JP2003521932A - Water-soluble ligand binding proteins and analogs of ligand-gated ion channels, crystals thereof, and their use for screening ligands for ligand-gated ion channels - Google Patents

Water-soluble ligand binding proteins and analogs of ligand-gated ion channels, crystals thereof, and their use for screening ligands for ligand-gated ion channels

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JP2003521932A
JP2003521932A JP2001558097A JP2001558097A JP2003521932A JP 2003521932 A JP2003521932 A JP 2003521932A JP 2001558097 A JP2001558097 A JP 2001558097A JP 2001558097 A JP2001558097 A JP 2001558097A JP 2003521932 A JP2003521932 A JP 2003521932A
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ligand
protein
binding
amino acid
achbp
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オーガスト ベンジャミン スミット
ティティア カレン シクマ
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スティッチング フール デ テクニスク ウェテンスシャペン
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Abstract

(57)【要約】 リガンド依存性イオンチャネルの軟体動物由来水溶性リガンド結合タンパク質および類似体、その結晶、ならびにリガンド依存性イオンチャネルのリガンドをスクリーニングするためのそれらの使用が提供される。特に、多量体を形成することができ、結晶化することができる水溶性リガンド結合タンパク質が提供される。これらのタンパク質の1つであるアセチルコリン結合タンパク質(AChBP)の結晶構造が提供され、この結晶構造は、リガンド依存性イオンチャネルの細胞外リガンド結合ドメインの3Dモデルを作成するために、従って、これらのイオンチャネルに作用する薬物をスクリーニングするために用いることができる。さらに、リガンド依存性受容体のリガンドを結合することができ、少なくとも、AChBPと同じ位置にAChBPの可溶性を決定するAChBPアミノ酸を含み、さらに、リガンドへの結合を決定するアミノ酸をさらに含むキメラタンパク質が提供される。   (57) [Summary] Provided are mollusk-derived water-soluble ligand binding proteins and analogs of ligand-gated ion channels, their crystals, and their use for screening ligands for ligand-gated ion channels. In particular, a water-soluble ligand-binding protein capable of forming a multimer and crystallizing is provided. A crystal structure of one of these proteins, acetylcholine binding protein (AChBP), is provided, which is used to create a 3D model of the extracellular ligand binding domain of a ligand-gated ion channel, and thus It can be used to screen for drugs that act on ion channels. Further, a chimeric protein capable of binding a ligand of a ligand-dependent receptor, comprising at least an AChBP amino acid determining the solubility of AChBP at the same position as AChBP, and further including an amino acid determining the binding to the ligand. Provided.

Description

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

【0001】発明の要約 リガンド依存性イオンチャネルのリガンド結合プロフィールに実質的に似たリ
ガンド結合プロフィールを有する、新規の水溶性リガンド結合タンパク質が同定
および単離された。このようなタンパク質をコードするDNA分子がクローニング
され、特徴付けられている。これらのタンパク質の生物学的特性および構造的特
性が開示され、同様に、アミノ酸配列およびヌクレオチド配列が開示される。組
換えDNA分子およびその一部が、DNA分子のホモログの単離、DNA分子のゲノム等
価物の同定および単離、ならびにDNA分子の変異形態の同定、検出、または単離
に有用である。組換え発現系を用いて、水溶性リガンド結合タンパク質ならびに
キメラをコードする機能的DNA分子が機能的に産生されている。さらに、水溶性
リガンド結合タンパク質は結晶化することができ、これにより、3次元(3D)構
造が明らかになり、リガンド依存性イオンチャネルのリガンド結合ドメインの3D
構造モデリングが可能になった。本発明は、さらに、ニューロンシグナル伝達経
路において選択的に介入することができる新薬の開発の分野にある。本発明は、
さらに詳細には、チャネル共役型受容体の新たな類似体、その結晶構造、および
これらの受容体のリガンドのスクリーニングにおけるそれらの使用を提供するこ
とに関する。
[0001] having substantially ligand binding profile similar to the ligand binding profile of the summary ligand-gated ion channels of the present invention, a novel water-soluble ligand binding protein was identified and isolated. DNA molecules encoding such proteins have been cloned and characterized. The biological and structural properties of these proteins are disclosed, as are the amino acid and nucleotide sequences. Recombinant DNA molecules and portions thereof are useful for isolating homologues of DNA molecules, identifying and isolating genomic equivalents of DNA molecules, and identifying, detecting, or isolating mutant forms of DNA molecules. Recombinant expression systems have been used to functionally produce functional DNA molecules encoding water-soluble ligand binding proteins as well as chimeras. In addition, water-soluble ligand-binding proteins can be crystallized, which reveals a three-dimensional (3D) structure and 3D of the ligand-binding domain of ligand-gated ion channels.
Structural modeling has become possible. The present invention is further in the field of the development of new drugs that can selectively intervene in neuronal signaling pathways. The present invention is
More particularly, it relates to providing new analogs of channel-coupled receptors, their crystal structures, and their use in screening ligands for these receptors.

【0002】 いくつかの文書が名前によって本明細書の全文を通して引用されるか、または
括弧内の数字によって言及される。完全な書誌事項は、本明細書の最後、特許請
求の範囲のすぐ前に見つけることができる。本明細書に引用された各文書(任意
の製造業者の仕様書、説明書などを含む)は参照として本明細書に組み入れられ
る。しかしながら、引用されたどの文書も本発明の先行技術であることは認めら
れない。
[0002] Some documents are cited by name throughout the text or are referred to by numbers in parentheses. The complete bibliographic information can be found at the end of the specification, just before the claims. Each document cited herein, including any manufacturer's specifications, instructions, etc., is hereby incorporated by reference. However, none of the cited documents is admitted to be prior art to the present invention.

【0003】発明の背景 中枢神経系(CNS)における伝達は、電気信号および化学信号の複雑な相互作
用によって起こる。化学的情報を伝える分子は神経伝達物質と呼ばれる。化学的
情報は、タンパク質受容体による神経伝達物質の認識および結合に専門化したシ
ナプス後膜において電流に変換される。このような受容体の1つのタイプである
イオンチャネル型受容体へのリガンドの特異的結合は、受容体と共役しているイ
オンチャネルの急速な開口を誘導する。イオンチャネル型受容体の重要な群は、
7-アミノ酪酸(GABAA)受容体、グリシン受容体、セロトニン-3(5-HT3)受容体
、ならびにニューロン型および筋型両方のニコチン性アセチルコリン受容体(nA
ChR)を含む、リガンド依存性受容体とも呼ばれるチャネル共役型受容体のスー
パーファミリーがある。これらの受容体は、ある特定の構造的特徴、例えば、(
1)トルペド(Torpedo)AChRαユニットに対応するアミノ酸128位と142位との間
の15残基システインループ、(2)4つの膜貫通ドメイン、(3)類似したサブユ
ニット配置、および(4)アミノ酸配列の相同性を共有している。これらの受容
体の活性化は電流の変化および細胞膜の過分極を引き起こし、その結果として細
胞の電気的活動の阻害を引き起こす。GABAA受容体およびグリシン受容体は塩素
選択的チャネルに共役しており、従って、電気的活動の阻害は細胞応答の阻害に
つながる。他方で、5-HT3受容体およびnAChRは陽イオン選択的チャネル(Na+、
K+、Ca2+)に連結しているので、これらの活性化は細胞での興奮応答を誘発す
る。AChRは、リガンド依存性受容体の中で最もよく研究されている;概説につい
ては、アリアス(Arias)、Brain Research Reviews、25(1997)133〜191およ
びアリアス、Neurochem.Int.36(2000)、595〜645)を参照のこと。これらの
リガンド依存性イオンチャネル(LGICs)における変異は、先天性重症筋無力症
、癲癇、驚愕症候群(startle syndrome)、およびアルコール感受性につながる
(バファ(Vafa)およびスコフィールド(Schofield)、Int.Rev.Neurobiol.
42、285〜332;1998)。NAChRは長期喫煙者におけるニコチン嗜癖を媒介する。
これらの受容体へのニコチン結合には、アルツハイマー病、パーキンソン病、お
よび精神分裂病に対して正の効果もあるので、これらの受容体は重要な薬物標的
を呈する(パターソン(Paterson)およびノルドブレグ(Nordberg A.)、「ヒ
ト脳におけるニューロンニコチン性受容体(Neuronal nicotinic receptors in
the human brain)」Prog.Neurobiol.61、75〜111;2000)。
[0003] transmission in the background the central nervous system (CNS) of the invention is caused by a complex interaction of the electrical signals and chemical signals. Molecules that carry chemical information are called neurotransmitters. Chemical information is translated into electrical currents in the postsynaptic membrane that specializes in the recognition and binding of neurotransmitters by protein receptors. Specific binding of a ligand to one such type of receptor, the ionotropic receptor, induces rapid opening of the ion channel coupled to the receptor. An important group of ion channel receptors are:
7-aminobutyric acid (GABA A ) receptors, glycine receptors, serotonin-3 (5-HT3) receptors, and both neuronal and muscular nicotinic acetylcholine receptors (nA)
ChR), including a superfamily of channel-coupled receptors, also called ligand-gated receptors. These receptors have certain structural features, such as (
1) a 15-residue cysteine loop between amino acids 128 and 142 corresponding to the Torpedo AChRα unit, (2) four transmembrane domains, (3) a similar subunit arrangement, and (4) amino acids Shares sequence homology. Activation of these receptors causes changes in current and hyperpolarization of cell membranes, resulting in inhibition of cell electrical activity. GABA A and glycine receptors are coupled to chloride-selective channels, so inhibition of electrical activity leads to inhibition of cellular responses. On the other hand, 5-HT3 receptors and nAChR are cation-selective channels (Na +,
Since they are linked to K +, Ca2 +), their activation triggers an excitatory response in cells. AChRs are the best studied of the ligand-dependent receptors; for a review, see Arias, Brain Research Reviews, 25 (1997) 133-191 and Arias, Neurochem. Int. 36 (2000), 595-645). Mutations in these ligand-gated ion channels (LGICs) lead to congenital myasthenia gravis, epilepsy, startle syndrome, and alcohol sensitivity (Vafa and Schofield, Int. Rev. Neurobiol.
42, 285-332; 1998). NAChR mediates nicotine addiction in long-term smokers.
Because nicotine binding to these receptors also has a positive effect on Alzheimer's, Parkinson's, and schizophrenia, these receptors represent important drug targets (Paterson and Nordbreg ( Nordberg A., "Neuronal nicotinic receptors in the human brain
the human brain) "Prog. Neurobiol. 61, 75-111; 2000).

【0004】 チャネル共役型受容体に選択的に結合することができる、または場合によって
は非選択的に結合することができる新たな薬理活性のある化合物の開発は、神経
系で起こる過程の理解および神経状態の障害の治療にとって最も重要なことであ
る。このような薬理活性のある化合物の開発には、対応する受容体の信頼できる
モデル系を入手できることが必要である。今までに、様々な受容体の一次構造の
特徴(アミノ酸配列)がかなり解明されている。AChRのある特定のサブユニット
が、リガンドに対するこの受容体の薬理学的特異性または親和性の決定要因であ
ることが発見されている(コリンガー(Corringer)ら、J.Neuroscience 18(1
998)、648〜657)。しかしながら、受容体タンパク質のリガンド結合特性の研
究は、リガンド結合に決定的に重要なタンパク質空間構造がまだ未知であること
によって阻まれている。これは、一部は、受容体タンパク質の結晶化が現在まで
不成功に終わっていたからである。
The development of new pharmacologically active compounds that can selectively bind, or in some cases non-selectively bind to channel-coupled receptors, has led to an understanding of the processes that occur in the nervous system and It is of paramount importance in the treatment of disorders of the nervous state. The development of such pharmacologically active compounds requires the availability of reliable model systems of the corresponding receptors. To date, the primary structural features (amino acid sequences) of various receptors have been well elucidated. It has been discovered that certain subunits of AChR are determinants of the pharmacological specificity or affinity of this receptor for its ligands (Corringer et al., J. Neuroscience 18 (1
998), 648-657). However, studies of the ligand binding properties of receptor proteins have been hampered by the still unknown unknown protein spatial structure critical for ligand binding. This is in part because crystallization of receptor proteins has been unsuccessful to date.

【0005】 前記で明確にされた技術的問題は、特許請求の範囲で特徴付けられる態様を提
供することにより本発明によって解決される。
The technical problems defined above are solved by the present invention by providing the embodiments characterized in the claims.

【0006】 従って、1つの局面において、本発明は、リガンド依存性受容体のリガンドを
結合することができる軟体動物由来水溶性タンパク質に関する。
Accordingly, in one aspect, the present invention relates to a mollusc-derived water-soluble protein capable of binding a ligand of a ligand-dependent receptor.

【0007】 本発明によって、ある軟体動物のアセチルコリン結合タンパク質(AChBP)が
、一方ではチャネル共役型受容体と驚くべき構造類似性を示し、他方では水溶性
などの興味深い物理的特性を有することが発見された。軟体動物AChBPは多量体
、特に五量体を形成し、α-ブンガロトキシンなどの特定の毒素を結合すること
ができる。これらの多量体は同種のもの(同一の単位)からなってもよく、異種
のもの(異なる単位)からなってもよい。これらの特性のために、AChBPは、候
補リガンドのチャネル共役型受容体への結合を研究するモデル系としてかなり適
している。これらの軟体動物AChBPを組換え系において産生することが可能であ
った。従って、簡便かつ大規模なAChBP産生が可能である。さらに、軟体動物ACh
BPの物理的特性と(ヒト)チャネル共役型受容体の薬理学的特性を共有するハイ
ブリッドタンパク質を構築することが可能であり、従って、このために、これら
の受容体のリガンドをスクリーニングするための新たな専用のツールが提供され
る。
It has been discovered by the present invention that certain mollusc acetylcholine binding proteins (AChBPs) exhibit striking structural similarities to channel-coupled receptors on the one hand and interesting physical properties such as water solubility on the other hand. Was done. Mollusc AChBPs form multimers, especially pentamers, and are capable of binding specific toxins such as α-bungarotoxin. These multimers may be of the same kind (the same unit) or may be of different kinds (the different units). These properties make AChBP well suited as a model system to study the binding of candidate ligands to channel-coupled receptors. It was possible to produce these mollusc AChBPs in a recombinant system. Therefore, simple and large-scale production of AChBP is possible. In addition, mollusk ACh
It is possible to construct hybrid proteins that share the physical properties of BP and the pharmacological properties of the (human) channel-coupled receptors, and thus for this purpose to screen ligands for these receptors. New dedicated tools are provided.

【0008】 AChBPは、ニューロンニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)αサブユニッ
トの細胞外ドメインの天然類似体である。これは、nAChRと対照的に、膜貫通イ
オンチャネルを形成するドメインを欠いているが、nAChRと同様に集合してホモ
五量体になる(図6)。さらに、AChBPは、ニコチン性受容体に典型的なリガンド
結合特性を有する。AChBPの3次元構造は、2.7Å分解能でのX線結晶学によって解
明された(現行のRfactor=27.9%、Rfree=30.0%)。アンウィン(Unwin)、S
truct.Struct.Biol 121(1998)、181〜190によるEM研究において測定された
ように、AChBPは、溶液中と同様に結晶において、nAChRリガンド結合ドメインの
寸法と同等の寸法を有する安定なホモ五量体を形成する。AChBPの高分解能結晶
構造は、生化学的および薬理学的データと共に、nAChR、5-HT3R、GABAA,CR、お
よびGlyRを含むリガンド依存性イオンチャネルのリガンド結合ドメインの優れた
模倣物としてのAChBPの外挿(extrapolation)を裏付けている。
AChBP is a natural analogue of the extracellular domain of the neuronal nicotinic acetylcholine receptor (nAChR) α subunit. It lacks the domain that forms the transmembrane ion channel, in contrast to nAChR, but assembles into a homopentamer similar to nAChR (FIG. 6). Moreover, AChBP has ligand binding properties typical of nicotinic receptors. The three-dimensional structure of AChBP was elucidated by X-ray crystallography at 2.7Å resolution (current R factor = 27.9%, R free = 30.0%). Unwin, S
truct. Struct. As measured in EM studies by Biol 121 (1998), 181-190, AChBP forms stable homopentamers with dimensions comparable to those of the nAChR ligand binding domain in crystals as in solution. To do. The high-resolution crystal structure of AChBP, along with biochemical and pharmacological data, makes it an excellent mimic of the ligand-binding domain of ligand-gated ion channels including nAChR, 5-HT3R, GABA A , C R, and GlyR. It supports the extrapolation of AChBP.

【0009】 本発明による4種類のAChBPが本明細書に例示され、リムナエア・スタグナリス
(Lymnaea stagnalis)(L-AChBP T1およびL-AChBP T2)ならびにブリヌス・ト
ランカタス(Bulinus truncatus)(B-AChBP T1およびB-AChBP T2)のCNSから単
離およびクローニングされた。L-AChBP T1および2は、19個のアミノ酸のシグナ
ル配列を有する229個のアミノ酸タンパク質であり(B-AChBP T1および2について
は、それぞれ21個および224個のアミノ酸;図1も参照のこと)、リガンド依存性
イオンチャネルのサブユニットの細胞外ドメインと配列相同性を有し(図3)、
特に、nAChRのサブユニットの細胞外ドメインと配列相同性を有する(図4および
5)。リムナエア由来の精製AChBPの質量が質量分析によって決定されている。グ
リコシル化形態は約24720Daの質量を有し、脱グリコシル化形態は約23832Daの質
量を有する。グリコシル化AChBPは、SDS-PAGEにおいて14kDAマーカータンパク質
と26kDAマーカータンパク質との間に移動する。AChBPの疎水性プロットを図2に
示す。これにより、著しく疎水性であり、従って、リガンド依存性イオンチャネ
ルのリガンド結合ドメインにおいて少なくとも部分的にまたはその必須アミノ酸
と置換することができるリガンド結合タンパク質の領域が明らかになる。配列保
存性は、リガンド結合に関与する残基を含むいわゆるループ領域(アリアス、Ne
urochem.Int.36(2000)、595〜645に概説される)において特に高い。リガン
ド依存性受容体のCysループファミリーに特徴的なシステイン残基がAChBPで保存
されている。nAChRのαサブユニットで一般的に見出される二重システイン(dou
ble cysteine)も存在する。AChBPタンパク質配列は、nAChRにおいて最初に予測
される膜貫通ドメインが始まる位置で終わる。AChPBsのリガンド結合特性は実施
例4で説明され、表2にまとめられている。
[0009] Four types of AChBPs according to the present invention are exemplified herein, Lymnaea stagnalis (L-AChBP T1 and L-AChBP T2) and Bulinus truncatus (B-AChBP T1 and B-AChBP It was isolated and cloned from the CNS of T2). L-AChBP T1 and 2 are 229 amino acid proteins with a signal sequence of 19 amino acids (B-AChBP 21 and 224 amino acids for T1 and 2, respectively; see also Figure 1), having sequence homology with the extracellular domain of the subunit of the ligand-gated ion channel (Figure 3),
In particular, it has sequence homology with the extracellular domain of the subunit of nAChR (Fig. 4 and
Five). The mass of purified AChBP from Limnaea has been determined by mass spectrometry. The glycosylated form has a mass of about 24720 Da and the deglycosylated form has a mass of about 23832 Da. Glycosylated AChBP migrates between 14 and 26kDA marker proteins on SDS-PAGE. A hydrophobicity plot of AChBP is shown in FIG. This reveals regions of the ligand-binding protein that are significantly hydrophobic and therefore can be replaced at least partially or with their essential amino acids in the ligand-binding domain of the ligand-gated ion channel. Sequence conservation is the so-called loop region (Arias, Ne containing the residues involved in ligand binding.
urochem. Int. 36 (2000), 595-645). A cysteine residue characteristic of the Cys loop family of ligand-dependent receptors is conserved in AChBP. The double cysteine commonly found in the α subunit of nAChR (dou
ble cysteine) also exists. The AChBP protein sequence ends at the beginning of the first predicted transmembrane domain in nAChR. The ligand binding properties of AChPBs are described in Example 4 and summarized in Table 2.

【0010】 「チャネル共役型受容体」、「リガンド依存性受容体」、「リガンド依存性イ
オンチャネル」という用語は本明細書で同義に用いられる。しかしながら、天然
の、特にヒトの分子に関して、好ましくは、「リガンド依存性イオンチャネル」
という用語が用いられる。本発明の水溶性リガンド結合タンパク質はまた、脊椎
動物リガンド依存性イオンチャネルと少なくとも10%、より好ましくは少なくと
も12%、さらにより好ましくは少なくとも15%、最も好ましくは少なくとも20%
のアミノ酸配列同一性を有するが、膜貫通ドメインが全くないリガンド結合タン
パク質として特徴付けることができる。本発明のリガンド依存性受容体は、脊椎
動物、好ましくは哺乳動物、最も好ましくはヒトのリガンド依存性イオンチャネ
ルの実質的に同じリガンド結合特性を有するが、元々のアミノ酸配列に少なくと
も1つの変化を含むことを特徴とし、この変化は、軟体動物、特に以下でさらに
詳細に説明されるようなマキガイ(snail)で発見された水溶性リガンドタンパ
ク質の水溶性を決定するか、または水溶性に寄与するアミノ酸の存在をもたらす
The terms “channel-coupled receptor”, “ligand-gated receptor”, “ligand-gated ion channel” are used interchangeably herein. However, for natural, especially human, molecules, preferably "ligand-gated ion channels"
Is used. The water-soluble ligand-binding proteins of the invention also have at least 10%, more preferably at least 12%, even more preferably at least 15%, and most preferably at least 20% vertebrate ligand-gated ion channels.
Can be characterized as a ligand-binding protein having the amino acid sequence identity of, but lacking any transmembrane domain. The ligand-gated receptors of the present invention have substantially the same ligand binding properties of vertebrate, preferably mammalian, most preferably human ligand-gated ion channels, but with at least one change in the original amino acid sequence. Characterized in that this change determines or contributes to the water solubility of a water-soluble ligand protein found in molluscs, especially snails as described in more detail below. Brings the presence of amino acids.

【0011】 「リガンド結合タンパク質」、「リガンド結合ドメイン」、および「リガンド
結合受容体」という用語には、リガンド結合に必要とされる、水溶性リガンド結
合タンパク質または対応する改変リガンド依存性イオンチャネルの部分が少なく
とも含まれることを意味する。リガンド結合ドメインは、最低限、このドメイン
を含むペプチドからなる。しかしながら、この用語の使用は、例えば、完全に再
構成されたニコチン性アセチルコリン受容体のような、リガンド依存性イオンチ
ャネルのより大きな部分で構成されるリガンド結合ドメインまたはタンパク質を
含むことを意味する。
The terms “ligand-binding protein”, “ligand-binding domain”, and “ligand-binding receptor” refer to water-soluble ligand-binding proteins or corresponding modified ligand-gated ion channels that are required for ligand binding. Means that at least a portion is included. The ligand binding domain consists, at a minimum, of peptides containing this domain. However, the use of this term is meant to include a ligand binding domain or protein that is composed of a larger portion of the ligand-gated ion channel, such as, for example, the completely reconstituted nicotinic acetylcholine receptor.

【0012】 図3に示すように、ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)は、リガンド依
存性イオンチャネルスーパーファミリーのよく理解されているメンバーに属する
。5-HT3、グリシン、GABAA、およびGABAC受容体を含む、このシグナル伝達タン
パク質グループのメンバーは、高度の配列類似性に基づいて共通の二次構造、3
次構造、および4次構造を共有すると考えられる。従って、例示されたAchBPに関
する新規の発見は、言及されたリガンド依存性イオンチャネルスーパーファミリ
ーの他のメンバーに等しく当てはまると予想される。従って、これらの任意のリ
ガンド依存性イオンチャネルのリガンドを結合することができる水溶性タンパク
質は軟体動物で発見されてもよく、これらの5-HT3、GABAA、およびグリシン受容
体が、それらの結合親和性を実質的に保持するように改変されてもよい。
As shown in FIG. 3, the nicotinic acetylcholine receptor (nAChR) belongs to a well understood member of the ligand-gated ion channel superfamily. Members of this signaling protein group, including 5-HT3, glycine, GABA A , and GABA C receptors, share a common secondary structure based on a high degree of sequence similarity, 3
It is thought to share the secondary and quaternary structures. Therefore, the novel findings for the exemplified AchBP are expected to apply equally to other members of the mentioned ligand-gated ion channel superfamily. Therefore, water-soluble proteins capable of binding ligands for any of these ligand-gated ion channels may be found in mollusks, and their 5-HT3, GABA A , and glycine receptors are associated with their binding. It may be modified to substantially retain the affinity.

【0013】 従って、水溶性リガンド結合タンパク質のリガンドは、好ましくは、アセチル
コリン、γ-アミノ酪酸(GABA)、グリシン、ニコチン、またはセロトニンであ
る。このような水溶性リガンド結合タンパク質の単離は、本発明のAChBPについ
て実施例1に記載されるように行うことができる。α-ブンガロトキシンの代わり
に、他の周知のリガンドをアフィニティ精製に使用することができる。最も好ま
しくは、本発明の水溶性リガンド結合タンパク質はアセチルコリン結合タンパク
質(AChBP)である。好ましくは、リガンド結合タンパク質は、表2に示す結合特
性を実質的に示す。
Therefore, the ligand of the water-soluble ligand binding protein is preferably acetylcholine, γ-aminobutyric acid (GABA), glycine, nicotine, or serotonin. Isolation of such a water soluble ligand binding protein can be performed as described in Example 1 for AChBPs of the invention. Instead of α-bungarotoxin, other well known ligands can be used for affinity purification. Most preferably, the water soluble ligand binding protein of the present invention is acetylcholine binding protein (AChBP). Preferably, the ligand binding protein substantially exhibits the binding properties shown in Table 2.

【0014】 本発明に従って使用されるアセチルコリン結合タンパク質は、水生軟体動物の
種、とりわけ、マキガイ(腹足類(Gastropoda))、特に、有肺のマキガイ(lu
nged snail)(有肺類(Pulmonata))に由来する種から最初に得られる。有肺
類は、基眼類(Basommatophora)(ほどんどが水生マキガイ)、システロマトフ
ォラ(Systellommatophora)、および柄眼類(Stylommatophora)(ほどんどが
陸生マキガイ)に分類される。基眼類には、ユンデコザラガイ科(Acroloxidae
)(例えば、アクロロクサス(Acroloxus)属)、モノアラガイ科(Lymnaeidae
)(例えば、ガルバ(Galba)、スタグニコラ(Stagnicola)、ラディックス(R
adix)、リムナエア(Lymnaea)属)、サカマキガイ科(Physidae)(例えば、
フィサ(Physa)およびアプレキサ(Aplexa)属)、ならびにヒラマキガイ科(P
lanorbidae)(例えばパラノルビス(Planorbis)、アニサス(Anisus)、アン
シラス(Ancylus)、ジラウラス(Gyraulus)、ビオムファラリア(Biomphalari
a)、およびブリナス(Bulinus)属)が含まれる。適切な種の例は、リムナエア
・スタグナリス(モノアラガイ(pond snail))およびブリヌス・トランカタス
である。これらのマキガイからのAChBPの単離、これらのAChBPをコードするcDNA
のクローニング、および完全アミノ酸配列を含むこれらの特徴付けが実施例で説
明される。リムナエア・スタグナリスのAChBPのcDNA配列およびアミノ酸配列は
、配列番号:1および2(L-AChBP T1)ならびに配列番号:3および4(L-AChBP T2
)に示される。ブリヌス・トランカタスのAChBPのcDNA配列およびアミノ酸配列
は、配列番号:5および6(B-AChBP T1)ならびに配列番号:7および8(B-AChBP T2)に示される。これらのタンパク質の特徴は実施例および添付の図面において
さらに説明される。
The acetylcholine binding proteins used in accordance with the present invention may be used in aquatic mollusc species, in particular oysters (Gastropoda), in particular pulmonary oysters (lus).
First obtained from a species derived from nged snail) (Pulmonata). Pulmonaries are classified into the basic eye (Basommatophora) (mostly aquatic mussels), systemomatophora (Systellommatophora), and stigma (Stylommatophora) (mostly land mussels). The group of the eye-eyes is the genus Acroloxidae.
) (For example, the genus Acroloxus), the family Lynnaeidae (Lymnaeidae)
) (Eg Galba, Stagnicola, Radix (R
adix), Limnaea (genus Lymnaea), Phalaenopsis family (Physidae) (for example,
Physa and Aplexa), and the mussel family (P
lanorbidae) (eg, paranorbis (Planorbis), anisus (Anisus), ancillus (Ancylus), giraura (Gyraulus), biophalaria (Biomphalari)
a), and the genus Bulinus). Examples of suitable species are Limnaea stagnalis (pond snail) and Brinnus truncatas. Isolation of AChBPs from these snails, cDNAs encoding these AChBPs
Cloning and their characterization, including the complete amino acid sequence, is described in the examples. The cDNA and amino acid sequences of AChBP of Limnaea stagnaris are shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 (L-AChBP T1) and SEQ ID NOs: 3 and 4 (L-AChBP T2
). The cDNA and amino acid sequences of A. chrysalis of B. truncata are SEQ ID NOs: 5 and 6 (B-AChBP T1) and SEQ ID NOs: 7 and 8 (B-AChBP T2). The characteristics of these proteins are further described in the examples and accompanying figures.

【0015】 有肺類の種、好ましくは基眼類の種に由来する水溶性リガンド結合タンパク質
が好ましいが、本発明は、一般的に、以下からなる群より選択されるアミノ酸配
列を含む、リガンド依存性受容体のリガンドを結合することができる任意の水溶
性タンパク質に関することが理解されると考えられる: (a) 配列番号:2、4、6、もしくは8のいずれか1つに示されるアミノ酸配列ま
たはその機能的等価物、あるいはその少なくとも5個連続したアミノ酸の断片;
(b) 配列番号:2、4、6、もしくは8のいずれか1つのアミノ酸配列と少なくと
も30%のアミノ酸同一性を有するアミノ酸配列;および (c) 好ましくは少なくとも10-7Mの結合親和性で(a)または(b)のアミノ酸
配列を含むタンパク質を認識するモノクローナル抗体またはポリクローナル抗体
によって検出可能なタンパク質をもたらすアミノ酸配列。
Although water-soluble ligand binding proteins derived from pulmonary species, preferably primordial species, are preferred, the present invention generally comprises a ligand comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of: It will be understood that it relates to any water soluble protein capable of binding a ligand for a dependent receptor: (a) the amino acid set forth in any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6 or 8. A sequence or its functional equivalent, or a fragment of at least 5 consecutive amino acids thereof;
(B) an amino acid sequence having at least 30% amino acid identity with the amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, or 8; and (c) preferably with a binding affinity of at least 10 -7 M. An amino acid sequence that provides a protein detectable by a monoclonal antibody or a polyclonal antibody that recognizes the protein containing the amino acid sequence of (a) or (b).

【0016】 当技術分野において周知なように、同一性または類似性は、配列比較により決
定される2つ以上のポリペプチド配列間または2つ以上のポリヌクレオチド配列間
の関係である。当技術分野において、同一性はまた、状況に応じてポリペプチド
配列またはポリヌクレオチド配列の列(string)間のマッチによって決定される
、ポリペプチド配列間またはポリヌクレオチド配列間の配列関連性の程度も意味
する。同一性および類似性は両方とも容易に計算することができる(「計算分子
生物学(Computational Molecular Biology)」、レスク(Lesk)編、Oxford Un
iversity Press、New York、1988;「バイオコンピューティング:インフォマテ
ィクスおよびゲノムプロジェクト(Biocomputing:Informatics and Genome Pro
jects)」、スミス(Smith)編、Academic Press、New York、1993;「配列デー
タのコンピュータ解析パートI(Computer Analysis of Sequence Data, Part I
」)、グリフィン(Griffin)およびグリフィン編、Humana Press、New Jersey
、1994;「分子生物学における配列解析(Sequence Analysis in Molecular Bio
logy)」、フォンヘインジェ(von Heinje)、Academic Press、1987;ならびに
「配列解析プライマー(Sequence Analysis Primer)」、グリブスコフ(Gribsk
ov)およびデベレウクス(Devereux)編、M Stockton Press、New York、1991)
。2つのポリヌクレオチド配列間または2つのポリペプチド配列間の同一性および
類似性を測定するための多数の方法があるが、両方の用語とも当業者に周知であ
る(フォンヘインジェ、前記;グリブスコフおよびデベレウクス、前記;ならび
にカリロ(Carillo)およびリップマン(Lipman)、SIAM J.Applied Math.48
(1988)、1073)。配列間の同一性または類似性を決定するのに一般的に用いら
れる方法として、カリロおよびリップマン(前記を参照のこと)に開示される方
法を含むが、これに限定されない。同一性を決定するための好ましい方法は、試
験される配列間の最大マッチを生じるように設計される。同一性および類似性を
決定するための方法はコンピュータプログラムに成文化(codify)される。2つ
の配列間の同一性および類似性を決定するための好ましいコンピュータプログラ
ム法として、GCGプログラムパッケージ (デベレウクスら、Nucleic Acids Rese
arch 12(1984)、387)、BLASTP、BLASTN、psiBLAST、およびFASTA(アトスチ
ュル(Atschul)ら、J.Molec.Biol.215(1990)、403) を含むが、これに限
定されない。
As is well known in the art, identity or similarity is a relationship between two or more polypeptide sequences or two or more polynucleotide sequences determined by sequence comparison. In the art, identity also refers to the degree of sequence relatedness between polypeptide sequences or between polynucleotide sequences, as the case may be, as determined by the match between the strings of polypeptide or polynucleotide sequences. means. Both identity and similarity can be easily calculated ("Computational Molecular Biology", edited by Lesk, Oxford Un.
iversity Press, New York, 1988; “Biocomputing: Informatics and Genome Pro
”, Smith, Ed., Academic Press, New York, 1993;“ Computer Analysis of Sequence Data, Part I
)), Griffin and Griffin, Humana Press, New Jersey
, 1994; "Sequence Analysis in Molecular Bio
logy ”, von Heinje, Academic Press, 1987; and“ Sequence Analysis Primer ”, Gribsk.
ov) and Devereux, M Stockton Press, New York, 1991)
. There are numerous methods for determining identity and similarity between two polynucleotide sequences or between two polypeptide sequences, but both terms are well known to those of skill in the art (Von Heinge, supra; Gribskov and Develeux, supra; and Carillo and Lipman, SIAM J. Applied Math. 48.
(1988), 1073). Commonly used methods for determining identity or similarity between sequences include, but are not limited to, those disclosed in Carilo and Lippmann (see above). Preferred methods to determine identity are designed to give the largest match between the sequences tested. Methods to determine identity and similarity are codified in computer programs. A preferred computer program method for determining the identity and similarity between two sequences is the GCG program package (Debereux et al., Nucleic Acids Rese
arch 12 (1984), 387), BLASTP, BLASTN, psiBLAST, and FASTA (Atschul et al., J. Molec. Biol. 215 (1990), 403).

【0017】 別の態様において、本発明は、以下を含む、リガンド依存性受容体のリガンド
を結合することができる水溶性タンパク質に関する: (a) 前記水溶性タンパク質の位置と同じかまたは対応する位置において、少
なくとも水溶性タンパク質の可溶性を決定する前記水溶性タンパク質のアミノ酸
;および (b) リガンドへの結合を決定する少なくとも4個のアミノ酸。
In another aspect, the invention relates to a water-soluble protein capable of binding a ligand of a ligand-dependent receptor, including: (a) a position the same as or corresponding to the position of said water-soluble protein. In, at least the amino acid of said water-soluble protein that determines the solubility of the water-soluble protein; and (b) at least 4 amino acids that determine the binding to the ligand.

【0018】 タンパク質発現研究により、軟体動物リムナエア・スタグナリス野生型AChBP
を酵母ピチア・パストリス(Pichia pastoris)において産生できることが分か
っている。酵母細胞はホモ五量体形態でAChBPを発現し、タンパク質複合体を培
地に分泌する。産生される培地体積当たり多量のAChBP(培地1リットルにつき2m
gまで)および培養可能な多量の酵母が大規模なAChBP産生を可能にする。野生型
AChBPに加えて、様々なAChBP変異体がピチア・パストリスにおいて産生されてい
る。これらの変異体として、以下の1点変異(数字は、シグナルペプチドの第1の
アミノ酸から数えた配列番号:2に示すリムナエア・スタグナリスAChBP配列にお
けるアミノ酸位置を意味する。数字の前の文字は元々のアミノ酸を示し、数字の
後の文字は変異アミノ酸を示す)N85D、H164Y、D194N、Y204P、Y211P、およびD2
13Nを含む変異体が挙げられる。
Protein expression studies show that mollusc Limnaea stagnaris wild-type AChBP
It has been found that can be produced in the yeast Pichia pastoris. Yeast cells express AChBP in the homopentamer form and secrete the protein complex into the medium. Large amount of AChBP per volume of medium produced (2m / l medium)
and up to a large amount of culturable yeast allow large-scale production of AChBP. Wild type
In addition to AChBP, various AChBP variants have been produced in Pichia pastoris. As these variants, the following 1-point mutation (the number means the amino acid position in the Limnair stagnaris AChBP sequence shown in SEQ ID NO: 2 counted from the first amino acid of the signal peptide. The character before the number was originally Of the amino acids, and the letter after the number indicates the mutant amino acid) N85D, H164Y, D194N, Y204P, Y211P, and D2
Examples include mutants containing 13N.

