JP2001507201A - 酵母での機能的脊椎動物ホスホリパーゼの発現 - Google Patents

酵母での機能的脊椎動物ホスホリパーゼの発現

Info

Publication number
JP2001507201A
JP2001507201A JP50214497A JP50214497A JP2001507201A JP 2001507201 A JP2001507201 A JP 2001507201A JP 50214497 A JP50214497 A JP 50214497A JP 50214497 A JP50214497 A JP 50214497A JP 2001507201 A JP2001507201 A JP 2001507201A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
receptor
phospholipase
cell
heterologous
protein
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP50214497A
Other languages
English (en)
Inventor
ポール,ジエレミー・アイ
ブローチ,ジエイムズ・アール
Original Assignee
カダス・フアーマシユーチカル・コーポレーシヨン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by カダス・フアーマシユーチカル・コーポレーシヨン filed Critical カダス・フアーマシユーチカル・コーポレーシヨン
Publication of JP2001507201A publication Critical patent/JP2001507201A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/705Receptors; Cell surface antigens; Cell surface determinants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/47Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • C07K14/4701Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals not used
    • C07K14/4722G-proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/705Receptors; Cell surface antigens; Cell surface determinants
    • C07K14/72Receptors; Cell surface antigens; Cell surface determinants for hormones
    • C07K14/723G protein coupled receptor, e.g. TSHR-thyrotropin-receptor, LH/hCG receptor, FSH receptor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/16Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6897Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids involving reporter genes operably linked to promoters

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 異種ホスホリパーゼCタンパク質を含む酵母細胞、および、ホスホリパーゼCのモジュレーター(すなわちアゴニストもしくはアンタゴニスト)を同定する薬物スクリーニングアッセイでのそれらの使用の方法が記述される。

Description

【発明の詳細な説明】 酵母での機能的脊椎動物ホスホリパーゼの発現 関連出願の交差引用 本発明は1995年6月7日に提出されたU.S.S.N 08/431,632号の一部継続出願 である。 発明の分野 本発明は、酵母での異種ホスホリパーゼの機能的発現、組み換え酵母細胞、な らびに、とりわけ、ホスホリパーゼを必要とするシグナル伝達経路のアゴニスト およびアンタゴニストの同定を包含する工作された細胞を使用する方法に関する 。 発明の背景 真核生物のホスホリパーゼは、多数の細胞タイプでの細胞の成長、分化および 分泌の事象の調節で重要な、細胞のシグナル伝達過程に関与することが知られて いる。ある細胞表面レセプターへのアゴニストの結合は、リン脂質由来のセカン ドメッセンジャーを包含する多様なシグナル発生(signaling)分子の産生につな がる。リン脂質由来のセカンドメッセンジャーは、一過性のおよび持続性の双方 の応答を媒介し、また、成長の調節、免疫の調整および神経伝達を包含する幅広 く多様な生理学的応答に関係している。過去20年にわたる研究は、膜脂質が、リ ン脂質由来のセカンドメッセンジャーの産生の原因である多種多様なホスホリパ ーゼの基質としてはたらくことを指摘する。これらは、ホスファチジルイノシト ール(ホスホリパーゼC酵素の基質、下を参照)、ホスファチジルコリン、ホスフ ァチジルエタノールアミン、スフィンゴリピド(例えば、スフィンゴミエリン、 スフィンゴシン、リン酸スフィンゴシンお よびスフィンゴシンホスホコリン)を包含する。最近の総説についてはディシェ ヴァ(Dicheva)とアーヴィン(Irvine)(1995)Cell 80:269-278を参照。 リン脂質のセカンドメッセンジャーの産生の原因であることが知られている、 最低5種の異なるタイプのホスホリパーゼ活性、すなわちホスホリパーゼA(ホ スホリパーゼA1およびA2を包含する)、ホスホリパーゼB、ホスホリパーゼC 、ホスホリパーゼDおよびスフィンゴミエリナーゼが存在する。これらのホスホ リパーゼのそれぞれの識別する特徴は、切断される基質結合、そしてこれ故に与 えられたリン脂質基質から得られるセカンドメッセンジャーである。 PLA1およびPLA2(E.C.3.1.1.4)は、1,2-ジアシルグリセロール-3- ホスホコリンのsn1およびsn2の位置からの脂肪酸、とりわけアラキドン酸 (AA)の放出を触媒し、それぞれ、AAおよびリゾホスホリルコリン(リゾ- PC)を生じる。AAは、順に、最低4種の既知の代謝の予定運命、すなわち、 前炎症エイコサノイド(ロイコトリエンおよびプロスタグランジン)の産生、存 在する膜リン脂質への再取り込み、可溶性リン脂質代謝経路への再取り込み、な らびに細胞からの直接の分泌を有する。加えて、リゾ-PCは、血小板活性化因 子(PAF)のような脂質のセカンドメッセンジャーの産生の前駆体としてはた らく。膵の形態のPLA2をコードするcDNAおよびゲノムのクローンは、ウ シ(タナカ(Tanaka)ら1987)、ラット(オハラ(Ohara,O.)ら1986および1990; ならびにクスノキ(Kusunoki)ら1990)、イヌ(ケルフェレク(Kerfelec)ら1986) 、ならびにブタ(ザイルハマー(Seilhamer)ら1986)を包含する多様な真核生物 起源から単離されている。膵の PLA2アイソフォームに加え、多様な細胞性PLA2(cPLA2)アイソフォ ームが、脳(グレイ(Gray)とストリックランド(Strickland)、1982)、肝(デヴ ィンター(DeWinter)ら1982)、膵(テラモト(Teramoto)ら1983)、マクロファー ジ(トロッター(Trotter)とスミス(Smith)(1986)Neurochem.Res.11:349-361 )、白血球(トレイナー(Traynor)とアウティ(Authi)1981)、および他のもの( 総説についてはバン・デン・ボシュ(Ban Den Bosch)、1980を参照)を包含する 幅広く多様な哺乳類の組織および細胞のタイプから単離されている。ヒト(クラ ーク(Clark)ら1991;シャープ(Sharp)ら1991)およびマウス(クラーク(Clark) ら1991)のcPLA2遺伝子産物のクローンが単離されそして特徴づけられてい る。これらのcDNAによりコードされる85kDaの遺伝子産物は、炎症応答に関 与する細胞タイプ(好中球、血小板、単球およびマクロファージ)で発現され、 また、その発現は、例えば、腫瘍壊死因子、IL-1、TGF-β、MCSFおよ びグルココルチコイドにより調節される。 ホスホリパーゼB(PLB)は、真菌から哺乳類までの幅広い真核生物種で記 述されている。PLBのアイソフォームは、リン脂質のsn1およびsn2の位 置からの脂肪酸の遊離(PLA1およびPLA2でのように)、リゾホリピド(lys opholipid)からの脂肪酸の遊離、ならびに、酵母サッカロミセス セレビシエ(S accharomyces cerevisiae)においては、リゾリン脂質からのリン脂質の合成を触 媒するアシルトランスフェラーゼ活性(クワバラ(Kuwabara)ら1989;ガサマーデ ィアーニ(Gassama-Diagne)1989;およびリー(Lee)ら1994)を包含するいくつか の触媒特性を有する。PLB様酵素のゲノムのクローンは、S.セレビシエ(S. cerevisiae)(リー(Lee)ら1994)およびペニシリウム ノナツム(Penicillium n onatum)(マスダ(Masuda)ら1991)を包含するいくつかの起源から単離されてい る。 PLC-α、-β、-γおよび-δとして知られるその最低4種のサブファミリー が存在するホスホリパーゼC酵素(PLC;E.C.3.1.4.3)(総説についてはリ ー(Rhee)ら1989、およびクック(Cook)とウェイクラム(Wakelam)1992bを参照)は 、ホスファチジルイノシトール(4,5)ビスリン酸(PIP2)の加水分解を触媒 して、2種のセカンドメッセンジャー、すなわち、カルシウムの細胞内貯蔵の動 員に関与するイノシトール-1,4,5-トリリン酸(IP3)およびプロテインキ ナーゼC(PKC;E.C.2.7.1.37)の選択されたアイソフォームに結合し、そし て活性化するジアシルグリセロール(DAG)を形成する。このクラスの酵素、 およびそれらにより産生されたセカンドメッセンジャーは、レセプターチロシン キナーゼ、Gタンパク質が結合されたレセプターに、ならびにT細胞抗原レセプ ター、B細胞抗原レセプターおよび免疫グロブリンFcレセプターのようなMI RRに結合されることが立証されている。 ホスホリパーゼD(PLD;E.C.3.1.4.4)は、ホスファチジルコリンの加水 分解を触媒してホスファチジル酸(PA)および遊離のコリンを生じる(ビショ ップ(Bishop)、パクター(Pachter)とパイ(Pai)1992;およびクック(Cook)とウェ イクラム(Wakelam)、1992aを参照)。PAも遊離のコリンのどちらもセカンドメ ッセンジャーとして直接機能することが示されていない一方、PAもしくはその リゾ誘導体リゾPAは、ポリホスファチジルイノシトールの加水分解、PKCの 活性化、アデニリルシクラーゼの阻害およびDNA合成の刺激を促進し(モーレ ナー(M oolenaar)ら、1986;ムラヤマ(Murayama)とウイ(Ui)、1987、ヴァン・コルヴェ ン(Van Corven)ら、1989;およびプレヴィン(Plevin)ら、1991b。クック(Cook) とウェイクラム(Wakelam)、1992bの引用文献)、ならびに、DAGに類似の様式 でキナーゼを直接活性化する(エパンド(Eppand)とスタフォード(Stafford)、19 90、およびボッキナ(Bocckina)とエクストン(Exton)、1990、クック(Cook)とウ ェイクラム(Wakelam)、1992bの引用文献)よう機能しうることが最近報告されて いる。加えて、PLDの作用により形成されるホスファチジン酸は、ホスファチ ジン酸ホスホヒドロラーゼ(E.C.3.1.3.4)の作用によりDAGに変換され得、 そしてかようにPLC非依存性のメカニズムによるDAGの産生のための二次的 な貯蔵体(reservior)としてはたらき得る(ディヴェキア(Divechia)とアーヴィ ン(Irvine)1995、論評、に引用されるボンサー(Bonser)ら、1989;およびクック (Cook)とウェイクラム(Wakelam)、1992b)。ホスホリパーゼDのcDNAクロー ンは、アルカノバクテリウム ヘモリチクム(Arcanobacterium haemolyticum)( クエヴァス(Cuevas,W.A.)、とソンガー(J.G.L.Songer)、1993)、コリネバク テリウム シュードチューベルクロシス(Corynebacterium pseudotuberculosis) (未発表、ジェンバンク(Genbank)受託番号第L16586号、第L16587号)、ビブリ オ ダムセラ(Vibrio damsela)(未発表、ジェンバンク(Genbank)受託番号第L16 584号)およびヒト(ツァング(Tsang)ら1993)を包含する多数の異なる種から単 離されている。 ホスホリパーゼC酵素 ホスホリパーゼC酵素(PLC;E.C.3.1.4.3)は、細胞外の刺激に対する多 種多様な細胞の応答の細胞内の酵素メディエイターである。ホ ルモン、成長因子、神経伝達物質、および他のアゴニストの、特定の細胞表面レ セプターへの結合が、PLCイソ酵素の活性化を開始し、これは、順に、少なく とも2種の十分に特徴づけられた活性のセカンドメッセンジャー、すなわちイノ シトール-1,4,5-トリリン酸(1,4,5-IP3)およびsn-1,2-ジアシル グリセロール(DAG)の産生をもたらす。1,4,5-IP3は、細胞内カルシウ ムチャンネルのリアノジンレセプターファミリーに相同性をもつ小胞体の改変さ れた部分に配置される細胞内レセプターの特定のファミリー(IP3レセプター ファミリー、ベリッジ(Berridge)、1993で論評される)に結合する。IP3レセ プターとして機能することに加え、これらのレセプターはまた、IP3とのリガ ンド形成に際してカルシウムの細胞内貯蔵の放出を引き起こすIP3感受性カル シウムチャンネルとしても機能する。 細胞内カルシウムの増加は、順に、プロテインキナーゼC(PKC)アイソフ ォームの活性化、有糸分裂促進剤で活性化されるタンパク質キナーゼ(MAPK )およびJunキナーゼ(JNK)の経路を通じての転写活性化、ならびに有糸 分裂誘発を包含するがこれらに制限されない、多様な細胞性シグナリング経路の 一過性もしくは持続性の活性化をもたらす。DAGは、他方、ホルファチジルセ リンおよびカルシウムと複合体を形成し、そしてプロテインキナーゼC(PKC )イソ酵素を活性化する。これは順に、アデニリルシクラーゼおよびRAF-1 を包含する多様な基質の直接のリン酸化によりシグナリング経路を活性化する( パーカー(P.J.Parker)ら、1986;クーセン(Coussens)ら1986a、およびコルク(K olch)ら1993)。 4個のクラスα、β、γ、δへのPLCの分割は、当初、ウシ脳(P LC-β、-γおよび-δ)ならびに肝、精嚢もしくは子宮(PLC-α)を包含す る他の組織から精製された、56kDa、150kDa、145kDaおよび85kDaの免疫学的に別 個のタンパク質に対応した。(スー(Suh)ら1986に記述される;そしてモリス(A. J.Morris)ら1990に要約される)。これらの酵素の全ては類似の触媒特性を有し 、そこでそれらはカルシウム依存性の様式でホスファチジルイノシトール(PI )、ホスファチジルイノシトール-4-モノリン酸(PIP)およびホスファチジ ルイノシトール-4,5,ビスリン酸(PIP2)を加水分解するが、しかし、ホス ファチジルコリン、ホスファチジルセリンもしくはホスファチジルエタノールア ミンはしない。しかしながら、これらの免疫学的に別個のイソ酵素はいくつかの 点で区別でき、それらの最少でないもの(not the least of)は、それらは全て、 下により詳細に論考されるように、異なる遺伝子によりコードされる独特の遺伝 子産物であるということである。酵素のレベルでは、これらの酵素はそれらの触 媒特性およびそれらの調節の様式の双方に関して異なる。活性のための二価の陽 イオンの要求に関しては、例えば、ポリホスファチジルイノシトールは、低いも しくは生理学的な細胞内カルシウム濃度でPLC-βおよび-δのクラスに好まし い基質である一方、PLC-γイソ酵素は生理学的な細胞内カルシウム濃度でP IおよびPIP2を好む。PLCイソ酵素の調節の様式もまた相互に関してかな り異なる。PLC-βイソ酵素は、Gタンパク質が結合されたレセプターへのリ ガンド結合に応答して活性化され、そして、ヘテロ三量体のGタンパク質のGα およびGβγ成分により直接刺激される。PLC-γイソ酵素は、他方、レセプ ターおよび非レセプターのチロシンキナーゼを介するリン酸化により直接活性化 される。インビボもしくは インビトロのPLC-αの活性の調節についてはほとんど知られていない一方、 PLC-δの調節の最近の研究は、それが、bcrのGTPアーゼ活性化タンパ ク質相同領域への類似性を示し、RhoAへのGAP活性を表し、そしてPLC -δ1に結合しかつ直接刺激する、新規のクラスの調節タンパク質(p122− RhoGAP)により調節されうることを示唆する(ホンマ(Homma,Y.)、とエ モリ(Y.Emori)、1995)。 PLCイソ酵素のクローニング 分子クローニング研究は、別個のPLCイソ酵素をコードする最低10個の遺伝 子の同定をもたらした。いくつかのPLC-αのcDNAクローンが、ラット好 塩基球白血病細胞(ベネット(Bennett)ら1988)、マウスリンパ球(ヘンペル(He mpel)とデフランコ(DeFranco)、1991)およびウシ組織(ヒラノ(Hirano)ら、ジ ェンバンク(Genbank)受託番号第D16235号)を包含する多様な起源から単離され ている。サブタイプ-β1-4をコードする4種のPLC-βコードcDNA(ス ー(Suh)ら1988;バーク(Bahk)ら1994;パーク(Park)ら1992;リー(Lee)ら1993; およびキム(Kim)ら1993)が報告されている。2種のPLC-γコードcDNAが 報告されており、これはPLC-γ1および-γ2のサブタイプに対応した(エモ リ(Emori)ら1989;スー(Suh)ら、1988;およびバーゲス(Burgess)ら1990)。サ ブタイプPLC-δ1−3をコードする3種のPLC-δコードcDNAが公表さ れている(クック(Cook)とウェイクラム(Wakelam)、1992bおよびボイヤー(Boyer )ら、1994に総説がある)。 PLCの配列比較 PLC-βアイソフォームの間の全体的な一次構造の同一性は極めて 低く(同一性<30%)、異なるイソ酵素間での大きさの差異、ならびに、多様な 精製されたイソ酵素に対して発生された抗血清およびモノクローナル抗体で観察 される免疫学的交差反応性の欠如を部分的に説明する。PLC-β、-γおよび- δのイソ酵素はかなりの配列相同性を共有するが、しかしながら、2個の領域で 、X領域およびY領域(リー(Rhee)ら、1989)もしくは領域IおよびII(メルド ラム(Meldrum)ら1991)と様々に称される。X領域は長さおよそ150アミノ酸残基 である一方、Y領域は長さおよそ260残基である。クラス間で、X領域は、PL C-β、-γおよび-δのイソ酵素間の対合様式の(pairwise)比較でおよそ50%の 同一性を共有する一方、Y領域はおよそ40%の同一性を共有する。PLC-β、- γおよび-δのイソ酵素間のこれら2ドメインの保存の高程度に基づき、これら の領域がこれらの酵素の触媒活性に寄与することが議論されている。X領域とY 領域との間のスペーサー領域の付加的な特徴は、PLC-βおよび-δのクラスで はこれらの領域が既知の調節モチーフと特定の相同性のない、セリン、スレオニ ンおよび酸性残基の豊富な50−100残基により分離される一方、PLC-γのクラ スではX領域およびY領域が400残基より多くにより分離されるということであ る。PLC-γアイソフォームのこの領域は、2個のsrc相同(src homology) 2(SH2)ドメインおよび1個のsrc相同3(SH3)ドメインをコードす る。これらはPLC-βもしくは-δの酵素のいずれかに存在しない。下で論考さ れるように、SH2ドメインは、レセプターおよび非レセプターのチロシンキナ ーゼによるPLC-γの活性化の調節に関与する。 ラット好塩基球白血病細胞系統からのPLC-αのcDNAクローンの配列分 析は、このクラスのホスホリパーゼCイソ酵素のPLC-β、- γおよび-δのイソ酵素からのかなりの配列の逸脱を示す。PLC-αは、全ての 他のPLCアイソフォームに見出される高度に保存されたX領域もしくはY領域 も、PLC-γアイソフォームに見出されるSH2もしくはSH3ドメインのい ずれもコードしない。 酵母のPLC 先行するセクションで論考された哺乳類のPLC-βアイソフォームに加え、 多様なPLCがいくつかの他の生物体から単離されている。この点についてかな り重要なのは、酵母サッカロミセス セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)か らのPLCクラスのホスホリパーゼへの相同性をもつタンパク質をコードする遺 伝子(PLCI)の分子クローニングである(ヨコオ(Yoko-O)ら1993;ペイン(P ayne)とフィッツジェラルド-ヘイズ(Fitzgerald-Hayes)、1993;およびフリック (Flick)とトーナー(Thorner)、1993)。独立に同定されたクローンの配列分析は 、まず、全3個のクローンが同じ遺伝子座からであること、また、この遺伝子に よりコードされるタンパク質は、それによりコードされる酵素の大きさに関して 、ならびに、XドメインとYドメインとの間の相対的距離、Yドメインを越える カルボキシル末端の伸長ならびにXモチーフとYモチーフとの間のSH2および SH3ドメインの非存在(この最後の点は、酵母が生化学的分析によりホスホチ ロシンの改変の証拠を示さないため、期待されるはずである)のような構造的特 徴に関しての双方で、哺乳類のPLC-δイソ酵素に最も似ていることを示す。 フリック(Flick)とトーナー(Thorner)(1993)は、酵母からこの酵素を過剰発現し かつ精製し、そして、哺乳類のPLC-δイソ酵素のものと似ている二価の陽イ オンの要求および基質の好みをもつ付随されたホスホリパーゼC活性を立証 した。最後に、PLC1遺伝子座に欠失をもつ(plc1Δ)S.セレビシエ(S . cerevisiae)株の遺伝子分析は、高浸透度に対する感受性、グルコース以外の 炭素源(すなわちガラクトース、ラフィノース、グリセロール/エタノール)で の不十分な成長、上昇された温度(>35℃)での温度感受性の成長、および最終 的に染色体の誤った分離(missegregation)のような、plc1Δ遺伝子型に関連 する条件付きで致死的な多様な表現型を示す(フリック(Flick)とトーナー(Thor ner)、1993、およびペイン(Payne)とフィッツジェラルド-ヘイズ(Fitzgerald-Ha yes)、1993)。 酵母細胞での外来性タンパク質の発現 幅広く多様な外来性タンパク質がS.セレビシエ(S. cerevisiae)で産生され ており、これらは酵母の細胞質中に存続するか、もしくは酵母の分泌経路により 支配される(キングズマン(Kingsman)らTIBTECH 5,53(1987))。これらのタンパ ク質は、例として、インスリン様成長因子レセプター(シュトイベ(Steube)らEu r.J.Biochem.198、651(1991))、インフルエンザウイルスのヘマグルチニン (ヤバー(Jabbar)らProc.Natl.Acad.Sci.82、2019(1985))ラット肝チトク ロームP-450(オエダ(Oeda)らDNA 4、203(1985))および機能的哺乳類抗体(ウ ッド(Wood)らNature 314、446(1985))を包含する。酵母の分泌経路の使用が好 まれる。なぜなら、それは、外来性タンパク質の正確なフォールディング、糖化 および安定性を達成する見込みを増大させるからである。かように、酵母での異 種タンパク質の発現は、しばしば、酵母の分泌タンパク質の遺伝子(例えばα因 子フェロモンもしくはSUC2[インベルターゼ]遺伝子)でコードされるシグ ナル配列の、外来性タンパク質 遺伝子のコーディング領域への融合を必要とする。 多数の酵母発現ベクターが、外来性タンパク質の構成的なもしくは調節された 発現を許すようデザインされている。構成プロモーターは、ホスホグリセリン酸 キナーゼ(PGK1)もしくはアルコールデヒドロゲナーゼI(ADH1)のよ うな解糖酵素をコードするもののような高度に発現される遺伝子由来であり、ま た、調節可能なプロモーターはガラクトキナーゼ(GAL1)遺伝子を包含する 多数の遺伝子由来である。加えて、過度に分泌する(supersecreting)酵母の突然 変異体が生じ得る。これらの株は哺乳類のタンパク質をより効率的に分泌し、そ して、酵母で大量の生物学的に活性の哺乳類のタンパク質を生じさせるための「 産生」株として使用される(モア(Moir)とダヴィドウ(Davidow)、Meth.in Enzy mol.194、491(1991))。当該分野の以下の2個の論評は、そっくそのまま引用 により本明細書に組み込まれる。すなわち、”The Molecular and Cellular Bio logy of the Yeast.Saccharomyces,Genome dynamics,Protein Synthesis,an d Energetics.”1991。J.R.ブローチ(J.R.Broach)、ジョン・プリングル(J ohn Pringle)とエリザベス・ジョーンズ(Elizabeth Jones)により編。コールド スプリング ハーバー ラボラトリー プレス(Cold Spring Harbor Laborato ry Press);"Guide to Yeast Genetics and Molecular Biology"1991。Methods in Enzymology vol.194。クリステイン・ガスリー(Christine Guthrie)とジェラ ルド・R.フィンク(Gerald R.Fink)により編。