DE19735105A1 - New fusion protein - Google Patents

New fusion protein

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DE19735105A1
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Abstract

A Fusion protein (I) comprises: (a) an interaction domain which can bind to a binding domain; and (b) a peptide chain which has to be transported into a target cell. Independent claims are also included for: (1) a polypeptide comprising a binding domain, which can specifically bind to the interaction domain of (I); (2) a protein transport system comprising (I); (3) a nucleic acid construct encoding (I) and the polypeptide; and (4) a medicinal agent comprising (I) and the polypeptide.

Description

Bei den verschiedensten molekularbiologischen Anwendungsgebieten ist der Transport von Proteinen durch die Plasmamembran in Gewebe- oder Kulturzellen und beim lebenden Organismus mit ganz erheblichen Schwierigkeiten verbunden.With the most diverse molecular biological Areas of application is the transport of proteins through the Plasma membrane in tissue or culture cells and in the living Organism with very considerable difficulties.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Methoden bekannt, die für die Einschleusung von Proteinen in das Zellinnere verwendet werden, wie beispielsweise die Permeabilisierung von Zellen, die Mikroinjektion von Proteinen, die Transfektion von geeigneten Vektoren und sogenannte Immuntoxine. Verschiedene bakterielle Toxine, die intrazellulär wirken, sind in der Lage, mit Hilfe eines komplexen Transportsystems durch die Plasmamembran in die Zelle zu gelangen. Einige dieser Toxine werden dazu verwendet, um gezielt bestimmte Zellen abzutöten.Various methods are known from the prior art, those for the introduction of proteins into the cell interior are used, such as the permeabilization of Cells, microinjection of proteins, transfection of suitable vectors and so-called immunotoxins. Various bacterial toxins that act intracellularly are able to with the help of a complex transport system through the Plasma membrane to enter the cell. Some of these toxins are used to specifically kill certain cells.

Die bisher entwickelten Immunotoxine gehen von sogenannten Einkettentoxinen aus, die aus einer Zellbindungsdomäne, einer Translokationsdomäne und einer zelltoxischen Domäne bestehen. Beispiele hierfür wären das Diphtherie-Toxin oder das Pseudomonas Exotoxin A. Es ist ein Prinzip der Immunotoxine, durch eine veränderte Zellbindungsdomäne eine selektive Bindung der Toxine an eine bestimmte Population von Zielzellen zu er­ reichen, um diese schließlich durch die Toxin-Domäne abzutöten.The immunotoxins developed so far go from so-called Single chain toxins from a cell-binding domain, a Translocation domain and a cell toxic domain exist. Examples of this would be the diphtheria toxin or that  Pseudomonas Exotoxin A. It is a principle of immunotoxins, a selective binding through an altered cell binding domain the toxins to a specific population of target cells are enough to finally kill them through the toxin domain.

Die bisher bekannten Lösungen des transmembranären Proteintransports weisen jedoch erhebliche Nachteile auf. So verletzen Permeabilisierung- und Mikroinjektionstechniken die Integrität der Zellen und außerdem sind diese Techniken in der Regel nur bei einzelnen Zellen bzw. Zellkulturen, nicht aber bei vollständigem Gewebe anwendbar.The previously known solutions of the transmembrane However, protein transport has significant disadvantages. So violate permeabilization and microinjection techniques Cell integrity and also these techniques are in the Usually only for individual cells or cell cultures, but not applicable to whole tissue.

Bei den Transfektionen werden geeignete Vektoren, die häufig aus viralen Bestandteilen aufgebaut sind, in die Zellen eingebracht und die in den Vektoren enthaltenen Gene sollen dann in den Zielzellen exprimiert werden. Problematisch ist hier häufig die fehlende Steuerbarkeit der Expression und die Tatsache, daß nur einige Zellen transfiziert werden sowie daß die Transfektion in der Regel nicht zellspezifisch ist.In the case of transfections, suitable vectors are used that are common are made up of viral components into the cells introduced and the genes contained in the vectors should then be expressed in the target cells. Is problematic here often the lack of controllability of expression and the Fact that only some cells are transfected and that the transfection is usually not cell-specific.

Die Immuntoxine sind in der Regel verhältnismäßig große Proteine, die häufig nur unter Schwierigkeiten exprimiert werden können. Sie sind auch nicht geeignet für bestimmte Zelltypen. Darüber hinaus sind Immuntoxine generell toxisch und daher nur mit erheblichen Schwierigkeiten zu handhaben.The immunotoxins are usually relatively large Proteins that are often expressed with difficulty can be. They are also not suitable for certain Cell types. In addition, immunotoxins are generally toxic and therefore only to be handled with considerable difficulties.

Es sind verschiedene bakterielle Exotoxine bekannt, die eukaryotische Zellen durch eine kovalente Modifikation von intrazellulären Zielmolekülen angreifen. Man geht davon aus, daß für die Wirkung dieser Toxine üblicherweise mehrere Schritte erforderlich sind:
Zuerst binden die Toxine über einen Bindungsbereich oder eine spezifische Bindungskomponente an einen Rezeptor an der Oberfläche der Zielzellen. Daran schließt sich eine durch den Rezeptor bewirkte Endozytose an. So gelangt das toxische Protein in das Cytosol, wo die Enzymkomponente ein spezifisches Zielmolekül verändert, wodurch funktionelle Veränderungen der Zielzelle bewirkt werden. Bei dem Diphtherie-Toxin, das als Prototyp bakterieller Proteintoxine angesehen werden kann, konnten drei funktionelle Domänen identifiziert werden, die verantwortlich sind für die Rezeptorbindung, die Membrantranslokation und die Enzymaktivität.
Various bacterial exotoxins are known which attack eukaryotic cells through a covalent modification of intracellular target molecules. It is believed that several steps are usually required for these toxins to work:
First, the toxins bind to a receptor on the surface of the target cells via a binding region or a specific binding component. This is followed by endocytosis caused by the receptor. This is how the toxic protein gets into the cytosol, where the enzyme component changes a specific target molecule, which causes functional changes in the target cell. With the diphtheria toxin, which can be seen as a prototype of bacterial protein toxins, three functional domains could be identified which are responsible for receptor binding, membrane translocation and enzyme activity.

Bei den meisten Toxinen, wie bei dem Diphtherie-Toxin oder dem Pseudomonas Exotoxin A sind diese funktionellen Bereich auf einer einzigen Toxinkette lokalisiert, wobei unterschiedliche Ketten durch Disulfid-Brücken verbunden sein können, oder diese funktionellen Domänen können auch nicht kovalent assoziiert sein, wie z. B. beim Cholera-Toxin oder beim Keuchhusten-Toxin.For most toxins, like the diphtheria toxin or the Pseudomonas exotoxin A are based on this functional area localized in a single toxin chain, with different Chains can be linked by disulfide bridges, or these functional domains can also not be covalently associated be like B. the cholera toxin or whooping cough toxin.

