JP2000502890A - 新規nagpu - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
新規NAGPUポリペプチドおよびかかる新規面タンパク質をコードしているDNA(RNA)ならびに組み換え法によるかかるポリペプチドの製造方法を開示する。また、感染、詳細には、細菌感染の治療のためのかかる新規タンパク質の使用方法も開示する。また、該新規タンパク質に対するアンタゴニストおよびそれらの感染、詳細には、細菌感染の治療のための使用も開示する。新規タンパク質をコードしている核酸配列およびそのポリペプチドの宿主における存在に関連した疾病の検出のための診断アッセイも開示する。また、宿主における新規タンパク質ファミリーのタンパク質をコードしているポリヌクレオチドの検出ならびに該ポリペプチドの検出のための診断アッセイも開示する。
Description
【発明の詳細な説明】
新規NAGPU
発明の属する分野
本発明は、新たに同定されたポリヌクレオチド、該ポリヌクレオチドにコード
されるポリペプチド、該ポリヌクレオチドおよびポリペプチドの使用、ならびに
該ポリヌクレオチドおよびポリペプチドの製造、および、ポリヌクレオチドでト
ランスフォームされた組換え宿主細胞に関する。本発明は、また、該ポリペプチ
ドの作用の阻害および治療における阻害剤の使用に関する。
発明の背景
N−アセチルグルコサミン 1−ホスフェートウリジルトランスフェラーゼ(
NAGPU)は、すべての細菌における細胞壁ペプチドグリカンの必須の前駆体
であるUDP−N−アセチルグルコサミンの形成およびグラム陰性菌におけるリ
ポポリサッカライドおよび腸内細菌性の共通の抗原の形成を触媒する。酵素はエ
シェリシア・コリ(Escherichia coli)から精製されており、グルコサミン−1−
フォスフェートのN−アセチレーションの先行する工程をも触媒する、2機能性
である(Mengin-Lecreulx,D and van Heijenoort,J,J.Bacteriol.176:5788-
5795[1994])。チオール阻害剤によりアセチルトランスフェラーゼ活性を遮断す
ることは可能であるが、ウリジルトランスフェラーゼ活性を遮断することができ
ないことから、酵素は、2つのドメインを有することが示唆されている。酵素を
コードする遺伝子glmUがイー・コリ(E.coli)からクローニングされ(Meng
in-Lecreulx,D.and van Heijenoort,J,J.Bacrtriol.175: 6150-6157)、バ
シラス・サチリス(Bacillus subtilis)における対応物(gcaD)もまた同定されて
いる(Hove-Jensen B,J.Bacteriol.174: 6852-6856[1992])。
gcaDの遺伝子産物の必須の性質は、活性な酵素を生成することができず、
制限的な温度において生育が止まるバシラス・サチリスの温度感受性変異株によ
り示されている(Hove-Jensen[1992])。ヒト病原菌スタフィロコッカス・アウレ
ウス(Staphylococcus aureus)由来のgcaDに対応する遺伝子の発見により、
以下に示すように新規な抗生物質のスクリーニングに用いることのできるNAP
GU酵素を生成することが可能となる。
最近、感染の間の全体的な遺伝子発現を追跡すると考えられるいくつかの新規
な方法が記載されている(Chuang,S.ら、[1993]Global Regulation of GeneE
xpression in Esherichia coli J.Bacteriol 175,2026-2036,Mahan,M.J.
ら、[1993]Selection of Bacterial.Virulence Genes That Are Specifically
Inducedin Host Tissues SCIENCE 259,686-688,Hensel,M.ら、[1995]Simult
aneousIdentification of Bacterial Virulence Genes by Negative Selection
SCIENCE269,400-403)。これらの新しい方法は、これまでのところ、グラム陰性
病原菌感染で示されており、グラム陽性菌の感染では示されていないが、これは
おそらく、全体的なトランスポゾン変異誘発法およびこれらの微生物におけるこ
のような方法に必要な適当なベクターの開発が大変遅れていること、Chuang,S.
ら[1993]により記載される方法の場合、感染組織由来の哺乳動物RNAを含まな
い細菌RNAの適当な量を単離し、十分に高特異的な活性で標識された細菌RN
Aを得ることが難しいことによる。本発明は、新規な方法を適用し、哺乳動物宿
主の感染の異なるステージでの病原菌の遺伝子発現を決定する。本発明の新規な
態様は、感染組織由来の細菌RNA調製物のノザンブロットにおいて、細菌リボ
ソームのRNAと特異的にアニールする、適当に標識化されたオリゴヌクレオチ
ドプローブの使用に関する。ハイブリダイゼーション標的としてさらに多くのリ
ボソームRNAを用いることにより、感染組織からのRT−PCRのための適当
な大きさおよび量の細菌RNAを精製するプロトコールの最適化が促進される。
この方法をスタフィロコッカス・アウレウスにおいて発現される遺伝子に適用
するための有用な適当なオリゴヌクレオチドは、たとえば、5'-gctcctaaaaggtta
ctccaccggc-3’(配列番号6)である。
本発明の方法の使用により、感染の間に転写される細菌遺伝子、抗細菌治療に
おいて有用性を有する阻害剤の同定を可能とする。該遺伝子転写、またはその後
の得られたmRNAの翻訳、または対応する発現されるタンパク質の機能の特異
的阻害剤は、抗細菌治療における有用性を有している。
発明の要約
本発明は、配列番号2および配列番号5に示されるアミノ酸配列からなる群か
ら選択されるアミノ酸からなると解析された、エス・アウレウス(S.aureus)
WCUH29由来の新規なタンパク質、または、それらのフラグメント、アナログ
または誘導体に関する。このタンパク質およびそれらの変異体、ならびに同じも
のをコードするポリヌクレオチドは、本明細書において、「NAPGU」と呼ぶ
。
本発明は、また、配列番号2および配列番号5に記載されるアミノ酸配列から
なる群から選択されるアミノ酸配列を有するタンパク質のポリペプチドフラグメ
ント、またはそれらの誘導体に関する。
本発明の別の態様によれば、該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド(
DNAまたはRNA)が提供される。
特に、本発明は、配列番号1に示されるDNA配列、および、それらに相補的
な配列を有するポリヌクレオチドを提供する。
本発明は、また、配列番号2のアミノ酸1から450を含むポリペプチドをコ
ードするポリヌクレオチドと少なくとも70%の同一性を有するポリヌクレオチ
ド;配列番号5のアミノ酸1から452を含むポリペプチドをコードするポリヌ
クレオチドと少なくとも70%の同一性を有するポリヌクレオチド;該単離ポリ
ヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチド;該単離ポリヌクレオチドの少なくと
も15の連続する塩基を含むポリヌクレオチド;からなる群から選択されるメン
バーを含む単離ポリヌクレオチドを提供する。
さらに、配列番号1に示されるヌクレオチド54から1406に相補的な配列
、および、配列番号1に示されるヌクレオチド54から1412に相補的な配列
からなる群から選択されるポリヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドを提供
する。
特に、本発明は、配列番号2のアミノ酸1から450および配列番号5のアミ
ノ酸1から452からなる群から選択されるアミノ酸を含むポリペプチドをコー
ドするポリヌクレオチドを提供する。
本発明は、NCIMB受託番号40794に含まれるDNAにより発現される
のと同じ成熟ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドと少なくとも70%の
同一性を有し、配列番号1のポリヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド;
該単離ポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチド;および、該単離ポリヌク
レオチドの少なくとも15個の連続する塩基を有するポリヌクレオチドヌクレオ
チド;からなる群から選択されるメンバーを含む単離ポリヌクレオチドを提供す
