JP2002512808A - Transduction method of fusion protein - Google Patents

Transduction method of fusion protein

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JP2002512808A
JP2002512808A JP2000546042A JP2000546042A JP2002512808A JP 2002512808 A JP2002512808 A JP 2002512808A JP 2000546042 A JP2000546042 A JP 2000546042A JP 2000546042 A JP2000546042 A JP 2000546042A JP 2002512808 A JP2002512808 A JP 2002512808A
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fusion protein
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スティーブン エフ. ドウディ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、所望の細胞または組織もしくは臓器を含む細胞群の融合分子との高い効率の形質導入法であって、本方法は、融合分子に誤った折り畳みを起こす工程;および、誤った折り畳み構造を有する融合分子を細胞に、融合分子を細胞に形質導入するのに十分な条件下で接触する工程を含むような方法を提供する。   (57) [Summary] The present invention is a highly efficient method of transducing a cell or a group of cells containing a desired cell or tissue or organ with a fusion molecule, the method comprising causing the fusion molecule to misfold; Contacting a cell with a fusion molecule having the following conditions under conditions sufficient to transduce the cell with the fusion molecule:

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 発明の背景 1.発明の分野 本発明は細胞、もしくは細胞群(groups of cells)に融合分子を高い効率で導
入する方法に関する。本発明の方法には、治療的融合分子を高い効率で細胞に導
入することを含む様々な用途がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for efficiently introducing a fusion molecule into a cell or a group of cells. The methods of the present invention have a variety of uses, including introducing the therapeutic fusion molecule into cells with high efficiency.

【0002】 2.背景 これまで、細胞、組織、臓器などにおいて異種タンパク質を発現させる方法の
開発には大きな関心が寄せられてきた。このような目的を達成する為の大部分の
方法は、核酸を細胞に導入した後、その核酸を発現させタンパク質を産生させる
ということにのみ着眼している(一般的には、Sambrook 等によって著された「M
olecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd ed., 1989)」及び Ausubel 等
の 「Current Protocols in Molecular Biology, (1989) John Wiley & Sons, N
ew York」を参照のこと)。
2. Background There has been much interest in developing methods for expressing heterologous proteins in cells, tissues, organs, and the like. Most methods for achieving such objectives focus only on introducing a nucleic acid into a cell and then expressing the nucleic acid to produce a protein (generally described by Sambrook et al.). "M
olecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd ed., 1989) "and Ausubel et al.," Current Protocols in Molecular Biology, (1989) John Wiley & Sons, N.
ew York ").

【0003】 しかし、多くの細胞は核酸に対して、本質的に浸透性を示さない。このような
認識を基に、核酸やその他の高分子物質を細胞に移入させる方法に改良が重ねら
れてきた。
[0003] However, many cells are essentially impermeable to nucleic acids. Based on such recognition, methods for transferring nucleic acids and other high-molecular substances into cells have been improved.

【0004】 例えば、標準的な方法では、細胞に穴を開け、この穴から拡散もしくは濃度勾
配などによって核酸を移入させる段階を含む。細胞に穴を開ける方法には、物理
的穿孔法など様々なものがある。このような移入方法に関しては、幾つかの例が
既に開示されている(例えば、Cockett 等の Bio/Technology 8:662 (1990)、Au
subel 等(前掲)及び Sambrook 等(前掲)を参照)。
[0004] For example, a standard method includes the steps of making a hole in a cell and transferring nucleic acid from the hole by diffusion or concentration gradient. There are various methods for making holes in cells, such as physical perforation. Some examples of such transfer methods have already been disclosed (eg, Cocket et al., Bio / Technology 8: 662 (1990), Au).
See subel et al. (supra) and Sambrook et al. (supra).

【0005】 これ以外の核酸移入法としては、バクテリオファージもしくはウイルスを用い
たものがある。この場合、核酸の細胞への導入は、「形質転換」法、もしくは「
トランスフェクション」法などとも呼ばれる感染法で行う。核酸が一たび標的細
胞中に入れば、典型的には、それはバクテリオファージもしくはウイルスの溶原
サイクルの一部として発現するのである(例えば、Ausubel等(後掲)及び Samb
rook 等(後掲)を参照)。
[0005] Other nucleic acid transfer methods include those using bacteriophages or viruses. In this case, the introduction of the nucleic acid into the cells can be performed by a “transformation” method or “transformation” method.
It is performed by an infection method also called a "transfection" method. Once the nucleic acid enters the target cell, it is typically expressed as part of the bacteriophage or viral lysate cycle (see, eg, Ausubel et al., Supra, and Samb.
rook et al. (see below)).

【0006】 しかしながら、高分子、特に核酸を細胞に導入する既存の方法には大きな欠点
がある。
[0006] However, existing methods for introducing macromolecules, especially nucleic acids, into cells have significant drawbacks.

【0007】 例えば、殆どの形質転換法では、移入する核酸は、限られた範囲(一般的には
約20〜50kb もしくはそれ以下)のサイズのものだけが使用できる。それより大き
な核酸における形質転換法では、常に成功するというわけではない。
For example, in most transformation methods, only a limited range of nucleic acids (typically about 20-50 kb or less) can be used for transfer. Transformation methods with larger nucleic acids are not always successful.

【0008】 これに加えて、核酸を細胞に移入する方法が併せ持つ好ましくない性質、例え
ば核酸の過剰発現、タンパク質発現レベルの不均一性、及びこれらの方法で実際
に標的となる細胞数の割合(%)が低いこと、様々な報告がなされている(例え
ば、Chen 等 Mol. Cell Biol. 7,2745-2752 (1987)、 Friedmanの Nat. Gene 2:
93 (1992)、及び Bar-Sagiの Meth. Enzy. 255,436-442 (1995)を参照)。
[0008] In addition to this, the undesirable properties of the methods for transferring nucleic acids into cells, such as overexpression of nucleic acids, heterogeneity of protein expression levels, and the percentage of cells actually targeted by these methods ( %, And various reports have been made (eg, Chen et al., Mol. Cell Biol. 7,2745-2752 (1987), Friedman's Nat. Gene 2:
93 (1992), and Bar-Sagi, Meth. Enzy. 255,436-442 (1995)).

【0009】 さらに、薬学的な関連ペプチジル擬似体及び/もしくはタンパク質は、その分
子サイズが約1kDaを超えると、生体内利用効率が下がるという問題がある。
[0009] Furthermore, the pharmacologically relevant peptidyl mimetics and / or proteins have a problem that if their molecular size exceeds about 1 kDa, their bioavailability decreases.

【0010】 高分子の細胞、組織、臓器などへの導入に関して、これら以外の別法について
も開発が進められてきた。遺伝学的な方法で、アミノ酸配列を特定の移入分子と
融合し、この融合構築物を細胞に導入する等の試みもアプローチの一つである。
[0010] With respect to the introduction of macromolecules into cells, tissues, organs, and the like, other alternative methods have been developed. One approach is to fuse the amino acid sequence with a specific import molecule by a genetic method, and to introduce this fusion construct into cells.

【0011】 例えば、具体的なアプローチとしては、目的タンパク質を形質導入タンパク質
と遺伝学的手法で融合させ、これを細胞に移行させる方法が試みられている。タ
ンパク質「形質導入」と呼ばれる過程を経て、形質導入タンパク質が融合分子を
標的細胞へ運搬することが報告されている(例えば、Frankel, A.D. 及び C.O.
Pabo の Cell 55:1189 (1988), Fawell等のPNAS (USA) 91:664(1994)、Chen等の
Anal. Biochem., 227:168 (1995); 米国特許第 5,652,122号、及び国際公開公
報第/04686号)。
For example, as a specific approach, a method has been attempted in which a target protein is fused with a transducing protein by a genetic technique and the resulting protein is transferred to cells. It has been reported that transduced proteins carry fusion molecules to target cells via a process called protein "transduction" (eg, Frankel, AD and CO
Pabo Cell 55: 1189 (1988), Fawell et al. PNAS (USA) 91: 664 (1994), Chen et al.
Anal. Biochem., 227: 168 (1995); U.S. Patent No. 5,652,122 and WO / 04686).

【0012】 しかし、このような既知の導入法は、汎用性に欠けるといった欠点を有するの
である。
[0012] However, such known introduction methods have the disadvantage of lacking versatility.

【0013】 例えば、従来の多くの導入法では、十分な量の融合タンパク質を標的細胞に導
入できない。そのため、細胞内に導入された融合タンパク質の量とその生物学的
活性の値は低いものでしかない。大量の融合タンパク質を標的細胞に導入させる
にはどうすべきかなどの課題やこれに付随した問題への対処が検討されている。
しかしながら、このような方法では、時に、形質導入を受容する細胞に致死を招
き得る。さらには、これまでに試されているタンパク質形質導入法は、形質導入
の速度に関して、ほとんどの場合とても最適と言えるほど速いくはない。
For example, many conventional methods of introduction do not allow a sufficient amount of fusion protein to be introduced into target cells. Therefore, the amount of the fusion protein introduced into the cell and the value of its biological activity are only low. Issues such as how to introduce a large amount of fusion protein into target cells and the problems associated therewith are being studied.
However, such methods can sometimes result in lethality in the cells that receive the transduction. Furthermore, the protein transduction methods tried so far are not very fast in most cases with regard to the speed of transduction.

【0014】 さらには、既知の形質導入法では通常、融合タンパク質の構造が天然状態に保
たれていなければならないという制約がつきまとう。このような方法では融合タ
ンパク質の使用および保存の際に天然構造が維持されるように注意を払わなけれ
ばならないので、その方法は複雑になりがちである。
[0014] Furthermore, known transduction methods usually have the constraint that the structure of the fusion protein must be kept in a native state. Such methods tend to be complex because care must be taken to maintain the native structure during use and storage of the fusion protein.

【0015】 以上のように、所望の融合分子、特に融合タンパク質を細胞に導入するより効
率の良い方法の確立が期待されているのである。
As described above, establishment of a more efficient method for introducing a desired fusion molecule, particularly a fusion protein, into cells is expected.

【0016】 発明の概要 本発明は、細胞もしくは細胞群に融合分子を導入する際の効率の高い方法を提
供する。このような方法は、通常、融合分子の誤った折り畳み(misfolding)を
起こさせる工程と、この誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質(misfolde
d fusion protein)を導入可能な条件下で、誤った折り畳み構造を有する融合分
子を細胞と接触させる工程から成る。さらに本発明は、誤った折り畳み構造を有
する融合分子、及びこの分子を調製する方法を提供する。本発明の用途は多様で
あり、インビボもしくはインビトロで治療的融合分子を高い効率で導入する用途
を含む。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a highly efficient method for introducing a fusion molecule into a cell or group of cells. Such methods usually involve misfolding of the fusion molecule and the fusion protein having this misfolded structure (misfolde).
d) a step of bringing a fusion molecule having an incorrectly folded structure into contact with a cell under conditions capable of introducing d fusion protein). The present invention further provides fusion molecules with misfolded structures and methods for preparing the molecules. The uses of the present invention are diverse, including those that introduce therapeutic fusion molecules in vivo or in vitro with high efficiency.

【0017】 細胞への形質導入に関しては、天然の構造の融合分子よりも、誤った折り畳み
構造を有する融合分子の方が効果的であるとの知見が得られている。さらに具体
的に言えば、誤った折り畳み構造を有する融合分子は、同一融合分子が天然状態
(構造)のときに比べて、10〜1000倍効率よく導入されることが見いださ
れているのである。本発明において、融合タンパク質が「誤った折り畳み構造を
有する」とは、その融合タンパク質が少なくとも部分的に変性した構造と再び折
りたたまれた構造を有しており、本明細書に記載の生化学的活性、及び/または
生物学的活性が低下している状態のものを指す。
With respect to transduction of cells, it has been found that a fusion molecule having a misfolded structure is more effective than a fusion molecule having a natural structure. More specifically, it has been found that a fusion molecule having a misfolded structure is introduced 10 to 1000 times more efficiently than when the same fusion molecule is in its native state (structure). In the present invention, the phrase "the fusion protein has a misfolded structure" means that the fusion protein has at least a partially denatured structure and a refolded structure, and the biochemical Activity and / or biological activity is reduced.

【0018】 本発明は、多様な融合分子の導入効率を増加させる目的で用いることができる
。例えば、本法では既存の形質導入法と比べて、有効用量が2分の1,3分の1
,5分の1,10分の1,50分の1,もしくは100分の1またはそれ以下の
少ない治療用融合タンパク質を用いても、既存の方法と同程度のタンパク質導入
量(例えば、細胞当たり導入される分子の数)を達成できる。重要なことは、こ
のように有効用量が低いことが、細胞に形質導入された融合分子の治療的効果に
影響を与える訳ではないということである。つまり、かなり少ない量の融合分子
を用いたときでも、本発明の方法では、既存の方法と同等もしくは同程度の治療
効果が、分子導入を受けた細胞中において得られるということである。さらに詳
しくは後述するが、融合分子に誤った折り畳み構造をとらせ、それによって導入
効率を有意に高めることで、本発明の課題を達成することができるのである。
The present invention can be used for the purpose of increasing the efficiency of introducing various fusion molecules. For example, the effective dose of this method is one half or one third of that of the existing transduction method.
, 1/5, 1/10, 1/50, or 1/100 or less of the therapeutic fusion protein, the same amount of protein as the existing method (for example, per cell) The number of molecules introduced). Importantly, such a low effective dose does not affect the therapeutic effect of the cell-transduced fusion molecule. In other words, even when a relatively small amount of the fusion molecule is used, the method of the present invention can achieve a therapeutic effect equivalent to or similar to that of the existing method in cells into which the molecule has been introduced. As will be described in more detail below, the subject of the present invention can be achieved by causing the fusion molecule to assume an incorrectly folded structure, thereby significantly increasing the introduction efficiency.

【0019】 本発明は、一分子以上の完全長タンパク質から成るような治療目的でかつ分子
量の大きな融合分子の導入効率を格段に増加させる。
The present invention significantly increases the efficiency of introducing fusion molecules of high molecular weight for therapeutic purposes, such as consisting of one or more full-length proteins.

【0020】 本発明は、融合分子、標的細胞、標的細胞群等に特別の制限を設けずに行うこ
とのできる導入法を提供するものである。本発明における誤った折り畳み構造を
有するいかなる融合分子も、インビトロもしくはインビボにおいて広範多種の細
胞への導入に用いることができる。
The present invention provides an introduction method that can be performed without any particular limitation on a fusion molecule, a target cell, a target cell group, and the like. Any fusion molecule having a misfolded structure in the present invention can be used for introduction into a wide variety of cells in vitro or in vivo.

【0021】 融合分子は、本発明において単一もしくは複数の手法の組合せで誤った折り畳
み構造をとらせることができる。例えば、融合分子が部分的にもしくは完全に折
り畳みを解かれた(unfold)状態(つまり、変性状態(denature))を形成する
ような第1の条件を設定し、融合分子をその条件下におくことによって誤った折
り畳み構造をとらせることができる。さらに今度は、この変性分子を誤った折り
畳み構造をとるのに都合のよい第2の条件下に暴露する。
A fusion molecule can be misfolded in the present invention by a single technique or a combination of techniques. For example, a first condition is set such that the fusion molecule forms a partially or completely unfolded state (ie, a denatured state), and the fusion molecule is subjected to that condition. This can cause an incorrect folding structure. In turn, this denatured molecule is exposed to second conditions that favor the misfolding.

【0022】 誤った折り畳み構造を有する融合分子は、単一もしくは複数の方法で得ること
もできる。そのような方法の一つには、融合分子を変性させる第1の条件が、単
一もしくは複数のタンパク質変性剤に融合分子を接触させる工程が含まれる。第
1の条件下に暴露するまでは、融合分子は、ほとんどの場合、天然の構造もしく
は天然に近い構造状態にある。また、ほとんどの場合、天然もしくは天然に近い
構造の融合分子はエネルギー的に安定であり、少なくとも理論的には、そのギブ
スの自由エネルギー(ΔG)は誤った折り畳み構造を有する融合分子のギブスの
自由エネルギーより低い。
[0022] Fusion molecules with misfolded structures can also be obtained in single or multiple ways. In one such method, the first condition for denaturing the fusion molecule comprises contacting the fusion molecule with one or more protein denaturants. Prior to exposure under the first condition, the fusion molecule is almost always in its native or near-native structural state. Also, in most cases, a fusion molecule having a natural or near-natural structure is energetically stable, and at least in theory, the Gibbs free energy (ΔG) is the Gibbs free energy of a fusion molecule having a misfolded structure. Lower than energy.

【0023】 好適に用いられる変性剤とは、融合分子を部分的もしくは完全に変性させるも
のである。タンパク質を変性させる変性剤の組成と変性条件は、当技術分野にお
いて公知である(後述)。すなわち、変性剤は通常、水素結合、イオン結合等の
分子内結合を破壊するために用いられる。分子内結合は、溶液中もしくは緩衝液
中でタンパク質が安定化するためにとる二次構造、三次構造もしくは四次構造に
寄与しているものである。この場合、溶液もしくは緩衝液とは、塩類、及びその
他の成分を生理学的濃度で含むものから成り、また「生理学的」とは、溶媒組成
等に関して、タンパク質やポリペプチドの天然の溶媒(つまり、細胞質、血液、
血漿、組織間液など)を模倣するものとして定義される。変性剤は通常、融合分
子に強く結合するものではなく、変性剤が結合したとしても、それが精製の過程
で変性融合分子から実質的に分離できるのであれば、そのような変性剤も使用す
ることができる。典型的な変性作用を有するものとしては、少なくとも、有機化
合物、塩、界面活性剤、温度、もしくは音波のうちの一つが含まれる。
[0023] Preferably used denaturing agents are those that partially or completely denature the fusion molecule. The composition of denaturing agents that denature proteins and denaturing conditions are known in the art (described below). That is, the denaturing agent is generally used to break intramolecular bonds such as hydrogen bonds and ionic bonds. Intramolecular binding contributes to the secondary, tertiary or quaternary structure that proteins take to stabilize in solution or buffer. In this case, the solution or buffer comprises salts and other components at physiological concentrations, and "physiological" refers to the natural solvent for proteins and polypeptides (i.e., Cytoplasm, blood,
Plasma, interstitial fluid, etc.). Denaturants are typically not strongly bound to the fusion molecule and, if bound, can also be used if they can be substantially separated from the modified fusion molecule during purification. be able to. Typical denaturing agents include at least one of an organic compound, salt, surfactant, temperature, or sound waves.

【0024】 特定の理論に制限されることは望ましくないが、変性融合分子のギブスの自由
エネルギー(ΔG)を増加させれば、融合分子に誤った折り畳み構造をとらせる
ことができ、これによって導入能が有意に亢進した融合分子を作り出すことがで
きるのである。それゆえ、変性分子のエネルギー的不安定性を増加させるために
好適に用いられる第2の条件下に、変性融合分子を暴露することが好ましいので
ある。このようなエネルギー的不安定性の増大は、変性融合分子のエネルギー的
不安定性を好適に増加させるような溶液に変性分子を接触させることによって達
成することができると考えられる。そのような溶液の例としては、天然構造もし
くは天然に近い構造を有する融合分子のギブスの自由エネルギーと比較して、少
なくとも約2倍から100倍、さらには約1000倍もしくはそれ以上、変性融
合分子のギブスの自由エネルギー(ΔG)を増加させるような溶液が挙げられる
。このような好ましい溶液は、変性分子と接触する変性剤を有意に減らす、もし
くは除くことのできる溶液である。更に好ましいものとしては、本明細書におい
て開示されるような水溶液、特に緩衝液である。
While not wishing to be limited to a particular theory, increasing the Gibbs free energy (ΔG) of the denatured fusion molecule can cause the fusion molecule to assume a misfolded structure, thereby introducing It is possible to create a fusion molecule with significantly enhanced ability. Therefore, it is preferred to expose the modified fusion molecule under a second condition that is preferably used to increase the energetic instability of the modified molecule. It is believed that such an increase in energetic instability can be achieved by contacting the denatured molecule with a solution that suitably increases the energetic instability of the denatured fusion molecule. An example of such a solution is at least about 2 to 100 times, or even about 1000 times or more, greater than the Gibbs free energy of a fusion molecule having a native or near-native structure. Solutions that increase the free energy (ΔG) of the Gibbs. Such preferred solutions are those that can significantly reduce or eliminate denaturing agents that come into contact with denaturing molecules. Even more preferred are aqueous solutions, particularly buffers, as disclosed herein.

【0025】 本明細書では、変性融合分子を第2の条件下に暴露することを、「ショック」
によって誤った折り畳み構造をとらせる、と表現することがあり、これはそのよ
うな暴露を意味するものである。
As used herein, exposing a denatured fusion molecule under a second condition is referred to as “shock”.
May cause misfolding, which implies such exposure.

【0026】 上記のように、融合分子が誤った折り畳み構造を形成するように、変性融合分
子に第2の条件を受容させるのである。一つの態様おいては、融合分子に誤った
折り畳み構造を形成させることのできる水溶性緩衝液(もしくは、必要な場合に
は、複数種類の水溶性緩衝液)に変性分子を接触させることによって、第2の条
件を達成している。このような接触は色々な方法で好適に行うことができる。例
えば、変性分子は少なくとも一種類のクロマトグラフィーにかけることができる
。別法として、変性分子を沈殿させた後、水溶性緩衝液に懸濁させることもでき
るし、または、変性分子を水溶性緩衝液中へ濾過してもよい。接触させるために
クロマトグラフィーを用いることが好ましい場合には、一種類もしくは複数種類
の溶出液が用いられる。一般に、これらの溶出液は前記の水溶性緩衝液を含むか
、もしくはこの水溶性緩衝液そのものである。好ましい溶出液とは、通常、用い
たクロマトグラフィー装置から、融合分子(変性したもの、もしくは誤った折り
畳み構造を有するもの)を溶離溶出させることのできる溶液である。
As described above, the modified fusion molecule is made to accept the second condition so that the fusion molecule forms a misfolded structure. In one embodiment, the denatured molecule is contacted with an aqueous buffer (or, if necessary, a plurality of aqueous buffers) capable of causing the fusion molecule to form a misfolded structure, The second condition has been achieved. Such contact can be suitably made in various ways. For example, the denatured molecule can be subjected to at least one type of chromatography. Alternatively, the denatured molecules can be precipitated and then suspended in an aqueous buffer, or the denatured molecules can be filtered into an aqueous buffer. When it is preferable to use chromatography for contacting, one or more kinds of eluates are used. Generally, these eluates contain or are the aqueous buffers described above. A preferred eluate is a solution that can elute and elute a fusion molecule (denatured or one having an incorrectly folded structure) from the chromatography apparatus used.

【0027】 変性融合分子において、変性溶液を水溶液に置き換える脱塩処理を迅速に行う
方法は、例えば、クロマトグラフィー装置を用いて行うが、これは多くの用途に
とって特に好ましいものである。
In the denatured fusion molecule, a method for rapidly performing a desalting treatment of replacing the denaturation solution with an aqueous solution is performed, for example, using a chromatography apparatus, which is particularly preferable for many applications.

【0028】 上記のように、水溶性緩衝液に移したときに、誤った折り畳み構造を有する融
合分子の形成を促すために変性融合分子のエネルギー的不安定性を亢進させる目
的で、第2の条件が好適に用いられる。それゆえ、この不安定性を格段に増加さ
せることがないならば、そのような方法は好適には用いられないのである。
As described above, in order to enhance the energy instability of the denatured fusion molecule to promote the formation of a fusion molecule having a misfolded structure when transferred to an aqueous buffer, the second condition Is preferably used. Therefore, if this instability is not significantly increased, such a method is not preferably used.

【0029】 本発明の別の態様においては、変性融合分子と水溶性緩衝液(一種類、もしく
は複数種類の緩衝液)の接触は、変性融合分子をその水溶性緩衝液で希釈するこ
とによって行われる。一般的に、使用目的に応じて、希釈は約1:10 (v/v)
から1:100,000 (v/v) もしくはそれ以上の間の比で行う。この希釈し
た(誤った折り畳み構造を有する)融合分子は、必要な場合には、濾過法や沈殿
法などの通常の手段で濃縮することもできる。
In another aspect of the invention, contacting the denatured fusion molecule with an aqueous buffer (one or more buffers) is accomplished by diluting the denatured fusion molecule with the aqueous buffer. Will be Generally, depending on the intended use, the dilution is about 1:10 (v / v)
From 1: 100,000 (v / v) or higher. The diluted (mis-folded) fusion molecule can be concentrated, if necessary, by conventional means such as filtration or precipitation.

