DE3049831C2 - Vektoren enthaltend eine f}r das Oberfl{chenantigen des Hepatites B-Virus kodierende Nucleotidsequenz, Verwendung dieser Vektoren zur Herstellung von Peptiden, Impfstoffe enhaltend dabei erhaltende Peptide als Antigen - Google Patents
Vektoren enthaltend eine f}r das Oberfl{chenantigen des Hepatites B-Virus kodierende Nucleotidsequenz, Verwendung dieser Vektoren zur Herstellung von Peptiden, Impfstoffe enhaltend dabei erhaltende Peptide als AntigenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die in den Ansprüchen 1 bis 16 angegebenen
Vektoren, enthaltend eine
Nucleinsäure, die eine Nucleotidsequenz
enthält, welche in der Lage ist, für eine immunogene
Peptidsequenz zu kodieren, die dem Oberflächenantigen
des Virus der Virushepatitis B entspricht, sowie deren Verwendung nach
Anspruch 17 und die erhaltenen
Peptide nach Anspruch 18 sowie Hybridproteine
nach Anspruch 19 sowie diese enthaltende Arzneimittel nach
Anspruch 20 und Impfstoff nach Anspruch 21.
Beschrieben wird auch ein Verfahren, das die Gewinnung einer
solchen Nucleinsäure ermöglicht.
Die Hepatitis B ist eine Viruserkrankung, die besonders
häufig im tropischen Afrika, in Südostasien und im fernen
Orient auftritt.
Das äthiologische Agens ist ein Virus (HBV) oder Dane-Partikel,
das eine Hülle (Australia-Antigen oder HBs-Antigen),
ein Kapsid (HBc-Antigen), eine endogene Polymerase
und ein ringförmiges, teilweise einsträngiges DNA-Molekül
enthält, der längere Strang dieses DNA-Moleküls weist etwa
3200 Nucleotide auf (J. Summers, A. O'Connell und
I. Millman, Proc. Nat. Acad. Sci., USA 72 [1975], S. 4597-4601).
Die endogene DNA-Polymerase kann zur in-vitro-Reparatur des
kürzeren Strangs verwendet werden (T. A. Landers, H. B.
Greenbert und J. S. Robinson, J. Virol. 23 [1977],
S. 368-376).
Die elektrophoretische Analyse der Hüllproteine hat die
Anwesenheit von 2 bis 7 Polypeptiden gezeigt, von denen die
wichtigsten Polypeptid I und Polypeptid II genannt werden
(D. L. Peterson, I. M. Roberts und G. N. Vyas, Proc. Nat. Acad.
Sci., USA 74 [1977], S. 1530-1534, sowie D. L. Peterson,
D. Y. Chien, G. N. Vyas, D. Nitecki und H. Bond [1978]
in Viral Hepatitis, Herausg. G. Vyas, S. Cohen und
R. Schmid, The Franklin Institute Press, Philadelphia,
S. 569-573).
Das Polypeptid I hat ein Molekulargewicht von 22 000 bis
26 000 Daltons. Das Polypeptid II ist glykosiliert und hat
ein Molekulargewicht von 28 000 bis 30 000 Daltons. Die
Aminosäurezusammensetzung dieser beiden Polypeptide ist
sehr ähnlich. Die Sequenzen, die ihre ersten 15 Aminosäuren
(beginnend am N-terminalen Ende) und ihre letzten drei Aminosäuren
bilden, sind identisch, so daß die Hypothese aufgestellt
wurde, daß sich das Polypeptid II vom Polypeptid I
nur durch eine Glycosilierung unterscheiden könnte.
Die Untersuchung des Virus ist besonders erschwert im Hinblick
darauf, daß man über kein Zellkultursystem verfügt,
das die Vermehrung des Virus ermöglicht. Diese Schwierigkeit
ist schon teilweise umgangen worden, insbesondere was den Serotyp
ayw betrifft. Die gesamte DNA (Genom) des Virus wurde
identifiziert und nach ihrem vorherigen Einspleißen in die
einzige EcoRI-Schnittstelle eines Vektors λgt.WES.λB kloniert,
insbesondere in E. coli, gemäß dem Verfahren von A.
Fritsch,
C. Pourcel, P. Charnay und P. Tiollais, C. R. Acad.
de Paris, 287 (1978), S. 1453-1456.
Bis zu diesem Tag wurde die Sequenz der Polypeptide I und
II selbst und die Lage der für diese Peptide kodierenden
Sequenz in der viralen DNA nicht aufgeklärt.
Aufgabe der Erfindung ist die Gewinnung von Vektoren mit
einer viel kleineren DNA-Sequenz als die virale DNA selbst,
welche die
Sequenz enthält, die in der Lage ist, für die Peptidsequenz
mit den immunogenen Eigenschaften zu kodieren. Diese Peptidsequenz
kann, wenn sie in einen lebenden Wirtsorganismus eingebracht
wird, die Erzeugung von Antikörpern durch diesen
induzieren, welche fähig sind, den nämlichen
Wirt letztlich vor dem Virus der Virushepatitis B zu schützen,
insbesondere wenn dieser sich im virulenten Stadium
befindet.
Die Erfindung beruht nicht nur auf der vollständigen
Nucleotidanalyse des Genoms des Dane-Partikels, welche
die Erfinder vorgenommen haben, sondern auch auf der Idee,
die sie zur Identifizierung des Gens hatten, welches für
die oben erwähnten Polypeptide kodiert (nachstehend als
"S-Gen" bezeichnet), nämlich in der derart vorbestimmten
vollständigen Nucleotidstruktur des Genoms des
Dane-Partikels diejenigen Nucleotidsequenzen zu
suchen, die befähigt sind, für die bekannten proximalen
und terminalen Peptidsequenzen dieser Polypeptide zu
kodieren.
Man wird sich erinnern, daß Peterson und Mitarbeiter berichtet
haben, insbesondere in den Aufsätzen, deren Zitate vorstehend
wiedergegeben wurden, daß die proximale Sequenz (erste
Aminosäure N-terminal) der ersten 15 Aminosäuren im Prinzip
wie folgt analysiert wurde:
Met Glu Asn Ile Thr Ser Gly Phe Leu Gly Pro Leu Leu Val Ser
und daß die terminale Sequenz der gleichen Polypeptide
(letzte Aminosäure C-terminal) die folgende ist:
Val Tyr Ile
Burrell et al. (Nature 279 [1979], Seiten 43 bis 47)
beschreiben Derivate von pBR322, die EcoRI- bzw. BamHI-Fragmente
der HBV-DNA des Serotyps adyw in der EcoRI- bzw.
der BamHI-Spaltstelle tragen. Ferner wurden diese Fragmente
und andere Restriktionsfragmente der HBV-DNA des Serotyps
adyw in die PstI-Spaltstelle von pBR322 unter Verwendung
von Oligonucleotiden eingebaut.
Die Fig. 1 ist eine schematische Karte des Genoms des
Dane-Partikels. Sie enthält zwei Stränge b₁ und b₂; der
kürzere von ihnen (b₂) enthält normalerweise nicht den Teil, der
in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie wiedergegeben
ist.
Es ist bekannt, daß diese DNA nur eine einzige EcoRI-Schnittstelle
aufweist.