る。
また、本発明は、配列番号2の1から450および配列番号5のアミノ酸1か
ら452からなる群から選択されるアミノ酸と少なくとも70%同一であるアミ
ノ酸配列を含むポリペプチドを提供する。
さらに、本発明は、配列番号2に示されるアミノ酸および配列番号5に示され
るアミノ酸からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドを提供す
る。
本発明は、また、配列番号1に示されるDNA配列、またはそれらのフラグメ
ント、アナログまたは誘導体を含むと解析された遺伝子の発現により得ることが
できる、スタフィロコッカス・アウレウス由来の新規なタンパク質を提供する。
本発明は、また、配列番号3、4および6に示されるオリゴヌクレオチドを含
む新規なオリゴヌクレオチドに関連し、配列番号3および4は、配列番号1のポ
リヌクレオチド配列由来である。
本発明は、配列番号2および配列番号5に示されるアミノ酸配列からなる群か
ら選択される推定アミノ酸配列により特徴付けられるポリペプチドのフラグメン
ト、アナログおよび誘導体をコードする上記に示したポリヌクレオチドの変異体
を含む。
本発明は、また、本発明のポリヌクレオチドを含むベクター、本発明のベクタ
ーで遺伝的に操作された宿主細胞、組換え法による本発明のポリペプチドの製造
に関する。
また、本発明は、配列番号2および配列番号5に示されるアミノ酸配列からな
る群から選択されるポリペプチドに対する抗体を提供する。さらに、本発明は、
配列番号2および配列番号5に示されるアミノ酸配列からなる群から選択される
ポリペプチドの活性を阻害するアンタゴニストを提供する。
本発明は、また、新規NAGPUポリペプチドを阻害する必要のある個体の治
療のための方法であって:個体に治療学的に有効な量の本発明のポリペプチドに
対するアンタゴニストを投与することからなる方法を提供する。
本発明は、本発明のポリペプチドの発現に関連する疾患の診断の方法であって
:配列番号2および配列番号5に示されるアミノ酸配列からなる群から選択され
るポリペプチドをコードする核酸配列を決定することからなる方法を提供する。
診断方法は、宿主由来の試料中の、配列番号2および配列番号5に示されるア
ミノ酸配列からなる群から選択されるポリペプチドの存在を解析することからな
る。
本発明のさらに別の態様によれば、本発明のポリペプチドの治療的または予防
的目的、たとえば、抗細菌剤またはワクチンとしての使用を提供する。
本発明の別の態様によれば、本発明のポリペプチドの治療的または予防的目的
、特に、遺伝的免疫化における使用を提供する。
本発明のさらに別の態様によれば、抗細菌剤として有用な、該ポリペプチドに
対する阻害剤を提供する。
本発明の態様は、上記の本発明のポリペプチド、ポリヌクレオチドまたは阻害
剤および医薬上許容される担体を含む医薬組成物を提供する。
特に、本発明の態様は、感染の予後に関連する、病原体と宿主との即時的身体
的相互作用を妨げるための本発明のポリペプチド、ポリヌクレオチドまたは阻害
剤の使用を提供する。
本発明は、さらに、該使用のための医薬の製造に関する。
本発明は、医薬をスクリーニングし、タンパク質または活性フラグメントの哺
乳動物細胞への相互作用を妨げる医薬を同定する方法を提供する。
さらに、配列番号2および配列番号5に示されるアミノ酸配列からなる群から
選択されるポリペプチドに結合し、その活性を阻害する化合物を同定する方法で
あって、ポリペプチドに対する結合手段(該結合手段は、化合物の該結合手段へ
の結合に応答する検出可能なシグナルを提供し得る2番目の成分と結合している
)をその表面上に発現する細胞を、結合手段への結合が可能な条件下で、スクリ
ーニングすべき化合物と接触させ;化合物と結合手段との相互作用により生じた
シグナルの存在または非存在を検出することにより、化合物が結合し、結合を活
性化するかまたは阻害するかどうかを測定することからなる方法を提供する。
図面の簡単な説明
以下に、本発明の特定の具体例を示す。これらは単に例示であり、本明細書に
開示される発明を何ら限定するものではない。
図1:図1(A−C)は、アンチセンス方向の新規なエス・アウレウスNAG
PU遺伝子のポリヌクレオチド配列(配列番号1)を示す。2つの開始コドンの
相補的な配列は、太文字でアンダーラインで示し、終止コドンの相補的な配列は
、下線で示す。図1(A−C)は、本明細書において、包括的に「図1」と呼ぶ
。
図2:図2は、図1(配列番号1)のポリヌクレオチド配列から推定される新
規NAGPUタンパク質のポリペプチド配列(配列番号2)を示す。
図3:図3は、図1(配列番号1)のポリヌクレオチド配列由来のオリゴヌク
レオチドプライマー(配列番号3および4)を示す。
図4:図4は、図1(配列番号1)のポリペプチド配列から推定される交互の
アミノ末端を有する新規NAGPUタンパク質(配列番号5)のポリペプチド配
列を示す。
発明の詳説
本発明は、配列願号2および5に示されるアミノ酸配列からなる群から選択さ
れるアミノ酸配列、またはそれらのフラグメント、アナログまたは誘導体を含む
と解析された、スタフィロコッカス・アウレウスWCUH29由来の新規なN−ア
セチルグルコサミン−1−ホスフェートウリジルトランスフェラーゼに関する。
配列番号2および5のアミノ酸配列は、配列番号1の2種の翻訳可能な読み枠で
あり、ビー.サチリスNAGPU酵素配列に対し約55%の相同性を示す。本発
明の2種の好ましいNAGPU酵素は、それぞれ異なる末端メチオニンで開始し
、アミノ末端で異なる。配列番号2および5は、これらの2種の形態を示す。
エス・アウレウスWHUH29は、National Collection of Industrial andM
arine Bacteria Ltd.(NCIMB),Aberdeen,Scotlandに、受託番号NCIMB40711と
して、1995年9月11日に寄託されている。
本発明は、また、配列番号2および5からなる群から選択されるアミノ酸配列
、またはそれらの誘導体を有する、NAGPU調節タンパク質のポリペプチドフ
ラグメントに関する。
以下、ポリペプチド(複数でも可)なる用語は、NAGPU調節タンパク質、
そのフラグメント、アナログまたは誘導体ならびにポリペプチドフラグメントま
たはその誘導体を意味するのに用いる。
本発明の他の態様によれば、該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド(
DNAまたはRNA)が提供される。
特に、本発明は、配列番号1に示されるDNA配列を有するポリヌクレオチド
を提供する。さらに、本発明は、エス・アウレウスWHUH29由来のNAPG
Uタンパク質をコードするポリヌクレオチドであって、配列番号1に示されるD
NA配列を含むと解析されたポリヌクレオチドを提供する。
本発明は、また、配列番号1に示されるDNA配列、またはそのフラグメント
、アナログまたは誘導体を含むと解析された遺伝子の発現により得ることのでき
る、スタフィロコッカス・アウレウスWCUH29由来の新規なタンパク質を提
供する。
また、本発明は、たとえば、本明細書において記載する方法においてPCRプ
ライマーとして作用し、感染組織において全体または部分的に転写される、本明
細書において同定されたスタフィロコッカス・アウレウス遺伝子であるかどうか
を決定できる配列番号1由来の配列番号3および4を含む、新規なオリゴヌクレ
オチドに関する。本発明は、また、新規なオリゴヌクレオチド、たとえば、ハイ
ブリダイゼーションプローブとして作用できる配列番号6に関する。該配列が、
感染のステージおよび病原体が引き起こす感染の種類の診断において有用性を有
することもまた認識される。
配列番号1に示されるDNA配列を有するポリヌクレオチドを、イー・コリに
おいてエス・アウレウスWCUH29の染色体DNAのクローンのライブラリを
配列決定して得た。これは、感染のマウスモデルにおいて、インビボで、エス・
アウレウスWCUH29の確立された感染で転写されることが、本明細書に記載
される方法により示されている。
配列番号1に示されるDNA配列を用いてタンパク質をコードするポリヌクレ
オチドを得るために、典型的には、イー・コリまたは他の適当な宿主中において
、エス・アウレウスWCUH29の染色体DNAのクローンのライブラリを、好
ましくは、部分配列由来の17量体またはそれより長い放射活性標識化オリゴヌ
クレオチドでプローブ化する。ついで、プローブと同一のDNAを有するクロー
ンを高いストリンジェントな洗浄を用いて区別することができる。元の配列から
作成された配列決定用プライマーで同定された個々のクローンを配列決定するこ