【0019】 従って、本発明は、多量体を形成することができ、リガンド依存性受容体のリ
ガンドを結合することができる軟体動物由来水溶性タンパク質、好ましくはアセ
チルコリン結合タンパク質(AChBP)に関する。これらのタンパク質は、一方で
は、AChBPの位置と同じ位置にAChBPの可溶性を決定するAChBPアミノ酸を少なく
とも含み、他方では、リガンド依存性受容体のリガンドへの結合を決定するアミ
ノ酸を含む。軟体動物AChBP配列との同一性の程度は、例えば、当技術分野で周
知のBLASTアルゴリズムを用いて決定されるように、少なくとも15%の、好まし
くは20%の、より好ましくは30%の、さらにより好ましくは40%の、好ましくは
少なくとも50%の、さらに少なくとも60%の、好ましくは70%を超える、より好
ましくは80%を超える、最も好ましくは少なくとも90%の同一性の、またはそれ
を超えるアミノ酸同一性によって定義することができる。リガンドへの結合を決
定するアミノ酸は、受容体配列に対応し、好ましくは対応するAChBPアミノ酸と
は異なる、少なくとも4個のアミノ酸、好ましくは少なくとも6個のアミノ酸、ま
たはさらに少なくとも8個のアミノ酸(一続きの少なくとも3個または4個のアミ
ノ酸を含む)を含むものとする。これらのタンパク質の好ましい態様は以下でさ
らに定義される。通常、水溶性リガンド結合タンパク質、または例えばキメラリ
ガンド依存性イオンチャネルの一部としてのドメインは、200〜240個のアミノ酸
を含む。
Accordingly, the present invention relates to a mollusc-derived water-soluble protein, preferably acetylcholine binding protein (AChBP), capable of forming multimers and binding a ligand of a ligand-dependent receptor. These proteins, on the one hand, contain at least the AChBP amino acids that determine the solubility of AChBP in the same positions as AChBP and, on the other hand, the amino acids that determine the binding of ligand-dependent receptors to the ligand. The degree of identity with a mollusc AChBP sequence is, for example, at least 15%, preferably 20%, more preferably 30%, and more preferably as determined using the BLAST algorithm well known in the art. More preferably 40%, preferably at least 50%, even at least 60%, preferably more than 70%, more preferably more than 80%, most preferably at least 90% identity or more It can be defined by amino acid identity. The amino acids that determine binding to the ligand correspond to the receptor sequence and preferably differ from the corresponding AChBP amino acids by at least 4 amino acids, preferably at least 6 amino acids, or even at least 8 amino acids (one (Including at least 3 or 4 amino acids following). Preferred embodiments of these proteins are defined further below. Typically, the water-soluble ligand binding protein, or domain as part of a chimeric ligand-gated ion channel, for example, comprises 200-240 amino acids.

【0020】 リガンドは、好ましくは、アセチルコリン、ニコチン、ロホトキシン(lophot
oxin)、d-ツボクラリン、カルバミルコリン、ガランタミン、またはエピバチジ
ンである。リガンド依存性受容体は、節足動物(好ましくは昆虫)、植物(好ま
しくは高等植物、最も好ましくは種子植物)、または脊椎動物(好ましくは哺乳
動物、最も好ましくはヒト)に由来していてもよく、好ましくは、リガンド依存
性受容体はニコチン性アセチルコリン受容体である。
The ligand is preferably acetylcholine, nicotine, lophotoxin (lophot).
oxin), d-tubocurarine, carbamylcholine, galantamine, or epibatidine. The ligand-dependent receptor may be derived from arthropods (preferably insects), plants (preferably higher plants, most preferably seed plants), or vertebrates (preferably mammals, most preferably humans) Well, preferably, the ligand-dependent receptor is the nicotinic acetylcholine receptor.

【0021】 通常、本発明の水溶性リガンド結合タンパク質における可溶性を決定するアミ
ノ酸は、配列番号:2、4、6、または8のいずれか1つに示されるアミノ酸配列を
有するAChBPと同じ位置にある。可溶性を決定する領域は、構造中の溶媒接近性
(solvent accessibility)に基づいている。例えば、溶媒が接近可能な領域が
示されている図10または11に従って、それぞれのアミノ酸残基を選択することが
できる。好ましくは、本発明の水溶性リガンド結合タンパク質は、配列番号:2
、4、6、または8のいずれか1つのアミノ酸配列を含む成熟AChBPのアミノ酸配列
と少なくとも40%のアミノ酸同一性を有するアミノ酸配列を含み、ここで、リガ
ンド結合アミノ酸がリガンド依存性受容体の対応するアミノ酸で置換されている
Generally, the amino acids that determine solubility in the water soluble ligand binding proteins of the invention are at the same position as AChBP having the amino acid sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6 or 8. . The region that determines solubility is based on solvent accessibility in the structure. For example, each amino acid residue can be selected according to Figure 10 or 11 where solvent accessible regions are shown. Preferably, the water soluble ligand binding protein of the invention is SEQ ID NO: 2.
, 4, 6, or 8 comprising an amino acid sequence having at least 40% amino acid identity with the amino acid sequence of mature AChBP, wherein the ligand-binding amino acid corresponds to the ligand-dependent receptor. Is replaced with an amino acid that

【0022】 本発明のタンパク質の1つの態様において、可溶性を決定するアミノ酸(a)は
、配列番号:2の20〜44位、73〜81位、86〜92位、112〜120位、135〜152位、166
〜189位、196〜20位、209〜213位、および/または219〜227位の配列からの親水
性アミノ酸(Asp、Glu、Arg、Lys)を含む。
In one embodiment of the protein of the present invention, the amino acid (a) that determines solubility is 20-44, 73-81, 86-92, 112-120, 135- of SEQ ID NO: 2. 152nd, 166
Includes hydrophilic amino acids (Asp, Glu, Arg, Lys) from the sequence at positions -189, 196-20, 209-213, and / or 219-227.

【0023】 L-AChBP T1(配列番号:2)およびT2(配列番号:4)のアミノ酸配列はほとん
ど同じである。理解しやすいように、常にL-AChBP T1(配列番号:2)について
言及する。しかしながら、Arg(167)がGly(167)になる、およびThr(203)が
Ile(203)になる注目すべき例外を除いて、アミノ酸残基への全ての言及はT1お
よびT2の両方に当てはまる。さらに、L-AChBP T1からのアミノ酸残基(ドメイン
)およびB-AChBPからの対応する残基に関して、以下のリストは、L-AChBPおよび
B-AChBPが相違するアミノ酸位置を示す。以下の全てのアミノ酸残基の番号は、
未熟タンパク質のアミノ酸配列における(メチオニン(1)から数えた)位置に
対応する。成熟配列のアミノ酸配列の始めから番号付けを開始することもできる
(L-AChBPではL(1)DRAD、B-AChBPではQ(1)IRW)。この第2の方法を用いた場
合(成熟配列の1番目のアミノ酸=1位)、L-AChBPの位置番号から19を、B-AChBP
の位置番号から21を単に引く(例えば、Asp(36)は、L-AChBPではAsp(17)に
なり、B-AChBPではAsp(15)になる)。さらなる態様のために、L-AChBP T1(配
列番号:2)の位置が示され、その後に、L-AChBP T2(配列番号:4)ならびにB-
AChBP T1(配列番号:6)およびB-AChBP T2(配列番号:8)のアミノ酸配列にお
ける対応するアミノ酸位置が(L-AChBP T1およびT2:B-AChBP T1およびT2)の形
で示される。
L-AChBP The amino acid sequences of T1 (SEQ ID NO: 2) and T2 (SEQ ID NO: 4) are almost the same. Always L-AChBP for easy understanding Reference is made to T1 (SEQ ID NO: 2). However, Arg (167) becomes Gly (167), and Thr (203)
With the notable exception of Ile (203), all references to amino acid residues apply to both T1 and T2. Furthermore, L-AChBP With respect to amino acid residues (domains) from T1 and the corresponding residues from B-AChBP, the list below lists L-AChBP and
B-AChBP shows different amino acid positions. All amino acid residue numbers below are
It corresponds to the position (counting from methionine (1)) in the amino acid sequence of the immature protein. It is also possible to start the numbering from the beginning of the amino acid sequence of the mature sequence (L (1) DRAD for L-AChBP, Q (1) IRW for B-AChBP). When this second method is used (the 1st amino acid of the mature sequence = 1st position), 19 from the position number of L-AChBP is changed to B-AChBP.
Simply subtract 21 from the position number of (eg, Asp (36) becomes Asp (17) in L-AChBP and Asp (15) in B-AChBP). For further embodiments, the position of L-AChBP T1 (SEQ ID NO: 2) is shown, followed by L-AChBP T1. T2 (SEQ ID NO: 4) and B-
AChBP T1 (SEQ ID NO: 6) and B-AChBP The corresponding amino acid position in the amino acid sequence of T2 (SEQ ID NO: 8) is (L-AChBP T1 and T2: B-AChBP Shown in the form of T1 and T2).

【0024】 好ましい態様において、可溶性を決定するアミノ酸(a)は、配列番号:2のア
ミノ酸Asp(36)、Asp(68)、Glu(115)、Arg(137)、Asp(143)、Asp(148
)、Glu(150)、Arg(167)、Arg(189)、Glu(215)を含み、ここで、GluをA
spに交換してもよく(逆の場合も同様)、ArgをLysに交換してもよい(逆の場合
も同様)。(L-AchBP T1およびT2: B-AchBP T1およびT2;Asp(36):Asp(36
);Asp(68):Asp(68);Glu(115):Glu(116);Arg(137):Arg(138)
;Asp(143):Asp(144);Asp(148):Asp(149);Glu(150):Glu(151)
;Arg(167):Gly(167)(L-AChBPT2):Lys(168);Arg(189):Lys(190
);Glu(215):Glu(216))。
In a preferred embodiment, the amino acid (a) that determines solubility is the amino acids Asp (36), Asp (68), Glu (115), Arg (137), Asp (143), Asp (SEQ ID NO: 2). 148
), Glu (150), Arg (167), Arg (189), Glu (215), where Glu is A
It may be replaced with sp (and vice versa) or Arg with Lys (and vice versa). (L-AchBP T1 and T2: B-AchBP T1 and T2; Asp (36): Asp (36
); Asp (68): Asp (68); Glu (115): Glu (116); Arg (137): Arg (138)
Asp (143): Asp (144); Asp (148): Asp (149); Glu (150): Glu (151)
Arg (167): Gly (167) (L-AChBPT2): Lys (168); Arg (189): Lys (190
); Glu (215): Glu (216)).

【0025】 さらにより好ましい態様において、水溶性リガンド結合タンパク質は、配列番
号:2のアミノ酸Cys(142)、Thr(149)、Ala(153)、Thr(154)、Cys(155
)、Arg(156)、Ile(157)および/またはLys(158)を含む(L-AChBP T1およ
びT2:B-AChBP T1およびT2;Cys(142):Cys(143);Thr(149):Thr(150)
;Ala(153):Ala(154);Thr(154):Thr(155);Cys(155):Cys(156)
;Arg(156):Arg(157);Ile(157):Ile(158);Lys(158):Lys(159)
)。さらなる態様において、水溶性リガンド結合タンパク質は、さらにもしくは
または、配列番号:2のアミノ酸(b)Pro(39)、Trp(77)、Trp(101)、Pro
(103)、Asp(194)、および/もしくはSer(161)を含む(L-AChBP T1およびT2
:B-AChBP T1およびT2;Pro(39):Pro(39);Trp(77):Trp(77);Trp(1
01):Trp(102);Pro(103):Pro(104);Ser(161):Ser(162);Asp(1
94):Ser(195))。
In an even more preferred embodiment, the water soluble ligand binding protein is amino acids Cys (142), Thr (149), Ala (153), Thr (154), Cys (155) of SEQ ID NO: 2.
), Arg (156), Ile (157) and / or Lys (158) (L-AChBP T1 and T2: B-AChBP T1 and T2; Cys (142): Cys (143); Thr (149): Thr (150)
Ala (153): Ala (154); Thr (154): Thr (155); Cys (155): Cys (156)
Arg (156): Arg (157); Ile (157): Ile (158); Lys (158): Lys (159)
). In a further embodiment, the water soluble ligand binding protein is additionally or alternatively amino acid (b) Pro (39), Trp (77), Trp (101), Pro of SEQ ID NO: 2.
(103), Asp (194), and / or Ser (161) (L-AChBP T1 and T2
: B-AChBP T1 and T2; Pro (39): Pro (39); Trp (77): Trp (77); Trp (1
01): Trp (102); Pro (103): Pro (104); Ser (161): Ser (162); Asp (1
94): Ser (195)).

【0026】 なおさらなる態様において、水溶性リガンド結合タンパク質は、前記態様に加
えて、もしくは前記態様の代替として、配列番号:2の165〜169位および/または
200〜203位のアミノ酸配列がリガンド依存性受容体の対応する配列と交換されて
いる(L-AChBP T1およびT2:B-AChBP T1およびT2;His(165)〜Iso(169):As
p(166)〜Phe(170)(B-AChBP T1):Asp(166)〜Leu(170)(B-AChBP T2)
;Asn(200)〜Thr(203);Iso(203)(L-AChBP T2):Asn(201)〜Lys(204
)。
In a still further aspect, the water soluble ligand binding protein is in addition to, or as an alternative to, the above aspects, at positions 165-169 of SEQ ID NO: 2 and / or
The amino acid sequence at positions 200-203 is exchanged with the corresponding sequence of the ligand-dependent receptor (L-AChBP T1 and T2: B-AChBP T1 and T2; His (165) to Iso (169): As
p (166) ~ Phe (170) (B-AChBP T1): Asp (166) ~ Leu (170) (B-AChBP T2)
Asn (200) ~ Thr (203); Iso (203) (L-AChBP T2): Asn (201) ~ Lys (204
).

【0027】 ニコチン性アセチルコリン受容体のリガンドへの結合を決定するアミノ酸とし
て、nAChRαサブユニットにおける3つのストレッチが含まれる。これらのストレ
ッチは、様々なnAChRαサブユニットの全体を通して保存され、リガンド結合に
必須のアミノ酸を含む。これらのストレッチ(トルペドαサブユニットに対応す
る)は、(配列番号:9に示されるnAChRα7の番号付け):Trp(108)およびTyr
(115)を必須とするTrp(108)〜Tyr(115);アミノ酸Trp(171)およびTyr(
173)を必須とするTrp(171)〜Tyr(173);アミノ酸Tyr(210)、Cys(212)
、Cys(213)、およびTyr(217)を必須とするTyr(210)〜Tyr(217)である。
本発明によるキメラタンパク質において、少なくとも、対応するアミノ酸の代わ
りに、これらのストレッチの少なくとも1つの必須アミノ酸が置換されている。
好ましくは、ストレッチ全体が置換される。
Amino acids that determine the binding of nicotinic acetylcholine receptors to ligands include three stretches in the nAChRα subunit. These stretches are conserved throughout the various nAChRα subunits and contain amino acids essential for ligand binding. These stretches (corresponding to the torpedo α subunit) are (numbering of nAChRα7 shown in SEQ ID NO: 9): Trp (108) and Tyr
Trp (108) to Tyr (115), which require (115); amino acids Trp (171) and Tyr (
173) essential Trp (171) to Tyr (173); amino acids Tyr (210), Cys (212)
, Cys (213), and Tyr (217) are essential Tyr (210) to Tyr (217).
In the chimeric proteins according to the invention, at least one essential amino acid of these stretches is replaced instead of the corresponding amino acid.
Preferably the entire stretch is replaced.

【0028】 本発明の特に好ましい態様において、水溶性リガンド結合タンパク質はアセチ
ルコリン受容体のリガンドを結合することができ、タンパク質において配列番号
:2のTrp(101)〜Tyr(T108)、Trp(162)〜His(164)、およびTyr(204)〜
Tyr(211)のアミノ酸配列の少なくとも1つがアセチルコリン受容体の対応する
配列と交換されている(L-AChBP T1およびT2:B-AChBP T1およびT2;Trp(101)
〜Tyr(108):Trp(102)〜Tyr(109);Trp(162)〜His(164):Trp(163)
〜His(165)、(B〜AChBP T1):Trp(163)〜Phe(165)(B-AChBP T2);Tyr
(204)〜Tyr(211):Tyr(205)〜Tyr(212)。
In a particularly preferred embodiment of the invention, the water-soluble ligand binding protein is capable of binding a ligand for the acetylcholine receptor, wherein the protein has Trp (101) -Tyr (T108), Trp (162) of SEQ ID NO: 2. ~ His (164), and Tyr (204) ~
At least one of the amino acid sequences of Tyr (211) is exchanged with the corresponding sequence of acetylcholine receptor (L-AChBP T1 and T2: B-AChBP T1 and T2; Trp (101)
~ Tyr (108): Trp (102) ~ Tyr (109); Trp (162) ~ His (164): Trp (163)
~ His (165), (B ~ AChBP T1): Trp (163) ~ Phe (165) (B-AChBP T2); Tyr
(204) to Tyr (211): Tyr (205) to Tyr (212).

【0029】 AChBPとの相同性に基づいて、リガンド依存性イオンチャネルの元々のアミノ
酸配列においてアミノ酸残基を変えることが可能であり、このアミノ酸残基は、
受容体のリガンド結合に重要でないか、または3次構造および4次構造に必須でな
いが、AChBP(特に、その結晶構造)に従って水溶性に寄与するアミノ酸残基に
置換することができる。結果として、リガンド依存性イオンチャネル、またはそ
のリガンド結合ドメイン、またはそれぞれの単量体および五量体は、例えば、組
換え発現系においてより容易に発現することができ、さらに重要なことには結晶
化することができ、このためにリガンド結合ドメインの3次元モデル構築が可能
になると予想される。
On the basis of homology with AChBP, it is possible to change an amino acid residue in the original amino acid sequence of the ligand-gated ion channel, which amino acid residue
Although not critical for receptor ligand binding or essential for tertiary and quaternary structure, amino acid residues that contribute to water solubility can be substituted according to AChBP (particularly its crystal structure). As a result, the ligand-gated ion channel, or its ligand binding domain, or the respective monomer and pentamer can be more easily expressed, for example in recombinant expression systems, and more importantly, crystalline. It is expected that this will allow the construction of a three-dimensional model of the ligand binding domain.

【0030】 従って、別の態様において、本発明は、以下の段階を含む、水溶性リガンド依
存性受容体もしくは対応するリガンド結合ドメインを作成する方法、またはこの
ような受容体もしくはドメインの水溶性および結晶化のし易さを改善する方法に
関する。この方法は、本発明の前記の水溶性リガンド結合タンパク質の水溶性を
決定するか、または水溶性に寄与するアミノ酸に対応する位置での少なくとも1
つのアミノ酸の置換、付加、欠失、または改変によって、リガンド依存性受容体
の細胞外ドメインのアミノ酸配列を変える段階を含む。本発明の方法は、当技術
分野において周知の従来の技法を用いて、例えば、1つまたはそれ以上のアミノ
酸欠失、挿入、置換、付加、および/もしくは組換え、ならびに/または当技術分
野において周知の他の任意の改変を単独で、または組み合わせて用いることによ
り行うことができる。リガンド依存性イオンチャネルのリガンド結合ドメインの
アミノ酸配列の基礎をなすDNA配列にこのような改変を導入する方法は当業者に
周知である;例えば、サンブルック(Sambrook)、「分子クローニング実験マニ
ュアル(Molecular Cloning A Laboratory Manual)」、Cold Spring Harbor La
boratory(1989)N.Y.を参照のこと。結果として得られたリガンド依存性受容
体またはリガンド結合ドメインは、インビトロで、好ましくはインビボでもリガ
ンド依存性イオンチャネルのリガンド結合活性と同等のリガンド結合活性を保持
し、より重要なことには、X線結晶学による特徴付けが可能なようにタンパク質
の完全な結晶化を可能にする。X線結晶学データは、例えば、様々な疾患状態の
治療における可能性のある治療化合物の同定および構築に使用することができる
Accordingly, in another aspect, the invention provides a method of making a water-soluble ligand-dependent receptor or a corresponding ligand-binding domain, or the water-solubility of such receptor or domain comprising The present invention relates to a method for improving the easiness of crystallization. This method determines the water solubility of the above water soluble ligand binding proteins of the invention, or at least 1 at the position corresponding to the amino acid that contributes to the water solubility.
Changing the amino acid sequence of the extracellular domain of the ligand-dependent receptor by the substitution, addition, deletion or modification of one amino acid. The methods of the present invention can be performed using conventional techniques well known in the art, such as one or more amino acid deletions, insertions, substitutions, additions and / or recombinations, and / or in the art. Any other known modification can be used alone or in combination. Methods of introducing such modifications into the DNA sequence underlying the amino acid sequence of the ligand binding domain of the ligand-gated ion channel are well known to those of skill in the art; see, eg, Sambrook, "Molecular Cloning Laboratory Manual (Molecular). Cloning A Laboratory Manual), Cold Spring Harbor La
boratory (1989) N. Y. checking ... The resulting ligand-gated receptor or ligand-binding domain retains ligand-binding activity comparable to that of the ligand-gated ion channel in vitro, preferably in vivo, and more importantly, X Allows complete crystallization of the protein so that it can be characterized by line crystallography. X-ray crystallographic data can be used, for example, in the identification and construction of potential therapeutic compounds in the treatment of various disease states.

【0031】 本明細書の前記で論じられたように、nACh、5-HT3、グリシン、GABAAおよびGA
BAC受容体、ならびに無脊椎動物グルタミン酸イオンチャネルおよびMOD-1セロト
ニンチャネルを含むリガンド依存性イオンチャネルスーパーファミリーは、AChB
Pと相同な細胞外リガンド結合ドメインを含む。これらの受容体の多くは有望な
薬物標的である。従って、改変されるリガンド依存性受容体は、好ましくは、言
及されたスーパーファミリーの受容体の1つであり、最も好ましくはnAChRである
As discussed earlier herein, nACh, 5-HT3, glycine, GABA A and GA
BA C receptors, and ligand-gated ion channel superfamily including invertebrates glutamate ion channels and MOD-1 serotonin channel, AChB
It contains an extracellular ligand binding domain homologous to P. Many of these receptors are promising drug targets. Thus, the modified ligand-dependent receptor is preferably one of the mentioned superfamily of receptors, most preferably nAChR.

【0032】 nAch、5-HT3、グリシン、GABAAおよびGABAc受容体のヌクレオチド配列および
アミノ酸配列、構造要素、機能アッセイ法に関する情報は先行技術に見出すこと
ができる。例えば、コリンガーら、Annu.Rev.Pharmacol.Toxicol.40(2000
)、431〜458において、ニコチン性受容体がアミノ酸レベルで説明されている。
最も可能性の高い重要なアミノ酸残基を同定するために、ヌクレオチド配列およ
びアミノ酸配列を検索し、配列アラインメントを行う手段が以下および実施例で
説明される;さらなる一般的な情報については、フェルダー(Felder)ら、Phar
mSci.1(2)(1999)による、「多剤受容体に存在する古代タンパク質モジュー
ルであるペリプラズム結合タンパク質(PBP)についての概説(the review on p
eriplasmic binding protein(PBP), an ancient protein module present in
multiple drug receotors)」を参照のこと。
Information on the nucleotide and amino acid sequences of nAch, 5-HT3, glycine, GABA A and GABA c receptors, structural elements, functional assays can be found in the prior art. For example, Collinger et al., Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 40 (2000
, 431-458, nicotinic receptors are described at the amino acid level.
Means for searching nucleotide and amino acid sequences and performing sequence alignments to identify the most likely important amino acid residues are described below and in the Examples; for more general information, see Ferder ( Felder) et al., Phar
mSci. 1 (2) (1999), "A review of the ancient protein module, periplasmic binding protein (PBP), present in multidrug receptors (the review on p.
eriplasmic binding protein (PBP), an ancient protein module present in
multiple drug receotors) ”.

【0033】 本発明の方法の好ましい態様において、少なくとも1つのアミノ酸が、配列番
号:2、4、6、もしくは8のいずれか1つに示されるアミノ酸配列の対応するアミ
ノ酸または等価なアミノ酸に変えられ、ここで、好ましくは、可溶性を決定する
アミノ酸は図10または11に記載の結晶構造における溶媒が接近可能な領域を含む
。好ましいアミノ酸配列の位置およびアミノ酸置換はAChBPに関して前記で説明
され、本発明の方法において一般的に適用することができる。
In a preferred embodiment of the method of the present invention at least one amino acid is changed to a corresponding amino acid or an equivalent amino acid of the amino acid sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6 or 8. Here, preferably, the solubility-determining amino acid comprises a solvent-accessible region in the crystal structure according to FIG. 10 or 11. Preferred amino acid sequence positions and amino acid substitutions are described above for AChBP and can be applied generally in the methods of the invention.

【0034】 成熟AChBP配列番号:2のCys123〜Cys136のループを、成熟ニコチン性α7ホモ
五量体リガンド結合ドメインの等価な領域(Cys127〜Cys141)へ挿入すると、こ
のタンパク質の容易に発現される形態がもたらされると予想される。同様に、こ
のループまたは本発明の他の水溶性リガンドタンパク質からの等価なループを、
リガンド依存性イオンチャネル、例えば、グリシン受容体および5-HT3受容体の
他のホモ五量体リガンド結合ドメインの等価な領域に挿入して、これらのタンパ
ク質の容易に発現される形態を生じることができる。
Insertion of the Cys123-Cys136 loop of mature AChBP SEQ ID NO: 2 into the equivalent region of the mature nicotinic α7 homopentamer ligand binding domain (Cys127-Cys141) results in an easily expressed form of this protein. Is expected to be brought. Similarly, this loop or equivalent loops from other water-soluble ligand proteins of the invention may be
Ligand-gated ion channels, for example, can be inserted into the equivalent regions of the glycine receptor and other homopentameric ligand binding domains of the 5-HT3 receptor, resulting in easily expressed forms of these proteins. it can.

【0035】 従って、1つの態様において、本発明は、配列番号:2のCys123〜Cys136のルー
プがリガンド依存性受容体のリガンド結合ドメインの対応する領域に挿入される
、前記の方法のいずれか1つに関する。
Accordingly, in one embodiment, the invention provides the method according to any one of the above methods, wherein the loop of Cys123 to Cys136 of SEQ ID NO: 2 is inserted into the corresponding region of the ligand binding domain of the ligand dependent receptor. Regarding one.

【0036】 前記の水溶性リガンド依存性受容体または対応するリガンド結合ドメインは、
通常、基礎をなすコードポリヌクレオチドの指定部位変異誘発によって作成され
る。対応するポリヌクレオチドが作成されたら、これを用いて、変化したリガン
ド依存性受容体または対応するリガンド結合ドメインを発現させることができる
。従って、本発明の方法は、一般的に、以下の段階を含む: (a) 変化したアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含むポリヌクレ
オチドでトランスフェクトされ、このポリヌクレオチドを発現することができる
宿主細胞を培養する段階;および選択的に、 (b) 培養物から、水溶性リガンド依存性受容体または対応するリガンド結合
ドメインを回収する段階。
The water-soluble ligand-dependent receptor or the corresponding ligand-binding domain is
Usually created by directed mutagenesis of the underlying coding polynucleotide. Once the corresponding polynucleotide is made, it can be used to express the altered ligand-dependent receptor or the corresponding ligand binding domain. Thus, the method of the invention generally comprises the following steps: (a) a host cell which is transfected with a polynucleotide comprising a nucleotide sequence encoding an altered amino acid sequence and is capable of expressing this polynucleotide. And (b) recovering the water-soluble ligand-dependent receptor or the corresponding ligand-binding domain from the culture.

【0037】 本発明の水溶性リガンド依存性受容体または対応するリガンド結合ドメインを
発現および精製する方法は、以下でさらに説明される。好ましくは、実施例4お
よび5に記載の発現系または対応する発現系が用いられる。
Methods of expressing and purifying the water-soluble ligand-dependent receptors of the present invention or the corresponding ligand binding domains are described further below. Preferably, the expression system described in Examples 4 and 5 or the corresponding expression system is used.

【0038】 本発明はまた、本発明の前記方法によって得ることができる水溶性リガンド依
存性受容体およびリガンド結合ドメインに関する。好ましくは、水溶性リガンド
依存性受容体は、対応する野生型、好ましくはヒトリガンド依存性受容体よりも
、10倍、より好ましくは100倍、さらにより好ましくは1000倍、最も好ましくは1
0000倍高い水溶性を示す。しかしながら、約2〜5倍の水溶性の改善もまた既に有
利である。平均疎水性は-100〜-400の範囲にあってもよい。従って、本発明は、
可溶性が増大した、ホモ五量体アセチルコリン受容体サブタイプおよび他のホモ
五量体イオンチャネルのリガンド結合ドメインの変異体およびキメラを予測およ
び作成する方法を提供する。
The invention also relates to the water-soluble ligand-dependent receptor and ligand binding domain obtainable by said method of the invention. Preferably, the water-soluble ligand-dependent receptor is 10-fold, more preferably 100-fold, even more preferably 1000-fold, most preferably 1-fold that of the corresponding wild-type, preferably human ligand-dependent receptor.
Shows 0000 times higher water solubility. However, an improvement in water solubility of about 2-5 fold is also already advantageous. The average hydrophobicity may be in the range -100 to -400. Therefore, the present invention provides
Provided are methods for predicting and making variants and chimeras of the ligand binding domain of homopentameric acetylcholine receptor subtypes and other homopentameric ion channels with increased solubility.

【0039】 1つの態様において、本発明の水溶性リガンド結合タンパク質は、担体本体と
の結合を可能にするスペーサー配列をさらに含む。スペーサー配列は、ポリヌク
レオチドによりコード可能なアミノ酸配列でもよく、チップ技術に一般的に用い
られるポリメチレンアンカー基などの他の分子でもよい。本発明のキメラタンパ
ク質は、単体本体へのタンパク質の結合を可能にするスペーサー配列をさらに含
んでもよい。このようなスペーサー配列は、例えば、タンパク質のC末端に付着
されるオリゴヒスチジンストレッチでもよい。このようなオリゴヒスチジンスト
レッチは、Talon(著作権)金属アフィニティビーズまたは類似の担体に結合す
ることができる。このような結合ストレッチは、タンパク質の薬理学的特性に検
出可能な影響を及ぼさない。本発明によるキメラタンパク質は、潜在的な薬物の
特異的結合のスクリーニング、特に、イオンチャネル開口のモジュレーターのス
クリーニングに用いることができる。ファージディスプレイ技術などの従来のイ
ンビトロスクリーニング技法をこの目的に用いることができる。ハイスループッ
トアッセイ法もまた、恐らくコンビナトリアルケミストリーと組み合わせて使用
することができる。本発明の(固定化)キメラタンパク質への試験化合物の特異
的結合は、例えば、競合物質としてα-ブンガロトキシンを用いた競合結合アッ
セイ法によって行うことができる。本発明はまた、前記タンパク質とともに、ス
クリーニング試験を行うためのさらなる手段(例えば、担体、標識、希釈剤、他
の化学物質など)を含む試験キットに関する。
In one embodiment, the water-soluble ligand binding protein of the present invention further comprises a spacer sequence that allows binding to the carrier body. The spacer sequence may be an amino acid sequence that can be encoded by a polynucleotide or may be another molecule such as the polymethylene anchor group commonly used in chip technology. The chimeric protein of the present invention may further comprise a spacer sequence which allows the protein to be attached to the unibody. Such a spacer sequence may be, for example, an oligohistidine stretch attached to the C-terminus of the protein. Such oligohistidine stretches can be attached to Talon (copyright) metal affinity beads or similar carriers. Such binding stretches have no detectable effect on the pharmacological properties of the protein. The chimeric proteins according to the invention can be used for screening for specific binding of potential drugs, especially for screening modulators of ion channel opening. Conventional in vitro screening techniques such as phage display technology can be used for this purpose. High throughput assays may also be used, possibly in combination with combinatorial chemistry. Specific binding of a test compound to the (immobilized) chimeric protein of the present invention can be performed by, for example, a competitive binding assay method using α-bungarotoxin as a competitor. The invention also relates to a test kit comprising said protein together with further means for carrying out a screening test (eg carriers, labels, diluents, other chemicals etc.).

【0040】 さらに、本発明は、本発明の水溶性リガンド結合タンパク質またはその結合断
片およびリガンド依存性受容体の断片を含む融合タンパク質に関する。本明細書
で使用される用語「融合タンパク質」とは、複数のタンパク質ドメインまたはリ
ンカー領域の組み合わされた機能を得るためにドメインまたはリンカー領域を組
み合わせた結果であるタンパク質構築物を意味する。これは、所望の融合タンパ
ク質をコードする新規ポリヌクレオチド配列を作成するために、ドメイン等をコ
ードするヌクレオチド配列を分子クローニングすることで達成しうる。または、
融合タンパク質の作成は、2つのタンパク質を化学的に連結することにより達成
することができる。好ましくは、本発明の融合タンパク質は、前記方法に従って
改変されている、AChBPまたはリガンド依存性イオンチャネルのリガンド結合ド
メインを少なくとも含む。
Furthermore, the present invention relates to a fusion protein comprising the water-soluble ligand binding protein of the present invention or a binding fragment thereof and a fragment of a ligand-dependent receptor. The term "fusion protein" as used herein means a protein construct that is the result of combining domains or linker regions to obtain the combined function of multiple protein domains or linker regions. This can be accomplished by molecularly cloning the nucleotide sequence encoding the domain and the like to create a novel polynucleotide sequence encoding the desired fusion protein. Or
Creation of a fusion protein can be accomplished by chemically linking the two proteins. Preferably, the fusion protein of the present invention comprises at least a ligand binding domain of AChBP or a ligand-gated ion channel, which has been modified according to the above method.

【0041】 ニコチン性アセチルコリン受容体は、サブユニットタンパク質の関連ファミリ
ーから選択される5つのサブユニットからなる。これらのニューロンサブユニッ
トは、アセチルコリンの結合部位に近接する一対のビシナルシステインの有無に
よって2つの主なタイプに分類される。従って、全てのαサブユニットは、ニコ
チン性作用物質の結合に役割を果たすと考えられるシステイン残基対を含むが(
アプリン(Aplin)およびウォナコット(Wonnacott)、48(1994)、473〜477)
、βサブユニットは含まない。10種類の既知のαサブユニットα1〜α10、およ
び少なくとも4種類のβサブユニットβ1〜β4がある。受容体は少なくとも1つの
αサブユニットを含み、細胞タイプの中にはαサブユニットがβサブユニット、
場合によってはγ、δおよびεサブユニットと結合しているものもある。例えば
、神経筋接合部のAChRは、(α1)2β1γδ化学量論を有すると考えられる。完
全な機能的nAChRが形成されるようにして、αサブユニットのグループ内には著
しい多様性がある。αサブユニットの大多数は、CNSにおいてβサブユニットと
のヘテロ五量体として結合された時にしか機能的受容体を形成しない(マクゲヒ
ー(McGehee)およびロール(Role)、Annual Review of Physiology 57(1995
)、521〜546)。しかしながら、α7、α8、およびα9 nAChRサブユニットなら
びに関連5-HT3Aサブユニットは機能的なホモ五量体受容体を形成することができ
る。この点で、nAChRサブユニット間の系統的関係によってα7、α8、α9、およ
び関連5-HT3Aサブユニットがヘテロ五量体受容体しか形成しないサブユニットよ
りも互いと密接に関連することが示唆されることは興味深い。配列相同性は、α
7、α8、およびα9サブユニットがαサブユニットの別個のサブグループを形成
することを示している。
The nicotinic acetylcholine receptor consists of five subunits selected from a related family of subunit proteins. These neuronal subunits are classified into two major types depending on the presence or absence of a pair of vicinal cysteines close to the acetylcholine binding site. Thus, all α subunits contain a pair of cysteine residues that are thought to play a role in binding nicotinic agents (
Aplin and Wonnacott, 48 (1994), 473-477)
, Β subunit is not included. There are 10 known α subunits α1 to α10, and at least four β subunits β1 to β4. The receptor contains at least one α subunit, and in some cell types the α subunit is the β subunit,
In some cases it is associated with the γ, δ and ε subunits. For example, AChR at the neuromuscular junction is believed to have (α1) 2β1γδ stoichiometry. There is significant diversity within the group of α subunits, such that a complete functional nAChR is formed. The majority of α subunits form functional receptors only when bound as a heteropentamer with the β subunit in the CNS (McGehee and Role, Annual Review of Physiology 57 (1995)
), 521-546). However, the α7, α8, and α9 nAChR subunits and related 5-HT3A subunits can form functional homopentameric receptors. In this respect, a phylogenetic relationship between nAChR subunits suggests that α7, α8, α9, and related 5-HT3A subunits are more closely related to each other than subunits that form only heteropentameric receptors. That is interesting. Sequence homology is α
It has been shown that the 7, α8, and α9 subunits form distinct subgroups of α subunits.

