JP2000509246A - 新規化合物 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、新たに同定されたスタフィロコッカスのポリヌクレオチド、かかるポリヌクレオチドにコードされるポリペプチド、かかるポリヌクレオチドおよびポリペプチドの使用、ならびに、かかるポリヌクレオチドおよびポリペプチドの製造、および、該ポリヌクレオチドでトランスフオームされた組換え宿主細胞に関する。本発明はまた、かかるポリヌクレオチドまたはポリペプチドの生合成または作用の阻害、ならびに、治療におけるかかる阻害剤の使用に関する。
Description
【発明の詳細な説明】
新規化合物発明の属する技術分野
本発明は、新たに同定されたポリヌクレオチド、特にスタフィロコッカスのポ
リヌクレオチド、かかるポリヌクレオチドにコードされるポリペプチド、かかる
ポリヌクレオチドおよびポリペプチドの使用、ならびに、かかるポリヌクレオチ
ドおよびポリペプチドの製造、および、該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、かかるポリヌクレオチドまたは
ポリペプチドの生合成または作用の活性化または阻害、ならびに、治療における
かかる活性化剤または阻害剤の使用に関する。従来の技術
ストレプトコッカス属(Streptococci)は医学的に重要な微生物属を形成して
いる。これらは二種の疾患、浸襲性および毒素原性の疾患を引き起こすことが知
られる。浸襲性感染は、一般に、皮膚表面および深部組織の両方に作用する潰瘍
形成により特徴付けられる。スタフィロコッカス・アウレウス(Staphylococcus
aureus、エス・アウレウス、S.aureus)は癌患者における菌血症を引き起こす
第二の主要原因である。骨髄炎、敗血症性関節炎、敗血症性血栓静脈炎および急
性細菌性心内膜炎もまた、比較的よく見られる。スタフィロコッカスの毒素原的
特性から生じる少なくとも三種の臨床的状態がある。これらの疾患の発現は、組
織浸襲および菌血症とは対照的に、外毒素の作用の結果である。これらの状態に
は:スタフィロコッカス食中毒、熱傷様皮膚症候群およびトキシンショック症候
群が含まれる。
例えば、コアグラーゼ、溶血素、ロイコシジン、エキソおよびエンテロトキシ
ンなどの病原性と関連する特定のストレプトコッカスのタンパク質が同定されて
いるが、哺乳動物宿主における感染および疾患の進行の間のかかる遺伝子の一時
的発現については、ほとんど知られていない。感染の異なる段階、特に、感染が
確立する際に細菌が発現する可能性のある遺伝子のセットを見出すことにより、
発病を防止できる新規な抗菌剤のスクリーニングおよび解析のための重要な情報
が提供される。より十分な公知のタンパク質の理解の提供に加え、かかるアプロ
ーチは、以前に認識されていない標的を同定するであろう。発明の概要
本発明は、本明細書で示されるアミノ酸配列、またはそのフラグメント、アナ
ログもしく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WC
UH29由来の新規タンパク質を提供する。
本発明はまた、配列番号1ないし配列番号623、またはこれらの配列番号(
配列番号1ないし623)のいずれかの組み合わせからなる群から選択されるア
ミノ酸配列を含む単離ポリペプチドを提供する。
さらに、本発明は、配列番号1ないし配列番号623のアミノ酸配列の一つを
コードする単離核酸(本明細書においてまた「ポリヌクレオチド」という)、ま
たは配列番号624ないし1165、またはこれらの配列番号(配列番号624
ないし1165)のいずれかの組み合わせからなる群から選択される単離ポリヌ
クレオチド配列、またはストリンジェントな条件下でこれらとハイブリダイズで
きるポリヌクレオチド配列を提供する。
本発明の他の態様によれば、かかるポリヌクレオ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、本明細書において示すDNA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、本明細書において記載するプロセスにおいてPCRプライマー
として作用し、本明細書で同定した遺伝子、特にスタフィロコッカス・アウレウ
スの遺伝子が、全体または部分的に、感染組織において発現しているかどうかを
調べることのできる、本明細書において示す配列由来の新規オリゴヌクレオチド
に関する。そのような配列はまた、病原体が達成した感染の段階および感染のタ
イプの診断においても有用性のあることが認識される。このように同定されたタ
ンパク質は、抗細菌性化合物を同定するために設計されたスクリーンにおいて標
的として有用である。発明の詳説
本明細書で提供されるポリヌクレオチド配列、特にDNA配列を、各々、抗細
菌化合物の発見および開発に用いることができる。配列の各々は、読み枠(OR
F)または推定遺伝子を、適当な開始および終止コドンとともに含むので、コー
ドされるタンパク質を、発現されたら、薬剤などの抗微生物化合物のスクリーニ
ングの標的として用いることができる。加えて、コードされるタンパク質のアミ
ノ末端領域をコードするDNA配列を、アンチセンスまたはリボザイム配列を構
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。さら
に、本明細書において開示される多くの配列はまた、コーディング配列から上流
および下流の領域を提供する。これらの配列は、細菌性遺伝子発現の制御の調節
エレメントの源として有用である。かかる配列を、都合よく、制限酵素作用によ
り単離するか、または化学的に合成し、例えば、プロモーター同定株中に導入す
る。これらの株は、制限部位から下流に位置するレポーター構造遺伝子配列を含
み、活性なプロモーターが挿入されると、レポーター遺伝子が発現される。
各々の配列を上記のように用いることができるが、本発明はまた、特に有用な
標的遺伝子を同定するためのいくつかの手段を提供する。これらのアプローチの
第一は、関連する生物に対合する配列のための適当なデータベースの探索を必要
とする。かくして、相同性が存在すれば、この遺伝子のスタフィロコッカス様型