アカデミック プレス(Academi c Press)。 いくつかのグループが酵母でホスホリパーゼを発現することを試みている。ヨ コオ(Yoko-O)ら((1993)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:180 4)は、結合していない(uncoupled)ラットPLCδ1で酵母のPLC欠損の相補 を達成することを主張する。ヨコオ(Yoko-o)らは、哺乳類のPLC酵素のX領域 で見出された2個の保存されたアミノ酸配列から配列を取り込むようデザインさ れたプライマーを使用するPCRの方法論によるS.セレビシエ(S. cerevisiae )からのPLCのクローニングを報告する。この遺伝子をクローニングした後、 彼らはPLC1遺伝子座で遺伝子の分裂を作成することに取りかかった。ヘテロ 接合性の二倍体の形質転換体(PLC1/plc1::HIS3)が胞子形成さ れ、そして四分子染色体分析が実行された。TY1バックグラウンドで、全4個 のスポアが、18℃、30℃および37℃を包含する温度範囲で生存能力のあることが 見出された。TY4バックグラウンドで、ヨコオ(Yoko-o)らは、四分子染色体分 析で30℃で致死性を観察した。これらの表現型は、本明細書に記述されるもの、 および、37℃で条件付きの致死性が観察された、当該技術分野でフリック(Flick )とトーナー(Thorner)により報告されたものと正反対である。これは重要である 。なぜなら、ヨコオ(Yoko-o)らの実験の非選択的条件下で増殖欠損の相補を測定 することは可能でないからである。かように、ヨコオ(Yoko-o)らは、酵母細胞へ のラットPLCγの機能的組込みを観察しない。 アルキンストール(Arkinstall)ら((1995)Mol.Cell.Biol.15:1431)は、ス キゾサッカロミセス ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)で、哺乳類の血小板 由来増殖因子βレセプターおよびPLCγ2を発現した。アルキンストール(Ark install)らは、マウスPDGFβレセプターおよびPLCγ2を共発現する細胞 では、放射活性的にラベルされた酵母細胞での[3H]イノシトールリン酸のレベ ルが増大したことを見出した。 c-srcの共発現もまた、リン脂質の加水分解をもたらすことが見出された。 これらの実験はホスホリパーゼCγ刺激の即時の生化学的結果を測定するのみで あるため、この研究もまた、酵母細胞への哺乳類のPLCγの機能的組込みを教 示できない。 図面の簡単な説明 第1図は、高塩培地でのplc1成長欠損のヒトホスホリパーゼおよびGα1 6の相補を示す図解的表示である。すなわち、本文中に記述されるような以下の それぞれをもつプラスミドで形質転換されたS.セレビシエ(S. cerevisiae)株 CY1630(MATα plc1Δ1::His3 ade2-101 hi s3Δ200 leu2Δ1 lys 2-801 trp1Δ1 ura3-5 2)を、区分1−6、すなわち(1)Gal1p-ラットPLC-β1およびGP A1p-Gα16;(2)CUP1-ヒトPLC-β2およびGタンパク質なし; (3)CUP1-ヒトPLC-β2およびGPA1p-Gαi2-Q205L:(4 )CUP1-ヒトPLC-β2およびGPA1p-GαS-Q227L;(5)CU P1-ヒトPLC-β2およびGPA1p-Gα16;(6)PLCおよびGPA 1-Gα16なし、に、すじ状にした(streak out)。図で、記号(+)は成長を 表しそして(−)は成長なしを表す。 発明の要約 本発明は酵母細胞での哺乳類のホスホリパーゼの機能的発現に関する。哺乳類 のホスホリパーゼの、もしくはホスホリパーゼのシグナル伝達経路に属する他の タンパク質、すなわち工作された酵母細胞中の哺乳類のホスホリパーゼに天然で もしくは人工的に「結合された」タンパク質の、潜在的な阻害剤もしくは活性化 剤の同定における工作された酵母細胞の 使用もまた本発明の範囲内にある。「結合された」という用語は、ここでは、結 合されたタンパク質の阻害もしくは不活性化がホスホリパーゼの阻害もしくは不 活性化(必ずしもそれぞれでない)をもたらすことを意味する。結合されたとい う用語は、酵母のシグナル伝達経路への異種のシグナリング分子の「天然の」結 合、および、酵母細胞中で通常は影響を及ぼさない様式での酵母の経路への異種 のシグナル発生分子の「人工的な」結合の双方を包含することを意図される。ヒ トホスホリパーゼの機能的発現がとりわけ望ましい。 一般に、主題の発明の酵母細胞は、異種ホスホリパーゼC(PLC)、例えば ホスホリパーゼC活性を有するポリペプチドをコードする異種遺伝子を包含する よう特徴づけられる。好ましい態様において、PLCはヒトPLCのような哺乳 類のPLCである。例えば、PLCは、PLCα、PLCβ、PLCδ、および PLCγから成る群から選択されるホスホリパーゼであり得る。好ましいPLC は、PLCβ1、PLCβ2、PLCβ3およびPLCβ4のようなβサブタイ プのものである。ある態様において、異種ホスホリパーゼCは構成的に活性化さ れ得る。これは、PLCに対するシグナリングの非存在下で、野生型タンパク質 に関してより高いレベルの活性をもたらすPLCそれ自身に対する突然変異によ り発生しうる。他の態様において、PLCの構成的活性化は、レセプター、Gタ ンパク質などのようなPLCの上流の調節物の共発現および/もしくはそれに対 し構成的に活性化する突然変異により発生し得る。 ある態様において、組み換え細胞は、ホスファチジールイノシトール4,5-ビ スリン酸を加水分解する異種PLCの能力により特徴づけられる。他の態様にお いて、酵母細胞は、内因性ホスホリパーゼ遺伝子に対 する機能喪失突然変異を有し、第一の検出可能な表現型をそれに与え、そして、 異種PLCは、機能喪失突然変異を補足しかつ細胞に第二の検出可能な表現型を 分け与える。 好ましい態様において、異種PLCは、細胞のホスホリパーゼ依存性のシグナ ル経路に機能的に組み込まれる。例えば、異種PLCは、酵母細胞の内因性ホス ホリパーゼ遺伝子の機能喪失突然変異を補足しうる。例えば、異種PLCはpl c1Δ突然変異を補足しうる。異種PLCの発現は、異種PLCタンパク質の非 存在下に、宿主細胞の表現型と検出可能に異なる表現型を宿主細胞に分け与えう る。例えば、plc1Δ突然変異のような機能喪失突然変異の、異種PLCによ る相補は、温度感受性および/もしくは塩感受性のような表現型をレスキュー/ 克服し得る。ある態様において、異種PLCは、ホスホリパーゼ依存性のシグナ ル経路を介し、カルシウムの可動化(mobilization)および/もしくはPKC活性 のような下流のエフェクターを調整し得る。 さらに、ホスホリパーゼ依存性のシグナル経路が遺伝子発現を調整する態様に おいて、組み換え細胞はまた、ホスホリパーゼ依存性のシグナル経路に応答する 1個もしくはそれ以上の転写調節要素との影響を及ぼす結合に、レポーター遺伝 子を含有するレポーター遺伝子構築物を包含するようにも工作されることができ 、このレポーター遺伝子の発現は検出可能なシグナルを提供する。例証的なレポ ーター遺伝子は、色、蛍光、発光、細胞の栄養要求の細胞の生存能力の救援、細 胞の成長、もしくは薬物耐性のような検出可能なシグナルを生じさせる遺伝子産 物をコードする。好ましい態様において、レポーター遺伝子は、クロラムフェニ コールアセチルトランスフェラーゼ、β-ガラクトシダーゼ、ルシフェラ ーゼ、蛍光タンパク質およびアルカリホスファターゼから成る群から選択される 遺伝子産物をコードする。他の態様において、レポーター遺伝子は、選択する作 用物質例えばカナバニンの存在下で成長する能力を分け与える遺伝子産物をコー ドする。 別の態様において、酵母細胞はさらに、ホスホリパーゼのシグナリング経路に 結合される異種調節タンパク質を含む。例えば、この調節タンパク質は、異種P LCの活性を調整するか、もしくはPLC活性により調整される。例証的な調節 タンパク質は、例えば、Gタンパク質ヘテロ三量体、Gαサブユニット、Gβγ サブユニット、PLCの基質と機能的に相互作用することが知られているタンパ ク質(例えばプロフィリン、ゲルソリン、コフィリンおよびα-アクチニン)、 ならびにその活性がPLC活性に依存する他のエフェクター(すなわち、PI3 レセプター/カルシウムチャンネル、およびPKCもしくはカルシウム/カルモ ジュリンキナーゼ(CaMキナーゼ)のようなIP3もしくはカルシウムに感受 性の酵素活性))を包含する。 別の態様において、酵母細胞は、異種レセプターもしくはイオンチャンネル、 または、例えば直接もしくは調節タンパク質を介してのいずれかでPLC活性に 協力する(couple)ことが知られている、ホスホリパーゼ依存性のシグナル経路を 介してシグナルを伝達することが可能な他の表面タンパク質を含む。本発明のこ の局面は、ホスホリパーゼCの活性化を遂げる多様な異なる細胞のシグナリング 成分の活性の調整をアッセイする、より一般的な読み出しシステムを提供する。 好ましい態様において、宿主細胞はさらに、異種Gタンパク質が結合されたレセ プターをコードする異種遺伝子を含む。好ましいGタンパク質が結合されたレセ プターは、化学誘引物質ペプチドレセプター、ニューロペプチドレセプター、サ イトカイン、光レセプター、神経伝達物質レセプター、環状AMPレセプター、 およびポリペプチドホルモンレセプターを包含する。例えば、レセプターは、α 1A-アドレナリン作動性レセプター、α1B-アドレナリン作動性レセプター、 α1C-アドレナリン作動性レセプター、M1AChRレセプター、M3AChR レセプター、M5AChRレセプター、D2ドーパミンレセプター、D3ドーパミ ンレセプター、A1アデノシンレセプター、5HT1様レセプター、5HT1d 様レセプター、5HT1dβレセプター、サブスタンスK(ニューロキニンA) レセプター、f-Met-Leu-Phe(FMLP)レセプター、アンジオテンシンIIタイ プ1レセプター、mas癌原遺伝子レセプター、エンドセリンETAレセプター 、エンドセリンETBレセプター、トロンビンレセプター、成長ホルモン放出ホ ルモン(GHRH)レセプター、血管作用性腸ペプチドレセプター、オキシトシ ンレセプター、SSTR3レセプター、黄体形成ホルモン/絨毛膜ゴナドトロピ ン(LH/CG)レセプター、トロンボキサンA2レセプター、血小板活性化因 子(PAF)レセプター、C5aアナフィラトキシンレセプター、インターロイ キン8(IL-8)IL-8RAレセプター、IL-8RBレセプター、mip-1 /RANTESレセプター、代謝型グルタミン酸mGluR1−5レセプター、 ATPレセプター、アミロイドタンパク質前駆体レセプター、ブラジキニンレセ プター、ゴナドトロピン放出ホルモンレセプター、コレシストキニンレセプター 、抗利尿ホルモンレセプター、副腎皮質刺激ホルモンIIレセプター、LTB4、 LTD4タキキニンレセプター、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモンレセプターお よびオキシトシンレセプター のいずれかひとつでありうる。他の態様において、レセプタータンパク質はレセ プターチロシンキナーゼである。 さらに別の態様において、組み換え細胞はさらに、異種の試験ポリペプチドを コードする発現可能な組み換え遺伝子を包含するよう工作される。好ましい態様 において、こうした細胞は、試験ポリペプチドの多彩な集団を集合的に発現する 混合培養系として提供される。 本発明はまた、ホスホリパーゼ活性と特異的に相互作用しかつ調整する、製薬 学的に有効な化合物をスクリーニングしかつ同定するための迅速で信頼性のある そして有効なアッセイにも関する。主題のアッセイは、ホスホリパーゼの生物活 性を調整する例えば作動するもしくは拮抗する化合物を同定するための多数の試 験化合物の迅速なスクリーニングを可能にする。一般に、このアッセイは、工作 された細胞で検出シグナルを生じる異種ホスホリパーゼ活性を発現するよう工作 されたような、本明細書に記述される組み換え細胞の使用により特徴づけられる 。本発明の細胞と接触された特定の試験化合物の、ホスホリパーゼ活性を調整す る能力は、検出シグナルのアップレギュレーションもしくはダウンレギュレーシ ョンを検出することにより評価され得る。例えば、異種ホスホリパーゼ活性を介 するセカンドメッセンジャーの産生が直接測定され得る。あるいは、レポーター 遺伝子の使用が便宜的な読み出しを提供し得る。少なくとも、検出シグナルでの 統計学的に有意の変化が、ホスホリパーゼの伝達活性のエフェクターである化合 物の同定を促進するのに使用され得る。 一態様において、(i)請求の範囲1の細胞を、ホスホリパーゼ依存性のシグ ナル経路を介して伝達される細胞内シグナルを検出するのに適 切な条件下で試験化合物と接触させること、そして(ii)試験化合物の存在下で ホスホリパーゼ依存性のシグナル経路により伝達されるシグナルのレベルを測定 すること、の段階を含む、ホスホリパーゼC活性のモジュレーターを同定するア ッセイが提供される。試験化合物の存在下でのシグナルのレベルの統計学的に有 意の差異、例えば試験化合物の非存在に関しての増大もしくは減少は、試験化合 物が異種ホスホリパーゼC活性のモジュレーターであることを指摘する。細胞内 シグナルは、例えば、ホスホリパーゼ依存性のシグナル経路に感受性の転写調節 要素に実施可能に結合されたレポーター遺伝子の発現により検出され得る。他の 態様において、細胞内シグナルは、ホスファチジルイノシトール4,5-ビスリン 酸の加水分解産物を測定することにより、カルシウムイオンの動員を測定するこ とにより、および/もしくはPKCのようなプロテインキナーゼの活性化を測定 することにより検出される。さらに他の態様において、細胞内シグナルは、温度 感受性もしくは塩化ナトリウム感受性での変化のような、異種ホスホリパーゼに より分け与えられる表現型での変化を測定することにより検出され得る。 好ましい態様において、アッセイは、内因性ホスホリパーゼ活性に対する機能 喪失突然変異を補足する異種PLCの能力を利用する。主題のアッセイのこの態 様は、一般に、(i)細胞を、機能喪失突然変異の表現型もしくは補足された表 現型の一方もしくは双方を検出するのに適切な条件下で試験化合物と接触させる こと、そして(ii)その試験化合物の存在下でのこれらの表現型の一方もしくは 双方のレベルもしくは程度を測定すること、の段階を包含する。この測定を、試 験化合物の非存在もしくは異種ホスホリパーゼCの非存在下になされた類似の測 定と比較 することにより、試験化合物もしくはホスホリパーゼCの非存在に関して表現型 を変えるその試験化合物の能力が、異種ホスホリパーゼC活性のモジュレーター である試験化合物を同定するのに使用され得る。 さらに別の態様において、アッセイは、異種PLC活性からのホスホリパーゼ 依存性のシグナル経路に感受性であるレポーター遺伝子構築物とともにさらに工 作される細胞を利用する。こうしたアッセイの形式は、一般に、(i)細胞を、 レポーター遺伝子の発現に適切な条件下に試験化合物と接触させること、(ii) 試験化合物の存在下にレポーター遺伝子の発現を検出すること、そして(iii) 試験化合物の存在下のレポーター遺伝子発現のレベルを、試験化合物の非存在も しくは異種ホスホリパーゼCの非存在下でのレポーター遺伝子発現のレベルと比 較すること、の段階を包含する。試験化合物もしくはホスホリパーゼCの非存在 に関する、試験化合物の存在下のレポーター遺伝子発現のレベルでの統計学的に 有意の差異は、その試験化合物が異種ホスホリパーゼC活性のモジュレーターで あることを指摘する。 アッセイのさらに別の態様は、哺乳類のホスホリパーゼに関して非哺乳類のホ スホリパーゼCを選択的に阻害する作用物質を同定するための差異に基づくスク リーニング形式を提供する。こうしたアッセイの形式は、(i)非哺乳類のホス ホリパーゼ遺伝子を含有する第一の酵母細胞を提供すること、(ii)哺乳類のホ スホリパーゼ遺伝子を発現する第二の酵母細胞を提供すること、(iii)第一お よび第二の酵母細胞のそれぞれを試験化合物と接触させること、そして(iv)試 験化合物の存在下の第一および第二の細胞のホスホリパーゼ活性を検出もしくは 定量すること、の段階を包含し得る。第二の細胞に関する第一の細胞のホスホリ パーゼ活性での統計学的により大きな低下は、その試験化合物が非哺乳類のホス ホリパーゼCを選択的に阻害することを指摘する。差異に基づくこうしたスクリ ーニング形式は、宿主哺乳類のホスホリパーゼに関して哺乳類の病原体のホスホ リパーゼに選択的である阻害剤を同定するのに使用され得る。例えば、哺乳類の PLCはヒトPLCであり得、そして、非哺乳類のPLCは、ヒトの真菌病原体 、例えばカンジダ症、アスペルギルス症、ムコール菌症、ブラストミセス症、ゲ オトリクム症、クリプトコックス症、クロモブラストミコーシス、ペニシリウム 菌症、分生胞子症(conidiosporosis)、ノカルジア症、コクシジオイデス真菌症 、ヒストプラスマ症、菌腫、リノスポリジウム症、monoliasis、偽放線菌症およ びスポロトリクス症から成る群から選択される真菌症を引き起こす病原体に由来 し得る。好ましい態様において、第一の細胞のホスホリパーゼは、カンジダ ア ルビカンス(Candida albicans)、カンジダ ステラトイデア(Candida stellatoi dea )、カンジダ トロピカリス(Candida tropicalis)、カンジダ パラプシロシ ス(Candida parapsilosis)、カンジダ クルセイ(Candida krusei)、カンジダ シュードトロピカリス(Candida pseudotropicalis)、カンジダ キレルモンジイ (Candida quillermondii)、カンジダ ルゴサ(Candida rugosa)、アスペルギル ス フミガツス(Aspergillus fumigatus)、黄色アスペルギルス(Aspergillus fl avus )、アスペルギルス ニガー(Aspergillus niger)、アスペルギルス ニズラ ンス(Aspergillus nidulans)、アスペルギルス テレウス(Aspergillus terreus )、リゾプス アリズス(Rhizopus arrhizus)、リゾプス オリザエ(Rhizopus or yzae )、アブシジア コリムビフェラ(Absidia corymbifera)、アブシジア ラモ サ(Absidia ramosa)、および ムコール プシルス(Mucor pusillus)から成る群から選択されるヒトの病原体か らクローニングされ得る。 本明細書に記述された主題の薬物スクリーニングアッセイのいずれにおいても 、アッセイは、最低100個の異なる試験化合物、にもかかわらずより好ましくは 最低103、104、105、106もしくは107個の異なる(多彩な)化合物のライブラリ ーについて実施、例えば反復され得る。試験化合物は、例証するためには、ペプ チド、核酸、炭水化物、小さな有機分子、天然の生成物の抽出物、合成化合物、 もしくは組み合わせの化合物の混合物であり得る。 本発明の実施は、別に指摘されない限り、細胞生物学、細胞培養、分子生物学 、トランスジェニック生物学、微生物学、組み換えDNA、および免疫学の慣習 的技術を採用することができ、これらは当該技術分野の技術内である。こうした 技術は文献中に完全に説明される。例えば、Molecular Cloning A Laboratory M anual、第2版、サンブルック(Sambrook)、フリッチュ(Fritsch)とマニアティス (Maniatis)により編(コールド スプリング ハーバー ラボラトリー プレス (Cold Spring Harbor Laboratory Press):1989);DNA Cloning、第IおよびII 巻(グローヴァー(D.N.Glover)編、1985);Oligonucleotide Synthesis(ゲイ ト(M.J.Gait)編、1984);マリス(Mullis)ら米国特許第4,683,195号;Nucleic Acid Hybridization(ヘイムズ(B.D.Hames)とヒギンズ(S.J.Higgins)編1984) ;Transcription And Translation(ヘイムズ(B.D.Hames)とヒギンズ(S.J.Hig gins)編1984);Immobilized Cells And Enzymes(IRL プレス(IRL Press) 、1986);パーバル(B.Perbal)、A Practical Guide To Molecular Cloning(19 84);学術論文、Methods In Enzymology(アカデミック プレス インク(Academic Press,Inc.)、ニュ ーヨーク);Methods In Enzymology、第154および155巻(ウ(Wu)ら編)、Immun ochemical Methods In Cell And Molecular Biology(メイヤー(Mayer)とウォー カー(Walker)、編、アカデミック プレス(Academic Press)、ロンドン、1987) ;Handbook Of Experimental Immunology、第I−IV巻(ワイヤ(D.M.Weir)とブ ラックウェル(C.C.Blackwell)、編、1986)を参照。 発明の詳細な説明 ホスホリパーゼC(PLC)は、ジアシルグリセロールおよびリン酸化された 極性の先端基を産生する、膜リン脂質中のsn-3ホスホジエステル結合を加水 分解する酵素のファミリーである。哺乳類のPLC酵素は、加水分解される極性 の先端基、すなわちホスファチジルコリン、ホスファチジルイノシトールなどに 特異性を表す。特定のPLC酵素によるホスファチジルイノシトール4,5-ビス リン酸[ptdIns(4,5)P2]の加水分解は、2種のセカンドメッセンジャ ー分子、すなわち、プロテインキナーゼCの活性化に必要とされる共因子ジアシ ルグリセロール、および細胞内貯蔵からのカルシウムイオンの放出を促進する可 溶性のセカンドメッセンジャー分子イノシトール1,4,5-トリリン酸(IP3) を生じる(ベリッジ(Berridge)、(1987)Ann.Rev.Biochem 56:156-193)。 細胞増殖におけるPLC活性化の重要性は、PtdIns(4,5)P2の加水分 解が、多くの成長因子および有糸分裂促進剤のそれらのそれぞれのレセプターと の相互作用の後に続く初期の事象のひとつであるという事実から明らかである。 しかしながら、PLC活性化の重要性は増殖 に制限されない。それは、分化、代謝、分泌、萎縮、および知覚認識を包含する 多くの他の細胞過程を調節するレセプターにより顕在化される、最も普遍的な経 膜的シグナリング事象のひとつである。こうしたPLC媒介性の経膜的シグナリ ング事象は、例えば、レセプターチロシンキナーゼおよびGタンパク質が結合さ れたレセプターを介するシグナリングを包含する。 さらに、放出されるジアシルグリセロールは、ジグリセロールリパーゼおよび モノグリセロールリパーゼの連続的作用により遊離のアラキドン酸にさらに代謝 されうる。かように、ホスホリパーゼCは、セカンドメッセンジャー分子の産生 で重要な酵素であるのみならず、選んだ組織でのエイコサノイド生合成に利用で きるアラキドン酸を作ることにおいても重要な役割をつとめうる。 本発明は、機能的異種ホスホリパーゼを発現し、そして、異種ホスホリパーゼ と特異的に相互作用しかつその活性を調整する製薬学的に有効な化合物をスクリ ーニングしかつ同定するための迅速で有効なアッセイを利用できるようにするた めの酵母株の開発に基づく。本明細書に記述されるように、本発明は、細胞の機 能を調整するのに、ならびに、ホスホリパーゼと特異的に相互作用する化合物の 薬理学を理解するのに有用であり得る薬物を発見するための便宜的な形式を提供 する。 本発明のさらなる記述の前に、明細書、実施例および付録としてつけられた請 求の範囲で採用されるある用語が、便宜性のためここに収集される。 「シグナル伝達」は、それにより化学的シグナルが細胞膜を介して細胞の環境 から細胞の標的に中継される過程であり、また、リン酸化、イ オンチャンネルの活性化、グアニンヌクレオチド結合タンパク質中間体を介する エフェクター酵素の活性化、ホスホリパーゼの活性化、および/もしくは転写因 子の直接の活性化(もしくは阻害)のような1種もしくはそれ以上のメカニズム を通して発生しうる。 「哺乳類のホスホリパーゼ」は、哺乳類に天然に存在するホスホリパーゼと同 一であるか、もしくはそうした哺乳類のホスホリパーゼと本質的に相同で、そし て配列において酵母のホスホリパーゼによりもそれにより類似の突然変異体であ るかのいずれかのタンパク質である。「霊長類のホスホリパーゼ」もしくは「ヒ トのホスホリパーゼ」のような関連する用語は類似して定義される。哺乳類のホ スホリパーゼは、それが、単独で、もしくは他の外因性タンパク質と協力して、 または薬物により改変された後に、のいずれかで、工作された酵母細胞内でホス ホリパーゼ活性を提供することが可能である場合、酵母のタンパク質に「機能的 に相同」である。それは酵母のタンパク質と同じくらい有効である必要はないが 、しかしながら、それが類似の酵母のタンパク質の活性の最低10%を有すること が望ましい。 ホスホリパーゼの「アクチベーター」もしくは「アゴニスト」は、ホスホリパ ーゼがより酵素的に活性になることを引き起こす、例えば、リン脂質の加水分解 が特定の条件下で起こる速度を上昇させる物質である。アクチベーターの作用様 式は、直接、例えばホスホリパーゼに結合することによる、もしくは間接、例え ばそうでなければホスホリパーゼと相互作用する別の分子に結合することによる 、でありうる。 逆に、ホスホリパーゼの「阻害剤もしくはアンタゴニスト」は、この酵素をよ り小さく活性にすることを引き起こし、そしてそれにより検出 可能な程度までの加水分解のセカンドメッセンジャーの割合もしくは産生を低下 させる物質である。この低下は完全もしくは部分的で、かっ、直接もしくは間接 の効果によることができる。 本明細書で使用されるような「ホスホリパーゼ媒介性のシグナル経路」という 用語は、細胞内シグナルの伝達での1段階としてホスホリパーゼ活性を包含する シグナル伝達経路を指す。こうしたシグナル伝達経路は、それらの活性が直接ホ スホリパーゼにより調整されるにしろ、ホスホリパーゼもしくはそのセカンドメ ッセンジャーにより間接的に調整されるにしろ、その活性がホスホリパーゼによ り調整される経路の成分を包含することを意味される。