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HINTERGRUND DER VORLIEGENDEN
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Enzym. Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auch auf eine Nucleotidsequenz, die für dasselbe
codiert.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf neue Nucleinsäuresequenzen,
die für
neue Phosphodiesterase-Enzyme codieren.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung der neuen
Nucleinsäure-
und Aminosäure-Sequenzen
in der Diagnose und Behandlung einer Erkrankung.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung der neuen
Nucleinsäure-
und Aminosäure-Sequenzen
zur Evaluierung und/oder zur Durchmusterung bzw. zum Screening auf
Mittel, die die Phosphodiesterase-Aktivität modulieren können.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf genetisch manipulierte
Wirtszellen, die die neuen Nucleinsäure- und Aminosäure-Sequenzen
umfassen oder exprimieren, um Mittel zu evaluieren, die Phosphodiesterase-Aktivität modulieren
können.
und/oder um auf Mittel durchzumustern, die Phosphodiesterase-Aktivität modulieren
können.
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STAND DER TECHNIK
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Cyclische
Nucleotide, z.B. cAMP und cGMP, sind wichtige intracelluläre Second
Messenger. Cyclische Nucleotid-Phosphodiesterasen – auch als
PDEs bekannt – sind
eine Familie von Enzymen, die den Abbau von cyclischen Nucleotiden
katalysieren und sind daher eine der cellulären Komponenten, die die Konzentration an
cyclischen Nucleotiden regulieren.
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In
den letzten Jahren wurden wenigstens zehn PDE-Enzyme sowie viele
Subtypen dieser Enzyme auf der Basis der Substrataffinität und der
Cofaktor-Anforderungen definiert (Beavo JA und Reifsnyder DH, Trends Pharmacol.
Sci. 11:150 [1990]; Beavo J, In: Cyclic Nucleotide Phosphodiesterases:
Structure, Regulation and Drug Action, Beavo J und Housley MD (Hrsg.).
Wiley:Chichester, S. 3-15 [1990]).
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Beispiele
für Unterfamilien
umfassen: PDE1 (manchmal als PDEI bezeichnet), Ca2+/Calmodulin-abhängig; PDE2
(manchmal als PDEII bezeichnet), cGMP-stimuliert; PDE3 (manchmal
als PDEIII bezeichnet), cGMP-inhibiert, cAMP-hydrolysierend; PDE4
(manchmal als PDEIV bezeichnet), cAMP-spezifisch, Rolipram-empfindlich;
PDE5 (manchmal als PDEV bezeichnet), cGMP-spezifisch; PDE6 (manchmal
als PDEVI bezeichnet), Photorezeptor-cGMP-spezifisch; PDE7 (manchmal als PDEVII
bezeichnet), cAMP-spezifisch, Rolipram-unempfindlich; PDE8 (manchmal
als PDEVIII bezeichnet), cAMP-spezifisch, IBMX-unempfindlich; PDE9
(manchmal als PDEIX bezeichnet), cGMP-spezifisch, IBMX-unempfindlich;
PDE10 (manchmal als PDEX bezeichnet), duales Substrat, IBMX-empfindlich.
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PDEs
enthalten eine konservierte C-terminale katalytische Domäne aus ~270
Aminosäuren
(Charbonneau et al. 1986 PNAS 83(24):9308-12) und eine N-terminale
Domäne,
die bei der Regulierung der katalytischen Aktivität durch
Bindung von Cofaktoren und bei der Spezifizie rung der subcellulären Lokalisierung
involviert ist (Juilfs et al. (1999) Rev Physiol Biochem Pharmacol
135:67-104).
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Jede
PDE-Familie enthält
zwei oder mehr Isoformen (d.h. es kann zwei oder mehr PDE-Isoenyzme geben).
Zum Beispiel ist bekannt, dass Säuger-PDE
IV, das Homologe des Drosophila Dunce-Gens (Chef CN et al, Proc.
Nat. Acad. Sci. (USA) 83:9313 [1986]) in der Ratte vier Isoformen
hat (Swinnen JV et al., Proc. Nat. Acad. Sci. (USA) 86:5325 [1989]).
Von humanen PDEs ist auch bekannt, dass sie als Isoformen auftreten
und Spleißvarianten
haben. Beispielsweise wurde die Clonierung einer humanen Isoform
von PDEIV aus Monocyten 1990 beschrieben (Livi GP et al., Mol. Cell.
Biol., 10:2678 [1990]). Andere Wissenschaftler haben unabhängig drei
Spleißvarianten
von PDEIV z.B. unabhängig
kloniert, die jetzt hPDEIV-B1, hPDEIV-B2 und hPDEIV-B3 bezeichnet
werden.
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Lehren über eine
weitere cyclische Nucleotid-Phosphodiesterase – nämlich CN PCDE8 – können in
WO-1A-97/35989 gefunden
werden. Gemäß
WO-A-97/35989 hat CN PCDE8
zwei Isozyme, die CN PCDE8A und CN PCDE8B genannt werden. Der Ausdruck „Isozym" bzw. "Isoenzym" wird auf dem Fachgebiet
manchmal als „Isoform" bezeichnet.
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Die
Lehren über
humane cyclische Nucleotid-Phosphodiesterasen und Polynucleotide,
die für
dieselben codieren, können
auch in
WO 00/77226
A1 gefunden werden.
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Gemäß
WO-A-97/35989 wurden
viele Inhibitoren unterschiedlicher PDEs identifiziert und einige
einer klinischen Evaluierung unterzogen. Beispielsweise sind PDEIII-Inhibitoren
als antithrombotische Mittel, als antihypertensive Mittel und als
kardiotone Mittel, die in der Behandlung von kongestivem Herzversagen
nützlich sind,
in der Entwicklung. Rolipram, ein PDEIV-Inhibitor wird in der Behandlung
von Depressionen eingesetzt, und andere Inhibitoren von PDEIV machen
eine Evaluierung als antiinflammatorische Mittel durch. Es wurde auch
gezeigt, dass Rolipram Lipopolysaccharid (LPS) inhibiert, welches
TNF-alpha induziert, von dem gezeigt wurde, dass es in vitro die
HIV-1-Replikation verstärkt.
Daher kann Rolipram die HIV-1-Replikation inhibieren (Angel et al
1995 AIDS 9:1137-44). Basierend auf seiner Fähigkeit, die Produktion von
TNF-alpha und -beta und von Interferon-gamma zu unterdrücken, erwies
sich Rolipram außerdem
bei der Behandlung von Encephalomyelitis, dem experimentellen Tiermodell
für multiple
Sklerose (Sommer et al, 1995 Nat Med 1:244-248) wirksam und kann
in der Behandlung von tardiver Dyskinesie wirksam sein (Sasaki et
al, 1995 Eur J. Pharmacol 282:71-76).
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Gemäß
WO-A-97/35989 gibt
es auch nicht-spezifische PDE-Inhibitoren, z.B. Theophyllin, das
in der Behandlung von Bronchialasthma und anderen Atemwegserkrankungen
eingesetzt wird, und Pentoxifyllin, das in der Behandlung von intermittierendem
Hinken und Diabetesinduzierter Erkrankung der peripheren Gefäße eingesetzt
wird. Es wird davon ausgegangen, dass Theophyllin auf die Funktion
der glatten Atemwegsmuskulatur, wie auch mit antiinflammatori scher
oder immunmodulierender Fähigkeit
bei der Behandlung von Atemwegserkrankungen wirkt (Banner et al
1995 Respir J 8:996-1000), wo angenommen wird, dass es durch Inhibierung
sowohl der CN PDE-cAMP- als auch -cGMP-Hydrolyse wirkt (Banner et
al 1995 Monalde Arch Chest Dis 50:286-292). Pentoxyfillin, auch
bekannt, um die TNF-alpha-Produktion zu blockieren, kann die HIV-1-Replikation
inhibieren (Angel et al supra). Eine Liste von CN-PDE-Inhibitoren wird
bei Beavo 1995 supra gegeben.
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Es
wurde nahegelegt, dass selektive Inhibitoren von PDEs zusätzlich zu
ihren Isozymen und ihren Subtypen zu einer wirksameren Therapie
mit weniger Nebenwirkungen führen
werden. Siehe z.B. die Lehren in den Übersichten von Wieshaar RE
et al, (J. Med. Chem., 28:537 [1985], Giembycz MA (Biochem. Pharm., 43:2041
[1992] und Lowe JA und Cheng JB (Drugs of the Future, 17:799-807
[1992]).
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Somit
ist es für
einige Anwendungen wünschenswert,
eine selektive Inhibierung eines individuellen Typs von PDE zu haben.
Daher würde
die Klonierung und Expression eines neuen PDE die Entdeckung von selektiven
Inhibitoren stark unterstützen.
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ZUSAMMENFASSUNGSASPEKTE DER
VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Aspekte
der vorliegenden Erfindung werden in den Ansprüchen und in der folgenden Beschreibung angeführt.
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Kurz
ausgedrückt,
einige Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf:
- 1. neue Aminosäuren,
- 2. neue Nucleotidsequenzen,
- 3. Assays, die die genannten neuen Sequenzen verwenden,
- 4. Verbindungen/Zusammensetzungen, die durch Verwendung der
genannten Assays identifiziert werden,
- 5. Expressionssysteme, die die genannten neuen Sequenzen umfassen
oder exprimieren,
- 6. Behandlungsverfahren, die auf den genannten neuen Sequenzen
basieren,
- 7. pharmazeutische Zusammensetzungen, die auf den genannten
neuen Sequenzen basieren.
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Andere
Aspekte, die die Aminosäuresequenz
der vorliegenden Erfindung und/oder die Nucleotidsequenz der vorliegenden
Erfindung betreffen, umfassen: ein Konstrukt, das die Sequenzen
der vorliegenden Erfindung umfasst oder fähig ist, diese zu exprimieren;
einen Vektor, der die Sequenzen der vorliegenden Erfindung umfasst
oder fähig
ist, diese zu exprimieren; ein Plasmid, das die Sequenzen der vorliegenden
Erfindung umfasst oder fähig
ist, diese zu exprimieren; ein Gewebe, das die Sequenzen der vorliegenden
Erfindung umfasst oder fähig
ist, diese zu exprimieren; ein Organ, das die Sequenzen der vorliegenden
Erfindung umfasst oder fähig
ist, diese zu exprimieren; eine transformierte Wirtszelle, die die
Sequenzen der vorliegenden Erfindung umfasst oder fähig ist,
diese zu exprimieren; einen transformierten Organismus, der die
Sequenzen der vorliegenden Erfindung umfasst oder fähig ist,
diese zu exprimieren. Die vor liegende Erfindung umfasst auch Verfahren
zum Exprimieren derselben, z.B. eine Expression in einem Mikroorganismus,
einschließlich
Verfahren zum Transformieren derselben.
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Zur
Vereinfachung der Bezeichnung und der Bezugnahme werden nun Aspekte
der vorliegenden Erfindung unter den geeigneten Abschnittsüberschriften
diskutiert. Allerdings sind die Lehren in jedem Abschnitt nicht
notwendigerweise auf den bestimmten Abschnitt beschränkt.
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In
der folgenden Beschreibung bezieht sich die Bezeichnung „Nucleotidsequenz
der vorliegenden Erfindung" und „Aminosäuresequenz
der vorliegenden Erfindung" jeweils
auf eine beliebige oder mehrere der Nucleotidsequenzen, die hierin
präsentiert
oder diskutiert werden, bzw. auf eine beliebige oder mehrere der Aminosäuresequenzen,
die hierin präsentiert
oder diskutiert werden. Der Ausdruck „Aminosäuresequenz", wie er hierin verwendet wird, bezieht
sich auch auf Peptid- oder Proteinsequenzen und kann sich auf Teile
davon beziehen. Außerdem
ist der Ausdruck „Aminosäuresequenz
der vorliegenden Erfindung" synonym
mit dem Begriff „Polypeptidsequenz
der vorliegenden Erfindung".
Der Ausdruck „Nucleotidsequenz
der vorliegenden Erfindung" ist
auch mit dem Begriff „Polynucleotidsequenz
der vorliegenden Erfindung" synonym.
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DETAILLIERTE ASPEKTE DER VORLIEGENDEN
ERFINDUNG
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Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein PDE-XIV-Enzym
bereitgestellt, bestehend aus der in SEQ ID No: 1, SEQ ID No: 3
oder SEQ ID No: 5 angegebenen Aminosäuresequenz oder wenigstens
95% Identität
dazu aufweisend.
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Nach
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein PDE-XIV-Gen
bereitgestellt, bestehend aus einer in SEQ ID No: 2, SEQ ID No:
4 oder SEQ ID No: 6 angegebenen Nucleotidsequenz oder wenigstens
95% Identität
dazu aufweisend.
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Nach
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Vektor
bereitgestellt, der das PDE-XIV-Gen gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden
Erfindung umfasst.
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Nach
einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine isolierte
Wirtszelle bereitgestellt, in die das PDE-XIV-Gen gemäß Aspekt
2 oder 3 der vorliegenden Erfindung eingebaut wurde.
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Nach
einem fünften
Aspekte der vorliegenden Erfindung wird ein Assay-Verfahren zur
Identifizierung eines Mittels, das die PDE-XIV-Aktivität oder die
Expression davon beeinträchtigen
kann, bereitgestellt, wobei das Assay-Verfahren umfasst: Inkontaktbringen
eines Mittels mit dem PDE-XIV-Enzym nach dem ersten Aspekt der Erfindung
oder dem PDE-XIV-Gen nach dem zweiten Aspekt der Erfindung, dem
Vektor nach dem dritten Aspekt der Erfindung oder der Wirtszelle
des vierten Aspektes oder des sechsten Aspektes der Erfindung; und
Messen der Aktivität
oder Expression des PDE_XIV; wobei eine Differenz zwischen a) PDE_XIV-Enzymaktivität oder -expression
in Abwesenheit des Mittels und b) PDE_XIV-Enzymaktivität oder -expression
in Gegenwart des Mittels indikativ dafür ist, dass das Mittel die
PDE_XIV-Enzymaktivität oder -expression
beeinträchtigen
kann.
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Vorzugsweise
ist der Assay zur Durchmusterung auf Mittel, die in der Behandlung
von Störungen
einsetzbar sind, die in einem oder mehreren aus Folgenden gefunden
werden: Putamen, Nucleus caudatus des Gehirns, Lobus occipitalis
des Gehirns, Herz, Eierstock, Hypophyse, Niere, Leber, Dünndarm,
Thymus, Skelettmuskel, Leukocytenregionen, Hinterwurzelganglien,
Gebärmutter,
Cochlea, Dünndarm
(Duodenum), Astrocytom und Appendix.
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Nach
einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Wirtszelle
des vierten Aspekts bereitgestellt, wobei die Wirtszelle unter den
Eingangsnummern NICMB 40995, NCIMB 40996 oder NCIMB 41027 hinterlegt
ist.
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Nach
einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Nucleinsäuresequenz
bereitgestellt, die für
ein PDE codiert, wobei die Nucleotidsequenz aus NCIMB 40995 oder
NCIMB 40996 oder NCIMB 41027 erhältlich
ist.
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Nach
einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein PDE bereitgestellt,
wobei das PDE aus einer Nucleotidsequenz exprimierbar ist, welche
aus NCIMB 40995 oder NCIMB 40996 oder NCIMB 41027 erhältlich ist.
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Weitere
Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend angeführt.
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Eine
isolierte Nucleotidsequenz oder eine isolierte Proteinsequenz gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Eine
im Wesentlichen reine Nucleotidsequenz oder eine im Wesentlichen
reine Proteinsequenz gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Ein
Assay-Verfahren zur Identifizierung eines Mittels, das das Expressionsmuster
der Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung oder die Aktivität des Expressionsprodukts
davon beeinträchtigen
kann, wobei das Assay-Verfahren umfasst: Aussetzen der Nucleotidsequenz
der vorliegenden Erfindung oder des Expressionsprodukts („EP") derselben einem
Mittel; Bestimmen, ob das Mittel die Nucleotidsequenz der vorliegenden
Erfindung oder das Expressionsprodukt derselben moduliert (z.B.
das Expressionsmuster oder die Aktivität beeinträchtigt).
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PDE_XIV
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Wie
oben erläutert
wurde, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein neues PDE-Enzym – das wir PDE_XIV
nennen – und
auf eine Nucleotidsequenz, die für
dasselbe codiert. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf
die Verwendung der neuen Nucleinsäure- und Aminosäure-Sequenzen
in der Diagnose und Behandlung einer Erkrankung. Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung der neuen Nucleinsäure- und
Aminosäure-Sequenzen, um Mittel
zu evaluieren, die Phosphodiesterase-Aktivität modulieren können, oder
auf Mittel durchzumustern, die Phosphodiesterase-Aktivität modulieren
können.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf genetisch modifizierte
Wirtszellen, welche die neuen Nucleinsäure- und Aminosäure-Sequenzen
umfassen oder exprimieren, um Mittel zu evaluieren, die Phosphodiesterase-Aktivität modulieren
können
und/oder auf solche Mittel durchzumustern.
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Der
Ausdruck „PDE_XIV", wie er hierin verwendet
wird, bezieht sich auf eine neue Familie von PDEs, die bis jetzt
noch nicht charakterisiert waren.
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Beispielsweise
haben wir ein humanes PDE_XIV identifiziert (manchmal als HSPDE_XIV
bezeichnet). Wir haben auch eine Maus-Sequenz identifiziert – die wir
PDE_XIV genannt haben (manchmal auch als MMPDE_XIV bezeichnet).
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Aus
Gründen
der Zweckdienlichkeit und, wenn nicht anderes angegeben wird, wird
eine Bezugnahme auf PDE_XIV eine Bezugnahme auf HSPDE_XIV und/oder
MMPDE_XIV umfassen. Es wird angenommen, dass PDE_XIV in einer Vielzahl
von Quellen vorhanden ist und aus diesen erhältlich ist.
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Beispielsweise
wird PDE_XIV in einem oder mehreren der Folgenden gefunden: Putamen,
Nucleus caudatus des Gehirns, Lobus occipitalis des Gehirns, Herz,
Eierstock, Hypophyse, Niere, Leber, Dünndarm, Thymus, Skelettmuskel,
Leukocytenregionen, Hinterwurzelganglien, Uterus, Cochlea, Dünndarm (Duodenum),
Astrocytom und Appendix.
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Wir
glauben auch, dass PDE_XIV in einer Reihe von anderen Quellen vorliegt – z.B.:
Ratte, Rind, Schaf, Schwein und Pferd.
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Vorzugsweise
deckt die vorliegende Erfindung Säuger-PDE_XIV ab, welches einige
der obigen Quellen einschließt,
aber nicht auf diese beschränkt
ist.
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Noch
mehr bevorzugt deckt die vorliegende Erfindung humanes PDE_XIV ab.
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Das
PDE_XIV kann dasselbe wie die natürlich vorkommende Form sein – und für diesen
Aspekt ist das PDE_XIV vorzugsweise die nicht-native Aminosäuresequenz
(d.h. liegt nicht in ihrer natürlichen
Umgebung vor) – oder
ist eine Variante, ein Homologon, Fragment oder Derivat davon. Zusätzlich oder
alternativ ist das PDE_XIV isoliertes PDE_XIV und/oder gereinigtes
PDE_XIV. Das PDE_XIV kann aus einer beliebigen geeigneten Quelle
erhältlich
sein oder produziert werden, die entweder natürlich ist oder nicht, oder
es kann synthetisch, halbsynthetisch oder rekombinant sein.
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Die
für PDE_XIV
codierende Sequenz kann dieselbe wie die natürlich vorkommende Form sein – für diesen
Aspekt ist die für
PDE_XIV codierende Sequenz vorzugsweise die nicht-native Nucleotidsequenz
(d.h. liegt nicht in ihrer natürlichen
Umgebung vor) – oder
ist eine Variante, ein Homologon, Fragment oder Derivat davon. Außerdem oder
alternativ ist die für
PDE_XIV codierende Sequenz eine isolierte für PDE_XIV codierende Sequenz
und/oder eine gereinigte für
PDE_XIV codierende Sequenz. Die für PDE_XIV codierende Sequenz
kann aus einer beliebigen Quelle erhältlich sein oder durch eine
beliebige Quelle produziert werden, die entweder natürlich ist
oder nicht, oder sie kann synthetisch, halb-synthetisch oder rekombinant
sein.
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PDE_XIV
und/oder seine codierende Sequenz und/oder eine Sequenz, die fähig ist,
daran zu hybridisieren, ist/sind zum Untersuchen der Selektivität von Arzneimittelkandidaten
bzw. Wirkstoffkandidaten zwischen verschiedenen PDEs einsetzbar.
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Es
wird angenommen, dass PDE_XIV fähig
ist, die Umwandlung von cAMP in AMP zu katalysieren.
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Bevorzugte
Aspekte der vorliegenden Erfindung umfassen ein rekombinantes PDE_XIV-Enzym und eine rekombinante
Nucleotidsequenz, die für
ein PDE_XIV-Enzym codiert.
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Vorzugsweise
ist/sind das rekombinante PDE_XIV-Enzym und/oder die rekombinante
Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung ein rekombinantes Säuger-PDE_XIV-Enzym
und/oder eine rekombinante Säuger-Nucleotidsequenz.
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Vorzugsweise
ist/sind das rekombinante PDE_XIV-Enzym und/oder die rekombinante
Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung ein rekombinantes humanes
PDE_XIV-Enzym und/oder eine rekombinante humane Nucleotidsequenz.
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Es
kann/können
entweder die Nucleotidsequenz, die für PDE_XIV codiert, oder das
Enzym PDE_XIV selbst oder beide verwendet werden, um ein Screening
auf Mittel durchzuführen,
welche die PDE_XIV-Aktivität beeinträchtigen
können.
Insbesondere kann die Nucleotidsequenz, die für PDE_XIV codiert, oder PDE_XIV selbst
eingesetzt werden, um auf Mittel durchzumustern, die PDE_XIV-Aktivität inhibieren
können.
Zusätzlich kann
die Nucleotidsequenz, die für
PDE_XIV codiert, oder das Enzym PDE_XIV selbst verwendet werden,
um auf Mittel durchzumustern, die selektiv die PDE_XIV-Aktivität beeinflussen,
z.B. die PDE_XIV-Aktivität
selektiv inhibieren.
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Darüber hinaus
kann die Nucleotidsequenz, die für
PDE_XIV codiert, oder eine Sequenz, die komplementär dazu ist,
in Assays eingesetzt werden, um das Vorliegen von für PDE_XIV
codierende Sequenzen in humanen Zellen zu detektieren. Diese Assays
würden
Informationen bezüglich
der Gewebeverteilung dieses Enzyms und seiner biologischen Relevanz
für bestimmte
Erkrankungszustände
liefern.
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Die
vorliegende Erfindung deckt auch Antikörper gegen PDE_XIV (einschließlich eines
Derivats, Fragments, Homologon oder einer Variante davon) ab. Die
Antikörper
für PDE_XIV
können
in Assays eingesetzt werden, um das Vorliegen von PDE_XIV in humanen
Zellen zu detektieren. Diese Assays würden Informationen über die
Gewebeverteilung dieses Enzyms und seine biologische Relevanz für bestimmte
Erkrankungszustände
liefern.
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Es
kann/können
insbesondere ein beliebiges oder mehrere beliebige der PDE_XIV-Isozyme, der Nucleotidsequenzen,
die für
dieselben codieren, der Nucleotidsequenzen, die dazu komplementär sind und
der Antikörper,
die darauf gerichtet sind, in Assays verwendet werden, um auf Mittel
durchzumustern, die selektiv eines der Isozyme beeinträchtigen.
Diese Assays werden Informationen bezüglich der Gewebeverteilung
für jedes
der Isozyme liefern und Informationen über die biologische Relevanz
jedes der Isozyme für
bestimmte Erkrankungszustände
liefern. Diese Assays werden dem Fachmann erlauben, auf Mittel zu
testen, die einsetzbar sind, um die Expression oder die Aktivität von PDE_XIV
zu beeinträchtigen – z.B. in
einem bestimmten Gewebe oder in einem bestimmten Erkrankungszustand – und diese
Mittel zu identifizieren.
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POLYPEPTID DER VORLIEGENDEN
ERFINDUNG
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Der
Ausdruck „Polypeptid" – der mit dem Ausdruck „Protein" austauschbar ist – umfasst
einzelkettige Polypeptidmoleküle,
wie auch Komplexe aus multiplen Polypeptiden, in denen Polypeptide
als einzelne Bestandteile durch kovalente oder nicht-kovalente Mittel
verknüpft
sind.
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Das
Polypeptid der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Einzelketten-Polypeptid.
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Polypeptide
der vorliegenden Erfindung können
in einer im Wesentlichen isolierten Form sein. Es wird einzusehen
sein, dass das Polypeptid mit Trägern
oder Verdünnungsmitteln
vermischt sein kann, welche den angestrebten Zweck des Polypeptids
nicht stören
werden und wobei das Peptid als im Wesentlichen isoliert angesehen
wird. Ein Polypeptid der vorliegenden Erfindung kann auch in einer
im Wesentlichen gereinigten Form sein, wobei in diesem Fall das
Polypeptid in einer Präparation
enthalten ist, in der mehr als 90%, z.B. 95%, 98% oder 99%, des
Polypeptids in der Präparation
das Polypeptid der vorliegenden Erfindung sind. Polypeptide der
vorliegenden Erfindung können
modifiziert sein, z.B. durch die Addition von Histidinresten, um ihre
Reinigung zu unterstützen,
oder durch die Addition einer Signalsequenz, um ihre Sekretion aus
einer Zelle zu begünstigen,
wie es unten diskutiert wird.
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Polypeptide
der vorliegenden Erfindung können
durch Synthesemittel (z.B. wie von Geysen et al., 1996, beschrieben)
oder rekombinant, wie unten beschrieben, produziert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
deckt die Aminosäuresequenz
der vorliegenden Erfindung per se das native PDE_XIV gemäß der Erfindung
nicht ab, wenn es in ihrer natürlichen
Umgebung ist und wenn es durch seine native codierende Nucleotidsequenz
exprimiert wird, die auch in ihrer natürlichen Umgebung ist, und wenn
die Nucleotidsequenz unter der Kontrolle ihres natriven Promotors
ist, der auch in seiner natürlichen
Umgebung ist. Für
eine Vereinfachung der Referenz haben wir diese bevorzugte Ausführungsform
die „nicht-native
Aminosäuresequenz" genannt.
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Die
Ausdrücke „Variante", „Homologon" bzw. „Homologes" oder „Fragment" umfassen in Verbindung mit
der Aminosäuresequenz
für das
Enzym der vorliegenden Erfindung eine beliebige Substitution, Variation, Modifikation,
einen beliebigen Ersatz, eine beliebige Deletion oder Addition einer
Aminosäure
oder mehrerer Aminosäuren
aus der Sequenz oder an die Sequenz, vorausgesetzt, das resultierende
Enzym hat PDE_XIV-Aktivität,
ist vorzugsweise wenigstens so biologisch aktiv wie das Enzym, das
in den beigefügten
Sequenzprotokollen gezeigt ist. Der Ausdruck „Homologes" bzw. „Homologon" bzw. „homolog" deckt Homologie bezüglich Struktur und/oder Funktion
ab. Was Sequenzhomologie angeht, so besteht vorzugsweise wenigstens
95%, bevorzugter wenigstens 98% Homologie zu einer der Sequenzen,
wie sie in den angefügten
Sequenzprotokollen gezeigt sind.
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Typischerweise
sollten die Typen der Aminosäuresubstitutionen,
die durchgeführt
werden können,
die Hydrophobie/Hydrophilie der Aminosäuresequenz aufrechterhalten.