は、類似の役割を担うであろう。例えば、他の生物における細胞表面タンパク質
に対する相同体であると同定されたスタフィロコッカスのタンパク質は、ワクチ
ン候補として有用であろう。かかる相同体が本明細書において開示される配列に
ついて同定されており、それらはコーディング配列に沿って報告されている。
最近、特に、実験室条件および宿主条件下での生存性に適用した場合に、細菌
における一時的な遺伝子発現を評価するための技術が利用できるようになってい
る。それ自体生存に必須であるかまたは感染の確立および/もしくは維持に必須
である遺伝子を同定するために、多くの方法を用いることができる。これらの方
法の一つにより未知のORFを同定することにより、その機能についてのさらな
る情報が得られ、かかるORFをスクリーニングの標的としてさらに開発するた
めの選別が可能となる。簡単には、これらの研究には、例えば以下のものがある
:
1)シグナチャータグ化突然変異法(Signature Tagged Mutagenesis:STM)
この技法は、Henselら、Science 269:400-403(1995)に記載されており、背
景技術とする目的でその内容を出典明示により本明細書の一部とする。シグナチ
ャータグ化突然変異誘発は、所定感染モデルにおける感染の確立/維持に必要な
遺伝子を同定する。
この技法は、種々の手段(例えばトランスポゾン)により、標的生物にランダ
ムに突然変異を誘発し、独特なDNA配列タグを突然変異部位に非常に近接して
挿入することに基づく。細菌性突然変異体および感染宿主から回収した細菌の混
合集団由来のタグは、増幅、放射性標識化およびハイブリダイゼーション分析に
より検出される。毒性を減じた突然変異体は、感染宿主から回収した細菌のプー
ル由来のタグの欠如により表される。
2)インビボ発現法(In Vivo Expression Technology:IVET)
この技術はCamilliら、Proc.Nat'l.Acad.Sci.USA.91,2634-2638(1994
)に記載されており、各々の内容を背景技術とする目的で出典明示により本明細
書の一部とする。IVETは、実験培養と比較した場合、感染において重要な役割を
有する、感染中にアップレギュレーションする遺伝子を同定する。この技法によ
り同定されるORFは感染の確立/維持に重要な役割を有する。
この技法では、標的生物のランダムな染色体フラグメントは、プラスミドベク
ターのプロモーター不含リコンビナーゼ遺伝子の上流でクローン化される。この
構築物を、レソルバーゼ部位が隣接している抗生物質耐性遺伝子を有する標的性
物中に導入する。抗生物質の存在下での生育により、レコンビナーゼ遺伝子の転
写を支持しうるプラスミドベクター中にクローンされたそれらのフラグメントが
集団から除去され、それゆえ抗生物質耐性の喪失が起こる。抵抗性プールを宿主
に導入し、感染後の種々の時間に細菌を回収し、抗生物質耐性の存在を評価でき
る。各々の抗生物質感受性細菌が担持する染色体フラグメントは、感染中に正常
なアップレギュレーションをうけるプロモーターまたは遺伝子部分を担持するは
ずである。組換え酵素遺伝子の上流の配列決定により、アップレギュレーション
された遺伝子を同定できる。
3)引き算ディスプレイ
この技法は、その内容を背景技術とする目的で出典明示により本明細書の一部
とする、Chuangら、J.Bacteriol.175,2026-2036(1993)に記載されている。
この方法はランダムプライムRT−PCRを用いてmRNAの存在を同定するこ
とにより、生体において発現する遺伝子を同定する。感染前および感染後のプロ
フィールを比較することにより、感染中にアップレギュレーションおよびダウン
レギュレーションされる遺伝子を同定でき、RT−PCR生成物を配列決定し、
未知の「ORF」に適合させることができる。
4)トランスポゾン突然変異誘発による条件致死変異体の発生
この技法は、その内容を背景技術とする目的で出典明示により本明細書の一部
とする、de Lorenzo,V.ら、Gene 123,17-24(1993);Neuwald,A.F.ら、Gene
125,69-73(1993)およびTakiff,H.E.ら、J.Bacteriol.174,1544-1553(19
92)に記載されており、発現が細胞の生存に必須である遺伝子を同定する。
この技法では、一方向または両方向でトランスポゾンから外側へ転写する、調
節可能なプロモーターを担持するトランスポゾンを生じる。これらのトランスポ
ゾンを標的生物にランダムに挿入し、続いてプロモーター活性のインデューサー
の存在下で挿入突然変異体を単離すると、発現が細胞の生存に必須である遺伝子
のコーディング領域とプロモーターとを分離するインサートが回収されることが
確認される。このインサートは生存できないので、引き続いてインデューサー不
含のレプリカ平板法でかかるインサートを同定する。トランスポゾンに隣接する
領域の配列決定により挿入部位を同定し、分断された遺伝子を同定する。インデ
ューサー不存在下での成長中の細胞の過程/形態の変化を精密にモニターし、遺
伝子の可能な機能に関する情報を得る。このようなモニター観察には、フローサ
イトメトリー(細胞分割、溶解、酸化還元能、DNA複製)、DNA、RNA、タ
ン
パク質、脂質、ペプチドグリカンへの放射性化学的標識前駆体の取り込み、既知
の細胞性ストレスに応答するリポーター酵素遺伝子融合物のモニター等がある。
5)化学的突然変異法による条件致死突然変異体の発生
この技法は、出典明示により背景技術目的でその内容を本明細書の一部とする
、Beckwith,J.Methods in Enzymology 204,3-18(1991)に記載されている。
この技法では、標的生物のランダム化学的突然変異を誘発し、生理学的温度(許
容温度)とは異なる温度で増殖させ、続いてレプリカ平板法を行い、異なる温度
(例えばts同定のためには42℃、cs同定のためには25℃)で成長させ、
その時成長できなかった単離物(条件付き突然変異体)を同定する。前記のよう
に、非許容温度での増殖における変化を精密にモニターし、突然変異遺伝子の機
能に関する情報を得る。標的生物からのライブラリーにより条件致死突然変異を
相補し、および相補遺伝子を配列決定することにより、未知のORFと適合させ