この用語はまた、ホスホ リパーゼ活性を調節するホスホリパーゼの「上流」である経路の成分も包含する 。 本明細書で使用されるような「機能的組込み」という用語は、ホスホリパーゼ 活性の遠位の効果が決定される得ようにホスホリパーゼ依存性のシグナル伝達経 路で機能する外因性ホスホリパーゼの能力、すなわち、ホスホリパーゼ依存性の リン脂質加水分解から産生される生成物により調節される活性を指す。こうした 遠位のシグナリング効果は、機能的なもしくは突然変異のいずれかのホスホリパ ーゼを発現する酵母で観察され得る。機能的組込みの別の例は、ホスホリパーゼ の機能喪失酵母株でみられる効果の多面発現性のひとつ(例えば低下された成長 もしくは塩化ナトリウム感受性)の異種ホスホリパーゼCによる相補である。機 能的相補の別のアッセイは、遺伝子転写を調整する異種ホスホリパーゼの能力で ある。機能的組込みのさらに別のアッセイは、調節されたホスホリパーゼ活性の 再構成、すなわち刺激を必要とするホスホリパーゼ活性、例えばレセプター−リ ガンドの活性化に際しての、もしくはGタンパク 質サブユニット(1種もしくは複数)による活性化に際してのホスホリパーゼ活 性である。この用語はまた、内因性の酵母の経路もしくは酵母細胞で天然に見出 されない成分を包含するキメラの経路へのホスホリパーゼの機能的組込みも包含 し得る。 本明細書で使用されるような、その多様な文法上の形態の「ホスホリパーゼ活 性の調整」という用語は、ホスホリパーゼを必要とする1種もしくはそれ以上の シグナル伝達経路の誘導および/もしくは増強ならびに阻害を意味する。こうし た調整は、直接ホスホリパーゼに対する、または、ホスホリパーゼを必要とする シグナル伝達経路の成分例えば上流の調節要素もしくは基質を包含する下流の要 素に対する化合物の効果を必要としうる。 アミノ酸配列に関して使用される場合の「本質的に相同」という用語は、コン ホメーションでの相同性、および従って類似の生物学的活性を生じさせる、配列 において本質的に同一もしくは類似である配列を指す。この用語は配列の共通の 進化を含意することを意図されない。典型的には、「本質的に相同な」配列は、 少なくとも所望の活性に関与することが知られているいかなる領域にわたっても 、配列において最低50%、より好ましくは最低80%同一である。最も好ましくは 、末端でのほかはわずか5残基が異なる。好ましくは、少なくとも前述の領域で の配列の逸脱は「保存的改変」の形態にある。 「タンパク質」、「ポリペプチド」および「ペプチド」という用語は、本明細 書で交換できるように使用される。 本明細書で使用されるような「組み換え細胞」は、異種DNAの導入により改 変されているいかなる細胞も包含する。コントロール細胞は、 組み換え細胞に本質的に同一であるが、しかし異種DNAによりコードされるタ ンパク質の1種もしくはそれ以上を発現しない、例えば、外因性のホスホリパー ゼ、調節タンパク質、試験ポリペプチド、もしくはレポーター遺伝子構築物の1 種もしくはそれ以上を包含もしくは発現しない細胞を包含する。 本明細書で使用されるような「異種DNA」もしくは「異種核酸」という用語 は、それが存在するゲノム、またはそれが天然に存在する場所と異なるゲノム中 の場所(1個所もしくは複数)で見出されるDNAの一部として天然に存在しな いDNAを包含することを意味される。異種DNAは、それが導入される細胞に とって内因性でないが、しかし別の細胞から得られている、すなわち細胞にとっ て外因性である。一般に、とは言え必然的にでなく、こうしたDNAはそれが発 現される細胞により通常は産生されないRNAおよびタンパク質をコードする。 異種DNAはまた外来性DNAとも称されうる。当業者が、発現される細胞にと って異種もしくは外来性と認識もしくは考慮するであろういかなるDNAも、本 明細書では異種DNAという用語により包含される。異種DNAの例は、ホスホ リパーゼ、試験ポリペプチド、調節タンパク質、レポーター遺伝子、転写および 翻訳の調節配列、または薬物耐性を分け与えるタンパク質のような、選択可能な もしくは追跡可能なマーカータンパク質をコードするDNAを包含するがしかし これらに制限されない。 「組み換えタンパク質」、「異種タンパク質」および「外因性タンパク質」と いう用語は、明細書全体で交換できるように使用され、そして、組み換えDNA 技術により産生されるポリペプチドを指す。ここで、一般に、ポリペプチドをコ ードするDNAは、異種タンパク質を産生する よう宿主細胞を形質転換するのに順に使用される適する発現ベクターに挿入され る。すなわち、このポリペプチドは異種核酸から発現される。 「異種ホスホリパーゼ」は、ホスホリパーゼ活性を有する非酵母のホスホリパ ーゼ酵素を指す。例えば、ホスホリパーゼCは、カルシウムの存在下で、ホスフ ァチジルイノシトール(PI)、ホスファチジルイノシトール4-モノリン酸( PIP)もしくはホスファチジルイノシトール(4,5)ビスリン酸(PIP2)を 、少なくともイノシトール-1,4,5-トリリン酸(IP3)およびジアシルグリ セロール(DAG)に変換し得る。 本明細書で使用されるような「内因性の突然変異ホスホリパーゼ遺伝子」は、 内因性の突然変異のもしくは損なわれた酵母のホスホリパーゼタンパク質をコー ドする酵母のホスホリパーゼ遺伝子を指す。例えば、内因性の突然変異のホスホ リパーゼは、欠失、挿入、点突然変異もしくは条件付きの減損(impairment)もし くは構成的な減損をもたらす他の突然変異を有することができ、それらを選択も しくは相補の研究に理想的とする。内因性の突然変異のホスホリパーゼ遺伝子の 一例は、S.セレビシエ(S. cerevisiae)のPLC1遺伝子座(plc1)での 欠失突然変異体である。これらの突然変異体は野生型PLC1株とのいくつかの 表現型の差異を有する。plc1株は30℃で高浸透度(0.5M塩化ナトリウムもし くは1.2Mソルビトール)に感受性であり、また、グルコース以外の炭素源(すな わちグリセロール/エタノール、ラフィノース、およびガラクトース)の存在下 で十分に成長しない。最終的に、plc1株は温度感受性の表現型を有し、35℃ より上の温度ではplc1株は成長しない一方、35℃より下の温度ではそれらは 野生型の株より遅くはある が成長する。 「機能喪失」突然変異は、ホスホリパーゼ遺伝子の活性の変化につながるもの である。こうした突然変異は、内因性の酵母のホスホリパーゼのコーディング配 列、転写、もしくは翻訳の1種もしくはそれ以上を変えうる。こうした突然変異 は、酵母ホスホリパーゼの発現の欠如、または、不活性の酵母ホスホリパーゼも しくは低下された活性のホスホリパーゼの発現につながることができる。 本明細書で使用されるような「レポーター遺伝子構築物」は、転写調節配列に 影響を及ぼすように結合された「レポーター遺伝子」を包含する核酸である。レ ポーター遺伝子の転写はこれらの配列により制御される。これらの制御配列の最 低1種もしくはそれ以上の活性は、ホスホリパーゼを必要とするシグナル伝達経 路により直接もしくは間接的に調節される、例えば、ホスホリパーゼ活性により 産生されるセカンドメッセンジャーにより直接もしくは間接的に調節される。転 写調節配列は、プロモーター、および、プロモーター活性を調整するエンハンサ ー配列のような他の調節領域、あるいは、プロモーターを認識するRNAポリメ ラーゼの活性もしくは効率を調整する調節配列、またはホスホリパーゼの活性化 に際して特異的に誘導されるものを包含するエフェクター分子により認識される 調節配列を包含し得る。例えば、プロモーター活性の調整は、プロモーター領域 へのRNAポリメラーゼの結合を変えることによるか、もしくは、あるいは、転 写の開始もしくはmRNAの伸長を妨害することにより遂げられうる。こうした 配列は、本明細書では、転写調節要素もしくは配列と集合的に称される。加えて 、この構築物は、PLCのセカンドメッセンジャーに応答して生じるmRNAの 安定性も しくは転写速度を変え、それによりレポーター遺伝子産物の量を変えるヌクレオ チド配列を包含しうる。 本明細書で使用されるような「異種調節タンパク質」は、異種ホスホリパーゼ を調節するもしくはこれに結合されるタンパク質を指す。こうした調節タンパク 質はホスホリパーゼの上流もしくは下流にあることができ、また、ホスホリパー ゼ活性を調整するもしくはホスホリパーゼにより調整されることが可能である。 好ましい調節タンパク質はGTP結合タンパク質(Gタンパク質)であり、本明 細書で使用されるようなこれは、ヘテロ三量体のGタンパク質、そのGタンパク 質サブユニット例えばα、βおよびγサブユニット、もしくは機能的ヘテロ二量 体(例えばβγ)を指す。本明細書で使用されるような調節タンパク質はまた、 ホスホリパーゼを必要とするシグナル伝達経路を調整するレセプターでもありう る。好ましい調節レセプターの例は、Gタンパク質が結合されたレセプター、レ セプターチロシンキナーゼ(RTK)、srcキナーゼなどを介してシグナルを 発するもののような非レセプターキナーゼの活性化を介してホスホリパーゼを活 性化するレセプターのようなホスホリパーゼを直接活性化するものである。他の 調節タンパク質は、ホンマ(Homma)とエモリ(Emori)、1995およびその中の引用文 献で論考されるような多くのPLCイソ酵素の好ましい基質であるPIP2に結 合し得る(例えばプロフィリン、コフィリン、ゲルソリンおよびα-アクチニン )。調節タンパク質は下にさらに詳細に論考される。 本明細書で使用されるような「細胞表面レセプター」は、細胞表面に存在し、 細胞外環境と相互作用し、そして、特定のプロモーターの転写を最終的に調整す る様式で環境に関する情報を細胞内に伝播させもしく は伝達して特定の遺伝子の転写をもたらす分子を指す。 本明細書で使用されるような「細胞外シグナル」は、シグナルと直接もしくは 間接的に相互作用する細胞表面タンパク質を介して細胞内に伝達される分子もし くは環境の変化を包含する。細胞外のシグナルもしくはエフェクター分子は、細 胞表面タンパク質の活性をいくぶんか特異的に変えるいかなる化合物もしくは物 質も包含する。こうしたシグナルの例は、細胞表面および/もしくは細胞内レセ プターならびにイオンチャンネルに結合しそしてそうしたレセプターおよびチャ ンネルの活性を調整する、イオン、アセチルコリン、成長因子およびホルモンの ような分子を包含するがしかしこれらに制限されない。細胞外シグナルはまた、 ホスホリパーゼを必要とするシグナル伝達経路を調整しそしてそれにより細胞内 の機能に影響を与える、これまでのところ同定されない物質も包含する。こうし た細胞外シグナルは、ホスホリパーゼ活性を調整することにより特定の疾患を治 療するのに使用されうる、潜在的な薬理学的作用物質である。 I.アッセイの概観 インビトロ試験は、その中でそれが高処理量のスクリーニングのデザインを可 能にする好ましい方法論である。すなわち、少量の多数の化合物が短い時間の期 間内および低い出費で試験され得る。至適には、動物は化合物評価の後の段階に 残しておかれ、そして発見相で使用されない。動物全体の使用は大きな労働力を 要し、また、極めて高価である。微生物は、哺乳類の細胞および組織よりずっと 大きな程度、迅速な薬物スクリーニングでの使用に容易に活用され得る。酵母は とりわけ魅力的な試験系を提供する。この生物体の広範囲の分析は、酵母および 高等の真核 生物の双方での基本的な細胞過程で活性の、多様なタンパク質の構造および機能 の保存を示している。 上に述べられたように、本発明は、異種ホスホリパーゼを発現する組み換え酵 母細胞、およびそうしたホスホリパーゼのシグナル伝達活性を調整することが可 能な化合物を同定するのにこれらの細胞を使用する方法に関する。一般に、主題 のアッセイは、そのシグナル伝達活性が検出可能なシグナルを生じるように組み 換え細胞中で調整され得る異種ホスホリパーゼタンパク質を発現する組み換え細 胞の使用により特徴づけられる。下に記述されるように、これらの細胞は(場合 によっては)また、(i)ポリペプチドライブラリーからの外因性の試験ポリペ プチドをコードする発現可能な組み換え遺伝子、(ii)ホスホリパーゼ活性と結 びつけられる調節タンパク質、および(iii)レポーター構築物、のひとつもし くはそれ以上も発現しうる。 酵母での哺乳類のホスホリパーゼの機能的発現は、この酵素のモジュレーター の同定で有用な、安価なスクリーニングのデザインを提供し、その活性は哺乳類 の細胞で中心的なシグナリング分子の産生に必要とされる。天然であれ合成であ れ、いかなる化学的存在物もしくは化学的存在物の組み合わせが、哺乳類のホス ホリパーゼを調整する能力についてスクリーニングされうる。これらのモジュレ ーターはこの酵素に直接作用して酵素の活性を変えうる。例えば、それらは、酵 素の活性を、競合的に、非競合的に、および/もしくはアロステリックに増強ま たは阻害し得るか、あるいは、ホスホリパーゼ活性を変える調節タンパク質の能 力に影響を与えうる。 一態様において、工作された細胞は、Gαもしくはいくつかの場合で はGβγのように、ホスホリパーゼを直接活性化し得るかもしくは部分的に活性 化されたホスホリパーゼの活性を増大させ得る薬物について、スクリーニングす るのに使用される。ある態様において、キメラのGαもしくはGβγがこの目的 のために発現されうる。 第二の態様において、工作された細胞は、哺乳類のホスホリパーゼを阻害する 薬物についてスクリーニングするのに使用される。この状況ではホスホリパーゼ が最初に活性化されなくてはならない。これは、細胞を、GαもしくはGβγを 適切なように発現するよう工作することによりなされ得る。あるいは、細胞は、 Gタンパク質およびGタンパク質が結合されたレセプターの双方、もしくはホス ホリパーゼ活性を制御するいかなる他のタンパク質、ならびに、外的に添加され るリガンドによるかもしくは共発現されるリガンドによるかのいずれかで刺激さ れるレセプターを共発現するよう工作されうる。どちらの場合にも、リガンドは 単にホスホリパーゼの活性化を刺激するのにのみ使用される既知のアクチベータ ーであり、そして、薬物がこのホスホリパーゼの阻害についてスクリーニングさ れる。 第三の態様において、工作された細胞は、例えば、調節タンパク質例えばGタ ンパク質が結合されたレセプターへのそれらの作用により間接的にホスホリパー ゼを阻害もしくは活性化する薬物についてスクリーニングするのに使用される。 このレセプターはホスホリパーゼに作用するGタンパク質サブユニットを活性化 する。この場合には、適合するGタンパク質が結合されたレセプターおよび適合 するGタンパク質が、同じ酵母細胞で哺乳類のホスホリパーゼを提供されるであ ろう。 標的のホスホリパーゼのシグナル伝達活性を調整する、特定の試験化 合物の能力は、検出シグナルのアップレギュレーションもしくはダウンレギュレ ーションを検出することにより評価され得る。例えば、ホスホリパーゼ依存性の シグナル経路を介するセカンドメッセンジャーの産生(例えばリン脂質の加水分 解、カルシウムイオンの動員、もしくはPKCの活性化)が直接測定され得る。 あるいは、レポーター遺伝子の使用が便宜的な読み出しを提供し得る。ともかく 、検出シグナルでの統計学的に有意の変化が、標的のホスホリパーゼのエフェク ターである化合物の同定を促進するのに使用され得る。 この方法により、ホスホリパーゼのシグナリングを調整する試験化合物がスク リーニングされ得る。試験化合物がホスホリパーゼの活性を誘導するようでない 場合は、このアッセイは、反復されることができ、そして、組み換え細胞がまず ホスホリパーゼの既知のアクチベーターと接触される段階の導入により改変され ることができ、そして、試験化合物が、ホスホリパーゼの活性を阻害する、例え ばホスホリパーゼのアンタゴニストを同定するその能力についてアッセイされ得 る。あるいは、細胞は活性化されたホスホリパーゼとともに工作され得る。さら に他の態様において、試験化合物は、ホスホリパーゼの既知のアクチベーターへ の応答を増強するメンバーについてスクリーニングされ得る。さらに別の態様に おいて、ホスホリパーゼもしくはホスホリパーゼ調節タンパク質は、活性化され たホスホリパーゼの阻害剤のスクリーニングを促進するのに構成的に活性であり うる。例えば、G11およびG16のようなヘテロ三量体のGqファミリーのメ ンバーの、Gα qQ209LおよびGα 16Q212Lのような構成的に活 性の形態が記述されている。 過剰発現のこれらのGTAアーゼ欠損活性化Gα対立遺伝子は、基礎 のホスホリパーゼC活性を構成的に上昇させることが見出され、cJun NH2 末端キナーゼの持続する活性化につながった(ヒースレイ(Heasley)ら1996 Mol .Cell.Biol.16:648;ヒースレイ(Heasley)ら1996 J.Biol.Chem.271:349; キアン(Qian)ら1994 J.Biol.Chem.1994.269:17417)。なおさらなる態様に おいて、それを構成的に活性にするように突然変異されているα1β-アドレナ リン作動性レセプターのようなホスホリパーゼ活性化レセプターの構成的に活性 化された形態(ペレツ(Perez)ら1996.Mol.Pharmacol.49:112)、もしくはホ ルミルメチオニルロイシルフェニルアラニンレセプターの変えられた形態(アマ トルーダ(Amatruda)ら1995.J.Biol.Chem.270:28010)が発現されうる。他の 態様において、ホスホリパーゼそれ自身が構成的に活性化された形態で発現され うる。 さらなる態様において、主題の被験細胞は、差異に基づくスクリーニングアッ セイを実行するのに使用され得、例えばこれは非哺乳類の(例えば非ヒトの)ホ スホリパーゼを選択的にもたらす化合物を同定するのに使用され得る。こうした 化合物は、選択的阻害により、哺乳動物(例えばヒト)での病原体の感染(例え ば、ウイルスの、真菌の、細菌のもしくは原生動物の)を治療もしくは予防する ために使用され得る。哺乳類のホスホリパーゼに対する、差異に基づくスクリー ニングアッセイを実行するのに好ましい異種ホスホリパーゼ酵素は、ウイルスの 、真菌の、もしくは原生動物の病原体からのホスホリパーゼを包含する。真菌の 病原体の例は、カンジダ症、アスペルギルス症、ムコール菌症、ブラストミセス 症、ゲオトリクム症、クリプトコックス症、クロモブラストミコーシス、コクシ ジオイデス真菌症、分生胞子症(Conidiosporosis)、ヒ ストプラスマ症、菌腫、リノスポリジウム症、ノカルジア症、偽放線菌症、ペニ シリン菌症、モノリアシス(Monoliasis)およびスポロトリクス症を引き起こす 真菌を包含する。 差異に基づくスクリーニングのさらなる態様において、ひとつのホスホリパー ゼのかつ別のホスホリパーゼのでない活性を調整する、化合物の能力が測定され うる。例えば、PLCβのでかつPLCγのでないアゴニストもしくはアンタゴ ニスト、または、PLCβ2を調整することが可能でかつPLCβ3は可能でな い化合物が選択されうる。さらに別の態様において、異種ホスホリパーゼを調整 することが可能である一方でホスホリパーゼ経路のメンバーであることができる もしくはできない、PKCのような、シグナル伝達タンパク質の別のメンバーに 影響を与えることが可能でない化合物が試験されうる。 組み換え細胞のアッセイの開発において、ホスホリパーゼのシグナリング経路 の活性化のよくある結果は、特定の遺伝子の転写の活性化もしくは不活性化、す なわち遺伝子の転写もしくは翻訳での迅速かつ検出可能な変化にしばしば最終的 につながるホスホリパーゼの活性化であったことが認識された。かように、ホス ホリパーゼ応答性の転写要素により制御される遺伝子の転写は、しばしば、細胞 内シグナルの伝達による表面タンパク質の活性を反映する。 例証するために、伝達される細胞内シグナルは、細胞外シグナル、とりわけリ ガンドのホスホリパーゼと結合される細胞表面レセプターとの特定の相互作用に より開始され得る。この相互作用は細胞内の事象のカスケードを動き出させ、そ の最終的な結果は遺伝子の転写もしくは翻訳での迅速かつ検出可能な変化である 。ホスホリパーゼ依存性の細胞内シ グナルに応答性である転写調節配列を選択すること、および、選択されたプロモ ーターをその転写、翻訳もしくは最終的な活性が容易に検出可能かつ測定可能で あるレポーター遺伝子に影響を及ぼして結合することにより、転写に基づくアッ セイは、特定の試験化合物が細胞内伝達に影響を与えるかどうかの迅速な指摘を 提供する。レポーター遺伝子の発現は、かように、ホスホリパーゼ活性のアゴニ ストもしくはアンタゴニストとして作用する化合物の開発のための価値のあるス クリーニング手段を提供する。 本発明のレポーター遺伝子に基づくアッセイは、上に記述された事象のカスケ ードの最終段階、例えば転写の調整を測定し、そして、かように、異種ホスホリ パーゼがシグナル伝達経路に機能的に組込まれるアッセイに理想的である。従っ て、アッセイの一態様の実行において、レポーター遺伝子構築物は、ホスホリパ ーゼ活性により産生されるセカンドメッセンジャーに依存する検出シグナルを生 じさせるために被験細胞に挿入される。典型的には、レポーター遺伝子構築物は 、ホスホリパーゼ依存性の検出シグナルを提供するレポーター遺伝子の発現のレ ベルで標的のホスホリパーゼのシグナル伝達活性に応答する、1種もしくはそれ 以上の転写調節要素との影響を及ぼす結合にレポーター遺伝子を包含することが できる。レポーター遺伝子からの転写量は、適することが当業者に知られている いずれかの方法を使用して測定されうる。例えば、特定のmRNAの発現はノー ザンブロットを使用して検出されうるか、または、特定のタンパク質生成物は特 徴的な染色もしくは固有の活性により同定されうる。レポーター遺伝子からの発 現量は、その後、試験化合物の非存在下の同じ細胞での発現量と比較されるか、 もしくは、それが 標的のホスホリパーゼを欠く本質的に同一の細胞での転写量と比較されうるかの どちらかである。転写量でのいかなる統計学的もしくは別の有意の差異は、試験 化合物が標的のホスホリパーゼの活性をいくぶんか変えていることを指摘する。 下にさらに詳細に記述されるように、好ましい態様において、レポーター遺伝 子産物はその産物に関連する固有の活性により検出される。例えば、レポーター 遺伝子は、酵素活性により、色、蛍光、もしくは発光に基づく検出シグナルを生 じさせる遺伝子産物をコードしうる。 他の好ましい態様において、レポーターもしくはマーカーの遺伝子は、選択的 な成長の利点を提供する。例えば、レポーター遺伝子は、細胞の生存能力を高め 、細胞の栄養要求を救助し、および/もしくは薬物に対する耐性を提供すること ができる。 他の態様において、セカンドメッセンジャーの産生は、細胞内カルシウムの動 員のように検出段階で直接測定され得、もしくは、リン脂質の代謝が定量され、 例えばリン脂質の加水分解生成物IP3もしくはDAGが測定され得るとみられ る。例えば、哺乳類細胞でのPLC活性化の下流の効果のひとつはカルシウムイ オンの動員である。本発明の教示は哺乳類のホスホリパーゼが酵母細胞に機能的 に組込まれ得ることを立証するため、この効果が機能的な組み換えPLCを発現 する酵母細胞で期待されうることがありそうである。同様に、哺乳類のPLCは そのセカンドメッセンジャー産物(DAGを包含する)を介してPKCを調整す ることが知られているため、酵母での哺乳類のPLCの機能的発現は、IP3-レ セプター、CaMキナーゼ、カルモジュリン、PKAおよびPKC、もしくはホ スホリパーゼと相互作用する他のタンパク質を包含す る、シグナル経路の他のエフェクターと結合することが期待されうる。 II.宿主細胞 本発明の宿主の酵母細胞は、培養可能でありかつその中で外因性のホスホリパ ーゼが調整され得るいずれかの種のものでありうる。適する種は、クルイベレイ ラクチス(Kluyverei lactis)、スキゾサッカロミセス ポンベ(Schizosacchar omyces pombe)、およびウスチラコ マイジス(Ustilaqo maydis)を包含し、サッ カロミセス セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)が好ましい。本発明の実行 において使用され得る他の酵母は、ニューロスポラ クラッサ(Neurospora cras sa )、アスペルギルス ニガー(Aspergillus niger)、アスペルギルス ニズラン ス(Aspergillus nidulans)、ピキア パストリス(Pichia pastoris)、カンジダ トロピカリス(Candida tropicalis)、およびハンセヌラ ポリモルファ(Hanse nula polymorpha)である。本明細書で使用されるような「酵母」という用語は、 厳密な分類学的意味での酵母すなわち単細胞生物体のみならず、酵母様の多細胞 真菌もしくは繊維状真菌も包含する。 適切な宿主細胞の選択はまた、検出シグナルの選択によっても影響されること ができる。例えば、レポーター構築物は、下に記述されるように、標的レセプタ ーに結合されるシグナル伝達経路に応答する転写活性化(もしくは不活性化)に 際して選択可能なもしくはスクリーニング可能な特性を提供し得る。レポーター 遺伝子は、酵母での成長停止の原因の遺伝子のような、すでに宿主細胞の経路で 改変されない遺伝子でありうる。それは「ホスホリパーゼ応答性」プロモーター に操作可能に結合されている宿主細胞遺伝子でありうる。あるいは、それは、そ のように結合されている異種遺伝子でありうる。適する遺伝子およびプロモータ ーが以下に論考される。従って、選択もしくはスクリーニングを達成するために は宿主細胞が適切な表現型を有しなければならないことが理解されることができ る。例えば、野生型のHIS3遺伝子を有する酵母にフェロモン応答性のキメラ のHIS3遺伝子を導入することは遺伝子の選択を失敗させるとみられる。かよ うに、栄養の選択を達成するには栄養要求性の株が望ましいことができる。 宿主細胞の遺伝子に関する「不活性化」は、機能的遺伝子産物の産生が防止も しくは阻害されることを意味する。不活性化は、遺伝子の欠失、発現が起こらな いようなプロモーターの突然変異、もしくは遺伝子産物が不活性であるようなコ ーディング配列の突然変異により達成されうる。不活性化は部分的もしくは全体 的でありうる。 従って、ある態様において、異種ホスホリパーゼ活性のスクリーニングを促進 するのに内因性の酵母のホスホリパーゼを混乱させることが望ましいことができ る。酵母の遺伝子学の分野は進んでおり、また、酵母遺伝子を混乱させる技術は 当該技術分野で既知である。