Der Pfeil f₁ bezeichnet die Richtung der Numerierung der Nucleotide,
aus denen der längere Strang b₁ besteht. Der Pfeil f₂ bezeichnet
die Richtung der Transcription der Virus-DNA, insbesondere
durch die zelluläre Maschinerie der vom Hepatitis-B-Virus
befallenen Zellen, soweit es die Expression des S-Gens
betrifft.
Die EcoRI-Schnittstelle kann demnach mit 0 numeriert werden
oder, wie es jetzt für diejenige des zum Serotyp ayw gehörenden
Hepatitis-B-Virus genauer bestimmt wurde, mit 3182.
Der innere Kreis mit ausgezogener Linie e stellt die Skala
in Prozent für die Länge der DNA dar und erlaubt die Bestimmung
der Lage bestimmter Teile von ihr.
Die Ziffern 3′, 5′ und 5′, 3′ im unteren Teil der Karte bezeichnen
die terminalen Enden, die die gleichen Zahlen in
den üblichen Wiedergaben der Kettenenden von Nucleinsäuren
tragen.
Erfindungsgemäß wurde gezeigt, daß das S-Gen im wesentlichen
das Fragment des längeren Strangs b₁ darstellt, das
sich zwischen den Positionen 73,6 und 95,1 der schematischen
Karte von Fig. 1 befindet. Die Abkürzungen "Start" und
"Stop" bezeichnen den Start- bzw. Haltepunkt der Transkription
des S-Gens.
Die Fig. 2A, 2B und 2C stellen den terminalen Teil des
vorstehend genannten Genoms dar, enthalten insbesondere den zwischen
den Positionen 60,4 und 100 (in % der Länge der DNA).
Jeder der in der Fig. 2 erscheinenden Buchstaben
entspricht in üblicher Weise einer der vier Nucleotidbasen
der DNA:
A: Adenin
G: Guanin
T: Thymin
C: Cytosin
G: Guanin
T: Thymin
C: Cytosin
Die unteren Zeilen in jedem der Zeilenpaare, aus denen die
Fig. 2A, 2B und 2C bestehen, entsprechen der Nucleinsäure,
die mit der Nucleotidkette b₂ übereinstimmt.
Das zur Aufstellung der stärker aufgegliederten Karte, die in den
Fig. 2A, 2B und 2C wiedergegeben ist, benutzte Analysenverfahren
wird nachstehend kurz erläutert.
Die Charakterisierung der Nucleotidsequenz des S-Gens, wie
sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird,
und deren proximales Ende p "S" und terminales Ende t "S"
in den Fig. 2A, 2B und 2C angegeben sind, ergibt sich
aus der Feststellung, daß:
- - die 14 ersten Tripletts (in der Leserichtung f₂), beginnend mit dem gegenüber dem terminalen EcoRI-Ende mit 3030 numerierten Nucleotid, sind entsprechend in der Lage, für die 14 ersten Aminosäuren der proximalen Sequenz der 15 ersten Aminosäuren der vorstehend genannten Polypeptide zu kodieren;
- - die 4 letzten Tripletts GTA TAC ATT TAA, gelesen auf der zu der transkribierten Kette b₁ komplementären Kette b₂, entsprechen den 3 terminalen Aminosäuren der oben erwähnten Polypeptide und einem Stop-Kodon;
- - diese Nucleotidsequenz (678 Nucleotide) enthält kein Stop-Kodon, zumindest wenn man den Leserahmen anwendet, bei dem das erste von der Zellmaschinerie auf der DNA gelesene Triplett AUG ist (entsprechend ATG auf dem Komplementärstrang);
- - die vollständige Übersetzung der genetischen Information, welche mit dem Start-Kodon ATG beginnt, führt zu einem theoretischen Polypeptid von 226 Aminosäuren, das ein Molekulargewicht von 25 422 Daltons aufweist.
Die Nucleotidsequenz des S-Gens sowie die Polypeptidkette,
die durch Übersetzung des S-Gens erhalten wird, sind in
den Fig. 3A, 3B und 3C dargestellt.
Diese Werte sind vollständig im Einklang mit den analytischen
Daten, die aufgrund der elektrophoretischen Wanderungsgeschwindigkeit des
Polypeptids I auf Polyacrylamidgelen erhalten werden, welche
von den vorstehenden Autoren bereits beschrieben wurden
(Literaturstellen 9 bis 12 im Literaturverzeichnis, das sich
am Ende der Beschreibung der vorliegenden Patentanmeldung
befindet).
Der Unterschied, der an der Stelle der 15. Aminosäure der
proximalen Peptidsequenz des Polypeptids I beobachtet wird:
Leucin nach den vorstehend erwähnten Sequenzdarstellungen der Fig. 2A, 2B, 2C und 3A, 3B, 3C, und nicht Serin, wie in den Feststellungen der vorstehend genannten Verfasser, kann vielleicht der Tatsache zugeschrieben werden, daß diese Verfasser mit einer genetischen Variante gearbeitet haben, die sich von derjenigen unterscheidet, die Gegenstand der vorliegenden Untersuchung war. Man wird bemerken, daß der Unterschied auf die Substitution eines einzigen Nucleotids in dem in Frage kommenden Triplett "TTA" in dem betreffenden S-Gen zurückgeführt werden kann, das in den Fig. 2A, 2B, 2C und 3A, 3B, 3C dargestellt ist, anstelle von "TCA", das eines der Tripletts ist, die in der Lage sind, in Serin übersetzt zu werden.
Leucin nach den vorstehend erwähnten Sequenzdarstellungen der Fig. 2A, 2B, 2C und 3A, 3B, 3C, und nicht Serin, wie in den Feststellungen der vorstehend genannten Verfasser, kann vielleicht der Tatsache zugeschrieben werden, daß diese Verfasser mit einer genetischen Variante gearbeitet haben, die sich von derjenigen unterscheidet, die Gegenstand der vorliegenden Untersuchung war. Man wird bemerken, daß der Unterschied auf die Substitution eines einzigen Nucleotids in dem in Frage kommenden Triplett "TTA" in dem betreffenden S-Gen zurückgeführt werden kann, das in den Fig. 2A, 2B, 2C und 3A, 3B, 3C dargestellt ist, anstelle von "TCA", das eines der Tripletts ist, die in der Lage sind, in Serin übersetzt zu werden.
Die Erfindung betrifft deshalb insbesondere Vektoren mit
Nucleinsäurefragmenten, die aus der DNA des Dane-Partikels
herausgeschnitten werden können, wobei diese Fragmente insbes.
dadurch gekennzeichnet sind, daß sie den Teil des S-Gens
enthalten, der in der Lage ist, für den Teil des Hüllproteins
des Virus zu kodieren, der verantwortlich ist für
die immunologischen Eigenschaften des Hepatitis-B-Virus.
In dieser Hinsicht betrifft die Erfindung demnach einen
Vektor, der eine Nucleinsäure-Insertion mit den folgenden
Merkmalen aufweist:
- a) sie hat eine Länge von mindestens etwa 1000 bis 1100 Nucleotiden;
- b) sie codiert ein immunogenes Peptid, das die in-vivo-Bildung von Antikörpern induzieren kann, die aktiv gegen das Hepatitis-B-Virus sind, und das die in den Fig. 3A, 3B und 3C dargestellte Aminosäuresequenz aufweist; und
- c) das codierte Peptid enthält die Aminosäuresequenz Alanin (N-terminal)-Glutamin-Glycin-Threonin-Serin (C-terminal);
wobei die Nucleinsäure-Insertion so in den Vektor eingebaut
ist, daß die Ablesephase eine Expression des codierten
Peptids gestattet, und sie in einem transformierten
Mikroorganismus oder einer eukaryontischen Zelle exprimierbar
ist.