ることができる。
これらの技法の各々は、特定の適用に応じて有利であったり、不利であったり
する。当業者は意図する特定の使用目的に最も関連する研究法を選択する。例え
ば、いくつかの遺伝子は感染に必須であると認識されているが、実際には感染の
開始にのみ必要であり、そのためそれらの産物は、確立された慢性の感染の治療
のために開発された抗細菌物質にとってはそれほど魅力的な標的ではない。
さらに別の変形において、感染組織由来の細菌性RNA調製物のノザンブロッ
トにおいて、細菌性リボソームRNAに特異的にアニールする適当に標識された
オリゴヌクレオチドプローブを用いる。ハイブリダイゼーション標的としてのさ
らに豊富なリボソームRNAの使用は、感染組織由来のRT−PCRに適当な大
きさの細菌性RNAを精製するプロトコールの最適化を大変促進する。
これらの技法の使用は、本発明のORFに用いると、感染の間に発現する細菌
性タンパク質、抗細菌性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
。
エス・アウレウスWCUH29を、1995年9月11日に、National Colle
ctions of Industrial and Marine Bacteria Ltd.(NCIMB)、Aberdeen,Sc
otlandに、NCIMB受託番号40771として寄託した。
本明細書において開示するヌクレオチド配列は、当該分野にて公知の合成化学
技法により得ることができ、または、本明細書において開示する特定の配列から
構築されたプローブでDNA調製物をプロービングしてエス・アウレウスWCU
H29から得ることもできる。別法として、開示された配列由来のオリゴヌクレ
オチドを、細菌性ゲノム源からの配列のPCR−ベースのクローニングのプロセ
スにおいてPCRプライマーとして用いることができる。そのような配列はまた
、病原体が達成した感染の段階およびタイプの診断においても有用性のあること
が認識される。
本明細書で示す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
を得るには、典型的には、イー・コリまたは他の適当な宿主中のエス・アウレウ
スWCUH29の染色体DNAのクローンのライブラリーを、部分配列由来の放
射標識したオリゴヌクレオチド、好ましくは17量体またはそれ以上の長さのオ
リゴヌクレオチドでプローブする。ついで、該プローブと同じDNAを有するク
ローンを高いストリンジェントな洗浄を使用して区別できる。該オリジナル配列
から設計された配列決定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、該配列を両方の方向に伸長し、完全長配列を決定することが可能で
ある。都合よくは、プラスミド・クローンから調製された変性二本鎖DNAを用
いてかかる配列決定を行う。適当な技法は、Maniatis,T.,Fritsch,E.F.およびS
ambrook,J.in MOLECULAR CLONING,A Laboratory Manual,2nd edition,1989
,Cold Spring Harbor Laboratory(Screening By Hybridization 1.90およびSe
quencing Denatured Double-Stranded DNA Templates 13.70を参照のこと)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、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、本明細書に示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。核酸塩基に関する標準記号A、G、C、T/Uに加えて、ま
た「N」なる語を、本発明の特定のポリヌクレオチドを記載するのに用いること
ができる。「N」は、隣接するヌクレオチド位置と一緒になって作用する場合、
正確な読み枠を読み取る場合で、Nがそのような読み枠において未成熟終止コド
ンを形成する効果を有する塩基でないことが好ましい場合を除き、4種のDNA
またはRNA塩基のいずれかがDNAまたはRNA配列のその指定位置にあるこ
とを意味する。
よって、本発明は、本明細書に示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、本明細書に開示される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
チドの機能を本可的に変えない、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んでいてもよい。
よって、「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、例えば、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、リーダー配列を有していてもよい。ポリヌクレオ
チドは、また、成熟タンパク質に加え、さらなる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。
よって、例えば、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。さらに、本明細書で提供され
るアミノ酸配列はNH2−末端においてメチオニン残基を示す。しかしながら、
ペプチドの翻訳後修飾の間に、この残基が除去され得ることが認識される。した
がって、本発明は、本明細書で開示される各々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)により提供されるヘキサ−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%または60%、好ましくは少な
くとも70%、80%または90%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
ブリダイズするスタフィロコッカスのポリヌクレオチドに関する。本明細書で用
