JP2002528120A - 細胞透過媒介性ポリペプチド - Google Patents
細胞透過媒介性ポリペプチドInfo
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- C12N2730/10122—New viral proteins or individual genes, new structural or functional aspects of known viral proteins or genes
Abstract
Description
ようなポリペプチドをコードするDNA、およびそのようなポリペプチドの製造
方法に関する。また、本発明は、該ポリペプチドに対する抗体、および物質の細
胞透過の媒介における該ポリペプチドの使用に関する。
ごくわずかの物質においてしか見られない。たいていの物質は、細胞に浸透する
ための補助的手段および/または方法を必要とする。その例はマイクロインジェ
クション、エレクトロポレーション、カチオン性脂質との会合、リポソーム形成
、レセプター媒介性エンドサイトーシスおよびウイルス感染である。しかしなが
ら、これらの補助的手段または方法には大きな欠点がある。特に、それらは、高
価で複雑な実験設備を必要とし、限られた程度までしか使用することができない
。また、その有効性の程度は低く、しばしば毒性である。
うる産物を提供することである。
上のアミノ酸が異なるアミノ酸配列を含有するポリペプチドが細胞に浸透しうる
、すなわち、細胞透過性を有するという出願人の見識に基づく。出願人は、この
ようなポリペプチドをB型肝炎ウイルス(HBV)表面タンパク質のPreS2
領域に見出した。以下、このポリペプチドをZPP、細胞透過媒介性ポリペプチ
ドと称する。ZPPは両親媒性α−ヘリックス構造を有する。出願人はまた、Z
PPの性質の1つが物質の細胞透過を媒介することであることを検出した。物質
は、次いで細胞に浸透し得、物質の細胞透過はある特定の細胞に限定されない。
また、物質はその活性を保持する(図2参照)。図3は、図1の配列とは1個も
しくはそれ以上のアミノ酸が異なる、種々のHBVサブタイプに由来する本発明
のZPPのバリアントを示す。図1のアミノ酸配列(=PreS2−TLM)は
、アミノ酸レベルで例えばサブタイプayw(1)に完全に対応するが、これと
比較すると、その他のサブタイプは1個もしくはそれ以上の置換を有する。しか
しながら、種々のHBVサブタイプ間に、ある特定のアミノ酸の保存が見られる
。それは、特に疎水性値の図示表示により確認することができる。このことから
、1個もしくはそれ以上のアミノ酸が置き換わった場合でも、分子全体における
疎水性親水性指標分布は保持されるはずであるという結論を導くことができる。
この知見により、配列そのものでなく分子全体における疎水性親水性指標プロフ
ィールが決定要素であるため、当業者は容易に図1の配列のバリアントを決定す
ることが可能である。同じことが種々のトリヘパドナウイルス(図4参照)また
は齧歯類のヘパドナウイルス(図5参照)にも相応して当てはまる。それらの各
々を本発明の図1のZPP(=PreS2−TLM)と比較し、疎水性親水性指
標プロフィールを調製する。それらは、アミノ酸をほぼ完全に置き換えても(例
えば、HHBV<−−>PreS2−TLM)、疎水性親水性指標プロフィール
は実質的に保持される。これは、配列そのものでなくα−ヘリックスモチーフ内
の親水性アミノ酸および疎水性アミノ酸の順序が決定要素であることを意味する
。12個のアミノ酸を含有するペプチドでは、好ましくは、2、5および9位が
疎水性アミノ酸で占められ、3、4、8、11が親水性アミノ酸で占められる。
疎水性アミノ酸には、バリン、ロイシン、イソロイシン、トリプトファン、フェ