Aminosäuresubstitutionen
können
z.B. mit 1, 2 oder 3 bis 10, 20 oder 30 Substitutionen erfolgen,
vorausgesetzt, dass die modifizierte Sequenz die Fähigkeit
beibehält,
als PDE-Enzym gemäß der vor liegenden
Erfindung zu wirken. Aminosäuresubstitutionen können die
Verwendung von nicht-natürlich auftretenden
Analoga einschließen,
z.B. um die Blutplasma-Halbwertszeit zu erhöhen.
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Die
Aminosäuresequenz
der vorliegenden Erfindung kann durch Expression einer Nucleotidsequenz, die
für dieselbe
codiert, in einem geeigneten Expressionssystem produziert werden.
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Zusätzlich oder
alternativ könnte
das Protein selbst unter Verwendung chemischer Verfahren zur Synthese
einer PDE-Aminosäuresequenz,
ganz oder teilweise, produziert werden. Beispielsweise können Peptide durch
Festphasentechniken synthetisiert werden, vom dem Harz abgespalten
werden und durch präparative Hochleistungsflüssigkeitschromatographie
gereinigt werden (z.B. Creighton (1983) Proteins Structures And Molecular
Principles, WH Freeman und Co., New York (NY)). Die Zusammensetzung
der synthetischen Peptide kann durch Aminosäureanalyse oder Sequenzierung
(z.B. das Edman-Abbauverfahren) bestätigt werden.
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Eine
direkte Peptidsynthese kann unter Verwendung verschiedener Festphasentechniken
(Roberge JY et al (1995) Science 269:202-204) durchgeführt werden,
und eine automatisierte Synthese kann z.B. unter Verwendung des
ABI 43 1 A-Peptid-Synthesizers (Perkin Elmer) gemäß den vom
Hersteller gelieferten Anleitungen erreicht werden. Zusätzlich kann
die Aminosäuresequenz
von PDE oder ein Teil davon während
der direkten Synthse verändert
werden und/oder mit einer Sequenz aus anderen Untereinheiten oder
einem Teil davon unter Verwendung chemischer Verfahren kombiniert
werden, um ein variantes Polypeptid zu produzieren.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung kann eine natürliche,
modifizierte oder rekombinante PDE-Sequenz an eine heterologe Sequenz
gebunden werden, um für
ein Fusionsprotein zu codieren. Beispielsweise kann es zum Screening
einer Peptidbibliothek auf Inhibitoren der PDE-Aktivität nützlich sein,
ein chimäres
PDE-Protein zu codieren, welches ein heterologes Epitop exprimiert,
das von einem im Handel verfügbaren
Antikörper
erkannt wird. Ein Fusionsprotein kann auch so aufgebaut werden,
dass es eine Spaltstelle enthält,
die zwischen einer PDE-Sequenz und der heterologen Proteinsequenz
lokalisiert ist, so dass das PDE gespalten werden kann und von der
heterologen Gruppierung weg gereinigt werden kann.
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PDE
kann auch als ein rekombinantes Protein mit einer oder mehreren
zusätzlichen
Polypeptiddomänen,
die angefügt
sind, um eine Proteinreinigung zu erleichtern, exprimiert werden.
Solche, die Reinigung erleichternden Domänen umfassen, sind aber nicht
beschränkt
auf, mit Metall chelatbildende Peptide, z.B. Histidin-Tryptophan-Module,
die eine Reinigung an immobilisierten Metallen erlauben (Porath
J (1992) Protein Expr Purif 3-.26328 1), Protein A-Domänen, die
eine Reinigung an immobilisiertem Immunglobulin erlauben, und die
Domäne,
die im FLAGS-Extensions/Affinitäts-Reinigungssystem
(Immunex Corp, Seattle, WA) verwendet wird. Der Einschluss einer
spaltbaren Linkersequenz, z.B. Faktor XA oder Enterokinase (Invitrogen, San
Diego; CA), zwischen der Reinigungsdomäne und PDE ist nützlich,
um eine Reinigung zu erleichtern. Nach einem bevorzugten Aspekt
wird das Enzym mit einem FLAG- Epitop-tag
exprimiert, um eine Isolierung und Reinigung des exprimierten Enzyms
zu erleichtern.
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Spezifische
Aminosäuresequenzen
von PDE_XIV sind als SEQ ID No. 1 und SEQ ID No. 3 und SEQ ID No.
5 gezeigt. Allerdings umfasst die vorliegende Erfindung Aminosäuresequenzen,
die für
andere Mitglieder aus der PDE_XIV-Familie codieren, welche Aminosäuresequenzen
mit wenigstens 60% Identität
(bevorzugter wenigstens 75% Identität) zu einer der Aminosäuresequenzen
umfassen.
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Polypeptide
der vorliegenden Erfindung umfassen auch Fragmente der angegebenen
Aminosäuresequenz
und Varianten davon. Geeignete Fragmente werden eine Größe von wenigstens
5, z.B. wenigstens 10, 12, 15 oder 20 Aminosäuren, haben.
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Polypeptide
der vorliegenden Erfindung können
auch so modifiziert sein, dass sie eine oder mehrere (z.B. wenigstens
2, 3, 5 oder 10) Substitutionen, Deletionen oder Insertionen, einschließlich konservierter
Substitutionen, enthalten. Diese Aspekte werden in einem späteren Abschnitt
diskutiert.
-
NUCLEOTIDSEQUENZ DER VORLIEGENDEN
ERFINDUNG
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Der
Ausdruck „Nucleotidsequenz", wie er hierin verwendet
wird, bezieht sich auf eine Oligonucleotidsequenz oder Polynucleotidsequenz
und Varianten, Homologe, Fragmente und Derivate davon (z.B. Teile
davon). Die Nucleotidsequenz kann DNA oder RNA sein, die genomischer
oder synthetischer oder rekombinanter Herkunft sein kann, die doppelsträngig oder
einzelsträngig
sein kann, entweder den Sense- der Antisense-Strang darstellt.
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Vorzugsweise
bedeutet der Ausdruck „Nucleotidsequenz" DNA.
-
Bevorzugter
bedeutet der Ausdruck „Nucleotidsequenz" DNA, die durch Verwendung
von DNA-Rekombinationstechniken hergestellt wurde (d.h. rekombinante
DNA).
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
deckt die Nucleotidsequenz per se der vorliegenden Erfindung die
native codierende Nucleotidsequenz gemäß der vorliegenden Erfindung
in ihrer natürlichen
Umgebung nicht ab, wenn sie unter der Kontrolle ihres nativen Promotors
ist, der auch in seiner natürlichen
Umgebung ist. Aus Gründen
der Einfachheit haben wir diese bevorzugte Ausführungsform die „nicht-native
Nucleotidsequenz" genannt
-
Die
Nucleotidsequenzen der vorliegenden Erfindung können unter ihnen synthetische
oder modifizierte Nucleotide umfassen. Eine Reihe unterschiedlicher
Modifikationstypen an Oligonucleotiden sind auf dem Fachgebiet bekannt.
Diese umfassen Methylphosphonat- und Phosphorothioat-Hauptketten,
Addition von Acridin- oder Polylysin-Ketten an den 3'- und/oder 5'-Enden des Moleküls. Für die Zwecke
der vorliegenden Erfindung können
die hierin beschriebenen Nucleotidsequenzen durch ein beliebiges,
auf dem Fachgebiet verfügbares
Verfahren modifiziert sein. Solche Modifikationen können durchgeführt werden,
um die in vivo-Aktivität
oder Lebensdauer von Nucleotidsequenzen der vorliegenden Erfindung
zu erhöhen.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst auch Nucleotidsequenzen, die zu den
hierin präsentierten
Sequenzen komplementär
sind, oder ein Derivat, Fragment oder Derivat davon. Wenn die Sequenz
zu einem Fragment davon komplementär ist, darin kann die Sequenz
als Sonde verwendet werden, um ähnliche
codierende Sequenzen in anderen Organismen usw. zu identifizieren.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst auch Nucleotidsequenzen, die fähig sind,
an die hierin präsentierten
Sequenzen oder ein Derivat, ein Fragment oder Derivat davon zu hybridisieren.
-
Die
vorliegende Erfindung umfasst auch Nucleotidsequenzen, die fähig sind,
an die Sequenzen, die zu den hierin präsentierten Sequenzen komplementär sind,
oder ein Derivat, ein Fragment oder Derivat davon zu hybridisieren.
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Der
Ausdruck „Variante" umfasst auch Sequenzen,
die komplementär
zu Sequenzen sind, die fähig sind,
an die hierin präsentierten
Nucleotidsequenzen zu hybridisieren.
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Vorzugsweise
umfasst der Ausdruck „Variante" Sequenzen, die zu
Sequenzen komplementär
sind, die fähig
sind, unter stringenten Bedingungen (z.B. 55°C und 0,2xSSC {1XSSC = 0,15
M NaCl, 0,015 Na3-citrat pH 7,0} an die
hierin präsentierten
Nucleotidsequenzen zu hybridisieren.
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Vorzugsweise
umfasst der Ausdruck „Variante" Sequenzen, die zu
Sequenzen komplementär
sind, die fähig
sind, unter stringenten Bedingungen (z.B. 65°C und 0,1 × SSC {1XSSC = 0,15 M NaCl,
00,15 Na3-Citrat pH 7,0} an die hierin präsentierten
Nucleotidsequenzen zu hybridisieren.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Nucleotidsequenzen,
die an die Nucleotidsequenzen der vorliegenden Erfindung (einschließlich komplementärer Sequenzen
jener, die hierin präsentiert
werden) hybridisieren können.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Nucleotidsequenzen,
die zu Sequenzen komplementär
sind, die an die Nucleotidsequenzen der vorliegenden Erfindung (einschließlich komplementärer Sequenzen
von jenen, die hierin präsentiert
werden) hybridisieren können.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind Polynucleotidsequenzen,
die fähig
sind, an die hierin präsentierten
Nucleotidsequenzen unter Bedingungen mittlerer mit maximaler Stringenz
zu hybridisieren.
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Nach
einem bevorzugten Aspekt deckt die vorliegende Erfindung Nucleotidsequenzen
ab, die an die Nucleotidsequenzen der vorliegenden Erfindung oder
das Komplement davon unter stringenten Bedingungen (z.B. 55°C und 0,2 × SSC) hybridisieren
können.
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Nach
einem bevorzugteren Aspekt deckt die vorliegende Erfindung Nucleotidsequenzen
ab, die an die Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung oder
das Komplement davon unter hoch-stringenten Bedingungen (z.B. 65°C und 0,1 × SSC) hybridisieren
können.
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Beispiele
für Nucleinsäuren können alternativ
als solche Nucleotidsequenzen charakterisiert werden, die für ein PDE_XIV-Protein
codieren und an eine oder mehrere der DNA-Sequenzen hybridisieren, die in den beigefügten Sequenzprotokollen
gezeigt sind. Bevorzugt sind solche Sequenzen, die PDE_XIV codieren,
die unter hoch-stringenten Bedingungen an eine beliebige der Sequenzen,
die in den beigefügten
Sequenzprotokollen gezeigt sind, oder das Komplement davon hybridisieren.
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Vorteilhafterweise
stellt die Erfindung Nucleinsäuresequenzen
bereit, die fähig
sind, unter stringenten Bedingungen an ein Fragment einer beliebigen
der Sequenzen, die in den beigefügten
Sequenzprotokollen gezeigt sind, oder das Komplement davon zu hybridisieren.
Vorzugsweise hat das Fragment eine Länge zwischen 15 und 50 Basen.
Vorteilhafterweise hat es eine Länge
von etwa 25 Basen.
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Die
Ausdrücke „Variante", „Homologon" bzw. „Homologes" oder „Fragment" umfassen in Verbindung mit
der Nucleotidsequenz, die für
das bevorzugte Enzym der vorliegenden Erfindung codiert, eine beliebige Substitution,
Variation, Modifikation, einen Ersatz, eine Deletion oder Addition
von einer Nucleinsäure
oder mehreren Nucleinsäuren
aus der Sequenz oder an die Sequenz, vorausgesetzt, die resultierende
Nucleotidsequenz codiert für
ein Enzym mit PDE_XIV-Aktivität
oder ist fähig,
für ein
Enzym mit PDE_XIV-Aktivität
zu codieren, das wenigstens so biologisch aktiv ist wie das Enzym,
das durch eine der Sequenzen codiert wird, die in den beigefügten Sequenzprotokollen
gezeigt sind. Der Ausdruck „Homologon" bzw. „Homologes" bzw. „homolog" deckt eine Homologie
bezüglich
der Struktur und/oder der Funktion ab, vorausgesetzt, die resultierende
Nucleotidsequenz codiert für
ein Enzym mit PDE_XIV-Aktivität oder ist
fähig,
für ein
Enzym mit PDE_XIV-Aktivität
zu codieren. Was Sequenzhomologie angeht, so gibt es wenigstens
75%, bevorzugter wenigstens 85%, noch bevorzugter wenigstens 90%
Homologie zu einer Nucleotidsequenz, die für die in Formel I gezeigte
Aminosäuresequenz
codiert. Bevorzugter gibt es wenigstens 95%, bevorzugter wenigestens
98% Homologie zu einer Nucleotidsequenz, die für die Aminosäuresequenz
codiert, die als Formel I gezeigt ist. Was Sequenzhomologie angeht,
so gibt es vorzugsweise wenigstens 75%, bevorzugter wenigstens 85%,
noch bevorzugter wenigstens 90% Homologie zu einer der Sequenzen,
die in den beigefügten
Sequenzprotokollen gezeigt sind. Bevorzugter besteht wenigstens
95%, bevorzugter wenigstens 98% Homologie zu einer der Sequenzen,
die in den beigefügten
Sequenzprotokollen gezeigt sind.
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Wie
angegeben wurde, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine
DNA-Sequenz (vorzugsweise eine cDNA-Sequenz), die für PDE_XIV
codiert. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf
cDNA-Sequenzen, die für
PDE_XIV codieren.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf DNA-Segmente, die die
DNA-Sequenz einer der Sequenzen, die in den beigefügten Sequenzprotokollen
gezeigt sind, oder allelische Variationen solcher Sequenzen umfassen.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Polypeptide, die durch
Expression in einer Wirtszelle produziert werden, in welche die
vorstehenden DNA-Sequenzen oder allelische Variationen davon eingebaut wurden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch DNA bereit, die die DNA-Sequenz
einer der Sequenzen, die in den beigefügten Sequenzprotokollen gezeigt
sind, oder eine allelische Variation davon umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf nicht-native DNA, die
die DNA-Sequenz
einer der Sequenzen, die in den beigefügten Sequenzprotokollen gezeigt
sind, oder eine allelische Variation davon umfasst.
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Nach
einem hoch bevorzugten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung
auf rekombinante DNA, die die DNA-Sequenz einer der Sequenzen, die
in den beigefügten
Sequenzprotokollen gezeigt sind, oder eine allelische Variation
davon umfasst.
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Polynucleotide
der vorliegenden Erfindung umfassen Nucleinsäuresequenzen, die für die Polypeptide der
vorliegenden Erfindung codieren. Es wird einzusehen sein, dass als
Folge der Degeneriertheit des genetischen Codes ein Bereich unterschiedlicher
Polynucleotide für
eine gegebene Aminosäuresequenz
codiert.
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Durch
Kenntnis der hierin angegebenen Aminosäuresequenzen ist es möglich, sich
partielle und Volllängen-Nucleinsäuresequenzen
auszudenken, z.B. cDNA und/oder genomische Klone, die für die Polypeptide der
vorliegenden Erfindung codieren. Beispielsweise können Polypeptide
der vorliegenden Erfindung unter Verwendung degenerierter PCR erhalten
werden, welche Primer verwenden wird, die entwickelt wurden, um Sequenzen
zu targetieren, die für
die hierin präsentierten
Aminosäuresequenzen
codieren. Die Primer werden typischerweise mehrere degenerierte
Positionen enthalten. Um jedoch die Degeneriertheit zu minimieren,
werden Sequenzen gewählt,
die für
Regionen der hierin präsentierten
Aminosäuresequenzen
codieren, welche Aminosäuren,
wie Methionin, enthalten, die durch nur ein Triplett codiert werden.
Außerdem
werden Sequenzen unter Berücksichtigung
der Codon-Verwendung in dem Organismus gewählt, dessen Nucleinsäure als
Matrizen-DNA für
das PCR-Verfahren verwendet wird. Die PCR wird bei Stringenzbedingungen
verwendet werden, die niedriger sind als die, die für Klonierungssequenzen
mit Einzelsequenz-(nicht-degenerierten) Primern gegen bekannte Sequenzen
verwendet werden.
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Durch
PCR erhaltene Nucleinsäuresequenzen,
die für
Polypeptidfragmente der vorliegenden Erfindung codieren, können dann
verwendet werden, um unter Verwendung von Hybridisierungs-Bibliotheksscreeningtechniken
größere Sequenzen
zu erhalten. Beispielsweise kann ein PCR-Klon mit radioaktiven Atomen markiert
werden und eingesetzt werden, um eine cDNA- oder genomische Bibliothek
aus einer anderen Spezies, vorzugsweise einer anderen Säugerspezies,
durchzumustern. Die Hybridisierungsbedingungen werden typischerweise
Bedingungen mittlerer bis hoher Stringenz sein (z.B. 0,03M Natriumchlorid
und 0,03M Natriumcitrat bei etwa 50°C bis etwa 60°C).
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Degenerierte
Nucleinsäuresonden,
die für
die gesamte Aminosäuresequenz
oder einen Teil der Aminosäuresequenz
codieren, können
auch verwendet werden, um cDNA und/oder genomische Bibliotheken
aus anderen Spezies, vorzugsweise anderen Sängerspezies, zu sondie ren.
Allerdings ist es bevorzugt, PCR-Technik zu Beginn durchzuführen, um
eine Einzelsequenz zur Verwendung in weiteren Screeningverfahren
zu erhalten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können
PDE_XIV-Polynucleotidsequenzen, die für PDE_XIV, Fragmente des Polypeptids,
Fusionsproteine oder funktionelle Äquivalente davon codieren,
eingesetzt werden, um rekombinante DNA-Moleküle zu erzeugen, die die Expression
von PDE_XIV in geeigneten Wirtszellen steuern. Infolge der inhärenten Degeneriertheit
des genetischen Codes können
andere DNA-Sequenzen, die im Wesentlichen für dieselbe oder eine funktionelle äquivalente
Aminosäuresequenz
codieren, verwendet werden, um PDE_XIV zu klonieren und zu exprimieren.
Dem Fachmann wird klar sein, dass es vorteilhaft sein kann, für PDE codierende
Nucleotidsequenzen zu produzieren, die nicht-natürlich vorkommende Codons besitzen.
Codons, die durch einen bestimmten prokaryotischen oder eukaryotischen
Wirt bevorzugt werden (Murray E et al (1989) Nuc Acids Res 17:477-508)
können
z.B. ausgewählt
werden, um die Rate der PDE_XIV-Expression zu erhöhen oder
rekombinante RNA-Transkripte mit wünschenswerten Eigenschaften,
z.B. längerer Halbwertszeit
als Transkripte, die aus einer natürlich auftretenden Sequenz
produziert werden, zu produzieren.
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Polynucleotidsequenzen
der vorliegenden Erfindung, die unter Verwendung der oben beschriebenen Techniken
erhalten werden, können
eingesetzt werden, um weitere homologe Sequenzen und Varianten unter Verwendung
der oben beschriebenen Techniken zu erhalten. Zur Verwendung beim
Exprimieren der Polypeptide der vorliegenden Erfindung in einer
Vielzahl von Wirtszellsystemen können
sie auch modifiziert werden, z.B. um Codonpräferenzen für eine bestimmte Wirtszelle,
in der die Polynucleotidsequenzen exprimiert werden, zu optimieren.
Andere Sequenzänderungen
können
gewünscht
sein, um Restriktionsenzym-Erkennungsstellen einzuführen, oder
um die Eigenschaften oder die Funktion der durch die Polynucleotide
codierten Polypeptide zu verändern.
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Veränderte PDE_XIV-Polynucleotidsequenzen,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden können,
umfassen Deletionen, Insertionen oder Substitutionen verschiedener
Nucleotidreste, die in einem Polynucleotid resultieren, das für dasselbe
oder ein funktionell äquivalentes
PDE codiert. Das Protein kann auch Deletionen, Insertionen oder
Substitutionen von Aminosäureresten
haben, die eine stumme Änderung erzeugen
und in einem funktionell äquivalenten
PDE resultieren. Bewusste Aminosäuresubstitutionen
können auf
der Basis der Ähnlichkeit
in der Polarität,
Ladung, Löslichkeit,
Hydrophobie, Hydrophilie und/oder der amphipathischen Natur der
Reste durchgeführt
werden, solange die biologische Aktivität von PDE beibehalten wird.
Beispielsweise umfassen negativ geladene Aminosäuren Asparaginsäure und
Glutaminsäure;
positiv geladene Aminosäuren
umfassen Lysin und Arginin und Aminosäuren mit ungeladenen polaren
Kopfgruppen mit ähnlichen
Hydrophiliewerten umfassen Leucin, Isoleucin, Valin, Glycin, Alanin,
Asparagin, Glutamin, Serin, Threonin, Phenylalanin und Tyrosin.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Allele von PDE eingeschlossen.
Wie der Ausdruck hierin verwendet wird, ist ein „Allel" oder eine "allelische Sequenz" eine alternative Form von PDE. Allele
resultieren aus einer Mutation, d.h. einer Änderung in der Nucleinsäuresequenz,
und produzieren im Allgemeinen veränderte mRNAs oder Polypeptide,
deren Struktur oder Funktion geändert
sein kann oder nicht. Ein gegebenes Gen kann keine, eine oder viele
allelische Formen haben. Gängige
Mutationsänderungen,
die zu Allelen führen,
werden im Allgemeinen Deletionen, Additionen oder Substitutionen
von Aminosäuren
zugeschrieben. Jeder dieser Änderungstypen
kann allein oder in Kombination mit anderen, einmal oder mehrmals
in einer gegebenen Sequenz auftreten.
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Der
Ausdruck „Allel" umfasst auch genetische
Polymorphismen, z.B. SNPs (single nucleotid polymorphisms = Einzelnucleotid-Polymorphismen).
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Die
Nucleotidsequenzen der vorliegenden Erfindung können manipuliert werden, um
eine PDE-codierende Sequenz aus einer Vielzahl von Gründen zu
verändern,
einschließlich,
aber nicht beschränkt
auf, Änderungen,
die die Klonierung, Prozessierung und/oder Expression des Genprodukts
modifizieren. Beispielsweise können
Mutationen unter Verwendung von Techniken, die auf dem Fachgebiet
gut bekannt, z.B. ortsspezifische Mutagenese, um neue Restriktionsstellen
zu insertieren, Glycosylierungsmuster zu verändern oder Codonpräferenz zu
veränderen,
eingeführt
werden.
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Polynucleotide
der vorliegenden Erfindung können
eingesetzt werden, um einen Primer, z.B. einen PCR-Primer, einen
Primer für
eine alternative Amplifikationsreaktion, eine Sonde, z.B. markiert
mit Detektionsmarkierung durch herkömmliche Mittel unter Verwendung
radioaktiver oder nicht-radioaktiver Mittel, zu produzieren, oder
die Polynucleotide können
in Vektoren kloniert werden. Solche Primer, Sonden und andere Fragmente
werden eine Länge
von wenigstens 15, vorzugsweise wenigstens 20, z.B. wenigstens 25,
30 oder 40 Nucleotiden haben und werden von dem Ausdruck Polynucleotide
der vorliegenden Erfindung, wie er hierin verwendet wird, ebenfalls
mit umfasst.
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Polynucleotide
oder Primer der vorliegenden Erfindung können eine Detektionsmarkierung
(revealing label) tragen. Geeignete Markierungen umfassen Radioisotope,
z.B. 32P oder 35S,
Enzymmarkierungen oder andere Proteinmarkierungen, z.B. Biotin.
Solche Markierungen können
an Polynucleotide oder Primer der vorliegenden Erfindung addiert
werden und können
unter Verwendung von Techniken, die per se bekannt sind, detektiert
werden.
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Polynucleotide,
z.B. ein DNA-Polynucleotid und Primer gemäß der vorliegenden Erfindung,
können
rekombinant, synthetisch oder durch ein beliebiges Mittel, das dem
Fachmann verfügbar
ist, produziert werden. Sie können
auch durch Standardtechniken kloniert werden.
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Im
Allgemeinen werden Primer durch Synthese produziert, welche eine
schrittweise Herstellung der gewünschten
Nucleinsäuresequenz
mit je einem Nucleotid involviert. Techniken zur Durchführung dieser
unter Verwendung von automatischen Techniken sind auf dem Fachgebiet
bekannt.
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Längere Polynucleotide
werden im Allgemeinen unter Verwendung rekombinanter Mittel produziert, z.B.
unter Verwendung von PCR (Polymerase-Ketten-Reaktion)-Klonierungstechniken.
Diese werden die Herstellung eines Primerpaares (z.B. mit etwa 15-30
Nucleotiden) für
eine Region der Nucleotidsequenz, die kloniert werden soll, Inkontaktbringen
der Primer mit mRNA oder cDNA, die aus einer fungalen, Pflanzen-
oder prokaryotischen Zelle erhalten wurde, Durchführen einer
Polymerase-Ketten-Reaktion unter Bedingungen, die eine Amplifikation
der gewünschten
Region erreicht, Isolieren des amplifizierten Fragments (z.B. durch
Reinigung des Reaktionsgemisches an einem Agarosegel) und Gewinnen
der amplifizierten DNA involvieren. Die Primer können so aufgebaut werden, dass
sie geeignete Restriktionsenzym-Erkennungsstellen
enthalten, so dass die amplifizierte DNA in einen geeigneten Klonierungsvektor
kloniert werden kann.
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DNA-Moleküle können modifiziert
werden, um ihre intracelluläre
Stabilität
und Halbwertszeit zu erhöhen.
Mögliche
Modifikationen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, die Addition von flankierenden
Sequenzen der 5'-
und/oder 3'-Enden
des Moleküls
oder die Verwendung von Phosphorothioat oder 2'O-Methyl anstelle von anderen Phosphodiesterasebindungen
in der Hauptkette des Moleküls.
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Wie
früher
erwähnt
wurde, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Nucleotidsequenzen,
die fähig sind,
an eine ganze oder einen Teil einer der Sequenzen, die in den beigefügten Sequenzprotokollen
gezeigt sind, oder eine allelische Variation davon zu hybridisieren.
Diese Nucleotidsequenzen können
in Antisense-Techniken eingesetzt werden, um die PDE_XIV-Expression zu modifizieren.
Alternativ können
diese Sequenzen (oder Teile davon) als eine Sonde oder zur Amplifikation
einer solchen Sequenz ganz oder teilweise verwendet werden, wenn
sie als Polymerase-Ketten-Reaktion-Primer verwendet wird.
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Zusätzlich zu
den rekombinanten DNA-Sequenzen sind auch genomische Sequenzen im
Kontext der Wirkstoffentdeckung bzw. Arzneimittelentdeckung von
Nutzen. Es kann nützlich
sein, die mRNA-Transkription einer bestimmten Isoform zu inhibieren,
anstatt ihr translatiertes Protein zu inhibieren. Dies gilt für PDE_XIV, wenn
es Spleißvarianten
gibt, wobei solche verschiedenen Spleißvarianten aus verschiedenen
Promotoren transkribiert werden können. So steuern mehrere Promotoren
die Transkription von 2',3'-cyclisches Nucleotid-3'-Phosphodiesterase
im Mausgehirn (Kurihara T et al., Biochem. Biophys. Res. Comm. 170:1074
[1990]).