とにより、配列を両方向に延ばし、完全遺伝子配列を決定することが可能である
。便利には、該配列決定は、プラスミドクローンから調製された変性二本鎖DN
Aを用いて行う。適当な方法は、Maniatis,T.,Fritsch,E.F.and Sambrook,
J.inMOLECULAR CL0NING,A Laboratory Manual[2nd edition 1989 Cold Spring
HarborLaboratory. Screening By Hybridization 1.90 and Sequencing Dena
turedDouble-Stranded DNA Templates 13.70参照]により記載されている。
本発明のポリヌクレオチドは、RNAの形態またはDNAの形態であってよく
、DNAは、cDNA、ゲノムDNAおよび合成DNAを含む。DNAは、二本
鎖でも一本鎖であってもよく、一本鎖の場合には、コーディング鎖でも非コーデ
ィング(アンチ−センス)鎖であってもよい。ポリペプチドをコードするコーデ
ィング配列は、配列番号1に示されるコーディング配列と同一であるか、または
、遺伝子コードの重剰性または縮重の結果として、同じポリペプチドをコードす
る異なるコーディング配列であってもよい。
本発明は、配列番号2および/または5からなる群から選択される推定アミノ
酸配列により特徴付けられるポリペプチドのフラグメント、アナログおよび誘導
体をコードする上述のポリヌクレオチドの変異体を含む。ポリヌクレオチドの変
異体は、ポリヌクレオチドの天然に起こる対立遺伝子変異体でも、または、ポリ
ヌクレオチドの非天然に起こる変異体であってもよい。
それゆえ、本発明は、配列番号2および/または5からなる群から選択される
推定アミノ酸配列により特徴付けられる同じポリペプチドをコードするポリヌク
レオチド、ならびに、ポリペプチドのフラグメント、誘導体またはアナログをコ
ードする変異体である該ポリヌクレオチドの変異体が含まれる。該ヌクレオチド
変異体には、欠失変異体、置換変異体、および、付加または挿入変異体が含まれ
る。
ポリヌクレオチドは、配列番号1のDNA配列により特徴付けられるコーディ
ング配列の天然に起こる対立遺伝子変異体であるコーディング配列を有すること
ができる。当業者に知られるように、対立遺伝子変異体は、一またはそれ以上の
ヌクレオチドの置換、欠失または付加を有する、コードされるポリペプチドの機
能を本質的に変えない、ポリヌクレオチドの別の形態である。
成熟ポリペプチド、すなわち、NAGPUタンパク質をコードするポリヌクレ
オチドは、成熟ポリペプチドに対するコーディング配列のみを含むか、または、
成熟ポリペプチドに対するコーディング配列、および、リーダーまたは分泌性配
列またはプロタンパク質配列などの追加のコーディング配列を含むことができる
。
それゆえ、「ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド」なる用語は、ポリ
ペプチドに対するコーディング配列のみを含むポリヌクレオチド、ならびに、追
加のコーディングおよび/または非コーディング配列を含むポリヌクレオチドを
包含する。
それゆえ、本発明は、成熟ポリペプチドに対するコーディング配列が、同じ読
み枠中で、たとえば、細胞からのポリペプチドの輸送を制御するための分泌性配
列として機能するリーダー配列などの、発現および宿主細胞からのポリペプチド
の分泌の助けとなるポリヌクレオチド配列と、融合していてもよい。リーダー配
列を有するポリペプチドは、プレタンパク質であり、宿主細胞により開裂されポ
リペプチドの成熟形を形成する、リーダー配列を有する。ポリヌクレオチドは、
また、成熟タンパク質プラス別の5’アミノ酸残基からなるプロタンパク質をコ
ードしていてもよい。プロ配列を有する成熟タンパク質はプロタンパク質であり
、タンパク質の不活性形態である。プロ配列が開裂されると、活性な成熟タンパ
ク質が残る。
それゆえ、たとえば、本発明のポリヌクレオチドは、成熟タンパク質、または
プロ配列を有するタンパク質、または、プロ配列およびプレ配列(リーダー配列
)の両方を有するタンパク質をコードしていてもよい。ペプチドの翻訳後修飾の
間に、NH2−末端のメチオニン残基が除去され得る。したがって、本発明は、
本発明のタンパク質のメチオニン含有およびメチオニンのないアミノ末端変異体
の両方の使用を考慮する。
本発明のポリヌクレオチドは、遺伝子の5’または3’末端のいずれかにおい
て、本発明のポリペプチドの精製を可能にするためのマーカー配列とフレーム中
で融合したコーディング配列を有していてもよい。マーカー配列は、細菌宿主の
場合に、マーカーに融合したポリペプチドの精製を提供する、pQEシリーズの
ベクター(Qiagen,Inc.より商業的に供給される)で得られるヘキサ−ヒスチジン
タグであってもよい。
さらに、本発明は、配列間に少なくとも50%、好ましくは少なくとも70%
の同一性がある場合に、本明細書において前記した配列とハイブリダイズするポ
リヌクレオチドに関する。本発明は、特に、本明細書において前記したポリヌク
レオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドに
関する。本明細書で用いる用語の「ストリンジェントな条件」とは、配列間に少
なくとも95%、好ましくは少なくとも97%の同一性がある場合にのみハイブ
リダイゼーションが起こることを意味する。好ましい具体例において、本明細書
において前記したポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドは、
配列番号2および/または5からなる群から選択される推定アミノ酸配列により
特徴付けられるポリペプチドと実質的に同じ生物学的機能または活性を保持する
ポリペプチドをコードする。
本明細書中でいう寄託は、特許手続きの目的で微生物寄託の国際承認に関する
ブタペスト条約の条件下で保持される。寄託株は当業者の便宜のためにのみ提供
され、寄託が35U.S.C.112条の下に要求されることを承認するものでは
ない。寄託材料に含まれるポリヌクレオチドの配列、ならびに、それによりコー
ドされるポリペプチドのアミノ酸配列は、出典明示により本明細書中に包含する
ものであり、本明細書における配列の記載とのいずれの不一致においても支配的
である。寄託材料を製造、使用または販売するには、ライセンスが必要であるが
、そのようなライセンスはここで付与されるものではない。
配列番号2および/または5からなる群から選択される推定アミノ酸配列によ
り特徴付けられるポリペプチドについて述べる場合、「フラグメント」、「誘導体
」および「アナログ」なる用語は、該ポリペプチドと実質的に同じ生物学的機能
および活性を保持するポリペプチドを意味する。それゆえ、アナログは、活性な
成熟ポリペプチドを生成するためのプロタンパク質部分の開裂より、活性化する
ことが可能なプロタンパク質を包含する。
本発明のポリペプチドは、組換えポリペプチド、天然ポリペプチドまたは合成
ポリペプチド、好ましくは、組換えポリペプチドであってもよい。
配列番号2および/または5からなる群から選択される推定アミノ酸配列によ
り特徴付けられるポリペプチドのフラグメント、誘導体またはアナログは、(i
)保存または非保存アミノ酸残基(好ましくは、保存アミノ酸残基)により一ま
たはそれ以上のアミノ酸残基が置換され、該置換アミノ酸残基が、遺伝コードに
よりコードされていてもされていなくてもよいもの、(ii)一またはそれ以上のア
ミノ酸残基が置換基を含むもの、(iii)ポリペプチドが、ポリペプチドの半減期
を増加させる化合物(たとえば、ポリエチレングリコール)などの、他の化合物と
融合しているもの、または、(iv)付加アミノ酸が、リーダーまたは分泌性配列、
または、ポリペプチドの精製を可能にする配列、または、プロタンパク質配列な
どのポリペプチドと融合しているもの、であることができる。該フラグメント、
誘導体およびアナログは、本明細書の教示から当業者の範囲内であると考えられ
る。
本発明のポリペプチドおよびポリヌクレオチドは、好ましくは単離形態で提供
され、好ましくは、均一に精製される。
「単離された」とは、物質がその本来的な環境(すなわち、天然物の場合、天
然の環境)から除去されることを意味する。例えば、生存する動物中に存在する天
然のポリヌクレオチドまたはポリペプチドは単離されたものではないが、その天
然状態で共存する物質のいくらかまたはすべてから分離された同じポリヌクレオ
チドまたはポリペプチドは、単離されたものである。該ポリヌクレオチドは、ベ
クターの部分であることができ、および/または、該ポリヌクレオチドまたはポ