【0030】 本発明はまた、医薬用途、研究用途を含む様々な用途に好適である誤った折り
畳み構造を有する融合分子の実質的に純粋な標品を特徴とする。そのような誤っ
た折り畳み構造を有する融合分子は、必要に応じて他の添加物を含む滅菌済みの
組成物として提供されるのが望ましい。例えば、誤った折り畳み構造を有する融
合分子は、誤った折り畳み構造状態を維持するために、例えば保存時に、一種類
もしくは複数種類の変性剤を含んでいてもよい。さらに、誤った折り畳み構造を
有する融合分子は、アルブミン、グリコール、スルフォキシド等のタンパク質の
安定化に寄与することが知られている安定化剤を一種もしくは複数種類含んでい
てもよい。
The invention also features a substantially pure preparation of a fusion molecule having a misfolded structure that is suitable for various uses, including pharmaceutical and research uses. Desirably, such misfolded fusion molecules are provided as a sterile composition, optionally with other additives. For example, a fusion molecule with a misfolded structure may contain one or more denaturing agents, for example, upon storage, to maintain the misfolded state. Further, the fusion molecule having an incorrectly folded structure may contain one or more stabilizers known to contribute to the stabilization of proteins, such as albumin, glycol, and sulfoxide.

【0031】 本発明には幾つもの重要な利点を有しており、例えば、誤った折り畳み構造を
有する融合分子を用いたときには、適切な対照分子の形質導入と比較して、導入
効率が約2倍,5倍,10倍,20倍,50倍,100倍または200倍、もし
くはそれ以上増加し得る。好ましい対照分子は、天然構造を有する融合分子、す
なわち、高いエネルギー状態の誤った折り畳み構造を形成させる処理を施してい
ない融合分子である。このように、本発明の形質導入法は、従来の天然構造もし
くは天然に近い構造の融合分子を用いた従来の方法と比べてかなり効率が高い。
さらに詳しいことは下に記載するが、このような導入効率が向上したことは、導
入率、導入した融合タンパク質の生物学的活性など幾つかのパラメーターを指標
にして証明することができる。
The present invention has a number of important advantages, for example, when a fusion molecule with a misfolded structure is used, the transduction efficiency is about 2 compared to transduction of a suitable control molecule. It can be increased by a factor of 5, 5, 10, 20, 50, 100 or 200 or more. A preferred control molecule is a fusion molecule having a native structure, ie, a fusion molecule that has not been treated to form a misfolded structure at a high energy state. As described above, the transduction method of the present invention is considerably more efficient than the conventional method using a fusion molecule having a conventional natural structure or a structure close to nature.
As will be described in more detail below, such improved transduction efficiency can be proved using several parameters such as the transfection rate and the biological activity of the transfused fusion protein.

【0032】 上記のように、本発明の方法によって、潜在的に治療的活性を有する融合タン
パク質、特に大きな融合タンパク質などの多様な融合分子を高い効率で導入する
ことが可能になる。より低いけれども効果的ではあるような量の誤った折り畳み
構造を有する融合分子を用いて、細胞もしくは細胞群に導入を行うことができる
。こうして、導入を受容する細胞に対する毒性の軽減もしくは回避が可能となる
As noted above, the methods of the present invention allow for the introduction of a variety of fusion molecules, such as fusion proteins with potential therapeutic activity, especially large fusion proteins, with high efficiency. Transduction into a cell or group of cells can be achieved using a lower but more effective amount of the misfolded fusion molecule. In this way, toxicity can be reduced or avoided for cells receiving the transduction.

【0033】 本発明の方法は、これら以外にもさらに利点を有する。例えば、本明細書に記
載される形質導入法は、かなり広範な分子量の融合タンパク質にも対応し、例え
ば、分子量が約5,10kDa,20kDa,30kDa,40kDa,50kDa,100kDa
,200kDa,300kDa,400kDa,または500 kDaもしくはそれ以上の大
きなタンパク質を導入することができる。これより分子量の低い融合タンパク質
の導入も本法により容易に行うことができる。これとは対照的に、殆どの従来の
導入法では、分子量の小さな融合タンパク質のみが導入の対象となる。それゆえ
、既存の方法の広汎な使用には、導入するタンパク質のサイズの制限という問題
がどうしてもつきまとうのである。特に、多種類の治療的タンパク質及び特に大
きな治療的タンパク質を従来の方法で形質導入することは困難である。
The method of the present invention has further advantages besides these. For example, the transduction methods described herein also accommodate fusion proteins of a fairly wide range of molecular weights, for example, molecular weights of about 5, 10 kDa, 20 kDa, 30 kDa, 40 kDa, 50 kDa, 100 kDa.
, 200 kDa, 300 kDa, 400 kDa, or 500 kDa or larger proteins can be introduced. A fusion protein having a lower molecular weight can be easily introduced by the present method. In contrast, in most conventional transfer methods, only low molecular weight fusion proteins are targeted for transfer. Therefore, the widespread use of existing methods necessarily comes with the problem of limiting the size of the protein to be introduced. In particular, it is difficult to transduce many types of therapeutic proteins and especially large therapeutic proteins by conventional methods.

【0034】 またさらに、本発明の方法では、タンパク質の主要なドメイン(例えば、活性
部位もしくは結合部位など)のみを切り出して小さくするといった操作は不要で
ある。一般的に、従来の方法では、所望の標的細胞に導入できるのは、小さく切
断されたタンパク質ドメイン(断片)及び/もしくはペプチジル擬似体だけであ
る。しかし、分子量の大きいタンパク質ドメインも存在し、時としてそのサイズ
は約15から500kDaを超えることさえある。このように本発明は、従来法で
は出来得なかったことを可能にし、非常に大きな(かつ、そのままの)タンパク
質を細胞に導入する方法を提供するのである。さらに、本発明の場合には、タン
パク質ドメインを小さなサイズに切断することの不経済性と時間の浪費を最低限
に抑えられ、またはそのような無駄を完全に無くしてしまうことも出来る。
Furthermore, in the method of the present invention, it is not necessary to cut out only a main domain (for example, an active site or a binding site) of a protein and make it smaller. In general, in conventional methods, only small truncated protein domains (fragments) and / or peptidyl mimetics can be introduced into a desired target cell. However, there are also high molecular weight protein domains, sometimes their size can even exceed about 15 to 500 kDa. Thus, the present invention provides a method for introducing a very large (and intact) protein into a cell, which has not been possible with the conventional method. Furthermore, in the case of the present invention, the uneconomical and time-consuming cutting of protein domains into smaller sizes can be minimized, or such waste can be completely eliminated.

【0035】 本発明の方法は、融合分子の純度、及びその収率に関しても利点を持っている
。例えば、好適な方法においては、天然に融合タンパク質を含む細胞構成要素か
ら、この融合タンパク質を分離精製するために、一種もしくは多種類の変性剤を
使用する。この細胞構成要素は通常、大量の組換えタンパク質の変性した不溶性
のタンパク質から成り、菌体内の封入体に存在することが多く、変性剤の使用は
、このような細胞構成要素からの融合タンパク質の分離を容易にする。これによ
って、純度と収率はともに格段に向上する。
The method of the present invention also has advantages with respect to the purity of the fusion molecule and its yield. For example, in a preferred method, one or more denaturing agents are used to separate and purify the fusion protein from cell components that naturally contain the fusion protein. This cellular component usually consists of a large amount of denatured insoluble protein of the recombinant protein, and is often present in inclusion bodies in the cells. Facilitates separation. Thereby, both the purity and the yield are significantly improved.

【0036】 本発明による調整法の一例として、宿主細胞中で所望の融合タンパク質を発現
させる工程と、細胞の分画から融合タンパク質を単離する工程を含むものが挙げ
られる。この分画、特に不溶性分画からの融合タンパク質の単離は、誤った折り
畳み構造を持つ融合タンパク質を、宿主細胞由来のタンパク質分解酵素による分
解から守る等、複数の利点を有する。特に、誤った折り畳み構造を有する融合タ
ンパク質を調製する際に、変性剤が好適に用いられ、時間と経費のかかるタンパ
ク質再生法が不要となるのである。
As an example of the preparation method according to the present invention, a method including a step of expressing a desired fusion protein in a host cell and a step of isolating the fusion protein from cell fractions can be mentioned. Isolation of the fusion protein from this fraction, particularly from the insoluble fraction, has several advantages, such as protecting fusion proteins with misfolded structures from degradation by proteolytic enzymes from host cells. In particular, when preparing a fusion protein having a misfolded structure, a denaturant is suitably used, and a time-consuming and expensive protein regeneration method is not required.

【0037】 また、本発明の方法は、一般的な用途に対し柔軟な応用性を備えており、必要
ならば、誤った折り畳み構造を持つ融合タンパク質を様々な調製量で調製するこ
ともできる。このような方法は、回転培養びん、スピナーフラスコ、組織培養プ
レート、バイオリアクター、もしくは発酵槽などの各種培養器を用いて培養した
ものから融合タンパク質を、広い範囲の調製スケール(すなわち、マイクログラ
ムからキログラムの量)で調製する工程を含むものである。広い範囲の調製スケ
ールの任意の調製量で調製された融合タンパク質の標品は、本明細書に記載のい
ずれの方法によっても、誤った折り畳み構造を形成させることができる。
Furthermore, the method of the present invention has flexibility for general use, and if necessary, a fusion protein having a misfolded structure can be prepared in various amounts. Such methods use a wide range of preparation scales (ie, from micrograms) to produce fusion proteins from cultures grown in various incubators such as spinner bottles, spinner flasks, tissue culture plates, bioreactors, or fermenters. Kilogram amount). A preparation of the fusion protein prepared in any preparation amount on a wide range of preparation scales can cause misfolded structures to be formed by any of the methods described herein.

【0038】 上記のように、所望の融合分子の標的細胞もしくはそのような細胞から成る細
胞群への導入を促進させるために、本発明の方法を用いることができる。従って
、融合分子を大量に調製したり用いたりすることが不要な場合には、そのような
処理はしなくともよい。目的の融合分子の調製が困難である、また、大量の融合
分子がインビトロもしくはインビボで細胞に傷害をもたらすものであるような場
合には、本法のこのような特徴は大変大きな利点である。
As noted above, the methods of the invention can be used to facilitate the introduction of a desired fusion molecule into a target cell or group of cells consisting of such cells. Therefore, when it is not necessary to prepare or use a large amount of the fusion molecule, such treatment may not be performed. This feature of the present method is of great advantage where the preparation of the fusion molecule of interest is difficult and where large amounts of the fusion molecule cause cell damage in vitro or in vivo.

【0039】 本法は、(例えば、医療用、研究用、家庭用もしくは商業用の好適なキットに
おける一つの構成要素としての融合分子を提供するために、誤った折り畳み構造
を有する融合分子を大量調製する場合にも利点を有する。さらに、誤った折り畳
み構造を有する融合分子を大量調製する方法は、例えば、融合分子の構造解析を
単純化したり、分子形質導入の動的解析を支援したり、ならびに必要に応じてさ
らに精製、および/または試験をするといった場合にも有用である。
The method may be used to amplify fusion molecules with misfolded structures (eg, to provide fusion molecules as one component in suitable kits for medical, research, household, or commercial use). In addition, the method of preparing a large amount of a fusion molecule having a misfolded structure has advantages such as simplifying the structural analysis of the fusion molecule, supporting dynamic analysis of molecular transduction, It is also useful for further purification and / or testing as needed.

【0040】 本発明の誤った折り畳み構造を有する融合分子は、蛍光性、燐光性(photopho
recent)、もしくは免疫学的タグなどのタグ(マーカー)を細胞もしくは細胞群
に導入するなどの多様な付加的用途を有する。これとは別に、もしくはこれに付
随して、治療的活性など特定の活性を細胞に導入するために、この誤った折り畳
み構造を有する融合分子を利用することができる。必要に応じて、誤った折り畳
み構造を有する融合分子は、インビトロでもインビボでも用いることができる。
The misfolded fusion molecules of the present invention are fluorescent, phosphorescent (photopho
recent) or has a variety of additional uses, such as introducing a tag (marker) such as an immunological tag into a cell or group of cells. Alternatively, or concomitantly, fusion molecules with this misfolded structure can be utilized to introduce specific activities, such as therapeutic activity, into cells. If desired, fusion molecules with misfolded structures can be used both in vitro and in vivo.

【0041】 治療的活性の例としては、一種類もしくは複数種類の放射性核種、もしくは細
胞毒性を示す薬剤などを含む治療的分子の送達等がある。
Examples of therapeutic activity include the delivery of one or more radionuclides or therapeutic molecules, including cytotoxic agents.

【0042】 上記のように、本発明は、特定種類の融合分子の標品および特定用途に限定さ
れるものではない。典型的な融合分子は通常、形質導入ドメインと所望の分子を
1分子もしくは複数分子、共有結合で連結させたものを含む。好ましい融合分子
は通常、遺伝学的にインフレームである融合タンパク質を構成するように、形質
導入ドメインと、アミノ酸配列を共有結合で結合させたものを含む。下記に示す
ように、化学的な架橋で融合分子を作製するほうが好ましい場合もあるが、多く
の場合には、標準的な遺伝子操作で融合タンパク質を作製する。SDS-ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動法もしくは遠心沈降分析法などで推定すると、融合分子の
分子量は約50から500kDaもしくはそれ以上である。
As mentioned above, the present invention is not limited to the preparation and use of a particular type of fusion molecule. A typical fusion molecule usually comprises a transduction domain and the desired molecule.
One or more molecules, including those linked by a covalent bond. Preferred fusion molecules usually include a transduction domain covalently linked to an amino acid sequence so as to constitute a genetically in-frame fusion protein. As shown below, it may be preferable to make the fusion molecule by chemical cross-linking, but in many cases, the fusion protein will be made by standard genetic manipulations. Estimated by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis or centrifugal sedimentation analysis, etc., the molecular weight of the fusion molecule is about 50 to 500 kDa or more.

【0043】 形質導入ドメインの例としては、TAT、Antp、もしくはそれらの特異的形質導
入部位、例えばTATの塩基性領域等が含まれる。また、合成ペプチドから成る形
質導入ドメインも考慮に入れるべきである。Frankel, A.D. 及び Pabo, C.O.(
前掲)、Falwell等 (前掲)、Chen 等(前掲)、米国特許第5,652,122号及び
国際公開公報第04686号を参照のこと。
Examples of transduction domains include TAT, Antp, or their specific transduction sites, such as the basic region of TAT. Also, transduction domains consisting of synthetic peptides should be taken into account. Frankel, AD and Pabo, CO (
Supra), Falwell et al. (Supra), Chen et al. (Supra), U.S. Patent No. 5,652,122 and
See WO 04686.

【0044】 上記のように、本発明の誤った折り畳み構造を有する融合分子は、所望の細胞
、もしくは組織、臓器を含め所望の細胞を含む細胞群への分子導入に好適に用い
られる。本法は、インビトロでの用途、例えば、初代培養もしくは不死化細胞の
培養を伴う用途に用いることができるし、また必要な場合にはインビボの用途に
も用いることができる。
As described above, the fusion molecule having a misfolded structure of the present invention is suitably used for introducing a molecule into a desired cell or a cell group including a desired cell including a tissue or an organ. The method can be used for in vitro applications, for example, those involving primary cultures or culturing of immortalized cells, and, where necessary, in vivo applications.

【0045】 本発明の他の局面は、下記によって開示される。Another aspect of the present invention is disclosed by:

【0046】 発明の詳細な説明 上記のように、本発明は所望の細胞もしくは細胞群に融合分子を導入する高効
率の方法を提供する。本法は通常、融合分子を変性させる工程と、続いてこの変
性融合分子を本明細書に記載される特定の条件下で反応させる工程を含む。さら
に目的の細胞もしくは細胞群へ導入するために、誤った折り畳み構造が形成され
た融合タンパク質をこれらの細胞と接触させる。記載にあるように、本発明の方
法は効率が高く、多様な融合分子の導入効率を格段に向上させることのできる方
法である。さらに本発明は、誤った折り畳み構造を有する融合分子、及び誤った
折り畳み構造を有する融合分子を調製する方法を提供する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As noted above, the present invention provides a highly efficient method of introducing a fusion molecule into a desired cell or group of cells. The method generally involves denaturing the fusion molecule, followed by reacting the denatured fusion molecule under the specific conditions described herein. Further, a fusion protein having a misfolded structure is brought into contact with these cells in order to introduce the cells into a target cell or cell group. As described above, the method of the present invention is a method that is highly efficient and can significantly improve the efficiency of introducing various fusion molecules. The present invention further provides fusion molecules having misfolded structures and methods for preparing fusion molecules having misfolded structures.

【0047】 導入効率は、単一の方法もしくは複数の方法の組合せで調べることができる。
例えば、調べたい融合タンパク質に対し、導入効率はその融合タンパク質が細胞
もしくは細胞群に移入した割合を調べることによって決定することができる。導
入効率を調べるより好適な方法として、細胞内部に入った融合タンパク質の生物
学的活性を測定する方法が挙げられる。生物学的活性は、本明細書において示さ
れる様々な方法で測定することができる。
The efficiency of introduction can be determined by a single method or a combination of methods.
For example, for a fusion protein to be examined, the transduction efficiency can be determined by examining the ratio of the fusion protein transferred to a cell or cell group. A more preferable method for examining the transduction efficiency is a method for measuring the biological activity of the fusion protein that has entered the inside of the cell. Biological activity can be measured in various ways as set forth herein.

【0048】 以下に特定する測定法で測った時に、本発明の好ましい誤った折り畳み構造を
有する融合分子は、標的細胞の総数のうち、少なくとも約20%、30%、40
%、50%、60%、70%、80%、好ましくは少なくとも約90%、さらに
好ましくは少なくとも約95%、または約100%に達する数の細胞に導入され
得る。
The preferred misfolded fusion molecules of the invention, when measured by the assays specified below, comprise at least about 20%, 30%, 40% of the total number of target cells.
%, 50%, 60%, 70%, 80%, preferably at least about 90%, more preferably at least about 95%, or about 100%.

【0049】 目的とする誤った折り畳み構造を有する融合分子の導入効率は、通常用いられ
る各種の方法で測定し、定量することができる。通常、このような方法は、適当
な対照分子と比較して導入に関するパラメーターを測定する工程を含む。殆どの
場合、誤った折り畳み構造を有する融合分子の導入の際に用いられる条件と同一
もしくはほぼ同一の条件で、対照分子の導入を行う。対照分子は、天然構造を有
する融合分子であることが多い。すなわちこれは、単離される際に、本明細書に
記載されるような変性条件下、「ショック」による誤った折り畳み構造が形成す
る条件下に暴露されなかった融合分子を意味する。誤った折り畳み構造を有する
融合分子の導入効率を、2種類の対照分子、特に天然構造の融合分子及び天然に
近い構造の融合分子の効率と比較する方が良い場合もある。導入効率は、所望の
対照分子と比較したときの導入効率の増加率%など、多様な形式で表現され得る
The efficiency of introducing a target fusion molecule having an incorrectly folded structure can be measured and quantified by various commonly used methods. Usually, such methods include the step of measuring a parameter for transduction relative to a suitable control molecule. In most cases, the control molecule is introduced under the same or nearly the same conditions as those used when introducing a fusion molecule having a misfolded structure. The control molecule is often a fusion molecule with a native structure. That is, it refers to a fusion molecule that, when isolated, was not exposed under conditions of denaturing conditions as described herein, resulting in the formation of "shock" misfolds. In some cases, it may be better to compare the efficiency of introduction of a fusion molecule with a misfolded structure with the efficiency of two control molecules, particularly a fusion molecule with a native structure and a fusion molecule with a structure close to nature. Transduction efficiency can be expressed in a variety of formats, such as% increase in transduction efficiency as compared to the desired control molecule.

【0050】 「天然に近い状態」とは、融合分子が変性剤に暴露されて変性を起こした後に
実質的に天然構造が再生した状態を意味する。変性融合分子は、通常、リン酸緩
衝液(PBS)などのような生理学的に許容される緩衝液に対し透析することに
よって再生する。再生した融合分子の分子内の結合(例えば、水素結合、イオン
結合など)は、全てではないが多くのものが、天然構造の分子と同一であるか、
もしくは類似している。本明細書においては、このような融合分子のことを、「
変性後透析された」融合分子と呼ぶことがある。
“Near-natural state” refers to a state in which the fusion molecule has been substantially regenerated after being exposed to a denaturing agent to cause denaturation. Denatured fusion molecules are usually regenerated by dialysis against a physiologically acceptable buffer such as phosphate buffered saline (PBS). Many, if not all, of the intramolecular bonds (eg, hydrogen bonds, ionic bonds, etc.) of the regenerated fusion molecule are the same as those of the naturally-occurring molecule,
Or similar. In the present specification, such a fusion molecule is referred to as "
Sometimes referred to as "denatured and dialyzed" fusion molecules.

【0051】 「天然状態」とは、実質的に生理学的な環境(例えば、細胞質、及び/または
生理学的に許容される緩衝性生理食塩水等の緩衝液など)によってタンパク質の
とる形状及び/もしくは構造を意味する。これに対し、「変性」とは、カオトロ
ピックな環境(例えば、一種類もしくは複数種類の本明細書に記載されるような
変性剤)によってタンパク質のとる形状及び/もしくは構造を意味する。本明細
書に記載されるタンパク質分子の殆どが、天然の形状の時には十分な活性を有す
るが、変性している時にはその活性がまったく無くなるか殆ど無くなってしまう
。例えば、対応する天然構造を有する分子と比較して、約20%、30%、40
%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、もしくはそれ以上の活
性が消失する。変性には、例えば、分子の折れたたまった天然構造を解して、タ
ンパク質を天然の構造からランダムなループ状(コイル)の構造に変化させるこ
とが含まれる。変性は、タンパク質の活性の測定、粘度測定、及び/または旋光
性スペクトル分析等、複数の既知の方法で調べることができる。
“Native state” refers to the shape and / or form of a protein that is taken up by a substantially physiological environment (eg, a cytoplasm and / or a buffer such as a physiologically acceptable buffered saline solution). Means structure. In contrast, "denaturing" refers to the shape and / or structure that proteins take in a chaotropic environment (eg, one or more denaturing agents as described herein). Most of the protein molecules described herein have sufficient activity when in their native form, but have no or almost no activity when denatured. For example, about 20%, 30%, 40%
%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% or more of the activity is lost. Denaturation involves, for example, breaking a folded natural structure of a molecule to change a protein from a natural structure to a random loop (coil) structure. Denaturation can be determined by a number of known methods, such as measuring protein activity, measuring viscosity, and / or analyzing optical rotation spectra.

【0052】 「効率が増加する」もしくは同様の用語は、所望の融合タンパク質の導入に関
して用いられた時には、少なくとも次の事柄の一つを表している。すなわち、(
1)標的細胞と接触させた分子が細胞内に送達される割合(%)が増加する、(
2)タンパク質が標的細胞内に移入する速度が増加する、(3)タンパク質を細
胞と接触させたとき、そのタンパク質を蓄積する細胞の数の割合(%)が増加す
る、(4)インサイチューでの、もしくは細胞内での再び折れたたまれる段階が
増加する、及び(5)タンパク質の生物学的活性が増加する。
The term “increases efficiency” or like terms, when used in reference to the introduction of a desired fusion protein, refers to at least one of the following: That is, (
1) an increase in the percentage (%) of molecules delivered to the target cell into the cell,
2) the rate at which the protein is transferred into the target cells increases, (3) when the protein is brought into contact with the cells, the percentage (%) of the cells that accumulate the protein increases, (4) in situ And / or the intracellular refolding stage is increased, and (5) the biological activity of the protein is increased.

【0053】 記載にあるように、所望の誤った折り畳み構造を有する融合分子が細胞内に移
入する速度を測定する、さらに好ましくは、タンパク質の生物学的活性を測定す
ることによって、導入効率を調べることができる。
As described, the transduction efficiency is determined by measuring the rate at which the fusion molecule with the desired misfolded structure is transferred into the cell, more preferably by measuring the biological activity of the protein. be able to.

【0054】 このような速度の決定は、単一もしくは複数の対照分子を用いて、標準的な動
力学的(反応速度論的)解析によって行うことができる。 好ましい誤った折り
畳み構造を有する融合タンパク質とは、対照分子よりも速く標的細胞内に入りう
るタンパク質のことであり、一般的には、天然構造の対照分子に比べ、約2倍、
3倍、4倍、5倍、10倍、から約100倍速く移入することが好ましい。特に
好ましい誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質とは、細胞への導入後、少
なくとも約1〜2時間以内に、より好ましくは1時間以内に、さらに好ましくは
約5分、10分、15分、20分、30分、35分から約40〜50分までの間
に、導入を受容した細胞において細胞内タンパク質濃度が最大値に達するような
融合タンパク質である。これに関する分析は、通常、以下に記載する適当な顕微
鏡を用いた方法、もしくは細胞選別法によって成される。融合分子が少なくとも
約50kDa、60kDa、70kDa、80kDa、90kDa、100kDaもしくはそれ以上
の分子量を有する時には、多くの場合、導入速度の決定が役に立つ。
The determination of such a rate can be made by standard kinetic (kinetic) analysis using one or more control molecules. Preferred misfolded fusion proteins are proteins that can enter target cells faster than control molecules, and are generally about twice as large as native structure control molecules.
Preferably, the transfer is 3x, 4x, 5x, 10x, to about 100x faster. Particularly preferred fusion proteins having misfolded structures are those that have been introduced into cells at least within about 1-2 hours, more preferably within 1 hour, even more preferably about 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes or less. Min, 30 minutes, 35 minutes to about 40-50 minutes, the fusion protein such that the intracellular protein concentration reaches a maximum in the cells that have received the transfection. The analysis in this regard is usually carried out by means of a suitable microscope as described below or by a cell sorting method. When the fusion molecule has a molecular weight of at least about 50 kDa, 60 kDa, 70 kDa, 80 kDa, 90 kDa, 100 kDa or more, it is often useful to determine the rate of introduction.