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die DNA-Sequenzen, wenn
sie einmal bekannt sind, die Informationen geben, die benötigt werden,
um Assays zu entwickeln, um spezifisch Isoenzyme oder Spleißvarianten
zu detektieren. Isozym-spezifische PCR-Primerpaare sind nur ein
Beispiel eines Assays, der vollständig von der Kenntnis der spezifischen
DNA-Sequenz des Isozyms oder der Spleißvariante abhängt. Ein
derartiger Assay erlaubt die Detektion von mRNA für das Isozym
unter Zugang zu der Gewebeverteilung und der biologischen Relevanz
jedes Isozyms für
einen bestimmten Erkrankungszustand. Er erlaubt auch eine Identifizierung
von Zelllinien, die natürlicherweise
nur ein Isozym exprimieren können – eine Entdeckung,
die die Notwendigkeit, rekombinante Gene zu exprimieren, verhindern
könnte.
Wenn sich zeigt, dass spezifische PDE_XIV-Isozyme mit einem bestimmten
Erkrankungszustand assoziiert sind, wäre die Erfindung bei der Entwicklung
diagnostischer Assays zur Detektion des Vorliegens von Isozym-mRNA
wertvoll.
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Eine
abnormale Konzentration an Nucleotidsequenzen, die für PDE_XIV
codieren, in einer biologischen Probe kann eine chromosomale Aberration,
z.B. eine Nucleinsäuredeletion
oder -mutation, widerspiegeln. Dementsprechend liefern Nucleotidsequenzen,
die für
ein PDE_XIV codieren, die Basis für Sonden, die diagnostisch
eingesetzt werden können,
um chromosomale Aberrationen, z.B. Deletionen, Mutationen oder chromosomale
Translokationen, in dem Gen, das für PDE codiert, zu detektieren.
Eine PDE_XIV-Gen-Expression kann in solchen Erkrankungszuständen verändert sein
oder es kann eine chromosomale Aberration in der Region des Gens
vorliegen, das für
ein PDE_XIV codiert.
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In
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung kann die codierende Sequenz von PDE ganz oder teilweise
unter Verwendung chemischer Verfahren, die auf dem Fachgebiet gut
bekannt sind, synthetisiert werden (siehe Caruthers MH et al (1980)
Nuc Acids Res Symp Ser 215-23, Horn T et al (1980) Nuc Acids Res Symp
Ser 225-232).
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NATÜRLICH
VORKOMMEND BZW. NATÜRLICH
AUFTRETEND
-
Der
Ausdruck „natürlich vorkommend" bzw. „natürlich auftretend", wie er hierin verwendet
wird, bezieht sich auf ein PDE_XIV mit einer Aminosäuresequenz,
wie sie in der Natur gefunden wird.
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ISOLIERT/GEREINIGT
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Die
Ausdrücke „isoliert" und „gereinigt", wie sie hierin
verwendet werden, beziehen sich auf Moleküle, entweder Nucleinsäure- oder
Aminosäuresequenzen,
die aus ihrer natürlichen
Umgebung entfernt und isoliert sind oder von wenigstens einer anderen
Komponente getrennt sind, mit der sie natürlicherweise assoziiert sind.
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BIOLOGISCH AKTIV
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Der
Ausdruck „biologisch
aktiv", wie er hierin
verwendet wird, bezieht sich auf ein PDE_XIV gemäß der vorliegenden Erfindung – z.B. ein
rekombinantes PDE_XIV – das
eine ähnliche
strukturelle Funktion (aber nicht notwendigerweise zu demselben
Grad) und/oder ähnliche
regulatorische Funktion (aber nicht notwendigerweise zu demselben
Grad) und/oder ähnliche
biochemische Funktion (aber nicht notwendigerweise zu demselben
Grad) und/oder immunologische Aktivität (aber nicht notwendigerweise
zu demselben Grad) wie natürlich
vorkommendes PDE_XIV hat. Spezifischerweise hat ein PDE_XIV der
vorliegenden Erfindung die Fähigkeit,
ein cyclisches Nucleotid zu hydrolysieren, was eine der charakteristischen
Aktivitäten
des PDE-Enzyms der vorliegenden Erfindung ist.
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IMMUNOLOGISCHE AKTIVITÄT
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Der
Ausdruck „immunologische
Aktivität", wie er hierin verwendet
wird, ist als die Fähigkeit
des natürlichen,
rekombinanten oder synthetischen PDE_XIV oder eines Oligopeptids davon
definiert, eine spezifische Immunantwort in geeigneten Tieren oder
Zellen zu induzieren und an spezifische Antikörper zu binden.
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DERIVAT
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Der
Ausdruck „Derivat", wie er hier in
Verbindung mit der Aminosäuresequenz
verwendet wird, umfasst eine chemische Modifikation eines PDE_XIV.
Typisch für
solche Modifikationen ist der Ersatz von Wasserstoff durch eine
Alkyl-, Acyl- oder Aminogruppe.
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DELETION
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Der
Ausdruck „Deletion", wie er hierin verwendet
wird, ist als eine Änderung
entweder in der Nucleotid- oder Aminosäuresequenz definiert, in der
ein Nucleotidrest oder Aminosäurerest
oder mehrere Nucleotidreste oder Aminosäurereste fehlen.
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INSERTION/ADDITION
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Wie
der Ausdruck „Insertion" oder „Addition" bzw. „Anfügung" hierin verwendet
wird, ist er eine Änderung
einer Nucleotid- oder Aminosäuresequenz,
die in der Addition eines Nucleotids oder mehrerer Nucleotide der
Aminosäurereste
im Vergleich zu dem natürlich
vorkommenden PDE resultierte.
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SUBSTITUTION
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Der
Ausdruck „Substitution", wie er hierin verwendet
wird, resultiert aus dem Ersatz eines oder mehrerer Nucleotide oder
Aminosäuren
durch andere Nucleotide bzw. Aminosäuren.
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HOMOLOGON, HOMOLOGES BZW. HOMOLOG
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Der
Ausdruck „Homologon", „Homologes" bzw. „homolog" bezüglich der
Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung und der Aminosäuresequenz
der vorliegenden Erfindung kann mit allelischen Variationen der
Sequenzen synonym sein.
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Der
Ausdruck „Homologie", wie er hierin verwendet
wird, kann insbesondere mit dem Ausdruck „Identität" gleichgesetzt werden. Hierin können Sequenzhomologie
bezüglich
der Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung und der Aminosäuresequenz
der vorliegenden Erfindung durch einen einfachen „Augen"-Vergleich (d.h.
strenger Vergleich) einer oder mehrerer der Sequenzen mit einer
anderen Sequenz, um zu sehen, ob die andere Sequenz wenigstens 75%
Identität
zu der Sequenz (den Sequenzen) hat, bestimmt werden. Relative Sequenzhomologie
(d.h. Sequenzidentität)
kann auch durch im Handel verfügbare
Computerprogramme bestimmt werden, welche % Homologie zwischen zwei
oder mehr Sequenzen errechnen können.
Ein typisches Beispiel für
ein solches Computerprogramm ist CLUSTAL.
-
%
Homologie kann über
fortlaufende Sequenzen errechnet werden, d.h. eine Sequenz wird
mit der anderen Sequenz angeordnet und jede Aminosäure in einer
Sequenz wird direkt mit der entsprechenden Aminosäure in der
anderen Sequenz, ein Rest auf einmal, verglichen. Dies wird als „ungapped"-Anordnung bezeichnet.
Typischerweise werden solche „ungapped"-Anordnungen nur über eine relativ kurze Anzahl
von Resten (z.B. weniger als 50 fortlaufende Aminosäuren) durchgeführt.
-
Obgleich
dies ein sehr einfaches und konsistentes Verfahren ist, versagt
es bei der Betrachtung, dass z.B. in einem ansonsten identischen
Sequenzpaar eine Insertion oder Deletion bewirken wird, dass die
folgenden Aminosäurereste
aus der Anordnung herausfallen, was potentiell in einer großen Verringerung
bei der % Homologie resultiert, wenn eine allgemeine Anordnung bzw.
vergleichende Anordnung durchgeführt
wird. Folglich sind die meisten Sequenz-Vergleichsverfahren so konzipiert, dass
sie optimale Anordnungen produzieren, die mögliche Insertionen und Deletionen
berücksichtigen,
ohne den gesamten Homologie-Score unnötig zu strafen. Dies wird durch
Insertieren von „gaps" in die Sequenzanordnung
erreicht, um zu versuchen, die lokale Homologie zu maximieren.
-
Allerdings
ordnen diese komplizierteren Verfahren „Gap-Penalties" für jede Gap
zu, die in dem Alignment bzw. der Anordnung auftritt, so dass für dieselbe
Anzahl identischer Aminosäuren
eine Sequenzanordnung mit möglichst
wenig Gaps – was
eine höhere
Verwandtheit zwischen den zwei verglichenen Sequenzen widerspiegelt – einen
höheren
Score erreichen wird als eine mit vielen Gaps. „Affine gap costs" werden typischerweise
verwendet, die relativ hohe Kosten für das Vorliegen eines Gaps
aufladen und eine geringere Penalty für jeden nachfolgenden Rest
in dem Gap aufladen. Dies ist das am häufigsten verwendete Gap-Scoring-System.
Hohe Gap-Penalties werden natürlich
optimierte Anordnungen mit weniger Gaps produzieren. Die meisten
Anordnungsprogramme bzw. Alignment-Programme ermöglichen es, dass die Gap-Penalties modifiziert
werden. Allerdings ist es bevorzugt, die Default-Werte zu verwenden,
wenn eine solche Software für
Sequenzvergleiche eingesetzt wird. Wenn beispielsweise das GCG Wisconsin
Bestfit Package (siehe unten) verwendet wird, ist die Default-Gap-Penalty
für Aminosäuresequenzen
-12 für
eine Gap und -4 für
jede Extension.
-
Die
Berechnung der maximalen % Homologie erfordert daher zuerst die
Produktion einer optimalen Anordnung bzw. eines optimalen Alignments,
und zwar unter Berücksichtigung
von Gap-Penalties. Ein geeignetes Computerprogramm zur Durchführung einer
solchen Anordnung ist das GCG Wisconsin Bestfit Package (University
of Wisconsin, USA; Devereux et al., 1983, Nucleic Acids Research
12:387). Beispiele für
andere Software, die Vergleiche durchführen kann, umfassen, sind aber
nicht beschränkt
auf, BLAST-Package (siehe Ausubel et al., 1999, ibid – Kapitel
18), FAST (Altschul et al., 1990, J. Mol. Biol., 403-410) und GENEWORKS suite
of comparison tools. Sowohl BLAST als auch FASTA sind für eine off-line-
und eine on-line-Untersuchung verfügbar (siehe
Ausubel et al., 1999, ibid, Seiten 7-58 bis 7-60). Für einige
Anwendungen ist es jedoch bevorzugt, das GCG Bestfit-Programm zu
verwenden.
-
Obgleich
die End-%-Homologie als Identität
gemessen werden kann, basiert das Anordnungsverfahren selbst typischerweise
nicht auf einem Alles-oder-Nichts-Paarvergleich. Stattdessen wird
im Allgemeinen eine Scaled-Similarity-Score-Matrix verwendet, die
Scores zu jedem paarweisen Vergleich auf der Basis der chemischen
Similarität
oder der evolutionären
Entfernung zuordnet. Ein Beispiel für eine solche üblicherweise verwendete
Matrix ist die BLOSUM62-Matrix – die
Default-Matrix für
das BLAST suite of programs. GCG Wisconsin- Programme verwenden üblicherweise entweder die öffentlichen
Default-Werte oder eine gängige
Symbolvergleichstabelle, wenn sie geliefert wird (siehe Anwendermanual
für weitere
Details). Es ist bevorzugt, die öffentlichen
Default-Werte für
das GCG-Package zu verwenden oder im Falle anderer Software die
Default-Matrix, z.B. BLOSUM62, zu verwenden.
-
Sobald
die Software eine optimale Anordnung produziert hat, ist es möglich, %
Homologie, vorzugsweise % Sequenzidentität, zu errechnen. Die Software
führt dies
typischerweise als Teil des Sequenzvergleichs durch und erzeugt
ein numerische Resultat.
-
Wie
angegeben wurde, kann für
einige Anwendungen die Sequenzhomologie (oder -identität) unter Verwendung
eines geeigneten Homologie-Algorithmus, unter Verwendung z.B. von
Default-Parametern, bestimmt werden.
-
Vorteilhafterweise
wird der BLAST-Algorithmus mit Parametern zur Einstellung der Default-Werte
verwendet. Der BLAST-Algorithmus ist detailliert bei http://www.ncbi.nih.gov/BLAST/blast_help.html.
beschrieben. Die Untersuchungsparameter sind wie folgt definiert
und werden vorteilhafterweise auf die definierten Default-Parameter
eingestellt.
-
Vorteilhafterweise
entspricht „substantielle
Homologie", wenn
sie durch BLAST beurteilt wird, Sequenzen, die mit einem EXPECT-Wert
von wenigstens etwa 7, vorzugsweise wenigstens etwa 9 und am bevorzugtesten
10 oder mehr übereinstimmen.
Die Default-Schwelle für
EXPECT in BLAST-Untersuchung ist üblicherweise 10.
-
BLAST
(Basic Local Alignment Search Tool) ist der heuristische Such-Algorithmus,
der von den Programmen blastp, bastn, blastx, tblastn und tblastx
verwendet wird; diese Programme schreiben ihren Resultaten Signifikanz
zu, indem sie die statistischen Verfahren von Karlin und Altschul
mit geringen Verbesserungen verwenden (siehe http://www.ncbi.nih.gov/BLAST/blast_help.html.).
Die BLAST-Programme wurden für
eine Sequenz-Similaritäts-Suche
zugeschnitten, beispielsweise um Homologe zu einer Query-Sequenz zu identifizieren.
Die Programme sind für
eine Motiv-Style-Suche nicht generell einsetzbar. Bezüglich einer
Diskussion grundsätzlicher
Punkte und Probleme bei der Similaritäts-Suche in Sequenz-Datenbanken siehe Altschul
et al (1994) Nature Genetics 6:119-129.
-
Die
fünf BLAST-Programme,
die unter http://www.ncbi.nlm.nih.gov verfügbar sind, verfolgen die folgenden
Ziele:
blastp vergleicht eine Aminosäure-Query-Sequenz mit einer
Proteinsequenz-Datenbank;
blastn vergleicht eine Nucleotid-Query-Sequenz
mit einer Nucleotidsequenz-Datenbank;
blastx vergleicht die
Sechs-Raster-konzeptuellen Translationsprodukte einer Nucleotid-Query-Sequenz (beide Stränge) mit
einer Proteinsequenz-Datenbank;
tblastn vergleicht eine Protein-Query-Sequenz
mit einer Nucleotidsequenz-Datenbank, die dynamisch in allen sechs
Leserastern translatiert wurde (beide Stränge);
tblastx vergleicht
die Sechs-Raster-Translationen einer Nucleotid-Query-Sequenz mit
den Sechs-Raster-Translationen einer Nucleotidsequenz-Datenbank.
-
BLAST
verwendet die folgenden Suchparameter:
HISTOGRAM Zeigt ein
Histogramm von Scores für
jede Suche; Default ist ja. (Siehe Parameter H im BLAST-Manual).
-
DESCRIPTIONS
Beschränkt
die Anzahl kurzer Beschreibungen von übereinstimmenden Sequenzen, die
für die
spezifizierte Zahl beschrieben werden; Default-Limit ist 100 Beschreibungen
bzw. Descriptions. (Siehe Parameter V auf der Manual-Seite). Siehe
auch EXPECT und CUTOFF.
-
ALIGNMENTS
bzw. ANORDNUNGEN Beschränkt
die Datenbank-Sequenzen auf die spezifizierte Zahl, für die Segmentpaare
mit hohem Score angegeben wurden (HSPs); das Default-Limit ist 50.
Wenn mehr Datenbank-Sequenzen als diese der statistischen Signifikanzschwelle
zum Angeben entsprechen (siehe EXPECT und CUTOFF unten), werden
nur die Übereinstimmungen
angegeben, die der größten statistischen
Signifikanz zugeschrieben werden. (Siehe Paramter B im BLAST-Manual).
-
EXPECT
Die statistische Signifikanzschwelle zur Angabe von Übereinstimmungen
mit Datenbank-Sequenzen; der Default-Wert ist 10, so dass nach dem
stochastischen Modell von Karlin und Altschul (1990) lediglich 10 Übereinstimmungen
erwartet werden. Wenn die statistische Signifikanz, die einer Übereinstimmung zugeschrieben
wird, größer als
die EXPECT-Schwelle
ist, wird die Übereinstimmung
nicht angegeben. Niedrigere EXPECT-Schwellen sind stringenter, was
dazu führt,
dass weniger Chance-Übereinstimmungen
angegeben werden. Fraktionswerte sind akzeptabel. (Siehe Parameter
E im BLAST-Manual).
-
CUTOFF
Cutoff-Score zur Angabe von Segmentpaaren mit hohem Score. Der Default-Wert wird aus dem
EXPECT-Wert errechnet (siehe oben). HSPs werden für eine Datenbank-Sequenz nur angegeben,
wenn die ihnen zugeschriebene statistische Signifikanz wenigstens
so hoch ist, wie sie einem einzelnen HSP zugeschrieben würde, das
einen Score gleich dem CUTOFF-Wert hat. Höhere CUTOFF-Werte sind stringenter, was
zu weniger Chance-Übereinstimmungen
führt,
die angegeben werden. (Siehe Parameter S im BLAST-Manual). Typischerweise
können
die Signifikanz-Schwellen unter Verwendung von EXPECT intuitiver
behandelt werden.
-
MATRIX
Spezifiziert eine alternative Scoring-Matrix für BLASTP, BLASTX, TBLASTN und
TBLASTX. Die Default-Matrix ist BLOSUM62 (Henikoff & Henikoff, 1992).
Die wirksamen Alternativen umfassen: PAM40, PAM120, PAM250 und IDENTITÄT. Keine
alternativen Scoring-Matrices sind für BLASTN verfügbar; eine
Spezifizierung der MATRIX-Direktive
in BLASTN-Aufforderungen ergibt eine Fehlerantwort.
-
STRAND
Beschränkt
eine TBLASTN-Suche auf den oberen Teil oder den unteren Teil des
Strangs der Datenbank-Sequenzen oder beschränkt eine BALSTN-, BLASTX- oder
TBLASTX-Suche auf Leseraster im oberen oder unteren Strang der Query-Sequenz.
-
FILTER
Entmaskiert Segmente der Query-Sequenz, die eine niedrige Zusammensetzungskomplexität haben,
wie es durch das SFG-Programm von Wootton & Federhen (1993) Computers and Chemistry 17:149-163,
bestimmt wird, oder Segmente, die aus inneren Wiederholungen mit
kurzer Periodizität
bestehen, wie es durch das XNU-Programm von Claverie & States (1993)
Computers and Chemistry 17:191-201, oder für BLASTN durch das DUST-Progrmam von Tatusov
und Lipman (siehe http://www.ncbi.nlm.nih.gov) bestimmt wird. Filtern
kann statistisch signifikante, aber biologisch uninteressante Angaben
aus dem Blast-Output eliminieren (z.B. Treffer für gängige Regionen, die Säure-, Basen-
oder Prolin-reich sind), wobei die biologisch interessanteren Regionen
der Query-Sequenz zurückbleiben,
die für
ein spezifisches Matching mit Datenbank-Sequenzen verfügbar sind.
-
Eine
Sequenz mit niedriger Komplexität,
die durch ein Filterprogramm gefunden wird, wird unter Verwendung
des Buchstabens „N" in der Nucleotidsequenz
(z.B. "NNNNNNNNNNNNN") und des Buchstabens "X" in Proteinsequenzen (z.B. "XXXXXXXXX") substituiert.
-
Ein
Filtern wird nur auf die Query-Sequenz (oder ihre Translationsprodukte),
nicht auf Datenbank-Sequenzen angewendet. Default-Filtern ist DUST
für BLASTN,
SEG für
andere Programme.
-
Es
ist nicht unüblich,
alles mit SEG, XNU oder mit beidem zu markieren, wenn eine Anwendung
auf Sequenzen in SWISS-PROT erfolgt, so dass nicht erwartet werden
sollte, dass Filtern immer zu einem Effekt führt. Darüber hinaus werden in einigen
Fällen
Sequenzen in ihrer Gesamtheit maskiert, was anzeigt, dass die statistische
Signifikanz von angegebenen Übereinstimmungen
mit der nicht-filtrierten Query-Sequenz verdächtig sein sollte.
-
NCBI-gi
verursacht NCBI gi-Identifier, die zusätzlich zu dem Eingangs- und/oder
Locus-Name im Output zu sehen sind.
-
Am
bevorzugesten werden Sequenzvergleiche unter Verwendung eines einfachen
BLAST-Such-Algorithmus durchgeführt,
welcher bei http://www.ncib.nlm.nig.gov/BLAST zur Verfügung gestellt
wird.
-
Sollten
Gap-Penalties bei der Bestimmung der Sequenzidentität verwendet
werden, dann werden vorzugsweise die folgenden Parameter verwendet:
für BLAST | |
GAP-OPEN | 0 |
GAP-EXTENSION | 0 |
für CLUSTAL | DNA | PROTEIN | |
WORD-GRÖSSE | 2 | 1 | K-Tripel |
GAP-PENALTY | 10 | 10 | |
GAP-EXTENSION | 0,1 | 0,1 | |
-
Andere
Computerprogramm-Methoden zur Bestimmung der Identität und Similarität zwischen
den zwei Sequenzen umfassen, sind aber nicht beschränkt, auf
GCG Program Package (Devereux et al, 1984, Nucleic Acids Research
12:387) und FASTA (Altschul et al, 1990, J.
-
Molec.
Biol., 403-410).
-
POLYPEPTID-VARIANTEN UND -DERIVATE
-
Die
Ausdrücke „Variante" der „Derivat" umfassen in Verbindung
mit den Aminosäuresequenzen
der vorliegenden Erfindung eine beliebige Substitution, Variation,
Modifikation, einen beliebigen Ersatz, eine beliebige Deletion oder
Addition von einer Aminosäure
(oder mehreren Aminosäuren)
aus oder an die Sequenz, vorausgesetzt, die resultierende Aminosäuresequenz
hat PDE-Aktivität,
vorzugsweise wenigstens dieselbe Aktivität wie eines der Polypeptide,
die in den Sequenzprotokollen angegebenen sind.
-
Die
Sequenzen der vorliegenden Erfindung können zur Verwendung in der
vorliegenden Erfindung modifiziert werden. Typischerweise werden
Modifikationen durchgeführt,
die die PDE-Aktivität
der Sequenz aufrechterhalten. Es können Aminosäure-Substitutionen durchgeführt werden,
z.B. 1, 2 oder 3 bis 10, 20 oder 30 Substitutionen, vorausgesetzt,
dass die modifizierte Sequenz PDE-Aktivität beibehält. Aminosäure-Substitutionen können die
Verwendung von nicht-natürlich
vorkommenden Analoga beinhalten, z.B. um die Blutplasma-Halbwertszeit
eines therapeutisch verabreichten Polypeptids zu erhöhen.
-
Konservative
Substitutionen können
z.B. entsprechend der unten stehenden Tabelle durchgeführt werden.
Aminosäuren
in demselben Block in der zweiten Spalte und vorzugsweise in derselben
Zeile in der dritten Spalte können
füreinander
eingesetzt werden:
ALIPHATISCH | Nicht-polar | GAP
ILV |
Polar-ungeladen | CSTM
NQ |
Polar-geladen | DE |
KR |
AROMATISCH | | HFWY |
-
Wie
oben angegeben wurde, werden Proteine der Erfindung typischerweise
durch Rekombinationsmittel hergestellt, z.B. wie sie hierin beschrieben
werden, und/oder unter Verwendung von Syntheseverfahren hergestellt,
wobei Techniken angewendet werden, die dem Fachmann gut bekannt
sind, z.B. Festphasensynthese. Varianten und Derivate solcher Sequenzen
umfassen Fusionsproteine, wobei die Fusionsproteine wenigstens die
Aminosäuresequenz
der vorliegenden Erfindung gebunden (direkt oder indirekt) an eine
andere Aminosäuresequenz
umfassen. Die anderen Aminosäuresequenzen – die manchmal
als Fusionsproteinpartner bezeichnet werden – werden typischerweise eine
günstige
Funktionalität
verleihen – z.B.
Extraktion und Reinigung der Aminosäuresequenz der vorliegenden
Erfindung unterstützen.
Beispiele für
Fusionsproteinpartner umfassen Glutathion-S-transferase (GST), 6 × His, GAL4
(DNA-Bindungs- und/oder
Transkriptions-Aktivierungs-Domänen)
und β-Galactosidase.
Es kann auch zweckmäßig sein,
dass eine proteolytische Spaltstelle zwischen dem Fusionsproteinpartner
und der Proteinsequenz der vorliegenden Erfindung enthalten ist,
um so eine Entfernung des Letztgenannten zu ermöglichen. Vorzugsweise wird
der Fusionsproteinpartner die Funktion des Proteins der vorliegenden
Erfindung nicht behindern.
-
POLYNUCLEOTID-VARIANTEN UND
-DERIVATE
-
Der
Ausdruck „Variante" oder „Derivat" in Verbindung mit
der Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung umfasst eine beliebige
Substitution, Variation, Modifikation, einen beliebigen Ersatz,
eine beliebige Deletion oder Addition einer Nucleinsäure (oder
mehrerer Nucleinsäuren)
von der Sequenz oder an die Sequenz, vorausgesetzt, dass die resultierende
Nucleotidsequenz für
ein Polypeptid codiert, das PDE-Aktivität hat, vorzugsweise wenigstens
dieselbe Aktivität
hat wie Sequenzen, die in den Sequenzprotokollen angegeben sind.
-
Wie
oben für
die Sequenz-Homologie angegeben wurde, besteht vorzugsweise wenigstens
75%, bevorzugter wenigstens 85%, noch bevorzugter wenigstens 90%
Homologie zu den Sequenzen, die hier in den Sequenzprotokollen angegeben
sind. Bevorzugter besteht wenigstens 95%, noch bevorzugter wenigstens 98%
Homologie. Nucleotid-Homologie-Vergleiche können wie oben beschrieben durchgeführt werden.
Für einige
Anwendungen ist das GCG Wisconsin Bestfit-Programm, das oben beschrieben
wurde, ein bevorzugtes Sequenz-Vergleichsprogramm. Die Default-Scoring-Matrix
hat einen Übereinstimmungswert
für 10
für jedes identische
Nucleotid und von -9 für
jede Fehlpaarung. Die Default-Gap-Creation-Penalty ist -50 und die
Default-Gap-Extension-Penalty
ist -3 für
jedes Nucleotid.
-
Die
Ausdrücke „Variante", „Homologes" bzw. „Homologon", „Fragment" und „Derivat" umfassen allelische
Variationen bzw. Allelvariationen der Sequenzen.
-
Der
Ausdruck „Variante" umfasst auch Sequenzen,
die zu Sequenzen komplementär
sind, die fähig sind,
an die hierin präsentierte
Nucleotidsequenzen zu hybridisieren.