リペプチドは、構成成分の一部分であることができ、さらに、かかるベクターま
たは構成成分が天然環境の一部ではないという点において、単離されたものであ
る。
本発明は、また、本発明のポリヌクレオチドを含むベクター、本発明のベクタ
ーで遺伝的に操作された宿主細胞、組換え技法による本発明のポリペプチドの製
造に関する。
本発明のさらに別の態様によれば、それゆえ、宿主中において該ポリペプチド
をコードするポリヌクレオチドを発現させることによる組換え方法により、本発
明のポリペプチドを製造する方法を提供する。別法として、本発明のポリペプチ
ドを通常のペプチド合成装置により合成的に製造することができる。
宿主細胞を、たとえばクローニングベクターまたは発現ベクターであり得る本
発明のベクターで遺伝的に操作する(トランスダクション、トランスフォーメー
ション、トランスフェクション)。ベクターは、たとえば、プラスミド、コスミ
ド、ファージなどの形態であることができる。操作された宿主細胞を、プロモー
ターの活性化、トランスフォーマントの選択または遺伝子の増幅に適当なように
修飾された通常の栄養培地中で培養できる。温度、pHなどのような培養条件は
、発現の選択された宿主細胞においてすでに用いられたものであり、当業者に明
らかなものであろう。
適当な発現ベクターには、染色体、非染色体および合成DNA 配列、たとえば細
菌プラスミド;ファージDNA;バキュロウイルス;酵母プラスミド;プラスミド
およびファージDNA の組み合わせ由来のベクターなどが含まれる。しかしながら
、それが宿主中で複製可能で生存可能である限り、いかなる他のベクターをも用
いることができる。
適当な DNA 配列を様々な方法によりベクター中に挿入できる。一般的に、DNA
配列を、技術分野において知られた方法により、制限エンドヌクレアーゼ部位(
複数でも可)中に挿入する。
発現ベクター中のDNA配列は、適当な発現制御配列(複数でも可)(プロモー
ター)に作動的に結合しており、mRNA 合成を調節する。該プロモーターの代表例
として、LTRまたはSV40プロモーター、イー・コリlacまたはtrp、
ファージラムダPLプロモーターおよび真核または原核細胞またはそれらのウイ
ルスにおける遺伝子の発現を制御することが知られた他のプロモーターが挙げら
れる。発現ベクターは、また、翻訳開始および転写終止のためのリボソーム結合
部位を含む。ベクターは、また、発現増幅のために適当な配列を包含してもよい
。
加えて、発現ベクターは、好ましくは、一またはそれ以上の選択可能なマーカ
ーを含み、真核細胞培養のためのジヒドロフォレートレダクターゼまたはネオマ
イシン耐性など、または、イー・コリにおけるテトラサイクリンまたはアンピシ
リン耐性などの、トランスフォームされた宿主細胞選択のための表現型の特性を
提供する。
所望のタンパク質をコードするDNA配列がこの発現構築物を含むベクターに
よりトランスフォームされた宿主細胞中でRNAに転写されるように、遺伝子を
プロモーター、リボソーム結合部位(細菌発現のため)および所望によりオペレ
ーター(本明細書において、"制御(control)"エレメントとしてまとめて称する)
の制御下に置くことができる。コーディング配列は、単一のペプチドまたはリー
ダー配列を含んでいても含まなくてもよい。本発明のポリペプチドを、たとえば
、イー・コリtacプロモーターまたはプロテインA遺伝子(spa)プロモー
ターおよびシグナル配列を用いて、発現させることができる。リーダー配列を細
菌宿主により翻訳後プロセシングで除去することができる。たとえば、米国特許
第4,431,739;4,452,437;4,338,397 号参照。プロモーター領域を選択マーカー
を
有するCAT(クロラムフェニコールトランスフェラーゼ)ベクターまたは他の
ベクターを用いて所望の遺伝子から選択することができる。2つの適当なベクタ
ーは、PKK232−8およびPCM7である。特に挙げられる細菌プロモータ
ーには、lacI、lacZ、T3、T7、gpt、ラムダPR、PLおよびtr
pが含まれる。真核プロモーターには、レトロウイルス由来のCMV即時初期、
HSVチミジンキナーゼ、初期および後期SV40、LTR、および、マウスメ
タロチオネイン−Iが含まれる。適当なベクターおよびプロモーターの選択は、
当業者の通常のレベル内で十分可能である。
制御配列に加えて、宿主細胞の生育に関連するタンパク質配列の発現の制御を
可能にする調節配列を添加することが望ましい。調節配列は、当業者に知られる
ものであり、例には、調節化合物の存在を含む化学的または物理的刺激に応答し
て開始または終止する遺伝子の発現を引き起こすものが含まれる。調節エレメン
トの他の種類は、ベクター中、たとえば、エンハンサー配列中に存在していても
よい。
発現ベクターは、制御配列に関してコーディング配列の位置および方向がコー
ディング配列が制御配列の「制御」下に転写されるよう(すなわち、制御配列で
DNA分子に結合するRNAポリメラーゼがコーディング配列を転写する)に、
特定のコーディング配列が適当な調節配列とともにベクター中に位置するように
、構築される。コーディング配列の修飾がこの目的を達成するために所望される
。たとえば、いくらかの場合において、適当な方向で制御配列に結合できるように
;すなわち、読み枠を維持するように、配列を修飾する必要があるであろう。制
御配列および他の調節配列を、前記したクローニングベクターなどのベクター中
に挿入する前に、コーディング配列に連結することができる。別法として、コー
ディング配列をすでに制御配列および適当な制限部位を有する発現ベクター中に
直接クローニングすることができる。
一般的に、組換え発現ベクターは、複製開始点および宿主細胞のトランスフォ
ーメーションを可能にする選択マーカー(たとえば、イー・コリのアンピシリン
耐性遺伝子およびエス・セレビシアエ(S.cerevisiae)TRP1遺伝子)、およ
び下流構造配列の転写を調節するための高度に発現される遺伝子由来のプロモー
ターを含む。異種構造配列は、翻訳開始および終止配列、および好ましくは、ペ
リプラスム間隙または細胞外培地中に翻訳されたタンパク質を直接分泌できるよ
うにするリーダー配列とともに適当な配置として組み込まれる。所望により、異
種配列は、所望の特徴、たとえば、安定性または発現組換え産物の簡単な精製、
を与えるN−末端同定ペプチドを含む、融合タンパク質をコードすることができ
る。
本明細書において前記したような適当なDNA配列ならびに適当なプロモータ
ーまたは制御配列を含むベクターを、宿主がタンパク質を発現するように、適当
な宿主をトランスフォームするのに用いることができる。
特に、本発明はまた上で広く述べたような一またはそれ以上の配列を含む組換
え構築物を含有する。構築物は、本発明の配列が正方向または逆方向に挿入され
たプラスミドまたはウイルスベクターなどのベクターを含む。この具体例の好ま
しい態様において、構築物はさらにたとえば、該配列に作動可能に連結したプロ
モーターを含む調節配列を含む。多くの適当なベクターおよびプロモータが当業
者において周知であり、商業的に利用可能である。以下のベクターを例として示
す。細菌系:pET−3ベクター(Stratagene)、pQE70、pQE60、pQ
E−9(Qiagen);pbs、pD10、ファージスクリプト(Phagescript)、ps
iX174、ブルースクリプト(Bluescript)SK、pbsks、pNH8A、
pNH16a、pNH18A、pNH46A(Stratagene);ptrc99a、p
KK223−3、pKK233−3、pDR540、pRIT5(Pharmacia)。
真核系:pBlueBacIII(Invitrogen)、pWLNEO、pSV2CAT、
pOG44、pXT1、pSG(Stratagene)、pSVK3、PBPV、PMSG
、pSVL(Pharmacia)。しかしながら、宿主中で複製可能であり生存可能であ
る限り、いかなる他のプラスミドまたはベクターをも用いることができる。
クローニング用の組換えDNAベクターおよびそれらでトランスフォームされ
る宿主細胞の例には、バクテリオファージλ(イー・コリ)、pBR322(イー
・コリ)、pACYC177(イー・コリ)、pKT230(グラム−陰性細菌)、
p
GV1106(グラム−陰性細菌)、pLAFR1(グラム−陰性細菌)、pME2
90(非イー・コリグラム−陰性細菌)、pHV14(イー・コリおよびバシラス
・サチリス)、pBD9(バシラス)、pIJ61(ストレプトマイセス)、pUC
6(ストレプトマイセス)、YIp5(サッカロマイセス)、バキュロウイルス昆虫
細胞系、YCp19(サッカロマイセス)。一般には、″DNA Cloning″: Vols.