【0042】 前述から明らかなように、前記の水溶性リガンド結合タンパク質もしくは受容
体またはそのリガンド結合ドメインは、本発明の言及されたタンパク質の少なく
とも1種類の単量体からなる、二量体、五量体、または十量体などのホモ多量体
またはヘテロ多量体の複合体の形成に使用することができる。好ましくは、これ
らの多量体は機能的なリガンド依存性受容体を構成する。好ましくは、リガンド
依存性受容体はnAchRに関連する。
As is apparent from the above, said water-soluble ligand binding protein or receptor or its ligand binding domain comprises a dimer, pentamer, consisting of at least one monomer of the mentioned protein of the invention. It can be used to form homo- or hetero-multimeric complexes such as dimers or decamers. Preferably, these multimers constitute a functional ligand-dependent receptor. Preferably the ligand dependent receptor is associated with nAchR.

【0043】 本発明はまた、一次接触領域および二次接触領域についての結晶構造の知識を
用いた、AChBP変異によるヘテロ五量体依存性イオンチャネルに似た合成ヘテロ
五量体の作成に関する;以下を参照のこと。好ましくは、合成ヘテロ五量体はヘ
テロ五量体ニコチン性アセチルコリン受容体に似ている。従って、本発明は、よ
り一般的には、単量体、ホモまたはヘテロの二量体または五量体として本発明の
前記水溶性リガンド結合タンパク質または受容体のいずれか1つを含むリガンド
依存性イオンチャネルに関する。従って、本方法は、毒素、例えば、ブンガロト
キシン、ロホトキシン、コノトキシン、およびリガンド依存性イオンチャネルを
阻害する他の毒素の結合に対して感受性のない、またはより感受性のある、ニコ
チン性アセチルコリン受容体および他のリガンド依存性イオンチャネルの変異体
およびキメラの予測および作成を可能にする。好ましくは、リガンド依存性イオ
ンチャネルは、野生型リガンド依存性イオンチャネルと比較して、ブンガロトキ
シン、ロホトキシン、またはコノトキシン等の毒素の結合に対して、より感受性
がないか、またはより感受性がある。
The present invention also relates to the generation of synthetic heteropentamers resembling heteropentamer-gated ion channels with AChBP mutations, using knowledge of the crystal structure for primary and secondary contact regions; checking ... Preferably, the synthetic heteropentamer resembles a heteropentameric nicotinic acetylcholine receptor. Accordingly, the present invention more generally relates to ligand-dependent inclusion of any one of the aforementioned water soluble ligand binding proteins or receptors of the present invention as a monomer, homo or hetero dimer or pentamer. Regarding ion channels. Thus, the method provides for nicotinic acetylcholine receptors that are insensitive or more sensitive to the binding of toxins, such as bungarotoxin, rhotoxin, conotoxin, and other toxins that inhibit ligand-gated ion channels. And allows the prediction and generation of variants and chimeras of other ligand-gated ion channels. Preferably, the ligand-gated ion channel is less sensitive or more sensitive to binding of toxins such as bungarotoxin, rhotoxin, or conotoxin as compared to the wild-type ligand-gated ion channel. .

【0044】 本発明によってキメラリガンド結合タンパク質をどのように作成するかといっ
たさらなる情報および実施例は実施例10に示す。
Further information and examples of how to make chimeric ligand binding proteins according to the present invention are provided in Example 10.

【0045】 アセチルコリン、5-HT3、グリシン、GABAAおよびGABAc受容体のヌクレオチド
配列およびアミノ酸配列は、公共データベース、例えば、http://www.ncbi.nlm
.nih.gov/Entrezを用いるインターネットから容易に検索することができる。引
用文はまた、各受容体の機能的発現についても報告する対応する刊行物への言及
も含む。
Nucleotide and amino acid sequences of acetylcholine, 5-HT3, glycine, GABA A and GABA c receptors can be found in public databases, eg http: ///www.ncbi.nlm.
It can be easily retrieved from the Internet using .nih.gov / Entrez. The citations also include references to the corresponding publications that also report the functional expression of each receptor.

【0046】 推定新規リガンドの発見における組換えアセチルコリン依存性イオンチャネル
および機能アッセイ法の使用は、コスフォード(Cosford)、Pharm.Acta Helv
.(2000)、74(2〜3)、125〜130に記載されている。さらに、平面脂質二重層
へのホモオリゴマーα7ニコチン性アセチルコリン受容体の無細胞発現および機
能的再構成は、ライフォード(Lyford)およびローゼンベルグ(Rosenberg)、J
.Biol.Chem.(1999)、274(36)、25675〜25681に報告されている。毒素選
択性プロフィールを測定するための、クローニングされた、および未変性のムス
カリン性アセチルコリン受容体の機能アッセイ法の使用は、オリアナス(Oliana
s)ら(J.Pharmacol.Exp.Ther.288(1999)、164〜170)に記載されている
。5-HT3受容体で安定にトランスフェクトされた細胞間の薬理学的な違いおよび
類似性を評価するための系は、例えば、ブラス(Bruss)ら、Naunyn-Schmiedebe
rgs Archives of Pharmacology 360(1999)、225〜33により示されている。5-H
T3受容体の一次構造および機能的発現は、マリク(Maricq)ら、Science 254(1
991)、432〜437に記載されている。同様に、マウスL(tk-)細胞におけるヒト
グリシンα1およびα2受容体単量体の安定発現、ならびに機能的グリシン受容体
の生理学的性質および薬理学的性質の研究のための単量体の使用は、ウィック(
Wick)ら、J.Neurosci.Methods 87(1999)、97〜103に記載されている。組換
えGABAA受容体サブタイプの薬理学的性質を測定するための一例は、シンプソン
(Simpson)ら、J.Neurosci.Methods 99(2000)、91〜100に記載されている
。アッセイ系のさらなる例を以下に示す。
The use of recombinant acetylcholine-gated ion channels and functional assays in the discovery of putative novel ligands is described by Cosford, Pharm. Acta Helv
. (2000), 74 (2-3), 125-130. Furthermore, cell-free expression and functional reconstitution of homo-oligomeric α7 nicotinic acetylcholine receptors into planar lipid bilayers has been demonstrated by Lyford and Rosenberg, J.
. Biol. Chem. (1999), 274 (36), 25675-25681. The use of cloned and native muscarinic acetylcholine receptor functional assays to determine toxin-selectivity profiles is described by Olianas (Oliana).
s) et al. (J. Pharmacol. Exp. Ther. 288 (1999), 164-170). Systems for assessing pharmacological differences and similarities between cells stably transfected with the 5-HT3 receptor have been described, for example, by Bruss et al., Naunyn-Schmiedebe.
rgs Archives of Pharmacology 360 (1999), 225-33. 5-H
The primary structure and functional expression of the T3 receptor is described by Maricq et al., Science 254 (1
991), 432-437. Similarly, stable expression of human glycine α1 and α2 receptor monomers in mouse L (tk-) cells, and use of the monomers to study the physiological and pharmacological properties of functional glycine receptors. Is a wick (
Wick) et al., J. Neurosci. Methods 87 (1999), 97-103. An example for measuring the pharmacological properties of recombinant GABA A receptor subtypes is described by Simpson et al. Neurosci. Methods 99 (2000), 91-100. Further examples of assay systems are shown below.

【0047】 例えば、 (1)本発明の水溶性リガンド結合タンパク質およびリガンド依存性イオンチャ
ネルを発現および特徴付けるために;ならびに (2)新規リガンド同定のため、前記のリガンド依存性イオンチャネルを発現す
る安定にトランスフェクトされた細胞を使用するために、前記の方法ならびに当
業者に周知の他の方法を用いることができる。
For example: (1) for expressing and characterizing the water-soluble ligand-binding proteins and ligand-gated ion channels of the invention; and (2) for expressing novel ligands, stable expression of said ligand-gated ion channels. The methods described above as well as other methods well known to those of skill in the art can be used to use cells transfected into.

【0048】 本発明はまた、本発明の水溶性リガンド結合タンパク質およびリガンド依存性
イオンチャネルならびにその多量体、好ましくは二量体または五量体をコードす
るポリヌクレオチドに関する。このようなポリヌクレオチドはcDNAなどのDNAで
もよく、mRNAなどのRNAでもよく、合成誘導体または修飾誘導体を含む核酸の他
の任意の形態でもよく、1本の連続した配列または介在配列で中断された多数の
配列でポリペプチドをコードしてもよい。存在するどの形態でも、ポリヌクレオ
チドは、その天然の状態から取り出されている点で、単離されたポリヌクレオチ
ドである。本発明のこの局面は、リガンド結合タンパク質のcDNAのクローニング
に基づいている。好ましい態様において、ポリヌクレオチドは、配列番号:1、3
、5、または7のいずれか1つのヌクレオチド配列を含み、このヌクレオチド配列
は、選択的に、ポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドの活性に実質
的に影響を及ぼさない1つまたはそれ以上の変異または欠失を含む。このような
変異は、遺伝コードの縮重から生じた変異ならびに前記の任意のアミノ酸変異ま
たは欠失を生じる変異を含む。本発明のポリヌクレオチドは、好ましくは、以下
を含む: (a)配列番号:1、3、5、もしくは7のいずれか1つに示されるヌクレオチド配列
の少なくとも15個連続したヌクレオチドを有するヌクレオチド配列、またはその
縮重したヌクレオチド配列;あるいは (b)ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で、(a)のヌクレオチ
ド配列にハイブリダイズすることができるヌクレオチド配列。
The present invention also relates to polynucleotides encoding the water-soluble ligand binding proteins and ligand-gated ion channels of the invention and multimers thereof, preferably dimers or pentamers. Such a polynucleotide may be DNA, such as cDNA, RNA, such as mRNA, or any other form of nucleic acid, including synthetic or modified derivatives, interrupted by one continuous or intervening sequence. Multiple sequences may encode a polypeptide. A polynucleotide, in any form present, is an isolated polynucleotide in that it has been removed from its natural state. This aspect of the invention is based on the cloning of the cDNA of the ligand binding protein. In a preferred embodiment, the polynucleotide is SEQ ID NO: 1,3.
, 5, or 7, which nucleotide sequence optionally comprises one or more mutations or one or more mutations that do not substantially affect the activity of the polypeptide encoded by the polynucleotide. Contains deletions. Such mutations include mutations resulting from the degeneracy of the genetic code as well as mutations resulting in any of the amino acid mutations or deletions described above. The polynucleotide of the present invention preferably comprises: (a) a nucleotide sequence having at least 15 consecutive nucleotides of the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NO: 1, 3, 5, or 7; Or a degenerate nucleotide sequence thereof; or (b) a nucleotide sequence capable of hybridizing to the nucleotide sequence of (a) under stringent hybridization conditions.

【0049】 一般的に、少なくとも約14ヌクレオチドのストレッチにわたって、少なくとも
約55%の配列同一性、好ましくは少なくとも約65%、より好ましくは少なくとも
約75%、最も好ましくは少なくとも約90%の配列同一性がある場合に、選択的ハ
イブリダイゼーションが起こる;例えば、本明細書に参照として組み入れられる
、カネヒサ(Kanehisa)、Nucleic Acids Res.12(1984)、203〜213を参照の
こと。当業者により容易に理解されるように、核酸ハイブリダイゼーションは、
塩濃度、温度、溶媒、ハイブリダイズ化学種の塩基組成、相補領域の長さ、およ
びハイブリダイズ核酸間のヌクレオチド塩基ミスマッチの数のなどの条件の影響
を受ける。
Generally, at least about 55% sequence identity over the stretch of at least about 14 nucleotides, preferably at least about 65%, more preferably at least about 75%, and most preferably at least about 90% sequence identity. Hybridization occurs in the presence of any of the following: Kanehisa, Nucleic Acids Res. 12 (1984), 203-213. Nucleic acid hybridization, as will be readily appreciated by those skilled in the art,
It is affected by conditions such as salt concentration, temperature, solvent, base composition of the hybridizing species, length of complementary regions, and number of nucleotide base mismatches between the hybridizing nucleic acids.

【0050】 核酸ハイブリダイゼーション実験に関連して、「ストリンジェントなハイブリ
ダイゼーション条件」および「ストリンジェントな洗浄条件」は、多数の異なる
物理的パラメータによって決まる。最も重要なパラメータとしては、ハイブリダ
イゼーション温度、核酸の塩基組成、塩濃度、および核酸の長さが含まれる。当
業者は、ハイブリダイゼーションの特定のストリンジェンシーを達成するために
、これらのパラメータを変える方法を知っている。一般的に、「ストリンジェン
トなハイブリダイゼーション」は、特定の条件設定下で特定のDNAハイブリッド
の融解温度(Tm)より約25℃低い温度で行われる。
In the context of nucleic acid hybridization experiments, “stringent hybridization conditions” and “stringent wash conditions” depend on a number of different physical parameters. The most important parameters include hybridization temperature, nucleic acid base composition, salt concentration, and nucleic acid length. One of ordinary skill in the art knows how to modify these parameters to achieve a particular stringency of hybridization. Generally, "stringent hybridization" is performed at a temperature about 25 ° C lower than the melting temperature (Tm) of a specific DNA hybrid under specific conditions.

【0051】 「ストリンジェントな洗浄」は、特定の条件設定下で特定のDNAがハイブリッ
ドするTmよりも約5℃低い温度で行われる。Tmは、標的配列の50%が完全にマッ
チしたプローブとハイブリダイズする温度である;参照として本明細書に組み入
れられる、サンブルックら、9.51頁を参照のこと。特定のDNA-DNAハイブリッド
のTmは、以下の式によって推定することができる: Tm=81.5℃+16.6(log10[Na+])+0.41(画分G+C)−0.63(%ホルムアミド
)−(600/l)(式中、lはハイブリッドの長さ(塩基対)である)。 特定のRNA-RNAハイブリッドのTmは、以下の式によって推定することができる:
Tm=79.8℃+18.5(log10[Na+])+0.58(画分G+C)+11.8(画分G+C)2−0.
35(%ホルムアミド)−(820/l)。 特定のRNA-DNAハイブリッドのTmは、以下の式によって推定することができる:
Tm=79.8℃+18.5(log10[Na+])+0.58(画分G+C)+11.8(画分G+C)2−0.
50(%ホルムアミド)−(820/l)。
The “stringent washing” is performed at a temperature about 5 ° C. lower than the Tm to which a specific DNA hybridizes under specific conditions. The Tm is the temperature at which 50% of the target sequence hybridizes to a perfectly matched probe; see Sambrook et al., Page 9.51, incorporated herein by reference. The Tm of a particular DNA-DNA hybrid can be estimated by the following formula: Tm = 81.5 ° C. + 16.6 (log10 [Na +]) + 0.41 (fraction G + C) -0.63 (% formamide)-(600 / l), where l is the length of the hybrid (base pairs). The Tm of a particular RNA-RNA hybrid can be estimated by the formula:
Tm = 79.8 ° C + 18.5 (log10 [Na +]) + 0.58 (fraction G + C) +11.8 (fraction G + C) 2-0.
35 (% formamide)-(820 / l). The Tm of a particular RNA-DNA hybrid can be estimated by the formula:
Tm = 79.8 ° C + 18.5 (log10 [Na +]) + 0.58 (fraction G + C) +11.8 (fraction G + C) 2-0.
50 (% formamide)-(820 / l).

【0052】 一般的に、Tmは、2本の核酸配列間のミスマッチ1%ごとに1〜1.5℃減少する。
従って、当業者は、標的核酸とより高度または低度の配列同一性を有する配列を
得るようにハイブリダイゼーション条件および/または洗浄条件を変えることが
できる。例えば、標的核酸配列から10%までのミスマッチを含むハイブリダイズ
核酸を得るためには、完全にマッチするハイブリッドの計算Tmから10〜15℃を差
し引き、次いで、ハイブリダイゼーション温度および洗浄温度をそれに応じて調
節する。プローブ配列もまた、三重鎖または他の高次DNA複合体を形成するよう
に、ある特定の条件下で二重鎖DNAに特異的にハイブリダイズすることができる
。このようなプローブの作成および適切なハイブリダイゼーション条件は当技術
分野において周知である。サザンブロットもしくはノザンブロットにおけるフィ
ルター上での100を超える相補残基を有する相補的核酸配列のハイブリダイゼー
ションのための、またはライブラリーのスクリーニングのためのストリンジェン
トなハイブリダイゼーション条件の一例は、50%ホルムアミド/6×SSC、42℃で
少なくとも10時間である。ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件の別
の例は、6×SSC、68℃で少なくとも10時間である。サザンブロットもしくはノザ
ンブロットにおけるフィルター上での100を超える相補残基を有する相補的核酸
配列のハイブリダイゼーションのための、またはライブラリーのスクリーニング
のための低ストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件の一例は、6×SSC、
42℃で少なくとも10時間である。類似するが、同一ではない核酸配列を同定する
ためのハイブリダイゼーション条件は、塩濃度を一定(6×SSC)に保ちながらハ
イブリダイゼーション温度を68℃から42℃まで実験的に変えることにより、また
はハイブリダイゼーション温度および塩濃度を一定(例えば、42℃および6×SSC
)に保ち、ホルムアミド濃度を50%から0%まで変えることにより同定すること
ができる。ハイブリダイゼーション緩衝液はまた、バックグラウンドを低くする
ためにブロッキング剤を含んでもよい。これらの薬剤は当技術分野において周知
である;参照として本明細書に組み入れられる、サンブルックら、8.46頁および
9.46〜9.58頁を参照のこと。ストリンジェンシー条件を変えるために、洗浄条件
も変えてよい。ストリンジェントな洗浄条件の一例は、0.2×SSC洗浄液、65℃で
15分である(SSC緩衝液についてはサンブルックらを参照のこと)。多くの場合
、高ストリンジェンシー洗浄の前に、過剰なプローブを除去するために低ストリ
ンジェンシー洗浄を行う。100塩基対を超える二重鎖DNAに対する例示的な中程度
ストリンジェンシー洗浄は、1×SSC、45℃、15分である。このような二重鎖に対
する例示的な低ストリンジェンシー洗浄は、4×SSC、40℃で15分である。一般的
に、特定のハイブリダイゼーションアッセイ法における非関連プローブについて
観察されたものより2倍以上高いシグナル/ノイズ比が特異的ハイブリダイゼーシ
ョンの検出を示す。
In general, the Tm is reduced by 1-1.5 ° C for every 1% mismatch between two nucleic acid sequences.
Therefore, one of skill in the art can alter the hybridization and / or wash conditions to obtain sequences with higher or lower sequence identity to the target nucleic acid. For example, to obtain a hybridizing nucleic acid containing up to 10% mismatch from the target nucleic acid sequence, subtract 10-15 ° C from the calculated Tm for a perfectly matching hybrid, and then adjust the hybridization and wash temperatures accordingly. Adjust. The probe sequences can also specifically hybridize to double-stranded DNA under certain conditions to form triplex or other higher order DNA complexes. The production of such probes and suitable hybridization conditions are well known in the art. An example of stringent hybridization conditions for hybridization of complementary nucleic acid sequences with more than 100 complementary residues on filters in Southern or Northern blots or for screening libraries is 50% formamide / 6x SSC at 42 ° C for at least 10 hours. Another example of stringent hybridization conditions is 6 × SSC at 68 ° C. for at least 10 hours. An example of low stringency hybridization conditions for hybridization of complementary nucleic acid sequences having more than 100 complementary residues on filters in Southern or Northern blots, or for screening libraries is 6 × SSC,
At least 10 hours at 42 ° C. Hybridization conditions for identifying similar, but not identical, nucleic acid sequences are by experimentally varying the hybridization temperature from 68 ° C to 42 ° C while keeping the salt concentration constant (6xSSC), or Constant hybridization temperature and salt concentration (eg 42 ° C and 6xSSC
) And changing the formamide concentration from 50% to 0%. Hybridization buffers may also include blocking agents to reduce background. These agents are well known in the art; Sambrook et al., P. 8.46, and incorporated herein by reference.
See pages 9.46-9.58. Washing conditions may also be altered to alter stringency conditions. An example of stringent wash conditions is 0.2 x SSC wash solution at 65 ° C.
15 minutes (see Sunbrook et al. For SSC buffer). Often, a high stringency wash is preceded by a low stringency wash to remove excess probe. An exemplary medium stringency wash for double-stranded DNA greater than 100 base pairs is 1 × SSC, 45 ° C., 15 minutes. An exemplary low stringency wash for such a duplex is 4 × SSC, 40 ° C. for 15 minutes. Generally, a signal-to-noise ratio that is more than 2-fold higher than that observed for unrelated probes in a particular hybridization assay indicates detection of specific hybridization.

【0053】 配列番号:1、3、5、および7のヌクレオチド配列ならびに配列番号:2、4、6
、および8に示されるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列の提供により
、他の種または生物から水溶性リガンド結合タンパク質をコードする同一または
類似の核酸分子(特に、哺乳動物からオーソロガスな水溶性リガンド結合タンパ
ク質をコードする遺伝子)を単離することが可能である。本明細書で使用する用
語「オーソロガス」とは、種分化間に共通の祖先遺伝子から生じた異なる種にお
ける相同配列を意味する。オーソロガス遺伝子は類似機能を担っていてもよく、
担っていなくてもよい;例えば、「バイオインフォマティクス最新ガイド(Tren
ds Guide to Bioinformatics)」Trends Supplement 1998、Elsevier Scienceの
用語集を参照のこと。
Nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1, 3, 5 and 7 and SEQ ID NOs: 2, 4, 6
, And an identical or similar nucleic acid molecule encoding a water-soluble ligand-binding protein from another species or organism (particularly from a mammal, an orthologous water-soluble ligand-binding protein). It is possible to isolate). As used herein, the term "orthologous" refers to homologous sequences in different species that result from a common ancestral gene during speciation. Orthologous genes may have similar functions,
You may not be responsible; for example, "The latest bioinformatics guide (Tren
ds Guide to Bioinformatics) See Trends Supplement 1998, Elsevier Science Glossary.

【0054】 さらなる局面において、本発明は、本発明のポリヌクレオチドを含むベクター
を含む組換えポリヌクレオチドを提供する。多くの適切なベクターが分子生物学
における当業者に周知であり、ベクターの選択は所望の機能によって決まり、プ
ラスミド、コスミド、ウイルス、およびバクテリオファージ、ならびに遺伝子工
学で従来から用いられている他のベクターを含む。様々なプラスミドおよびベク
ターを構築するために、当業者に周知の方法を用いることができる;例えば、サ
ンブルック、「分子クローニング実験マニュアル(Molecular cloning A Labora
tory Manual)」、Cold Spring Harbor Laboratory(1989)N.Y.およびアウス
ベル(Ausubel)「分子生物学における最新プロトコール(Current Protocols i
n Molecular Biology)」Green Publishing Associates and Wiley Interscienc
e、N.Y.(1989)、(1994)に記載の技法を参照のこと。または、本発明のポ
リヌクレオチドおよびベクターは、標的細胞への送達のためにリポソームに再構
成することができる。以下でさらに詳細に論じられるように、DNAの個々の配列
を単離するためにクローニングベクターが用いられた。関連配列を、特定のポリ
ペプチドの発現が必要とされる発現ベクターに移入することができる。一般的な
クローニングベクターとして、pBscpt sk、pGEM、pUC9、pBR322、およびpGBT9が
含まれる。一般的な発現ベクターとして、pTRE、pCAL-n-EK、pESP-1、pOP13CAT
、pET、pGEX、pMALC、pPIC9、pBacが含まれる。
In a further aspect, the present invention provides a recombinant polynucleotide containing a vector containing the polynucleotide of the present invention. Many suitable vectors are well known to those of skill in molecular biology, and the choice of vector depends on the desired function, including plasmids, cosmids, viruses, and bacteriophages, as well as other vectors conventionally used in genetic engineering. including. Methods well known to those of skill in the art can be used to construct various plasmids and vectors; see, eg, Sambrook, "Molecular Cloning A Labora.
tory Manual) ”, Cold Spring Harbor Laboratory (1989) N. Y. And Ausubel, "Current Protocols i
n Molecular Biology) '' Green Publishing Associates and Wiley Interscienc
e, N. Y. See the techniques described in (1989), (1994). Alternatively, the polynucleotides and vectors of the invention can be reconstituted into liposomes for delivery to target cells. Cloning vectors were used to isolate individual sequences of DNA, as discussed in further detail below. The relevant sequences can be transferred into an expression vector where expression of the particular polypeptide is required. Common cloning vectors include pBscptsk, pGEM, pUC9, pBR322, and pGBT9. Common expression vectors include pTRE, pCAL-n-EK, pESP-1, pOP13CAT
, PET, pGEX, pMALC, pPIC9, pBac.

【0055】 従って、本発明の好ましい態様において、前記のポリヌクレオチドは単独で、
またはベクター内に存在して、原核生物細胞および/または真核生物細胞でのポ
リヌクレオチド発現を可能にする制御配列に連結される。
Therefore, in a preferred embodiment of the invention said polynucleotide alone,
Alternatively, it is present in a vector and is linked to control sequences that allow expression of the polynucleotide in prokaryotic and / or eukaryotic cells.

【0056】 「制御配列」という用語は、連結されたコード配列の発現をもたらすのに必要
な調節DNA配列を意味する。このような制御配列の性質は宿主生物に応じて異な
る。原核生物では、制御配列として、一般的に、プロモーター、リボソーム結合
部位、およびターミネーターが含まれる。真核生物では、制御配列として、一般
的に、プロモーター、ターミネーター、場合によっては、エンハンサー、トラン
ス作用因子または転写因子が含まれる。「制御配列」という用語は、少なくとも
、その存在が発現に必要な全ての成分を含むことが意図され、さらなる有利な成
分を含んでいてもよい。
The term “control sequences” means the regulatory DNA sequences necessary to bring about the expression of linked coding sequences. The nature of such control sequences will vary depending on the host organism. In prokaryotes, control sequences generally include promoter, ribosomal binding site, and terminator. In eukaryotes, control sequences generally include promoters, terminators and, in some cases, enhancers, trans-acting factors or transcription factors. The term "regulatory sequence" is intended to include at least all components whose presence is necessary for expression, and may include additional advantageous components.

【0057】 「作動可能に連結された」という用語は、そのように説明された成分が意図さ
れたように機能することができる関係にある並置を意味する。コード配列に「作
動可能に連結された」制御配列は、制御配列に適合する条件下でコード配列の発
現が達成されるように連結されている。制御配列がプロモーターである場合、好
ましくは、二本鎖核酸が使用されることは当業者に明らかである。
The term “operably linked” refers to the juxtaposition in which the components so described are in a relationship capable of functioning as intended. A control sequence "operably linked" to a coding sequence is ligated in such a way that expression of the coding sequence is achieved under conditions compatible with the control sequences. It will be apparent to the person skilled in the art that preferably double-stranded nucleic acid is used when the control sequence is a promoter.

【0058】 従って、本発明のベクターは、好ましくは発現ベクターである。「発現ベクタ
ー」とは、選択された宿主細胞を形質転換するために使用することができる構築
物のことであり、選択された宿主細胞におけるコード配列の発現をもたらす。発
現ベクターは、例えば、クローニングベクター、バイナリーベクター、または組
込み型ベクター(integrating vector)でもよい。発現は、好ましくは、翻訳可
能なmRNAへの核酸分子の転写を含む。原核生物細胞および/または真核生物細胞
における発現を確実なものにする調節エレメントは当業者に周知である。真核生
物細胞の場合、これらは、通常、転写開始を確実なものにするプロモーター、選
択的に、転写終結および転写物安定化を確実なものにするポリAシグナルを含む
。原核生物宿主細胞における発現を可能にする可能な調節エレメントは、例えば
、大腸菌のPL、lac、trp、T7またはtacプロモーターを含み、真核生物宿主細胞
における発現を可能にする調節エレメントの例は、酵母のAOX1もしくはGAL1プロ
モーター、またはCMV、SV40、RSVプロモーター(ラウス肉腫ウイルス)、CMVエ
ンハンサー、SV40エンハンサー、または哺乳動物および他の動物細胞のグロビン
イントロンである。これに関して、オカヤマ-バーグ(Okayama-Berg)cDNA発現
ベクターpcDV1(ファルマシア(Pharmacia))、pCDM8、pRc/CMV、pcDNA1、pcDN
A3(インビトロジェン(In-vitrogene))、pSPORT1(ギブコビーアールエル(G
IBCO BRL))などの適切な発現ベクターが当技術分野において周知である。タン
パク質を発現するために使用することができる代替発現系は昆虫系である。1つ
のこのような系において、オートグラファ・カリフォルニカ(Autographa calif
ornica)核多角体ウイルス(AcNPV)が、スポドプテラ・フルギペルダ(Spodopt
era frugiperda)細胞またはトリコプルシア(Trichoplusia)の幼虫において外
来遺伝子を発現するためのベクターとして用いられる。本発明の核酸分子のコー
ド配列をウイルスの非必須領域(例えば、ポリヘドリン遺伝子)にクローニング
し、ポリヘドリンプロモーターの制御下に配置してもよい。コード配列の挿入が
成功すれば、ポリヘドリン遺伝子を不活化させ、外被タンパク質の外被を欠く組
換えウイルスが生じる。次いで、組換えウイルスを用いてS.フルギペルダ細胞
またはトリコプルシア幼虫に感染させ、ここで本発明のタンパク質が発現される
(スミス(Smith)、J.Virol.46(1983)、584;エンゲルハルド(Engelhard
)、Proc.Nat.Acad.Sci.USA 91(1994)、3224〜3227)。
Therefore, the vector of the present invention is preferably an expression vector. An "expression vector" refers to a construct that can be used to transform a selected host cell, resulting in expression of the coding sequence in the selected host cell. The expression vector may be, for example, a cloning vector, a binary vector, or an integrating vector. Expression preferably involves transcription of the nucleic acid molecule into a translatable mRNA. Regulatory elements ensuring expression in prokaryotic and / or eukaryotic cells are well known to those of skill in the art. In eukaryotic cells, these usually contain a promoter to ensure transcription initiation, and optionally a poly A signal to ensure transcription termination and transcript stabilization. Possible regulatory elements allowing expression in prokaryotic host cells include, for example, the E. coli PL, lac, trp, T7 or tac promoters, examples of regulatory elements allowing expression in eukaryotic host cells are: The yeast AOX1 or GAL1 promoter, or the CMV, SV40, RSV promoter (Rous sarcoma virus), CMV enhancer, SV40 enhancer, or globin intron in mammalian and other animal cells. In this regard, the Okayama-Berg cDNA expression vector pcDV1 (Pharmacia), pCDM8, pRc / CMV, pcDNA1, pcDN
A3 (In-vitrogene), pSPORT1 (Gibco BRL
Suitable expression vectors such as IBCO BRL)) are well known in the art. An alternative expression system that can be used to express the protein is the insect system. In one such system, Autographa calif
ornica) nuclear polyhedrosis virus (AcNPV), Spodoptera frugiperda (Spodopt
era frugiperda) cells or Trichoplusia larvae as a vector for expressing foreign genes. The coding sequence of the nucleic acid molecule of the present invention may be cloned into a nonessential region of the virus (eg polyhedrin gene) and placed under the control of the polyhedrin promoter. Successful insertion of the coding sequence will inactivate the polyhedrin gene resulting in a recombinant virus lacking the coat protein coat. The recombinant virus is then used to transform S. Infected Frugiperda cells or Trichoprussia larvae, where the proteins of the invention are expressed (Smith, J. Virol. 46 (1983), 584; Engelhard).
), Proc. Nat. Acad. Sci. USA 91 (1994), 3224-3227).

【0059】 植物において、一般的に用いられているプロモーターは、ポリユビキチンプロ
モーターおよび普遍的発現用のアクチンプロモーターである。通常用いられる終
結シグナルは、ノパリン合成酵素プロモーターまたはCAMV 35Sプロモーターに由
来する。よく用いられる植物翻訳エンハンサーはTMVω配列であり、イントロン
(例えば、トウモロコシのShrunken遺伝子に由来するイントロン-1)の含有は発
現レベルを100倍まで増大させることが示されている(マイト(Mait)、Transge
nic Research 6(1997)、143〜156;ニ(Ni)、Plant Journal 7(1995)、661
〜676)。さらなる調節エレメントとして、転写エンハンサーならびに翻訳エン
ハンサーを含んでいてもよい。有利なことに、本発明の前記のベクターは、選択
マーカーおよび/またはスコア付け可能なマーカー(scorable marker)を含む。
形質転換された細胞、例えば、植物組織および植物の選択に有用な選択マーカー
遺伝子は当業者に周知であり、例えば、メトトレキセート耐性を付与するdhfr(
レイス(Reiss)、Plant Physiol.(Life Sci.Adv.)13(1994)、143〜149)
;アミノグリコシド系ネオマイシン、カナマイシン、およびパロマイシン耐性を
付与するnpt(ヘレラ-エストレラ(Herrera-Estrella)、EMBO J.2(1983)、9
87〜995)、ならびにハイグロマイシン耐性を付与するhygro(マーシュ(Marsh
)、Gene32(1984)、481〜485)についての選択の基礎として代謝拮抗物質耐性
を含む。
Commonly used promoters in plants are the polyubiquitin promoter and the actin promoter for universal expression. The commonly used termination signals are derived from the nopaline synthase promoter or the CAMV 35S promoter. A commonly used plant translation enhancer is the TMVω sequence, and the inclusion of introns (eg, intron-1 from the maize Shrunken gene) has been shown to increase expression levels up to 100-fold (Mait, Transge
nic Research 6 (1997), 143-156; Ni (Ni), Plant Journal 7 (1995), 661.
~ 676). Additional regulatory elements may include transcription enhancers as well as translation enhancers. Advantageously, said vector of the invention comprises a selectable marker and / or a scoreable marker.
Selectable marker genes useful in the selection of transformed cells, such as plant tissues and plants, are well known to those of skill in the art and include, for example, dhfr (which confer methotrexate resistance).
Reiss, Plant Physiol. (Life Sci. Adv.) 13 (1994), 143-149)
Npt (Herrera-Estrella, EMBO J. 2 (1983), 9) that confers resistance to aminoglycoside neomycin, kanamycin, and paromycin
87-995) as well as hygro (Marsh (Marsh
), Gene32 (1984), 481-485), including antimetabolite resistance as the basis for selection.

【0060】 有用なスコア付け可能なマーカーもまた当業者に周知であり、市販されている
。有利なことに、このマーカーは、ルシフェラーゼ(ギアコミン(Giacomin)、
Pl.Sci.116(1996)、59〜72;シカンサ(Scikantha)、J.Bact.178(1996
)、121)、緑色蛍光タンパク質(ゲルデス(Gerdes)、FEBS Lett.389(1996
)、44〜47)、またはβ-グルクロニダーゼ(ジェファーソン(Jefferson)、EM
BO J.6(1987)、3901〜3907)をコードする遺伝子である。この態様は、本発
明のベクターを含む細胞、組織、および生物の単純かつ迅速なスクリーニングに
特に有用である。
Useful scoreable markers are also well known to those of skill in the art and are commercially available. Advantageously, this marker is luciferase (Giacomin,
Pl. Sci. 116 (1996), 59-72; Scikantha, J. et al. Bact. 178 (1996
), 121), green fluorescent protein (Gerdes, FEBS Lett. 389 (1996)
), 44-47), or β-glucuronidase (Jefferson, EM
BO J. 6 (1987), 3901-3907). This embodiment is particularly useful for simple and rapid screening of cells, tissues and organisms containing the vectors of the invention.

【0061】 硫安沈殿またはエタノール沈殿、酸抽出、陰イオンまたは陽イオン交換クロマ
トグラフィー、ホスホセルロースクロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマト
グラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィー
、ハイドロキシアパタイトクロマトグラフィー、およびレクチンクロマトグラフ
ィーを含む周知の方法によって、タンパク質を組換え細胞培養物から回収および
精製することができる。最も好ましくは、高速液体クロマトグラフィー(「HPLC
」)またはFPLCが精製に用いられる。
Ammonium sulfate precipitation or ethanol precipitation, acid extraction, anion or cation exchange chromatography, phosphocellulose chromatography, hydrophobic interaction chromatography, size exclusion chromatography, affinity chromatography, hydroxyapatite chromatography, and lectin chromatography. Proteins can be recovered and purified from recombinant cell culture by well-known methods including chromatography. Most preferably, high performance liquid chromatography ("HPLC
)) Or FPLC is used for purification.

【0062】 さらに、本発明は、細胞に存在すると水溶性リガンド結合タンパク質をコード
する遺伝子の発現を媒介する核酸分子を宿主細胞に導入するか、または前記のポ
リヌクレオチドもしくはベクターまたは本発明のポリヌクレオチドを含めること
により作成された宿主細胞に関しており、ここで、ポリヌクレオチドおよび/ま
たは核酸分子は宿主細胞に対して外来である。「外来」とは、ポリヌクレオチド
または核酸分子が宿主細胞に関して異種であるか(このことは、異なるゲノム背
景を有する細胞または生物に由来することを意味する)、または宿主細胞に関し
て同種であるが、核酸分子の天然の対応ゲノム環境とは異なるゲノム環境に位置
していることを意味する。このことは、核酸分子が宿主細胞に関して同種である
場合、宿主細胞のゲノムにおいてその天然の位置に位置していないこと、特に、
異なる遺伝子で囲まれていることを意味する。この場合、ポリヌクレオチドはそ
れ自身のプロモーターの制御下にあってもよいし、または異種プロモーターの制
御下にあってもよい。宿主細胞に存在する本発明のベクターまたは核酸分子は宿
主細胞のゲノムに組み込まれてもよいし、何らかの形態で染色体外に維持されて
もよい。この点で、相同組換えにより変異遺伝子を回復または作成するために本
発明の核酸分子を使用できることもまた理解されるはずである。
Furthermore, the present invention introduces into a host cell a nucleic acid molecule which, when present in a cell, mediates the expression of a gene encoding a water soluble ligand binding protein, or a polynucleotide or vector as described above or a polynucleotide of the invention. Relating to a host cell, wherein the polynucleotide and / or nucleic acid molecule is exogenous to the host cell. "Foreign" means that the polynucleotide or nucleic acid molecule is heterologous with respect to the host cell (which means derived from a cell or organism with a different genomic background), or homologous with respect to the host cell, It is meant to be located in a genomic environment that is different from the natural corresponding genomic environment of the nucleic acid molecule. This means that when the nucleic acid molecule is homologous with respect to the host cell, it is not located in its natural position in the genome of the host cell, in particular:
It means being surrounded by different genes. In this case, the polynucleotide may be under the control of its own promoter or may be under the control of a heterologous promoter. The vector or nucleic acid molecule of the invention present in a host cell may be integrated into the host cell genome or may be maintained extrachromosomally in some form. In this respect, it should also be understood that the nucleic acid molecules of the invention can be used to restore or create mutant genes by homologous recombination.

