JP2003510073A - Creating Variable Length and Variable Sequence Linker Regions for Dual or Multi-Domain Molecules - Google Patents

Creating Variable Length and Variable Sequence Linker Regions for Dual or Multi-Domain Molecules

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JP2003510073A
JP2003510073A JP2001526926A JP2001526926A JP2003510073A JP 2003510073 A JP2003510073 A JP 2003510073A JP 2001526926 A JP2001526926 A JP 2001526926A JP 2001526926 A JP2001526926 A JP 2001526926A JP 2003510073 A JP2003510073 A JP 2003510073A
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nucleic acid
repeating
linker
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スティーブン ジェイ. ラインル,
ジョン エイ. リンドボー,
トーマス ターペン,
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Large Scale Biology Corp
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    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/62DNA sequences coding for fusion proteins

Abstract

(57)【要約】 リンカー領域によって連結される、それぞれ2つ以上の核酸ドメインまたはポリペプチドドメインを有するDNA、RNAまたはタンパク質分子を作成するための方法および組成物が開示される。これらの方法は、二重ドメインまたは多重ドメインポリペプチドをコードする核酸の無作為のリンカーライブラリーを作成するために使用される。リンカー領域は、長さおよび配列の両方の可変性によって特徴付けられる。二重または多重ドメインポリペプチドの上記のライブラリーは、好ましくは、植物細胞中において作成される。   (57) [Summary] Disclosed are methods and compositions for making DNA, RNA or protein molecules having two or more nucleic acid or polypeptide domains, respectively, linked by a linker region. These methods are used to generate a random linker library of nucleic acids encoding a dual domain or multiple domain polypeptide. The linker region is characterized by both length and sequence variability. The above libraries of double or multi domain polypeptides are preferably made in plant cells.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 (発明の分野) 分子生物学の分野におけるこの発明は、長さおよび配列において異なるリンカ
ーのライブラリーによってドメインが結合される、二重ドメイン核酸および/ま
たはタンパク質のライブラリーに関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention in the field of molecular biology relates to a library of dual domain nucleic acids and / or proteins in which the domains are linked by a library of linkers that differ in length and sequence.

【0002】 (発明の背景) 二重ドメインポリペプチドまたはこのようなポリペプチドをコードする二重ド
メイン核酸は、パターン化された後、元のポリペプチドまたは核酸と比較して新
しい、有利な性質を有し得る。このようなポリペプチドドメインは、一般的に、
リンカー領域またはリンカードメインを使用して連結される。このようなポリペ
プチド構築物の一般的な命名は、D1−L−D2であり、ここでD1およびD2は、
同一であるかまたは異なった2つの構造ドメインであり、そしてLはリンカーで
ある。例えば、リンカードメインと結合した膜貫通タンパク質アデニルシクラー
ゼの2つの細胞質ドメインは、は、可溶性タンパク質を形成する(Tangら、
Science,268:1769−1772(1995))。アデニルシクラ
ーゼ(これは、酵素学的活性を有する)のこの可溶性形態の利点は、天然の酵素
よりもはるかに高い量で産生され得るということである(Dessuerら、J
.Biol.Chem.,16967−16974(1996))。
BACKGROUND OF THE INVENTION Dual domain polypeptides, or dual domain nucleic acids encoding such polypeptides, after patterning, exhibit new and advantageous properties as compared to the original polypeptide or nucleic acid. Can have. Such a polypeptide domain is typically
Linked using a linker region or linker domain. The common nomenclature for such polypeptide constructs is D 1 -L-D 2 , where D 1 and D 2 are
There are two structural domains that are the same or different, and L is a linker. For example, the two cytoplasmic domains of the transmembrane protein adenyl cyclase linked to a linker domain form a soluble protein (Tang et al.,
Science, 268: 1769-1772 (1995)). The advantage of this soluble form of adenyl cyclase, which has enzymatic activity, is that it can be produced in much higher amounts than the native enzyme (Desuer et al., J.
. Biol. Chem. , 16967-16974 (1996)).

【0003】 2つのドメインの連結によって産生される別のタイプのポリペプチドは、単鎖
抗体またはscFvである。これらの単鎖ポリペプチドは、選択された免疫グロ
ブリン(Ig)の重(H)鎖および軽(L)鎖の可変(V)領域を含み、そして
そのサイズの画分であるが、天然のIgの抗原結合部位を再創出する(Sker
ra,A.ら、(1988)Science,240:1038−1041;P
luckthun,A.ら、(1989)Methods Enzymol.1
78:497−515;Winter,G.ら(1991)Nature,34
9:293−299:Birdら(1988)Science 242:423
;Hustonら(1988)Proc.Natl.Acad.Sci.USA
85:5879;米国特許第4,704,692号、同4,853,871号
、同4,946,778号、同5,260,203号、同5,455,030号
)。J.Hustonらの多数の米国特許および国際特許公開は、種々の2つの
鎖または2つのドメインタンパク質を開示し、これは単鎖抗体を含み、リンカー
ペプチドによって結合され、そして、必要に応じて、切断部位を含む(米国特許
第5888773号、同5877305号、同5861156号、583784
6号、同5753204号、同5534254号、同5525491号、同54
82858号、同5476786号、同5330902号、同5302526号
、同5258498号、同5132405号、同5091513号、同5013
653号、WO9323537A1(25−NOV−1993))。
Another type of polypeptide produced by the joining of two domains is a single chain antibody or scFv. These single chain polypeptides contain the variable (V) regions of the heavy (H) and light (L) chains of a selected immunoglobulin (Ig) and are a fraction of that size of native Ig. Recreates the antigen-binding site of (Sker
ra, A.A. Et al., (1988) Science, 240: 1038-1041; P.
luckthun, A .; Et al. (1989) Methods Enzymol. 1
78: 497-515; Winter, G. et al. Et al. (1991) Nature, 34.
9: 293-299: Bird et al. (1988) Science 242: 423.
Huston et al. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA
85: 5879; U.S. Pat. Nos. 4,704,692, 4,853,871, 4,946,778, 5,260,203, and 5,455,030). J. A number of US patents and international patent publications by Huston et al. Disclose various two chain or two domain proteins, including single chain antibodies, linked by a linker peptide, and optionally a cleavage site. (US Pat. Nos. 5,888,773, 5,877,305, 5,861,156, 583784).
No. 6, No. 5753204, No. 5534254, No. 5525491, No. 54
Nos. 82858, 5476786, 5330902, 5302526, 5258498, 5132405, 5091513, 5013.
653, WO 9323537A1 (25-NOV-1993)).

【0004】 scFvは、ペプチドリンカーによって結合された、そのN末端のVHドメイ
ンおよびそのC末端のVLドメイン(またはその逆)から構成される。VHおよび
L領域の正確な折り畳みは、scFvによる抗原結合能力の保持のために重要
である。リンカー領域の長さおよび配列は、正しい折り畳みおよび生物学的機能
のための重要なパラメーターである。scFv鎖は、より大きいFvフラグメン
トまたはさらに大きいIg分子(これらは4鎖複合体である)より発現するのが
より簡単である。
The scFv is composed of its N-terminal V H domain and its C-terminal V L domain (or vice versa) joined by a peptide linker. Correct folding of the VH and VL regions is important for retention of antigen binding capacity by the scFv. The length and sequence of the linker region are important parameters for proper folding and biological function. The scFv chains are easier to express than larger Fv fragments or even larger Ig molecules, which are 4-chain complexes.

【0005】 リボザイムは、リボザイムにおける特定の標的配列に対して相補的な核酸配列
を含む他のRNA分子を切断する触媒性RNA分子である。2つのリボザイムド
メインのような2つの同一または異なる核酸ドメインは結合され、1以上のRN
A基質構造に作用し得る二機能性リボザイムを作成し得る。リボザイムを構築す
る一般的な方法(ハーピンリボザイム、ハンマーヘッド型リボザイムおよびRN
Ase Pリボザイムを含む)が当該分野で公知である。Castanotto
ら(1994)Advances in Pharmacology,25:2
89−317,reviews ribozymes(I群、ハンマーヘッド型
、アクスヘッド型、ハーピンおよびRNAse Pを含む)。所望の特異的配列
(例えば、HIV配列)を上手く標的化し得るリボザイムが記載されてきた(H
o,A.ら、WO9426877(1994);Yuら(1993)Proc.
Natl.Acad.USA,90:6340−6344、およびDropul
icら(1992)J.Virol.,66:1432−1441)。
Ribozymes are catalytic RNA molecules that cleave other RNA molecules that contain a nucleic acid sequence that is complementary to a particular target sequence in the ribozyme. Two identical or different nucleic acid domains, such as two ribozyme domains, are linked to one or more RN
Bifunctional ribozymes can be created that can act on the A substrate structure. General methods for constructing ribozymes (harpin ribozyme, hammerhead ribozyme and RN
Ase P ribozymes) are known in the art. Castanotto
Et al. (1994) Advances in Pharmacology, 25: 2.
89-317, reviews ribozymes (including group I, hammerhead type, axhead type, harpin and RNAse P). Ribozymes have been described that can successfully target desired specific sequences (eg, HIV sequences) (H
o, A. Et al., WO9426877 (1994); Yu et al. (1993) Proc.
Natl. Acad. USA, 90: 6340-6344, and Dropul.
ic et al. (1992) J. Am. Virol. 66: 1432-1441).

【0006】 ハンマーヘッド型リボザイムおよびハーピンリボザイムは、アンチセンス活性
およびエンドリボヌクレオチドアーゼ活性を有する触媒性分子である。これらの
細胞内発現は、例えば、HIV感染に対する有意な抵抗性を付与し得る。ハンマ
ーヘッドリボザイムは、Rossieら(1991)Pharmac.Ther
.,50:245−254;Forsterら(1987)Cell,48:2
11−220;Uhlenbeck,OC(1987)Nature,328:
596−600;Haseloff,J.ら(1988)Nature,334
:334:585;Dropulicら、前出;およびCastanottoら
、前出、および本明細書中に引用された参考文献に記載される。ハーピンリボザ
イムは、Hampelら(1990)Nucl.Acids Res.,18:
299−304;Hampelら、EP0360257(1990);Hase
loff,J.P.ら、米国特許第5,254,678号(1993);Kra
us,G.ら、米国特許第5,958,768号(1999);Ho,A.ら、
WO9426877(1994);Ojwangら(1992)Proc.Na
tl.Acad.USA,89:10802−10806;Yamadaら(1
994)Gene Therapy 1:39−45;Leavittら(19
95)Proc.Natl.Acad.USA,92:699−703;Lea
vittら、Human Gene Therapy,5:1151−1120
;ならびにYamadaら(1994)Virology,205:121−1
26に記載される。
Hammerhead ribozymes and harpin ribozymes are catalytic molecules with antisense and endoribonucleotidease activities. Their intracellular expression may confer, for example, significant resistance to HIV infection. Hammerhead ribozymes are described in Rossie et al. (1991) Pharmac. Ther
. , 50: 245-254; Forster et al. (1987) Cell, 48: 2.
11-220; Uhlenbeck, OC (1987) Nature, 328:
596-600; Haseroff, J. et al. Et al. (1988) Nature, 334.
: 334: 585; Dropulic et al., Supra; and Castanotto et al., Supra, and references cited herein. Harpin ribozymes are described in Hampel et al. (1990) Nucl. Acids Res. , 18:
299-304; Hampel et al., EP 0360257 (1990); Hase.
loff, J.M. P. Et al., U.S. Pat. No. 5,254,678 (1993); Kra.
us, G. U.S. Pat. No. 5,958,768 (1999); Ho, A. et al. ,
WO9426877 (1994); Ojwang et al. (1992) Proc. Na
tl. Acad. USA, 89: 10802-10806; Yamada et al. (1
994) Gene Therapy 1: 39-45; Leavitt et al. (19).
95) Proc. Natl. Acad. USA, 92: 699-703; Lea.
Vitt et al., Human Gene Therapy, 5: 1151-1120.
And Yamada et al. (1994) Virology, 205: 121-1.
26.

【0007】 利便性のために、1つ以上の塩基が存在し得る位置を示すための慣例的な単一
文字ヌクレオチドコードを表1に提供する。
For convenience, the conventional single letter nucleotide code is provided in Table 1 to indicate the positions where one or more bases may be present.

【0008】[0008]

【表1】 (r:y対を形成する際、r=gの場合に明らかにy=cなど) ハーピンリボザイムについての代表的な基質配列は、nnng/cn*guc
nnnnnnnn(ここで、n*gは切断部位である)。ハンマーヘッド型リボ
ザイムは、任意のnux配列で切断する。従って、ハーピンリーダー配列内の同
一の基質標的、gucは、ハンマーヘッド型リボザイムによって標的可能である
[Table 1] (When forming an r: y pair, clearly y = c when r = g, etc.) A typical substrate sequence for a harpin ribozyme is nnnng / cn * guc.
nnnnnnnn (where n * g is the cleavage site). The hammerhead ribozyme cleaves at any nux sequence. Thus, the same substrate target, guc, within the harpin leader sequence can be targeted by the hammerhead ribozyme.

【0009】 2つのDNAドメインはまた、二重ドメインDNA分子を形成するために連結
され得る。特定のDNAドメインは、DNAポリメラーゼ、エンドヌクレアーゼ
、および転写因子のようなタンパク質に結合する。従って、2つの連結したDN
Aドメインは、1つ以上のDNA結合タンパク質に結合する二重ドメインDNA
分子を形成するために連結され得る。
The two DNA domains can also be joined to form a dual domain DNA molecule. Specific DNA domains bind proteins such as DNA polymerases, endonucleases, and transcription factors. Therefore, two connected DNs
A domain is a dual domain DNA that binds to one or more DNA binding proteins
Can be linked to form a molecule.

【0010】 当業者は、1つ以上の機能を有する二重ドメイン核酸またはポリペプチドを形
成するために有利に連結され得る他の核酸またはポリペプチドの存在を知ってい
る。当業者はまた、このような産物を生じる方法の一般的な好ましさを認識する
The person skilled in the art is aware of the presence of other nucleic acids or polypeptides which can be advantageously linked to form dual domain nucleic acids or polypeptides having one or more functions. One of ordinary skill in the art will also recognize the general preference of methods for producing such products.

【0011】 二重ドメインDNA、リボザイムまたはタンパク質分子の所望の特性は、(1
)DNAドメインを構成する、(2)リボザイム配列をコードする、かまたは(
3)タンパク質ドメインをコードする核酸を修飾することによって最適化され得
る。このことは種々の慣例的な技術を介して達成される。1つのアプローチにお
いて、リンカー領域の配列または長さは、二重ドメイン分子を最適化するために
変更され得る。このリンカー領域の長さおよび配列は、確かに、二重ドメインタ
ンパク質の機能に重要である。
The desired properties of the dual domain DNA, ribozyme or protein molecule are (1
) Constitutes a DNA domain, (2) encodes a ribozyme sequence, or (
3) It can be optimized by modifying the nucleic acid encoding the protein domain. This is accomplished via various conventional techniques. In one approach, the sequence or length of the linker region can be altered to optimize the dual domain molecule. The length and sequence of this linker region are certainly important for the function of the dual domain protein.

【0012】 種々のペプチド長を有するscFv二重ドメインタンパク質を産生する方法は
、当該分野で公知である(例えば、米国特許第5,837,242号)。リンカ
ーの配列または長さにおける変化は、安定性、プロテアーゼ感受性、結合活性お
よびscFvの発現レベルに有害な影響を与え得る。なぜなら、二重ドメインポ
リペプチドの機能に対するリンカー配列または長さにおける変化の影響は、一般
的に予想不可能であるが、リンカーの特定のアミノ酸残基を変更することまたは
その全体の長さを変更することのバイオアベイラビリティーに対する影響は、一
般的に、先天的に決定され得ない。
Methods for producing scFv double domain proteins with various peptide lengths are known in the art (eg, US Pat. No. 5,837,242). Changes in the sequence or length of the linker can deleteriously affect stability, protease sensitivity, avidity and scFv expression levels. Because the effect of changes in the linker sequence or length on the function of the dual domain polypeptide is generally unpredictable, changing a particular amino acid residue in the linker or changing its overall length. The impact of doing on bioavailability cannot generally be determined a priori.

【0013】 従って、D1−L−D2(またはより大きい次数)構造(ここで、Lは無作為の
長さおよび配列を有する)をコードする核酸ライブラリーの作成を可能にする方
法の必要性が存在する。二重ドメインタンパク質はライブラリーから発現され得
、そして、目的の性質が分析され得る。一旦タンパク質が「最適な」性質を有す
ると同定されると、その配列は、そのタンパク質をコードするクローンのヌクレ
オチド配列を解決することによって決定され得る。このアプローチは、所望の性
質を有するクローンを見出するまで、個々のクローンを作成および試験する必要
性を取り除く。
Therefore, there is a need for a method that allows the generation of nucleic acid libraries encoding D 1 -L-D 2 (or higher order) structures, where L has a random length and sequence. There is sex. Dual domain proteins can be expressed from the library and analyzed for properties of interest. Once a protein is identified as having "optimal" properties, its sequence can be determined by resolving the nucleotide sequence of the clone encoding the protein. This approach eliminates the need to make and test individual clones until a clone with the desired properties is found.

【0014】 ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、異なった配列または異なった長さを有す
るリンカーによって連結された二つのドメインを有する核酸産物のライブラリー
を作成するために使用される。核酸の集団のリンカー領域に無作為の長さおよび
無作為の配列の両方を同時に導入するのを可能にする方法は現在利用可能ではな
い。
The polymerase chain reaction (PCR) is used to create a library of nucleic acid products that have two domains linked by linkers that have different sequences or different lengths. No methods are currently available that allow the simultaneous introduction of both random lengths and sequences into the linker region of a population of nucleic acids.

【0015】 (発現系) 異種タンパク質についての多数の発現系が当該分野で公知である。これらは、
迅速および豊富な産生の利点を有する細菌系を含むが、多くの場合において、適
切に折り畳まれたそして可溶性のタンパク質を産生することが不可能であること
によって制限されている(タンパク質が変性および再生のサイクルに対して感受
性でない場合)。バキュロウイルス系は、昆虫細胞の分泌経路を通って発現を駆
動し、これによって、タンパク質可溶性の改善の可能性を増加する(Kretz
schmar,T.ら(1996)J.Immunol.Methods 19
5:93−101;Brocks,B.ら(1997)、Immunotech
nology 3:173−184)。ウイルスを操作することおよび昆虫細胞
を増殖することは、時間浪費であり得、費用がかかり得るので、この系は、特定
の型のタンパク質の発現(例えば、腫瘍特異的またはイディオタイプのscFv
ポリペプチドのような個体特異的タンパク質)についてより適していない。従っ
て、有用な二重特異性タンパク質(この1つの例は、B細胞リンパ腫を処置する
ためのイディオタイプのscFvワクチンである)を産生するために、当該分野
において適切な迅速で経済的な発現系の必要性が存在する。本発明はこの必要を
述べる。
Expression Systems Many expression systems for heterologous proteins are known in the art. They are,
Includes bacterial systems that have the advantage of rapid and abundant production, but is often limited by the inability to produce properly folded and soluble proteins (protein denaturation and refolding). If not sensitive to the cycle of). The baculovirus system drives expression through the secretory pathway of insect cells, thereby increasing the likelihood of improved protein solubility (Kretz.
schmar, T .; (1996) J. Immunol. Methods 19
5: 93-101; Blocks, B .; Et al. (1997), Immunotech
(Nology 3: 173-184). Since manipulating viruses and propagating insect cells can be time consuming and costly, this system uses expression of certain types of proteins (eg, tumor-specific or idiotype scFv).
Less suitable for individual-specific proteins such as polypeptides). Therefore, a rapid and economical expression system suitable in the art to produce useful bispecific proteins, one example of which is the idiotypic scFv vaccine for treating B-cell lymphomas. There is a need for. The present invention addresses this need.

【0016】 (発明の要旨) 本発明者らは、適切なコード核酸由来の二重ドメインまたは多重(>2)ポリ
ペプチドのライブラリーを作成するアプローチを思いつき、このライブラリーは
、ポリペプチドドメインの各対を連結する無作為なリンカーを有するメンバーに
よって特徴付けられ、ここで、無作為なリンカーは、種々の長さおよび配列を有
する。このリンカーをコードするヌクレオチド配列は、変性トリプレット塩基の
反復パターンを含む。第一および第二(および/またはより高い次数)のドメイ
ンは、お互いに同一または異なり得る。全体のリンカー領域のアミノ酸組成物は
、1と約12との間の異なったアミノ酸をコードする変性トリプレット塩基の各
反復パターンを有する1と約20との間の異なったアミノ酸を含み得る。好まし
いリンカー長は、1〜50アミノ酸で変化する。1つの実施形態において、ポリ
ヌクレオチドは、単鎖免疫グロブリンまたは単鎖抗体(scFv)分子であり得
、ここで、1つのドメインは、免疫グロブリンVHドメインであり、そして他方
のドメインは、免疫グロブリンVLドメインであり得る。
SUMMARY OF THE INVENTION The inventors have come up with the approach of creating a library of dual domain or multiple (> 2) polypeptides derived from the appropriate encoding nucleic acid, which library comprises Characterized by members with random linkers connecting each pair, where the random linkers have varying lengths and sequences. The nucleotide sequence encoding this linker contains a repeating pattern of degenerate triplet bases. The first and second (and / or higher order) domains can be the same or different from each other. The amino acid composition of the overall linker region can include between 1 and about 20 different amino acids with each repeating pattern of modified triplet bases encoding between 1 and about 12 different amino acids. The preferred linker length varies from 1 to 50 amino acids. In one embodiment, the polynucleotide may be a single chain immunoglobulin or single chain antibody (scFv) molecule, wherein one domain is an immunoglobulin V H domain and the other domain is an immunoglobulin. It can be a V L domain.

【0017】 より具体的には、本発明は、二重ドメイン核酸分子のライブラリーに関し、核
酸分子の各々は、(a)第1および第2のドメイン;(b)ドメインを分離およ
び連結する工程であって、リンカーが、(i)サイズおよびヌクレオチド配列に
おいて異なり、(ii)変性反復トリプレットヌクレオチドの反復パターンから
なる、リンカーの無作為のライブラリーのメンバーである工程を包含する。 上記のライブラリーにおいて、リンカーの変性反復トリプレットヌクレオチドの
反復パターンは、以下の性質: (i)各反復トリプレットの位置1が、反復トリプレットの位置2と同一のヌク
レオチドではあり得ない、性質;または (ii)各反復トリプレットの位置2が、反復トリプレットの位置3と同一のヌ
クレオチドではあり得ない、性質;または (iii)各反復トリプレットの位置1が、反復トリプレットの位置3と同一の
ヌクレオチドではあり得ない、性質を有する。
More specifically, the invention relates to a library of dual domain nucleic acid molecules, each of the nucleic acid molecules comprising: (a) a first and a second domain; and (b) separating and linking the domains. Wherein the linker is (i) a member of a random library of linkers that differs in size and nucleotide sequence and consists of (ii) a repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides. In the above library, the repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides of the linker has the following properties: (i) position 1 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 2 of the repeating triplet; or ( ii) position 2 of each repeating triplet may not be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet; or (iii) position 1 of each repeating triplet may be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet. Not having a property.

【0018】 好ましくは、各反復トリプレットの第1の位置および第2の位置のヌクレオチ
ドが、デオキシアデノシン、デオキシグアノシン、デオキシシチジンまたはデオ
キシチミジンの任意の2つから選択される。別の実施形態において、(i)各反
復トリプレットの位置1が、デオキシアデノシンまたはデオキシグアノシンであ
って;(ii)各反復トリプレットの位置2が、デオキシシチジンまたはデオキ
シグアノシンであって;そして(iii)各反復トリプレットの位置3が、デオ
キシチミジンである。
Preferably, the nucleotide at the first and second position of each repeating triplet is selected from any two of deoxyadenosine, deoxyguanosine, deoxycytidine or deoxythymidine. In another embodiment, (i) position 1 of each repeating triplet is deoxyadenosine or deoxyguanosine; (ii) position 2 of each repeating triplet is deoxycytidine or deoxyguanosine; and (iii) Position 3 of each repeating triplet is deoxythymidine.

【0019】 別の実施形態において、変性トリプレット塩基の2つの異なった反復パターン
は、二重ドメイン分子を作成するために使用されたリンカーの集団を作成するよ
うに組み合わせられる。変性トリプレット塩基の異なった反復パターンの組み合
わせは、集団から獲得されるリンカー配列の複雑さを増加するために使用される
。異なった反復はまた、リンカー領域へ異なる構造的または生化学的性質を導入
するために使用され得る。例えば、変性トリプレットvwcおよび変性トリプレ
ットnvtは、非鋳型配列として使用される。この例において、変性リンカー配
列は、(vwc)x(nvt)yであって、ここで、x=1〜20およびy=1〜
20である。この組み合わせは、各反復内のアミノ酸および異なるリンカーの長
さの異なった組み合わせを含むリンカーを産生する。
In another embodiment, two different repeating patterns of denatured triplet bases are combined to create the population of linkers used to create the dual domain molecule. The combination of different repeating patterns of denatured triplet bases is used to increase the complexity of linker sequences obtained from the population. Different repeats can also be used to introduce different structural or biochemical properties into the linker region. For example, denatured triplet vwc and denatured triplet nvt are used as non-template sequences. In this example, the degenerate linker sequence is (vwc) x (nvt) y , where x = 1-20 and y = 1-
Twenty. This combination produces linkers containing different combinations of amino acids within each repeat and different linker lengths.

【0020】 上記ライブラリーの1つの実施形態において、少なくとも1つのドメインはタ
ンパク質に結合する。別の実施形態において、ドメインの両方はタンパク質に結
合する。
In one embodiment of the above library, at least one domain binds a protein. In another embodiment, both domains bind a protein.

【0021】 さらに別の実施形態において、ドメインの少なくとも1つ、好ましくは両方は
、ライブラリーのメンバーではない核酸に結合する。 上記核酸ライブラリーのいずれかにおいて、第一および第二のドメインは、好ま
しくは、コード配列である。 上記のように、ライブラリーは、好ましくは、植物または植物細胞において作成
される。 本発明はまた、上記のライブラリーから選択された二重ドメインまたは多重ドメ
イン核酸分子を提供する。
In yet another embodiment, at least one of the domains, preferably both, binds a nucleic acid that is not a member of the library. In any of the above nucleic acid libraries, the first and second domains are preferably coding sequences. As mentioned above, the library is preferably made in plants or plant cells. The invention also provides a double domain or multidomain nucleic acid molecule selected from the above library.

【0022】 二重ドメインポリペプチド分子のライブラリーがまた提供され、二重ドメイン
ポリペプチド分子の各々が式D1−L−D2(N末端からC末端まで続く)によっ
て記載され、ここで、 (a)D1およびD2はポリペプチドドメインであり、そして、 (b)Lは、ペプチド、またはサイズおよび配列において異なるリンカーの無
作為のライブラリーのメンバーであるペプチドリンカーであって、ライブラリー
が変性反復トリプレットヌクレオチドの反復パターンからなる核酸によってコー
ドされる。
A library of dual domain polypeptide molecules is also provided, wherein each of the dual domain polypeptide molecules is described by the formula D 1 -LD 2 (continuing from N-terminal to C-terminal), wherein (A) D 1 and D 2 are polypeptide domains, and (b) L is a peptide or peptide linker that is a member of a random library of linkers that differ in size and sequence, wherein the library Is encoded by a nucleic acid consisting of a repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides.