いる「ストリンジェントな条件」なる用語は、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、本明細書に示す推定ア
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。これらの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。
本明細書の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または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。
本明細書の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(例えば、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、であっても
よい。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」なる用語は、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、発現された生成物を回収することに
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、例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、例えば、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。
適当な発現べクターには、染色体、非染色体および合成DNA配列、例えば細
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、D
NA配列を、技術分野において公知の方法により、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tr
p、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る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
ー遺伝子を含み、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の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中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、シグナルペプチドまた
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、例
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。例えば、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、g
pt、ラムダPR、PLおよびtrp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SV
40、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
てターンオンまたはターンオフ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、例えば、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
。例えば、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(例えば、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、例えば、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。
より詳細には、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、構築物はさらに例えば、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知られており、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、pQE
60、pQE−9(Qiagen);pbs、pD10、ファージスクリプト(Phagescri
pt)、psiX174、ピーブルースクリプト(pbluescript)SK、pbsks
、pNH8A、pNH16a、pNH18A、pNH46A(Stratagene);pt
rc99a、pKK223−3、pKK233−3、pDR540、pRIT5
(Pharmacia)。真核系:pBlueBacIII(Invitrogen)、pWLNEO、pS
V2CAT、pOG44、pXT1、pSG(Stratagene)、pSVK3、pBP
V、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1(イー・コリ)、pBR322(イー
・コリ)、pACYC177(イー・コリ)、pKT230(グラム−陰性細菌)、
pGV1106(グラム−陰性細菌)、pLAFR1(グラム−陰性細菌)、pME
290(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)、pU
C6(ストレプトマイヤス)、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.Maniatis et
al."Molecular Cloning"Cold Spring Harbor Laboratory(1982)を参照のこと。
ある場合には、宿主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(例えば、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、ホスホセ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。