【0063】 宿主細胞は、細菌、昆虫、真菌、植物、または動物の細胞などのいかなる原核
生物細胞、または真核生物細胞でもよい。
The host cell may be any prokaryotic or eukaryotic cell, such as a bacterial, insect, fungal, plant or animal cell.

【0064】 「原核生物」という用語は、本発明のタンパク質を発現するためのDNA分子ま
たはRNA分子で形質転換またはトランスフェクトされうる全ての細菌を含むこと
を意味する。原核生物宿主として、大腸菌、ネズミチフス菌(S.typhimurium)
、セラチア・マルセッセンス(Serratia marcescens)、および枯草菌(Bacillu
s subtilis)などのグラム陰性細菌ならびにグラム陽性細菌が含まれうる。「真
核生物」という用語は、酵母、高等植物、昆虫、および好ましくは、哺乳動物細
胞を含むことを意味する。組換え産生手順に使用する宿主に応じて、本発明のポ
リヌクレオチドによりコードされるタンパク質はグリコシル化されていても、グ
リコシル化されていなくてもよい。本発明の水溶性リガンド結合タンパク質は開
始メチオニンアミノ酸残基を含んでいても、含んでいなくてもよい。本発明のポ
リヌクレオチドは、当業者に一般的に知られている任意の技法を用いて宿主を形
質転換またはトランスフェクトするために使用することができる。さらに、融合
され作動可能に連結された遺伝子を作成し、例えば、哺乳動物細胞および細菌に
おいて発現させる方法が当技術分野において周知である(サンブルック、「分子
クローニング:実験マニュアル(Molecular Cloning:A Laboratory Manual)」
、Cold Spring Harbor Laboratory、Cold Spring Harbor、NY(1989))。
The term “prokaryote” is meant to include all bacteria that can be transformed or transfected with DNA or RNA molecules to express the proteins of the invention. E. coli and S. typhimurium as prokaryotic hosts
, Serratia marcescens, and Bacillus
s subtilis) as well as Gram-negative bacteria as well as Gram-positive bacteria. The term "eukaryote" is meant to include yeast, higher plants, insects, and preferably mammalian cells. Depending on the host used in a recombinant production procedure, the protein encoded by the polynucleotide of the invention may be glycosylated or non-glycosylated. The water soluble ligand binding protein of the present invention may or may not include an initiating methionine amino acid residue. The polynucleotides of the invention can be used to transform or transfect a host using any technique commonly known to those of skill in the art. Further, methods of making fused and operably linked genes and expressing them in, for example, mammalian cells and bacteria are well known in the art (Sambrook, "Molecular Cloning: A Laboratory"). Manual) "
, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989)).

【0065】 従って、本発明は、本明細書で論じたポリペプチドを発現することができる細
胞を提供する。細胞は、通常、ポリヌクレオチドを取り込んでいる組換え宿主細
胞を含む。好ましくは、宿主細胞は、組換えポリヌクレオチドとしてポリヌクレ
オチドを取り込んでいる。再度、所期の目的に応じて、任意の適切な宿主細胞を
選択することができる。適切な宿主細胞として、XLI-BLUE、B21(DE3)pLysS、H
B101、SOLR、およびSP-Q01(サッカロミセス・ポンベ(Saccharomyces pombe)
)が含まれる。
Accordingly, the present invention provides cells capable of expressing the polypeptides discussed herein. Cells usually include recombinant host cells which have incorporated the polynucleotide. Preferably, the host cell has incorporated the polynucleotide as a recombinant polynucleotide. Again, any suitable host cell can be selected depending on the intended purpose. Suitable host cells include XLI-BLUE, B21 (DE3) pLysS, H
B101, SOLR, and SP-Q01 (Saccharomyces pombe)
) Is included.

【0066】 宿主細胞、ベクター、およびポリヌクレオチドの適切な組み合わせを用いて、
本発明に有用なポリペプチドを得るように発現系を作成することができる。これ
は、組換えポリヌクレオチドによりコードされ、一部はベクターによりコードさ
れる融合ポリペプチドを含んでいてもよい。典型的には、ベクターは通常、誘導
性のプロモーター領域を有し、このプロモーター領域はプロモーターに結合した
5'コード領域につながる。適切な操作により、ポリペプチドをコードするポリヌ
クレオチドはインフレームで5'コード領域に取り付けることができる。このよう
にして、プロモーター領域の下流にあるヌクレオチド配列の発現により、本発明
のポリペプチドを含む融合ポリペプチドが生じる。
Using a suitable combination of host cells, vectors and polynucleotides,
Expression systems can be constructed to provide polypeptides useful in the invention. It may include a fusion polypeptide encoded by a recombinant polynucleotide and partly by a vector. Vectors typically have an inducible promoter region, which is linked to the promoter
Connects to the 5'code region. By appropriate manipulation, the polynucleotide encoding the polypeptide can be attached in frame to the 5'coding region. Expression of nucleotide sequences downstream of the promoter region thus results in a fusion polypeptide that includes a polypeptide of the invention.

【0067】 本発明はまた、配列番号:2、4、6、もしくは8のいずれか1つに示されるアミ
ノ酸配列の少なくとも5個連続したアミノ酸からなり、および/または好ましくは
少なくとも10-7Mの結合親和性で前記の本発明のタンパク質を認識するモノクロ
ーナル抗体もしくはポリクローナル抗体により検出することができるエピトープ
を含む抗原に関する。本発明において、「エピトープ」とは、動物において抗原
性または免疫原性の活性を有する本発明のAChBPの断片を意味する。本発明の好
ましい態様は、エピトープを含む抗原ならびにこの断片をコードするポリヌクレ
オチドに関する。抗体が結合することができるタンパク質分子の領域は「抗原エ
ピトープ」と定義される。対照的に、「免疫原性エピトープ」は、抗体応答を誘
発するタンパク質の部分と定義される;例えば、ゲイセン(Geysen)、Proc.Na
tl.Acad.Sci.USA 81(1983);3998〜4002を参照のこと。エピトープとして
機能する断片は任意の従来の手段によって生成することができる;例えば、米国
特許第4,631,211号においてさらに説明される、ホーテン(Houghten)、Proc.N
atl.Acad.Sci.USA 82(1985)、5131〜5135を参照のこと。本発明において、
抗原エピトープは、好ましくは少なくとも5、6、7個、より好ましくは少なくと
も9個、最も好ましくは約15〜約30個のアミノ酸を含む。抗原エピトープは、特
異的にエピトープを結合する、モノクローナル抗体を含む抗体を産生するのに有
用である;例えば、ウィルソン(Wilson)、Cell 37(1984)、767〜778;サト
クリフェ(Sutcliffe)、Science 219(1983)、660〜666)を参照のこと。同様
に、免疫原性エピトープは、当技術分野において周知の方法に従って抗体を誘導
するのに使用することができる;例えば、サトクリフェ、前記; ウィルソン、
前記;チョー(Chow)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82(1985)、910〜914;
およびビトル(Bittle)、J.Gen.Virol.66(1985);2347〜2354を参照のこ
と。好ましい免疫原性エピトープとして可溶性タンパク質が含まれる。免疫原性
エピトープを、担体タンパク質(例えば、アルブミン)と共に、または十分に長
ければ(少なくとも約25個のアミノ酸)担体なしで、動物系(例えば、ウサギま
たはマウス)に提示することができる。しかしながら、8〜10個と少ないアミノ
酸を含む免疫原性エピトープが、少なくとも、変性ポリペプチド中の線状エピト
ープに結合することができる抗体(例えば、ウエスタンブロッティングにおける
)を産生するのに十分であることが示されている。
The present invention also consists of at least 5 consecutive amino acids of the amino acid sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6 or 8 and / or preferably of at least 10 -7 M It relates to an antigen containing an epitope that can be detected by a monoclonal or polyclonal antibody that recognizes the above-mentioned protein of the present invention with binding affinity. In the present invention, “epitope” means a fragment of the AChBP of the present invention which has antigenic or immunogenic activity in animals. A preferred embodiment of the invention relates to a polynucleotide encoding an antigen containing an epitope as well as fragments thereof. The region of the protein molecule to which an antibody can bind is defined as the "antigen epitope." In contrast, an "immunogenic epitope" is defined as the part of a protein that elicits an antibody response; see, for example, Geysen, Proc. Na
tl. Acad. Sci. USA 81 (1983); 3998-4002. Fragments that function as epitopes can be generated by any conventional means; see, eg, Houghten, Proc., Further described in US Pat. No. 4,631,211. N
atl. Acad. Sci. See USA 82 (1985), 5131-5135. In the present invention,
The antigenic epitope preferably comprises at least 5,6,7, more preferably at least 9, most preferably about 15 to about 30 amino acids. Antigenic epitopes are useful for producing antibodies, including monoclonal antibodies, that specifically bind the epitope; eg, Wilson, Cell 37 (1984), 767-778; Sutcliffe, Science 219. (1983), 660-666). Similarly, immunogenic epitopes can be used to induce antibodies according to methods well known in the art; eg, Satcliffe, supra; Wilson,
Said; Chow, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82 (1985), 910-914;
And Bittle, J. Gen. Virol. 66 (1985); 2347-2354. Preferred immunogenic epitopes include soluble proteins. The immunogenic epitope can be presented to an animal system (eg, rabbit or mouse) with a carrier protein (eg, albumin) or, if sufficiently long (at least about 25 amino acids), no carrier. However, an immunogenic epitope containing as few as 8-10 amino acids is sufficient to produce at least an antibody (eg, in Western blotting) capable of binding a linear epitope in a denatured polypeptide. It is shown.

【0068】 本発明はまた、本発明の水溶性リガンド結合タンパク質およびリガンド依存性
イオンチャネルを特異的に認識し、特に、前記の抗原またはエピトープを認識す
る抗体に関する。本明細書で使用する「抗体」(Ab)または「モノクローナル抗
体」(Mab)という用語は、タンパク質に特異的に結合することができる完全な
状態のままの分子ならびに抗体断片(例えば、FabおよびF(ab')2断片)を含む
ことを意味する。FabおよびF(ab')2断片は完全な抗体のFc断片を欠き、より急
速に循環からなくなり、完全な抗体よりも非特異的な組織結合が少ない場合があ
る;例えば、ウォール(Wahl)、J.Nucl.Med.24(1983)、316〜325を参照の
こと。従って、これらの断片、ならびにFABまたは他の免疫グロブリン発現ライ
ブラリーの産物が好ましい。さらに、本発明の抗体として、キメラ抗体、単鎖抗
体、およびヒト化抗体が含まれる;以下も参照のこと。抗体は、ペプチドまたは
ポリペプチドを特異的に結合する、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、
単鎖抗体、ヒト抗体もしくはヒト化抗体、霊長類化抗体、キメラ化抗体、または
その断片でもよく、二重特異性抗体、合成抗体、抗体断片(例えば、Fab、Fv、
もしくはscFv断片など)、またはこれらのいずれかの化学修飾誘導体も含む。抗
体産生のための一般的な方法は周知であり、例えば、コーラー(Kohler)および
ミルステイン(Milstein)、Nature 256(1975)、494に記載され、J.G.R.フ
レル(Hurrel)編、「モノクローナルハイブリドーマ抗体:技法および応用(Mo
noclonal Hybridoma Antibodies : Techniques and Applications)」、CRC Pr
ess Inc.、Boco Raron、FL(1982)に概説され、ならびにL.T.ミムス(Mimms
)ら、Virology 176(1990)、604〜619に開示されている。さらに、前記ペプチ
ドに対する抗体またはその断片は、例えば、ハーロー(Harlow)およびレーン(
Lane)「抗体実験マニュアル(Antibodies, A Laboratory Manual)」、CSH Pre
ss、Cold Spring Harbor、1988に記載の方法を用いて得ることができる。実験動
物における抗体産生のために、ヤギ、ウサギ、ラット、マウスなどの様々な宿主
を、本発明のポリペプチドまたは免疫原性を有するその任意の断片もしくはオリ
ゴペプチドもしくは誘導体を用いた注射によって免疫することができる。ポリク
ローナル抗体を産生および処理する技法は当技術分野において周知であり、中で
も、メイヤー(Mayer)およびウォーカー(Walker)編、「細胞生物学および分
子生物学における免疫化学的方法(Immunochemical Methods in Cell and Molec
ular Biology)」、Academic Press、London(1987)に記載されている。ポリク
ローナル抗体はまた、本発明のウイルスに以前に感染した動物(好ましくは、哺
乳動物)から得ることができる。抗体を精製する方法は当技術分野において周知
であり、例えば、イムノアフィニティクロマトグラフィーを含む。宿主の種に応
じて、免疫応答を高めるために様々なアジュバントまたは免疫学的担体を使用す
ることができる。このようなアジュバントとして、フロイント完全または不完全
アジュバント、水酸化アルミニウムなどのミネラルゲル、ならびにリゾレシチン
、プルロニックポリオール、ポリアニオン、ペプチド、油乳濁液、およびジニト
ロフェノールなどの界面活性剤が含まれるが、これらに限定されない。例えば、
本発明のペプチドを結合することができる担体の一例はキーホールリンペットヘ
モシアニン(KLH)である。抗体の誘導体がファージディスプレイ技法により得
られた場合、本発明のペプチドまたはポリペプチドのエピトープに結合するファ
ージ抗体の効率を高めるために、BIAcoreシステムに用いられる表面プラズモン
共鳴を使用することができる(シエル(Schier)、Human Antibodies Hybridoma
s 7(1996)、97〜105;マルムボルグ(Malmborg)、J.Immunol.Methods 183
(1995)、7〜13)。多くの場合、抗体の抗原への結合現象は他のリガンド/抗リ
ガンド結合と同等である。
The invention also relates to antibodies which specifically recognize the water-soluble ligand binding proteins and ligand-gated ion channels of the invention, in particular the antigens or epitopes mentioned above. The term “antibody” (Ab) or “monoclonal antibody” (Mab) as used herein refers to intact molecules and antibody fragments (eg, Fab and F) that are capable of specifically binding to a protein. (Ab ') 2 fragment). Fab and F (ab ') 2 fragments lack the Fc fragment of a whole antibody, may disappear more rapidly from circulation, and may have less nonspecific tissue binding than whole antibodies; for example, Wahl, J. Nucl. Med. 24 (1983), 316-325. Therefore, these fragments, as well as the products of FAB or other immunoglobulin expression libraries, are preferred. In addition, the antibodies of the present invention include chimeric antibodies, single chain antibodies, and humanized antibodies; see also below. An antibody is a monoclonal antibody, a polyclonal antibody, which specifically binds a peptide or polypeptide,
It may be a single chain antibody, a human antibody or a humanized antibody, a primatized antibody, a chimerized antibody, or a fragment thereof, a bispecific antibody, a synthetic antibody, an antibody fragment (for example, Fab, Fv,
Or scFv fragments), or chemically modified derivatives of any of these. General methods for antibody production are well known and are described, for example, in Kohler and Milstein, Nature 256 (1975), 494, J. Am. G. R. Hurrel, "Monoclonal Hybridoma Antibodies: Techniques and Applications (Mo
noclonal Hybridoma Antibodies: Techniques and Applications), CRC Pr
ess Inc., Boco Raron, FL (1982), and L. T. Mimms
) Et al., Virology 176 (1990), 604-619. Furthermore, antibodies against said peptides or fragments thereof are eg described in Harlow and lane (
Lane) "Antibodies, A Laboratory Manual", CSH Pre
ss, Cold Spring Harbor, 1988. For the production of antibodies in experimental animals, various hosts such as goats, rabbits, rats, mice are immunized by injection with a polypeptide of the invention or any immunogenic fragment or oligopeptide or derivative thereof. be able to. Techniques for producing and processing polyclonal antibodies are well known in the art, among others, Mayer and Walker, eds., Immunochemical Methods in Cell and Molec.
regular Biology) ”, Academic Press, London (1987). Polyclonal antibodies can also be obtained from animals (preferably mammals) previously infected with the virus of the invention. Methods of purifying antibodies are well known in the art and include, for example, immunoaffinity chromatography. Various adjuvants or immunological carriers may be used to enhance the immune response, depending on the host species. Such adjuvants include Freund's complete or incomplete adjuvants, mineral gels such as aluminum hydroxide, and surfactants such as lysolecithin, pluronic polyols, polyanions, peptides, oil emulsions, and dinitrophenol. Not limited to. For example,
An example of a carrier that can bind the peptides of the present invention is keyhole limpet hemocyanin (KLH). Surface plasmon resonance used in the BIAcore system can be used to enhance the efficiency of phage antibodies to bind to epitopes of the peptides or polypeptides of the invention if the derivative of the antibody was obtained by a phage display technique (Shell). (Schier), Human Antibodies Hybridoma
s 7 (1996), 97-105; Malmborg, J. Am. Immunol. Methods 183
(1995), 7-13). In many cases, the phenomenon of antibody binding to antigen is comparable to other ligand / antiligand binding.

【0069】 別の態様において、本発明は、本発明のポリヌクレオチドの少なくとも15個連
続したヌクレオチドを有する、および/または前記の抗原をコードするヌクレオ
チド配列を含むオリゴヌクレオチドプローブに関する。このようなオリゴヌクレ
オチドは、通常、本発明の水溶性リガンド結合タンパク質をコードするポリヌク
レオチドに特異的にハイブリダイズする。特異的ハイブリダイゼーションは、好
ましくはストリンジェントな条件下で起こり、タンパク質をコードしないヌクレ
オチド配列または実質的に異なるタンパク質をコードするヌクレオチド配列との
交差ハイブリダイゼーションが全くないか、またはほとんどないことを意味する
。このような核酸分子は、プローブとしておよび/または遺伝子発現の対照に用
いることができる。核酸プローブ技術は当業者に周知であり、このようなプロー
ブの長さが異なっていてもよいことは当業者に容易に理解されるだろう。17〜35
ヌクレオチド長の核酸プローブが好ましい。もちろん、100ヌクレオチド長まで
の、および100ヌクレオチド長を超える核酸を使用することも適している場合が
ある。本発明の核酸プローブは様々な用途に有用である。一方では、本発明の核
酸プローブは、本発明に従うポリヌクレオチドを増幅するためのPCRプライマー
として用いることができる。別の用途は、ゲノムDNAライブラリーの相同性スク
リーニングによって本発明のポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレ
オチドを同定するためのハイブリダイゼーションプローブとしての用途である。
前記のポリヌクレオチドに相補的な本発明のこの好ましい態様の核酸分子はまた
、例えば、アンチセンスもしくは三重ヘリックス効果によって、このようなポリ
ヌクレオチドを含む遺伝子の発現を抑制するために、または本発明のポリヌクレ
オチドを含む遺伝子の(プレ)mRNAを特異的に切断する適切なリボザイム(例え
ば、欧州特許第0 291 533号(EP-B1 0 291 533)、欧州特許第0 321 201号(EP-
A1 0 321 201)、欧州特許第0 360 257号(EP-A2 0 360 257)を参照のこと)を
構築するために使用することができる。適切な標的部位および対応するリボザイ
ムの選択は、例えば、ステイネッケ(Steinecke)、「リボザイム、細胞生物学
における方法(Ribozymes, Methods in Cell Biology)」50、ガルブレイス(Ga
lbraith)ら編、Academic Press, Inc.(1995)、449〜460に記載のように行う
ことができる。アンチセンス技術に関連する標準的な方法もまた説明されている
(メラニ(Melani)Cancer Res.51(1991)、2897〜2901)。核酸分子は化学合
成されてもよいし、細胞における核酸分子の転写を可能にするキメラ遺伝子を含
む適切なベクターにより転写されてもよい。このような核酸分子は、前記のリボ
ザイム配列をさらに含んでいてもよい。
In another embodiment, the invention relates to an oligonucleotide probe having at least 15 contiguous nucleotides of a polynucleotide of the invention and / or comprising a nucleotide sequence encoding the above antigen. Such an oligonucleotide usually hybridizes specifically with the polynucleotide encoding the water-soluble ligand-binding protein of the present invention. Specific hybridization preferably occurs under stringent conditions and means no or little cross-hybridization with nucleotide sequences that do not encode proteins or nucleotide sequences that encode substantially different proteins. . Such nucleic acid molecules can be used as probes and / or as controls for gene expression. Nucleic acid probe technology is well known to those of skill in the art and it will be readily appreciated by those skilled in the art that such probes may vary in length. 17-35
Nucleotide length nucleic acid probes are preferred. Of course, it may be suitable to use nucleic acids of up to 100 nucleotides in length and more than 100 nucleotides in length. The nucleic acid probe of the present invention is useful in various applications. On the one hand, the nucleic acid probes of the invention can be used as PCR primers for amplifying the polynucleotides according to the invention. Another use is as a hybridization probe to identify polynucleotides that hybridize to the polynucleotides of the invention by homology screening of genomic DNA libraries.
The nucleic acid molecule of this preferred embodiment of the invention which is complementary to a polynucleotide as described above may also be used to suppress the expression of a gene comprising such a polynucleotide, eg by an antisense or triple helix effect, or of the invention Suitable ribozymes that specifically cleave the (pre) mRNA of the gene containing the polynucleotide (eg, EP 0 291 533 (EP-B1 0 291 533), EP 0 321 201 (EP-
A1 0 321 201), European Patent 0 360 257 (see EP-A2 0 360 257)). Selection of appropriate target sites and corresponding ribozymes is described, for example, in Steinecke, "Ribozymes, Methods in Cell Biology" 50, Galbraith (Ga.
Lbraith) et al., Academic Press, Inc. (1995), 449-460. Standard methods related to antisense technology have also been described (Melani Cancer Res. 51 (1991), 2897-2901). The nucleic acid molecule may be chemically synthesized or may be transcribed by a suitable vector containing a chimeric gene that allows transcription of the nucleic acid molecule in cells. Such a nucleic acid molecule may further include the ribozyme sequence described above.

【0070】 この点で、本発明のポリヌクレオチドは、相同組換えによって変異遺伝子を回
復させるための、または変異遺伝子を作成するための「遺伝子ターゲティング」
および/または「遺伝子置換」に使用できることもまた理解されるべきである;
例えば、モウエリク(Mouellic)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、87(1990)、
4712〜4716;ジョイナー(Joyner)、「遺伝子ターゲティング実践アプローチ(
Gene Targeting, A Practical Approach)」、Oxford University Pressを参照
のこと。
In this regard, the polynucleotides of the present invention are “gene-targeted” for restoring a mutant gene by homologous recombination or for creating a mutant gene.
It should also be understood that it can be used for and / or "gene replacement";
For example, Mouellic, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87 (1990),
4712-4716; Joyner, “Gene targeting practice approach (
Gene Targeting, A Practical Approach) ", Oxford University Press.

【0071】 さらに、このような核酸プローブを、例えば、生物、特に哺乳動物、好ましく
はヒトから得られた試料において本発明のポリヌクレオチドの存在を検出するよ
うな、特定の用途に適したマーカーで標識することが可能なことも当業者に周知
である。ファルマシアバイオテク(Pharmacia Biotech)(Piscataway NJ)、プ
ロメガ(Promega)(Madison WI)、およびUSバイオケミカルコーポレーション
(US Biochemical Corp)(Cleveland OH)などの多くの会社が、これらの手順
のための市販のキットおよびプロトコールを供給している。適切なレポーター分
子または標識として、放射性核種、酵素、蛍光剤、化学発光剤または発色剤、な
らびに基質、補因子、阻害剤、磁気粒子などが含まれる。このような標識の使用
を開示する特許として、米国特許第3,817,837号(US-A-3,817,837)、米国特許
第3,850,752号(US-A-3,850,752)、米国特許第3,939,350号(US-A-3,939,350)
、米国特許第3,996,345号(US-A-3,996,345)、米国特許第4,227,437号(US-A-4
,227,437)、米国特許第4,275,149号(US-A-4,275,149)、および米国特許第4,3
66,241号(US-A-4,366,241)が含まれる。同様に、参照として本明細書に組み入
れられる米国特許第4,816,567号(US-A-4,816,567)に示されるように、組換え
免疫グロブリンを産生することができる。
Furthermore, such a nucleic acid probe may be provided with a marker suitable for a particular application, such as detecting the presence of a polynucleotide of the invention in a sample obtained from an organism, especially a mammal, preferably a human. It is also well known to those skilled in the art that labeling is possible. Many companies such as Pharmacia Biotech (Piscataway NJ), Promega (Madison WI), and US Biochemical Corp (Cleveland OH) have commercial kits for these procedures. And protocol. Suitable reporter molecules or labels include radionuclides, enzymes, fluorescent agents, chemiluminescent or chromogenic agents, as well as substrates, cofactors, inhibitors, magnetic particles and the like. As patents disclosing the use of such a label, U.S. Patent No. 3,817,837 (US-A-3,817,837), U.S. Patent No. 3,850,752 (US-A-3,850,752), U.S. Patent No. 3,939,350 (US-A-3,939,350).
, U.S. Patent No. 3,996,345 (US-A-3,996,345), U.S. Patent No. 4,227,437 (US-A-4
, 227,437), US Pat. No. 4,275,149 (US-A-4,275,149), and US Pat.
66,241 (US-A-4,366,241) is included. Similarly, recombinant immunoglobulins can be produced, as set forth in US Pat. No. 4,816,567 (US-A-4,816,567), incorporated herein by reference.

【0072】 さらに、本発明のポリヌクレオチドの発現を検出または阻害するために、いわ
ゆる「ペプチド核酸」(PNA)技法を使用することができる。例えば、相補的な
、ならびに様々な1本鎖RNAおよびDNA核酸分子へのPNAの結合を、熱変性およびBI
Acore表面相互作用技法を用いて系統的に調べることができる(イェンセン(Jen
sen)、Biochemistry 36(1997)、5072〜5077)。
In addition, so-called "peptide nucleic acid" (PNA) techniques can be used to detect or inhibit expression of the polynucleotides of the invention. For example, binding of PNA to complementary and various single-stranded RNA and DNA nucleic acid molecules can be performed by heat denaturation and BI
It can be systematically investigated using the Acore surface interaction technique (Jen
Sen), Biochemistry 36 (1997), 5072-5077).

【0073】 本発明はまた、本発明のポリヌクレオチドまたはベクターを生殖細胞、胚細胞
、幹細胞、もしくは卵、またはそれらに由来する細胞に導入することを含む、ト
ランスジェニック非ヒト動物、好ましくは、トランスジェニックマウスを作成す
る方法に関する。非ヒト動物は、本明細書に記載の本発明のスクリーニング方法
に従って使用することができる。トランスジェニック胚の作成およびそれらのス
クリーニングは、例えば、A.L.ジョイナー編、「遺伝子ターゲティング実践ア
プローチ(Gene Targeting, A Practical Approach)」(1993)、Oxford Unive
rsity Pressに記載のように行うことができる。例えば、適切なプローブを用い
たサザンブロットを用いて、胚の胚膜のDNAを分析することができる;前記を参
照のこと。本発明はまた、本発明のポリヌクレオチドもしくはベクターを含むか
、または前記の方法により得られたトランスジェニックマウス、ラット、ハムス
ター、イヌ、サル、ウサギ、ブタ、線虫(C.elegans)、およびシビレエイ(To
rpedo fish)のような魚類などのトランスジェニック非ヒト動物に関する。好ま
しくはここで、ポリヌクレオチドまたはベクターが非ヒト動物のゲノムに安定に
組み込まれており、好ましくは、ポリヌクレオチドまたはベクターの存在によっ
て本発明の水溶性タンパク質が発現される。
The present invention also includes a transgenic non-human animal, preferably trans, which comprises introducing the polynucleotide or vector of the present invention into a germ cell, an embryonic cell, a stem cell, or an egg, or a cell derived therefrom. A method for making a transgenic mouse. Non-human animals can be used according to the inventive screening methods described herein. Generation of transgenic embryos and their screening are described, for example, in A. et al. L. Joiner, "Gene Targeting, A Practical Approach" (1993), Oxford Unive
It can be performed as described in rsity Press. For example, Southern blots with appropriate probes can be used to analyze embryonic membrane DNA of embryos; see above. The present invention also includes a transgenic mouse, rat, hamster, dog, monkey, rabbit, pig, nematode (C. elegans), and a torpedo ray containing the polynucleotide or vector of the present invention or obtained by the above method. (To
rpedo fish) such as transgenic non-human animals such as fish. Preferably here the polynucleotide or vector is stably integrated into the genome of the non-human animal, preferably the presence of the polynucleotide or vector allows the water-soluble protein of the invention to be expressed.

【0074】 さらに、本発明は、前記の本発明の水溶性リガンド結合タンパク質、その二量
体もしくは五量体などの多量体、リガンド依存性イオンチャネル、ポリヌクレオ
チド、ベクター、宿主細胞、抗原、抗体、またはオリゴヌクレオチドプローブの
いずれか1つ;および選択的に、検出のための、またはリガンド-受容体結合アッ
セイ法を行うための適切な手段を含む組成物に関する。これに関連して、本発明
はまた、以下の段階を含む、リガンド依存性受容体の作用物質/活性化物質また
は拮抗物質/阻害物質を同定する方法に関する: (a)本発明の水溶性リガンド結合タンパク質、その二量体もしくは五量体など
の多量体、または本発明のリガンド依存性イオンチャネル、または前記タンパク
質を発現する細胞と、スクリーニングしようとする化合物とを、リガンド結合に
応答して検出可能なシグナルを生じることができる成分の存在下で、リガンド結
合タンパク質への化合物の結合を可能にする条件下で接触させる段階;および (b)リガンド結合タンパク質の結合活性から生じたシグナルの存在または非存
在を検出する段階であり、シグナルの存在/増大および非存在/減少が、それぞれ
、リガンド依存性受容体の作用物質/活性化物質および拮抗物質/阻害物質を示す
段階。
Furthermore, the present invention provides the aforementioned water-soluble ligand-binding protein of the present invention, a multimer such as a dimer or pentamer thereof, a ligand-gated ion channel, a polynucleotide, a vector, a host cell, an antigen, an antibody. , Or any one of the oligonucleotide probes; and, optionally, suitable means for detection or for conducting a ligand-receptor binding assay. In this regard, the invention also relates to a method of identifying an agonist / activator or antagonist / inhibitor of a ligand-gated receptor, comprising the steps of: (a) a water-soluble ligand of the invention Detection of a binding protein, a multimer such as a dimer or pentamer thereof, or a ligand-gated ion channel of the present invention, or a cell expressing the protein and a compound to be screened in response to ligand binding Contacting under conditions that allow binding of the compound to the ligand binding protein in the presence of a component capable of producing a possible signal; and (b) the presence of a signal resulting from the binding activity of the ligand binding protein or It is a step of detecting the absence, and the presence / absence and absence / decrease of the signal are the agonists of the ligand-dependent receptor, respectively. / Activator and antagonist / inhibitor stage.

【0075】 リガンド依存性受容体は、スペルミンなどの天然のポリアミンによって、なら
びにポリアミンアミド(例えば、フィラントトキシン-343 (philanthotoxin-34
3))およびポリメチレンテトラアミン(polymethylene tetraamine)(例えば
、メトクトラミン)(ウシャーウッド(Usherwood)、Farmaco.55(2000)、20
2〜205)などのポリアミン誘導体によってアロステリックに調節されるので、こ
のような実体を含むか、このような実体に基づく化合物はスクリーニングの出発
物質として使用することができる。ポリペプチドの「活性を調節する」、および
例えば、細胞における応答のようなシグナルの変化を引き起こす拮抗物質または
作用物質とは、タンパク質が化合物の存在下で化合物の非存在下とは異なった反
応を示すようにタンパク質の活性を変える化合物を意味する。一般的に、拮抗物
質の効果は、作用物質により誘導される受容体活性化を遮断するように観察され
る。拮抗物質として、競合的拮抗物質ならびに非競合的拮抗物質が含まれる。競
合的拮抗物質(または競合的遮断薬)は、作用物質が結合する特異的な部位と相
互作用するか、またはその近くで相互作用する。非競合的拮抗物質または遮断薬
は、作用物質相互作用部位以外の部位と相互作用することにより受容体の機能を
不活性化する。当業者により理解されるように、本発明のタンパク質のような受
容体の活性を調節する化合物を同定するバイオアッセイ法は、一般的に、対照と
の比較を必要とする。「対照」の1つの種類には、「対照」細胞または培養物が
化合物に曝露されないことを除いて、化合物に曝露された試験細胞または試験培
養物と実質的に同じように処理された細胞または培養物である。例えば、電位固
定電気生理学的手順を使用する方法において、細胞を入れている外液を単に交換
することにより化合物の存在下または非存在下で同じ細胞を処理することができ
る。従って、同じ反応条件下での、同じ化合物に対する、トランスフェクト細胞
の応答と「対照」細胞または培養物の応答。しかしながら、文献からの「対照デ
ータ」も使用することができる。
Ligand-dependent receptors are expressed by natural polyamines such as spermine, as well as by polyamine amides such as philanthotoxin-34.
3)) and polymethylene tetraamine (eg methoctramine) (Usherwood, Farmaco. 55 (2000), 20)
2-205) and the like, which are allosterically regulated by polyamine derivatives, such compounds containing or based on such entities can be used as starting materials for screening. An antagonist or agonist that "modulates" the activity of a polypeptide and causes a change in signal, such as a response in a cell, causes a protein to react differently in the presence of a compound than in the absence of the compound. By a compound is meant that alters the activity of the protein as indicated. In general, the effects of antagonists are observed to block agonist-induced receptor activation. Antagonists include competitive as well as non-competitive antagonists. Competitive antagonists (or competitive blockers) interact with or near the specific site to which the agent binds. Non-competitive antagonists or blockers inactivate the function of the receptor by interacting with sites other than the agent interaction site. As will be appreciated by one of skill in the art, bioassay methods for identifying compounds that modulate the activity of receptors such as the proteins of the invention generally require comparison to a control. One type of "control" is a cell or treatment treated substantially the same as a test cell or test culture exposed to a compound, except that the "control" cell or culture is not exposed to the compound. It is a culture. For example, in methods that use voltage clamp electrophysiological procedures, the same cells can be treated in the presence or absence of the compound by simply exchanging the external fluid containing the cells. Thus, the response of the transfected cells and "control" cells or cultures to the same compound under the same reaction conditions. However, "control data" from the literature can also be used.

【0076】 実施例6で説明されるように、AChBPの3次元構造が2.7Å分解能でのX線結晶学
によって解明することができた(現行のRfactor=27.9%、Rfree=30.0%)。ア
ンウィンおよび協力者;前記を参照、によるEM研究において測定されたように、
AChBPは、溶液中と同様に結晶において、リガンド依存性イオンチャネルのリガ
ンド結合ドメインの寸法と同等の(特に、nAChRと同等の)寸法を有する安定な
ホモ五量体を形成する。構造解析により、AChBPホモ五量体において、単量体が
免疫グロブリン様トポロジーを有することが明らかになった。リガンド結合部位
が5つのサブユニットの各境界面に位置し、全ての残基が生化学的データと一致
している。この部位において、緩衝液分子(HERPES)が、アセチルコリン結合の
ように、陽イオン-π相互作用によりトリプトファン上に積み重なる。AChBP構造
は、例えば、アルツハイマー病およびニコチン嗜癖に対する薬物の開発に関係し
ている。AChBPの高分解能結晶構造は生化学的および薬理学的データと共に、ACh
BPのような本発明の水溶性リガンド結合タンパク質がリガンド依存性イオンチャ
ネルのリガンド結合ドメインの優れた模倣物であるという本発明の開示を裏付け
ている。
As described in Example 6, the three-dimensional structure of AChBP could be elucidated by X-ray crystallography at 2.7Å resolution (current R factor = 27.9%, R free = 30.0%). . Unwin and collaborators; see above, as measured in the EM study,
AChBPs form stable homopentamers in crystals as in solution, with dimensions comparable to those of the ligand-binding domain of the ligand-gated ion channel, especially comparable to nAChR. Structural analysis revealed that the monomer had an immunoglobulin-like topology in the AChBP homopentamer. The ligand binding site is located at each interface of the 5 subunits and all residues are consistent with biochemical data. At this site, buffer molecules (HERPES) pile up on tryptophan due to cation-π interactions, like acetylcholine binding. The AChBP structure has been implicated, for example, in drug development for Alzheimer's disease and nicotine addiction. The high-resolution crystal structure of AChBP, along with biochemical and pharmacological data,
Supporting the present disclosure that the water-soluble ligand-binding proteins of the invention, such as BP, are excellent mimetics of the ligand-binding domain of ligand-gated ion channels.

