung die Herstellung solcher Expressionsvektoren. Das Nukleinsäuremolekül oder ein Vektor, die das Nukleinsäuremolekül umfaßt, kann in geeignete Liposomen oder Wirtszellen eingebracht werden, wobei in den Liposomen die Enzyme eingebracht werden können, die für die Expression des Fusionspeptid erforderlich sind. Hierdurch wird ein Expressionsvektorsystem erhalten. Das Expressionsvektorsystem umfasst demgemäß Fragmente des Bakteriophagenhüllproteins pIII, wie die Domäne D1 des pIII des filamentösen Bakteriophagen M13. D1 ist dabei mit einem Expressionsprotein in Form eines Fusionsproteins verbunden und wird entweder im Periplasma oder löslich in den Kulturüberstand von Bakterien exprimiert. Aber es können auch Wirtszellen verwendet werden, die es ermöglichen, lösliche Proteine zu exprimieren, beispielsweise Hefezellen oder höhere eukaryontische Zellen, wie beispielsweise Insektenzellen, bevorzugt Vertebratenzellen bevorzugt Säugerzellen, hierbei bevorzugt menschliche Zellen und Zelllininen. Hierfür enthalten die Nukleinsäuren, die das Fusionsprotein kodieren, zusätzlich an sich bekannte entsprechende Signalsequenzen, die es erlauben das Protein in einer löslichen Form zu exprimieren. Solche Signalsequenzen codieren Signalpeptide, beispielsweise periplasmatische Lokalisationssignale oder Exportsignale, die für eine Lokalisation des Fusionsproteins im Periplasma oder in sezernierter Form außerhalb der Wirtszelle verantwortlich sind, wie sie beispielhaft in Tabelle 5 und 6 aufgeführt werden.The invention also relates to a nucleic acid molecule which encodes the fusion peptide according to the invention. The nucleic acid molecule in particular comprises a nucleic acid sequence which encodes one or more signal sequences for the transport into the periplasm or into the surrounding medium. The production of the nucleic acids and their introduction into bacteria is known to the person skilled in the art. Advantageously, additional expression vectors can be provided with additional tags and / or linkers. The technologies required for this are known in principle to the person skilled in the art and, with the aid of the disclosed invention, allow the production of such expression vectors. The nucleic acid molecule or a vector comprising the nucleic acid molecule can be introduced into suitable liposomes or host cells, it being possible for the enzymes required for the expression of the fusion peptide to be introduced into the liposomes. An expression vector system is obtained in this way. The expression vector system accordingly comprises fragments of the bacteriophage coat protein pIII, such as the domain D1 of the pIII of the filamentous bacteriophage M13. D1 is linked to an expression protein in the form of a fusion protein and is expressed either in the periplasm or soluble in the culture supernatant of bacteria. But host cells can also be used which make it possible to express soluble proteins, for example yeast cells or higher eukaryotic ones Cells, such as insect cells, preferably vertebrate cells, preferably mammalian cells, here preferably human cells and cell lines. For this purpose, the nucleic acids which encode the fusion protein additionally contain corresponding signal sequences which are known per se and which allow the protein to be expressed in a soluble form. Such signal sequences encode signal peptides, for example periplasmic localization signals or export signals, which are responsible for localization of the fusion protein in the periplasm or in secreted form outside the host cell, as are exemplified in Tables 5 and 6.

Als weitere Komponenten können die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren für Linker kodieren, die das D1 und das Expressionsprotein voneinander trennen, und/oder die zwischen Teilen des Expressionsproteins eingefügt sind, wie beispielsweise bei scFv. Die Herstellung von Nukleinsäuren die Varianzen von scFv oder einzelner scFv kodieren oder der Gewinnung der Nukleinsäuresequenzen oder relevanter Teile von anderen Antikörpern oder Antikörperfragmenten aus Zellen sind dem Fachmann bekannt.As further components, the Nucleic acids according to the invention for linkers encode that separate the D1 and the expression protein, and / or which are inserted between parts of the expression protein, such as scFv. The production of nucleic acids Encode variances of scFv or individual scFv or the extraction the nucleic acid sequences or relevant parts of other antibodies or antibody fragments from cells are known to the person skilled in the art.

Ob Linker an den bestimmten Stellen notwendig oder vorteilhaft sind, oder ob es günstiger ist Linker an bestimmten Stellen wegzulassen, ist von dem Fusionsprotein abhängig und dem dort exprimierten Expressionsprotein und kann nach an sich bekannten Methoden ermittelt werden. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, den Linker zwischen den beiden Domänen der variablen Ketten von scFv zu verkürzen oder wegzulassen, wodurch es zur Multimerisierung des Antikörper kommt, die dem Fachmann an sich bekannt ist. Diese Multimerisierisierung ist von der weiter unten beschriebenen Multimerisierung über D1 Domänen unterschiedlich.Whether linker in the specific places are necessary or advantageous, or whether it is cheaper to link to certain Omission is dependent on the fusion protein and the expression protein expressed there and can be according to known Methods are determined. For example, it can be beneficial be the linker between the two domains of the variable chains of shorten scFv or omit, which results in multimerization of the antibody, which is known per se to the person skilled in the art. This multimerization is different from the multimerization via D1 domains described below.

Als weitere Komponente können die das Fusionsprotein codierende Nukleinsäuren zusätzlich auch Tags enthalten, die beispielsweise zur Reinigung, Detektion, Stabilisierung oder Markierung dienen können. Diese Tags können sowohl vor, nach oder zwischen einzelnen Komponenten des Fusionsproteins, einschließlich innerhalb des Expressionsprotein-Anteils liegen.As a further component, the the nucleic acids encoding the fusion protein also contain tags, for example for cleaning, detection, stabilization or Mark can serve. This Tags can both before, after or between individual components of the fusion protein, including are within the expression protein portion.

In den Beispielen ist im Detail erläutert, dass die Expression von Expressionsproteinen in Form von Fusionsproteinen zur Expression von aktivem Protein führt. Dabei werden bestimmte Proteine, die vorher in herkömmlichen Expressionssystemen nicht aktiv exprimiert werden konnten, aktiv exprimiert und andere haben eine erhöhte Aktivität. Die Beispiele zeigen weiterhin, dass dies auf einer Aktivierung des Fusionsproteins basiert und nicht auf einer Erhöhung der Expression alleine. Außerdem wird auch deutlich, dass der Effekt nicht durch eine Multimerisierung alleine zustande kommt, da ebenfalls Monomere, die zuvor ohne Fusion an D1 inaktiv waren, in Form des erfindungsgemäßen monomeren Fusionsproteins aktiv wurden. Monomere Fusionsproteine können durch chromatographische Verfahren, die in den Beispielen im Detail erläutert werden, gewonnen werden.The examples explain in detail that the expression of expression proteins in the form of fusion proteins leads to the expression of active protein. In doing so, certain Proteins previously found in conventional Expression systems could not be actively expressed, actively expressed and others have increased activity. The examples also show that this is based on activation of the fusion protein and not on a raise expression alone. Moreover it also becomes clear that the effect is not due to multimerization comes about on its own because it also contains monomers that previously had no fusion were inactive on D1, in the form of the monomeric fusion protein according to the invention became active. Monomeric fusion proteins can be determined by chromatographic Methods that are explained in detail in the examples can be obtained.

Die Erfindung betrifft auch einen Vektor, der das Nukleinsäuremolekül umfasst, insbesondere pKJB3.The invention also relates to a Vector comprising the nucleic acid molecule especially pKJB3.

Die Erfindung betrifft auch einen Phagen umfassend den Vektor, wobei der Teil des Vektors, der Phagenhüllprotein-Anteil, beispielsweise die D1 Domäne oder ihr Funktionsanalog, codiert nicht den Teil des Phagenhüllprotein codiert, der der Verankerung in der Phagenhülle dient. Verankerungsproteine sind alle Proteine, die der Integrierung in die Phagenhülle dienen.The invention also relates to a Phages comprising the vector, the part of the vector, the phage coat protein portion, for example the D1 domain or their functional analogue, does not encode the part of the phage coat protein coded, which serves to anchor it in the phage shell. anchoring proteins are all proteins that are used for integration into the phage shell.

Die Erfindung betrifft auch Erkennungsmoleküle, die gegen ein Fusionsprotein, die Nukleinsäuremolekül und/oder die Wirtszelle gerichtet sind.The invention also relates to recognition molecules that directed against a fusion protein, the nucleic acid molecule and / or the host cell are.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Erkennungsmolekül ein Antikörper, ein Antikörperfragment und/oder ein Antisense-Konstrukt ist, insbesondere ein RNA-Interferenzmolekül. Bevorzugt ist der Antikörper ein monoklonaler oder polyklonaler Antikörper gegen das aktive Protein, nämlich das Expressionsprotein, des Fusionsproteins. Mit Hilfe der Phagen Display Technologie unter Verwendung des aktiven Proteins oder des aktiven Fusionsproteins als Antigen können Antikörper Phagen Display Bibliotheken gewonnen werden. Dem Fachmann sind Verfahren zur Generierung der Erkennungssubstanzen bekannt.In a preferred embodiment of the invention, the recognition molecule is an antibody, an antibody fragment and / or an antisense construct, in particular an RNA interference molecule. Prefers is the antibody a monoclonal or polyclonal antibody against the active protein, namely the expression protein, the fusion protein. With the help of the phages Display technology using active protein or active fusion protein as antigen, antibody phage display libraries can be obtained become. Methods for generating the recognition substances are known to the person skilled in the art known.

Die Erfindung betrifft auch eine Vakzine umfassend das Fusionspeptid, das Nukleinsäuremolekül, die Wirtszelle und/oder das Erkennungsmolekül gegebenenfalls mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger. Die Vakzine können insbesondere Expressionsproteine umfassen, die einem Abt entsprechen oder einem Mimikrypeptid, das ein Konformationsepitop imitiert. Bevorzugt umfassen die Vakzine ein monomeres Fusionsprotein oder multimeres Fusionsprotein umfassend die Domänen D1 oder funktionsanaloge Domänen wie bestimmte Strukturanteile von D2, oder Fragmente davon und ein oder mehrere Antikörperfragmente und/oder mindestens ein zusätzliches Adjuvans oder einen anderen geeigneten Stoff zur Wirkungsverstärkung in einer geeigneten Lösung enthält.The invention also relates to a Vaccine comprising the fusion peptide, the nucleic acid molecule, the host cell and / or the recognition molecule optionally with a pharmaceutically acceptable carrier. The vaccine can in particular Include expression proteins that correspond to an abbot or one Mimic crypeptide that mimics a conformational epitope. Preferably include the vaccine is a monomeric fusion protein or multimeric fusion protein spanning the domains D1 or functionally analogous domains like certain structural parts of D2, or fragments thereof and a or several antibody fragments and / or at least one additional Adjuvant or other suitable substance to enhance the effect in a suitable solution contains.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines aktiven Fusionsproteins umfassend die Schritte:The invention also relates to a method for the production of an active fusion protein comprising the steps:

  • – Bereitstellung eines Nukleinsäuremoleküls codierend ein Fusionspeptid umfassend eine Domäne D1 eines pIII oder dessen Funktionsanalogen und ein Expressionsprotein,- provision of a nucleic acid molecule a fusion peptide comprising a domain D1 of a pIII or its Functional analogs and an expression protein,
  • – Einbringen des Nukleinsäuremolekül in eine Wirtszelle,- bring in of the nucleic acid molecule into a Host cell
  • – Gewinnung des durch das Nukleinsäuremolekül codierten Fusionspeptides aus einem Periplasma und/oder einem Wirtszellüberstand.- extraction of the one encoded by the nucleic acid molecule Fusion peptides from a periplasm and / or a host cell supernatant.