【0023】 好ましい実施形態において、本発明は、多重ドメインポリペプチド分子のライ
ブラリーに関し、多重ドメインポリペプチド分子の各々はポリペプチドドメイン
Dを含み、Dの各対はペプチドまたはペプチドリンカーLによって連結され、各
分子は式Dxyによって記載され、ここで、xは、2と約nとの間の整数であっ
て、ここで、任意の値のx、yは好ましくはx−1であるという条件で、nは好
ましくは約20であって、yは、1と(n−1)との間の任意の数であって;D 1 は、単一のC末端リンカーに結合され;Dn(「最終」C末端ドメイン)は、単
一のN末端リンカーに結合され;Dn-1に対する各D2は、N末端およびC末端リ
ンカーに結合され;各Lは、サイズおよび配列において異なるリンカーの無作為
のライブラリーのメンバーであって、このリンカーライブラリーが、変性反復ト
リプレットヌクレオチドの反復パターンからなる核酸配列によってコードされる
。 好ましいライブラリーは、二重ドメインポリペプチド分子のライブラリーであっ
て、二重ドメインポリペプチド分子の各々が式D1−L−D2によって記載され、
ここで、 (a)D1およびD2はポリペプチドドメインであり、そして、 (b)Lは、ペプチド、またはサイズおよび配列において異なるリンカーの無
作為のライブラリーのメンバーであるペプチドリンカーであって、このライブラ
リーが変性反復トリプレットヌクレオチドの反復パターンからなる核酸配列によ
ってコードされる。
[0023]   In a preferred embodiment, the invention provides a library of multidomain polypeptide molecules.
With respect to Bulley, each of the multi-domain polypeptide molecules has a polypeptide domain
D, each pair of D being linked by a peptide or peptide linker L
The numerator is formula DxLy, Where x is an integer between 2 and about n
Then, n is preferably given that x and y of arbitrary values are preferably x−1.
Preferably about 20 and y is any number between 1 and (n-1); D 1 Is attached to a single C-terminal linker; Dn(The "final" C-terminal domain) is a single
Attached to one N-terminal linker; Dn-1For each D2Is the N-terminal and C-terminal
Randomization of linkers where each L differs in size and sequence.
Which is a member of a library of
Encoded by a nucleic acid sequence consisting of a repeating pattern of ripplet nucleotides
. A preferred library is a library of dual domain polypeptide molecules.
And each of the dual domain polypeptide molecules has the formula D1-LD2Described by
here,   (A) D1And D2Is a polypeptide domain, and   (B) L is a peptide or the absence of linkers that differ in size and sequence.
This library is a peptide linker that is a member of an artificial library.
Is a nucleic acid sequence consisting of a repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides.
Is coded.

【0024】 上記の二重ドメインポリペプチド分子のライブラリー、または多重ドメインポ
リペプチド分子のライブラリーにおいて、ライブラリーの各リンカーが、好まし
くは、 (i)約1と50アミノ酸残基の長さを有し、そして(ii)1と約20との間
の異なったアミノ酸からなり、そして(iii)変性トリプレット塩基の反復パ
ターンの各々が、1と約12との間の異なったアミノ酸をコードする。 上記の二重ドメインポリペプチド分子または多重ドメインポリペプチド分子のラ
イブラリーにおいて、リンカーをコードする変性反復トリプレットヌクレオチド
の反復したパターンが、好ましくは、以下の性質: (i)各反復トリプレットの位置1が、反復トリプレットの位置2と同一のヌク
レオチドではあり得ない、性質;または (ii)各反復トリプレットの位置2が、反復トリプレットの位置3と同一のヌ
クレオチドではあり得ない、性質;または (iii)各反復トリプレットの位置1が、反復トリプレットの位置3と同一の
ヌクレオチドではあり得ない、性質を有する。
In the above library of dual domain polypeptide molecules, or library of multidomain polypeptide molecules, each linker of the library preferably comprises (i) a length of about 1 and 50 amino acid residues. And (ii) consists of between 1 and about 20 different amino acids, and (iii) each of the repeating patterns of modified triplet bases encodes between 1 and about 12 different amino acids. In the above library of dual domain or multi-domain polypeptide molecules, a repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides encoding a linker preferably has the following properties: (i) position 1 of each repeating triplet , (Ii) not be the same nucleotide as position 2 of the repeating triplet; or (ii) position 2 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet; or (iii) each Position 1 of the repeating triplet has the property that it cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet.

【0025】 好ましくは、各反復トリプレットの第1の位置および第2の位置のヌクレオチ
ドが、デオキシアデノシン、デオキシグアノシン、デオキシシチジンまたはデオ
キシチミジンの任意の2つから選択される。その1つの実施形態において、(i
)各反復トリプレットの位置1が、デオキシアデノシンまたはデオキシグアノシ
ンであり;(ii)各反復トリプレットの位置2が、デオキシシチジンまたはデ
オキシグアノシンであり;そして、(iii)各反復トリプレットの位置3が、
デオキシチミジンである。
Preferably, the nucleotides at the first position and the second position of each repeating triplet are selected from any two of deoxyadenosine, deoxyguanosine, deoxycytidine or deoxythymidine. In one embodiment thereof, (i
) Position 1 of each repeating triplet is deoxyadenosine or deoxyguanosine; (ii) position 2 of each repeating triplet is deoxycytidine or deoxyguanosine; and (iii) position 3 of each repeating triplet,
It is deoxythymidine.

【0026】 二重または多重ドメインポリペプチドの上記のライブラリーは、好ましくは、
植物細胞において作成される。
The above libraries of dual or multi-domain polypeptides are preferably
Created in plant cells.

【0027】 本発明の特定の実施形態は、上記のライブラリーから選択される任意の二重ド
メイン(または多重ドメインン)ポリペプチド分子を含む。1つの実施形態は、
上記ライブラリーから選択される3つのドメインペプチドを提供し、このドメイ
ンは、第3のポリペプチドドメインに連結された二重ドメインscFvポリペプ
チドである。第3のドメインは、好ましくは、治療有用性を有する毒素ポリペプ
チドもしくは診断的有用性を有する酵素であるか、または、研究ツールとして使
用される。前述のポリペプチドは、好ましくは、植物細胞において産生される。
Certain embodiments of the invention include any dual domain (or multidomain) polypeptide molecule selected from the libraries described above. One embodiment is
Providing a three domain peptide selected from the above library, this domain is a dual domain scFv polypeptide linked to a third polypeptide domain. The third domain is preferably a toxin polypeptide with therapeutic utility or an enzyme with diagnostic utility, or used as a research tool. The aforementioned polypeptides are preferably produced in plant cells.

【0028】 この発明は、上記の二重ドメイン核酸のライブラリーを作成する方法にさらに
関し、この方法は、以下の工程; a.第1および第2のドメインを含む2つの鋳型DNA配列を獲得する工程、 b.第1および第2のドメインを増幅する増幅プライマー対を調製する工程であ
って、各プライマー対は上流プライマーおよび下流プライマーを含み、各プライ
マーは5’末端および3’末端を有し、ここで、第1のドメインの下流プライマ
ーまたは第2のドメインの上流プライマーが、非鋳型プライマーを含み、 非鋳型配列が変性した反復トリプレットヌクレオチドの反復パターンを含
み、ここで、変性反復トリプレットヌクレオチドの反復パターンの5’末端のト
リプレットの少なくとも2つが、同一の変性配列を有する、工程; c.非鋳型配列において異なった長さおよび配列を有する核酸ドメインの少な
くとも1つの集団を産生するために増幅プライマーを使用してドメインを増幅す
る、工程;ならびに d.二重ドメイン分子の集団を産生するために工程(c)において産生された
核酸ドメインを連結する、工程、 を包含する。
The invention further relates to a method of making a library of the above dual domain nucleic acids, the method comprising the steps of: a. Obtaining two template DNA sequences containing the first and second domains, b. Preparing an amplification primer pair for amplifying the first and second domains, each primer pair comprising an upstream primer and a downstream primer, each primer having a 5'end and a 3'end, wherein: The downstream primer of the first domain or the upstream primer of the second domain comprises a non-templated primer, comprising a repeating pattern of repetitive triplet nucleotides in which the non-templated sequence is degenerate, wherein 5 of the repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides. 'At least two of the terminal triplets have identical degenerate sequences; c. Amplifying the domains using amplification primers to produce at least one population of nucleic acid domains having different lengths and sequences in the non-template sequence; and d. Ligating the nucleic acid domains produced in step (c) to produce a population of dual domain molecules.

【0029】 上記の方法において、プライマーの少なくとも1つにおける変性反復トリプレ
ットヌクレオチドの反復パターンは、好ましくは、以下の性質: (i)各反復トリプレットの位置1が、反復トリプレットの位置2と同一のヌク
レオチドではあり得ない、性質;または (ii)各反復トリプレットの位置2が、反復トリプレットの位置3と同一のヌ
クレオチドではあり得ない、性質;または (iii)各反復トリプレットの位置1が、反復トリプレットの位置3と同一の
ヌクレオチドではあり得ない、性質を有する。
In the above method, the repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides in at least one of the primers preferably has the following properties: (i) a nucleotide where position 1 of each repeating triplet is identical to position 2 of the repeating triplet. Property; or (ii) position 2 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet; or (iii) position 1 of each repeating triplet is It has the property that it cannot be the same nucleotide as position 3.

【0030】 上記二重ドメインまたは多重ドメインペプチド分子のライブラリーの1実施形
態において、10以上の残基長からなるライブラリーのリンカーは、少なくとも
3個の残基を含み、そして20以上の残基長からなるライブラリー中のリンカー
は、少なくとも4個の異なる残基を含む。
In one embodiment of the above library of dual-domain or multi-domain peptide molecules, the linker of the library of 10 or more residues in length comprises at least 3 residues and 20 or more residues. The linker in the library of lengths contains at least 4 different residues.

【0031】 上記方法において、ポリマーの少なくとも1個は、好ましくは、非鋳型エンド
ヌクレアーゼ認識部位を含む。
In the above method, at least one of the polymers preferably comprises a non-templated endonuclease recognition site.

【0032】 上記の方法において、鋳型DNA配列は、好ましくは、mRNAの逆転写によ
って産生される。
In the above method, the template DNA sequence is preferably produced by reverse transcription of mRNA.

【0033】 この方法は、さらに、二重ドメイン核酸の群をベクター中に連結する工程を包
含し、さらに、ベクターを宿主に導入する工程を包含する。これらの方法におい
て、この核酸ドメインは、一般に、ポリペプチドドメインをコードし、そしてこ
の方法はまた、好ましくは、二重ドメイン核酸によってコードされる二重ドメイ
ンポリペプチドを発現する工程も包含する。さらなる工程において、この方法は
、ベクターからRNAを翻訳する工程を包含し得る。
The method further comprises the step of ligating the group of dual domain nucleic acids into a vector and further the step of introducing the vector into a host. In these methods, the nucleic acid domain generally encodes a polypeptide domain, and the method also preferably comprises the step of expressing the dual domain polypeptide encoded by the dual domain nucleic acid. In a further step, the method may include the step of translating RNA from the vector.

【0034】 植物の発現のために、ベクターは、植物細胞中の核酸の複製および/または発
現と適合性である。この方法は、好ましくは、転写されたRNAを植物細胞に導
入する工程および二重ドメイン(または、多重ドメイン)ポリペプチドを発現す
る工程を包含する。
For plant expression, the vector is compatible with the replication and / or expression of nucleic acids in plant cells. The method preferably comprises introducing the transcribed RNA into a plant cell and expressing a dual domain (or multiple domain) polypeptide.

【0035】 本発明はまた、二重ドメインポリペプチドの群を提供するか、この群から選択
された二重ドメインポリペプチドが、上記方法によって産生される。好ましくは
、この群または選択されたポリペプチドは、植物細胞中で産生される。
The present invention also provides a group of dual domain polypeptides, or a dual domain polypeptide selected from this group is produced by the above method. Preferably, this group or selected polypeptides are produced in plant cells.

【0036】 二重ドメイン(または適切な改変体、多重ドメイン)ポリペプチドを産生する
方法がまた提供され、この方法は、以下の工程を包含する: (a)ポリペプチドの第1ドメインをリンカーの第1部分をコードする核酸に
結合させ、第1核酸構築物を産生する工程; (b)このリンカーの第2部分をコードする核酸をポリペプチドの第2ドメイ
ンをコードする核酸に結合させ、第2核酸構築物を産生する工程; (c)発現した場合に、ポリペプチドが式D1−L−D2によって記載されるよ
うなリンカーによって分離された第1ドメインおよび第2ドメインを有するよう
に、第1構築物および第2構築物をフレーム中の過渡的な植物発現ベクターに取
り込む工程; (d)ベクターで植物(または植物細胞)を形質移入し、この植物から過渡的
にポリペプチドを産生させる工程;ならびに (e)可溶性で、機能的に折り畳まれているタンパク質としてポリペプチドを
回収する工程。
Also provided is a method of producing a dual domain (or suitable variant, multiple domain) polypeptide, which method comprises the steps of: (a) linking the first domain of the polypeptide to a linker. Binding to a nucleic acid encoding a first portion to produce a first nucleic acid construct; (b) binding a nucleic acid encoding a second portion of this linker to a nucleic acid encoding a second domain of the polypeptide, Producing a nucleic acid construct; (c) such that when expressed, the polypeptide has a first domain and a second domain separated by a linker as described by formula D 1 -L-D 2 . Incorporating the first construct and the second construct into a transient plant expression vector in frame; (d) transfecting a plant (or plant cell) with the vector, Transiently producing the polypeptide from :; and (e) recovering the polypeptide as a soluble, functionally folded protein.

【0037】 (一般的な参考文献) 他に示さなければ、本発明の多くの局面の実施は、分子生物学、組換えDNA
技術および免疫学の従来の技術(これらは、当該分野の技術範囲内である)を使
用する。このような技術は、例えば、以下のような科学文献に詳細に記載されて
いる:Sambrook,J.ら,Molecular Cloning:A
Laboratory Manual,第2版,Cold Spring Ha
rbor Press,ColdSpring Harbor,NY,1989
,Ausubel,F.M.ら,Current Protocols in
Molecular Biology,Wiley−Interscience
, New York, current volume;Albers,B.
ら,Molecular Biology of the Cell,第2版,
Garland Publishing,Inc.,New York,NY(
1989);Lewin,BM,Genes IV,Oxford Unive
rsity Press,Oxford(1990);Watson,J.D.
ら,Recombinant DNA,第2版,Scientific Ame
rican Books,New York,1992;Darnell,JO
Eら,Molecular Cell Biology,Scientific
American Books,Inc.,New York,NY(198
6);Old,R.W.ら,Principles of Gene Mani
pulation:An Introduction to Genetic
Engineering,第2版,University of Califo
rnia Press,Berkeley,CA(1981);DNA Clo
niner:A Practical Approach,第1巻および第2巻
(D.Glover編);Oligonucleotide Synthesi
s(N.Gait編,最新版);Nucleic Acid Hybridiz
ation(B.HainesおよびS.Higgins編,最新版);Tra
nscription and Translation(B.Hamesおy
びS.Higgins編,最新版);Methods in Enzymolo
gy:Guide to Molecular Cloning Techni
ques(BergerおよびKimball編,1987);Hartlow
,E.ら,Antibodies:A Laboratory Manual,
Cold Spring Harbor Laboratory Press,
Cold Spring Harbor,NY,1988),Collegia
n,J.E.ら編,Current Protocols in Immuno
logy,Wiley−Interscience,New York 199
1。タンパク質および機能は、以下で議論されている:Schulz,GEら,
Principles of Protein Structure,Spri
nger−Verlag,New York,1978,およびCreight
on,TE,Proteins:Structure and Molecul
ar Properties,W.H.Freeman & Co.,San
Francisco,1983。
GENERAL REFERENCES Unless otherwise indicated, the practice of many aspects of the invention will be directed to molecular biology, recombinant DNA.
Conventional techniques and immunology are used, which are within the skill of the art. Such techniques are described in detail in, for example, the following scientific literature: Sambrook, J. et al. Et al., Molecular Cloning: A
Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Ha
rbor Press, ColdSpring Harbor, NY, 1989.
Ausubel, F .; M. Et al., Current Protocols in
Molecular Biology, Wiley-Interscience
, New York, current volume; Albers, B .;
Et al., Molecular Biology of the Cell, Second Edition,
Garland Publishing, Inc. , New York, NY (
1989); Lewin, BM, Genes IV, Oxford Universal.
rsity Press, Oxford (1990); Watson, J. et al. D.
Et al., Recombinant DNA, Second Edition, Scientific Ame.
rican Books, New York, 1992; Darnell, JO.
E et al., Molecular Cell Biology, Scientific.
American Books, Inc. , New York, NY (198
6); Old, R .; W. Et al., Principles of Gene Mani
publication: An Induction to Genetic
Engineering, Second Edition, University of Califo
rnia Press, Berkeley, CA (1981); DNA Clo
niner: A Practical Approach, Volumes 1 and 2 (D. Glover ed.); Oligonucleotide Synthesi
s (N. Gait edition, latest edition); Nucleic Acid Hybrid
ation (edited by B. Haines and S. Higgins, latest edition); Tra
Nscription and Translation (B. Hames Oy
And S. Higgins, latest edition); Methods in Enzymolo
gy: Guide to Molecular Cloning Techni
ques (Edited by Berger and Kimball, 1987); Hartlow
, E. Et al., Antibodies: A Laboratory Manual,
Cold Spring Harbor Laboratory Press,
Cold Spring Harbor, NY, 1988), Collegia.
n, J. E. Et al., Current Protocols in Immuno
LOGY, Wiley-Interscience, New York 199
1. Proteins and functions are discussed below: Schulz, GE et al.
Principles of Protein Structure, Spri
nger-Verlag, New York, 1978, and Creight.
on, TE, Proteins: Structure and Molecule
ar Properties, W.A. H. Freeman & Co. , San
Francisco, 1983.

【0038】 (定義) 本明細書中で使用される場合、以下の用語は、他に特定しない限り、それらの
用語に与えられた意味を有する。
DEFINITIONS As used herein, the following terms have the meanings ascribed to them unless specified otherwise.

【0039】 ポリペプチドまたはタンパク質「ドメイン」は、一般に、特定の構造および/
または生物学的機能を与えるように折り畳まれているポリペプチド鎖の領域を言
う(Schullzら、前出)。ドメインは、構造的または機能的用語で規定さ
れ得る。機能的ドメインは、単一の構造的ドメインであり得るが、1以上の構造
的ドメインを含み得る。このような機能は、酵素学的触媒活性、リガンド結合、
原子または内在性蛍光のキレート化を含み得る。上記のように、本発明の特定の
重要性の中で、Ig分子のVH領域およびVL領域の各々は、単一の構造的ドメイ
ンを形成し、このドメインは、抗原結合部位の形成と一致して作動する。ドメイ
ンの機能は、折り畳まれている明確な形状によって大きな範囲まで規定されてい
る。タンパク質を記載するために最も一般的に使用されているが、「ドメイン」
はまた、核酸の領域(ポリペプチドドメインのコード配列、または特定の機能(
例えば、リボザイムの触媒機能またはタンパク質の結合)を実施する核酸構造の
いずれか)を記載し得る。結合の相手(レセプターまたはリガンド)と結合する
ことによって規定される結合ドメインは、Ig分子(以下を参照のこと)のVH
領域およびVL領域によって例示され、この領域の各々は、抗原結合部位の形成
と一致して作動する単一の構造的ドメインを形成する。他の周知の結合ドメイン
は、各リガンド(例えば、ポリペプチドホルモン)と結合する細胞表面レセプタ
ーの細胞外ドメインである。さらに、各レセプターと結合するポリペプチドまた
はペプチドリガンド(例えば、エリトロポイエチン、GM−CSFまたはエンケ
ファリン)の一部は、機能的(結合)ドメインとみなされる。蛍光(例えば、緑
色蛍光タンパク質−GFP)に対するキャパシティーに関して応答性であるタン
パク質の一部はまた、機能性ドメインとみなされる。
A polypeptide or protein “domain” generally refers to a particular structure and / or
Alternatively, it refers to a region of the polypeptide chain that is folded to confer a biological function (Schullz et al., Supra). Domains can be defined in structural or functional terms. A functional domain can be a single structural domain, but can include more than one structural domain. Such functions include enzymatic catalytic activity, ligand binding,
It may include atomic or intrinsic fluorescent chelation. As mentioned above, within the particular importance of the present invention, each of the V H and V L regions of an Ig molecule forms a single structural domain, which domain forms an antigen binding site. Works in unison. The function of the domain is largely defined by the well-defined folded shape. The most commonly used to describe proteins is the "domain"
Is also a region of a nucleic acid (a coding sequence for a polypeptide domain, or a specific function (
For example, any of the nucleic acid structures performing the catalytic function of the ribozyme or the binding of proteins) can be described. The binding domain defined by binding to the binding partner (receptor or ligand) is the V H of the Ig molecule (see below).
Illustrated by regions and VL regions, each of these regions forms a single structural domain that operates in concert with the formation of the antigen binding site. Another well known binding domain is the extracellular domain of cell surface receptors that bind each ligand (eg, polypeptide hormone). Furthermore, the part of the polypeptide or peptide ligand that binds to each receptor (eg erythropoietin, GM-CSF or enkephalin) is considered a functional (binding) domain. The portion of the protein that is responsive to capacity for fluorescence (eg, green fluorescent protein-GFP) is also considered a functional domain.

【0040】 DNAまたはRNA分子の結合ドメインは、好ましくは、転写因子(例えば、
cAMP Response Element Binding Protei
n(CREB))、制限酵素(例えば、EcoRI)またはDNAポリメラーゼ
(例えば、Taq DNAポリメラーゼ)のようなタンパク質と結合する分子の
一部である。
The binding domain of a DNA or RNA molecule is preferably a transcription factor (eg,
cAMP Response Element Binding Protei
n (CREB)), a restriction enzyme (eg EcoRI) or a DNA polymerase (eg Taq DNA polymerase) is the part of the molecule that binds to the protein.

【0041】 本発明は、二重ドメイン分子を作製するための方法に一部関する。好ましい二
重ドメイン分子において、2個のドメイン間のリンカー領域は、連結したドメイ
ンの配列が一定に保持されるのに対して、変化する。
The invention relates in part to methods for making dual domain molecules. In the preferred dual domain molecule, the linker region between the two domains is variable whereas the sequence of the linked domains is held constant.

【0042】 「鋳型DNA」は、「増幅プライマー対」(増幅反応において使用されるオリ
ゴヌクレオチドプライマーの群)によって増幅されるDNAを言う。このDNA
は、生物学的手段(組換え手段)または合成手段(化学的手段)によって産生さ
れ得る。さらに、mRNAは、増幅反応において使用される鋳型DNAを形成す
るために逆転写され得る。
“Template DNA” refers to DNA that is amplified by an “amplification primer pair” (a group of oligonucleotide primers used in an amplification reaction). This DNA
Can be produced by biological means (recombinant means) or synthetic means (chemical means). In addition, mRNA can be reverse transcribed to form the template DNA used in the amplification reaction.

【0043】 「上流プライマー」は、鋳型DNAのアンチセンス鎖にアニールする、オリゴ
ヌクレオチドプライマー、またはオリゴヌクレオチドプライマーの混合物である
An “upstream primer” is an oligonucleotide primer or mixture of oligonucleotide primers that anneals to the antisense strand of template DNA.

【0044】 「下流プライマー」は、鋳型DNAのセンス鎖にアニールする、オリゴヌクレ
オチドプライマー、またはオリゴヌクレオチドプライマーの混合物である。
A “downstream primer” is an oligonucleotide primer or mixture of oligonucleotide primers that anneals to the sense strand of template DNA.

【0045】 「非鋳型配列」は、反復ヌクレオチドトリプレットを含む増幅プライマーの一
部である。この配列の目的は、変異性をリンカーライブラリーに導入することで
あり、増幅されるDNA配列(例えば、ポリペプチドドメインコード領域)に対
して相補的ではない。
A “non-template sequence” is the part of an amplification primer that contains repetitive nucleotide triplets. The purpose of this sequence is to introduce variability into the linker library and is not complementary to the DNA sequence being amplified (eg, polypeptide domain coding region).

【0046】 句「変性トリプレット塩基の反復パターン」は、非鋳型配列中で3個の塩基(
トリプレット)のセットが反復される核酸配列を言い、反復トリプレット中の個
々の塩基が規定されたアレイから独立して選択される反復モチーフを産生する。
例えば、反復トリプレットがnws(表1を参照のこと)である場合、nはa、
c、gまたはtのいずれかであり得;wはaまたはtであり得、そしてsはgま
たはcであり得、反復パターン変性を与える。ここで、これらの反復トリプレッ
トは、互いに隣接している。これらの「変性トリプレット塩基の反復パターン」
を含む増幅プライマーの非鋳型配列は、インビトロで産生される。
The phrase “repeating pattern of degenerate triplet bases” refers to three bases (in a non-template sequence
Set of triplets) refers to a repeated nucleic acid sequence, where the individual bases in the repeated triplet produce a repeating motif that is independently selected from the defined array.
For example, if the iterative triplet is nws (see Table 1), n is a,
It can be either c, g or t; w can be a or t and s can be g or c, giving repetitive pattern modifications. Here, these iterative triplets are adjacent to each other. These "repeating patterns of denatured triplet bases"
The non-templated sequence of the amplification primer containing is produced in vitro.

【0047】 「増幅する/増幅」は、全鋳型DNA、またはその一部が、少なくとも1回、
好ましくは、複数回複製される反応を言う。
“Amplify / amplify” means that at least one round of total template DNA, or a portion thereof,
Preferably, it means a reaction that is replicated multiple times.

【0048】 「連結する/連結」は、酵素学的方法および/または化学的方法を使用する、
2以上のDNA鎖(3’末端〜5’末端)の共有結合を言う。
“Link / ligate” uses enzymatic and / or chemical methods,
It refers to a covalent bond between two or more DNA strands (3 ′ to 5 ′ ends).

【0049】 「非鋳型エンドヌクレアーゼ認識部位」は、制限エンドヌクレアーゼによって
認識される非鋳型配列内の配列である。
A “non-template endonuclease recognition site” is a sequence within a non-template sequence that is recognized by a restriction endonuclease.

【0050】 本明細書中で用語「ライブラリー」の1使用は、リンカー配列によって結合さ
れたドメインからなる核酸分子の群、セットまたは収集物を言い、このリンカー
は、大きさおよびヌクレオチド配列で変化し、そして記載した方法を使用して産
生される。ヌクレオチド配列中で異なるライブラリーに含まれるライブラリーの
メンバーの数は、変性トリプレット塩基の反復パターン中に含まれる配列の数に
よって決定される。用語「ライブラリー」はまた、核酸ライブラリーによってコ
ードされたポリペプチドの群に適用される。
One use of the term “library” herein refers to a group, set or collection of nucleic acid molecules consisting of domains joined by linker sequences, which linkers vary in size and nucleotide sequence. And produced using the methods described. The number of library members included in a library that differ in nucleotide sequence is determined by the number of sequences included in the repeating pattern of degenerate triplet bases. The term "library" also applies to the group of polypeptides encoded by the nucleic acid library.

【0051】 本明細書中で使用される場合、核酸レベルでの「リンカー」は、2つの核酸ド
メインまたは2つのポリペプチドドメインをコードする2つの核酸配列と連結す
る核酸分子または配列である。このリンカー配列は、以下の特性を有する変性反
復トリプレットヌクレオチドのパターンを有する: (i)各反復トリプレットの位置1は、反復トリプレットの位置2として同一の
ヌクレオチドを有し得ない;または (ii)各反復トリプレットの位置2は、反復トリプレットの位置3として同一
のヌクレオチドであり得ない;または (iii)各反復トリプレットの位置1は、反復トリプレットの位置3として同
一のヌクレオチドであり得ない。 タンパク質レベルにおいて、このリンカーは、リンカー核酸配列のペプチド発現
産物である。好ましい実施形態において、このリンカーは、Gly4Serまた
はその反復をコードする(Gly4Serまたはその反復である)配列を排除す
る。
As used herein, a “linker” at the nucleic acid level is a nucleic acid molecule or sequence that links two nucleic acid sequences that encode two nucleic acid domains or two polypeptide domains. This linker sequence has a pattern of degenerate repeating triplet nucleotides with the following properties: (i) position 1 of each repeating triplet may not have the same nucleotide as position 2 of the repeating triplet; or (ii) each Position 2 of the repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet; or (iii) position 1 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet. At the protein level, this linker is the peptide expression product of the linker nucleic acid sequence. In a preferred embodiment, the linker, Gly 4 Ser or encoding the repeat (a Gly 4 Ser or repeats) to eliminate sequences.