-
HYBRIDISIERUNG
-
Der
Ausdruck „Hybridisierung", wie er hierin verwendet
wird, soll „das
Verfahren, durch welches ein Strang einer Nucleinsäure sich
durch Basenpaarung mit einem komplementären Strang verbindet" (Coombs J (1994)
Dictionary of Biotechnology, Stockton Press, New York NY) sowie
den Amplifikationsprozess, der in den Polymerase-Ketten-Reaktion-Technologien durchgeführt wird,
wie es bei Dieffenbach CW und GS Dveskler (1995, PCR Primer, a Laboratoy
Manual, Cold Spring Harbor Press, Plainview NY) beschrieben ist,
umfassen.
-
Die
Hybridisierungsbedingungen basieren auf der Schmelztemperatur (Tm)
des Nucleinsäure-Bindungskomplexes,
wie es bei Berger und Kimmel (1987, Guide to Molecular Cloning Techniques,
Methods in Enzymology, Bd. 152, Academic Press, San Diego CA) beschrieben
wird, und verleihen eine definierte „Stringenz", wie es unten erläutert wird.
-
Stringenz
der Hybridisierung bezieht sich auf Bedingungen, unter denen Nucleinsäurehybride
stabil sind. Solche Bedingungen sind dem Fachmann geläufig. Wie
es dem Fachmann bekannt ist, wird die Stabilität von Hybriden durch die Schmelztemperatur
(Tm) des Hybrids wiedergegeben, die um etwa 1 bis 1,5°C mit jedem
1% Abnahme bei der Sequenz-Homologie sinkt. Im Allgemeinen ist die
Stabilität
eines Hybrids eine Funktion der Natriumionenkonzentration und der
Temperatur. Typischerweise wird die Hybridisierungsreaktion unter Bedingungen
hoher Stringenz, gefolgt von Waschschritten variierender Stringenz,
durchgeführt.
-
Hohe
Stringenz, wie der Ausdruck hier verwendet wird, bezieht sich auf
Bedingungen, die eine Hybridisierung von nur solchen Nucleinsäuresequenzen
zulassen, die in 1 M Na+ bei 65-68°C stabile Hybride bilden.
-
Eine
maximale Stringenz tritt typischerweise bei etwa Tm-5°C (5°C unter der
Tm der Sonde) auf.
-
Hohe
Stringenz ist bei etwa 5°C
bis 10°C
unter der Tm der Sonde. Bedingungen hoher Stringenz können z.B.
durch Hybridisierung in einer wässrigen
Lösung
bereitgestellt werden, die 6 × SSC,
5 × Denhardt,
1% SDS (Natriumdodecylsulfat), 0,1 Na+-pyrophosphat und 0,1 mg/ml
denaturierte Lachssperma-DNA als nicht-spezifischen Kompetitor enthält. Nach
der Hybridisierung können
Waschschritte hoher Stringenz in mehreren Schritten durchgeführt werden,
wobei der abschließende
Waschschritt (etwa 30 min) bei der Hybridisierungstemperatur in
0,2 – 0,1 × SSC, 0,1%
SDS erfolgt.
-
Moderate
bzw. mäßige oder
mittlere Stringenz tritt bei etwa 10°C bis 20°C unter der Tm der Sonde auf.
-
Niedrige
Stringenz tritt typischerweise bei etwa 20°C bis 25°C unter der Tm der Sonde auf.
-
Wie
dem Fachmann klar sein wird, kann eine Hybridisierung mit maximaler
Stringenz verwendet werden, um identische Polynucleotidsequenzen
zu identifizieren oder zu detektieren, während eine Hybridisierung mit
mittlerer (oder niedriger) Stringenz eingesetzt werden kann, um ähnliche
oder verwandte Polynucleotidsequenzen zu identifizieren oder zu
detektieren.
-
Moderate
Stringenz bezieht sich auf Bedingungen, die äquivalent zu einer Hybridisierung
in der oben beschriebenen Lösung,
aber bei etwa 60-62°C
sind. In diesem Fall wird der End-Waschschritt bei der Hybridisierungstemperatur
in 1 × SSC,
0,1% SDS durchgerührt.
-
Niedrige
Stringenz bezieht sich auf Bedingungen, die denen einer Hybridisierung
in der oben beschriebenen Lösung
bei etwa 50-52°C äquivalent
sind. In diesem Fall wird der abschließende Waschschritt bei der Hybridisierungstemperatur
in 2 × SSC,
0,1% SDS durchgeführt.
-
Für einige
Anwendungen kann es nützlich
sein, Bedingungen niedriger oder mittlerer Stringenz zu verwenden,
um ähnliche
für Enzyme
codierende Sequenzen aus verschiedenen Organismen zu identifizieren.
-
Es
ist einzusehen, dass diese Bedingungen unter Verwendung einer Vielzahl
von Puffer, z.B. Puffer auf Formamid-Basis, und Temperaturen angepasst
und dupliziert werden können.
Denhardt-Lösung
und SSC sind dem Fachmann als andere geeignete Hybridisierungspuffer
bekannt (siehe z.B. Sambrook et al., Hrsg. (1989) Molecular Cloning:
A Laboratory Manula, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York
oder Ausubel et al., Hrsg. (1990) Current Protocols in Molecular
Biology, John Wiley & Sons,
Inc.). Optimale Hybridisierungsbedingungen müssen empirisch bestimmt werden,
da die Länge
und der CG-Gehalt der Sonde auch eine Rolle spielen.
-
Polynucleotide
der Erfindung, die fähig
sind, selektiv an die hierin präsentierte
Nucleotidsequenz oder an ihr Komplement zu hybridisieren, werden
im Allgemeinen wenigstens 70%, vorzugsweise wenigstens 80 oder 90%
oder bevorzugter wenigstens 95 oder 98% homolog zu den entsprechenden
hierin präsentierten
Nucleotidsequenzen über
eine Region von wenigstens 20, vorzugsweise wenigstens 25 oder 30,
z.B. wenigstens 40, 60 oder 100 oder mehr fortlaufende Nucleotide
sein.
-
Der
Ausdruck „selektiv
hybridisierbar" bedeutet,
dass das als Sonde verwendete Polynucleotid unter Bedingungen verwendet
wird, unter denen festgestellt wird, dass ein Target-Polynucleotid der
Erfindung mit einem Level, der signifikant über dem Hintergrund liegt,
an die Sonde hybridisiert. Die Hintergrund-Hybridisierung kann wegen
anderer Polynucleotide auftreten, welche z.B. beim Screening in
der cDNA- oder genomischen DNA-Bibliothek vorliegen. Bei diesem
Ereignis impliziert der Hintergrund einen Signallevel, der zwischen
der Sonde und einem nicht-spezifischen DNA-Mitglied der Bibliothek
erzeugt wird, der weniger als 10-mal, vorzugsweise weniger als 100-mal
so intensiv ist wie die spezifische Wechselwirkung, die mit der
Target-DNA beobachtet wird. Die Intensität der Wechselwirkung kann z.B.
durch radioaktives Markieren der Sonde, z.B. mit 32P,
gemessen werden.
-
Nach
einem bevorzugten Aspekt deckt die vorliegende Erfindung Nucleotidsequenzen
ab, die an eine oder mehrere der Nucleotidsequenzen der vorliegenden
Erfindung unter stringenten Bedingungen (z.B. 60°C und 0,2 × SSC {1 × SSC = 0,15 M NaCl, 0,015
M Na3-citrat, pH 7,0) hybridisieren können.
-
Nach
einem bevorzugteren Aspekt deckt die vorliegende Erfindung Nucleotidsequenzen
ab, die an eine oder mehrere der Nucleotidsequenzen der vorliegenden
Erfindung unter hoch stringenten Bedingungen (z.B. 65°C und 0,1 × SSC[1 × SSC =
0,15 M NaCl, 0,015 M Na3-citrat, pH 7,0)
hybridisieren können.
-
Wenn
das Polynucleotid der vorliegenden Erfindung doppelsträngig ist,
werden beide Stränge
des Doppelstrangs, entweder einzeln oder in Kombination, von der
vorliegenden Erfindung umfasst. Wenn das Polynucleotid einzelsträngig ist,
ist dies so zu verstehen, dass die komplementäre Sequenz jenes Polynucleotids auch
im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingeschlossen ist.
-
Polynucleotide,
die nicht zu 100% homolog zu den Sequenzen der vorliegenden Erfindung
sind, aber in den Rahmen der Erfindung fallen, können in einer Reihe von Wegen
erhalten werden. Andere Varianten der hierin beschriebenen Sequenzen
können
z.B. durch Sondieren von DNA-Bibliotheken, die von einem Bereich von
Individuen erstellt wurden, z.B. Individuen unterschiedlicher Populationen,
erhalten werden. Außerdem können andere
virale/bakterielle oder celluläre
Homologe, insbesondere celluläre
Homologe, die in Säugerzellen
(z.B. Ratten-, Maus-, Rinder- und Primatenzellen) gefunden werden,
erhalten werden und solche Homologe und Fragmente davon werden im
Allgemeinen fähig
sein, selektiv an die Sequenzen, die in den Sequenzprotokollen hierin
gezeigt sind, zu hybridisieren. Solche Sequenzen können durch
Durchmusterung von cDNA-Bibliotheken, hergestellt aus genomischen
DNA-Bibliotheken aus anderen Tierspezies, und Durchmusterung solcher
Bibliotheken mit Sonden, die eine der Sequenzen in den beigefügten Sequenzprotokollen
ganz oder teilweise umfassen, unter Bedingungen mittlerer bis hoher
Stringenz erhalten werden. Ähnliche
Betrachtungen finden Anwendung, um Spezies-Homologe und Allelvarianten
der Polypeptid- oder Nucleotidsequenzen der Erfindung zu erhalten.
-
Varianten
und Stamm/Spezies-Homologe können
auch unter Verwendung einer degenerierten PCR erhalten werden, welche
Primer verwenden wird, die für
Targetsequenzen in den Varianten und Homologen, welche konservierte
Aminosäuresequenzen
innerhalb der Sequenzen der vorliegenden Erfindung enthalten, konzipiert
wurden. Konservierte Sequenzen können
vorausgesagt werden, z.B. indem die Aminosäuresequenzen aus verschiedenen
Varianten/Homologen angeordnet werden. Sequenzanordnungen bzw. Sequenz-Alignments
können
unter Verwendung von Computersoftware, die auf dem Fachgebiet bekannt
ist, durchgeführt
werden. Beispielsweise wird das GCG Wisconsin PileUP-Programm in
weitem Umfang eingesetzt.
-
Die
Primer, die in der degenerierten PCR eingesetzt werden, werden eine
oder mehrere degenerierte Positionen enthalten und werden unter
Stringenzbedingungen eingesetzt, die niedriger sind als die, die
für Klonierungssequenzen
mit Einzelsequenzprimern gegen bekannte Sequenzen verwendet werden.
-
Alternativ
können
solche Polynucleotide durch ortsspezifische Mutagenese von charakterisierten
Sequenzen erhalten werden. Dies kann nützlich sein, wenn z.B. stumme
Codonänderungen
für Sequenzen
erforderlich sind, um Codonpräferenzen
für eine
bestimmte Wirtszelle, in der die Polynucleotidsequenzen exprimiert
werden, zu optimieren. Andere Sequenzänderungen können erwünscht sein, um Restriktionsenzymerkennungsstellen
einzuführen
oder um die Eigenschaften oder die Funktion der Polypeptide, die
durch die Polynucleotide codiert werden, zu verändern.
-
Polynucleotide
der Erfindung können
eingesetzt werden, um einen Primer, z.B. einen PCR-Primer, einen
Primer für
eine alternative Amplifikationsreaktion, eine Sonde, z.B. markiert
mit einer Detektionsmarkierung durch herkömmliche Mittel unter Verwendung
radioaktiver oder nicht-radioaktiver Markierungen, zu produzieren
oder die Polynucleotide können
in Vektoren kloniert werden. Solche Primer, Sonden und andere Fragmente
werden wenigstens 15, vor zugsweise wenigstens 20, z.B. wenigstens
25, 30 oder 40 Nucleotide lang sein und werden von dem Ausdruck
Polynucleotide der Erfindung, wie er hierin verwendet wird, umfasst.
-
Polynucleotide,
z.B. DNA-Polynucleotide und Sonden gemäß der Erfindung, können rekombinant, synthetisch
oder durch beliebige Mittel, die dem Fachmann verfügbar sind,
produziert werden. Sie können auch
durch Standardtechniken kloniert werden.
-
Im
Allgemeinen werden Primer durch Synthesemittel hergestellt, die
eine schrittweise Herstellung der gewünschten Nucleinsäuresequenz,
Nucleotid-weise, involvieren. Techniken zur Erreichung dieses unter
Verwendung von automatisierten Techniken sind auf dem Fachgebiet
verfügbar.
-
Längere Polynucleotide
werden im Allgemeinen unter Verwendung von rekombinanten Mitteln,
z.B. unter Verwendung einer PCR (Polymerase-Ketten-Reaktion)-Klonierungstechnik,
produziert. Diese wird die Herstellung eines Primerpaares (z.B.
mit etwa 15 bis 30 Nucleotiden), das eine Region der Lipid-Targeting-Sequenz
flankiert, die kloniert werden soll, Inkontaktbringen der Primer
mit mRNA oder cDNA, die aus einer Tier- oder Menschenzelle erhalten
wurde, Durchführen
einer Polymerase-Ketten-Reaktion unter Bedingungen, die eine Amplifikation
der gewünschten
Region zustande bringen, Isolieren des amplifizierten Fragments
(z.B durch Reinigung des Reaktionsgemisches an einem Agarosegel)
und Gewinnen der amplifizierten DNA involvieren. Die Primer können so
entwickelt sein, dass sie geeignet sind, Restriktionsenzymerkennungsstelle
zu enthalten, so dass die amplifizierte DNA in einen geeigneten
Klonierungsvektor kloniert werden kann
-
REGULATORISCHE SEQUENZEN
-
Vorzugsweise
ist das Polynucleotid der vorliegenden Erfindung funktionell mit
einer regulatorischen Sequenz verknüpft, die fähig ist, für die Expression der codierenden
Sequenz, z.B. durch die gewählte
Wirtszelle, zu sorgen. Beispielsweise deckt die vorliegende Erfindung
einen Vektor ab, der das Polynucleotid der vorliegenden Erfindung
funktionell verknüpft
mit einer solchen regulatorischen Sequenz umfasst, d.h. der Vektor
ist ein Expressionsvektor.
-
Der
Ausdruck „funktionell
verknüpft" bezieht sich auf
eine Nebeneinanderstellung, bei der die verschiedenen Komponenten
in einer Beziehung sind, die ihnen erlaubt, in ihrer vorgesehenen
Weise zu wirken. Eine regulatorische Sequenz, die „funktionell
verknüpft" ist mit einer codierenden
Sequenz, ist so ligiert, dass eine Expression der codierenden Sequenz
unter Bedingungen, die mit den Kontrollsequenzen kompatibel sind,
erreicht wird.
-
Der
Ausdruck „regulatorische
Sequenzen" beinhaltet
Promotoren und Enhancer und andere Expressionsregulationssignale.
-
Der
Ausdruck „Promotor" wird im normalen
Sinne des Fachgebiets verwendet, z.B. eine RNA-Polymerase-Bindungsstelle.
-
Eine
erhöhte
Expression des Polynucleotids, das für das Polypeptid der vorliegenden
Erfindung codiert, kann auch durch die Selektion heterologer regulatorischer
Regionen, z.B. Promotor-Sekretionsleader- und Terminator-Regionen,
erreicht werden, welche dazu dienen, die Expression und, wenn gewünscht, die
Sekretionslevel des Proteins von Interesse aus dem gewählten Expressionswirt
zu erhöhen
und/oder für
die induzierbare Kontrolle der Expression des Polypeptids der vorliegenden
Erfindung zu sorgen.
-
Vorzugsweise
kann die Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung mit wenigstens
einem Promotor funktionell verknüpft
sein.
-
Außer dem
Promotor, der für
das Gen, welches für
das Polypeptid der vorliegenden Erfindung codiert, nativ ist, können andere
Promotoren eingesetzt werden, um eine Expression des Polypeptids
der vorliegenden Erfindung zu steuern. Der Promotor kann aufgrund
seiner Wirksamkeit bei der Steuerung der Expression des Polypeptids
der vorliegenden Erfindung in den gewünschten Expressionswirt ausgewählt werden.
-
In
einer anderen Ausführungsform
kann ein konstitutiver Promotor ausgewählt werden, um die Expression
des gewünschten
Polypeptids der vorliegenden Erfindung zu steuern. Ein derartiges
Expressionskonstrukt kann zusätzliche
Vorteile bereitstellen, da es die Notwendigkeit umgeht, die Expressionswirte
auf einem Medium zu kultivieren, das ein induzierendes Substrat
enthält.
-
Beispiele
für starke
konstitutive und/oder induzierbare Promotoren, die zur Verwendung
in Pilzexpressionswirten bevorzugt sind, sind solche, die aus den
Pilzgenen für
Xylanase (x1nA), Phytase, ATP-Synthetase, Untereinheit 9 (oliC),
Triosephosphatisomerase (tpi), Alkoholdehydrogenase (AdhA), α-Amylase
(amy), Amyloglucosidase (AG – aus
dem glaA-Gen), Acetamidase (amdS) und Glyceraldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase
(gpd) erhältlich
sind.
-
Beispiele
für starke
Hefepromotoren sind die, die aus den Genen für Alkoholdehydrogenase, Lactase, 3-Phosphoglyceratkinase
und Triosephosphatisomerase erhältlich
sind.
-
Beispiele
für starke
bakterielle Promotoren sind die α-Amylase-
und SP02-Promotoren sowie Promotoren aus extracellulären Proteasegenen.
-
Es
können
auch Hybridpromotoren eingesetzt werden, um die induzierbare Regulation
des Expressionskonstrukts zu verbessern.
-
Der
Promotor kann zusätzlich
Merkmale enthalten, um eine Expression in einem geeigneten Wirt
sicherzustellen oder zu verstärken.
Beispielsweise können
die Merkmale konservierte Regionen, z.B. eine Pribnow-Box oder eine
TATA-Box, sein. Der Promotor kann sogar andere Sequenzen enthalten,
um die Expressionslevel der Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung
zu beeinflussen (z.B. aufrechtzuerhalten, zu erhöhen, zu senken). Geeignete
andere Sequenzen umfassen z.B. das ShI-Intron oder ein ADH-Intron.
Andere Sequenzen umfassen induzierbare Elemente – z.B durch Temperatur, Chemikalie,
Licht oder Stress induzierbare Elemente. Es können auch geeignete Elemente
zur Verstärkung
der Transkription oder Translation vorliegen. Ein Beispiel für das letztgenannte
Element ist die TMV 5'-Signalsequenz
(siehe Sleat Gene 217 [1987] 217-225; und Dawson Plant Mol. Biol.
23 [1993] 97).
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SEKRETION
-
Oft
ist es wünschenswert,
dass das Polypeptid der vorliegenden Erfindung aus dem Expressionswirt in
das Kulturmedium sekretiert wird, wo das Polypeptid der vorliegenden
Erfindung leichter gewonnen werden kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann die Sekretion jeder Sequenz auf der Basis des gewünschten Expressionswirts
ausgewählt
werden. Hybridsignalsequenzen können
im Kontext der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendet werden.
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Typische
Beispiele für
heterologe Sekretionsleadersequenzen sind solche, die aus dem fungalen Amyloglucosidase
(AG)-Gen (glaA – sowohl
18- als auch 24-Aminosäureversionen,
z.B. aus Aspergillus), dem α-Faktor-Gen
(Hefen, z.B. Saccharomyces und Kluyveromyces) oder dem α-Amylase-Gen
(Bacillus) stammen.
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KONSTRUKTE
-
Der
Ausdruck „Konstrukt" – der synonym mit Ausdrücken wie
z.B. „Konjugat", „Kassette" und „Hybrid" ist – umfasst
die Nucleotidsequenz gemäß der vorliegenden
Erfindung direkt oder indirekt an einen Promotor gebunden. Ein Beispiel
für eine
indirekte Bindung bzw. Verknüpfung
ist die Bereitstellung einer geeigneten Spacergruppe, z.B. einer
Intron-Sequenz, z.B. das Sh1-Intron oder das ADH-Intron, zwischen
dem Promotor und der Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung.
Dasselbe gilt für
den Ausdruck „kondensiert" bzw. „fusioniert" in Verbindung mit
der vorliegenden Erfindung, die eine direkte oder indirekte Bindung
enthält.
In jedem Fall decken die Ausdrücke
die natürliche
Kombination der Nucleotidsequenz, die für das Protein codiert, die natürlicherweise
mit dem Wildtyp-Genpromotor assoziiert ist, und wenn beide in ihrer
natürlichen
Umgebung vorliegen, nicht ab.
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Das
Konstrukt kann sogar einen Marker enthalten oder exprimieren, der
für die
Selektion des genetischen Konstrukts in z.B. einem Bakterium, vorzugsweise
des Genus Bacillus, z.B. Bacillus subtilis, oder in Pflanzen, in
welche es transferiert wurde, sorgt. Es gibt verschiedene Marker,
die verwendet werden können, z.B.
solche, die für
Mannose-6-phosphat-Isomerase codieren (speziell für Pflanzen),
oder solche Marker, die Antibiotikumresistenz bereitstellen – z.B. Resistenz
gegen G418, Hygromycin, Bleomycin, Kanamycin und Gentamycin.
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Vorzugsweise
umfasst das Konstrukt der vorliegenden Erfindung wenigstens die
Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung funktionell mit einem
Promotor verknüpft.
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VEKTOREN
-
Der
Ausdruck „Vektor" umfasst Expressionsvektoren
und Transformationsvektoren und Shuttle-Vektoren.
-
Der
Ausdruck „Expressionsvektor" bedeutet ein Konstrukt,
das zur in vivo- oder in vitro-Expression
fähig ist.
-
Der
Ausdruck „Transformationsvektor" bezeichnet ein Konstrukt,
das von einer Einheit zu einer anderen Einheit – die zu der gleichen Spezies
oder zu einer anderen Spezies gehören kann – transferiert werden kann.
Wenn das Konstrukt geeignet ist, von einer Spezies zu einer anderen
transferiert zu werden – z..B.
von E. coli-Plasmid auf ein Bakterium, z.B. des Genus Bacillus,
dann wird der Transformationsvektor manchmal „Shuttle-Vektor" genannt. Er kann
sogar ein Konstrukt sein, das von einem E. coli-Plasmid zu einem
Agrobacterium zu einer Pflanze transferiert werden kann Die Vektoren
der vorliegenden Erfindung können
in eine geeignete Wirtszelle, wie es unten beschrieben ist, transformiert
werden, um für
eine Expression des Polypeptids der vorliegenden Erfindung zu sorgen.
Somit wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung von Polypeptiden gemäß der vorliegenden Erfindung
bereitgestellt, welches Kultivieren einer mit einem Expressionsvektor,
wie er oben beschrieben wurde, transformierte oder transfizierte
Wirtszelle unter Bedingungen, die für die Expression durch den
Vektor einer codierenden Sequenz, die die Polypeptide codiert, sorgen
und Gewinnen der exprimierten Polypeptide umfasst.
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Die
Vektoren können
z.B. Plasmid-, Virus- oder Phagenvektoren sein, die mit einem Replikationsursprung,
gegebenenfalls einem Promotor für
die Expression des Polynucleotids und gegebenenfalls einem Regulator
des Promotors ausgestattet sind.
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Die
Vektoren der vorliegenden Erfindung können ein selektierbares Markergen
oder mehrere selektierbare Markergene enthalten. Die am besten geeigneten
Selektionssysteme für
industrielle Mikroorganismen sind die, die durch die Gruppe von
Selektionsmarkern gebildet werden, die keine Mutation im Wirtsorganismus erfordern.
Beispiele für
fungale Selektionsmarker sind die Gene für Acetamidase (amdS), ATP-Synthetase, Untereinheit
9 (oliC), Orotidin-5'-phosphat-Decarboxylase
(pvrA), Phleomycin- und Benomyl-Resistenz (benA). Beispiele für nicht-fungale
Selektionsmarker sind das bakterielle G418-Resistenzgen (dieses
Gen kann auch in Hefe verwendet werden, nicht aber in Fadenpilzen),
das Ampicillin-Resistenzgen (E. coli), das Neomycin-Resistenzgen
(Bacillus) und das E. coli-uidA-Gen, das für β-Glucuronidase (GUS) codiert.
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Vektoren
können
in vitro verwendet werden, z.B. für die Produktion von RNA oder
können
verwendet werden, um eine Wirtszelle zu transfizieren oder zu transformieren.
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Demnach
können
Polynucleotide der vorliegenden Erfindung in einen rekombinanten
Vektor (typischerweise einen replizierbaren Vektor), z.B. einen
Klonierungs- oder Expressionsvektor, eingebaut werden. Der Vektor
kann verwendet werden, um die Nucleinsäure in einer kompatiblen Wirtszelle
zu replizieren. Demnach stellt die vorliegende Erfindung in einer
weiteren Ausführungsform
ein Verfahren zur Herstellung von Polynucleotiden der vorliegenden
Erfindung durch Einführen
eines Polynucleotids der vorliegenden Erfindung in einen replizierbaren
Vektor, Einführen
des Vektors in eine kompatible Wirtszelle und Wachsenlassen der
Wirtszelle unter Bedingungen, die eine Replikation des Vektors bewirken,
bereit. Der Vektor kann aus der Wirtszelle gewonnen werden. Geeignete
Wirtszellen werden unten in Verbindung mit Expressionsvektoren beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung von genetisch
manipulierten Wirtszellen, die ein PDE_XIV oder eine Variante, ein
Homologes, ein Fragment oder ein Derivat davon exprimieren, in Screening-Verfahren
für die
Identifizierung von Inhibitoren und Antagonisten des PDE_XIV, die
Phosphodiesterase-Aktivität
modulieren, wodurch die Level an cyclischem Nucleotid moduliert
werden. Solche genetisch veränderten
Wirtszellen könnten
verwendet werden, um Peptid-Bibliotheken oder organische Moleküle, die
fähig sind,
PDE_XIV-Aktivität zu modulieren,
durchzumustern. Antagonisten und Inhibitoren von PDE_XIV, z.B. Antikörper, Peptide
oder kleine organische Moleküle,
werden die Basis für
pharmazeutische Zusammensetzungen für die Behandlung von Erkrankungen,
die z.B. mit PDE_XIV assoziiert sind, bereitstellen. Solche Inhibitoren
oder Antagonisten können
allein oder in Kombination mit anderen Therapeutika für die Behandlung von
solchen Erkrankungen verabreicht werden.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch Expressionsvektoren und Wirtszellen,
die Polynucleotidsequenzen umfassen, die für PDE_XIV oder eine Variante,
ein Homologes, ein Fragment oder Derivat davon codieren, für die in
vivo- oder in vitro-Produktion von PDE_XIV-Protein, oder um auf Mittel durchzumustern,
die eine PDE_XIV-Expression oder -Aktivität beeinträchtigen können.
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GEWEBE
-
Der
Ausdruck „Gewebe", wie er hierin verwendet
wird, umfasst Gewebe per se und Organ.
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WIRTSZELLEN
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Der
Ausdruck „Wirtszelle" in Verbindung mit
der vorliegenden Erfindung umfasst jede Zelle, die die Nucleotidsequenz
umfassen könnte,
die für
das rekombinante Protein gemäß der vorliegenden
Erfindung codiert, und/oder daraus erhaltene Produkte, wobei ein
Promotor eine Expression der Nucleotidsequenz gemäß der vorliegenden
Erfindung, wenn sie in der Wirtszelle vorliegt, ermöglichen
kann.