例えば、転位が、技術でフリック(Flick)とトーナ ー(Thorner)により記述されるように、改変された形態をもつ内因性の酵母のホ スホリパーゼ遺伝子を置き換えるのに使用されうる。酵母のPLC1の場合は、 plcΔ1::HIS3突然変異が、以下のようにPLC1の内部のPvuII断片 (ヌクレオチド+1069ないし+1482)をHIS3で置き換えることにより創製さ れ得る。PLC1の大部分を含有する3.7kbのEco RV断片が、EcoRVで切断された YCp50(ローズ(Rose)ら1987.Gene.60:237)中に挿入されてpJF10を 生じ得る。これはPvuIIで切断され得、そしてHIS3を含有するpJJ215 の2.1kbのPvuII断片と連結され得る(ジョーン ズ(Jones)とプラカシュ(Prakash)。1990 Yeast 6:363)。生じるプラスミド(p JF18)では、HIS3はPlc1pの残基357ないし494を置き換えている。 plc1Δ1::HIS3対立遺伝子は、EcoRVで切断されたpJF18を使用 しかつヒスチジン原栄養体性について選択して、2種の異なるhis3/his 3二倍体株、YPH501(シコルスキ(Sikorski)とハイター(Heiter)。1989 G enetics 122:19)およびW303(トーマス(Thomas)とロトシュタイン(Rothste in)1989.Cell 56:619)のDNA媒介性の形質転換(ロトシュタイン(Rothstein )。1983.Methods Enzymol.101:202)により酵母細胞中に導入され得る。 plc1Δ2::LEU2突然変異は、以下のようにPLC1のHpaI-ClaI区 分(ヌクレオチド+277ないし+2333)をLEU2で置き換えることにより創製 され得る。pUC19中に挿入されたPLC1を含有する4.3kbのHindIII断片か ら成るpJF58がHpaIおよびClaIで切断され得、そして、大腸菌(E.coli)D NAポリメラーゼIのクレノウ(Klenow)断片とともにインキュベーションされ得 る。生じる5.4kbの直鎖状にされたベクターは、ゲル精製され得、そして、pJ J283(ジョーンズ(Jones)とプラカシュ(Prakash)、上を参照)から削り取ら れ得そしてクレノウ酵素での処理により端のそろった末端に変換され得るLEU 2を含有する2.2kbのSaII-XhoI断片と連結され得、pJF96を生じる。PLC 1遺伝子のほとんど完全な欠失であるplc1Δ2::LEU2対立遺伝子は、 HindIIIで切断されたpJF96を使用しかつロイシン原栄養体性について選択 して、leu2/leu2二倍体株YPH501のDNA媒介性の形質転換によ り、S.セレビシエ(S. cerevisiae)中に導入され得る。 二倍体の形質転換体のそれぞれでのただ1個の相同物上の突然変異対立遺伝子 による固有のPLC1遺伝子座の転位は、制限酵素切断およびサザンブロットハ イブリダイゼーション分析により確認され得る(サンブルック(Sambrook)ら1989 .Molecular cloning:a laboratory manual、第2版。コールド スプリング ハーバー ラボラトリー プレス(Cold Spring Harbor Laboratory Press)、ニ ューヨーク州コールドスプリングハーバー)。ヘテロ接合性のplcΔ1/PL C1二倍体の胞子形成された培養系からの子嚢の表現型は、当該技術分野でのよ うに決定されうる。 理想的には、生じられたいかなる突然変異体も、例えば、37℃での成長の停止 もしくは特定の炭素源での成長の不足のような選択可能な表現型を有することが でき、高張性ストレスに対する(例えば塩もしくはソルビトールに対する)感受 性を表すことができ、または窒素源を欠く培地上で成長できないことができる。 好ましい態様において、内因性の突然変異PLCを発現する酵母細胞は、一組の 実験条件下での成長が可能であることができ、また、第二の一組の実験条件下で 成長できないもしくは成長の減損を表すことができる、すなわち条件付きで致死 的であるとみられる。 宿主細胞の遺伝子に関する「相補」は、宿主細胞の不活性化された遺伝子の少 なくとも部分的な機能が外因性の核酸により補充されることを意味する。例えば 、酵母細胞は、レセプターおよびシグナル伝達タンパク質の、哺乳類の相同物で の相補により「哺乳類に適合される」および「ヒトに適合され」さえ得る。例証 するために、酵母のホスホリパーゼ遺伝子の不活性化は、付録としてつけられる 実施例で記述されるように、 ヒトのホスホリパーゼ遺伝子の発現により補足され得る。 ヒトのPLC-β2およびGαqファミリーメンバーで観察されるplc1Δ ts表現型の相補は、これらの機能的に相互作用するタンパク質に向けられた多 様なアゴニストおよびアンタゴニストを同定するスクリーニング形式で使用され 得る。PLC-βのアゴニストは、非許容性の成長条件下でPLC-β2を発現す るがしかしいかなるGαqファミリーのGαサブユニットも発現しないplc1 Δ酵母株の成長を刺激する化合物についてのスクリーニングで同定され得る。野 生型の酵母PLC1を発現するplc1Δ株は、適切な対向スクリーニング株と してはたらき得るとみられる。PLC-βのアンタゴニストは2種の形式でスク リーニングされ得るとみられる。第一の形式では、非許容性条件下でのその成長 がGαqサブユニットの共発現に依存しないplc1Δ酵母株(すなわち哺乳類 のPLC-β1、-β2もしくは-β3を高コピープラスミド上で発現する株)が 、37℃でもしくは30℃で0.5M塩化ナトリウムで成長を阻害するがしかし30℃でし ない化合物についてスクリーニングされ得るとみられる。この形式についての付 加的な逆スクリーニングは、非許容性条件下でplc1Δ株の成長を阻害するが しかしPLC1株の成長は阻害しない化合物についてスクリーニングすることで あるとみられる。この逆スクリーニングは、一方もしくは他方または双方に作用 するものと対照的に、真菌と哺乳類のPLCアイソフォームに作用する化合物を 区別するようはたらくとみられる。第二の形式では、非許容性条件下でのその成 長がGαqサブユニットの共発現に依存するplc1Δ酵母株(すなわちPLC -β2を低コピープラスミド上で発現する株)が、化合物と接触される場合に相 補の損失についてスクリーニング され得るとみられる。このスクリーニングは、理論上、PLCアイソフォームを 直接阻害することによるか、またはPLC-βアイソフォームとGαqサブユニ ットとの間の相互作用を阻害することによるか、もしくはGαqサブユニットの 活性化を阻害することによるかのいずれかで作用する化合物を検出し得るとみら れる。スクリーニングでの機能の相補の使用の最後の例として、その中でPLC -βの下流のシグナリング成分の活性化もしくは阻害が形成された株を適切に評 価され得る酵母株を構築することが可能でありうる。例えば、哺乳類のPLC- βアイソフォームおよびPKCの双方を発現する株が、PLC-βアイソフォー ム、PKCアイソフォームもしくは双方のいずれかの活性を調整する化合物につ いてスクリーニングするのに使用されうる。 主題のアッセイでの使用のための他の相補はいかなる過度の実験なしに構築さ れ得る。実際、哺乳類のシグナル伝達タンパク質での酵母遺伝子の相補の多数の 例が当該技術分野で記述されている。例えば、以下の表は、酵母の遺伝子を相補 することが見出されているヒトの遺伝子のいくつかの一覧を包含する。 真核生物細胞に異種DNAを導入する方法は当該技術分野でよく知られており 、そしていかなるそうした方法も使用されうる。加えて、多様なホスホリパーゼ および本明細書に記述される組み換えタンパク質の他のものは、当業者に既知で あるか、もしくは当業者に既知のいずれかの方法によりクローニングされうる。 一般に、発現ベクターのような遺伝子構築物にポリヌクレオチドコーディング配 列を連結すること、および、真核生物(酵母、鳥類、昆虫もしくは哺乳類)また は原核生物(細菌の細胞)のいずれかの宿主中に形質転換もしくはトランスフェ クションすることは、配列をコードする外因性のレセプターおよびペプチドライ ブラリーを包含する他のよく知られたタンパク質の産生において使用される標準 的処置である。類似の処置、もしくはそれらの改変が、主題の発明に従って組織 培養技術により本発明の組み換え被験細胞を調製するのに採用され得る。 一般に、ベクターは宿主細胞で複製が可能であることが望ましいことができる 。それは、宿主ゲノム中に組込まれ、そしてその後に染色体DNAの一部として 複製されるDNAでありうるか、もしくは、それはプラスミドの場合でのように 自律的に複製するDNAでありうる。後者の場合には、ベクターは宿主中で機能 性である複製開始点を包含することができる。組込みベクターの場合は、そのベ クターは組込みを促進する配列、例えば宿主の配列に相同なもしくはインテグラ ーゼをコードする配列を包含しうる。 多数のベクターが酵母での組み換えタンパク質の発現のために存在する。例え ば、YEP24、YIP5、YEP51、YEP52、pYES2およびYRP 17は、S.セレビシエ(S. cerevisiae)への遺伝子 構築物の導入で有用なクローニングおよび発現のベヒクルである(例えば、Expe rimental Manipulation of Gene Expression、イノウエ(M.Inouye)編 アカデ ミック プレス(AcademicPress)、p.83中のブローチ(Broach)ら(1983)を参照、 引用により本明細書に組み込まれる)。これらのベクターはpBR322 or iの存在により大腸菌(E.coli)中で、また、酵母の2μプラスミドの複製決定 物によりS.セレビシエ(S.cerevisiae)中で複製し得る。加えて、アンピシリン のような薬剤耐性マーカーも使用され得る。 さらに、酵母細胞での遺伝子発現は酵母中で機能性であるプロモーターを必要 とすることが理解されることができる。適するプロモーターは、メタロチオネイ ン、3-ホスホグリセリン酸キナーゼ(ヒッツェマン(Hitzeman)ら、J.Biol.Ch em.255、2073(1980))、もしくは、エノラーゼ、グリセルアルデヒド3-リン酸 デヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、ホスホフ ルクトキナーゼ、グルコース6-リン酸イソメラーゼ、3-ホスホグリセリン酸ム ターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、ホスホグルコー スイソメラーゼおよびグルコキナーゼのような他の解糖酵素(ヘス(Hess)ら、J .Adv.Enzyme Req.7、149(1968);およびホランド(Holland)らBiochemistry 1 7、4900(1978))のプロモーターを包含する。酵母の発現での使用に適するベク ターおよびプロモーターは、ヒッツェマン(R.Hitzeman)ら、EPO公開第73,657号 にさらに記述される。成長条件により制御される転写の付加的な利点を有する他 のプロモーターは、アルコールデヒドロゲナーゼ2、イソチトクロームC、酸ホ スファターゼ、窒素代謝に関連する分解酵素、ならびに前述のメタロチオネイン およびグリセロアル デヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ、ならびに、マルトースおよびガラクトース の利用の原因である酵素のプロモーター領域である。最後に、2個の半数体交配 タイプの1個のみで活性であるプロモーターがある環境で適切でありうる。これ らの半数体特異的プロモーターのうち、フェロモンプロモーターMFalおよび MFα1がとりわけ興味深い。 III.ホスホリパーゼ 上に述べられたように、本発明の一局面は酵母細胞での異種ホスホリパーゼの 機能的発現を包含する。好ましいホスホリパーゼはホスホリパーゼCである。主 題のスクリーニングアッセイを実施するのに好ましいPLCは、ホスホリパーゼ Cの4クラスのいずれかのいかなるイソタイプ(例えばα、β1-4、γ1および2 、もしくはδ1-3)も包含する。ホスホリパーゼは、脊椎動物(例えば、ウシ、 ブタ、ヤギ、ウサギ、ネコ、イヌ、げっ歯類、ヒトもしくはヒトでない霊長類の ような哺乳類)、無脊椎動物(例えば昆虫)、細菌、非細菌もしくはウイルスの ホスホリパーゼの組み換えの形態でありうる。本発明の好ましいホスホリパーゼ は哺乳類のであり、とりわけ好ましいホスホリパーゼはヒト起源のものである。 いくつかのヒトPLCもまたクローニングされている。例えば、PLC(ジェン バンク(Genbank)受託番号第X14034号)、PLC1(ジェンバンク受託番号第M37 238号)、PLCβ2(ジェンバンク受託番号第M95678号;パーク(Park)らJ.Bi ol.Chem.1992.267:16048もまた参照)、およびPLCβ3(ジェンバンク受 託番号第Z37566号、オオタ(Ohta)、マツイ(Matsui)、ナザワ(Nazawa)、ラガーク ランツ(Lagercrantz)ら(Genomics(1995)20:467:472)もまた参照);PLC β4(ジェンバンク受託番号第L41349号、アルヴァレズ(Alvarez)ら(1995)(Ge nomi cs 29:53)もまた参照);PLCγ1(ジェンバンク受託番号第U09117号、チェ ン(Cheng)ら(1995)(J.Biol.Chem 270:5495)もまた参照);PLCγ(ジェ ンバンク受託番号第M34667号、バージェス(Burgess)ら(1990)(Mol Cell Biol .10:4770)もまた参照)、ならびにPLCα(ジェンバンク受託番号第D16234号 、ヒラノ(Hirano)ら(1994)Biochem Biophys Res.Commun 204:375もまた参照 )。 さらに、異種ホスホリパーゼは天然に存在するタンパク質である必要はなく、 むしろ、それはホスホリパーゼの突然変異の形態でありうる。好ましくは、この 突然変異体は、天然に存在するホスホリパーゼに本質的に相同、もしくは機能性 であることが既知の突然変異体である。 さらに、ホスホリパーゼをコードする構造遺伝子は、野生型の哺乳類の遺伝子 もしくは改変された遺伝子でありうる。「隠れた」改変が、例えば、(1)対応 するmRNAでの二次構造を排除すること、もしくは(2)それほど好まれない コドンを酵母により好まれるコドンで代えること、により発現を向上させるため に、または、例えば制限酵素切断部位を導入すること、欠失させること、もしく は改変することによりクローニングを促進するためになされうる。遺伝子はまた 、突然変異のホスホリパーゼがコードされるようにも改変されうる。 酵母のコドン使用頻度の分析は、酵母に存在する最も豊富なイソ受容tRNA から成る好ましいコドンの組が存在すること、および、この好ましい組(61個の 可能なコーディングトリプレットのうち25個)は全ての酵母タンパク質について 同じであること(ベネッツェン(Bennetzen)とホール(Hall)(1981)J.Biol.Ch em.257、3026-3031)を指摘する。豊富なタンパク質に必要とされる迅速な転写 速度は、コドンの好ましい 組の存在に選択圧力を提供すると考えられる。特定の遺伝子での偏らされたコド ン使用頻度の程度が遺伝子発現のレベルと直接相関するため(ヘクマ(Hoekma)ら (1987)Mol.Cell.Biol.7、2914-2924)、酵母での異種遺伝子の発現を目指 された実験戦略は、その生物体について記述されているコドンの偏りを活用する (シャープ(Sharp)ら(1986)Nuc.Acids Res.14、5125-5143)。 例えば、典型的具体例で詳細に記述されるように、PLC-β1のアミノ末端 の7残基およびヒトPLC-β2のアミノ末端の21残基は、これらの変化を遂げ るために合成オリゴヌクレオチドを使用して突然変異され得る。各構築物のヌク レオチド配列はその後、双方のDNA鎖上でのジデオキシヌクレオチド配列決定 法により確認されうる。ここでとりわけ引用されない他の所望の保存性のアミノ 酸の代用が、野生型タンパク質の活性のいかなる減少なしにホスホリパーゼの配 列に対しなされうる。IV .他の調節タンパク質 特定の態様では、本発明の酵母細胞は、外因性(または外来性ともいう)のホ スホリパーゼを調節する1つ以上の調節タンパク質を発現するようにさらに操作 できる。好適な調節タンパク質は、G-タンパク質共役受容体、G-タンパク質、 受容体チロシンキナーゼおよび/または非−受容体キナーゼである。他の調節タ ンパク質の例は、ホスホリパーゼ基質に結合し、そしてプロフィリンのようなホ スホリパーゼの活性に影響を及ぼすタンパク質である。ホスホリパーゼ調節タン パク質を、以下に詳細に記載する。A.G−タンパク質−共役受容体 真核細胞中に見られるシグナル伝達カスケードの1ファミリーは、ヘテロ三量 体型“Gタンパク質”を利用する。G-タンパク質−共役受容体による成長シグ ナルの伝達は、ホスホリパーゼ−依存的経路を含むことが示された。例えばβ- 型PLCアイソホームは、ヘテロ三量体型Gタンパク質のサブファミリーであるG qにより活性化される。さらに説明すると、このGq/11/16のα-サブユニット は、特異的にPLC-β1およびPLC-β3を調節し、そしてGiサブファミリーのβ /γサブユニットはPLC-β2と相互作用する。特別なGタンパク質−共役受容体 とのアゴニスト作用で、Gqタンパク質のGαおよびGβ/γサブユニットへの 解離、ならびにGαと結合しているGDPのGTPとの交換が生じる。生成した GTP−結合Gαサブユニットは、次にPLCβのアイソホームのような特定のPLC アイソホームを、酵素に結合することにより活性化する。Gタンパク質シグナル 伝達系は、3成分を含む:受容体、GTP-結合タンパク質(Gタンパク質)、お よび細胞内標的タンパク質。 それらの休止期に、アルファ(α)、ベータ(β)およびガンマ(γ)サブユニット から成るGタンパク質は、ヌクレオチドであるグアノシン二リン酸(GDP)と複 合体を形成し、そして受容体と接触する。リガンドが受容体に結合する時、この 受容体は立体配置が変化し、そしてGタンパク質との相互作用を変化させる。こ れはα-サブユニットにGDPを放出させ、そしてより多くの豊富なヌクレオチ ドであるグアノシン三リン酸(GTP)がそれに変わり、これによりGタンパク質 を活性化する。次にこのGタンパク質は、解離して未だに複合化しているβおよ びγサブユニットからαサブユニットを分離する。活性化された状態は、GTP がGDPに、α-サブユニットに固有なGTPaseにより加水分解されるま で続く。GαサブユニットまたはGβγ複合体のいずれかが、経路に応じて、ホ スホリパーゼのようなエフェクターと相互作用する。ホスホリパーゼの場合には 、この酵素は次に不活性な前駆体分子を、活性な細胞質中に拡散できる“第二メ ッセンジャー”に転換し、代謝カスケードの引き金を引く。時間が経過すると、 GαはGTPをGDPに転換し、これによりそれ自体を不活性化する。不活性化 されたGαは、次に再度Gβγ複合体と会合する。 数千とまではいかなくても数百の受容体がヘテロ三量体型Gタンパク質を通し てシグナルを伝達し、その中で少なくとも明らかな17個の型が単離された。αサ ブユニットには大変な多様性が見られたが、数種の異なるβおよびγ構造が報告 された。さらに数種の異なるGタンパク質-依存的エフェクターがある。 ほとんどのGタンパク質結合受容体は、形質膜を7回通る単一のタンパク質鎖 から成る。そのような受容体は、セブントランスメンブラン受容体(seven trans membrane receptor:STR)と呼ばれることが多い。以下は、細胞中でホスホイノシ チド代謝に共役すると文献で報告され、したがって主題の試薬細胞を作成するた めに適する一部のセブントランスメンブランドメイン受容体のリストである:α 1A-アドレナリン性受容体、α1B-アドレナリン性受容体、α1C−アドレナリン性 受容体、M1ACh受容体、M3ACh受容体、M5ACh受容体、D2ドーパミン受容体、 D3ドーパミン受容体、A1アデノシン受容体、5HT1-様受容体、5HT1d-様受容体、 5HT1dベーター受容体、サブスタンスK(ニューロキニンA)受容体、f-Met-Leu -Phe(FMLP)受容体、アンギオテンシンII型1受容体、masプロト-オンコジーン受 容体、エンドセリンETA受容体、エンドセリ ンETB受容体、トロンビン受容体、成長ホルモン−放出ホルモン(GHRH)受容体 、バソアクティブインスティナルペプチド受容体、オキシトシン受容体、SST3受 容体、黄体形成ホルモン/絨毛性性腺刺激ホルモン(LH/CG)受容体、トロンボキ サンA2受容体、血小板-活性化因子(PAF)受容体、C5aアナフィラトキシン受容体 、インターロイキン8(IL-8)、IL-8A受容体、IL-8B受容体、mip-1/RANTES受容体 、代謝型グルタミン酸mGlu1-5受容体、ATP受容体、アミロイドタンパク質前駆 体受容体、ブラジキニン受容体、性腺刺激ホルモン-放出ホルモン受容体、コレ シトキニン受容体、抗利尿ホルモン受容体、副腎皮質刺激ホルモンII受容体、LT B4受容体、LTD4受容体、タキキニン受容体、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン受 容体、バソプレッシン受容体およびオキシトシン受容体。例示したGタンパク質 共役受容体のクローニングに関する引用文献は、表1に与えられる。 遺伝子が単離され、そして発現ベクターを構築できる特別なヒトGタンパク質 -共役受容体は、本発明に掲げられた受容体、および当該技術分野で周知な他の 受容体を含む。したがって、遺伝子は操作される細胞中で機能するプロモーター 、およびまた細胞中で機能するシグナル配列に操作できるように連結される。例 えば酵母の場合は、適当なプロモーターにはSte2Ste3およびgall遺伝子に由来 するプロモーターを含む。適当なシグナル配列には、このようなSte2Ste3、な らびに酵母細胞により分泌されるタンパク質をコードする他の遺伝子のシグナル 配列を含む。適当に、組換え受容体の酵母類似体を機能的状態で生産することが できないように、酵母ゲノムを好ましく修飾する。B.Gタンパク質サブユニット PLC-β酵素は、ホルモン、神経伝達物質、小分子および他のアゴニストにより 、リガンドがG-タンパク質共役受容体に結合することに反応して活性化される 。これはGαサブユニットのGqファミリーの員により媒介される百日咳毒素非 感受性メカニズムを介して、ならびにGiまたはGoファミリーのGαサブユニ ットを含むG-タンパク質複合体により媒介される百日咳毒素感受性メカニズム を介して起こる。Gqファミリーの員によるPLC-β酵素の活性化に関して、すべ てのGqファミリーの員(q、11、14、15および16)がインビトロおよび細胞培養 系の両方で、PLC-β1、-β2および-β3の触媒活性および-β4酵素を直接刺 激することが示された(A.J.Morrisら、1990およびその中に記載されている文献 ;SternweisおよびSmrka 1992;Wuら、1992;およびLeeら、1992)。一方、他の Gαサブユニットの員(Gi、Go、Gt、Gz)は、PLC-β活性を直接刺激し ない。幾つかの細胞型では、PLC-β酵素の刺激 が百日咳毒素処理に感受性であるという観察は、現在ではGβγサブユニットの PLC-βアイソザイムに対する直接的効果によると考えられている(Boyerら、1994 ;ならびにClaphamおよびNeer,1993)。多くの研究室からの最近の研究は、PLC- βのアイソホーム(特にPLC-β2および-β3)が、Gβγサブユニットによる直 接的な刺激に対して感受性であることを示した。このようにGαiまたはGαO -含有ヘテロ三量体に由来するGβγサブユニットは、過去の全細胞系で観察さ れたPLC-β刺激の百日咳毒素感受性に貢献できた。GαまたはGβγサブユニッ トによる活性に必要なPLC-βアイソザイムの特定領域が、特性決定された。例え ば欠失突然変異体は、PLC-β1のカルボキシル末端の残基(Wuら、1993)が、Gα サブユニットとの相互作用に決定的であり、一方、アミノ末端の残基はおそらく Gβγサブユニットが、PLC-β2のアミノ末端の150残基に存在する推定上のプ レクストリンホモロジーと結合することを通して、Gβγサブユニットとの相互 作用に必須であると思われることを示した(Ingleseら、1995、およびそこに引 用されている文献)。 本発明の特定の態様では、ホスポリパーゼおよび1つ以上の外因性Gタンパク 質サブュニット(例えば、Gタンパク質αサブユニット)の両方を発現すること が望ましいかもしれない。外因性Gαサブュニットが、内因性の酵母Gβγまた はGタンパク質共役受容体と十分に共役しなければ、Gαサブユニットは共役を 向上させるために修飾することができる。これらの修飾は突然変異体の形を取る ことが多く、これは受容体またはGβγ複合体との相互作用に比べて、Gαサブ ユニットの酵母Gαとの類似性を増すが、受容体-会合Gαとの類似性を減じる 。例えば、対応する酵母Gα残基と同一となるように、または少なくともその残 基 と同じ交換基群に属するように残基を変化させることができる。修飾した後、修 飾したGαサブユニットは、外来および/または酵母のGαサブユニットと“実 質的に相同的”であるか、または相同的でない。 この修飾は好ましくは、受容体結合およびGβγ結合の1つ、または両方に関 与すると思われるGαの領域に集中している。幾つかの態様ではこの修飾は、受 容体−会合Gαの1つ以上のセグメントを、対応する酵母Gαセグメント(1つ または複数)と置き換えた形を取り、これによりキメラGαサブユニットを形成 する。(添付の請求の範囲のために、用語“セグメント”は、3つ以上の連続す るアミノ酸を言う)他の態様では、点突然変異で十分である。 このキメラGαサブユニットは、内因性受容体および酵母Gβγ複合体と相互 作用し、これによりシグナル伝達がヘテロロガスなホスホリパーゼを含む経路を 介して起こるようにすることができる。内因性の酵母Gβγの使用が好ましいが 、外来またはキメラGβγがシグナルを組換えホスホリパーゼに伝達できるなら ば、代わりに使用することができる。C.チロシンキナーゼ PLC-γ酵素のような特定のホスホリパーゼは、受容体型および非−受容体型チ ロシンキナーゼの両方による、鍵となるチロシン残基のリン酸化に反応して直接 活性化される(CookおよびWakelam、1992bによりまとめられている)。