【0052】 本発明において使用される場合、核酸レベルにおける「リンカーのライブラリ
ー」(または「リンカーライブラリー」)は、核酸分子または配列のセットまた
は収集物または群であり、その各々は、2つの核酸ドメインまたは2つのポリペ
プチドドメインをコードする2つの核酸配列と連結する。この各々のライブラリ
ーメンバーは、以下の特性を有する変性反復トリプレットヌクレオチドを有する
: (i)各反復トリプレットの位置1は、反復トリプレットの位置2として同一の
ヌクレオチドを有し得ない;または (ii)各反復トリプレットの位置2は、反復トリプレットの位置3として同一
のヌクレオチドであり得ない;または (iii)各反復トリプレットの位置1は、反復トリプレットの位置3として同
一のヌクレオチドであり得ない。 タンパク質レベルにおいて、このリンカーライブラリーは、このライブラリーの
リンカー核酸メンバーの群の発現産物のセットである。
As used in the present invention, a “library of linkers” (or “linker library”) at the nucleic acid level is a set or collection or group of nucleic acid molecules or sequences, each of which contains two It is linked to two nucleic acid sequences that encode a nucleic acid domain or two polypeptide domains. Each of this library member has a degenerate repeating triplet nucleotide with the following properties: (i) position 1 of each repeating triplet may not have the same nucleotide as position 2 of the repeating triplet; or (ii) Position 2 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet; or (iii) position 1 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet. At the protein level, this linker library is the set of expression products of the group of linker nucleic acid members of this library.

【0053】 「単鎖抗体」(scFv;これはまた、別名「scAb」と呼ばれる)は、単
鎖ポリペプチド分子であり、ここでIg重鎖可変(VH)ドメインおよびIg軽
鎖可変(VL)ドメインは、比較的短いペプチドリンカーによって人工的に連結
され、scFvにより、結合能力および結合特性を保持するコンフォメーション
および元々の抗体(この抗体からVHおよびVLドメインが誘導される)が特異的
である抗原(またはエピトープ)のコンフォメーションを想定することを可能に
する。
A “single chain antibody” (scFv; also known as “scAb”) is a single chain polypeptide molecule in which an Ig heavy chain variable (V H ) domain and an Ig light chain variable (V H ) domain. The L ) domain is artificially linked by a relatively short peptide linker, and the scFv allows the conformation and original antibody (from which the V H and V L domains are derived) to retain binding ability and binding properties. It makes it possible to envisage a conformation of the antigen (or epitope) that is specific.

【0054】 (好ましい実施形態の説明) 本発明は、発現系(好ましくは、植物ベース)を使用して、二重ドメイン、例
えば、個別化されたB細胞リンパ腫を標的するための腫瘍特異的免疫原を産生す
る。本明細書中で記載されるこの植物ベースの転写異種発現系は、驚くほど大量
でそして驚くほどタンパク質免疫原性を有する、正しく折り畳まれたポリペプチ
ドを産生する。この系は、このようなタンパク質またはポリペプチドの有用な量
の迅速でかつ経済的な産生を可能にする。
Description of the Preferred Embodiments The present invention employs an expression system (preferably plant-based) to target dual domains, eg, tumor-specific immunity to target individualized B-cell lymphoma. Produces raw. This plant-based transcriptional heterologous expression system described herein produces a correctly folded polypeptide that is surprisingly large and surprisingly protein immunogenic. This system allows the rapid and economical production of useful quantities of such proteins or polypeptides.

【0055】 二重ドメイン産物をコードする核酸は、以下に詳細に記載される適切な植物ウ
イルスベクターを使用して植物に導入され、植物細胞、植物の部分および全植物
中で、適切に折り畳まれた二重ドメインタンパク質の発現および迅速な産生に導
く。
Nucleic acids encoding the dual domain products have been introduced into plants using suitable plant viral vectors as described in detail below and are properly folded in plant cells, plant parts and whole plants. Leading to the expression and rapid production of dual domain proteins.

【0056】 本明細書中に記載されるように、(1)適切なリンカーおよび(2)過渡的発
現系の選択は、有用な二重ドメインポリペプチド分子が、それらの意図された目
的のための使用(例えば、腫瘍特異的免疫原として)を可能にするコンフォメー
ションで溶液中で折り畳まれる形態で植物細胞によって分泌されることを保証す
る。本発明に従って産生されたscFvは、これらの植物細胞中で顕著に分泌さ
れたタンパク質種として有利に得られ、この細胞にうまく取り込まれる。本明細
書中に記載された使用のために、単純な選択および単純で迅速な精製をワクチン
組成物として含む状態で可能にする。
As described herein, the selection of (1) a suitable linker and (2) a transient expression system is such that useful dual domain polypeptide molecules will be for their intended purpose. To be secreted by plant cells in a conformation that allows them to be used in solution (eg, as a tumor-specific immunogen). The scFv produced according to the present invention is advantageously obtained as a highly secreted protein species in these plant cells and is successfully taken up by these cells. For the uses described herein, it allows for simple selection and simple and rapid purification, including as a vaccine composition.

【0057】 植物発現系は、本明細書中に列挙される理由のために好ましいが、本発明は、
任意の特定の系に限定することを意図しない。二重ドメイン(または多重ドメイ
ン)核酸およびタンパク質の産生において、変化する複雑度の無作為なリンカー
ライブラリーの産生のための本発明のアプローチは、他の原核生物および真核生
物の宿主(例えば、細菌、酵母細胞または哺乳動物細胞)に適用され得る。
Although plant expression systems are preferred for the reasons listed herein, the present invention provides:
It is not intended to be limited to any particular system. In the production of dual-domain (or multi-domain) nucleic acids and proteins, the inventive approach for the production of random linker libraries of varying complexity has been described in other prokaryotic and eukaryotic hosts (eg, Bacteria, yeast cells or mammalian cells).

【0058】 以下に記載されるIgVドメインを含むscFvワクチンに加えて、本発明は
、適切な折り畳みおよび増強した免疫原を達成するために、類似の様式で植物中
で発現され得る他のタンパク質抗原に直接的に適用され得る。例としては、腫瘍
の特定の型または腫瘍のファミリー(例えば、癌胎児抗原(CEA))に共通の
抗原、前立腺癌に存在する前立腺特異的抗原(PSA)、黒色腫に存在するチロ
シナーゼならびに多くの他の公知だが未発見の腫瘍抗原が挙げられる。クローン
で分配された(自己)抗原の他の型は、α、β、γまたはδ鎖V領域(またはそ
れらの組合せ)の一部を含むT細胞レセプター(TCR)ドメインである。この
ようなTCRベース抗原は標識であり得、従って、特定のT細胞白血病およびリ
ンパ腫ならびに自己免疫疾患における標的であり得る。従って、同定可能なT細
胞クローンまたは特定のTCR鎖V領域の利用に関する自己免疫疾患は、本明細
書中に記載されるアプローチによって産生されるTCR V領域ポリペプチドに
対応するポリペプチド抗原で免疫することによって調節/処置される。
In addition to the IgV domain containing scFv vaccines described below, the present invention provides other protein antigens that can be expressed in plants in a similar fashion to achieve proper folding and enhanced immunogens. Can be applied directly to. Examples include antigens common to a particular type of tumor or family of tumors (eg, carcinoembryonic antigen (CEA)), prostate specific antigen (PSA) present in prostate cancer, tyrosinase present in melanoma and many Other known but undiscovered tumor antigens are included. Another type of clonally distributed (self) antigen is the T cell receptor (TCR) domain, which comprises part of the α, β, γ or δ chain V regions (or combinations thereof). Such TCR-based antigens can be labels and thus targets in certain T cell leukemias and lymphomas and autoimmune diseases. Accordingly, autoimmune diseases involving the use of identifiable T cell clones or specific TCR chain V regions are immunized with a polypeptide antigen corresponding to the TCR V region polypeptides produced by the approaches described herein. Regulated / treated by

【0059】 本発明の範囲内の他の二重ドメインタンパク質は、目的の別のドメインと組合
されたウイルス性コートタンパク質ドメインを含む。必要な場合、この分子は、
このコートタンパク質の特性を利用して精製される。
Other dual domain proteins within the scope of this invention include the viral coat protein domain in combination with another domain of interest. If needed, this molecule
It is purified by utilizing the characteristics of this coat protein.

【0060】 このタンパク質ドメインは、細胞表面上で発現したドメイン;二重ドメインタ
ンパク質に限定されず、ここで、細胞質ゾルタンパク質から誘導されるポリペプ
チドまたは溶液形態で機能するタンパク質の一方または両方がまた、意図される
。例としては、IL−βおよびポリペプチドホルモンのようなサイトカインが挙
げられる。
This protein domain is not limited to a domain expressed on the cell surface; a dual domain protein, where one or both of a polypeptide derived from a cytosolic protein or a protein that functions in solution form is also Is intended. Examples include cytokines such as IL-β and polypeptide hormones.

【0061】 本発明のリンカーアプローチを使用する、二重ドメインタンパク質または多重
ドメインタンパク質として結合する他の好ましいポリペプチドドメインは、転写
因子である。これらは、一致してまたは連続的に作用する異なる転写因子の活性
ドメインが、リンカーによって分離された単鎖分子として組み合わせられるよう
に構築され得る。このリンカーのサイズおよび複雑性は、転写因子についての機
能的な必要性(例えば、ほぼ同一の時間に結合および作用しなければならない場
合、これらの因子に対する核酸結合部位間の距離)の基礎に基づいて選択される
。このような二重ドメインまたは多重ドメインポリペプチドは、転写事象を促進
、活性化または調整する際に、有利な特性を示すと記載される。このことは、1
以上の因子が作用しなければならず、そして一つがその濃度または有用性を限定
する場合に特に有用である。この限定は、人工的な二重ドメインまたは多重ドメ
イン転写因子を産生することによって克服され、他の限定因子のドメインは、ド
メイン(単数もしくは複数)または1以上の非制限転写因子に常に連結される。
Other preferred polypeptide domains that bind as dual domain proteins or multidomain proteins using the linker approach of the present invention are transcription factors. They can be constructed such that the active domains of different transcription factors that act in concert or sequentially are combined as a single chain molecule separated by a linker. The size and complexity of this linker is based on the functional requirements for transcription factors (eg, the distance between nucleic acid binding sites for these factors if they must bind and act at about the same time). Selected. Such dual domain or multidomain polypeptides are described as exhibiting advantageous properties in promoting, activating or modulating transcription events. This is 1
The above factors must work, and one is particularly useful where it limits its concentration or utility. This limitation is overcome by producing an artificial dual domain or multi-domain transcription factor, the domain of the other limiting factor is always linked to the domain (s) or one or more non-restricted transcription factors. .

【0062】 あるいは、転写因子ドメインは、トキシンのような阻害部分への本発明のアプ
ローチを使用して連結され得、その結果、転写因子ドメインをその標的DNAに
結合することで、このトキシンがその機能を果たすこと、および転写を阻害する
こと、あるいは細胞の機能を遮断することを可能にする。適切な可撓性を有する
リンカーを含む刺激性または阻害性の転写因子構築物の使用により、これまでタ
ンパク質の混合物を使用することが可能ではなかった、細胞機能に関する新規な
レベルのコントロールの到達を、予め選択された個々のリンカーの限定されたア
レイによって連結されたタンパク質ドメインによって可能にする。本明細書中に
記載されるような適切な手段によって選択され得るこの無作為なリンカーライブ
ラリーのアプローチは、かなり多くのアレイの選択性を生み出す。
Alternatively, the transcription factor domain can be ligated using the approach of the invention to an inhibitory moiety such as a toxin, so that by binding the transcription factor domain to its target DNA, the toxin can It makes it possible to carry out functions and to inhibit transcription or to block the function of cells. The use of stimulatory or inhibitory transcription factor constructs containing an appropriately flexible linker allows the achievement of new levels of control over cellular function, which heretofore has not been possible to use mixtures of proteins, Allowed by protein domains linked by a limited array of preselected individual linkers. This random linker library approach, which can be selected by appropriate means as described herein, produces a considerable number of array selectivities.

【0063】 無作為なリンカーライブラリーのアプローチを使用する、本発明に従って調製
された二重ドメインまたは多重ドメインポリペプチドは、標的細胞に外因的に送
達され得るか、または標的細胞に挿入され、そして自立的に(すなわち、細胞因
子の制御下で)機能する発現系において組み合わせられ得る。これは、従来のベ
クター(例えば、選択または非選択手段によってポリペプチドを適切な細胞にコ
ードする核酸を送達するウイルス性ベクターのような従来のベクター)を使用す
る分子生物学の慣用的な方法を使用して達成され得る。
Dual domain or multi-domain polypeptides prepared in accordance with the present invention using a random linker library approach can be delivered exogenously to target cells or inserted into target cells, and It can be combined in expression systems that function autonomously (ie, under the control of cellular factors). This is a conventional method of molecular biology using conventional vectors (eg, conventional vectors such as viral vectors that deliver nucleic acid encoding a polypeptide to appropriate cells by selective or non-selective means). Can be achieved using.

【0064】 本発明の産物は、二重ドメイン(または多重ドメイン)核酸分子(例えば、被
験体に投与されることが意図され、そして発現される場合、被験体において免疫
原性二重ドメインタンパク質を産生する二つの官能性DNAワクチン)の形態に
おいて使用され得る。
The products of the present invention are intended to be administered to, and expressed in, a dual domain (or multidomain) nucleic acid molecule (eg, a multidomain) nucleic acid molecule in a subject. Two functional DNA vaccines produced).

【0065】 他に意図されない場合、本発明の実施は、当該分野の技術範囲内である分子生
物学の従来の技術(組換えDNA技術および免疫学)を使用する。このような技
術は、先に列挙した参考文献により詳細に記載される。
Unless otherwise intended, the practice of the present invention will employ conventional techniques of molecular biology (recombinant DNA techniques and immunology) that are within the skill of the art. Such techniques are described in more detail in the references listed above.

【0066】 2個のポリペプチドドメイン間のリンカー領域Lに焦点を合わせると、どのア
ミノ酸置換物または付加物が、リンカーの特定の特性、従って、例えば、生物化
学的アッセイまたは生物学的アッセイにおいて、試験される場合に多重ドメイン
ポリペプチドの特定の特性を最適化するかを予想することは困難であり得る。L
の長さおよび配列は、溶解度、折り畳み、およびコンフォメーション、プロテア
ーゼの感受性または発現レベルのような特性の付与のために、ポリペプチド産物
の活性に影響を与え得る。
Focusing on the linker region L between the two polypeptide domains, which amino acid substitutions or adducts will be linked to specific properties of the linker and thus, for example, in biochemical or biological assays: It can be difficult to predict if a particular property of a multidomain polypeptide will be optimized when tested. L
The length and sequence of can affect the activity of the polypeptide product due to the conferring of properties such as solubility, folding, and conformation, sensitivity of proteases or expression levels.

【0067】 本発明は、核酸ライブラリーを作製するためのアプローチを提供し、これによ
り、発現される場合、長さおよび配列の両方において変化し得るリンカー領域を
有するポリペプチドのライブラリーが得られる。本発明は、開業医がこのような
ライブラリーを作製および分析することを可能にし、これにより、長さまたは配
列のいずれか(両方ではない)が変化し得る、先行技術を超える利点を提供する
The present invention provides an approach for making a nucleic acid library, which results in a library of polypeptides having linker regions that, when expressed, can vary in both length and sequence. . The present invention allows practitioners to generate and analyze such libraries, which offers the advantage over the prior art that either length or sequence can be varied, but not both.

【0068】 本発明は、目的のタンパク質ドメインをコードする公知の鋳型核酸の使用に基
づく。第1ドメインをコードする核酸は、この鋳型のアンチセンス鎖に対して相
補的である上流プライマー、および鋳型DNAのセンス鎖に対して相補的であり
、そして5’末端でヌクレオチドの反復トリプレットを含み得る、下流プライマ
ーを使用して、PCR反応において増幅される。
The present invention is based on the use of known template nucleic acids that encode the protein domain of interest. The nucleic acid encoding the first domain comprises an upstream primer that is complementary to the antisense strand of the template, and a complementary strand to the sense strand of the template DNA, and contains a repeating triplet of nucleotides at the 5'end. Amplify in a PCR reaction using the downstream primer obtained.

【0069】 次いで、第2ドメインに対する核酸は、鋳型DNAのアンチセンス鎖に対して
相補的であり、5’末端の反復ヌクレオチドトリプレット配列を有し得る上流プ
ライマー、および鋳型DNAのセンス鎖に対して相補的である下流プライマーを
用いてPCR反応中で増幅される。
The nucleic acid for the second domain is then complementary to the antisense strand of the template DNA and to the upstream primer, which may have a repeating nucleotide triplet sequence at the 5'end, and to the sense strand of the template DNA. It is amplified in a PCR reaction with downstream primers that are complementary.

【0070】 長さおよび配列における所望の可変性を提供するために、第1ドメインの下流
プライマーおよび/または第2ドメインの上流プライマーのいずれかは、ヌクレ
オチドの反復トリプレットを含まなければならない。次いで、得られた2個のP
CR産物が組み合わせられ、二重ドメインタンパク質をコードする核酸を形成す
るか、またはこのリンカー領域によって連結される二つのDNAまたは二つのR
NAドメインを含む。次いで、この得られた分子(タンパク質、DNAまたはR
NA)は、当業者に公知の種々の手段によって分析され得る。
Either the downstream primer of the first domain and / or the upstream primer of the second domain must contain repetitive triplets of nucleotides to provide the desired variability in length and sequence. Then, the two obtained P
Two DNAs or two Rs, in which the CR products are combined to form a nucleic acid encoding a dual domain protein, or linked by this linker region
Includes NA domain. This resulting molecule (protein, DNA or R
NA) can be analyzed by various means known to those skilled in the art.

【0071】 タンパク質および核酸の構造ならびにそれらのドメインは、周知の生物化学的
および生物物理学的方法(特に、X線結晶学および二次元核磁器共鳴(2D−N
MR)スペクトル)によって決定される。3D構造の精査は、描写された高分子
ドメインに対して十分であり得る。例えば、二量体酵素グルタチオンレダクター
ゼの3D構造は、各サブユニットが3つの構造ドメイン(FAD結合ドメイン、
NADP結合ドメインおよび二量体間で相互作用を形成する第3のドメイン)か
ら構成されることを例示する。Schulzら、前出を参考のこと。このIg
HおよびVLドメインは、協同して、抗体の抗原結合ポケットを形成する。従っ
て、これらの構造ドメインは、分子機能のために重要である明確な形状に折り畳
まれる。
The structures of proteins and nucleic acids and their domains are described by well-known biochemical and biophysical methods, especially X-ray crystallography and two-dimensional nuclear magnetic resonance (2D-N).
MR) spectrum). Probing the 3D structure may be sufficient for the depicted polymeric domain. For example, in the 3D structure of the dimeric enzyme glutathione reductase, each subunit has three structural domains (FAD binding domain,
It is exemplified that it is composed of a NADP binding domain and a third domain that forms an interaction between dimers). See Schulz et al., Supra. This Ig
The VH and VL domains cooperate to form the antigen binding pocket of an antibody. Thus, these structural domains fold into distinct shapes that are important for molecular function.

【0072】 (ドメインのクローニング) ドメインは、任意の複数の技術によって単離され得る。一般に、目的のポリペ
プチド(またはRNA)ドメインをコードする核酸配列は、適切なcDNAライ
ブラリーまたはこのドメインを示すオリゴヌクレオチドプローブでのハイブリダ
イゼーションに基づくゲノムDNAライブラリーからクローニングされる。
Domain Cloning Domains can be isolated by any of several techniques. Generally, the nucleic acid sequence encoding the polypeptide (or RNA) domain of interest is cloned from a suitable cDNA library or a genomic DNA library based on hybridization with an oligonucleotide probe representing this domain.

【0073】 本発明にとって、好ましい核酸およびタンパク質は、哺乳動物の配列であり、
より好ましくは、ヒトの配列である。
For the present invention, preferred nucleic acids and proteins are mammalian sequences,
More preferably, it is a human sequence.

【0074】 あるいは、このDNAは、DNA鋳型またはRNA鋳型を用いて開始するオリ
ゴヌクレオチドプライマーを使用する増幅技術によって単離される(例えば、D
eiffenfachら、PCR Primer:A Laboratory
Manual(1995)を参照のこと)。これらのプライマーを使用して、プ
ローブ(約数千ヌクレオチドまでの長さに及ぶ)を構成し得る部分配列または全
長コード配列のいずれかを増幅し得る。次いで、この得られたプローブ配列を使
用して、目的の全長核酸について哺乳動物のライブラリーをスクリーニングする
。合成オリゴヌクレオチドプライマーの使用およびRNA鋳型またはDNA鋳型
の増幅は、米国特許第4,683,195号および同第4,683,202号;
PCR Protocols:A Guide to Methods and
Applications(Innisら編 1990)に記載される。PC
Rおよびリガーゼ連鎖反応(LCR)のような方法を使用して、mRNAから、
cDNAから、またはゲノムライブラリもしくはcDNAライブラリーから直接
的にドメインの核酸配列を増幅し得る。変性オリゴヌクレオチドを設計して、ド
メインをコードする公知の配列を使用するドメイン相同体を増幅し得る。制限エ
ンドヌクレアーゼ部位は、プライマー中に取り込まれ得る。PCR反応によって
増幅された遺伝子を、アガロースゲル上で精製し、そして適切なベクターにクロ
ーニングし得る。
Alternatively, the DNA is isolated by amplification techniques using oligonucleotide primers starting with a DNA or RNA template (eg D
Eiffenfach et al., PCR Primer: A Laboratory.
See Manual (1995)). These primers can be used to amplify either partial or full-length coding sequences that may make up the probe (ranging up to about several thousand nucleotides in length). The resulting probe sequence is then used to screen a mammalian library for full length nucleic acid of interest. The use of synthetic oligonucleotide primers and amplification of RNA or DNA templates is described in US Pat. Nos. 4,683,195 and 4,683,202;
PCR Protocols: A Guide to Methods and
Applications (Edited by Innis et al., 1990). PC
From mRNA using methods such as R and ligase chain reaction (LCR),
The nucleic acid sequences of the domains can be amplified from the cDNA or directly from a genomic or cDNA library. Degenerate oligonucleotides can be designed to amplify domain homologs using known sequences encoding the domain. Restriction endonuclease sites can be incorporated into the primer. The gene amplified by the PCR reaction can be purified on an agarose gel and cloned into an appropriate vector.

【0075】 発現クローニングにおいて、発現したポリペプチドのエピトープに特異的な抗
体(または他の結合対)をプローブとして使用して、核酸を発現ライブラリーか
ら単離する。ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体(mAbs)を、ク
ローニングされるドメインの1以上のペプチドフラグメントを用いて免疫するこ
とで産生し得る。
In expression cloning, antibodies (or other binding pairs) specific for epitopes of the expressed polypeptide are used as probes to isolate nucleic acids from expression libraries. Polyclonal or monoclonal antibodies (mAbs) can be produced by immunizing with one or more peptide fragments of the domain to be cloned.

【0076】 核酸プローブ、好ましくはオリゴヌクレオチドを好ましいストリンジェントな
ハイブリダイゼーション条件下で使用して、目的のポリペプチドドメインをコー
ドする遺伝子の多型改変体または対立遺伝子を単離するためにライブラリーをス
クリーニングする。あるいは、抗体ベースの発現クローニングにより、多型改変
体または対立遺伝子改変体または種間相同体のクローニングを可能にする。
A library is used to isolate polymorphic variants or alleles of the gene encoding the polypeptide domain of interest using nucleic acid probes, preferably oligonucleotides, under preferred stringent hybridization conditions. To screen. Alternatively, antibody-based expression cloning allows cloning of polymorphic variants or allelic variants or interspecies homologs.

【0077】 cDNAライブラリーの供給源およびmRNAからのその産物の選択は、従来
の方法を使用して実施される(Gublerら,Gene 25:263−26
9 (1983);Sambrookら,Molecular Cloning
,A Laboratory Manual (第2版 1989);Curr
ent Protocols in Molecular Biology(A
usubelら編,1994または最新版)。
The selection of the source of the cDNA library and its product from the mRNA is performed using conventional methods (Gubler et al., Gene 25: 263-26.
9 (1983); Sambrook et al., Molecular Cloning.
, A Laboratory Manual (2nd Edition 1989); Curr
ent Protocols in Molecular Biology (A
Usubel et al., 1994 or latest version).

【0078】 ゲノムDNAライブラリーを調製するための方法は、当該分野の従来の方法で
ある。例えば、組織から抽出されたDNAは、約12〜20kbのフラグメント
を得るために機械的に剪断されるか、または酵素学的に消化され得、このフラグ
メントは、勾配遠心法によって分離され、そして適切な発現ベクターに挿入され
る。これらのベクターは、インビトロでファージにパッケージングされる。組換
えファージをプラークハイブリダイゼーションによって分析する(Benton
ら,Science 196:180−182(1977))。コロニーハイブ
リダイゼーションを、例えば、Grunsteinら,Proc.Natl.A
cad.Sci.USA.,72:3961−3965(1975)に記載され
るように実施する。
The method for preparing the genomic DNA library is conventional in the art. For example, DNA extracted from tissue can be mechanically sheared or enzymatically digested to obtain a fragment of approximately 12-20 kb, which fragments are separated by gradient centrifugation and suitable. Various expression vectors. These vectors are packaged in phage in vitro. Recombinant phage are analyzed by plaque hybridization (Benton
Et al., Science 196: 180-182 (1977)). Colony hybridizations are described, for example, in Grunstein et al., Proc. Natl. A
cad. Sci. USA. , 72: 3961-3965 (1975).

【0079】 合成オリゴヌクレオチドを使用して、プローブとしての使用のためまたはドメ
インポリペプチドの発現のための組換え「遺伝子」を構築し得る。
Synthetic oligonucleotides can be used to construct recombinant “genes” for use as probes or for expression of domain polypeptides.

【0080】 オリゴヌクレオチドを、自動合成器(Van Devanterら,Nucl
eic Acids Res.12.6159−6168(1984))を使用
する固相ホスホラミダイトトリエステル法(Beaucageら,Tetrah
edron Letts.22:1859−1862(1981))を使用して
化学的に合成し得る。オリゴヌクレオチドの精製は、代表的に、天然のアクリル
アミドゲル電気泳動によるものか、または陰イオン交換HPLCによるものであ
る(Pearsonら,J Chrom.255.137−149(1983)
)。
The oligonucleotides were synthesized using an automated synthesizer (Van Devanter et al., Nucl.
eic Acids Res. 12.6159-6168 (1984)) using the solid-state phosphoramidite triester method (Beaucage et al., Tetrah).
edron Letts. 22: 1859-1862 (1981)). Purification of oligonucleotides is typically by natural acrylamide gel electrophoresis or by anion exchange HPLC (Pearson et al., J Chrom. 255.137-149 (1983).
).

【0081】 クローニングされた遺伝子および合成オリゴヌクレオチドの配列は、遺伝子の
センス鎖およびアンチセンス鎖の両方を表す、通常40〜120bp長の一連の
オーバーラップオリゴヌクレオチドを使用する、連鎖終結法(Wallaceら
,Gene 16:21−26(1981))のような従来の方法によって改変
され得る。
The sequences of cloned genes and synthetic oligonucleotides are described in the chain termination method (Wallace et al. , Gene 16: 21-26 (1981)).