-
Somit
stellt eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung Wirtszellen bereit, die mit einem Polynucleotid
der vorliegenden Erfindung transformiert oder transfiziert sind.
Vorzugsweise wird das Polynucleotid in einem Vektor für die Replikation
und Expression der genannten Polynucleotide getragen. Die Zellen werden
so gewählt
werden, dass sie mit dem Vektor kompatibel sind und sie können z.B.
prokaryotische (z.B. bakterielle), fungale, Hefe- oder Pflanzenzellen sein.
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Das
Gram-negative Bakterium E. coli wird in großem Umfang als Wirt für die heterologe
Genexpression eingesetzt. Allerdings zeigen große Mengen an heterologem Protein
die Tendenz, im Inneren der Zelle zu akkumulieren. Eine anschließende Reinigung
des gewünschten
Proteins aus der Masse an E. coli-intracellulären Proteinen kann manchmal
schwierig sein.
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Im
Gegensatz zu E. coli sind Bakterien aus dem Genus Bacillus als heterologe
Wirte sehr geeignet, und zwar wegen ihrer Fähigkeit, Proteine in das Kulturmedium
zu sekretieren. Andere Bakterien, die als Wirte geeignet sind, sind
die der Genera Streptomyces und Pseudomonas.
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In
Abhängigkeit
von der Natur des Polynucleotids, das für das Polypeptid der vorliegenden
Erfindung codiert, und/oder dem Wunsch für ein weiteres Prozessieren
des exprimierten Proteins können
eukaryotische Wirte, z.B. Hefen oder andere Fungi, bevorzugt sein.
Im Allgemeinen sind Hefezellen gegenüber Pilzzellen bevorzugt, da
sie einfacher zu manipulieren sind. Allerdings werden einige Proteine
entweder schlecht aus der Hefezelle sekretiert oder in einigen Fällen werden
sie nicht in geeigneter Weise prozessiert (z.B. Hyperglycosylierung
in Hefe). In diesen Fällen
sollte ein anderer Pilz-Wirtsorganismus gewählt werden.
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Beispiele
für geeignete
Expressionswirte im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Fungi,
z.B. Aspergillus-Spezies (z.B. die, die in
EP-A-0184438 und
EP-A-0284603 beschrieben sind) und
Trichoderma-Spezies; Bakterien, z.B. Bacillus-Spezies (z.B. die,
die in
EP-A-0134048 und
EP-A-0253455 beschrieben
sind), Streptomyces-Spezies und Pseudomonas-Spezies; und Hefen,
z.B. Kluyveromyces-Spezies (z.B. die, die in
EP-A-0096430 und
EP-A-0301670 beschrieben sind) und
Saccharomyces-Spezies. Beispielsweise können typische Expressionswirte
aus Aspergillus niger, Aspergillus niger var. tubigensis, Aspergillus
niger var. awamori, Aspergillus aculeatis, Aspergillus nidulans,
Aspergillus orvzae, Trichoderma reesei, Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis,
Bacillus amyloliquefaciens, Kluyveromyces lactis und Saccharomyces
cerevisiae ausgewählt werden.
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Die
Verwendung von geeigneten Wirtszellen – z.B. Hefe-, Pilz- und Pflanzen-Wirtszellen
- kann post-translationale Modifikationen (z.B. Myristoylierung,
Glycosylierung, Trunkation, Lapidation und Tyrosin-, Serin- oder
Threonin-Phosphorylierung) bereitstellen, wie sie benötigt werden
können,
um eine optimale biologische Aktivität bei rekombinanten Expressionsprodukten
der vorliegenden Erfindung zu verleihen.
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ORGANISMUS
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Der
Ausdruck „Organismus" umfasst in Verbindung
mit der vorliegenden Erfindung jeden Organismus, der die Nucleotidsequenz,
die für
das rekombinante Protein gemäß der vorliegenden
Erfindung codiert, und/oder daraus erhaltene Produkte umfassen könnte, wobei
ein Promotor eine Expression der Nucleotidsequenz gemäß der vorliegenden
Erfindung erlauben kann, wenn er in dem Organismus vorliegt. Beispiele
für Organismen
können
einen Fungus, eine Hefe oder eine Pflanze umfassen.
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Der
Ausdruck „transgener
Organismus" umfasst
in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung jeden beliebigen Organismus,
der die Nucleotidsequenz, die für
das Protein gemäß der vorliegenden
Erfindung codiert, und/oder Produkte, die daraus erhalten wurden,
umfasst, wobei der Promotor eine Expression der Nucleotidsequenz
gemäß der vorliegenden
Erfindung innerhalb des Organismus ermöglichen kann. Vorzugsweise ist
die Nucleotidsequenz in das Genom des Organismus eingebaut.
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Der
Ausdruck „transgener
Organismus" deckt
das native Nucleotid, das für
eine Sequenz gemäß der vorliegenden
Erfindung codiert, in seiner natürlichen
Umgebung nicht ab, wenn es unter der Kontrolle seines nativen Promotors,
der auch in seiner natürlichen
Umgebung ist, steht. Außerdem
deckt die vorliegende Erfindung das native Protein gemäß der vorliegenden
Erfindung, wenn es in seiner natürlichen
Umgebung ist und wenn durch seine native codierende Nucleotidsequenz,
die auch in ihrer natürlichen
Umgebung ist, exprimiert wurde, und wenn die Nucleotidsequenz unter
der Kontrolle seines nativen Promotors steht, der auch in seiner natürlichen
Umgebung ist, nicht ab.
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Daher
umfasst der transgene Organismus der vorliegenden Erfindung einen
Organismus, der eine beliebige oder Kombinationen der Nucleotidsequenz,
die für
die Aminosäuresequenz
gemäß der Erfindung
codiert, Konstrukte gemäß der Erfindung
(einschließlich
Kombinationen davon), Vektoren gemäß der vorliegenden Erfindung,
Plasmide gemäß der vorliegenden
Erfindung, Zellen gemäß der vorliegenden
Erfindung, Gewebe gemäß der vorliegenden
Erfindung oder Produkte davon umfasst. Die transformierte Zelle
oder der transformierte Organismus könnte annehmbare Mengen der
gewünschten
Verbindung herstellen, die leicht aus der Zelle oder dem Organismus
gewinnbar wäre.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst auch Organismen, die so modifiziert
wurden, dass sie erhöhte
Level des Enzyms exprimieren.
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ATTENUATION/KNOCK-OUT-TIERMODELLE
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Die
vorliegende Erfindung umfasst auch Organismen, die so modifiziert
wurden, dass die Enzymaktivität
abgeschwächt
oder sogar eliminiert ist. Ein Beispiel für eine solche Ausführungsform
ist eine Knock-out-Ratte oder -Maus, bei der die natürliche codierende
Sequenz entfernt wurde und z.B. durch ein Reportergen – z.B. β-gal – ersetzt
wurde. Alternativ kann der Promotor stumm gemacht werden, so dass
keine Genexpression erfolgt. Diese Typen von Organismen können durch
Verwendung von Standardtechniken hergestellt werden.
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TRANSFORMATION VON WIRTSZELLEN/WIRTSORGANISMEN
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Wie
früher
angegeben wurde, kann der Wirtsorganismus ein prokaryotischer oder
ein eukaryotischer Organismus sein. Beispiele für geeignete prokaryotische
Wirtszellen umfassen E. coli und Bacillus subtilis. Lehren über die
Transformation von prokaryotischen Wirten sind auf dem Fachgebiet
gut dokumentiert (siehe z.B. Sambrook et al. (Molecular Cloning:
A Laborstory Manual, 2. Ausgabe, 1989, Cold Spring Laborstory Press)
und Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology (1995),
John Wiley & Sons,
Inc.
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Wenn
ein prokaryotischer Wirt verwendet wird, kann die Nucleotidsequenz
vor einer Transformation in geeigneter Weise modifiziert werden – z.B. durch
Entfernung von Introns.
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In
einer anderen Ausführungsform
kann der transgene Organismus eine Hefe sein. Hefen wurden diesbezüglich in
großem
Umfang als Vehikel zur heterologen Genexpression eingesetzt. Die
Speziess Saccharomyces cerevisiae hat eine lange Geschichte der
industriellen Verwendung, einschließlich ihrer Verwendung zur
heterologen Genexpression. Die Expression von heterologen Genen
in Saccharomyces cerevisiae ist in einer Übersicht von Goodey et al.
(1987, Yeast Biotechnology, D.R. Berry et al, Herausg., S. 401-429, Allen
und Unwin, London), und King et al. (1989, Molecular and Cell Biology
of Yeasts, E.F. Walton und G.T. Yarronton, Herausg., S. 107-133,
Blackie, Glasgow) zusammengefasst.
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Aus
mehreren Gründen
ist Saccharomyces cerevisiae für
eine heterologe Genexpression gut geeignet. Erstens, sie ist für Menschen
nicht pathogen und ist unfähig,
bestimmte Endotoxine zu produzieren. Zweitens, sie hat eine lange
Geschichte einer sicheren Verwendung nach Jahrhunderten einer kommerziellen
Verwertung für
verschiedene Zwecke. Dies hat zu einer weiten öffentlichen Akzeptanz geführt. Drittens,
die extensive kommerzielle Verwendung und die Forschung, die dem
Organismus gewidmet wurde, hat zu einer Fülle von Wissen über die
Genetik wie auch die Physiologie sowie die Charakteristika von Saccharomyces
cerevisiae bei der Fermentation in großem Maßstab geführt.
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Eine Übersicht über die
Prinzipien der heterologen Genexpression bei Saccharomyces cerevisiae
und die Sekretion von Genprodukten wird von E. Hinchcliffe E. Kenny
(1993, „Yeast
as a vehicle for the expression of heterologous genes" Yeasts, Bd. 5, Anthony
H. Rose und J. Stuart Harrison, Herausg., 2. Ausgabe, Academic Press
Ltd.) gegeben.
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Es
sind mehrere Typen von Hefevektoren erhältlich, einschließlich integrativer
Vektoren, welche eine Rekombination mit dem Wirtsgenom für ihre Aufrechterhaltung
benötigen,
und autonom replizierende Plasmidvektoren.
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Um
transgene Saccharomyces herzustellen, werden Expressionskonstrukte
hergestellt, indem die Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung
in ein Konstrukt, das für
die Expression in Hefe konzipiert ist, insertiert wird. Es wurden
mehrere Typen an Konstrukten entwickelt, die zur heterologen Expression
eingesetzt werden. Die Konstrukte enthalten einen in Hefe aktiven
Promotor, fusioniert an die Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung; üblicherweise
wird ein Promotor mit Hefeherkunft, z.B. der GAL1-Promotor, verwendet. Üblicherweise
wird eine Signalsequenz mit Hefeursprung, z.B. die Sequenz, die
für das
SUC2-Signalpeptid codiert, verwendet. Ein in Hefe aktiver Terminator
beendet das Expressionssystem.
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Für die Transformation
von Hefe wurden mehrere Transformationsprotokolle entwickelt. Beispielsweise
kann eine transgene Saccharomyces gemäß der Erfindung der Lehre von
Hinnen et al. (1978, Proceedings of the National Academy of Sciencs
of the USA 75, 1929); Beggs, J.D. (1978, Nature, London, 275, 104);
und Ito H. et al. (1983, J. Bacteriology 153, 163-168) folgend hergestellt
werden.
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Die
transformierten Zellen werden unter Verwendung verschiedener selektiver
Marker selektiert. Unter den zur Transformation verwendeten Markern
sind eine Reihe von auxotrophen Markern, z.B. LEU2, HIS4 und TRP1,
sowie dominante Antibiotikum-Resistenzmarker, z.B. Aminoglycosid-Antibiotikum-Marker,
z.B. G418.
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Ein
anderer Wirtsorganismus ist eine Pflanze. Das Grundprinzip bei der
Konstruktion von genetisch modifizierten Pflanzen besteht darin,
genetische Information in das Pflanzengenom zu insertieren, so dass eine
stabile Aufrechterhaltung des insertierten genetischen Materials
erreicht wird.
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Zum
Insertieren der genetischen Information existieren verschiedene
Techniken, von denen die zwei Hauptprinzipien eine direkte Einführung der
genetischen Information und eine Einführung der genetischen Information
durch Verwendung eines Vektorsystems sind. Eine Übersicht über die allgemeinen Techniken
können
in Berichten von Potrykus (Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol
[1991] 42:205-225) und Christou (Agro-Food-Industry Hi-Tech März/April
1994, 17-27) gefunden werden. Weitere Lehren über Pflanzentransformation
können
in
EP-A-0449375 gefunden
werden.
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Somit
stellt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Transformieren
einer Wirtszelle mit einer Nucleotidsequenz, die als eine der Sequenzen
gezeigt ist, die in den beigefügten
Sequenzprotokollen gezeigt sind, oder einem Derivat, Homologen,
einer Variante oder einem Fragment davon bereit.
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Wirtszellen,
die mit einer für
PDE codierenden Nucleotidsequenz transformiert sind, können unter
Bedingungen kultiviert werden, die für die Expression und Gewinnung
des codierten Proteins aus Zellkultur geeignet sind. Das durch eine
rekombinante Zelle produzierte Protein kann sekretiert werden oder
kann intracellulär
enthalten sein, was von der Sequenz und/oder dem verwendeten Vektor
abhängt.
Wie der Fachmann erkennen wird, können Expressionsvektoren, die
für PDE
codierende Sequenzen enthalten, mit Signalsequenzen entwickelt werden,
welche die Sekretion von für
PDE codierenden Sequenzen durch eine bestimmte prokaryotische oder
eukaryotische Zellmembran steuern. Andere rekombinante Konstruktionen
können
die für PDE
codierende Sequenz mit einer Nucleotidsequenz verbinden, welche
für eine
Polypeptiddomäne
codiert, die eine Reinigung von löslichen Proteinen erleichtern
wird (Kroll DJ et al. (1993) DNA Cell Biol 12:441-53, sie auch die
obige Diskussion über
Vektoren, die Fusionsproteine enthalten).
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PRODUKTION DES POLYPEPTIDS
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Produktion des Polypeptids der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden,
indem z.B. mikrobielle Expressionswirte, die mit einem Polynucleotid
der vorliegenden Erfindung oder mit mehreren Polynucleotiden der
vorliegenden Erfindung transformiert wurden, in einem herkömmlichen
Fermentations-Nährmedium
kultiviert werden. Die Wahl des geeigneten Mediums kann auf der Wahl
von Expressionswirten basieren und/oder auf den regulatorischen
Erfordernissen des Expressionskonstrukts basieren. Solche Medien
sind dem Fachmann gut bekannt. Das Medium kann, wenn es gewünscht wird, zusätzliche
Komponenten enthalten, die die transformierten Expressionswirte
gegenüber
anderen potentiell kontaminierenden Mikroorganismen begünstigen.
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Somit
stellt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung
eines Polypeptids mit PDE_XIV-Aktivität bereit, wobei das Verfahren
die folgenden Schritte umfasst: a) Transformieren einer Wirtszelle
mit einer Nucleotidsequenz, die als eine der Sequenzen gezeigt ist,
die in den beigefügten
Sequenzprotokollen angegeben sind, oder einem Derivat, Homologen,
einer Variante oder einem Fragment davon; und b) Kultivieren der
transformierten Wirtszelle unter Bedingungen, die für die Expression
des Polypeptids geeignet sind.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung
eines Polypeptids mit PDE_XIV-Aktivität bereit, wobei das Verfahren
die folgenden Schritte umfasst: a) Kultivieren einer Wirtszelle, die
mit einer Nucleotidsequenz, die als eine beliebige der Sequenzen,
die in den beigefügten
Sequenzprotokollen angegeben sind, gezeigt ist, oder einem Derivat,
einem Homologen, einer Variante oder einem Fragment davon transformiert
wurde, unter Bedingungen, die für
die Expression des Polypeptids geeignet sind; und b) Gewinnen des
Polypeptids aus der Wirtszellkultur.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung
eines Polypeptids mit PDE_XIV-Aktivität bereit, wobei das Verfahren
die folgenden Schritte umfasst: a) Transformieren einer Wirtszelle
mit einer Nucleotidsequenz, die als eine der Sequenzen, die in den
Sequenzprotokollen angegeben sind, gezeigt ist, oder mit einem Derivat,
einem Homologen, einer Variante oder einem Fragment davon; b) Kultivieren
der transformierten Wirtszelle unter Bedingungen, die für die Expression
des Polypeptids geeignet sind; und c) Gewinnen des Polypeptids aus
der Wirtszellkultur.
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RIBOZYME
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Ribozyme
sind enyzmatische RNA-Moleküle,
die fähig
sind, die spezifische Spaltung von RNA zu katalysieren. Der Mechanismus
der Ribozymwirkung involviert eine sequenzspezifische Hybridisierung
des Ribozymmoleküls
an komplementäre
Target-RNA, gefolgt von einer endonucleolytischen Spaltung. Im Rahmen der
vorliegenden Erfindung werden Hammerhead-Motiv-Ribozymmoleküle manipuliert, die spezifisch
und effizient eine endonucleolytische Spaltung von PDE-RNA-Sequenzen
katalysieren.
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Spezifische
Ribozymspaltstellen innerhalb eines potentiellen RNA-Targets werden
zunächst
zum Scannen des Targetmoleküls
auf Ribozymspaltstellen, die die folgenden Sequenzen GUA, GUU und
GUC umfassen, identifiziert. Sobald kurze RNA-Sequenzen mit zwischen
15 und 20 Ribonucleotiden, die der Region des Targetgens, welches
die Spaltstelle enthält,
entsprechen, identifiziert sind, kann die Spaltstelle bezüglich sekundärer Strukturmerkmale
evaluiert werden, welche die Oligonucleotidsequenz nicht-funktionell
machen. Die Eignung von Kandidatentargets kann auch evaluiert werden,
indem die Zugänglichkeit
zur Hybridisierung mit komplementären Oligonucleotiden unter
Verwendung von Ribonukleaseschutzassays getestet wird.
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Sowohl
Antisense-RNA- als auch -DNA-Moleküle und Ribozyme der Erfindung
können
durch ein beliebiges Verfahren, das auf dem Fachgebiet für die Synthese
von RNA-Molekülen
bekannt ist, hergestellt werden. Diese umfassen Techniken zur chemischen
Synthese von Oligonucleotiden, z.B. Festphasen-Phosphoramidit-chemische
Synthese. Alternativ können
RNA-Moleküle durch
in vitro- oder in vivo-Transkription von DNA-Sequenzen, die für das Antisense-RNA-Molekül codieren,
erzeugt werden. Solche DNA-Sequenzen können in eine weite Vielzahl
von Vektoren mit geeigneten RNA-Polymerase-Promotoren, z.B. T7 oder
SP6, eingebaut werden. Alternativ können Antisense-cDNA-Konstrukte,
die Antisense-RNA konstitutiv oder induzierbar synthetisieren, in
Zelllinien, Zellen oder Gewebe eingeführt werden.
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DETEKTION
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Das
Vorliegen der für
PDE codierenden Polynucleotidsequenz kann durch DNA-DNA- oder DNR-RNA-Hybridisierung
oder -Amplifikation unter Verwendung von Sonden, Teilen oder Fragmenten
der Sequenz, die als eine der Sequenzen präsentiert wird, die in den beigefügten Sequenzprotokollen
angegeben sind, detektiert werden. Assays auf der Basis der Nucleinsäure-Amplifikation
involvieren die Verwendung von Oligonucleotiden oder Oligomeren
auf der Basis der für
PDE codierenden Sequenzen, um Transformanten, die PDE-DNA oder -RNA
enthalten, zu detektieren. Der Ausdruck „Oligonucleotide" oder „Oligomere", wie er hierin verwendet
wird, kann sich auf eine Nucleinsäuresequenz aus wenigstens etwa
10 Nucleotiden und so vielen wie etwa 60 Nucleotiden, vorzugsweise
etwa 15 bis 30 Nucleotiden und bevorzugter etwa 20 bis 25 Nucleotiden,
beziehen, die als Sonde oder Amplimer eingesetzt werden können. Vorzugsweise
sind Oligonucleotide aus der 3'-Region
der Nucleotidsequenz abgeleitet, die als eine der Sequenzen gezeigt
ist, die in den beigefügten
Sequenzprotokollen angefügt
sind.
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Auf
dem Fachgebiet ist eine Vielzahl von Protokollen zum Detektieren
und Messen der Expression von PDE-Polypeptid bekannt, z.B. durch
Verwendung von polyklonalen oder monoklonalen Antikörpern, die
für das Protein
spezifisch sind. Beispiele umfassen einen heterologen Enzym-Immunassay
(ELISA), einen Radioimmunassay (RIA) und fluoreszenzaktiviertes
Zellsortieren (FACS). Ein auf zwei Stellen gerichteter Immunoassay
mit monoklonalem Antikörper,
der monoklonale Antikörper
verwendet, die gegenüber
zwei nicht-interferierenden Epitopen an PDE-Polypeptiden reaktiv
sind, ist bevorzugt, es kann aber auch ein kompetitiver Bindungsassay
verwendet werden. Diese und andere Assays sind unter anderem in
Hampton R. et al. (1990, Serological Methods, A Laboratory Manual,
APS Press, St. Paul MN) und Maddox DE et al. (1983, J Exp Med 15 8:121
1) beschrieben.
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Dem
Fachmann ist eine Vielzahl von Markierungen und Konjugationstechniken
bekannt und kann in verschiedenen Nucleinsäure- und Aminosäure-Assays
verwendet werden. Mittel zur Produktion von markierten Hybridisierungs-
oder PCR-Sonden zum Detektieren von PDE-Polynucleotidsequenzen umfassen Oligomarkierung,
Nicktranslation, Endmarkierung oder PCR-Amplifikation unter Verwendung eines
markierten Nucleotids. Alternativ kann die codierende PDE-Sequenz
oder ein Teil davon zur Produktion einer mRNA-Sonde in einen Vektor
kloniert werden. Solche Vektoren sind auf dem Fachgebiet bekannt,
sind im Handel erhältlich und
können
eingesetzt werden, um in vitro RNA-Sonden durch Addition von geeigneter
RNA-Polymerase,
z.B. T7, T3 oder SP6, und markierte Nucleotide zu synthetisieren.
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Eine
Reihe von Firmen, z.B. Pharmacia Biotech (Piscataway, NJ), Promega
(Madison, WI) und US Biochemical Corp (Cleveland, OH) liefern kommerzielle
Kits und Protokolle für
diese Verfahren. Geeignete Reportermoleküle oder Markierungen umfassen
solche Radionuclide, Enzyme, fluoreszierende, chemilumineszierende
oder chromogene Mittel, wie auch Substrate, Cofaktoren, Inhibitoren,
magnetische Partikel und dergleichen. Patente, die die Verwendung
solcher Markierungen lehren, umfassen
US-A-3817837 ;
US-A-3850752 ;
US-A-3939350 ;
US-A-3996345 ;
US-A-4277437 ;
US-A-4275149 und
US-A-4366241 . Es können auch rekombinante Immunglobuline
produziert werden, wie es in
US-A-4816567 gezeigt
ist.
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Zusätzliche
Verfahren zur Quantifizierung der Expression eines bestimmten Moleküls umfassen
radioaktive Markierung (Melby PC et al., 1993, J. Immunol. Methods
159:235-44) oder Biotinylierung (Duplaa C et al., 1993, Anal Biochem
229-36) von Nucleotiden, Coamplifikation einer Kontroll-Nucleinsäure und
Standardkurven, mit denen die experimentellen Resultate interpoliert
werden. Die quantitative Bestimmung von mehreren Proben kann beschleunigt
werden, indem der Assay in einem ELISA-Format laufen gelassen wird,
bei dem das Oligomer von Interesse in verschiedenen Verdünnungen
präsentiert
wird und eine spektralphotometrische oder kalorimetrische Antwort
eine schnelle Quantifizierung ergibt.
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Obgleich
das Vorliegen/das Fehlen einer Markergenexpression nahe legt, dass
das Gen von Interesse auch vorliegt, sollte sein Vorliegen und seine
Expression bestätigt
werden. Wenn z.B. die für
PDE codierende Sequenz in eine Markergensequenz insertiert wird,
können
rekombinante Zellen, die für
PDE codierende Regionen enthalten, durch das Fehlen der Markergenfunktion
identifiziert werden. Alternativ kann ein Markergen mit einer für PDE codierenden
Sequenz als Tandem unter die Kontrolle eines einzelnen Promotors
gestellt werden. Die Expression des Markergens als Reaktion auf
Induktion oder Selektion gibt üblicherweise
auch die Expression von PDE an.
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Alternativ
können
Wirtszellen, die die codierende Sequenz für PDE enthalten und die für PDE codierenden
Regionen exprimieren, durch eine Vielzahl von Verfahren, die dem
Fachmann auf dem Fachgebiet bekannt sind, identifiziert werden.
Solche Vorgehensweisen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf
DNA-DNA- oder DNA-RNA-Hybridisierungs- und -Proteinbioassay- oder -Immunassay-Techniken,
die Membran-basierte, Lösungs-basierte
oder Chip-basierte Technologien für die Detektion und/oder quantitative
Bestimmung der Nucleinsäure
oder des Proteins umfassen.
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ANTIKÖRPER
-
Die
Aminosäuresequenz
der vorliegenden Erfindung kann auch eingesetzt werden, um Antikörper – z.B. durch
Verwendung von Standardtechniken – gegen die Aminosäuresequenz
zu erzeugen.
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Vorgehensweisen,
die auf dem Fachgebiet gut bekannt sind, können für die Produktion von Antikörpern gegen
PDE_XIV-Polypeptide eingesetzt werden. Solche Antikörper umfassen,
sind aber nicht beschränkt auf,
polyklonale, monoklonale, chimäre,
einzelkettige, Fab-Fragmente
und Fragmente, produziert durch eine Fab-Expressions-Bibliothek.
Neutralisierende Antikörper,
d.h. solche, die die biologische Aktivität von PDE-Polypeptiden inhibieren,
sind zu diagnostischen und therapeutischen Zwecken besonders bevorzugt.
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Für die Produktion
von Antikörpern
können
verschiedene Wirte, einschließlich
Ziegen, Kaninchen, Ratten, Mäuse
usw., durch Injektion mit dem Inhibitor oder einem Teil davon, einer
Variante, einem Homologen, einem Fragment oder Derivat davon oder
einem Oligopeptid, das die immunogenen Eigenschaften beibehält, immunisiert
werden. In Abhängigkeit
von der Wirtsspezies können
verschiedene Adjuvantien eingesetzt werden, um die immunologische
Reaktion zu erhöhen.
Solche Adjuvantien umfassen, sind aber nicht beschränkt auf,
Freunds-Adjuvans, Mineralgele, z.B. Aluminiumhydroxid, und oberflächenaktive
Substanzen, z.B. Lysolecithin, Pluronic-Polyole, Polyanione, Peptide, Ölemulsionen,
Keyhole-Limpet-Hemocyanin und Dinitrophenol. GCG (Bacilli Calmette-Guerin)
und Corynebacterium parvum sind potentiell verwendbare humane Adjuvantien,
die eingesetzt werden können.