ニルアラニンおよびメチオニンが含まれる。親水性アミノ酸には、グリシン、セ
リン、チロシン、トレオニン、システイン、アスパラギンおよびグルタミンが含
まれる。したがって、本発明のZPPは下記の一般式: XoiioXXioXiX 〔式中、X=可変性アミノ酸(親水性、疎水性または荷電性の側鎖を有する) o=疎水性アミノ酸 i=親水性アミノ酸〕 で表される。
に荷電した側鎖を有する)、リジン、アスパラギン、グルタミン、アルギニンお
よびヒスチジン(すべて正に荷電した側鎖を有する)である。
するために出願人の見識を使用する。ZPPは、上記の配列、あるいは好ましく
は図1の配列またはそれとは1個もしくはそれ以上のアミノ酸が異なるアミノ酸
配列を含有し、非天然のHBV表面タンパク質であり、かつ後者のアミノ酸配列
のDNAは図1のDNAとハイブリダイズする。
源の物質の細胞透過を媒介しうることをいう。該物質は、例えば、ポリペプチド
(タンパク質)、核酸または化学物質でありうる。ポリペプチドの例は、構造ポ
リペプチド、腫瘍壊死因子、インターフェロン、インターロイキン、リンホカイ
ン、成長因子、血漿タンパク質、例えば血液凝固因子および代謝酵素、ならびに
レセプターである。特に、ポリペプチドは、細胞の免疫原性を増大しうるもので
あってもよい。これらは、腫瘍細胞に存在しないポリペプチド、例えば、IL−
2およびGM−CSFなどのサイトカイン、B7−1などの同時刺激分子、腫瘍
関連抗原、例えばMAGE1、チロシナーゼ、ならびにウイルス性ポリペプチド
、例えばヒト乳頭腫ウイルスのE7およびエプスタイン・バー(Epstein
−Barr)ウイルスのEBNA−3ポリペプチドであってもよい。また、ポリ
ペプチドは、アダプターポリペプチド、ポリペプチドのオリゴマー化モチーフ、
ウイルスのコートポリペプチドのポリペプチド断片、ホルモンおよびリボザイム
であってもよい。核酸の例は上記のポリペプチドをコードしうるものである。ま
た、それらは、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ペプチド−核酸、転写因子の
コンセンサス配列であってもよい。化学物質の例は、ポリペプチド構造を有しな
い薬物である。これらは、細胞成長抑止薬、麻酔薬、抗ヒスタミン薬、抗生物質
および抗菌薬であってもよい。細胞透過を媒介するには、化学結合、例えば共有
結合または非共有結合が形成されるようにZPPを物質とともにインキュベート
するので十分でありうる。ZPPをリンカーを介して物質と結合させることが好
ましく、これは、例えば、ビオチン/ストレプトアビジンを介して行われる。リ
ンカーは、ZPPのN−末端でもC−末端でも利用可能でありうる。物質が、融
合ポリペプチド内でZPPとともにポリペプチドとして存在することが特に有利
である。この場合、ZPPは、物質のポリペプチド構造のN−末端またはC−末
端に、または構造内に存在しうる。したがって、「ZPP」という用語は、ZP
Pが物質とともに存在する融合ポリペプチドも包含する。物質の細胞透過の媒介
は、通常の方法によって検出しうる。細胞をZPPが結合した物質とともにイン
キュベートし、細胞内でのZPPおよび/または物質の浸透または存在を検出す
ることが好ましい。これは、例えば、特異的抗体、またはZPPおよび/または
物質と直接または関節的に反応する試薬により行いうる。
天然のHBV表面タンパク質である任意のZPP産生アミノ酸配列を包含する。
「1個もしくはそれ以上のアミノ酸が異なるアミノ酸配列」をコードする配列は
、好ましくは図1のDNA配列とハイブリダイズする。該DNA配列は、1また
はそれ以上の塩基対の付加、欠失、置換および/または逆位によって図1のDN
Aと異なりうる。「ハイブリダイゼーション」という用語は、通常の条件下、特