【0055】 さらに別の方法で、適当な対照分子と比較して、導入を受容した細胞中の融合
分子の濃度を測ることができる。導入を受容した細胞中の融合タンパク質の濃度
を決定する方法には、通常、生細胞中でタンパク質を検出するための標準的な方
法が含まれる。このような方法として、目的のタンパク質に対する抗体を用いた
細胞抽出物のウエスタンブロット分析、顕微鏡法(例えば、蛍光顕微鏡法)、蛍
光活性化セルソーター(fluorescence activated cell sorting:FACS)を用い
た細胞選別等があるが、これらの方法のみに限定されるわけではない。通常の場
合、測定を容易にするために、例えば、検出用タグをつけるなど、対照分子に検
出用の標識を施す。好適な検出用タグの例としては、ある種のアミノ酸配列、ま
た下記のような特定の蛍光性タンパク質などがある。本発明の誤った折り畳み構
造を有する融合分子として特に好ましいものは、天然構造を有する適当な対照分
子と比較した場合に、導入された融合分子の細胞内濃度が、約2倍、5倍、10
倍、20倍、30倍、50倍、70倍、100倍、200倍またはそれ以上に増
加することが可能な分子である。
In a further alternative, the concentration of the fusion molecule in cells that have received the transduction can be measured relative to a suitable control molecule. Methods for determining the concentration of the fusion protein in cells that have received the transduction usually include standard methods for detecting the protein in living cells. Such methods include Western blot analysis of cell extracts using antibodies to the protein of interest, microscopy (eg, fluorescence microscopy), cell sorting using fluorescence activated cell sorting (FACS), and the like. , But is not limited to only these methods. Usually, in order to facilitate the measurement, a label for detection is attached to the control molecule, for example, by attaching a tag for detection. Examples of suitable detection tags include certain amino acid sequences, and certain fluorescent proteins as described below. Particularly preferred as the misfolded fusion molecule of the present invention is that the intracellular concentration of the introduced fusion molecule is about 2-fold, 5-fold, or 10-fold when compared to a suitable control molecule having a native structure.
Molecules that can increase 2-fold, 20-fold, 30-fold, 50-fold, 70-fold, 100-fold, 200-fold or more.

【0056】 導入効率を測定する好適な方法は、細胞の内部に入った融合分子の生物学的活
性を測ることである。多くの場合、融合分子の分子量が、約45kDa、40kDa、
35kDa、30kDa、25kDa、20kDa、または15kDa以下の時に、生物学的活
性測定は有用である。
A preferred method of measuring transduction efficiency is to measure the biological activity of the fusion molecule inside the cell. In many cases, the molecular weight of the fusion molecule is about 45 kDa, 40 kDa,
Biological activity measurements are useful when less than 35 kDa, 30 kDa, 25 kDa, 20 kDa, or 15 kDa.

【0057】 本発明の典型的な誤った折り畳み構造を有する融合分子には、誤った折り畳み
構造を有する融合タンパク質が含まれる。このような融合タンパク質の例として
は、特に標的細胞もしくはそのような細胞から成る細胞群に導入したときに、特
定の生物学的活性を示すような融合タンパク質が含まれる。
Typical misfolded fusion molecules of the invention include misfolded fusion proteins. Examples of such fusion proteins include those that exhibit a particular biological activity, particularly when introduced into a target cell or group of cells consisting of such cells.

【0058】 このような活性を測定し定量化することによって、必要な場合には、適当な対
照分子を基準に、特定の誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質の導入効率
を決定することが可能となる。このような測定法の例としては、細胞の複製、細
胞接着、腫瘍形成性形質転換、細胞膜の泡状化、細胞質分裂、細胞分裂、細胞死
(アポトーシスおよびネクローシス)、受精、受容体など特定のタンパク質の発
現、転写、免疫活性、翻訳・タンパク質修飾・及び分泌を含むタンパク質合成、
タンパク質分解、糖鎖付加、貪食作用などに関する測定法がある。下に示す表1
には、本発明において導入された生物学的活性を有するタンパク質の例を示して
いる。
By measuring and quantifying such activities, it is possible to determine, if necessary, the efficiency of introducing a fusion protein having a specific misfolded structure with reference to an appropriate control molecule. Become. Examples of such assays include cell replication, cell adhesion, oncogenic transformation, cell membrane foaming, cytokinesis, cell division, cell death (apoptosis and necrosis), fertilization, Protein synthesis, including protein expression, transcription, immunoreactivity, translation, protein modification, and secretion;
There are measurement methods for proteolysis, glycosylation, phagocytosis, and the like. Table 1 below
Shows examples of proteins having biological activity introduced in the present invention.

【0059】 本明細書において用いられる「融合分子」とは、遺伝子組換え、化学的方法に
よって所望の分子を形質導入タンパク質と共有結合で連結させた(すなわち、融
合させた)ものを意味している。必要に応じて、タンパク質分解酵素などの酵素
によって切断を受ける部位を一箇所もしくは複数箇所含むようなペプチドリンカ
ーを介して形質導入タンパク質とこの分子とを融合することもできる。形質導入
タンパク質の例については、後に詳細に説明する。目的の分子は以下のようなも
のであってもよい。すなわち、酵素、ポリペプチド、アミノ酸、核酸(RNA、も
しくはDNA)、脂質、糖脂質、糖・グリカン・糖類・多糖類などの炭水化物、糖
タンパク質、プロテオグリカン、薬剤もしくは他の合成・半合成低分子、もしく
はそれらのハイブリッド(例えば、RNA-DNAハイブリッド分子)。必要に応じて
、この分子は、右旋性(D)であっても左旋性(L)であってもよい。融合分子は
、伝導性タンパク質と融合した(必要なら、リンカーをも含め)1、2、3、5
、8、10、20、50から約100もしくはそれ以上の上記のような分子を含
んでいてもよい。記載にあるように、この融合分子は本発明に示されるような誤
った折り畳み構造状態をとることが好ましい。
As used herein, the term “fusion molecule” means a molecule obtained by covalently linking (ie, fusing) a desired molecule to a transducing protein by genetic recombination or a chemical method. I have. If necessary, the transduction protein and the molecule can be fused via a peptide linker containing one or more sites that are cleaved by enzymes such as proteolytic enzymes. Examples of transducing proteins will be described later in detail. The target molecule may be as follows. That is, enzymes, polypeptides, amino acids, nucleic acids (RNA or DNA), lipids, glycolipids, carbohydrates such as sugars, glycans, saccharides, polysaccharides, glycoproteins, proteoglycans, drugs or other synthetic and semi-synthetic small molecules, Or hybrids thereof (eg, RNA-DNA hybrid molecules). If desired, the molecule may be dextrorotary (D) or levorotatory (L). The fusion molecules were fused to the conductive protein (including the linker if necessary)
, 8, 10, 20, 50 to about 100 or more molecules as described above. As noted, the fusion molecule preferably adopts a misfolded configuration as set forth in the present invention.

【0060】 ペプチドリンカーの配列は好ましくは、約20もしくは30個程度までの数の
アミノ酸残基、より好ましくは約10もしくは15個程度までの数のアミノ酸残
基、さらに好ましくは約1から5残基程度のアミノ酸から構成される。融合分子
が可動性の低い単一の構造に束縛されないように、このリンカー配列は通常、柔
軟性を有する。このリンカー配列は、例えば、望ましい場合には、融合分子中の
各要素間に空間的余裕を持たせるためのスペーサーとして用いてもよい。例えば
ペプチドリンカー配列は、例えば、それらを化学的に結合させ、かつ同時に分子
に可動性を付与するために、タンパク質形質導入ドメインとタンパク質との間に
配置される。
The sequence of the peptide linker is preferably up to about 20 or 30 amino acid residues, more preferably up to about 10 or 15 amino acid residues, even more preferably about 1 to 5 amino acid residues. It is composed of about amino acids. The linker sequence is usually flexible so that the fusion molecule is not tied to a single, less mobile structure. This linker sequence may be used, for example, as a spacer to provide a space between each element in the fusion molecule, if desired. For example, peptide linker sequences are placed between the protein transduction domain and the protein, for example, to chemically link them and at the same time impart mobility to the molecule.

【0061】 さらに特定して言うと、もしペプチドリンカーが融合タンパク質の必要とする
機能に大きな影響を与えない場合には、例えば、特定の酵素の認識部位、特にタ
ンパク質分解酵素による切断部位を付与するために、またはタグを付与するため
に、一つもしくは複数の適当なペプチドリンカー配列によって、融合タンパク質
の各要素を、隣の要素と空間的に隔てることができる。
More specifically, if the peptide linker does not significantly affect the function required by the fusion protein, for example, a recognition site for a specific enzyme, particularly a cleavage site for proteolytic enzymes, may be provided. Each element of the fusion protein can be spatially separated from neighboring elements by one or more suitable peptide linker sequences for or for tagging.

【0062】 目的とする用途によって、この分子の分子量は異なるが、通常、約 0.1 〜 10
0 kDa もしくはそれ以上から、約 500 〜1000kDa までの間である。SDS-ポリア
クリルアミドゲル電気泳動法、遠心沈降法、もしくはその他の適当な方法で測定
した場合、この分子の分子量は、好ましくは、約 0.1、0.2、0.5、1、2、5、10
、20、30 kDa、または 50kDa から、約100Kdaもしくはそれ以上までの間である
。融合分子の分子量は目的用途によって異なるが、通常、遠心沈降法もしくはSD
S-ポリアクリルアミドゲル電気泳動法で測定した時には、5、10、20、30、40、5
0、100、200、500 kDa、または1000kDaもしくはそれ以上である。
Although the molecular weight of this molecule varies depending on the intended use, it is usually about 0.1 to 10
It ranges from 0 kDa or higher to about 500-1000 kDa. When measured by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, centrifugal sedimentation, or other suitable method, the molecular weight of this molecule is preferably about 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10
, 20, 30 kDa, or 50 kDa up to about 100 Kda or more. Although the molecular weight of the fusion molecule varies depending on the intended use, it is usually determined by centrifugation or SD.
5, 10, 20, 30, 40, 5 when measured by S-polyacrylamide gel electrophoresis
0, 100, 200, 500 kDa, or 1000 kDa or more.

【0063】 さらに、本発明の好適な融合分子は、形質導入タンパク質(形質導入ドメイン
と呼ぶ場合もある)と融合した所望のタンパク質から成る融合タンパク質である
。形質導入ドメインと融合させるタンパク質は、例えば、チモーゲン、酵素、ア
ミノ酸配列もしくは核酸配列を結合する分子、抗原と結合する抗体断片などの免
疫関連の分子、または構造タンパク質などである。本発明の用途に用いられる他
の好適な融合タンパク質としては、1997年12月10日に出願された「Anti
-Pathogen System and Methods of Use」と題する米国仮特許出願第60/069012号
、現在出願中のPCT/US98/26358、米国特許出願第09/208966号、1997年8月
22日に出願された「Inducible Regulatory System and use thereof」と題す
る米国仮特許出願第60/056,713号、及び現在公開中のPCT/US98/16887 (国際公開
公報第99/10376号)等に記載されたものがある。なおこれら全ての開示されてい
る明細書は、参照として組み入れられる。
Further, a preferred fusion molecule of the present invention is a fusion protein consisting of a desired protein fused to a transduction protein (sometimes called a transduction domain). The protein fused to the transduction domain is, for example, a zymogen, an enzyme, a molecule that binds an amino acid or nucleic acid sequence, an immune-related molecule such as an antibody fragment that binds an antigen, or a structural protein. Other suitable fusion proteins for use in the present invention include, for example, "Anti
Provisional Patent Application No. 60/069012, PCT / US98 / 26358, U.S. Patent Application No. 09/208966, filed August 22, 1997, entitled "Pathogen System and Methods of Use" And US Pat. No. 60 / 056,713 entitled “Inducible Regulatory System and use there,” and PCT / US98 / 16887 (WO 99/10376) currently published. All of these disclosed specifications are incorporated by reference.

【0064】 誤った折り畳み構造をとり得るものであって、かつ本発明の用途に合致し得る
融合タンパク質を含むさらに別の複数の融合タンパク質が、米国特許第5,652,12
2号、同第5,674,980号 及び同第5,670,617号に記載されている。なお、これらの
開示されている明細書は、参照として本明細書に組み入れられる。
[0064] Yet another plurality of fusion proteins, including fusion proteins that can adopt a misfolded structure and are compatible with the uses of the present invention, are disclosed in US Pat. No. 5,652,12.
No. 2, No. 5,674,980 and No. 5,670,617. These disclosures are incorporated herein by reference.

【0065】 本発明の好ましい誤った折り畳み構造を有する融合分子は、適当な対照分子、
好ましくは目的とする誤った折り畳み構造を有する融合分子に対応する天然構造
を有する融合分子と比べた場合に、特定の細胞、もしくは組織・臓器などの細胞
群への導入を、約2倍、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍、または約2
00倍もしくはそれ以上高める能力を有する。タンパク質導入が亢進しているか
どうかを調べる好適な方法については、さらに詳細に後述する。
[0065] Preferred misfolded fusion molecules of the invention are suitable control molecules,
Preferably, as compared with a fusion molecule having a natural structure corresponding to a fusion molecule having an intended misfolded structure, introduction into a specific cell or a cell group such as a tissue or organ is about twice as large as that of a fusion molecule having a natural structure. X 10, x 20, x 50, x 100, or about 2
It has the ability to increase 00 times or more. A preferred method for determining whether protein transduction is enhanced is described in further detail below.

【0066】 記載にあるように、本明細書において「誤った折り畳み構造を有する」という
用語は、一度変性させた後、本明細書において開示されるような一種もしくは複
数種類の条件下に暴露された誤った折り畳み構造を有する融合分子のことを意味
するものである。特定の理論に制限されることは望ましくないが、変性融合分子
をそのような条件下に暴露されれば、天然構造もしくは天然に近い構造と比較し
てエネルギー的に不安定になると考えられる。このようなエネルギー的不安定性
は融合分子の導入能を促進することに大きく寄与すると思われる。多くの場合、
誤った折り畳み構造を有する融合分子のギブスの自由エネルギー(ΔG)は、天
然構造状態の分子のΔGと比べると、約2倍、3倍、5倍、10倍、20倍、5
0倍、もしくは100倍から、約250倍またはそれ以上高い。
As mentioned, the term “having a misfolded structure” herein refers to the term once denatured and then exposed to one or more conditions as disclosed herein. A fusion molecule having an incorrectly folded structure. While not wishing to be limited to a particular theory, it is believed that exposure of the modified fusion molecule under such conditions would be energetically unstable as compared to the native or near-native structure. Such energy instability is thought to greatly contribute to promoting the ability to introduce the fusion molecule. In many cases,
The Gibbs free energy (ΔG) of a fusion molecule having a misfolded structure is about 2, 3, 5, 10, 20, or 5 times that of a molecule in a native structure state.
From 0 times or 100 times to about 250 times or more.

【0067】 所望の分子のギブスの自由エネルギーは、各種の標準的な熱力学的方法で決定
することができる。本明細書において、「高いΔG」を有する誤った折り畳み構
造状態の融合分子、という表現は、少なくとも理論的には、この分子が大きな負
の値のギブスの自由エネルギーを持っており、誤った折り畳み構造を有する分子
の折れたたたみ反応が、適当な条件下で自発的に進行することを意味している。
これとは反対に、「低いΔG」とは、少なくとも理論的には、自発的には折れた
まれることのない(もしくは、ほどける)実質的に安定な融合分子としての指標
となる天然構造と比較したとき、融合分子が0もしくは正の値のギブスの自由エ
ネルギーを持っているということを意味しているのである(一般的には、「Edsa
ll 及びGutfreund 著、 Biothermodynamics: The Study of Biochemical Proces
ses at Equilibrium, (Wiley, 1983)」を参照のこと)。
The Gibbs free energy of the desired molecule can be determined by various standard thermodynamic methods. As used herein, the expression "molecule in a misfolded state with a high ΔG" refers, at least in theory, to the fact that this molecule has a large negative Gibbs free energy and misfolded. It means that the folding reaction of the molecule having the structure proceeds spontaneously under appropriate conditions.
In contrast, “low ΔG” refers, at least in theory, to a natural structure that is indicative of a substantially stable fusion molecule that does not spontaneously break (or unravel). By comparison, it means that the fusion molecule has a Gibbs free energy of zero or a positive value (generally, Edsa
ll and Gutfreund, Biothermodynamics: The Study of Biochemical Proces
ses at Equilibrium, (Wiley, 1983)).

【0068】 例えば、ギブスの自由エネルギーを求めるための好ましい方法としては次のよ
うな計算式を用いるものがある。すなわち、ΔG=-2.303RTlogkeq、式中、ΔGは
標準エネルギー変化を、keqは所望の融合分子が誤った折り畳み構造を形成する
反応の平衡定数である。定数 keq の決定法は当技術分野において公知である。
For example, as a preferable method for obtaining Gibbs free energy, there is a method using the following calculation formula. That is, ΔG = −2.303 RT log keq, where ΔG is the standard energy change and keq is the equilibrium constant for the reaction in which the desired fusion molecule forms the wrong folded structure. Methods for determining the constant keq are known in the art.

【0069】 上記の内容から、天然構造状態、変性状態、誤った折り畳み構造を有する本発
明の融合タンパク質は、容易に区別が付くものである。例えば、誤った折り畳み
構造を有する融合タンパク質は形質導入に関してかなりの促進効果を示すことが
でき、また理論的には同タンパク質の天然構造状態にあるのもよりもギブスの自
由エネルギー状態が高くなる可能性を有するものである。
From the above description, the fusion protein of the present invention having a natural structural state, a denatured state, and a misfolded structure can be easily distinguished. For example, a fusion protein with a misfolded structure can have a significant facilitating effect on transduction, and can theoretically have a higher Gibbs free energy state than the protein's native structural state It has the property.

【0070】 これに加え、誤った折り畳み構造を有する融合分子は、例えば、粘度測定、及
び/もしくは旋光性スペクトル分析などの様々な方法によって、天然構造状態の
タンパク質あるいは変性状態のタンパク質と区別できる(Edsall 及び Gutfreun
d(前掲)参照)。
In addition, fusion molecules with misfolded structures can be distinguished from native or denatured proteins by various methods such as, for example, viscometry and / or optical rotation spectral analysis ( Edsall and Gutfreun
d (see above)).

【0071】 本発明の誤った折り畳み構造を有する融合分子は、同タンパク質の天然構造の
ものと比較して、この誤った折り畳み構造を有する融合分子の生物学的活性、及
び/もしくは生化学的活性の分析により、さらなる同定を進めることができる。
上記のように、本発明の誤った折り畳み構造を有する融合分子においては、その
生物学的活性、及び/もしくは生化学的活性が、同タンパク質の天然構造のもの
と比較して、例えば、約20%、30%、40%、50%、60%、70%、8
0%、もしくはそれ以上減少する。本発明の誤った折り畳み構造を有する融合分
子が、同タンパク質の天然構造のものと比較して、完全にもしくは殆ど完全に、
その生物学的活性、及び/もしくは生化学的活性を消失する場合もある。本発明
の誤った折り畳み構造を有する融合分子の生物学的活性、及び/もしくは生化学
的活性が、同タンパク質の天然構造のものと比較して、低下しているかどうかの
分析は、特定の生物学的性質もしくは生化学的性質を調べる標準的な測定法にて
行うことができる。
The fusion molecule having a misfolded structure of the present invention is characterized in that the biological activity and / or biochemical activity of the fusion molecule having the misfolded structure is compared with that of the native structure of the same protein. The further identification can be advanced by the analysis of.
As described above, in the fusion molecule having a misfolded structure of the present invention, its biological activity and / or biochemical activity is, for example, about 20 %, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 8
0% or more. The fusion molecule having the misfolded structure of the present invention is completely or almost completely compared with the native structure of the protein.
It may lose its biological and / or biochemical activity. Analysis of whether the biological activity and / or biochemical activity of the fusion molecule having a misfolded structure of the present invention is reduced as compared with that of the native structure of the same protein can be carried out based on the specific organism. It can be performed by standard measurement methods for examining chemical or biochemical properties.

【0072】 本発明において好適に用いられる変性剤は、タンパク質、ポリペプチド、もし
くはペプチドなどの分子内結合(例えば、水素結合、イオン結合もしくは共有結
合)を大部分破壊することができるカオトロピックな薬剤を含む任意の薬剤であ
ってもよい。変性作用を有する薬剤(変性剤)の例としては、有機化合物、塩類
、温度(例えば、加熱)、及び音波(例えば、超音波処理)などがある。特に、
有機化合物としては、とりわけ約4Mから8Mの間の濃度、好ましくは約8Mであ
る尿素が含まれる。また、この有機化合物には、グアニジン塩酸塩、及びβ-メ
ルカプトエタノールなどのメルカプタン類も含まれる。これらに比べて好適であ
るとは言えないが、用途によっては、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)
のようなイオン性界面活性剤等の界面活性剤も変性剤となり得るし、その他、ブ
リジ(Brij)、ノニデット-40(Nonidet-40)、及びトリトン-X-100(Triton-X-
100) などの界面活性剤も変性剤となり得る。さらに使用され得る変性剤として
は、NaCl、KCl などの高濃度の塩(例えば、モルのオーダーの量で)が含まれる
The denaturing agent suitably used in the present invention is a chaotropic agent that can mostly break intramolecular bonds (eg, hydrogen bond, ionic bond or covalent bond) of a protein, polypeptide, or peptide. Any drug may be used. Examples of agents having denaturing action (denaturing agents) include organic compounds, salts, temperature (eg, heating), and sound waves (eg, sonication). In particular,
Organic compounds include urea, especially at a concentration between about 4M and 8M, preferably about 8M. The organic compounds also include guanidine hydrochloride and mercaptans such as β-mercaptoethanol. Although less suitable than these, depending on the application, for example, sodium dodecyl sulfate (SDS)
Surfactants such as ionic surfactants and the like can also be denaturants, and besides, Brij, Nonidet-40, and Triton-X-100
Surfactants such as 100) can also be modifiers. Further denaturing agents that can be used include high concentrations of salts such as NaCl, KCl and the like (eg, in molar order amounts).

【0073】 本発明の融合分子が誤った折り畳み構造を形成するために好ましい溶液とは、
融合分子の誤った折り畳み構造の形成を助けるような溶液である。通常、当技術
分野において既知の種類の水溶性緩衝液(もしくは、このような複数の緩衝液)
である。そのような緩衝液の例は、以下に記載されるようなもの、及び次の文献
に記載されるようなものがある。すなわち、Ausubel等による「Current Protoco
ls in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York (1989)」、Sambrook
等による「Molecular Cloning: A Laboratory Manual. (2nd ed. (1989)」、及
び Harlow と Lane による「Antibodies: A Laboratory Manual, CSH Publicati
ons, N.Y. (1988)」等である。
Preferred solutions for the fusion molecules of the invention to form a misfolded structure include:
A solution that helps to form the misfolded structure of the fusion molecule. Typically, a water-soluble buffer (or multiple such buffers) of a type known in the art.
It is. Examples of such buffers include those described below and those described in the following references. In other words, "Current Protocol" by Ausubel et al.
ls in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York (1989), Sambrook
"Molecular Cloning: A Laboratory Manual. (2nd ed. (1989))" and Harlow and Lane "Antibodies: A Laboratory Manual, CSH Publicati.
ons, NY (1988) ".

【0074】 さらに具体的には、本明細書に記載の好適な水溶液は、通常、pH を保つため
の緩衝性成分(例えば、Tris、HEPES)を含み、また通常そのpHの範囲は約5〜9
であり、イオン強度の範囲は約2mMから500mMの間である。タンパク質分解酵素の
阻害剤、もしくは温和な非イオン性界面活性剤が添加される場合もある。さらに
、必要ならばウシ血清アルブミン(BSA)のようなキャリアタンパク質を数mg/ml
の濃度で添加してもよい。さらに別の水溶性緩衝液の例としては、標準的なリン
酸緩衝性食塩水、トリス(Tris)緩衝液食塩水、HEPES緩衝液、もしくは公知の
緩衝液、及び細胞培養用の培地等が含まれる。
More specifically, suitable aqueous solutions described herein typically include a buffering component (eg, Tris, HEPES) to maintain the pH, and generally have a pH in the range of about 5- 9
And the range of ionic strength is between about 2 mM and 500 mM. Proteolytic enzyme inhibitors or mild nonionic surfactants may be added. In addition, if necessary, a carrier protein such as bovine serum albumin (BSA) can be used at
May be added. Still other examples of aqueous buffers include standard phosphate buffered saline, Tris buffered saline, HEPES buffer, or known buffers, and cell culture media. It is.