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Monoklonale
Antikörper
gegen die Aminosäuresequenz
können
sogar unter Verwendung einer Technik, die für die Produktion von Antikörpermolekülen sorgt,
durch kontinuierliche Zelllinien in Kultur hergestellt werden. Diese
umfassen, sind aber nicht beschränkt
auf, die Hybridom-Technik, die ursprünglich von Koehler und Milstein
(1975, Nature 256:495-497) beschrieben wurde, die humane B-Zell-Hybridom-Technik
(Kosbar et al. (1983) Immunol Today 4:72; Cote et al. (1983), Proc
Natl. Acad Sci 80:2026-2030) und die EBV-Hybridom-Technik (Cole et
al. (1985) Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R Liss
Inc., S. 77-96). Außerdem
können
Techniken, die für
die Produktion von "chimären Antikörpern" entwickelt wurden,
das Spleißen von
Maus-Antikörpergenen
zu humanen Antikörpergenen
unter Erhalt eines Moleküls
mit geeigneter Antigenspezifität
und biologischer Aktivität,
verwendet werden (Morrison et al. (1984) Proc Natl. Acad Sci 81:6851-6855;
Neuberger et al. (1984) Nature 312:604-608; Takeda et al. (1985)
Nature 314:452-454). Alternativ können Techniken, die für die Produktion
von einzelkettigen Antikörpern
bzw. Einzelketten-Antikörpern beschrieben
wurden (
US-A-4946779 ),
angepasst werden, um Inhibitor-spezifische einzelkettige Antikörper zu produzieren.
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Antikörper können auch
produziert werden, indem eine in vivo-Produktion in der Lymphozytenpopulation
induziert wird oder indem rekombinante Immunglobulin-Bibliotheken
oder Gruppen von hoch spezifischen Bindungsreagentien durchgemustert
werden, wie es von Orlandi et al. (1989) Proc Natl. Acad Sci 86:3833-3837)
und Winter G und Milstein C (1991; Nature 349:293-299) offenbart
wurde.
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Antikörperfragmente,
die spezifische Bindungsstellen für PDE_XIV enthalten, können ebenfalls
erzeugt werden. Solche Fragmente umfassen z.B., sind aber nicht
beschränkt
auf, die F(ab')2-Fragmente, die durch Pepsinverdau das Antikörpermoleküls produziert
werden können,
und Fab-Fragmente, die durch Reduzieren der Disulfidbrücken des
F(ab')2-Fragmente
erzeugt werden können.
Alternativ können
Fab-Expressions-Bibliotheken konstruiert werden, um eine schnelle
und einfache Identifikation von monoklonalen Fab-Fragmenten mit
der gewünschten
Spezifität
zu ermöglichen
(Huse WD et al. (1989) Science 256:1275-1281).
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Eine
alternative Technik involviert das Screening von Phagendisplay-Bibliotheken,
in denen der Phage z.B. scFv-Fragmente an der Oberfläche seiner
Hülle mit
einer großen
Vielzahl an Komplementarität
bestimmenden Regionen (CDRs) exprimiert. Diese Technik ist auf dem
Fachgebiet gut bekannt.
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PDE_XIV-spezifische
Antikörper
sind für
die Diagnose von Zuständen
und Erkrankungen, die mit der Expression von PDE_XIV-Polypeptid
assoziiert sind, nützlich.
Auf dem Fachgebiet ist eine Vielzahl von Protokollen zur kompetitiven
Bindung oder für
immunradiometrische Assays, die entweder polyklonale oder monoklonale
Antikörper
mit etablierten Spezifitäten
verwenden, gut bekannt. Solche Immunoassays involvieren typischerweise
die Bildung von Komplexen zwischen PDE_XIV-Polypeptiden und ihrem
spezifischen Antikörper (oder ähnlichem
PDE_XIV-bindendem Molekül)
und die Messung der Komplexbildung. Ein Immunoassay, der auf einem
monoklonalen „two-site"-Antikörper basiert,
der monoklonale Antikörper
verwendet, die gegenüber zwei
nicht-interferierenden Epitopen an einem spezifischen PDE_XIV-Protein
reaktiv sind, ist bevorzugt, es kann aber auch ein kompetitiver
Bindungsassay verwendet werden. Diese Assays werden bei Maddox DE
et al. (1983) J Exp Med 158:121 1) beschrieben.
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Anti-PDE_XIV-Antikörper sind
für die
Diagnose von Entzündung,
Zuständen,
die mit der Proliferation von hämatopoetischen
Zellen verbunden sind, und HIV-Infektion oder anderen Störungen oder
Erkrankungen, die mit einer abnormalen Expression eines PDE_XIV
gekennzeichnet sind, einsetzbar. Diagnostische Assays für ein PDE_XIV
umfassen Verfahren, die den Antikörper und eine Markierung, um
ein PDE_XIV-Polypeptid in humanen Körperflüssigkeiten, Zellen, Geweben
oder Sektionen oder Extrakten solcher Gewebe zu detektieren, verwenden.
Die Polypeptide und Antikörper
der vorliegenden Erfindung können
mit oder ohne Modifikation verwendet werden. Häufig werden die Polypeptide
und Antikörper
markiert, indem sie entweder kovalent oder nicht-kovalent mit einem
Reportermolekül
verknüpft
werden. Dem Fachmann ist eine Vielzahl von Reportermolekülen bekannt.
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Antikörper können in
einem Verfahren zum Detektieren von Polypeptiden der Erfindung in
biologischen Proben durch ein Verfahren eingesetzt werden, welches
umfasst: (a) Bereitstellen eines Antikörpers der Erfindung; (b) Inkubieren
einer biologischen Probe mit dem biologischen Antikörper, unter
Bedingungen, die für
die Bildung eines Antikörper-Antigen-Komplexes
sorgen; und (c) Bestimmen, ob ein Antikörper-Antigen-Komplex, der den
Antikörper
umfasst, gebildet ist.
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In
Abhängigkeit
von den Umständen
können
geeignete Proben Extrakte von Geweben, z.B. Gehirn-, Brust-, Eierstock-,
Lungen-, Kolon-, Pankreas-, Hoden-, Leber-, Muskel- und Knochengeweben
oder aus neoplastischem Wachstum, das aus solchen Geweben stammt,
enthalten.
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Antikörper der
Erfindung können
an einen festen Träger
gebunden sein und/oder in einem geeigneten Behälter zusammen mit geeigneten
Reagenzien, Kontrollen, Instruktionen und dergleichen zu Kits verpackt sein.
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ASSAYS/IDENTIFIZIERUNGSVERFAHREN
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Assay-Verfahren zum Detektieren
von PDE_XIV in Zellen (z.B. humanen Zellen), umfassend: (a) Durchführen einer
reversen Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion an RNA (z.B. Gesamt-RNA)
aus solchen Zellen unter Verwendung eines Paars von Polymerase-Ketten-Reaktion-Primern,
die für
PDE_XIV spezifisch sind, bestimmt aus der DNA-Sequenz einer der
Sequenzen, die in den beigefügten
Sequenzprotokollen gezeigt sind, oder einer allelischen Variation
davon, und (b) Untersuchen des Auftretens eines PCR (Polymerase-Ketten-Reaktion)-Fragments
geeigneter Größe – z.B. durch Agarosegelelektrophorese.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Identifizieren
von Mitteln (z.B. Verbindungen, anderen Substanzen oder Zusammensetzungen,
die dieselben umfassen), die die Aktivität von PDE_XIV und/oder die
Expression davon beeinträchtigen
(z.B. inhibieren oder in anderer Weise modifizieren), wobei das
Verfahren umfasst: Inkontaktbringen von PDE_XIV oder der Nucleotidsequenz,
die für
dasselbe codiert, mit dem Mittel und danach Messen der Aktivität von PDE_XIV
und/oder der Expression davon.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Identifizieren
von Mitteln (z.B. Verbindungen, anderen Substanzen oder Zusammensetzungen,
die dieselben umfassen), die selektiv die Aktivität von PDE_XIV
und/oder die Expression davon beeinflussen (z.B. inhibieren oder
in anderer Weise modifizieren), wobei das Verfahren umfasst: Inkontaktbringen
von PDE_XIV oder der Nucleotidsequenz, die für dasselbe codiert, mit dem
Mittel und dann Messen der Aktivität von PDE_XIV und/oder der
Expression davon.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Identifizieren
von Mitteln (z.B. Verbindungen, anderen Substanzen oder Zusammensetzungen,
die dieselben umfassen), die selektiv die Aktivität von PDE_XIVA1
oder PDE_XIVA2 oder PDE_XIVA3 oder PDE_XIVA4 und/oder die Expression
davon beeinträchtigen
(z.B. inhibieren oder in anderer Weise modifizieren), wobei das
Verfahren umfasst: Inkontaktbringen des relevanten PDE_XIV oder
der Nucleotidsequenz, die für
dasselbe codiert, mit dem Mittel und dann Messen der Aktivität des relevanten
PDE_XIV und/oder der Expression davon.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Identifizieren
von Mitteln (z.B. Verbindungen, anderen Substanzen oder Zusammensetzungen,
die dieselben umfassen), die die Aktivität von PDE_XIV und/oder die
Expression davon beeinträchtigen
(z.B. inhibieren oder in anderer Weise modifizieren), wobei das
Verfahren umfasst: Messen der Aktivität von PDE_XIV und/oder der
Expression davon in Gegenwart des Mittels oder nach Zugabe des Mittels
in: (a) eine Zelllinie, in die rekombinante DNA eingebaut wurde, die
die DNA-Sequenz
einer beliebigen der Sequenzen, die in den beigefügten Sequenzprotokollen
gezeigt sind, oder eine allelische Variation davon umfasst, oder
(b) eine Zellpopulation oder eine Zelllinie, die natürlicherweise
selektiv PDE_XIV exprimiert. Vorzugsweise wird die Aktivität von PDE_XIV
durch das oben beschriebene Assay-Verfahren bestimmt.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Identifizierung
von Mitteln (z.B. Verbindungen, andere Substanzen oder Zusammensetzungen,
die dieselben umfassen), die selektiv die Aktivität von PDE_XIV
und/oder die Expression davon beeinflussen (z.B inhibieren oder
in anderer Weise modifizieren), wobei das Verfahren umfasst: Messen
der Aktivität
von PDE_XIV und/oder der Expression davon in Gegenwart des Mittels
oder nach Zugabe des Mittels zu: (a) einer Zelllinie, in die eine
rekombinante DNA eingebaut wurde, welche die DNA-Sequenz einer der
Sequenzen, die in den beigefügten
Sequenzprotokollen gezeigt sind, oder eine allelische Variation
davon umfasst, oder (b) einer Zellpopulation oder Zelllinie, die
natürlicherweise
PDE_XIV exprimiert. Vorzugsweise wird die Aktivität von PDE_XIV
durch das oben beschriebene Assay-Verfahren bestimmt.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Identifizieren
von Mitteln (z.B. Verbindungen, andere Substanzen oder Zusammensetzungen,
die dieselben umfassen), die selektiv die Aktivität von PDE_XIVA1
oder PDE_XIVA2 oder PDE_XIVA3 oder PDE_XIVA4 und/oder die Expression
davon beeinflussen, wobei das Verfahren umfasst: Messen der Aktivität des jeweiligen
PDE_XIV und/oder die Expression davon in Gegenwart des Mittels oder
nach Zusatz des Mittels zu: (a) einer Zelllinie, in welche rekombinante DNA
eingebaut wurde, die die entsprechende DNA-Sequenz einer der Sequenzen,
die in den beigefügten
Sequenzprotokollen gezeigt ist, oder eine allelische Variation davon
umfasst, oder (b) einer Zellpopulation oder Zelllinie, die natürlicherweise
selektiv das entsprechende PDE_XIV exprimiert. Vorzugsweise wird
die Aktivität von
PDE_XIV durch das oben beschriebene Assay-Verfahren bestimmt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Durchmustern
auf ein Mittel zur Modulierung (vorzugsweise zur spezifischen Modulierung)
der PDE_XIV-Aktivität
(oder der eines Derivats, Homologen, einer Variante oder eines Fragments
davon) oder der Expression der Nucleotidsequenz, die für dasselbe
(einschließlich
eines Derivats, Homologen oder einer Variante oder eines Fragments
davon) codiert, bereit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte
umfasst: a) Bereitstellen eines Kandidatenmittels; b) Kombinieren
von PDE_XIV (oder dem Derivat, dem Homologen, der Variante oder
dem Fragment davon) oder der Nucleotidsequenz, die für dasselbe
(oder das Derivat, das Homologe, die Variante oder das Fragment
davon) codiert, mit dem Kandidatenmittel für eine Zeit, die zur Modulation
ausreicht, unter geeigneten Bedingungen; und c) Detektieren der
Modulierung des Kandidatenmittels für PDE_XIV (oder das Derivat,
das Homologe, die Variante oder das Fragment davon) oder die Nucleotidsequenz,
die für
dasselbe (oder das Derivat, das Homologe, die Variante oder das
Fragment davon) codiert, um festzustellen, ob das Kandidatenmittel
die Aktivität
von PDE_XIV (oder dem Derivat, dem Homologen, der Variante oder
dem Fragment davon) oder die Expression der Nucleotidsequenz, die
für dasselbe
(oder das Derivat, das Homologe, die Variante oder das Fragment
davon) codiert, moduliert.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Screening eines
Mittels auf spezifische Bindungsaffinität mit PDE_XIV (oder einem Derivat,
Homologen, einer Variante oder einem Fragment davon) oder der Nucleotidsequenz,
die für
dasselbe (einschließlich
einem Derivat, Homologen, einer Variante oder einem Fragment davon)
codiert, bereit, wobei das Ver fahren die Schritte umfasst: a) Bereitstellen
eines Kandidatenmittels; b) Kombinieren von PDE_XIV (oder dem Derivat,
Homologen, der Variante oder dem Fragment davon) oder der Nucleotidsequenz,
die für
dasselbe (oder das Derivat, das Homologe, die Variante oder das
Fragment davon) codiert, mit dem Kandidatenmittel für eine Zeit,
die ausreichend ist, um eine Bindung zu ermöglichen, unter geeigneten Bedingungen;
und c) Detektieren einer Bindung des Kandidatenmittels an PDE_XIV
(oder das Derivat, das Homologe, die Variante oder das Fragment
davon) oder die Nucleotidsequenz, die für dasselbe (oder das Derivat,
Homologe, die Variante oder das Fragment davon) codiert, um zu bestimmen,
ob das Kandidatenmittel an PDE_XIV (oder das Derivat, das Homologe,
die Variante oder ein Fragment davon) oder die Nucleotidsequenz,
die für
dasselbe (oder das Derivat, Homologe, die Variante oder das Fragment
davon) codiert, bindet.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Identifizierung
eines Mittels bereit, das fähig ist,
PDE_XIV zu modulieren, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
a) Inkontaktbringen des Mittels mit PDE_XIV (oder einem Derivat,
Homologen, einer Variante oder einem Fragment davon) oder der Nucleotidsequenz,
die für
dasselbe (oder das Derivat, Homologe, die Variante oder ein Fragment
davon) codiert, b) Inkubieren des Gemisches von Schritt a) mit einem
cyclischen Nucleotid unter Bedingungen, die für die Hydrolyse des cyclischen
Nucleotids geeignet sind, c) Messen des Ausmaßes der cyclischen Nucleotid-Hydrolyse
und d) Vergleichen des Ausmaßes
der cyclischen Nucleotid-Hydrolyse von Schritt c) mit dem Ausmaß der cyclischen Nucleotid-Hydrolyse,
die mit PDE_XIV (oder dem Derivat, dem Homologen, der Variante oder
dem Fragment davon) oder der Nucleotidsequenz, die für dasselbe
(oder das Derivat, das Homologe, die Variante oder das Fragment
davon) codiert, die ohne die Verbindung inkubiert worden waren,
erhalten wurde, wodurch bestimmt wird, ob das Mittel die cyclisches
Nucleotid-Hydrolyse beeinflusst (z.B. stimuliert oder inhibiert).
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Demnach
kann in bestimmten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung PDE_XIV oder eine Variante, ein Homologes,
ein Fragment oder Derivat davon und/oder eine Zelllinie, die PDE_XIV
oder eine Variante, ein Homologes, ein Fragment oder Derivat davon
exprimiert, eingesetzt werden, um auf Antikörper, Peptide oder ein anderes
Mittel, z.B. organische oder anorganische Moleküle, die als Modulatoren der
Phosphodiesterase-Aktivität
oder der Expression davon wirken, durchzumustern und dadurch ein
therapeutisches Mittel zu identifizieren, das fähig ist, cyclisches Nucleotid-Level
zu modulieren. Beispielsweise können
Anti-PDE_XIV-Antikörper, die
fähig sind,
die Aktivität
von PDE_XIV zu neutralisieren, eingesetzt werden, um eine PDE_XIV-Hydrolyse
von cyclischen Nucleotiden zu inhibieren, wodurch ihre Konzentrationen
erhöht
werden. Alternativ kann ein Screening bzw. eine Durchmusterung von
Peptid-Bibliotheken oder organischen Bibliotheken, die durch kombinatorische
Chemie hergestellt wurden, mit rekombinant exprimiertem PDE_XIV
oder einer Variante, einem Homologen, einem Fragment oder Derivat
davon, oder mit Zelllinien, die PDE_XIV oder eine Variante, ein
Homologes, ein Fragment oder Derivat davon exprimieren, zur Identifizierung
von therapeuti schen Mitteln nützlich
sein, welche durch Modulieren der PDE_XIV-Hydrolyse von cyclischen
Nucleotiden wirken. Synthetische Verbindungen, natürliche Produkte
und andere Quellen potentiell biologisch aktiver Materialien können in
einer Reihe von Wegen, die dem Fachmann geläufig sind, durchgemustert werden.
Z.B. können
Nucleotidsequenzen, die für
die N-terminale Region von PDE_XIV codieren, in einer Zelllinie,
die zum Screening von allosterischen Modulatoren, entweder Agonisten
oder Antagonisten, der PDE_XIV-Aktivität eingesetzt werden kann, exprimiert
werden. Alternativ können
Nucleotidsequenzen, die für
die konservierte katalytische Domäne von PDE_XIV codieren, in
Zelllinien exprimiert werden und verwendet werden, um auf Inhibitoren
der cyclisches Nucleotid-Hydrolyse durchzumustern.
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Die
Fähigkeit
eines Testmittels, die PDE_XIV-Aktivität oder die cyclisches Nucleotid-Hydrolyse zu stören, kann
bestimmt werden, indem PDE_XIV-Level bzw. -Konzentrationen oder
cyclisches Nucleotid-Level bzw. -Konzentrationen bestimmt werden
(wie es in Smith et al., 1993, Appl. Biochem. Biotechnol. 41:189-218 offenbart
ist). Es gibt auch im Handel verfügbare Immunoassay-Kits für die Messung
von cAmP und cGMP (z.B. Amersham International, Arlington Heights,
IL und DuPont, Boston, MA). Die Aktivität von PDE_XIV kann auch überwacht
werden, indem andere Reaktionen, z.B. Phosphorylierung oder Dephosphorylierung
von anderen Proteinen unter Verwendung herkömmlicher Techniken, die für diese
Zwecke entwickelt wurden, gemessen werden.
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Dementsprechend
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Identifizierung
einer Verbindung, die fähig
ist, die cyclisches Nucleotid-Phosphodiesterase-Aktivität eines
PDE_XIV oder einer Variante, eines Homologen, eines Fragments oder
Derivats davon zu modulieren, bereit, das die Schritte umfasst:
a) Inkontaktbringen der Verbindung mit einem PDE_XIV, einer Variante,
einem Homologen, Fragment oder Derivat davon; Inkubieren des Gemisches
von Schritt a) mit einem cyclischen Nucleotid unter Bedingungen,
die für
die Hydrolyse des cyclischen Nucleotids geeignet sind; c) Messen
des Grads der cyclisches Nucleotid-Hydrolyse und d) Vergleichen des Grads
der cyclisches Nucleotid-Hydrolyse von Schritt c) mit dem Grad der
cyclisches Nucleotid-Hydrolyse, der mit PDE_XIV oder einer Variante,
einem Homologen, Fragment oder Derivat davon, das/die ohne die Verbindung
inkubiert wurde, erzielt wurde, wodurch bestimmt wird, ob die Verbindung
eine cyclisches Nucleotid-Hydrolyse stimuliert oder inhibiert. In
einer Ausführungsform
des Verfahrens kann das Fragment aus der N-terminalen Region des PDE_XIV sein und
stellt ein Verfahren bereit, um allosterische Modulatoren des PDE_XIV
zu identifizieren. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kann das Fragment aus der Carboxy-terminalen Region des
PDE_XIV sein und stellt ein Verfahren zum Identifizieren von Inhibitoren
der Hydrolyse von cyclischem Nucleotid bereit.
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Ein
PDE_XIV-Polypeptid, seine immunogenen Fragmente oder Oligopeptide
davon können
zum Screening therapeutischer Verbindungen in einer beliebigen einer
Vielzahl von Wirkstoff-Screening-Techniken eingesetzt werden. Das
in einem solchen Test verwendete Poly peptid kann frei in Lösung sein,
an einem festen Träger
fixiert sein, an einer Zelloberfläche getragen sein oder intracellulär lokalisiert
sein. Die Aufhebung der Aktivität
oder die Bildung von Bindungskomplexen zwischen einem PDE_XIV-Polypeptid
und dem getesteten Mittel kann gemessen werden.
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Folglich
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Screening einer
Verbindung oder einer Vielzahl von Verbindungen auf Modulierung
(vorzugsweise spezifische Modulierung, z.B. spezifische Bindungsaffinität) von PDE_XIV
oder der Expression davon oder eines Teils davon oder einer Variante,
eines Homologen, eines Fragments oder eines Derivats davon bereit,
umfassend: Bereitstellen einer Verbindung oder einer Vielzahl von
Verbindungen; Kombinieren eines PDE_XIV oder einer Nucleotidsequenz,
die für
dasselbe oder einen Teil davon oder eine Variante, ein Homologes,
ein Fragment oder Derivat davon codiert, mit der Verbindung oder
mit jeder einer Vielzahl von Verbindungen für eine Zeit, die ausreicht,
um eine Modulierung zu ermöglichen,
unter geeigneten Bedingungen, und Detektieren einer Bindung eines
PDE_XIV oder eines Teils davon oder einer Variante, eines Homologen,
eines Fragments oder Derivats davon mit jeder der Vielzahl von Verbindungen,
wodurch die Verbindung oder die Verbindungen, die ein PDE_XIV oder
eine Nucleotidsequenz, die für
dasselbe codiert, modulieren, identifiziert wird/werden. In einem
solchen Assay kann die Vielzahl von Verbindungen durch kombinatorische
Chemietechniken, die dem Fachmann geläufig sind, produziert werden.
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Eine
andere Technik zum Wirkstoff-Screening sorgt für ein Screening mit hohem Durchsatz
von Verbindungen, die geeignete Bindungsaffinität an die PDE_XIV-Polypeptide
haben, und basiert auf dem Verfahren, das detailliert von Geysen,
europäische
Patentanmeldung 84/03564, veröffentlicht
am 13. September 1984, beschrieben ist. Zusammengefasst gesagt,
eine große
Anzahl verschiedener kleiner Peptid-Testverbindungen wird an einem
festen Substrat, z.B. Kunststoffstifte oder einer anderen Oberfläche, synthetisiert.
Die Peptid-Testverbindungen werden mit PDE_XIV-Fragmenten umgesetzt
und gewaschen. Ein gebundenes PDE_XIV wird dann detektiert – z.B. durch
geeignete angepasste Verfahren, die auf dem Fachgebiet bekannt sind.
Ein gereinigtes PDE_XIV kann auch direkt auf Platten zur Verwendung
in den vorstehen genannten Wirkstoff-Screening-Techniken aufgetragen
werden. Alternativ können
nicht-neutralisierende
Antikörper
verwendet werden, um das Peptid einzufangen und es an einem festen
Träger
zu immobilisieren.
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Diese
Erfindung zieht auch die Verwendung von kompetitiven Wirkstoff-Screening-Assays in Betracht, bei
denen neutralisierende Antikörper,
die zur Bindung von PDE_XIV fähig
sind, spezifisch mit einer Testverbindung um die Bindung eines PDE_XIV
konkurrieren. Auf diese Weise können
die Antikörper
verwendet werden, um das Vorliegen eines beliebigen Peptids zu detektieren,
welches eine oder mehrere antigene Determinanten mit einem PDE_XIV
teilt.
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Das
Assay-Verfahren der vorliegenden Erfindung kann ein Screen mit hohem
Durchsatz (high throughput screen (HTS)) sein. Hierzu können die
Lehren der
WO 84/03564 für das PDE
der vorliegenden Erfindung angepasst werden.
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Die
Lehren von
US-A-5738985 können für das Assay-Verfahren
der vorliegenden Erfindung angepasst werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Mittel oder mehrere Mittel
bereit, das/die durch die Assay-Verfahren und die Identifizierungsverfahren
der vorliegenden Erfindung identifiziert wurde/wurden.
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Das
Mittel der vorliegenden Erfindung kann z.B. eine organische Verbindung
oder eine anorganische Verbindung sein. Das Mittel kann z.B. eine
Nucleotidsequenz sein, die für
alle Sequenzen oder einen Teil der Sequenzen, die in den beigefügten Sequenzprotokollen
gezeigt sind, Antisense ist.
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Die
Erfindung stellt ferner ein Mittel der vorliegenden Erfindung oder
sogar ein pharmazeutisches annehmbares Salz davon oder ein pharmazeutisch
annehmbares Solvat davon oder eine pharmazeutische Zusammensetzung,
die eines der voran Stehenden enthält, zur Verwendung als Medikament
bereit.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch die Verwendung eines Mittels zur
Beeinflussung der PDE_XIV-Aktivität (z.B. Inhibieren, Modulieren
oder Agonisieren) in einem oder mehreren der Folgenden bereit: Putamen,
Nucleus caudatus des Gehirns, Lobus occipitalis des Gehirns, Herz,
Eierstock, Hypophyse, Niere, Leber, Dünndarm, Thymus, Skelettmuskel,
Leukocytenregionen, Spinalganglien, Uterus, Cochlea, Dünndarm (Duodenum),
Astrocytom und Appendix.
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DIAGNOSTIK
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch eine diagnostische Zusammensetzung
für die
Detektion von PDE_XIV-Polynucleotidsequenzen bereit. Die diagnostische
Zusammensetzung kann alle beliebige der Sequenzen, die in den beigefügten Sequenzprotokollen
gezeigt sind, oder eine Variante, ein Homologes, Fragment oder Derivat
davon oder eine Sequenz, die fähig
ist, an eine ganze oder einen Teil einer der Sequenzen, die in den
beigefügten
Sequenzprotokollen gezeigt sind, oder eine allelische Variation
davon zu hybridisieren, umfassen.
-
Um
eine Basis für
die Diagnose einer Erkrankung bereitzustellen, sollten Normal- oder
Standardwerte aus einer PDE_XIV-Polypeptid-Expression entwickelt
werden. Dies wird erreicht, indem Körperflüssigkeiten oder Zellextrakte,
die von normalen Subjekten entnommen wurden, entweder Tieren oder
Menschen, mit einem Antikörper
gegen ein PDE_XIV-Polypeptid unter für Komplexbildung geeigneten
Bedingungen, die dem Fachmann gut bekannt sind, kombiniert werden.
Der Grad einer Standardkomplexbildung bzw. die Menge der Standardkomplexbildung
kann quantitativ bestimmt werden, indem er/sie mit einer Verdünnungsreihe
von positiven Kontrollen verglichen wird, in der eine bekannte Menge
an Antikörper
mit bekannten Konzentrationen eines gereinigten PDE_XIV-Polypeptids
kombiniert ist. Dann können
Standardwerte, die aus normalen Proben erhalten wurden, mit Werten
verglichen werden, die aus Proben von Subjekten erhalten wurden,
die potentiell von einer Störung
oder einer Erkrankung, die mit einer PDE_XIV-Polypeptid-Expression
in Verbindung steht, befallen sind. Eine Abweichung zwischen Standard-
und Subjektwerten zeigt das Vorliegen des Erkrankungszustands an.