Bei der Expression in einem Mikroorganismus oder in
eukariotischen Zellen gilt die Maßgabe, daß bei der
genetischen Verknüpfung die Ablesephase des S-Gens beibehalten
wird.
Die erfindungsgemäß verwendeten Nucleotidsequenzen weisen
im Verhältnis zueinander eine Veränderlichkeit auf, die
bei ihrer Expression zur Entstehung von Determinanten
führt, die je nach dem Subtyp des Hepatitis-B-Virus variieren
(Subtypen d, w, y, r der Gruppe a).
Bei der Peptidsequenz, die in den Fig. 3A, 3B und 3C
dargestellt ist, wird man feststellen, daß die erste
Aminosäure der vorstehend erläuterten Sequenz: Methionin,
N-terminal, und daß die Aminosäure des entgegengesetzten
Endes: Isoleucin, C-terminal ist.
Die Erfindung betrifft insbesondere auch Vektoren mit in
den Fig. 4A und 4B wiedergegebenen Nucleotidsequenzen,
die für eine solche Peptidsequenz kodiert, wie sie aus
Fig. 5 hervorgeht.
Es versteht sich von selbst, daß ohne Schwierigkeiten
äquivalente Peptidsequenzen, d. h. solche Peptidsequenzen
verwendet werden können, in denen bestimmte Teile nicht streng
identisch mit den entsprechenden Teilen der in den Fig. 3A,
3B, 3C und 5 wiedergegebenen Peptidsequenz sein
können, wobei diese Variationen auf lokale Mutationen
zurückzuführen sein können, welche den allgemeinen immunogenen
Charakter des Proteins nicht beeinflussen, oder auf
Modifikationen der Struktur, die auf den unterschiedlichen Serotypen
beruhen, unter denen die Proteine der in Frage stehenden
Art in Erscheinung zu treten vermögen (insbesondere die
Serotypen adw, adr und ayr).
Die Erfindung betrifft insbesondere Vektoren, enthaltend
eine Nucleotidsequenz, welche für eine derartige Peptidsequenz
kodiert, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist.
Insbesondere betrifft die Erfindung auch folgende Peptidsequenzen
(vgl. in diesem Zusammenhang Ansprüche 1, 4 und 5):
Im ersten der vorstehend aufgeführten Peptide ist das
Alanin-Ende N-terminal und Serin-Ende C-terminal. Im zweiten
und dritten der vorstehend aufgeführten Peptide ist das
Threonin-Ende N-terminal und das Serin-Ende C-terminal.
Beispielsweise kann man insbesondere das Pentapeptid ausgehend
vom C-terminalen Serin herstellen, an das man das
Threonin nach dem von Castro in Tetrahedron Letters,
1975, Nr. 14, S. 1219-1222 beschriebenen Verfahren anhängt.
Anschließend werden die Aminosäuren Glycin, Glutamin
und Alanin nach dem wiederholten gemischten Anhydridverfahren
(Methode Rema) angehängt, welches von
Beierman in Chemistry and Biology of Peptides, Herausg.
J. Meienhofer, Ann. Arbour Science Publ., Ann, Arb. Mich.
(1972), S. 351 beschrieben wurde.
Die Erfindung betrifft auch die Produkte, die sich aus der
Anheftung von Polypeptiden, die die Sequenz des oben genannten
Pentapeptids enthalten, an ein größeres Trägermolekül,
insbesondere vom Polypeptid- oder Proteintyp,
ferner Mittel, welche dieses Pentapeptid aufweisende Polypeptid in Form der Verknüpfungsprodukte
enthalten, insbesondere zusammen mit einem pharmazeutisch
verträglichen Träger und weiter insbesondere Impfstoffe
gegen die Hepatitis B. Die pharmazeutischen Träger sind in
an sich üblicher Weise der ausgewählten Verabreichungsart
angepaßt, die insbesondere oral, parenteral, rektal oder
durch Aufsprühen auf die Schleimhäute, insbesondere der
Nase, erfolgen kann.
Das Hexapeptid und das Polypeptid aus 7 Aminosäuren können
nach den üblichen Verfahren der Peptidsynthese hergestellt
werden.
Diese Peptide sind, gemäß vorliegender Erfindung, vermutlich
die Stellen mit Antigenwirkung der größeren, vorstehend
erläuterten Polypeptide und verantwortlich für die Vaccinwirkung
der viralen Hülle (Journal of Biol. Stand. 4 [1976],
S. 295 bis 304, RAO und VYAS "Biochemical Characterization
of Hepatitis B Surface Antigen in Relation to Serologic
Activity").
Für die Herstellung dieses Pentapeptids, Hexapeptids und
Polypeptids mit 7 Aminosäuren kodieren folgende DNA-Fragmente:
- - Für das Pentapeptid insbesondere das Polynucleotid der Formel:
- - Für das Hexapeptid insbesondere das Polynucleotid der Formel:
- - Für das Polypeptid aus 7 Aminosäuren das Polynucleotid der Formel:
oder in jedem der drei Fälle das zu den drei jeweiligen
vorstehenden Polynucleotiden komplementäre Polynucleotid,
oder auch solche Polynucleotide, in denen jedes der Tripletts
durch irgendein analoges Triplett ersetzt sein kann, das in der
Lage ist, für die Herstellung der gleichen Aminosäure zu
kodieren.
Die Nucleinsäure der Vektoren kann ferner mindestens einen
der zwei wechselseitig komplementären Stränge einer DNA-Sequenz
enthalten, wie sie in den Fig. 4A und 4B
dargestellt ist (in denen die Ziffern, die den Positionen der
ersten Nucleotide jedes der aufeinanderfolgenden Fragmente
von 10 Nucleotiden entsprechen, ebenfalls hinsichtlich der
EcoRI-Stelle, die in der Figur nicht dargestellt ist, aufgeführt
sind:
natürlich haben diese Zahlen keinen Einfluß auf die Charakterisierung der Nucleotidsequenz der in Frage stehenden Art). Das DNA-Fragment ist von 2 HincII-Schnittstellen begrenzt.
natürlich haben diese Zahlen keinen Einfluß auf die Charakterisierung der Nucleotidsequenz der in Frage stehenden Art). Das DNA-Fragment ist von 2 HincII-Schnittstellen begrenzt.
Man wird anerkennen, daß diese Nucleotidsequenz der genetischen
Information entspricht, deren Übersetzung zu der Peptidsequenz
führt, die in Fig. 5 dargestellt ist.
Ohne Schwierigkeiten verwendbar sind die äquivalenten,
einsträngigen oder doppelsträngigen Nucleotidsequenzen, darunter
insbesondere der Strang mit der Sequenz, die sich aus der
Folge der unteren Zeilen der Fig. 4A und 4B ergibt,
die entsprechende doppelsträngige DNA oder die entsprechenden
Boten-RNAs, insbesondere diejenige, die durch die Komplementärketten
der Nucleotide wiedergegeben wird, die aus
den unteren Linien der Linienpaare der Fig. 4A und 4B bestehen
(Richtung des Pfeils f₂).