In dem Verfahren können neben D1 auch Homologe/Analoge eingesetzt werden, die eine D1 Aktivität aufweisen. Beispielsweise können dies sein ein anders Phagenhüllprotein eines filamentösen Phagen, beispielsweise pVI oder pVIII, bevorzugt ein Phagenhüllprotein des filamentösen Phagen M13, besonders bevorzugt die Domäne 2 von pIII des Bakteriophagen M13. Die bevorzugte Form ist das D1 oder sein Fumktionsanalog (s.o.). Das bereitgestellte Verfahren ermöglicht es, effizient aktive Fusionspeptide oder Proteine zu exprimieren. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Proteine oder Peptide können monomer oder multimer vorliegen. Die Gewinnung von multimeren Strukturen kann vorteilhaft sein, wenn z.B, eine gute Avidität erzielt werden soll. Selbstverständlich ist es auch möglich, aktive Monomere zu gewinnen. Vorteilhafterweise müssen die hergestellten Proteine nicht renaturiert werden Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können insbesondere solche Fusionspeptide oder Proteine gewonnen werden, die durch herkömmliche Verfahren oder die Verwendung bekannter Expressionssysteme in einer nicht aktiven Form oder in einer vermindert aktiven Form in Bakterien exprimiert wurden. Durch das Verfahren können Fusionspeptide oder Proteine in einer aktiven oder einer höher aktiven Form exprimiert werden. Das Fusionsprotein kann hierbei so ausgewählt sein, dass es umfasst: mindestens eine Polypeptidlinkerlänge von 0 bis 50 Aminosäuren, einem oder mehrere Tags und/oder eine oder mehrere zusätzlichen Spaltstellen zwischen dem Phagenhüllprotein und dem Expressionsprotein. Das Expressionsprotein kann insbesondere sein: ein Antikörperfragment, ein single chain antibody, ein Multibody, ein Fab Fragment oder ein MHC-Molekül/MHC-Peptid Fusionspeptid. Die Erfindung liefert also ein Verfahren, das es ermöglicht Proteine in einer aktiven Form im Periplasma von Bakterien zu exprimieren, die zuvor nicht oder weniger aktiv bei einer Expression im Periplama waren. Dabei wird das Protein, das aktiv exprimiert werden soll in Form eines Fusionsproteins mit einem Phagenhüllprotein, bevorzugt dem pIII des filamentösen Bakteriophagen M13 bzw. Homologen, die funktionsanalog sind, exprimiert und durch ein Periplasmatisches Lokalisationssignal ins Periplasma gebracht. Es gibt eine Reihe von Proteinen, die auch bei einer Expression im Periplasma nicht in eine aktive Faltungsform gebracht werden oder die Aktivität relativ gering ist. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert die Möglichkeit, durch Fusion der Proteine mit einem Phagenhüllprotein, bevorzugt dem pIII des filamentösen Bakteriophagen M13, oder Fragmenten davon, bei einer Expression im Periplasma von solchen Proteinen aktive Proteine zu erzeugen, die zuvor nicht aktiv im Periplama exprimiert werden konnten, oder die Aktivität der Proteine im Vergleich zu Expression im Periplasma ohne den Phagenhüllproteinanteil erhöhen. Die Proteine können als aktive Fusionsproteine verwendet werden oder über eingefügte proteolytische Spaltstellen durch Abspaltung mit Spaltmolekülen ohne das Phagenhüllprotein eingesetzt werden.In the process, in addition to D1 homologs / analogs can also be used which have a D1 activity. For example this is a different phage coat protein of a filamentous Phages, for example pVI or pVIII, preferably a phage coat protein of filamentous Phage M13, particularly preferably domain 2 of pIII of the bacteriophage M13. The preferred form is the D1 or its Fumktionsanalog (see above). The provided procedure enables to be active efficiently To express fusion peptides or proteins. The with the inventive method Proteins or peptides obtained can be monomeric or multimeric available. The extraction of multimeric structures can be advantageous if, for example, good avidity should be achieved. Of course is it also possible win active monomers. Advantageously, the Proteins produced cannot be renatured such fusion peptides or proteins can be obtained by conventional Method or the use of known expression systems in one inactive form or in a reduced active form in bacteria were expressed. The method allows fusion peptides or proteins in an active one or a higher one active form can be expressed. The fusion protein can so selected be that it includes: at least one polypeptide linker length of 0 to 50 amino acids, one or more tags and / or one or more additional Cleavage sites between the phage coat protein and the expression protein. The expression protein can in particular be: an antibody fragment, a single chain antibody, a multibody, a Fab fragment or an MHC molecule / MHC peptide Fusion peptide. The invention thus provides a method that allows To express proteins in an active form in the periplasm of bacteria, which were previously not or less active when expressed in the periplama were. This is the protein that is to be actively expressed in the form of a fusion protein with a phage coat protein, preferably the pIII of filamentous B13 bacteriophages or homologues that are functionally analogous are expressed and through a periplasmic localization signal into the periplasm brought. There are a number of proteins that are also used in expression cannot be folded into an active form in the periplasm or the activity is relatively small. The method according to the invention provides the possibility by fusion of the proteins with a phage coat protein, preferably the pIII of filamentous Bacteriophage M13, or fragments thereof, when expressed to produce active proteins in the periplasm of such proteins, that could not previously be actively expressed in the periplama, or the activity of the proteins compared to expression in the periplasm without the phage coat protein portion increase. The proteins can can be used as active fusion proteins or via inserted proteolytic Cleavage sites by cleavage with cleavage molecules without the phage coat protein be used.

Bevorzugt trägt der Expressionsprotein-Anteil einen Tag, mit dem das aktive Protein nach Abspaltung des D1-Anteils mit dem Verfahren von den anderen Anteilen gereinigt werden kann. Ein dabei bevorzugtes Verfahren ist die Bindung auf einer Nickelsäule über einen His-Tag und der Abspaltung des D1-Anteils mit Hilfe des Spaltungsmoleküls. Nach anschließendem Waschen wird das aktive Protein mit Imidazol eluiert. Die entsprechenden einzelnen Technologien sind dem Fachmann bekannt und können für das Verfahren angepasst und optimiert werden.The expression protein portion preferably carries one day with the active protein after cleavage of the D1 portion can be cleaned from the other parts with the process. A preferred method is binding on a nickel column via a His day and the cleavage of the D1 portion with the help of the cleavage molecule. To followed by Washing, the active protein is eluted with imidazole. The corresponding Individual technologies are known to the person skilled in the art and can be used for the method be adapted and optimized.

Dem Fachmann ist bekannt, dass er ein Verfahren zur Gewinnung einer biologischen Struktur mit anderen Verfahren kombinieren kann. Beispielweise kann das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Reinigungsverfahren des Fusionsproteins kombiniert werden, mit einer Abspaltung des Phagenhüllproteins oder dessen Fragment vom Expressionsprotein mit Hilfe einer oder mehrerer spezifischer Spaltungsmoleküle und/oder mit einer Reinigung des so gewonnenen aktiven Proteins. Weiterhin ist es selbstverständlich möglich das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Verfahren zur Selektion eines aktiven Fusionsproteins mit Hilfe der Phagen-Display Technologie zu kombinieren, wobei das Phagenhüllprotein in der Expression des Fusionsproteins in der Wirtszelle als Fragment vorliegen kann. Bevorzugt ist auch die Kombination mit anderen Displaysystemen, wie dem Ribosomen-Display oder dessen separater Verwendung.The skilled worker is aware that he a method of obtaining a biological structure with others Can combine procedures. For example, the method according to the invention be combined with a purification process of the fusion protein, with a cleavage of the phage coat protein or its fragment from the expression protein using an or several specific cleavage molecules and / or with one cleaning of the active protein thus obtained. Furthermore, it is of course possible inventive method with a method of selecting an active fusion protein with the help of phage display technology phage coat in the expression of the fusion protein in the host cell as a fragment can be present. The combination with other display systems is also preferred, such as the ribosome display or its separate use.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können insbesondere Antikörperfragmente hergestellt werden. Darüber hinaus können Expressionsproteine auch alle anderen Proteine sein, die in einer aktiven Form exprimiert werden müssen und/oder die eine bestimmte Konformation, die über eine Faltung oder Interaktion von Aminosäuren des Expressionsproteins oder Fusionsproteins zustande kommt. Darunter fallen beispielsweise Enzyme, Antikörperfragmente, Rezeptoren, Liganden, Strukturproteine und andere, aber auch Peptide die eine bestimmte Konformation einnehmen oder solche, die eine bestimmte Konformation immunologisch imitieren.With the method according to the invention can especially antibody fragments getting produced. About that can out Expression proteins can also be all other proteins contained in one active form must be expressed and / or which have a specific conformation which is based on a folding or interaction of amino acids of the expression protein or fusion protein. among them fall, for example, enzymes, antibody fragments, receptors, Ligands, structural proteins and others, but also peptides certain conformation or those that have a certain conformation Imitating the conformation immunologically.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des Fusionsproteins, des Nukleinsäuremoleküls, des Vektors, des Phagens, der Wirtszelle, des Erkennungsmoleküls, der Vakzine und/oder des Arzneimittels in Diagnostik und Therapie.The invention also relates to the use the fusion protein, the nucleic acid molecule, the vector, the phage, the host cell, the recognition molecule, the vaccine and / or the Drug in diagnostics and therapy.