【0077】 従って、本発明は、好ましくは二量体、五量体、または十量体などの多量体の
形をした本発明の水溶性リガンド結合タンパク質の結晶に関する。1つの態様に
おいて、結晶はタンパク質-リガンド複合体を含む。このような結晶をどのよう
に使用および分析するかについての方法は当業者に周知である;例えば、N末端
切断elF4Eを含むタンパク質-リガンド複合体の結晶構造およびその使用について
述べている米国特許第5,872,011号(US-A-5,872,011)を参照のこと。リガンド
、好ましくは、拮抗物質または作用物質との複合体におけるリガンド依存性受容
体リガンド結合領域の結晶構造から、受容体-拮抗物質/作用物質相互作用の決定
要因、ならびにリガンド結合の特異性および親和性が遠く離れた残基および保存
ジスルフィド結合の酸化還元状態によってどのように変化するのかが明らかにな
るだろう。この構造からまた、アロステリックエフェクター作用およびリガンド
誘導チャネル開閉の機構が示される可能性がある。リガンドとの複合体における
リガンド結合領域の結晶構造に関する情報が作用物質および拮抗物質の開発にど
のように用いることができるかは、カイニン酸との複合体におけるグルタミン酸
受容体リガンド結合コアの構造について述べられている(アームストロング(Ar
mstrong)ら、Nature 395(1998)、913〜917)。
The invention therefore relates to crystals of the water-soluble ligand-binding protein of the invention, preferably in the form of multimers such as dimers, pentamers or decamers. In one embodiment, the crystal comprises a protein-ligand complex. Methods of how to use and analyze such crystals are well known to those of skill in the art; for example, US Pat. See 5,872,011 (US-A-5,872,011). From the crystal structure of the ligand-dependent receptor-ligand binding region in a complex with a ligand, preferably an antagonist or agonist, the determinants of receptor-antagonist / agonist interaction, and the specificity and affinity of ligand binding It will become clear how sex changes with the redox state of distant residues and conserved disulfide bonds. This structure may also indicate a mechanism for allosteric effector action and ligand-induced channel gating. How information about the crystal structure of the ligand-binding domain in the complex with the ligand can be used to develop agonists and antagonists, see Structure of the glutamate receptor ligand-binding core in the complex with kainate. (Arms Strong (Ar
mstrong) et al., Nature 395 (1998), 913-917).

【0078】 本発明の結晶は、特に、nAChR関連タンパク質を含む場合、Nアルキル化ヒドロ
キシアルキルおよび/または第4級アンモニウムイオンを含むリガンドとタンパク
質との複合体であり得る。しかしながら、他のリガンドも使用することができる
。好ましいリガンドは、4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエタンスルホ
ン酸(HEPES)、B-ビピナチン(B-bippinatin)、ロホトキシン、d-ツボクラリ
ン、ニコチン、アセチルコリン、コノトキシン、カルバミルコリン、ガランタミ
ン、エピバチジン、もしくはα-ブンガロトキシン、またはその誘導体を含む。
Crystals of the invention may be a complex of a protein with a ligand containing an N-alkylated hydroxyalkyl and / or a quaternary ammonium ion, especially when including a nAChR-related protein. However, other ligands can also be used. Preferred ligands are 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES), B-bipinatin (B-bippinatin), rhotoxin, d-tubocurarine, nicotine, acetylcholine, conotoxin, carbamylcholine, galantamine, It contains epibatidine or α-bungarotoxin, or a derivative thereof.

【0079】 データ収集、構造解明、X線回折からの分子構造の決定、精密化などのX線結晶
学の異なる局面が先行技術に記載されており、例えば、パウエル(Powell)、An
nu.Rep.Prog.Chem.、Sect.C:Phys.Chem.96(2000)、139〜175、ならび
に「酵素学における方法(Methods in Enzymology)」、276〜277、カーター(C
arter)およびスイート(Sweet)編、Academic Press、1997を参照されたい。X
線結晶構造の精密化のための最新の方法および最適化アルゴリズムは、ファンデ
ルマエレンウリア(Van Der Maelen Uria)、Crystallogr.Rev.7(1999)、12
5〜180により説明されている。
Different aspects of X-ray crystallography, such as data collection, structure elucidation, molecular structure determination from X-ray diffraction, refinement, have been described in the prior art, eg Powell, An.
nu. Rep. Prog. Chem., Sect. C: Phys. Chem. 96 (2000), 139-175, and "Methods in Enzymology", 276-277, Carter (C
See Arter) and Sweet (ed.), Academic Press, 1997. X
State-of-the-art methods and optimization algorithms for refinement of wire crystal structures are described in Van Der Maelen Uria, Crystallogr. Rev. 7 (1999), 12
5 to 180.

【0080】 本発明の結晶は、5.0Åを超える、好ましくは4.0Åを超える分解能まで、タン
パク質またはタンパク質-リガンド複合体の原子座標の決定のために効率的にX線
を回折する。好ましい態様において、結晶は、3.0Åを超える分解能まで、タン
パク質-リガンド複合体の原子座標の決定のために効率的にX線を回折する。より
好ましい態様において、結晶は、2.0Åを超える分解能まで、タンパク質-リガン
ド複合体の原子座標の決定のために効率的にX線を回折する。1つの態様において
、結晶は、約2.7Åの分解能まで、タンパク質-リガンド複合体の原子座標の決定
のために効率的にX線を回折する。
The crystals of the invention efficiently diffract X-rays for the determination of the atomic coordinates of proteins or protein-ligand complexes up to resolutions above 5.0 Å, preferably above 4.0 Å. In a preferred embodiment, the crystals efficiently diffract X-rays for the determination of atomic coordinates of protein-ligand complexes, up to a resolution of greater than 3.0 Å. In a more preferred embodiment, the crystal efficiently diffracts X-rays for the determination of atomic coordinates of protein-ligand complexes, up to a resolution of greater than 2.0Å. In one embodiment, the crystal efficiently diffracts X-rays for the determination of atomic coordinates of protein-ligand complexes, up to a resolution of about 2.7Å.

【0081】 好ましくは、本発明の結晶は、配列番号:2の20〜223位のアミノ酸のアミノ酸
配列、または保存的置換を有することだけでしか配列番号:2の20〜223位のアミ
ノ酸と異ならないアミノ酸配列を有するタンパク質により形成される。実施例で
説明されるように、AChBPの結晶はタンパク質の十量体形態を含む。解析および
結晶学のためのAChBPタンパク質の使用を容易にするために、成熟AChBPの配列番
号:2または4の残基Asp2およびAsp5に変異を生じさせてカルシウム結合部位を除
去し、十量体の生成を妨げることが考えられる。この欠失は、例えば、オリゴヌ
クレオチド特異的変異誘発(oligonucleotide-directed mutagenesis)によって
行うことができる。または、結晶は、低カルシウム濃度またはカルシウムの非存
在下で成長させることができる。
Preferably, the crystals of the present invention differ from the amino acids 20-223 of SEQ ID NO: 2 only by having an amino acid sequence of amino acids 20-223 of SEQ ID NO: 2, or conservative substitutions. It is formed by a protein having an amino acid sequence that does not. As described in the Examples, crystals of AChBP contain decameric forms of proteins. To facilitate the use of the AChBP protein for analysis and crystallography, mutations were made to residues Asp2 and Asp5 of mature AChBP SEQ ID NO: 2 or 4 to remove the calcium binding site and It may interfere with the production. This deletion can be carried out, for example, by oligonucleotide-directed mutagenesis. Alternatively, crystals can be grown in low calcium concentrations or in the absence of calcium.

【0082】 本発明の結晶は、好ましくは、(1)P212121の空間群、ならびにa=120.6Å、
b=137.0Å、およびc=161.5Åの寸法の単位格子;(2)P42212の空間群、なら
びにa=b=141.6Åおよびc=120.8Åの寸法の単位格子;または(3)P21の空間
群、ならびにa=121.1Å、b=162.1Å、c=139.4Å、β=90.1°の寸法の単位格
子を有する。
The crystal of the present invention preferably comprises (1) a space group of P2 1 2 1 2 1 and a = 120.6Å,
Unit cell with dimensions b = 137.0Å and c = 161.5Å; (2) Space group P4 2 2 1 2 and unit cell with dimensions a = b = 141.6Å and c = 120.8Å; or (3) P2 1 space group, and has a a = 121.1Å, b = 162.1Å, c = 139.4Å, unit cell dimensions of β = 90.1 °.

【0083】 本発明の結晶は、好ましくは、図7、10、11、および/または12に示され、説明
されるようにαへリックスおよび逆平行βシートを含む二次構造要素を有するタ
ンパク質からの結晶である。最も好ましくは、本発明の結晶は、表1に示される
原子座標により定義されるように3次元構造を有する。当業者は、X線結晶学によ
り決定される一組の構造座標が標準誤差の範囲内であることを理解する。本発明
の目的で、表1に列挙された構造座標にバックボーン原子を用いて重ね合わされ
た時に、0.75Å未満のタンパク質バックボーン原子(N、Cα、C、およびO)二乗
平均平方根偏差を有するAChBPまたはAChBP変異体の任意の一組の構造座標が同一
であるとみなされるものとする。
Crystals of the invention are preferably derived from proteins having secondary structural elements that include α-helices and antiparallel β-sheets, as shown and described in FIGS. 7, 10, 11 and / or 12. Is a crystal of. Most preferably, the crystals of the present invention have a three dimensional structure as defined by the atomic coordinates shown in Table 1. Those skilled in the art understand that the set of structural coordinates determined by X-ray crystallography is within standard error. For the purposes of the present invention, AChBP having a protein backbone atom (N, Cα, C, and O) root mean square deviation of less than 0.75Å when superposed with backbone atoms in the structural coordinates listed in Table 1 or Any set of structural coordinates of AChBP variants shall be considered to be identical.

【0084】 本発明の最も好ましい態様において、結晶は、図6、8、9、および/または13に
示されるように結合キャビティ(binding cavity)を有する。
In the most preferred embodiment of the present invention, the crystal has a binding cavity as shown in FIGS. 6, 8, 9, and / or 13.

【0085】 本発明の発見に従って、nACh、5-HT3、グリシン、GABAA、およびGABACを含む
リガンド依存性イオンチャネルスーパーファミリー(最も好ましくはnAChR)の
受容体結合部位の詳細な設計(blueprint)として軟体動物水溶性リガンド結合
タンパク質を使用することが提案される。X線構造およびクローニングされた配
列が利用できることで、これらの受容体を分子レベルで理解するまたとない機会
を提供し、もしかすると、リガンド結合の際に起こる動的変化を解明し、他のタ
ンパク質モジュールに可能な信頼度よりも高い程度の信頼度で受容体の3次構造
および4次構造を予測しうる。これは、これらの受容体ファミリーのいずれかに
おける任意の複数のサブタイプに選択的なリガンドの設計を容易にするはずであ
る。AChBP様構造は、研究室での実験が薬物候補を最適化し始める前の新規リガ
ンドの演繹的(a priori)な発見につながる、コンピュータによるホモロジーモ
デルへのドッキングに使用することができる。
In accordance with the findings of the present invention, a detailed blueprint of the receptor binding site of the ligand-gated ion channel superfamily (most preferably nAChR), including nACh, 5-HT3, glycine, GABA A , and GABA C. It is proposed to use a mollusc water soluble ligand binding protein as. The availability of X-ray structures and cloned sequences provides a unique opportunity to understand these receptors at the molecular level, possibly elucidating the dynamic changes that occur during ligand binding and allowing other protein modules to The tertiary and quaternary structure of the receptor can be predicted with a degree of confidence that is higher than is possible. This should facilitate the design of ligands selective for any multiple subtypes in any of these receptor families. AChBP-like structures can be used for computational docking into homology models leading to a priori discovery of novel ligands before laboratory experiments begin optimizing drug candidates.

【0086】 従って、本発明はまた、例えば、以下の段階を含む、薬物スクリーニングアッ
セイ法において本発明の結晶を使用する方法に関する: (a)結晶に対して決定された3次元構造を用いて構造による薬物設計(structur
e assisted drug design)を行うことにより潜在的なリガンドを選択する段階で
あり、選択がコンピュータモデリングと共に行われる段階;選択的に、 (b)インビトロまたはインビボアッセイ法において潜在的なリガンドとリガン
ド依存性受容体のリガンド結合ドメインとを接触させる段階;および (c)リガンド結合ドメインに対する潜在的なリガンドの結合を検出する段階。
Accordingly, the present invention also relates to methods of using the crystals of the invention in a drug screening assay, including, for example, the steps of: (a) a structure with a three-dimensional structure determined for the crystal. Drug design by (structur
e assisted drug design) to select potential ligands, the selection being performed with computer modeling; (b) potential ligand and ligand dependence in in vitro or in vivo assays. Contacting with a ligand binding domain of a receptor; and (c) detecting binding of a potential ligand to the ligand binding domain.

【0087】 薬物および受容体の相互作用を調べるツールとしての高分子結晶学、特に構造
に基づく薬物設計の使用は、オークレイ(Oakley)およびウィルス(Wilce)、C
lin.Exp.Pharmacol.Physiol.27(2000)、145〜151に概説されている。望ま
しい薬物は、内因性の伝達物質またはリガンドを模倣する阻害物質または作用物
質であり得る。関連標的の3D構造が分かったら、化合物データベースを検索して
標的と強く相互作用する可能性のある化合物を同定するために、コンピュータプ
ロセスを用いることができる。リード化合物およびその生物学的標的の複合体の
3D構造を用いて、リード化合物を改良することができる。次いで、選択された化
合物の活性を、本明細書に記載の一方法のような機能アッセイ法において試験す
ることができる。
Polymer crystallography as a tool for investigating drug-receptor interactions, particularly the use of structure-based drug design, is described by Oakley and Wilce, C.
lin. Exp. Pharmacol. Physiol. 27 (2000), 145-151. The desired drug can be an inhibitor or agent that mimics an endogenous transmitter or ligand. Once the 3D structure of the relevant target is known, computer processes can be used to search compound databases to identify compounds that may interact strongly with the target. Of the complex of the lead compound and its biological target
3D structures can be used to improve lead compounds. The activity of selected compounds can then be tested in a functional assay, such as one of the methods described herein.

【0088】 好ましくは、潜在的な薬物は、そのリガンド依存性受容体のリガンド結合ドメ
インに対する親和性が、リガンド依存性受容体のリガンド結合ドメインに対する
標準リガンドの親和性より大きいことに基づいて選択される。しかしながら、選
択された化合物の親和性は標準リガンドの親和性より小さくてもよい。このよう
な化合物は、例えば、強化された結合親和性または有益な治療特性を有する可能
性のあるさらなる類似体を開発するためのリードとして有用である。他方で、選
択された化合物は、既知のリガンド以外のリガンド依存性受容体の部位に結合し
てもよい。好ましい態様において、リガンド依存性受容体はニコチン性アセチル
コリン受容体である。
Preferably, the potential drug is selected based on its affinity for the ligand-binding domain of its ligand-dependent receptor is greater than the affinity of the standard ligand for the ligand-binding domain of the ligand-dependent receptor. It However, the affinity of the selected compound may be less than that of the standard ligand. Such compounds are useful, for example, as leads for developing additional analogs that may have enhanced binding affinity or beneficial therapeutic properties. On the other hand, the selected compounds may bind to sites of ligand-dependent receptors other than known ligands. In a preferred embodiment, the ligand dependent receptor is the nicotinic acetylcholine receptor.

【0089】 さらなる態様において、本発明の方法は、以下の段階をさらに含む: (d)水溶性リガンド結合タンパク質と潜在的な薬物との結晶を共結晶化または
浸漬することにより、タンパク質-リガンド複合体の補助結晶(supplemental cr
ystal)を形成する段階であり、結晶が5.0Åを超える、好ましくは4.0Åを超え
る、より好ましくは3Åを超える分解能まで、タンパク質-リガンド複合体の原子
座標の決定のために効率的にX線を回折する段階; (e)補助結晶の3次元構造を決定する段階; (f)補助結晶に対して決定された3次元構造を用いて構造による薬物設計を行う
ことにより候補薬物を選択する段階であり、選択がコンピュータモデリングと共
に行われる段階;選択的に、 (g)候補薬物と、リガンド依存性受容体を発現する細胞を接触させる段階;お
よび (h)細胞応答を検出する段階であり、候補化合物と接触していない細胞と比較
して細胞応答が変化した場合に、候補薬物が薬物として同定される段階。
In a further embodiment, the method of the present invention further comprises the following steps: (d) protein-ligand conjugation by co-crystallizing or soaking crystals of the water soluble ligand binding protein and the potential drug. Body supplemental crystals (supplemental cr
ystal) formation, in which the crystals are efficiently X-rayed for the determination of atomic coordinates of the protein-ligand complex up to a resolution of more than 5.0 Å, preferably more than 4.0 Å, more preferably more than 3 Å (E) a step of determining the three-dimensional structure of the auxiliary crystal; (f) a step of selecting a candidate drug by designing a drug with a structure using the three-dimensional structure determined for the auxiliary crystal Wherein the selection is performed with computer modeling; optionally, (g) contacting the candidate drug with cells expressing the ligand-dependent receptor; and (h) detecting a cellular response. The stage at which a candidate drug is identified as a drug when the cellular response is altered compared to cells not contacted with the candidate compound.

【0090】 前記の方法は、段階(a)より前に行われる初期段階をさらに含んでもよく、
初期段階は、水溶性リガンド結合タンパク質とリガンド依存性受容体のリガンド
とで形成されたタンパク質-リガンド複合体を含む結晶の3次元構造を決定するこ
とからなり、結晶は、5.0Åを超える、好ましくは4.0Åを超える分解能まで、タ
ンパク質-リガンド複合体の原子座標の決定のために効率的にX線を回折する。好
ましくは、前記方法における結晶回折の分解能は、少なくとも3.0Å、最も好ま
しくは少なくとも約2.7Åである。
The method may further comprise an initial step performed prior to step (a),
The initial step consists of determining the three-dimensional structure of a crystal containing a protein-ligand complex formed by a water-soluble ligand binding protein and a ligand of the ligand-dependent receptor, the crystal being greater than 5.0 Å, preferably Efficiently diffracts X-rays for resolution of atomic coordinates of protein-ligand complexes up to resolutions above 4.0Å. Preferably, the resolution of crystal diffraction in said method is at least 3.0Å, most preferably at least about 2.7Å.

【0091】 なおさらなる態様において、本発明は、以下の段階を含む、タンパク質-リガ
ンド複合体の結晶を成長させる方法に関する: (a)前記の水溶性リガンド結合タンパク質とリガンド依存性受容体のリガンド
とを接触させる段階であり、水溶性リガンド結合タンパク質がリガンドとタンパ
ク質-リガンド複合体を形成する段階;および (b)タンパク質-リガンド複合体の結晶を成長させる段階であり、結晶が5.0Å
を超える、好ましくは4.0Åを超える、より好ましくは少なくとも3.0Å、最も好
ましくは少なくとも約2.7Åの分解能まで、タンパク質-リガンド複合体の原子座
標の決定のために効率的にX線を回折する段階。
In a still further aspect, the present invention relates to a method of growing a crystal of a protein-ligand complex comprising the steps of: (a) said water soluble ligand binding protein and a ligand of a ligand dependent receptor; Of water-soluble ligand-binding protein to form a protein-ligand complex with the ligand; and (b) growing a crystal of the protein-ligand complex, wherein the crystal is 5.0 Å
Efficiently diffracting X-rays for the determination of the atomic coordinates of the protein-ligand complex to a resolution of more than 4.0, preferably more than 4.0, more preferably at least 3.0, and most preferably at least about 2.7. .

【0092】 本発明の結晶はまた、例えば、ニエナバー(Nienaber)ら、Nature Biotechno
l.18(2000)、1105〜1108に記載の、リードの同定、構造評価、および最適化
の段階を組み合わせたX線結晶学によるスクリーニング技法に使用することがで
きる。この結晶学的スクリーニング法(CrystaLEADと呼ばれる)は、大化合物ラ
イブラリーを標本抽出し、非結合形態と比較した結晶の電子密度地図の変化をモ
ニタリングすることによりリガンドを検出するために使用されている。この電子
密度地図は、構造指示の薬物発見過程への重要な情報を提供するリガンド-タン
パク質複合体の高分解能画像をもたらす。電子密度地図において結合リガンドは
直接視覚化される。標的部位から離れて結合しているリガンドを排除することが
できる。
The crystals of the present invention may also be described, for example, in Nienaber et al., Nature Biotechno.
l. 18 (2000), 1105-1108, can be used in the screening technique by X-ray crystallography that combines the steps of lead identification, structure evaluation, and optimization. This crystallographic screening method (called CrystaLEAD) has been used to detect ligands by sampling a large compound library and monitoring changes in the electron density map of the crystal compared to the unbound form. . This electron density map yields high-resolution images of the ligand-protein complex that provide important information for the structure-directed drug discovery process. Bound ligands are visualized directly in the electron density map. The ligand bound away from the target site can be eliminated.

【0093】 前記の方法は、CCD検出器およびデータ収集ロボット工学を含む最新技術の実
験データ収集設備と結びつけることができる。
The method described above can be combined with state-of-the-art experimental data collection equipment, including CCD detectors and data collection robotics.

【0094】 本発明のリガンド結合タンパク質および受容体に従って使用することができる
さらなる態様は先行技術で説明されており、例えば、X線結晶学によるリガンド
スクリーニングおよび設計が国際公開公報第99/45379号および国際公開公報第99
/45389号に開示されている。国際公開公報第00/14105号は、受容体の作用物質お
よび拮抗物質を同定するために、結晶座標を入手し、様々な分子構造への反復処
理に適用されるモデルを作成するためのコンピュータアルゴリズムに適用するこ
とを含む、改変した受容体型チロシンキナーゼと相互作用する能力について候補
化合物をアッセイすることについて述べている。これらの全ての方法が本発明の
タンパク質および結晶に等しく適用することができる。
Further embodiments which can be used in accordance with the ligand binding proteins and receptors of the present invention have been described in the prior art, eg ligand screening and design by X-ray crystallography is described in WO 99/45379 and International Publication No. 99
/ 45389. WO 00/14105 discloses a computer algorithm for identifying receptor agonists and antagonists, obtaining crystal coordinates and creating a model that can be applied to iterative processing of various molecular structures. Assaying candidate compounds for their ability to interact with modified receptor tyrosine kinases, including application to. All these methods are equally applicable to the proteins and crystals of the invention.

【0095】 1つの好ましい態様において、本発明は、以下の段階を含む、薬物スクリーニ
ングアッセイ法に関する:スクリーニングしようとする化合物の溶液中で本発明
の結晶を浸漬する段階、およびリガンド結合タンパク質への化合物の結合を検出
する段階。可能な手順が実施例9にも記載されている。引用された文書および実
施例において前記に述べられたリガンド結合の検出方法に加えて、検出はまたタ
ンパク質-リガンド複合体の前もって形成された結晶におけるリガンドの放出の
測定に基づいていてもよい。本明細書前記で説明したように、リガンドは、好ま
しくは、アルキル化窒素および/または第4級アンモニウムイオンを含むか、また
は前記のリガンドの1つであってもよい。
In one preferred embodiment, the invention relates to a drug screening assay, comprising the steps of: immersing the crystals of the invention in a solution of the compound to be screened, and the compound to the ligand binding protein. Detecting binding of. A possible procedure is also described in Example 9. In addition to the ligand binding detection methods described above in the cited documents and examples, the detection may also be based on measuring the release of ligand in preformed crystals of the protein-ligand complex. As explained herein above, the ligand preferably comprises an alkylated nitrogen and / or a quaternary ammonium ion or may be one of the ligands mentioned above.

【0096】 本発明の結晶の構造情報はまた、リガンド依存性受容体への薬物の親和性を増
加または減少させるために使用することができる。このような方法は、以下の段
階を含んでもよい:結晶に対して決定された3次元構造を用いて構造による薬物
設計を行う段階であり、薬物設計がコンピュータモデリングと共に行われる段階
;および結晶におけるタンパク質の結合キャビティの結合部位または非特異的結
合部位と相互作用すると推測される薬物の一部を変えるか、または排除するよう
に薬物を改変する段階。この方法は、もちろん、任意の前記スクリーニング方法
または当技術分野において周知の他のスクリーニング方法の1つまたはそれ以上
の段階と組み合わされてもよい。臨床化合物発見の方法は、例えば、リード同定
のためのウルトラハイスループットスクリーニング(サンバーグ(Sundberg)、
Curr.Opin.Biotechnol.11(2000)、47〜53)、ならびにリード最適化のため
の構造に基づく薬物設計(ベルリンデ(Verlinde)およびホル(Hol)、Structu
re 2(1994)、577〜587)およびコンビナトリアルケミストリー(サレメ(Sale
mme)ら、Structure 15(1997)、319〜324)を含む。ニコチン性アセチルコリ
ン受容体における作用物質および競合的拮抗物質の結合部位の位置決定に現在ま
で利用可能な、薬物選択および薬物設計のために考慮に入れ得るさらなる情報が
最近概説された(アリアス、Neurochem.Int.36(2000)、595〜6450;コリン
ガーら、1999)。薬物が選択されたら、前記方法は、改変薬物を用いて合理的薬
物設計を行い、例えば相互作用/エネルギー分析によって改変薬物がより優れた
親和性を示すかどうかを評価するために用いられる前記方法を繰り返すさらなる
段階を有してもよい。
The structural information of the crystals of the invention can also be used to increase or decrease the affinity of the drug for ligand-dependent receptors. Such a method may include the following steps: a structural drug design using the determined three-dimensional structure for the crystal, the drug design being carried out with computer modeling; and Modifying the drug to alter or eliminate some of the drug suspected of interacting with the binding site or non-specific binding site of the protein's binding cavity. This method may, of course, be combined with one or more steps of any of the aforementioned screening methods or other screening methods well known in the art. Methods of clinical compound discovery include, for example, ultra high throughput screening for lead identification (Sundberg,
Curr. Opin. Biotechnol. 11 (2000), 47-53) and structure-based drug design for lead optimization (Verlinde and Hol, Structu.
re 2 (1994), 577-587 and combinatorial chemistry (Sale
mme) et al., Structure 15 (1997), 319-324). Further information available to date for the localization of agonist and competitive antagonist binding sites at the nicotinic acetylcholine receptor, which can be taken into account for drug selection and drug design, was recently reviewed (Arias, Neurochem. Int. 36 (2000), 595-6450; Collinger et al., 1999). Once a drug has been selected, the method is used to perform rational drug design with the modified drug and to assess whether the modified drug exhibits better affinity, for example by interaction / energy analysis. You may have the further step of repeating.

【0097】 薬物設計のための本発明の関連方法は、表1の座標を含む水溶性リガンド結合
タンパク質結晶の構造座標を使用して、リガンド結合タンパク質のリガンド結合
部位または非特異的結合部位との結合について化学的実体をコンピュータで評価
する段階を含む。本発明により実現され可能にされるこのアプローチは、AChBP
に全部または一部結合することができる化学的実体または化合物について小分子
データベースをコンピュータでスクリーニングする。このスクリーニングにおい
て、結合部位へのこのような実体または化合物の適合の質(quality of fit)は
、形状相補性または推定相互作用エネルギーにより判断することができる。メン
グ(Meng)ら、J.Coma.Chem.13(1992)、505〜524。さらに、本発明によれ
ば、AChBP変異体またはキメラを、既知のリガンド依存性イオンチャネル阻害物
質との共複合体において結晶化することができる。次いで、一連のこのような複
合体の結晶構造を分子置換によって解明し(概説については、例えば、ブランガ
ー(Brunger)ら、Prog.Biophys.Mol.Biol.72(1999)、135〜155およびそ
こに引用された参考文献を参照のこと)、野生型AChBPの結晶構造と比較するこ
とができる。従って、リガンド結合ドメインの様々な結合部位内で改変するため
の潜在的な部位を同定することができる。この情報は、AChPBと化学的実体また
は化合物との間の最も効率的な結合相互作用(例えば、増大した疎水性相互作用
)を決定するためのさらなるツールを提供する。
A related method of the invention for drug design uses the structural coordinates of a water-soluble ligand-binding protein crystal, including the coordinates in Table 1, to identify the ligand-binding site or non-specific binding site of the ligand-binding protein. Computational evaluation of chemical entities for binding. This approach, realized and made possible by the present invention, is based on AChBP
A small molecule database is computationally screened for chemical entities or compounds capable of binding to all or part of. In this screen, the quality of fit of such an entity or compound at the binding site can be judged by shape complementarity or putative interaction energies. Meng et al., J. Coma. Chem. 13 (1992), 505-524. Furthermore, according to the present invention, AChBP mutants or chimeras can be crystallized in co-complex with known ligand-gated ion channel inhibitors. The crystal structure of a series of such complexes was then solved by molecular replacement (for review see, for example, Brunger et al., Prog. Biophys. Mol. Biol. 72 (1999), 135-155 and therein. See cited references), and can be compared with the crystal structure of wild-type AChBP. Thus, potential sites for modification within the various binding sites of the ligand binding domain can be identified. This information provides an additional tool to determine the most efficient binding interactions (eg, increased hydrophobic interactions) between AChPB and chemical entities or compounds.

【0098】 本発明のリガンド依存性イオンチャネルを結合または阻害する化合物の設計は
、一般的に、2つの要因を考慮することを伴う。
Designing compounds that bind or inhibit the ligand-gated ion channels of the present invention generally involves considering two factors.

【0099】 第1に、化合物は、物理的および構造的にリガンド結合ドメインと結合できな
ければならない。リガンド結合ドメインとそのリガンドとの結合に重要な非共有
分子相互作用として、水素結合、ファンデルワールス、および疎水性相互作用が
含まれる。
First, the compound must be able to physically and structurally bind the ligand binding domain. Non-covalent molecular interactions important for the binding of a ligand binding domain to its ligand include hydrogen bonding, van der Waals, and hydrophobic interactions.

【0100】 第2に、化合物は、リガンド結合ドメインとの結合を可能にするコンフォメー
ションを想定できなければならない。化合物のある特定の部分がこの結合に直接
関与しないが、分子のコンフォメーション全体になお影響を及ぼすことがある。
これは、次に、効力に重大な影響を及ぼす可能性がある。このようなコンフォメ
ーション要件として、結合部位の全部もしくは一部おける化学的実体もしくは化
合物の全体の3次元構造および配向、またはAChBPと直接相互作用するいくつかの
化学的実体を含む化合物の官能基間の間隔が挙げられる。
Second, the compound must be able to assume a conformation that allows it to bind to the ligand binding domain. Certain parts of the compound are not directly involved in this binding, but may still affect the overall conformation of the molecule.
This, in turn, can have a significant impact on efficacy. Such conformational requirements include the overall three-dimensional structure and orientation of the chemical entity or compound at all or part of the binding site, or between the functional groups of the compound containing several chemical entities that interact directly with AChBP. The intervals are.

【0101】 特定の化合物の理論構造が、その化合物とAChBPとの間の不十分な相互作用お
よび会合を示唆する場合、化合物の合成および試験は不必要になる。しかしなが
ら、コンピュータモデリングが強力な相互作用を示す場合、その分子を合成し、
AChPBまたはリガンド依存性イオンチャネルに結合する能力について試験し、前
記の方法に従って機能的に試験することができる。このように、作動しない化合
物の合成を避けることができる。適切な化学的実体または断片が選択されたら、
それらを単一の化合物または阻害物質に集合することができる。AChBPの構造座
標に関してコンピュータ画面に表示された3次元画像上で断片の互いとの関係を
目視検査した後に、集合を行ってもよい。この後に、QuantaまたはSybylなどの
ソフトウェアを用いて手動のモデル構築が行われる。個々の化学的実体または断
片の接続において当業者を支援する有用なプログラムとして、CAVEAT(バートレ
ット(Bartlett)ら、「CAVEAT:生物学的に活性な分子の構造による設計を容易
にするプログラム(CAVEAT:A Program to Facilitate the Structure-Derived
Design of Biologically Active Molecules)」、「化学的問題および生物学的
問題における分子認識(Molecular Recognition in Chemical and Biological P
roblems)」、Special Pub.、Royal Chem.Soc.78(1989)、182〜196;MACCS-
3D(マーティン(Martin)、J.Med.Chem.35(1992)、2145〜2154)およびHO
OK(モレキュラーシミュレーションズ(Molecular Simulations)、Burlington
、Mass.)のような3Dデータベースシステムが含まれる。段階を追って(前記の
ように1回につき1つの断片または化学的実体)AChBPリガンドの構築に入る代わ
りに、AChBP結合化合物を、空の活性部位を用いて、または選択的に既知リガン
ドのいくつかの部分を含めて、全体としてまたは「新規に」設計することができ
る。これらの方法として、LUDI(ボーム(Bohm)、J.ComR.Aid.Molec.Desig
n 6(1992)、61〜78);LEGEND(ニシバタ(Nishibata)およびイタイ(Itai)
、Tetrahedron 47(1991)、8985);ならびにLeapFrog(トリポスアソシエーツ
(Tripos Associates)、St.Louis、Mo.)が含まれる。他の分子モデリング技
法もまた本発明に従って使用することができる;例えば、コーエン(Cohen)、J
.Med.Chem.33(1990)、883〜894、ならびにナビア(Navia)およびムルコ(
Murcko)、Current Opinions in Structural Biology 2(1992)、202〜210を参
照のこと。
When the theoretical structure of a particular compound suggests poor interaction and association between that compound and AChBP, compound synthesis and testing becomes unnecessary. However, if computer modeling shows strong interactions, synthesize the molecule,
The ability to bind to AChPB or ligand-gated ion channels can be tested and functionally tested according to the methods described above. In this way, the synthesis of non-working compounds can be avoided. Once the appropriate chemical entity or fragment is selected,
They can be assembled into a single compound or inhibitor. The assembly may be performed after visually inspecting the relationship of the fragments to each other on the three-dimensional image displayed on the computer screen with respect to the structural coordinates of AChBP. This is followed by manual model building using software such as Quanta or Sybyl. CAVEAT (Bartlett et al., “CAVEAT: a program that facilitates the structural design of biologically active molecules (CAVEAT: A Program to Facilitate the Structure-Derived
Design of Biologically Active Molecules "," Molecular Recognition in Chemical and Biological P
roblems) ", Special Pub., Royal Chem. Soc. 78 (1989), 182-196; MACCS-
3D (Martin, J. Med. Chem. 35 (1992), 2145-2154) and HO
OK (Molecular Simulations), Burlington
, Mass.) Like 3D database systems. Instead of step-by-step (one fragment or chemical entity at a time as described above) entering into the construction of the AChBP ligand, the AChBP-binding compound is used with an empty active site or selectively with some of the known ligands. Can be designed as a whole or "newly". These methods include LUDI (Bohm, J. ComR. Aid. Molec. Desig
n 6 (1992), 61-78); LEGEND (Nishibata and Itai)
, Tetrahedron 47 (1991), 8985); and LeapFrog (Tripos Associates, St. Louis, Mo.). Other molecular modeling techniques can also be used in accordance with the present invention; eg, Cohen, J.
. Med. Chem. 33 (1990), 883-894, and Navia and Murco (
Murcko), Current Opinions in Structural Biology 2 (1992), 202-210.

【0102】 このようなコンピュータモデリングは、好ましくは、ドッキングプログラム(
ダンブラック(Dunbrack)ら、Protein Sci.6(1997)、1661〜1681およびFold
ing Des.2(1997)、R27〜R42)を用いて行われる。
Such computer modeling is preferably performed by the docking program (
Dunbrack et al., Protein Sci. 6 (1997), 1661 to 1681 and Fold
ing Des. 2 (1997), R27 to R42).

【0103】 X線結晶構造を用いたコンピュータプレスクリーニングにおいて薬物または対
応するリード化合物を同定する方法は先行技術で説明されている(ベルリンデお
よびホル、Structure 2(1994)、577〜587;クンツ(Kuntz)、Science 257(1
992)、1078〜1082;シュカー(Shuker)ら、Science 274(1996)、1531〜1534
;フェジゾ(Fejzo)ら、Chem.Biol.6(1999)、755〜769;国際公開公報第98
/58961号)。リードを効率的に最適化するために構造情報を調査することができ
る。解明されたX線結晶構造を用いて、非常に小さな分子または官能基(GRID:
グッドフォード(Goodford)、J.Med.Chem.28(1985)、849〜857;MCSS:カ
フリシュ(Caflish)ら、J.Med.Chem.36(1993)、2142〜2167)から潜在的
なリード骨格(DOCK:クンツ(Kuntz)ら、Accounts Chem.Res.27(1994)、1
17〜123)に及ぶ化合物を同定するためのコンピュータプログラムが書かれてい
る。別の方法は、化合物ライブラリーをコンピュータでプレスクリーニングし、
スクリーニングライブラリーの大きさを小さくするためにX線結晶学により個々
の「ヒット」を実験により試験する(ベルリンデら、J.Comput.Aided Mol.De
s.6(1992)、131〜147)。さらに、再結合してリード高分子になり得る活性部
位に結合する有機溶媒を発見するための実験アプローチが開発されている(アレ
ン(Allen)ら、J.Phys.Chem.100(1996)、2605〜2611)。
Methods for identifying drugs or corresponding lead compounds in computer prescreens using X-ray crystal structures have been described in the prior art (Berlinde and Hor, Structure 2 (1994), 577-587; Kuntz. ), Science 257 (1
992), 1078-1082; Shuker et al., Science 274 (1996), 1531-1534.
Fejzo et al., Chem. Biol. 6 (1999), 755-769; International Publication No. 98.
/ 58961). Structural information can be investigated to efficiently optimize leads. Using the elucidated X-ray crystal structure, very small molecules or functional groups (GRID:
Goodford, J.M. Med. Chem. 28 (1985), 849-857; MCSS: Caflish et al. Med. Chem. 36 (1993), 2142 to 2167) and potential lead skeleton (DOCK: Kuntz et al., Accounts Chem. Res. 27 (1994), 1).
Computer programs have been written to identify compounds ranging from 17-123). Another method is to computer prescreen the compound library,
Individual "hits" are tested experimentally by X-ray crystallography to reduce the size of the screening library (Berlinde et al., J. Comput. Aided Mol. De).
s. 6 (1992), 131-147). In addition, an experimental approach has been developed to discover organic solvents that bind to the active site that can recombine to become lead macromolecules (Allen et al., J. Phys. Chem. 100 (1996), 2605. ~ 2611).