に配列の融点より20℃低い温度でのハイブリダイゼーションをいう。
ってもDNAであってもよい。以下のもの: (a) 図1のDNAまたはそれとは1もしくはそれ以上の塩基対が異なるD
NA、ここで後者のDNAは図1のDNAとハイブリダイズし、かつ天然のHB
V表面タンパク質をコードしない、または (b) 縮重遺伝コードにより(a)のDNAと関連するDNA を含有するDNAが好ましい。
とハイブリダイズし、かつ天然のHBV表面タンパク質をコードしない、ZPP
をコードする任意のDNA配列を包含する。該DNA配列は、1またはそれ以上
の塩基対の付加、欠失、置換および/または逆位によって図1のDNAと異なり
うる。「ハイブリダイゼーション」という表現については、上記の説明が相応し
て参照される。
特に、本発明のDNAは発現ベクターに存在してもよい。その例は、当業者に公
知である。大腸菌用の発現ベクターの場合、これらは、例えばpGEMEX、p
UC誘導体、pGEX−2T、pET3bおよびpQE−8である。酵母におけ
る発現には、例えばpY100およびYcpad1を挙げなければならないが、
動物細胞における発現には、例えばpKCR、pEFBOS、cDM8、pCE
V4、pCDNA3、pKSV10、pRCMVおよびpRK5を示さなければ
ならない。バキュロウイルス発現ベクターpAcSGHisNT−Aは、昆虫細
胞における発現に特に好適である。
細胞を知っている。かかる細胞の例には、大腸菌株HB101、DH1、x17
76、JM101、JM 109、BL21、SG13009およびM15pR
ep4、酵母株Saccharomyces cerevisiae、動物細胞
L、NIH 3T3、FM3A、CHO、COS、Vero、HeLa、Hep
62、CCL13および293、昆虫細胞Sf9およびSf21、ならびに植物
細胞ルピナス アルブル(Lupinus albus)が含まれる。
またはトランスフェクトし、該細胞を培養するする方法および条件について精通
している。また、当業者は、本発明のDNAにより発現されたZPPを単離、精
製する方法も知っている。
法により調製しうる。それは、ポリクローナル抗体であってもモノクローナル抗
体であってもよい。その調製のために、動物を、特に、ポリクローナル抗体には
ウサギまたはニワトリを、モノクローナル抗体にはマウスを、ZPPで免疫する
ことが好ましい。また、ZPPで動物のさらなる追加免疫を行ってもよい。次い
で、動物血清または卵黄からポリクローナル抗体が得られうる。モノクローナル
抗体の調製のために、動物の脾臓細胞をミエローマ細胞に融合する。
用語については、上記の説明が参照される。
任意の種類または起源の物質の細胞透過が媒介されうる。細胞透過は普遍的、す
なわち、ある特定の細胞に限定されない。また、細胞はエクスビボまたはインビ
ボで存在しうる。また、細胞透過はいかなる毒性効果をも引き起こさない。
および代謝プロセスへの影響を包含する。特に、本発明は最も重篤な疾患、例え
ば腫瘍の診断および治療に適する。本発明は、特に、従来の治療法および遺伝子
治療法の両方に使用できるという点において、自身を差別化する。
α依存性活性化の阻害により示す。c−Raf1キナーゼの活性化は、TNFレ
セプターI(TNR−RI)とアダプター分子Grb2との間の相互作用に基づ
く。この目的のために、Grb2のSH3ドメインは、TNF−RIの細胞質ド
メインに由来するPLAPモチーフと相互作用する。
呼ばれるこの融合ポリペプチドにおいて、図1のアミノ酸配列は、N末端パート
ナーとして存在し、TNF−RIの細胞質ドメインに由来するPLAPモチーフ
は、C末端パートナーとして存在する。変異したPLAPモチーフを有する、Z