Demgegenüber werden erfindungsgemäß nicht die Transportsysteme der oben erwähnten Einkettentoxine, sondern die der sogenannten binären Toxine eingesetzt. Bei diesen binären Toxinen sind die Zellbindungs-/Translokationskomponenten und das toxische Enzym getrennte Proteine, die sich auf der Oberfläche der Zielzelle treffen.In contrast, the transport systems are not according to the invention of the single chain toxins mentioned above, but those of the so-called binary toxins used. These are the binary toxins Cell binding / translocation components and the toxic enzyme separate proteins that are on the surface of the target cell to meet.

Die einzelnen Komponenten dieser binären Toxine werden bei dem erfindungsgemäßen Proteintransportsystem eingesetzt. Das erfindungsgemäße Proteintransportsystem weist mindestens ein Fusionsprotein und eine weitere Polypeptidkomponente auf, die zusammenwirken, aber bevorzugt getrennt voneinander vorliegen. Allerdings ist es auch möglich, daß diese Komponenten Fusionsprotein und Polypeptid in räumlicher Hinsicht zusammen vorliegen. Unter dem Begriff "Fusionsprotein" wird ein Polypeptid verstanden, das wenigstens zwei Komponenten aufweist, die von verschiedenen Proteinen stammen, wobei die einzelnen Polypeptidketten kovalent über Peptidbindungen miteinander verbunden sind. Unter einem Polypeptid im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Verbindung verstanden, die mindestens 50, bevorzugt mindestens 100 Aminosäuren aufweist.The individual components of these binary toxins are used in the protein transport system according to the invention used. The protein transport system according to the invention has at least one Fusion protein and another polypeptide component on the interact, but are preferably separate. However, it is also possible that these components Fusion protein and polypeptide together in spatial terms available. Under the term "fusion protein" is a Polypeptide understood that at least two components has, which come from different proteins, the individual polypeptide chains covalently via peptide bonds are interconnected. Under a polypeptide in the sense of present invention is understood a compound that has at least 50, preferably at least 100 amino acids.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Fusionsprotein, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es
The present invention therefore relates to a fusion protein, which is characterized in that it

  • a) eine Interaktions-Domäne, die spezifisch an eine Bindungs- Domäne binden kann, unda) an interaction domain that is specific to a binding Domain can bind, and
  • b) eine Polypeptidkette, die in eine Zielzelle transportiert werden soll,b) a polypeptide chain that transports into a target cell shall be,

umfaßt.includes.

Fusionsprotein im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist ein Polypeptid, das wenigstens zwei Komponenten aufweist, die in der Natur nicht in Form von aneinander fusionierten Polypeptiden vorkommen. Der eine Teil des Fusionsproteins (a) beinhaltet eine Interaktions-Domäne, die als Adapter und Carrier für diejenigen Proteine dient, die in die Zielzellen transferiert werden sollen. Diese Interaktions-Domäne bindet spezifisch an eine Bindungs-Domäne, die wiederum an bestimmte Komponenten der Zielzelle bindet. Die Interaktions-Domäne bewirkt also, daß die damit verbundene Polypeptidkomponente (b) über die Bindungsdomäne an die Zielzelle gebunden wird.Fusion protein in the sense of the present application is a Polypeptide that has at least two components, which in nature not in the form of fused together Polypeptides occur. One part of the fusion protein (a) includes an interaction domain that acts as an adapter and Carrier serves for those proteins that are in the target cells should be transferred. This interaction domain binds specifically to a binding domain, which in turn to certain Binds components of the target cell. The interaction domain causes the associated polypeptide component (b) is bound to the target cell via the binding domain.

Erfindungsgemäß stammt die Interaktions-Domäne von einem binären bakteriellen Toxin, wie dem Anthrax-Toxin oder dem Clostridium perfringens iota Toxin. Das Clostridium perfringens iota Toxin ist ein Mitglied der Familie der binären Aktin-ADP- ribosylierenden Toxine.According to the invention, the interaction domain comes from one binary bacterial toxin, such as the anthrax toxin or the Clostridium perfringens iota toxin. The Clostridium perfringens iota toxin is a member of the binary actin ADP family ribosylating toxins.

Besonders bevorzugt stammt die Interaktions-Domäne von dem C2-Toxin von Clostridium botulinum, und genauer handelt es sich bei der Interaktions-Domäne um die N-terminale C2I-Domäne des C2-Toxins von C.botulinum.The interaction domain particularly preferably comes from the C2 toxin from Clostridium botulinum, and more precisely it is in the interaction domain around the N-terminal C2I domain of C2 toxins from C. botulinum.

Das C2-Toxin von Clostridium botulinum besteht aus einer Bindungskomponente C2II, die eine Bindungs-Domäne umfaßt, die an die Zielzelle bindet und aus einer biologisch aktiven Toxinkomponente C2I, die durch die Bindungskomponente in die Zielzelle transportiert wird. Die Bindungskomponente C2II hat ein Molekulargewicht von etwa 100 kDa und bindet mit einem Rezeptor der Zielzelle, wodurch eine Bindungsstelle für die enzymatische Toxinkomponente C2I induziert wird. Nach Transport durch die Zytoplasma-Membran und Überführung in das Cytosol ADP-ribolysiert C2I, genauer der C-terminale Teil von C2I, monomeres G-Aktin an Arginin 177 und inhibiert dadurch die Aktin-Polymerisation.The C2 toxin from Clostridium botulinum consists of one Binding component C2II, which comprises a binding domain, the binds to the target cell and from a biologically active Toxin component C2I by the binding component in the Target cell is transported. The binding component has C2II a molecular weight of about 100 kDa and binds with a Receptor of the target cell, creating a binding site for the  enzymatic toxin component C2I is induced. After transportation through the cytoplasmic membrane and transfer into the cytosol ADP-ribolyzed C2I, more precisely the C-terminal part of C2I, monomeric G-actin on arginine 177 and thereby inhibits the Actin polymerization.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß das C2I-Toxin aus wenigstens zwei Domänen besteht. Die am C-Terminus lokalisierte Domäne C2I-C ist für die katalytische Aktivität, nämlich die ADP-Ribosyltransferase-Aktivität verantwortlich. Die am N-Terminus lokalisierte andere Domäne (C2I-N) ist für die Erkennung und Interaktion mit der Bindungskomponente (C2II), die an die Zielzellen bindet, essentiell. Erfindungsgemäß wird nur die Interaktions-Domäne (C2I-N) in den erfindungsgemäßen Fusionsproteinen verwendet, und zwar als "Adapter" oder "Carrier" für solche Proteine, die in die Zielzellen transferiert werden sollen. Ein erfindungsgemäßes Fusionsprotein weist beispielsweise nicht die toxische Enzymkomponte (C2I-C) des C2-Toxins zusammen mit C2I-N auf. Erfindungsgemäß assoziiert das Fusionsprotein über den Adapterteil C2I-N mit der Bindungskomponente C2II, die ihrerseits mit einem spezifischen Zellrezeptor an der Oberfläche der Zielzelle assoziiert ist. Das Vorhandensein der Interaktions-Domäne in dem Fusionsprotein ermöglicht die Translokation des Fusionsproteins in die Zielzelle hinein.In the context of the present invention it was found that the C2I toxin consists of at least two domains. The most C-terminus localized domain C2I-C is for the catalytic Activity, namely ADP ribosyltransferase activity responsible. The other domain located at the N-terminus (C2I-N) is for detection and interaction with the Binding component (C2II) that binds to the target cells, essential. According to the invention, only the interaction domain (C2I-N) used in the fusion proteins according to the invention, namely as an "adapter" or "carrier" for such proteins that should be transferred to the target cells. A Fusion protein according to the invention does not have, for example toxic enzyme components (C2I-C) of the C2 toxin together with C2I-N on. According to the invention, the fusion protein associates via the Adapter part C2I-N with the binding component C2II, the in turn with a specific cell receptor on the Surface of the target cell is associated. The presence of the Interaction domain in the fusion protein enables that Translocation of the fusion protein into the target cell.