【0075】 上記のように、本発明の誤った折り畳み構造を有する分子は、単一のもしくは
複数の方法の組合せによって調製することができる。例えば、融合分子に誤った
折り畳み構造を形成させる好適な方法は、次の(a)から(c)の工程の内の一つ
ないし複数の工程から成るものである。すなわち、 (a)融合分子を変性させるような条件下で、天然(もしくは天然に近い)構造
を有する融合分子を、一種類もしくは複数種類の変性剤と接触させる工程、 (b)変性剤の存在下で、変性融合分子がクロマトグラフィーの担体に結合する
ことのできる、例えば、親和性カラムなどの第1のクロマトグラフィー装置に変
性融合分子をかける工程、及び、 (c)変性融合分子が濃縮されるような条件下で、第1のクロマトグラフィー装
置から変性融合分子を溶出たのち、少なくとも次の3つの方法のどれかを行う工
程(すなわち、方法(1)、もしくは方法(2a)〜(2d)、または方法(3)
)。 (1) 変性融合分子を透析する;または (2a)変性剤の存在下で、融合分子がクロマトグラフィーの担体に結合するこ
とのできる、例えば、イオン交換カラムなどの第2のクロマトグラフィー装置に
変性融合分子をかける; (2b)水溶性緩衝液から成る段階的濃度勾配を持つ第1の溶出液を、結合した
融合分子と接触させる。水溶性緩衝液としては、変性剤を減らす、ないしは除去
すると共に融合分子に誤った折り畳み構造を形成させることのできるものが好ま
しい; (2c)第2のカラムから融合分子を溶離させることのできる塩濃度勾配を有す
る第2の溶出液を、融合分子と接触させ、誤った折り畳み構造を形成した融合分
子を第2のカラムから溶出する;または、必要があれば、 (2d)誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質と接触している塩の濃度を
減少させることのできる、例えば、脱塩カラムなどの第3のクロマトグラフィー
装置に、溶出済みの誤った折り畳み構造を有する融合分子をかける; (3)例えば脱塩カラムにおける溶出などで、変性剤を除去することのできるク
ロマトグラフィー装置に変性融合分子をかける。
As mentioned above, the misfolded molecules of the present invention can be prepared by a single or a combination of multiple methods. For example, a preferred method of causing the fusion molecule to form a misfolded structure comprises one or more of the following steps (a) to (c). (A) contacting a fusion molecule having a natural (or near-natural) structure with one or more types of denaturants under conditions that denature the fusion molecule; (b) presence of a denaturant Applying the denatured fusion molecule to a first chromatography device, such as an affinity column, wherein the denatured fusion molecule is capable of binding to a chromatographic support; and After eluting the denatured fusion molecule from the first chromatography device under such conditions, at least one of the following three steps (ie, the method (1) or the method (2a) to (2d)) ) Or method (3)
). (1) dialyzing the denatured fusion molecule; or (2a) denaturing in the presence of a denaturing agent a second chromatography device, such as an ion exchange column, capable of binding the fusion molecule to a chromatographic support. Applying the fusion molecule; (2b) Contacting the first eluate with a step gradient of aqueous buffer with the bound fusion molecule. The water-soluble buffer is preferably one that can reduce or remove denaturing agents and cause the fusion molecule to form a misfolded structure; (2c) a salt that can elute the fusion molecule from the second column. Contacting a second eluate with a concentration gradient with the fusion molecule to elute the misfolded fusion molecule from the second column; or, if necessary, (2d) removing the misfolded structure. Applying the eluted misfolded fusion molecule to a third chromatography device, such as a desalting column, capable of reducing the concentration of salt in contact with the fusion protein; The modified fusion molecule is applied to a chromatography device capable of removing the denaturing agent, for example, by elution in a desalting column.

【0076】 この方法は、図3に模式的に示されている。This method is schematically shown in FIG.

【0077】 誤った折り畳み構造を有する融合分子は記載のように精製され、医薬用途、も
しくは研究用途の好適な、実質的に純粋な(好ましくは滅菌した状態の)標品と
して提供されるのが好ましい。さらに、本法において好適に用いられるものは、
後述の例において開示される特定の変性剤、溶出液、及び濃度勾配の条件である
The misfolded fusion molecule may be purified as described and provided as a substantially pure (preferably sterile) preparation suitable for pharmaceutical or research use. preferable. Further, those preferably used in the present method include:
Specific denaturant, eluate, and concentration gradient conditions disclosed in the examples below.

【0078】 上記の(a)から(c)の工程のうち、単一の工程もしくは複数の工程によって
調製された特に好ましい誤った折り畳み構造を有する融合分子は、誤った折り畳
み構造を有する融合タンパク質である。宿主細胞に融合タンパク質をコードする
核酸を導入し、細胞中で融合タンパク質を不溶性分画、及び/もしくは可溶性分
画として発現することの可能な条件下において、この宿主細胞を適当な培地中で
培養し、本法を用いて誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質を調製できる
。不溶性分画は封入体を含む。通常、適当な組換えベクターを用い、例えば、形
質転換法、微粒子銃による移入法、感染などの許容されるどのような方法によっ
ても、核酸を宿主細胞に導入できる。このようなベクターの例については後に述
べる。実施例1を参照のこと。融合タンパク質を変性できる尿素もしくはグアニ
ジンのような変性剤を一種類もしくは複数種類もちいて、これを細胞分画と接触
させ、この分画から融合タンパク質を単離する。この変性融合タンパク質は次に
、融合タンパク質が誤った折り畳み構造を形成できるような上記の工程(b)か
ら(g)のうちの単一の工程もしくは複数の工程からなる処理を受ける。
Among the above-mentioned steps (a) to (c), a particularly preferred fusion molecule having a misfolded structure prepared by a single step or a plurality of steps is a fusion protein having a misfolded structure. is there. The host cell is transfected with a nucleic acid encoding the fusion protein, and the host cell is cultured in an appropriate medium under conditions that allow the fusion protein to be expressed as an insoluble fraction and / or a soluble fraction in the cell. However, a fusion protein having a misfolded structure can be prepared using this method. The insoluble fraction contains inclusion bodies. In general, the nucleic acid can be introduced into a host cell using an appropriate recombinant vector, for example, by any method such as a transformation method, a transfer method using a particle gun, and infection. Examples of such vectors are described below. See Example 1. One or more denaturing agents such as urea or guanidine capable of denaturing the fusion protein are used, contacted with the cell fraction, and the fusion protein is isolated from this fraction. The denatured fusion protein is then subjected to a single or multiple steps of steps (b) to (g) described above such that the fusion protein can form a misfolded structure.

【0079】 誤った折り畳み構造を有する融合分子は、医薬用途、もしくは細胞培養用に好
適な滅菌された、実質的に純粋な標品として提供されるのが好ましい。
[0079] The fusion molecule with the misfolded structure is preferably provided as a sterile, substantially pure preparation suitable for pharmaceutical use or for cell culture.

【0080】 通常用いられる多様なクロマトグラフィー装置は、本発明に好適に用いられ、
そのようなクロマトグラフィー装置としては、親和性、免疫親和性、イオン交換
、分子篩い、脱塩等のカラムであるが、これらのみに限定されるものではない。
A variety of commonly used chromatography devices are suitably used in the present invention,
Such chromatography devices include, but are not limited to, columns for affinity, immunoaffinity, ion exchange, molecular sieving, desalting, and the like.

【0081】 誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質を生産するもう一つの方法として
は、次のような工程うちの単一の工程もしくは複数の工程から成る方法がある。
すなわち、 (a)宿主細胞に融合タンパク質をコードする核酸を導入し、宿主細胞中で融合
タンパク質を発現させることのできる条件下で、この宿主細胞を培地中で培養す
る、 (b)宿主細胞から分画を調製する、 (c)融合タンパク質を変性させ可溶化させることのできる変性剤の一種類もし
くは複数種類の存在下で、分画から融合タンパク質を単離する、 (d)融合タンパク質を溶液、好ましくは水溶液と接触させる、及び (e)その溶液中で、変性融合タンパク質から誤った折り畳み構造を有する融合
タンパク質に変換する。
Another method for producing a fusion protein having a misfolded structure includes a single step or a plurality of steps as follows.
That is, (a) a nucleic acid encoding a fusion protein is introduced into a host cell, and the host cell is cultured in a medium under conditions capable of expressing the fusion protein in the host cell. Preparing a fraction, (c) isolating the fusion protein from the fraction in the presence of one or more denaturants capable of denaturing and solubilizing the fusion protein, (d) solution of the fusion protein Contacting, preferably with an aqueous solution, and (e) converting the denatured fusion protein into a fusion protein having a misfolded structure in the solution.

【0082】 上記の工程(a)から(e)における融合タンパク質の誤った折り畳み構造の形
成は、本明細書に記載のいずれの方法によっても行うことができる。上記のよう
に、細胞分画は、不溶性、もしくは可溶性であるか、または細胞分画が、不溶性
、もしくは可溶性の細胞成分を含むものである。
The formation of the misfolded structure of the fusion protein in the above steps (a) to (e) can be performed by any of the methods described herein. As described above, the cell fraction is insoluble or soluble, or the cell fraction contains insoluble or soluble cellular components.

【0083】 本発明において実施する必要性はないが、もし必要のある時には、融合分子の
誤った折り畳み構造は、例えば、円偏光二色性、折り畳みの動力学的解析、分光
学的解析、NMR分光学(溶液のNMRを含む)、及びX線結晶構造解析などの通常用
いられる多様な手法で解析し、さらに確認を行うことができる。必要に応じて、
標準的な熱量測定法によってもこれを行うことができる。本開示を考察するに当
たって、タンパク質の構造決定に関し当業者によって認められる他の既知の方法
も用いることができる。例えば、C. Tanford による成書「Physical Chemistry
of Macromolecules」及び参照として本明細書に組み込まれる方法を参照のこと
Although not required to be practiced in the present invention, if necessary, the misfolded structure of the fusion molecule may include, for example, circular dichroism, kinetic analysis of folding, spectroscopic analysis, NMR Analysis can be performed by various methods commonly used such as spectroscopy (including NMR of the solution) and X-ray crystal structure analysis, and further confirmation can be performed. If necessary,
This can also be done by standard calorimetry. In considering the present disclosure, other known methods recognized by those skilled in the art for determining protein structure can also be used. For example, the book "Physical Chemistry" by C. Tanford
See Macromolecules and the method incorporated herein by reference.

【0084】 さらに、本発明の誤った折り畳み構造を有する融合分子の好ましいものとして
は、水溶液に完全に溶解するものである。「完全に溶解する」もしくはそれと同
様の表現は、融合分子、特に融合タンパク質が、例えば細胞の培地等の水溶性緩
衝液中において低重力の遠心(例えば、標準的な遠心において一分あたり約30,0
00回転)では容易に沈降しないことを意味している。さらに、約5〜37℃以上
の温度かつ中性 pH もしくは中性付近の pHで、低濃度の陰イオン性もしくは非
イオン性界面活性剤の存在下または非存在下において、融合タンパク質が(沈殿
せずに)水溶液中に残っているのであれば、融合分子は溶けている。このような
条件下では、可溶性タンパク質の沈降係数は、例えば、約10 から 50 スベドベ
リー単位以下と、低い値を示すものであることが多い。
Further, a preferred fusion molecule having a misfolded structure of the present invention is one that completely dissolves in an aqueous solution. "Completely lysed" or similar expression means that the fusion molecule, especially the fusion protein, is centrifuged at low gravity in an aqueous buffer such as, for example, cell culture medium (eg, about 30 minutes per minute in a standard centrifuge). , 0
(00 rotations) means that it does not settle easily. Furthermore, at temperatures above about 5-37 ° C. and at or near neutral pH, the fusion protein (precipitated) in the presence or absence of low concentrations of anionic or nonionic detergents. If not) the fusion molecule is dissolved. Under such conditions, the sedimentation coefficient of soluble proteins often shows low values, for example, less than about 10 to 50 Svedbury units.

【0085】 「ポリペプチド」とは、好ましくは、その分子量とは関係なく、実質的に20
種類の必須アミノ酸から成る任意の高分子を意味する。「タンパク質」という用
語は、比較的分子量の大きなタンパク質について用いられることが多く、「ペプ
チド」は小さなポリペプチドについて用いられることが多いが、これらの用語は
当技術分野でしばしば重複して用いられるものである。通常「ポリペプチド」と
いう用語は、特に断らない限り、タンパク質、ポリペプチド、及びペプチドを意
味する。
A “polypeptide” is preferably substantially 20 independent of its molecular weight.
Any macromolecule consisting of the essential amino acids is meant. Although the term "protein" is often used for proteins of relatively high molecular weight and "peptide" is often used for small polypeptides, these terms are often used interchangeably in the art. It is. Generally, the term "polypeptide" refers to proteins, polypeptides, and peptides unless otherwise specified.

【0086】 本明細書において用いらいれる、「細胞」という用語は、形質導入を受容する
能力のある、初代培養細胞または不死化された細胞株、そのような細胞から成る
組織及び臓器のような細胞群を含むものである。そのような細胞は、ヒツジ、ウ
シ、ウマなどに由来する細胞である場合もあるが、好ましくは、哺乳動物由来、
特にヒト由来のものである。特に好ましいのは、霊長類由来、特にはヒトの細胞
、組織もしくは臓器である。そのような細胞の例としては、末梢血リンパ球、全
血細胞(whole blood cell)、骨髄幹細胞、二倍体線維芽細胞、線維腫細胞、角
化細胞、白血性T細胞、骨肉腫、骨癌、神経膠腫、マウス3T3細胞、肝細胞癌
、およびマクロファージがある。
[0086] As used herein, the term "cell" refers to a primary cell or an immortalized cell line, such as a tissue or organ consisting of such cells, which is capable of receiving transduction. It includes a group of cells. Such cells may be cells derived from sheep, cows, horses, etc., but are preferably derived from mammals,
In particular, it is of human origin. Particularly preferred are cells, tissues or organs from primates, especially humans. Examples of such cells include peripheral blood lymphocytes, whole blood cells, bone marrow stem cells, diploid fibroblasts, fibroma cells, keratinocytes, leukemic T cells, osteosarcoma, bone There are cancer, glioma, mouse 3T3 cells, hepatocellular carcinoma, and macrophages.

【0087】 また、本明細書において用いられる場合、「細胞」とは、例えば、所望の融合
タンパク質を発現させるための大腸菌等の細胞を意味する。また、本発明の分子
を導入するための「標的」となる細胞もまた意味する。
As used herein, the term “cell” refers to, for example, a cell such as Escherichia coli for expressing a desired fusion protein. It also means a cell that is a "target" for introducing the molecule of the present invention.

【0088】 好適な細胞は、公的機関、及び American Type Culture Collection (ATCC: 1
2301 Parklawn Drive, 25) 等の商業的な販売元など様々な供給元から得ること
ができる。
Suitable cells are from public institutions and the American Type Culture Collection (ATCC: 1
It can be obtained from various sources, including commercial distributors such as 2301 Parklawn Drive, 25).

【0089】 本発明における「宿主細胞」は、所望の融合タンパク質の発現に利用できる細
菌の細胞(例えば大腸菌)などの細胞でもある。他にも、好適な細菌の細胞は当
技術分野において知られている。
The “host cell” in the present invention is also a cell such as a bacterial cell (for example, Escherichia coli) that can be used for expression of a desired fusion protein. Other suitable bacterial cells are known in the art.

【0090】 本発明は、融合タンパク質、特に誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質
に関する。上記のように定義された「融合タンパク質」という用語は、通常、機
能的に連結しているが、元々の由来は異なっている少なくとも二種類のポリペプ
チドを示すものである。ポリペプチドに関して、「機能的に連結している」とは
、各々のポリペプチドが目的の機能を発揮できるような方法で、これら二つのポ
リペプチドが結合していることを意味する。通常、二つのポリペプチドはペプチ
ド結合を介して共有結合で連結されているが、必要な場合には、ペプチドリンカ
ーを用いて分離することもできる。融合タンパク質は好適には、標準的な組換え
DNA技術で調製される。例えば、形質導入ドメインをコードするDNA分子を、タン
パク質もしくはポリペプチドをコードする他のDNA分子と連結させ、このように
してできたハイブリッドDNA分子を宿主細胞中で発現させ、融合タンパク質を生
産する。DNA分子は互いに5’から3’の方向で連結し、コードされたポリペプチ
ドの翻訳読み枠が変わらないようにする(つまり、DNA分子はインフレーム(in
frame)で連結する)。できあがったDNA分子はインフレームで融合タンパク質を
コードする。
The present invention relates to fusion proteins, particularly fusion proteins with misfolded structures. The term "fusion protein" as defined above refers to at least two polypeptides that are usually operably linked, but differing in their original origin. With respect to polypeptides, "operably linked" means that the two polypeptides are linked in such a way that each polypeptide can perform its intended function. Usually, the two polypeptides are covalently linked via a peptide bond, but if necessary, they can be separated using a peptide linker. The fusion protein is preferably a standard recombinant
Prepared by DNA technology. For example, a DNA molecule encoding a transduction domain is linked to another DNA molecule encoding a protein or polypeptide, and the resulting hybrid DNA molecule is expressed in a host cell to produce a fusion protein. The DNA molecules are linked together in the 5 'to 3' direction, so that the translational reading frame of the encoded polypeptide does not change (ie, the DNA molecule is in-frame).
frame)). The resulting DNA molecule encodes the fusion protein in frame.

【0091】 各々の構成分子が、機能的に連結しており、目的とする特異的機能を果たすこ
とができる限りにおいて、融合分子中の構成要素の数・順序等は通常重要ではな
い。複数の構成要素から成る融合分子、例えば、一つ以上の形質導入ドメイン、
もしくは一つ以上の共有結合で連結された分子等も本発明の範囲に包含されるも
のである。
The number, order, and the like of the components in the fusion molecule are not usually important, as long as each of the component molecules is operatively linked and can perform the intended specific function. A multi-component fusion molecule, such as one or more transduction domains,
Alternatively, molecules and the like linked by one or more covalent bonds are also included in the scope of the present invention.

【0092】 融合分子の形質導入ドメインは、誤った折り畳み構造状態にある融合分子を、
導入できるかもしくはその導入を支援することのできるものであれば、ほぼ完全
に合成されたものでも、天然のアミノ酸配列であってもよい。例えば、融合分子
に共有結合で連結されているHIV TAT タンパク質もしくはその断片を用いて、本
発明における導入を達成できる。代わりに、形質導入タンパク質はアンテナペデ
ィアのホメオドメイン、またはHSV VP22 の配列でもよいし、もしくは当技術分
野において既知の適当な形質導入ドメインまたはその断片であってもよい。また
、TATもしくはANTPの類縁体を含む合成ペプチド、またはこれを含む形質導入ド
メインも用いられる可能性がある。標的細胞への導入を促進するために、融合分
子に好適な誤った折り畳み構造を形成させる。例えば、Frankel, A.D. 及び Pab
o, C.O.(前掲)、 Falwell, S. 等(前掲)、Chen, 等(前掲)、米国特許第5,
652,122 号、及び 国際公開公報第/04686号等を参照のこと。
[0092] The transduction domain of the fusion molecule can be used to identify a misfolded fusion molecule.
Almost completely synthesized or natural amino acid sequences may be used as long as they can be introduced or can support the introduction. For example, introduction in the present invention can be achieved using an HIV TAT protein or a fragment thereof covalently linked to a fusion molecule. Alternatively, the transduction protein may be the homeodomain of Antennapedia, or the sequence of HSV VP22, or a suitable transduction domain known in the art or a fragment thereof. Further, a synthetic peptide containing an analog of TAT or ANTP, or a transduction domain containing the same may be used. The fusion molecule is formed into a suitable misfolded structure to facilitate introduction into the target cell. For example, Frankel, AD and Pab
o, CO (supra), Falwell, S. et al. (supra), Chen, et al. (supra), U.S. Pat.
See 652,122 and WO / 04686.

【0093】 所望の形質導入達成度を含む複数のパラメーターが、形質導入タンパク質のタ
イプとサイズを決定するための指標となる。好適な形質導入タンパク質は、それ
が本発明に基づいて誤った折り畳み構造を形成させた時、少なくとも約20%、
30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、もしくは
さらに高く約100%の標的細胞に導入される能力を有することが好ましい。特
定の形質導入ドメインの導入効率は、導入細胞対非導入細胞の比(%)を測るな
どの方法を含む、単一もしくは複数の方法の組合せにて測定することができる。
特に好ましい形質導入ドメインは、全標的細胞数のほぼ100%に導入すること
のできるものである。
A number of parameters, including the degree of transduction desired, are indicative for determining the type and size of the transducing protein. A preferred transducing protein is at least about 20% when it forms a misfolded structure in accordance with the invention,
Preferably, it has the ability to be introduced into 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, or even about 100% of target cells. The transduction efficiency of a particular transduction domain can be measured by a single method or a combination of methods, including a method of measuring the ratio (%) of transfected cells to non-transduced cells.
Particularly preferred transduction domains are those that can be introduced into nearly 100% of the total target cell number.

【0094】 多くの場合、誤った折り畳み構造を有する融合分子の導入効率は、この融合分
子の活性を有する天然構造もしくは天然に近い構造で導入したときの効率を特異
的な指標として決定する。目的とする誤った折り畳み構造を有する融合分子に関
する導入効率の決定は、必要に応じ、細胞、もしくはそのような細胞から成る、
組織あるいは臓器などの細胞群に融合分子を導入して行うことができる。導入効
率の測定の例については、後に詳しく説明する。
In many cases, the efficiency of introduction of a fusion molecule having an incorrectly folded structure is determined as a specific index when the efficiency of introduction of the fusion molecule in a natural or near-natural structure having the activity is used as a specific index. Determining the transduction efficiency for a fusion molecule with an improperly folded structure of interest can be performed, if necessary, on cells, or consisting of such cells
The fusion can be performed by introducing a fusion molecule into a cell group such as a tissue or an organ. An example of measuring the introduction efficiency will be described later in detail.

【0095】 また、好適な形質導入ドメインは、すくなくともピコモルレベルの融合分子を
細胞に導入することのできる誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質の細胞
への移入速度と細胞からの移出速度(それぞれ、k1 及び k2 で示されることも
ある)という指標を有する。この移入・移出速度は、検出を可能にするための標
識を施した融合分子を用い、標準的な反応速度論的解析によって、容易に測定す
ることができる、または少なくとも、概算値が求められる。通常、移入速度の移
出速度の対する比は、約5〜100から約1000までの範囲にある。
Suitable transduction domains also include the rate at which a fusion protein having a misfolded structure capable of introducing at least picomolar fusion molecules into a cell and the rate at which a fusion protein is exported from a cell (k1, respectively) And k2). The import / export rate can be easily measured, or at least estimated, by standard kinetic analysis using a fusion molecule labeled to enable detection. Typically, the ratio of the inflow rate to the outflow rate ranges from about 5 to 100 to about 1000.

【0096】 先にも述べたように、本発明の融合分子は、化学的架橋法によって調製するこ
ともできる。このような化学的架橋法については、Means 及び Feeneyによる「C
hemical Modification of Proteins, (1974) Holden-Day」にその方法が開示さ
れている。また、Wong の「Chemistry of Protein Conjugation and Cross-Link
ing, (1991) CRC Press」も参照のこと。好ましくは、標準的な遺伝子組換え操
作で融合タンパク質を調製し、遺伝学的にインフレームの好適な融合タンパク質
を創り出す。一般的な事柄については、Ausubel等(前掲)、及びSambrook等(
前掲)を参照のこと。
As mentioned previously, the fusion molecules of the present invention can also be prepared by a chemical crosslinking method. Such a chemical cross-linking method is described by Means and Feeney in "C.
The method is disclosed in Chemical Modification of Proteins, (1974) Holden-Day. Also, Wong's "Chemistry of Protein Conjugation and Cross-Link
ing, (1991) CRC Press. Preferably, the fusion protein is prepared by standard genetic engineering procedures to create a suitable fusion protein that is genetically in-frame. For general matters, see Ausubel et al. (Supra) and Sambrook et al. (
See above).