PLCγ活性 化を媒介する受容体の例には、固有のチロシンキナーゼ活性を有する上皮増殖因 子(EGF)、血小板由来増殖因子(PDGF)、繊維芽細胞増殖因子、血小板由来増殖 因子(PDGF)、繊維芽細胞増殖因子(FGF)、神経成長因子(NGF)およびerbB2を含 む(Kumjianら、(1991)J.Biol.Chem.266:3973;Margolsisら、1989,Cell 57:1101; Meisenhe lderら、1989.Cell 57:1109;Mohammadiら、1991,Mol.Cell.Biol.11:5068;Stephe nsら、1994.Neuron 12:691)。固有の酵素活性を欠く他の受容体系も、PLCに関連 する。これらには一連のサイトカインの受容体を含む(Boultonら、1994,J.Biol. Chem .269:11648)、エリトロポエチン(Resら、1994.J.Biol.Chem.269:19633)、お よびトロンビン(Guinebaultら、1993,Biochem J.292:851)、ならびに膜免疫グロ ブリンMおよびBリンパ球中のCD40のようなマルチサブユニット免疫認識受容 体(MIRR)(Coggeshallら、1992,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:5660;Renら、1994 ,J.Exp.Med.179:673)、T-細胞抗原受容体(Parkら、1991,Proc.Natl.Acad.Sci.U SA 88:5453;WeissおよびLittman.1994,Cell 76:253)、好塩基性白血病細胞中の 高−親和性免疫グロブリンE受容体(Liら、1992,Mol.Cell,Biol.12:3176;Parkら 、1991 J.Biol.Chem,266:24237)および単球性細胞中の免疫グロブリンG受容体( Liaoら、1993,Biochem,Biophys.Res.Commun.191:1028)を含む。受容体が固有の チロシンキナーゼ活性を持たない時、受容体に共役する非−受容体タンパク質チ ロシンキナーゼ(lyn、sykおよびfynを含む、例えばSrcおよびSyk/ZAP70ファミリ ーの員)が、反応を媒介する(Liaoら、同上;Rheeら、1992,Adv.Second Messenger Phosphoprotein Res .26:35-61;WeissおよびLittman、同上)。 PLC-γアイソザイムは、これらPTKのキナーゼドメイン内の自己リン酸化チロ シン残基に、PLC XとY領域の間のスペーサー中に存在するSH2ドメインを介し て特異的に結合し、そしてPLC自体はチロシンリン酸化の基質となる。受容体会 合チロシンキナーゼ活性による特別なチロシン残基(PLC-γ1上のTyr783およびT yr1254、ならびにPLC-γ2上のTyr753およびTyr759)のリン酸化は、次に1,4,5-I P3およびsn-1,2-ジアシルグ リセロール(DAG)の生産増加をもたらすPLC-γアイソザイムの触媒活性を増大さ せる。D.他の調節タンパク質 さらに他の調節タンパク質を、酵母細胞中でヘテロロガスなホスホリパーゼと ともに同時発現させることができる。最近の研究も、細胞骨格要素とポリホスホ イノシチドとの間の相互作用に集中している。例えばPtdIns(4,5)P2は、プロフ ィリンに結合することが見いだされた。(Vojtekら、(1991)Cell 6:497)。PIP2 -結合タンパク質はアクチンに結合し、そしてそのアッセンブリーをインビボで 調節することが知られており、細胞骨格組織化の調節、容量調節および細胞骨格 アッセンブリーの状態に関連する他の細胞性の機能におけるPLC酵素によるPIP2 加水分解の役割の可能性を示唆している。さらに、Goldschmidt-Clermontら(199 1)Science 251:1231は、インビボのPI代謝回転を調節するプロフィリンの役割を 、PLC-γ1がチロシンリン酸化により活性化された時を除いて、プロフィリン- 結合PIP2がPLC-γ11による開裂に対して耐性であることを示すことにより証明し た。ホスホリパーゼを調節できる他の分子の例示としては、プロフィリン、ゲル ゾリン、コフィリン、アルファ-アクチンおよびビリンを含む。PtdIns(4,5)P2の ゲルゾリンおよびビリン上への結合部位が、最近、同定された(Janmeyら、(1992 )J.Biol.Chem 267:11818)。 PLC-δ調節の最近の研究では、bcrのGTPase活性化タンパク質相同領域への類 似を示し、RhoAに対してGAP活性を表し、そしてPLC-δ1へ結合して直接刺激す ることを示す、新たな種類の調節タンパク質(p122-PhoGAP)によりPLC-δが調節 され得ることを示唆している(Homma,Yおよ びY.Emori,1995)。他の報告は、rhoがPtdIns(4,5)P2レベルを調節できることを 示唆している(Chongら、(1994)Cell 79:507)。 またPLCの中にはPLCβ1のように(BernsteinおよびRoss)、特定のGqファミリ ーの員にGAP-様活性を有するものもある。この活性は、GqおよびPLC自体の 活性の両方を下方調節するために役立つ。 他の調節タンパク質の例には:IP3受容体、カルシウムチャンネル、DAGプロテ インキナーゼC(PKC)、PKA3(cAMP依存性プロテインキナーゼ触媒サブユニット) 、SOK1(PKA過剰発現のサプレッサー)、CMD1(カルモジュリン、CMK1(カルシウ ム/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼ)、およびCMK2(カルモジュリン 依存性プロテインキナーゼ)を含む。V.ドラッグ スクリーニング 特定の態様では、このアッセイは、ホスホリパーゼアゴニストおよび/または アンタゴニストの多種の化合物ライブラリーを試すために、組換え細胞を使用す ることが特徴である。好適な態様では、試薬細胞は、検出できるシグナルを試薬 細胞中に生産することができる哺乳類ホスホリパーゼを発現する。 特定の態様では、試薬細胞は、スクリーニングされる試験化合物も生産する。 例えば、試薬細胞は哺乳類のホスホリパーゼ活性をモジュレートするための能力 についてスクリーニングされる試験ポリペプチド、試験核酸および/または試験 炭水化物を生産することができる。そのような態様では、そのような試薬細胞の 培養物は有力なホスホリパーゼエフェクターの多種ライブラリーを集合的に提供 し、そしてホスホリパーゼ機能を作用させるか、または拮抗させる、いずれかの そのライブラリーの 員を選択し、そして同定することができる。さらに試薬細胞は、哺乳類のホスホ リパーゼ活性を直接変化させるか、または哺乳類のホスホリパーゼの幾つかの標 的上流または下流に作用する薬剤を検出するために使用できることが明らかであ る。 別の態様では、試験化合物を外部から加える。そのような態様では、試験化合 物は試薬細胞と接触させられる。活性をスクリーニングできる化合物の例には、 ペプチド、核酸、炭水化物、小有機分子および天然産物抽出物ライブラリーを含 む。そのような態様では、ホスホリパーゼ機能を作用させる、または拮抗させる 両方の化合物を選択し、そして同定することができる。さらに、試薬細胞は哺乳 類ホスホリパーゼの活性を直接変化させる、または哺乳類のホスホリパーゼの幾 つかの標的上流または下流に作用する薬剤を検出するために使用できることが明 らかである。 さらに他の態様では、試験化合物は、哺乳類ホスホリパーゼを発現する試薬細 胞と一緒に同時培養される細胞により生産される。A.スクリーニングおよび選択:第二メッセンジャー生産のアッセイ ペプチドの生物活性をスクリーニングする時、細胞内の第二メッセンジャー生 産を直接測定することができる。第二メッセンジャーにより生成されたホスホリ パーゼを直接測定するためのアッセイの例は、以下に与えられる:ホスホリパー ゼが関与するシグナル伝達経路中で生産される第二メッセンジャーの測定用の他 のアッセイは、当業者には明らかであり、そして以下に記載のアッセイに代える ことができる。 1つの態様では、ホスホリパーゼ酵素活性は、酵母細胞抽出物中で測定できる 。他の態様では、ホスホリパーゼ活性検出の測定は、インタク トな酵母細胞を使用して行われる。 特定の受容体は、ホスファチジルイノシトール4,5ビスホスフェートの1,4,5-I P3(これは、細胞内Ca++に移動性をもたせる)およびジアシルジクセロール(DA G)(これはプロテインキナーゼCを活性化する)への分解を刺激するホスホリパー ゼCの活性を刺激する。イノシトール脂質を抽出し、そして標準的な脂質抽出法 を使用して分析することができる。またDAGは、薄層クロマトグラフィーを使用 して測定できる。すべての3種のイノシトール脂質の水溶性の誘導体(IP1、IP2 、IP3)も、放射標識法またはHPLCを使用して定量することができる。 細胞内カルシウムの流通または細胞外部からのカルシウムの流入は、標準的な 方法を使用して測定できる。適当なカルシウムインディケーター、蛍光性、生物 発光性、メタロクロミック性またはCa++-感受性の微小電極の選択は、細胞型 ならびに実験中に起こる事象の規模および時間定数に依存する(Borleら、(1990 )Environ Health Perspect 84:45-56)。Ca++検出法の例として、細胞は標準 的な手法を使用して、Ca++-感受性の蛍光色素であるfura-2またはindo-1と投 入され、そしてCa++の任意の変化をフルオロメーターを使用して測定する。 PIP2分解の他の産物、DAGもホスファチジルコリンから生成できる。受容体− 媒介シグナル発信に反応するこのリン脂質の分解も、種々の放射標識化法を使用 して測定できる。 ホスホリパーゼA2の活性化は、例えば細胞中のアラカドネート生成を含む周 知技法を使用して、容易に定量できる。 アッセイの特定の態様では、細胞性のリン酸化における変化をスクリーニング することが望ましいかもしれない。ホスホリパーゼ活性をモジュ レートする化合物の能力は、抗−ホスホチロシンを使用するコロニーイムノブロ ッティングを使用してスクリーニングすることができた(LyonsおよびNelson(198 4)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:7426-7430)。そのようなアッセイを行うための試 薬は市販されており、例えばチロシンリン酸化の増加を測定するホスホチロシン 特異的抗体およびホスホー特異的抗体を購入することができる(ニュー イング ランド バイオラボズ:New England Biolabs、ビバリー、マサチューセッツ州) 。リン酸化のための試験は、ホスホリパーゼ活性のモジュレーションに反応して タンパク質のリン酸化を測定するために有用となることができ:タンパク質のリ ン酸化がホスホリパーゼ活性のモジュレーションにより直接影響を受ける必要は なく、むしろホスホリパーゼにより生成されるシグナルを増幅できることが注目 される。マルチ−キナーゼカスケードは、シグナル増幅だけでなく、しばしば細 胞型に特異的な多数のエフェクターにシグナルを拡散するこができ、増殖因子が 1つの細胞の有糸分裂を刺激し、そして別の細胞の分化を刺激することを可能と する。 そのようなカスケードの1つは、有糸分裂、分化およびストレス反応の両方を 異なる細胞中で媒介するMAPキナーゼ経路である。増殖因子受容体の刺激は、Ras 活性化、続いてc-Raf、MEKおよびp44およびp42 MAPキナーゼ(ERK1およびERK2)の 連続的な活性化をもたらす。活性化されたMAPキナーゼは、次にMAPキナーゼが核 に位置を変えた時にリン酸化される多数の鍵となる調節タンパク質(p90RSKおよ びElk-1を含む)をリン酸化する。相同的な経路が哺乳類および酵母細胞中に存 在する。例えば、エス.セルビシエのフェロモン発信経路の本質的部分は、STE1 1、STE7およびFUS3/KSS1遺伝子(後者の対は明らかに異なり、そして機能的には 重複する)の産物から成るプロテインキナーゼカスケードから成る。したがって 、このキナーゼカスケードの員のリン酸化および/または活性化を検出し、そし てホスホリパーゼモジュレーションをアッセイするために使用できる。B.相補性 突然変異体の内因性酵母遺伝子の相補性をアッセイするための方法は、当該技 術分野で周知である;栄養要求性株の選択について、多数のアッセイが存在する 。例えば、本明細書に詳細に記載するように、条件的PLC1突然変異体は、非許容 的条件下で、酵母中で多面表現型を導き、そして哺乳類のPLCの機能的発現によ り相補された。本アッセイの1つの態様では、機能的に組み込まれた、外因性の ホスホリパーゼのアゴニストおよび/またはアンタゴニストに関して試験するこ とが、元の突然変異体表現型への逆戻りを観察することにより可能である。例え ば酵母は、哺乳類PLCの発現時に温度またはNaCl感受性の表現型を表すことを止 め、そして外因性のPLCのアンタゴニストを用いて処理すると、温度またはNaCl 感受性の表現型に戻ることができる。C.レポーター遺伝子構築物を使用するスクリーニングおよび選択 本発明のレポーター遺伝子に基づくアッセイは、例えば転写的モジュレーショ ンのような、上記のカスケードの出来事の最終段階を測定する。したがって、ア ッセイの1つの態様の実施では、ホスホリパーゼシグナル発信に依存する検出シ グナルを生成するために、レポーター遺伝子構築物を試薬細胞に挿入する。典型 的にはレポーター遺伝子構築物は、レポーター遺伝子をホスホリパーゼシグナル モジュレーションに関する1つ以上の転写調節要素を操作可能に連結して含み、 レポーター遺伝子の 発現レベルで、受容体−依存性の検出シグナルを提供する。もし唯一の転写調節 要素が含まれるならば、これは調節可能なプロモーターでなければならない。少 なくとも1つの選択された転写調節要素が、ヘテロロガスなホスホリパーゼの活 性により間接的に、または直接調節されなければならず、これによりホスホリパ ーゼ活性はレポーター遺伝子の転写を介して監視することができる。 多数のレポーター遺伝子および転写調節要素は、当業者には周知であり、そし て他は当業者に周知な方法により同定または合成されることができる。 レポーター遺伝子は、検出できる遺伝子産物を発現する任意の遺伝子を含み、 これはRNAまたはタンパク質でもよい。好適なレポーター遺伝子は、容易に検出 できるものである。このレポーター遺伝子は、望ましい転写調節配列を含む、ま たは他の望ましい特性を表す遺伝子との融合遺伝子状態の構築物に含まれること もできる。 レポーター遺伝子の例には、限定するわけではないがCAT(クロラムフェニコー ルアセチルトランスフェラーゼ)(AltonおよびVapnek(1979),Nature 282:864-869 )ルシフェラーゼ、および他の酵素検出系、例えばベーターガラクトシダーゼ: ホタル ルシフェラーゼ(deWetら、(1987),Mol.Cell.Biol.7:725-737);細菌ル シフェラーゼ(EngebrechtおよびSilverman(1984),PNAS 1:4154-4158;Baldwinら 、(1984),Biochemistry 23:3663-3667);アルカリホスファターゼ(Tohら、(198 9)Eur.J.Biochem.182:231-238,Hallら(1983)J.Mol.Appl.Gen.2:101)、ヒト胎盤 分泌アルカリホスファターゼ(CullenおよびMalim(1992)Methods in Enzymol.216 :362-368)。 レポーター遺伝子構築物に含むことができる転写制御要素には、限定するわけ ではないが、プロモーター、エンハンサーならびにリプレッサーおよびアクチベ ーター結合部位が含まれる。適当な転写制御要素は、ホスホリパーゼのモジュレ ーションの後に、遺伝子の発現が迅速に誘導される(一般的には数分内)、遺伝 子の転写調節領域に由来するものであることができる。そのような遺伝子の例に は、Ca++、cAMPおよび他のようなホスホリパーゼ活性化に際して生成される第 二メッセンジャーに反応するものを含む。そのような遺伝子の1つは、c-fos、 前初期遺伝子(Shengら、(1990),Neuron 4:477-485を参照にされたい)である。前 初期遺伝子は、リガンドが細胞表面タンパク質に結合すると迅速に誘導される遺 伝子である。転写制御要素が由来する好適な遺伝子の特徴は、限定するわけでは ないが、静止細胞中での低または非検出性発現、細胞外刺激の数分内に転写レベ ルでの迅速な誘導、一時的であり、そして新しいタンパク質合成とは無関係な誘 導、続く転写の遮断に新たなタンパク質の合成を必要とし、そしてこれらの遺伝 子から転写されるmRNAは短い半減期を有する、ということを含む。これらすべて の特徴が存在する必要はない。 レポーター遺伝子からの転写量は、当業者が適当であるとする周知の方法を使 用して測定できる。例えば特異的なmRNA発現は、ノーザンブロットを使用して検 出でき、または特異的なタンパク質生成物は、特徴的な染色または固有の活性に より同定できる。 好適な態様では、レポーターの遺伝子産物は、その生成物に付随する固有の活 性により検出される。例えばレポーター遺伝子は、酵素活性により、色、蛍光ま たは発光に基づく検出シグナルを生じる遺伝子産物を コードすることができる。 レポーター遺伝子からの発現量は、次に試験化合物の不在下で同細胞中での発 現量と比較するか、またはホスホリパーゼのようなヘテロロガスなDNAを欠く実 質的に同一の細胞中での転写量と比較される。統計的に、またはそうではなく有 意な転写量の差異は、試験化合物が幾つかの様式で、ホスホリパーゼの活性を変 化させたことを示している。 他の好適な態様では、レポーターまたはマーカー遺伝子は、中のペプチドが受 容体のリガンドである、細胞の成長に有利となるような選択法を提供する。例え ば、受容体は細胞の生存能力を強化することができる(例えば細胞の栄養要求性 を解除することにより、かつ/または薬剤に対する耐性を提供することにより) 。例えばレポーター遺伝子は、例えばカナバニンのような選択薬剤の存在下で成 長する能力を付与する遺伝子prod ctをコードすることができる。 例えば内因性の突然変異体ホスホリパーゼC遺伝子として、エス.セルビシエ のplclΔ対立遺伝子の使用は、読み出し系を提供し、これにより機能的相補性( すなわち、第一の検出可能な表現型よりはむしろ、第二の検出可能な表現型の検 出)を、細胞の成長により検出または定量することができる。しかし成長系は、 それらの“定量的“性質に難点がある。内因性の突然変異体ホスホリパーゼCが ヘテロロガスなホスホリパーゼCの発現により相補される時、異なる検出可能な 表現型を提供する他の読み出し系は、所定の範囲でより感受性が高いか、または 自動化でより便利となることができる。例えば転写に基づく読み出しは、迅速で あり(すなわち日ではなく時間)、しかも読み出しの種類および読み出しの動的範 囲という両方の意味においてより大きな柔軟性を提供するので、 好適である。例えばlacZをコードする細菌遺伝子を、ホスホリパーゼの活性化に 際して生成されるシグナルに感受性のプロモーターの制御下に置くことにより、 経路は透化された酵母が発色性基質から色を生成する能力を監視することにより 、1時間以内で検出できる。そのような読み出しの素早さは、それ自体有利であ る。しかもそのような読み出しは、酵母が成長しない条件下でホスホリパーゼ活 性を監視するために必要である。 転写の読み出しは、PLC1座により正または負に調節される遺伝子/プロモータ ーを同定することにより開発できる(すなわち、PLC1 vs.plclΔ株、またはヒトP LC-β2に加えてGα16を発現するplclΔ株を、上方または下方調節するプロモ ーター)。次にこれらのプロモーターを、レポーター遺伝子に連結する。あるい はレポーター遺伝子を、IP3、DAG、細胞内カルシウムレベルの上昇またはPKC活 性の増大のような、下流のホスホリパーゼCシグナル分子に反応して発現させる ことができる。 例えば、転写に基づく読み出しは、哺乳類のPLC酵素を以下のように発現する 酵母を使用して構成することができる。CREBは、活性が特定のセリン(S133)での リン酸化により調節される転写因子である。このセリン残基がリン酸化されると 、“ホスホ−CREB”が、cAMPレベルの上昇に反応性であると知られているプロモ ーターの5'に見いだされるCRE(cAMP反応性要素)として知られている認識配列に 結合する。リン酸化CREBがCREに結合すると、このプロモーターからの転写が増 加する。CREBのリン酸化は、cAMPレベルの上昇および細胞内カルシウムレベルの 上昇の両方に反応すると思われる。cAMPレベルの上昇は、プロテインキナーゼA の活性化をもたらし、これは次にCREBをリン酸化し、そしてCREへの 結合および転写の活性化を導く。細胞内カルシウムレベルの上昇は、カルシウム /カルモジュリン反応性キナーゼ(CaMキナーゼ)の活性化をもたらす。CaMキナ ーゼIVによるCREBのリン酸化は、PKAによるCREBのリン酸化と効果的に同様であ り、そしてCRE含有プロモーターの転写活性化をもたらす。 したがって転写に基づく読み出しは、哺乳類PLC酵素、調節タンパク質(Gαお よび/またはGβγ)、必要ならば、かつ/またはレポーター遺伝子(すなわちla cZ)(その発現は、1つ以上のCREを以下の様式で含有する基本的プロモーターに より駆動される)を発現する、plclΔ酵母株に構築することができる。細胞内C a++の濃度変化(組換えPLC活性の変化の結果)は、もしa)CREBも細胞中で同 時に発現され、そしてb)内因性の酵母CaMキナーゼがカルシウムの上昇に反応 してCREBをリン酸化するか、または外で発現されたCaMキナーゼIVが同細胞中に 存在するかのいずれかであるならば、CREBレポーター遺伝子の発現レベルに変化 をもたらすだろう。換言すると、PLC活性の刺激はCREBのリン酸化およびCRE-lac Z構築物からの転写の増加をもたらすが、一方、PLC活性の阻害は、CRE-lacZ構築 物からの転写の減少をもたらす。 1つの態様では、プロモーターはホスホリパーゼの活性化に際して活性化され 、この場合は、選択についてはマーカー遺伝子の発現が細胞に利益をもたらすべ きである。好適なマーカー遺伝子は、イミダゾールグリセロール ホスフェート デヒドラターゼ遺伝子(HIS3)である。ホスホリパーゼ反応性プロモーターが、有 益な遺伝子に操作可能に連結されるならば、細胞はホスホリパーゼアクチベータ ーのスクリーニングまたは選択に有用となるだろう。もしホスホリパーゼ反応性 プロモーターが、 有害な遺伝子に連結されたならば、細胞はインヒビターのスクリーニングまたは 選択に有用となるだろう。 あるいは、プロモーターはホスホリパーゼにより抑制されるものでもよく、こ れにより細胞に有害な産物の発現を防止する。ホスホリパーゼー抑制プロモータ ーを用いて、プロモーターを有害な遺伝子に連結することによりアゴニストを、 そして有益な遺伝子に連結することによりアンタゴニストをスクリーニングする 。 抑制は、mRNAの翻訳を阻害するように、ホスホリパーゼー誘導プロモーターを 、マーカー遺伝子(コーディングまたはフランキング領域)によりコードされる mRNAの、少なくとも一部に対してアンチセンスであるmRNAをコードする遺伝子に 操作できるように連結することにより成される。また抑制は、ホスホリパーゼ誘 導プロモーターを、DNA-結合リプレッサータンパク質をコードする遺伝子に連結 し、そして適当なオペレーター部位をプロモーターまたはマーカー遺伝子の他の 適当な領域に包含することによっても得られる。 酵母において、適当な陽性に選択できる(有益な)遺伝子は以下のものを含む :URA3LYS2HIS3LEU2TRP1ADE1234578ARG134568HIS145ILV125THR14TRP2345LEU14MET23489141619URA124510HOM36ASP3CH01AR027CYS 3OLE1INO124PRO13。数え切れない他の遺伝子は、有力な選択的なマ ーカーである。上記は、よく特性が明らかにされている生合成経路に関与してい る。イミダゾール グリセロール ホスフェート デヒドラターゼ(IGPデヒド ラターゼ)遺伝子(HIS3)は、大変感受性が高く、しかも広い発現レベルにわたっ て 選択できるという両点から好適である。単純な場合では、この細胞は活性化の不 在では、ヒスチジンについて栄養要求性株(成長にヒスチジンが必要)である。 活性化により酵素の合成が導かれると、細胞はヒスチジンについて原栄養株であ る(ヒスチジンの要求性はない)。すなわち選択は、ヒスチジンの不在下での成 長に関する。細胞あたりわずか2−3分子のIGPデヒドラターゼがヒスチジンの 原要求性には必要であるので、アッセイは大変感度が高い。 適切なアッセイでは、いわゆる対向選択可能な(counterselectable)または 負の選択が可能な遺伝子を使用できる。適当な遺伝子には;URA3(オロチジン-5' -ホスフェート デカルボキシラーゼ;5-フルオロオロト酸での成長を阻害する) 、LYS2(2-アミノアジペート レダクターゼ;唯一の窒素源としてα-アミノアジ ペートでの成長を阻害する);CYH2(リボソームタンパク質L29をコードする;耐 性対立遺伝子に対して優勢なシクロヘキシミド−感受性の対立遺伝子)、CAN1( アルギニン透過酵素をコードする;アルギンの類似体であるカナバニンに対して 耐性を付与するヌル対立遺伝子)、ならびに他の劣性薬剤-耐性マーカーを含む。 マーカー遺伝子はまた、スクリーニング可能な遺伝子でもよい。スクリーニン グされる特性は、細胞形態、代謝または他のスクリーニング可能な特徴の変化で あることができる。適当なマーカーには、ベーターガラクトシダーゼ(Xgal、C12 FDG、Salmon-ゲル、Magenta-ゲル(後者の2つはBiosynth Agから))、アルカリホ スファターゼ、西洋ワサビペルオキシダーゼ、エキソーグルカナーゼ(酵母exb1 遺伝子の産物;非必須、分泌型);ルシフェラーゼ;細菌のグリーン蛍光タンパ ク質;(ヒト胎盤)分泌アルカリホスファターゼ(SEAP);およびクロラムフェニ コー ルトランスフェラーゼ(CAT)を含む。上記の中には、分泌されるように操作でき るものもある(しかしβ-ガラクトシダーゼではない)。好適なスクリーニング可 能なマーカー遺伝子は、ベータガラクトシダーゼ;無色の基質Xgalを青色色素に 転換する酵素を発現する酵母細胞である。ここでも、プロモーターは受容体に誘 導または受容体に阻害されることができる。D.