In bevorzugter Weise stammt dagegen die Bindungs-Domäne, die spezifisch an die Interaktions-Domärie binden kann, von demselben bakteriellen Toxin her, von dem auch die Interaktions-Domäne stammt, da hierdurch eine optimale Interaktion erzielt werden kann. Da die Bindung zwischen der Interaktions-Domäne und der Bindungs-Domäne in der Regel höchst spezifisch ist, stammen bevorzugt die jeweiligen Domänen von demselben Organismus und in der Regel auch von demselben Toxin her. In contrast, the binding domain, that can bind specifically to the interaction domain, by the same bacterial toxin from which the Interaction domain comes from, because this is an optimal Interaction can be achieved. Because the bond between the Interaction domain and the binding domain usually highest is specific, the respective domains preferably originate from the same organism and usually also of the same toxin forth.  

Grundsätzlich können im Rahmen der vorliegenden Erfindung beliebige Polypeptidkomponenten mit Hilfe des erfindungsgemäßen Proteintransportsystems in die Zielzellen eingebracht werden. In bevorzugter Ausführungsform handelt es sich jedoch bei der Polypeptidkomponente um ein Toxin, das bevorzugt von Bakterien oder Pflanzen stammen kann und ein Polypeptid-Toxin ist. Beispiele für geeignete Polypeptidkomponenten (b) wären das Diphtherie-Toxin oder das Pseudomonas Exotoxin A, wobei es sich hierbei nur um die Toxinkomponente handelt, ohne diejenigen Komponenten, die für den Transport durch die Plasma-Membran verantwortlich sind. Es können aber auch pflanzliche Toxine, wie beispielsweise das Ricin verwendet werden. Bevorzugt werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Neurotoxine verwendet, die von Clostridium tetani oder Clostridium botulinum herstammen und Zytotoxine von C. difficle (z. B. Toxin A und B), C. sordellii (lethales Toxin und hämorrhagisches Toxin) und C. novyi (α-Toxin). In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Toxin um das C3-ähnliche Exoenzym von Clostridium limosum. Dieses Exoenzym hat ein Molekulargewicht von etwa 23 kD und inaktiviert das kleine GTP-bindende Protein Rho durch ADP-Ribosylierung von Asparaginsäure in Position 41.Basically, within the scope of the present invention any polypeptide components with the help of the invention Protein transport system are introduced into the target cells. In a preferred embodiment, however, Polypeptide component around a toxin preferred by bacteria or plants, and is a polypeptide toxin. Examples of suitable polypeptide components (b) would be Diphtheria toxin or the Pseudomonas exotoxin A, which is this is only the toxin component, without those Components used for transport through the plasma membrane are responsible. However, plant toxins, such as ricin. To be favoured used in the context of the present invention neurotoxins that from Clostridium tetani or Clostridium botulinum and cytotoxins from C. difficle (e.g. toxins A and B), C. sordellii (lethal toxin and hemorrhagic toxin) and C. novyi (α-toxin). In a further preferred embodiment the toxin is the C3-like exoenzyme of Clostridium limosum. This exoenzyme has a molecular weight of about 23 kD and inactivates the small GTP-binding protein Rho by ADP ribosylation of aspartic acid in position 41.

Das erfindungsgemäße Proteintransportsystem weist als weitere Komponente eine von dem Fusionsprotein getrennte Bindungs- Domäne (c) auf, die an die Interaktions-Domäne (a) der Fusionsproteine binden kann.The protein transport system according to the invention has another Component a binding separate from the fusion protein Domain (c) on the interaction domain (a) of the Can bind fusion proteins.

Diese Bindungs-Domäne (c) kann entweder getrennt von oder zusammen mit dem Fusionsprotein mit den Zielzellen in Kontakt gebracht werden. Das die Bindungs-Domäne enthaltende Polypeptid bindet an die Zielzellen über eine für die jeweiligen Zielzellen spezifische Ligandendomäne. Bei dem Liganden kann es sich um ein Molekül handeln, das spezifisch an bestimmte Rezeptoren der Zielzellen bindet. In bevorzugter Ausführungsform weist das Polypeptid eine Bindungs-Domäne auf, die mit einer Bindungsregion aus dem variablen Bereich eines monoklonalen Antikörpers verbunden ist. This binding domain (c) can either be separated from or in contact with the target cells together with the fusion protein to be brought. The polypeptide containing the binding domain binds to the target cells via one for each Target cell specific ligand domain. The ligand can is a molecule that is specific to certain Receptors of the target cells bind. In preferred In one embodiment, the polypeptide has a binding domain, those with a binding region from the variable range of a monoclonal antibody.  

Das erfindungsgemäße Proteintransportsystem umfaßt daher auch ein Polypeptid, das eine Bindungs-Domäne (c) aufweist, die spezifisch an die Interaktions-Domäne (a) eines erfindungsgemäßen Fusionsproteins binden kann.The protein transport system according to the invention therefore also includes a polypeptide having a binding domain (c) which specifically to the interaction domain (a) one can bind fusion protein of the invention.

Damit dieses Polypeptid an eine Zielzelle binden kann, weist es weiterhin eine Ligandendomäne für die Zellbindung auf. Dieser Ligand für die Zellbindung bindet spezifisch an einen bestimmten Rezeptor auf der Oberfläche der Zielzelle.So that this polypeptide can bind to a target cell, it has continue to have a ligand domain for cell binding. This Ligand for cell binding specifically binds to one specific receptor on the surface of the target cell.

Bevorzugt stellt der Ligand, der spezifisch an einen Zellrezeptor bindet, die variable Region eines monoklonalen Antikörper dar. Derartige Bereiche können nach an sich bekannten Methoden kloniert und in geeigneter Art und Weise mit der Bindungs-Domäne (c) verbunden werden.The ligand which is specific to a Cell receptor binds to the variable region of a monoclonal Antibodies represent. Such areas can by themselves known methods and cloned in a suitable manner with the binding domain (c).