【0097】 記載にあるように、本発明の誤った折り畳み構造を有する融合分子は、実質的
に純粋であることが好ましい。すなわち、融合分子、特に融合タンパク質は、そ
れを含む細胞構成要素から単離される。通常、融合分子は少なくとも90〜95
%(w/w)の純度である。多くの医薬用度、臨床応用、及び研究用途としては、
少なくとも98〜99%(w/w)の純度を有する誤った折り畳み構造を形成した
融合分子、特に誤った折り畳み構造を形成した融合タンパク質が、最も好ましい
。精製されて実質的に純粋な場合には、この融合分子は、治療用途の際に問題と
なる不純物を実質的に含まないはずである。また、部分的に精製されている場合
、もしくは実用的な純度に精製されている場合は、可溶性の融合分子は治療上、
もしくは本明細書に開示のインビトロまたはインビボの測定法において使用でき
る可能性がある。実用的な純度はクロマトグラフィー、及びゲル電気泳動法など
の多様な標準的方法で測定することができる。
As noted, the misfolded fusion molecules of the present invention are preferably substantially pure. That is, the fusion molecule, especially the fusion protein, is isolated from the cellular component that contains it. Usually, the fusion molecule will be at least 90-95
% (W / w) purity. For many medicinal uses, clinical applications, and research applications,
Most preferred are misfolded fusion molecules with a purity of at least 98-99% (w / w), especially misfolded fusion proteins. When purified and substantially pure, the fusion molecule should be substantially free of impurities that are problematic for therapeutic uses. Also, when partially purified or purified to a practical purity, a soluble fusion molecule may be used therapeutically.
Alternatively, it may be used in the in vitro or in vivo assays disclosed herein. Practical purity can be measured by various standard methods, such as chromatography and gel electrophoresis.

【0098】 さらに詳しいことは後に記載するが、本発明の融合タンパク質は既知の方法の
適当な組合わせによって分離精製できる。このような方法としては、例えば、塩
析法、溶媒沈殿法など溶解度を変化させることを利用した方法、透析、限外濾過
、ゲル濾過、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動法などの分子量の違いを利用
した方法、イオン交換カラムクロマトグラフィーなどその電気的荷電状態の違い
を利用した方法、親和性クロマトグラフィー等の特異的親和性を利用した方法、
逆相高速液体クロマトグラフィー等の疎水性の違いを利用した方法、等電点焦点
電気泳動法等の等電点の違いを利用した方法、Ni-NTAのような金属親和性カラム
等がある。これらの方法に関連した一般的な事柄についての情報は、Sambrook等
(前掲)、及びAusubel等(前掲)を参照のこと。このような融合タンパク質は
、通常、本明細書において記載されるような誤った折り畳み構造を有している。
As will be described in more detail below, the fusion protein of the present invention can be separated and purified by a suitable combination of known methods. Examples of such a method include, for example, a method using a change in solubility such as a salting-out method and a solvent precipitation method, and dialysis, ultrafiltration, gel filtration, and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. A method using a specific affinity such as affinity chromatography, a method using a difference in its electric charge state such as a method used, ion exchange column chromatography,
There are a method using a difference in hydrophobicity such as reversed-phase high performance liquid chromatography, a method using a difference in isoelectric point such as isoelectric focusing electrophoresis, and a metal affinity column such as Ni-NTA. See Sambrook et al., Supra, and Ausubel et al., Supra, for information on general issues related to these methods. Such fusion proteins usually have a misfolded structure as described herein.

【0099】 下記のの実施例においては、35種に及ぶ完全長の野生型及び変異型TAT融合
タンパク質を含む折り畳み構造を有する様々な融合タンパク質の合成とその用途
が示されている(表1参照)。これらの実施例には、インビボにおける生化学的
及び生物学的反応について調べられた結果も示されている(表1参照)。結果と
して、細菌の菌体内で発現させた後、誤った折り畳み構造を形成させたインフレ
ームの完全長TAT融合タンパク質の使用は、初代培養細胞にも、形質転換された
細胞にも効率よく形質導入され、その形質導入は濃度依存性であった。本法によ
って導入された融合タンパク質は、細胞内の同種の標的に結合可能であり、また
生物学的反応を誘導することも可能である。
In the following examples, the synthesis and use of various fusion proteins having a folded structure including up to 35 full-length wild-type and mutant TAT fusion proteins are shown (see Table 1). ). These examples also show the results examined for in vivo biochemical and biological reactions (see Table 1). As a result, the use of an in-frame full-length TAT fusion protein that has been misfolded after being expressed in bacterial cells can efficiently transduce both primary and transformed cells. And the transduction was concentration dependent. The fusion protein introduced by this method can bind to the same type of target in the cell and can also induce a biological response.

【0100】 上記のように、本発明は多様な融合分子の導入効率をかなり亢進させる。典型
的な例では、TATの形質導入ドメインと融合後された20アミノ酸残基から成るp
16の部分ペプチドは、約300μMの濃度で細胞を細胞周期のG1期に分裂停止させる
ことができる。しかし、本発明を用いた場合には、同一の効果を得るのに必要な
完全長TAT-p16 の濃度は、わずか300nMでしかない。また、p16のこの部分ペプチ
ドは、副次的な効果としてアポプトーシスを誘導する。しかしこのような誘導は
、完全長p16では起こらない。このように、完全長p16タンパク質(156アミノ酸
)の導入は、部分ペプチドに対し1000倍も強く特異的な生物学的反応を起こ
させるのである。
As described above, the present invention significantly enhances the efficiency of introducing various fusion molecules. A typical example is a 20 amino acid residue fused to the transduction domain of TAT.
The 16 partial peptides can arrest cells at the G1 phase of the cell cycle at a concentration of about 300 μM. However, with the present invention, the concentration of full-length TAT-p16 required to achieve the same effect is only 300 nM. Also, this partial peptide of p16 induces apoptosis as a side effect. However, such induction does not occur with full-length p16. Thus, the introduction of the full-length p16 protein (156 amino acids) causes a specific biological reaction 1000 times stronger than the partial peptide.

【0101】 以下に記載する融合タンパク質の精製の好ましいプロトコールには、誤った折
り畳み構造の最適化された形成反応に関する複数の方法が示される。例えば、一
つの態様においては、エネルギー状態が高いと考えられる誤った折り畳み構造を
有する融合タンパク質の形成が可能な変性条件下で、所望のTAT融合タンパク質
を単離した。さらに具体的には、「ショック」による誤った折り畳み構造の形成
の反応条件を与えることによって、TAT融合タンパク質の誤った折り畳み構造の
形成反応を最適化した。すなわち、TAT融合タンパク質は変性反応の後、水溶液
に置換し、水溶性の条件化におかれたのである。以下に具体的に説明される「シ
ョック」による誤った折り畳み構造形成反応の概要が、図3に示されている。
The preferred protocol for purification of fusion proteins described below shows several methods for the optimized formation reaction of misfolded structures. For example, in one embodiment, the desired TAT fusion protein was isolated under denaturing conditions that allow for the formation of a fusion protein having a misfolded structure that is considered to have a high energy state. More specifically, the reaction conditions for the formation of the misfolded structure of the TAT fusion protein were optimized by giving the reaction conditions for the formation of the misfolded structure by "shock". That is, the TAT fusion protein was replaced with an aqueous solution after the denaturation reaction, and was placed under conditions of water solubility. An overview of the misfolded formation reaction due to "shock", specifically described below, is shown in FIG.

【0102】 下記の「ショック」による誤った折り畳み構造形成反応を利用した精製のプロ
トコールには、二つの目的がある。第1には、細菌の菌体内で発現させた大量の
組換えタンパク質は、不溶性となって封入体に存在することが解った。このよう
な状態のタンパク質を利用する際に、本発明の方法が好都合であることは前記の
通りである。第2は、特定の理論に制限されることは望ましくないが、TAT融合
タンパク質が細胞膜を通過するために解けて実質的に直線状になることが必要で
あると考えられる点である。従って、活性があり正しく折れたたまれた、それ故
にΔGが低く安定な状態にある融合タンパク質と比べて、高いΔG を有するエネ
ルギー的に不安定な融合タンパク質の使用は、様々な細胞への導入能を亢進する
ことが期待できる。特定の理論に制限されることは望ましくないが、細胞中に導
入されたタンパク質は、誤った折り畳み構造状態のタンパク質をその活性部位に
再び折りたたむ反応を触媒することが知られているシャペロンのようなタンパク
質の助けをかりて、再び正しく折れたたまれた構造に戻ると考えられる。好まし
いシャペロンとしては、Hsp90が挙げられる。
The purification protocol using the following “shock” -induced misfolding reaction has two purposes. First, it was found that large amounts of recombinant protein expressed in bacterial cells became insoluble and were present in inclusion bodies. As described above, the method of the present invention is advantageous when utilizing a protein in such a state. Second, while not wishing to be limited to a particular theory, it is believed that the TAT fusion protein needs to be unwound and substantially linearized to cross the cell membrane. Thus, the use of an energetically unstable fusion protein with a high ΔG as compared to a fusion protein that is active and correctly folded, and therefore has a low ΔG and is stable, can be introduced into a variety of cells. It can be expected to enhance performance. While not wishing to be limited by any particular theory, proteins introduced into cells, such as chaperones, are known to catalyze the reaction of refolding a misfolded protein into its active site. With the help of the protein, it is thought that it will return to the correctly folded structure again. Preferred chaperones include Hsp90.

【0103】 図10a及び10bは、本発明によって得られる導入効率の促進効果を模式的に
示したものである。
FIGS. 10a and 10b schematically show the effect of promoting the introduction efficiency obtained by the present invention.

【0104】 本明細書に記載のcDNAは、公的機関、及び商業的な販売元など様々な供給元か
ら得ることができる。
[0104] The cDNAs described herein can be obtained from a variety of sources, including public institutions and commercial distributors.

【0105】 例えば、そのような供給元の一例としては、National Center for Biotechnol
ogy Information (NCBI)- Genetic Sequence Data Bank (Genbank)がある。DNA
配列のリストは、GenBank (National Library of Medicine, 38A, 8N05, Rockvi
lle Pike, Bethesda, MD 20894) から入手できる。GenBank には、インターネッ
トでもアクセスできる(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)。GenBankに関する一般
的な情報としては、Benson, D.A.等の Nucl. Acids. Res. 25:1(1997)等の文献
を参照のこと。
For example, one example of such a supplier is the National Center for Biotechnol
ogy Information (NCBI)-There is a Genetic Sequence Data Bank (Genbank). DNA
For a list of sequences, see GenBank (National Library of Medicine, 38A, 8N05, Rockvi
lle Pike, Bethesda, MD 20894). GenBank is also accessible on the Internet (http://www.ncbi.nlm.nih.gov). For general information on GenBank, see the literature such as Nucl. Acids. Res. 25: 1 (1997) such as Benson, DA.

【0106】 さらに具体的には、本発明の用途に好適な各種のcDNA の配列がGenBankから入
手できる。GenBankもしくはその他の適当な供給元から、好適なcDNA を選ぶ際に
は、例えば、所望の導入用の融合分子の種類(すなわち、酵素、チモーゲン、核
酸その他)等が、選択の指針となる。
More specifically, sequences of various cDNAs suitable for the use of the present invention can be obtained from GenBank. In selecting a suitable cDNA from GenBank or other suitable sources, for example, the type of fusion molecule for the desired introduction (ie, enzyme, zymogen, nucleic acid, etc.) will guide the selection.

【0107】 次に示す表Aには、さらにその後に記載される実施例にてより詳細に説明され
る「ショック」による融合分子の誤った折り畳み構造の形成の好適な方法が示さ
れている。この表には、また各々の方法の熱力学的パラメーター、及び相対的導
入効率に関しても記載されている。「低い」、「高い」、及び「非常に高い」は
、表中に記載の方法を、既に認知されている融合タンパク質の導入に関する従来
法と比較するために用いた相対的表現であると理解されるべきものである。
Table A below shows a preferred method of forming a misfolded structure of the fusion molecule by "shock" as described in more detail in the examples further below. The table also describes the thermodynamic parameters of each method, and the relative introduction efficiencies. “Low”, “high”, and “very high” are understood to be relative expressions used to compare the methods described in the tables to the previously recognized methods for introducing fusion proteins. Something to be done.

【表A】[Table A]

【0108】 本明細書中に記載の文書は、すべて本明細書において参考文献として引用され
たものである。
All documents mentioned herein are cited as references in this specification.

【0109】 以下に本発明における実施例を示すが、本発明はこれらの実施例のみに限定さ
れるものではない。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited only to these examples.

【0110】 実施例1−pTAT融合タンパク質発現ベクターの作製 TAT融合タンパク質発現にとって好ましいプラスミドは、米国特許仮出願第60/
06912号に開示されている。このプラスミド地図を、添付図面の図1aに示した。
図1bは、HIS、TAT、および本明細書に記されたタンパク質のいずれかであるタン
パク質「X」を含む融合タンパク質をコードしているpTATベクターを示している
。図2は、pTATリンカーのヌクレオチド配列(配列番号:11)およびアミノ酸配
列(配列番号:12)と、pTAT-HAリンカーのヌクレオチド配列(配列番号:6)お
よびアミノ酸配列(配列番号:13)を示している。
Example 1-Construction of pTAT fusion protein expression vector A preferred plasmid for TAT fusion protein expression is described in US Provisional Application No. 60 /
No. 06912. This plasmid map is shown in FIG. 1a of the accompanying drawings.
FIG. 1b shows a pTAT vector encoding a fusion protein comprising HIS, TAT, and protein "X", which is any of the proteins described herein. FIG. 2 shows the nucleotide sequence (SEQ ID NO: 11) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 12) of the pTAT linker, and the nucleotide sequence (SEQ ID NO: 6) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 13) of the pTAT-HA linker. ing.

【0111】 pTATおよびpTAT-HA(tag)細菌発現ベクターは、グリシン残基が隣接したTATド
メインの11個のアミノ酸に相当するオリゴヌクレオチドの挿入により作出され、
TATドメイン(G-YGRKKRRQRRR-G)(配列番号:14)の、pREST-A(Invitrogen社
)のBamHI部位への自由結合回転(free-bound rotation)が可能になった。NcoI-K
pnI-AgeI-XhoI-SphI-EcoRIクローニング部位を含む第二のオリゴヌクレオチドを
、NcoI部位(5'またはN')およびEcoRI部位に挿入することによって、ポリリン
カーがTATドメインのC'末端に追加された(図1Aおよび1Bを参照のこと)。このL
CSには、BstBI-HindIII部位を含むpREST-Aプラスミドの残留している当初のポリ
リンカーが続く。
The pTAT and pTAT-HA (tag) bacterial expression vectors are created by insertion of an oligonucleotide corresponding to the 11 amino acids of the TAT domain flanked by glycine residues,
Free-bound rotation of the TAT domain (G-YGRKKRRQRRR-G) (SEQ ID NO: 14) to the BamHI site of pREST-A (Invitrogen) became possible. NcoI-K
By inserting a second oligonucleotide containing a pnI-AgeI-XhoI-SphI-EcoRI cloning site into the NcoI site (5 ′ or N ′) and EcoRI site, a polylinker was added to the C ′ end of the TAT domain. (See FIGS. 1A and 1B). This L
CS is followed by the remaining original polylinker of the pREST-A plasmid containing a BstBI-HindIII site.

【0112】 pTAT-HAプラスミドは、グリシンに隣接したHA tag(YPYDVPDYA 配列番号:15
;図2の配列が太字で記された部分を参照のこと)をコードしているオリゴヌク
レオチドを、pTATのNcoI部位へと挿入することにより作製した。5'またはN' Nco
I部位は不活性化され、HA tagの3'またはC'のみに前述のポリリンカーが続いた
。HA tagは、12CA5 抗-HA抗体を用いるイムノブロット、免疫沈降または免疫組
織染色により融合タンパク質の検出を可能にする。
The pTAT-HA plasmid contains the HA tag (YPYDVPDYA SEQ ID NO: 15) adjacent to glycine.
Oligonucleotides encoding the sequence in FIG. 2 in bold) were inserted into the NcoI site of pTAT. 5 'or N' Nco
The I site was inactivated and only the 3 'or C' of the HA tag was followed by the polylinker described above. The HA tag allows detection of the fusion protein by immunoblot, immunoprecipitation or immunohistochemistry using a 12CA5 anti-HA antibody.

【0113】 各リンカーのヌクレオチドおよびアミノ酸の配列は、図2に示した。pRSET-A
バックボーンは、アンピシリン耐性、fl、ori、ColE1 ori(プラスミド複製)を
コードし、かつ転写はT7 RNAポリメラーゼプロモーターにより起動される。
The nucleotide and amino acid sequences of each linker are shown in FIG. pRSET-A
The backbone encodes ampicillin resistance, fl, ori, ColE1 ori (plasmid replication), and transcription is driven by the T7 RNA polymerase promoter.

【0114】 pTATベクターは、N'末端6-ヒスチジンリーダー、それに続く最小の高塩基性の
11個のアミノ酸TATタンパク質形質導入ドメインを含み、これは自由結合回転の
ためのグリシン残基に隣接し、それにポリリンカーが続く(図1a)。
The pTAT vector contains an N′-terminal 6-histidine leader, followed by minimally basic
It contains an 11 amino acid TAT protein transduction domain, flanked by glycine residues for free bond rotation, followed by a polylinker (FIG. 1a).

【0115】 実施例2−TAT-融合タンパク質の作製 pTAT構築物の利用可能性を明らかにしかつ完全な長さのタンパク質の効果的形
質導入を示すために、一連の遺伝子のインフレームpTAT融合ベクターを、野生型
(「wt」)タンパク質および不活性腫瘍由来の変異体(「mut」)タンパク質、
例えば(R87P)p16INK4a腫瘍抑制遺伝子および単純ヘルペスウイルスチミジンキナ
ーゼ(HSV-TK) cDNAで作製した。例えば、Hall, M.およびPeters, G.の論文(Adv
ances in Cancer Res.68:67(1996))を参照のこと。
Example 2 Generation of TAT-Fusion Proteins To demonstrate the availability of the pTAT construct and demonstrate efficient transduction of full-length proteins, an in-frame pTAT fusion vector of A wild-type ("wt") protein and a mutant ("mut") protein from an inactive tumor,
For example, it was prepared with (R87P) p16 INK4a tumor suppressor gene and herpes simplex virus thymidine kinase (HSV-TK) cDNA. For example, see the papers by Hall, M. and Peters, G. (Adv
ances in Cancer Res. 68:67 (1996)).

【0116】 pTATベクターは、融合タンパク質作製のための親ベクターとして利用された。
一般に、所望のアミノ酸配列をコードしているcDNAは、常法により、多クローニ
ング部位または「MCS」と称される事が多いpTATベクターポリリンカーにライゲ
ーションされ、インフレーム融合タンパク質が作製された。DH5-α細菌を宿主細
胞として用いて、このインフレーム融合タンパク質をコードしているベクターを
増殖した。このベクターから、BL21(DE3)pLysS細胞(Novagen社)を用いて、融合
タンパク質を発現した。pTAT融合タンパク質は、その後SDS-PAGEゲル電気泳動に
より分析した。特異的TATインフレーム融合タンパク質の作製は、以下が望まし
い。
The pTAT vector was used as a parent vector for producing a fusion protein.
In general, cDNA encoding the desired amino acid sequence was ligated to a multiple cloning site or pTAT vector polylinker, often referred to as "MCS", in a conventional manner to produce an in-frame fusion protein. The vector encoding this in-frame fusion protein was propagated using DH5-α bacteria as host cells. From this vector, a fusion protein was expressed using BL21 (DE3) pLysS cells (Novagen). The pTAT fusion protein was subsequently analyzed by SDS-PAGE gel electrophoresis. The production of a specific TAT in-frame fusion protein is preferably as follows.

【0117】 1. TAT-p16融合タンパク質: pTAT-p16野生型(p16wtと称されることが多い)およびpTAT-p16変異体のベク
ターを、適当なcDNAのpTATベクターポリリンカーへのライゲーションにより作出
した。変異体p16タンパク質は、野生型p16配列のR87P変異を示すために、p16mut またはp16INK4aと称されることが多い。前掲のHall, M.らの論文(Advances in
Cancer Res.68:67(1996))を参照のこと。これらのcDNAは、個別にpTATベクター
ポリリンカーのNcoI/EcoRI部位に挿入した。p16タンパク質のcDNA配列は、Genba
nkから得ることができる。これらのベクターによりコードされた融合タンパク質
の分子量は、SDS-PAGEゲル電気泳動により推定すると約20kDaであった。
1. TAT-p16 fusion protein: pTAT-p16 wild-type (often referred to as p16 wt ) and pTAT-p16 mutant vectors are created by ligation of the appropriate cDNA to the pTAT vector polylinker. did. The mutant p16 protein is often referred to as p16 mut or p16 INK4a because it indicates the R87P mutation of the wild-type p16 sequence. Halls, M. et al. (Advances in
Cancer Res. 68:67 (1996)). These cDNAs were individually inserted into the NcoI / EcoRI sites of the pTAT vector polylinker. The cDNA sequence of the p16 protein is Genba
can be obtained from nk. The molecular weight of the fusion proteins encoded by these vectors was approximately 20 kDa as estimated by SDS-PAGE gel electrophoresis.

【0118】 2. TAT-HPV E7融合タンパク質(HPV16株): pTAT-HPV E7wtおよびpTAT-HPV E7変異体ベクターを、個別にE7wtおよびE7mut
タンパク質をコードしているcDNAをpTATベクターポリリンカー(NcoI/EcoRI)へ
と挿入し作製した。E7wtのcDNA配列は、Genbankから得ることができる。変異体E
7タンパク質は、野生型E7配列のE7wt配列における欠失を意味するように、E7mut と称されることが多い。これらのベクターによりコードされた融合タンパク質の
分子量は、SDS-PAGEゲル電気泳動により推定すると約18kDaであった。
2. TAT-HPV E7 fusion protein (HPV16 strain): The pTAT-HPV E7 wt and pTAT-HPV E7 mutant vectors were separately cloned into E7 wt and E7 mut
The cDNA encoding the protein was inserted into a pTAT vector polylinker (NcoI / EcoRI) to prepare. The cDNA sequence of E7 wt can be obtained from Genbank. Mutant E
The 7 protein is often referred to as E7 mut , meaning a deletion in the E7 wt sequence of the wild-type E7 sequence. The molecular weight of the fusion proteins encoded by these vectors was approximately 18 kDa as estimated by SDS-PAGE gel electrophoresis.

【0119】 3. TAT-13S E1A融合タンパク質(アデノウイルス株5): pTAT-13S E1Aベクターを、13S E1Aタンパク質をコードしているcDNAをpTATベ
クターポリリンカー(NcoI/EcoRI部位)へと挿入し作製した。13S E1Aタンパク
質をコードしているcDNA配列は、Genbankから得ることができる。このベクター
によりコードされた融合タンパク質の分子量は、SDS-PAGEゲル電気泳動により推
定すると約61kDaであった。
3. TAT-13S E1A fusion protein (adenovirus strain 5): The pTAT-13S E1A vector is created by inserting the cDNA encoding the 13S E1A protein into the pTAT vector polylinker (NcoI / EcoRI sites). did. The cDNA sequence encoding the 13S E1A protein can be obtained from Genbank. The molecular weight of the fusion protein encoded by this vector was approximately 61 kDa as estimated by SDS-PAGE gel electrophoresis.

【0120】 4. TAT-p27Kipl融合タンパク質: pTAT-p27Kiplベクターを、p27Kiplタンパク質をコードしているcDNAをpTATベ
クターポリリンカー(NcoI/EcoRI)へと挿入し作製した。p27Kiplタンパク質のD
NA配列は、Genbankから得ることができる。このベクターによりコードされた融
合タンパク質の分子量は、SDS-ゲル電気泳動により推定すると約30kDaであった
4. TAT-p27 Kipl fusion protein: The pTAT-p27 Kipl vector was prepared by inserting the cDNA encoding the p27 Kipl protein into the pTAT vector polylinker (NcoI / EcoRI). p27 Kipl protein D
NA sequences can be obtained from Genbank. The molecular weight of the fusion protein encoded by this vector was approximately 30 kDa as estimated by SDS-gel electrophoresis.

【0121】 5. TAT-pRB融合タンパク質: pTAT-pRbベクターを、網膜芽細胞腫(Rb)タンパク質をコードしているcDNAをpT
ATベクターポリリンカー(NcoI/EcoRI部位)へと挿入し作製した。RBタンパク質
をコードしているcDNA配列は、Genbankから得ることができる。このベクターに
よりコードされた融合タンパク質の分子量は、SDS-PAGEゲル電気泳動により推定
すると約115kDaであった。
5. TAT-pRB fusion protein: The pTAT-pRb vector was replaced with the cDNA encoding the retinoblastoma (Rb) protein by pT
It was prepared by inserting into an AT vector polylinker (NcoI / EcoRI site). The cDNA sequence encoding the RB protein can be obtained from Genbank. The molecular weight of the fusion protein encoded by this vector was approximately 115 kDa as estimated by SDS-PAGE gel electrophoresis.