【0082】 所望のポリペプチドをコードする核酸は、代表的に、核酸の複製および/また
は発現のために原核生物または真核生物の細胞を形質移入または形質転換する前
に、中間ベクター中にクローニングされる。これらの中間ベクター(例えば、プ
ラスミドまたはシャトルベクター)は、代表的に、原核生物の細胞での使用のた
めである。
Nucleic acid encoding the desired polypeptide is typically cloned into an intermediate vector prior to transfection or transformation of prokaryotic or eukaryotic cells for replication and / or expression of the nucleic acid. To be done. These intermediate vectors (eg, plasmids or shuttle vectors) are typically for use in prokaryotic cells.

【0083】 (リンカー領域) リンカーLの機能は、単一高分子として第一および第二のペプチド(または核
酸)ドメインを連結し、この2つのドメインが正しく折り畳むことを可能にし、
それによって機能的分子にアセンブルすることである。アミノ酸リンカーLがV H およびVLドメインを連結するscFv実施形態において、Lは、1と約50と
の間の残基の長さで変化し得る。個々のLは、好ましくは、1と約20との間の
異なるアミノ酸からなり、そして各々の縮重したトリプレットの塩基の繰返しパ
ターンは、1と約12との間の異なるアミノ酸をコードする。最適なリンカーは
、VHおよびVLドメインの正しい折り畳みに有意に寄与し、その結果、得られた
scFvは、(a)可溶性であり、そして(b)抗原に結合するか、または(c
)関連する免疫応答を惹起するための抗原として作用し得る。
[0083]   (Linker area)   The function of the linker L is that the first and second peptides (or cores)
Acid) domain, allowing the two domains to fold correctly,
Thereby assembling into a functional molecule. Amino acid linker L is V H And VLIn scFv embodiments linking domains, L is 1 and about 50
The length of residues between can vary. Each L is preferably between 1 and about 20
It consists of different amino acids, and repeats bases of each degenerate triplet base.
The turns encode between 1 and about 12 different amino acids. The optimal linker is
, VHAnd VLContributed significantly to the correct folding of the domain, resulting in
The scFv is (a) soluble and (b) bound to the antigen, or (c)
And) act as an antigen to elicit a relevant immune response.

【0084】 1つの実施形態において、このリンカーは、使用される場合に最終生成物が遭
遇すると予測されるプロテアーゼによる切断に対して耐性である。
In one embodiment, the linker is resistant to cleavage by the protease that the end product would be expected to encounter when used.

【0085】 対照的に、このリンカーはまた、アミノ酸、または適切な時期に互いを1つま
たはいくつかのドメインに分離するために使用され得るプロテアーゼのための切
断可能な部位として機能する短い配列を組み込むように設計され得る。
In contrast, the linker also contains amino acids, or short sequences that function as cleavable sites for proteases that may be used to separate one or several domains from each other at the appropriate time. Can be designed to be incorporated.

【0086】 さらに、このリンカーは、このリンカーの特性に基づいて融合ドメインの発現
物の引き続く精製を容易にする別の分子またはマトリックスへの親和性を付与す
るように設計され得る。1つの例としては、金属(例えば、ニッケル)アフィニ
ティカラムでの精製を可能にするヒスチジン(His)タグの組み込みが挙げら
れる。他の親和性タグは当該分野で周知であり、そして明細書に記載される必要
はない。
In addition, the linker can be designed to confer an affinity to another molecule or matrix that facilitates subsequent purification of the expression of the fusion domain based on the properties of the linker. One example includes the incorporation of a histidine (His) tag that allows purification on metal (eg, nickel) affinity columns. Other affinity tags are well known in the art and need not be described in the specification.

【0087】 連結される2つのドメインに依存して、Lの配列および長さは、広範に変化し
得る。
Depending on the two domains that are linked, the sequence and length of L can vary widely.

【0088】 リンカーは、同時に2つのポリペプチドドメインを融合し、1つ(または両方
の)ドメインの特性に基づく精製および特徴付けを容易にするそれらの能力に基
づいて選択され得る。例としては、選択されたタンパク質ドメインとグルタチオ
ンS−トランスフェラーゼ(GST)との融合が挙げられ、次いでこれは、グル
タチオン−アガロースのアフィニティマトリックスで精製され得る(Smith
ら(1988)Gene,67:31−40)。Smithらによって使用され
たリンカーは、その後、Guanら(Anal.Biochem.192:26
2−267(1991))によって改変されて、アミノ酸配列PGISGGGG
G[配列番号1]を有する、「グリシ屈曲体(kinker)」として公知のグ
リシンリッチのストレッチを導入した。本発明の範囲内であるこのようなリンカ
ーは、その融合パートナー(この例において、タンパク質チロシンホスファター
ゼ)からのGSTの切断を容易にする。
Linkers may be selected based on their ability to fuse two polypeptide domains at the same time and facilitate property-based purification and characterization of one (or both) domains. Examples include the fusion of a selected protein domain with glutathione S-transferase (GST), which can then be purified on a glutathione-agarose affinity matrix (Smith.
(1988) Gene, 67: 31-40). The linker used by Smith et al. Was then modified by Guan et al. (Anal. Biochem. 192: 26.
2-267 (1991)), the amino acid sequence PGISGGGG.
A glycine-rich stretch known as "glycine flexor" having G [SEQ ID NO: 1] was introduced. Such linkers, which are within the scope of the present invention, facilitate the cleavage of GST from its fusion partner, in this example the protein tyrosine phosphatase.

【0089】 これらの種類の融合タンパク質を生成するためのベクターは、当該分野で周知
でありそして多くは市販される。例えば、New England Biola
bsは、pMAL−p2を提供し、このベクターは、このベクターにクローニン
グされるドメイン配列に融合され得るマルトース結合タンパク質をコードする。
pMAL−p2において、マルトース結合タンパク質と付加されたドメインとの
間のリンカーのアミノ酸配列は、NNNNNNNNNNLGIEGR[配列番号
2]である。アスパラギンのストレッチは、アミロースアフィニティカラムでの
融合タンパク質の精製を容易にする。
Vectors for producing these types of fusion proteins are well known in the art and many are commercially available. For example, New England Biola
bs provides pMAL-p2 and this vector encodes a maltose binding protein that can be fused to a domain sequence cloned into this vector.
In pMAL-p2, the amino acid sequence of the linker between the maltose binding protein and the added domain is NNNNNNNNNNNLGIEGR [SEQ ID NO: 2]. The stretch of asparagine facilitates purification of the fusion protein on an amylose affinity column.

【0090】 scFvにIg VHおよびVLドメインを連結するために使用されているリン
カーは、15のアミノ酸の配列GGGGSGGGGSGGGGS(配列番号3)
であり、通常(Gly4−Ser)3と表記される。scFv生成のための多くの
他のリンカーは、Lawrenceら,FEBS Letters,425:4
76−484(1998)、Solarら,Protein Engineer
ing,8:717−723(1995)、Alfthanら,Protein
Engineering,8:725−731(1995)、Newtonら
,Biochemistry,35:545−553(1996)、Agerら
、Human Gene Therapy,7:2157−2164(1996
)およびKooら,Applied and Environmental M
icrobiology,64:2490−2496(1998)に記載されて
いる。本発明のライブラリーアプローチは、上記のものを超える多くの有用なリ
ンカーを生成する。
The linker used to link the Ig V H and V L domains to the scFv is the 15 amino acid sequence GGGGGSGGGGSGGGGS (SEQ ID NO: 3).
And is usually written as (Gly 4- Ser) 3 . Many other linkers for scFv generation are described by Lawrence et al., FEBS Letters, 425: 4.
76-484 (1998), Solar et al., Protein Engineer.
ing, 8: 717-723 (1995), Alfthan et al., Protein.
Engineering, 8: 725-731 (1995), Newton et al., Biochemistry, 35: 545-553 (1996), Ager et al., Human Gene Therapy, 7: 2157-2164 (1996).
) And Koo et al., Applied and Environmental M.
Microbiology, 64: 2490-2496 (1998). The library approach of the present invention produces many useful linkers beyond those described above.

【0091】 (リンカー領域における変化可能な長さおよび配列の作製) 好ましいアプローチは、2つのドメインポリペプチド(D1−L−D2)のライ
ブラリーを作製することであり、ここで、各ライブラリーメンバーは、Lの他の
全てのものとは異なる。つまり、ドメイン間の無作為性が、それらの連結するリ
ンカーにおいて見出される。このことは、特に植物発現系におけるD1−L−D2 生成物のアレイの生成を可能にし、ここから、最適に折り畳まれ、最適に機能す
る生成物の1つまたはアレイが選択され得る。
Making Variable Lengths and Sequences in the Linker Region A preferred approach is to make a library of two domain polypeptides (D 1 -LD 2 ), where each live Rally members differ from everything else in L. That is, randomness between domains is found in the linkers that connect them. This is particularly allows the creation of an array of D 1 -L-D 2 product in plant expression systems from which folded optimally, one or an array of products which function optimally may be selected.

【0092】 このアプローチにおいて、2つのクローニングされたドメインが増幅され、そ
して変化可能な長さおよび変化可能な配列のリンカーが、PCRのような増幅方
法を使用してそれらの間に導入される。これを達成するために、上流ドメインの
ための下流プライマーの3’末端の一部分および下流ドメインのための上流プラ
イマーの3’末端は、増幅される各々のドメイン配列に対して相補的である。(
「下流」および「上流」は、リンカーに対してである)。しかし、上流ドメイン
ののための下流プライマーの5’末端の一部分および/または下流ドメインのた
めの上流プライマーの5’末端は、増幅される各々のドメインに対して相補的で
はない。このプライマーの非相補的セグメント(「非鋳型配列」と呼ばれる)は
、核酸レベルで、上流を下流ドメインに連結する縮重したトリプレットの塩基の
繰返しパターンを含む。
In this approach, two cloned domains are amplified and a linker of variable length and variable sequence is introduced between them using an amplification method such as PCR. To achieve this, a portion of the 3'end of the downstream primer for the upstream domain and the 3'end of the upstream primer for the downstream domain are complementary to each domain sequence to be amplified. (
"Downstream" and "upstream" are with respect to the linker). However, a portion of the 5'end of the downstream primer for the upstream domain and / or the 5'end of the upstream primer for the downstream domain is not complementary to each domain being amplified. The non-complementary segment of this primer (called the "non-template sequence") comprises a repeating pattern of degenerate triplet bases connecting the upstream to the downstream domain at the nucleic acid level.

【0093】 D1およびD2を増幅するための上流および下流プライマーは、増幅のためのD
NAプライマーおよび他の必要な反応物と混合される。詳細については、Inn
isら,前出を参照のこと。この反応混合物を、複数の温度サイクルに供し、D
NA二重鎖を融解させ、鋳型へのプライマーのアニーリングおよびPCR産物の
重合を可能にする。第一のサイクルの間、DNAポリメーラーゼは、温度が二重
鎖を融解するのに十分に上昇するまで、「第一の鎖」の合成を実施する。その後
、温度がアニーリング温度よりも低下した場合、プライマーは、第一鎖DNAに
アニールする。次いで、サイクルの重合温度が達成されると、DNAポリメラー
ゼは「第二の鎖」を作製する。このことは、増幅されるドメインの指数関数的な
蓄積を生じる。非鋳型配列のために、増幅されたドメインコードDNAは、上流
産物の3’末端および下流産物の5’末端に縮重した塩基の繰返しパターンを有
する分子の集団(ライブラリー)を形成する。
The upstream and downstream primers for amplifying D 1 and D 2 are
Mixed with NA primer and other necessary reactions. For more information, see Inn
See is et al., supra. The reaction mixture is subjected to multiple temperature cycles, D
The NA duplex is melted allowing annealing of the primer to the template and polymerization of the PCR product. During the first cycle, the DNA polymerase performs the "first strand" synthesis until the temperature rises sufficiently to melt the duplex. Then, when the temperature drops below the annealing temperature, the primer anneals to the first strand DNA. The DNA polymerase then creates a "second strand" when the cycle polymerization temperature is reached. This results in an exponential accumulation of amplified domains. Due to the non-template sequences, the amplified domain-encoding DNA forms a population of molecules (libraries) with a degenerate base repeat pattern at the 3'end of the upstream product and at the 5'end of the downstream product.

【0094】 増幅ペアーの非鋳型配列における縮重したトリプレットの繰返しパターンの性
質に起因して、PCR産物は、L領域において配列および長さが多様である。長
さの多様性は、塩基対の不適合に起因する中間部におけるバブルまたはループを
有するプライマーのL領域の二重鎖形成におそらく起因するようである。3’−
5’エキソヌクレアーゼ活性および5’−3’ポリメラーゼ活性は、プライマー
配列の長さを欠失または伸長するように作用する。
Due to the nature of the repeated pattern of degenerate triplets in the non-template sequence of the amplification pair, PCR products are diverse in sequence and length in the L region. The length variability is likely due to duplex formation of the L region of the primer with a bubble or loop in the middle due to base pair mismatches. 3'-
The 5'exonuclease and 5'-3 'polymerase activities act to delete or extend the length of the primer sequence.

【0095】 L配列を短くするために、反復するトリプレットを含むプライマーが相補鎖に
アニリングされ、この相補鎖は、すでにL配列に組み込まれている。次いで、縮
重したプライマーは、以下に示されるように、不対塩基の部位でバブルを有する
二重鎖を形成するためのアニールし得、そして、不対3’伸長(オーバーハング
)を遊離し得る(下線)。
To shorten the L sequence, a primer containing a repeating triplet is annealed to the complementary strand, which is already incorporated into the L sequence. The degenerate primer can then anneal to form a duplex with bubbles at the site of the unpaired base and release the unpaired 3'extension (overhang), as shown below. Get (underlined).

【0096】 バブルおよび3’オーバーハングを有する二重鎖[0096]   Duplex with bubble and 3'overhang

【0097】[0097]

【化1】 (上部配列は、配列番号50であり;下部配列は、配列番号51である) 3’−5’エクソヌクレアーゼ活性を有する、PFUまたはVentのような
酵素は、それが二重鎖のアニーリングされた部分に達するまで相補鎖の5’方向
での3’伸長を分解する。この様式において、1つ以上のトリプレット反復は、
PCR産物から除去され得、それによって1つ(またはそれ以上)のアミノ酸ず
つペプチドリンカーLを短くする。
[Chemical 1] (Upper sequence is SEQ ID NO: 50; lower sequence is SEQ ID NO: 51) Enzymes, such as PFU or Vent, that have 3'-5 'exonuclease activity, have their duplex annealed. Cleavage the 3'extension of the complementary strand in the 5'direction until reaching the portion. In this manner, one or more triplet repeats
It can be removed from the PCR product, thereby shortening the peptide linker L by one (or more) amino acid.

【0098】 リンカーLの伸長について、「上部」鎖は相補鎖にアニールし得、その結果、
5’伸長を有する二重鎖が、以下のように形成される: バブルおよび5’オーバーハングを有する二重鎖
For the extension of linker L, the “upper” strand can anneal to the complementary strand, resulting in
Duplexes with 5'extensions are formed as follows: Duplexes with bubbles and 5'overhangs.

【0099】[0099]

【化2】 (上部配列は、配列番号50であり;下部配列は、配列番号51である) 増幅反応に存在するポリメラーゼ(例えば、Taqポリメラーゼ)は、1つ以
上のトリプレット反復コドンずつPCR産物を伸長し得る。その5’−3’ポリ
メラーゼ活性のために、酵素は、5’伸長を満たし得、それによって1つ以上の
反復するトリプレットずつリンカー領域を伸長する。これは、ペプチドリンカー
を1つ以上のアミノ酸ずつ伸長する。PCRにおけるポリメラーゼが、3’−5
’エクソヌクレアーゼ活性を欠く場合、そして3’−5’エクソヌクレアーゼ活
性を有する酵素が存在しない場合、トリプレットヌクレオチドの伸長が起こるべ
きである。
[Chemical 2] (The upper sequence is SEQ ID NO: 50; the lower sequence is SEQ ID NO: 51). A polymerase (eg, Taq polymerase) present in the amplification reaction can extend the PCR product by one or more triplet repeat codons. Due to its 5'-3 'polymerase activity, the enzyme can satisfy a 5'extension, thereby extending the linker region by one or more repeating triplets. This extends the peptide linker by one or more amino acids. The polymerase in PCR is 3'-5
In the absence of'exonuclease activity, and in the absence of an enzyme with 3'-5 'exonuclease activity, extension of triplet nucleotides should occur.

【0100】 バブル形成を促進するために、少なくとも1つの5’末端は、すべりを防ぐた
めの少なくとも2つの終止コドンにおいて同じ縮重塩基を含まなくてはならない
。すなわち、ドメインを増幅するために使用されるプライマーのうちの少なくと
も1つの5’末端において、同じ配列を有する2つのトリプレット反復(例えば
、5’rst−rst3’、または5’ysa−ysa3’など)が存在しなけ
ればならない。
In order to promote bubble formation, at least one 5'end must contain the same degenerate base in at least two stop codons to prevent slippage. That is, two triplet repeats having the same sequence at the 5'end of at least one of the primers used to amplify the domain (eg, 5'rst-rst3 ', or 5'ysa-ysa3', etc.) Must exist.

【0101】 適切なリーディングフレーム(これは、融合核酸がタンパク質を発現する場合
に重要である(scFvを用いる場合に))を保持するために、いくつかの規則
が、L領域である、プライマーの非鋳型領域の縮重を設計する際に観測されるべ
きである。縮重したトリプレット反復は、以下の規則のうちの1つに従うべきで
ある: (a)トリプレットの位置1は、位置2と同じ塩基を含み得ない;または (b)トリプレットの位置2は、位置3と同じ塩基を含み得ない;または (c)トリプレットの位置1は、位置3と同じ塩基を含み得ない。 例えば、反復するトリプレットrstおよびysaは、これらの規則に従う。塩
基の以下の組み合せはこれらの規則を満たす:rst=agt、act、ggt
、gctおよびysa=tca、tga、cca、cga。他の縮重配列もまた
、これらの規則を満たす。例えば、str(これは、gta、gtg、cta、
またはctgであり得る)またはayr(これは、aca、acg、ata、ま
たはatgであり得る)は、反復するトリプレットとして機能し得る。
To retain the proper reading frame, which is important when the fusion nucleic acid expresses the protein (when using scFv), some rules are for the L region of the primer, It should be observed when designing the degeneracy of the non-template region. Degenerate triplet iterations should follow one of the following rules: (a) position 1 of the triplet may not contain the same base as position 2; or (b) position 2 of the triplet is position It cannot contain the same base as 3; or (c) position 1 of the triplet cannot contain the same base as position 3. For example, the repeating triplets rst and ysa follow these rules. The following combination of bases meets these rules: rst = agt, act, ggt
, Gct and ysa = tca, tga, cca, cga. Other degenerate sequences also meet these rules. For example, str (which is gta, gtg, cta,
Or ctg) or ayr (which can be aca, acg, ata, or atg) can function as a repeating triplet.

【0102】 本発明で有用な別の縮重トリプレット配列は、11の異なるアミノ酸をコード
する12の異なるコドンのいずれかであり得るnvtである。縮重トリプレット
nwsは、12の異なるアミノ酸をコードする16の異なるコドンのいずれかで
あり得る。縮重トリプレットcsyは、この規則に従わない。なぜなら、これは
、cccであり得る(これは、従わない)からである。同様に、同一の塩基のト
リプレット(すなわち、ccc、aaa、ggg、またはttt)であり得る任
意の他の縮重配列は、これらの規則に従わず、従って反復するトリプレットとし
ては除外される。
Another degenerate triplet sequence useful in the present invention is nvt, which can be any of 12 different codons encoding 11 different amino acids. The degenerate triplet nws can be any of 16 different codons encoding 12 different amino acids. The degenerate triplet csy does not follow this rule. Because it can be ccc (which does not follow). Similarly, any other degenerate sequences that may be triplets of the same base (ie ccc, aaa, ggg, or ttt) do not follow these rules and are therefore excluded as repeating triplets.

【0103】 制限酵素認識配列がプライマーに組み込まれて、例えば、IgV領域ドメイン
(または任意の他のポリペプチドドメイン)のクローニングおよび配向を、互い
に対して容易にし得る。例えば、制限エンドヌクレアーゼ部位が、D1ドメイン
についての上流増幅プライマーの5’末端に組込まれ得、このことは、上流ドメ
インの5’末端の、そのフラグメントがサブクローニングされる制限ベクターの
5’末端への連結を容易にする。同様に、同じまたは異なる制限部位は、下流ド
メインについての下流増幅プライマーの5’末端に組み込まれ得る。次いで、得
られたPCR産物は、PCR産物に相補的な配列を有するベクターへの引く続く
連結のために、各々のエンドヌクレアーゼで制限され得る。あるいは、同じ制限
部位が使用され得、そしてサブクローンが、DNA配列決定、PCR、制限酵素
消化などによってスクリーニングされて、正しい配向が達成されたかを決定し得
る。
Restriction enzyme recognition sequences can be incorporated into the primers to facilitate, for example, cloning and orientation of the IgV region domains (or any other polypeptide domain) relative to each other. For example, restriction endonuclease sites, 'be incorporated into end, this 5 upstream domain 5' upstream amplification primer for D 1 domain end, the 5 'ends of the restriction vector fragment is subcloned Facilitate the connection of. Similarly, the same or different restriction sites can be incorporated at the 5'end of the downstream amplification primer for the downstream domain. The resulting PCR product can then be restricted with each endonuclease for subsequent ligation into a vector having a sequence complementary to the PCR product. Alternatively, the same restriction sites can be used and subclones screened by DNA sequencing, PCR, restriction enzyme digests, etc. to determine if the correct orientation was achieved.

【0104】 (PCR産物の連結) 上流PCR産物の3’末端および下流PCR産物の5’末端は、互いに連結さ
れ得る(Methods in Enzymology:Guide to M
olecular Cloning Techniques,Bergerら,
編,1987)。これらの産物の両方の末端が平滑である場合、5’ホスフェー
トは、T4ポリヌクレオチドキナーゼでホスホリル化され得、そして反応産物が
、T4 DNAリガーゼで連結され得る。PCR産物の末端が相補的であり得る
か、または制限エンドヌクレアーゼ消化を通して相補的にされ得る場合、粘着的
な末端連結が実施され、ここで、相補的な末端が、T4 DNAリガーゼで連結
される。同様に、上流PCR産物の5’末端および/または下流PCR産物の3
’末端は、平滑な末端または粘着的な末端連結で、制限ベクターに連結され得る
Ligation of PCR Product The 3 ′ end of the upstream PCR product and the 5 ′ end of the downstream PCR product can be ligated to each other (Methods in Enzymology: Guide to M).
molecular Cloning Techniques, Berger et al.,
Ed., 1987). If both ends of these products are blunt, the 5'phosphate can be phosphorylated with T4 polynucleotide kinase and the reaction products can be ligated with T4 DNA ligase. If the ends of the PCR product can be complementary or can be made complementary through restriction endonuclease digestion, cohesive end ligations are performed where the complementary ends are ligated with T4 DNA ligase. . Similarly, the 5'end of the upstream PCR product and / or the 3'of the downstream PCR product.
The 'end can be ligated to the restriction vector with a blunt end or a sticky end ligation.

【0105】 二重ドメイン分子(例えば、scFv)の集団のリンカー領域の配列および長
さの複雑性を増加させるために、D1およびD2の複数のPCR反応産物が組合さ
れ得る。例えば、D1および/またはD2のPCR反応(ここで、縮重トリプレッ
トが、6回反復する)は、D1および/またはD2のPCR反応(ここで、縮重ト
リプレットが、9回反復する)と組み合せれ得、そして適切なベクターに連結さ
れ得る。PCR産物の組合せは、L領域に観測される長さおよび配列の複雑性を
増加させる。
Multiple PCR reaction products of D 1 and D 2 can be combined to increase the sequence and length complexity of the linker region of a population of dual domain molecules (eg scFv). For example, a PCR reaction of D 1 and / or D 2 (where the degenerate triplet repeats 6 times) is a PCR reaction of D 1 and / or D 2 (where the degenerate triplet repeats 9 times). ) And can be ligated to an appropriate vector. The combination of PCR products increases the length and sequence complexity observed in the L region.

【0106】 集団または「ライブラリー」において得られるリンカー配列の複雑性は、ドメ
インを増幅するために使用されるPCR増幅プライマーの非鋳型配列に設計され
る異なるアミノ酸の数によって予め決定され得る。非鋳型配列によってコードさ
れるアミノ酸の数は、各コドンのトリプレットに設計されたヌクレオチド縮重に
よって決定される。
The complexity of the resulting linker sequences in a population or "library" can be predetermined by the number of different amino acids designed into the non-template sequences of the PCR amplification primers used to amplify the domain. The number of amino acids encoded by the non-templated sequence is determined by the nucleotide degeneracy designed for the triplet of each codon.

【0107】 1つの例において、ライブラリーに存在するリンカー配列の所望の複雑性は、
2つのアミノ酸(AlaおよびGly)に限定される。このリンカーの組合せの
ために好ましい非鋳型配列は、コドントリプレットgst(=gctおよびgg
t)の反復であり、ここで、gctはAlaをコードし、そしてggtはGly
をコードする。
In one example, the desired complexity of linker sequences present in the library is
Limited to two amino acids (Ala and Gly). A preferred non-templated sequence for this linker combination is the codon triplet gst (= gct and gg
t), where gct encodes Ala and ggt is Gly.
Code

【0108】 第二の例において、ライブラリーに存在するリンカー配列の所望の複雑性は、
6個のアミノ酸(Ala、Gly、Ser、Thr、LysおよびAsp)に増
加される。このリンカーの組み合わせのために好ましい非鋳型配列は、コドント
リプレットrvt(=gct、ggt、agt、act、aatおよびgat)
の反復であり、ここで、以下のアミノ酸がコードされる:
In the second example, the desired complexity of the linker sequences present in the library is
Increased to 6 amino acids (Ala, Gly, Ser, Thr, Lys and Asp). A preferred non-templated sequence for this linker combination is the codon triplet rvt (= gct, ggt, agt, act, aat and gat).
, Where the following amino acids are encoded:

【0109】[0109]

【化3】 同じアプローチを使用して、より高次の多重ドメインポリペプチド(例えば、
3ドメインポリペプチドまたは4ドメインポリペプチド)を生成する。これらは
、全ての異なるドメインを含み得るか、または1つ以上のドメインが反復され得
る。このような分子についての一般的な構造は、以下のとおりである(ここで、
Dはポリペプチドドメインであり、そしてLはリンカーである):
[Chemical 3] Using the same approach, higher order multidomain polypeptides (eg,
3 domain polypeptide or 4 domain polypeptide). These can include all different domains, or one or more domains can be repeated. The general structure for such a molecule is (where:
D is a polypeptide domain and L is a linker):

【0110】[0110]

【化4】 種々のドメイン間の異なるリンカーは、複雑性において変化し得る。これは、そ
の意図される目的のための各ドメインの適切な機能のために必要とされる構造的
な関係に依存する。従って、単一のイディオタイプまたは単一のリガンド結合特
異性を有するscFv分子の例において、これらの2つのドメインは、適切な結
合のための一致において機能しなければならない。所望の結合特異性のscFv
である3ドメインポリペプチド(ここで、3番目のドメインD3が毒素である)
において、毒素ドメインと2つの結合ドメインのいずれかとの間の「相互作用」
に対するいくつかの制限が存在する。この場合において、scFvドメインのう
ちの1つと毒素ドメインとの間のリンカーL2は、scFvポリペプチドを含む
2つのドメイン(D1およびD2)間のリンカーL1と異なり得、リンカーL1より
複雑でなくてもよい。
[Chemical 4] Different linkers between different domains can vary in complexity. This depends on the structural relationships required for the proper functioning of each domain for its intended purpose. Thus, in the example of an scFv molecule with a single idiotype or a single ligand binding specificity, these two domains must function in agreement for proper binding. ScFv with desired binding specificity
A three-domain polypeptide (where the third domain D 3 is the toxin)
"Interaction" between the toxin domain and either of the two binding domains
There are some restrictions on. In this case, linker L 2 between one toxin domain of the scFv domain may be different with the linker L 1 between two domains containing scFv polypeptide (D 1 and D 2), from a linker L 1 It doesn't have to be complicated.