Ebenfalls einsetzbar sind die Nucleotidketten, die
sich von den vorstehenden durch bestimmte Tripletts oder
kurze Triplettsequenzen unterscheiden, mit der Maßgabe, daß
diese Nucleotidsequenzen befähigt bleiben, für ein Polypeptid
zu kodieren, das die immunogenen Eigenschaften bewahrt,
die für den Virus der Virushepatitis B charakteristisch
sind. Allgemein handelt es sich um Nucleotidketten, die
gegebenenfalls nach Denaturierung der doppelsträngigen
DNA zur Erzeugung der entsprechenden einsträngigen Nucleinsäuren
die Fähigkeit behalten, sich auf mindestens etwa 90%
ihrer Länge mit einem der DNA-Stränge der Fig. 4A und
4B zu hybridisieren.
Bevorzugt eingesetzt werden Nucleinsäuren,
die aus der DNA des Hepatitisvirus herausgeschnitten werden
können und die, falls sie doppelsträngig sind, durch die
Existenz einer HincII-, HhaI-, AvaI- oder EcoRI-Schnittstelle
an dem einen ihrer Enden und durch eine AvaIII-, HincII-
oder HhaI-Schnittstelle an ihrem anderen Ende gekennzeichnet
sind.
Die Lagen dieser verschiedenen Enden im Vergleich zur EcoRI-Schnittstelle
sind schematisch in den Fig. 2A, 2B und 2C
angegeben.
Die Nucleinsäure ist für den Einbau in einen
Vektor bestimmt, der ihre Expression in einem Bakterium und
in eukaryotischen Zellen ermöglicht, insbesondere im Hinblick
auf die Herstellung eines Proteins oder eines Peptids, das in
der Lage ist, in einem lebenden Wirtsorganismus die Herstellung
von Antikörpern zu induzieren, die gegen das Virus der
Virushepatitis B aktiv sind. Das aus der Übersetzung der
Nucleotidsequenz gemäß der Erfindung hervorgehende Protein
oder Peptid kann als Impfstoff oder als Hilfsmittel zur
Diagnose verwendet werden.
Die beschriebenen Nucleinsäuren können auch als Reagenz verwendet
werden, um in Blut- oder Serumproben die Anwesenheit oder
Abwesenheit des Dane-Partikels des Antigens HBs oder
von Fragmenten davon und dergl. festzustellen (nach dem üblichen
Verfahren der DNA-DNA-Hybridisierung).
Natürlich wird auf die Zeichnungen Bezug
genommen, deren Figuren bereits in den vorangehenden Ausführungen
in Betracht gezogen wurden. Die Ziffern oder Zahlen
in Klammern entsprechen den Zitaten im Literaturverzeichnis,
das der vorliegenden Beschreibung angefügt ist.
Die Erfindung betrifft auch besondere Vektoren, die die
Expression der vorstehend beschriebenen Nucleotidsequenzen
ermöglichen, insbesondere in Form eines Hybridproteins, in
welchem ein Proteinfragment, das die immunologischen Eigenschaften
des HBsAg aufweist, an ein Trägermolekül gebunden
ist, wobei dem Ganzen immunogene oder immunoreaktive Eigenschaften
verliehen werden, die es dazu befähigen, die Produktion
von Antikörpern zu induzieren, die im Wirtsorganismus,
in den dieses Protein vorher eingebracht wurde, eine Schutzwirkung
gegen die virale Infektion ausüben.
Insbesondere betrifft die Erfindung einen Vektor - Phage oder
Plasmid -, der mindestens einen Teil des Lactose-Operons enthält,
insbesondere den Promotor und das Z-Gen dieses Operons.
Dieser Vektor ist dadurch gekennzeichnet, daß er modifiziert
ist für den phasengerechten Einbau eines der DNA-Fragmente,
insbesondere derjenigen, die
den größeren Teil des S-Gens enthalten, in eine geeignete
Stelle des Z-Gens, wie die EcoRI-Schnittstelle.
Die Erfindung betrifft auch diejenigen dieser
modifizierten Vektoren, in denen mindestens ein Teil des
Fragments der DNA, die für den größeren Teil der β-Galactosidase
kodiert, durch ein DNA-Fragment ersetzt ist, das in
der Lage ist, für irgendein anderes nicht-immunogenes Trägermolekül
zu kodieren, oder für ein Molekül, dessen mögliche
immunologischen Eigenschaften, falls solche existieren,
nicht diejenigen des Peptidteils beeinflussen, welcher
die immunologischen Eigenschaften des HBsAg aufweist, beispielsweise
hauptsächlich diejenige, die sich in Leserichtung
von seiner HhaI-Schnittstelle weg erstreckt.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auch auf ein
Hybridprotein, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine
Polypeptidsequenz enthält, welche die spezifischen immunologischen
Eigenschaften des HBsAg enthält. Dieses Hybridprotein
ist mit einer Polypeptidsequenz verbunden, die aus
dem größeren Teil der β-Galactosidase besteht, welche die
Rolle eines Trägerproteins spielt.
Es ist offensichtlich, daß nicht nur dieses besondere
Hybridmolekül, dessen wesentliche Rolle darin besteht, ein
Beispiel für ein Protein darzustellen, das nach dem Verfahren
der Gentechnik aufgebaut wurde und die charakteristischen
immunogenen und immunoreaktiven Eigenschaften des
Antigens HBsAg aufweist, herstellbar ist. Vielmehr kann
auch jedes andere Hybridprotein, in dem der ganze
oder ein Teil des β-Galactosidaseanteils durch irgendein anderes
Trägermolekül ersetzt sein kann, das nicht immunogen ist, oder dessen
mögliche immunologische Eigenschaften, wenn solche existieren,
nicht diejenigen des Peptidteils beeinflussen,
der die immunologischen Eigenschaften des HBsAg aufweist,
verwendet werden.
Weitere Merkmale der Erfindung werden noch im Verlauf der
Beschreibung der bevorzugten Beispiele in Kombinationen mit
den Zeichnungen erscheinen, in denen
die Fig. 1a bis 1h schematisch die aufeinanderfolgenden
Stufen der Herstellung eines Vektors vom Plasmidtyp
darstellen, wobei ein Fragment der HBV-DNA eingebaut
wird;
die Fig. 2a bis 2c schematisch die Ausgangsstrukturen
des verwendeten Vektors (Fig. 2a), des erhaltenen modifizierten
Vektors (Fig. 2b) und diejenige des Hybridproteins
zeigen, das sich aus der Expression dieses modifizierten
Vektors in E. coli ergibt (Fig. 2c).
Die verwendeten Restriktionsenzyme: BamHI, HhaI, HincII,
HaeIII, XbaI, MboI, HinfI, HpaII, XhoI,
DNA-Polymerase I,
bakterielle alkalische Phosphatase
und Polynucleotid-Kinase.
Die chemischen Verbindungen waren die folgenden:
Dimethylsulfat; Hydrazin; Acrylamid und Bisacrylamid (zweifach kristallisiert); Dideoxynucleotidtriphosphat und Deoxynucleotidtriphosphat; Piperidin, unter Vakuum redestilliert.