【0122】 6. TAT-HSV-TK融合タンパク質: TAT-HSV TKベクターを、米国特許仮出願第60/069012号に開示された方法に従
って作製した。HSV-1 TK配列は、Genbankから得た(アクセッション番号J02224
)。TKのN'およびC'末端に相当するPCRプライマーを作製した。PCR後、DNA断片
をNcoI/EcoRIで切断し、pTATベクターの対応するポリリンカー部位へと挿入した
。この方法においては、下記のプライマーを使用した:
6. TAT-HSV-TK fusion protein: The TAT-HSV TK vector was made according to the method disclosed in US Provisional Application No. 60/069012. The HSV-1 TK sequence was obtained from Genbank (accession number J02224).
). PCR primers corresponding to the N 'and C' ends of TK were prepared. After PCR, the DNA fragment was cut with NcoI / EcoRI and inserted into the corresponding polylinker site of the pTAT vector. In this method, the following primers were used:

【0123】 このベクターによりコードされたTAT-TK融合タンパク質の分子量は、SDS-PAGE
ゲル電気泳動により推定すると約40kDaであった。
The molecular weight of the TAT-TK fusion protein encoded by this vector was determined by SDS-PAGE
It was about 40 kDa as estimated by gel electrophoresis.

【0124】 7. TAT-CDK2融合タンパク質の調製: TAT-CDK2融合タンパク質は、前述の融合タンパク質の流れに沿って作製した。
CDK2 cDNA配列は、Genbankから得ることができる。
7. Preparation of TAT-CDK2 fusion protein: The TAT-CDK2 fusion protein was prepared according to the flow of the fusion protein described above.
The CDK2 cDNA sequence can be obtained from Genbank.

【0125】 8. 追加のpTAT融合タンパク質の調製: 前述の特定されたTAT融合タンパク質の例に加えて、他の融合タンパク質の調
製および使用が、1997年12月10日に出願された米国特許仮出願第60/069012号に
開示されている。特にこの米国特許仮出願は、TATおよび可能性のある毒性チモ
ーゲン、プロ酵素またはプレプロ酵素のドメインを含む融合タンパク質の作製を
明らかにしている。前述のように、これらの融合タンパク質は、所望の細胞また
は細胞群における形質導入を増強するために、本発明に従い、誤った折り畳みを
形成することができる。
8. Preparation of Additional pTAT Fusion Proteins: In addition to the above-identified examples of TAT fusion proteins, the preparation and use of other fusion proteins is described in US Provisional Patent Application Ser. No. 60/069012. In particular, this U.S. Provisional Application discloses the generation of a fusion protein comprising a domain of TAT and a potential toxic zymogen, proenzyme or preproenzyme. As described above, these fusion proteins can form misfolds in accordance with the present invention to enhance transduction in a desired cell or group of cells.

【0126】 実施例3−誤った折り畳み構造を有するTAT融合タンパク質の調製 実施例2に記されたいくつかのTAT融合タンパク質を、宿主細胞から精製し、
下記のプロトコールに従い、故意に誤った折り畳みを形成した。このプロトコー
ルは、本明細書においては「誤った折り畳み構造」もしくは「ショックによる誤
った折り畳み構造」構造形成のプロトコール、または同様の単語で表されること
が多い。誤った折り畳み構造形成のプロトコールに従って作製された融合タンパ
ク質は、しばしば本明細書において「ショック」による誤った折り畳み構造を有
する融合タンパク質または同様の用語で表される。
Example 3-Preparation of a TAT fusion protein with a misfolded structure Some of the TAT fusion proteins described in Example 2 were purified from host cells,
Following the protocol below, a deliberately incorrect fold was formed. This protocol is often referred to herein as the "misfolded structure" or "misfolded structure due to shock" structure formation, or similar words. Fusion proteins made according to the misfolded protocol are often referred to herein as "shocked" misfolded fusion proteins or similar terms.

【0127】 タンパク質の誤った折り畳み構造形成のプロトコール:TAT融合タンパク質は
、5時間の1リットル培養によって得られた、トランスフェクションされたBL21(D
E3) pLysS細胞(Novagen社)を音波処理(3回、各15秒)することにより精製した
。この培養物を、緩衝液A(8M尿素/2OmM HEPES(pH7.2(100mM NaCl))10ml中で一
晩培養したもの100mlで接種した。細胞溶解液を遠心により分離し、緩衝液Aに20
mMイミダゾールを添加した溶液中のNi-NTAカラム(Qiagen社)上にローディングし
た。その後、カラムを、10 x カラム容量で洗浄し、緩衝液A中のイミダゾール量
を増加することで(漸増)溶離した。
Protocol for protein misfolding: TAT fusion protein was obtained from transfected BL21 (D
E3) pLysS cells (Novagen) were purified by sonication (3 times, 15 seconds each). The culture was inoculated with 100 ml of an overnight culture in 10 ml of buffer A (8 M urea / 2OmM HEPES (pH 7.2 (100 mM NaCl)). The cell lysate was separated by centrifugation and added to buffer A for 20 minutes.
Loading was performed on a Ni-NTA column (Qiagen) in a solution to which mM imidazole was added. The column was then washed with 10 × column volume and eluted with increasing amounts of imidazole in buffer A (incremental).

【0128】 誤った折り畳み構造を有する融合分子は、1)透析、2)Mono Q/Sカラム上での脱
塩、または3)急速脱塩により処理することができるが、これに限定されるもので
はない。
Fusion molecules with misfolded structures can be processed by, but not limited to, 1) dialysis, 2) desalting on Mono Q / S columns, or 3) rapid desalting. is not.

【0129】 1. 透析法 変性した融合タンパク質1〜3mlを、透析カセット(Pierce社)中に入れた。その
後このカセットを、4℃のPBS 4リットル中に入れ、かつ透析した。PBSは、約12
〜24時間の期間に4時間毎に3回交換し、塩の減少させ、かつ誤った折り畳みを形
成させた。誤った折り畳み構造を有するタンパク質は、20mM HEPES(pH 7.2)/13
7mM NaCl中に貯蔵し、10%グリセロール中で-80℃で凍結した。
1. Dialysis Method 1-3 ml of the denatured fusion protein was placed in a dialysis cassette (Pierce). The cassette was then placed in 4 liters of PBS at 4 ° C. and dialyzed. PBS is about 12
Three changes were made every 4 hours for a period of 、 24 hours, causing salt reduction and misfolding. The protein with the misfolded structure is 20 mM HEPES (pH 7.2) / 13
Stored in 7 mM NaCl and frozen in 10% glycerol at -80 ° C.

【0130】 2. Mono Q/S脱塩法 変性した融合タンパク質を、4M尿素/20mM HEPES (pH7.2、(50mM NaCl))溶液
中のFPLCのMono-Qカラム(Pharmacia社)に添加した。タンパク質をショックによ
る誤った折り畳みを形成するために、イオン交換カラムを、4M尿素から水性緩衝
液まで段階処理し、タンパク質を50mMから1MのNaClで段階的に溶離した。TAT融
合タンパク質を1M NaCl段階で溶離し、PD-10脱塩カラム(Pharmacia社)上で、PBS
または20mM HEPES(pH7.2)/137mM NaClへと脱塩し、かつ10%グリセロール中で-
80℃で凍結した。
2. Mono Q / S desalting method The denatured fusion protein was added to a FPLC Mono-Q column (Pharmacia) in 4 M urea / 20 mM HEPES (pH 7.2, (50 mM NaCl)) solution. To form proteins into misfolds due to shock, the ion exchange column was stepped from 4 M urea to aqueous buffer and the protein was eluted stepwise with 50 mM to 1 M NaCl. The TAT fusion protein was eluted with a 1 M NaCl step, and PBS on a PD-10 desalting column (Pharmacia).
Or desalted to 20 mM HEPES (pH 7.2) / 137 mM NaCl and in 10% glycerol
Frozen at 80 ° C.

【0131】 3. 急速脱塩法 急速に融合タンパク質の誤った折り畳みを形成するために、8M尿素中の変性し
た融合タンパク質1mlを、4℃のPD-10脱塩カラムに加え、かつPBSで平衡とした。
融合タンパク質を、カラムの頂上へ加えたPBS 5mlで溶離することによって脱塩
した。約0.5mlのカラム画分を得た。融合タンパク質は、PBS画分5、6、および7
中にのみ認められた。尿素は、カラム画分10から15中に認められた。誤った折り
畳み構造を有するタンパク質を、20mM HEPES(pH7.2)/137mM NaCl中に貯蔵し、か
つ10%グリセロール中で-80℃で凍結した。
3. Rapid desalting method To rapidly form a misfold of the fusion protein, add 1 ml of the denatured fusion protein in 8M urea to a PD-10 desalting column at 4 ° C and equilibrate with PBS. And
The fusion protein was desalted by eluting with 5 ml of PBS added to the top of the column. About 0.5 ml of column fraction was obtained. The fusion proteins were obtained in PBS fractions 5, 6, and 7
Only recognized during. Urea was found in column fractions 10 to 15. Proteins with misfolded structures were stored in 20 mM HEPES (pH 7.2) / 137 mM NaCl and frozen in 10% glycerol at -80 ° C.

【0132】 これらの方法を図3にまとめた。FIG. 3 summarizes these methods.

【0133】 TAT融合タンパク質は、高濃度で残留し、かつ10%グリセロール中-80℃で貯蔵
した場合に凍結−解凍変性に対して抵抗性があった(図5、レーン1または2)。
The TAT fusion protein remained at high concentrations and was resistant to freeze-thaw denaturation when stored at -80 ° C in 10% glycerol (Figure 5, lanes 1 or 2).

【0134】 誤った折り畳み構造形成のプロトコールから得られた様々なTAT融合タンパク
質画分は、通常のSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動により分析した(図4、
レーン1-10)。TAT融合タンパク質は、総細菌細胞溶解物をおよそ1〜10%含有す
ることがわかった;しかし、>99%は不溶性であり、封入体中に存在していた(
図4、レーン1を参照のこと)。TAT融合タンパク質を可溶化しかつ変性するため
に、細菌ペレットを、8M尿素中で音波処理し、かつ溶解液をNi-NTAカラムに加え
た(図3を参照のこと)。 組換えTAT融合タンパク質を含有するカラム画分は、
8M尿素中のイミダゾールを増量することによって溶離した(図4、ライン7-10)
。Ni-NTAカラムからのフロースルーおよび洗浄画分も分析した(図4、ライン3
および5)。
The various TAT fusion protein fractions obtained from the misfolded protocol were analyzed by conventional SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (FIG. 4,
Lanes 1-10). The TAT fusion protein was found to contain approximately 1-10% of the total bacterial cell lysate; however,> 99% were insoluble and were present in inclusion bodies (
See FIG. 4, lane 1). To solubilize and denature the TAT fusion protein, the bacterial pellet was sonicated in 8M urea and the lysate was applied to a Ni-NTA column (see FIG. 3). The column fraction containing the recombinant TAT fusion protein was
Eluted by increasing the amount of imidazole in 8M urea (FIG. 4, lines 7-10)
. The flow-through and wash fractions from the Ni-NTA column were also analyzed (Figure 4, line 3).
And 5).

【0135】 特定の理論に組することを意図するものではないが、細胞膜を越えた効率的な
タンパク質の形質導入には、線状の配列へとタンパク質の折り畳みが解かれる(u
nfolding)ことが必要であり、および一旦細胞内に入ると、形質導入されたタン
パク質は、Hsp90のようなシャペロンにより正確に再び折りたたまれるように思
われる。例えば、Lissy, N.A.らの論文(Immunity、8:57-68(1998))を参照のこ
と。従って、この誤った折り畳み構造形成のプロトコールでは、TAT融合タンパ
ク質に変性環境から水性環境への「ショック」による誤った折り畳みを施すこと
により、これを精製する。これらの結果は、タンパク質が線状の配列へと折り畳
みが解かれることを必要とする形質導入に一致する。図4、5および10を参照のこ
と。
While not intending to be bound by any particular theory, efficient transduction of proteins across cell membranes unfolds proteins into linear sequences (u
nfolding), and once inside the cell, the transduced protein appears to be correctly refolded by a chaperone such as Hsp90. See, for example, Lissy, NA et al. (Immunity, 8: 57-68 (1998)). Thus, in this misfolded protocol, the TAT fusion protein is purified by subjecting it to "shock" misfolding from a denaturing environment to an aqueous environment. These results are consistent with transduction that requires the protein to be unfolded into a linear sequence. See Figures 4, 5 and 10.

【0136】 1. FITC-標識融合タンパク質の調製 FITC-標識(蛍光)TAT融合タンパク質は、常法により誤った折り畳み構造を有す
るタンパク質の蛍光標識(Pierce社)により作出した。標識タンパク質は、FPLC(P
harmacia社)に装着されたS-12カラム上における、PBS中でのゲル精製により、精
製した。誤った折り畳みが形成され、かつFITC-標識された融合タンパク質は、
典型的には培養培地に直接添加された。
1. Preparation of FITC-Labeled Fusion Protein FITC-labeled (fluorescent) TAT fusion protein was produced by a conventional method using a fluorescent label (Pierce) of a protein having an incorrectly folded structure. Labeled protein is FPLC (P
Purification was performed by gel purification in PBS on an S-12 column attached to Harmacia). A misfolded and FITC-labeled fusion protein is
Typically, it was added directly to the culture medium.

【0137】 実施例4−培養細胞および初代細胞へのTAT-融合タンパク質の形質導入 前記実施例2において作製されたいくつかのTAT融合タンパク質を分析し、培
養細胞および初代細胞へ効率的に形質導入する能力を決定した。一般に、全ての
TAT融合タンパク質は、これらの細胞へ効率的に形質導入されることがわかった
Example 4 Transduction of TAT-Fusion Proteins into Cultured Cells and Primary Cells Several TAT fusion proteins made in Example 2 above were analyzed to efficiently transduce cultured cells and primary cells. Determined ability to do. In general, all
The TAT fusion protein was found to transduce these cells efficiently.

【0138】 FITC-複合TAT-p16wtまたはTAT-HSV-TK融合タンパク質約0.1〜100nMを、Jurkat
T細胞および/またはヒト全血細胞の培養培地へと添加した。その後約15、30ま
たは45分後に、標識タンパク質についてフローサイトメトリー分析(FACS)を行っ
た(図6A-E;7A、7B)。これらの結果は、両融合タンパク質の標的細胞への>99
%の急速形質導入を示し、最大細胞内濃度に40分以内に到達することを示してい
る(図6A、B)。対照細胞および形質導入細胞の間のFACSピーク幅として測定さ
れた細胞群(popuration)内に、狭い細胞内濃度範囲が存在することも認められた
。同様の結果は、TAT-p16mut FITCタンパク質においても認められた。
About 0.1-100 nM of FITC-complexed TAT-p16 wt or TAT-HSV-TK fusion protein was added to Jurkat
T cells and / or human whole blood cells were added to the culture medium. Approximately 15, 30, or 45 minutes thereafter, flow cytometry analysis (FACS) was performed on the labeled protein (FIGS. 6A-E; 7A, 7B). These results indicate that both fusion proteins target> 99 cells.
% Rapid transduction, indicating that maximum intracellular concentrations are reached within 40 minutes (FIGS. 6A, B). It was also observed that there was a narrow intracellular concentration range within the population, measured as the FACS peak width between control and transduced cells. Similar results were observed with the TAT-p16 mut FITC protein.

【0139】 TAT融合タンパク質が、初代細胞へ形質導入されることが可能であることも認
められた。例として、全血を、蛍光性色素に複合したTAT-HSV-TKタンパク質で処
理し、かつ添加後1時間でFACSにより分析した(図6C、D)。TAT-HSV TR-FITCタ
ンパク質は、有核細胞および除核細胞の両方を含む、ヒト全血中に存在する全て
の細胞に均質に形質導入された。加えて、TAT-p16wt、TAT-p16mutおよびTAT-HSV
TKタンパク質も、二倍体(diploid)繊維芽細胞、繊維肉腫細胞、角化細胞、骨髄
幹細胞、末梢血リンパ球(PBL)、白血病性T細胞、肝細胞性癌細胞、骨肉腫および
NIH 3T3細胞も効率的に形質導入することが示された。
It has also been found that the TAT fusion protein is capable of transducing primary cells. As an example, whole blood was treated with TAT-HSV-TK protein conjugated to a fluorescent dye and analyzed by FACS one hour after addition (FIGS. 6C, D). The TAT-HSV TR-FITC protein was homogeneously transduced into all cells present in human whole blood, including both nucleated and enucleated cells. In addition, TAT-p16 wt , TAT-p16 mut and TAT-HSV
TK proteins are also diploid (fibroblasts), fibrosarcoma cells, keratinocytes, bone marrow stem cells, peripheral blood lymphocytes (PBL), leukemic T cells, hepatocellular carcinoma cells, osteosarcoma and
NIH 3T3 cells were also shown to transduce efficiently.

【0140】 図6A-Fにおいて、濃度−依存型の形質導入および狭い細胞内濃度が、対照細胞
および形質導入細胞の間の不安定な(nearly equivocal)FACSピーク幅により測定
されたものとして認められた。約10,000個の細胞を、各ヒストグラムについて分
析した。
In FIGS. 6A-F, concentration-dependent transduction and narrow intracellular concentrations are seen as measured by the near equivocal FACS peak width between control and transduced cells. Was. Approximately 10,000 cells were analyzed for each histogram.

【0141】 下記のTAT融合タンパク質は、誤った折り畳みを形成した後に、全ての被験細
胞へ効率的に形質導入されたことが認められた:TAT-HPV E7WT/MUTタンパク質、
TAT-p27Kiplタンパク質、TAT-13S E1AWTタンパク質、およびTAT-pRBタンパク質
。これらの結果は、細胞群の全ての細胞に約18〜110kDの融合タンパク質を形質
導入することが可能であることを示した。
The following TAT fusion protein was found to efficiently transduce all test cells after forming a misfold: TAT-HPV E7 WT / MUT protein,
TAT-p27 Kipl protein, TAT-13S E1A WT protein, and TAT-pRB protein. These results indicated that it was possible to transduce all cells of the cell population with the fusion protein of approximately 18-110 kD.

【0142】 下記表1は、本発明に従って誤った折り畳み構造を有している、誤った折り畳
み構造を有するTAT融合タンパク質の形質導入により誘導された生化学的および
生物学的反応を示している。
Table 1 below shows the biochemical and biological responses induced by transduction of a misfolded TAT fusion protein having a misfolded structure according to the present invention.

【表1】 TAT融合タンパク質の形質導入により誘導された生化学的および生物
学的反応 a. ND=未決定
TABLE 1 Biochemical and biological responses induced by transduction of TAT fusion protein a. ND = undecided

【0143】 1. 細胞培養およびフローサイトメトリー法、p16INK4a(-)JurkatT細胞培養条件
および遠心溶離(elutriation)を説明のように行い、かつG1期の細胞を含有する
画分を、〜1 x 106細胞/mlで再播種した。以下の文献を参照のこと:Lissy, N.
A.、後期G1期細胞周期のチェックポイントから生じるTCR-抗原が誘発した細胞死
(AID) (1998)、Dowdy, S.F.、(1997)、溶離による細胞同調:特定の遺伝子発現
の細胞周期の分析、Human Genome Methods、K.W. Adolph編集(印刷中)(1997)。
細胞周期の位置は、ヨウ化プロピジウム(propidium iodide)中でのEtOH固定した
細胞の染色により決定し、かつフローサイトメトリーにより分析した(FACS;Bec
ton Dickinson社)。FITC-標識TAT-p16、-HSV TK、-EtAタンパク質のJurkat細胞
および/または全血細胞への取込みは、10,000個の生存細胞のFACS分析により測
定した。共焦点顕微鏡検査を、TAT-p16-FITCおよびTAT-HSV TK-FITC複合タンパ
ク質で形質導入したパラホルムアルデヒド固定したJurkatについて行った。
1. Cell culture and flow cytometry, p16 INK4a (−) Jurkat T cell culture conditions and centrifugation elutriation were performed as described, and fractions containing G1-phase cells were 〜1 × 106 was re-seeded at cells / ml. See Lissy, N.
A. TCR-antigen-induced cell death arising from late G1 cell cycle checkpoint
(AID) (1998), Dowdy, SF, (1997), Cell Entrainment by Elution: Cell Cycle Analysis of Specific Gene Expression, Human Genome Methods, edited by KW Adolph (in press) (1997).
Cell cycle location was determined by staining EtOH-fixed cells in propidium iodide and analyzed by flow cytometry (FACS; Bec
ton Dickinson). Uptake of FITC-labeled TAT-p16, -HSV TK, -EtA proteins into Jurkat cells and / or whole blood cells was determined by FACS analysis of 10,000 viable cells. Confocal microscopy was performed on paraformaldehyde-fixed Jurkat transduced with TAT-p16-FITC and TAT-HSV TK-FITC complex protein.

【0144】 実施例5−TAT融合タンパク質の濃度依存型形質導入 タンパク質の形質導入が、濃度依存型で起こるかどうかを調べるために、蛍光
性色素が複合したTAT-p16およびTAT-HSV TKタンパク質を、JurkatT細胞に、各々
、最終濃度4nM、16nM、40nMおよび025、1.25、10nMで添加し、かつ平衡後(添加
後1時間)FACSにより分析した(図6Eおよび6F)。TAT-p16-FITCおよびTAT-HSV T
K-FITCの両タンパク質は、濃度依存型の形質導入を示し、形質導入されたタンパ
ク質の細胞内濃度を変調する能力を示した。加えて、TAT融合タンパク質で予め
ローディングした細胞の洗浄および再播種は、濃度依存型の該細胞からの形質導
入を生じた。
Example 5 Concentration-Dependent Transduction of TAT Fusion Protein To determine whether protein transduction occurs in a concentration-dependent manner, the fluorescent dye-conjugated TAT-p16 and TAT-HSV TK proteins were , Jurkat T cells were added at final concentrations of 4 nM, 16 nM, 40 nM and 025, 1.25, 10 nM, respectively, and analyzed by FACS after equilibration (1 h after addition) (FIGS. 6E and 6F). TAT-p16-FITC and TAT-HSV T
Both proteins of K-FITC showed a concentration-dependent transduction and the ability to modulate the intracellular concentration of the transduced protein. In addition, washing and replating cells preloaded with the TAT fusion protein resulted in a concentration-dependent transduction from the cells.

【0145】 実施例6−形質導入されたTAT-p16融合タンパク質の共焦点顕微鏡法 図7Aおよび7Bは、形質導入されたTAT-p16-FITC融合タンパク質の共焦点顕微鏡
分析を示している。これらの結果は、細胞の核および細胞質中の融合タンパク質
の存在、および細胞壁にはほとんど結合していないことを明らかにしている。TA
T-p16wt-FITCタンパク質の細胞内蛍光および染色された細胞周辺膜リング(peric
ellular membrane ring)が存在しないことが認められた(図7A-Bを参照のこと)
Example 6 Confocal Microscopy of Transduced TAT-p16 Fusion Protein FIGS. 7A and 7B show confocal microscopic analysis of transduced TAT-p16-FITC fusion protein. These results demonstrate the presence of the fusion protein in the nucleus and cytoplasm of the cell and little binding to the cell wall. TA
Intracellular fluorescence of T-p16 wt -FITC protein and stained periplasmic membrane ring (peric
ellular membrane ring) was observed to be absent (see FIGS. 7A-B).
.

【0146】 実施例7−形質導入された細胞における折りたたまれたTAT-融合タンパク質の検
出 結合タンパク質間の複合体の形成は、タンパク質が正確に折りたたまれる場合
(すなわち天然またはほぼ天然の構造)は、通常最適なものである。この原理を
用いて、形質導入されたTAT-p16およびTAT-HSV E7融合タンパク質が、標的細胞
に形質導入された後に正確に再び折りたたまれたことを示した。
Example 7-Detection of Folded TAT-Fusion Protein in Transduced Cells The formation of a complex between binding proteins depends on whether the protein is correctly folded (ie, native or nearly native structure) Usually the best one. Using this principle, it was shown that the transduced TAT-p16 and TAT-HSV E7 fusion proteins were correctly refolded after transduction into target cells.

【0147】 1. 標識および免疫沈降 JurkatT細胞は、TAT-p16タンパク質の存在下で、4時間かけて、250μCi35-メ
チオニン(NEN)により標識し、説明したように、一次抗体、抗-p16抗体、抗-E7抗
体、抗-E1A抗体で免疫沈降し、次にポリクローナル抗体、抗-Cdk6抗体または抗-
pRb抗体により二次免疫沈降した(Santa Cruz Biotechnology社)。
1. Labeling and immunoprecipitation Jurkat T cells were labeled with 250 μCi 35 -methionine (NEN) for 4 hours in the presence of TAT-p16 protein, and primary antibody, anti-p16 antibody as described. Immunoprecipitated with anti-E7 antibody, anti-E1A antibody, then polyclonal antibody, anti-Cdk6 antibody or anti-
Secondary immunoprecipitation with pRb antibody (Santa Cruz Biotechnology).