【0104】 化合物が前記方法により設計または選択されたら、化合物がAChBPまたは対応
するリガンド結合ドメインに結合しうる効率をコンピュータ評価により試験およ
び最適化することができる。例えば、阻害物質として機能するように設計または
選択された化合物は、好ましくは、結合状態と遊離状態との間の比較的小さなエ
ネルギー差(すなわち、小さな結合変形エネルギー)を示さなければならない。
従って、好ましくは、最も効率的な阻害物質は、約10kcal/mole以下の、好まし
くは7kcal/mole以下の結合変形エネルギーを有して設計されるべきである。阻害
物質は、全結合エネルギーが似ている1つを超えるコンフォメーションでリガン
ド結合ドメインと相互作用することがある。このような場合、結合変形エネルギ
ーは、遊離化合物のエネルギーと、阻害物質がAChBPに結合した時に観察される
コンフォメーションの平均エネルギーとの差であるとみなされる。
Once a compound has been designed or selected by the methods described above, the efficiency with which the compound can bind to AChBP or the corresponding ligand binding domain can be tested and optimized by computer evaluation. For example, a compound designed or selected to function as an inhibitor should preferably exhibit a relatively small energy difference between the bound and free states (ie, a small binding deformation energy).
Therefore, preferably the most efficient inhibitor should be designed with a binding deformation energy of about 10 kcal / mole or less, preferably 7 kcal / mole or less. Inhibitors may interact with the ligand binding domain in more than one conformation with similar total binding energies. In such cases, the binding deformation energy is considered to be the difference between the energy of the free compound and the average energy of the conformation observed when the inhibitor binds to AChBP.

【0105】 AChBPに結合するとして設計または選択された化合物は、結合状態において、
好ましくは標的リガンド結合ドメインとの反発静電的相互作用を欠くようにコン
ピュータでさらに最適化することができる。このような非相補的(例えば、静電
的)相互作用として、反発電荷-電荷相互作用、双極子-双極子相互作用、および
電荷-双極子相互作用が含まれる。特に、リガンドがAChBPに結合した時のリガン
ドとAChBPとの全静電的相互作用の合計が、好ましくは、結合エンタルピーに対
して中立的または好都合な寄与をする。化合物の変形エネルギーおよび静電的相
互作用を評価するための特定のコンピュータソフトウェアが当技術分野において
利用可能である。このような用途のために設計されたプログラムの例として、Ga
ussian 92、改訂C(フリッシュガウシアン社(Frisch, Gaussian, Inc.)、Pitt
sburgh、Pa.);AMBER、バージョン4.0(コールマン(Kollman)、カリフォルニ
ア大学サンフランシスコ校(University of California at San Francisco))
;QUANTA/CHARMM(モレキュラーシミュレーションズ社、Burlington、Mass.);
およびInsight II/Discover(バイオシズムテクノロジーズ社(Biosysm Technol
ogies Inc.)、San Diego、Calif.)が含まれる。これらのプログラムは、例え
ば、シリコングラフィックス(Silicon Graphics)ワークステーション、IRIS 4
D/35、IBM RISC/6000ワークステーションモデル550、またはより良くはUnixワー
クステーション(SGI、Alpha、Sunなど)、または任意のLinux PCを用いて実行
することができる。他のハードウェアシステムおよびソフトウェアパッケージが
当業者に周知であろう。
Compounds designed or selected to bind to AChBP have the following properties:
It can be further computationally optimized to preferably lack repulsive electrostatic interactions with the target ligand binding domain. Such non-complementary (eg, electrostatic) interactions include repulsive charge-charge interactions, dipole-dipole interactions, and charge-dipole interactions. In particular, the sum of all electrostatic interactions between the ligand and AChBP when the ligand binds to AChBP preferably makes a neutral or favorable contribution to the enthalpy of binding. Specific computer software is available in the art to evaluate compound deformation energy and electrostatic interactions. As an example of a program designed for such an application, Ga
ussian 92, Revision C (Frisch, Gaussian, Inc.), Pitt
sburgh, Pa.); AMBER, version 4.0 (Kollman, University of California at San Francisco)
QUANTA / CHARMM (Molecular Simulations, Burlington, Mass.);
And Insight II / Discover (Biosysm Technol
ogies Inc.), San Diego, Calif.). These programs are available, for example, on Silicon Graphics workstations, IRIS 4
It can run on a D / 35, IBM RISC / 6000 Workstation Model 550, or better a Unix workstation (SGI, Alpha, Sun, etc.), or any Linux PC. Other hardware systems and software packages will be known to those skilled in the art.

【0106】 前記のようにAChBP結合化合物が最適に選択または設計されたら、その結合特
性を改善または改変するために原子または側基の一部において置換を行うことが
できる。一般的に、最初の置換は保存的置換であり、すなわち、置換基は、元々
の基とほぼ同じ大きさ、形状、疎水性、および電荷を有する。もちろん、コンフ
ォメーションを変えると当技術分野において知られている成分を避けなければな
らないことが理解されるはずである。次いで、このような置換化合物を、前記で
詳細に述べた同じコンピュータ方法により、AChBPへの適合の効率について分析
することができる。前述のように、前記の本発明の方法はまた、当技術分野にお
いて周知の生化学的アッセイ法を用いた古典的薬物スクリーニングアッセイ法を
行う前の初期薬物スクリーニングアッセイ法として使用することができる。
Once the AChBP binding compound has been optimally selected or designed as described above, substitutions can be made at some of the atoms or side groups to improve or modify its binding properties. Generally, the initial substitution is a conservative substitution, that is, the substituent has about the same size, shape, hydrophobicity, and charge as the original group. Of course, it should be understood that changing the conformation must avoid ingredients known in the art. Such substituted compounds can then be analyzed for efficiency of matching to AChBP by the same computational methods detailed above. As mentioned above, the method of the invention described above can also be used as an initial drug screening assay prior to performing the classical drug screening assay using biochemical assays well known in the art.

【0107】 化合物、化学的誘導体、および類似体を調製する方法は当業者に周知であり、
例えば、例えば、ベイルステイン(Beilstein)、有機化学ハンドブック(Handb
ook of Organic Chemistry)、スプリンガー(Springer)編 New York Inc.、17
5 Fifth Avenue、New York、N.Y.に記載されている。
Methods of preparing compounds, chemical derivatives, and analogs are well known to those of skill in the art,
For example, Beilstein, Handbook of Organic Chemistry (Handb)
ook of Organic Chemistry), Springer, New York Inc., 17
5 Fifth Avenue, New York, N. Y. It is described in.

【0108】 本発明の方法の1つの態様において、同定された薬物はリガンド依存性イオン
チャネルの正しい集合を妨げるか、または促進する。従って、選択された薬物は
、例えば、リガンド依存性イオンチャネルの単量体の接触領域を妨害しても、集
合のための足場として働いてもよい。後者の場合、薬物は、例えば、集合された
時に2つ以上の単量体の接触領域に結合する抗体に基づいてもよく、従って、集
合過程を容易にする。AChBPおよび関連ニコチン性アセチルコリン受容体につい
て好ましい接触領域を以下に示す。前記方法のなおさらなる態様において、薬物
は、リガンド依存性イオンチャネルの非特異的結合部位に結合するように選択す
ることができる。非特異的結合部位は、例えば、リガンド依存性イオンチャネル
の単量体間で高度に保存されている接触領域を含み得る。
In one embodiment of the methods of the invention, the identified drug interferes with or promotes the correct assembly of ligand-gated ion channels. Thus, the selected drug may, for example, interfere with the monomer contact area of the ligand-gated ion channel or serve as a scaffold for assembly. In the latter case, the drug may, for example, be based on antibodies that bind to the contact regions of two or more monomers when assembled, thus facilitating the assembly process. The preferred contact areas for AChBP and related nicotinic acetylcholine receptors are shown below. In a still further aspect of the method, the drug can be selected to bind to a non-specific binding site of a ligand-gated ion channel. Non-specific binding sites may include, for example, contact regions that are highly conserved between monomers of ligand-gated ion channels.

【0109】 本発明の前記方法のいずれか1つに従って薬物が選択されたら、治療有効量の
薬物またはそのプロドラックを合成することができる。本明細書で使用する「治
療有効量」という用語は、意味のある患者利益、すなわち、リガンド依存性イオ
ンチャネルに関連する症状の治療、治癒、予防、もしくは改善、またはこのよう
な症状の治療率、治癒率、予防率、もしくは改善率の増加を示すのに十分な薬物
またはプロドラックの総量を意味する。さらに、もしくはまたは、特に薬物の前
臨床試験に関して、「治療有効量」という用語は、非ヒト動物試験において、薬
物が標的リガンド依存性イオンチャネルに結合した際に生理学的応答を誘発する
のに十分な薬物またはプロドラックの総量を含む。
Once the drug has been selected according to any one of the above methods of the invention, a therapeutically effective amount of the drug or prodrug thereof can be synthesized. The term "therapeutically effective amount" as used herein has a meaningful patient benefit, ie, the treatment, cure, prevention, or amelioration of symptoms associated with ligand-gated ion channels, or the therapeutic rate of such symptoms. , The total amount of drug or prodrug sufficient to show an increase in cure rate, prevention rate, or improvement rate. Additionally, or alternatively, and particularly with respect to preclinical testing of a drug, the term "therapeutically effective amount" is sufficient in a non-human animal test to elicit a physiological response when the drug binds to a target ligand-gated ion channel. Includes total drug or prodrug.

【0110】 本発明はまた、本発明の前記方法のいずれか1つによって製造された薬物また
はそのプロドラックに関する。好ましくは、薬物またはそのプロドラックは単独
または組成物中に治療有効量で存在する。
The present invention also relates to a drug produced by any one of the above methods of the invention or a prodrug thereof. Preferably, the drug or prodrug thereof is present alone or in a composition in a therapeutically effective amount.

【0111】 本発明の方法により得られた薬物は、タンパク質-リガンド複合体の結晶構造
の座標により定義される結合キャビティにおける結合部位との相互作用によって
特徴付けることができる。このような特徴付けの例については、例えば、米国特
許第5,798,247号(US-A-5,798,247)を参照のこと。好ましくは、例えば潜在的
な阻害物質などの薬物は、結晶構造に基づいた活性部位において、1つまたはそ
れ以上のアミノ酸と非共有結合を形成する。他方で、薬物は、五量体リガンド依
存性受容体の個々の単量体の接触領域に結合してもよい。例えば、リムナエア・
スタグナリスAChBP(配列番号:2)における多量体接触領域が同定されている。
連続した領域が、他の単量体との接触に関与する少なくとも1個おきの残基を有
する。接触は、2.7Å構造において4.2Åの距離内にある2個の原子として定義さ
れた。成熟AChBPにおける一次接触領域(Bと接触するAからの残基)は、15〜21
位、44〜47位、85〜87位、91〜94位、122〜124位、143〜146位、149位、185〜18
7位であり、相補接触領域(Aと接触するBからの残基(Eと接触するAにおける残
基と同一))は、3〜4位、7〜8位、11位、37〜39位、53位、75〜77位、96〜104
位、114〜118位、163〜170位である。図14も参照のこと。
The drug obtained by the method of the present invention can be characterized by its interaction with the binding site in the binding cavity defined by the coordinates of the crystal structure of the protein-ligand complex. See, for example, US Pat. No. 5,798,247 (US-A-5,798,247) for examples of such characterization. Preferably, the drug, eg a potential inhibitor, forms a non-covalent bond with one or more amino acids at the active site based on the crystal structure. On the other hand, the drug may bind to the contact regions of individual monomers of the pentameric ligand-dependent receptor. For example, Limnair
The multimer contact region in Stagnaris AChBP (SEQ ID NO: 2) has been identified.
Contiguous regions have at least every other residue involved in contact with other monomers. Contact was defined as two atoms within a distance of 4.2Å in the 2.7Å structure. The primary contact region (residue from A that contacts B) in mature AChBP is 15-21.
Position, 44-47th, 85-87th, 91-94th, 122-124th, 143-146th, 149th, 185-18th
Position 7, the complementary contact region (residue from B that contacts A (identical to the residue in A that contacts E)) is positions 3-4, 7-8, 11 and 37-39. , 53rd, 75-77th, 96-104th
The positions are 114-118 and 163-170. See also Figure 14.

【0112】 従って、1つの好ましい態様において、本発明の薬物は、単量体A〜Eを有する
五量体を含むリガンド依存性受容体と相互作用し、ここで、薬物は、配列番号:
2の15〜21位、44〜47位、85〜87位、91〜94位、122〜124位、143〜146位、149位
、185〜187位のアミノ酸残基により定義される1つもしくはそれ以上の、単量体
の一次接触領域、ならびに/または配列番号:2の3〜4位、7〜8位、11位、37〜39
位、53位、75〜77位、96〜104位、114〜118位、および163〜170位のアミノ酸残
基により定義される1つもしくはそれ以上の、他の単量体の相補接触領域(Aと接
触するBからの残基(Eと接触するAにおける残基と同一));あるいは図14に示
される接触領域の1つ;あるいはリガンド依存性イオンチャネルの単量体の対応
する接触領域に結合する。好ましくは、リガンド依存性イオンチャネルはニコチ
ン性アセチルコリン受容体であり、単量体の順序はαγαδβである。
Accordingly, in one preferred embodiment, the drug of the present invention interacts with a ligand-dependent receptor comprising a pentamer having monomers A to E, wherein the drug is SEQ ID NO:
One of the 2 to 15-position, 44-47 position, 85-87 position, 91-94 position, 122-124 position, 143-146 position, 149 position, 185-187 position amino acid residue or Further, the primary contact region of the monomer, and / or SEQ ID NO: 2, 3-4, 7-8, 11-position, 37-39.
Position 53, position 75-77, position 96-104, position 114-118, and position 163-170, the complementary contact region of one or more other monomers ( A residue from B that contacts A (identical to the residue in A that contacts E)); or one of the contact regions shown in FIG. 14; or the corresponding contact region of the monomer of the ligand-gated ion channel. Bind to. Preferably, the ligand-gated ion channel is the nicotinic acetylcholine receptor and the order of the monomers is αγαδβ.

【0113】 本明細書に開示される、または本発明の結晶AChBPタンパク質もしくは他の水
溶性リガンド結合タンパク質の独立した分析から得られる、結晶データおよび/
またはアミノ酸配列データからこのようなモデルを構築するために、任意の利用
可能な方法を用いることができる。このようなモデルは、HKL、MOSFILM、XDS、C
CP4、SHARP、PHASES、HEAVY、XPLOR、TNT、NMRCOMPASS、NMRPIPE、DIANA、NMRDR
AW、FELIX、VNMR、MADIGRAS、QUANTA、BUSTER、SOLVE、O、FRODO、RASMOL、CNS
、REFMAC、ARP/WARP、XTALVIEW、およびCHAINなどの既知のソフトウェアパッケ
ージを用いて、入手可能な分析データポイントから構築することができる。次い
で、これらのデータから構築されたモデルは、例えば、シリコングラフィックス
(Silicon Graphics)、エバンスアンドサザーランド(Evans and Sutherland)
、サン(SUN)、ヒューレットパッカード(Hewlett Packard)、アップルマッキ
ントッシュ(Apple Macintosh)、デック(DEC)、アイビーエム(IBM)、およ
びコンパック(Compaq)を含む利用可能なシステムを用いて視覚化することがで
きる。本発明はまた、本発明のモデルを含むコンピュータシステムなどの装置な
らびに本発明のモデルを構築、処理、および/または視覚化するために用いられ
るハードウェアを提供する。さらなる態様は、本発明のコンピュータハードウェ
アおよびモデルを含むコンピュータシステムを提供する。候補化学種とモデルと
の相互作用の研究は、QUANTA、RASMOL、O、CHAIN、FRODO、INSIGHT、DOCK、MCSS
/HOOK、CHARMM、LEAPFROG、CAVEAT(UC Berkley)、CAVEAT(MSI)、MODELLER、
CATALYST、XTALVIEW、およびISISを含む利用可能なソフトウェアプラットフォー
ムを用いて行うことができる。本明細書に開示されるか、または本発明の結晶AC
hBPタンパク質もしくは他の水溶性リガンド結合タンパク質の独立した分析から
得られる結晶データおよび/またはヌクレオチド/アミノ酸配列データを含む、フ
ロッピー(登録商標)ディスク、CD ROM、テープ、および他の任意の記憶手段ま
たは処理手段のようなコンピュータ可読媒体も本発明の主題である。有利なこと
に、リガンド依存性受容体の拮抗物質/阻害物質または作用物質/活性化物質をモ
デリングするために、述べた手段および装置のいずれか1つを用いることができ
る。
Crystal data and / or data disclosed herein or obtained from independent analysis of crystalline AChBP proteins or other water-soluble ligand binding proteins of the invention
Alternatively, any available method can be used to construct such a model from amino acid sequence data. Such models include HKL, MOSFILM, XDS, C
CP4, SHARP, PHASES, HEAVY, XPLOR, TNT, NMRCOMPASS, NMRPIPE, DIANA, NMRDR
AW, FELIX, VNMR, MADIGRAS, QUANTA, BUSTER, SOLVE, O, FRODO, RASMOL, CNS
, REFMAC, ARP / WARP, XTALVIEW, and CHAIN can be used to build from the available analytical data points. Models constructed from these data are then used, for example, in Silicon Graphics, Evans and Sutherland.
Can be visualized using available systems including Sun, SUN, Hewlett Packard, Apple Macintosh, Apple Macintosh, Deck, DEC, IBM, and Compaq . The invention also provides a device, such as a computer system, that includes the model of the invention and the hardware used to build, process, and / or visualize the model of the invention. A further aspect provides a computer system including the computer hardware and model of the present invention. Studies on the interaction between candidate species and models are conducted by QUANTA, RASMOL, O, CHAIN, FRODO, INSIGHT, DOCK, MCSS.
/ HOOK, CHARMM, LEAPFROG, CAVEAT (UC Berkley), CAVEAT (MSI), MODELLER,
It can be done using available software platforms including CATALYST, XTALVIEW, and ISIS. Crystalline AC disclosed herein or according to the invention
Floppy disks, CD ROMs, tapes, and any other storage means containing crystallographic and / or nucleotide / amino acid sequence data obtained from independent analysis of hBP proteins or other water soluble ligand binding proteins or Computer-readable media, such as processing means, are also the subject of the present invention. Advantageously, any one of the described means and devices can be used to model antagonists / inhibitors or agonists / activators of ligand-dependent receptors.

【0114】 さらに、本発明は、本発明の水溶性リガンド結合タンパク質のX線座標を用い
たコンピュータによる分子モデリングによるリガンド依存性イオンチャネルのリ
ガンド結合ドメインの理論3次元(3D)モデルの構築に関する。これらの3Dモデ
ルはリガンド結合ドメイン全体(〜220から240個の細胞外アミノ酸)に対応して
いても、リガンド結合部位に限定されていてもよい。
The invention further relates to the construction of a theoretical three-dimensional (3D) model of the ligand-binding domain of the ligand-gated ion channel by computational molecular modeling of the water-soluble ligand-binding proteins of the invention using X-ray coordinates. These 3D models may correspond to the entire ligand binding domain (~ 220 to 240 extracellular amino acids) or may be restricted to the ligand binding site.

【0115】 分子モデリングのために軟体動物リガンド結合タンパク質の3D構造を用いる概
念、および例えば、哺乳動物、特にヒトのリガンド依存性イオンチャネルを構造
予測するためのツールは、脊椎動物グルタミン酸受容体チャネルおよび細菌ペリ
プラズム基質結合タンパク質(PBPs)のリガンド結合ドメインが、イオンチャネ
ル型グルタミン酸受容体サブユニットとテンプレートとして用いられたPBPsとの
非常に低い配列類似性(12%)にもかかわらず類似した3D構造を共有するという
観察から支持を得ている;概説については、パス(Paas)ら、TiPS 21(2000)
、87〜92およびそこに引用された参考文献を参照のこと。
The concept of using the 3D structure of mollusc ligand binding proteins for molecular modeling, and tools for structural prediction of ligand-gated ion channels in, for example, mammals, and particularly humans, include vertebrate glutamate receptor channels and The ligand-binding domain of bacterial periplasmic substrate-binding proteins (PBPs) displays a similar 3D structure despite the very low sequence similarity (12%) between the ionotropic glutamate receptor subunit and PBPs used as templates. It is supported by the observation of sharing; for a review, Paas et al., TiPS 21 (2000).
, 87-92 and the references cited therein.

【0116】 従って、選択的に、例えば、部位特異的変異体の機能研究により補われるコン
ピュータによる分子モデリングに基づいて、リガンド依存性イオンチャネルのリ
ガンド結合ドメインの結晶構造およびこれらのドメインの理論3Dモデルを予測す
ることができる。次に、これらのモデルは、構造による薬物設計に用いることが
できる。例えば、(1)作用物質により誘発されるチャネル活性化および脱感作
、(2)様々な競合受容体拮抗物質によるチャネル活性の阻害、または(3)様々
なリガンドの結合、に及ぼすリガンド結合部位にまず間違いなく位置するアミノ
酸残基の変異の影響をモニタリングすることによって、予測されたモデルをさら
に精密化することができる。このような影響を分析するための実験設定は当業者
に周知であり、リガンド依存性イオンチャネルの機能アッセイ系について引用さ
れた文献も参照のこと。
Thus, selectively, for example, based on computational molecular modeling complemented by functional studies of site-directed variants, crystal structures of the ligand-binding domains of ligand-gated ion channels and theoretical 3D models of these domains. Can be predicted. These models can then be used for structural drug design. Ligand binding sites that affect, for example, (1) agonist-induced channel activation and desensitization, (2) inhibition of channel activity by various competitive receptor antagonists, or (3) binding of various ligands. The predicted model can be further refined by monitoring the effects of mutations at amino acid residues arguably located in Experimental settings for analyzing such effects are well known to those of skill in the art, see also the literature cited for functional assay systems for ligand-gated ion channels.

【0117】 従って、本発明の態様は、リガンド依存性イオンチャネルの新たなリガンドを
同定およびモデリングする、ならびにイオンチャネルそれ自体を改変する様々な
可能性を可能にする。従って、本発明は、前記のポリヌクレオチド、タンパク質
、二量体および五量体、リガンド依存性イオンチャネル、ベクター、宿主細胞、
抗原、抗体、オリゴヌクレオチドプローブ、結晶、これらの構造座標、ならびに
リガンド依存性受容体の推定リガンドをスクリーニングまたはプロファイルする
方法の使用に関する。
Thus, aspects of the invention allow for various possibilities of identifying and modeling new ligands for ligand-gated ion channels, as well as modifying the ion channels themselves. Therefore, the present invention provides the above-mentioned polynucleotides, proteins, dimers and pentamers, ligand-gated ion channels, vectors, host cells,
It relates to the use of antigens, antibodies, oligonucleotide probes, crystals, their structural coordinates, as well as methods of screening or profiling putative ligands for ligand-dependent receptors.

【0118】 タンパク質を用いた薬物発見におけるリード創出方法、ならびに質量分析(チ
ェン(Cheng)らJ.Am.Chem.Soc.117(1995)、8859〜8860)、およびいくつ
かの核磁気共鳴(NMR)法(フェジゾ(Fejzo)ら、Chem.Biol.6(1999)、755
〜769;リン(Lin)ら、J.Org.Chem.62(1997)、8930〜8931)などの検出方
法。
Lead generation methods in protein-based drug discovery, as well as mass spectrometry (Cheng et al. J. Am. Chem. Soc. 117 (1995), 8859-8860), and some nuclear magnetic resonance (NMR). ) Method (Fejzo et al., Chem. Biol. 6 (1999), 755.
~ 769; Lin et al., J. Am. Org. Chem. 62 (1997), 8930-8931).

【0119】 本発明の方法により得られる、新たに同定された薬物、すなわち、拮抗物質/
阻害物質または作用物質/活性化物質は、リガンド依存性イオンチャネルにより
媒介される障害、またはリガンド依存性イオンチャネルに関連する障害を治療す
るための薬学的組成物の調製に用いることができる。このような障害は当業者に
周知である。例えば、nAChRへの作用物質および拮抗物質の考えうる適用は、そ
れらが注意、記憶、および認知のような複雑な機能に関与し、ある特定の神経精
神病学的障害(アルツハイマー病およびパーキンソン病、トゥーレット症候群、
精神分裂病、うつ病など)の病因に関与していることに基づいている。これらの
障害の大部分について、nAChR拮抗物質の使用が、予防療法(特に、アルツハイ
マー病およびパーキンソン病)または対症療法になり得る;概説については、例
えば、ミハイレスク(Mihailescu)およびドラッカーコリン(Drucker-Colin)
、Arch.Med.Res.31(2000)、131〜144を参照のこと。
The newly identified drugs, antagonists / obtained by the method of the present invention
The inhibitors or agents / activators can be used in the preparation of a pharmaceutical composition for treating disorders mediated by ligand-gated ion channels, or disorders associated with ligand-gated ion channels. Such disorders are well known to those of skill in the art. For example, possible applications of agonists and antagonists to nAChR have been shown to involve certain neuropsychiatric disorders (Alzheimer's disease and Parkinson's disease, Too Rett syndrome,
Schizophrenia, depression, etc.) is involved in the etiology of. For most of these disorders, the use of nAChR antagonists can be prophylactic (especially Alzheimer's and Parkinson's) or symptomatic; for a review, see, for example, Mihailescu and Drucker-Colin. )
, Arch. Med. Res. 31 (2000), 131-144.

【0120】 作用物質および拮抗物質の構造プロフィールにも関連するGABA活性化リガンド
依存性イオンチャネルの医薬品化学および分子生物学がシェビブ(Chebib)ら、
J.Med.Chem.43(2000)、1427〜1447に記載されている。
The medicinal chemistry and molecular biology of GABA-activating ligand-gated ion channels, which are also related to the structural profiles of agonists and antagonists, have been described by Chebib et al.
J. Med. Chem. 43 (2000), 1447-1447.

【0121】 グリシン受容体およびグリシン作動性(glycinergic)神経伝達の障害が、ラ
ジェンドラ(Rajendra)ら、Pharmacol.Ther.73(1997)、121〜146およびバ
リー(Barry)ら、Clin.Exp.Pharmacol.Physiol.26(1999)、935〜936に広
範囲にわたって概説されている。
Disorders of glycine receptors and glycinergic neurotransmission have been reported by Rajendra et al., Pharmacol. Ther. 73 (1997), 121-146 and Barry et al., Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 26 (1999), 935-936.

【0122】 CNS障害における5-HT3受容体の主な役割および5-HT3受容体の拮抗物質が、ブ
ルーム(Bloom)およびモラレス(Morales)、Neurochemical Research 23(199
8)、653〜659ならびにヒギンス(Higgins)およびキルパトリック(Kilpatrick
)、Expert Opin.Invest.Drugs 8(1999)、2183〜2188で述べられている。
The major role of 5-HT3 receptors in CNS disorders and antagonists of 5-HT3 receptors have been reported by Bloom and Morales, Neurochemical Research 23 (199).
8), 653-659 and Higgins and Kilpatrick.
), Expert Opin. Invest. Drugs 8 (1999), 2183-2188.

【0123】 1つの態様において、拮抗物質/阻害物質は、リガンド依存性イオンチャネルの
タンパク質、抗原、抗体であるか、もしくはそれら由来であるか、または毒素由
来である。同様に、作用物質/活性化物質は、リガンド依存性イオンチャネルの
タンパク質、抗原、抗体、または毒素由来でありうる。可能な出発点は、例えば
、コノトキシン(IMI)およびα-ブンガロトキシンなどのペプチド毒素、ロホト
キシン(ビピナチン)、ツボクラリン、デカメトニウム、α-コブラトキシン、
エピバチジン、アセチルコリン、コリン、ニコチン、カルバコール、セロトニン
、またはGABAを含む。例えば、薬物の親和性および/もしくは特異性を改善する
ために、または例えば、別の標的に作用する薬物をある特定のリガンド依存性イ
オンチャネルと非反応性にするために、これらの分子の構造を標的リガンド結合
ドメイン結晶の構造と共に使用して、化合物をモデリングし、付加、欠失、また
は改変しうる側鎖、官能基などを解明することができる。
In one embodiment, the antagonist / inhibitor is or is derived from a protein, antigen, antibody of a ligand-gated ion channel or is derived from a toxin. Similarly, the agent / activator can be derived from a ligand-gated ion channel protein, antigen, antibody, or toxin. Possible starting points are eg peptide toxins such as conotoxin (IMI) and α-bungarotoxin, lophotoxin (bipinatin), tubocurarine, decamethonium, α-cobratoxin,
Contains epibatidine, acetylcholine, choline, nicotine, carbachol, serotonin, or GABA. The structure of these molecules, for example to improve the affinity and / or specificity of the drug, or for example to render the drug acting on another target non-reactive with a particular ligand-gated ion channel. Can be used in conjunction with the structure of target ligand binding domain crystals to model compounds and elucidate side chains, functional groups, etc. that may be added, deleted or modified.

【0124】 本発明に従う使用に好ましい態様において、リガンド依存性イオンチャネルは
ニコチン性アセチルコリン受容体であり、媒介されるおよび関連する障害は、ト
ゥーレット症候群、アルツハイマー病、ニコチン嗜癖、または精神分裂病である
In a preferred embodiment for use according to the invention, the ligand-gated ion channel is a nicotinic acetylcholine receptor and the mediated and related disorders are Tourette's syndrome, Alzheimer's disease, nicotine addiction, or schizophrenia. is there.

【0125】 本明細書で前述したように、水溶性リガンド結合タンパク質が軟体動物に存在
し、高等哺乳動物のリガンド依存性イオンチャネルのリガンド結合ドメインに非
常に類似していることを示すことができたのは、これが初めてことである。類似
するリガンド結合タンパク質が他の軟体動物種に、または軟体動物(Mollusca)
、旧口動物(Protostomia)、体腔動物(Coelomata)、左右相称動物(Bilateri
a)、真正後生動物(Eumetazoa)、後生動物(Metazoa)、菌類/後生動物(Fung
i/Metazoa)群の系統にさえも存在すると予想される。従って、本発明はまた、
このような種(好ましくは、軟体動物)から水溶性リガンド結合タンパク質を同
定および単離するためのリガンド依存性イオンチャネルのリガンドの使用に関す
る。好ましくは、タンパク質単離に用いられるリガンドはα-ブンガロトキシン
である。これらの生物から入手可能な水溶性リガンド結合タンパク質ならびに本
明細書に存在する開示に従って作成することができる誘導体もまた本発明の主題
である。
As previously described herein, it can be shown that water-soluble ligand-binding proteins are present in mollusks and are very similar to the ligand-binding domain of higher mammalian ligand-gated ion channels. This is the first time for me. Similar ligand-binding proteins to other mollusc species or mollusks (Mollusca)
, Protostomia, Coelomata, Bilateri
a), Authentic metazoa (Eumetazoa), metazoa (Metazoa), fungi / metazoa (Fung)
It is expected to exist even in the lineages of the i / Metazoa group. Therefore, the present invention also
It relates to the use of ligands of ligand-gated ion channels to identify and isolate water soluble ligand binding proteins from such species, preferably molluscs. Preferably, the ligand used for protein isolation is α-bungarotoxin. Water-soluble ligand binding proteins available from these organisms as well as derivatives that can be made according to the disclosures present herein are also subject matter of the present invention.

【0126】 さらに、初めてニコチン性結合部位の結晶構造が明らかにされた。この結晶構
造は、軟体動物AChBPが、LGICスーパーファミリーリガンド結合ドメインのホモ
ログであることを示している。結晶構造は、Igトポロジー、サブユニット境界面
における結合部位の位置、MIRの位置、およびニコチン性リガンド結合残基に関
する広範なデータを明らかにする。重要なことに、結晶構造により、3次元での
ニコチン性リガンド結合部位の正確な折り畳みおよび配置についての重要な新し
い情報が得られる。これは、EM分析により認められている第2のポケットの存在
を示す。さらに、これは、リガンド結合部位の主要部分および相補部分の相対位
置を示すことによりサブユニットの配置を明らかにする。これは、疎水性コアの
形成および二次構造要素のパッキングによる単量体構造の安定化におけるLGICス
ーパーファミリー保存残基の役割を説明し、五量体がどのように組み立てられる
のか、五量体境界面がどの程度弱くLGIC間で保存されるのかを明らかにする。
Furthermore, the crystal structure of the nicotinic binding site was elucidated for the first time. This crystal structure indicates that mollusc AChBP is a homologue of the LGIC superfamily ligand binding domain. The crystal structure reveals extensive data on Ig topology, binding site positions at subunit interfaces, MIR positions, and nicotinic ligand binding residues. Importantly, the crystal structure provides important new information about the correct folding and placement of the nicotinic ligand binding site in three dimensions. This indicates the presence of a second pocket, which is recognized by EM analysis. Furthermore, it reveals the arrangement of subunits by showing the relative positions of the major and complementary parts of the ligand binding site. This explains the role of LGIC superfamily conserved residues in stabilizing the monomeric structure by forming a hydrophobic core and packing secondary structural elements, how the pentamers are assembled, and the pentamers. To clarify how weak the boundary surface is preserved between LGICs.

【0127】 この構造は、LGICスーパーファミリーを標的としている非常に多くの薬物設計
研究に用いることができる。その折り畳みに関する一般的な構造知識は、GABA、
セロトニン(5HT3)、およびグリシン受容体の分野に適用できるだろう。これは
、これらのリガンド結合特性を理解するのに役立ち、従って、例えば、5HT3受容
体を標的とした制吐薬またはGABA受容体を標的とする気分決定薬(mood-definin
g drug)の開発に影響を及ぼしうる。しかしながら、ニコチン性リガンド結合部
位の3次元描写が利用できることは、標的としてニューロンニコチン性受容体を
有する、アルツハイマー病、癲癇、および喫煙嗜癖に対する新薬の設計に特に関
連している。
This structure can be used in numerous drug design studies targeting the LGIC superfamily. General structural knowledge about its folding is GABA,
It could be applied in the field of serotonin (5HT 3 ) and glycine receptors. This helps to understand their ligand binding properties, and thus, for example, anti-emetic drugs targeting the 5HT 3 receptor or mood-definin targeting the GABA receptor.
g drug) can be affected. However, the availability of three-dimensional delineation of nicotinic ligand binding sites is particularly relevant to the design of new drugs for Alzheimer's disease, epilepsy, and smoking addiction, which have neuronal nicotinic receptors as targets.

【0128】 多くの態様および実施例が本発明のアセチルコリン結合タンパク質(AChBP)
の特徴を述べており、本明細書で一般的に説明される態様は、好ましくはニコチ
ン性アセチルコリン受容体(nAChR)に関連し、より好ましくはαサブユニット
、最も好ましくはα7サブユニットに関する。しかしながら、全ての態様が他の
水溶性リガンド結合タンパク質、一般的には本明細書で述べられたリガンド依存
性イオンチャネルに等しく適用されることが理解されるべきである。例えば、ア
セチルコリン受容体の新たなリガンド、好ましくは、アセチルコリン受容体に対
して阻害作用または刺激作用を有するリガンドをモデリングするために、AChBP
の結晶構造を用いることができる。同様に、阻害作用を有する、他のリガンド依
存性イオンチャネル(グリシン、GABA、およびセロトニン受容体を含む)の新た
なリガンドを同定およびモデリングすることが可能である。このようなリガンド
は、例えば、リガンド依存性イオンチャネルの正確な集合を妨げる可能性がある
。好ましくは、このようなリガンドは、リガンド依存性イオンチャネルの特定の
サブタイプの正確な集合を妨げる。一方で、リガンド依存性イオンチャネル、好
ましくは、リガンド依存性イオンチャネルの特定のサブタイプの正確な集合を促
進するリガンドを同定およびモデリングすることができる。前述のように、本発
明の方法はまた、リガンド依存性イオンチャネルの非特異的結合部位に対する阻
害物質のモデリングを可能にする。
Many embodiments and examples include acetylcholine binding protein (AChBP) of the invention.
Of the invention, and embodiments generally described herein relate preferably to the nicotinic acetylcholine receptor (nAChR), more preferably to the α subunit, most preferably to the α7 subunit. However, it should be understood that all aspects apply equally to other water-soluble ligand binding proteins, generally the ligand-gated ion channels described herein. For example, to model new ligands for the acetylcholine receptor, preferably those with inhibitory or stimulatory effects on the acetylcholine receptor, AChBP
Can be used. Similarly, it is possible to identify and model new ligands for other ligand-gated ion channels, including glycine, GABA, and serotonin receptors, that have inhibitory effects. Such ligands may interfere, for example, with the correct assembly of ligand-gated ion channels. Preferably, such ligands prevent the correct assembly of specific subtypes of ligand-gated ion channels. On the other hand, it is possible to identify and model ligand-gated ion channels, preferably ligands that facilitate the correct assembly of specific subtypes of ligand-gated ion channels. As mentioned above, the method of the invention also allows modeling of inhibitors for non-specific binding sites of ligand-gated ion channels.