In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Verwendung des Fusionsproteinsp, des Nukleinsäuremoleküls, des Vektors, des Phagens, der Wirtszelle, des Erkennungsmoleküls, der Vakzine und/oder des Arzneimittels die Initiierung einer Immunreaktion in einer Zelle, einer Zellsuspension, einem Gewebe und/oder einem Organismus.In a preferred embodiment relates to the use of the fusion protein p, the nucleic acid molecule, the Vector, phage, host cell, recognition molecule, Vaccine and / or the drug initiate an immune response in a cell, a cell suspension, a tissue and / or a Organism.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der erfindungsgemäße Phage in einem Phagen-Bakteriensystem eingesetzt. Hierbei wird eine Selektionstechnologie über die D1 Domäne in einem Phagen-Bakteriensystem mit einem Expressionsplasmid in Kombination mit einem Helferphagen-Rescue verwendet. Diese Verwendung innerhalb einer Technologie unterscheidet sich von den bekannten Phagen-Display Systemen. Sie beinhaltet kein Phagemid- oder Phagenvektor-System. Die Verwendung nutzt die überraschenden Eigenschaften der Multimerisierung des D1. Kern der Verwendung ist ein Expressionsvektor ist, dass in das erfindungsgemäße Fusionsprotein aus ein Expressionsprotein und einem D1 umfasst und der Expressionsvektor nicht den Part des Phagenhüllproteins codiert, der für die Verankerung in der Phagenhülle verantwortlich ist, d.h. es werden keine Verankerungsproteine codiert, der das erfindungsgemäße Fusionsproteinen codiert, das ein Expressionsprotein und ein D1 bzw. sein Funktionsanalog umfasst, mit der Eigenschaft, dass solche exprimierten Fusiosnproteine nicht in der Phagenhülle integrieren können, sondern nur über Wechselwirkungen an diese adherieren. Bakterien, die das Expressionsplasmid oder den Vektor beinhalten, werden nach an sich bekannten Methoden mit dem an sich bekannten filamentösen Helpferphagen M13 oder mit Helferphagen, die daraus abgeleitet wurden, beispielsweise VCS-M13 oder KM13, infiziert. Eine bevorzugte Variante der Helferphagen ist eine Deletionsmutante bei der DII oder Teile von DII deletiert Teile des DII mutiert sind, um eine Interaktion zwischen D1 und D2 zu vermeiden oder zu vermindern. Solche Helferphagen behalten ihre Infektiösität, die dabei im Prinzip verringert sein kann. Es kommt nach sich bekannten Methoden zur Produktion von Phagen. Diese Phagen tragen neben dem pIII oder veränderten pIII des Helferphagen nicht kovalent gebunden das Fusionsprotein. (Dabei wird sich bevorzugt die Multimerisierung über D1 Domäne zu Nutze gemacht. In einer Sonderform können aber auch D1-D2 Domänen verwendet werden. Bevorzugterweise werden die Phagen, bevorzugt das pIII, so verändert, dass eine Multimerisierung mit den Fusionsproteinen verstärkt wird. Hierzu können geeignete Induktionssysteme verwendet werden, wie beispielsweise das IPTG Lac-Promotor System oder konstitutive Expressionsvektoren, (um die Effizienz des Systems zu erhöhen). Diese erfindungsgemäßen Phagen, die nach an sich bekannten Methoden produziert wurden, tragen das genetische Material des Expressionsvektors. Da die Phagen das Fusionsprotein kodierende Nukleinsäure enthalten, werden dabei die genetische und damit die Sequenz Information des Expressionsproteins mit dem exprimierten aktiven Fusionsprotein auf der Oberfläche des Phagen gekoppelt. Dies dient zur Identifizierung und zur Vermehrung des Fusionsproteins. Damit kann dieses System als Selektionssystem für Bibliotheken von Expressionsproteinen verwendet werden. Die Selektion erfolgt dabei nach an sich Bekannten Methoden des Biopanning, bei dem die Phagen mit dem Fusionsprotein auf ihre Bindung an eine Zielstruktur, z.B. einem Protein selektioniert werden und/oder durch Abreicherung unerwünschte Phagen entfernt werden. Selektionierte Phagen werden nach an sich bekannten Methoden zur Infektion auf entsprechend geeignete Bakterien gegeben und die Bakterien, denen der Expressionsvektor durch Infektion übertragen wurde, werden durch Antibiotikaresistenten oder andere Marker selektioniert und können kloniert werden. Aus den Klonen kann durch an sich bekannte Methoden beispielsweise mit Hilfe der PCR die Sequenz der selektionierten Expressionsproteine und/oder Fusionsproteine bestimmt werden. Ein großer Vorteil des Systems ist, dass keine Umklonierung in einen Expressionsvektor nötig ist um entsprechende Mengen von aktivem Protein oder Fusionsprotein zu generieren. Damit benötigt das System kein Amber-Stop Codon oder ähnliches System wie im Falle des Phagemid Systems. Damit ist die Expressionsrate der aktiven Fusionsproteine für die Gewinnung als multimeres Fusionsprotein oder in der Verbindung mit dem Phagen in den meisten Fällen deutlich besser als mit dem herkömmlichen Phagemidsystem. Ein weiterer Vorteil des Systems ist, dass aufgrund der kleineren Größe des Expressionsvektors im Vergleich zu Phagemid oder Phagenvektorsystemen eine größere Varianz oder einfacher eine große Varianzen an unterschiedlichen Nukleinsäuren, die unterschiedliche Expressionsprotein-Anteile der Fusionsproteine kodieren, in Verbindung mit der Infektion der Bakterien bei der Herstellung von Bibliotheken gewonnen werden können. Die Varianzen der Bibliothek werden dabei nach an sich bekannten Methoden in der Regel synthetisch durch an sich bekannte PCR Methoden hergestellt. Vorteilhaft ist dabei auch, dass das offenbarte System eine einfache und schnelle Expression des multimeren Fusionsproteins erlaubt und es erlaubt direkt aktive Proteine oder aktive Fusionsproteine zu gewinnen. Viele dieser Fusionsproteine sind dabei aktiv, die im Vergleich zu herkömmlichen Phagemidsystemen nicht oder vermindert aktiv sind (s.o.).In a further preferred embodiment, the phage according to the invention is in a pha gene bacterial system used. Here, a selection technology via the D1 domain is used in a phage bacterial system with an expression plasmid in combination with a helper phage rescue. This use within a technology differs from the known phage display systems. It does not include a phagemid or phage vector system. The use takes advantage of the surprising properties of the multimerization of the D1. The core of the use is an expression vector which comprises an expression protein and a D1 in the fusion protein according to the invention and the expression vector does not encode the part of the phage coat protein which is responsible for the anchoring in the phage coat, ie no anchor proteins are encoded which encode the invention Fusion proteins encoded, which comprises an expression protein and a D1 or its functional analogue, with the property that such expressed fusion proteins cannot integrate into the phage envelope, but only adhere to them via interactions. Bacteria which contain the expression plasmid or the vector are infected according to methods known per se with the filamentous helpferphage M13 known per se or with helper phages derived therefrom, for example VCS-M13 or KM13. A preferred variant of the helper phage is a deletion mutant in which DII or parts of DII deleted parts of the DII are mutated in order to avoid or reduce an interaction between D1 and D2. Such helper phages retain their infectiousness, which in principle can be reduced. It comes according to known methods for the production of phages. In addition to the pIII or modified pIII of the helper phage, these phages do not carry the fusion protein covalently. (The multimerization via D1 domain is preferably used here. However, D1-D2 domains can also be used in a special form. The phages, preferably the pIII, are preferably changed such that multimerization with the fusion proteins is enhanced suitable induction systems are used, such as, for example, the IPTG Lac promoter system or constitutive expression vectors (in order to increase the efficiency of the system). These phages according to the invention, which were produced by methods known per se, carry the genetic material of the expression vector contain the nucleic acid encoding the fusion protein, the genetic and thus the sequence information of the expression protein is coupled with the expressed active fusion protein on the surface of the phage.This serves for the identification and the multiplication of the fusion protein.Thus this system can be used as a selection system for Bibliot expression proteins can be used. The selection is carried out according to known methods of biopanning, in which the phages with the fusion protein are selected for their binding to a target structure, for example a protein, and / or unwanted phages are removed by depletion. Selected phages are applied to correspondingly suitable bacteria according to methods known per se for infection, and the bacteria to which the expression vector has been transmitted by infection are selected by antibiotic-resistant or other markers and can be cloned. The sequence of the selected expression proteins and / or fusion proteins can be determined from the clones by methods known per se, for example with the aid of PCR. A great advantage of the system is that no recloning into an expression vector is necessary to generate appropriate amounts of active protein or fusion protein. The system therefore does not require an amber-stop codon or a system similar to that in the case of the phagemid system. The expression rate of the active fusion proteins for obtaining them as a multimeric fusion protein or in connection with the phage is in most cases significantly better than with the conventional phagemid system. Another advantage of the system is that due to the smaller size of the expression vector compared to phagemid or phage vector systems, a larger variance or simply a large variance in different nucleic acids encoding different expression protein portions of the fusion proteins in connection with the infection of the bacteria in the Manufacturing libraries can be obtained. The variances of the library are usually produced synthetically by methods known per se by PCR methods known per se. It is also advantageous that the disclosed system allows simple and rapid expression of the multimeric fusion protein and it enables active proteins or active fusion proteins to be obtained directly. Many of these fusion proteins are active, which are not or only slightly active compared to conventional phagemid systems (see above).

Bevorzugt ist die Herstellung von Antikörperbibliotheken und die Selektion von Antikörpern mit Hilfe der Technologie. Vorteilhaft ist aufgrund der Multimerisierung, dass auch Expressionsproteine selektioniert werden können, die eine vergleichbar geringe Affintät eines einzelnen Fusionsproteins zu dem Bindungspartner aufweist. Letztere werden durch herkömmliche Selektionssysteme häufig nicht identifiziert. Dieses Problem kann durch einen multiplen Display aufgrund der Bindung an mehrere pIII abgeleitete Proteine (D1 und sein Funktionsanaloga) des Phagen verstärkt werden.The production of Antibody libraries and the selection of antibodies with the help of technology. Due to the multimerization, that expression proteins can also be selected that a comparably low affinity of a single fusion protein to the binding partner. The latter are replaced by conventional ones Selection systems often not identified. This problem can be caused by a multiple display due to binding to several pIII derived proteins (D1 and Functional analogues) of the phage.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des Fusionsproteins, des Nukleinsäuremoleküls, des Vektors, des Phagen, der Wirtszelle, des Erkennungsmoleküls, der Vakzine und/oder des Arzneimittels in Forschung, Diagnostik und Therapie.The invention also relates to the use the fusion protein, the nucleic acid molecule, the vector, the phage, the host cell, the recognition molecule, the vaccine and / or the Drug in research, diagnostics and therapy.

Bevorzugt ist die Verwendung bei der Erforschung, Diagnose und Therapie von Tumoren, Entzündungen, Autoimmunerkrankungen und/oder Infektionskrankheiten.Use is preferred research, diagnosis and therapy of tumors, inflammation, Autoimmune diseases and / or infectious diseases.

Besonders bevorzugt ist die Verwendung zur Modifizierung oder Verhinderung der Angiogenese.Use is particularly preferred to modify or prevent angiogenesis.

Die Erfindung betrifft demgemäß auch die Verwendung von erfindungsgemäßen multimeren Fusionspeptiden oder -proteinen zur Gewinnung von monomeren Formen sowie die monomeren Formen selbst.The invention accordingly also relates to Use of multimers according to the invention Fusion peptides or proteins for obtaining monomeric forms as well as the monomeric forms themselves.

In einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung werden Multimere Fusionsproteine zur Immunisierung verwendet. Wie in den Beispielen ausgeführt, erreicht eine Immunisierung mit den Multimeren eine starke Immunantwort. Die D1 Komponente fungiert dabei als Adjuvans, wobei die unerwartet hohen Immunantworten wahrscheinlich dadurch zustande kommen, dass die Technologie einen Vorteil hat indem es zu einem langsamen Freisetzen der einzelnen Fusionsproteine aus dem Multimer kommt, das dadurch untermauert wird, dass es ein Gleichgewicht von Multimeren und einzelnen Fusionsproteinen geben kann. Ein solches verlangsamtes Freisetzten kann einen Depoteffekt oder einem dem Depoteffekt fiunktionell ähnlichen Effekt haben. Beide werd ansonsten bei anderen Adjuvantien beispielsweise durch große relativ schlecht charakterisier- und standardisierbare und damit für GMP in klinischen Anwendung nur bedingt tauglichen Riesenmoleküle wie beispielsweise das KLH (Keyhole limpet hemocyanin) oder Wasser-Öl Gemische erreicht. Diese Technologie kann in Form einer Vakzine mit entsprechenden Antigenen als Expressionsproteine zur Immunisierung gegen unterschiedliche Erkrankungen, beispielsweise Tumor- oder Infektionserkrankungen dienen oder zur Herstellung von Antikörpern durch Immunisierung von Tieren, beispielsweise Mäusen, verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Ab2 scFv in Form von Homo- oder Hetero-Multimeren Fusionsproteinen als Vakzine bzw. zur Immunisierung verabreicht, um eine Immunantwort gegen das ursprüngliche Antigen zu erzielen. Dies ist beispielsweise für Tumortherapien vorteilhaft um Anergien zu brechen. Dabei werden Ab2, die ein Tumorepitop imitieren in Form eines multimeren Fusionsproteins in geeigneten pharmakologischen Formulierungen, Dosen und Vakzinierungsabständen verabreicht, um eine Immunantwort gegen Tumorzellen zu erzielen, die das oder die Tumorantigene tragen. Analog dazu werden über dieses System auch Mimikry-Peptide von Antigenen, die eine aktive Konformation besitzen oder die keine Proteine sind, in aktiven multimeren Fusionsproteinen vorteilhaft zur Vakzinierung gegen Erkrankungen eingesetzt.In a further preferred variant The invention uses multimeric fusion proteins for immunization used. As stated in the examples, immunization is achieved a strong immune response with the multimers. The D1 component acts as an adjuvant, with the unexpectedly high immune responses likely come about because technology has an advantage causing slow release of each fusion protein comes from the multimer, which is underpinned by the fact that it is a Giving balance of multimers and individual fusion proteins can. Such slowed-down release can have a depot effect or have a functionally similar effect to the depot effect. Both is otherwise relative to other adjuvants, for example, by large bad to characterize and standardizable and therefore for In clinical use, GMP only has limited suitability for giant molecules such as reaches the KLH (Keyhole limpet hemocyanin) or water-oil mixtures. This Technology can take the form of a vaccine with appropriate antigens as expression proteins for immunization against different Diseases, for example tumor or infectious diseases serve or for the production of antibodies by immunization of Animals, for example mice, be used. In a preferred embodiment, Ab2 scFv in the form of homo- or hetero-multimeric fusion proteins as vaccines or administered for immunization to an immune response against the original antigen to achieve. This is advantageous for tumor therapies, for example to break anergies. Ab2 that mimic a tumor epitope in the form of a multimeric fusion protein in suitable pharmacological Formulations, doses and vaccination intervals are administered to provide an immune response to achieve against tumor cells that carry the tumor antigen (s). Analogously, over this system also mimicry peptides from antigens that are active Have conformation or which are not proteins in active multimers Fusion proteins advantageous for vaccination against diseases used.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist die Verwendung von multimeren Fusionsproteinen mit Liganden oder Rezeptoreninhibierende Moleküle, beispielsweise in Form von Antikörperfragmenten oder Peptiden, als Expressionsproteinanteil. Dies dient beispielsweise als Aktivator oder Inhibitor von Rezeptor-vermittelten Prozessen. Damit können Sekundärprozesse in den Zellen gesteuert werden oder die Interaktion zwischen Zellen moduliert werden. Beispielsweise können dadurch die Interaktionen von Tumorzellen mit Endothelzellen im Blut inhibiert werden, wodurch es zu einer Verminderung oder Verhinderung eines Entzündungsprozesses oder Metastasierung kommt. Diese angesprochenen Prozesse laufen dabei beispielsweise über Selektin-vermittelte Adhesion von Zellen an das Endothel ab, die durch Antikörper oder Mimikrymoleküle, Ab2 oder Mimikry-Peptide, verhindert werden können. Die Anwendung in der erfindungsgemäßen multimeren Form ist dabei vorteilhaft, da es aufgrund der erhöhten Avidität zu einer vergleichsweise starken Inhibition kommt. Ein weiteres Beispiel ist die Interaktion des scFv L36 mit Laminin, wodurch die Angiogenese verhindert werden kann. Die Anwendungstechnologien und Verabreichungsformen sind über die in den Beispielen beschriebenen Technologien hinaus an sich bekannt.Another preferred embodiment is the use of multimeric fusion proteins with ligands or receptor-inhibiting molecules, for example in the form of antibody fragments or peptides, as an expression protein portion. This serves for example as an activator or inhibitor of receptor-mediated processes. So that can secondary processes be controlled in the cells or the interaction between cells be modulated. For example, the interactions inhibited by tumor cells with endothelial cells in the blood, whereby it reduces or prevents an inflammatory process or metastasis is coming. These processes are ongoing thereby, for example, via selectin-mediated Adhesion of cells to the endothelium by antibodies or Mimikrymoleküle, Ab2 or mimicry peptides, can be prevented. The application in the multimeric form according to the invention is included advantageous as it is comparatively due to the increased avidity strong inhibition comes. Another example is interaction of the scFv L36 with laminin, which can prevent angiogenesis. The application technologies and forms of administration are beyond Technologies described in the examples are also known per se.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Beispiels näher erläutert werden ohne auf dieses beschränkt zu sein:The invention is based on the following an example closer explained are limited to this without to be:

Beispiel 1example 1

Herstellung des pKBJ-Konstruktsmanufacturing of the pKBJ construct

Der Vektor pUC119His6MycXbaI wurde als Ausgangsvektor für die Herstellung der pKBJ-Vektoren benutzt. Ein scFv-Antikörper wurde zwischen die HindIII- und NotI-Schnittstelle des Vektors kloniert. Gen III (Nucleotide Accession Code:V00604) aus pHEN2 (www.mrc-cpe.cam.ac.uk/~phage/g1p.html) wurde mittels PCR durch Nutzung spezieller Primer für jeden Vektor amplifiziert. pKBJ1 wurde hergestellt durch PCR-Amplifikation mit den Primern gIII N-term NotI und DII-DIII EagI und durch anschließende Klonierung des EagI-geschnittenen PCR-Produktes in die NotI-Schnittstelle des scFv-enthaltenden pUC119His6MycXbaI. Für pKBJ2 wurde das Gen III mit den Primern VL-Link und DII-III OpaI-EcoRI amplifiziert, mit NotI und EcoRI verdaut und in die entsprechenden Stellen des Ausgansvektors kloniert. Zur Entfernung des Amber-Stop-Codons zwischen dem scFv und GenIII in pHEN2 wurden der QuikChange- Mutagenese-Kit (Stratagene) und die Primer gIII N-term QC Amber-back und gIII N-term QC Amber-fw benutzt. Das pKBJ3-Konstrukt wurde analog zu pKBJ1 mit den Primern gIII N-term NotI und DI-DII EagI hergestellt. Die drei Konstrukte sind alle in 1 schematisch dargestellt. Drei verschiedene scFv Antikörperfragmente L36, D4 und XR5, wurden vom Phagemid pHEN2 in drei pKBJ Vektoren und den Vektor pUC119 subkloniert indem die Restriktionsenzyme Nco1 und Not1 verwendet wurden. Die DNA, die das D1-Fusionsprotein des XR5 kodiert wurde von pKBJ3 in den pROOSTER Vektor, der eine kanamycin restenz kodiert subkloniert, indem die Restriktionsenzyme HindIII und EcoRI verwendet wurden. Alle Konstrukte wurden anschließend mit den Primern M13-Rev, VL-link und M13-20 unter Benutzung des 373A-Sequenzierers (Applied Biosystems) und des ABI Prism Dye Terminator-Sequenzierungskits (Perkin-Elmer) sequenziert. Alle Enzyme wurde von New England Biolabs geordert, wenn nicht gesondert angegeben, und nach den Anweisungen des Herstellers eingesetzt. In Tab.1 sind die verwendeten Primer aufgelistet.The vector pUC119His6MycXbaI was used as the starting vector for the production of the pKBJ vectors. An scFv antibody was cloned between the HindIII and NotI sites of the vector. Gen III (Nucleotide Accession Code: V00604) from pHEN2 (www.mrc-cpe.cam.ac.uk/~phage/g1p.html) was amplified by PCR using specific primers for each vector. pKBJ1 was produced by PCR amplification with the primers gIII N-term NotI and DII-DIII EagI and by subsequent cloning of the EagI-cut PCR product into the NotI site of the scFv-containing pUC119His6MycXbaI. For pKBJ2, gene III was amplified with the primers VL-Link and DII-III OpaI-EcoRI, digested with NotI and EcoRI and cloned into the corresponding sites in the starting vector. The QuikChange mutagenesis kit (Stratagene) and the primers gIII N-term QC Amber-back and gIII N-term QC Amber-fw were used to remove the amber stop codon between the scFv and GenIII in pHEN2. The pKBJ3 construct was prepared analogously to pKBJ1 with the primers gIII N-term NotI and DI-DII EagI. The three constructs are all in 1 shown schematically. Three different scFv antibody fragments L36, D4 and XR5 were subcloned from the phagemid pHEN2 into three pKBJ vectors and the vector pUC119 using the restriction enzymes Nco1 and Not1. The DNA encoding the D1 fusion protein of the XR5 was subcloned from pKBJ3 into the pROOSTER vector encoding a kanamycin resistance using the restriction enzymes HindIII and EcoRI. All constructs were then primed with M13-Rev, VL-link and M13-20 using the 373A sequencer (Applied Biosystems) and the ABI Prism Dye Terminator sequencing kit (Per kin-Elmer) sequenced. All enzymes were ordered from New England Biolabs unless otherwise specified and used according to the manufacturer's instructions. The primers used are listed in Table 1.