Dimethylsulfat; Hydrazin; Acrylamid und Bisacrylamid (zweifach kristallisiert); Dideoxynucleotidtriphosphat und Deoxynucleotidtriphosphat; Piperidin, unter Vakuum redestilliert.
Das gesamte HBV-Genom (Untertyp ayw) wurde in E. coli
kloniert, wobei die einzige EcoRI-Schnittstelle des Vektors
λgt.WES.λB (14) benutzt wurde. Die klonierte DNA wird
nachstehend als "Eco HBV DNA" bezeichnet.
Der rekombinante Bakteriophage wurde in einer Petrischale
auf Agar vermehrt. Die gesuchte DNA wurde in an sich bekannter
Weise extrahiert. Nach Verdauung der DNA mit dem
Restriktionsenzym EcoRI wurde die Sequenz Eco HBV DNA durch
Ultrazentrifugieren in einem Sucrosegradienten gemäß dem
Verfahren gereinigt, das in den Literaturzitaten (16, 17) beschrieben
ist.
10 bis 20 Picomol der Eco HBV DNA wurden unter den vom Hersteller
empfohlenen Bedingungen mit den verschiedenen Restriktionsenzymen
vollständig hydrolysiert. Die DNA-Fragmente
wurden durch die alkalische Phosphatase dephosphoryliert,
welche danach durch eine alkalische Behandlung inaktiviert
wurde. Sodann wurde die DNA nach dem in dem Aufsatz (18) beschriebenen
Verfahren mit Äthanol ausgefällt. Nach dem Wiederauflösen
in einem Puffer auf der Basis von Spermidin wurden
die DNA's an ihren 5′-Enden mit einem ATP (γ³²P)
(3000 Ci/mM) und mit
Polynucleotid-Kinase markiert (nach dem im Aufsatz [19] beschriebenen
Verfahren).
Die Restriktionsfragmente der DNA wurden durch Elektrophorese
in Polyacrylamidgel getrennt und danach eluiert. Die
markierten Enden wurden in an sich bekannter Weise durch Spaltung
mit einem anderen Restriktionsenzym oder durch Denaturierung
der DNA-Fragmente der in Frage stehenden Art
durch Elektrophorese in Polyacrylamidgel voneinander getrennt.
Die Primärstruktur der doppelsträngigen oder einsträngigen
DNA-Fragmente wurde im wesentlichen nach dem von Maxam und
Gilbert (19) beschriebenen Verfahren bestimmt. Es wurde
auch das Verfahren der terminalen Ketteninhibitoren benutzt,
das von Sanger und Mitarb. (20) beschrieben und von Maat
und Smith (21) für doppelsträngige Fragmente abgewandelt
wurde, die an einem ihrer 5′-Enden markiert sind.
Die Produkte der chemischen und enzymatischen Umsetzung wurden
durch Elektrophorese in Acrylamid-Sequenzierungsgelen von 8, 16
oder 25% und 1 mm Dicke analysiert.
Um zu bestimmen, ob das HBV-Genom in der Lage ist, für die
Polypeptide I und II zu kodieren, wurden alle HaeIII-Fragmente
(die HaeIII-Schnittstellen des HBV-Gemons sind in
Fig. 1 durch kleine Pfeile angezeigt) an ihren 5′-Enden
markiert. Erhebliche Teile ihrer Primärstruktur wurden nach dem
Verfahren von Maxam und Gilbert bestimmt. Die Nucleotidsequenzen,
die befähigt sind, für die proximalen und terminalen
Aminosäuresequenzen der Polypeptide I und II zu kodieren,
wurden in den Fragmenten HaeIII E und HaeIII F
lokalisiert, welche vorher auf der Restriktionskarte des
HBV-Genoms lokalisiert wurden (nach dem in der Literaturstelle
[17] beschriebenen Verfahren). Dies sind die Nucleotidsequenzen,
von denen aus den bereits angegebenen Gründen angenommen
wurde, daß sie die Enden des S-Gens enthalten, welche
selbst die Positionen 73,6 und 95,1 gegenüber der EcoRI-Schnittstelle
(Fig. 1) besetzen.
Die Nucleotidsequenz zwischen diesen beiden Positionen wurde
analysiert, wobei bekannte chemische Verfahren benutzt wurden,
insbesondere durch das Verfahren des chemischen Abbaus
mit Dimethylhydrazinsulfat und das Verfahren der Kettenbeendigung.
Unter den verschiedenen, von Maxam und
Gilbert vorgeschlagenen chemischen Umsetzungen wurden die teilweise
Depurinierung mit Ameisensäure und die Spaltung mit Piperidin
benutzt. Dies sind Verfahren, die Banden gleicher Intensität bei den
Autoradiogrammen für die Fragmente ergeben, die mit einem
Guanin und mit einem Adenin enden. Es wurden auch die Umsetzungen
mit Hydrazin durchgeführt, gefolgt von einer Spaltung mit
Piperidin, um Banden gleicher Intensität zu erhalten für die
Nucleotide Cytosin und Thymidin. Die elektrophoretische Auftrennung
der Produkte dieser beiden Umsetzungen ergibt für
jede Base einen Fleck in einer der beiden Spuren des verwendeten
Gels. Dieses Verfahren erleichtert die Ablesung des Autoradiogramms
des Gels. Die Umsetzung mit Hydrazin in Gegenwart
von Natriumchlorid, die spezifisch für das Cytosin ist,
ermöglicht die Unterscheidung dieses Nucleotids vom
Thymidin. Die Umsetzung mit Dimethylsulfat, gefolgt von
einer Spaltung mit Piperidin, die spezifisch für Guanin ist,
ermöglicht die Unterscheidung dieses letztgenannten Nucleotids
von Adenin.
Um einen möglichst hohen Grad an Genauigkeit sicherzustellen,
wurden durch Hydrolyse der Eco HBV DNA mit verschiedenen
Restriktionsenzymen: BamHI, HinfI, HpaII, HaeIII und
HincII verschiedene Nucleotidsequenzen hergestellt, die
unterschiedliche, sich gegenseitig übergreifende Fragmente
bilden.
Auf diese Weise wurde die Analyse jeder der Schnittstellen,
die als Ausgangspunkt für die Untersuchung der ersten Fragmente
benutzt wurden, durch die Analyse unterschiedlicher
Fragmente bestätigt, in denen sich die Schnittstellen des
ersten Fragments zwischen den neuen Enden dieser anderen
Fragmente befinden.
Das S-Gen, das in den Fig. 3A, 3B und 3C dargestellt ist
und das mit dem Startkodon ATG beginnt, enthält227 Tripletts,
darunter ein Stopkodon TAA. Die drei Kodons, die den drei
Aminosäuren am carboxyterminalen Ende des korrespondierenden
Polypeptids entsprechen, befinden sich im gleichen Leserahmen,
unmittelbar vor dem Stopkodon TAA. Der eine der beiden
anderen Leserahmen (entsprechend versetzt gegenüber dem
vorangehenden um ein und zwei Nucleotide) weist ebenfalls
kein Stopkodon auf, kodiert jedoch für ein Protein, das vollständig
verschieden von den vorstehend beschriebenen Polypeptiden
I und II ist. Der dritte Leserahmen enthält 10 Stopkodons
(5 TAG, 4 TGA, 1 TAA). Auf dem anderen Strang der DNA
werden die drei Leserahmen durch 11, 11 bzw. 6 Stopkodons
unterbrochen, die über die DNA-Sequenz verteilt sind.