【0111】 多重ドメインポリペプチドのライブラリーにおいて、ドメインの全ての対が、
本発明に従ってリンカーによって連結される必要はない。従って、2つ以上の隣
接するドメインは、(1)それらのネイティブな状態で生じ得るように直接的に
連結されてもよいし(それらが、天然の二重ドメインまたは多重ドメインタンパ
ク質由来である場合)、または(2)当該分野で周知の「従来の」リンカーによ
って連結されてもよい。なお別の実施形態において、本発明を使用して同定され
、そして無作為なリンカーライブラリーのメンバーとして誘導された特定のリン
カーが、多重ドメインポリペプチド中の所定の2つのドメインの間の無作為では
ないリンカーとしての使用のために、好ましくは選択され得る。これらの種々の
実施形態は、以下の(非限定的な)様式で示され得る:
In a library of multi-domain polypeptides, every pair of domains is
It need not be linked by a linker according to the invention. Thus, two or more adjacent domains may be directly linked (1) so that they may occur in their native state (if they are derived from a natural dual domain or multidomain protein). ), Or (2) may be joined by “conventional” linkers well known in the art. In yet another embodiment, a particular linker identified using the present invention and derived as a member of a random linker library is a random linker between two given domains in a multidomain polypeptide. It may preferably be chosen for use as a non-linker. These various embodiments may be presented in the following (non-limiting) manner:

【0112】[0112]

【化5】 上に示される4つの式において、L1およびL2は、本発明のライブラリーの無作
為なリンカーメンバーを示す。連結Lを用いることなく隣接するドメインに結合
されて示される全ての多のドメインは、(1)上記のように互いに直接結合され
てもよいし;(2)当該分野で公知の従来のリンカーによって連結されてもよい
し;または(3)本発明に従う無作為なリンカーライブラリーにおいて発見され
た固定リンカーによって連結されてもよいが、所定の無作為ではなく変化しない
リンカーとして特定の位置に挿入されてもよい。上の要旨の節に記載されるよう
に、本明細書中の多重ドメインポリペプチドは、約20までのドメインからなり
得る。例えば、10ドメインポリペプチドは、本発明に従う1個と9個との間の
リンカーをいずれかの場所に有し得る。10ドメインポリペプチドが、2つのド
メインを連結する1つのこのようなリンカーL1を有する場合、他の8個のドメ
インは、互いに直接結合されるかあるいは従来または他の所定のリンカー群によ
って連結されるかのいずれかである。
[Chemical 5] In the four formulas shown above, L 1 and L 2 represent random linker members of the library of the invention. All multiple domains shown linked to adjacent domains without the use of a link L may (1) be linked directly to each other as described above; (2) by conventional linkers known in the art. Or (3) may be linked by a fixed linker found in a random linker library according to the present invention, but inserted at a particular position as a given non-random, unaltered linker. May be. As described in the Summary section above, the multi-domain polypeptides herein can consist of up to about 20 domains. For example, a 10 domain polypeptide can have anywhere between 1 and 9 linkers according to the invention. When a 10 domain polypeptide has one such linker L 1 linking two domains, the other eight domains are either directly linked to each other or linked by conventional or other predetermined linker groups. It is either

【0113】 (二重ドメインポリペプチドの産生のための発現系) 細菌、昆虫、哺乳動物および植物における多くの周知の異種発現系が、上に議
論され、それぞれは、その利点および欠点を有した。本発明は、特に、植物発現
に適する。
Expression Systems for the Production of Dual Domain Polypeptides Many well known heterologous expression systems in bacteria, insects, mammals and plants have been discussed above, each with its advantages and disadvantages. . The invention is particularly suitable for plant expression.

【0114】 多くの形質転換方法は、植物における異種タンパク質の発現を可能にする。い
くつかは、植物ゲノムへの目的のタンパク質をコードするDNA配列を組み込む
ことによるトランスジェニック植物の構築に関係する。トランスジェニック植物
を得るために要する時間は、腫瘍ワクチンポリペプチドのような迅速な産生の特
定の実施形態のためには長すぎるであろう。魅力的な解答(このような安定な形
質転換に対する代替)は、発現ベクターを用いる植物の一過性のトランスフェク
ションである。このような一過性の発現を可能にするウイルスまたは非ウイルス
のベクターの両方が入手可能である(Kumagai,M.H.ら(1993)
Proc.Nat.Acad.Sci.USA 90:427−430;Shi
vprasad,S.ら(1999)Virology 255:312−32
3;Turpen,T.H.ら(1995)BioTechnology 13
:53−57;Pietrzak,M.ら(1986)Nucleic Aci
d Re.14:5857−5868;Hooykaas,P.J.J.および
Schilperoort,R.A.(1992)Plant Mol.Bio
l.19:15−38)が、ウイルスベクターは、宿主細胞に導入することがよ
り容易であり、感染によって蔓延して発現を増幅し、そしてこのために好ましい
Many transformation methods allow the expression of heterologous proteins in plants. Some relate to the construction of transgenic plants by incorporating into the plant genome a DNA sequence encoding the protein of interest. The time required to obtain transgenic plants would be too long for certain embodiments of rapid production such as tumor vaccine polypeptides. An attractive solution, an alternative to such stable transformation, is the transient transfection of plants with expression vectors. Both viral and non-viral vectors that enable such transient expression are available (Kumagai, MH et al. (1993).
Proc. Nat. Acad. Sci. USA 90: 427-430; Shi.
vprasad, S .; Et al. (1999) Virology 255: 312-32.
3; Turpen, T .; H. Et al. (1995) BioTechnology 13
: 53-57; Pietrzak, M .; Et al. (1986) Nucleic Aci
d Re. 14: 5857-5868; Hooykaas, P .; J. J. And Schillperort, R .; A. (1992) Plant Mol. Bio
l. 19: 15-38), but viral vectors are easier to introduce into host cells, spread by infection and amplify expression, and are therefore preferred.

【0115】 本発明のキメラ遺伝子、ベクターおよび組換えウイルス核酸は、分子生物学の
従来の技術を使用して構築される。植物において異種タンパク質を発現するウイ
ルスベクターは、好ましくは、(1)ネイティブなウイルスサブゲノムプロモー
ター(Dawson,W.O.ら(1988)Phytopathology
78:783−789およびFrench,R.ら(1986)Science
231:1294−1297)、(2)好ましくは、1つ以上の非ネイティブ
なウイルスサブゲノムプロモーター(Donson,J.ら(1991)Pro
c.Nat.Acad.Sci.USA 88:7204−7208およびKu
magai,M.H.ら(1993)Proc.Nat.Acad.Sci.U
SA 90:427−430)、(3)ウイルスコートタンパク質をコードする
配列(ネイティブであるか、またはそうではない)、および(4)所望の異種タ
ンパク質をコードする核酸、を含む。非ネイティブなサブゲノムプロモーターの
みを含むベクターもまた、使用され得る。本発明のベクターに対する最小の要求
は、レプリカーゼ遺伝子と発現されるべきコード配列との組合せであり、ネイテ
ィブまたは非ネイティブのサブゲノムプロモーターによって駆動される。このウ
イルスレプリカーゼは、ウイルスゲノムから発現され、そして染色体外的に複製
することが必要とされる。サブゲノムプロモーターは、外来または異種コード配
列および任意のタンパク質の有用な遺伝子(例えば、ウイルス複製を容易にする
ウイルスタンパク質、移動のために必要とされるタンパク質、キャプシドタンパ
ク質などをコードするもの)の発現を可能にする。ウイルスベクターは、コード
されたウイルスコートタンパク質によってキャプシド化され、組換え植物ウイル
スを生じる。この組換えウイルスは、適切な宿主植物を感染するために使用され
る。従って、組換えウイルス核酸は、宿主植物において複製し、全体的に蔓延し
、そしてRNAおよびタンパク質の合成を指示して、植物中に所望の異種タンパ
ク質を生じ得る。さらに、この組換えべクターは、このコード配列の所望の発現
のために十分な時間、非ウイルス異種コード配列および制御エレメントを維持す
る。
The chimeric genes, vectors and recombinant viral nucleic acids of the invention are constructed using conventional techniques of molecular biology. Viral vectors expressing heterologous proteins in plants are preferably (1) a native viral subgenomic promoter (Dawson, WO et al. (1988) Phytopathology).
78: 783-789 and French, R. et al. Et al. (1986) Science
231: 1294-1297), (2) preferably one or more non-native viral subgenomic promoters (Donson, J. et al. (1991) Pro.
c. Nat. Acad. Sci. USA 88: 7204-7208 and Ku.
magai, M .; H. (1993) Proc. Nat. Acad. Sci. U
SA 90: 427-430), (3) sequences encoding viral coat proteins (whether native or not), and (4) nucleic acids encoding the desired heterologous protein. Vectors containing only non-native subgenomic promoters can also be used. The minimal requirement for the vector of the present invention is the combination of the replicase gene and the coding sequence to be expressed, driven by a native or non-native subgenomic promoter. This viral replicase is expressed from the viral genome and is required to replicate extrachromosomally. Subgenomic promoters express foreign or heterologous coding sequences and useful genes for any protein (eg, those that encode viral proteins that facilitate viral replication, proteins required for translocation, capsid proteins, etc.). To enable. The viral vector is encapsidated with the encoded viral coat protein, yielding a recombinant plant virus. This recombinant virus is used to infect suitable host plants. Thus, the recombinant viral nucleic acid can replicate in host plants, become globally prevalent, and direct the synthesis of RNA and proteins to produce the desired heterologous protein in the plant. In addition, the recombinant vector maintains the non-viral heterologous coding sequences and regulatory elements for a sufficient time for the desired expression of the coding sequence.

【0116】 この組換えウイルス核酸は、任意の適切な植物ウイルスの核酸から調製される
が、タバモウイルスファミリーのメンバーが好ましい。ネイティブなウイルスヌ
クレオチド配列は公知の技術によって改変され得、但し、ウイルス核酸の必要な
生物学的機能(複製、転写など)は保存される。上記のように、1つ以上のサブ
ゲノムプロモーターが挿入され得る。これらは、感染されたまたはトランスフェ
クトされた植物宿主において隣接する異種コード配列の発現を調節し得る。ネイ
ティブなウイルスコートタンパク質は、このRNAによってコードされ得るか、
またはこのコートタンパク質配列は欠失され得、そして異なる植物ウイルス(「
非ネイティブ」または「外来ウイルス」)のコートタンパク質をコードする配列
によって置換され得る。外来ウイルスコートタンパク質遺伝子は、ネイティブま
たは非ネイティブのサブゲノムプロモーターのいずれかの制御下に置かれ得る。
外来ウイルスコートタンパク質は、機能的で感染性のビリオンを生成するように
組換えウイルス核酸をキャプシド化し得るべきである。好ましい実施形態におい
て、コートタンパク質は、核酸配列によってコードされる外来ウイルスコートタ
ンパク質であり、この核酸配列は、ネイティブなウイルスプロモーターまたは非
ネイティブなサブゲノムプロモーターのいずれかに隣接して配置される。好まし
くは、異種タンパク質(植物において発現される免疫原性ポリペプチドとして例
示される)をコードする核酸は、ネイティブなサブゲノムプロモーターの制御下
に置かれる。
The recombinant viral nucleic acid is prepared from any suitable plant viral nucleic acid, although members of the tabamovirus family are preferred. The native viral nucleotide sequence can be modified by known techniques, provided that the required biological function of the viral nucleic acid (replication, transcription, etc.) is preserved. As mentioned above, one or more subgenomic promoters may be inserted. They may regulate the expression of flanking heterologous coding sequences in infected or transfected plant hosts. The native viral coat protein may be encoded by this RNA,
Alternatively, this coat protein sequence can be deleted and a different plant virus ("
It may be replaced by a sequence encoding a coat protein of "non-native" or "foreign virus"). The foreign viral coat protein gene can be placed under the control of either a native or non-native subgenomic promoter.
The foreign viral coat protein should be capable of encapsidating recombinant viral nucleic acids to produce functional, infectious virions. In a preferred embodiment, the coat protein is a foreign viral coat protein encoded by a nucleic acid sequence, which nucleic acid sequence is flanked by either the native viral promoter or a non-native subgenomic promoter. Preferably, the nucleic acid encoding the heterologous protein, exemplified as an immunogenic polypeptide expressed in plants, is under the control of the native subgenomic promoter.

【0117】 本発明の重要な要素(これは、異種タンパク質(例えば、免疫原性scFvポ
リペプチド)の適切な折り畳みおよび大量な生成の部分的な原因である)は、新
規に合成されたタンパク質を植物分泌経路に指向するシグナルペプチド配列の存
在である。シグナルペプチドをコードする配列は、発現されるポリペプチドをコ
ードするDNAとインフレームで融合される。好ましいシグナルペプチドは、α
−アミラーゼシグナルペプチドである。
A key element of the invention, which is partly responsible for the proper folding and abundant production of heterologous proteins (eg immunogenic scFv polypeptides), is the ability to engineer newly synthesized proteins. The presence of a signal peptide sequence directed to the plant secretory pathway. The sequence encoding the signal peptide is fused in frame with the DNA encoding the expressed polypeptide. The preferred signal peptide is α
-Amylase signal peptide.

【0118】 別の実施形態において、移動タンパク質をコードする配列がまた、ウイルスベ
クターに組み込まれる。なぜなら、移動タンパク質は、植物中で、ウイルスの迅
速な細胞から細胞への移動を促進し、植物全体の全体的な感染を容易にするから
である。
In another embodiment, sequences encoding transfer proteins are also incorporated into the viral vector. This is because transfer proteins facilitate the rapid cell-to-cell transfer of virus in plants and facilitate the overall infection of the entire plant.

【0119】 RNAまたはDNAの植物ウイルスのいずれかは、発現ベクターとしての使用
に適する。DNAまたはRNAは、一本鎖または二本鎖であり得る。一本鎖RN
Aウイルスは、好ましくは、+鎖を有し得るが、−鎖RNAウイルスもまた、意
図される。
Either RNA or DNA plant viruses are suitable for use as expression vectors. DNA or RNA can be single-stranded or double-stranded. Single-stranded RN
A virus may preferably have a + strand, but-strand RNA viruses are also contemplated.

【0120】 組換えウイルス核酸は、適切な産生細胞におけるクローニングによって調製さ
れる。従来のクローニング技術(DNAおよびRNAの両方についての)は、周
知である。例えば、DNAウイルスを用いて、産生細胞と適合性の複製起点が、
ウイルスDNAにスプライスされ得る。
Recombinant viral nucleic acid is prepared by cloning in a suitable producer cell. Conventional cloning techniques (for both DNA and RNA) are well known. For example, using a DNA virus, an origin of replication compatible with the producer cell is
It can be spliced into viral DNA.

【0121】 RNAウイルスを用いて、ウイルスゲノムの全長DNAのコピーが、従来の手
順によって最初に調製される:例えば、ウイルスRNAが逆転写されて、DNA
ポリメラーゼを使用して二本鎖にされているDNAのサブゲノム断片を形成する
。このDNAは適切なベクターにクローニングされ、そして産生細胞に挿入され
る。このDNA断片はマッピングされ、そして適切な配列と組み合せられて、ウ
イルスゲノムの全長DNAのコピーを産生する。コートタンパク質遺伝子を有す
るかまたは有さないサブゲノムプロモーター配列(DNA)は、本明細書に記載
されるように、ウイルス核酸の本質的でない部位に挿入される。本質的でない部
位は、ウイルス核酸またはアセンブルされた植物ビリオンの生物学的特性に影響
を及ぼさない部位である。ウイルスRNAに相補的なcDNAは、適切なプロモ
ーターの制御下に置かれ、その結果、(組換え)ウイルスRNAが、産生細胞に
おいて産生される。RNAが感染性についてキャップされなくてならない場合、
これは、従来の技術によってなされる。
With RNA viruses, a copy of the full-length DNA of the viral genome is first prepared by conventional procedures: eg, viral RNA is reverse transcribed to produce DNA.
A polymerase is used to form subgenomic fragments of double-stranded DNA. This DNA is cloned into a suitable vector and inserted into producer cells. This DNA fragment is mapped and combined with the appropriate sequences to produce a full-length DNA copy of the viral genome. A subgenomic promoter sequence (DNA), with or without the coat protein gene, is inserted at a non-essential site in the viral nucleic acid, as described herein. Non-essential sites are those that do not affect the biological properties of the viral nucleic acid or the assembled plant virions. The cDNA complementary to the viral RNA is placed under the control of a suitable promoter so that (recombinant) viral RNA is produced in the producing cell. If RNA must be capped for infectivity,
This is done by conventional techniques.

【0122】 適切なプロモーターの例としては、lacプロモーター、lacuv5プロモ
ーター、trpプロモーター、tacプロモーター、lp1プロモーターおよび
ompFプロモーターが挙げられる。好ましいプロモーターは、ファージSP6
プロモーターまたはT7RNAポリメラーゼプロモーターである。
Examples of suitable promoters include the lac promoter, lacuv5 promoter, trp promoter, tac promoter, lp1 promoter and ompF promoter. Preferred promoter is phage SP6
It is a promoter or T 7 RNA polymerase promoter.

【0123】 産生細胞は、原核生物または真核生物であり得、そしてEscherichi
a coli、酵母、植物細胞および哺乳動物細胞が挙げられる。
The producing cell may be prokaryotic or eukaryotic, and may be Escherichi.
a coli, yeast, plant cells and mammalian cells.

【0124】 多くの植物ウイルスベクターが利用可能であり、そして当該分野で周知である
(Grierson,Dら(1984)Plant Molecular Bi
ology,Blackie,London 126〜146頁;Gluzma
n,Yら(1988)Communications in Molecula
r Biology:Viral Vectors,Cold Spring
Harbor Laboratory,New York,172〜189頁)
。ウイルスベクターおよびその制御エレメントは、明らかに、感染されるべき植
物宿主と適合性でなければならない。適切なウイルスは、以下である: (a)タバコモザイクウイルス(TMV)群由来のウイルス(例えば、TMV、
タバコ淡緑色モザイクウイルス(TMGMV)、カウピーモザイクウイルス(C
MV)、アルファルファモザイクウイルス(AMV)、キュウリ緑色斑点モザイ
クウイルス−スイカ系統(CGMMV−W)、カラスムギモザイクウイルス(O
MV))、 (b)スズメノチャヒキ(brome)モザイクウイルス(BMV)群由来のウ
イルス(例えば、BMV、ソラマメモザイク病ウイルスおよびカウピー萎黄モザ
イク病ウイルス)、 (c)他のウイルス(例えば、コメ壊死ウイルス(RNV)、双生ウイルス(g
eminivirus)(例えば、トマト黄金モザイクウイルス(TGMV))
、カサバ潜伏ウイルス(CLV)およびトウモロコシ条斑病ウイルス(MSV)
)。
Many plant viral vectors are available and are well known in the art (Grierson, D et al. (1984) Plant Molecular Bi.
LOGY, Blackie, London 126-146; Gluzma.
n, Y et al. (1988) Communications in Molecular
r Biology: Virtual Vectors, Cold Spring
(Harbor Laboratory, New York, pp. 172-189)
. The viral vector and its control elements must obviously be compatible with the plant host to be infected. Suitable viruses are: (a) viruses from the group of tobacco mosaic viruses (TMV) (eg TMV,
Tobacco light green mosaic virus (TMGMV), cowpea mosaic virus (C
MV), alfalfa mosaic virus (AMV), cucumber green spot mosaic virus-watermelon strain (CGMMV-W), oat mosaic virus (O)
MV)), (b) viruses from the group Brome mosaic virus (BMV), such as BMV, broad bean mosaic virus and cowpea yellow mosaic virus, (c) other viruses (eg rice necrosis). Virus (RNV), twin virus (g
eminivirus) (eg, tomato golden mosaic virus (TGMV))
, Cassava latent virus (CLV) and maize streak virus (MSV)
).

【0125】 好ましい宿主は、Nicotiana benthamianaである。宿主
植物は、この用語が本明細書中で使用される場合、植物全体、植物細胞、葉、根
茎、花または任意の他の植物部分であり得る。植物または植物細胞は、従来の方
法を使用して成長される。
A preferred host is Nicotiana benthamiana. A host plant, as the term is used herein, can be a whole plant, plant cells, leaves, rhizomes, flowers or any other plant part. The plant or plant cell is grown using conventional methods.

【0126】 N.benthamianaと共に使用するために好ましいウイルスベクター
は、TMVおよびトマトモザイクウイルス(ToMV)のハイブリッド融合を含
む発現ベクターpBSG1250(pTTOSA誘導体)である(Kumaga
i,MHら、(1995)Proc.Natl.Acad.Sci.USA92
:1679−1683)。挿入されたサブゲノムプロモーターは、TMV核酸と
適合性でなければならず、かつ感染した植物において正確に配置した(例えば、
隣接した)核酸配列の転写を指向できなければならない。コートタンパク質は、
ウイルスを植物宿主全身に感染することを可能にする。TMVコートタンパク質
は、N.benthamianaの全身感染を促進する。
N. A preferred viral vector for use with Benthamiana is the expression vector pBSG1250 (pTTOSA derivative) containing a hybrid fusion of TMV and tomato mosaic virus (ToMV) (Kumaga).
i, MH et al., (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA92
: 1679-1683). The inserted subgenomic promoter must be compatible with the TMV nucleic acid and be correctly located in the infected plant (eg,
It must be able to direct the transcription of (adjacent) nucleic acid sequences. Coat protein is
Allows the virus to infect the entire plant host. TMV coat protein is described in N. promotes systemic infection of benthamiana.

【0127】 組換えウイルスベクターを用いる植物の感染は、感染を促進することが公知の
多数の従来の技術を使用して達成される。これらとしては、葉の磨耗、溶液およ
び高速水スプレーでの磨耗が挙げられるが、これらに限定されない。ウイルスベ
クターは、単一の葉の手作業、機械的または高圧スプレーにより送達され得る。
Infection of plants with recombinant viral vectors is accomplished using a number of conventional techniques known to promote infection. These include, but are not limited to, leaf abrasion, abrasion with solutions and high velocity water sprays. Viral vectors can be delivered by single leaf manual, mechanical or high pressure spray.

【0128】 (タンパク質/ポリペプチド産物の精製) 植物中で産生される二重ドメインポリペプチドは、標準の技術を使用して好ま
しくは回収および精製される。適切な方法としては、植物の均質化もしくはグラ
インディング、または液体窒素中での植物部分の生成、続くタンパク質の抽出が
挙げられる。いくつかの理由のために植物材料を均質化することが所望されない
場合、ポリペプチドは、真空浸潤および遠心分離、続く滅菌濾過により除去され
得る。タンパク質の収量は、任意の許容し得る技術により推定され得る。ポリペ
プチドは、サイズ、等電点、または他の物理的特性により精製される。植物材料
由来の全分泌タンパク質の単離に続いて、さらなる精製工程が行われ得る。所望
のポリペプチドのエピトープに特異的な抗体を用いる、免疫学的方法(例えば、
免疫沈降)または、好ましくはアフィニティクロマトグラフィーが使用され得る
Purification of Protein / Polypeptide Products Dual domain polypeptides produced in plants are preferably recovered and purified using standard techniques. Suitable methods include homogenization or grinding of plants, or production of plant parts in liquid nitrogen, followed by protein extraction. If it is not desirable to homogenize the plant material for some reason, the polypeptide can be removed by vacuum infiltration and centrifugation followed by sterile filtration. Protein yield can be estimated by any acceptable technique. Polypeptides are purified by size, isoelectric point, or other physical property. Further purification steps may be performed following isolation of the total secreted protein from plant material. Immunological methods using antibodies specific for the epitope of the desired polypeptide (eg,
Immunoprecipitation) or, preferably, affinity chromatography may be used.

【0129】 精製を容易にするために、ウイルスベクターは、タンパク質が精製段階で活用
され得るアフィニティタグを備えて産生されるように、操作され得る。このよう
なタグの例は、ヒスチジン(His)タグであり、これは、金属(例えば、ニッ
ケル)アフィニティカラムでの精製を可能にする。他のアフィニティタグは、当
該分野で周知であり、本明細書中に記載される必要はない。
To facilitate purification, viral vectors can be engineered so that the protein is produced with an affinity tag that can be leveraged during the purification step. An example of such a tag is the histidine (His) tag, which allows purification on metal (eg nickel) affinity columns. Other affinity tags are well known in the art and need not be described herein.

【0130】 種々の固体支持体は、本発明の方法において使用され得る:agarose(
登録商標)、Sephadex(登録商標)、セルロースまたは他のポリマーの
誘導体。例えば、Sepharose(登録商標)に固定化されたブドウ球菌タ
ンパク質A(またはタンパク質L)を使用して、第1にこのタンパク質を溶液中
の特定の抗体と共にインキュベートし、そしてこの混合物を固定化タンパク質A
(これは、結合して抗体−標的タンパク質複合体を保持する)と接触させること
により標的タンパク質を単離し得る。
A variety of solid supports can be used in the method of the invention: agarose (
®), Sephadex ®, derivatives of cellulose or other polymers. For example, using Staphylococcal protein A (or protein L) immobilized on Sepharose®, first incubate the protein with a specific antibody in solution and then mix the mixture with immobilized protein A
The target protein may be isolated by contacting with it, which binds and retains the antibody-target protein complex.

【0131】 前述の方法のいずれかまたは他の周知の方法を使用して、ポリペプチドを植物
材料から約50%より高い純度まで、より好ましくは約75%より高い純度、さ
らにより好ましくは約95%より高い純度まで精製される。
Using any of the aforementioned methods or other well known methods, the polypeptide is purified from plant material to a purity greater than about 50%, more preferably greater than about 75%, and even more preferably about 95%. Purified to a purity higher than%.

【0132】 (正確な折りたたみの決定) 溶液中のタンパク質のコンホメーションは、免疫原性のような特定の特性のた
めに重要である。溶液中の二重ドメインポリペプチドの関連エピトープのコンホ
メーションは、好ましくはネイティブタンパク質の同じエピトープに類似である
かまたはそれを模倣する。植物においてポリペプチドを産生すること、およびそ
れらを植物の分泌経路に対して標的化することにより、本発明は、ポリペプチド
が可溶性の、最適に折り畳まれた形態で分泌されることを保証する。
Determination of Correct Folding The conformation of proteins in solution is important for certain properties such as immunogenicity. The conformation of related epitopes of the dual domain polypeptide in solution is preferably similar to or mimics the same epitope of the native protein. By producing polypeptides in plants and targeting them to the secretory pathway of plants, the present invention ensures that the polypeptides are secreted in a soluble, optimally folded form.

【0133】 正確な折りたたみを決定する際に使用される好ましい試薬は、特定の抗体、好
ましくはmAbであり、これは、(1)鎖が正確に折りたたまれる場合にポリペ
プチドのエピトープに結合するが、(2)エピトープが変性される場合は結合し
ない。抗体は、多数の免疫学的アッセイのいずれかにおいて使用され、このアッ
セイとしては、ドットブロット、ウェスタンブロット、免疫沈降、ラジオイムノ
アッセイ(RIA)、および酵素免疫アッセイ(EIA)(例えば、酵素連結イ
ムノソルベントアッセイ(ELISA))が挙げられる。好ましい実施形態にお
いて、このような抗体が利用可能な場合、ウェスタンブロットおよびELISA
は、植物において産生された二重ドメイン(または多重ドメイン)ポリペプチド
の関連部分の正確な折りたたみを評価するために使用される。
A preferred reagent used in determining correct folding is a particular antibody, preferably a mAb, which binds to an epitope of the polypeptide if the (1) chain is correctly folded. , (2) Does not bind when the epitope is denatured. Antibodies are used in any of a number of immunological assays, including dot blots, western blots, immunoprecipitations, radioimmunoassays (RIA), and enzyme immunoassays (EIA) (eg enzyme linked immunosorbents). Assay (ELISA)). In a preferred embodiment, Western blots and ELISAs when such antibodies are available.
Is used to assess the correct folding of the relevant part of the dual domain (or multidomain) polypeptide produced in plants.