Die einzelnen Komponenten des erfindungsgemäßen Proteintransportsystems werden in bevorzugter Art und Weise mit gentechnologischen Mitteln hergestellt. Hierzu wird die für die einzelnen Komponenten kodierende Nucleinsäure in ein Nucleinsäurekonstrukt eingebracht, das dann in einer geeigneten Wirtszelle vermehrt wird, wobei eine Expression der gewünschten Gene erzielt wird. Die so exprimierten Fusionsproteine werden entweder von den Wirtszellen ins Medium ausgeschieden oder aus den Wirtszellen isoliert. Bei den Nucleinsäurekonstrukten handelt es sich in bevorzugter Weise um Vektoren, wobei Plasmidvektoren, die zur Expression in Bakterien oder Hefen geeignet sind, besonders bevorzugt sind.The individual components of the invention Protein transport systems are preferred with genetically engineered means. For this, the for the single nucleic acid encoding components Introduced nucleic acid construct, which is then in a suitable Host cell is propagated, with an expression of the desired Gene is achieved. The fusion proteins expressed in this way are either excreted into the medium by the host cells or from the host cells isolated. With nucleic acid constructs are preferably vectors, wherein Plasmid vectors used for expression in bacteria or yeast are suitable, are particularly preferred.

Die erfindungsgemäßen Nucleinsäurekonstrukte weisen mindestens die genetische Information für ein erfindungsgemäßes Fusionsprotein und/oder für ein erfindungsgemäßes Polypeptid auf sowie diejenigen Nucleinsäurefragmente, die zur Vermehrung des Konstruktes in der Wirtszelle und zur Expression des Fusionsproteins und/oder Polypeptids in der Wirtszelle erforderlich sind. The nucleic acid constructs according to the invention have at least the genetic information for an inventive Fusion protein and / or for a polypeptide according to the invention on as well as those nucleic acid fragments that are used for multiplication of the construct in the host cell and for expression of the Fusion protein and / or polypeptide in the host cell required are.  

Bevorzugt handelt es sich bei einem derartigen Nucleinsäurekonstrukt um einen Vektor, wobei dieser Vektor bevorzugt ein viraler Vektor oder ein Plasmid sein kann.Such is preferably one Nucleic acid construct around a vector, this vector can preferably be a viral vector or a plasmid.

Die erfindungsgemäßen Komponenten werden bevorzugt als Arzneimittel eingesetzt. Ein derartiges Arzneimittel kann beispielsweise eine Polypeptidkomponente, die eine Bindungs- Domäne (c) umfaßt, aufweisen, wobei diese Polypeptidkomponente spezifisch an gewünschte Zielzellen binden kann. Bei den Zielzellen kann es sich beispielsweise um Tumorzellen handeln, die bestimmte Tumorantigene auf der Zelloberfläche exprimieren. Wenn nun der Liganden-Anteil des Polypeptids mit dem Tumorantigen bindet, weisen die Zielzellen auf der Oberfläche die spezifische Bindungs-Domäne auf.The components of the invention are preferred as Medicines used. Such a drug can for example a polypeptide component that binds Domain (c) comprises, which polypeptide component can bind specifically to desired target cells. Both Target cells can be tumor cells, for example, that express certain tumor antigens on the cell surface. If the ligand portion of the polypeptide with the Tumor antigen binds, the target cells have on the surface the specific binding domain.

Wenn nun das Fusionsprotein mit diesen Zellen in Kontakt gebracht wird, bindet das Fusionsprotein über die Interaktions- Domäne (a) und die Bindungs-Domäne (c) an die Zielzelle. Dann wird das mit dem Fusionsprotein verbundene Polypeptid (b), das bevorzugterweise ein Toxin ist, in das Innere der Zelle transportiert und kann dort seine Aktivität entfalten.Now when the fusion protein contacts these cells the fusion protein binds via the interaction Domain (a) and the binding domain (c) to the target cell. Then the polypeptide (b) linked to the fusion protein, the is preferably a toxin, inside the cell transports and can develop its activity there.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die einzelnen Komponenten nicht toxisch sind und, daß dadurch keine Handhabungsprobleme entstehen. Erst wenn Bindungs-Domäne und Interaktions-Domäne zusammenkommen, wird das Toxin in die Zelle eingeführt und entfaltet dort die beabsichtigte Aktivität. Dadurch ist es beispielsweise möglich, ganz gezielt bestimmte Zellen abzutöten, ohne die anderen Zellen durch die toxischen Komponenten zu belasten.The particular advantage of the solution according to the invention is in that the individual components are non-toxic and, that there are no handling problems. Only when Binding domain and interaction domain will come together the toxin is introduced into the cell and unfolds there intended activity. This makes it possible, for example, targeted killing of certain cells without the others To burden cells with the toxic components.

Ein erfindungsgemäßes Arzneimittel kann in voneinander getrennten Einheiten ein Fusionsprotein und ein Polypeptid umfassen. Dadurch können die beiden Komponenten nacheinander oder auch zusammen verabreicht werden. Bevorzugt handelt es sich hierbei um ein für die parenterale Verabreichung geeignetes Arzneimittel. A medicament according to the invention can be used in each other separate units a fusion protein and a polypeptide include. This allows the two components to be in sequence or administered together. It is preferred is for parenteral administration suitable drug.  

Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgend wiedergegebenen Beispiele näher erläutert.The present invention is illustrated by the following reproduced examples explained in more detail.

Beispiel 1example 1 Konstruktion von C2IN und C2IN-C3Construction of C2IN and C2IN-C3

Das C2I-Gen (1293 Bp) wurde von einem C.botulinum-Stamm mit der Bezeichnung KZZ 1577 mit Hilfe der Polymerasenkettenreaktion amplifiziert. Dazu wurden 300 ng chromosomale DNA in einem Gesamtvolumen von 100 µl mit zwei Einheiten Tag DNA Polymerase in einer üblichen Reaktionsmischung mit den einzelnen Nucleotiden und 15 pmol der Primer C2IC (5'- AGATCTATGCCAATAATAAAAGAACCC-3', Seq.ID-Nr. 1) enthaltend eine BglII-Schnittstelle und C2IN (5'- GGATCCCTAAATCTCTTTATTTTGTATAAC-3', Seq.-ID Nr. 2) enthaltend eine BamHI-Schnittstelle. Die Amplifikation wurde bei üblichen Bedingungen durchgeführt und das dabei erhaltene PCR-Produkt wurde in den Vektor pCR2.1 kloniert.The C2I gene (1293 bp) was derived from a C. botulinum strain with the Designation KZZ 1577 using the polymerase chain reaction amplified. For this purpose, 300 ng of chromosomal DNA were combined in one Total volume of 100 µl with two units of Tag DNA polymerase in a conventional reaction mixture with the individual Nucleotides and 15 pmol of the primer C2IC (5'- AGATCTATGCCAATAATAAAAGAACCC-3 ', SEQ ID NO. 1) containing one BglII interface and C2IN (5'- GGATCCCTAAATCTCTTTATTTTGTATAAC-3 ', SEQ ID NO: 2) a BamHI interface. The amplification was done at usual Conditions carried out and the PCR product obtained was cloned into the vector pCR2.1.