Tabelle. 1 : Liste der Primer-Sequenzen

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Table. 1: List of primer sequences
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Expression der AritikörperExpression of aritic bodies

Die Klone wurde von TYE-Platten gepickt und über Nacht bei 37°C in 2xTY [J. Sambrook, Molecular Cloning, 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, (1989)] mit 100μg/ml Ampicillin und 1% Glukose kultiviert, anschließend 1:100 verdünnt in 2xTY mit 100μg/ml Ampicillin und 0,1% Glukose und für 4 Stunden bei 37°C geschüttelt. Die Kulturen wurden induziert durch Zugabe von 1mM IPTG und über Nacht bei Raumtemperatur inkubiert. Die Zellen wurden mit 6000xg pelletiert, in 50mM NaxHyPO4 pH8,0 resuspendiert und in einer French Press (American Instruments Co., inc. Silver Spring, MD, USA) lysiert. Vor der immobilisierten Metall-Affinitätschromatographie (IMAC) wurde die Suspension bei 26000xg zentrifugiert und der Überstand mit 30mM Imidazol und 300mM NaCl versetzt. Ni-NTA wurde mit dem Überstand für 2h bei 4°C inkubiert und anschließend mit mindestens 100ml Waschpuffer (50mM NaxHyPO4 pH8,0; 30mM Imidazol und 300mM NaCl) und anschließend 50ml Hochsalz-Waschpuffer (50mM NaxHyPO4 pH8,0; 30mM Imidazol und 750mM NaCl) gewaschen. Das Protein wurde mit 300mM Imidazol in Wasschpuffer eluiert. Die Konzentrationen wurden nach Bradford bestimmt [M.M. Bradford Anal Biochem 72 (1976) 248-254] und sind in Tabelle 2 für die verschiedenen Antikörper und ihre pKBJ Konstrukte angegeben und die Reinheit mittels SDS-PAGE [U.K.Laemmli, Nature 227 (1970) 680-685] analysiert (2).The clones were picked from TYE plates and overnight at 37 ° C. in 2xTY [J. Sambrook, Molecular Cloning, 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, (1989)] cultured with 100μg / ml ampicillin and 1% glucose, then diluted 1: 100 in 2xTY with 100μg / ml ampicillin and 0.1% Glucose and shaken for 4 hours at 37 ° C. The cultures were induced by adding 1mM IPTG and incubated overnight at room temperature. The cells were pelleted at 6000xg, resuspended in 50mM Na x H y PO 4 pH 8.0 and lysed in a French press (American Instruments Co., Inc. Silver Spring, MD, USA). Before the immobilized metal affinity chromatography (IMAC) the suspension was centrifuged at 26000xg and the supernatant was mixed with 30mM imidazole and 300mM NaCl. Ni-NTA was incubated with the supernatant for 2 hours at 4 ° C. and then with at least 100 ml wash buffer (50 mM Na x H y PO 4 pH 8.0; 30 mM Imidazole and 300 mM NaCl) and then 50 ml high salt wash buffer (50 mM Na x H y PO 4 pH8.0; 30mM imidazole and 750mM NaCl). The protein was eluted with 300mM imidazole in water buffer. The concentrations were determined according to Bradford [MM Bradford Anal Biochem 72 (1976) 248-254] and are given in Table 2 for the various antibodies and their pKBJ constructs and the purity by means of SDS-PAGE [UKLaemmli, Nature 227 (1970) 680- 685] analyzed ( 2 ).

Tabelle 2

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Table 2
Figure 00290001

Affinitätsbestimmung mittels ELISAAffinity determination using ELISA

Für ELISAs mit den pKBJ-Derivaten der scFv-Antikörper L36 und D4 wurden die Platten (Maxi-sorpTM, NUNC, Roskilde, Dänemark) mit Laminin-1 (Sigma) oder Fibronektin (Sigma) in einer Konzentration von 0,5μg pro Vertiefung in 50mM NaHCO3 pH 9,6 über Nacht bei 4°C beschichtet. Die übrigen Bindungsstellen der Plastikoberfläche wurden anschließend mit 2% MPBS ( 2% w/v Magermilchpulver in PBS) für 2h blockiert, die Antikörperderivate in verschiedenen Konzentrationen zugegeben und 1h inkubiert. Anschließend wurden die Platten 6-mal mit PBS gewaschen und der gebundene Antikörper mit dem murinen Antikörper 9E10 (ECACC), der das c-myc Tag der Antikörper erkennt, in einer Konzentration von 0,5μg/ml detektiert. Nach 6 weiteren Waschschritten in PBS wurden die Platten mit 1:1000 verdünntem HRP-konjugierten Kaninchen-anti-Maus-Antikörper (DAKO) in 2% MPBS inkubiert. Nach 6 Waschschritten wurde die Reaktion mit o-Phenylendiamin-Tabletten (DAKO, Dänemark) nach Herstellerangaben entwickelt (3.a, b).For ELISAs with the pKBJ derivatives of the scFv antibodies L36 and D4, the plates (Maxi-sorp TM , NUNC, Roskilde, Denmark) with laminin-1 (Sigma) or fibronectin (Sigma) in a concentration of 0.5 μg per well coated in 50mM NaHCO 3 pH 9.6 overnight at 4 ° C. The remaining binding sites on the plastic surface were then blocked with 2% MPBS (2% w / v skim milk powder in PBS) for 2 h, the antibody derivatives were added in various concentrations and incubated for 1 h. The plates were then washed 6 times with PBS and the bound antibody with the murine antibody 9E10 (ECACC), which recognizes the c-myc tag of the antibodies, was detected in a concentration of 0.5 μg / ml. After 6 further washes in PBS, the plates were incubated with 1: 1000 diluted HRP-conjugated rabbit anti-mouse antibody (DAKO) in 2% MPBS. To 6 Washing steps, the reaction with o-phenylenediamine tablets (DAKO, Denmark) was developed according to the manufacturer's instructions ( 3.a . b ).

Um die Aktivität des scFv XR5 und seiner Derivate zu testen, wurde der MUC1-Antikörper A76-A/C7 mit einer Konzentration von 0,1μg/well über Nacht in PBS beschichtet. Restliche Bindungsstellen wurden mit 2% BSA (Sigma) in PBS für 2h blockiert und die Platten anschließend für 2h mit den Antikörperderivaten inkubiert. Der XR5-Antikörper wurde mit einem polyklonalen Kaninchen-Antikörper gegen c-myc (A-14; Santa Cruz Biotechnology) und anschließend einem HRP-konjugierten Schwein-anti-Kaninchen Antikörper (DAKO, Dänemark) nachgewiesen. Zwischen den Inkubationsschritten wurden die Platten jeweils 5-mal mit PBS gewaschen ( 3.c).In order to test the activity of the scFv XR5 and its derivatives, the MUC1 antibody A76-A / C7 was coated with a concentration of 0.1 μg / well overnight in PBS. The remaining binding sites were blocked with 2% BSA (Sigma) in PBS for 2 h and the plates were then incubated for 2 h with the antibody derivatives. The XR5 antibody was detected with a polyclonal rabbit antibody against c-myc (A-14; Santa Cruz Biotechnology) and then with an HRP-conjugated pig anti-rabbit antibody (DAKO, Denmark). Between the incubation steps, the plates were washed 5 times with PBS ( 3.c ).

Stabilitätsmessungenstability measurements

Um den Effekt der Fusion auf die Stabilität der Antikörperfragmente zu untersuchen wurden Aktivitätsbestimmungen nach Inkubation der Fusionsproteine bei verschiedenen Temperaturen für unterschiedliche Zeiträume durchgeführt. Alle Konstrukte des L36 und XR5 zeigten keine Aktivitätsänderung nach einer Inkubation von bis zu 4 Tagen bei Raumtemperatur, 30°C und 37°C.To see the effect of the merger on the stability of the antibody fragments Activity determinations were to be examined after incubation of the fusion proteins at different temperatures carried out for different periods. All L36 and XR5 constructs showed no change in activity after incubation up to 4 days at room temperature, 30 ° C and 37 ° C.

Beispielhaft wurde die Stabilität unter denaturierenden Bedingungen anhand der Konstrukte von L36 weiter untersucht, indem die Konstrukte mit Hilfe von Guanidinium-Chlorid (GdmCl) induzierter Aufhebung der Faltung mit Hilfe von "Steady State Fluorescence Spectroscopy" bestimmt wurde.The stability was exemplified under denaturing conditions based on the constructs of L36 examined by using the constructs with the help of guanidinium chloride (GdmCl) induced folding removal using "Steady State Fluorescence Spectroscopy "was determined.

Gereinigeter L36-Fusions scFv wurde auf eine Endkonzentration von 1μM verdünnt in verschiedenen Konzentrationen von Guanidinchlorid (GdmCl) in 10mM Tris-HCl pH8 und in Quartzküvetten mit 3mm Weglänge transferiert. Die Kuvette wurde in ein RTC2000-Fluorimeter mit einer 75 W-Xenonbogenlampe (Photon Technology International, Lawrenceville, NJ) gestellt und ein Emissionssprektrum der Wellenlängen von 300 bis 400nm aufgenommen (⎕ex 285nm, Excitationsschlitzweite 2nm, Emissionsschlitzweite 6nm). Gefalteter scFV hatte ein Emissionsmaximum bei 330nm, während das Maximum für ungefalteten scFv bei 355nm lag. Das Verhältnis zwischen der Fluoreszenz dieser beiden Wellenlängen wurde daher als zu bestimmendes Signal festgelegt [GdmCl]50% [M.M. Santoro, Biochemistry 27 (1988) 8063-8068 Gelfiltrationsanalysen].Purified L36 fusion scFv was diluted to a final concentration of 1μM in various concentrations of guanidine chloride (GdmCl) in 10mM Tris-HCl pH8 and transferred to quartz cuvettes with a path length of 3mm. The cuvette was placed in an RTC2000 fluorimeter with a 75 W xenon arc lamp (Photon Technology International, Lawrenceville, NJ) and an emission spectrum of wavelengths from 300 to 400 nm was recorded (⎕ ex 285 nm, excitation slot width 2 nm, emission slot width 6 nm). Folded scFV had an emission maximum at 330nm, while the maximum for unfolded scFv was 355nm. The ratio between the fluorescence of these two wavelengths was therefore determined as the signal to be determined [GdmCl] 50% [MM Santoro, Biochemistry 27 (1988) 8063-8068 gel filtration analyzes].

[GdmCl]50%, die Konzentration die benötigt wird um scFv-L36, pKBJl-L36, pKBJ2-L36 und pKBJ3-L36 zur Hälfte zu denaturieren war 2.73 ± 0.11 M, 2.70 ± 0.07 M, 2.67 ± 0.03 M und 2.41 ± 0.09 M.. Daraus folgt, dass die Beobachtete Erhöhung der Aktivität nicht durch eine erhöhte Stbilität zustsnde kommt.[GdmCl] 50% , the concentration required to denature half of scFv-L36, pKBJl-L36, pKBJ2-L36 and pKBJ3-L36 was 2.73 ± 0.11 M, 2.70 ± 0.07 M, 2.67 ± 0.03 M and 2.41 ± 0.09 M .. It follows that the observed increase in activity is not due to increased stability.