I & II,Glover et al.ed.IRL Press Oxford(1985)(1987)および; T.Maniati
set al.″Molecular Cloning″Cold Spring Harbor Laboratory(1982)を参照の
こと。
ある場合には、宿主微生物からポリペプチドの分泌を引き起こし、ついで、分
泌シグナルの開裂を引き起こす、付加配列が所望される。
ポリペプチドは、宿主細胞において適当なプロモーターの制御下に発現されう
る。また、細胞非存在転写システムを用いて、本発明のDNA構築物由来のRN
Aを用いて該タンパク質を製造することもできる。原核および真核宿主で用いら
れる適当なクローニングおよび発現ベクターは、出典明示によりその開示を本発
明に包含する、Sambrook ら、Molecular Cloning: A Laboratory Manual,Second
Edition,Cold Spring Harbor,N.Y.,(1989)により記載されている。
適当な宿主株のトランスフォーメーションおよび宿主細胞の適当な細胞密度へ
の生育に続き、選択的プロモーターを適当な手段(たとえば、温度シフトまたは
化学的誘導)により誘導させ、細胞をさらなる期間培養する。
典型的には細胞を遠心により収集し、物理的または化学的手段により破砕し、
得られる粗抽出物をさらなる精製のために保持する。
タンパク質の発現に用いられる微生物細胞は、凍結融解サイクル、音波処理、
機械的破壊または細胞溶解剤の使用を含むいかなる簡便な方法によっても破砕す
ることができ、該方法は、当業者において周知である。
選択した発現系および宿主に応じ、前記した発現ベクターでトランスフォーム
された宿主細胞を対象のポリペプチドが発現される条件下で生育させることによ
り、本発明のポリペプチドを製造できる。ついで、ポリペプチドを宿主細胞から
単離し、精製する。発現系がポリペプチドを生育培地中に分泌する場合、ポリペ
プチドを培地から直接精製することができる。ポリペプチドが分泌されない場合
、細胞溶解物から単離するかまたは細胞膜フラクションから回収する。ポリペプ
チドが細胞表面上に位置する場合、細胞全体または単離膜を所望の遺伝子産物の
解析可能源として用いることができる。イー・コリなどの細菌宿主において発現
されたポリペプチドは、封入体からの単離および再生が必要であろう。成熟タン
パク質がきわめて疎水性な領域を有しており過剰発現の産物を不溶性とする場合
、疎水性領域が削除された末端切断されたタンパク質を発現することが所望され
る。適当な生育条件および回収方法の選択は、当業者の技術の範囲内である。
ポリペプチドは、硫酸アンモニウムまたはエタノール沈澱、酸抽出、アニオン
またはカチオン交換クロマトグラフィー、ホスホヤルロースクロマトグラフィー
、疎水相互作用クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ヒド
ロキシルアパタイトクロマトグラフィーおよびレクチンクロマトグラフィーを包
含する方法によって、組換え細胞培養物から回収および精製できる。必要に応じ
、タンパク質再生工程を、成熟タンパク質の構造を完全なものとするために用い
ることができる。最終的に、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を最終精
製工程に用いることができる。
「レプリコン」は、インビボでのDNA複製の自律ユニットとして機能する、
すなわち、それ自体の制御下で複製可能な、遺伝的エレメント(たとえば、プラ
スミド、染色体、ウイルス)である。
「ベクター」は、付随するセグメントの複製を引き起こすように他のDNAセ
グメントが付随する、プラスミド、ファージまたはコスミドなどのレプリコンで
ある。
「二本鎖DNA分子」は、弛緩型および超らせん型の両方の二本鎖ヘリックス
におけるデオキシリボヌクレオチド(塩基アデニン、グアニン、チミン、または
シトシン)のポリマー形態を意味する。この用語は、分子の一次元および二次元
構造を意味するのみであり、特定の三次元構造を限定するものではない。それゆ
え、この用語は、とりわけ、直鎖状DNA分子(たとえば、制限フラグメント)、
ウイルス、プラスミドおよび染色体に見られる二本鎖DNAを含む。特定の二本
鎖DNA分子の構造を議論する場合、配列は、DNAの非転写鎖(すなわち、m
RNAと相同性のある配列を有する鎖)にそって5’から3’方向にある配列の
みを記載する慣例に従って明細書中に記載されるものである。
特定のタンパク質の「コーディング配列」または特定のタンパク質を「コード
するヌクレオチド配列」のDNAは、適当な調節配列の制御下に置かれると、転
写され、タンパク質に翻訳されるDNA配列である。
「プロモーター配列」は、細胞中でRNAポリメラーゼと結合でき、下流(3
’方向)コーディング配列の転写を開始できるDNA調節領域である。本発明を
定義する目的では、プロモーター配列は、コーディング配列の翻訳開始コドン(
たとえば、ATG)により3’末端で境界をひき、上流(5’方向)にのび、バ
ックグラウンドよりも上の検出可能なレベルで転写を開始するのに必要な塩基ま
たはエレメントの最小数を含む。プロモーター配列中に、転写開始部位(通常、
ヌクレアーゼS1でマッピングにより定義される)、ならびにRNAポリメラーゼ
の結合に関与するタンパク質結合ドメイン(コンセンサス配列)が見出される。
真核プロモーターは、しばしば、いつもでなないが、「TATA」ボックスおよ
び「CAT」ボックスを含む。原核プロモーターは、−10および−35コンセ
ンサス配列に加え、シャイン−ダルガノ配列を含む。
DNA「制御配列」は、プロモーター配列、リボソーム結合部位、ポリアデニ
レーションシグナル、転写終結配列、上流調節ドメイン、エンハンサー、および
宿主細胞中でコーディング配列の発現(すなわち、転写および翻訳)を提供する
ようなものを、ひとまとめにして意味する。
制御配列は、RNAポリメラーゼがプロモーター配列に結合し、コーディング
配列をmRNAに転写し、ついでmRNAをコーディング配列にコードされるポ
リペプチドに翻訳する時、細胞中でコーディング配列の「発現を制御」する。
「宿主細胞」は、トランスフォームまたはトランスフェクトされた細胞である
か、または、外来DNA配列によりトランスフォーメーションまたはトランスフ
ェクション可能な細胞である。
該外来DNAが細胞膜中に導入されている時、細胞は外来DNAにより「トラ
ンスフォーム」されている。外来DNAは、染色体DNA中に組み込まれ(共有
結合して)細胞のゲノムを構成していてもよく、していないくてもよい。たとえ
ば、原核細胞および酵母では、外来DNAは、プラスミドなどのエピソームエレ
メントとして保持され得る。真核細胞についてみると、安定にトランスフォーム
またはトランスフェクトされた細胞は、染色体複製により娘細胞に遺伝するよう
に、外来DNAが染色体中に組み込まれているものである。この安定性は、細胞
系、または、外来DNAを含む娘細胞の集団からなるクローンを確立する、真核
細胞の能力により示される。
「クローン」は、単一細胞または有糸分裂による共通の祖先由来の細胞の集団
である。「細胞系」は、多世代にわたりインビトロで安定に生育できる一次細胞
のクローンである。
DNA構築物の「異種」領域は、天然の他の分子と関連して見出されない、他
のDNA分子中または他のDNA分子に結合する、DNAの同定可能なセグメン
トである。
本発明で提供される各々のDNA配列は、抗菌性化合物の発見または開発に用
いることができる。発現時にコードされたタンパク質を、抗菌剤のスクリーニン
グのための標的として用いることができる。加えて、コードされたタンパク質の
アミノ末端領域をコードするDNA配列またはシャイン−ダルガノまたは他のそ
れぞれのmRNAの転写促進配列を、アンチセンス配列を構築し、対象のコーデ
ィング配列の発現を制御するのに用いることができる。
本発明のさらに他の態様によれば、たとえば、抗菌剤として有用な該ポリペプ
チドに対する阻害剤が提供される。NAGPUタンパク質の阻害剤は、抗菌的治
療における有用性を有する。
本発明の他の態様は、上記の本発明のポリペプチドの阻害剤および医薬上許容
される担体を含む医薬組成物である。
特に、本発明は、抗菌剤としての本発明の阻害剤の使用を提供する。
本発明は、さらに、かかる使用のための医薬の製造に関する。
本発明は、薬物のNAGPUタンパク質によるウリジルジホスフェートN−ア
セチルグルコサミンの生合成を阻害する能力を測定することによる、抗菌剤を同
定するための医薬をスクリーニングする方法を提供する。
イー・コリNAGPUは、ピロフォスフォリラーゼとして作用し、正反応の産
物、UDP−N−アヤチルグルコサミンおよびピロフォスフェートからN−アセ