Für die Expressionsexperimente wurde das C2I-Gen mit BgIII/BsaBI geschnitten und in den mit BamHI/SmaI verdauten Vektor pGEX2T kloniert, wodurch das Plasmid pGEX2T-C2I entstand. Das pGEX2T-C2IN-Konstrukt wurde erhalten durch BamHI-Verdau von pGEX2T-C2I gefolgt von einer Religation des etwa 6000 Basenpaaren langen pGEX2T-C2IN-Fragments und dieser Vektor wurde in kompetente E.coli-Zellen transformiert. Für die Konstruktion von pGEX-C2IN-C3 wurde das C.limosum C3-Gen von einem C3 enthaltenden pCR2.1-Vektor ausgeschnitten durch Verdau mit BglII und BamH1, ligiert mit BamH1-verdautem pGEX-C2IN und transformiert in kompetente E.coli-ZelLen. C2IN und C2IN-C3 wurden sequenziert unter Verwendung der Sequenzierprimer 5'pGEX2T-58 und 3'pGEX2T-43. Zum Sequenzieren der Grenzen von C2IN-C3 wurde der Primer C2IN-C3' (5'GCTATTATAACTACTATAAAGGG-3', Seq.-ID Nr. 3) verwendet. Die Sequenzierreaktion wurde nach Anweisung des Herstellers durchgeführt. The C2I gene was used for the expression experiments BgIII / BsaBI cut and digested with BamHI / SmaI Vector pGEX2T cloned, causing the plasmid pGEX2T-C2I originated. The pGEX2T-C2IN construct was obtained by BamHI digestion by pGEX2T-C2I followed by a religation of the 6000 base pairs long pGEX2T-C2IN fragment and this vector was transformed into competent E. coli cells. For the Construction of pGEX-C2IN-C3 was the C.limosum C3 gene from a C3-containing pCR2.1 vector cut out by digestion with BglII and BamH1, ligated with BamH1-digested pGEX-C2IN and transformed into competent E.coli cells. C2IN and C2IN-C3 were sequenced using the sequencing primers 5'pGEX2T-58 and 3'pGEX2T-43. To sequence the limits of C2IN-C3 became the primer C2IN-C3 '(5'GCTATTATAACTACTATAAAGGG-3', SEQ ID NO: 3) is used. The sequencing reaction was made after Instructions of the manufacturer carried out.  

Beispiel 2Example 2 Expression und Reinigung der rekombinanten ProteineExpression and purification of the recombinant proteins

Rekombinante GST-Fusionsproteine wurden in E.coli, transformiert mit dem entsprechenden DNA-Fragment in dem pGEX2T-Vektor und nach der Anweisung des Herstellers gereinigt. Die erhaltenen Fusionsproteine mit GST wurden nach Verdau mit Thrombin zentrifugiert und der Überstand wurde mit SDS-PAGE und Western Blot-Analyse mit Antiserum gegen C2I oder C3 untersucht.Recombinant GST fusion proteins were in E. coli, transformed with the corresponding DNA fragment in the pGEX2T vector and purified according to the manufacturer's instructions. The resulting fusion proteins with GST were digested with Thrombin was centrifuged and the supernatant was analyzed with SDS-PAGE and Western blot analysis with antiserum against C2I or C3 examined.

Beispiel 3Example 3 Klonierung, Expression und Charakterisierung des N-terminalen Teils von C2I (C2IN)Cloning, expression and characterization of the N-terminal Part of C2I (C2IN)

Um den N-terminalen Teil von C2I (C2IN, Aminosäuren 1-225) auf ADP-Ribosyltransferaseaktivität zu analysieren und auf dessen Fähigkeit, an C2II zu binden, wurde C2IN als GST-C2IN- Fusionsprotein in E.coli exprimiert. pGEX2T-2CIN wurde durch BamHI-Verdau von pGEX2G-C2I und anschließende Religation des pGEX2T-C2IN-DNA-Fragments und Transformation dieses Vektors in kompetente E.coli-Zellen durchgeführt. Schematisch sind die hier interessierenden Bereiche in Fig. 1 dargestellt. Die Identität von C2IN wurde durch Sequenzanalyse bestätigt. Das C2IN-Protein wurde gereinigt und anschließend analysiert mit Hilfe eines Coomassie-gefärbten Gels (Fig. 2 A) und einer Western Blot-Analyse mit Antiserum gegen C2I. Dies ist in Fig. 2 B dargestellt. Das C2IN-Protein hat ein Molekulargewicht von etwa 25 kDa und wird durch spezifisches Anti-C2I-Antiserum erkannt. Um nachzuweisen, ob C21N eine ADP-Ribosyltransferaseaktivität aufweist, wurde der ADP-Ribosylierungstest für G-Actin mit Rattenhirnlysat durchgeführt. Hierbei wurde festgestellt, daß in Gegenwart von C2IN keine ADP-Ribosylierung von Act in beobachtet werden konnte. Daraus konnte geschlossen werden, daß sich das aktive Zentrum der Transferase nicht auf dem N-terminalen Teil von C2I befindet. Außerdem rief das Polypeptid C2IN keinen cytotoxischen Effekt in Gegenwart von C2II bei HeLa-Zellen hervor.In order to analyze the N-terminal part of C2I (C2IN, amino acids 1-225) for ADP ribosyl transferase activity and for its ability to bind to C2II, C2IN was expressed as a GST-C2IN fusion protein in E. coli. pGEX2T-2CIN was carried out by BamHI digestion of pGEX2G-C2I and subsequent religation of the pGEX2T-C2IN DNA fragment and transformation of this vector into competent E. coli cells. The areas of interest here are shown schematically in FIG. 1. The identity of C2IN was confirmed by sequence analysis. The C2IN protein was purified and then analyzed with the aid of a Coomassie-stained gel ( FIG. 2A) and a Western blot analysis with antiserum against C2I. This is shown in Fig. 2B. The C2IN protein has a molecular weight of approximately 25 kDa and is recognized by specific anti-C2I antiserum. To demonstrate whether C21N has ADP ribosyltransferase activity, the ADP ribosylation test for G-actin was performed with rat brain lysate. It was found that no ADP ribosylation of Act in could be observed in the presence of C2IN. From this it could be concluded that the active center of the transferase is not on the N-terminal part of C2I. In addition, the C2IN polypeptide did not produce a cytotoxic effect in the presence of C2II in HeLa cells.

Beispiel 4Example 4 Der N-terminale Teil von C2I ist verantwortlich für die Bindung an C2IIThe N-terminal part of C2I is responsible for the binding at C2II

Um zu testen, ob das Polypeptid C2IN die Interaktion von ganzem C2I und C2II beeinflußt, wurden CHO-Zellen (Chinese Hamster Ovary Cells) mit Trypsin-aktiviertem C2II (200 ng/ml) und C2I (100 ng/ml) in Gegenwart von wachsenden Konzentrationen von C2IN (100, 300, 600, 1000 ng/ml) bei 37°C inkubiert. Nach drei Stunden wurden die Zellen auf einem Objektträger fixiert und die Anzahl der abgerundeten Zellen pro Feld wurde bestimmt. Fig. 3 zeigt, daß C2IN effektiv das durch C2I induzierte Abrunden der Zellen hemmte, woraus geschlossen werden konnte, daß der N-terminale Teil von C2I die Toxin-Interaktionsstelle aufweist.In order to test whether the C2IN polypeptide affects the interaction of whole C2I and C2II, CHO cells (Chinese Hamster Ovary Cells) were grown with trypsin-activated C2II (200 ng / ml) and C2I (100 ng / ml) in the presence of Concentrations of C2IN (100, 300, 600, 1000 ng / ml) incubated at 37 ° C. After three hours, the cells were fixed on a slide and the number of rounded cells per field was determined. Fig. 3 shows that C2IN effectively inhibited cell rounding induced by C2I, from which it could be concluded that the N-terminal part of C2I has the toxin interaction site.