Gelfiltrationsanalysengelfiltration

Gelfiltrationsanalysen wurden durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Antikörperfusionsproteine mutimerisieren. Die Gelfiltration wurde auf einer TSK-Gel G3000 SW-Säule mit einer Präsäule (ToSoHaas) mittels HPLC (Biotek instruments) durchgeführt. Für die Korrelation der Retentionszeiten mit der globularen molaren Masse wurden Rinderplasma-Fibronektin, murines IgG, BSA und GST auf die Säule aufgetragen und das Protein mit einem Dioden Array-Detektor 540+ (Biotek Instruments) nachgewiesen. Mindestens 1 mg scFv-Fusionsprotein von jedem Konstrukt wurden auf die Säule aufgebracht und die Fraktionen für eine anschließende Analyse im ELISA gesammelt (4) In Tabelle 3 sind der prozentuellen Anteile an Monomeren, Dimeren und Multimeren für die verschiedenen Antikörper und ihre Konstrukte angezeigt.Gel filtration analyzes were performed to determine whether the antibody fusion proteins mutimerize. Gel filtration was carried out on a TSK-Gel G3000 SW column with a pre-column (ToSoHaas) using HPLC (Biotek instruments). To correlate the retention times with the globular molar mass, bovine plasma fibronectin, murine IgG, BSA and GST were applied to the column and the protein was detected using a diode array detector 540+ (Biotek Instruments). At least 1 mg of scFv fusion protein from each construct was applied to the column and the fractions were collected for subsequent analysis in the ELISA ( 4 ) Table 3 shows the percentages of monomers, dimers and multimers for the different antibodies and their constructs.

Die D1-Fusionsproteine zeigen die höchste Aktivität an Multimeren und die Multimerisierungsfähigkeit wurde daher weiter untersucht. Um zu testen, ob die gereinigten Monomere, Dimere und Multimere im Hinblick auf eine Multimerisation stabil sind wurden sie jeweils für 36 h bei 37°C inkubiert und anschließend auf einer TSK-Gel G3000 SW Säule untersucht (5). Die Ergebnisse zeigen, dass die Multimerisierung bedingt reversible ist und sich Gleichgewichte einstellen.The D1 fusion proteins show the highest activity on multimers and the multimerization ability was therefore further investigated. In order to test whether the purified monomers, dimers and multimers are stable with regard to multimerization, they were incubated for 36 h at 37 ° C and then examined on a TSK-Gel G3000 SW column ( 5 ). The results show that the multimerization is conditionally reversible and equilibria are established.

Analysen mit Hilfe einer GX4000 Säulentrennung, zeigen, daß die Tetramerisierung bei weitem die am meisten auftretende Multimerisierungsform dvon D1-Fusionsproteinen ist (6).GX4000 column separation analysis shows that tetramerization is by far the most common form of multimerization of D1 fusion proteins ( 6 ).

Die Möglichkeit Hetero-Multimere Fusionsproteine zu generieren wurde eine doppelte Transformation des D4 Antikörperfragmentes als D1 Fusionsprotein im pKBJ3 Vektor und des XR5 D1 Fusionsproteins im pROOSTER Vektor in E.coli mit anschließender Expression und Reinigung untersucht, Ein Sandwich-ELISA des gereinigten Fusionsproteins zeigt die Bildung von Hetero-Multimeren (7).The possibility of generating hetero-multimeric fusion proteins was examined by double transformation of the D4 antibody fragment as D1 fusion protein in the pKBJ3 vector and the XR5 D1 fusion protein in the pROOSTER vector in E. coli with subsequent expression and purification. A sandwich ELISA of the purified fusion protein shows the formation of hetero multimers ( 7 ).

Tabelle 3

Figure 00320001
Table 3
Figure 00320001

Figure 00330001
Figure 00330001

Jedes scFv-Konstrukt wurde mittels HPLC-Gelfiltration analysiert. Diese Methode unterscheidet zwischen Monomeren und Dimeren als einzelnen Peaks, wohingegen Multimere im Ausschlussvolumen eluiert werden. Der Anteil an Monomer, Dimer und Multimer variiert bei den verschiedenen Konstrukten (siehe Tabelle). Die Zahlenwerte geben die Fläche unter der Gelfiltrationskurve an. Für jeden scFv wurden drei verschiedene Konstrukte verglichen – pUC119 (nichtfusionierter scFv), pKBJ1 (scFv fusioniert mit den Domänen I-II) and pKBJ3 (scFv fusioniert mit Domäne I).Each scFv construct was created using HPLC gel filtration analyzed. This method differentiates between Monomers and dimers as single peaks, whereas multimers be eluted in the exclusion volume. The proportion of monomer, dimer and Multimer varies with the different constructs (see table). The numerical values give the area below the gel filtration curve. There were three different ones for each scFv Constructs compared - pUC119 (unfused scFv), pKBJ1 (scFv fused to domains I-II) and pKBJ3 (scFv merges with domain I).

Immunisierung von Balb/c-MäusenImmunization of Balb / c mice

Die Mäuse wurden mit gereinigtem Protein injiziert, das in einem der beiden FuncFAb-Format oder dem scFv-Format exprimiert wurde, mit oder ohne Emulsion in inkomplettem Freund'schen Adjuvanz (FIA). Nach einer Boost-Imunisierung am Tag 14 wurden die Mäuse an Tag 28 getötet und Blut entnommen, um das Serum auf scFv-spezifische Antikörper vom IgM und IgG-Typ zu testen. Im Vergleich zu Tag –1 wurden in allen getesteten Mäusen scFv-spezifische Antikörper generiert, obwohl die Titer und Isotypen variierten. Die Injektion des scFv-L36 allein induzierte eine begrenzte IgG-Antwort in einer der Mäuse (8.a), möglicherweise analog zur HAMA-Reaktion, die im Menschen nach der Gabe muriner Antikörper beobachtet wurde, wobei die Maus in diesem Fall eine Maus-Anti-Human-Antikörperantwort erzeugt. Die Zugabe von FIA erhöhte die IgG-Antwort deutlich, wobei die IgM-Antwort nicht verändert wurde (eine dritte Maus starb bei der Immunisierung) (8.b). Die mit dem scFv-L36 im pKBJ1- Format immunisierten Mäuse zeigten eine stärkere Immunantwort als die Mäuse, die mit scFv-L36 allein injiziert wurden, jedoch war diese Reaktion nicht so stark wie bei der Immunisierung mit FIA (8.c). Der Effekt der ProteinIII Domäne I-Fusionen des scFv-L36 unterschied sich hingegen von den anderen Immunisierungen. Zusätzlich zu einem positiven Effekt auf die IgG-Antwort im Vergleich mit den Immunisierungen mit scFv-L36 allein und dem pKBJ1-L36, wurde eine IgM-Antwort erzeugt, die bei den übrigen Immunisierungen nicht auftrat (8.d).The mice were injected with purified protein expressed in either the FuncFAb format or the scFv format, with or without emulsion in Freund's Incomplete Adjuvant (FIA). After a boost immunization on day 14, the mice were sacrificed on day 28 and blood was taken to test the serum for scFv-specific antibodies of the IgM and IgG type. Compared to day -1, scFv-specific antibodies were generated in all mice tested, although the titers and isotypes varied. Injection of the scFv-L36 alone induced a limited IgG response in one of the mice ( 8.a ), possibly analogous to the HAMA reaction observed in humans after administration of murine antibodies, in which case the mouse produces a mouse anti-human antibody response. The addition of FIA significantly increased the IgG response, but the IgM response was not changed (a third mouse died during immunization) ( 8.b ). The mice immunized with the scFv-L36 in pKBJ1 format showed a stronger immune response than the mice injected with scFv-L36 alone, but this response was not as strong as when immunized with FIA ( 8.c ). The effect of the protein III domain I fusions of the scFv-L36, however, differed from the other immunizations. In addition to a positive effect on the IgG response compared to the immunizations with scFv-L36 alone and pKBJ1-L36, an IgM response was generated which did not occur with the other immunizations ( 8.d ).

Die Fusionsproteine mit den Domänen I-II und Domäne I von ProteinIII erzeugten eine Immunantwort gegen den Fusionspartner (scFv-L36) und können daher als Adjuvans verwendet werden. Der beobachtete Effekt auf die IgG-Antwort ist jedoch nicht so ausgeprägt wie bei der Verwendung von FIA. Ausserdem scheint der Effekt von Domäne I allein besser zu sein als die Kombination mit Domäne I-II, was zum Teil durch die Zusammensetzung des Proteins, das in die Maus injiziert wurde, erklärt werden kann.The fusion proteins with domains I-II and domain I of Protein III produced an immune response against the fusion partner (scFv-L36) and can therefore used as an adjuvant. The observed effect on however, the IgG response is not as pronounced as when using FIA. In addition, the effect of Domain I alone appears to be better than the combination with domain I-II, which is partly due to the composition of the protein contained in the mouse was injected can be.

So wurde berichtet, dass Proteine als Bestandteile von Komplexen bessere Immunogene sind (Claassen et al., 1998; Morein et al., 1984). Die Antikörper werden im Komplex, der durch die Domäne I-Fusion entsteht, besser präsentiert, da diese aktiver ist, als der Komplex, der durch die Fusion mit Domäne I-II gebildet wird. Ausserdem kann diskutiert werden, ob der beobachtete Adjuvanseffekt der ProteinIII-Fusionsprodukte durch Chaperone-Eigenschaften vermittelt wird, da solche Eigenschaften kürzlich mit potenten Adjuvanzien assoziiert wurden ( Brenner und Wainberg, 1999).It has been reported that proteins as components of complexes are better immunogens (Claassen et al., 1998; Morein et al., 1984). The antibodies are in the complex that through the domain I-Fusion is created, better presented, since it is more active than the complex created by the merger with domain I-II is formed. It can also be discussed whether the observed Adjuvant effect of the protein III fusion products Chaperone properties are imparted because of such properties recently have been associated with potent adjuvants (Brenner and Wainberg, 1999).

Die Anti-idiotypische AntwortThe anti-idiotypic answer

L36 ist ein durch Phagendisplay gewonnener Antikörper, der gegen humanes, aufgereinigtes Laminin-1 gerichtet ist und in der Lage ist, die Tumor-Neovaskularisation zu inhibieren (Sanz et al. 2002; Sanz et al. 2001). Vorläufige Ergebnisse weisen auf das Vorhandensein anti-idiotypischer Antikörper im Serum hin, da die Seren der Mäuse, die mit scFv-L36 in FIA, L36-pKBJ1 und L36-pKBJ3 immunisiert wurden, einen dosisabhängigen Effekt auf die Bindung von scFv-L36 an Laminin-1 besitzen (9). Ausserdem erkennen die Seren der mit scFv-L36 in FIA und L36-pKBJ3 und in geringerem Maße auch die mit L36-pKBJl immunisierten Mäuse im ELISA einen polyklonalen Kaninchen-anti-Laminin-1-Antikörper (10). Das weist darauf hin, dass ein bestimmtes Epitop von Laminin-1 im Serum der immunisierten Mäuse vorliegt.L36 is an antibody obtained by phage display, which is directed against human, purified laminin-1 and is able to inhibit tumor neovascularization (Sanz et al. 2002; Sanz et al. 2001). Preliminary results indicate the presence of anti-idiotypic antibodies in the serum, since the sera of the mice immunized with scFv-L36 in FIA, L36-pKBJ1 and L36-pKBJ3 have a dose-dependent effect on the binding of scFv-L36 to laminin -1 own ( 9 ). In addition, the sera of the mice immunized with scFv-L36 in FIA and L36-pKBJ3 and to a lesser extent also the mice immunized with L36-pKBJ1 recognize a polyclonal rabbit anti-laminin-1 antibody ( 10 ). This indicates that a certain epitope of laminin-1 is present in the serum of the immunized mice.