PP−KLAPと呼ばれる融合ポリペプチドもまた提供される。
とともに2時間インキュベートし、100μ/mlのTNFαで15分間刺激す
る。c−Raf1キナーゼの活性化を、MEK(サンタクルーズ、バイオテク(
Santa Cruz,Biotech))および基質としてγ32P−ATPを
用いて免疫複合体試験により測定する(図2を参照のこと)。
に阻害することを示す(図2、レーン4および5を参照のこと)。ZPP−KL
APが阻害を達成しないこともわかる(図2、レーン6および7を参照のこと)
。
Iリンカーを伴うように提供し、引き続いて対応する制限酵素で切断する。得ら
れるBglII/BamHIフラグメントを、BamHI切断発現ベクターpQ
e8に挿入し、発現プラスミドpQe8/ZPPを得る。
、発現プラスミドpGex−1から単離する。これは、その5’末端にBamH
I制限部位、続いてトロンビン制限部位をコードする配列を有する。この配列は
、その3’末端にBamHI制限部位を有する。この配列を、BamHI切断発
現プラスミドpQe8/ZPPに挿入し、発現プラスミドpQe8/ZPP−G
STを得る。これは、融合ポリペプチドZPP−GSTをコードし、pQe48
/ZPP−GSTを大腸菌SG13009の形質転換に使用する(ゴッテスマン
(Gottesman),S.ら、J.Bacteriol.148(1981
)、265−273参照)。上記細菌を、100μg/mlアンピシリンおよび
25μg/mlカナマイシンを含有するLBブロス中で培養し、60μMイソプ
ロピル−β−D−チオガラクトピラノシド(IPTG)で4時間誘導する。誘導
後、沈降させ、洗浄した細菌の溶解を超音波により行う。ZPP−GST融合ポ
リペプチドを、グルタチオンカラム上でアフィニティークロマトグラフィーによ
り単離する。結合したZPP−GST融合ポリペプチドを、グルタチオン濃度の
線状漸増により0〜10mMで溶出する。溶出したZPP−GST融合タンパク
質をトロンビン切断に供する。このようにして放出されるhexa−His−Z
PP(融合ポリペプチド)を、続いてNi−NTAアガロースにより変性条件を
用いてアフィニティークロマトグラフィーにより単離する。これは、製造業者(
キアジェン社)の説明書に従って6M尿素の存在下で行う。結合したhexa−
His−ZPPを、250mMイミダゾールを含有する、pH6.3を有する緩
衝液中で溶出させる。hexa−His−ZPPを18%SDSポリアクリルア
ミドゲル電気泳動に供し、クーマシーブルーを用いて染色する(トーマス(Th
omas),J.O.およびコーンバーグ(Kornberg),R.D.、J
.Mol.Biol.149(1975)、709〜733参照)。
れる。
ル電気泳動に供する。4M酢酸ナトリウムでゲルを染色した後、約3kDバンド
を、ゲルから切り出し、リン酸緩衝化通常塩溶液中でインキュベートする。ゲル
切片を沈降させた後、上清のタンパク質濃度を、SDSポリアクリルアミドゲル
電気泳動、それに続くクーマシーブルー染色により測定する。動物を、ゲル精製
した融合ポリペプチドを用いて以下のように免疫する。
の完全フロイントアジュバントまたは不完全フロイントアジュバントとを免疫毎
に使用する: 0日目:1回目の免疫(完全フロイントアジュバント) 14日目:2回目の免疫(不完全フロイントアジュバント;icFA) 28日目:3回目の免疫(icFA) 56日目:4回目の免疫(icFA) 80日目:放血させ屠殺。
の実施例2の融合ポリペプチドを、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動に供
し、ニトロセルロースフィルターに移す(キース−アンダーセン(Khyse−
Andersen),J.、J.Biochem.Biophys.Meth.