組換え生成方法において用いた宿主に応じ、本発明のポリペプチドはグリコシ
ル化されるかまたはグリコシル化されていなくてもよい。本発明のポリペプチド
はまた、開始メチオニンアミノ酸残基を包含してもよい。
「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(例えば、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(例えば、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、mR
NA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(例
えば、ATG、GTG)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。例えば
、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。
本発明のさらに別の態様によれば、例えば、抗細菌剤またはワクチンなどの治
療的または予防的目的のための本発明のポリペプチドの使用が提供される。
本発明のさらに別の態様によれば、治療的または予防的目的、特に、遺伝学的
免疫化における本発明のポリペプチドの使用が提供される。
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、かかるポリペプチ
ドの阻害剤が提供される。特に、かかるポリペプチドに対する抗体が提供される
。
本発明の他の態様は、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である。
本発明の特定の態様は、抗細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。
ポリペプチドを宿主を免疫化するための抗原として用い、抗細菌作用を有する
特異的抗体を生成させるのに用いてもよい。
ポリペプチドまたはそれらを発現する細胞は、それらに対する抗体を生成する
免疫原として用いることができる。これらの抗体は、例えば、ポリクローナルま
たはモノクローナル抗体であることができる。抗体なる用語には、キメラ、一本
鎖およびヒト化または類似化抗体、ならびにFabフラグメントまたはFab発
現ライブラリーの産物を包含する。当該分野で知られる様々な方法をかかる抗体
またはフラグメントの製造に用いることができる。
発明の配列に対応するポリペプチドに対して得られる抗体は、ポリペプチドを
、動物に直接注射するかまたはポリペプチドを動物、好ましくはヒト以外の動物
に投与することにより得ることができる。このようにして得られた抗体はポリペ
プチドそのものと結合する。この方法ではポリペプチドのフラグメントのみをコ
ードする配列であっても元のポリペプチド全体に結合する抗体の生成に用いるこ
とができる。かかる抗体を用いて、ポリペプチドを発現する組織から該ポリペプ
チドを単離することができる。
ポリペプチド誘導体は、本発明の特定の態様を形成する、抗原的または免疫学
的に等価な変種を包含する。
本明細書で用いる「抗原的に等価な誘導体」なる用語は、本発明にしたがって、
タンパク質またはポリペプチドに対して誘起された場合、病原体および哺乳動物
宿主間での相互作用を妨げるある種の抗体により特異的に認識されるであろうポ
リペプチドまたはそれの同等物を包含する。
本明細書で用いる「免疫学的に等価な誘導体」なる用語は、脊椎動物において
抗体を誘起させるのに適した処方にて用いた場合、抗体が病原体および哺乳動物
宿主間での相互作用を妨げるように作用するペプチドまたはその同等物を包含す
る。
特に、本発明の自然のタンパク質またはポリペプチドフラグメントに比べ僅か
に長いかまたは僅かに短い誘導体を用いてもよい。加えて、1またはそれ以上の
アミノ酸残基が修飾されたポリペプチドを用いてもよい。かかるペプチドを、例
えば、アミノ酸の置換、付加または配列組換えにより、または、その化学的修飾
により調製してもよい。かかる置換および修飾はすべて、一般にペプチド化学の
分野において当業者に周知である。
抗原的または免疫学的に等価な誘導体またはその融合タンパク質などのポリペ
プチドは、マウスまたはその他の動物、例えばラットもしくはニワトリを免疫す
るための抗原として使用する。融合タンパク質はポリペプチドに安定性を付与す
る。抗原は、例えば接合することにより、免疫原性キャリヤタンパク質、例えば
ウシ・血清アルブミン(BSA)またはキーホール・リムペット・ヘモシアニン
(keyhole limpet haemocyanin:KLH)に結合させるてもよい。別法として、
タンパク質もしくはポリペプチド、またはその抗原的もしくは免疫学的に等価な
ポリペプチドの多重コピーを含む多重抗原性ペプチドは、免疫原生を改良するた
めに十分な抗原性を有しており、キャリヤーを使用しなくてよい。
モノクローナル抗体を調製するために、連続的細胞系培養により産生される抗
体を提供する技法を用いることができる。例には、ハイブリドーマ法(Kohler an
d Milstein,Nature,256:495-497(1975))、トリオーマ法、ヒトB−細胞ハイブ
リドーマ法(Kozbor et al.,Immunology Today 4:72(1983))、およびヒトモノク
ローナル抗体を産生するためのEVB−ハイブリドーマ法(Cole,et al.,1985
,in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,Alan R.Liss,Inc.,pp.7
7-96)が包含される。
一本鎖抗体を製造するための技術(米国特許第4946778号)を用いて、
本発明の免疫原性ポリペプチドに対する一本鎖抗体を産生することができる。
KohlerおよびMilstein(前掲,(1975))の方法を用いて、免疫化哺乳動物から
の抗体含有細胞をミエローマ細胞と融合させ、モノクローナル抗体を分泌するハ
イブリドーマ細胞を作成する。
元のポリペプチドおよび/または融合タンパク質の1またはそれ以上を用いて