Legende zu den Figuren:Legend for the figures:

1 Schematische Struktur der Fusionsproteine 1 Schematic structure of the fusion proteins

Schematische Darstellung der Domänenstruktur von des pIII-Proteins des filamentösen Bakteriophagen. Die Aminosäuresequenz ist entsprechen der schematischen Domänenstruktur farbig markiert. Die pelB-Signalsequenz ist in violet, die drei pIII-Domänen sind blau und die verbindenden Linker sind rot dargestellt. Die Transmembrandomäne hingegen ist grau gekennzeichnet. Die drei pKBJ-Konstrukte 1-3 sind in der schematischen Darstellung mit denselben Farben für die entsprechenden pIII-Domänen markiert. Die Positionen für die Tags sind in grün und für die scFv-Anteile in braun angegeben. Der pKBJ2 besitzt dieselbe Tagstruktur wie im Phagendisplay-System, während bei pKBJ1 und pKBJ3 die Tags C-terminal angeordnet sind. Die Tag-Sequenz beeinhaltet ein c-myc-Tag (AAEQKLISEEDLNGAA) und ein Hexa-Histidin-Tag.Schematic representation of the domain structure of the pIII protein of the filamentous bacteriophage. The amino acid sequence is marked in color in accordance with the schematic domain structure. The pelB signal sequence is violet, the three pIII domains are blue and the connecting linkers are shown in red. The transmembrane domain, on the other hand, is marked in gray. The three pKBJ constructs 1-3 are marked in the schematic representation with the same colors for the corresponding pIII domains. The positions for the tags are shown in green and for the scFv portions in brown. The pKBJ2 has the same tag structure as in the phage display system, while the pKBJ1 and pKBJ3 have the tags arranged at the C-terminal. The tag sequence includes a c-myc tag (AAEQKLISEEDLNGAA) and a hexa-histidine tag.

2: SDS-Gel der verschiedenen Antikörper 2 : SDS gel of the various antibodies

SDS-PAGE von vier verschiedenen Konstrukten für jeden der drei scFvs- D4 (lanes 1-4), L36 (Spur 5-8) und XR5 (Spur 9-12). Die vier Konstrukte sind pUC119 nicht fusionierter scFv (Spur 1, 5 and 9), pKBJ3 (Spur 2, 6 and 10), pKBJ1 (Spur 3, 7 and 11) and pKBJ2 (Spur 4, 8 and 12).SDS-PAGE of four different constructs for each of the three scFvs- D4 (lanes 1-4 ), L36 (lane 5-8 ) and XR5 (lane 9- 12 ). The four constructs are pUC119 unfused scFv (lane 1 . 5 and 9 ), pKBJ3 (lane 2 . 6 and 10 ), pKBJ1 (lane 3 . 7 and 11 ) and pKBJ2 (lane 4 . 8th and 12 ).

3.a-c: ELISA des seFv, und der scFv-Konstrukte in pKHJ1, pKBJ2 und pKBJ3 auf Laminin, Fibronectin und A76-A/C7. 3.ac : ELISA of the seFv, and the scFv constructs in pKHJ1, pKBJ2 and pKBJ3 on laminin, fibronectin and A76-A / C7.

ELISA der drei verschiedenen scFv und der pKBJ-Konstrukte dieser scFvs, der die Bindung von D4 an Fibronektin von L36 an Laminin, und von XR5 an den monoklonalen Maus-Antikörper A/C7 zeigt. Das Domäne I-Fusionskonstrukt pKBJ3 (•) ist generell aktiver als die Domäne I-II-Fusionskonstrukte pKB1

Figure 00370001
und pKBJ2
Figure 00370002
welche wiederum eine höhere Aktivität als der nicht-fusionierte scFv, pUC119 (⧫) besitzen. In den Verdünnungsreihen sind Mittelwerte aus Zweifachbestimmungen dargestellt.ELISA of the three different scFv and the pKBJ constructs of these scFvs, showing the binding of D4 to fibronectin from L36 to laminin, and of XR5 to the mouse monoclonal antibody A / C7. The domain I fusion construct pKBJ3 (•) is generally more active than the domain I-II fusion construct pKB1
Figure 00370001
and pKBJ2
Figure 00370002
which in turn have a higher activity than the unfused scFv, pUC119 (⧫). Average values from double determinations are shown in the dilution series.

4. Aktivität in den Fraktionen der präparativen HPLC 4 , Activity in the preparative HPLC fractions

Die Aktivität der verschiedenen Multimerisierungsstadien der pKBJ1- und pKBJ3-Konstrukte wurde für die verschiedenen Konstukte der einzelnen scFv bei Benutzung gleicher Mengen an Monomer (leere Balken), Dimer (schraffierte Balken) und Multimer (ausgefüllte Balken) verglichen. Die pKBJ3-Multimere sind generell aktiv, nicht jedoch die pKBJ1-Multimere von L36 und D4. L36 scheint als Dimer am aktivsten zu sein, was auf eine Tendenz dieses scFv zur Bildung aktiver Dimere hindeutet.The activity of the various stages of multimerization The pKBJ1 and pKBJ3 constructs were used for the different constructs of the individual scFv when using equal amounts of monomer (empty Bars), dimer (hatched bars) and multimer (filled bars) compared. The pKBJ3 multimers are generally active, but not the pKBJ1 multimers from L36 and D4. L36 appears to be the most active as a dimer to be indicative of a tendency of this scFv to form active dimers suggesting.

55

HPLC Gelfiltration wurde mit einer GX3000 Gelfiltrationssäule für R5 pKBJ3 Fusionsprotein durchgeführt. A) zeigt das gereinigte Monomer nach 36 h bei 37°C, b) zeigt bei gleichen Bedingungen die Daten für gereinigte Dimereundc) zeigt bei gleichen Bedingungen die Daten für gereinigte Multimere (Trimere, Tetramere, Pentamere...). d) zeigt eine Gelfiltrationsdiagrammshows von 10-fach konzentriertem Monomer. In allen Fällen entsprechen die Retentionszeiten von 21, 18, nd 15 Minuten den Monomeren, Dimeren bzw. den Multimeren. Gelfiltrationsanalysen mit Hilfe der GX3000 Säulentrenneung erlaubt nur die Trennung von Monomeren, Dimeren und höheren Multimeren.HPLC gel filtration was carried out with a GX3000 gel filtration column for R5 pKBJ3 fusion protein performed. A) shows the purified monomer after 36 h at 37 ° C, b) shows under the same conditions the data for cleaned Dimereundc) shows the data for cleaned under the same conditions Multimers (trimers, tetramers, pentamers ...). d) shows a gel filtration diagram shows of 10 times concentrated monomer. The retention times correspond in all cases from 21, 18 and 15 minutes to the monomers, dimers and multimers. Gel filtration analysis using the GX3000 column separation allows only that Separation of monomers, dimers and higher multimers.

66

HPLC Gelfiltration mit einer GX4000 Säule ermöglicht mit einem Größenausschluß von 7MDa die Separation von größeren Multimeren Die Daten zeigen, daß Tetramere die am häufigsten vorkommenden Multimere sind.HPLC gel filtration with a GX4000 Pillar enables with a size exclusion of 7MDa the separation of larger multimers The data show that tetramers the most common occurring multimers.

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Analyse der Hetero-Multimerisierung von pKBJ3 Fusiosnproteinen (D1 Fusionsproteinen) mit Hilfe eines Sandwich ELISA. Der ELISA wurde durchgeführt, indem A/C7 in den Wells immobilisiert wurde (⧫) und eine Bindungvon R5/D4 pKBJ3 Fusionnprotein mit Hilfe eine Bindung von Fibronektin, Fibrinogen und anti-Rabbit-HRP Antikörper nachgewiesen wurde. In einem spiegelbildlichen ELISA wurde Fibronektin immobilisiert

Figure 00370001
und anschließend mit R5/D4 pKBJ3 Fusionsprotein inkubiert und die Bindung mit A/C7 und antimouse HRP Antikörper nachgewiesen.. Beide Tests zeigen eine Konzentrationsabhängige Bindung.Analysis of the hetero-multimerization of pKBJ3 fusion proteins (D1 fusion proteins) using a sandwich ELISA. The ELISA was performed by immobilizing A / C7 in the wells (⧫) and detection of R5 / D4 pKBJ3 fusion protein binding using fibronectin, fibrinogen and anti-Rabbit-HRP antibody binding. Fibronectin was immobilized in a mirror-image ELISA
Figure 00370001
and then incubated with R5 / D4 pKBJ3 fusion protein and the binding with A / C7 and antimouse HRP antibody was detected. Both tests show a concentration-dependent binding.

8.a-d: Immunisierungen von Halb/c-Mäusen mit dem Antikörper L36 8.ad : Immunizations of half / c mice with the antibody L36

3 Mäuse wurden am Tag 0 und Tag 14 mit je 50μg gereinigtem L36 entweder als a) scFv-L36 allein, b) scFv-L36 in Kombination mit inkomplettem Freund'schen Adjuvanz, c) scFv-L36 als Fusionsprotein mit den Domänen I und II von ProteinIII und d) scFv-L36 als Fusionsprotein mit Domäne I von ProteinIII immunisiert. Den Mäusen wurde am Tag vor der Immunisierung (–1) und nach Tag 28 (+28) Blut entnommen und die Seren auf scFv-L36-spezifische IgM- und IgG-Antikörper in zwei Verdünnungen 1:50 und 1:250 untersucht. Die Fehlerbalken zeigen die Standardabweichung von 2 unabhängigen Messungen.3 mice were treated on day 0 and day 14 with 50 μg purified L36 either as a) scFv-L36 alone, b) scFv-L36 in combination with incomplete Freund's adjuvant, c) scFv-L36 as a fusion protein with domains I and II immunized by protein III and d) scFv-L36 as a fusion protein with domain I of protein III. Blood was drawn from the mice on the day before immunization (-1) and after day 28 (+28) and the sera were examined for scFv-L36-specific IgM and IgG antibodies in two dilutions 1:50 and 1: 250. The error bars show the standard deviation of 2 independent measurements.

9: Dosisabhängiger Effekt der Seren auf die L36-Bindung an Laminin. 9 : Dose-dependent effect of the sera on L36 binding to laminin.