ホスホリパーゼ以外のタンパク質の阻害または活性化の検出 本発明はまた、酵母細胞が目的タンパク質をホスホリパーゼに直接的または間 接的に機能的に“共役”する様式で発現するか、または発現するように操作され るならば、ホスホリパーゼ以外のタンパク質のインヒビターまたはアクチベータ ーの検出も容易にする。 例えば酵母細胞は、ホスホリパーゼと直接的(例えばPDGF受容体)に、または調 節タンパク質(例えばG-タンパク質共役受容体またはチロシンキナーゼ共役受 容体);G-タンパク質ヘテロ三量体;Gαサブユニット;Gβγサブユニット ;既知のホスホリパーゼ基質と機能的に相互作用することが知られている他のタ ンパク質(例えばプロフィリン、ゲルゾリン、コフィリンおよびアルファ-アク チン);ならびに活性がホスホリパーゼC活性に依存している他のエフェクター (すなわち、IP3受容体/カルシウムチャンネル、および他の有力なIP3感受性カ ルシウムチャンネル、ならびにPKCまたはCaMキナーゼのような他のカルシウム感 受性酵素活性)を介して共役することが知られている、受容体のようなホスホリ パーゼ活性を調節する、異なる細胞発信成分の種々の活性のモジュレーションに ついて、より汎用的な読み出し系に使用することもできる。 好適な態様では、本発明の酵母細胞は、哺乳類のGタンパク質-共役受容体の 活性をモジュレートする薬剤を同定するために使用できる。この態様では、酵母 細胞は、哺乳類Gタンパク質-共役受容体を発現するように操作される。E.試験化合物 活性についてスクリーニングできる化合物の例には、ペプチド、核酸、炭水化 物、小有機分子および天然産物抽出物ライブラリーである。 1つの特に関心のある有力なモジュレーターの種類は、ペプチドクラスである 。用語“ペプチド”は、本明細書では、ペプチド(-NHCO-)結合により隣接するア ミノ酸を連結している2つ以上のアミノ酸の鎖を言う。したがって本発明のペプ チドには、オリゴペプチド、ポリペプチドおよびタンパク質を含む。好ましくは 本発明のペプチドは、長さが2−200、より好ましくは5−50のアミノ酸である 。最小のペプチド長は、主にアクチベーターまたはインヒビターとして十分な能 力を得るための必要性により示される。最大のペプチド長は、いったん活性なペ プチドが同定されれば、合成の都合だけが相関的要因である。 合成ペプチドも興味深い化合物である。例として、カルモジュリン−依存的ホ スホリパーゼのカルモジュリン−結合ドメインに基づくペプチドは、ホスホリパ ーゼ活性のモジュレーターとして役立つ。さらに、ホスホリパーゼとホスホリパ ーゼ活性の既知の内因性モジュレーターとの間相互作用を阻害する、任意の構造 のペプチドまたは分子は、興味深い。既知の内因性のホスホリパーゼモジュレー ターには、Ca2+、Ca2+/カルモジュリン、プロテインキナーゼC、プロテ インキナーゼA、Gαs、Gαi、Gβγおよびアデノシンを含む。 ペプチド薬剤がアッセイされる時、酵母細胞はペプチドを単に培地に加えるこ とによりペプチドに暴露されるというよりはむしろ、ペプチドを発現するように 操作することができる。ペプチドライブラリーとは、標的との相互作用を可能に する状態で、ペプチドの高度に多様な、かつ多数の集合を同時に示す系である。 これらのペプチドは、溶液中で(Houghten 1991)、またはビーズ上に(Lam 1991) 、チップ(Fodor 1991)、細菌(Ladner米国特許第5,223,409号明細書)、胞子(L adner米国特許第'409号明細書)、プラスミド(Cull 1992)またはファージ上(Sco tt,Devlin,Cwirla,Felici Ladner米国特許第'409号明細書)に存在することがで きる。これらの系の多くは、ペプチドの最大長またはペプチド組成(例えばCysは 排除される)という意味で限定されている。支持体への近位というような立体的 因子は、結合を妨害する。通常、スクリーニングはインビトロで人工的に与えら れる標的への結合に関するものであり、生きている細胞中の細胞性のシグナル伝 達経路の活性化または阻害に関するものではない。細胞表面受容体は標的として 使用することができるが、このスクリーニングではペプチドの結合が受容体の配 置にアロステリックな変化を引き起こすかどうかを明らかにはしないだろう。 Ladnerの米国特許第5,096,815号明細書は、望ましいDNA結合活性を持つ新規タ ンパク質またはポリペプチドの同定法を記載する。多数の異なる有力な結合タン パク質をコードする半−ランダム(“多様な(variegated)”)DNAを、発現可能な 状態で適当な宿主細胞に導入する。標的DNA配列は、タンパク質またはポリペプ チドの結合が、選択的な条件下で細胞に有害な遺伝子産物を発現することを妨げ るように、遺伝子操作されたオペロンに組み込まれる。選択条件で生存する細胞 は、したがって標 的DNAに結合するタンパク質を発現する細胞である。酵母細胞を試験のために使 用できると教示されているが、細菌細胞が好適である。タンパク質と標的DNA との間の相互作用は、ペリプラスムではなく細胞中でのみ起こり、そしてこの標 的はタンパク質ではなく核酸である。 ランダムなペプチド配列を、細胞性タンパク質の機能的ドメインに置換すると 、機能を達成するために必要な特別な配列の幾つかを決定することができる。細 胞中でのタンパク質の配置を操作する認識現象の詳細はほとんど未知のままであ るが、ミトコンドリア標的配列の配列多様性およびタンパク質分泌シグナル配列 に関する拘束が、ランダムペプチドを使用して明らかになった(それぞれLemire ら、J.Biol.Chem.264,20206(1989)およびKaiserら、Science 235,312(1987))。 酵母は、哺乳類の受容体の有力なアンタゴニストとして試験される外来のポリ ペプチド変異体を発現するように操作された。突然変異体グルカゴン分子をコー ドするライブラリーは、哺乳類グルカゴンのコーディング配列を含むオリゴヌク レオチドの合成中に、ヌクレオチドのランダムな誤取り込みを通して作成した。 これらのライブラリーは酵母中で発現し、そして形質転換した細胞からの培養ブ ロスを、ラットの肝細胞膜に存在するグルカゴン受容体に関するアンタゴニスト 活性を試験するために使用した(Smithら、1993)。 1つの態様では、酵母細胞をペプチドライブラリーを発現するように操作する 。“ペプチドライブラリー”は、多数の異なる配列(典型的には1000種以上の配 列)のペプチドの集合であり、これはもし幾つかの活性について同時に試験する ならば、“陽性”のペプチドを特性決定することが可能となるように、本質的に シムグロースラタナスリー(simgrow thulataneously)に調製される。本発明のペプチドライブラリーは、酵母細胞培 養物の状態をとり、ここで本質的に各細胞はライブラリーの1つ、そして通常は 唯一のペプチドを発現する。各細胞が異なる配列のペプチドを生産すれば、ライ ブラリーの多様性は最大になるが、通常、そのようにライブラリーを構築するこ とは幾らか重複するので慎重になる。さらに各配列は、アッセイ可能なレベルで 生産されるべきである。 ライブラリーのペプチドは、異なる配列のDNA分子の混合物によりコードされ ている。各ペプチドをコードするDNA分子は、ベクターDNA分子に連結され、そし て生成した組換えDNA分子は酵母細胞に導入される。どのペプチドをコードするD NA分子が特定の細胞に導入されるかは運の問題であるので、細胞が生産するペプ チドを予想することはできない。しかし混合物を調製する様式に関する知識に基 づき、ペプチドライブラリー中のペプチド混合物について、ある種の統計的予測 をすることはできる。 ライブラリーのペプチドが定常および可変残基から成ると言うことは便利であ る。もし第n番目の残基が、ライブラリー中のすべてのペプチドで同じならば、 定常である。もし第n番目の残基が、問題のペプチドに依存して可変であるなら ば、この残基は可変である。ライブラリーのペプチドは、少なくとも1つ、そし て通常は1つ以上の可変残基を有する。可変残基は、遺伝的にコードされている アミノ酸の任意の2個からすべての20個の間にわたり変動でき;可能性の範囲は 異なるが、所望により、ペプチドの可変残基の各々である。さらに、特定の残基 位置に許されるアミノ酸の発生頻度は、同じか、または異なる。またこのペプチ ドは、1つ以上の定常残基を有することもできる。 必要なDNA混合物を調製するためには、主に2つの方法がある。1つの方法で は、DNAを一度に1塩基づつ合成する。変異が望まれるならば、遺伝子コードに より示される塩基位置で、適当なヌクレオチド混合物を従来のポリヌクレオチド 合成の純粋な試薬ではなく、新生DNAと反応させる。 第二の方法は、アミノ酸の変化についてより精密な制御を提供する。第一に、 トリヌクレオチド試薬を調製し、各トリヌクレオチドは、ペプチドライブラリー 中で特徴となるアミノ酸の1つ(および唯一)のコドンである。特別な可変残基 が合成されると、混合物が適切なトリヌクレオチドから作られ、そして新生DNA と反応させられる。 いったん必要な“縮重”DNAが完成すれば、これはいたるところで詳細に検討 しているペプチドの発現を確実にするために必要なDNA配列と連結されなければ ならず、そして完全なDNA構築物が酵母細胞中に導入されなければならない。IV .ペリプラズム分泌 酵母細胞の細胞質は、形質膜と呼ばれる脂質二重層により結合している。この 形質膜と細胞壁の間は、細胞周辺腔である。酵母細胞により分泌されるペプチド は、種々のメカニズムを介して形質膜を横切り、そしてこれにより細胞周辺腔に 入る。次に分泌されたペプチドは、ペリプラズムに存在する、または形質膜の外 側上に現れる他の分子と自由に相互作用する。次にこのペプチドは細胞による再 取り込みを受るか、細胞壁を通って培地に拡散するか、または細胞周辺腔内で分 解されるようになる。 ペプチドライブラリーは、それらが関連している発現系の性質に依存 して、2つの明らかなメカニズムの1つによりペリプラズム中に分泌されること ができる。1つの系でペプチドは、小胞体およびゴルジ装置を通って分泌を支配 するα-因子前駆体に存在するような、酵母シグナル配列に構造的に連結するこ とができる。これは受容体タンパク質が形質膜へ行く行程に従う同じ路であるの で、受容体およびペプチドライブラリーの両方を発現する酵母細胞には、分泌経 路通って移動する間に、受容体と相互作用する特別なペプチドの可能性が存在す る。これは自己分泌活性化を表す哺乳類細胞中で起こると仮定された。そのよう な相互作用は、関連したフェロモン応答経路を移動中に活性化し、これはさらに ペプチドアゴニストを発現するような細胞の同定を可能にする。 ペプチドを細胞周辺腔に運ぶ別のメカニズムは、STE6/MDR1クラスのATP-依存 的輸送を使用することである。この輸送経路およびタンパク質またはペプチドを この経路に向けるシグナルは、小胞体に基づく分泌経路ほどよく特徴が解明され ていない。それにもかかわらず、これらの輸送体は、ペプチドをER/ゴルジ経路 で輸送させることなく、明らかに効果的に特定のペプチドを形質膜を直接通すこ とができる。本出願人は、少なくともペプチドのサブセットが、a-因子プロ配 列および末端テトラペプチドに関連するライブラリーを発現することにより、こ の経路を通って分泌されることができると仮定する。この系の利点の可能性は、 受容体およびペプチドが両方とも細胞の外面に運ばれるまで接触しないことであ る。したがってこの系は、通常は細胞の外側に運ばれるアゴニストまたはアンタ ゴニストの状況を厳密に模する。記載した経路のいずれかを使用することは、本 発明の範囲内である。 本発明はペリプラズム分泌を必要としないか、またはそのような分泌 が提供されるならば、任意の特定の分泌シグナルまたは輸送経路である。VII .同定された薬剤の医薬組成物 標的ホスホリパーゼ活性の有力なモジュレーターとして、特定の試験化合物を 同定した後、本アッセイを実施する者は、選択した化合物の効力および特異性を 、インビトロおよびインビボの両方で試験し続ける。後のインビボ試験のため、 または認可される薬剤として動物に投与するためのいずれにせよ、本アッセイで 同定した薬剤は、動物、特にヒトにインビボ投与するための医薬組成物に調製す ることができる。 主題で選択された本化合物、またはそれらの医薬的に許容できる塩は、したが って水、緩衝化塩水、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコー ル、液体ポリエチレングリコール等)の生物的に許容できる媒質またはそれらの 適当な混合物を用いて投与のために調製することができる。選択した媒質中の有 効成分(1つ、または複数)の最適濃度は、医薬化学で周知の方法に従い経験的に 決定することができる。本明細書で使用するように、“生物的に許容できる媒質 ”とは、医薬組成物投与の望ましい経路に適当であり得る、任意およびすべての 溶媒、分散媒質等を含む。医薬的に活性な物質用に、そのような媒質を使用する ことは、当該技術分野では周知である。通常の媒質または薬剤が、化合物の活性 と適合しない場合を除く限り、本発明の医薬組成物中に通常の媒質または薬剤を 使用することは意図するところである。他のタンパク質を含む適当な賦形剤およ びその組成物は、例えばレミングトンの薬科学(Remington's Pharmaceutical Sc ience)、マック出版社、イーストン、ペンシルバニア州、米国、1985)に記載さ れている。これらの賦形剤には、注射可能な“デポジット組成物”を含む。上記 に基づき、その ような医薬組成物は、限定するわけではないが、1つ以上の医薬的に許容できる 賦形剤または希釈剤と混合し、そして適当なpHの、かつ生理学的流体を用いて 等張性の緩衝化媒質中に含まれた、化合物の溶剤または凍結乾燥した粉剤を含む 。好適な態様では、化合物は局所的および/または全身性の投与に、滅菌調製物 中に配分することができる。凍結乾燥した調製物の場合には、限定するわけでは ないがマンニトールまたはグリシンのような支持賦形剤を使用することができ、 そして望ましい容量の適当な緩衝液が、所望のpHの十分な等張性の緩衝液が得 られるように提供されるだろう。また同様の溶液が、化合物の医薬組成物のため に望ましい容量の等張性溶液中で使用でき、それらには限定するわけではないが 、望むpHで(例えば中性pH)、いつでも等張性の医薬組成物が得られるよう な適当濃度のリン酸塩またはクエン酸塩を用いた緩衝塩溶液の使用を含む。 本発明は、以下の実施例でさらに説明するが、これはいかなるようにも限定さ れることを意図していない。引用したすべての文献(学術文献、発効された特許 明細書、公開された特許出願明細書、および同時係属出願の明細書)は、本明細 書に編入する。実施例 実施例1.酵母株および相補アッセイの開発方法 A.Gタンパク質を発現する酵母プラスミド 発現プラスミド すべての発現プラスミドは、SikorskiおよびHieter(R.S.SikorskiおよびP.Hie ter(1989)、サッカロミセス セルビシエ中でDNAの効率的操 作を行うために設計されたシャトルベクターシステムおよび酵母宿主株(A syste m of shuttle vectors and yeast host strains designed for efficient manip ulation of DNA in Saccharomyces cerevisiae.),Genetics 122:19-27)に初め記 載されたシャトルベクターに基づく。GPA1プロモーター(Cadus 1127)、PGKプロ モーター(Cadus 1447)およびCUP1プロモーター(Cadus 1725および1728)を用いた 発現プラスミドは、至るところに記載されている(“フェロモン系タンパク質サ ロゲートを生産するために操作された酵母細胞およびそれらの使用(Yeast cells engineered to produce pheromone system protein surrogates,and uses ther efor)と言う名称のCadusの公開された国際公開第94/23025号明細書)。 Gα-サブユニット−低コピー発現プラスミドの構築 以下の完全長G-タンパク質コーディング挿入物:GαS、Gαi2、Gαi 3、Gαq、Gα11、Gα16、GαOA、GαOB、Gα12、GNAZ、および GαS、Gαi2、GαqおよびGα16の活性化された対立遺伝子(GTPase−欠 失)(Wuら、(1992);Wuら、(1993);Parkら、(1992)、ならびにその中の引用文献) は、コーディング領域の5'および3'末端に加えたクローニング部位を用いて、VE NTポリメラーゼを使用してポリメラーゼ連鎖反応により増幅した。すべての場合 で、遺伝子の5'に加えた制限部位は新規NcoI適合突出部をコードし、一方、遺 伝子の3'に加えた制限部位は新規XhoI適合突出部をコードした。PCR生成物は、 ゲル精製し、適当なエンドヌクレアーゼを用いて制限処理し、そしてNocl/Xhol 切断Cadus 1127(このプラスミドの構築は、Cadusの公開された国際公開第94/230 25号明細書に記載されている)にクローン化した。Ca dus 1127は低コピープラスミド(CEN6 ARS4)であり、中のヘテロロガスな遺伝子 発現はGPA1プロモーター(天然のGPA1座の-1400から+1)により駆動される。新規N coI部位は、イニシエーターであるメチオニンが(+1位の)この部位(CCATGG) に埋め込まれるように、このベクター中に入れられる。 すべてのG-タンパク質発現カセットは、Gα16について以下に記載するよう に構築した。完全長ヒトGα16をCadusプラスミド1127から、Ventポリメラーゼ( ニューイングランドバイオラボズ:New England Biolabs)を用いて、 (中にNcoI突出部(CATG)をコードするBsmB1部位が導入され、そして下線を付し ている)および (中のXhoI部位は末端コドンの次に導入された(下線を付した)を使用して増幅し た。鋳型(100ng)およびプライマー(終濃度1μM)を、2mM MgS04を含む10x反応緩 衝液の存在下に加えた。鋳型を94℃で30秒間、プライマーの存在下で変性させ、 続いて100μlの反応容量あたり1μlのVENTポリメラーゼを加えた。DNAは2段階 の増幅工程で増幅させた:第1段階=94℃/30秒、続いて55℃/30秒、続いて72℃ /60秒を2サイクル;第2段階=94℃/30秒、続いて60℃/30秒、続いて72℃/60秒 を25サイクル。増幅した生成物をゲル電気泳動で精製し、BsmBIおよびXhoIで切 断し、そしてNcoI/XhoIで切断し、そしてホスファターゼ処理したCadus1127ベク ターDNAに連結した。組換えクローンは、挿入したGα16配列を挟むプライマー を使用して、コロニーPCRにより同定し、制限消化で確認し、そしてPCR生成物の ジデオキシヌクレオチドシークエンシングによ り確認した。GαqおよびGα11発現プラスミドを、増幅に以下のオリゴヌクレ オチドプライマーを使用して、同様な様式で調製した:Gαq (Esp3IまたはBsmBIを用いた開裂の後に、NcoI突出部を残すEsp3I部位で5'末端に コードする)および (Esp3IまたはBsmIを用いた開裂の後に、XhoI適合突出部を残すEsp3I部位を3'末 端でコードする)。 (BsaIを用いた開裂の後に、NcoI適合突出部を作るBsaI部位をコードする)およ び (XhoI部位をコードする)。 Gα−サブュニット−高コピー発現プラスミド 挿入物をコードする完全長のG-タンパク質を、VENTポリメラーゼを使用して 上記のように、コーディング領域の5'および3'末端に付加したクローニング部位 を用いて増幅した。すべての場合で、遺伝子の5'末端に加えた制限部位は新規Nc oI適合突出部をコードする一方、遺伝子の3'末端に加えた制限部位は新規XhoI適 合突出部をコードした。PCR生成物をゲル精製し、適切なエンドヌクレアーゼで 制限処理し、そしてNcoI/XhoI切断Cadus1447中にクローン化した。Cadus1447は 、高コピープラスミド(2ミクロンの複製起点)であり、ここでヘテロロガスな 遺伝子発現はホスホグリセロールキナーゼ(PGK)プロモーターにより駆動される 。新規NcoI部位は、イニシエーターであるメチオニンに存在し、そして独 特をXhoI部位はその下流にある。このようにクローン化されたG-タンパク質に は、GαS、Gαq、Gα11、Gα16、GαOA、GαOB、Gα12、GNAZ 、およびGαS、Gαi2、GαqおよびGα16の活性化された対立遺伝子(GT Pase−欠失)を含む。ホスホリパーゼC遺伝子を発現する酵母プラスミド PLC- β1 ラットのPLC-β1(Suhら、(1988))を、Cadus 1725(CUPp LEU2 CEN ARS AmpR)お よびCadus 1728(CUPp LEU2 2ミクロン起点AmpR)中にクローン化した。これらの 発現ベクターでは、最小CUP1プロモーターが、NcoI部位中にはめ込まれているイ ニシエーターであるメチオニンコドン(ATG)を含むように操作されているので、N coI切断ベクター中へのクローニングは、枠内の目的遺伝子をNcoI部位に導入す る。生成したプラスミド、Cadus 1642(Rat PLC-β1)は、ApaLIを用いて開裂し、 そして酵母コドンに傾いたラットPLC-β1のアミノ末端7残基をコードする二本 鎖アダプターに連結した。これらのオリゴヌクレオチドの配列は: オリゴBはアニーリングおよびライゲーションの前にポリヌクレオチドキナーゼ を用いてキナーゼ処理した。ApaLI切断Cadusプラスミド1642にライゲーションし た後、ライゲーション混合物を、ポリヌクレオチドキナーゼで処理し、そしてBa mHIで開裂し、そして3.8kbの断片(ラットPLC-β1の全コーディング領域を含む) を、ゲル電気泳動により単離した。この3.8kbのPLC-β1断片を、次にNcoI−BamH I切断Cadus 1725お よびCadus 1728に連結した。正しい方向の挿入物を含むプラスミドを、コロニー PCRにより同定し、そして制限分析およびSequenase V2.0(米国バイオケミカルズ :Biochemicals)を使用して二重−鎖DNAシークエンシングにより確認した。 PLC- β2 ヒトPLC-β2(Parkら、(1992))を、Cadusプラスミド1725(CUPp LEU2 CEN ARS A mpR)およびCadus 1728(CUPp LEU2 2ミクロン起点AmpR)にクローン化した。生成 したプラスミドCadus 1680(ヒトPLC-β2)を、Eco47IIIおよびEcoRIで完全に制限 処理し、そして次にT4ポリメラーゼでEcoRI突出部を満たした。このEcoRI-平 滑/Eco47III切断プラスミドを、酵母コドンに傾いたヒトPLC-β2のアミノ末端21 残基をコードする二本鎖アダプターに連結した。これらの配列は: オリゴDは、オリゴCへアニーリングする前にポリヌクレオチドキナーゼで処理 し、そしてEcoRI-平滑/Eco47III切断Cadus 1680にライゲーションした。ライゲ ーションの後、ライゲーション混合物を、ポリヌクレオチドキナーゼで処理して 、遺伝子の5'末端でNcoI突出部をリン酸化し、そして3.8kbの断片(ヒトPLC-β2 の全コーディング領域を含む)を、ゲル電気泳動により単離した。この3.8kb断片 は、両末端にNcoI適合突出部を有し、そしてNcoI切断/エビジャコ アルカリホ スファターゼ処理Cadus 1725および1728に連結した。正しい方向の挿入物を含む プラスミ ドを、コロニーPCRにより同定し、そして制限分析およびSequenase V2.0を使用 して二重−鎖DNAシークエンシングにより確認した。 生物寄託 エス.セルビシエCY 2964株(plcl※1::HIS3 ade2-101 his3※200 leu2※1 lys 2-801 trp1※1 ura3-52[LEU2 CEN6 ARS4 AmpR CUP-PLC-ベータ2]、[GPA1pヒト アルファ 16 TRP1 CEN6 ARS4 AmpR]は、1995年6月5日に、ATCC寄託番号74345で アメリカン タイプ カルチャー コレクション(ロックビル、メリーランド州)に 寄託し;そして エス.セルビシエCY 2954株(plcl※1::HIS3 ade2-101 his3※200 leu2※1 lys 2-801 trp1※l ura3-52[CUP RAT PLCbetal LEU2 2mu-ori REP3 AmpR]、GPA1p TR P1 CEN6 ARS4 AmpR]は、1995年6月5日に、ATCC寄託番号74343でアメリカン タ イプ カルチャー コレクション(ロックビル、メリーランド州)に寄託した。 PLC1 Δ酵母株および相補アッセイ 酵母形質転換 PLC1Δ株を用いたすべての酵母の形質転換(FlickおよびThorner(1993))は、酢 酸リチウムを基本とした手法およびYeastmaker形質転換キット(クローンテック :Clontech)を使用して、製造元の仕様に従い行った。一般的に、株を一晩、30 ℃で後期対数期まで成長させ、そして翌朝、OD600=0.2−0.3に希釈した。30℃ で5時間成長させた後、細胞を1回、水中で洗浄し、そして酢酸リチウム/TE中 に、細胞が30−50倍に濃縮されるように再懸濁した。この100μlの細胞懸濁液に 、キャリアーDNA(100μg)およびプラスミドDNA(0.1−0.5μg)を加えた。細胞お よびDNAを次にボルテックス混合し、PEG/酢酸リチウム/TEを加え、懸濁液を再度 ボルテックス混合し、そして懸濁液を30℃で30分間インキューベーションした。 次にDMSOを終濃度10%となるように加え、そして細胞を42℃で15分間、ヒートシ ョックさせた。氷上で冷却した後、細胞を遠心し、PEG含有上清をデカントし、 細胞を滅菌TEに再懸濁し、そして選択的プレートにまいた。成長アッセイおよび代替読み出し 酵母細胞の培養に標準的な培地を使用し、そして確立された手順を遺伝子操作 に使用した(Rose、M.D.Winston,F.およびP.Heiter(1990)酵母の遺伝学に関する 方法:ア ラボラトリー コース マニュアル(Methods in Yeast Genetics:A Labo ratory Course Manual)、コールドスプリングハーバーラボラトリー出版(Cold S pring Harbor Laboratory Press)、コールドスプリングハーバー、ニューヨーク 州)。すべての酵母株を、選択的な条件下で合成培地(挿入した突然変異および プラスミドの選択および維持に必要な栄養を補充した)で成長させた(Guthrie, C.