、ハイブリドーマをスクリーニングし、高い結合親和性を有し、他のスタフィロ
コッカス種と好ましく交差反応する細胞系を選択する。選択した細胞系を培養し
て所望のモノクローナル抗体を得る。
モノクローナル抗体を分泌するハイブリドーマ細胞系は、本発明の他の態様で
ある。
別法として、ファージディスプレイ(phage display)技法を利用して、抗‐
Fbpの保持に関してスクリーニングしたヒトのリンパ球のPCR増幅したv遺
伝子のレパートリー、または無処理のライブラリーから、ポリペプチドに対する
結合活性を有する抗体遺伝子を選択してもよい(McCafferty,J.ら、Nature348,
552-554(1990);Marks,J.ら、Biotechnology 10,779-783(1992))。これらの
抗体の親和性は、チェインシャフリング(chain shuffling)により改善すること
もできる(Clackson,T.ら、Nature352:624-628(1991))。
抗体をポリペプチドおよび/または融合タンパク質に対する高親和性について
、再度スクリーニングすべきである。
上記したように、最終抗体のフラグメントを調製してもよい。
抗体は、Mr約150,000の完全な抗体、または例えば、Fabフラグメントま
たはFvフラグメントなどのその誘導体のいずれであってもよい(Skerra,A and
Pluckthun,A.,Science 240:1038-1040(1988))。二つの抗原結合ドメインが存
在する場合、各ドメインは異なるエピトープに向けることができ、それを「二特
異性」抗体と称する。
本発明の抗体を、例えば、確立されたモノクローナル抗体技術(Kohler,G.andM
ilstein,C.(前掲,(1975))などの通常の手段、または、例えばHuse,W.D.et al
.,Science 246:1275-1281(1989)に記載されるような、コンビナトリアルライブ
ラリーなどの組換え手段を用いて、調製してもよい。
好ましくは、本発明のポリペプチドの発現について前記したような適当な発現
系において、該抗体をコードするDNAポリマーの発現により、抗体を調製する
。発現系のベクターの選択は、イー・コリ(好ましくは、株B)、ストレプトマイ
セス・エスピイ(Streptomyces sp.)などの原核細胞、マウスC127、マウス
ミエローマ、ヒトHeLa、チャイニーズハムスター卵巣、糸状または単細胞菌
類または昆虫細胞などの真核細胞などである宿主により部分的に決定される。ま
た、宿主は、トランスジェニック動物またはトランスジェニック植物(例えば、H
iatt,A.et al.,Nature 340:76-78(1989)において記載されるような)であって
もよい。適当なベクターには、プラスミド、バキュロウイルスおよびワクシニア
が包含される。
Fabフラグメントを親のモノクローナル抗体から、酵素処理、例えば、パパ
インを用いてFc部分からFab部分を開裂することにより、調製してもよい。
好ましくは、抗体またはその変種を修飾して患者における免疫原性を減少させ
る。例えば、患者がヒトである場合、抗体は最も好ましくは「ヒト化」されてお
り、例えばJones,P.ら、Nature 321,522−525(1986)またはTempestら、Biote
chnology 9,266-273(1991)に記載されているように、ハイブリドーマ由来の
抗体の相補性決定領域または複数の領域がヒトモノクローナル抗体に移植されて
いる。
修飾は、「ヒト化」のひとつに制限される必要はなく、他の霊長類配列(例えば
、Newman,R.et al.,Biotechnology 10:1455-1460(1992))もまた、用いること
ができる。
ヒト化モノクローナル抗体、または結合活性を有するそのフラグメントは、本
発明の特定の態様を形成する。
本発明は、化合物、例えば、薬剤をスクリーニングし、本明細書において標的
として選択したタンパク質を活性化するかまたは好ましくは妨害する化合物を同
定する方法であって、試験化合物または薬剤によるタンパク質の活性の活性化ま
たは妨害を測定することを含む方法を提供する。例えば、選択されたタンパク質
が触媒活性を有する場合、適当な精製および処方の後、その天然の基質を変換す
る能力により、酵素の活性を追跡できる。酵素活性のかかる活性において、化学
合成された異なる試験化合物または天然産物を酵素活性についてのかかるアッセ
イに取り入れることにより、天然基質と競合する、または、さもなければ、酵素
活性を阻害する添加剤を検出できる。
本発明はまた、それにより同定される阻害剤に関する。
好ましくは、遺伝学的免疫化における本発明のポリペプチドの使用を、筋肉中
へのプラスミドDNAの直接注射(Wolff et al.,Hum.Mol.Genet.1:363(199
2);Manthorpe et al.,Hum.Gene Ther.4:419(1963))、特異的タンパク質担体
と複合したDNAのデリバリー(Wu et al.,J.Biol.Chem.264:16985(1989))
、DNAとリン酸カルシウムの共沈(Benvenisty & Reshef,Proc.Nat'l Acad.
Sci.USA,83:9551(1986))、様々な形態のリポソームのへのDNAの封入(Kaned
a et al.,Science 243:375(1989))、微粒子爆撃(Tang et al.,Nature 356:15
2(1992));Eisenbraun et al.,DNA Cell Biol.12:791(1993))およびクローン
化レトロウイルスベクターを用いるインビボ感染(Seeger et al.,Proc.Nat'l
.Acad.Sci.USA 81:5849(1984))などに、適用する。筋肉トランスフェクショ
ン用の適当なプロモーターには、CMV、RSV、SRa、アクチン、MCK、
アルファグロビン、アデノウイルスおよびジヒドロフォレートレダクターゼが含
まれる。
治療あるいは予防において、活性剤、すなわち本発明のポリペプチド、ポリヌ
クレオチドまたは阻害剤は、注射可能な組成物、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できる。