Beispiel 5Example 5 Klonierung und Expression des C2IN-C3-FusionstoxinsCloning and expression of the C2IN-C3 fusion toxin

Es wurde ein Fusionstoxin C2IN-C3 unter Verwendung des N-terminalen Fragmentes C2IN und des C3-Gens von Clostridium limosum hergestellt. Dazu wurde das C3-Gen von C.limosum aus dem pCR2.1-Vektor durch Verdau mit BglII/BamH1 ausgeschnitten und anschließend wurde das C3 DNA-Fragment aus dem Agarose-Gel isoliert und in den mit BamH1 verdauten pGEX2T-C2IN-Vektor ligiert. Die Konstruktion ist schematisch in Fig. 4 dargestellt. Nach Transformation dieses Plasmids in kompetente E.coli-Zellen wurden Kolonien dahingehend durchsucht, ob sie den pGEX2T-C2IN-C3-Vektor enthielten, und zwar durch Western Blot-Analyse mit Anti-C2I-Antiserum. Das so erzeugte C2IN-C3- Fusionsgen wurde aus einem positiven Klon isoliert und nach Standardmethoden sequenziert. Das durch diesen Klon exprimierte Fusionsprotein wurde biochemisch identifiziert und charakterisiert. Die dabei ermittelte DNA-Sequenz bestätigte das Vorhandensein des Fusionsproteins.A fusion toxin C2IN-C3 was produced using the N-terminal fragment C2IN and the C3 gene from Clostridium limosum. For this purpose, the C. limosum C3 gene was excised from the pCR2.1 vector by digestion with BglII / BamH1 and then the C3 DNA fragment was isolated from the agarose gel and ligated into the pGEX2T-C2IN vector digested with BamH1 . The construction is shown schematically in Fig. 4. After transforming this plasmid into competent E. coli cells, colonies were screened to determine whether they contained the pGEX2T-C2IN-C3 vector by Western blot analysis with anti-C2I antiserum. The C2IN-C3 fusion gene thus generated was isolated from a positive clone and sequenced using standard methods. The fusion protein expressed by this clone was identified and characterized biochemically. The DNA sequence determined confirmed the presence of the fusion protein.

Das C2IN-C3-Fusionsprotein wurde in E.coli exprimiert und einerseits mit Anti-C2I-Antikörpern und andererseits mit Anti- C3-Antikörpern als ein Fusionsprotein mit einem Molekulargewicht von etwa 50 kDa identifiziert (C2IN ∼25 kDa plus C3 ∼23 kDa).The C2IN-C3 fusion protein was expressed in E. coli and on the one hand with anti-C2I antibodies and on the other hand with anti C3 antibodies as a fusion protein with a Molecular weight of about 50 kDa identified (C2IN ∼25 kDa plus C3 ∼23 kDa).

Fig. 5 zeigt, daß das Fusionsprotein tatsächlich die beiden Komponenten beinhaltet. In dem linken Teil der Abbildung, der überschrieben ist mit Anti-C2I wurde Antiserum gegen C2I aufgetragen. Es wurde keine Reaktivität mit der in Spur 4 aufgetragenen C.limosum-Transferase gefunden, jedoch konnte eine Reaktivität nachgewiesen werden mit C2I (Spur 1), C2IN (Spur 2) und dem C2IN-C3-Fusionsprotein (Spur 3). In der rechten Hälfte der Fig. 5 wurden dieselben Fragmente wie bei der linken Hälfte aufgetragen, jedoch mit einem Anti-C3- Antikörper umgesetzt. Hier konnte eine immunologische Reaktion mit dem C2IN-C3-Fusionsprotein (Spur 3) und der C.limosum- Transferase (Spur 4) aufgefunden werden. Der Anti-C3-Antikörper reagierte jedoch nicht mit C2I (Spur 1) oder C2IN (Spur 2). Figure 5 shows that the fusion protein actually contains the two components. In the left part of the figure, which is labeled Anti-C2I, antiserum against C2I was applied. No reactivity was found with the C.limosum transferase plotted in lane 4, but a reactivity could be demonstrated with C2I (lane 1), C2IN (lane 2) and the C2IN-C3 fusion protein (lane 3). The same fragments as in the left half were applied in the right half of FIG. 5, but reacted with an anti-C3 antibody. An immunological reaction with the C2IN-C3 fusion protein (lane 3) and the C.limosum transferase (lane 4 ) was found here. However, the anti-C3 antibody did not react with C2I (lane 1) or C2IN (lane 2).

Beispiel 6Example 6 ADP-Ribosylierung von Rho durch das C2IN-C3-FusionstoxinADP ribosylation of Rho by the C2IN-C3 fusion toxin

Um die katalytische Aktivität und Substratspezifität des C2IN-C3-Fusionstoxins in vitro zu untersuchen, wurde ein ADP-Ribosylierungstest mit Rattenhirnlysat durchgeführt. Dabei wurden die Genprodukte C2I, C2IN, C2IN-C3 und C3 im Hinblick auf ihre Substratspezifitäten verglichen.To the catalytic activity and substrate specificity of the Investigating C2IN-C3 fusion toxin in vitro was a ADP ribosylation test performed with rat brain lysate. Here the gene products C2I, C2IN, C2IN-C3 and C3 were considered with regard to compared for their substrate specificities.

Fig. 6 zeigt die erwarteten Ergebnisse. Durch C2I (Spur 1) wird Actin ADP-ribosyliert. Mit C2IN (Spur 2) wird keine Aktivität erhalten. Fig. 6 shows the expected results. Actin is ADP-ribosylated by C2I (lane 1). No activity is obtained with C2IN (lane 2).

Durch das C3-Toxin (Spur 4) wird Rhc ADP-ribosyliert und das C2IN-C3-Fusionstoxin ADP-ribosylierte ausschließlich Rho, aber nicht Actin, was dafür spricht, daß das Fusionsprotein die für C3 typische Substratspezifität aufweist (Spur 3).Rhc is ADP-ribosylated by the C3 toxin (lane 4) and that C2IN-C3 fusion toxin ADP-ribosylated exclusively Rho, however not actin, which suggests that the fusion protein is essential for C3 shows typical substrate specificity (lane 3).