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Ein
PDE_XIV-Polynucleotid oder ein Teil davon kann die Basis für eine diagnostische
und/oder eine therapeutische Verbindung bereitstellen. Für diagnostische
Zwecke können
PDE_XIV-Polynucleotidsequenzen verwendet werden, um eine Genexpression
bei Zuständen,
Störungen
oder Erkrankungen, bei denen PDE_XIV-Aktivität impliziert sein kann, zu
detektieren und quantitativ zu bestimmen.
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Eine
für PDE_XIV
codierende Polynucleotidsequenz kann für die Diagnose von Erkrankungen,
die aus einer Expression von PDE_XIV resultieren, eingesetzt werden.
Z.B. können
Polynucleotidsequenzen, die für PDE_XIV
codieren, in Hybridisierungs- oder PCR-Assays von Geweben aus Biopsien
oder Autopsien oder biologischen Flüssigkeiten, z.B. Serum, Synovialflüssigkeit
oder Tumorbiopsie, verwendet werden, um Abnormalitäten bei
der PDE_XIV-Expression
zu detektieren. Die Form von solchen qualitativen oder quantitativen Verfahren
kann Southern- oder Northern-Analyse, Dot-Blot- oder andere Membran-basierte
Technologien; PCR-Technologien; Dip-Stick-, Pin- oder Chip-Technologien
und ELISA oder andere Mehrproben-Format-Technologien umfassen. Alle
diese Techniken sind auf dem Fachgebiet gut bekannt und sind in
der Tat die Basis von vielen im Handel verfügbaren diagnostischen Kits.
-
Solche
Assays können
maßgeschneidert
sein, um die Wirksamkeit eines bestimmten therapeutischen Behandlungsplans
zu evaluieren und können
in Tierstudien, in klinischen Versuchen oder bei der Überwachung
der Behandlung eines einzelnen Patienten eingesetzt werden. Um eine
Basis für
die Diagnose einer Erkrankung bereitzustellen, sollte ein Normal-
oder Standardprofil für
die PDE-Expression erstellt werden. Dies wird erreicht, indem Körperflüssigkeiten
oder Zellextrakte, die von normalen Subjekten, entweder Tier oder Mensch,
entnommen wurden, mit PDE_XIV oder einem Teil davon unter Bedingungen
kombiniert werden, die für
eine Hybridisierung oder Amplifikation geeignet sind. Eine Standardhydridisierung
kann quantifiziert werden, indem die Werte, die von normalen Subjekten
erhalten wurden, mit einer Verdünnungsreihe
von positiven Kontrollen, die in demselben Experiment laufengelassen
wurden, bei denen eine bekannte Menge an gereinigten PDE_XIV verwendet
wird, verglichen werden. Standardwerte, die von normalen Proben
erhalten wurden, können
mit Werten verglichen werden, die aus Proben von Subjekten erhalten
werden, die potentiell von einer Störung oder Erkrankung befallen
sind, die mit einer Expression der für PDE codierenden Sequenz in Verbindung
steht. Eine Abweichung zwischen Standard- und Subjektwerten zeigt
das Vorliegen des Erkrankungszustands an. Wenn eine Erkrankung entwickelt
wird, wird ein existierendes therapeutisches Mittel verabreicht
und es können
Behandlungsprofil oder Behandlungswerte erzeugt werden. Schließlich kann
der Assay regelmäßig wiederholt
werden, um zu evaluieren, ob die Werte sich in Richtung des normalen
oder Standardmusters entwickeln oder dazu zurückkehren.
-
Es
können
sukzessive Behandlungsprofile verwendet werden, um die Wirksamkeit
der Behandlung für einen
Zeitraum von mehreren Tagen oder mehreren Monaten zu zeigen.
-
Somit
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung eines
PDE_XIV-Polypeptids
oder einer Variante, eines Homologen, eines Fragments oder Derivats
davon, um Anti-PDE_XIV-Antikörper
zu produzieren, welche z.B diagnostisch eingesetzt werden können, um
PDE_XIV-Level in Erkrankungszuständen zu
detektieren und zu quantifizieren.
-
Die
vorliegende Erfindung stellt ferner diagnostische Assays und Kits
für die
Detektion von PDE_XIV in Zellen und Geweben bereit, die ein gereinigtes
PDE_XIV, das als positive Kontrolle verwendet werden kann, und Anti-PDE_XIV-Antikörper umfassen.
Solche Antikörper
können
in Lösungs-basierten,
Membran-basierten oder Gewebe-basierten Technologien eingesetzt
werden, um einen Erkrankungszustand oder einen Zustand, der mit
der Expression von PDE_XIV-Protein oder Expression von Deletionen
oder einer Variante, eines Homologen, Fragments oder Derivats davon
in Verbindung steht.
-
SONDEN
-
Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
von Nucleinsäure-Hybridisierungs-
oder PCR-Sonden, die fähig
sind, Polynucleotidsequenzen einschließlich genomischer Sequenzen,
einer für
PDE codierenden Region oder eng verwandter Moleküle, z.B. Allele, zu detektieren.
Die Spezifität
der Sonde, d.h. ob sie aus einer hoch konservierten, konservierten
oder nicht-konservierten Region oder Domäne abgeleitet ist, und die
Stringenz der Hybridisierung oder Amplifikation (hoch, mittel bzw.
moderat oder niedrig) wird bestimmen, ob die Sonde nur natürlich vorkommende
für PDE
codierende Sequenz oder verwandte Sequenzen identifiziert. Sonden
für die
Detektion von verwandten Nucleinsäuresequenzen werden aus konservierten
oder hoch konservierten Nucleotidregionen von Mitgliedern der cyclischen
Nucleotid-PDE-Familie,
z.B. der 3'-Region,
ausgewählt
und solche Sonden können
in einem Pool degenerierter Sonden verwendet werden. Für die Detektion
von identischen Nucleinsäuresequenzen
oder, wo eine maximale Spezifität
erwünscht
ist, werden Nucleinsäuresonden
aus den nicht-konservierten
Nucleotidregionen oder einzigartigen Regionen von PDE-Polynucleotiden
ausgewählt.
Der Ausdruck „nicht-konservierte
Nucleotidregion",
wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf eine Nucleotidregion,
die für
die hierin offenbarte, für
PDE codierende Sequenz einzigartig ist und die in verwandten Familienmitgliedern,
z.B. bekannten cyclisches Nucleotid-PDE, nicht auftritt.
-
PCR,
wie sie in
US-A-4683195 ,
US-A-4800195 und
US-A-4965188 beschrieben
ist, stellt zusätzliche Verwendungen
für Oligonucleotide,
die auf der PDE_XIV-Sequenz basieren, bereit. Solche Oligomere werden im
Allgemeinen chemisch synthetisiert, sie können aber enzymatisch erzeugt
werden oder aus einer rekombinanten Quelle produziert werden. Oligomere
umfassen im Allgemeinen zwei Nucleotidsequenzen, eine mit Sense-Orientierung
(5' → 3') und eine mit Antisense
(3' ← 5'), die unter optimierten
Bedingungen zur Identifizierung eines spezifischen Gens oder eines
spezifischen Zustands verwendet werden. Dieselben zwei Oligomere, ein
geschachtelter Satz von Oligomeren oder sogar ein degenerierter
Pool von Oligomeren können
unter weniger stringenten Bedingungen zur Detektion und/oder Quantifizierung
von eng verwandten DNA- oder RNA-Sequenzen verwendet werden.
-
Die
Nucleinsäuresequenz
für PDE_XIV
kann auch eingesetzt werden, um Hybridisierungssonden, wie sie vorstehend
beschrieben wurden, zur Kartierung der endogenen genomischen Sequenz
zu erzeugen. Die Sequenz kann für
ein bestimmtes Chromosom oder für
eine spezifische Region des Chromosoms unter Verwendung gut bekannter
Techniken kartiert werden. Diese umfassen in situ-Hybridisierung
an chromosomale Abschnitte (Verma et al. (1988) Human Chromosomes:
A Manual of Basic Techniques, Pergamon Press, New York City), Strömungs-sortierte
chromosomale Präparationen
oder künstliche
Chromosom-Konstruktionen, z.B. YACs, bakterielle künstliche
Chromosome (BACs), bakterielle PI-Konstruktionen oder Einzelchromosoml-cDNA-Bibliotheken.
-
In
situ-Hybridisierung von chromosomalen Präparationen und physikalische
Kartierungstechniken, z.B. Verknüpfungsanalyse
unter Verwendung etablierter chromosomaler Marker sind zur Verlängerung
genetischer Karten nicht gültig.
Beispiele für
genetische Karten können
in Science (1995; 270:410f und 1994; 265:1981f) gefunden werden.
Oft kann die Platzierung eines Gens auf dem Chromosom einer anderen
Sängerspezies
assoziierte Marker zeigen, selbst wenn die Anzahl oder der Arm eines
bestimmten humanen Chromosoms nicht bekannt ist. Neue Sequenzen
können
chromosomalen Armen oder Teilen davon durch physikalische Kartierung
zugeordnet werden. Dies liefert den Forschern, die nach Krankheitsgenen
unter Verwendung von positionaler Klonierungs- oder anderer Genuntersuchungstechniken
suchen, wertvolle Informationen. Sobald eine Erkrankung oder ein
Syndrom, z.B. Ataxia teleangiectatica (AT) durch genetische Verknüpfung mit einer
bestimmten genomischen Region, z.B. AT mit 11q22-23 (Gatti et al. (1988) Nature 336:577-580),
grob lokalisiert wurde, kann eine Sequenzkartierung an jenen Bereich
assoziierte oder regulatorische Gene für eine weitere Untersuchung
darstellen. Die Nucleotidsequenz der vorliegenden Erfindung kann
auch eingesetzt werden, um Unterschiede in der chromosomalen Lage
infolge von Translokation, Inversion usw. zwischen normalen, Träger- oder
befallenen Individuen zu detektieren.
-
ARZNEIMITTEL
-
Die
vorliegende Erfindung stellt auch eine pharmazeutische Zusammensetzung
zur Behandlung eines Individuums, das einer solchen, bedingt durch
PDE_XIV-Aktivität,
bedarf, bereit, wobei die Zusammensetzung eine therapeutisch wirksame
Menge eines Mittels, welches die genannte Aktivität beeinflusst
bzw. beeinträchtigt
(z.B. inhibiert), und einen pharmazeutisch annehmbaren Träger, ein
pharmazeutisch annehmbares Verdünnungsmittel,
ein therapeutisch annehmbares Exzipiens oder ein therapeutisch annehmbares
Adjuvans umfasst.
-
Somit
deckt die vorliegende Erfindung auch pharmazeutische Zusammensetzungen
ab, die die Mittel der vorliegenden Erfindung umfassen (ein Mittel,
das fähig
ist, das Expressionsmuster der Nucleotidsequenz der vorliegenden
Erfindung oder die Aktivität
des Expressionspro dukts derselben zu modulieren und/oder ein Mittel,
das durch einen Assay gemäß der vorliegenden
Erfindung identifiziert wurde). Obgleich die Mittel der vorliegenden
Erfindung allein verabreicht werden können, werden sie für die genannten
Zwecke und insbesondere für
die Humantherapie im Allgemeinen im Gemisch mit einem pharmazeutischen
Träger,
Exzipiens oder Verdünnungsmittel,
der/das im Hinblick auf den vorgesehenen Verabreichungsweg und gemäß pharmazeutischer
Standardpraxis gewählt
wird, verabreicht werden.
-
In
den pharmazeutischen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
können
die Mittel der vorliegenden Erfindung beispielsweise mit einem Bindemittel
(Bindemitteln), einem Gleitmittel (Gleitmitteln), einem Suspendiermittel
(Suspendiermitteln), einem Beschichtungsmittel (Beschichtungsmitteln)
oder einem Solubilisierungsmittel (Solubilisierungsmitteln) vermischt
sein.
-
Im
Allgemeinen wird eine therapeutisch wirksame tägliche orale oder intravenöse Dosis
der Mittel der vorliegenden Erfindung im Bereich von 0,01 bis 50
mg/kg Körpergewicht
des zu behandelnden Subjekts, vorzugsweise 0,1 bis 20 mg/kg liegen.
Die Mittel der vorliegenden Erfindung können auch durch intravenöse Infusion
in einer Dosis verabreicht werden, die im Bereich von 0,001-10 mg/kg/h
liegt.
-
Tabletten
oder Kapseln der Mittel können
einzeln verabreicht werden oder es können zwei oder mehr gleichzeitig
verabreicht werden, wie es zweckmäßig ist. Es ist auch möglich, die
Mittel der vorliegenden Erfindung in Formulierungen mit anhaltender
Freisetzung zu verabreichen.
-
Somit
stellt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Behandlung
eines Individuums bereit, das einer solchen, bedingt durch PDE_XIV-Aktivität, bedarf,
bereit, das eine Verabreichung einer wirksamen Menge der pharmazeutischen
Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung an das Individuum umfasst.
-
Typischerweise
wird der Arzt die tatsächliche
Dosierung, die für
einen bestimmten Patienten am geeignetsten sein wird, bestimmen,
und diese wird mit dem Alter, dem Gewicht und der Reaktion des bestimmten Patienten
variieren. Die oben genannten Dosierungen sind für den Durchschnittsfall exemplarisch.
Es kann natürlich
Fälle geben,
in denen höhere
oder niedrigere Dosierungsbereiche zweckdienlich sind und solche
liegen im Rahmen dieser Erfindung.
-
Wenn
es zweckmäßig ist,
können
die pharmazeutischen Zusammensetzungen durch Inhalation, in Form
eines Suppositoriums oder Pessars, topisch in Form einer Lotion,
Lösung,
Creme, Salbe oder eines Stäubepulvers,
durch Verwendung eines Hautpflasters, oral in der Form von Tabletten,
die Exzipientien, wie Stärke
oder Lactose, enthalten, oder in Kapseln oder Ovuli entweder allein
oder im Gemisch mit Exzipientien oder in Form von Elixieren, Lösungen oder
Suspensionen, die Aromatisier- oder Färbemittel enthalten, verabreicht
werden oder sie können
parenteral, z.B. intrakavernös,
intravenös,
intramuskulär
oder subkutan injiziert werden. Für eine parenterale Verabreichung
können
die Zusammensetzungen am besten in Form einer sterilen wässrigen
Lösung
verwendet werden, welche andere Substanzen, z.B. ausreichend Salze
der Monosaccharide, um die Lösung
mit Blut isotonisch zu machen, enthalten kann. Zur bukkalen oder
sublingualen Verabreichung können
die Zusammensetzungen in Form von Tabletten oder Lutschbonbons verabreicht
werden, welche in herkömmlicher
Weise formuliert werden können.
-
Für einige
Anwendungen werden die Zusammensetzungen vorzugsweise oral in Form
von Tabletten, die Exzipientien, wie Stärke oder Lactose, enthalten,
oder in Kapseln oder Ovuli entweder allein oder im Gemisch mit Exzipientien
oder in Form von Elixieren, Lösungen
oder Suspensionen, die Aromatisier- oder Färbemittel enthalten, verabreicht.
-
Zur
parenteralen Verabreichung werden die Zusammensetzungen am besten
in Form einer sterilen wässrigen
Lösung
eingesetzt, die andere Substanzen, z.B. ausreichend Salze oder Monosaccharide,
um die Lösung
mit Blut isotonisch zu machen, enthalten kann.
-
Zur
bukkalen oder sublingualen Verabreichung können die Zusammensetzungen
in Form von Tabletten oder Lutschbonbons verabreicht werden, welche
in herkömmlicher
Weise formuliert werden können.
-
Zur
oralen, parenteralen, bukkalen und sublingualen Verabreichung an
Subjekte (z.B. Patienten) kann der tägliche Dosierungslevel der
Mittel der vorliegenden Erfindung typischerweise von 10 bis 500
mg (in Einzeldosis oder aufgeteilten Dosen) sein. So können z.B.
Tabletten oder Kapseln 5 bis 100 mg aktives Mittel zur Verabreichung
einmal oder zwei- oder mehrmals, wie es zweckmäßig ist, enthalten. Wie oben
angegeben wurde, wird der Arzt die tatsächliche Dosierung bestimmen,
welche für
einen individuellen Patienten am geeignetsten sein wird, und diese
wird mit dem Alter, Gewicht und der Reaktion des bestimmten Patienten
variieren. Es ist zu betonen, dass die oben genannten Dosierungen
für den
Durchschnittsfall exemplarisch sind und dass es natürlich einzelne
Fälle geben
wird, bei denen höhere
oder niedrigere Dosierungsbereiche zweckmäßig sind, und solche Dosisbereiche
liegen im Rahmen dieser Erfindung.
-
In
einigen Anwendungen, im Allgemeinen beim Menschen, ist die orale
Verabreichung der Mittel der vorliegenden Erfindung der bevorzugte
Weg, der am zweckmäßigsten
ist und der in einigen Fällen
Nachteile, die mit anderen Verabreichungswegen verbunden sind – z.B. die,
die mit einer intrakavernösen
(i.c.)-Verabreichung verbunden sind – vermeiden kann. In Fällen, in
denen der Empfänger
an einer Schluckstörung
oder an einer Verschlechterung der Wirkstoffabsorption nach oraler
Verabreichung leidet, kann der Wirkstoff parenteral, z.B. sublingual
oder bukkal, verabreicht werden.
-
Zur
veterinären
Verwendung wird das Mittel der vorliegenden Erfindung typischerweise
als geeignet annehmbare Formulierung gemäß der normalen veterinären Praxis
verabreicht und der Tierarzt wird den Dosierungsplan und den Verabreichungsweg
bestimmen, der für
ein bestimmtes Tier am zweckmäßigsten
sein wird. Wie bei der Behandlung von Menschen kann es allerdings
möglich
sein, das Mittel für
veterinärmedizinische
Behandlungen allein zu verabreichen.
-
Typischerweise
werden die pharmazeutischen Zusammensetzungen – die zur Verwendung beim Menschen
oder bei Tieren bestimmt sein können – ein pharmazeutisch
annehmbares Verdünnungsmittel
oder mehrere pharmazeutisch annehmbare Verdünnungsmittel, einen pharmazeutisch
annehmbaren Träger
oder mehrere pharmazeutisch annehmbare Träger, ein pharmazeutisch annehmbares
Exzipiens oder mehrere pharmazeutisch annehmbare Exzipientien oder
ein pharmazeutisch annehmbares Adjuvans oder mehrere pharmazeutisch
annehmbare Adjuvantien umfassen. Die Wahl des pharmazeutischen Träger, Exzipiens
oder Verdünnungsmittels
kann im Hinblick auf den vorgesehenen Verabreichungsweg und die
pharmazeutische Standardpraxis erfolgen. Wie oben angegeben wurde,
können
die pharmazeutischen Zusammensetzungen als Träger, Exzipiens oder Verdünnungsmittel
oder zusätzlich
dazu ein geeignetes Bindemittel (geeignete Bindemittel), ein geeignetes
Gleitmittel (geeignete Gleitmittel), ein geeignetes Suspendiermittel
(geeignete Suspendiermittel), ein geeignetes Beschichtungsmittel
(geeignete Beschichtungsmittel), ein geeignetes Solubilisierungsmittel
(geeignete Solubilisierungsmittel) umfassen.
-
In
einigen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden die pharmazeutischen Zusammensetzungen
eines oder mehrerer der Folgenden umfassen: ein Mittel, das durch
einen Assay der vorliegenden Erfindung gescreent wurde; ein Mittel,
das fähig
ist, mit einer der Sequenzen, die in den beigefügten Sequenzprotokollen gezeigt
sind, einschließlich
Derivate, Fragmente, Homologe oder Varianten davon, oder Sequenzen,
die fähig
sind, an eine der Sequenzen, die in den beigefügten Sequenzprotokollen gezeigt
sind, zu hybridisieren, zu Wechselwirken.
-
Im
Rahmen der Erfindung eingeschlossen sind Oligonucleotidsequenzen,
Antisense-RNA- und -DNA-Moleküle und -Ribozyme,
die unter Destabilisierung von PDE_XIV-mRNA oder unter Inhibierung
der Translation eines PDE_XIV wirken. Solche Nucleotidsequenzen
können
unter Bedingungen eingesetzt werden, wo es günstig wäre, die Level an cyclischem
Nucleotid zu erhöhen,
z.B. bei Entzündung.
-
Ein
PDE_XIV-Antisense-Molekül
kann die Basis zur Behandlung von verschiedenen abnormalen Zuständen, die
z.B. mit erhöhter
PDE_XIV-Aktivität
verbunden sind, liefern.
-
Ein
PDE_XIV-Nucleinsäure-Antisense-Molekül kann verwendet
werden, um die Aktivität
des PDE_XIV bei Zuständen
zu blockieren, bei denen es vorteilhaft wäre, die Level an cyclischem
Nucleotid zu erhöhen.
-
Expressionsvektoren,
die aus Retroviren, Adenvirus, Herpes- oder Vaccinia-Virus oder
aus verschiedenen bakteriellen Plasmiden stammen, können zur
Abgabe von rekombinanten PDE_XIV-Sense- oder -Antisense-Molekülen an die
targetierte Zellpopulation verwendet werden. Verfahren, die dem
Fachmann gut bekannt sind, können
eingesetzt werden, um rekombinante Vektoren zu konstruieren, die
PDE_XIV enthalten. Alternativ kann rekombinantes PDE_XIV an Targetzellen
in Liposomen abgegeben werden.
-
Die
Volllängen-cDNA-Sequenz
und/oder ihre regulatorischen Elemente ermöglichen Forschern, PDE_XIV
als Werkzeug in Sense-(Voussoufian H und HF Lodish, 1993, Mol Cell
Biol 13:98-104) oder Antisense-(Eguchi et al. (1991), Annu Rev Biochem
60:631-652) Unter suchungen der Genfunktion zu verwenden. Oligonucleotide,
die für
die cDNA- oder Kontrollsequenzen, die aus der genomischen DNA erhalten
wurden, entwickelt wurden, können
in vitro oder in vivo verwendet werden, um eine Expression zu inhibieren.
Eine derartige Technik ist auf dem Fachgebiet gut bekannt und es
können
Sense- oder Antisense-Oligonucleotide oder größere Fragmente aus verschiedenen
Stellen entlang der codierenden oder Kontrollregionen entwickelt
werden. Geeignete Oligonucleotide, die eine Länge von 20 Nucleotiden haben
können,
können
eingesetzt werden, um PDE_XIV-Sequenzen oder eng verwandte Moleküle aus menschlichen
Bibliotheken zu isolieren.
-
Außerdem kann
eine PDE_XIV-Expression moduliert werden, indem eine Zelle oder
ein Gewebe mit Expressionsvektoren transfiziert wird, welche hohe
Konzentrationen an PDE_XIV-Fragment
unter Bedingungen exprimieren, bei denen es vorteilhaft wäre, Phosphodiesterase-Aktivität zu blockieren,
um dadurch die Level an cyclischem Nucleotid zu erhöhen. Solche
Konstrukte können
Zellen mit nichttranslatierbaren Sense- oder Antisense-Sequenzen
ansteigen lassen. Selbst beim Fehlen einer Integration in die DNA
können
solche Vektoren RNA-Moleküle weiter
transkribieren, bis alle Kopien des Vektors durch endogene Nukleasen
unbrauchbar gemacht sind. Eine derartige transiente Expression kann
einen Monat oder langer mit einem nicht-replizierenden Vektor andauern,
und sogar noch länger,
wenn geeignete Replikationselemente Teil des Vektorsystems sind.
-
Modifikationen
der Genexpression können
erreicht werden, indem Antisense-Sequenzen für die Kontrollregionen des
PDE-Gens, z.B. Promotoren, Enhancer und Introns, konzipiert werden.
-
Oligonucleotide,
die aus der Transkriptionsinitiationsstelle stammen, z.B. Regionen
zwischen -10 und +10 der Leadersequenz, sind bevorzugt. Antisense-RNA
und -DNA-Moleküle
können
auch zur Blockierung einer Translation von mRNA konzipiert werden,
indem verhindert wird, dass das Transkript an Ribosome bindet. In ähnlicher
Weise kann eine Inhibition unter Verwendung der Hogeboom-Basen-Paarungs-Methodologie, auch
bekannt als „Tripelhelix"-Basenpaarung, erreicht werden. Eine
Tripelhelix-Paarung beeinträchtigt
die Fähigkeit
der Doppelhelix, sich ausreichend für die Bindung von Polymerasen,
Transkriptionsfaktoren oder regulatorischen Molekülen zu öffnen.
-
Demnach
stellt die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung bereit,
die ein Mittel der vorliegenden Erfindung (oder auch ein pharmazeutisch
annehmbares Salz davon oder ein pharmazeutisch annehmbares Solvat
davon) zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Verdünnungsmittel,
Exzipiens oder Träger
umfasst.
-
Die
pharmazeutische Zusammensetzung könnte zur veterinären (d.h.
Tier-) Nutzung oder zur Verwendung beim Menschen bestimmt sein.
-
Demnach
bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf pharmazeutische
Zusammensetzungen, die wirksame Mengen an Inhibitorenoder Antagonisten
von PDE_XIV-Protein (einschließlich
Antisense-Nucleinsäuresequenzen)
im Gemisch mit einem pharmazeutisch annehm baren Verdünnungsmittel,
Träger,
Exzipiens oder Adjuvans (einschließlich Kombinationen davon)
umfassen.
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf pharmazeutische Zusammensetzungen,
die PDE_XIV-Polynucleotidsequenzen, PDE_XIV-Antisense-Moleküle, PDE_XIV-Polypeptide,
Protein-, Peptid- oder organische Modulatoren der PDE_XIV-Bioaktivität, z.B.
Inhibitoren, Antagonisten (einschließlich Antikörper) oder Agonisten, ganz
oder teilweise, alleine oder in Kombination mit wenigstens einem
anderen Mittel, z.B. einer stabilisierenden Verbindung, umfassen
können
und die in einem sterilen, biokompatiblen pharmazeutischen Träger, einschließlich, aber
nicht beschränkt
auf, Kochsalzlösung,
gepufferte Kochsalzlösung,
Dextrose und Wasser, verabreicht werden können.
-
ALLGEMEINE METHODOLOGIE-REFERENZEN
-
Obgleich
im Allgemeinen die hierin erwähnten
Techniken auf dem Fachgebiet gut bekannt sind, wird insbesondere
auf Sambrook et al, Molecular Cloning, A Laboratory Manual (1989)
und Ausubel et al., Short Protocols in Molecular Biology (1999),
4. Ausgabe, John Wiley & Sonds,
Inc., Bezug genommen. Die PCR ist in
US-A-4683195 ,
US-A-4800195 und
US-A-4965188 beschrieben.