【0148】 図8Aおよび8Bにおいて、形質導入された細胞の溶解液は、抗-p16抗体と免疫沈
降し、抗-Cdk6抗体とも再免疫沈降し、その後SDS-PAGEゲル電気泳動により分離
した。
In FIGS. 8A and 8B, lysates of transduced cells were immunoprecipitated with anti-p16 antibody and re-immunoprecipitated with anti-Cdk6 antibody, and then separated by SDS-PAGE gel electrophoresis.

【0149】 1. 形質導入されたTAT-p16融合タンパク質 p16INK4aタンパク質は、これまでに、Cdk6に結合するが、腫瘍由来の変異体、
例えばここで使用したp16mut(R87P)はこの特性を失っていることが示されている
。例えば、Hallらの前掲の論文、Koh, J.らの論文(Nature、375, 506)およびL
ukas, J.らの論文(1995)(Nature、375, 503 (1995))、Medema, R. H.の論文(
PNAS、92, 6289(1995))を参照のこと。10nMおよび200nMのTAT-p16WT/MUT融合タ
ンパク質を、細胞タンパク質をS-メチオニンで標識すると同時に、p16(-)Jurkat
T細胞に、4〜6時間かけて形質導入した。全細胞溶解液から、TAT-p16:Cdk6複合
体を、抗-p16抗体で免疫沈降し、その後抗-Cdk6抗体で再度免疫沈降し、SDS-PAG
E上で分離した(図8A)。同時免疫沈降および、その結果としてのTAT-p16WTのCd
k6とのインビボ会合は、10nMで容易に検出され、かつ200nMで劇的に増大するが
、200nM TAT-p16MUTタンパク質は、Cdk6との会合に失敗した。
1. Transduced TAT-p16 fusion protein The p16 INK4a protein, which previously binds to Cdk6, but has a tumor-derived mutant,
For example, the p16 mut (R87P) used here has been shown to have lost this property. See, for example, Hall et al., Supra, Koh, J. et al. (Nature, 375, 506) and L.
ukas, J. et al. (1995) (Nature, 375, 503 (1995)), Medema, RH (
PNAS, 92, 6289 (1995)). The 10 nM and 200 nM TAT-p16 WT / MUT fusion proteins were labeled with S-methionine for cellular proteins and simultaneously with p16 (-) Jurkat.
T cells were transduced for 4-6 hours. From the whole cell lysate, the TAT-p16: Cdk6 complex was immunoprecipitated with an anti-p16 antibody and then immunoprecipitated again with an anti-Cdk6 antibody, and SDS-PAG
Separated on E (FIG. 8A). Co-immunoprecipitation and consequent Cd of TAT-p16 WT
In vivo association with k6 was easily detected at 10 nM and increased dramatically at 200 nM, whereas the 200 nM TAT-p16 MUT protein failed to associate with Cdk6.

【0150】 2. 形質導入されたTAT-HPV E7融合タンパク質 p16JurkatT細胞を、35S-メチオニンで4〜6時間かけて標識し、かつTAT-13S E1
AMUTタンパク質またはTAT-13S E1AWTタンパク質で形質導入した。形質導入され
かつ標識された細胞の免疫沈降は、TAT-13S E1Aタンパク質は、インビボにおい
て網膜繊維芽腫抑制タンパク質(pRb)と会合する能力があるが、TAT-E7変異体タ
ンパク質は無いことを示した(図8B)。これらの知見は、形質導入された(誤っ
た折り畳み構造を有する)タンパク質が、一旦細胞内のシャペロンにより正確に
再び折りたたまれ、その後インビボにおいて同族の標識タンパク質と会合するこ
とが可能であることを示している。
2. Transduced TAT-HPV E7 fusion protein p16JurkatT cells are labeled with 35 S-methionine for 4-6 hours and TAT-13S E1
Transduced with A MUT protein or TAT-13S E1A WT protein. Immunoprecipitation of the transduced and labeled cells indicates that the TAT-13S E1A protein is capable of associating with the retinal fibroblastoma suppressor protein (pRb) but not the TAT-E7 mutant protein in vivo. (FIG. 8B). These findings indicate that the transduced (mis-folded) protein can be correctly refolded once by intracellular chaperones and then associated with its cognate labeled protein in vivo. ing.

【0151】 実施例8−形質導入されたTAT-p16融合タンパク質による細胞周期の停止 野生型p16発現ベクターの細胞への一過性のトランスフェクションは、G1期に
おける細胞周期停止を生じる。例えば、Koh, J.らの前掲の論文、およびLukas,
J.らの前掲の論文、Medema, R.H.の前掲の論文を参照のこと。従って、形質導入
されたTAT融合タンパク質の生物学的作用を検証するために、p16(-)JurkatT細胞
のG1期に特異的な細胞群を、遠心溶離し、再播種し、150nMおよび300nM TAT-p16 WT またはTAT-pl6MUT融合タンパク質を形質導入し、かつ処置の16時間後の細胞周
期の位置をヨウ化プロピジウムDNA染色およびFACS分析した(図9A-E)。Lissy,
N.A.の前掲の論文、Dowdy, S.F.の前掲の論文(1997)を参照のこと。遠心溶離し
たG1期のJurkatT細胞を、150nMまたは300nMのTAT-p16WTまたはTAT-pl6MUTタンパ
ク質で16時間処理し、その後ヨウ化プロピジウムDNA染色およびFACSにより細胞
周期の位置を分析した。対照およびTAT-pl6MUT処理した細胞のG1期からS/G2/M期
への移行、およびTAT-p16WT処理細胞の濃度依存型のG1停止が認められた。
Example 8 Cell Cycle Arrest by Transduced TAT-p16 Fusion Protein Transient transfection of cells with a wild-type p16 expression vector in G1 phase
Cell cycle arrest in For example, Koh, J. et al., Supra, and Lukas,
See J. et al., Supra, Medema, R.H., supra. Therefore, transduction
P16 (-) Jurkat T cells to verify the biological effects of the isolated TAT fusion protein
G1 phase specific cells were centrifuged, re-seeded, 150 nM and 300 nM TAT-p16 WT Or TAT-pl6MUTTransduction of the fusion protein and cell cycling 16 hours after treatment
Phase locations were analyzed by propidium iodide DNA staining and FACS analysis (FIGS. 9A-E). Lissy, ENG GB
See N.A., op.cit., Dowdy, S.F., op.cit. (1997). Centrifugal elution
G1 phase Jurkat T cells were transformed with 150 nM or 300 nM TAT-p16WTOr TAT-pl6MUTTampa
Cells for 16 hours, and then propidium iodide DNA staining and FACS
The position of the cycle was analyzed. Control and TAT-pl6MUTG1 to S / G2 / M phase of treated cells
To TAT-p16WTA concentration-dependent G1 arrest of the treated cells was observed.

【0152】 図9A-Eに示したように、TAT-p16WTタンパク質で形質導入されたJurkatT 細胞
は、濃度依存型で細胞周期のG1期において依然停止されたが、TAT-pl6MUTタンパ
ク質で処理した細胞または未処理の細胞は、G1期からS/G2/M期へと移行した。加
えて、p16(+)ヒトHaCaT角化細胞も、TAT-p16WTタンパク質により停止されること
が示されている。Ezhevsky, S.A.の論文(Proc Natl. Acad. Sci. USA、94:1069
9(1997))を参照のこと。これらの知見は、形質導入可能なTAT-p16WTタンパク質
は、これまでにわかっている特性の全てまたはほぼ全てを保持しつづけることを
明らかにしている。
As shown in FIGS. 9A-E, JurkatT cells transduced with the TAT-p16 WT protein were still arrested in the G1 phase of the cell cycle in a concentration-dependent manner, but were treated with the TAT-pl6 MUT protein. Isolated or untreated cells transitioned from the G1 phase to the S / G2 / M phase. In addition, p16 (+) human HaCaT keratinocytes have also been shown to be arrested by the TAT-p16 WT protein. A paper by Ezhevsky, SA (Proc Natl. Acad. Sci. USA, 94: 1069
9 (1997)). These findings demonstrate that the transducible TAT-p16 WT protein continues to retain all or nearly all of the previously known properties.

【0153】 実施例9−ショックによる誤った折り畳み構造を有するタンパク質の上昇した形
質導入効率 所望の融合タンパク質の形質導入効率は、誤った折り畳み構造形成のプロトコ
ールの様々な工程において決定することができる。実施例3および図3を参照の
こと。例えば、宿主細菌から融合タンパク質を可溶化した後、融合タンパク質の
変性および復元後、もしくは融合タンパク質の変性とそれに続くイオン交換クロ
マトグラフィーの後に、形質導入効率を算出することが可能である。形質導入効
率の算出は、例えば、適当な対照と比較した形質導入速度、融合タンパク質の細
胞内量または形質導入されたタンパク質の量もしくは活性の1種以上を測定する
ことによって行うことができる。
Example 9-Increased Transduction Efficiency of Proteins with Misfolded Structure by Shock The transduction efficiency of the desired fusion protein can be determined at various steps in the misfolded structure formation protocol. See Example 3 and FIG. For example, the transduction efficiency can be calculated after solubilizing the fusion protein from the host bacterium, after denaturation and reconstitution of the fusion protein, or after denaturation of the fusion protein followed by ion exchange chromatography. The transduction efficiency can be calculated, for example, by measuring one or more of the transduction rate, the intracellular amount of the fusion protein or the amount or activity of the transduced protein compared to a suitable control.

【0154】 関連実験を、TAT-p27融合タンパク質を用いて行った。TAT-p27は、細胞周期の
停止を誘導する能力、および24〜48時間後にHepG2細胞において細胞散乱(scatte
ring)を誘導する能力について測定した。細胞散乱は顕微鏡で測定した。この実
験において、変性されかつショックによる誤った折り畳み構造を有するTAT-p27
融合タンパク質は、変性されかつ透析されたTAT-p27融合タンパク質よりも20倍
以上の効率で細胞を形質導入したことが認められた。
A related experiment was performed with the TAT-p27 fusion protein. TAT-p27 has the ability to induce cell cycle arrest and cell scatter (scatte) in HepG2 cells 24-48 hours later.
The ability to induce ring) was measured. Cell scatter was measured with a microscope. In this experiment, TAT-p27 which was denatured and had a misfolded structure due to shock
It was observed that the fusion protein transduced cells more than 20 times more efficiently than the denatured and dialyzed TAT-p27 fusion protein.

【0155】 簡単に述べると、BL21(DE3) pLysS細胞(Novagen社)を、前述のTAT-p27ベクタ
ーで形質転換し、1リットルの培地中で5時間増殖した。この培養物を、一晩培養
したもの100mlで接種した。この培養物をふたつの画分に分け、その一方は前述
のように変性しかつ透析し、ならびに他方はショックによる誤った折り畳みを形
成した。融合タンパク質をショックによる誤った折り畳みを形成するために、ア
リコートを緩衝液A(8M尿素/20mM HEPES (pH7.2 (100mM NaCl))約10mlと混合
し、音波処理し、「変性された」画分を作製した。この変性画分を透明化し、次
に緩衝液Aにイミダゾール20mMを加えたものの中でNi-NTAカラム(Quiagen社)にロ
ーディングした。その後このカラムを、10 x カラム容量で洗浄し、緩衝液A中の
イミダゾール濃度を増し(漸増)溶離し、その後4M尿素/20mM HEPES (pH7.2、(
50mM NaCl))の中のFPLC上のMono-Qカラム(Pharmacia社)に加えた。得られる「変
性されかつショック」による誤った折り畳み構造を有するTAT-p27融合タンパク
質を、実施例2に記されたように溶離し、脱塩し、保存した。
Briefly, BL21 (DE3) pLysS cells (Novagen) were transformed with the TAT-p27 vector described above and grown in 1 liter of medium for 5 hours. This culture was inoculated with 100 ml of the overnight culture. The culture was split into two fractions, one denatured and dialyzed as described above, and the other formed a misfold due to shock. An aliquot was mixed with about 10 ml of buffer A (8 M urea / 20 mM HEPES (pH 7.2 (100 mM NaCl)), sonicated, and the "denatured" The denatured fraction was clarified and then loaded onto a Ni-NTA column (Quiagen) in buffer A plus imidazole 20 mM, and the column was then washed with 10 × column volume. And eluted with increasing (gradual increasing) concentration of imidazole in buffer A, followed by 4 M urea / 20 mM HEPES (pH 7.2,
50 mM NaCl)) in a Mono-Q column (Pharmacia) on FPLC. The resulting "denatured and shocked" TAT-p27 fusion protein with misfolded structure was eluted, desalted and stored as described in Example 2.

【0156】 変性されかつショックによる誤った折り畳み構造を有するp27融合タンパク質
は、変性しかつ透析された融合タンパク質よりも、形質導入細胞において細胞散
乱を誘発する効率が20倍以上高いことがわかった。
The p27 fusion protein, which is denatured and has a misfolded structure due to shock, was found to be more than 20-fold more efficient at inducing cell scatter in transduced cells than the denatured and dialyzed fusion protein.

【0157】 これらの結果は、このショックによる誤った折り畳み構造形成のプロトコール
が、可溶性の完全にもしくは一部正確に折れたたまれたタンパク質よりも、2、5
、10、20、50、100〜200-倍大きい形質導入効率を有する誤った折り畳み構造を
有するTAT融合タンパク質を作製することができることを示している。
These results indicate that this shock-induced misfolding protocol is more efficient than the soluble fully or partially correctly folded protein for 2,5.
, 10, 20, 50, 100-200-fold, indicating that a TAT fusion protein having a misfolded structure with a transduction efficiency that is greater than -fold can be generated.

【0158】 本発明を使用して、ベクター、タンパク質の発現を増強し、および/または標
的細胞に対する薬学的に重要なペプチジル擬似体の形質導入を補助することがで
きる。本発明は、標的化された細胞の低い割合、過剰発現、大きさの制約および
生物学的利用能に起因する問題点を克服している。ある態様において、本発明は
、インフレーム細菌発現ベクター、pTAT、HIV TAT由来のN'末端タンパク質の形
質導入ドメインの組込みを提供する。更に、効率的に形質導入することが可能な
エネルギー的に不安定な、誤った折り畳み構造を有するタンパク質を得る精製プ
ロトコールも提供する。15〜115kDの完全な長さのTAT融合タンパク質は、下記の
試験したあらゆる標的細胞の>99%に形質導入された:末梢血リンパ球、全血細
胞、骨髄幹細胞、二倍体繊維芽細胞、繊維芽肉腫細胞、白血病性T細胞、骨肉腫
細胞、膠腫、マウスの3T3繊維芽細胞、肝性癌細胞、マクロファージ、および角
化細胞。形質導入は、濃度依存型で生じ、30分未満で最高細胞内濃度に達する。
従って、直接の細胞へのタンパク質の形質導入は、実験システムの操作および薬
学的関連タンパク質の送達において広い可能性がある。
The present invention can be used to enhance expression of vectors, proteins, and / or to assist transduction of pharmaceutically important peptidyl mimetics into target cells. The present invention overcomes problems due to low percentage of targeted cells, overexpression, size constraints and bioavailability. In some embodiments, the invention provides for the integration of the transduction domain of an N'-terminal protein from an in-frame bacterial expression vector, pTAT, HIV TAT. Further, there is provided a purification protocol for obtaining an energetically unstable, misfolded protein that can be efficiently transduced. The 15-115 kD full-length TAT fusion protein was transduced in> 99% of all target cells tested: peripheral blood lymphocytes, whole blood cells, bone marrow stem cells, diploid fibroblasts, Fibroblast sarcoma cells, leukemic T cells, osteosarcoma cells, gliomas, mouse 3T3 fibroblasts, hepatocarcinoma cells, macrophages, and keratinocytes. Transduction occurs in a concentration-dependent manner, reaching a maximum intracellular concentration in less than 30 minutes.
Therefore, transduction of proteins directly into cells has wide potential in the manipulation of experimental systems and in the delivery of pharmaceutically relevant proteins.

【0159】 実施例10−ショックによる誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質作製の急
速脱塩法 誤った折り畳みを形成され/変性され状態にするために、TAT融合タンパク質
を、前記実施例において示したように8M尿素中Ni-NTA上で精製した。変性したTA
T融合タンパク質を、PBSで平衡としたPD-1O Sephadex脱塩カラム(Pharmacia社)
に注入した。このタンパク質を、サイズ排除により尿素から分離した。変性した
TAT融合タンパク質は、変性環境(高濃度の尿素)から水性環境(比較的低濃度
の尿素)へ非常に迅速に移行する事がわかった。結果として、TAT融合タンパク
質が誤った折り畳みを起こされ、高いΔG状態で存在し、かつ水溶液中に完全に
溶解される。変性環境から水性環境への迅速な移行は、αヘリックスおよびβ−
プリーツシート構造を含む正常な(すなわち天然の)構造の形成を妨げると考え
られる。
Example 10-Rapid desalting method for the production of fusion proteins with misfolded structures due to shock To obtain misfolded / denatured TAT fusion proteins, as shown in the previous example. Was purified on Ni-NTA in 8M urea. Denatured TA
PD-1O Sephadex desalting column equilibrated with PBS with T fusion protein (Pharmacia)
Was injected. The protein was separated from urea by size exclusion. Denatured
The TAT fusion protein was found to transition very quickly from a denaturing environment (high urea concentration) to an aqueous environment (relatively low urea concentration). As a result, the TAT fusion protein is misfolded, exists in a high ΔG state, and is completely dissolved in aqueous solution. The rapid transition from a denaturing environment to an aqueous environment is due to the α helix and β-
It is believed to prevent the formation of normal (ie, natural) structures, including pleated sheet structures.

【0160】 本発明の急速脱塩法は容易に行うことができ、かつ最小の資金投資で実行でき
る。この方法は、一般に、全てではないがほとんどの融合タンパク質に適用可能
である。
The rapid desalination process of the present invention is easy to perform and can be performed with minimal capital investment. This method is generally applicable to most, if not all, fusion proteins.

【0161】 実施例11−天然および誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質の分析 タンパク質の形質導入の可能性に関連するこれまでの試みは、正確に折れたた
まれた可溶性タンパク質(理論的には低いΔG)および/または細胞を処理する
クロロキンのような薬物との組合せに頼ってきた。この例において、天然タンパ
ク質と誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質の間の形質導入効率を比較し
た。完全な長さの野生型p27kiplタンパク質(TAT-p27wt)の形質導入は、細胞移動
または細胞「散乱」の生物学的反応を誘導した。細菌で作製された可溶性で正確
に折れたたまれたTAT-p27wtタンパク質に対するMono-Sイオン交換カラム上でシ
ョックによる誤った折り畳み構造を有する、8M尿素で変性された誤った折り畳み
構造を有するTAT-p27wtタンパク質の細胞移動を誘導する能力を比較した(図12)
。変性され誤った折り畳み構造を有するTAT-p27WTタンパク質の形質導入は、50n
M、100nMおよび150nM濃度で細胞移動を容易に誘導した;しかし、可溶性の正確
に折れたたまれたTAT-p27wtは、最高濃度であっても細胞移動の誘導に失敗した
。従って我々は、誤った折り畳み構造を有するTAT融合タンパク質の利用は、細
胞へ生成物(produces)を形質導入し、かつ生物学的方法を変更する能力を増強す
ると結論した。
Example 11-Analysis of fusion proteins with native and misfolded structures Previous attempts relating to the potential for protein transduction have shown that correctly folded soluble proteins (theoretically low) ΔG) and / or in combination with drugs, such as chloroquine, to treat the cells. In this example, the transduction efficiencies between the native protein and the fusion protein with a misfolded structure were compared. Transduction of full-length wild-type p27 kipl protein (TAT-p27 wt ) induced a biological response of cell migration or “scattering”. 8M urea denatured misfolded TAT with shock-induced misfolding on Mono-S ion exchange column for soluble and correctly folded TAT-p27 wt protein made in bacteria The ability of -p27 wt protein to induce cell migration was compared (Figure 12)
. Transduction of the denatured and misfolded TAT-p27 WT protein is 50n
M, 100 nM and 150 nM concentrations readily induced cell migration; however, soluble, correctly folded TAT-p27 wt , even at the highest concentration, failed to induce cell migration. Therefore, we conclude that the use of a TAT fusion protein with a misfolded structure enhances the ability to transduce cells into cells and alter biological methods.

【0162】 図11a-eは、以下をより詳細に説明している: 可溶性(SL)の、正確に折れたたまれたTAT-p27wtタンパク質に対する変性され(
DN)、誤った折り畳み構造を有するTAT-p27wtタンパク質の細胞移動誘導の直接比
較。細胞移動は、細胞膜の形態学的変化(「パズルのピース状」の形態の誘導)
および互いに離れるコロニー内の細胞移動によって決定した。陽性肝細胞増殖因
子(HGF)および陰性PBS対照(ctrl)を指標とした。
FIGS. 11a-e illustrate the following in more detail: Denaturation of soluble (SL) to correctly folded TAT-p27 wt protein (
DN), Direct comparison of cell migration induction of TAT-p27 wt protein with misfolded structure. Cell migration is a morphological change in the cell membrane (induction of a "puzzle-piece" morphology)
And by cell migration in colonies away from each other. Positive hepatocyte growth factor (HGF) and negative PBS control (ctrl) were used as indices.

【0163】 本発明は、これらの好ましい態様を参照として詳細に説明されている。しかし
、当業者には、ここに明らかにされた内容を基に、本発明の精神および範囲内で
多くの修飾および改善を行うことができることは理解されると思われる。
The present invention has been described in detail with reference to these preferred embodiments. However, it will be apparent to those skilled in the art that many modifications and improvements can be made within the spirit and scope of the invention based on the teachings herein.

【0164】 本明細書に記された全ての参考文献は全て、参照として組入れられている。[0164] All references mentioned herein are all incorporated by reference.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1A】 pTAT発現ベクターを示す図である。FIG. 1A is a view showing a pTAT expression vector.

【図1B】 pTAT発現ベクターの図でり、このベクターではタンパク質「X
」が6XHIS(HISタグ)及びTATと融合される例を示している。
FIG. 1B is a diagram of a pTAT expression vector, in which the protein “X
Is fused with 6XHIS (HIS tag) and TAT.

【図2】 pTATリンカー及びpTAT HAリンカーの塩基配列とアミノ酸配列を
示している。TATの最小ドメインは太字で示される。下線を付した配列は、グリ
シン残基の隣接した最小TAT ドメインである。
FIG. 2 shows the nucleotide sequence and amino acid sequence of a pTAT linker and a pTAT HA linker. The minimal domain of TAT is shown in bold. The underlined sequence is the minimum TAT domain flanked by glycine residues.

【図3】 精製及び「ショック」による誤った折り畳みを起こさせるプロト
コールの概要を示した図である。三角の印は、イミダゾールの濃度勾配が加えら
れたことを示している。「脱塩」はショックによって誤った折り畳み構造を形成
させた融合タンパク質を脱塩することを意味している。
FIG. 3 outlines a protocol for purification and misfolding by “shock”. A triangle indicates that a concentration gradient of imidazole was added. "Desalting" refers to desalting a fusion protein that has formed a misfolded structure by shock.

【図4】 SDS-ポリアクリルアミドゲルのクマシーブリリアントブルー染色
像を図示したものである。ゲル上には、図3に概説されているプロトコールで行
ったTAT -p16Wt の精製において得られた様々な分画が示されている。Ss=スタ
ート、FT=フロースルー。
FIG. 4 shows a Coomassie brilliant blue stained image of an SDS-polyacrylamide gel. On the gel, the various fractions obtained in the purification of TAT-p16 Wt performed according to the protocol outlined in FIG. 3 are shown. Ss = start, FT = flow through.

【図5】 SDS-ポリアクリルアミドゲルのクマシーブリリアントブルー染色
像を図示したものである。このゲルでは、10%グリセロール中で、-80℃に
凍結保存されている試料の、凍結・融解前(レーン1)及び後(レーン2)にお
けるTAT -p16Wt を比較している。
FIG. 5 shows a Coomassie brilliant blue stained image of an SDS-polyacrylamide gel. This gel compares TAT-p16 Wt before and after freezing and thawing (lane 1) and after (lane 2) of a sample frozen and stored at -80 ° C in 10% glycerol.