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、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む、適当な通常の添加剤を
含有してもよい。該局所処方はまた、適合する通常の担体、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、処方の約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、それらは処方の約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
発明の範囲内である。
ワクチン組成物は、都合よくは、注射剤の形態である。通常のアジュバントを
使用して免疫応答を促進できる。
ワクチン用の適当な単位投与量は抗体0.5〜5μg/kgであり、この用量
を、好ましくは1〜3週間の間隔で1〜3回投与する。
指示した用量範囲で、本発明の化合物では、その化合物の適当な患者への投与
を妨げる、有害な毒作用は何も観察されない。
実施例
以下の限定するものではない実施例の理解を容易にするために、特定の汎用す
る方法および/または用語を記載する。
「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利用可能で
あり、制限なく公的に利用可能であるか、あるいは公表された手法でもって利用
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利用
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量は製造者に
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 Acids Res.,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,前掲、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。
実施例1
エス・アウレウスWCUH29由来の新規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、本明細書に示すDNA配列を有するポリヌクレオチドを得るこ
とができる。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た。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
感染の間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RNase不含、DNase不含、DNAおよびタンパク質不含のR
NA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22g、MF1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108c
fu/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輸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。場合により、腫
瘍は皮膚層を覆って破裂するかもしれない。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、腹部
の下方右および左四方円の脂肪組織の壊死パッドなど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WCUH29 RNA
の単離
2mlのスクリューキャップ試験管中の4ないし6種の感染組織試料(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(Biosp
ec Products)を用いて試料をホモジナイズする。壊死脂肪組織を5000rp
mで100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ついては
インビトロで増殖したエス・アウレウスWCUH29(30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
れた方法に従つて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10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、ついで、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
イングする。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,et al.,J.Clin.Microbiol.3233
5-351(1994))にブロットをハイブリダイゼーションさせる。配列が:5'-gctccta
aaaggttactccaccggc-3'(配列番号1166)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RNAのサイズと
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捕乳動物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DNaseI(増幅グレード(Gibco BRL,Life
Technologies))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DNase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。DNa
se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D
EPC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