【0129】 さらに、集合挙動が改変された、一次結合部位におけるアセチルコリン受容体
サブタイプとの結合部位の類似点を高めた、かつ一般的に、活性およびコンフォ
メーション変化における特定のリガンド依存性イオンチャネルとの類似点を高め
、リガンド結合挙動が改変されるようAChBPの変異体およびキメラを予測および
作成することが可能である。AChBPとアセチルコリン受容体との最も近い関係を
考慮して、二次結合部位におけるアセチルコリン受容体サブタイプとの結合部位
の類似点を高めた、変異体およびキメラを作成することが特に好ましい。しかし
ながら、一次結合部位または二次結合部位における他のリガンド依存性イオンチ
ャネルサブタイプとの結合部位の類似点を高めた変異体およびキメラの予測およ
び作成もまた考えられる。
Furthermore, the assembly behavior has been modified to enhance the binding site similarity to acetylcholine receptor subtypes at the primary binding site, and in general to specific ligand-gated ion channels in changes in activity and conformation. Mutants and chimeras of AChBP can be predicted and engineered to enhance similarities with and modify ligand binding behavior. Taking into account the closest relationship between AChBP and the acetylcholine receptor, it is particularly preferred to create variants and chimeras that have increased binding site similarity to the acetylcholine receptor subtype at the secondary binding site. However, the prediction and production of variants and chimeras that have increased binding site similarity with other ligand-gated ion channel subtypes at the primary or secondary binding sites are also contemplated.

【0130】 これらの態様および他の態様が本発明の説明および実施例により開示および包
含される。本発明に従って使用される抗体、方法、使用、および化合物のいずれ
か1つに関するさらなる文献は、例えば、電子装置を用いて、公共の図書館およ
びデータベースから検索することができる。例えば、http://www.ncbi.nlm.nih.
gov/PubMed/medline.htmlのようなインターネット上で利用可能な公共データベ
ース「メッドライン(Medline)」を利用することができる。例えば、http://ww
w.ncbi.nlm.nih.gov/、http://www.infobiogen.fr/、http://www.fmi.ch/biolog
y/research tools.html、http://www.tigr.org/のようなさらなるデータベース
およびアドレスが当業者に周知であり、これはまた、例えば、http://www.lycos
.com.を用いて入手することができる。バイオテクノロジーにおける特許情報の
概要ならびに遡及調査および現状把握調査に有用な特許情報の関連情報源の調査
がバークス(Berks)、TIBTECH 12(1994)、352〜364に示されている。
These and other aspects are disclosed and encompassed by the description and examples of the invention. Further literature on any one of the antibodies, methods, uses and compounds used according to the invention can be retrieved from public libraries and databases, for example using electronic devices. For example, http: //www.ncbi.nlm.nih.
A public database "Medline" available on the Internet such as gov / PubMed / medline.html can be used. For example, http: // ww
w.ncbi.nlm.nih.gov/, http://www.infobiogen.fr/, http://www.fmi.ch/biolog
y / research Additional databases and addresses such as tools.html, http://www.tigr.org/ are well known to those skilled in the art, which can also be found, for example, at http: //www.lycos.
It can be obtained using .com. An overview of patent information in biotechnology and a search of related sources of patent information useful for retrospective and current status studies is given in Berks, TIBTECH 12 (1994), 352-364.

【0131】 本開示は、参照として本明細書に組み入れられる添付の図面と併せて最もよく
理解することができる。さらに、例示のために示され、制限することが意図され
ない以下の実施例から、本発明およびその多くの利点のより良い理解が得られる
と思われる。
The present disclosure can best be understood in conjunction with the accompanying drawings, which are incorporated herein by reference. Furthermore, a better understanding of the invention and its many advantages will be gained from the following examples, which are given by way of illustration and not intended to be limiting.

【0132】 実施例で指示する場合を除いて、全ての組換えDNA技法は、サンブルックら(1
989)、「分子クローニング:実験マニュアル(Molecular Cloning:A Laborato
ry Manual)」、Cold Spring Harbor Laboratory Press、NYまたはアウスベルら
(1994)「分子生物学における最新プロトコール(Current Protocols in Molec
ular Biology)」、「最新プロトコール(Current Protocols)」の第1巻および
第2巻に記載されているプロトコールに従って行われる。植物分子研究のための
標準的な材料および方法は、BIOS Scientific Publications Ltd(UK)およびBl
ackwell Scientific Publications(UK)により合同出版された、クロイ(R.D
.D.Croy)による「植物分子生物学実験フェーズ(Plant Molecular Biology L
abfase)」(1993)に記載されている。
Except as indicated in the examples, all recombinant DNA techniques were performed according to Sambrook et al. (1
989), "Molecular Cloning: A Laborato
ry Manual), Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY or Ausbel et al. (1994) “Current Protocols in Molec
regular Biology) ”,“ Current Protocols ”, Volumes 1 and 2 of the present invention. Standard materials and methods for plant molecule research are available in BIOS Scientific Publications Ltd (UK) and Bl.
Chloe (RD), jointly published by ackwell Scientific Publications (UK)
. D. Croy) “Plant Molecular Biology L
abfase) ”(1993).

【0133】 実施例 実施例1:リムナエアAChBPのCNSからの単離、質量およびN末端タンパク質配列の
決定単離 : 80のリムナエアCNSを、1ug/mlアプロチニン、10ug/mlベンズアミジン、0.5ug/
mlロイペプチン、24ug/mlペファブロック(pefabloc)を含む溶解緩衝液(PBS[1
6mM Na2HPO4、4mM NaH2PO4(pH7.4);150mM NaCl]0.5%ノニデット(Nonidet)
P-40;0.1%トライトン、0.2%tween-20)中でホモジナイズした。CNS溶解産物
を、12,000×gで5分間、3回の遠心分離によって清澄した。ストレプトアビジン
コート磁気ビーズ(ダイナル(Dynal)、Oslo)5mgを、ビオチン結合α-ブンガ
ロトキシン(4ug)(モレキュラープローブス(Molecular Probes)、Oxford、U
K)で飽和させた。過剰なα-ブンガロトキシンを除去するために、これらのビー
ズをPBSで洗浄し、次いで、清澄CNS溶解産物に添加し、1時間インキュベートし
た。この後、非結合タンパク質を除去するために、ビーズをPBSで3回洗浄した。
α-ブンガロトキシンなしで対照反応を行った。10-4Mニコチンを含むPBS 10μl
中で1時間、α-ブンガロトキシンに結合したタンパク質を溶出させた。
EXAMPLES Example 1: Isolation of Limnaea AChBP from CNS, Determination of Mass and N-Terminal Protein Sequencing Isolation : 80 limnaea CNS, 1 ug / ml aprotinin, 10 ug / ml benzamidine, 0.5 ug / ml
Lysis buffer (PBS [1 containing 24ug / ml pefabloc)
6mM Na 2 HPO 4 , 4mM NaH 2 PO 4 (pH7.4); 150mM NaCl] 0.5% Nonidet
P-40; 0.1% Triton, 0.2% tween-20). CNS lysates were clarified by centrifugation 3 times at 12,000 xg for 5 minutes. Streptavidin-coated magnetic beads (Dynal, Oslo) 5 mg, biotin-conjugated α-bungarotoxin (4ug) (Molecular Probes, Oxford, U
Saturated with K). These beads were washed with PBS to remove excess α-bungarotoxin, then added to clear CNS lysates and incubated for 1 hour. Following this, the beads were washed 3 times with PBS to remove unbound protein.
A control reaction was performed without α-bungarotoxin. 10 μl PBS containing 10-4 M nicotine
The protein bound to α-bungarotoxin was eluted for 1 hour in.

【0134】質量決定 : 溶離液を、以前に述べられたものと同様のマイクロカラムLCシステムで分離し
た(シャ(Hsieh)ら;Anal.Chem.70;1998;1847〜1852)。市販のシリンジ
ポンプ(パーキンエルマー(Perkin Elmer)/ABI、モデル140B)を用いて20μl/
分の流速をカラムに送った。試料をカラムに充填した後に、流速を10μl/分に落
とした。次いで、1分で、溶離液を0.2%酢酸から0.2%酢酸/60%アセトニトリル
に切り替えた。MSモードでのエレクトロスプレー質量スペクトルは、Zスプレー
大気圧イオン源を備えているマイクロマス(Micromass)Q-TOF 四重極飛行時間
型質量分析計で得られた。
Mass determination : Eluents were separated on a microcolumn LC system similar to that previously described (Hsieh et al .; Anal. Chem. 70; 1998; 1847-1852). 20 μl / using a commercially available syringe pump (Perkin Elmer / ABI, model 140B)
A minute flow rate was delivered to the column. After loading the sample into the column, the flow rate was dropped to 10 μl / min. Then, in 1 minute, the eluent was switched from 0.2% acetic acid to 0.2% acetic acid / 60% acetonitrile. Electrospray mass spectra in MS mode were obtained on a Micromass Q-TOF quadrupole time-of-flight mass spectrometer equipped with a Z-spray atmospheric pressure ion source.

【0135】タンパク質配列分析 : 配列分析のために、同じ手順を用いてα-ブンガロトキシン結合タンパク質を
抽出し、その後に、SDS-PAGEおよびPDVFメンブレン上でのウエスタンブロッティ
ングを行った。配列分析は、プロテインシーケンサー(ABI、パーキンエルマー
)を用いて24kDaでブロットされたタンパク質(見かけのMW)のエドマン分解に
よって行った。
Protein Sequence Analysis : For sequence analysis, α-bungarotoxin binding protein was extracted using the same procedure, followed by SDS-PAGE and Western blotting on PDVF membrane. Sequence analysis was performed by Edman degradation of the protein (apparent MW) blotted at 24 kDa using a protein sequencer (ABI, Perkin Elmer).

【0136】 実施例2:リムナエアAChBP cDNA配列のクローニング:PCRおよびcDNAライブラリ
ーのスクリーニングPCRクローニング : AChBPの1〜10位の残基であるアミノ酸配列 (配列番号:10)に基づいて、縮重オリゴヌクレオチド (BamHI制限部位を含む)を合成し、IZAPIIλベクター上のプライマーと共に使
用した。PCRは、DNAサーマルサイクラー(パーキンエルマーセタス(PerkinElme
r Cetus)、CT)において、94℃、20秒;53℃、30秒;および72℃、1分の45サイ
クルを用いて、1.0単位のSuper Taq DNAポリメラーゼ(ベーリンガーマンハイム
(Boehringer Mannheim)、Germany)を含む反応体積100μl中で、リムナエアCN
SのIZAP II cDNAライブラリーに対して行った。増幅cDNAをBamHIおよびEcoRIで
消化し、アガロースゲルで分離し、〜900bpの産物をクローニングし、配列決定
した。
Example 2 Cloning of Limnair AChBP cDNA Sequence: PCR and Screening of cDNA Library PCR Cloning : Amino acid sequence of residues 1-10 of AChBP Degenerate oligonucleotide based on (SEQ ID NO: 10) (Including BamHI restriction site) was synthesized and used with the primers on the IZAPIIλ vector. PCR is a DNA thermal cycler (PerkinElmecetas)
rCetus), CT) at 94 ° C., 20 sec; 53 ° C., 30 sec; In a reaction volume of 100 μl containing
Performed on S IZAP II cDNA library. The amplified cDNA was digested with BamHI and EcoRI, separated on an agarose gel and the ~ 900 bp product cloned and sequenced.

【0137】ライブラリースクリーニング : 増幅されたλZAP II CNS cDNAライブラリーの約20,000クローンを105pfu/400c
m2の密度で播いて、荷電したナイロンメンブレン(ベーリンガーマンハイム、Ge
rmany)に吸収させた。AChBP PCR産物をランダムプライムしたプローブとして使
用し、[α32P]dATP(比活性>109cpm/mg)で標識した。メンブレンを、6×SSC(
1×SSC:0.15M NaClおよび0.015Mクエン酸ナトリウム)、0.2%SDS、5×デンハ
ルト、ならびに10ug/mlニシン精子DNA中で、65℃で18時間ハイブリダイズした。
フィルターを、0.2×SSC、0.2%SDSで65℃、30分間洗浄し、オートラジオグラフ
にかけた。4つの個々のcDNAクローンがインビボで切除され、両方向でのジデオ
キシチェインターミネーション法を用いて配列決定された。L-AChBP T1およびL-
AChBP T2と呼ばれる2種類の配列が得られた。「SMART」Simple Modular Archite
ctur Research Tool(V3.1)を用いて、シグナル配列を決定した;シュルツ(Sc
hultz)ら、Proc.natl.Acad.Sci.USA 95(1998)、5857〜5864およびNuclei
c Acids Res.28(2000)、231〜234を参照のこと。L-AChBP T1(配列番号:2)
の場合、予測を実験により確認することができた。
Library screening : Approximately 20,000 clones of the amplified λZAP II CNS cDNA library were transformed into 10 5 pfu / 400c.
Seeded at a density of m 2 and charged with a nylon membrane (Boehringer Mannheim, Ge
rmany). The AChBP PCR product was used as a randomly primed probe and labeled with [α 32 P] dATP (specific activity> 10 9 cpm / mg). Replace the membrane with 6 x SSC (
1 x SSC: 0.15 M NaCl and 0.015 M sodium citrate), 0.2% SDS, 5 x Denhardt, and 10 ug / ml herring sperm DNA hybridized at 65 ° C for 18 hours.
The filters were washed with 0.2 x SSC, 0.2% SDS at 65 ° C for 30 minutes and autoradiographed. Four individual cDNA clones were excised in vivo and sequenced using the dideoxy chain termination method in both directions. L-AChBP T1 and L-
AChBP Two types of sequences were obtained, called T2. "SMART" Simple Modular Archite
The signal sequence was determined using the ctur Research Tool (V3.1); Schultz (Sc
hultz) et al., Proc. natl. Acad. Sci. USA 95 (1998), 5857-5864 and Nuclei
c Acids Res. 28 (2000), 231-234. L-AChBP T1 (SEQ ID NO: 2)
In the case of, the prediction could be confirmed experimentally.

【0138】 実施例3:リムナエアAChBP関連配列:ブリヌス・トランカタスcDNAのクローニン
グ 総RNAをブリヌス脳神経節(CNS)から単離し、逆転写してヘキサヌクレオチド
プライムドcDNAにした。リムナエアAChBP T1配列に向けられた2種類の縮重オリ
ゴヌクレオチド、フォワードプライマー: (配列番号:12)、リバースプライマー: (配列番号:13)を用いて、AChBPに関連する配列を増幅した。PCRは、45サイク
ル(94℃、20秒;54℃、30秒;72℃、1分)の標準的な条件下で、各プライマー1
50pmoleを用いて、1匹の動物相当のCNS cDNAに対して行った。増幅cDNAをEcoRI/
HindIIIで消化し、EcoRI/HindIII消化pBluescriptにクローニングし、配列決定
した。得られた配列のORFは、リムナエアAChBPと配列が関連しており、B-AChBP_
T1 と呼ばれているブリヌスAChBPを示した。リムナエアcDNAのクローニングについ
て記載したのと同じハイブリダイゼーションプロトコールを用いてブリヌス脳cD
NAライブラリーをスクリーニングするために、この部分cDNAが用いられ、B-AChB
P T1およびB-AChBP T2をコードする2種類のcDNAクローンを生じた。cDNAの配列
決定を両方向で行った。
Example 3: Limnaea AChBP Related Sequences: Cloning of Brynus transcutatus cDNA Total RNA was isolated from Brynus cranial ganglia (CNS) and reverse transcribed into hexanucleotide-primed cDNA. Limna Air AChBP Two degenerate oligonucleotides directed to the T1 sequence, the forward primer: (SEQ ID NO: 12), reverse primer: (SEQ ID NO: 13) was used to amplify the sequence related to AChBP. PCR was performed using standard conditions of 45 cycles (94 ° C, 20 seconds; 54 ° C, 30 seconds; 72 ° C, 1 minute) for each primer 1
50 pmole was used for CNS cDNA equivalent to one animal. Amplified cDNA is EcoRI /
It was digested with HindIII, cloned into EcoRI / HindIII digested pBluescript and sequenced. The ORF of the obtained sequence is related to Limnaea AChBP in sequence, and B-AChBP_
It showed a Brinnus AChBP called T1. Brynus brain cD using the same hybridization protocol described for the cloning of Limnaea cDNA.
This partial cDNA was used to screen the NA library for B-AChB
P T1 and B-AChBP Two cDNA clones encoding T2 were generated. The cDNA was sequenced in both directions.

【0139】 実施例4:酵母ピチア・パストリスにおけるL-AChBP-T1およびT2ならびにB-AChBP
-T1およびT2の産生、ならびに機能特徴付け組換えAChBPの産生 : ピチア・パストリス発現系(Pichia Expression Kitバージョン3.0、インビト
ロジェン(Invitrogen))において組換えタンパク質としてL-AChBP T1およびT2
ならびにB-AChBP T1およびT2を産生するために、これらのタンパク質の成熟形態
をコードするDNA配列(配列ファイルを参照のこと)を、pPIC9発現ベクター(イ
ンビトロジェン)にクローニングした。(PCRにより誤りが配列に導入されるの
を避けるために、Pfu-taq DNAポリメラーゼ(ストラタジーン(Stratagene))
を用いて)L-AChBP T1、T2ならびにB-AChBP T1およびT2の成熟配列をPCRで増幅
し、迅速なpPIC9適合クローニングを可能にするために制限部位をプライマーに
付加した。成熟AChBP L-AChBP T1の増幅配列はpPIC9にEcoRI挿入したが、L-AChB
P T2ならびにB-AChBP T1およびT2はpPIC9にXhoI/EcoRI挿入した(α接合因子切
断部位はXhoI消化後に完全に再構築された)。
Example 4: L-AChBP-T1 and T2 and B-AChBP in yeast Pichia pastoris
-Production of T1 and T2, and functional characterization Production of recombinant AChBP : L-AChBP as a recombinant protein in Pichia pastoris expression system (Pichia Expression Kit version 3.0, Invitrogen) T1 and T2
And B-AChBP The DNA sequences encoding the mature forms of these proteins (see sequence files) were cloned into the pPIC9 expression vector (Invitrogen) to produce T1 and T2. (Pfu-taq DNA polymerase (Stratagene) to avoid introducing errors into the sequence by PCR.
L) -AChBP T1, T2 and B-AChBP The mature sequences of T1 and T2 were PCR amplified and restriction sites were added to the primers to allow for rapid pPIC9 compatible cloning. Mature AChBP L-AChBP The amplified sequence of T1 was inserted into pPIC9 with EcoRI, but L-AChB
P T2 and B-AChBP T1 and T2 were XhoI / EcoRI inserted into pPIC9 (alpha mating factor cleavage site was completely reconstructed after XhoI digestion).

【0140】 付加C末端Hisタグ (L-AChBP T1の場合では、 (配列番号:15))を有する、または有さない構築物を、AChBP(サブ)タイプ
のそれぞれについて作成した。AChBP/pPIC9構築物を大腸菌DH5αFにおいて増幅
し、プラスミドMaxi Kit(キアゲン(Qiagen))を用いて単離および精製した。
アミノ酸配列N末端の操作された切断部位によって、4つのさらなるアミノ酸(EA
EA、配列番号:16)が元々の成熟タンパク質のN末端の前にくる。ピチア・パス
トリスへのトランスフェクションの前に、構築物を線状にし(プロトコールにつ
いては供給者のマニュアルを参照のこと;Pichia Expression Kitバージョン3.0
、インビトロジェン)、その後、フェノール/クロロホルム抽出およびエタノー
ル沈殿により精製した。約5μgの各線状構築物で、新鮮に調製されたエレクトロ
コンピテントなピチア・パストリス細胞を形質転換し、MDプレートに播いた。(
プロトコールについては供給者のマニュアルを参照のこと;Pichia Expression
Kitバージョン3.0、インビトロジェンコーポレーション)。インビトロジェンに
より提供されたプロトコールに従って、エレクトロコンピテントなピチア・パス
トリス細胞を得た。ピチアコロニーの出現までプレートを30℃でインキュベート
し、その後に、PCR増幅により正しいインサートが存在しているかについて分析
した(プロトコールについては供給者のマニュアルを参照のこと;Pichia Expre
ssion Kitバージョン3.0、インビトロジェン)。ピチアゲノムとの相同組換えを
含み、AChBP配列を有するコロニーを、BMGY 25ml中で1〜2日間(30℃;250rpmで
回転)増殖させ、この後、細胞を遠心分離し(10分、1500g)、細胞ペレットをB
MMY 10mlに再懸濁した。増殖(30℃、250rpm)をさらに4日間続け(3〜6日目)
、この間にAChBPの発現を、24時間おきに100%メタノール(総培養体積の1%)
の添加によって誘導した。7日目に、培養物を遠心分離し(15分;2000g;4℃)
、培地を収集した。SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動を用いて収集培地のほ
んの一部の分析し、様々な培養物のAChBP発現レベルを測定した(供給者のマニ
ュアルを参照のこと;Pichia Expression Kitバージョン3.0、インビトロジェン
)。最高レベルのAChBP発現を生じた培養物を選択し、グリセロールストックと
して保存した。
Additional C-Terminal His Tag (L-AChBP In the case of T1, Constructs with or without (SEQ ID NO: 15)) were made for each of the AChBP (sub) types. The AChBP / pPIC9 construct was amplified in E. coli DH5αF, isolated and purified using the plasmid Maxi Kit (Qiagen).
The engineered cleavage site at the N-terminus of the amino acid sequence causes four additional amino acids (EA
EA, SEQ ID NO: 16) precedes the N-terminus of the original mature protein. Prior to transfection into Pichia pastoris, the construct was linearized (see supplier manual for protocol; Pichia Expression Kit version 3.0).
, Invitrogen), followed by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation. About 5 μg of each linear construct was transformed into freshly prepared electrocompetent Pichia pastoris cells and plated on MD plates. (
See supplier's manual for protocol; Pichia Expression
Kit version 3.0, Invitrogen Corporation). Electrocompetent Pichia pastoris cells were obtained according to the protocol provided by Invitrogen. The plates were incubated at 30 ° C. until the appearance of Pichia colonies and then analyzed for the presence of the correct insert by PCR amplification (see supplier manual for protocol; Pichia Expre
ssion Kit version 3.0, Invitrogen). Colonies containing homologous recombination with the Pichia genome and having the AChBP sequence were grown in 25 ml BMGY for 1-2 days (30 ° C .; spin at 250 rpm), after which the cells were centrifuged (10 min, 1500 g), B cell pellet
Resuspended in 10 ml MMY. Proliferation (30 ° C, 250rpm) continued for 4 days (3rd to 6th day)
, AChBP expression during this period, 100% methanol (1% of total culture volume) every 24 hours
Was induced by the addition of On day 7, the culture was centrifuged (15 minutes; 2000g; 4 ° C)
The medium was collected. A small portion of the collection medium was analyzed using SDS polyacrylamide gel electrophoresis to measure AChBP expression levels in various cultures (see supplier's manual; Pichia Expression Kit version 3.0, Invitrogen). Cultures that produced the highest levels of AChBP expression were selected and stored as glycerol stocks.

【0141】 タロン金属アフィニティ樹脂を用いて、C末端Hisタグを含む組換えAChBPをピ
チア・パストリス培地から単離および精製した(ユーザーマニュアルに記載のプ
ロトコールに従う;クロンテックラボラトリーズ社(Clontech laboratories In
c.))。その後に、タンパク質濃度を、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動お
よび参照マーカータンパク質を用いて分析した。Balb-Cマウスにおいて、組換え
L-AChBP T1およびB-AChBP T1タンパク質に対するポリクローナル抗体が首尾よく
産生された。タンパク質の架橋なく免疫血清が得られた。
Recombinant AChBPs containing a C-terminal His-tag were isolated and purified from Pichia pastoris medium using a Talon metal affinity resin (following the protocol described in the user manual; Clontech laboratories In
c.)). After that, protein concentration was analyzed using SDS polyacrylamide gel electrophoresis and reference marker protein. Recombinant in Balb-C mice
L-AChBP T1 and B-AChBP A polyclonal antibody against the T1 protein was successfully produced. Immune sera were obtained without protein cross-linking.

【0142】AChBPの結合特性 : 最初に、Hisタグ化AChBPに対するα-ブンガロトキシンの結合曲線を測定し、3
.5nMの親和性が計算された。次いで、競合結合アッセイ法においてα-ブンガロ
トキシンを用いて、Hisタグ化AChBPに対して、いくつかの種類のリガンド依存性
イオンチャネルのリガンド、すなわち、ACh、セロトニン、GABA、グリシン、お
よびグルタミン酸を試験した。AChおよびセロトニンは両方とも、それぞれ、4.2
mMおよび269mMのIC50でα-ブンガロトキシン結合と競合した。GABA、グリシン、
およびグルタミン酸は、α-ブンガロトキシンとの結合に対して競合しなかった
。従って、一次配列およびサブユニット構造により同様に予測されるように、AC
hBPのリガンド結合特性はnAChRの結合特性と似ていた。
Binding Properties of AChBP : First, the binding curve of α-bungarotoxin to His-tagged AChBP was measured, and 3
An affinity of .5 nM was calculated. Α-bungarotoxin was then used in a competitive binding assay to bind several types of ligand-gated ion channel ligands to His-tagged AChBP, namely ACh, serotonin, GABA, glycine, and glutamate. Tested. Both ACh and serotonin are 4.2 each
It competed with α-bungarotoxin binding with an IC 50 of mM and 269 mM. GABA, glycine,
And glutamate did not compete for binding with α-bungarotoxin. Therefore, as predicted by primary sequence and subunit structure as well, AC
The ligand binding properties of hBP were similar to those of nAChR.

【0143】 第2シリーズの競合結合アッセイ法において、今度はAChRの様々な作用物質お
よび拮抗物質を用いて、AChBPのリガンド結合特性をさらに詳細に研究した。nAC
hRの古典的な作用物質であるニコチンはHisタグ化AChBPの高親和性リガンドであ
る(IC50 98nM)。nAChRの高親和性作用物質であるエピバチジンもまた高い親和
性(IC50 1.4nM)でHisタグ化AChBPに結合する。この親和性は、nAChRについて
報告されたエピバチジンの58pM親和性よりかなり高い(バディオ(Badio)、Mol
.Pharmacol.45(1994)、563〜569)。他のコリン作動性作用物質はより低い
親和性で結合し、例えば、デカメトニウム、カルバコール、およびコリンは、そ
れぞれ、4.1μM、43μM、および190μMのIC50で結合する。親和性の概要を表2に
示す。
The ligand binding properties of AChBP were investigated in more detail, this time using various agonists and antagonists of AChR in a second series of competitive binding assays. nAC
Nicotine, the classical agonist of hR, is a high affinity ligand for His-tagged AChBP (IC50 98nM). Epibatidine, a high affinity agonist of nAChR, also binds His-tagged AChBP with high affinity (IC50 1.4 nM). This affinity is significantly higher than the 58 pM affinity of epibatidine reported for nAChR (Badio, Mol
. Pharmacol. 45 (1994), 563-569). Other cholinergic agents bind with lower affinity, eg, decamethonium, carbachol, and choline bind with IC50s of 4.1 μM, 43 μM, and 190 μM, respectively. A summary of the affinity is shown in Table 2.

【0144】[0144]

【表2】 [Table 2]

【0145】 代表的なnAChR拮抗物質(例えば、ツボクラリンおよびα-ブンガロトキシン)
の競合結合は、それぞれ、93nMおよび2.6nMのIC50のHisタグ化AChBPに対して高
い親和性を有する。コリン作動性拮抗物質スクシニルコリンは、Hisタグ化AChBP
に対して非常に低い親和性(IC50 7.9mM)を有する。興味深いことに、ムスカリ
ン性受容体拮抗物質(例えば、ムスカリン性アロステリックモジュレーターであ
るガラミン(IC50 39nM)およびムスカリン性拮抗物質であるアトロピン(IC50
5.3mM))もまた、比較的高い親和性でHisタグ化AChBPに結合する。既知のアセ
チルコリンエステラーゼ遮断薬であり、nAChR拮抗物質でもあるフィゾスチグミ
ンは、1.3mMのIC50でHisタグ化AChBPに結合する。
Representative nAChR antagonists (eg, tubocurarine and α-bungarotoxin)
Competitive binding has a high affinity for His-tagged AChBP with IC50 of 93 nM and 2.6 nM, respectively. The cholinergic antagonist succinylcholine is a His-tagged AChBP
It has a very low affinity for (IC50 7.9 mM). Interestingly, muscarinic receptor antagonists (eg, muscarinic allosteric modulator galamine (IC50 39nM) and muscarinic antagonist atropine (IC50
5.3 mM)) also binds His-tagged AChBP with relatively high affinity. Physostigmine, a known acetylcholinesterase blocker and nAChR antagonist, binds His-tagged AChBP with an IC50 of 1.3 mM.

【0146】 最後に、サンゴロホトキシンの合成形態であるビピナチン-BがAChBPに対して
試験された(グロエベ(Groebe)およびアブラムソン(Abramson)、J.Biol.C
hem、270(1995)、281〜286)。ビピナチン-Bは一般的なnAChR遮断薬であり、
αサブユニットのTyr-190に共有結合することが知られている(アブラムソン、J
.Biol.Chem.263(1988)、18568〜18573)。Hisタグ化AChBPが毒素と共にイ
ンキュベートされ、タンパク質の質量が増加した(430.1Daは431Daのビピナチン
-Bの計算質量と非常に一致する)。このことから、この毒素もHisタグ化AChBPの
Tyr-184に結合することが分かる。
Finally, a synthetic form of coral phototoxin, bipinatin-B, was tested against AChBP (Groebe and Abramson, J. Biol. C).
hem, 270 (1995), 281-286). Bipinatin-B is a common nAChR blocker,
It is known to covalently bind to Tyr-190 of the α subunit (Abramson, J
. Biol. Chem. 263 (1988), 18568-18573). His-tagged AChBP was incubated with toxin to increase protein mass (430.1 Da was 431 Da bipinatin
-Very consistent with the calculated mass of B). From this, this toxin is also His-tagged AChBP
It can be seen that it binds to Tyr-184.

【0147】 実施例5:結晶化のための組換えAChBPの発現および精製 インビトロジェンのAOX1遺伝子発現系を用いて、ピチア・パストリスGS115株
において、リムネア・スタグナリス由来AChBP T1タンパク質(AChBP)を大量発
現させた。AChBP発現に用いられる培地および方法もまたインビトロジェンのマ
ニュアルPichia Expression Kitに記載されている。長期保存のために、形質転
換体をYPD培地中で30℃で一晩増殖させた。
Example 5: Expression and Purification of Recombinant AChBP for Crystallization Using Invitrogen's AOX1 Gene Expression System, AChBP from Limnea Stagnaris in Pichia pastoris GS115 Strain A large amount of T1 protein (AChBP) was expressed. The media and methods used for AChBP expression are also described in Invitrogen's Manual Pichia Expression Kit. Transformants were grown overnight at 30 ° C. in YPD medium for long-term storage.

【0148】 YPDすなわち酵母エキスペプトンデキストロース培地 1%酵母エキス(ディフコ(Difco)) 2%ペプトン(ディフコ) 2%デキストロース(グルコース)(メルク(Merck))[0148] YPD or yeast extract peptone dextrose medium   1% yeast extract (Difco)   2% peptone (Difco)   2% dextrose (glucose) (Merck)

【0149】 細胞を収集し、〜50の最終OD600で15%グリセロールを含むYPD培地に懸濁した
。細胞をドライアイス/エタノール浴中で凍結させ、フリーザー(レブコ(Revco
))に入れて-80℃で保存した。通常、AChBP発現は、グリセロールストックから
の細胞をMDプレートに播くすることから始めた。
Cells were harvested and suspended in YPD medium containing 15% glycerol at a final OD600 of -50. Freeze cells in a dry ice / ethanol bath and use a freezer (Revco
)) And stored at -80 ° C. Usually, AChBP expression was started by plating cells from a glycerol stock on MD plates.

【0150】 MDすなわち最小デキストロース培地 1.34%YNB(酵母窒素ベースw/oアミノ酸)(ディフコ) 4×10-5%d-ビオチン(シグマ(Sigma)) 1%デキストロース プレート用に寒天(ディフコ)15gを添加[0150] MD or minimum dextrose medium   1.34% YNB (yeast nitrogen base w / o amino acid) (Difco)   4 × 10-5% d-Biotin (Sigma)   1% dextrose   Add 15g agar (difco) for plate

【0151】 プレートをインキュベーター(ヘラエウス(Heraeus))に入れて3〜4日間30
℃で保存する。シングルコロニーをプレートから拾って、BMGY培地25mlを含む15
0mlバッフル付フラスコ(ナルジーン(Nalgene))に接種した。
Place plates in incubator (Heraeus) for 3-4 days 30
Store at ℃. Pick a single colony from the plate, containing 25 ml of BMGY medium 15
A 0 ml baffled flask (Nalgene) was inoculated.

【0152】 BMGYすなわち緩衝グリセロール複合培地 1%酵母エキス 2%ペプトン 100mMリン酸カリウム(pH6.0)(メルク) 1.34%YNB 4×10-5%d-ビオチン 1%グリセロール(メルク)[0152] BMGY or buffered glycerol complex medium   1% yeast extract   2% peptone   100 mM potassium phosphate (pH 6.0) (Merck)   1.34% YNB   4 × 10-5% d-biotin   1% glycerol (Merck)

【0153】 培養物をシェーカー(ニューブランスウィック(New Brunswick))に配置し
、250rpm、30℃で回転して一晩増殖させた。翌日、培養物12.5mlを、1000mlバッ
フル付フラスコに入れたBMGY培地225mlに接種した。発現AChBPの収量を高めるた
めに、さらに多数のフラスコ(通常、16個)を使用した。フラスコをシェーカー
に配置し、出発培養物を250rpm、30℃で回転した。2日後、この出発培養物を、2
500rpm(ソーバル(Sorvall)RC3B+、ローターH-6000A)で、室温で15分間遠心
分離した。より大規模なタンパク質産生のために細胞量を増加させるために、2
個の出発培養フラスコの細胞ペレットを一緒にプールし、1%(w/v)カザミノ酸
を含むBMMY培地200mlに再懸濁した。
The culture was placed on a shaker (New Brunswick) and grown overnight at 250 rpm and 30 ° C. rotation. The next day, 12.5 ml of culture was inoculated into 225 ml of BMGY medium in a 1000 ml baffled flask. A larger number of flasks (usually 16) were used to increase the yield of expressed AChBP. The flask was placed on a shaker and the starting culture was spun at 250 rpm at 30 ° C. After 2 days, this starting culture was
Centrifugation was performed at room temperature for 15 minutes at 500 rpm (Sorvall RC3B +, rotor H-6000A). 2 to increase cell mass for larger scale protein production
Cell pellets from individual starting culture flasks were pooled together and resuspended in 200 ml BMMY medium containing 1% (w / v) casamino acid.