Beispiel 7Example 7 Cytotoxische Effekte von C2IN-C3 bei ZellkulturenCytotoxic effects of C2IN-C3 in cell cultures

Es wurde untersucht, ob C2II dazu in der Lage war, den Transfer des Fusionsproteins C2IN-C3 in eukaryotische Zellen zu bewirken. Für den Cytotoxizitätstest wurden subkonfluente, einschichtige CHO-Zellen mit 200 ng/ml aktiviertem C2II mit 100 ng/ml C2I oder 200 ng/ml Fusionsprotein C2IN-C3 inkubiert. Nach einer Inkubationszeit von drei Stunden wurde durch C2I/C2II und C2IN-C3/C2II eine Abrundung der Zellen induziert und eine Neuverteilung des Actincytoskeletts festgestellt. Daraus kann geschlossen werden, daß die Zerstörung des Actincytoskeletts durch die ADP-Ribosylierung von G-Actin im Fall von C2I und durch ADP-Ribosylierung von Rho im Fall von C2IN-C3 bewirkt wurde.It was examined whether C2II was able to transfer of the fusion protein C2IN-C3 in eukaryotic cells cause. For the cytotoxicity test, subconfluent, single-layer CHO cells with 200 ng / ml activated C2II with Incubate 100 ng / ml C2I or 200 ng / ml fusion protein C2IN-C3. After an incubation period of three hours, was through C2I / C2II and C2IN-C3 / C2II induced cell rounding and redistribution of the actin cytoskeleton was noted. It can be concluded from this that the destruction of the Actincytoskeleton by ADP ribosylation of G-actin in Case of C2I and by ADP ribosylation of Rho in the case of C2IN-C3 was effected.

Die Anfärbung von F-Actin mit Phalloidin-Rhodamin zeigte den Unterschied zwischen der Zerstörung des Oytoskeletts durch C2 oder durch das C2IN-C3-Toxin. Als Konsequenz der totalen Demontage der Act in-Filamente wurde nur noch eine sehr schwache Rhodamin-Fluoreszenz nach Behandlung der Zellen mit dem kompletten C2-Toxin gefunden. Demgegenüber ergab die Inkubation der Zellen mit C2II und dem Fusionstoxin C2IN-C3 eine amorphe Färbung des verbliebenen F-Actins, die charakteristisch ist für das C3-Toxin. Dieselben cytotoxischen Effekte der verschiedenen Toxinkombinationen wurden in HeLa-Zellen beobachtet. Um mögliche cytotoxische Aktivitäten der einzelnen Toxinproteine zu testen, wurden die Zellen entweder mit 200 ng/ml C2II, mit 200 ng/ml C2IN-C3 oder mit 1 µg/ml Olimosum C3 Exoenzym inkubiert. Die Inkubation der Zellen mit den einzelnen Toxinkomponenten für drei Stunden verursachte keine Veränderungen in der Zellmorphologie oder in der F-Actin- Anordnung der Zellen.The staining of F-actin with phalloidin-rhodamine showed that Difference between the destruction of the oytoskeleton by C2 or by the C2IN-C3 toxin. As a consequence of the total Disassembly of the act in filaments became only a very weak one Rhodamine fluorescence after treatment of the cells with the complete C2 toxin found. In contrast, the incubation resulted the cells with C2II and the fusion toxin C2IN-C3 an amorphous Coloring of the remaining F-actin, which is characteristic of the C3 toxin. The same cytotoxic effects of the different Toxin combinations were observed in HeLa cells. Around possible cytotoxic activities of the individual toxin proteins To test the cells were either 200 ng / ml C2II, with 200 ng / ml C2IN-C3 or with 1 µg / ml Olimosum C3 exoenzyme incubated. Incubation of the cells with the individual  Toxin components for three hours caused none Changes in cell morphology or in F-actin Arrangement of the cells.

Um die Spezifität der C2II-bewirkten Aufnahme des Fusionstoxins zu testen, wurden CHO-C2RK14-Zellen verwendet, die höchstwahrscheinlich keinen funktionellen C2II-Rezeptor aufweisen. Es wurde kein Effekt bei der C2II/C2IN-C3-Behandlung beobachtet, wenn diese Zellen für drei Stunden mit dem Toxin inkubiert wurden. Dieses Ergebnis bestätigt die Vermutung, daß der Transport des C2IN-C3-Fusionstoxins in die Zelle durch einem C2II-Rezeptor-vermittelten Weg erfolgt.The specificity of the C2II-induced absorption of the fusion toxin CHO-C2RK14 cells were used to test that most likely not a functional C2II receptor exhibit. There was no effect on C2II / C2IN-C3 treatment observed when these cells for three hours with the toxin were incubated. This result confirms the presumption that the transport of the C2IN-C3 fusion toxin into the cell a C2II-receptor-mediated route.

Um die Zeitabhängigkeit der durch das Fusionstoxin induzierten Effekte zu analysieren, wurden die Polypeptide zu Zellen gegeben, die auf Objektträgern gewachsen waren und alle 30 Minuten wurde eine Probe mit PFA fixiert. Wie in Fig. 7 A gezeigt, wurden keine morphologischen Veränderungen beobachtet, wenn die Zellen mit bis zu 30 µg/ml C.limosum C3-Toxin behandelt wurden. In Gegenwart des erfindungsgemäßen Proteintransportsystems [C2IN-C3/C2II (jeweils 200 ng/ml)] begannen die CHO-Zellen sich nach 60 Minuten abzurunden und 120 Minuten nach der Zugabe des Toxins waren mehr als 50% der Zellen rund. Die HeLa-Zellen waren weniger sensitiv, jedoch rundeten sich mehr als 80% der Zellen nach dreistündiger Inkubation ab. Diese Ergebnisse sind in Fig. 7 A dargestellt. Als Kontrolle (dargestellt durch ein Dreieck) wurden CHO- und HeLa-Zellen jeweils nur mit dem C3-Toxin inkubiert.In order to analyze the time dependence of the effects induced by the fusion toxin, the polypeptides were added to cells that had grown on slides and a sample was fixed with PFA every 30 minutes. As shown in Figure 7A, no morphological changes were observed when the cells were treated with up to 30 µg / ml C.limosum C3 toxin. In the presence of the protein transport system according to the invention [C2IN-C3 / C2II (each 200 ng / ml)], the CHO cells began to round off after 60 minutes and more than 50% of the cells were round 120 minutes after the addition of the toxin. The HeLa cells were less sensitive, but more than 80% of the cells rounded off after three hours of incubation. These results are shown in Fig. 7A. As a control (represented by a triangle), CHO and HeLa cells were incubated with the C3 toxin only.