【0134】 (二重ドメイン分子のさらなる分析) 二重ドメインポリペプチドをコードするDNAは、配列決定され得、そのコー
ドされる産物の推定アミノ酸配列を与える。DNA分子がサブクローニングされ
ている場合、これは制限酵素を用いてベクターから切除され得、そして生じたフ
ラグメントは、フラグメントのサイズを決定するためにアガロースゲルで分析さ
れる。
Further Analysis of Dual Domain Molecules The DNA encoding the dual domain polypeptides can be sequenced to give the deduced amino acid sequence of the encoded product. If the DNA molecule has been subcloned, it can be excised from the vector using restriction enzymes, and the resulting fragments analyzed on an agarose gel to determine the size of the fragments.

【0135】 DNA分子自体が目的の結合ドメインを有する場合、サブクローニングされた
DNA分子(または切除されたフラグメント)は、関連リガンドへの結合につい
てアッセイされ得る。
If the DNA molecule itself has a binding domain of interest, the subcloned DNA molecule (or excised fragment) can be assayed for binding to a related ligand.

【0136】 DNA分子が二重ドメインリボザイムをコードする場合、リボザイムRNAは
ベクターから転写され得る。コード配列は、制限酵素を用いて切除され得、そし
てRNAポリメラーゼ(リボヌクレオチドおよび他の必要な因子と共に)接触さ
れて、二重ドメインRNAを転写し得る。次いでこのリボザイムは、定量され得
、そしてその酵素活性は適切なアッセイで測定され得る。
If the DNA molecule encodes a dual domain ribozyme, the ribozyme RNA can be transcribed from the vector. The coding sequence can be excised with restriction enzymes and contacted with RNA polymerase (along with ribonucleotides and other necessary factors) to transcribe the dual domain RNA. The ribozyme can then be quantified and its enzymatic activity measured in an appropriate assay.

【0137】 二重ドメインポリペプチドをコードするDNA分子は、最初に発現される。所
望の場合、DNAはさらに、改変されて適切な宿主、またはインビトロ転写/翻
訳系での発現を可能にするかまたは最適化する配列を含む。一旦発現されると、
ポリペプチドは、適切な機能的アッセイ(例えば、(いずれかのドメインの)酵
素活性の測定)に供される。また、この二重ドメインポリペプチドの定量的な物
理的特性は、例えば、SDS−PAGEにより決定され得る。電気泳動分離の後
に、タンパク質の直接染色、またはウェスタンブロットおよびいずれかのドメイ
ンのエピトープを認識する適切な抗体を用いてプローブ化し得る。ドメインが結
合活性を有する場合、または上記のような他の機能を有する場合、これは、従来
の手段により測定され得る。
The DNA molecule encoding the dual domain polypeptide is first expressed. If desired, the DNA further comprises sequences that have been modified to allow or optimize expression in a suitable host, or in vitro transcription / translation system. Once expressed,
The polypeptide is subjected to a suitable functional assay (eg, measuring enzymatic activity (of either domain)). Also, the quantitative physical properties of this dual domain polypeptide can be determined, for example, by SDS-PAGE. Electrophoretic separation can be followed by direct staining of the protein or probing with Western blots and appropriate antibodies that recognize epitopes in either domain. If the domain has binding activity, or has other functions as described above, this can be measured by conventional means.

【0138】 ここまで一般的に本発明を記載してきたが、本発明は以下の実施例を参照して
より容易に理解され、これらの実施例は、例示として提供され、特定されなけれ
ば、本発明を限定することを意図されない。
Having generally described the invention so far, the invention will be more readily understood with reference to the following examples, which are provided by way of illustration and unless otherwise specified, the present invention. It is not intended to limit the invention.

【0139】 以下の実施例は例示のみとして提供され、限定としてではない。当業者は容易
に種々の重要でないパラメーターを認識し、これらのパラメーターは本質的に類
似の結果を得るために変形または改変され得る。
The following examples are provided by way of illustration only and not as a limitation. Those of ordinary skill in the art will readily recognize a variety of non-critical parameters, which can be varied or modified to obtain essentially similar results.

【0140】 (実施例1) (CJ B細胞リンパ腫のイディオタイプを含む単一の患者(CJ)由来の自
己/腫瘍抗原の生成) 「CJ」と示される免疫原性scFvタンパク質を、ヒトリンパ腫患者(イニ
シャルCJを有する)から誘導し、そしてこのタンパク質はそのリンカーとして
(Gly4Ser)3を有していた。患者CJは、早期の受動的免疫治療試験で処
置されていた。CJ分子(詳細には、そのV領域エピトープ(単数または複数)
)は、7D11と称する抗Id mAbにより認識される。McCormick
,AAら、Proc Natl Acad Sci USA(1999)96:
703−708もまた参照のこと。
Example 1 Generation of Autologous / Tumor Antigens from a Single Patient (CJ) Including the Idiotype of CJ B Cell Lymphoma An immunogenic scFv protein designated "CJ" was added to human lymphoma patients Derived from (with initial CJ), and this protein had (Gly 4 Ser) 3 as its linker. Patient CJ had been treated with an early passive immunotherapy trial. CJ molecule (specifically, its V region epitope (s))
) Is recognized by an anti-Id mAb designated 7D11. McCormick
, AA et al., Proc Natl Acad Sci USA (1999) 96:
See also 703-708.

【0141】 ヒトscFvポリペプチドを作製する初期の試みにおいて、CJ V領域遺伝
子を配列決定し、そして(Gly4Ser)3リンカーを使用して細菌発現系にク
ローニングした。PEL−bリーダーを用いてペリプラズムに標的化したが、C
J scFvタンパク質を、不溶性封入体で分離した。マウスを細菌において作
製されたCJ scFvで免疫した場合、抗CJ抗イディオタイプ抗体応答は検
出されなかった。
In an early attempt to generate a human scFv polypeptide, the CJ V region gene was sequenced and cloned into a bacterial expression system using the (Gly 4 Ser) 3 linker. Targeting to the periplasm using the PEL-b reader, but C
J scFv proteins were separated by insoluble inclusion bodies. No anti-CJ anti-idiotypic antibody response was detected when mice were immunized with CJ scFv generated in bacteria.

【0142】 CJの誘導体を、本明細書に記載される一般的PCRベースのクローニングス
トラテジーの一部である、無作為な長さおよび配列を有するリンカーを産生する
ことにより生成した。
Derivatives of CJ were generated by producing a linker with random length and sequence that is part of the general PCR-based cloning strategy described herein.

【0143】 4つの反応を実行した。第1および第2において、以下の合成オリゴヌクレオ
チド:
Four reactions were run. In the first and second, the following synthetic oligonucleotides:

【0144】[0144]

【化6】 を使用して、患者CJ由来のリンパ腫細胞のcDNAクローンからVHドメイン
をコードする配列を増幅した。SphI制限部位に下線を付す。第1の反応のx
は6であった:
[Chemical 6] Was used to amplify the V H domain-encoding sequence from a cDNA clone of lymphoma cells from patient CJ. The SphI restriction site is underlined. X of the first reaction
Was 6:

【0145】[0145]

【化7】 。第2の反応において、xは9であり、配列番号7:[Chemical 7] . In the second reaction, x is 9 and SEQ ID NO: 7:

【0146】[0146]

【化8】 を与えた(一般的に、トリプレットの数(x)は、1〜約50であり得る)。[Chemical 8] (Generally, the number of triplets (x) can be from 1 to about 50).

【0147】 第3および第4のPCR反応において、VLドメインをコードする配列を、以
下の合成オリゴヌクレオチド:
In the third and fourth PCR reactions, the sequence encoding the V L domain was replaced with the following synthetic oligonucleotide:

【0148】[0148]

【化9】 を使用して、CJのcDNAクローンから増幅した。AvrII部位に下線を付
す。第3の反応において、zは6であった:
[Chemical 9] Was used to amplify from a CJ cDNA clone. The AvrII site is underlined. In the third reaction, z was 6:

【0149】[0149]

【化10】 第4の反応において、zは9であった(配列番号11):[Chemical 10] In the fourth reaction, z was 9 (SEQ ID NO: 11):

【0150】[0150]

【化11】 (一般に、トリプレットの数(z)は、1〜約50であり得る)。[Chemical 11] (In general, the number of triplets (z) can be from 1 to about 50).

【0151】 増幅に続いて、4つのPCR産物を精製し、そしてVH鎖PCR産物について
はSphIで、およびVL鎖PCR産物についてはAvrIIで消化した。消化
物をアガロースゲルで電位泳動し、そして4つの消化PCRフラグメントを精製
し、合わせ、そしてGeneware(登録商標)発現ベクターpBSG125
0(pTTOSA誘導体)にライゲーションした。この発現ベクターは、TMV
およびToMVのハイブリッド融合を含有し(Kumagaiら、前出)、制限
酵素SphIおよびAvrIIで消化されていた。特定のGeneware(登
録商標)ベクターにおいて、SphI部位は、TMV U1 CPサブゲノムプ
ロモーターおよびαアミラーゼシグナルペプチド配列の下流にある。プライマー
HFおけるSphI部位は、αアミラーゼシグナルペプチド配列におけるSp
hI部位とインフレームである。VHおよびVLPCRフラグメントの両方のGe
neware(登録商標)ベクターへのライゲーションの後に、そのDNAを、
ポリヌクレオチドキナーゼおよびATPで処理してホスフェートを最初のPCR
産物の平滑5’末端に組み込んだ。
Following amplification, the four PCR products were purified and digested with SphI for the V H chain PCR product and AvrII for the V L chain PCR product. The digest was electrophoresed on an agarose gel and the four digested PCR fragments were purified, combined and the Geneware® expression vector pBSG125.
0 (pTTOSA derivative). This expression vector is TMV
And a ToMV hybrid fusion (Kumagai et al., Supra) and digested with the restriction enzymes SphI and AvrII. In certain Geneware® vectors, the SphI site is downstream of the TMV U1 CP subgenomic promoter and α-amylase signal peptide sequence. Primer V H F definitive SphI site, Sp in α-amylase signal peptide sequence
In-frame with hI site. Ge for both V H and V L PCR fragments
After ligation to the neware® vector, the DNA was
First PCR of phosphate by treatment with polynucleotide kinase and ATP
It was incorporated into the blunt 5'end of the product.

【0152】 キナーゼ反応後、このDNAをそれ自体にライゲーションし戻して環状プラス
ミドを作製した。ライゲーションしたDNAを(エレクトロポレーションを使用
して)E.coliに形質転換し、そしてこの形質転換細胞を、50μg/ml
のアンピシリンを含有する選択培地にプレートした。プラスミドDNAを個々の
アンピシリン耐性E.coliコロニーから精製し、そしてT7 RNAポリメ
ラーゼを用いて転写させて個々のクローンの感染性転写物を作製した。
After the kinase reaction, this DNA was ligated back to itself to create a circular plasmid. The ligated DNA was transformed into E. coli (using electroporation). E. coli and transform the transformed cells with 50 μg / ml
Of the ampicillin were plated on selective medium. Plasmid DNA was isolated from individual ampicillin resistant E. coli. E. coli colonies were purified and transcribed with T7 RNA polymerase to produce infectious transcripts of individual clones.

【0153】 転写物を、本質的にLindboら、Plant Cell 5:1749−
1759(1993)に記載されるように、PEGベースのトランスフェクショ
ンプロトコルを使用して、N.tobacum植物プロトプラストにトランスフ
ェクトし、そしてトランスフェクトされたプロトプラストをプロトプラスト培養
培地中で数日間インキュベートした。後者の培地は、265mMのマンニトール
、1X Murashige最少有機物(minimal organic)培
地(Gibco/BRL)、1.5mMのKH2PO4、0.2μg/mlの2,
4−ジクロロフェノキシ酢酸、0.1μg/mlのキネチン(kinetin)
、および5%ココナッツ水(Sigma)を含有していた。プロトプラストを約
106細胞/mlの密度で培養した。プラスミドDNAを各クローニング実験か
らの少なくとも10〜50の個々のコロニーから精製した。
Transcripts were generated essentially as described by Lindbo et al., Plant Cell 5: 1749-.
1759 (1993), using a PEG-based transfection protocol. Tobacum plant protoplasts were transfected and the transfected protoplasts were incubated in protoplast culture medium for several days. The latter medium was 265 mM mannitol, 1X Murashige minimal organic medium (Gibco / BRL), 1.5 mM KH 2 PO 4 , 0.2 μg / ml 2, 2.
4-dichlorophenoxyacetic acid, 0.1 μg / ml kinetin
, And 5% coconut water (Sigma). Protoplasts were cultured at a density of approximately 10 6 cells / ml. Plasmid DNA was purified from at least 10-50 individual colonies from each cloning experiment.

【0154】 トランスフェクションの約1〜4日後、タンパク質サンプルを個々のプロトプ
ラストサンプルから収集した。培養培地(200〜500μl)を、高速真空エ
バポレーションまたはMicroconサンプル濃縮機により約10倍に濃縮し
た。
About 1 to 4 days after transfection, protein samples were collected from individual protoplast samples. Culture medium (200-500 μl) was concentrated approximately 10-fold by high speed vacuum evaporation or Microcon sample concentrator.

【0155】 このクローニングストラテジーは、植物細胞によるタンパク質産物の培養培地
への分泌を促進するように設計されたシグナルペプチド配列を含んでいたので、
培地サンプルもまた、SDS−PAGE、続いてクマシーブルー染色および/ま
たはウェスタンブロットにより分析した。
This cloning strategy contained a signal peptide sequence designed to facilitate secretion of the protein product by plant cells into the culture medium,
Media samples were also analyzed by SDS-PAGE followed by Coomassie blue staining and / or Western blot.

【0156】 開始scFvを組み込んだ標準(Gly4−Ser)3リンカー配列;他のsc
Fv鎖を、リンカーライブラリークローニング実験から得られる形質転換体から
無作為に選択した。この実験は4つのプライマー(配列番号4〜11、上記)か
ら生成されるクローン化PCR産物を利用した。等価な数の細胞からの培養上清
を、電気泳動(SDS−PAGE)し、そしてこれらのゲルを、mAb 7D1
1を用いるウェスタン分析(上記参照)のためにニトロセルロース膜に移した。
Standard (Gly 4- Ser) 3 linker sequence incorporating the starting scFv; other sc
Fv chains were randomly selected from transformants obtained from linker library cloning experiments. This experiment utilized a cloned PCR product generated from four primers (SEQ ID NOS: 4-11, above). Culture supernatants from equivalent numbers of cells were electrophoresed (SDS-PAGE) and the gels were run on mAb 7D1.
Transferred to nitrocellulose membrane for Western analysis with 1 (see above).

【0157】 スクリーニングされたいくつかの選択されたリンカーライブラリーメンバーは
、無作為に、従来のリンカー(Gly4−Ser)3を有するCJ scFvが発
現および蓄積したよりも多くCJタンパク質を発現および蓄積するようであった
Some of the selected linker library members screened randomly expressed and accumulated more CJ protein than the CJ scFv with the conventional linker (Gly 4 -Ser) 3 expressed and accumulated. It seemed to do.

【0158】 ライブラリーメンバーが特に大量のCJ scFvを発現するDNAを、配列
決定した。結果を表2に示す。選択クローンのためのプラスミドDNAを調製し
、標準的な方法により配列決定した。種々のCJ−誘導構築物のヌクレオチド配
列から、個々のクローンのリンカー配列を推定した。表2は、得られたヌクレオ
チドおよびアミノ酸リンカー配列農地のいくつかを列挙し、そして「相対的発現
」(これは、(Gly4−Ser)3リンカーを有する以外は同一なタンパク質に
比較した発現の量を意味する)を意味する。
DNA in which library members express particularly high amounts of CJ scFv were sequenced. The results are shown in Table 2. Plasmid DNA for selected clones was prepared and sequenced by standard methods. From the nucleotide sequences of various CJ-derived constructs, the linker sequence of individual clones was deduced. Table 2 resulting enumerating several nucleotides and amino acid linker sequences farmland, and "relative expression" (which is, of expression compared to the same protein but with the (Gly 4 -Ser) 3 linker Means quantity).

【0159】 DNA配列決定は、これらのクローンが同じヌクレオチド配列またはアミノ酸
配列を有していないが、むしろアミノ酸長およびヌクレオチド長の多様性を示す
ということを明らかにした。表2は、13〜20アミノ酸の範囲のLを有するク
ローンのサンプリングを示す。この範囲は、明らかにVHおよびVLコード配列の
PCR増幅の間のミスプライミングの結果であった。この実験で使用されたオリ
ゴヌクレオチドのリンカーコード配列は、低複雑性のヌクレオチド配列(すなわ
ちasyxまたはrstzおよび)のストレッチを含むので、複数のミスプライミ
ング事象の可能性がある。PCRの間に存在するDNAポリメラーゼ/エキソヌ
クレアーゼ活性に関連して、これは、L配列を含むコドン数の増加または減少を
もたらし得る。
DNA sequencing revealed that these clones did not have the same nucleotide or amino acid sequences, but rather exhibited amino acid length and nucleotide length diversity. Table 2 shows sampling of clones with L ranging from 13-20 amino acids. This range was clearly the result of mispriming during PCR amplification of the VH and VL coding sequences. Since the linker coding sequence of the oligonucleotides used in this experiment contains stretches of low complexity nucleotide sequences (ie asy x or rst z and), multiple mispriming events are possible. In relation to the DNA polymerase / exonuclease activity present during PCR, this can lead to an increase or decrease in the number of codons containing the L sequence.

【0160】[0160]

【表2】 産生されたCJ scFvタンパク質の量はまた、(Gly4−Ser)3リン
カーを有するCJ scFvに対して)変化した。このことは、リンカー領域の
長さおよび配列の両方が、植物細胞または植物により産生されるタンパク質の量
に影響するということを示す。
[Table 2] The amount of CJ scFv protein produced was also altered (relative to CJ scFv with the (Gly 4 -Ser) 3 linker). This indicates that both the length and the sequence of the linker region influence the amount of protein produced by plant cells or plants.

【0161】 (実施例2:植物全体におけるscFv産物の発現) scFv産物を産生するために適切な発現系とともに植物全体を使用する以外
、実施例1に記載したプロセスを反復した。
Example 2: Expression of scFv Product in Whole Plant The process described in Example 1 was repeated except that whole plant was used with an appropriate expression system to produce the scFv product.

【0162】 発現した産物をSDS−PAGE/クーマシー青染色および/またはウエスタ
ンブロッティングによってスクリーニングする。これらの結果は、様々な量のs
cFv産物が産生したことを示す。最も高い収量のクローンを、ワクチンscF
vの産生のために選択する。
Expressed products are screened by SDS-PAGE / Coomassie blue staining and / or Western blotting. These results show that various amounts of s
It shows that the cFv product was produced. The highest yield clones were used as vaccine scF
Selected for the production of v.

【0163】 (発現系) CJヒトリンパ腫のV領域を有する二重ドメインscFvフラグメントをコー
ドするDNAフラグメントを、実施例1のように作製し、そしてベクターpBS
G1250にクローニングした。このベクターにおいて、TMVコートタンパク
質サブゲノムプロモーターは、CJ配列の挿入部位の上流に位置される。感染に
続いて、このTMVコートタンパク質サブゲノムプロモーターは、転写開始点(
「tsp」)で植物細胞におけるCJ RNA合成の開始を指向する。CJ配列
にインフレームで融合されたイネαアミラーゼシグナルペプチド(O’Neil
l,SDら(1990)Mol.Gen.Genet.221:235−244
)は、タンパク質を分泌経路に標的化する31残基のポリペプチドをコードし(
Firel,Sら、(1994)Transgenic Res.3:326−
331))そして続いて、シグナルペプチドのC末端Glyと発現したCJ s
cFvタンパク質のN末端のMetとの間で切り出される。CJ scFvをコ
ードする配列は、30Kで移動するタンパク質の遺伝子とToMVコートタンパ
ク質(Tcp)の遺伝子との間に導入された。T7ファージプロモーターは、感
染性のゲノム+鎖RNAの転写を可能にするウイルスcDNAの上流に導入され
た。
Expression System A DNA fragment encoding a CJ human lymphoma V region-containing dual domain scFv fragment was generated as in Example 1 and vector pBS.
It was cloned into G1250. In this vector, the TMV coat protein subgenomic promoter is located upstream of the CJ sequence insertion site. Following infection, the TMV coat protein subgenomic promoter
"Tsp") directs initiation of CJ RNA synthesis in plant cells. Rice α-amylase signal peptide (O'Neil) fused in-frame to CJ sequence
1, SD et al. (1990) Mol. Gen. Genet. 221: 235-244
) Encodes a 31-residue polypeptide that targets the protein to the secretory pathway (
Firel, S, et al., (1994) Transgenic Res. 3: 326-
331)) and subsequently CJ s expressed with the C-terminal Gly of the signal peptide.
It is excised from the N-terminal Met of the cFv protein. The sequence encoding the CJ scFv was introduced between the gene for the protein migrating at 30K and the gene for ToMV coat protein (Tcp). The T7 phage promoter was introduced upstream of the viral cDNA allowing transcription of infectious genomic + strand RNA.

【0164】 キャップされた感染性のRNAを、AmbionからのT7メッセージ(me
ssage)キットを使用して、1μgのプラスミドからインビトロで作製した
。このメッセンジャーRNA(message)の合成をゲル電気泳動によって
定量し、そしてインビトロで転写されたウイルスRNAの約2μgを、N.be
nthamiana(Dawson,WOら、(1986)Proc.Natl
.Acad.Sci.USA 83:1832−1836)の低位の葉(約1〜
2cmのサイズ)に研磨剤とともに適用した。CJ scFVタンパク質をコー
ドするサブゲノムRNAの転写を、示された転写開始点で感染後に開始した。高
レベルのサブゲノムRNA種をウイルス感染植物細胞において合成し(Kuma
gai,MHら、(1993)Proc.Natl.Acad.Sci.USA
90:427−430)、そして転写および引き続くCJ scFvタンパク
質の蓄積のためのテンプレートとして供給する。
The capped infectious RNA was transferred to the T7 message from Ambion (me
Sage) kit was used to make in vitro from 1 μg of plasmid. The synthesis of this messenger RNA was quantified by gel electrophoresis and approximately 2 μg of in vitro transcribed viral RNA was isolated from N. be
nthamiana (Dawson, WO et al., (1986) Proc. Natl.
. Acad. Sci. USA 83: 1832-1836) lower leaves (about 1-
2 cm size) with abrasive. Transcription of the subgenomic RNA encoding the CJ scFV protein was initiated post infection at the indicated transcription start points. High levels of subgenomic RNA species were synthesized in virus-infected plant cells (Kuma
gai, MH et al., (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA
90: 427-430), and serve as a template for transcription and subsequent accumulation of the CJ scFv protein.

【0165】 (クローンの特徴付け) 感染の徴候は、いくつかの認識し得る葉の斑および増殖遅延を伴う、経度の葉
奇形として5〜6日後に認識し得た。播種の11〜14日後に、分泌されたタン
パク質を単離した。葉および茎材料を収集し、秤量し、次いで浸透緩衝液(10
0mM Tris HCl(pH7.5)および2mM EDTA)中で2分間
、700mmHgの減圧に供した。分泌されたタンパク質(本明細書中以下では
「間質性画分」または「IF」と名付けた)を、2000gでの緩やかな遠心分
離(Beckman JA−14)によって、浸透した葉から支持されたナイロ
ンメッシュディスク上に回収し、Centricon−10(Amicon)濃
縮器で約10倍に濃縮した。総タンパク質を、Bradford法(Bradf
ord,M.(1976)Anal.Biochem.72:248−254)
によって測定し、そして使用されるまで−80℃で保存した。
Clonal Characterization Indications of infection could be discerned after 5-6 days as a lobe leaf malformation with some discernible leaf plaques and growth retardation. Secreted proteins were isolated 11-14 days after seeding. The leaf and stem material was collected, weighed, and then osmotic buffer (10
Subjected to a vacuum of 700 mmHg for 2 minutes in 0 mM Tris HCl (pH 7.5) and 2 mM EDTA). The secreted protein (hereinafter referred to as the "interstitial fraction" or "IF") was supported from the infiltrated leaves by gentle centrifugation at 2000 g (Beckman JA-14). It was collected on a nylon mesh disk and concentrated about 10 times with a Centricon-10 (Amicon) concentrator. Total protein was analyzed by the Bradford method (Bradf
ord, M.D. (1976) Anal. Biochem. 72: 248-254)
And stored at −80 ° C. until used.

【0166】 分泌した物質を、SDS−PAGE、続くCJ mAb 7D11でのウエス
タンブロッティングによって可溶性CJ scFvタンパク質の存在について分
析した。約3μgのIFタンパク質を、SDS−PAGEによって分離し、そし
て20% メタノールを含む標準のTris−グリシン緩衝液中において、15
0Vで1時間ニトロセルロース膜に転写した。転写後、ブロットを、ブロッティ
ング緩衝液(50mM Tris(pH8)、150mM NaCl、1mM
EDTA、2.5% 脱脂粉乳、2.5% BSAおよび0.05% Twee
n 20)を用いて室温で20分間処理し、次に、1μg/mlの精製した7D
11抗体を含むブロッティング緩衝液中において4℃で16時間インキュベート
した。15分間で3回の洗浄(100mM Tris(pH8)、150mM
NaCl、1mM EDTAおよび0.1% Tween 20)後に、膜を1
μg/mlのヤギ抗マウスIgG−HRP(Southern Biotech
nology)を含むブロッティング緩衝液中において1時間インキュベートし
た。15分間で3回の洗浄後に、ウエスタンブロットを、製造業者の説明書に従
ったEnhanced Chemiluminescence(ECL)(Am
ersham)によって現像した。露光時間は、1〜5秒の範囲であった。植物
タンパク質との交差反応は観察されなかった(コントロールの感染植物からのI
F抽出物を試験)。
Secreted material was analyzed for the presence of soluble CJ scFv protein by SDS-PAGE followed by Western blotting with CJ mAb 7D11. About 3 μg of IF protein was separated by SDS-PAGE and 15 in standard Tris-glycine buffer containing 20% methanol.
Transfer to a nitrocellulose membrane at 0V for 1 hour. After transfer, the blot was blotted to a blotting buffer (50 mM Tris (pH 8), 150 mM NaCl, 1 mM).
EDTA, 2.5% nonfat dry milk, 2.5% BSA and 0.05% Twee
n 20) at room temperature for 20 minutes, then 1 μg / ml of purified 7D
Incubated in blotting buffer containing 11 antibody for 16 hours at 4 ° C. Wash 3 times for 15 minutes (100 mM Tris (pH 8), 150 mM
After NaCl, 1 mM EDTA and 0.1% Tween 20), the membrane was
μg / ml goat anti-mouse IgG-HRP (Southern Biotech
Incubation was carried out for 1 hour in blotting buffer containing After washing 3 times for 15 minutes, the Western blot was analyzed with Enhanced Chemiluminescence (ECL) (Am) according to the manufacturer's instructions.
developed by ersham). The exposure time was in the range of 1-5 seconds. No cross-reactivity with plant proteins was observed (I from control infected plants).
Test F extract).

【0167】 個々のクローンを配列決定し、リーディングフレームおよび元々のCJ Ig
配列に対するアミノ酸同一性について分析し、次いで、感染した植物におけるタ
ンパク質発現についてスクリーニングした。図1は、種々のレベルのタンパク質
の蓄積を示した9個の個々のCJ scFv発現クローンの結果を示す。クロー
ン20および30は、高レベルの発現ならびにタンパク質二量体の蓄積を示した
。クローンCは、(Gly3Ser)4リンカーの改変を含んだ。
Individual clones were sequenced, reading frame and original CJ Ig
The amino acid identities to the sequences were analyzed and then screened for protein expression in infected plants. Figure 1 shows the results of 9 individual CJ scFv expressing clones that showed various levels of protein accumulation. Clones 20 and 30 showed high levels of expression and accumulation of protein dimers. Clone C contained a modification of the (Gly 3 Ser) 4 linker.