Wie vorstehend bereits angegeben wurde, führt die vollständige
Übersetzung der genetischen Information, beginnend mit dem
Startkodon ATG, zu einem theoretischen Polypeptid mit 226 Aminosäuren,
entsprechend einem Molekulargewicht von 25 422 Daltons.
Es ist wichtig zu unterscheiden, daß die Nucleotidsequenz,
die dem S-Gen entspricht, normalerweise vollständig im Verlauf
der Übersetzung abgelesen werden muß.
Eingesetzt werden können auch Nucleotidketten von der Art
des vorstehend beschriebenen S-Gens, die kleine zusätzliche
Sequenzen tragen, welche bis zu etwa 100 Nucleotide enthalten
können, oder denen im Gegenteil auch solche kleine Sequenzen
fehlen können, ohne daß deshalb die entsprechende genetische Information
verändert wird (22, 23).
Die verschiedenen Fragmente der Erfindung, die vorstehend definiert
wurden, können ausgehend von der DNA-Sequenz der genannten
Eco HBV DNA erhalten werden. Dabei werden die entsprechenden
Restriktionsenzyme und die bekannten Trennverfahren
für DNA-Fragmente angewendet, insbesondere in Polyacrylamidgelen,
und es werden ihre unterschiedlichen Wanderungsstrecken
ausgenutzt, die eine Funktion ihres Molekulargewichts sind. So kann man
beispielsweise ein Fragment enthalten, von dem ein Ende durch
eine EcoRI-Schnittstelle und das andere Ende durch eine
AvaIII-Schnittstelle begrenzt ist, indem man eine Spaltung
der Eco HBV DNA mit den Enzymen EcoRI und AvaIII durchführt, wobei
das gesuchte Fragment das kleinere Fragment ist (eine einzige
AvaIII-Schnittstelle in der Eco HBV DNA).
Das Fragment, das durch gegenüberliegende EcoRI- und HhaI-Enden
begrenzt wird, wird durch Hydrolyse der Eco HBV DNA zunächst
mit EcoRI und danach durch teilweise Hydrolyse mit dem
Restriktionsenzym HhaI erhalten. Man gewinnt dann aus den
Spaltungsprodukten dasjenige, das die AvaIII-Schnittstelle
enthält.
Diese Spaltungsverfahren wurden natürlich nur als Beispiele
vorgeschlagen, wobei klar ist, daß der Fachmann selbst die
Reihenfolge der Behandlung mit den Restriktionsenzymen bestimmen
kann, um insbesondere ausgehend von Eco HBV DNA die Fragmente
zu isolieren, die wertvolle Restriktionsenden aufweisen.
Jedenfalls wird man sich erinnern, daß diese Spaltungsverfahren
in einem Puffer durchgeführt werden können, der 10 mmol/l
Tris vom pH-Wert 7,8, 6 mmol/l MgCl₂ und 6 mmol/l
β-Mercaptoäthanol enthält. Der gleiche Puffer enthält außerdem
vorzugsweise 50 mmol/l NaCl, wenn EcoRI benutzt wird.
Die beschriebenen DNA-Fragmente können auch als Reagens
verwendet werden, das die Diagnose der Anwesenheit von Dane-Partikeln
oder davon abgeleiteten Teilchen
im Serum ermöglicht, welche eine DNA enthalten,
die in der Lage ist,
für ein für Hepatitis B charakteristisches immunogenes
Protein zu kodieren.
Die DNA der Erfindung kann auch in einen Vektor eingebaut
sein, der die Expression dieser DNA in einem Bakterium oder
einem anderen Mikroorganismus oder in eukariotischen Zellen
ermöglicht, wenn der Einbau in Phase durchgeführt wurde.
Die Produkte der verschiedenen Stufen dieses Herstellungsverfahrens
sind in den Fig. 1a bis 1h dargestellt. Sie sind
auch mit den Zahlen 1a bis 1h bezeichnet.
In der Fig. 1a sind die Positionen des S-Gens und bestimmte
Restriktionsenzym-Schnittstellen angegeben.
Nach der Behandlung der HBV-DNA mit dem Restriktionsenzym
HhaI trennt man ein DNA-Fragment (1b), das 1084 Basenpaare
und insbesondere das gesamte S-Gen enthält, durch Elektrophorese
in Agarosegel und Elektroelution ab (Fig. 1b). Man bereitet,
ausgehend von diesem Unterfragment, das vorher mit
der Endonuclease S1 behandelt wurde, ein Unterfragment (1c)
(Fig. 1c), das durch Verlängerung des Unterfragments (1b)
an seinen Enden mit DNA-Elementen erhalten wird, welche als
"EcoRI Linker" bezeichnet werden und folgende Formel aufweisen:
Das erhaltene Fragment wird nach Bildung von kohäsiven EcoRI-Enden
in das Plasmid pBR322 kloniert.
Das erhaltene Plasmid, das nachstehend als pBRHBs (Fig. 1d)
bezeichnet wird, enthält nur eine XbaI-Restriktionsstelle, die
sich in der Nähe des Kopfes des Gens S befindet.
Durch Verdauung des rekombinierten Plasmids pBRHBs mit einem
Enzymgemisch aus EcoRI und XbaI erhält man ein DNA-Fragment,
das etwa 980 Basenpaare aufweist und den größeren Teil des
S-Gens enthält (Fig. 1e). Dieses Fragment wird abgetrennt
und durch Elektrophorese in Agarosegel gereinigt. Das erhaltene
Fragment wird erneut mit Endonuclease S1 behandelt, danach
wieder mittels der vorstehend erwähnten EcoRI-Linker
mit EcoRI-Enden versehen und danach einer Behandlung mit der
Endonuclease EcoRI unterzogen, um die entsprechenden kohäsiven
Enden wieder zu erhalten. Das Fragment der
Fig. 1e, das etwa 980 Basenpaare enthält, wird danach in
vitro in die EcoRI-Schnittstelle des Plasmids pBR322 eingebaut,
wobei das Plasmid pXbaHBs erhalten wird (Fig. 1f).
Dieses Plasmid wird in üblicher Weise wie das Plasmid
pBR322 kloniert.
Es wurden mehrere Klone erhalten. Nach der Behandlung
der DNA's von drei dieser Klone, pXbaHBs-1, pXbaHBs-2
und pXbaHBs-3 (Fig. 1g), mit EcoRI werden die Fragmente,
die nachstehend als "HBs-Fragmente" bezeichnet werden (Fig. 1h), extrahiert
und gereinigt.
Die Nucleotidsequenzen der Enden der vorstehend bezeichneten
Fragmente (die normalerweise im Inneren des S-Gens erhalten
werden) werden unter Anwendung des von Maxam und
Gilbert beschriebenen Verfahrens bestimmt (Proc. Nat. Acad.
Sci. USA 74 [1977], S. 560 bis 564). Diese Bestimmungen haben
ergeben, daß die Nucleotidsequenzen der terminalen Enden,
die dem S-Gen entsprechen, in den drei Klonen nicht identisch
sind (Fig. 1g), wobei die Unterschiede wahrscheinlich
auf Heterogenitäten beruhen, die im Verlauf der Verdauung
mit der Endonuclease S1 entstanden sind.