チルグルコサミン−1−ホスフェートへの逆反応を触媒することが知られている
(Strominger,J.R.and Smith,M.S.[1959]J.Biol.Chem.234: 1822-7)。反
応に無機ピロホスフェートを導入することにより、制限なく正方向へ進行する(M
engin-Lecreulx,D.and van Heijenoort,J.,J.Bacteriol.176: 5788-5795[
1994])。
好ましい具体例において、NAGPUタンパク質の存在下、N−アセチルグル
コサミン−1−ホスフェートをUTPおよび無機ピロホスフェートとインキュベ
ートし、Malachite Green 法(Itaya,K.& Ui,M.Clin.Chim.Acta 14,361-366[1
966])などの適当な感受性方法を用いて比色的に測定できる無機ホスフェートを
生成させ、NAGPU酵素活性の測定を提供する。この反応における酵素活性の
現象は、阻害剤の存在を示唆する。
本発明は、また、これにより同定された阻害剤に関する。
治療あるいは予防において、有効な薬剤は、注射組成物、例えば、滅菌水性分
散液、好ましくは等張液として患者に投与される。
別法として、該組成物は、例えば、軟膏、クリーム、ローション、眼軟膏剤、
点眼剤、点耳剤、洗口剤、含浸ガーゼおよび縫合糸、およびエアロゾルなどの局
所的塗布用に処方されてもよく、または従来の添加剤、例えば、保存剤、薬剤浸
透を助ける溶剤、および軟膏ならびクリーム中のエモリエントを含有してもよい
。該局所処方はまた、適合する従来の担体、例えば、クリームあるいは軟膏の基
剤、およびローションのためのエタノールならびにオレイルアルコールを含んで
もよい。該担体は、処方約1重量%から約98重量%までを構成してもよい;よ
り一般的には、それらは処方約80重量%までを構成する。
ヒト患者に投与するために、活性薬剤の日用量レベルは0.01から10mg
/kg、典型的には、約1mg/kgである。医者はどんな場合でも、個々の患
者に最も適した、年齢、体重および個々の患者の応答によって変化する実際の用
量を決定する。上記の用量は平均的なケースの典型例である。もちろん、より多
いあるいはより少ない用量範囲が良い個々の事例があり、そのような事例も、本
発明の範疇である。
示した用量の範囲において、本発明の化合物で、適当な患者への投与を妨げる
ような不利な毒性効果は観察されないであろう。
実施例
本発明を以下の実施例によりさらに記載する。これらの例は、本発明のある特
定の態様を例示するものであるが、開示される発明の範囲を限定または制限する
ものではない。
以下の実施例の理解を容易にするために、特定のは汎用する方法および/ある
いは用語を記載する。
「プラスミド」は、小文字pを前に、および/または大文字および/または数
字が続くように表される。本明細書における出発プラスミドは商業上入手可能で
あるか汎用されているか、あるいは公表された手法でもって入手可能なプラスミ
ドから構築できるものである。加えて、記載されているプラスミドと等価なプラ
スミドは当該分野にて公知であり、当業者に自明である。
DNAの「消化」とは、DNAのある塩基配列にのみ作用する制限酵素による
DNAの触媒的切断をいう。本明細書で用いられる種々の制限酵素は商業上入手
可能であり、それらの反応条件、補因子およびその他の必要事項は、当業者にお
いて知られるものを用いた。分析の目的では、典型的には、1μgのプラスミド
あるいはDNAフラグメントを約2単位の酵素とともに約20μlの緩衝溶液中
で用いた。プラスミド構築のためのDNAフラグメントを単離する目的では、典
型的には、5ないし50μgのDNAが、大容量にて20ないし250単位の酵
素で消化される。特定の制限酵素に対する適当な緩衝液および基質濃度は製造者
によって特定される。37℃で約1時間のインキュベーション時間が通常使用さ
れるが、供給者の指導に従って変更してもよい。消化後、反応物をポリアクリル
アミドゲル上で直接電気泳動に付し、所望のフラグメントを単離する。
切断フラグメントのサイズ分離を、Goeddel,D.ら、Nucleic AcidsRes.,8:405
7(1980)に記載される、8パーセントポリアクリルアミドゲルを用いて行う。
「オリゴヌクレオチド」は、化学的に合成される一本鎖ポリデオキシヌクレオ
チドあるいは二つの相補性ポリデオキシヌクレオチド鎖のいずれかをいう。該合
成ポリデオキシヌクレオチドは5’リン酸を持たず、したがって、キナーゼ存在
下でATPとともにリン酸を添加しなければ、別のオリゴヌクレオチドと連結し
ないであろう。合成オリゴヌクレオチドは脱リン酸化されていないフラグメント
と連結するであろう。
「連結」とは、二つの二本鎖核酸フラグメント間でリン酸ジエステル結合を形
成する過程をいう(Maniatis,T.ら,Id.,p.146)。特記しない限り、連結は既
知の緩衝液および条件を用い、連結させるべきほぼ等モル量のDNAフラグメン
ト0.5μg当たり、10単位のT4DNAリガーゼ(「リガーゼ」)を用いて行
ってもよい。
すべての実施例は、詳細に記載する場合を除き、当業者に周知の慣用的な標準
的な方法を用いて行った。以下の実施例の通常の分子生物学的手法は、Sambrook
ら、MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL,2nd Ed.; Cold Spring HarborL
aboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.(1989)などの標準的な実験室マニ
ュアルに記載されるように行うことができる。
実施例1
エス・アウレウスWCUH29由来のNAGPUタンパク質をコードするDNA
の単離
イー・コリ中のエス・アウレウスWCUH29の染色体DNAのクローンのラ
イブラリーから、配列番号1に示すDNA配列を有するポリヌクレオチドを得た
。いくつかの場合、重複するエス・アウレウスWCUH29DNAを含んでいる
2個またはそれ以上のクローンからの配列決定データを用いて配列番号1の連続
し
たDNA配列を構築した。常套的方法、例えば下記によりライブラリーを調製し
てもよい:
方法1および2
標準的方法によりスタフィロコッカス・アウレウスWCUH29株(NCIM
B40771)から全細胞DNAを単離し、2つの方法のいずれかによりサイズ
分画する。
方法1
注射針に通すことにより全細胞DNAを機械的に剪断して、標準的方法に従っ
てサイズ分画する。11kbまでのサイズのDNAフラグメントをエキソヌクレ
アーゼおよびDNAポリメラーゼでの処理により平滑末端化し、EcoRIリン
カーを付加する。EcoRIで切断しておいたベクターラムダZapII中にフラ
グメントを連結し、標準的方法によりライブラリーをパッケージングし、イー・
コリをパッケージングされたライブラリーに感染させる。標準的方法によりライ
ブラリーを増幅する。
方法2
全細胞DNAを4種の制限酵素の組み合わせ(RsaI、PalI、AulIお
よびBsh1235I)を用いて部分加水分解し、標準的方法によりサイズ分画
する。EcoRIリンカーをDNAに連結し、ついで、EcoRI で切断してお
いたベクターラムダZapII中にフラグメントを連結し、標準的方法によりライ
ブラリーをパッケージングし、イー・コリをパッケージングされたライブラリー
に感染させる。標準的方法によりライブラリーを増幅する。
実施例2
感染の問におけるスタフィロコッカス・アウレウスWCUH29由来の遺伝子発
現の検出
スタフィロコッカス・アウレウスWCUH29での感染4日目のマウスの鼠蹊
部からの壊死脂肪組織を効果的に破砕し、カオトロピック剤およびRNAase
阻害剤の存在下で処理して動物および細菌RNAの混合物を得る。安定な調合品
および高収量の細菌RNAを得るための破砕および処理の最適条件は、ノーザン
ブロットによるスタフィロコッカス・アウレウス 16S RNAに特異的な放射
性標識オリゴヌクレオチドへのハイブリダイゼーションの使用によるものである
。得られたRNAase不含、DNAase不含、DNAおよびタンパク質不含
のRNA調合品は、スタフィロコッカス・アウレウスWCUH29の各遺伝子配
列から設計した独特なプライマー対を用いる逆転写PCR(RT−PCR)に適
する。
a)マウス動物感染モデルからのスタフィロコッカス・アウレウスWCUH29
で感染した組織の単離
寒天培養プレートから単離した個々のスタフィロコッカス・アウレウスWCU
H29のコロニーを容積10mlの滅菌栄養ブロス(No.2 Oxoid)に撒く。培養
物を37℃で16ないし20時間好気的にインキュベーションする(静置培養)
。4週齢のマウス(メス、18ないし22gNMFI株)を、このスタフィロコ