DNase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
従つてSuperScript Preamplification System for First Strand cDNA Synthesi
s Kit(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 SUPERMIX(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(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。
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、100bpのDNAラダー(Gibco BRL
,Life Technologies)との比較によりサイズを評価する。
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50サイクルよりも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(約20%)は、PCRを失敗させるものであり、それゆえ有
用でない。DNA 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3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発現されない遺伝子は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発現される遺伝子は、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よりも強力なシグナルを+
RT試料において示す。
3.インビボで発現されうる遺伝子は、+/−RT試料の両方において同様な
量の生成物を生じる。
表1は、配列表の各ポリヌクレオチド上の読み枠方向(正または逆)、相同性検
索に基づく推定同一性、読み枠の始めと終わりの核酸の番号、ORF中のコドン
の数(終止コドンを含む)などの、本発明のORFのクローニングおよび同定に
関する特定の情報を示す。この情報を用い、選択されたタンパク質を提供する発
現ベクターを調製し、タンパク質を抗微生物剤の同定のための適当なスクリーン
中に配置する。配列番号1が表1において示される最初の配列に対応し、配列番
号623が表1において示される最後のアミノ酸配列に対応するように、アミノ
酸(ポリペプチド)配列について示した配列番号を連続番号として、表1に示す
情報と関連させる。ポリヌクレオチド配列では、配列番号624が表1において
示される最初のポリヌクレオチド配列に対応し、配列番号1165が表1におい
て示される最後の配列に対応する。
─────────────────────────────────────────────────────
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)
C12N 5/10 C12P 21/02 C
15/02 C12Q 1/00 Z
C12P 21/02 C12N 5/00 A
C12Q 1/00 15/00 C
5/00 B
(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19403ペンシルベニア州
ノーリスタウン、タングルウッド・レイン
2927番
(72)発明者 ホッジソン,ジョン・エドワード
アメリカ合衆国19355ペンシルベニア州
マルバーン、ラップ・ロード260番
(72)発明者 ノールズ,デイビッド・ジャスティン・チ
ャールズ
イギリス、アールエイチ1・6エルワイ、
サリー、レッドヒル、ダウンズビュー・ハ
ウス
(72)発明者 ニコラス,リチャード・オークリー
アメリカ合衆国19426ペンシルベニア州
カレッジビル、カーメン・ドライブ355番
(72)発明者 プラット,ジュリー・エム
イギリス、エルイー8・1エヌピー、レス
ター、ウィグストン、ハイフィールド・ド
ライブ77番
(72)発明者 レイチャード,レイモンド・ウィンフィー
ルド
アメリカ合衆国18951ペンシルベニア州
クエイカータウン、クローバー・ミル・ロ
ード2091番
(72)発明者 ローゼンバーグ,マーティン
アメリカ合衆国19468ペンシルベニア州
ロイヤーズフォード、ミンゴ・ロード241
番
(72)発明者 ウォード,ジュディス・エム
イギリス、アールエイチ4・2ビーティ、
サリー、ドーキング、コトマンディーン19
番、カーメラ・コテージ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.配列番号8、10、14、19、25、27、28、30、32および36 からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む単離ポリペプチド。 2.請求項1記載のアミノ酸配列の一つをコードする単離核酸、および、ストリ ンジェントな条件下でそれとハイブリダイズ可能な核酸配列。 3.請求項2記載の核酸配列を含む組換えベクター、および、それらでトランス フォームまたはトランスフェクトされた宿主細胞。 4.候補化合物を請求項1記載のポリペプチドと接触させ、該ポリペプチドの生 物学的活性を阻害できる化合物を選択することを含む、抗微生物化合物を同定す る方法。 5.請求項4記載の方法により同定される抗微生物化合物。 6.配列番号1ないし配列番号623からなる群から選択されるアミノ酸配列を 含む単離ポリペプチド。 7.請求項6記載のアミノ酸配列の一つをコードする単離核酸、および、ストリ ンジェントな条件下でそれとハイブリダイズ可能な核酸配列。 8.配列番号631、633、636、641、647、649、650、65 2、654および658からなる群から選択される核酸配列を含む単離ポリヌク レオチド。 9.配列番号624ないし配列番号1165からなる群から選択される核酸配列 を含む単離ポリヌクレオチド。 10.請求項6記載のポリペプチドに対する抗体。
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