およびG.R.Fink(1991)、Methods in Enzymology第194巻。酵母遺伝学および 分子生物学のガイド(Guide to Yeast Genetics and Molecular Biology)、アカ デミック出版社)。plc1 Δ条件致死表現型の抑制に関して試験する株を、選択的 合成完全(Synthetic Complete:SC)プレートから単一コロニーから取り出し、そ して次にSCプレート上に単一コロニーを画線し、そして48から72時間、以下の条 件で成長させた:許容成長条件 SC/2%グルコース/30℃非許容成長条件 SC/2%グルコース/1.2Mソルビトール/30℃ SC/2%グルコース/0.5M NaCl/30℃ SC/2%グルコース/37℃ SC/2%グルコース/12Mソルビトール/37℃ SC/2%グルコース/0.5M NaCl/37℃ 上記の非許容状態は、最小の緊縮から最大の緊縮である。細胞の成長は、ニコ ンの位相差顕微鏡を使用して光学顕微鏡により視覚的に監視し、そしてUVPデジ タル画像処理システムを使用して写真を取った。結果 CAL1 プロモーター駆動PLC-β1は、plc1突然変異体を相補しない 表現型 plc1 tsおよび浸透圧感受性の表現型を相補するために、哺乳類PLC-βアイソ ザイムを用いた最初の試みは、ラットGAL1プロモーターで駆動されるPLC-β1構 築物(この構築物の配列は、ジデオキシヌクレオチドシークエンシングにより確 認した)を用いて、Cadus酵母株CY1630(plcΔ1::HIS3 ade2-101(Oc)his3-d100 l eu2-dl lys2-801(Am)trp1-dl)お よびCY1633(plcΔ2::HIS3 ade2-101(Oc)his3-d100 1eu2-dl lys2-801(Am)trp1-d l)中で行った。これらの実験で、GAL1プロモーターが抑制されるか(グルコース の存在下で)または低グルコースで脱抑制され、そしてガラクトースの存在下で 活性化される時のいずれかの条件下では、相補は観察されなかった。同じ株の骨 格(CY1630およびCY1633)中に形質転換したGAL1プロモーター駆動PLC1カセット( Cadusプラスミド1639)を使用する対照実験では、温度感受性および浸透圧感受 性表現型の両方が相補された。ラットPLC-β1を用いたこれらの陰性の結果は、p lc1 表現型の機能的相補にはラットPLC-β1遺伝子単独のGAL1プロモーターからの 発現以上を必要とすることを示している。 Gαサブユニットを用いた相補分析 イノシトール1,4,5トリスホスフェート(IP3)およびジアシルグリセロール(DAG )を形成するための、ホスファチジルイノシトール4.5-ビスホスフェート(PIP2) のホスホリパーゼ-Cβ依存的加水分解は、ヘテロ三量体型G-タンパク質のGα およびGβγサブユニットの両方により刺激される。GαサブユニットによるPL C-β活性の刺激は、Gq、-11、-14、-15および-16を含むGqファミリーの員に 限定されている。他のファミリー(-s、-iおよび-12/13)に属するGαサブユニッ トは、PIP2のPLC-β依存的加水分解を刺激しない。数種の細胞型では、アゴニス ト依存的IP3刺激およびカルシウム流通化は、百日咳毒素に対して部分的に感受 性であることが示された。この考察は最初に、GiまたはGoがPLC-β活性を刺 激できるという推測を導いた。より最近では、アゴニスト依存的IP3生産の百日 咳毒素に感受性の成分は、GβγサブユニットがPLC-βアイソフォームを直接刺 激する能力によることを示した。 酵母中でPLC-βアイソフォームのG-タンパク質依存的調節を再現するための 試みにおいて、一連のCY1630誘導体を、哺乳類G-タンパク質をコードする発現 ベクターを用いて形質転換し、そしてplc1突然変異体の表現型の相補性を評点し た。Cadus酵母CY1901、CY1903およびCY1904株(plc1Δ1::HIS3対立遺伝子を含む 、すべてCY1630誘導体)は、それぞれCadusプラスミド1443(PLC無し)、1637(GAL 1p-ラットPLC-β1)または1639(GAL1p-PLC1)を含む(表2の株のリストを参照にさ れたい)。すべての3つの株が30℃で、合成完全培地およびリッチ培地の両方で 成長するが、2ミクロンプラスミド上にGAL1p-PLC1発現カセットを持つCY1904は 、CY1901(空ベクター)またはCY1903(2ミクロンプラスミド上にGAL1p-ラットPLC -β1発現カセットを持つ)よりもよりよく成長した。非許容温度(>35℃)で、C Y1901およびCY1903は培養中、3日後にコロニーを形成できないが、CY1904は大 きなコロニーを形成する。 CY1901、CY1903およびCY1904(すべて半数体株)を、酢酸リチウム形質転換法( クローンテック、製造元の推薦に従う)により、以下の遺伝子をGPA1上流プロモ ーターの転写制御下にコードする、低コピー数(CEN ARS)Gαサブユニット発現 プラスミドのパネルを用いて形質転換した:Cadusプラスミド1127(空ベクター) 、1179(GPA1)、1181(GαS)、1606(Gαi2)、1617(Gα16)、1753(Gα16-Q209 L GTPase-活性化対立遺伝子)、1685(Gαq)および1749(Gαq-Q209L GTPase-活 性化対立遺伝子)(表1の株のリストを参照にされたい)。上記の株への形質転換 後、単離したコロニーを選択的プレート(-Ura、-Trp+グルコース)に画線し、そ して30℃または37℃で、96時間までインキューベーションした。すべてのPLC発 現ベクター(1443、1637および1639)の組み合わせ、ならびにG- タンパク質発現ベクターを含むすべての株は、許容条件下(30℃)で成長し、GA L1プロモーターの制御下に酵母PLC1遺伝子を発現する株だけが37℃で成長した。 低グルコース/高ガラクトースプレート上の成長によるGAL1プロモーターの誘導 は、CY1901またはCY1903誘導体のいずれのts表現型も助けなかった。プレートに まいてから96時間後でも、GAL1プロモーターからラットPLC-β1を発現するベク ターを宿す株については、非許容条件下での成長の証拠はなかった。これらの結 果は、GAL1プロモーターにより駆動されるラットPLC-β1をコードするプラスミ ドが、酵母のplc1株のts欠失を相補できないことを示している。 CUP-PLC- β発現ベクター 前述の章に記載した陰性の結果を説明する1つの可能性は、GAL1プロモーター からのラットPLC-β1の発現の欠失または不適切な発現レベルである。GAL1プロ モーターにより与えられる困難さの第二の可能性は、plc1株が炭素源としてガラ クトースを利用できないことに関連する。もしガラクトース利用がこれらの株で 許されるならば、GAL1pおよびGAL10pのようなガラクトース感受性プロモーター の誘導も許されるだろう。これらの可能性のある問題を両方回避するために、哺 乳類PLC-βアイソザイムを、活性がグルコース以外の炭素源に依存しない誘導プ ロモーターから発現させた。他の高レベルの構成的プロモーター(すなわち、PGK またはADH1)とは異なり、細胞毒性を伴わなかった。この種の毒性は、ガラクト ースの存在下でのGAL1プロモーターからの酵母PLC1遺伝子の過剰発現に関して、 実際にFlickおよびThorener(1993)により文献に報告された。FlickおよびThoren erは、GAL1プロモーターの制御下にPLC1遺伝子を含む酵母の野生株の成長が、GA LIプロモーターがガラクトースで は誘導される時には許され、グルコース−含有培地で抑制される時には許されな いことを報告している。 4つの新規PLC-β構築物を作成した:2つはラットPLC-β1遺伝子をコードし 、そして2つはヒトPLC-β2遺伝子を、各々、CUP1プロモーターの制御下にコー ドする。これらの構築物では、ラットPLC-β1およびヒトPLC-β2のアミノ末端領 域のヌクレオチド配列を、哺乳類のコドン使用の代わりに酵母のコドン使用に対 する傾きを反映するように変化させた。PLC-β1のアミノ末端7残基およびヒトP LC-β2のアミノ末端21残基を、合成オリゴヌクレオチドを使用して突然変異させ てこれらに変化を起こした。各構築物のヌクレオチド配列は、両方のDNA鎖につ いてジデオシキヌクレオチドシークエンシング法により配列的に確認した。 酵母CY1630株を、これらの各プラスミドおよび他のPLC構築物(ここでPLCアイ ソザイムは、GAL1pまたはADH1プロモーターにより駆動される)を用いて、種々 のGαサブユニットを発現するプラスミドの存在または不在下で形質転換した。 最初の実験は、酵母GPA1サブユニットのアミノ末端60%およびヒトGα16サブユ ニット(Gα16-Bam)のカルボキシル末端40%からなるハイブリッドGαサブユニ ットの存在下で、ヒトPLC-β2およびラットPLC-β1による、plc1遺伝型に付随す る温度感受性(ts)表現型の相補について試験した。このハイブリッド構築物は、 2つの理由で、他の種々のヒトGαサブユニットの中から選択した。第一に、独 立した実験で、この特別なハイブリッドサブユニットは、酵母中で機能的に発現 する(すなわち、これは酵母Gβγサブュニットと共役し、そしてgpa1-株のフェ ロモン応答経路の活性化を抑制する)。第二に、Gαサブユニットにより活性化 されるエフェクターに含まれる構造決定基は、 その残基がGαサブユニットのカルボキシル末端部分にマップされると考えられ ているからである(BerlotおよびBourne(1992);Rarickら、(1992);Artemeyerら 、(1993))。 哺乳類PLC-βアイソザイムおよびGαサブユニットの組み合わせを宿すY1630( plc1)誘導体(表2の株のリストを参照にされたい)を、最初にコロニー精製し、 そして次に各同時−形質転換の二重のシブ(sib)を、100μMのCuSO4の存在下で、 30℃および37℃での成長についてアッセイした。プレートにまいてから48時間後 、ラットPLC-β1をコードするプラスミドを含むすべてのplc1株は、30℃で成長 し、そしてCY1633(PLC1)またはCY1904(plc1Δ1::HIS3[GAL1p-PLC1])株よりもよ く働らかなかった。非−許容的温度で、哺乳類PLC-βアイソザイムを宿す株と空 ベクターを宿す株の間で、幾つかの差異が、プレートにまいた48時間後に観察さ れた。第一に、ラット-PLC-β1の高コピーの変更体(2ミクロンに基づく)を含む 株は、プロモーターがPLC-βアイソザイムの発現を駆動するにもかかわらず、37 ℃で成長し、一方、空ベクターを含む株は成長しなかった。Cadusプラスミド164 0(ADH1p-ラットPLC-β1)またはCadusプラスミド1922(CUP-ヒトPLC-β1)を含むCY 1630誘導体は、37℃で48時間内に小さいコロニーを形成し、一方、Cadus 1443( 空ベクター)を含むCY1630誘導体は、形成しなかった。 第二に、CUP-ヒトPLC-β2をコードする低コピー(CEN ARS)プラスミドおよびG α16-Bam対立遺伝子をコードする低コピー(CEN ARS)プラスミドを用いて同時-形 質転換したCY 1630誘導体は、30℃および37℃の両方で成長した。第三に、Gα サブユニット変異体のみを含む株は、ラットまたはヒトPLC-βアイソザイムの不 在では37℃の成長を支持しないの で、このアッセイで37℃におけるCY 1630誘導体の成長は、Gα16-Bam対立遺伝 子単独の発現によるものではない。 最後に、哺乳類PLCアイソザイムを発現するCY1630誘導体の成長は、30℃で100 μM CuSO4の添加により影響を受けなかったが、銅の存在下における37℃での成 長は銅の不在よりも小さかった。非−許容温度で、この銅の存在下における明ら かな成長阻害は、FlickおよびThornerによりPLC1の過剰発現でなされた考察に準 じることによる、ホスホリパーゼC酵素活性の過剰発現による毒性を反映してい るのかもしれない。これらのデータは、出願人の知識に対して、哺乳類のPLC-β アイソザイムの酵母中での発現が、エス.セルビシエのPLC1対立遺伝子中の欠 失を機能的に相補できる、という証明を最初に表す。またこれらのデータは、ホ スホリパーゼC酵素のG-タンパク質調節PLC-βファミリーの員が、酵母中でPLC -デルタファミリーの員を機能的に置き換えることができることを証明している 。 これらの最初の考察を広げるために、一連のCY1630誘導体を構築し、ここで、 哺乳類PLC-βアイソザイムおよび哺乳類Gαサブユニットの異なる組み合わせを 同時発現させた。酵母株の表(表2)は、成長相補アッセイで試験した組み合わ せを掲げる。任意のGqファミリーの員の任意の組み合わせを含む株(q、11、 16の野生型対立遺伝子、ならびにqおよび16のGTPase−欠失対立遺伝子)および PLC-β2は、非許容条件下で成長を支持した。一方、GαSおよびGαiファミ リーに由来するGαサブユニットは、制限的条件下でplc1Δ株の成長を支持しな かった。図は各々のデータを示す。CUPプロモーターの制御下にPLC-β1を発現す るplc1Δ株は、Gαの存在の有無にかかわらず、制限的な条件下で成長し た。 plc1遺伝型に付随する温度感受性およびNaCl-感受性の表現型の相補は、2組 の状況で観察された。ラットのPLC-β1(プラスミド1922)またはヒトPLC-β2(プ ラスミド1964)のいずれかをコードする高コピープラスミドを含むPLCΔ株では、 37℃の成長に哺乳類Gα-サブユニットの同時-発現を必要としなかった。したが ってこれらの株は、ts欠失のG-タンパク質非依存的相補を表す。ヒトPLC-β2対 立遺伝子(プラスミド1961)をコードする低コピープラスミドを含む株では、37℃ の成長にGqファミリーに由来するGα-サブユニットの同時-発現を必要とした 。ヒトPLC-β2およびGq、−11、または−16を低または高コピープラスミド上 に含むplc1株は、すべて37℃で成長した。さらにヒトPLC-β2およびGαq(Q209L )またはGα16(Q212L)の活性化形態を発現する株は、30℃および37℃の両方で力 強く成長したが、ヒトPLC-β2およびGαS(Q227L)の活性化形を宿す株は、37℃ で成長を支持できなかった。3実施例2.ヒトPLC-β3による酵母plc1突然変異体の相補 ヒトPLC-β3は、G-タンパク質に非依存的な様式で、酵母中のplc1遺伝型に付 随する温度感受性およびNaCl-感受性の表現型を相補することが見いだされた。 これらの結論は、高または低コピープラスミドのいずれか上のCUPプロモーター の制御下に、plc1骨格を持つ酵母株において、ヒトPLC-β3の発現が、Gqファ ミリー(すなわち、q、11、14、15または16のGαサブユニットの同時-発現に 非依存的に、0.5M NaClまたは高温で成長をもたらした、という知見に基づく。 これに関して、酵母中で発現されるヒトPLC-β3アイソホームの特徴は、ヒトPLC -β2アイソホームのG-タンパク質依存的な成長の表現型とは異なり、非許容条 件下 でG-タンパク質非依存的成長を表す点で、ラットPLC-β1と似ている。 本明細書で引用したすべての文献および明細書は、引用により本明細書に編入 する。 均等物 当業者は、本明細書に記載された本発明の特別な態様に関して多くの均等物を 認識するか、あるいは日常的な経験からだけでも確認することができる。そのよ うな均等物は、以下の請求の範囲に本願されることを意とする。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成9年7月16日(1997.7.16) 【補正内容】 請求の範囲 1.異種ホスホリパーゼCβをコードする異種遺伝子を含む酵母細胞であって、 異種ホスホリパーゼCβが前記細胞により発現され、そして前記細胞のシグナル 経路に機能的に組込まれている細胞。 2.異種ホスホリパーゼCβがその細胞の内因性ホスホリパーゼ遺伝子の機能喪 失突然変異を補足する、請求の範囲1の細胞。 3.機能喪失突然変異がplc1Δである、請求の範囲2もしくは28のいずれ かの細胞。 4.異種ホスホリパーゼCβが、その活性がヘテロ三量体のGタンパク質または その1個もしくはそれ以上のサブユニットにより調整され得るホスホリパーゼで ある、請求の範囲1の細胞。 5.異種ホスホリパーゼCβがPLCβ1、PLCβ2、PLCβ3およびPL Cβ4から成る群から選択されるホスホリパーゼである、請求の範囲1の細胞。 6.異種ホスホリパーゼCβが哺乳類のホスホリパーゼである、請求の範囲2も しくは27のいずれかの細胞。 7.異種ホスホリパーゼCβがヒトホスホリパーゼである、請求の範囲6の細胞 。 8.細胞が調節タンパク質をコードする異種遺伝子をさらに含み、その調節タン パク質が異種ホスホリパーゼCβの活性を調整する、請求の範囲1もしくは27 のいずれかの細胞。 9.調節タンパク質が、プロフィリン、コフィリン、ゲルゾリン、α-アクチニ ン、Gタンパク質およびGタンパク質サブユニットもしくはその複合体から成る 群から選択される、請求の範囲8の細胞。 10.調節タンパク質がGαもしくはGβγである、請求の範囲9の細胞。 11.細胞が、シグナル経路を介してシグナルを伝達することが可能である異種 レセプターをコードする異種遺伝子をさらに含む、請求の範囲1もしくは29の いずれかの細胞。 12.レセプターが、異種ホスホリパーゼにシグナルを伝達することが可能なG タンパク質が結合されたレセプターである、請求の範囲11の細胞。 13.Gタンパク質が結合されたレセプターが、化学誘因物質ペプチドレセプタ ー、サイトカインレセプター、ニューロペプチドレセプター、光レセプター、神 経伝達物質レセプター、環状AMPレセプターおよびポリペプチドホルモンレセ プターからなる群から選択される、請求の範囲12の細胞。 14.レセプターが、α1A-アドレナリン作動性レセプター、α1B-アドレナ リン作動性レセプター、α1C-アドレナリン作動性レセプター、M1AChレセ プター、M3AChレセプター、M5AChレセプター、D2ドーパミンレセプタ ー、D3ドーパミンレセプター、A1アデノシンレセプター、5HT1様レセプ ター、5HT1d様レセプター、5HT1dβレセプター、サブスタンスK(ニ ューロキニンA)レセプター、f-Met-Leu-Phe(FMLP)レセプター、アンジ オテンシンIIタイプ1レセプター、mas癌原遺伝子レセプター、エンドセリン ETAレセプター、エンドセリンETBレセプター、トロンビンレセプター、成 長ホルモン放出ホルモン(GHRH)レセプター、血管作用性腸ペプチドレセプ ター、オキシトシンレセプター、SST3レセプター、黄体形 成ホルモン/絨毛膜ゴナドトロピン(LH/CG)レセプター、トロンボキサン A2レセプター、血小板活性化因子(PAF)レセプター、C5aアナフィラト キシンレセプター、インターロイキン8(IL-8)、IL-8Aレセプター、I L-8Bレセプター、mip-1/RANTESレセプター、代謝刺激性グルタミ ン酸mGluR1−5レセプター、ATPレセプター、アミロイドタンパク質前 駆体レセプター、ブラジキニンレセプター、ゴナドトロピン放出ホルモンレセプ ター、コレシストキニンレセプター、抗利尿ホルモンレセプター、副腎皮質刺激 ホルモンIIレセプター、LTB4レセプター、LTD4レセプター、タキキニン レセプター、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモンレセプター、バソプレシンレセプ ターおよびオキシトシンレセプターから成る群から選択される、請求の範囲13 の細胞。 15.シグナル経路が遺伝子発現を調整する、請求の範囲1もしくは29のいず れかの細胞。 16.細胞が、シグナル経路に応答する1個もしくはそれ以上の転写調節要素と の影響を及ぼす結合にレポーター遺伝子を含有するレポーター遺伝子構築物をさ らに含み、レポーター遺伝子の発現が検出可能なシグナルを提供する、請求の範 囲1もしくは29のいずれかの細胞。 17.レポーター遺伝子が、色、蛍光、発光、細胞の栄養要求の細胞の生存能力 の救援、細胞の成長および薬物耐性から成る群から選択される検出可能なシグナ ルを生じさせる遺伝子産物をコードする、請求の範囲16の細胞。 18.レポーター遺伝子が、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ 、β-ガラクトシダーゼ、アルカリフォスファターゼ、β-ラクタ マーゼ、ルシフェラーゼおよびグリーン蛍光タンパク質から成る群から選択され る遺伝子産物をコードする、請求の範囲17の細胞。 19.レポーター遺伝子が成長の利点を分け与える遺伝子産物をコードする、請 求の範囲17の細胞。 20.レポーター遺伝子が、カナバニンもしくは類似の選択的作用物質を含有す る培地中で成長する能力を細胞に分け与える遺伝子産物をコードする、請求の範 囲17の細胞。 21.シグナル経路がカルシウムの動員を調整する、請求の範囲1もしくは29 のいずれかの細胞。 22.シグナル経路がPKC活性を調整する、請求の範囲1もしくは29のいず れかの細胞。 23.シグナル経路が細胞の成長の温度感受性を調整する、請求の範囲1もしく は29のいずれかの細胞。 24.異種ホスホリパーゼCβが構成的に活性化される、請求の範囲1もしくは 27のいずれかの細胞。 25.前述のホスホリパーゼCβがホスファチジルイノシトール4,5-ビスリン 酸を加水分解することが可能である、請求の範囲1もしくは27のいずれかの酵 母細胞。 26.ホスホリパーゼCβがPLCβ1、PLCβ2、PLCβ3およびPLC β4から成る群から選択される、請求の範囲27の細胞。 27.i)細胞に第一の検出可能な表現型を分け与える突然変異を有するホスホ リパーゼ遺伝子、および、 ii)ホスホリパーゼCβ活性を有するポリペプチドをコードする第一の異種遺伝 子であって、その異種ホスホリパーゼCβ活性が突然変異を調 整しかつ細胞に第二の検出可能な表現型を分け与える遺伝子、 を含む酵母細胞。 28.突然変異が機能喪失突然変異であり、また、異種ホスホリパーゼCβが機 能喪失を補足する、請求の範囲27の細胞。 29.異種ホスホリパーゼCβ活性が細胞のシグナル経路に機能的に組込まれる 、請求の範囲27の細胞。 30.第一の検出可能な表現型が、温度感受性の成長および塩化ナトリウム感受 性から成る群から選択される、請求の範囲27の細胞。 31.細胞がサッカロミセス属(Saccharomyces)の細胞である、請求の範囲1も しくは27のいずれかの細胞。 32.細胞が、異種の試験ポリペプチドをコードする発現可能な組み換え遺伝子 をさらに含み、そして培養系の細胞の混合物が試験ポリペプチドの多彩な集団を 集合的に発現する、請求の範囲1もしくは27のいずれかの細胞を含む多彩な培 養系。 33.i)請求の範囲1の細胞を、シグナル経路を介して伝達される細胞内シグ ナルを検出するのに適切な条件下で試験化合物と接触させること、および、 ii)試験化合物の存在下にシグナル経路により伝達されるシグナルのレベルを測 定すること、 の段階を含む、ホスホリパーゼC活性のモジュレーターを同定するアッセイであ って、試験化合物の非存在に関する試験化合物の存在下のシグナルのレベルでの 統計学的に有意の差違が、その試験化合物が異種ホスホリパーゼC活性のモジュ レーターであることを指摘するアッセイ。 34.細胞内シグナルが、シグナル経路に感受性の転写調節要素に操作 可能に結合されたレポーター遺伝子の発現により検出される、請求の範囲33の アッセイ。 35.細胞内シグナルが、フォスファチジルイノシトール4,5-ビスリン酸の加 水分解生成物を測定することにより検出される、請求の範囲33のアッセイ。 36.細胞内シグナルが、カルシウムイオンの可動性およびプロテインキナーゼ の活性化の程度の1個もしくはそれ以上を測定することにより検出される、請求 の範囲33のアッセイ。 37.細胞内シグナルが成長での変化を測定することにより検出される、請求の 範囲33のアッセイ。 38.i)請求の範囲27の細胞を、第一のおよび第二の表現型の1個もしくは 双方を検出するのに適切な条件下で試験化合物と接触させること、 ii)試験化合物の存在下での第一のおよび/もしくは第二の表現型のレベルまた は程度を測定すること、ならびに、 iii)段階ii)の測定を、試験化合物の非存在もしくは異種ホスホリパーゼCの 非存在下での類似の測定と比較すること、 の段階を含む、ホスホリパーゼC活性のモジュレーターを同定するアッセイであ って、試験化合物もしくはホスホリパーゼCの非存在に関する試験化合物の存在 下の測定された表現型での統計学的に有意の変化が、その試験化合物が異種ホス ホリパーゼC活性のモジュレーターであることを指摘するアッセイ。 39.i)請求の範囲19の細胞を、レポーター遺伝子の発現に適切な条件下で 試験化合物と接触させること、 ii)試験化合物の存在下にレポーター遺伝子の発現を検出すること、および、 iii)試験化合物の存在下でのレポーター遺伝子発現のレベルを、試験化合物の 非存在もしくは異種ホスホリパーゼCの非存在下でのレポーター遺伝子発現のレ ベルと比較すること、 の段階を含む、ホスホリパーゼC活性のモジュレーターを同定するアッセイであ って、試験化合物もしくはホスホリパーゼCの非存在に関する試験化合物の存在 下でのレポーター遺伝子発現のレベルでの統計学的に有意の差違が、その試験化 合物が異種ホスホリパーゼC活性のモジュレーターであることを指摘するアッセ イ。 40.i)非哺乳類のホスホリパーゼC遺伝子を含有する第一の酵母細胞を提供 すること、 ii)哺乳類のホスホリパーゼC遺伝子を発現する第二の酵母細胞を提供すること 、 iii)第一のおよび第二の酵母細胞のそれぞれを試験化合物と接触させること、 iv)試験化合物の存在下での第一のおよび第二の細胞のホスホリパーゼ活性を検 出もしくは定量すること、 の段階を含む、非哺乳類のホスホリパーゼCを選択的に阻害する作用物質を同定 する差異に基づくスクリーニングアッセイであって、第二の細胞に関する第一の 細胞のホスホリパーゼ活性での統計学的により大きな低下が、その試験化合物が 非哺乳類のホスホリパーゼCを選択的に阻害することを指摘するアッセイ。 41.第一の酵母細胞のホスホリパーゼCが脊椎動物のホスホリパーゼ Cであり、また、第二の酵母細胞のホスホリパーゼCが脊椎動物の病原体からの ホスホリパーゼCである、請求の範囲40のアッセイ。 42.脊椎動物がヒトである、請求の範囲40のアッセイ。 43.ヒトの病原体が、真菌、ウイルス、細菌および原生動物から成る群から選 択される、請求の範囲40のアッセイ。 44.ヒトの病原体がヒトの真菌の病原体である、請求の範囲40のアッセイ。 45.アッセイが、最低100種の異なる試験化合物のライブリーについて反復さ れる、請求の範囲33、38、39もしくは40のいずれかのアッセイ。 46.試験化合物が、小さな有機分子および天然の生成物の抽出物から成る群か ら選択される、請求の範囲33、38、39もしくは40のいずれかのアッセイ 。 47.最低2種の異なる酵母細胞の収集物であって、各細胞が異なるホスホリパ ーゼをコードする遺伝子を含む収集物。 48.それぞれの異なる酵母細胞が、同じ生物体から得られたホスホリパーゼの 異なるアイソタイプまたは異なる生物体から得られた同じもしくは異なるアイソ タイプをコードする、請求の範囲47の収集物。 49.哺乳類のホスホリパーゼC遺伝子が、PLCβ1、PLCβ2、PLCβ 3およびPLCβ4から成る群から選択される、請求の範囲33、38、39も しくは40のいずれかのアッセイ。 50.異種ホスホリパーゼCをコードする異種遺伝子を含む酵母細胞であって、 その異種ホスホリパーゼCがその細胞により発現されかつ細胞のシグナル経路に 機能的に組込まれ、その異種遺伝子がCUP1プロモ ーターに影響を及ぼして結合される細胞。 51.異種ホスホリパーゼCが、細胞の内因性ホスホリパーゼ遺伝子の機能喪失 突然変異を補足する、請求の範囲50の細胞。 52.異種ホスホリパーゼCが、PLCα、PLCβ、PLCδおよびPLCγ から成る群から選択されるホスホリパーゼである、請求の範囲50の細胞。 53.異種ホスホリパーゼCが哺乳類のホスホリパーゼである、請求の範囲50 の細胞。 54.細胞が、調節タンパク質をコードする異種遺伝子をさらに含み、その調節 タンパク質が異種ホスホリパーゼCの活性を調整する、請求の範囲50の細胞。 55.細胞が、シグナル経路を介してシグナルを伝達することが可能である異種 レセプターをコードする異種遺伝子をさらに含む、請求の範囲50の細胞。 56.細胞が、調節タンパク質をコードする異種遺伝子をさらに含み、その調節 タンパク質が異種ホスホリパーゼCの活性を調整する、請求の範囲50の細胞。 57.細胞が、シグナル経路に応答する1個もしくはそれ以上の転写調節要素と の影響を及ぼす結合にレポーター遺伝子を含有するレポーター遺伝子構築物をさ らに含み、レポーター遺伝子の発現が検出可能なシグナルを提供する、請求の範 囲50の細胞。