ッカス・アウレウスWCUH29のブロス培養物0.5ml(約108cfu/
mlまでブロスを希釈)を前方の右の下方四分円(鼠蹊部)に皮下注射すること
により感染させる。感染後最初の24時間はマウスを規則的にモニターすべきで
あり、ついで、研究終了まで毎日モニターすべきである。全身感染の徴候、すな
わち昏睡、毛の逆立ち、群からの孤立を有する動物を詳細にモニターすべきであ
り、徴候が瀕死状態にまで進行した場合、すぐに動物を選別すべきである。
傷害進行の可視的外部徴候は感染後24ないし48時間で現れるであろう。動
物の腹部の検査により、皮膚下の膿瘍の盛り上がった輪郭が示されるであろう。
局在化した傷害は右の下方四分円に残るはずであるが、場合によっては左の下方
四分円に広がるかもしれず、上昇して胸部に至るかもしれない。かかる場合、罹
病動物をすぐに選択し、可能ならば組織試料を採る。動物を選択しない場合、膿
瘍上にある壊死皮膚組織が脱落し、腹部筋肉壁が露出するかもしれない。
感染から約96時間後、二酸化炭素窒息を用いて動物を殺す。死亡時と組織処
理/保存時の隔たりを最小化するため、マウスを群としてではなく個別に殺すべ
きである。死亡した動物を背を下にして置き、毛を70%アルコールでおおまか
に拭く。左の下方四分円の皮膚から上部へと、ついで、胸部を通るように、はさ
みを用いて最初の切開を行う。腹部の右の下方四分円の株を切ることにより切開
を完了する。腹膜を貫通しないように注意する。垂れ下がった皮膚を鉗子で持ち
、皮膚を静かに腹部から引き上げる。腹膜を覆っているが筋肉シートを完全には
貫通していない膿瘍が露出しており、内蔵に穴をあけないように注意しながらこ
れを切除する。
液体窒素中での瞬間凍結の前に、膿瘍/筋肉シートおよび他の感染組織を断片
に切る必要があるかもしれず、そのことによりプラスチック製収集バイアル中で
の貯蔵が簡単になる。
b)感染組織試料からのスタフィロコッカス・アウレウスWCUH29RNAの
単離
2mlのスクリューキャップ試験管中の4ないし6種の組織試料(それぞれ約
0.5ないし0.7g)を−80℃の貯蔵庫からドライアイスエタノール浴中に
取り出す。微生物学的安全キャビネット中で、試料をドライアイスエタノール浴
中で冷却しながら試料を個々に破砕する。組織試料中の細菌を破砕するために、
1mlの TRIzol 試薬(Gibco BRL,Life Tehnologies)を添加し、次いで、十
分な0.1mmジルコニア/シリカビーズを試験管をほとんど満たすまで添加し
、密封性を良好にし、エアロゾル発生をなくすために、ねじ山にビーズが入らな
いように注意しながら蓋を戻す。ついで、Mini-BeadBeaterBX-4 型(BiospecPro
ducts)を用いて試料をホモジナイズする。壊死脂肪組織を5000rpmで1
00秒間処理して細菌を溶解させる。インビボで増殖した細菌にっいてはインビ
トロで増殖したエス・アウレウスWCUH29(3O秒間ビーズでビートするこ
とにより破砕)よりも長時間の処理が必要である。
ビーズでビートした後、ヒュームフード中で開栓するまで試験管を氷で冷却す
る。なぜなら破砕中に発生する熱がTRIzol を分解し、シアニドを遊離させるか
もしれないからである。
ついで、200マイクロリットルのクロロホルムを添加し、試験管を15秒間
手で振り混ぜ、混合を完全にする。室温で2ないし3分後、試験管を12000
g、4℃で15分間遠心分離し、ついで、TRIzol 試薬の製造者により示された
方法に従ってRNA抽出を継続する。すなわち、水相約0.6mlを滅菌エッペ
ンドルフチューブに移し、0.5mlのイソプロパノールを添加する。室温で1
0分後、試料を12000g、4℃で10分間遠心分離する。上清を取り、これ
を捨てて、RNAペレットを1mlの75%エタノールで洗浄する。ボルテック
スを用いて短時間撹拌して試料を混合し、ついで、7500g、4℃で5分間遠
心分離する。エタノールを除去し、RNAペレットを5分間ほど減圧乾燥する。
ついで、100マイクロリットルのDEPC処理水中に繰り返しピペッティング
することにより試料を再溶解し、ついで、5ないし10分間55℃に置く。最後
に、少なくとも1分間氷上に置き、200ユニットのRnasin(Promega)を添加
する。
RNA調合品は−80℃で1カ月まで保存される。長期保存には、プロトコー
ルの75%エタノール洗浄段階でRNA沈殿を少なくとも1年間−20℃で保存
できる。
試料を1%アガロースゲル上に泳動させることにより単離RNAの品質を評価
する。臭化エチジウムで染色した1xTBEゲルを用いて全RNA収量を可視化
する。感染組織からの細菌RNAの単離を示すために、1xMOPS、2.2M
ホルムアミドゲルで泳動を行い、Hybond-N(Amersham)に減圧ブロッティングす
る。ついで、エス・アウレウスの16s rRNAに特異的な32P標識オリゴヌ
クレオチドプローブ(K.Greisen,M.Loeffelholz,A.Purohit and D.Leong.J.Clin
.(1994)Microbiol.32 335-351)にブロットをハイブリダイゼーションさせる。
配列が:5'-gctcctaaaaggttactccaccggc-3'(配列番号6)であるオリゴヌクレ
オチドをプローブとして用いる。ハイブリダイゼーションするバンドのサイズを
、インビトロで増殖したエス・アウレウスWCUH29から単離された対照RN
Aのサイズとノーザンブロッドにおいて比較する。全RNA試料中に正しいサイ
ズの細菌16s rRNAバンドを検出でき、TBEゲル上で可視化すると哺乳
動物RNAの進んだ分解が示される。
c)RNA由来のスタフィロコッカス・アウレウスWCUH29からのDNAの
除去
200ユニットの Rnasin(Promega)を添加したバッファー中(最終体積90
マイクロリットル)で3ユニットのDNAaseI(増幅グレード(Gibco BRL,Lif
eTechnologies))で15分間氷上にて処理することにより、73マイクロリット
ルのRNA試料からDNAを除去した。
製造者のプロトコールに従ってDNAaseを不活性化し、TRIzol LS 試薬(
Gibco BRL,Life Technologies)で処理することにより除去した。DNAase
処理したRNAを、方法1と同様に Rnasin を添加した73マイクロリットルの
DEPC処理水中に再懸濁した。
d)感染組織由来のRNA試料からのcDNAの調製
DNAase処理したRNAの10マイクロリットルの試料を、製造者の指示
に従ってSuperScript Preamplification System for First Strand cDNA Synthe
sisKit(Gibco BRL,Life Technologies)を用いて逆転写する。1ナノグラムの
ランダムヘキサマーを用いて各反応を開始させる。SuperScriptII 逆転写酵素を
添加していない対照も反応させる。+/−両方のRT試料をRNaseH処理し
、ついで、PCR反応を進行させる。
e)細菌cDNA種の存在を調べるためのPCRの使用
PCR反応物を下記成分を添加して、氷上で0.2mlのチューブ中にセット
アップする:
45マイクロリットルの PCR SUPER MIX (Gibco BRL,Life Technologies)
1マイクロリットルの50mMMgCl2(最終濃度を2.5mMに調節する)
1マイクロリットルのPCRプライマー(長さ18ないし25塩基対であって
よく、類似のアニーリング温度を有するように設計されている)、各プライマー
の最終濃度10mM
2マイクロリットルのcDNA
下記のごとく Perkin Elmer GeneAmp PCR System 9600 によりPCR反応を行
う: 95℃で5分、その後、94℃、42℃および72℃でそれぞれ30秒、
ついで、72℃で3分のサイクルを50回行い、その後、温度を4℃に維持する
(PCR生成物の出現または不存在を決定するには、最適にはサイクル数は30
ない
し50回であり、RT反応から得られたcDNAの初発量の評価を行う場合には
、最適には8ないし30サイクル)。
ついで、10マイクロリットルの部分試料を1%の1xTBEゲルで泳動し、
PCR生成物を臭化エチジウム染色し、存在する場合には、DNAラダー(Gibc
oBRL,Life Technologies)を用いて標識した100bpのとの比較によりサイ
ズを評価する。別法として、PCR生成物が標識PCRプライマー(例えば、色
素で5’末端を標識されたもの)により便利に標識される場合には、PCR生成
物の適当な部分試料をボリアクリルアミド配列決定ゲルで泳動し、適当なゲルス
キャンニングシステム(例えば、Perkin Elmer により提供される GeneScanTMソ