Um die C2IN-C3-katalysierte ADP-Ribosylierung von Rho in intakten Zellen zu überprüfen, wurden die Zellen lysiert und Rho wurde ADP-ribosyliert in Lysaten von behandelten Zellen in Anwesenheit von radiomarkiertem NAD und C3-Toxin. Wie in Fig. 7 B und C gezeigt, wurde ein zeitabhängiger Abfall von radiomarkiertem Rho-Protein beobachtet:. Nach 2,5 Stunden Inkubation mit C2IN-C3/C2II waren etwa 80% des zellulären Rho ADP-ribosyliert und nach drei Stunden (Fig. 7 C) wurde keine Radiomarkierung in den Zellysaten mehr aufgefunden, was für die Modifikation von Rho durch C2IN-C3 in intakten Zellen spricht. To check the C2IN-C3 catalyzed ADP ribosylation of Rho in intact cells, the cells were lysed and Rho was ADP ribosylated in lysates from treated cells in the presence of radiolabeled NAD and C3 toxin. As shown in Figures 7B and C, a time-dependent drop in radiolabeled Rho protein was observed: After 2.5 hours of incubation with C2IN-C3 / C2II, approximately 80% of the cellular Rho was ADP-ribosylated and after three hours ( FIG. 7C) no radiolabeling was found in the cell lysates, which indicated the modification of Rho by C2IN- C3 speaks in intact cells.

SEQUENZPROTOKOLL SEQUENCE LOG

Claims (23)

1. Fusionsprotein, dadurch gekennzeichnet, daß es
  • a) eine Interaktions-Domäne, die spezifisch an eine Bindungs- Domäne binden kann, und
  • b) eine Polypeptidkette, die in eine Zielzelle transportiert werden soll,
umfaßt.
1. Fusion protein, characterized in that it
  • a) an interaction domain that can bind specifically to a binding domain, and
  • b) a polypeptide chain which is to be transported into a target cell,
includes.
2. Fusionsprotein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Interaktions-Domäne von einem binären bakteriellen Toxin stammt.2. Fusion protein according to claim 1, characterized in that the interaction domain of a binary bacterial toxin comes from. 3. Fusionsprotein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Interaktions-Domäne von dem Anthrax-Toxin stammt.3. Fusion protein according to claim 2, characterized in that the interaction domain comes from the anthrax toxin. 4. Fusionsprotein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Interaktions-Domäne von dem Clostridium perfringens iota Toxin stammt.4. Fusion protein according to claim 2, characterized in that the interaction domain of the Clostridium perfringens iota Toxin originates. 5. Fusionsprotein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Interaktions-Domäne von dem C2-Toxin von Clostridium botulinum stammt.5. Fusion protein according to claim 2, characterized in that the interaction domain of the C2 toxin from Clostridium botulinum. 6. Fusionsprotein nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Interaktions-Domäne die N-terminale C2I-Domäne des C2-Toxins von C.botulinum umfaßt.6. Fusion protein according to claim 5, characterized in that the interaction domain the N-terminal C2I domain of the C2 toxin from C. botulinum. 7. Fusionsprotein nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindungs-Domäne, die spezifisch an die Interaktions-Domäne binden kann, von demselben bakteriellen Toxin stammt, von dem auch die Interaktions-Domäne stammt. 7. Fusion protein according to any one of claims 2-6, characterized characterized in that the binding domain that is specific to the Interaction domain can bind from the same bacterial Toxin comes from which the interaction domain also comes.   8. Fusionsprotein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polypeptidkomponente (b) ein Toxin ist.8. Fusion protein according to one of the preceding claims, characterized in that the polypeptide component (b) Is toxin. 9. Fusionsprotein nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Toxin ein pflanzliches Toxin ist.9. Fusion protein according to claim 8, characterized in that that the toxin is a vegetable toxin. 10. Fusionsprotein nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Toxin ein bakterielles Toxin ist.10. Fusion protein according to claim 8, characterized in that that the toxin is a bacterial toxin. 11. Fusionsprotein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das bakterielle Toxin ein Neurotoxin ist, das von Clostridium tetani oder Clostridium botulinum stammt.11. Fusion protein according to claim 10, characterized in that that the bacterial toxin is a neurotoxin produced by Clostridium tetani or Clostridium botulinum. 12. Fusionsprotein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das bakterielle Toxin ein Zytotoxin von Clostridium difficile, C.sordellii oder C.novyi ist.12. Fusion protein according to claim 10, characterized in that that the bacterial toxin is a cytotoxin from Clostridium difficile, C.sordellii or C.novyi. 13. Fusionsprotein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das bakterielle Toxin das Exoenzym C3 von C.botulinum oder ein C3-ähnliches Toxin ist.13. Fusion protein according to claim 10, characterized in that that the bacterial toxin is the exoenzyme C3 from C.botulinum or is a C3-like toxin. 14. Polypeptid, dadurch gekennzeichnet, daß es eine (c) Bindungs-Domäne aufweist, die spezifisch an die Interaktions- Domäne (a) eines Fusionsproteins nach einem der Ansprüche 1-13 binden kann.14. Polypeptide, characterized in that it is a (c) Has binding domain that is specific to the interaction Domain (a) of a fusion protein according to any one of claims 1-13 can bind. 15. Polypeptid nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin einen Liganden für die Bindung an eine Zielzelle aufweist.15. A polypeptide according to claim 14, characterized in that it continues to be a ligand for binding to a target cell having. 16. Polypeptid nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ligand für die Bindung an eine Zielzelle spezifisch an einen bestimmten Rezeptor auf der Zielzelle bindet. 16. Polypeptide according to claim 15, characterized in that the ligand specifically for binding to a target cell binds a specific receptor to the target cell.   17. Polypeptid nach einem der Ansprüche 14-16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ligand, der spezifisch an einen Zellrezeptor bindet, die variable Region eines monoklonalen Antikörper ist.17. A polypeptide according to any one of claims 14-16, characterized characterized in that the ligand that is specific to a Cell receptor binds to the variable region of a monoclonal Is antibody. 18. Proteintransportsystem, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens ein Fusionsprotein nach einem der Ansprüche 1-13 und wenigstens ein Polypeptid nach einem der Ansprüche 14-17 aufweist.18. Protein transport system, characterized in that it at least one fusion protein according to any one of claims 1-13 and at least one polypeptide according to any one of claims 14-17 having. 19. Nucleinsäurekonstrukt, dadurch gekennzeichnet, daß es die genetische Information für ein Fusionsprotein nach einem der Ansprüche 1-13 und/oder für ein Polypeptid nach einem der Ansprüche 14-17 aufweist.19. Nucleic acid construct, characterized in that it is the genetic information for a fusion protein according to one of the Claims 1-13 and / or for a polypeptide according to one of the Claims 14-17. 20. Nucleinsäurekonstrukt nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um einen Vektor handelt.20. Nucleic acid construct according to claim 19, characterized characterized that it is a vector. 21. Nucleinsäurekonstrukt nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Vektor ein Plasmid ist.21. A nucleic acid construct according to claim 20, characterized characterized in that the vector is a plasmid. 22. Arzneimittel, dadurch gekennzeichnet, daß es in voneinander getrennten Einheiten ein Fusionsprotein nach einem der Ansprüche 1-13 und ein Polypeptid nach einem der Ansprüche 14-17 umfaßt.22. Medicinal product, characterized in that it is in units separated from one another by a fusion protein of claims 1-13 and a polypeptide according to any one of the claims 14-17 includes. 23. Arzneimittel nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß es sich sich um ein für die parenterale Verabreichung geeignetes Arzneimittel handelt.23. Medicament according to claim 21, characterized in that it is for parenteral administration suitable drug.
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