───────────────────────────────────────────────────── 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) G01N 33/50 C12N 15/00 ZNAA (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I L,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK ,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK, MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR ,TT,UA,UG,US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.異種ホスホリパーゼCをコードする異種遺伝子を含む酵母細胞であって、異 種ホスホリパーゼCが前記細胞により発現され、そして前記細胞のシグナル経路 に機能的に組込まれている前記細胞。 2.異種ホスホリパーゼCが前記細胞の内因性ホスホリパーゼ遺伝子の機能喪失 突然変異を補足する、請求の範囲1の細胞。 3.機能喪失突然変異がplc1Δである、請求の範囲2もしくは30のいずれ かの細胞。 4.異種ホスホリパーゼCが、PLCα、PLCβ、PLCδおよびPLCγか ら成る群から選択されたホスホリパーゼである、請求の範囲1もしくは29のい ずれかの細胞。 5.異種ホスホリパーゼCが、その活性がヘテロ三量体性Gタンパク質またはそ れらの1個もしくはそれ以上のサブユニットにより調整され得るホスホリパーゼ である、請求の範囲1の細胞。 6.異種ホスホリパーゼCがPLCβ1、PLCβ2、PLCβ3およびPLC β4から成る群から選択されるホスホリパーゼである、請求の範囲1の細胞。 7.異種ホスホリパーゼCが哺乳類のホスホリパーゼである、請求の範囲2もし くは29のいずれかの細胞。 8.異種ホスホリパーゼCがヒトホスホリパーゼである、請求の範囲7の細胞。 9.細胞が調節タンパク質をコードする異種遺伝子をさらに含み、その調節タン パク質が異種ホスホリパーゼCの活性を調整する、請求の範囲1、27もしくは 29のいずれかの細胞。 10.調節タンパク質が、プロフィリン、コフィリン、ゲルゾリン、α-アクチ ニン、Gタンパク質およびGタンパク質サブユニットもしくはその複合体から成 る群から選択される、請求の範囲9の細胞。 11.調節タンパク質がGαもしくはGβγである、請求の範囲10の細胞。 12.細胞が、シグナル経路を介してシグナルを伝達することが可能である異種 レセプターをコードする異種遺伝子をさらに含む、請求の範囲1もしくは31の いずれかの細胞。 13.レセプターが、異種ホスホリパーゼにシグナルを伝達することが可能なG タンパク質が結合されたレセプターである、請求の範囲12の細胞。 14.Gタンパク質が結合されたレセプターが、化学誘因物質ペプチドレセプタ ー、サイトカインレセプター、ニューロペプチドレセプター、光レセプター、神 経伝達物質レセプター、環状AMPレセプターおよびポリペプチドホルモンレセ プターからなる群から選択される、請求の範囲13の細胞。 15.レセプターが、α1A-アドレナリン作動性レセプター、α1B-アドレナ リン作動性レセプター、α1C-アドレナリン作動性レセプター、M1AChレセ プター、M3Achレセプター、M5AChレセプター、D2ドーパミンレセプタ ー、D3ドーパミンレセプター、A1アデノシンレセプター、5HT1様レセプ ター、5HT1d様レセプター、5HT1dβレセプター、サブスタンスK(ニ ューロキニンA)レセプター、f-Met-Leu-Phe(FMLP)レセプター、アンジ オテンシンIIタイプ1レセプター、mas癌原遺伝子レセプター、エンドセリン ETAレ セプター、エンドセリンETBレセプター、トロンビンレセプター、成長ホルモ ン放出ホルモン(GHRH)レセプター、血管作用性腸ペプチドレセプター、オ キシトシンレセプター、SST3レセプター、黄体形成ホルモン/絨毛膜ゴナド トロピン(LH/CG)レセプター、トロンボキサンA2レセプター、血小板活 性化因子(PAF)レセプター、C5aアナフィラトキシンレセプター、インタ ーロイキン8(IL-8)、IL-8Aレセプター、IL-8Bレセプター、mi p-1/RANTESレセプター、代謝刺激性グルタミン酸mGluR1−5レ セプター、ATPレセプター、アミロイドタンパク質前駆体レセプター、ブラジ キニンレセプター、ゴナドトロピン放出ホルモンレセプター、コレシストキニン レセプター、抗利尿ホルモンレセプター、副腎皮質刺激ホルモンIIレセプター、 LTB4レセプター、LTD4レセプター、タキキニンレセプター、甲状腺刺激 ホルモン放出ホルモンレセプター、バソプレシンレセプターおよびオキシトシン レセプターから成る群から選択される、請求の範囲14の細胞。 16.レセプタータンパク質がレセプターチロシンキナーゼである、請求の範囲 12の細胞。 17.シグナル経路が遺伝子発現を調整する、請求の範囲1もしくは31のいず れかの細胞。 18.細胞が、シグナル経路に応答する1個もしくはそれ以上の転写調節要素と の影響を及ぼす結合にレポーター遺伝子を含有するレポーター遺伝子構築物をさ らに含み、レポーター遺伝子の発現が検出可能なシグナルを提供する、請求の範 囲1もしくは31のいずれかの細胞。 19.レポーター遺伝子が、色、蛍光、発光、細胞の栄養要求の細胞の 生存能力の救援、細胞の成長および薬物耐性から成る群から選択される検出可能 なシグナルを生じさせる遺伝子産物をコードする、請求の範囲18の細胞。 20.レポーター遺伝子が、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ 、β-ガラクトシダーゼ、アルカリフォスファターゼ、β-ラクタマーゼ、ルシフ ェラーゼおよびグリーン蛍光タンパク質から成る群から選択される遺伝子産物を コードする、請求の範囲19の細胞。 21.レポーター遺伝子が成長の利点を分け与える遺伝子産物をコードする、請 求の範囲19の細胞。 22.レポーター遺伝子が、カナバニンもしくは類似の選択的作用物質を含有す る培地中で成長する能力を細胞に分け与える遺伝子産物をコードする、請求の範 囲19の細胞。 24.シグナル経路がカルシウムの動員を調整する、請求の範囲1もしくは31 のいずれかの細胞。 24.シグナル経路がPKC活性を調整する、請求の範囲1もしくは31のいず れかの細胞。 25.シグナル経路が細胞の成長の温度感受性を調整する、請求の範囲1もしく は31のいずれかの細胞。 26.異種ホスホリパーゼCが構成的に活性化される、請求の範囲1もしくは2 9のいずれかの細胞。 27.哺乳類のβタイプのホスホリパーゼCをコードする第一の異種遺伝子を含 む酵母細胞であって、そのホスホリパーゼCがその細胞により発現されかつホス ファチジルイノシトール4,5−ビスリン酸を加水分解することが可能である細 胞。 28.ホスホリパーゼCがPLCβ1、PLCβ2、PLCβ3およびPLCβ 4から成る群から選択される、請求の範囲27の細胞。 29.i)細胞に第一の検出可能な表現型を分け与える突然変異を有するホスホ リパーゼ遺伝子、および、 ii)ホスホリパーゼC活性を有するポリペプチドをコードする第一の異種遺伝子 であって、その異種ホスホリパーゼC活性が突然変異を調整しかつ細胞に第二の 検出可能な表現型を分け与える遺伝子、 を含む酵母細胞。 30.突然変異が機能喪失突然変異であり、また、異種ホスホリパーゼCが機能 喪失を補足する、請求の範囲29の細胞。 31.異種ホスホリパーゼC活性が細胞のシグナル経路に機能的に組込まれる、 請求の範囲29の細胞。 32.第一の検出可能な表現型が、温度感受性の成長および塩化ナトリウム感受 性から成る群から選択される、請求の範囲29の細胞。 33.細胞がサッカロミセス属(Saccharomyces)の細胞である、請求の範囲1、 27もしくは29のいずれかの細胞。 34.細胞が、異種の試験ポリペプチドをコードする発現可能な組み換え遺伝子 をさらに含み、そして培養系の細胞の混合物が試験ポリペプチドの多彩な集団を 集合的に発現する、請求の範囲1、27もしくは29のいずれかの細胞を含む多 彩な培養系。 35.i)請求の範囲1の細胞を、シグナル経路を介して伝達される細胞内シグ ナルを検出するのに適切な条件下で試験化合物と接触させること、および、 ii)試験化合物の存在下にシグナル経路により伝達されるシグナルのレ ベルを測定すること、 の段階を含む、ホスホリパーゼC活性のモジュレーターを同定するアッセイであ って、試験化合物の非存在に関する試験化合物の存在下でのシグナルのレベルで の統計学的に有意の差違が、その試験化合物が異種ホスホリパーゼC活性のモジ ュレーターであることを指摘するアッセイ。 36.細胞内シグナルが、シグナル経路に感受性の転写調節要素に操作可能に結 合されたレポーター遺伝子の発現により検出される、請求の範囲35のアッセイ 。 37.細胞内シグナルが、フォスファチジルイノシトール4,5-ビスリン酸の加 水分解生成物を測定することにより検出される、請求の範囲35のアッセイ。 38.細胞内シグナルが、カルシウムイオンの動員およびプロテインキナーゼの 活性化の程度の1個もしくはそれ以上を測定することにより検出される、請求の 範囲35のアッセイ。 39.細胞内シグナルが成長での変化を測定することにより検出される、請求の 範囲35のアッセイ。 40.i)請求の範囲29の細胞を、第一のおよび第二の表現型の1個もしくは双 方を検出するのに適切な条件下で試験化合物と接触させること、 ii)試験化合物の存在下での第一のおよび/もしくは第二の表現型のレベルまた は程度を測定すること、ならびに、 iii)段階ii)の測定を、試験化合物の非存在もしくは異種ホスホリパーゼCの 非存在下での類似の測定と比較すること、 の段階を含む、ホスホリパーゼC活性のモジュレーターを同定するアッ セイであって、試験化合物もしくはホスホリパーゼCの非存在に関する試験化合 物の存在下で測定された表現型での統計学的に有意の変化が、その試験化合物が 異種ホスホリパーゼC活性のモジュレーターであることを指摘するアッセイ。 41.i)請求の範囲18の細胞を、レポーター遺伝子の発現に適切な条件下で 試験化合物と接触させること、 ii)試験化合物の存在下にレポーター遺伝子の発現を検出すること、および、 iii)試験化合物の存在下でのレポーター遺伝子発現のレベルを、試験化合物の 非存在もしくは異種ホスホリパーゼCの非存在下でのレポーター遺伝子発現のレ ベルと比較すること、 の段階を含む、ホスホリパーゼC活性のモジュレーターを同定するアッセイであ って、試験化合物もしくはホスホリパーゼCの非存在に関する試験化合物の存在 下のレポーター遺伝子発現のレベルでの統計学的に有意の差違が、その試験化合 物が異種ホスホリパーゼC活性のモジュレーターであることを指摘するアッセイ 。 42.i)非哺乳類のホスホリパーゼC遺伝子を含有する第一の酵母細胞を提供 すること、 ii)哺乳類のホスホリパーゼC遺伝子を発現する第二の酵母細胞を提供すること 、 iii)第一のおよび第二の酵母細胞のそれぞれを試験化合物と接触させること、 iv)試験化合物の存在下の第一のおよび第二の細胞のホスホリパーゼ活性を検出 もしくは定量すること、 の段階を含む、非哺乳類のホスホリパーゼCを選択的に阻害する作用物質を同定 する差異に基づくスクリーニングアッセイであって、第二の細胞に関する第一の 細胞のホスホリパーゼ活性での統計学的により大きな低下が、その試験化合物が 非哺乳類のホスホリパーゼCを選択的に阻害することを指摘するアッセイ。 43.第一の酵母細胞のホスホリパーゼCが脊椎動物のホスホリパーゼCであり 、また、第二の酵母細胞のホスホリパーゼCが脊椎動物の病原体からのホスホリ パーゼCである、請求の範囲42のアッセイ。 44.脊椎動物がヒトである、請求の範囲43のアッセイ。 45.ヒトの病原体が、真菌、ウイルス、細菌および原生動物から成る群から選 択される、請求の範囲43のアッセイ。 46.ヒトの病原体がヒトの真菌の病原体である、請求の範囲43のアッセイ。 47.アッセイが、最低100種の異なる試験化合物のライブリーについて反復さ れる、請求の範囲35、40、41もしくは42のいずれかのアッセイ。 48.試験化合物が、小さな有機分子および天然の生成物の抽出物から成る群か ら選択される、請求の範囲35、40、41もしくは42のいずれかのアッセイ 。 49.最低2種の異なる酵母細胞の収集物であって、各細胞が異なるホスホリパ ーゼをコードする遺伝子を含む収集物。 50.それぞれの異なる酵母細胞が、同じ生物体から得られたホスホリパーゼの 異なるアイソタイプまたは異なる生物体から得られた同じもしくは異なるアイソ タイプをコードする、請求の範囲49の収集物。
JP50214497A 1995-06-07 1996-06-07 酵母での機能的脊椎動物ホスホリパーゼの発現 Pending JP2001507201A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US48163295A 1995-06-07 1995-06-07
US08/481,632 1995-06-07
PCT/US1996/010002 WO1996040939A2 (en) 1995-06-07 1996-06-07 Expression of functional vertebrate phospholipases in yeast

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001507201A true JP2001507201A (ja) 2001-06-05

Family

ID=23912754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50214497A Pending JP2001507201A (ja) 1995-06-07 1996-06-07 酵母での機能的脊椎動物ホスホリパーゼの発現

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0832248A2 (ja)
JP (1) JP2001507201A (ja)
AU (1) AU6110896A (ja)
CA (1) CA2220459A1 (ja)
WO (1) WO1996040939A2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU7820498A (en) 1997-06-06 1998-12-21 University Of Iowa Research Foundation, The (candida albicans) two-component hybrid kinase gene, canik1, and use thereof
AU5077401A (en) * 2000-02-08 2001-08-20 Sangamo Biosciences Inc Cells for drug discovery
CA3114783A1 (en) * 2018-10-08 2020-04-16 Novozymes A/S Enzyme-expressing yeast for ethanol production
CN115161303B (zh) * 2019-11-21 2024-02-13 天津科技大学 一种磷脂酶突变体及其合成甘油磷脂的方法
CN111004787B (zh) * 2020-01-06 2022-05-10 江南大学 一种链霉菌磷脂酶d突变体、改造方法及其应用
CN114525266B (zh) * 2022-02-22 2023-06-20 华南理工大学 一种来源于南极细菌的磷脂酶d突变体及其应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1029915A3 (en) * 1990-09-13 2004-11-17 Duke University Expression of G protein coupled receptors in yeast
DE4138621A1 (de) * 1991-11-25 1993-06-17 Boehringer Ingelheim Int Verfahren zum screenen von substanzen mit modulierender wirkung auf einen rezeptorabhaengigen zellulaeren signaluebertragungsweg
DK0692025T3 (da) * 1993-03-31 2002-02-11 Cadus Pharmaceutical Corp Gærceller, der er konstrueret således, at de producerer surrogater for proteiner i feromonsystemet, og anvendelser deraf
EP0731164A4 (en) * 1993-09-24 2000-11-22 Shionogi & Co HUMAN PHOSPHOLIPASE C-alpha AND DNA SEQUENCE CODING THEM
US5691188A (en) * 1994-02-14 1997-11-25 American Cyanamid Company Transformed yeast cells expressing heterologous G-protein coupled receptor
CA2188950C (en) * 1994-04-26 2001-07-03 James R. Broach Functional expression of mammalian adenylyl cyclase in yeast

Also Published As

Publication number Publication date
CA2220459A1 (en) 1996-12-19
EP0832248A2 (en) 1998-04-01
WO1996040939A3 (en) 1997-01-23
WO1996040939A2 (en) 1996-12-19
AU6110896A (en) 1996-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2266543C (en) Methods and compositions for identifying receptor effectors
Brocard et al. Pex14p is a member of the protein linkage map of Pex5p
CA2188950C (en) Functional expression of mammalian adenylyl cyclase in yeast
Roelants et al. Pkh1 and Pkh2 differentially phosphorylate and activate Ypk1 and Ykr2 and define protein kinase modules required for maintenance of cell wall integrity
Ma et al. Phosphorylation and localization of Kss1, a MAP kinase of the Saccharomyces cerevisiae pheromone response pathway.
US7319009B2 (en) Methods and compositions for identifying receptor effectors
JP2004357713A (ja) フェロモン系タンパク質代用物を産生するように操作された酵母細胞、ならびにその利用法
JP2009143932A (ja) 改変g蛋白質を発現する酵母細胞及びそれらの利用方法
JPH09504176A (ja) 抗真菌剤の選抜法
US20080268475A1 (en) Yeast cells expressing modified g proteins and methods of use therefor
Mayrhofer et al. Functional characterization of an α-factor-like Sordaria macrospora peptide pheromone and analysis of its interaction with its cognate receptor in Saccharomyces cerevisiae
Cervantes-Chávez et al. STE11 disruption reveals the central role of a MAPK pathway in dimorphism and mating in Yarrowia lipolytica
JP2001507201A (ja) 酵母での機能的脊椎動物ホスホリパーゼの発現
Marsh et al. From membrane to nucleus: the pathway of signal transduction in yeast and its genetic control
US6355473B1 (en) Yeast cells having mutations in stp22 and uses therefor
US7273747B2 (en) Cell having amplified signal transduction pathway responses and uses therefor
Yamamoto et al. Mutation of TRS130, which encodes a component of the TRAPP II complex, activates transcription of OCH1 in Saccharomyces cerevisiae
US20030009022A1 (en) Methods and compositions for identifying receptor effectors
O'MALLEY et al. Mammalian inositol polyphosphate 5-phosphatase II can compensate for the absence of all three yeast Sac1-like-domain-containing 5-phosphatases
Kamlangdee Identifying target proteins of the CreB deubiquitination enzyme in the fungus Aspergillus nidulans.
Yerra Relationship Between Morphogenesis and Secretion in the Filamentous Fungus Aspergillus Nidulans
Groom Genetic approaches yield new insights into the function, expression and biogenesis of the Rpm1r and Rpm2p subunits of yeast mitochondrial RNase P
Weng Characterization of the Saccharomyces cerevisiae gene KAP104: Its role in G (alpha)-mediated adaptation
Williams Phosphatidylinositol (3, 5) bisphosphate dependent membrane trafficking in S. cerevisiae
Kim Interaction between the PRP2 ATPase and the yeast spliceosome