フトウェアを用いる ABI PrismTM377 シークエンサー)を用いてその存在および
量を検出する。
RT/PCR対照は、+/−逆転写酵素反応物、16s rRNAプライマー
または非転写エス・アウレウスWCUH29ゲノム配列からPCR生成物を得る
ように設計されたDNA特異的プライマー対を含んでもよい。
プライマー対の効率を試験するために、それらをWCUH29全DNAを用い
るDNA PCRに使用する。PCR反応をセットアップし、cDNAのかわり
に約1マイクログラムのDNAを用いて35サイクルのPCRを上記のごとく行
う。
DNA PCRにおいてもRT/PCRにおいても予想サイズの生成物を生じ
ないプライマー対はPCRを失敗させるものであり、それゆえ有用でない。DN
A PCRを用いて正しいサイズの生成物を生じるプライマーのうち2つのクラ
スがRT/PCRにおいて区別される:
1.インビボで再現可能に転写されない遺伝子はRT/PCRにおいて生成物
を生じない。
2.インビボで再現可能に転写される遺伝子は、RT/PCRにおいて正しい
サイズの生成物を生じ、−RT対照におけるシグナル(存在する場合)よりも強
力なシグナルを+RT試料において示す。
上記試験において、下記ヌクレオチド配列(配列番号1)をインビボで転写さ
れるものとして同定した。推定アミノ酸配列を配列番号2および5に示す。遺伝
子同定に使用するPCRプライマー対は、配列番号3および4に示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
A61K 38/45 A61K 39/085
39/085 45/00
45/00 48/00
48/00 C07K 16/40
C07K 16/40 C12N 1/21
C12N 1/21 C12P 21/02 C
C12P 21/02 C12Q 1/68 A
C12Q 1/68 G01N 33/573 A
G01N 33/573 A61K 37/52
//(C12N 15/09 ZNA
C12R 1:19)
(31)優先権主張番号 9604581.0
(32)優先日 平成8年3月4日(1996.3.4)
(33)優先権主張国 イギリス(GB)
(31)優先権主張番号 9612887.1
(32)優先日 平成8年6月20日(1996.6.20)
(33)優先権主張国 イギリス(GB)
(31)優先権主張番号 60/027,972
(32)優先日 平成8年10月8日(1996.10.8)
(33)優先権主張国 米国(US)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),JP,US
(72)発明者 ホッジソン,ジョン・エドワード
アメリカ合衆国19426―0989ペンシルベニ
ア州 カレッジビル、ポスト・オフィス・
ボックス5089、サウス・カレッジビル・ロ
ード1250番、スミスクライン・ビーチャ
ム・ファーマシューティカルズ
(72)発明者 バーナム,マーティン・カール・ラッセル
アメリカ合衆国19426―0989ペンシルベニ
ア州 カレッジビル、ポスト・オフィス・
ボックス5089、サウス・カレッジビル・ロ
ード1250番、スミスクライン・ビーチャ
ム・ファーマシューティカルズ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.(a)配列番号2のアミノ酸1から450までを含むポリペプチドをコード しているポリヌクレオチドに対して少なくとも70%の同一性を有するポリヌク レオチド、 (b)配列番号5のアミノ酸1から452までを含むポリペプチドをコードし ているポリヌクレオチドに対して少なくとも70%の同一性を有するポリヌクレ オチドヌクレオチド、 (c)(a)のポリヌクレオチドに対して相捕的なポリヌクレオチド、 (d)(b)のポリヌクレオチドに対して相捕的なポリヌクレオチド、および、 (e) (a)、(b)、(c) または(d) のポリヌクレオチドの少なくとも15個の 連続した塩基を含むポリヌクレオチド からなる群より選択されるメンバーを含む単離ポリヌクレオチド。 2.ポリヌクレオチドがDNAである請求項1記載のポリヌクレオチド。 3.ポリヌクレオチドがRNAである請求項1記載のポリヌクレオチド。 4.配列番号1に示されるヌクレオチド54から1406までと相補的な配列 、および、配列番号1に示されるヌクレオチド54から1412までと相補的な 配列からなる群から選択されるポリヌクレオチドを含む、請求項2記載のポリヌ クレオチド。 5.新規NAGPUポリペプチドをコードしている、配列番号1に示されるポ リヌクレオチドを含む請求項2記載のポリヌクレオチド。 6.配列番号2のアミノ酸1から450、および、配列番号5のアミノ酸1か ら452からなる群から選択されるアミノ酸を含むポリペプチドをコードしてい る請求項2記載のポリヌクレオチド。 7.(a)NCIMB受託番号40794に含まれるDNAにより発現される のと同じ成熟ポリペプチドをコードしていて配列番号1のポリヌクレオチド配列 を有するポリヌクレオチドに対して少なくとも70%の同一性を有するポリヌク レオチド、 (b)(a)のポリヌクレオチドに対して相捕的なポリヌクレオチド、および (c)(a)または(b)のポリヌクレオチドの少なくとも15個の塩基を含 むポリヌクレオチド からなる群より選択されるメンバーを含む単離ポリヌクレオチド。 8.請求項2記載のDNAを含むベクター。 9.請求項8記載のベクターを含む宿主細胞。 10.請求項9記載の宿主細胞から該DNAによりコードされているポリペプ チドを発現させることを含む、ポリペプチドの製造方法。 11.請求項8記載のベクターで細胞をトランスフォーメーションまたはトラ ンスフェクションして、ベクター中に含まれるcDNAによりコードされている ポリペプチドを細胞が発現するようにすることを含む、ポリペプチドを発現する 細胞の製造方法。 12.配列番号2の1から450および配列番号5の1から452からなる群 から選択されるアミノ酸に対して少なくとも70%同一であるアミノ酸配列を含 むポリペプチド。 13.配列番号2に示されるアミノ酸および配列番号5に示されるアミノ酸か らなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチド。 14.請求項12記載のポリペプチドに対する抗体。 15.請求項12記載のポリペプチドの活性を阻害するアンタゴニスト。 16.治療上有効量の請求項12記載のポリペプチドを個体に投与することを 含む、新規NAGPUタンパク質を必要とする個体の治療方法。 17.該ポリペプチドをコードしていてインビボで該ポリペプチドを発現する DNAを個体に提供することにより該治療上有効量のポリペプチドが投与される 請求項16記載の方法。 18.治療上有効量の請求項15記載のアンタゴニストを個体に投与すること を含む、新規NAGPUタンパク質ポリペプチドを阻害する必要のある個体の治 療方法。 19.請求項12記載のポリペプチドの発現に関連した疾病の診断方法であっ て、該ポリペプチドをコードしている核酸配列を決定することを含む方法。 20.宿主由来の試料中の請求項12記載のポリペプチドの存在について分析 することを含む診断方法。 21.結合手段への結合を可能にする条件下にて、ポリペプチドに対する結合 手段(該結合手段は、該結合手段への化合物の結合に応答して検出可能シグナル を発しうる第2の成分に結合しているものである)を表面上に発現する細胞をス クリーニングすべき化合物と接触させ、 次いで、化合物と結合手段との相互作用により生じるシグナルの存在または不 存在を検出することにより、化合物が結合物質に結合し、これを活性化または阻 害するかどうかを決定することを含む、請求項12のポリペプチドに結合し、そ の活性を阻害する化合物の同定方法。 22.哺乳動物を疾病から防御する抗体を産生させるに十分な新規NAGPU タンパク質、またはそのフラグメントもしくは変種を哺乳動物に接種することを 含む、哺乳動物における免疫学的応答を誘導する方法。 23.遺伝子治療により、新規NAGPUタンパク質、またはそのフラグメン トもしくは変種をインビボで送達して哺乳動物を疾病から防御する抗体を産生さ せる免疫学的応答を誘導することを含む、哺乳動物における免疫学的応答を誘導 する方法。 24.新規NAGPUポリヌクレオチドをコードしていてこれを発現するDN Aまたはそれによりコードされているタンパク質を含んでなる免疫学的組成物で あって、哺乳動物中に導入された場合、新規NAGPUタンパク質のポリヌクレ オチドまたはそれによりコードされているタンパク質に対する免疫学的応答を哺 乳動物において誘導する組成物。
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