Die von pXbaHBs-1 und pXbaHBs-2 stammenden Fragmente werden
durch Verknüpfung in vitro in das Genom des Bakteriophagen
λplac 5-1 (21) eingebaut, welcher nur eine einzige
EcoRI-Schnittstelle aufweist, die in der Nähe des Endes des
lac Z-Gens liegt. Aufgrund des Leserahmens des lac Z-Gens,
wie er aus der Aminosäuresequenz der β-Galactosidase abgeleitet
werden kann (23), stellt man fest - und der Versuch wird
es bestätigen -, daß der Einbau des HBs-Fragments von
pXbaHBs-1 in die EcoRI-Schnittstelle des lac Z-Gens des
λplac 5-1 zur Beibehaltung der zum S-Gen gehörenden Lesephase
führen muß. Im Gegenteil müßte sich beim Einbau des HBs-Fragments
von pXbaHBs-2 ergeben, daß es nicht unter Beibehaltung des
richtigen Leserahmens in den vorstehend genannten Vektor eingebaut
werden kann. Es wurde trotzdem zur Kontrolle in den folgenden
Versuchen verwendet.
Diese Versuche wurden unter Verwendung bekannter Techniken
durchgeführt. Insbesondere wurden die HBs-Fragmente von
pXbaHBs-1 und pXbaHBs-2 mit Hilfe einer Ligase in die DNA
von λplac 5-1 eingebaut, welche vorher mit EcoRI geschnitten
wurde. Die Gemische der erhaltenen DNA-Fragmente wurden
dann zur Transfektion des Stamms C600RecBC rk¯mk¯ von
E. coli verwendet. Die Klone des Bakteriophagen, die infolge
des Einbaus der HBs-Fragmente in die EcoRI-Schnittstelle des
lac Z-Gens lac¯ geworden sind, werden vermehrt und nach dem in
(21) beschriebenen Verfahren gereinigt.
Die DNA's von verschiedenen Bakteriophagen wurden extrahiert
und die Orientierungen der eingebauten DNA-Fragmente durch
elektrophoretische Analyse ihrer BamHI-Restriktionsfragmente
bestimmt. Man kann so feststellen, daß zwei mit λlacHBs-1
und λlacHBs-2 bezeichnete Phagen, die den Plasmiden
pXbaHBs-1 und pXbaHBs-2 entsprechen, ein HBs-Fragment in richtiger
Orientierung enthalten.
Die Fig. 2a ist eine schematische Karte des Vektors λplac 5-1
vor seiner Modifizierung mit dem aus pXbaHBs-1 stammenden
HBs-1.
Die Fig. 2c ist eine schematische Karte eines Teils des
gleichen Vektors, welche die in seinem Z-Gen durch Einschub
des oben erwähnten Fragments HBs-1 in seine EcoRI-Schnittstelle
eingeführte Modifikation zeigt.
Die Fig. 2c zeigt schematisch die Struktur des als Ergebnis
der Expression des modifizierten Vektors gemäß Fig. 2b
erhaltenen Hybrid-Polypeptids.
Die Expression wurde durch Transfektion eines Bakterienstamms
E. coli, insbesondere des Stammes HfrΔlacX74, erhalten.
E.-coli-Stämme, insbesondere ein Stamm E. coli HfrΔlacX74,
wurden mit plac 5-1, λlacHBs-1 bzw. λlacHBs-2 transformiert.
Nach der Kultivierung werden die Zellen lysiert, und
die erhaltenen Lysate werden durch Elektrophorese auf Polyacrylamidgel
SDS (24) analysiert. Die Proteine werden durch
Anfärbung mit Coomassie-Blau aufgezeigt. Man findet
eine stärkere Bande unter den Expressionsprodukten von
λplac 5-1 auf Höhe der Position der β-Galactosidase
(Molekulargewicht 116 248), welche als Marker benutzt
wurde. Unter den Expressionsprodukten von λlacHBs-1
findet man eine andere Bande (nicht anwesend unter den
Expressionsprodukten von λlacHBs-2), die einem neuen
Protein mit einem Molekulargewicht in der Größenordnung
von 135 000 bis 141 000 entspricht.
Die Proteine, die von den sowohl mit λlacHBs-1 als auch mit
λplac 5-1 transformierten Bakterien synthetisiert worden
sind, werden durch (³⁵S) Methionin markiert. Das Zusammenbringen
dieser Proteine mit einem Anti-HBsAg-Serum und die Aufnahme
eines Autoradiogramms eines SDS-Polyacrylamidgels zeigen nur
unter den Expressionsprodukten von λlacHBs-1 die Anwesenheit
einer Bande, der keine äquivalente Bande unter den
Expressionsprodukten der anderen Vektoren entspricht.
Diese Bande verschwindet in spezifischer Weise, wenn die
Immunopräzipitation in Gegenwart von nicht markiertem HBsAg
durchgeführt wird. Man beobachtet noch die gleiche Bande
unter den Expressionsprodukten von λlacHBs-1, wenn die
Immunopräzipitation mit einem Antiserum gegen die β-Galactosidase
durchgeführt wird.
Die vermutete Struktur des Teils des erhaltenen Hybridproteins
an der Verbindungsstelle zwischen dem lac Z-Gen
und dem Fragment HBs-1 ergibt sich aus der Fig. 2c. Diese
Figur zeigt das Fragment "β-gal", das der β-Galactosidase
(1005 Aminosäuren) entspricht, und das Fragment HBsAg
(192 Aminosäuren), wobei diese Fragmente durch eine Aminosäure
Prolin getrennt sind, die einem Teil des "EcoRI Linker"
entspricht, der im Vektor λlacHBs-1 enthalten ist.
Die Erfindung kann deshalb die Herstellung eines Proteins
mit geringerer molekularer Masse als die vorstehend erläuterten
Polypeptide I oder II ermöglichen, das die gleichen
immunogenen Eigenschaften aufweist.
Die Ergebnisse zeigen, daß E. coli oder jeder andere geeignete
Mikroorganismus, wie Bakterien oder Kulturen von eukaryotischen
Zellen, durch das λlacHBs-1 infiziert werden können und
ein Protein mit einem Molekulargewicht in der Größenordnung
von 138 000 synthetisieren können, welches die Antigen-Determinanten
sowohl von HBsAg als auch von β-Galactosidase besitzt.
Dieses Molekül ist repräsentativ für Hybrid-Polypeptide, die
nach den Verfahren der Erfindung erhalten werden können, in
dem HBsAg an ein Trägerprotein gebunden wird (das aus der
teilweisen oder vollständigen Substitution des β-Galactosidase-Fragments
stammt), wobei diese Hybride trotzdem die
Antigeneigenschaften von HBsAg besitzen. Diese neuen Moleküle
sind zur Herstellung von Arzneistoffen geeignet, die gegen
die Virushepatitis B aktiv sind.
Wie sich von selbst versteht und wie bereits aus den vorstehenden
Ausführungen hervorgeht, ist die Erfindung keinesfalls
auf die Anwendungsformen und praktischen Ausführungen
beschränkt, die genauer erläutert wurden; sie umfaßt im
Gegenteil auch alle Variationen.