【図6A〜F】FITC-標識TAT融合タンパク質の蛍光活性化セルソーター(fl
uorescence activated cell sorting: FACS)による解析で得られたヒストグラ
ムを図示している。Jurkat T 細胞の培養液に、FITC標識TAT-p16Wt(6A)及びT
AT-HSV TK (6B)融合タンパク質を加えた。添加後、40分、160分の時点で
FACS解析を行った。ヒトの全血(6C)、及び大有核赤血球(6D)にFITC-標識T
AT-HSV TK 融合タンパク質を加えた。添加1時間後にFACS解析を行った。Jurka
t 細胞の導入1時間後の平衡FACS解析には、0.25、1.25、10 nM のTAT-p16Wt-FIT
C タンパク質(6E)、または4、16、40 nMのTAT-HSV-TK-HTC融合タンパク質(
6F)が用いられた。
6A-F. Fluorescence-activated cell sorter of FITC-labeled TAT fusion protein (fl
FIG. 3 illustrates a histogram obtained by analysis by uorescence activated cell sorting (FACS). FITC-labeled TAT-p16 Wt (6A) and T
AT-HSV TK (6B) fusion protein was added. At 40 minutes and 160 minutes after the addition
FACS analysis was performed. FITC-labeled T on human whole blood (6C) and macronucleated red blood cells (6D)
AT-HSV TK fusion protein was added. One hour after the addition, FACS analysis was performed. Jurka
For equilibrium FACS analysis 1 hour after transfection of t cells, 0.25, 1.25, and 10 nM TAT-p16 Wt- FIT
C protein (6E) or 4, 16, or 40 nM TAT-HSV-TK-HTC fusion protein (
6F) was used.

【図7AおよびB】 対照分子(7A)及びTAT-p16Wt-FITC タンパク質(7B
)を導入したJurkat T 細胞の共焦点顕微鏡像を示す顕微鏡写真である。
7A and B: A control molecule (7A) and a TAT-p16 Wt -FITC protein (7B
7 is a photomicrograph showing a confocal microscope image of Jurkat T cells into which J) was introduced.

【図8AおよびB】 TAT-p16WTとCdk6 の複合体、及びTAT-I 35 E1A と pR
bの複合体がインビボで形成されることを示すSDS-ポリアクリルアミドゲル電気
泳動像を図示したものである。p16(-1-) Jurkat T 細胞を35S-メチオニンで4時
間標識しながら、この間に10 nM 及び 200 nM のTAT-p16Wt/mut 融合タンパク質
を導入した(8A)。100 nM のTAT-I3SE1Amut、もしくは100 nM のTAT-I3SE1Awt
合タンパク質の存在下で、角化細胞を35S-メチオニンで標識した後、上記と同様
の処理を行った。これを抗-E7抗体、もしくは抗-E1A抗体で免疫沈降し、抗-pRb
抗体による処理及びSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行った(8B)。Cdk
6、及びpRbの位置は図示した。タンパク質名の前の記号「α」は、そのタンパク
質に特異的な抗体で処理したことを示している。「IP」は抗-p16Wt抗体、もしく
は抗-Cdk6 抗体を用いた免疫沈降を意味する。また、「mut」はp16mut を意味し
ている。
FIGS. 8A and B: TAT-p16 WT and Cdk6 complex, and TAT-I 35 E1A and pR
FIG. 2 illustrates an SDS-polyacrylamide gel electrophoresis image showing that the complex of b is formed in vivo. While labeling p16 (-1-) Jurkat T cells with 35 S-methionine for 4 hours, 10 nM and 200 nM TAT-p16 Wt / mut fusion protein was introduced during this time (8A). Keratinocytes were labeled with 35 S-methionine in the presence of 100 nM TAT-I3SE1A mut or 100 nM TAT-I3SE1A wt fusion protein, and then treated in the same manner as described above. This was immunoprecipitated with anti-E7 antibody or anti-E1A antibody, and anti-pRb
Treatment with the antibody and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis were performed (8B). Cdk
6, and the position of pRb are shown. The symbol “α” before the protein name indicates that the protein was treated with an antibody specific to that protein. "IP" means immunoprecipitation using anti-p16 Wt antibody or anti-Cdk6 antibody. “Mut” means p16 mut .

【図9A〜E】 TAT-p16Wtタンパク質の導入によってp16(-) Jurkat T 細
胞が細胞周期のG1期で分裂停止することを示したグラフである。
9A to 9E are graphs showing that p16 (−) Jurkat T cells arrest in the G1 phase of the cell cycle by introduction of the TAT-p16Wt protein.

【図10A】 ギブスの自由エネルギー(ΔG)に関する図と、それに隣接
して融合タンパク質の誤った折り畳み構造と天然構造を模式的に示した図である
。誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質は天然構造を有するタンパク質と
比べ、エネルギー的に不安定である。
FIG. 10A is a diagram showing the Gibbs free energy (ΔG), and a diagram schematically showing the misfolded structure and the native structure of the fusion protein adjacent thereto. A fusion protein having a misfolded structure is energetically unstable compared to a protein having a natural structure.

【図10B】 天然の構造を有するタンパク質と比べ、誤った折り畳み構造
を有する融合タンパク質の方が導入され易いことを示したモデルである。このモ
デルでは、誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質は、導入された細胞中で
シャペロンHsp90によって再生される。
FIG. 10B is a model showing that a fusion protein having an incorrectly folded structure is more easily introduced than a protein having a natural structure. In this model, a fusion protein with a misfolded structure is regenerated by the chaperone Hsp90 in the transfected cells.

【図11A〜F】 誤った折り畳み構造を有するTAT-p27wt融合タンパク質
が細胞運動を促進する活性があることを示した顕微鏡写真である。TGF-β=トラ
ンスフォーミング増殖因子β、HGF=肝細胞増殖因子。
11A to 11F are photomicrographs showing that a TAT-p27 wt fusion protein having a misfolded structure has an activity to promote cell motility. TGF-β = transforming growth factor β, HGF = hepatocyte growth factor.

【図12】 TAT-p27Wtを、可溶性の天然構造状態(SL)と変性状態の誤っ
た折り畳み構造状態(DN)とで導入した後に調べた細胞移動を%で表したグラフ
である。
FIG. 12 is a graph showing cell migration expressed as a percentage in% after introducing TAT-p27 Wt in a soluble native structural state (SL) and in a denatured misfolded structural state (DN).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB ,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,GH,G M,HR,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG ,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT, LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,N O,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG ,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA, UG,UZ,VN,YU,ZW──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY , CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IS, JP, KE, KG , KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU, ZW

Claims (60)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 融合分子により細胞を形質導入する方法であって、融合分子
の誤った折り畳みを形成する段階;および、誤った折り畳み構造を有する融合分
子を、該融合分子を細胞に形質導入するのに十分な条件下で細胞に接触させる段
階を含む方法。
1. A method of transducing a cell with a fusion molecule, the step of forming a misfold of the fusion molecule; and transducing the fusion molecule having a misfolded structure into the cell. Contacting the cell under conditions sufficient for the method.
【請求項2】 誤った折り畳みを形成する段階が、融合分子を変性させるの
に十分な第一の条件に融合分子を晒すことを含む、請求項1記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the step of forming a misfold comprises exposing the fusion molecule to a first condition sufficient to denature the fusion molecule.
【請求項3】 誤った折り畳みを形成する段階が、誤った折り畳み構造を有
する融合分子を形成するのに十分な第二の条件に、変性融合分子を晒すことをさ
らに含む、請求項2記載の方法。
3. The method of claim 2, wherein the step of forming a misfold further comprises exposing the modified fusion molecule to a second condition sufficient to form a fusion molecule having a misfolded structure. Method.
【請求項4】 誤った折り畳み構造を有する融合分子が、その天然またはほ
ぼ天然の構造の融合分子よりも高いギブスの自由エネルギー(ΔG)を有する、
請求項3記載の方法。
4. The fusion molecule having a misfolded structure has a higher Gibbs free energy (ΔG) than the fusion molecule of its native or nearly native structure.
The method of claim 3.
【請求項5】 ギブスの自由エネルギー(ΔG)が、その天然またはほぼ天
然の構造の融合分子よりも約2〜100倍の間またはそれ以上である、請求項4記載
の方法。
5. The method of claim 4, wherein the Gibbs free energy (ΔG) is between about 2 to 100 times or more than the fusion molecule of its natural or near-natural structure.
【請求項6】 第一の条件が、融合分子を1種以上の変性剤と接触させるこ
とを含む、請求項2記載の方法。
6. The method of claim 2, wherein the first condition comprises contacting the fusion molecule with one or more denaturing agents.
【請求項7】 変性剤が、有機化合物、塩、界面活性剤、加熱または音波か
らなる群より選択される、請求項6記載の方法。
7. The method according to claim 6, wherein the denaturing agent is selected from the group consisting of an organic compound, a salt, a surfactant, heating or sonication.
【請求項8】 有機化合物が、尿素またはグアニジニウム塩からなる群より
選択される、請求項7記載の方法。
8. The method according to claim 7, wherein the organic compound is selected from the group consisting of urea or guanidinium salts.
【請求項9】 第二の条件が、誤った折り畳み構造を有する融合分子を形成
するのに十分な溶液に、変性融合タンパク質を接触させることを含む、請求項3
記載の方法。
9. The method of claim 3, wherein the second condition comprises contacting the denatured fusion protein with a solution sufficient to form a fusion molecule having a misfolded structure.
The described method.
【請求項10】 第一の条件が、融合分子を変性させるのに十分な1種以上の
変性剤に融合分子を接触させることを含み、かつ第二の条件が、変性融合分子の
ギブスの自由エネルギー(ΔG)を増大させるのに十分な1種以上の水性緩衝液
に、変性融合分子を接触させることを含む、請求項3記載の方法。
10. The method of claim 1, wherein the first condition comprises contacting the fusion molecule with one or more denaturing agents sufficient to denature the fusion molecule, and the second condition comprises: 4. The method of claim 3, comprising contacting the denatured fusion molecule with one or more aqueous buffers sufficient to increase energy ([Delta] G).
【請求項11】 第二の条件が、変性融合分子のギブスの自由エネルギー(Δ
G)を、天然またはほぼ天然の構造の融合分子に対して約2〜100倍の間またはそ
れ以上であるように増大させる、請求項10記載の方法。
11. The second condition is that the Gibbs free energy (Δ
11. The method of claim 10, wherein G) is increased to be between about 2 to 100-fold or more relative to the fusion molecule of natural or near-natural structure.
【請求項12】 各接触段階が、1種以上のクロマトグラフィー装置によって
行われる、請求項10記載の方法。
12. The method of claim 10, wherein each contacting step is performed by one or more chromatography devices.
【請求項13】 クロマトグラフィー装置が、少なくとも1個のアフィニティ
ーカラムおよびイオン交換カラムを含む、請求項12記載の方法。
13. The method of claim 12, wherein the chromatography device comprises at least one affinity column and an ion exchange column.
【請求項14】 脱塩カラムをさらに含む、請求項13記載の方法。14. The method of claim 13, further comprising a desalting column. 【請求項15】 第二の条件の接触段階が、天然またはほぼ天然の構造の融合
分子に対して変性融合分子のギブスの自由エネルギー(ΔG)を増大させるのに
十分な水性緩衝液中で変性融合分子を希釈することを含む、請求項10記載の方法
15. The contacting step of the second condition, wherein the denaturation in an aqueous buffer sufficient to increase the Gibbs free energy (ΔG) of the denatured fusion molecule relative to the fusion molecule of native or near-natural structure. 11. The method of claim 10, comprising diluting the fusion molecule.
【請求項16】 変性融合分子が、水性緩衝液に、約1:10(v/v)から1:100,000
(v/v)の比で添加される、請求項15記載の方法。
16. The modified fusion molecule may be added to an aqueous buffer at about 1:10 (v / v) to about 1: 100,000.
16. The method according to claim 15, wherein the method is added in a ratio of (v / v).
【請求項17】 水性緩衝液が、変性剤の存在を減少または除去するのに十分
である、請求項15記載の方法。
17. The method of claim 15, wherein the aqueous buffer is sufficient to reduce or eliminate the presence of a denaturing agent.
【請求項18】 水性緩衝液から誤った折り畳み構造を有する融合分子を濃縮
するのに十分な装置の使用をさらに含む、請求項16記載の方法。
18. The method of claim 16, further comprising the use of a device sufficient to concentrate the misfolded fusion molecule from the aqueous buffer.
【請求項19】 請求項1〜18のいずれか1項記載の方法によって製造された
、実質的に純粋な誤った折り畳み構造を有する融合分子。
19. A substantially pure misfolded fusion molecule produced by the method of any one of claims 1-18.
【請求項20】 以下の段階を含む、誤った折り畳み構造を有する融合タンパ
ク質の製造法: a)融合タンパク質をコードしている核酸を、培地中の宿主細胞へ、宿主細胞にお
いて融合タンパク質を発現させるのに十分な条件下で導入する段階; b)宿主細胞から不溶性画分を調製する段階; c)融合タンパク質を変性しかつ可溶化するのに十分な1種以上の変性剤の存在下
で、不溶性画分から融合タンパク質を単離する段階; d)変性融合タンパク質を、誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質を生成す
るのに十分な溶液と接触させる段階;および e)変性融合タンパク質から、水性緩衝液中で誤った折り畳み構造を有する融合タ
ンパク質を生成させる段階。
20. A method for producing a fusion protein having a misfolded structure, comprising the steps of: a) expressing a nucleic acid encoding a fusion protein into a host cell in a medium, and expressing the fusion protein in the host cell. B) preparing an insoluble fraction from the host cells; c) in the presence of one or more denaturing agents sufficient to denature and solubilize the fusion protein Isolating the fusion protein from the insoluble fraction; d) contacting the denatured fusion protein with a solution sufficient to produce a fusion protein having a misfolded structure; and e) aqueous buffer from the denatured fusion protein. Generating a fusion protein having a misfolded structure therein.
【請求項21】 溶液が、変性融合タンパク質のギブスの自由エネルギー(Δ
G)を、天然またはほぼ天然の構造の融合タンパク質に対して約2〜100倍の間ま
たはそれ以上であるように増大させるよう選択される、請求項20記載の方法。
21. The solution according to claim 1, wherein the Gibbs free energy (Δ
21. The method of claim 20, wherein G) is selected to increase to between about 2 to 100-fold or more relative to the fusion protein of native or near native structure.
【請求項22】 溶液が1種以上の水性緩衝液である、請求項20記載の方法。22. The method of claim 20, wherein the solution is one or more aqueous buffers. 【請求項23】 変性剤が、有機化合物、塩、界面活性剤、加熱または音波か
らなる群より選択される、請求項20記載の方法。
23. The method according to claim 20, wherein the denaturing agent is selected from the group consisting of an organic compound, a salt, a surfactant, heating or sonication.
【請求項24】 変性剤が少なくとも約4〜8Mの尿素を含む、請求項23記載の
方法。
24. The method of claim 23, wherein the denaturing agent comprises at least about 4-8M urea.
【請求項25】 段階c)が、不溶性画分から変性融合タンパク質を分離するの
に十分な少なくとも1個のクロマトグラフィー装置の使用をさらに含む、請求項
20記載の方法。
25. The method of claim 25, wherein step c) further comprises the use of at least one chromatography device sufficient to separate the denatured fusion protein from the insoluble fraction.
Method according to 20.
【請求項26】 クロマトグラフィー装置が、それに変性融合タンパク質を結
合するのに十分なアフィニティーカラムである、請求項25記載の方法。
26. The method of claim 25, wherein the chromatography device is an affinity column sufficient to bind a denatured fusion protein thereto.
【請求項27】 変性融合タンパク質が、アフィニティーカラムから変性融合
タンパク質を溶離することが可能な第一の溶離液に接触される、請求項26記載の
方法。
27. The method of claim 26, wherein the denatured fusion protein is contacted with a first eluent capable of eluting the denatured fusion protein from the affinity column.
【請求項28】 第一の溶離液が有機化合物を含む、請求項27記載の方法。28. The method of claim 27, wherein the first eluent comprises an organic compound. 【請求項29】 溶離剤がイミダゾール勾配および約4〜8Mの尿素をさらに含
む、請求項28記載の方法。
29. The method of claim 28, wherein the eluent further comprises an imidazole gradient and about 4-8 M urea.
【請求項30】 段階b)が、誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質を生
成するのに十分な少なくとも1個のクロマトグラフィー装置の使用をさらに含む
、請求項20記載の方法。
30. The method of claim 20, wherein step b) further comprises the use of at least one chromatography device sufficient to generate a fusion protein having a misfolded structure.
【請求項31】 少なくとも1種の変性剤が尿素またはグアニジニウム塩であ
る、請求項20記載の方法。
31. The method of claim 20, wherein the at least one denaturing agent is a urea or guanidinium salt.
【請求項32】 クロマトグラフィー装置が、イオン交換カラムであり、かつ
変性融合タンパク質が、約8M未満またはそれに等しい尿素から、誤った折り畳み
構造を有する融合タンパク質を生成することが十分な水性緩衝液まで段階処理さ
れる、請求項30記載の方法。
32. The chromatography device is an ion exchange column, and wherein the denatured fusion protein is from less than or equal to about 8M urea to an aqueous buffer sufficient to produce a fusion protein having a misfolded structure. 31. The method of claim 30, wherein the method is stepped.
【請求項33】 誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質が、第二の溶離
液に誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質を接触させることにより、イオ
ン交換カラムから溶離される、請求項32記載の方法。
33. The method of claim 32, wherein the misfolded fusion protein is eluted from the ion exchange column by contacting the misfolded fusion protein with a second eluent.
【請求項34】 第二の溶離液が、イオン交換カラムから誤った折り畳み構造
を有する融合タンパク質を溶離するのに十分な塩勾配である、請求項33記載の方
法。
34. The method of claim 33, wherein the second eluent is a salt gradient sufficient to elute a misfolded fusion protein from the ion exchange column.
【請求項35】 塩勾配が、約10mM〜約2M NaClを含む、請求項34記載の方法
35. The method of claim 34, wherein the salt gradient comprises about 10 mM to about 2M NaCl.
【請求項36】 誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質に接触している
塩の存在を減少させることをさらに含む、請求項35記載の方法。
36. The method of claim 35, further comprising reducing the presence of a salt in contact with the fusion protein having a misfolded structure.
【請求項37】 塩の減少が、クロマトグラフィー装置の使用によって達成さ
れる、請求項36記載の方法。
37. The method of claim 36, wherein salt reduction is achieved by use of a chromatography device.
【請求項38】 誤った折り畳み構造を有する融合分子が、対照分子に対して
少なくとも約2、5、10、50、100から200倍またはそれ以上形質導入を増強するこ
とが可能である、請求項1〜19のいずれか1項記載の方法。
38. The fusion molecule having a misfolded structure is capable of enhancing transduction at least about 2, 5, 10, 50, 100 to 200-fold or more relative to a control molecule. 20. The method according to any one of 1 to 19.
【請求項39】 対照分子が、天然の構造で存在する融合分子である、請求項
38記載の方法。
39. The control molecule is a fusion molecule that exists in its native structure.
38. The method according to
【請求項40】 誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質が、対照タンパ
ク質に対して少なくとも約2、5、10、50、100から200倍またはそれ以上形質導入
を増強することが可能である、請求項20〜37のいずれか1項記載の方法。
40. The fusion protein having a misfolded structure is capable of enhancing transduction at least about 2, 5, 10, 50, 100 to 200-fold or more relative to a control protein. The method according to any one of claims 20 to 37.
【請求項41】 対照タンパク質が、その天然の構造で存在する融合タンパク
質である、請求項40記載の方法。
41. The method of claim 40, wherein the control protein is a fusion protein present in its native structure.
【請求項42】 融合分子が、ある分子に共有結合したタンパク質の形質導入
ドメインを含み、該融合分子が分子量約0.1〜500kDまたはそれ以上である、請求
項1記載の方法。
42. The method of claim 1, wherein the fusion molecule comprises a protein transduction domain covalently linked to a molecule, wherein the fusion molecule has a molecular weight of about 0.1-500 kD or more.
【請求項43】 分子が、核酸、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、アミ
ノ酸、脂質、糖脂質、プロテオグリカン、プロテオリピド、炭水化物または糖タ
ンパク質からなる群より選択される、請求項42記載の方法。
43. The method of claim 42, wherein the molecule is selected from the group consisting of nucleic acids, proteins, polypeptides, peptides, amino acids, lipids, glycolipids, proteoglycans, proteolipids, carbohydrates, and glycoproteins.
【請求項44】 融合タンパク質が、アミノ酸配列に共有結合したタンパク質
の形質導入ドメインを含み、該融合タンパク質が分子量約0.1〜500kDまたはそれ
以上である、請求項20記載の方法。
44. The method of claim 20, wherein the fusion protein comprises a transduction domain of the protein covalently linked to an amino acid sequence, wherein the fusion protein has a molecular weight of about 0.1-500 kD or more.
【請求項45】 タンパク質の形質導入ドメインが、タンパク質形質導入ドメ
インまたは別のタンパク質形質導入ドメインである、請求項44記載の方法。
45. The method of claim 44, wherein the protein transduction domain is a protein transduction domain or another protein transduction domain.
【請求項46】 別の形質導入タンパク質の形質導入ドメインが、少なくとも
TATのアミノ酸49〜56、合成ドメインまたはANTPを含む、請求項45記載の方法。
46. The transduction domain of another transduction protein, wherein at least
46. The method of claim 45 comprising amino acids 49-56 of TAT, a synthetic domain or ANTP.
【請求項47】 アミノ酸配列が、p16、TK、EIA、p27、E7、GFP、Rbまたはそ
れらの断片からなる群より選択されるタンパク質である、請求項44記載の方法。
47. The method of claim 44, wherein the amino acid sequence is a protein selected from the group consisting of p16, TK, EIA, p27, E7, GFP, Rb, or a fragment thereof.
【請求項48】 請求項1〜19のいずれか1項記載の方法によって製造された
誤った折り畳み構造を有する融合分子の実質的に純粋な調製物。
48. A substantially pure preparation of a misfolded fusion molecule produced by the method of any one of claims 1-19.
【請求項49】 請求項20〜37のいずれか1項記載の方法によって製造された
誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質の実質的に純粋な調製物。
49. A substantially pure preparation of a fusion protein having a misfolded structure produced by the method of any one of claims 20-37.
【請求項50】 誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質が1種以上の安
定化剤と接触されている、請求項48または49記載の実質的に純粋な誤った折り畳
み構造を有する融合タンパク質。
50. The substantially pure misfolded fusion protein of claim 48 or 49, wherein the misfolded fusion protein is contacted with one or more stabilizing agents.
【請求項51】 1種以上の安定化剤がウシ血清アルブミン、グリコールまた
はジメチルスルホキシドである、請求項50記載の実質的に純粋な誤った折り畳み
構造を有する融合タンパク質。
51. The substantially pure misfolded fusion protein of claim 50, wherein the one or more stabilizing agents is bovine serum albumin, glycol or dimethyl sulfoxide.
【請求項52】 グリコールが約1〜15%(v/v)の量で存在するグリセロール
である、請求項51記載の実質的に純粋な誤った折り畳み構造を有する融合タンパ
ク質。
52. The substantially pure misfolded fusion protein of claim 51, wherein the glycol is glycerol present in an amount of about 1-15% (v / v).
【請求項53】 誤った折り畳み構造を有する融合タンパク質が、約-10〜-10
0℃の間で保存される、請求項52記載の実質的に純粋な誤った折り畳み構造を有
する融合タンパク質。
53. The fusion protein having a misfolded structure comprises about -10 to -10
53. The substantially pure misfolded fusion protein of claim 52, which is stored between 0 ° C.
【請求項54】 融合タンパク質を細胞または細胞群に形質導入する方法であ
って、請求項20〜37のいずれか1項記載の方法により製造された誤った折り畳み
構造を有する融合タンパク質を、誤った折り畳み構造を有する融合分子を細胞ま
たは細胞群に形質導入するのに十分な条件下で、細胞または細胞群と接触させる
ことを含む方法。
54. A method for transducing a cell or a group of cells with a fusion protein, the method comprising the step of: A method comprising contacting a cell or group of cells under conditions sufficient to transduce a cell or group of cells having a folded structure.
【請求項55】 細胞が哺乳類細胞である、請求項54記載の方法。55. The method of claim 54, wherein the cells are mammalian cells. 【請求項56】 哺乳類細胞が不死化された細胞または初代細胞である、請求
項55記載の方法。
56. The method of claim 55, wherein said mammalian cell is an immortalized or primary cell.
【請求項57】 群が標的組織または器官を含む哺乳類細胞である、請求項56
記載の方法。
57. The group is a mammalian cell comprising a target tissue or organ.
The described method.
【請求項58】 哺乳類細胞群がインビボである、請求項57記載の方法。58. The method of claim 57, wherein said population of mammalian cells is in vivo. 【請求項59】 他の形質導入タンパク質の形質導入ドメインが、少なくとも
TATのアミノ酸49〜56を含む、請求項45記載の方法。
59. The transduction domain of another transduction protein has at least
46. The method of claim 45, comprising amino acids 49-56 of TAT.
【請求項60】 宿主細胞が細菌細胞であり、不溶性画分が封入体を含む、請
求項20記載の方法。
60. The method of claim 20, wherein the host cell is a bacterial cell and the insoluble fraction comprises inclusion bodies.
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