  • A) L36-Erkennung mit 1:50- bzw. 1:250-verdünnten Seren von Mäusen, die mit L36-scFv (A1, A2 und A3), L36-scFv in FIA (B1 und B2), L36 fusioniert an Domäne I-II (C1, C2 und C3) und L36-scFv fusioniert mit Domäne I (D1, D2 und D3) immunisiert wurden, vor der Immunisierung (Tag –1) und nach der Immunisierung (Tag 28).A) L36 detection with 1:50 or 1: 250 diluted sera of mice, those with L36-scFv (A1, A2 and A3), L36-scFv in FIA (B1 and B2), L36 merges with domain I-II (C1, C2 and C3) and L36-scFv fused to domain I (D1, D2 and D3) were immunized prior to immunization (day -1) and after immunization (day 28).
  • B) Kompetition der L36-Bindung an immobilisiertes Laminin-1 mit Seren (Verdünnung 1:15, 1:45 und 1:135) von Mäusen, die mit L36-scFv (A2 und A3), L36-scFv in FIA (B1 und B2), L36 fusioniert an Domäne I-II (C2 und C3) und L36-scFv fusioniert mit Domäne I (D1 und D2) immunisiert wurden, vor der Immunisierung (Tag -1) und nach der Immunisierung (Tag 28).B) Competition of L36 binding to immobilized laminin-1 with sera (dilution 1:15, 1:45 and 1: 135) from mice, which merges with L36-scFv (A2 and A3), L36-scFv in FIA (B1 and B2), L36 to domain I-II (C2 and C3) and L36-scFv merges with domain I (D1 and D2) were immunized before immunization (day -1) and after immunization (day 28).

10: Ligandenanalyse mittels anti-idiotypischer Antikörper. 10 : Ligand analysis using anti-idiotypic antibodies.

Erkennung von polyklonalen Kaninchen-anti-EHS-Laminin-Antikörpern mit 1:25-verdünnten Seren von Mäusen, die mit L36-scFv (A2 und A3), L36-scFv in FIA (B1 und B2), L36 fusioniert an Domäne I-II (C2 und C3) und L36-scFv fusioniert mit Domäne I (D1 und D2) immunisiert wurden.Detection of rabbit anti-EHS laminin polyclonal antibodies using 1: 25-diluted Sera of mice, which merges with L36-scFv (A2 and A3), L36-scFv in FIA (B1 and B2), L36 to domain I-II (C2 and C3) and L36-scFv fused to domain I (D1 and D2) immunized were.

Tabelle 4: Spaltstelle für proteolytische Enzyme.

Figure 00400001
Table 4: Cleavage site for proteolytic enzymes.
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Tabelle 5: Periplasmatische Lokalisationssignale

Figure 00410001
Table 5: Periplasmic localization signals
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Tabelle 6: Sekretorische Lokalisationssignale

Figure 00420001
Table 6: Secretory localization signals
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Figure 00430001
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Figure 00440001
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Claims (26)

Fusionsprotein umfassend ein Expressionsprotein und ein Phagenhüllproteinfragment, dadurch gekennzeichnet, dass das Phagenhüllproteinfragment mindestens eine Dömane D1 oder ein funktionsanaloges Fragment dieser eines pIII eines filamentösen Bakteriophagen M13 ist.Fusion protein comprising an expression protein and a phage coat protein fragment, characterized in that the phage coat protein fragment is at least one domain D1 or a functionally analogous fragment of a pIII of a filamentous bacteriophage M13. Fusionsprotein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine mindestens eine sekretorische Lokalisationssequenz, eine periplasmatisches Lokalisationssequenz, einen Polypeptidlinker und/oder einen Tag umfasst.Fusion protein according to claim 1, characterized in that there is at least one secretory localization sequence, one periplasmic localization sequence, a polypeptide linker and / or spanned a day. Fusionsprotein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Spaltstelle zwischen dem Expressionsprotein und der Domäne D1 aufweist.Fusion protein according to claim 1 or 2, characterized in that that there is at least one cleavage site between the expression protein and the domain D1 has. Fusionsprotein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Expressionsprotein ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Antikörperfragment, einem single chain antibody, einem Multibody, einem Fab-Fragment, einem MHC-Molekül, einem MHC-Molekül als single chain, einem MHC-Peptid Fusionspeptid und/oder Ab2.Fusion protein according to one of Claims 1 to 3, characterized in that that the expression protein is selected from the group consisting of from an antibody fragment, a single chain antibody, a multibody, a Fab fragment, an MHC molecule, an MHC molecule as a single chain, an MHC peptide fusion peptide and / or Ab2. Fusionsprotein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein homomultimeres oder heteromultimeres Fusionsprotein ist.Fusion protein according to one of the preceding claims, characterized characterized that it is a homomultimer or heteromultimer Is fusion protein. Nukleinsäuremolekül, umfassend eine Nukleinsäuresequenz, die ein Fusionsprotein nach einem der Ansprüche 1 bis 5 kodiert.Nucleic acid molecule comprising a nucleic acid sequence, which encodes a fusion protein according to any one of claims 1 to 5. Vektor umfassend ein Nukleinsäuremolekül nach Anspruch 6, insbesondere pKBJ3.Vector comprising a nucleic acid molecule according to claim 6, in particular pKBJ3. Phage umfassend ein Nukleinsäuremolekül nach Anspruch 6 und/oder einen Vektor nach Anspruch 7.Phage comprising a nucleic acid molecule according to claim 6 and / or a vector according to claim 7. Wirtszelle umfassend einen Vektor nach Anspruch 7 und/oder einen Phagen nach Anspruch 8.Host cell comprising a vector according to claim 7 and / or one Phage according to claim 8. Erkennungsmolekül, das gegen ein Fusionsprotein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ein Nukleinsäuremolekül nach Anspruch 6, einen Vektor nach Anspruch 7, einen Phagen nach Anspruch 8 und/oder eine Wirtszelle nach Anspruch 9 gerichtet ist.Recognition molecule against a fusion protein according to any one of claims 1 to 5, a nucleic acid molecule according to claim 6, a vector according to claim 7, a phage according to claim 8 and / or a host cell is directed according to claim 9. Erkennungsmolekül nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Antikörper, ein Antikörperfragment und/oder ein Antisense-Konstrukt ist, insbesondere ein RNA-Interferenzmolekül.recognition molecule according to the preceding claim, characterized in that it an antibody, an antibody fragment and / or an antisense construct, in particular an RNA interference molecule. Vakzine, umfassend ein Fusionsprotein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ein Nukleinsäuremolekül nach Anspruch 6, einen Vektor nach Anspruch 7, einen Phagen nach Anspruch 8 und/oder eine Wirtszelle nach Anspruch 9 gegebenenfalls mit einen pharmazeutisch verträglichen Träger.Vaccine comprising a fusion protein according to any one of claims 1 to 5, a nucleic acid molecule according to claim 6, a vector according to claim 7, a phage according to claim 8 and / or a host cell according to claim 9 optionally with a pharmaceutical acceptable Carrier. Arzneimittel umfassend eine Vakzine nach Anspruch 12.Medicament comprising a vaccine according to claim 12. Verfahren zur Herstellung eines Fusionsproteins umfassend die Schritte: – Bereitstellung eines Nukleinsäuremoleküls codierend ein Fusionspeptid umfassend eine Domäne D1 von pIII und ein Zielprotein, – Einbringen des Nukleinsäuremolekül in eine Wirtszelle, – Gewinnung des Nukleinsäuremolekül codierenden Fusionspeptid aus einem Periplasma und/oder einem Kulturüberstand der Wirtszellen.A method for producing a fusion protein comprising the Steps: - provision of a nucleic acid molecule a fusion peptide comprising a domain D1 of pIII and a target protein, - bring in of the nucleic acid molecule into a Host cell - extraction of the nucleic acid molecule Fusion peptide from a periplasm and / or a culture supernatant of the host cells. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Fusionsprotein mit Hilfe einer kombinatorischen Technik selektiert wird, insbesondere einer Phagen Display Technik.Method according to the preceding claim, characterized in that that the fusion protein using a combinatorial technique is selected, in particular a phage display technique. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Expressionsprotein mit Hilfe von Spaltmolekülen von D1 abgetrennt wird.A method according to claim 14 or 15, characterized in that that the expression protein with the help of cleavage molecules from D1 is separated. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als das Expressionsprotein ein Antikörper, ein single chain Fragment, Multibody, einem Fab-Fragment, ein MHC-Molekül, ein MHC-Peptid Fusionspeptid und/oder ein Ab2 verwendet werden.Method according to one of claims 14 to 16, characterized in that that as the expression protein an antibody, a single chain fragment, Multibody, a Fab fragment, an MHC molecule, an MHC peptide fusion peptide and / or an Ab2 can be used. Verwendung eines Fusionsprotein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, eines Nukleinsäuremoleküls nach Anspruch 6, eines Vektor nach Anspruch 7, eines Phagen nach Anspruch 8, eine Wirtszelle nach Anspruch 9, einen Erkennungsmolekül nach Anspruch 10 oder 11, einer Vakzine nach Anspruch 12 und/oder eines Arzneimittels nach Anspruch 13 in Forschung, Diagnostik und Therapie.Use of a fusion protein according to any one of claims 1 to 5, a nucleic acid molecule Claim 6, a vector according to claim 7, a phage according to claim 8, a host cell according to claim 9, a recognition molecule according to claim 10 or 11, a vaccine according to claim 12 and / or a medicament according to claim 13 in research, diagnostics and therapy. Verwendung nach Anspruch 18 zur Erforschung, Diagnose und Therapie von Tumoren, Entzündungen, Autoimmunerkrankungen und/oder Infektionskrankheiten.Use according to claim 18 for research, diagnosis and therapy of tumors, inflammation, autoimmune diseases and / or infectious diseases. Verwendung nach Anspruch 18 oder 19 zur Modifizierung oder Verhinderung der Angiogenese.Use according to claim 18 or 19 for modification or prevention angiogenesis. Verwendung nach einem der Ansprüche 18 bis 20 zur Initiierung einer Immunreaktion in vivo oder in vitro einer Zelle, einer Zellsuspension, einem Gewebe und/oder einem Organismus.Use according to one of claims 18 to 20 for initiation an immune reaction in vivo or in vitro of a cell, a cell suspension, a tissue and / or an organism. Verwendung nach einem der Ansprüche 18 bis 21 zur Steuerung von Sekundärprozessen in einer Zelle und/oder zur Modulation einer Interaktion zwischen Zellen.Use according to one of claims 18 to 21 for control of secondary processes in a cell and / or to modulate an interaction between Cells. Verwendung eines Nukleinsäuremoleküls nach Anspruch 6, eines Vektors nach Anspruch 7 und/oder eines Phagen nach Anspruch 8 in einem Phagen-Bakteriensystem.Use of a nucleic acid molecule according to Claim 6, a vector according to claim 7 and / or a phage according to claim 8 in a phage bacterial system. Verwendung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Phagen-Display System ein Nukleinsäuremolekül nach Anspruch 6 und/oder ein Vektor nach Anspruch 7 in Kombination mit einem Helferphagen zur Selektion von Expressionsproteinen aus Bibliotheken eingesetzt werden.Use according to claim 23, characterized in that in a phage display system a nucleic acid molecule according to claim 6 and / or a vector according to claim 7 in combination with a helper phage used for the selection of expression proteins from libraries become. Verwendung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Helferphage in einer Domäne D2 eine Mutation aufweist.Use according to claim 24, characterized in that the Helper phage in a domain D2 has a mutation. Verwendung nach einem der Ansprüche 18 bis 25 zur Herstellung von Antikörperbibliotheken und zur Selektion von Antikörpern.Use according to one of claims 18 to 25 for the production of antibody libraries and for the selection of antibodies.
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