Im Anhang zu dieser Beschreibung erscheinen das Literaturverzeichnis
und insbesondere die Literaturstellen, die im
Rahmen der vorliegenden Beschreibung zitiert wurden.
Literaturverzeichnis
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2 - D. S. Dane, C. H. Cameron und M. Briggs, Lancet 1 (1970), S. 695-698
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52 - G. P. Talwai und Mitarb., Proc. Nat. Acad. Sci., USA 73 (1976), S. 218-222
Claims (22)
1. Vektor, der eine Nucleinsäure-Insertion mit den folgenden
Merkmalen aufweist:
- a) sie hat eine Länge von mindestens etwa 100 bis 1100 Nucleotiden;
- b) sie codiert ein immunogenes Peptid, das die in-vivo-Bildung von Antikörpern induzieren kann, die aktiv gegen das Hepatitis-B-Virus sind, und das die in den Fig. 3A, 3B und 3C dargestellte Aminosäuresequenz aufweist; und
- c) das codierte Peptid enthält die Aminosäuresequenz Alanin (N-terminal)-Glutamin-Glycin-Threonin-Serin (C-terminal);
wobei die Nucleinsäure-Insertion so in den Vektor eingebaut
ist, daß die Ablesephase eine Expression des codierten
Peptids gestattet und sie in einem transformierten
Mikroorganismus oder einer eukaryontischen Zelle exprimierbar
ist, wobei die genannten Figuren Bestandteil dieses
Anspruchs sind.
2. Vektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine
Nucleinsäure-Insertion eine Nucleotidsequenz enthält, die
in den Fig. 4A und 4B dargestellt ist und ein Peptid
mit der in Fig. 5 dargestellten Aminosäuresequenz codiert,
wobei die genannten Figuren Bestandteil dieses Anspruchs
sind.
3. Vektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine
Nucleinsäure-Insertion eine Nucleotidsequenz enthält, die
ein Peptid mit der in Fig. 6 dargestellten Aminosäuresequenz
codiert, wobei die Fig. 6 Bestandteil dieses Anspruchs
ist.
4. Vektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das codierte Peptid die Aminosäuresequenz
Threonin (N-terminal)-Alanin-Glutamin-Glycin-Threonin-Serin
(C-terminal) enthält.
5. Vektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das codierte Peptid die Aminosäuresequenz
Threonin (N-terminal)-Threonin-Alanin-Glutamin-Glycin-Threonin-Serin
(C-terminal) enthält.
6. Vektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nucleinsäure-Insertion mindestens einen
der beiden in den Fig. 4A und 4B dargestellten komplementären
Stränge einer DNA-Sequenz enthält oder einen
Strang, der mit den vorstehenden Strängen hybridisiert, wobei
die genannten Figuren Bestandteil dieses Anspruchs sind.
7. Vektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Nucleinsäure-Insertion mindestens einen der beiden in den
Fig. 3A, 3B und 3C dargestellten komplementären
Stränge einer DNA-Sequenz enthält oder einen Strang, der
mit den vorstehenden Strängen hybridisiert, wobei die genannten
Figuren Bestandteil dieses Anspruchs sind.
8. Vektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nucleinsäure-Insertion doppelsträngig
ist und an einem ihrer Enden durch eine HincII-, HhaI-,
AvaI- oder EcoRI-Spaltstelle und am anderen Ende durch
eine AvaIII-, HincII- oder HhaI-Spaltstelle begrenzt ist.
9. Vektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Nucleinsäure-Insertion die Sequenz
5′ GCT CAA GGA ACC TCT
3′,die zu dieser Sequenz komplementäre Sequenz oder eine
Sequenz enthält, in der mindestens eines der genannten
Tripletts durch ein anderes Triplett ersetzt ist, das
dieselbe Aminosäure codiert.
10. Vektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Nucleinsäure-Insertion die Sequenz
5′ ACT GCT CAA GGA
ACC TCT 3′,die zu dieser Sequenz komplementäre Sequenz
oder eine Sequenz enthält, in der mindestens eines der
genannten Tripletts durch ein anderes Triplett ersetzt
ist, das dieselbe Aminosäure codiert.
11. Vektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Nucleinsäure-Insertion die Sequenz
5′ ACT ACT GCT CAA
GGA ACC TCT 3′,die zu dieser Sequenz komplementäre
Sequenz oder eine Sequenz enthält, in der mindestens eines
der genannten Tripletts durch ein anderes Triplett
ersetzt ist, das dieselbe Aminosäure codiert.
12. Vektor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, vorzugsweise
vom Typ der Phagen oder Plasmide, der ferner mindestens
einen Teil des Lactose-Operons, insbesondere den Promotor
und das Z-Gen dieses Operons enthält, wobei die
Nucleinsäure-Insertion in eine Spaltstelle im Z-Gen, beispielsweise
in die EcoRI-Spaltstelle erfolgt ist, wobei
diese Spaltstelle für den phasengerechten Einbau geeignet
ist.
13. Vektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Teil des DNA-Fragments, das für den
größeren Teil der β-Galactose codiert, durch ein
DNA-Fragment ersetzt ist, das irgendein anderes Trägermolekül
codiert, das nicht immunogen ist oder dessen
mögliche immunologischen Eigenschaften, falls solche existieren,
nicht diejenigen des Peptidteils beeinflussen, der die
immunologischen Eigenschaften des HBsAg aufweist.
14. Vektor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das
genannte ersetzende DNA-Fragment sich in Leserichtung
von der HhaI-Spaltstelle weg erstreckt, die vorher in
dem für den größeren Teil der β-Galactosidase codierenden
DNA-Fragment enthalten war.
15. Vektor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß er vom Plasmid pBR322 abgeleitet ist.
16. Vektor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die eingebaute Nucleinsäure-Insertion
durch EcoRI-Spaltstellen begrenzt ist und das HhaI/XbaI-Fragment
aus dem Genom des Hepatitis-B-Virus enthält,
das den größeren Teil des S-Gens aufweist.
17. Verwendung eines Vektors nach einem der Ansprüche 1 bis 16
in einem durch diesen Vektor transformierbaren Mikroorganismus
oder einer transformierbaren eukaryontischen Zelle zur
Herstellung eines Peptids oder Hybridproteins, das eine
durch die Nucleinsäure-Insertion kodierte Peptidsequenz
enthält.
18. Peptid, dadurch gekennzeichnet, daß es eine durch eine
Nucleinsäure-Insertion eines Vektors nach einem der Ansprüche
1 bis 16 codierte Aminosäuresequenz enthält.
19. Hybridprotein, dadurch gekennzeichnet, daß es von einem
Vektor nach einem der Ansprüche 1 bis 16 codiert wird.
20. Arzneimittel, insbesondere Impfstoff gegen Hepatitis B
oder Reagens für die Diagnose von Hepatitis B,
enthaltend im Gemisch mit einem pharmazeutisch
verträglichen Träger ein Peptid nach Anspruch 18, das
gegebenenfalls an ein Trägermolekül gebunden ist,
vorzugsweise an ein Polypeptid oder ein Protein.
21. Impfstoff enthaltend als Wirkstoff ein Hybridprotein
nach Anspruch 19.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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