【0168】 配列データより、個々のクローンについてのリンカー配列を推理した。表3中
のクローン番号は、表2に列挙したものと同一である。上記のように、相対的発
現は、(Gly3Ser)4リンカーを有するscFvタンパク質に関する。
From the sequence data, the linker sequence for each clone was deduced. The clone numbers in Table 3 are the same as those listed in Table 2. As mentioned above, relative expression refers to scFv proteins with a (Gly 3 Ser) 4 linker.

【0169】 上記のように、植物全体中での種々のCJ scFvベースのクローンの発現
において、差異を観察した。興味深いことに、植物プロトプラストにおいて発現
するいくつかのクローンは、植物全体では発現しなかった。例えば、植物プロト
プラストにおいて強度に発現するクローン#16は、植物全体では明らかに発現
されかった。にもかかわらず、種々の長さおよび配列を有する、リンカー領域を
作製するために開示された方法は、植物プロトプラストまたは植物全体のいずれ
かにおける発現について多くのクローンのスクリーニングを可能にする。
As described above, differences were observed in the expression of various CJ scFv-based clones in whole plants. Interestingly, some clones expressed in plant protoplasts did not express in whole plants. For example, clone # 16, which is strongly expressed in plant protoplasts, was clearly not expressed in the whole plant. Nevertheless, the disclosed methods for making linker regions with varying lengths and sequences allow screening of many clones for expression in either plant protoplasts or whole plants.

【0170】 無作為なリンカーライブラリーによって最適化されたCJタンパク質の品質を
、2つの方法によって検証した。第一に、CJタンパク質を、固定化した7D1
1抗イディオタイプmAbを使用するアフィニティクロマトグラフィーによって
精製した。この方法は、CJタンパク質が生理的条件下で抗Idカラムに結合す
ることを必要とする。このような結合は、タンパク質が正しくフォールディング
されていない場合は生じない。タンパク質を、正常なpH下で結合し、そして5
0mM ジメチルアミン(pH11.5)によって溶出し、次いで、正常な生理
食塩水に対して直ちに透析した。物質を、7D11を使用するELISAによっ
て、および標準のタンパク質決定法を使用して定量した。
The quality of the CJ protein optimized by the random linker library was verified by two methods. First, the CJ protein was immobilized on 7D1.
Purified by affinity chromatography using 1 anti-idiotype mAb. This method requires the CJ protein to bind to the anti-Id column under physiological conditions. Such binding does not occur if the protein is not properly folded. Bind the protein under normal pH, and 5
Eluted with 0 mM dimethylamine (pH 11.5), then immediately dialyzed against normal saline. Material was quantified by ELISA using 7D11 and using standard protein determination methods.

【0171】 第二に、よりストリンジェントには、CJタンパク質の品質についてのアッセ
イは、動物における機能的アッセイであった。クローンCJLL20(リンカー
ライブラリーのピック(pick)#20について)を、7D11アフィニティ
クロマトグラフィーによって精製し、5匹のマウスに各30μgでの毎週の免疫
で3回投与した。3回目の注射の10日後、血清をサンプリングした。サンドウ
ィッチELISAにおいて、ネイティブなイディオタイプ(1D12)またはア
イソタイプが一致する無関係のヒト抗体を使用して、血清を、CJイディオタイ
プに対する特異的応答について試験した。結果を図2に示す。
Second, and more stringently, the assay for CJ protein quality was a functional assay in animals. Clone CJLL20 (for linker library pick # 20) was purified by 7D11 affinity chromatography and administered to 5 mice three times with weekly immunizations at 30 μg each. Serum was sampled 10 days after the third injection. Sera were tested for specific response to the CJ idiotype in a sandwich ELISA using native idiotype (1D12) or isotype-matched unrelated human antibodies. The results are shown in Figure 2.

【0172】 異種ヒトIg決定基に対する非特異的抗体応答が、5動物中3匹のみに、そし
て非常に低い量(無関連のヒト抗体に対するマウス血清の最低限の交差反応性と
して検出した)で存在した。
Non-specific antibody responses to xenogeneic human Ig determinants were detected in only 3 out of 5 animals and at very low doses (detected as minimal cross-reactivity of mouse sera to unrelated human antibodies). Were present.

【0173】 5匹のマウス全ての血清は、高力価の抗CJ抗体を有した(図2)。従って、
二重ドメインscFvポリペプチドによって誘導される免疫応答は、予想されそ
して所望されたように、元々のIgの元々のVHドメインおよびVLドメインに対
して高度に特異的であった。これらの結果は、植物において産生されたタンパク
質が正しくフォールディングされ、その結果、被験体に投与された場合に適切な
免疫応答が誘導され得ることを示唆した。
The sera of all 5 mice had high titers of anti-CJ antibody (Figure 2). Therefore,
The immune response elicited by the dual domain scFv polypeptide was highly specific for the original VH and VL domains of the original Ig, as expected and desired. These results suggested that the proteins produced in plants were correctly folded, so that an appropriate immune response could be induced when administered to a subject.

【0174】 (表3:植物全体におけるCJリンカーライブラリー実験の選択メンバーの分
析)
Table 3: Analysis of selected members of CJ linker library experiments in whole plants.

【0175】[0175]

【表3】 *RE=(Gly3Ser)4クローンに対する相対的発現。[Table 3] * RE = Relative expression for (Gly 3 Ser) 4 clones.

【0176】 (実施例3:植物全体におけるscFv産物の発現) scFv産物を産生するために適切な発現系とともに未知の発現特性を伴う異
なるヒトscFvを使用した以外、実施例2に記載したプロセスを反復した。
Example 3: Expression of scFv Products in Whole Plants The process described in Example 2 was followed, except that different human scFvs with unknown expression characteristics were used with an appropriate expression system to produce scFv products. Repeated.

【0177】 発現した産物をSDS−PAGE/クーマシー青染色によってスクリーニング
した。これらの結果は、リンカー組成物ベースの、様々な量のscFv産物が産
生することを示した。最も高い収量のクローンを、ワクチンscFvの産生のた
めに選択する。
The expressed products were screened by SDS-PAGE / Coomassie blue staining. These results indicated that varying amounts of scFv product were produced based on the linker composition. The highest yield clones are selected for production of vaccine scFv.

【0178】 (発現系) Go19ヒトリンパ腫のV領域を有する二重ドメインscFvフラグメントを
コードするDNAフラグメントを、実施例1のように作製し、そして、TMVお
よびTMGMV−U5ならびにSphIおよびAvrIIの挿入クローニング部
位を有するイネαアミラーゼシグナルペプチドのハイブリッド融合物を含むベク
ターp1324−MBP(改変された30Bベクター(Shivprased,
Sら、(1999)Virology 255:312−323))にクローニ
ングした。
Expression System A DNA fragment encoding a double domain scFv fragment containing the V region of Go19 human lymphoma was generated as in Example 1 and insert cloning of TMV and TMGMV-U5 and SphI and AvrII. Vector p1324-MBP containing a hybrid fusion of rice α-amylase signal peptide having a site (modified 30B vector (Shivprased,
S., et al., (1999) Virology 255: 312-323)).

【0179】 このベクターにおいて、TMVコートタンパク質サブゲノムプロモーターは、
Go19配列の挿入部位の上流に位置される。感染に続いて、このTMVコート
タンパク質サブゲノムプロモーターは、植物細胞におけるGo19 RNA合成
の開始を転写開始点(「tsp」)で指向する。Go19配列にインフレームで
融合されたイネαアミラーゼシグナルペプチド(O’Neill,SDら(19
90)Mol.Gen.Genet.221:235−244)は、タンパク質
を分泌経路に標的化する31残基のポリペプチドをコードし(Firel,Sら
、(1994)Transgenic Res.3:326−331))、そし
て続いて、シグナルペプチドのC末端Glyと発現したGo19 scFvタン
パク質のN末端のMetとの間で切り出される。Go19 scFvをコードす
る配列は、30Kで移動するタンパク質の遺伝子とTMGMV−U5コートタン
パク質(Tcp)の遺伝子との間に導入された。T7ファージRNAポリメラー
ゼプロモーターは、感染性のゲノム+鎖RNAの転写を可能にするウイルスcD
NAの上流に導入された。
In this vector, the TMV coat protein subgenomic promoter is
It is located upstream of the insertion site of the Go19 sequence. Following infection, this TMV coat protein subgenomic promoter directs the initiation of Go19 RNA synthesis in plant cells at the transcription start point ("tsp"). Rice α-amylase signal peptide fused in frame to the Go19 sequence (O'Neill, SD et al. (19
90) Mol. Gen. Genet. 221: 235-244) encodes a 31-residue polypeptide that targets proteins to the secretory pathway (Firel, S, et al., (1994) Transgenic Res. 3: 326-331)), and subsequently a signal. It is cleaved between the C-terminal Gly of the peptide and the N-terminal Met of the expressed Go19 scFv protein. The sequence encoding the Go19 scFv was introduced between the gene of the protein migrating at 30K and the gene of TMGMV-U5 coat protein (Tcp). The T7 phage RNA polymerase promoter enables transcription of the infectious genomic + strand RNA into the viral cDNA
It was introduced upstream of NA.

【0180】 Go19のV領域を、4つの別々のPCR反応において増幅した。第一および
第二の反応において、VHドメインをコードする配列を、以下の合成オリゴヌク
レオチドを使用して、患者Go19のリンパ腫細胞由来のcDNAクローンから
増幅した:
The Go19 V region was amplified in four separate PCR reactions. In the first and second reactions, the V H domain-encoding sequence was amplified from a cDNA clone derived from the lymphoma cells of patient Go19 using the following synthetic oligonucleotides:

【0181】[0181]

【化12】 SphI制限部位を、上記で下線を付した。第一の反応において、xは4であり
[Chemical 12] The SphI restriction site is underlined above. In the first reaction, x is 4:

【0182】[0182]

【化13】 第二の反応において、xは9(配列番号(SEQ ID NO:)29):[Chemical 13] In the second reaction, x is 9 (SEQ ID NO :) 29):

【0183】[0183]

【化14】 (一般に、トリプレットの数(x)は1〜約50であり得る)。[Chemical 14] (In general, the number of triplets (x) can be from 1 to about 50).

【0184】 第三および第四のPCR反応において、VLドメインをコードする配列を、以
下の合成オリゴヌクレオチドを使用してGo19のcDNAクローニングから増
幅した:
In the third and fourth PCR reactions, the sequence encoding the V L domain was amplified from Go19 cDNA cloning using the following synthetic oligonucleotides:

【0185】[0185]

【化15】 AvrII制限部位を、上記で下線を付した。第一の反応において、zは6であ
り:
[Chemical 15] The AvrII restriction site is underlined above. In the first reaction, z is 6:

【0186】[0186]

【化16】 第二の反応において、zは9であり、配列番号33を得た:[Chemical 16] In the second reaction, z was 9 and gave SEQ ID NO: 33:

【0187】[0187]

【化17】 (一般に、トリプレットの数(z)は1〜約50であり得る)。[Chemical 17] (In general, the number of triplets (z) can be 1 to about 50).

【0188】 PCR増幅の前に、VHRオリゴヌクレオチドおよびVLRオリゴヌクレオチド
を、ポリヌクレオチドキナーゼおよびATPで処理してオリゴヌクレオチドの5
’末端にリン(phosphate)を添加した。増幅に続いて、4つのPCR
産物を精製し、そしてVH産物とVL産物とを一緒に連結してscFvを作製した
。scFv連結産物を再度精製し、SphIおよびAvrIIで制限消化して、
そして消化されたscFvをゲル単離し、Geneware(登録商標)ベクタ
ーに連結する。連結されたDNAを、E.coliに(エレクトロポーレーショ
ンを使用して)形質導入し、そして形質転換した細胞を、50μg/mlのアン
ピシリンを含有する選択培地上に捲いた。プラスミドDNAを、個々のアンピシ
リン耐性E.coliコロニーから精製した。
Prior to PCR amplification, the V H R and V L R oligonucleotides were treated with polynucleotide kinase and ATP to remove 5 of the oligonucleotides.
'Phosphate was added to the end. 4 PCRs following amplification
The product was purified and the VH and VL products were ligated together to create scFv. The scFv ligation product was purified again, restriction digested with SphI and AvrII,
The digested scFv is then gel isolated and ligated into the Geneware® vector. The ligated DNA was transformed into E. E. coli was transduced (using electroporation) and the transformed cells were plated onto selective medium containing 50 μg / ml ampicillin. Plasmid DNA was isolated from individual ampicillin resistant E. It was purified from E. coli colonies.

【0189】 キャップされた感染性のRNAを、AmbionからのT7メッセージ(me
ssage)キットを使用して、約0.5μgのプラスミドからインビトロで作
製した。このメッセンジャーRNA(message)の合成をゲル電気泳動に
よって評価し、そしてインビトロで転写されたウイルスRNAの約2μgを、1
00mM リン酸ナトリウム(pH7.0)中において、室温で最低6時間にわ
たって、精製したTMV−U1コートタンパク質でカプセル化した。カプセル化
した転写物を、N.benthamiana(W.O.Dawsonら、(19
86)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83:1832−18
36)の低位の葉(約1〜2cmのサイズ)に研磨剤とともに適用した。Go1
9 scFVタンパク質をコードするサブゲノムRNAの転写を、示された転写
開始点で感染後に開始した。高レベルのサブゲノムRNA種をウイルス感染植物
細胞(M.H.Kumagai,ら、(1993)Proc.Natl.Aca
d.Sci.USA 90:427−430)において合成し、そして転写およ
び引き続くGo19 scFvタンパク質の蓄積のためのテンプレートとして供
給する。
The capped infectious RNA was transferred to the T7 message from Ambion (me
ssage) kit was used to make in vitro from approximately 0.5 μg of plasmid. The synthesis of this messenger RNA was assessed by gel electrophoresis and approximately 2 μg of in vitro transcribed viral RNA was
Encapsulated with purified TMV-U1 coat protein in 00 mM sodium phosphate, pH 7.0 for a minimum of 6 hours at room temperature. The encapsulated transcript was transformed into N. benthamiana (WO Dawson et al., (19
86) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83: 1832-18
36) Lower leaves (about 1-2 cm in size) were applied with an abrasive. Go1
Transcription of the subgenomic RNA encoding the 9 scFV protein was initiated post-infection at the indicated transcription start points. High levels of subgenomic RNA species were transferred to virus-infected plant cells (MH Kumagai, et al., (1993) Proc. Natl. Aca.
d. Sci. USA 90: 427-430) and serve as a template for transcription and subsequent accumulation of the Go19 scFv protein.

【0190】 (クローンの特徴付け) 感染の徴候は、いくつかの認識し得る葉の斑および増殖遅延を伴う、経度の葉
奇形として5〜6日後に認識し得た。播種の11〜14日後に、分泌されたタン
パク質を単離した。約0.1gの感染した葉材料を収集し、96ウェルのガラス
繊維濾過ブロック(Whatman/Polyfiltronics)中に置き
、浸透緩衝液(20mM Tris HCl(pH7.0)、10mM 2−メ
ルカプトエタノール)中に浸漬する。組織を、700mmHgで30秒間の減圧
に供し、減圧を開放し、そして減圧プロセスを少なくともさらに1回反復する。
残余の緩衝液を、プレート遠心分離において30×gでの低速スピンによって除
去する。分泌されたタンパク質(本明細書中以下では「間質性画分」または「I
F」と名付けた)を、プレート遠心分離において1700×gでの緩やかな遠心
分離によって、浸透した葉から回収し、そして96ウェルポリプロピレンプレー
ト中に収集する。
Clonal Characterization Indications of infection could be discerned after 5-6 days as longitude leaf malformations with some discernible leaf plaques and growth delays. Secreted proteins were isolated 11-14 days after seeding. About 0.1 g of infected leaf material was collected and placed in a 96-well glass fiber filtration block (Whatman / Polyfiltronics) and placed in permeation buffer (20 mM Tris HCl (pH 7.0), 10 mM 2-mercaptoethanol). Soak. The tissue is subjected to vacuum at 700 mmHg for 30 seconds, the vacuum is released, and the vacuum process is repeated at least one more time.
Residual buffer is removed by slow spin at 30 xg in a plate centrifuge. Secreted proteins (hereinafter "interstitial fraction" or "I")
Designated as "F") is recovered from the infiltrated leaves by gentle centrifugation at 1700 xg in a plate centrifuge and collected in 96-well polypropylene plates.

【0191】 分泌した物質を、SDS−PAGEによって可溶性Go19 scFvタンパ
ク質の存在について分析した。IF(約5μgのタンパク質を含む27μl)を
、SDS−PAGEによって分離した。個々のクローンからのリンカーを配列決
定し、リーディングフレームおよびアミノ酸含量について分析し、次いで、感染
した植物におけるタンパク質発現についてスクリーニングした。図3は、種々の
レベルのタンパク質の蓄積を示した22個の個々のGo19 scFv発現クロ
ーンの結果を示す。クローンC5およびE1およびE9は、最低限のプロテアー
ゼ分解を伴う高レベルの発現を示した。
Secreted material was analyzed by SDS-PAGE for the presence of soluble Go19 scFv protein. IF (27 μl containing approximately 5 μg protein) was separated by SDS-PAGE. The linkers from individual clones were sequenced, analyzed for reading frames and amino acid content, then screened for protein expression in infected plants. FIG. 3 shows the results of 22 individual Go19 scFv expressing clones that showed various levels of protein accumulation. Clones C5 and E1 and E9 showed high levels of expression with minimal protease degradation.

【0192】 配列データより、個々のクローンについてのリンカー配列を表4に示すように
推理した。
From the sequence data, the linker sequence for each clone was deduced as shown in Table 4.

【0193】 (表4:植物全体におけるGo19リンカーライブラリー発現実験の選択メン
バーの分析)
Table 4: Analysis of selected members of Go19 linker library expression experiments in whole plants.

【0194】[0194]

【表4】 *RE=Go19scFvライブラリークローンに対する相対的発現。 上記のように、植物全体中での種々のGo19 scFvベースのクローンの発
現ならびに6.5kDaのマーカーバンドと21kDaのマーカーバンドとの間
のタンパク質蓄積の存在によって示されるいくらかの分解において、差異を観察
した。種々の長さおよび配列を有する、リンカー領域を作製するために開示され
た方法は、植物プロトプラストまたは植物全体のいずれかにおける発現について
多くのクローンのスクリーニングを可能にする。
[Table 4] * RE = Relative expression against Go19scFv library clone. As noted above, differences were observed in the expression of various Go19 scFv-based clones throughout the plant and some degradation indicated by the presence of protein accumulation between the 6.5 and 21 kDa marker bands. did. The disclosed methods for making linker regions with varying lengths and sequences allow the screening of many clones for expression in either plant protoplasts or whole plants.

【0195】 (実施例4:scFv−検出可能に標識された結合体) HER−2/neuに対するmAbは、6日培養した乳房癌細胞株SK−Br
−3(ATCC HTB 30)の細胞増殖を阻害する。このような処理は、こ
れらの細胞を化学療法剤に対して感受性にする(米国特許第5,677,171
号)。
Example 4: scFv-Detectably Labeled Conjugate The mAb to HER-2 / neu was a 6-day-old breast cancer cell line SK-Br.
-3 (ATCC HTB 30). Such treatment sensitizes these cells to chemotherapeutic agents (US Pat. No. 5,677,171).
issue).

【0196】 実施例1のプロセスを、HER−2/neu(erbB−2)タンパク質に特
異的に結合するscFvのVH領域およびVL領域を使用して反復した。このよう
なポリペプチドをコードするscFv遺伝子は、Welsら、Biotechn
ology 10:1128−1132(1992)に記載される。実施例1と
同様に反復されたトリプレットヌクレオチド配列を使用して、erbB−2 s
cFv DNA構築物の3’末端を、実施例1に記載の方法をモデル化する適切
なPCRプライマーを使用して、西洋ワサビペルオキシダーゼ遺伝子の5’末端
に連結する。
The process of Example 1 was repeated using the VH and VL regions of the scFv that specifically bind to the HER-2 / neu (erbB-2) protein. The scFv gene encoding such a polypeptide is described in Wels et al., Biotechn.
LOGY 10: 1128-1132 (1992). Using the repeated triplet nucleotide sequence as in Example 1, erbB-2s
The 3'end of the cFv DNA construct is ligated to the 5'end of the horseradish peroxidase gene using the appropriate PCR primers modeling the method described in Example 1.

【0197】 上清中のペルオキシダーゼ活性について測定することにより、高収量のクロー
ンを同定する。HER−2/neuを高発現する乳癌細胞株のコントロールサン
プルにおいて、基質および発色団を用いる免疫組織化学検出によって、高親和性
および高親和力を、再度決定した。慣習的な標識をされたHER−2/neuに
対するmAb(例えば、DAKO HercepTest,Dako Corp
.,Carpinteria,CA)に対して比較を行い、どのクローンが受容
可能なscFvタンパク質を産生するかを決定する。
High yield clones are identified by measuring for peroxidase activity in the supernatant. In a control sample of a breast cancer cell line highly expressing HER-2 / neu, high affinity and high affinity were again determined by immunohistochemical detection with substrate and chromophore. Conventionally labeled mAbs to HER-2 / neu (eg DAKO HerceptTest, Dako Corp.
. , Carpinteria, CA) to determine which clone produces an acceptable scFv protein.

【0198】 (実施例5:scFv−毒素結合体産生) 以下の改変を伴い、実施例4のプロセスを反復した。リシン(ricin)A
鎖を、本発明のリンカー領域を介してscFv DNA構築物の3’末端に連結
する(反復されたトリプレットヌクレオチドの作製)。
Example 5 scFv-Toxin Conjugate Production The process of Example 4 was repeated with the following modifications. Ricin A
The strand is linked to the 3'end of the scFv DNA construct via a linker region of the invention (creation of repeated triplet nucleotides).

【0199】 植物細胞クローンを、24ウェルプレートで増殖し、そして分泌したタンパク
質の測定(PAGE、続くクーマシー青染色)によってまずスクリーニングする
。各クローンが増殖するこれらのウェルからの2日間培養上清を、標的細胞に対
する細胞傷害性活性について、6ウェルプレート(Costar)中でSK−B
r−3の活性な培養物とのインキュベーションによって試験する。これらの標的
に対する細胞傷害性を、48時間後に顕微鏡観察によって決定する。
Plant cell clones are grown in 24-well plates and screened first by measuring secreted protein (PAGE followed by Coomassie blue staining). Two day culture supernatants from these wells in which each clone was grown were tested for cytotoxic activity on target cells in SK-B in 6 well plates (Costar).
Test by incubation of r-3 with active culture. Cytotoxicity to these targets is determined after 48 hours by microscopy.

【0200】 強度な細胞傷害性を産生する高産生クローンを選択する。これらの培養物から
カルスを形成し、農地での増殖および大規模産生のための植物を再生する。
High-producing clones that produce strong cytotoxicity are selected. Callus is formed from these cultures to regenerate plants for growth and large-scale production on farmland.

【0201】 HER−2/neuに対するヒト化mAbは、FDAに認可された、乳房癌に
対する治療学である(HERCEPTIN,Genentech,Inc.,S
outh San Francisco,CA)。同一の抗原に対して特異的な
毒素結合体化scFvが、ヒト乳房癌細胞に対して少なくとも同等および好まし
くはより細胞傷害性であることが予期される。
Humanized mAbs against HER-2 / neu are FDA-approved therapeutics for breast cancer (HERCEPTIN, Genentech, Inc., S.).
out San Francisco, CA). It is expected that toxin-conjugated scFv specific for the same antigen will be at least comparable and preferably more cytotoxic to human breast cancer cells.

【0202】 (実施例6:二重ドメインリボザイムの産生) 異なる2つのリボザイムドメインをコードするDNAを使用する以外は、実施
例1のプロセスを反復する。サブクローニングされた二重リボザイムドメインを
含むベクターを転写して、それぞれのリボザイムドメインの特性を有するRNA
を産生する。
Example 6: Production of Dual Domain Ribozymes The process of Example 1 is repeated except that DNA encoding two different ribozyme domains is used. RNA having characteristics of each ribozyme domain is obtained by transcribing a vector containing subcloned double ribozyme domains.
To produce.

【0203】 転写されたRNA産物の量は、オリゴヌクレオチドプローブとのハイブリダイ
ゼーション、分光光度計測定などによって決定され得る。どちらかのリボザイム
ドメインの活性の量を、適切なアッセイを使用して測定し得る。
The amount of transcribed RNA product can be determined by hybridization with oligonucleotide probes, spectrophotometric measurements and the like. The amount of activity of either ribozyme domain can be measured using a suitable assay.

【0204】 (実施例7:二重DNAドメインの産生) いずれかがタンパク質に結合する、異なる2つのDNAを使用する以外は、実
施例1のプロセスを反復する。プラスミドDNAを、多量に産生し得、そして二
重DNAドメイン分子を、制限エンドヌクレアーゼで切り出し得る。生じたフラ
グメントは、2つの連結したDNAドメインを有し、そしてDNA結合タンパク
質(例えば、転写因子、制限エンドヌクレアーゼ、ポリメラーゼなど)に結合す
るその活性についてアッセイし得る。
Example 7: Generation of Dual DNA Domains The process of Example 1 is repeated except that two different DNAs, one of which binds the protein, are used. Plasmid DNA can be produced in quantity and double DNA domain molecules can be excised with restriction endonucleases. The resulting fragment has two linked DNA domains and can be assayed for its activity to bind a DNA binding protein (eg, transcription factor, restriction endonuclease, polymerase, etc.).

【0205】 上記に列挙された参考文献は、特異的に組み込まれるか否かにかかわらず、全
てが本明細書中に参考として援用される。
All of the above-referenced references, whether specifically incorporated or not, are incorporated herein by reference.

【配列表】 [Sequence list]

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

【図1】 図1は、植物原形質において、実施例1で産生したscFvタンパク質のウエ
スタンブロット分析を示す。CJは、(Gly4Ser)3リンカーを有するsc
Fvである。レーンの数字は、クローンの番号を意味する。キロダルトン(kD
)のサイズは、左に示してある。
FIG. 1 shows a Western blot analysis of the scFv protein produced in Example 1 in plant cytoplasm. CJ is a sc with a (Gly 4 Ser) 3 linker
It is Fv. Lane numbers refer to clone numbers. Kilodalton (kD
) Size is shown on the left.

【図2】 図2は、全植物において、実施例2で産生したscFvタンパク質のウエスタ
ンブロット分析を示す。CJは、(Gly4Ser)3リンカーを有するscFv
である。レーンの数字は、クローンの番号を意味する。キロダルトン(kD)の
サイズは、左に示してある。
FIG. 2 shows Western blot analysis of scFv proteins produced in Example 2 in whole plants. CJ is an scFv with a (Gly 4 Ser) 3 linker
Is. Lane numbers refer to clone numbers. The kilodalton (kD) size is shown on the left.

【図3】 図3は、全植物において、実施例3で産生したscFvタンパク質のCoom
assieで染色したSDS−PAGE分析を示す。レーンの数字は、クローン
の番号を意味し、そして矢印は、scFvタンパク質を示す。キロダルトン(k
D)のサイズは、左に示してある。
FIG. 3 is a ComF of the scFv protein produced in Example 3 in all plants.
3 shows an SDS-PAGE analysis stained with assie. Numbers in lanes refer to clone numbers and arrows indicate scFv proteins. Kilodalton (k
The size of D) is shown on the left.