10(1984)、203−209)。ウエスタンブロット分析を、ボック(B
ock),C.−T.ら、Virus Genes 8,(1994),215
−229に記載されるように行った。この目的のために、ニトロセルロースフィ
ルターを、一次抗体とともに37℃で1時間インキュベートする。この抗体はウ
サギ血清である(PBS中に1:10000)。PBSを使用する数回の洗浄工
程の後に、ニトロセルロースフィルターを、二次抗体とともにインキュベートす
る。この抗体は、アルカリホスファターゼを結合させたモノクローナルヤギ抗ウ
サギIgG抗体(ディアノバ(Dianova)社)である(PBS中に1:5
000)。37℃で30分間のインキュベーションの後に、PBSを用いる数回
の洗浄工程を行い、それに続いて発色液(36μMの5’−ブロモ−4−クロロ
−3−インドリルホスフェート、400μMのニトロブルーテトラゾリウム、1
00mMのTris−HCl、pH9.5、100mMのNaCl、5mMのM
gCl2 )を用いて室温で、バンドが見えるようになるまでアルカリホスファタ
ーゼ検出反応を行う。
lの完全フロイントアジュバントまたは不完全フロイントアジュバントとを免疫
毎に使用する。
ナル抗体を検出する。
mlの完全フロイントアジュバントまたは不完全フロイントアジュバントとを免
疫毎に使用する。上記融合タンパク質を、4回目の免疫において0.5ml(ア
ジュバントなし)に溶解させる。
ノクローナル抗体を検出する。
検出を以下のように行った:標準的な方法により、hexa−His−Tag(
6H)、DHBV−ZPPおよびeGFP(増強されたグリーン蛍光タンパク質
)からなる融合タンパク質を実施例1と同様に大腸菌発現系において調製した。
キアジェン社のpQEベクター系を用いた。このタンパク質(DHBV42−5
3eGFP)を単離した。wt6HeGFP(6HisおよびeGFPの融合タ
ンパク質)を対照実験に用いた。次いで、293細胞を、これらのタンパク質の
存在下で10および20分間インキュベートした。上記タンパク質を、1μMの
濃度で培地に添加した。10または20分後、細胞を溶解させ、細胞のサイトゾ
ル画分を超遠心により単離した。
s−tag特異的抗体(図6、レーン1〜4)(キアジェン社の抗hexa−h
is6)またはeGFP特異的抗体(クロンテック(Clontech)社の抗
−eGFP)(図6、レーン5〜8)を用いてウエスタンブロットにより検出し
た。ペルオキシダーゼ結合二次抗体(アマシャム(Amersham)社の抗マ
ウスHRP、抗ウサギHRP)を検出に用いた。
、細胞(サイトゾル)へのタンパク質の内部移行が10分後(レーン2、6)ま
たは20分後(4、8)に観察され得、一方、細胞透過性を媒介する配列を欠失
した対照タンパク質wt6HeGFPの場合、それは10分後(レーン1、5)
にも20分後(レーン3、7)にも観察され得ないことが示される。
しうることを示す。
よびDNA配列を示す。
f1キナーゼの活性化を示す。レーン4および5は、その阻害を示す。レーン6
および7は、ZPP−PLAP(ZPP−KLAP)変異体が阻害効果を有しな
いことを示す。
水性指標プロフィールを示す。
フを示す。
モチーフを示す。
示す。
Claims (11)
- 【請求項1】 下記のアミノ酸配列: XoiioXXioXiX 〔式中、X=可変性アミノ酸(親水性、疎水性または荷電性の側鎖を有する) o=疎水性アミノ酸 i=親水性アミノ酸〕 を含有してなり、非天然のHBV表面タンパク質である、細胞透過媒介性ポリペ
プチド(ZPP)。 - 【請求項2】 図1のアミノ酸配列またはそれとは1個もしくはそれ以上の
アミノ酸が異なるアミノ酸配列を含有し、かつ非天然のHBV表面タンパク質で
あり、ここで後者のアミノ酸配列のDNA配列は図1のDNAとハイブリダイズ
する、請求項1記載の細胞透過媒介性ポリペプチド(ZPP)。 - 【請求項3】 請求項1または2記載のZPPをコードする核酸。
- 【請求項4】 DNAである請求項3の記載の核酸。
- 【請求項5】 (a) 図1のDNAまたはそれとは1もしくはそれ以上の
塩基対が異なるDNA、ここで後者のDNAは図1のDNAとハイブリダイズし
、かつ天然のHBV表面タンパク質をコードしない、または (b) 縮重遺伝コードにより(a)のDNAと関連するDNA を含有してなる、請求項4記載のDNA。 - 【請求項6】 請求項3、4または5記載の核酸を含有してなる発現プラス
ミド。 - 【請求項7】 請求項6記載の発現プラスミドを含んでなる形質転換体。
- 【請求項8】 請求項7記載の形質転換体を適切な条件下で培養する工程を
含む、ZPPの調製方法。 - 【請求項9】 請求項1または2記載のZPPに対する抗体。
- 【請求項10】 物質の細胞透過を媒介するための請求項1または2記載の
ZPPの使用。 - 【請求項11】 物質がポリペプチド、核酸および化学物質を含む、請求項
10記載の使用。
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