-
Die
folgenden Proben wurden gemäß dem Budapester
Vertrag bei der anerkannten Hinterlegungsstelle The National Collection
of Industrial and Marine Bacteria Limited (NCIMB), 23 St. Machar
Drive, Aberdeen, Schottland, GB, AB2 1RY, am 18. Dezember 1998 hinterlegt:
E.
coli pHS-PDE_XIVNCIMB-Nummer NCIMB 40995
E. coli pMM-PDE_XIV
NCIMB-Nummer NCIMB 40996
-
Die
folgende Probe wurde gemäß dem Budapester
Vertrag bei der anerkannten Hinterlegungsstelle The National Collection
of Industrial and Marine Bacteria Limited (NCIMB), 23 St. Machar
Drive, Aberdeen, Schottland, GB, AB2 1RY, am 9. September 1999 hinterlegt:
Die
NCIMB-Nummer NCIMB 41027 ist E. coli pHS-PDE_XIVhm
-
Die
vorliegende Erfindung umfasst auch Sequenzen, die aus diesen Hinterlegungen
ableitbar und/oder exprimierbar sind, sowie Ausführungsformen, die dieselben
umfassen. Die vorliegende Erfindung umfasst auch Partialsequenzen,
die aus solchen Hinterlegungen ableitbar und/oder exprimierbar sind,
und Ausführungsformen,
die dieselben umfassen, wobei solche Partialsequenzen für aktive
enzymatische Stellen codieren. Die vorliegende Erfindung umfasst
auch Proteine, die Sequenzen umfassen, die von solchen Hinterlegungen
ableitbar und/oder exprimierbar sind, und Ausführungsformen, die dieselben
umfassen. Die vorliegende Erfindung umfasst auch Proteine, die Partialsequenzen
umfassen, die von solchen Hinterlegungen ableitbar und/oder exprimierbar
sind, und Ausführungsformen,
die dieselben umfassen, wobei solche Partialsequenzen für aktive
enzymatische Stellen codieren.
-
Die
vorliegende Erfindung umfasst auch Sequenzen, die von solchen Hinterlegungen
ableitbar und/oder exprimierbar sind, sowie Ausführungsformen, die dieselben
umfassen.
-
EINFÜHRUNG
IN DEN ABSCHNITT BEISPIELE UND DIE FIGUREN
-
Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der
beigefügten
Zeichnungen beschrieben, wobei:
-
1 ein
photographisches Bild zeigt;
-
2 ein
photographisches Bild zeigt;
-
3 eine
Tabelle und ein photographisches Bild zeigt;
-
4 eine
Anordnung von Nucleotidsequenzen zeigt (hier ist die humane Sequenz
eine trunkierte Sequenz);
-
5 eine
Anordnung von Proteinsequenzen zeigt (hier ist die humane Sequenz
eine trunkierte Sequenz); und
-
6 ein
Diagramm zeigt.
-
BEISPIELE
-
Northern-Hybridisierung und
Sonden-Präpration
-
Northern-Blots,
erhalten von Clontech, wurden für
1 Stunde in ExpressHyb-Hybridisierungslösung (Clontech)
mit 55°C
vorhybridisiert, bevor ein radioaktiv markiertes PDE_XIV-Fragment
(DNA war unter Verwendung des Megaprime-Random-Markierungssystems
(Amersham) unter strikter Befolgung der Instruktionen des Herstellers
mit 50 μCi 32P-dATP
markiert worden) zu frischem Expresshyb gegeben wurde und über Nacht
bei 55°C
unter leichtem Schütteln
an den Blot hybridisiert wurde. Die Blots wurden dann 3x bei Raumtemperatur
für 10
Minuten jeweils in 2 × SSC
(150 mM NaCl, 20 mM Na-Citrat) gewaschen, gefolgt von 2 Waschgängen in
0,2 × SSC
(15 mM NaCl, 3 mM Na-Citrat) bei 55°C für jeweils 20 Minuten. Die Blots
wurden dann auf einen autoradiographischen Film belichtet.
-
Polymerase-Ketten-Reaktionen (PCR)
-
PCRs
wurden unter Verwendung von Standardreagenzien und -bedingungen
durchgeführt.
Kurz zusammengefasst, alle Reaktionspuffer und Enzyme wurden im
Kit-Format, entweder von Clontech (für Reaktionen der schnellen
Amplifikation von cDNA-Enden (RACE)) oder von Life technologies
für Standard-PCR
erhalten. Oligonucleotide wurden von einem kommerziellen Lieferanten
(OSWEL DNA services) erhalten und in einer Konzentration von 400nM
eingesetzt. Die Reaktionen wurden mit einem Thermal Cycler MJ Research PTC-200
durchgeführt,
wobei Cycling-Parameter verwendet wurden, wie sie vom Hersteller
des verwendeten Kits empfohlen wurden.
-
Identifizierung von PDE_XIV
-
Der
Klon (IMAGE clone id 1364394, EMBL ID: A1006099) wurde von Research
Genetics (2130, Memorial Pkwy, SW Huntsville, AL 358801, USA) als
Stichkultur in L-Agar erhalten. Bakterien aus der Stickkultur wurden
auf einer 37 mm-L-Agarplatte in Gegenwart von Ampicillin mit einer
Konzentration von 100 mg/ml ausgestrichen. Nach einem Wachstum bei
37°C über Nacht
wurde ein einzelner Klon unter Verwendung einer sterilen Technik
in 5 ml LB-Brühe, die
Ampicillin in einer Konzentration von 100 mg/ml enthielt, abgeimpft
und bei 37°C über Nacht
unter Schütteln
(220 UpM) wachsen gelassen. Plasmid-DNA wurde unter Verwendung eines im
Handel erhältlichen
Miniprep-Kits (QiagenTM) und unter strickter
Befolgung der Anleitungen des Herstellers aus den Bakterien isoliert.
Die isolierte DNA wurde einer Volllängensequenzierung unterzogen,
wobei Standard-Markenkits und -reagenzien und ein automatischer
ABI-Sequencer (PE Applied Biosystems Incorporated) verwendet wurden.
-
Isolierung eines vermeintlichen Volllängen-cDNA-Klons
für PDE_XIV
-
Um
die Isolierung einer murinen Volllängen-cDNA für PDE_XIV, die die volle codierende
Region und ein Terminatorcodon enthält, zu erleichtern, wurde die
Expression von PDE_XIV in einem Bereich von Geweben unter Verwendung
einer Northern-Hybridisierung bestimmt. Diese Daten (1 und 2)
zeigen, dass, während
die Messenger-RNA (Länge
5,5 kb), die an PDE_XIV hybridisiert, in verschiedenen Geweben vorliegt,
sie besonders stark im murinen Gehirn, Skelettmuskel und Leber und
in den folgenden Stufen der embryologischen Entwicklung 10,5, 13,5,
15,5 Tage exprimiert wird. Die murine embryonale cDNA-Bibliothek
vom Tag 13,5 wurde in einem cDNA-positiven Selektionsverfahren (GeneTrapper,
Life Technologies, Inc.) eingesetzt, um das PDE_XIV zu isolieren.
Das Verfahren wurde nach Anleitungen des Herstellers durchgeführt. Die ursprüngliche
EST-Sequenz von Klon 1364394, EMBL ID: A1006099 war in der reversen
Orientierung, daher musste der Aufbau des Selektionsoligonucleotids
identisch zu dem codierenden Strang, der von 5' nach 3' lief, sein; dieser Schritt war für den Erfolg
der Klonierungsstrategie kritisch. Das für die Selektion und Reparatur verwendete
Oligonucleotid ist nachfolgend detailliert angegeben.
- Oligo
1:
Select1 5'-GGT
CAC AGA ACT GCC ACT ATG GTT AAA TGT-3'
-
Um
das humane Homologe des murinen PDE_XIV zu isolieren, wurden PCR-Primer
auf der Basis der bekannten EST 1364394-Sequenz, EMBL ID: A1006099,
(Primer 1 und Primer 2), konzipiert und verwendet, um eine Gruppe
von cDNA-Bibliotheken durchzumustern. PCRs, die unter Verwendung
dieser Primer (die PCR wurde unter Verwendung von Reagenzien durchgeführt, die
aus einem PCR Reagent System kit (Life Technologies) erhalten worden
waren und es wurde den Anleitungen des Herstellers gefolgt, wobei
Standard-Cycling-Parameter verwendet wurden), resultierten in der
Bildung eines Fragments mit der erwarteten Größe, 164bp, das aus der humanen
HELA-Zelllinien-cDNA-Bibliothek (Life Technologies, Inc.) erhalten
worden war; unter Verwendung desselben Selektions/Reparatur-Oligonucleotids
(Oligo 1) wurde der humane Klon isoliert.
- Primer 1:
newPDE1
5'-ACC GCT CAG AGA
TTT CAC AGC A-3'
- Primer 2:
newPDE2 5'-CCC
GTC TGA CCC CTT AGT CGT A-3'
-
Klone
wurden zur Untersuchung durch Screening durch Kolonien-PCR unter
Verwendung der obigen Primer und des folgenden Verfahrens selektiert.
Unter Verwendung eines steri len Zahnstochers wurde eine Einzelkolonie
abgeimpft und in ein Röhrchen
gegeben, das 25 μl
1*PCR-Supermix (Life Technologies, Inc.) & 200nM Primer enthielt. Das Röhrchen wurde
für 1 Sekunde
im Vortex behandelt, für
2 Sekunden bei 14.000 × g
zentrifugiert. Die Röhrchen
wurden dann in einen vorerwärmten
Thermal Cycler (MJ Research PTC-200 thermal cycler) 94°C gestellt.
Eine PCR wurde unter Verwendung des folgenden Programms durchgeführt: 1 Zyklus;
94°C, 1
Minute, gefolgt von 30 Zyklen mit: 94°C, 30 Sekunden, 55°C, 30 Sekunden,
72°C, 1
Minute. Die PCR-Produkte wurden dann unter Verwendung von Standardverfahren
durch Gelelektrophorese analysiert.
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Eine
Analyse des isolierten murinen Klons erlaubte die Anordnung einer
fortlaufenden Sequenz aus 2823 bp, die ein ORF mit 446 Resten enthielt.
Die Volllängen-cDNA-Sequenz
für murines
PDE_XIV ist als SEQ ID No. 7 gezeigt, wobei die Translation des
größten offenen
Leserasters innerhalb dieser cDNA als SEQ ID No. 1 gezeigt ist.
Die codierende Region ist als SEQ ID No. 2 gezeigt.
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Eine
Analyse des isolierten humanen Klons erlaubte die Anordnung einer
fortlaufenden Sequenz mit 2292 bp, die ein ORF mit 288 Resten enthält. Die
cDNA-Sequenz für
humanes PDE_XIV wird als SEQ ID No. 8 präsentiert, wobei die Translation
des größten offenen
Leserasters innerhalb dieser cDNA als SEQ ID No. 3 präsentiert
wird. Die codierende Region wird als SEQ ID No. 4 präsentiert.
Dieser Klon wurde verwendet, um ein Master-RNA-Blot (Clontech) unter
Verwendung von Standard-Northern-Blot-Verfahren durchzumustern, um
so die Gewebeverteilung für
diese cDNA zu identifizieren.
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Die
Resultate (siehe 3) zeigen, dass das Transkript
im Putamen und Nucleus caudatus des Gehirns zusätzlich zum Lobus occipitalis
des Gehirns, zum Herzen, zum Eierstock, zur Hypophyse, zur Niere,
zur Leber, zum Dünndarm,
zum Thymus und zum Appendix in hohem Maße exprimiert wird.
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Wie
alle bis heute sequenzierten Säuger-Phosphodiesterasen
enthält
PDE_XIV eine konservierte Sequenz der katalytischen Domäne mit etwa
250 Aminosäuren
in der Carboxylterminalen Hälfe
des Proteins, von der angenommen wird, dass sie für die katalytische
Aktivität
essentiell ist. Dieses Segment umfasst die Aminosäuren 108
bis 413 in SEQ ID No. 1 und weist Sequenzkonservierung mit der entsprechenden
Region von anderen PDEs auf. Aus der Nucleotidanordnung (siehe 4)
und der Proteinanordnung (siehe 5) ist
klar zu sehen, dass der humane PDE_XIV-Klon am 3'-Ende infolge eines vorzeitigen Stoppcodons
in Position 1102bp trunkiert ist.
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Isolierung eines vermeintlichen Volllängen-humanen
cDNA-Klons für
PDE_XIV
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Eine
humane fetale Gehirn-cDNA-Bibliothek wurde von Life Technologies,
Inc. (LTI), bezogen. 100 ml Luria-Brühe (10 g Trypton, 5 g Hefeextrakt,
5 g NaCl/Liter) und 100 μg/ml
Ampicillin wurden mit 2,5 × 109 KbE von jeder cDNA-Bibliothek inokuliert.
Jede Bibliothek wurde wachsen gelassen und einzeln präpariert.
Die Kulturen wurden über
Nacht bei 30°C
wachsen gelassen und Plasmid-DNA wurde wie im GeneTrapperTM-Protokoll (LTI) beschrieben präpariert.
Detaillierte Verfahren zur positiven Selektion von cDNA-Klonen unter
Verwendung von GeneTrapper (LTI) sind in den Kit-Protokollen dargelegt,
diesen wurden mit Ausnahme bezüglich
der folgenden Modifikationen gefolgt. Die einzelsträngige cDNA-Bibliothek
wurde mit 20 ng biotinyliertem Fangoligonucleotid kombiniert und
für 1 Stunde
bei 37°C
hybridisiert. Die eluierte einzelsträngige DNA wurde unter Verwendung
des Fangoligonucleotids als Primer zu DNA-Polymerase-Extension wiedergepaart.
Die wiedergepaarten cDNA-Bibliotheken wurden unter Befolgung des
Protokolls des Herstellers in den E. coli-Stamm DH10B (LTI) durch
Elektroporation eingeführt.
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Klonierung, Gewebeverteilung und Sequenzanalyse
von humanem PDE_XIV
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Um
die Isolierung der Volllängen-cDNA
zu erleichtern, wurde das Expressionsprofil von PDE_XIV in einem
Bereich von Mausgeweben unter Anwendung der Northern-Hybridisierung
bestimmt. Diese identifizierte ein Transkript mit 5,0 kb, das im
Mausembryo mit 13,5 Tagen und im Herz, im Gehirn und der Leber der
erwachsenen Maus besonders stark exprimiert wird. Dieses Transkript
ist in niedrigen Konzentrationen auch in Embryos mit 8,5, 10,5,
15,5 Tagen und im Skelettmuskel, der Niere und der Lunge der erwachsenen
Maus vorhanden. Ein Transkript wurde in der Milz oder den Testis
nicht detektiert. Basierend auf den Daten eines Embryos am Tag 13,5
wurde eine cDNA-Bibliothek (LTI) als Matrize verwendet, um die Volllängen-Sequenz
zu isolieren, wobei eine positive cDNA-Selektionstechnik, GeneTrapperTM, eingesetzt wurde. Dies wurde unter Verwendung
eines für
PDE_XIV spezifischen Oligonucleotids erreicht. Es wurde eine PCR
durchgeführt
und wir waren fähig,
cDNAs zu identifizieren, die wenigstens das EST-Fragment enthielten.
Ein Restriktionsendonucleaseverdau identifizierte eine Reihe von
Klonen, die ein Insert mit 2885 bp enthalten, und eine Vollsequenzanalyse
zeigte, dass diese Klone für
ein ORF mit 446 Aminosäuren
mit einer vorhergesagten Molekülmasse von
51,3 kDA codierten.
-
Zusätzlich wurde
die humane Volllängen-cDNA
durch GeneTrapper isoliert, wobei dasselbe spezifische Fangoligonucleotid
und eine humane fetale Gehirn-cDNA-Bibliothek als Matrize verwendet
wurden. Es wurde eine Reihe von Klonen isoliert, die ein Insert
mit 2653 bp enthielten, und eine Vollsequenzanalyse identifizierte
ein ORF mit 450 Resten und einer vorausgesagten Molekülmasse von
51,8 kDA. Unter Verwendung der humanen Volllängen-cDNA wurde ein RNA-Master-Blot
sondiert. Dies identifizierte, dass die mRNA für humanes PDE_XIV in hohem
Maße im
Nucleus caudatus, Putamen und im Lobus occipitalis des Gehirns und peripher
im Herz, im Eierstock, in der Hypophyse, der Niere, der Leber, dem
Dünndarm
und dem Thymus exprimiert wird. Geringere Level wurden im Skelettmuskel,
Kolon, in der Blase, im Uterus, im der Prostata, im Magen, in der
Adrenaldrüse,
der Schilddrüse
beobachtet. Das Transkript wurde nicht in Testis, Milz, Pankreas, peripheren
Leukocyten, Lymphknoten, Knochenmark, Aorta oder Cerebellum beobachtet.
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Ein
Sequenzvergleich des Maus- und humanen PDE_XIV zeigt, dass sie 91%
Aminosäureidentität zeigen.
Das vorausgesagte humane ORF ist um 4 Aminosäuren erweitert, dies ist das Resultat
einer Insertion von fünf
Aminosäuren
in Position 428 und der Deletion einer einzelnen Aminosäure in Position
441 in der Maussequenz. Darüber
hinaus enthalten beide cDNAs eine einzelne cAMP-Proteinkinasephosphorylierungsstelle
an Serin 45. Eine phylogenetische Anordnung der katalytischen Domäne von PDE_XIV
mit 230 Aminosäuren
(Aminosäuren
172-402) mit Repräsentativen
der anderen PDEs zeigt, dass PDE_XIV die höchste Homologie mit PDE7A hat
und mit diesem clustert (etwa 70% Identität). Eine weitere bioinformatische
Analyse zeigt, dass diese Domäne
weniger als 50% Sequenzidentität
mit den äquivalenten
Regionen in den anderen neuen bekannten PDE-Unterfamilien hat, und
zeigt somit, dass PDE_XIV ein zweiter Vertreter der PDE7-Familie
sein kann.
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Die
PDE_XIV-Sequenz enthält
zwei vermeintliche zweiwertige Kationen-bindende Motive HXXXHX8-20D (Aminosäuren 173-180, 213-270), von
denen angenommen wird, dass sie für die hydrolytische Aktivität essentiell
sind. Dies ist somit ein weiterer Beweis, dass PDE_XIV für ein funktionelles
Phosphodiesteraseenzym codiert.
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Phosphodiesterase-Assays an
rohen Säugerzelllysaten
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Sowohl
die murinen als auch die humanen PDE_XIV-cDNA-Klone wurden unter
Verwendung von Lipofectamin (Life Technologies, Inc.) und Standard-Verfahren
in die Säuger-COS7-Zelllinie (ATCC)
transfiziert. Die COS7-Zellen wurden 72 h nach der Transfektion
geerntet und auf PDE-Aktivität
analysiert, wobei der folgende SPA-Assay (Amersham) auf Phosphodiesterase-Aktivität mit einem
im Handel erhältlichen
SPA (scintillation proximity assay)-Kit (Amersham) für cAMP verwendet
wurde. Es wurden Reihenverdünnungen
der Zelllysate in Lysepuffer (50 mM HEPES pH 7,2, 1,92 mM MgCl2, 50 mM KCl, 10 mM EGTA, 1 Protease-Inhibitor-Tablette/50
ml) hergestellt, um endogene inhibitorische Effekte herauszuverdünnen. Zu
25 ml des verdünnten
rohen Lysats wurden 25 ml Puffer D (Puffer C + BSA mit 2 mg/ml)
gegeben, gefolgt von 50 ml Puffer C (20 mM Tris·HCl (pH 7,4), 5 mM MgCl2·6H2O), enthaltend 50 mM cAMP-Substrat, (20
ml [3H]cAMP (1 μM, 4 μCi/ml) plus 423 μl kaltes
cAmP, 10 μM/5
ml). Die Reaktion wurde für
30 Minuten bei 30°C
inkubiert. Dann wurden 50 μl
SPA-Beads zugegeben, dann wurde unverzüglich 5 Minuten bei 2000 UpM
zentrifugiert. Die Ablesewerte wurden an einem Topcount (Wallac)-Szintillationszähler gesammelt.
-
Die
Resultate (siehe 6) veranschaulichen, dass sowohl
die humanen als auch murinen PDE_XIV-Klone 10fach aktiver sind als
die Mock-transfizierte Kontrolle.
-
Phosphodiesterase-Expression
in Baculovirus
-
PDE_XIV
wurde in Baculovirus exprimiert, wenn es an ein N-terminales FLAG-tag
fusioniert war – Einzelheiten
darüber
werden später
gegeben.
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Phosphodiesterase-cAMP-Aktivität
-
Unter
Verwendung von cAMP-Scintillation-Proximity-Assays an gereinigtem
exprimierten PDE_XIV mit cAMP-Konzentrationen im Bereich von 0-10 μM wies das
exprimierte PDE_XIV eine starke cAMP-Aktivität mit einer Km von 0,08 μM (bestimmt
durch ein Hanes- Diagramm,
abgeleitet von der kinetischen Kurve) auf. Studien zeigten auch,
dass das PDE_XIV keine Aktivität
gegen cGMP hat. Somit kann das PDE_XIV cAMP-spezifisch sein.
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Phosphodiesterase-Inhibierungsstudien
-
Es
wurde nicht festgestellt, dass PDE_XIV gegenüber den PDE-Inhibitoren Milrinon,
Rolipram und Ariflo empfindlich ist. Allerdings wurde eine Inhibierung
der PDE_XIV-Aktivität
mit Dipyridamol und IBMX mit IC50-Werten von 10,72 μM bzw. 9,32 μM festgestellt.
Die Daten für
diese Studien sind in der folgenden Tabelle angegeben.
WIRKUNGEN
VON INHIBITOREN AUF PDE_XIV |
VERBINDUNG | SELEKTIVITÄT | IC50
für PDE_XIV
(μM) (N
= 2) |
Dipyridamol | PDE5/6/8
(0,9/0,38/1,5 μM) | 10,72 ± 2,74 |
IBMX | nicht
selektiv (2-50 μM) | 9,72 ± 0,32 |
Rolipram | PDE4
(2,0 μM) | >30 |
Milrinon | PDE3/4
(3,2 μM/19 μM) | >30 |
Ariflo | PDE4D
(40 nM) | >30 |
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Baculovirus-Expression
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Die
folgenden Untersuchungen beweisen, dass das PDE-Enzym der vorliegenden
Erfindung – hier
abgekürzt
PDE genannt – unter
Verwendung eines Baculovirus-Expressionssystems erzeugt werden kann.
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Die
folgenden Studien beweisen auch, dass das PDE eine hydrolytische
Aktivität
für cyclisches
Nucleotid zeigt, wenn es in Baculovirussystem exprimiert wurde.
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Das
PDE-Enzym wurde unter Verwendung des Baculovirus-Expressionssystems,
basierend auf einer Infektion von Spodoptera frugiperda-Insektenzellen
(Sf9-Zellen) mit Autographa californica-Kernpolyedervirus (AcNPV)
erzeugt.
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In
diesen Studien wurde cDNA, die für
PDE codiert, in das Donorplasmid pFASTBAC-FLAG, welches ein mini-Tn7-Transpositionselement
enthält,
kloniert. Das rekombinante Plasmid wurde in DH10BAC-kompetente Zellen
transformiert, welche das Stammbacmid bMON14272 (AcNPV-infektiöse DNA)
und ein Helferplasmid enthalten. Das mini-Tn7-Element auf dem pFASTBAC-Donor kann
zu der attTn7-Verknüpfungsstelle an
dem Bacmid transponieren, wodurch das PDE-Gen in das virale Genom
eingeführt
wird. Kolonien, die rekombinante Bacmide enthalten, werden durch
Disruption des lacZ-Gens identifiziert. Das PDE/Bacmid-Konstrukt
kann dann isoliert werden und in Insektenzellen (Sf9-Zellen) infiziert
werden, was in der Produktion von infektiösen rekombinanten Baculoviruspartikeln
und der Expression von rekombinantem PDE-FLAG-Fusionsprotein resultiert.
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Die
Phosphodiesterase-Aktivität
der rohen Zellextrakte wurde gemessen.
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Zellen
wurden geerntet und Extrakte wurden 24, 48 und 72 Stunden nach Transfektion
hergestellt.
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Diese
Resultate bestätigen,
dass PDE-cDNA für
eine Phosphodiesterase codiert, die fähig ist, cAMP zu hydrolysieren.
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Das
rohe Lysatmaterial wurde durch FPLC unter Verwendung einer Säule, die
Agarose-Beads (M2-Affinitätsgel) enthielt,
an die ein monoklonaler IgG1-anti-FLAG-Antikörper durch
Hydrazidverknüpfung
konjugiert worden war (Eastman Kodak), gereinigt. Dies erlaubt die
spezifische Retention des rekombinanten Materials (da dieses an
das FLAG-Epitop fusioniert ist) an der Säule, während die endogenen Insektenproteine
in Eluat ausgewaschen werden. Das rekombinante Material wird dann
unter Bedingungen eines niedrigen pH ausgewaschen. Das gereinigte
Material war für
detaillierte enzymatische und Inhibitor-Studien geeigneter. Die
Reinheit des Materials wird durch Coomassie-Färbung nach Natriumdodecylsulfat-Polyacrylamid-Gelelektrophorese
(SDS-PAGE) oder durch Western-Blotting an einer Nitrocellulosemembran
einer ungefärbten
SDS-PAGE (enthält
rekombinantes PDE) und Analyse mit monoklonalem IgG1-anti-FLAG-Epitop-Antikörper analysiert. Das
PDE-FLAG-Fusionsprotein wird durch die Wechselwirkung zwischen dem
anti-FLAG-Antikörper
und dem FLAG-Epitop, welches an das PDE-Protein fusioniert ist,
detektiert.
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Die
Phosphodiesterase-Aktivität
des gereinigten PDE-FLAG-Fusionsproteins wurde unter Verwendung
eines im Handel erhältlichen
SPA (scintillation proximity assay)-Kits (Amersham – Amersham
place, Little Chalfont, Bucks, HP7 9NA GB) auf hydrolytische Aktivität für cAMP und/oder
cGMP analysiert. Dieser kann verwendet werden, um die Bestimmung
des Km-Wertes für PDE gegen
cAMP durch Bestimmung der Enzymaktivität bei einem Bereich von Substratkonzentrationen
zu ermöglichen,
was die Berechnungen eines ungefähren
Vmax-Wertes für
das Enzym erlaubt.
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Die
Resultate dieser Experimente zeigen, dass die PDE-cDNA für eine Phosphodiesterase
codiert, die fähig
ist, cAMP zu hydrolysieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Zusammengefasst
stellt die vorliegende Erfindung Folgendes bereit und zeigen die
Beispiele inter alia:
- 1. Neue Aminosäuren.
- 2. Neue Nucleotidsequenzen.
- 3. Assays, die die neuen Sequenzen verwenden.
- 4. Verbindungen/Zusammensetzungen, die durch Verwendung der
genannten Assays identifiziert wurden.
- 5. Expressionssysteme, die die neuen Sequenzen umfassen oder
exprimieren.
- 6. Behandlungsverfahren, die auf den genannten neuen Sequenzen
basieren.
- 7. Pharmazeutische Zusammensetzungen, die auf den genannten
neuen Sequenzen basieren.
-
SEQUENZPROTOKOLLE
-
Die
folgenden Sequenzen werden präsentiert:
- SEQ ID No. 1 = murine Aminosäuresequenz
- SEQ ID No. 2 = murine codierende Nucleotidsequenz
- SEQ ID No. 3 = trunkierte humane Aminosäuresequenz
- SEQ ID No. 4 = trunkierte humane codierende Nucleotidsequenz
- SEQ ID No. 5 = humane Aminosäuresequenz
- SEQ ID No. 6 = humane codierende Nucleotidsequenz
- SEQ ID No. 7 = murine cDNA-Sequenz
- SEQ ID No. 8 = trunkierte humane cDNA-Sequenz
- SEQ ID No. 9 = Formel I
-
(Es
sollte betont werden, dass Bezugnahmen auf SEQ ID No. 2 im obigen
Text gleichermaßen
auf SEQ ID No. 7 anwendbar sind. Bezugnahmen auf SEQ ID No. 4 oder
SEQ ID No. 6 sind gleichermaßen
auf SEQ ID No. 8 anwendbar).
SEQUENZPROTOKOLL