───────────────────────────────────────────────────── 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,MZ,SD,SL,SZ,TZ,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,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US ,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 リンドボー, ジョン エイ. アメリカ合衆国 カリフォルニア 95688, ベイカビル, サンダンス ドライブ 143 (72)発明者 ターペン, トーマス アメリカ合衆国 カリフォルニア 95688, ベイカビル, サンタ フェ コート 160 Fターム(参考) 4B024 AA01 BA43 BA61 CA04 CA07 DA01 EA01 EA04 FA02 GA11 HA01 HA20 4B064 AG01 AG26 CA11 CA19 CC24 DA01 4H045 AA10 AA11 AA20 AA30 BA10 BA41 CA40 DA00 DA75 EA20 EA31 FA72 FA74 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries 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, MZ, SD, SL, SZ, TZ, 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, C R, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES, FI , GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, K Z, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA , MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, S K, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US , UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Lindau, John A. Inventor.             United States California 95688,               Bakerville, Sundance Drive             143 (72) Inventor Tarpen, Thomas             United States California 95688,               Bakerville, Santa Fe Court             160 F-term (reference) 4B024 AA01 BA43 BA61 CA04 CA07                       DA01 EA01 EA04 FA02 GA11                       HA01 HA20                 4B064 AG01 AG26 CA11 CA19 CC24                       DA01                 4H045 AA10 AA11 AA20 AA30 BA10                       BA41 CA40 DA00 DA75 EA20                       EA31 FA72 FA74

Claims (51)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 二重ドメイン核酸分子のライブラリーであって、該核酸分子
の各々が、以下: (a)第1および第2のドメイン; (b)該ドメインを分離および連結する工程であって、リンカーが、 (i)サイズおよびヌクレオチド配列において異なり、 (ii)変性反復トリプレットヌクレオチドの反復パターンからなる、 リンカーの無作為のライブラリーのメンバーである、工程、 を包含する、ライブラリー。
1. A library of dual domain nucleic acid molecules, each of the nucleic acid molecules comprising: (a) a first and a second domain; (b) a step of separating and linking the domains. And wherein the linkers are (i) different in size and nucleotide sequence, and (ii) consisting of a repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides, wherein the linkers are members of a random library of linkers.
【請求項2】 請求項1に記載の分子のライブラリーであって、前記リンカ
ーの変性反復トリプレットヌクレオチドの前記反復パターンが、以下の性質: (i)各反復トリプレットの位置1が、該反復トリプレットの位置2と同一のヌ
クレオチドではあり得ない、性質;または (ii)各反復トリプレットの位置2が、該反復トリプレットの位置3と同一の
ヌクレオチドではあり得ない、性質;または (iii)各反復トリプレットの位置1が、該反復トリプレットの位置3と同一
のヌクレオチドではあり得ない、性質、 を有する、ライブラリー。
2. A library of molecules according to claim 1, wherein said repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides of said linker has the following properties: (i) position 1 of each repeating triplet is said repeating triplet. (Ii) position 2 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet; or (iii) each repeating triplet A position 1 of which is not the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet.
【請求項3】 請求項2に記載の分子のライブラリーであって、各反復トリ
プレットの前記第1の位置および第2の位置の前記ヌクレオチドが、デオキシア
デノシン、デオキシグアノシン、デオキシシチジンまたはデオキシチミジンのい
ずれか2つから選択される、ライブラリー。
3. A library of molecules according to claim 2, wherein the nucleotides at the first and second positions of each repeating triplet are deoxyadenosine, deoxyguanosine, deoxycytidine or deoxythymidine. A library selected from any two.
【請求項4】 請求項3に記載のライブラリーであって、 (i)各反復トリプレットの位置1が、デオキシアデノシンまたはデオキシグア
ノシンであり; (ii)各反復トリプレットの位置2が、デオキシシチジンまたはデオキシグア
ノシンであり;そして、 (iii)各反復トリプレットの位置3が、デオキシチミジンである、ライブラ
リー。
4. The library of claim 3, wherein (i) position 1 of each repeating triplet is deoxyadenosine or deoxyguanosine; (ii) position 2 of each repeating triplet is deoxycytidine or Deoxyguanosine; and (iii) Deoxythymidine at position 3 of each repeating triplet is a library.
【請求項5】 前記ドメインの少なくとも1つがタンパク質に結合する、請
求項1に記載の分子のライブラリー。
5. A library of molecules according to claim 1, wherein at least one of said domains binds a protein.
【請求項6】 前記ドメインの両方がタンパク質に結合する、請求項5に記
載の分子のライブラリー。
6. A library of molecules according to claim 5, wherein both said domains bind a protein.
【請求項7】 前記ドメインの少なくとも1つが前記ライブラリーのメンバ
ーではない核酸に結合する、請求項1に記載の分子のライブラリー。
7. A library of molecules according to claim 1, wherein at least one of said domains binds a nucleic acid which is not a member of said library.
【請求項8】 前記ドメインの両方が前記ライブラリーのメンバーではない
核酸に結合する、請求項7に記載の分子のライブラリー。
8. A library of molecules according to claim 7, wherein both of said domains bind nucleic acids that are not members of said library.
【請求項9】 前記第1および前記第2のドメインがコード配列である、請
求項1〜4のいずれか1項に記載の分子のライブラリー。
9. A library of molecules according to any one of claims 1 to 4, wherein the first and second domains are coding sequences.
【請求項10】 植物細胞中で作成された、請求項1〜8のいずれか1項に
記載の分子のライブラリー。
10. A library of molecules according to any one of claims 1 to 8 produced in plant cells.
【請求項11】 植物細胞中で作成された、請求項9に記載の分子のライブ
ラリー。
11. A library of molecules according to claim 9 prepared in plant cells.
【請求項12】 請求項1〜8のいずれか1項に記載のライブラリーから選
択される、二重ドメイン核酸分子。
12. A dual domain nucleic acid molecule selected from the library of any one of claims 1-8.
【請求項13】 請求項9に記載のライブラリーから選択される、二重ドメ
イン核酸分子。
13. A dual domain nucleic acid molecule selected from the library of claim 9.
【請求項14】 請求項10に記載のライブラリーから選択される、二重ド
メイン核酸分子。
14. A dual domain nucleic acid molecule selected from the library of claim 10.
【請求項15】 請求項11に記載のライブラリーから選択される、二重ド
メイン核酸分子。
15. A dual domain nucleic acid molecule selected from the library of claim 11.
【請求項16】 二重ドメインポリペプチド分子のライブラリーであって、
該二重ドメインポリペプチド分子の各々が式D1−L−D2によって記載され、こ
こで、 (a)D1およびD2がポリペプチドドメインであり、そして、 (b)Lは、ペプチド、またはサイズおよび配列において異なるリンカーの無作
為のライブラリーのメンバーであるペプチドリンカーであり、ここで、該ライブ
ラリーが変性反復トリプレットヌクレオチドの反復パターンからなる核酸配列に
よってコードされる、ライブラリー。
16. A library of dual domain polypeptide molecules comprising:
Each of the dual domain polypeptide molecules is described by the formula D 1 -L-D 2 , wherein (a) D 1 and D 2 are polypeptide domains, and (b) L is a peptide, Or a peptide linker that is a member of a random library of linkers that differ in size and sequence, wherein the library is encoded by a nucleic acid sequence consisting of a repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides.
【請求項17】 多重ドメインポリペプチド分子のライブラリーであって、
該多重ドメインポリペプチド分子の各々は、ポリペプチドドメインDを含み、該
ポリペプチドドメインDの各対はペプチドまたはペプチドリンカーLによって連
結され、各分子は式Dxyによって記載され、ここで、 xは、2と20との間の整数であり、 yは、任意の値のx、y=x−1であるという条件で、1と19との間の整数
であり; D1は、単一のC末端リンカーに結合され; 最もC末端のDは、単一のN末端リンカーに結合され; D2〜D19の各々は、N末端およびC末端リンカーに結合され; 各Lは、サイズおよび配列において異なるリンカーの無作為のライブラリーの
メンバーであって、 該リンカーライブラリーが、変性反復トリプレットヌクレオチドの反復パターン
からなる核酸配列によってコードされる、ライブラリー。
17. A library of multi-domain polypeptide molecules, which comprises:
Each of said multi-domain polypeptide molecules comprises a polypeptide domain D, each pair of said polypeptide domain D being linked by a peptide or peptide linker L, each molecule being described by the formula D x L y , wherein x is an integer between 2 and 20; y is an integer between 1 and 19 with the proviso that any value of x, y = x−1; D 1 is a single Attached to one C-terminal linker; most C-terminal D attached to a single N-terminal linker; each of D 2 -D 19 attached to N-terminal and C-terminal linker; And a member of a random library of linkers that differ in sequence, the linker library being encoded by a nucleic acid sequence consisting of a repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides. Over.
【請求項18】 請求項16に記載の二重ドメインポリペプチド分子のライ
ブラリー、または請求項17に記載の多重ドメインポリペプチド分子のライブラ
リーであって、前記ライブラリーにおける各リンカーが、 (i)約1と50との間のアミノ酸残基の長さを有し、 (ii)1と約20との間の異なったアミノ酸であって、変性トリプレット塩基
の反復パターンの各々が、1と約12との間の異なったアミノ酸をコードする、
ライブラリー。
18. A library of double domain polypeptide molecules according to claim 16, or a library of multidomain polypeptide molecules according to claim 17, wherein each linker in said library comprises: ) Having a length of amino acid residues between about 1 and 50, and (ii) different amino acids between 1 and about 20, each repeating pattern of degenerate triplet bases being between 1 and about Encodes different amino acids between 12 and
Library.
【請求項19】 請求項18に記載のポリペプチド分子のライブラリーであ
って、前記リンカーをコードする変性反復トリプレットヌクレオチドの前記反復
したパターンが、以下の性質: (i)各反復トリプレットの位置1が、該反復トリプレットの位置2と同一のヌ
クレオチドではあり得ない、性質;または (ii)各反復トリプレットの位置2が、該反復トリプレットの位置3と同一の
ヌクレオチドではあり得ない、性質;または (iii)各反復トリプレットの位置1が、該反復トリプレットの位置3と同一
のヌクレオチドではあり得ない、性質、 を有する、ライブラリー。
19. The library of polypeptide molecules of claim 18, wherein the repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides encoding the linker has the following properties: (i) position 1 of each repeating triplet. Is not the same nucleotide as position 2 of the repeating triplet; or (ii) position 2 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet; or ( iii) A library having the property that position 1 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet.
【請求項20】 請求項19に記載のポリペプチド分子のライブラリーであ
って、各反復トリプレットの前記第1の位置および第2の位置のヌクレオチドが
、デオキシアデノシン、デオキシグアノシン、デオキシシチジンまたはデオキシ
チミジンのいずれか2つから選択される、ライブラリー。
20. A library of polypeptide molecules according to claim 19, wherein the nucleotides at the first and second positions of each repeating triplet are deoxyadenosine, deoxyguanosine, deoxycytidine or deoxythymidine. A library selected from any two of
【請求項21】 請求項20に記載のポリペプチド分子のライブラリーであ
って、 (i)各反復トリプレットの位置1が、デオキシアデノシンまたはデオキシグア
ノシンであり; (ii)各反復トリプレットの位置2が、デオキシシチジンまたはデオキシグア
ノシンであり;そして、 (iii)各反復トリプレットの位置3が、デオキシチミジンである、ライブラ
リー。
21. A library of polypeptide molecules according to claim 20, wherein (i) position 1 of each repeating triplet is deoxyadenosine or deoxyguanosine; (ii) position 2 of each repeating triplet. , Deoxycytidine or deoxyguanosine; and (iii) deoxythymidine at position 3 of each repeating triplet.
【請求項22】 植物細胞中で産生される、請求項16に記載の二重ドメイ
ンポリペプチド分子のライブラリー、または請求項17に記載の多重ドメインポ
リペプチド分子のライブラリー。
22. The library of dual domain polypeptide molecules of claim 16, or the library of multidomain polypeptide molecules of claim 17, produced in plant cells.
【請求項23】 植物細胞中で産生される、請求項18に記載のポリペプチ
ド分子のライブラリー。
23. A library of polypeptide molecules according to claim 18, produced in plant cells.
【請求項24】 植物細胞中で産生される、請求項19に記載のポリペプチ
ド分子のライブラリー。
24. A library of polypeptide molecules according to claim 19 produced in plant cells.
【請求項25】 植物細胞中で産生される、請求項20に記載のポリペプチ
ド分子のライブラリー。
25. A library of polypeptide molecules according to claim 20, produced in plant cells.
【請求項26】 植物細胞中で産生される、請求項21に記載のポリペプチ
ド分子のライブラリー。
26. A library of polypeptide molecules according to claim 21, produced in plant cells.
【請求項27】 請求項16に記載のライブラリーから選択される、二重ド
メインポリペプチド分子。
27. A dual domain polypeptide molecule selected from the library of claim 16.
【請求項28】 請求項17に記載のライブラリーから選択される、多重ド
メインポリペプチド分子。
28. A multi-domain polypeptide molecule selected from the library of claim 17.
【請求項29】 請求項18に記載のライブラリーから選択される、二重ド
メインポリペプチド分子または多重ドメインポリペプチド分子。
29. A dual domain or multi-domain polypeptide molecule selected from the library of claim 18.
【請求項30】 請求項19に記載のライブラリーから選択される、二重ド
メインポリペプチド分子または多重ドメインポリペプチド分子。
30. A dual domain or multi-domain polypeptide molecule selected from the library of claim 19.
【請求項31】 請求項20に記載のライブラリーから選択される、二重ド
メインポリペプチド分子または多重ドメインポリペプチド分子。
31. A dual domain or multi-domain polypeptide molecule selected from the library of claim 20.
【請求項32】 請求項21に記載のライブラリーから選択される、二重ド
メインポリペプチド分子または多重ドメインポリペプチド分子。
32. A dual domain or multi-domain polypeptide molecule selected from the library of claim 21.
【請求項33】 二重ドメインscFvポリペプチドが第3のポリペプチド
ドメインに連結される、請求項17に記載のライブラリーから選択される3ドメ
インペプチド。
33. A 3-domain peptide selected from the library of claim 17, wherein the dual domain scFv polypeptide is linked to a third polypeptide domain.
【請求項34】 前記第3のドメインが、毒素ポリペプチドまたは酵素であ
る、請求項33に記載の3ドメインポリペプチド。
34. The three domain polypeptide of claim 33, wherein the third domain is a toxin polypeptide or enzyme.
【請求項35】 請求項1に記載の二重ドメイン核酸のライブラリーを作成
する方法であって、該方法は、以下の工程; a.前記第1および前記第2のドメインを含む2つの鋳型DNA配列を獲得す
る工程; b.前記第1および第2のドメインを増幅する増幅プライマー対を調製する工
程であって、各プライマー対は上流プライマーおよび下流プライマーを含み、各
プライマーは5’末端および3’末端を有し、ここで、該第1のドメインの該下
流プライマーまたは該第2のドメインの該上流プライマーが、非鋳型プライマー
を含み、 該非鋳型配列が変性した反復トリプレットヌクレオチドの反復パターンを
含み、 ここで、変性反復トリプレットヌクレオチドの該反復パターンの5’末
端のトリプレットの少なくとも2つが、同一の変性配列を有する、工程; c.非鋳型配列において異なった長さおよび配列を有する核酸ドメインの少な
くとも1つの集団を生成するために、該増幅プライマーを使用して該ドメインを
増幅する、工程、 d.二重ドメイン分子の該集団を生成するために、工程(c)において生成さ
れた核酸ドメインを連結する、工程、 を包含する、方法。
35. A method of making a library of double domain nucleic acids according to claim 1, wherein the method comprises the following steps: a. Obtaining two template DNA sequences comprising said first and said second domains; b. Preparing an amplification primer pair for amplifying said first and second domains, each primer pair comprising an upstream primer and a downstream primer, each primer having a 5'end and a 3'end, wherein Wherein the downstream primer of the first domain or the upstream primer of the second domain comprises a non-templated primer, the non-templated sequence comprises a repetitive pattern of degenerate repeating triplet nucleotides, wherein a degenerate repeating triplet nucleotide At least two of the 5'-terminal triplets of the repeating pattern of have the same degenerate sequence; c. Amplifying the domains using the amplification primers to generate at least one population of nucleic acid domains having different lengths and sequences in non-template sequences, d. Ligating the nucleic acid domains produced in step (c) to produce said population of dual domain molecules.
【請求項36】 請求項35に記載の方法であって、前記プライマーの少な
くとも1つにおける変性反復トリプレットヌクレオチドの前記反復パターンが、
以下の性質: (i)各反復トリプレットの位置1が、反復トリプレットの位置2と同一のヌク
レオチドではあり得ない、性質;または (ii)各反復トリプレットの位置2が、反復トリプレットの位置3と同一のヌ
クレオチドではあり得ない、性質;または (iii)各反復トリプレットの位置1が、反復トリプレットの位置3と同一の
ヌクレオチドではあり得ない、性質、 を有する、方法。
36. The method of claim 35, wherein the repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides in at least one of the primers comprises:
The following properties: (i) position 1 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 2 of the repeating triplet; or (ii) position 2 of each repeating triplet is the same as position 3 of the repeating triplet. Or (iii) position 1 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet.
【請求項37】 前記プライマーの少なくとも1つが、非鋳型エンドヌクレ
アーゼ認識部位を含む、請求項35に記載の方法。
37. The method of claim 35, wherein at least one of said primers comprises a non-templated endonuclease recognition site.
【請求項38】 前記鋳型DNA配列がmRNAの逆転写によって作製され
る、請求項35に記載の方法。
38. The method of claim 35, wherein the template DNA sequence is produced by reverse transcription of mRNA.
【請求項39】 二重ドメイン核酸の集団をベクターに連結する工程をさら
に包含する、請求項35に記載の方法。
39. The method of claim 35, further comprising ligating the population of dual domain nucleic acids to a vector.
【請求項40】 前記ベクターを宿主に導入する工程をさらに包含する、請
求項39に記載の方法。
40. The method of claim 39, further comprising introducing the vector into a host.
【請求項41】 請求項40に記載の方法であって、前記核酸ドメインがポ
リヌクレオチドドメインをコードし、そして該方法が、前記二重ドメイン核酸に
よってコードされる二重ドメインポリペプチドを発現させる工程をさらに包含す
る、方法。
41. The method of claim 40, wherein the nucleic acid domain encodes a polynucleotide domain and the method expresses a dual domain polypeptide encoded by the dual domain nucleic acid. The method further comprising:
【請求項42】 前記ベクターからRNAを転写する工程をさらに包含する
、請求項39に記載の方法。
42. The method of claim 39, further comprising the step of transcribing RNA from the vector.
【請求項43】 請求項42に記載の方法であって、前記ベクターが、植物
細胞における前記核酸の複製および/または発現に適合性であり、前記方法が、
前記転写されたRNAを植物細胞中に導入する工程および二重ドメインポリペプ
チドを発現させる工程をさらに含む、方法。
43. The method of claim 42, wherein the vector is compatible with replication and / or expression of the nucleic acid in plant cells.
The method further comprising introducing the transcribed RNA into a plant cell and expressing a dual domain polypeptide.
【請求項44】 請求項41に記載の方法によって産生された、二重ドメイ
ンポリペプチドの集団またはそこから選択された二重ドメインポリペプチド。
44. A population of dual domain polypeptides, or a dual domain polypeptide selected therefrom, produced by the method of claim 41.
【請求項45】 請求項43に記載の方法によって、植物細胞において産生
された、二重ドメインポリペプチドの集団またはそこから選択された二重ドメイ
ンポリペプチド。
45. A population of dual domain polypeptides, or a dual domain polypeptide selected therefrom, produced by a method according to claim 43 in plant cells.
【請求項46】 請求項27に記載のポリペプチドを産生する方法であって
、該方法は、以下の工程: (a)第1の核酸構築物を作製するために、ポリペプチドの第1のドメインをコ
ードする核酸を、リンカーの第1の部分をコードする核酸に連結する工程、 (b)第2の核酸構築物を作製するために、該リンカーの第2の部分をコードす
る核酸を、ポリペプチドの第2のドメインをコードする核酸に連結する工程、 (c)前記ポリペプチドが、発現する場合、式D1−L−D2によって記載される
該リンカーによって分離される、前記第1および前記第2のドメインを保有する
ように、該第1および第2の構築物を、一過性の植物発現ベクターにインフレー
ムで取り込む、工程、 (d)前記植物が前記ポリペプチドを一過的に産生するように、植物と該ベクタ
ーとをトランスフェクトする、工程、 (e)前記ポリペプチドを、可溶性、機能的に折り畳まれたタンパク質として回
収する、工程、 を包含する、方法。
46. A method of producing the polypeptide of claim 27, the method comprising the steps of: (a) a first domain of the polypeptide for making the first nucleic acid construct. A nucleic acid encoding the first portion of the linker is ligated to the nucleic acid encoding the second portion of the linker to produce a second nucleic acid construct. Linking to a nucleic acid encoding a second domain of (c) said first and said, wherein said polypeptide, when expressed, is separated by said linker as described by formula D 1 -L-D 2 . Incorporating said first and second constructs in-frame into a transient plant expression vector so as to carry a second domain, (d) said plant transiently producing said polypeptide To do And (e) recovering the polypeptide as a soluble and functionally folded protein, the method comprising the steps of: (i) transfecting a plant with the vector;
【請求項47】 前期植物が植物細胞である、請求項46に記載の方法。47. The method of claim 46, wherein the early stage plant is a plant cell. 【請求項48】 2つの核酸ドメインまたは2つのポリペプチドドメインを
コードする2つの核酸配列を連結する、リンカー核酸分子またはリンカー核酸配
列であって、該リンカー核酸分子またはリンカー核酸配列が、以下の性質: (i)各反復トリプレットの位置1が、該反復トリプレットの位置2と同一のヌ
クレオチドではあり得ない、性質;または (ii)各反復トリプレットの位置2が、該反復トリプレットの位置3と同一の
ヌクレオチドではあり得ない、性質;または (iii)各反復トリプレットの位置1が、該反復トリプレットの位置3と同一
のヌクレオチドではあり得ない、性質;および (iv)該ドメインを連結する分子または配列が、Gly4Serまたはその反
復をコードしない、性質、 を有する、変性反復トリプレットヌクレオチドの反復パターンを有する、リンカ
ー核酸分子またはリンカー核酸配列。
48. A linker nucleic acid molecule or linker nucleic acid sequence linking two nucleic acid sequences encoding two nucleic acid domains or two polypeptide domains, the linker nucleic acid molecule or linker nucleic acid sequence having the following properties: (I) position 1 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 2 of the repeating triplet; or (ii) position 2 of each repeating triplet is the same as position 3 of the repeating triplet. A property that cannot be a nucleotide; or (iii) position 1 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet; and (iv) a molecule or sequence linking the domains is , does not encode Gly 4 Ser or repeated, have the property, the modified iterative Toripure Having a repeating pattern of nucleotide in the linker nucleic acid molecule or linker nucleic acid sequence.
【請求項49】 2つの核酸ドメインまたは2つのポリペプチドドメインを
コードする2つの核酸配列を連結する、リンカー核酸分子またはリンカー核酸配
列のライブラリーであって、該リンカー核酸分子またはリンカー核酸配列の各々
が、以下の性質: (i)各反復トリプレットの位置1が、該反復トリプレットの位置2と同一のヌ
クレオチドではあり得ない、性質;または (ii)各反復トリプレットの位置2が、該反復トリプレットの位置3と同一の
ヌクレオチドではあり得ない、性質;または (iii)各反復トリプレットの位置1が、該反復トリプレットの位置3と同一
のヌクレオチドではあり得ない、性質;および (iv)前記ドメインを結合する前記分子または配列がGly4Serまたはそ
の反復をコードしない、性質、 を有する、変性反復トリプレットヌクレオチドの反復パターンを有する、ライブ
ラリー。
49. A linker nucleic acid molecule or a library of linker nucleic acid sequences, which links two nucleic acid sequences encoding two nucleic acid domains or two polypeptide domains, each of said linker nucleic acid molecule or linker nucleic acid sequence. With the following properties: (i) position 1 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 2 of the repeating triplet; or (ii) position 2 of each repeating triplet has position 2 of the repeating triplet. A property that cannot be the same nucleotide as position 3; or (iii) a position 1 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet; and (iv) bind the domain the molecule or sequence that does not encode an Gly 4 Ser or repetitive nature, the To have a repeating pattern of modified repetitive triplet nucleotide library.
【請求項50】 請求項49に記載のリンカー核酸分子またはリンカー核酸
分子配列のライブラリーを作成する方法であって、該方法が、以下の工程; (a)前記第1および前記第2のドメインを含む2つの鋳型DNA配列を獲得す
る工程、 (b)前記第1および前記第2のドメインを増幅する増幅プライマー対を調製す
る工程であって、ここで、各プライマー対は上流プライマーおよび下流プライマ
ーを含み、各プライマーは5’末端および3’末端を有し、ここで、該第1のド
メインの該下流プライマーまたは該第2のドメインの該上流プライマーが、非鋳
型配列を含み、 該非鋳型配列が変性反復トリプレットヌクレオチドの反復パターンを含み
、ここで、該変性反復トリプレットヌクレオチドの反復パターンの5’末端のト
リプレットの少なくとも2つが、同一の変性配列を有する、工程; (c)該非鋳型配列において異なった長さおよび配列を有する核酸ドメインの少
なくとも1つの集団を生成するための増幅プライマーを使用して該ドメインを増
幅する、工程、 (d)二重ドメイン分子の該集団を産生するために、工程(c)において産生さ
れた核酸ドメインを連結する、工程、 (e)二重ドメイン分子の該集団から該リンカー核酸分子または該リンカー核酸
配列を切断または増幅する、工程、 を包含する、方法。
50. A method for producing a library of linker nucleic acid molecules or linker nucleic acid molecule sequences according to claim 49, which method comprises the steps of: (a) the first and second domains; And (b) preparing an amplification primer pair for amplifying the first and second domains, wherein each primer pair is an upstream primer and a downstream primer. Wherein each primer has a 5 ′ end and a 3 ′ end, wherein the downstream primer of the first domain or the upstream primer of the second domain comprises a non-template sequence, Contains a repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides, wherein a small number of triplets at the 5'end of the repeating pattern of degenerate repeating triplet nucleotides. At least two having the same degenerate sequence; (c) using an amplification primer to generate at least one population of nucleic acid domains having different lengths and sequences in the non-template sequence, Amplifying, (d) linking the nucleic acid domains produced in step (c) to produce said population of double domain molecules, (e) said linker from said population of dual domain molecules Cleaving or amplifying the nucleic acid molecule or the linker nucleic acid sequence.
【請求項51】 2つの核酸ドメインまたは2つのポリペプチドドメインを
コードする2つの核酸配列を連結するリンカー核酸分子またはリンカー核酸配列
を作製するための方法であって、該方法が、以下の性質: (i)各反復トリプレットの位置1が、該反復トリプレットの位置2と同一の
ヌクレオチドではあり得ない、性質;または (ii)各反復トリプレットの位置2が、該反復トリプレットの位置3と同一
のヌクレオチドではあり得ない、性質;または (iii)各反復トリプレットの位置1が、該反復トリプレットの位置3と同
一のヌクレオチドではあり得ない、性質;および (iv)前記ドメインを結合する前記分子または配列がGly4Serまたは
その反復をコードしない、性質、 を有する、変性反復トリプレットヌクレオチドのパターンを有し、 該方法は、以下の工程: (a)請求項49に記載の方法に従って、該リンカー核酸分子またはリンカー核
酸配列のライブラリーを作成する工程、 (b)該リンカー分子または該リンカー配列を該ライブラリーから選択および単
離する工程、 を包含する、方法。
51. A method for making a linker nucleic acid molecule or linker nucleic acid sequence that links two nucleic acid sequences encoding two nucleic acid domains or two polypeptide domains, the method comprising the following properties: (I) position 1 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 2 of the repeating triplet; or (ii) position 2 of each repeating triplet is the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet. (Iii) position 1 of each repeating triplet cannot be the same nucleotide as position 3 of the repeating triplet; and (iv) said molecule or sequence that binds said domain is It does not encode Gly 4 Ser or repeated, have the property, the modified repeated triplet j Kure A tide pattern, the method comprising the steps of: (a) creating a library of said linker nucleic acid molecule or linker nucleic acid sequence according to the method of claim 49, (b) said linker molecule or Selecting and isolating the linker sequence from the library.
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