【0154】 BMMYすなわち緩衝化メタノール複合培地+1%カザミノ酸 1%酵母エキス 2%ペプトン 100mMリン酸カリウム(pH6.0) 1.34%YNB 4×10-5%d-ビオチン 0.5%メタノール(メルク) 1%カザミノ酸(ディフコ)[0154] BMMY, buffered methanol complex medium + 1% casamino acid   1% yeast extract   2% peptone   100 mM potassium phosphate (pH 6.0)   1.34% YNB   4 × 10-5% d-biotin   0.5% methanol (Merck)   1% casamino acid (Difco)

【0155】 培養物をシェーカー(250rpm、30℃)に戻し、もう4日間誘導した。24時間お
きに1%(v/v)メタノールを培養物に添加することにより、培地中のメタノール
濃度を一定に保った。4日後、培養物100mlを収集し、1%カザミノ酸を含む新鮮
なBMMY培地を添加することにより、最初の体積200mlに再調節した。残りの培養
物をさらに4日間誘導した。収集された培養物を4000rpm(ソーバルRC3B+、ロー
ターH-6000A)で15分間遠心分離し、細胞ペレットを捨てた。最初に、残存して
いる細胞を除去するために、上清を0.22μmフィルター(ミリポア(Millipore)
)に通して濾過し、30kDaカットオフフィルター(ウォーターズ/ミリポア(Wate
rs/Millipore))を有するミニタン(Minitan)装置(ウォーターズ/ミリポア)
を用いて濃縮した。濾過および濃縮は両方とも4℃で行った。最後に、最初の2つ
の段階後に残された破片を除去するために、16000rpmでの遠心分離を行った(ソ
ーバルRC5C、ローターSS-34)。濃縮試料の最終体積は約80mlであり、15kDaカッ
トオフ透析膜(スペクトラ/ポル(Spectra/Por))を用いて2×5l(20mM Tris[p
H8.0]、150mM NaCl、および0.02%NaN3)に対して4℃で一晩透析した。透析タン
パク質溶液(約100ml)を、陰イオン交換カラム(POROS 50 HQ、ファルマシア、
カラム体積8ml)に充填した。ローディング緩衝液を用い、約15カラム体積の最
初の洗浄段階の後に、30カラム体積の塩勾配150mM〜1000mM NaClを流した。両方
の溶液とも20mM Tris(pH8.0)および0.02%NaN3を含んだ。目的のピークは、約
300mM NaCl(導電率範囲16〜24mS/cm)で溶出した。AChBPの存在は、バイオラド
プロテインアッセイ法(Bio-Rad Protein Assay)(バイオラド(Bio-Rad))お
よびSDS-PAGEによって調べ、目的の画分をプールし、セントリプレップ(Centri
prep)と30kDaカットオフメンブレン(アミコン(Amicon))を用いて濃縮した
。濃縮試料(体積5ml)を、20mM Tris(pH8.0)、150mM NaCl、および0.02%NaN 3 を用いて、ゲル濾過カラム(スーパデックス(Superdex)200 HR 16/60、ファ
ルマシア、カラム体積120ml)に充填した。タンパク質は、60mlから始まって71m
lの範囲で溶出し、ピークは約66mlだった。タンパク質の最終精製段階を、陰イ
オン交換カラム(MonoQ HR10/10、ファルマシア、カラム体積6ml)で行った。タ
ンパク質を、ゲル濾過カラムから溶出されたのと同じ緩衝液に溶解してカラムに
ロードした。このカラムに使用した塩勾配は、POROS 50 HQカラムに使用したも
のと同一であった。導電率範囲25〜27.5mS/cmの画分を一緒にプールし、50mM HE
PES(pH7.0)および0.02%NaN3を含む緩衝液に対して透析した。タンパク質を、
セントリコンと30kDaカットオフメンブレン(アミコン)を用いて約20mg/mlまで
濃縮した。総収量は、発現培地1リットルにつき約2mgの精製タンパク質であった
。濃縮タンパク質を4℃で保存し、結晶化実験および生化学的特徴付けに使用し
た。N末端の配列決定から、2残基の前に、pIC9によりコードされるシグナル配列
の一部である 残基の存在が明らかになった。実験的に求められた質量は、アミノ酸配列に基づ
く計算質量(24649Da)より約2kDa多い26544Da(MALDI)と決定した。この差は
成熟配列における位置Asn66でのAChBPグリコシル化に起因し、これはN-グリコシ
ダーゼF(ベーリンガー(Boehringer))を用いた脱グリコシル化実験により確
認された。
[0155]   The culture was returned to the shaker (250 rpm, 30 ° C) and induced for another 4 days. 24 hours a day
Methanol in the culture medium by adding 1% (v / v) methanol to the culture.
The concentration was kept constant. After 4 days, 100 ml of culture was harvested and freshed with 1% casamino acid.
The original volume was readjusted to 200 ml by adding different BMMY medium. Remaining culture
Articles were induced for an additional 4 days. Collect the collected culture at 4000 rpm (Soval RC3B +, low
H-6000A) for 15 minutes and the cell pellet was discarded. First left
The supernatant is filtered with a 0.22 μm filter (Millipore) to remove cells
) Through a 30kDa cut-off filter (Waters / Millipore (Wate
rs / Millipore)) Minitan device (Waters / Millipore)
Was concentrated using. Both filtration and concentration were done at 4 ° C. Finally, the first two
In order to remove the debris left after the step, centrifugation was performed at 16000 rpm (so
Global RC5C, rotor SS-34). The final volume of the concentrated sample is approximately 80 ml and the 15 kDa
2 × 5l (20mM Tris [p] using a Tooff dialysis membrane (Spectra / Por)
H8.0], 150 mM NaCl, and 0.02% NaN3) Against 4) overnight at 4 ° C. Dialysis tank
Use the anion exchange column (POROS 50 HQ, Pharmacia,
The column volume was 8 ml). Use loading buffer and use a maximum of approximately 15 column volumes.
After the first wash step, 30 column volumes of a salt gradient of 150 mM to 1000 mM NaCl were run. Both
20 mM Tris (pH8.0) and 0.02% NaN3Included. The target peak is about
Elution was performed with 300 mM NaCl (conductivity range 16-24 mS / cm). The existence of AChBP is Bio-Rad
Bio-Rad Protein Assay (Bio-Rad)
And SDS-PAGE, pooled fractions of interest, and sent Centriprep (Centri
prep) and 30 kDa cut-off membrane (Amicon)
. Concentrate sample (5 ml volume) with 20 mM Tris (pH 8.0), 150 mM NaCl, and 0.02% NaN 3 Gel filtration column (Superdex 200 HR 16/60,
Lumasia, column volume 120 ml). Protein starts from 60ml and is 71m
Elution was performed in the range of 1 and the peak was about 66 ml. The final purification step of the protein was
Performed on an on-exchange column (MonoQ HR10 / 10, Pharmacia, column volume 6 ml). Ta
The protein is dissolved in the same buffer that was eluted from the gel filtration column and applied to the column.
Loaded The salt gradient used for this column was also used for the POROS 50 HQ column.
Was the same as. Fractions in the conductivity range 25-27.5 mS / cm were pooled together and 50 mM HE
PES (pH 7.0) and 0.02% NaN3Dialyzed against a buffer containing Protein
Up to about 20 mg / ml using Centricon and 30kDa cut-off membrane (Amicon)
Concentrated. Total yield was approximately 2 mg purified protein per liter expression medium
. The concentrated protein was stored at 4 ° C and used for crystallization experiments and biochemical characterization.
It was From the N-terminal sequencing, the signal sequence encoded by pIC9, preceded by two residues.
Is part of The presence of residues was revealed. The experimentally determined mass is based on the amino acid sequence.
It was determined to be 26544 Da (MALDI), which is about 2 kDa higher than the calculated mass (24649 Da). This difference is
Due to AChBP glycosylation at position Asn66 in the mature sequence, which results in N-glycosylation.
Confirmed by deglycosylation experiment using Dase F (Boehringer)
It has been certified.

【0156】 第1の収集物の精製は全収集物とは別々に行った。最後の精製段階(MonoQカラ
ムでの陰イオン交換クロマトグラフィー段階)の前に、これらを一緒にプールし
た。前述した全てのクロマトグラフィーカラムを、ユニコーン(UNICORN)装置
(ファルマシア)により制御されるFPLC装置(ファルマシア)に取り付けた。FP
LC装置に用いた全ての溶液はMilliQ UF+水を用いて調製し、0.22μmフィルター
(ミリポア)に通して濾過し、ガス抜きした。
Purification of the first harvest was done separately from all harvests. They were pooled together before the last purification step (anion exchange chromatography step on MonoQ column). All the chromatographic columns described above were mounted on a FPLC device (Pharmacia) controlled by a UNICORN device (Pharmacia). FP
All solutions used in the LC instrument were prepared with MilliQ UF + water, filtered through a 0.22 μm filter (Millipore) and degassed.

【0157】 実施例6:AChBP結晶化 結晶化実験は全て、12穴トレイ(ネリパック(Nelipak))およびシリコーン
処理カバースライド(ハンプトンリサーチ(Hampton Research))を用いてハン
ギングドロップ形式で蒸発拡散法により行った。トレイをサンドイッチボックス
(セマデニ(Semadeni))に入れ、19℃に温度が調節された部屋で保管した。最
初の結晶化の試みは、Hampton Crystal Screen IおよびII(ハンプトンリサーチ
)を用いて行った。液滴には、2μlのタンパク質(50mM HEPES[pH7.0]および0.0
2%NaN3中10mg/ml)ならびに2μlのリザーバ溶液が含まれた。最初のスクリーニ
ングから、AChBPは、CaCl2塩の存在下で結晶沈殿物を生じることが明らかになっ
た。X線解析に適した結晶を生じるさらに詳細なスクリーニングを行った。AChBP
結晶は以下の条件で現れた:9〜11%(w/v)PEG 4000(ハンプトンリサーチ)、
100mM HEPES(pH7.0)、50〜200mM CaCl2×6H20、および0.02%NaN3、または同
じ条件でのPEG MME 550 10〜18%(添加剤として0.3mM酢酸亜鉛を含む)。使用
されるタンパク質のバッチおよびCaCl2濃度に応じて、3種類の異なる結晶形:斜
方晶系、正方晶系、および単斜晶系が見られた。斜方晶系および単斜晶系の結晶
形は双晶になっていることが多い。斜方晶系棒状結晶は、高[CaCl2]下で、結晶
化実験を始めるとすぐに(最初の数時間内に)現れた。結晶の大きさは、0.05×
0.05×0.15〜0.25×0.25×1.0mmであった。結晶は3Å分解能までX線を回折し、
高度のモザイク角 (約05〜1.2°)を示す。これらは空間群P212121の対称性を
有し、格子定数(cell constant)a=120.62Å、b=137.01Å、c=161.54Å、非
対称単位につき2つの五量体分子であった。形が正方形である正方晶系結晶は、
より低いCaCl2濃度で成長し、大きさが0.2×0.3×0.35mmに達した。得られた最
大分解能は2.7Åであり、モザイク角(0.5°)はより低かった。これらは空間群
P42212の空間群に属し、格子寸法a=b=141.66Å、c=120.83Å、非対称単位に
つき1つの五量体分子である。結晶構造の精密化に用いられた正方晶系結晶の正
確な結晶化条件は以下のとおりである:11.5%(w/v)PEG4000、100mM HEPES(p
H7.0)、150mM CaCl2、および0.02%NaN3。第3の結晶形である単斜晶系P21は、
斜方晶系結晶と構造が非常に似ており、格子寸法a=121.1Å、b=162.1Å、c=1
39.4Å、β=90.13°であり、非対称単位につき4つの五量体分子を含む。この結
晶は、より低い分解能データ(約3.3Å分解能)を生じた。3種類全ての結晶形が
AChBPの構造決定に用いられた。
Example 6: AChBP Crystallization All crystallization experiments were carried out by evaporative diffusion method in hanging drop format using a 12-well tray (Nelipak) and a silicone treated cover slide (Hampton Research). It was The tray was placed in a sandwich box (Semadeni) and stored in a room temperature controlled at 19 ° C. Initial crystallization attempts were made using Hampton Crystal Screens I and II (Hampton Research). Each drop contained 2 μl of protein (50 mM HEPES [pH 7.0] and 0.0
10 mg / ml in 2% NaN 3 ) as well as 2 μl of reservoir solution was included. Initial screening revealed that AChBP produced crystalline precipitates in the presence of CaCl 2 salt. A more detailed screen was performed that yielded crystals suitable for X-ray analysis. AChBP
Crystals appeared under the following conditions: 9-11% (w / v) PEG 4000 (Hampton Research),
100mM HEPES (pH7.0), (including 0.3mM zinc acetate as additives) 50~200mM CaCl 2 × 6H 2 0 , and 0.02% NaN 3 or PEG MME 550 10 to 18% at the same conditions. Depending on the protein batch used and the CaCl 2 concentration, three different crystal forms were found: orthorhombic, tetragonal and monoclinic. The orthorhombic and monoclinic crystal forms are often twins. Orthorhombic rod-shaped crystals appeared (within the first few hours) under high [CaCl 2 ] as soon as the crystallization experiment was started. The crystal size is 0.05 x
It was 0.05 × 0.15 to 0.25 × 0.25 × 1.0 mm. The crystal diffracts X-rays up to 3Å resolution,
It shows a high mosaic angle (about 05-1.2 °). They had the symmetry of the space group P2 1 2 1 2 1 and had lattice constants (cell constants) a = 120.62Å, b = 137.01Å, c = 161.54Å, two pentameric molecules per asymmetric unit. . A tetragonal crystal whose shape is square is
It grew at a lower CaCl 2 concentration and reached a size of 0.2 × 0.3 × 0.35 mm. The maximum resolution obtained was 2.7Å, and the mosaic angle (0.5 °) was lower. These are space groups
It belongs to the space group P4 2 1 2 and has lattice dimensions a = b = 141.66Å, c = 120.83Å, and one pentameric molecule per asymmetric unit. The precise crystallization conditions of the tetragonal crystal used for the refinement of the crystal structure are as follows: 11.5% (w / v) PEG4000, 100 mM HEPES (p
H7.0), 150 mM CaCl 2 , and 0.02% NaN 3 . Third monoclinic P2 1 in crystalline form,
The structure is very similar to the orthorhombic crystal and the lattice dimensions are a = 121.1Å, b = 162.1Å, c = 1.
39.4Å, β = 90.13 °, containing 4 pentameric molecules per asymmetric unit. This crystal yielded lower resolution data (approximately 3.3Å resolution). All three crystal forms
It was used to determine the structure of AChBP.

【0158】 回折の分解能限界は結晶の大きさによって大きく左右された。最も大きな結晶
は、従来の回転陽極X線源に曝露された時に約4Åの分解能に弱く回折した。従っ
て、シンクロトロン放射の使用が構造決定に重要であった。高強度のシンクロト
ロン放射により引き起こされる損傷を弱めるために、結晶を凍結保護しなければ
ならなかった。AChBP結晶の凍結保護は多段階で行った。第1の段階は、結晶を含
む液滴への2μlの母液(平衡化リザーバ溶液)の添加による結晶の安定化を含ん
だ。5分後、3μlの安定化溶液を液滴に添加した。通常、安定化溶液は、最初の
結晶化緩衝液の、わずかに高い濃度(1〜5%)の成分を含んだ。保護剤としてグ
リセロール(メルク)を添加し、濃度を0%から30%(v/v)へ段階的に増加させ
た。例えば、出発溶液は15%PEG4000、100mM HEPES(pH7.0)、150mM CaCl2、お
よび0.02%NaN3を含み、最終溶液は、先に述べた成分に加えて30%(v/v)グリ
セロールを含んだ。AChBP結晶はグリセロール濃度の急激な増加に対して耐性が
なく、従って、穏やかであるがより時間のかかるアプローチを採用しなければな
らない。結晶周囲の溶液を段階的に交換し(通常、グリセロール濃度5%増加)
それぞれのグリセロール濃度で少なくとも5分間、結晶を平衡状態におかなけれ
ばならない。結晶が、30%グリセロールを含む安定化溶液中で平衡状態になった
ら、液体窒素または凍結流(cryo-stream)で急速冷却した。3種類全ての空間群
において、AChBPは、完全な52対称性を有する十量体構造を形成し、ここでは、2
つの五量体が、α1へリックスの「上部」にあるカルシウム結合部位を介して互
いに接触している。この結合部位(2つの単量体からのAsp2およびAsp5)はLGIC
ファミリーにおいて保存されていない。正方晶系空間群において、十量体の2倍
が結晶学的2倍と一致し、これは、低分解能での位相の偽似中心対称挙動(pseud
ocentrosymmetric behavior)につながる。溶液中では、AChBPタンパク質は五量
体として働く。
The resolution limit of diffraction was greatly influenced by the size of the crystal. The largest crystals weakly diffracted to a resolution of about 4Å when exposed to a conventional rotating anode X-ray source. Therefore, the use of synchrotron radiation was important for structure determination. The crystals had to be cryoprotected to counteract the damage caused by high intensity synchrotron radiation. Cryoprotection of AChBP crystals was performed in multiple stages. The first step involved stabilization of the crystals by the addition of 2 μl of mother liquor (equilibrium reservoir solution) to the droplets containing the crystals. After 5 minutes, 3 μl of stabilizing solution was added to the drops. Usually, the stabilizing solution contained a slightly higher concentration (1-5%) of the components of the initial crystallization buffer. Glycerol (Merck) was added as a protective agent and the concentration was increased stepwise from 0% to 30% (v / v). For example, the starting solution is 15% PEG4000,100mM HEPES (pH7.0), comprises 150 mM CaCl 2, and 0.02% NaN 3, the final solution, in addition to the components mentioned above 30% (v / v) glycerol Inclusive. AChBP crystals do not tolerate a sharp increase in glycerol concentration and therefore a gentle but more time consuming approach must be taken. Change the solution around the crystal stepwise (usually increase glycerol concentration 5%)
The crystals must be equilibrated for at least 5 minutes at each glycerol concentration. Once the crystals were in equilibrium in a stabilizing solution containing 30% glycerol, they were rapidly cooled with liquid nitrogen or a cryo-stream. In all three space groups, AChBP forms a decameric structure with perfect 52 symmetry, where 2
The five pentamers are in contact with each other via a calcium binding site "above" the α1 helix. This binding site (Asp2 and Asp5 from the two monomers) is LGIC
Not preserved in the family. In the tetragonal space group, twice the decamer coincided with the crystallographic doubling, which is the pseudo-centrosymmetric behavior of phase at low resolution (pseud
ocentrosymmetric behavior). In solution, the AChBP protein acts as a pentamer.

【0159】 前記の結晶化条件は変更することができることを当業者は理解するだろう。こ
のようなバリエーションは単独でまたは組み合わせて用いてもよく、1mg/ml〜30
mg/mlのタンパク質(選択的にリガンドとの複合体中のタンパク質)最終濃度;A
ChPB/リガンド対沈殿剤比の全ての組み合わせ;0mM〜200mMのクエン酸塩濃度の
使用;0mM〜10mMのDTT濃度;β-メルカプトエタノールの任意の濃度;5.5〜9.5
のpH範囲;5%〜25%(w/v)のPEG濃度;2000〜8000のPEG重量;5〜500mMのHEPE
S濃度;HEPESの代わりのTRISまたは他の溶液の使用、および界面活性剤の任意の
濃度または種類;沈殿剤の他の任意の種類;他の任意の緩衝液;-50℃〜30℃の
任意の温度;ならびにこれらの条件またはこれらのバリエーションを用いた、バ
ッチ法、液体架橋(liquid bridge)法、または透析法によるAChBPまたはその複
合体の結晶化を含む。
Those skilled in the art will appreciate that the crystallization conditions described above can be varied. Such variations may be used alone or in combination and may range from 1 mg / ml to 30
mg / ml protein (selectively in complex with ligand) final concentration; A
All combinations of ChPB / ligand to precipitant ratios; use of citrate concentrations of 0 mM to 200 mM; DTT concentrations of 0 mM to 10 mM; any concentration of β-mercaptoethanol; 5.5 to 9.5
PH range; 5% to 25% (w / v) PEG concentration; 2000 to 8000 PEG weight; 5 to 500 mM HEPE
S concentration; use of TRIS or other solution in place of HEPES, and any concentration or type of surfactant; any other type of precipitant; any other buffer; any of -50 ° C to 30 ° C Temperature, as well as crystallization of AChBP or its complex by batch, liquid bridge, or dialysis methods using these conditions or variations thereof.

【0160】 実施例7:構造決定 結晶構造は、Pb誘導体に対する多波長異常分散(multiwave anomalous disper
sion)(MAD)法を用いて決定されたが、解釈可能な電子密度を得るために非結
晶学的対称性(non-crystallographic symmetry)(NCS)の平均化が必要であっ
た。ネイティブデータおよび重原子誘導体の収集は、グルノーブル (ESRF/BM14
およびID14)ならびにハンブルク (DESY/BW7A、BW7BおよびX11)にあるシンク
ロトロンビームラインで行った。AChBP斜方晶系結晶を、5mM酢酸トリメチル鉛(
trimethylleadacetate)(MePb)を含む安定化溶液に5日間浸漬した。データセ
ットを、4種類の異なる波長(0.9492Å、0.8610Å、0.9507Å、および0.9499Å
)で収集し、データを統合し、DENZO/SCALEPACK(オトウィノウスキー(Otwinow
ski)およびミノー(Minor)(1997)「振動モードで収集されたX線回折データ
の処理(Processing of X-ray diffraction data collected in oscillation mo
de)」、「酵素学における方法(Method in Enzymology)」、276巻:Macromole
cular Crystallography、パートA.カーター(C.W.Carter)およびスイート(
R.M.Sweet)編(New York:Academic Press)、307〜326頁)を用いて縮小し
た。プログラムSOLVE(タービリガー(Terwilliger)(1997)「SOLVE:MADおよ
びMIRのための自動化構造解明(An automated structure solution for MAD and
MIR)」、1.16版)によって、2つの五量体間の境界面に位置する5つのPb部位が
発見された。Pbパラメータを精密化し、SHARP(ラフォルテレ(La Fortelle)ら
(1997) 「MIRおよびMAD位相決定の進展:SHARPによるグラフィック環境の最尤
精密化(Advances in MIR and MAD phasing:Maximum-likelihood refinement i
n a graphical environment、with SHARP)」、Proceedings of the CCP4 study
weekend)を用いて位相を計算した。4種類の波長の平均フィギュアオブメリッ
ト(figure of merit)(FOM)は0.45であった。5倍NCSオペレータ(NCS operat
or)の検索および最適化は、プログラムNCS6DおよびIMP(クレイウエグト(Kley
wegt)およびジョーンズ(Jones)(1999)「高分子エンベロープを操作するた
めのソフトウェア(Software for handling macromolecular envelopes)」、Ac
ta Crystallo.、D55、941〜944)を用いて行った。精密化されたNCSオペレータ
と、DM(コートン(Cowtan)(1994)「DM:密度修正による位相改善のための自
動化手順(DM : An automated procedure for phase improvement by density
modification)」、Joint CCP4 and ESF-EACBM Newsletter on Protein Crystal
lography 31、34〜38)による密度修正を用いた10倍平均化により、解釈可能な
電子密度地図が得られた。しかしながら、五量体のいくつかの部分がまだはっき
りと明確にされなかった。従って、第2のMAD実験を、10mM MePbに5日間浸漬され
た単斜晶系結晶に対して行った。データを、2種類だけの波長について、Pbピー
ク(0.9479Å)およびリモート(remote)(0.9498Å)の波長で収集した。2つ
の収集データセットの処理を、MOSFLM(レズリー(Leslie)(1992)「フィルム
およびイメージプレートデータを処理するためのMOSFLMパッケージに対する最近
の変化(Recent changes to the MOSFLM package for processing film and ima
ge plate data)」、Joint CCP4 and ESF-EACBM Newsletter on Protein Crysta
llography、Number 26)で行い、データを、SCALA(「CCP4.CCP4スイート:タン
パク質結晶学のためのプログラム(CCP4.The CCP4 suite:programs for prote
in crystallography)」、Acta Crystallog.D50、760〜763)でスケーリングし
た。Solveを用いて10のPb部位を同定した。Pbパラメータを精密化し、Pb吸収ピ
ークで収集されたデータを用いて、単一異常分散(single anomalous dispersio
n)(SAD)形式でSHARPにより位相を計算した。20倍平均化に必要とされるNCSオ
ペレータがNCS6Dによって見出され、IMPで改善された。20倍平均化およびプログ
ラムDMによる密度修正は電子密度をさらに改善した。初期モデルトレーシングお
よび配列の割り当てを、プログラムO(ジョーンズ(Jones)ら、1991)を用いて
20倍平均化電子密度に基づいて行った。しかしながら、分子の一部がはっきりと
明確にされなかった。正方晶系、斜方晶系、およびネイティブデータセットの振
幅、ならびに斜方晶系および単斜晶系MAD実験の実験位相を用いたDMMULTI(コー
トン、1994)による多結晶平均化(multi-crystal averaging)を行って、電子
密度をさらに改善した。最初に欠けていた部分がはっきりと明確にされ、完全な
モデルを構築することができた。2.7Å分解能にまで及ぶ正方晶系ネイティブデ
ータを用いて、実験位相の寄与なしで、最尤標的に対するプログラムCNS(ブラ
ンガー(Brunger)ら(1998)Acta Crystallogr.D 54、905〜921)により、初
期原子モデルを精密化した。精密化は、5倍NCS拘束(NCS restraint)、全異方
性B因子(overall anisotropic B factor)、およびバルク溶媒補正(bulk solv
ent correction)を含んだ。5倍NCS拘束は、明らかに5倍対称性に従わない五量
体の部分について公開された。最新のモデルは、1035残基からなるAChBPの1つの
五量体、14個のよく整理されている溶媒分子、5つのCa2+イオン、5つのCl-イオ
ン、ならびに5つのHepes分子、よく整理されている溶媒分子、および5つのHEPES
分子を含んでいる。電子密度において以下の残基は十分に明確にされなかった:
-8〜0位(AChBPには元々ないα適合S.セレビシエのシグナル配列の一部、 ;配列番号:21)、125〜135位、155〜165位、186〜191位、および206〜210位。
Example 7: Structure determination The crystal structure was determined by multiwave anomalous disper for Pb derivative.
sion (MAD) method, but non-crystallographic symmetry (NCS) averaging was required to obtain an interpretable electron density. Native data and collection of heavy atom derivatives are available in Grenoble (ESRF / BM14
And ID14) and synchrotron beamlines in Hamburg (DESY / BW7A, BW7B and X11). AChBP orthorhombic crystal, 5 mM trimethyllead acetate (
It was immersed in a stabilizing solution containing trimethylleadacetate (MePb) for 5 days. The data set is run through four different wavelengths (0.9492Å, 0.8610Å, 0.9507Å, and 0.9499Å).
), Integrates the data, and collects DENZO / SCALEPACK (Otwinowski
ski) and Minor (1997) "Processing of X-ray diffraction data collected in oscillation mo
de) ”,“ Method in Enzymology ”, Volume 276: Macromole
cular Crystallography, Part A. Carter (CW Carter) and Suite (
R. M. Sweet) (New York: Academic Press), pp. 307-326). Program SOLVE (Terwilliger (1997) "SOLVE: An automated structure solution for MAD and MIR
MIR) ", version 1.16) discovered five Pb sites located at the interface between two pentamers. SHARP (La Fortelle et al. (1997) "Advance in MIR and MAD phasing: Maximum-likelihood refinement i
na graphical environment, with SHARP) ", Proceedings of the CCP4 study
weekend) was used to calculate the phase. The average figure of merit (FOM) for the four wavelengths was 0.45. 5 times NCS operator
or) search and optimization programs NCS6D and IMP (Kleyweg
Wegt) and Jones (1999) "Software for handling macromolecular envelopes", Ac
ta Crystallo., D55, 941-944). A refined NCS operator and DM (Cowtan (1994) “DM: An automated procedure for phase improvement by density
modification) '', Joint CCP4 and ESF-EACBM Newsletter on Protein Crystal
Interpretable electron density maps were obtained by 10-fold averaging with density correction according to lography 31, 34-38). However, some parts of the pentamer have not yet been clearly defined. Therefore, a second MAD experiment was performed on monoclinic crystals immersed in 10 mM MePb for 5 days. Data were collected at Pb peak (0.9479Å) and remote (0.9498Å) wavelengths for only two wavelengths. MOSFLM (Leslie (1992) "Recent changes to the MOSFLM package for processing film and ima" describes the processing of two acquired data sets.
ge plate data) '', Joint CCP4 and ESF-EACBM Newsletter on Protein Crysta
llography, Number 26), and the data is SCALA (“CCP4. CCP4 suite: programs for prote
in crystallography) ”, Acta Crystallog. D50, 760-763). 10 Pb sites were identified using Solve. The Pb parameters were refined and the data collected at the Pb absorption peaks were used to single anomalous dispersio
n) Phase was calculated by SHARP in (SAD) format. The NCS operator required for 20x averaging was found by NCS6D and improved by IMP. 20 times averaging and density correction by program DM further improved the electron density. Initial model tracing and sequence assignment using program O (Jones et al., 1991)
It was performed based on 20 times averaged electron density. However, some of the molecules have not been clearly defined. Multi-crystal averaging with DMMULTI (Korton, 1994) using the amplitudes of tetragonal, orthorhombic, and native datasets and experimental phases of orthorhombic and monoclinic MAD experiments. ) Was performed to further improve the electron density. The parts that were initially missing were clearly clarified and a complete model could be built. Using tetragonal native data up to 2.7 Å resolution and without the contribution of experimental phase, the program CNS for maximum likelihood targets (Brunger et al. (1998) Acta Crystallogr. D 54, 905-921) initially Refined atomic model. The refinement is 5x NCS restraint, overall anisotropic B factor, and bulk solvent correction (bulk solv).
ent correction). The 5-fold NCS constraint was published for parts of the pentamer that clearly do not follow 5-fold symmetry. The latest model is a well-ordered AChBP pentamer consisting of 1035 residues, 14 well-organized solvent molecules, 5 Ca 2+ ions, 5 Cl - ions, and 5 Hepes molecules. Solvent molecules, and 5 HEPES
Contains molecules. The following residues were not fully defined in electron density:
-8 to 0 position (part of the signal sequence of α-adapted S. cerevisiae, which is not originally found in AChBP, SEQ ID NO: 21), 125-135, 155-165, 186-191, and 206-210.

【0161】 AChBPのリガンド結合部位において電子密度を検出することができる。HEPES分
子は、その化学特性に基づいてこの余分な電子密度の原因となり得ると考えられ
る。HEPESすなわちN-2-ヒドロキシエチルピペラジン-N'-2-エタンスルホン酸は
、アセチルコリン(ACh)およびd-ツボクラリンなどのリガンドに類似した第4級
アンモニウムイオンを含んでいる。AChの結合は、Nおよびニコチン性アセチル
コリン受容体の結合部位に存在する芳香族残基のπ系を含む陽イオン-π相互作
用によって媒介されることが提案されている。理論に拘束されるつもりはないが
、観察されたHEPES分子は、リガンド結合部位におけるAChのような天然リガンド
の結合に類似したリガンド結合を模倣することが本発明の観察に従って示唆され
る。
Electron density can be detected at the ligand binding site of AChBP. It is believed that the HEPES molecule may be responsible for this extra electron density based on its chemical properties. HEPES or N-2-hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic acid contains quaternary ammonium ions similar to ligands such as acetylcholine (ACh) and d-tubocurarine. It has been proposed that ACh binding is mediated by cation-π interactions involving the π system of aromatic residues present at the binding sites of N + and nicotinic acetylcholine receptors. Without wishing to be bound by theory, it is suggested according to the observations of the present invention that the observed HEPES molecule mimics ligand binding similar to that of natural ligands such as ACh at the ligand binding site.

【0162】 実施例8:実施例7で決定された構造のより詳細な説明 前実施例に記載のように、2種類の結晶形における弱いPb MADデータを用いてA
ChBPの結晶構造を解明した。電子密度地図は、それぞれ非対称単位に20、10、お
よび5コピーの単量体を有する3種類の結晶形の横断結晶平均化(cross-crystal
averaging)により実質的に改善された(表3)。
Example 8: A more detailed description of the structure determined in Example 7 As described in the previous example, using weak Pb MAD data in two crystal forms, A
The crystal structure of ChBP was clarified. Electron density maps show cross-crystal averaging of three crystal forms, each having 20, 10, and 5 copies of monomer in the asymmetric unit.
averaging) substantially improved (Table 3).

【0163】[0163]

【表3】 データ収集統計表 [Table 3] Data collection statistical table

【0164】 構造は、非対称単位に1つのAChBP 五量体を有する空間群P42212において2.7Å
で精密化された。従って、ネイティブデータ(X11)、ならびにハンブルクにあ
るEMBL/DESYシンクロトロンでのPb-1データセット(BW7A)およびグルノーブル
にあるESRFでのPb-2データセット(BM14)を収集した(表3)。データを、DENZO
/SCALEPACK(オトウィノウスキーおよびミノー、Methods Enzymol.276、307〜3
26 1997)(ネイティブ)またはMOSFLM(レズリー、Acta Crystallogr.D.Biol
.Crystallogr.55、1696〜1702,1999)/SCALA(CCP4)(Pb-1、Pb-2)で処理し
た。2つの五量体の境界面に位置するPb部位がSOLVE(タービリガー、Acta Cryst
allogr.55、849〜861、1999)によって両方のMADセットに見出され、重原子パ
ラメータがSHARP(ラフォルテレら、Methods Enzymol.276、472〜494、1997)
によって最適化された。NCSオペレータが、NCS6DおよびIMP(クレイウエグトお
よびジョーンズ、SERC Daresbury Laboratory、Warrington、59〜66頁、1994)
で発見および精密化された。DM-multi(コートン、Joint CCP4 and ESF-EACBM N
ewsletter on Protein Crystallography、31、34〜38、1994)の多結晶平均化は
、単斜晶系、斜方晶系、およびネイティブ(正方晶系)データセットの振幅、な
らびに斜方晶系および単斜晶系MAD実験の実験位相を使用した。モデルは、O(ジ
ョーンズら、Acta Crystallogr.A47、110〜119、1991)において構築され、2.7
Å分解能までの正方晶系データに対してプログラムCNS(ブランガー(Brunger)
ら、Acta Crystallogr.D54、905〜921、1998)で精密化された。精密化は、部
分的な5倍NCS拘束、全異方性B因子、およびバルク溶媒補正を含んだ。特殊二重
システインCys187〜Cys188は明らかなジスルフィド架橋を形成した。限られた分
解能のために、これは標準的なパラメータで精密化された。最終モデルは、AChB
P 五量体の1025残基、5つのHEPES分子、10個のCa2+イオン、および15個の水分
子を含んでいる。N末端7残基(シグナル配列の一部)および最後の5つのC末端残
基を除いて、AChBP 五量体の全体がよく整理されている。さらに、HEPES、ルー
プ領域155〜160、および残基Asn66に結合される糖残基は電子密度において十分
に分解されていない。結合距離および結合角の理想的な形状からのr.m.s偏差
はそれぞれ0.01Åおよび1.6°である。配列アラインメントはCLUSTALX(トンプ
ソン(Thompson)ら、Nucleic.Acids.Res.25、4876〜4882、1997)で計算し
、対応する図はEspript(ゴウエら、Bioinformatics.15、305〜308、1999)で
計算した。図2〜5はプログラムMOLSCR1PT(クラウリス(Kraulis)、P.J.、J.
Appl.Cryst.24、946〜950、1991)、BOBSCRIPT(エスノウフ(Esnouf)、Acta
Crystallogr.D55、938〜940、1999)、およびRASTER3D(メリット(Merritt)
およびベーコン(Bacon)、Methods Enzymol.277、505〜524、1997)を用いて
計算した。精密化は部分的な5倍NCS拘束を用いて行い、26.4%のRfactor(Rfree =30%)が得られた。
The structure is 2.7Å in the space group P4 2 2 1 2 with one AChBP pentamer in the asymmetric unit.
Refined in. Therefore, native data (X11), as well as the Pb-1 dataset at the EMBL / DESY synchrotron in Hamburg (BW7A) and the Pb-2 dataset at ESRF in Grenoble (BM14) were collected (Table 3). Data to DENZO
/ SCALEPACK (Otowinowski and Minnow, Methods Enzymol. 276, 307-3
26 1997) (native) or MOSFLM (Leslie, Acta Crystallogr. D. Biol
. Crystallogr. 55, 1696 to 1702,1999) / SCALA (CCP4) (Pb-1, Pb-2). The Pb site located at the interface of the two pentamers is SOLVE (Turbilger, Acta Cryst
allogr. 55, 849-861, 1999) found in both MAD sets and the heavy atom parameters SHARP (Lafortele et al., Methods Enzymol. 276, 472-494, 1997).
Optimized by. NCS Operators NCS6D and IMP (Clay Hugt and Jones, SERC Daresbury Laboratory, Warrington, pages 59-66, 1994).
Discovered and refined in. DM-multi (Korton, Joint CCP4 and ESF-EACBM N
ewsletter on Protein Crystallography, 31, 34-38, 1994) Polycrystal averaging, monoclinic, orthorhombic, and native (tetragonal) dataset amplitudes, and orthorhombic and monoclinic The experimental phase of the crystalline MAD experiment was used. The model was built at O (Jones et al., Acta Crystallogr. A47, 110-119, 1991), 2.7.
Å Program CNS (Brunger) for tetragonal data up to resolution
Et al., Acta Crystallogr. D54, 905-921, 1998). Refinements included partial 5-fold NCS constraint, total anisotropy B-factor, and bulk solvent correction. The special double cysteines Cys187-Cys188 formed obvious disulfide bridges. Due to the limited resolution, this was refined with standard parameters. The final model is AChB
It contains 1025 residues of the P pentamer, 5 HEPES molecules, 10 Ca 2+ ions, and 15 water molecules. The entire AChBP pentamer is well organized, except for the N-terminal 7 residues (part of the signal sequence) and the last 5 C-terminal residues. Furthermore, the sugar residues bound to HEPES, loop regions 155-160, and residue Asn66 are not fully degraded in electron density. From the ideal shape of bond distance and bond angle, r. m. The s deviations are 0.01Å and 1.6 °, respectively. Sequence alignments were calculated by CLUSTALX (Thompson et al., Nucleic. Acids. Res. 25, 4876-4882, 1997) and corresponding figures by Espript (Goue et al., Bioinformatics. 15, 305-308, 1999). did. 2-5 show the program MOLSCR1PT (Kraulis, PJ, J.
Appl. Cryst. 24, 946-950, 1991), BOBSCRIPT (Esnouf, Acta
Crystallogr. D55, 938-940, 1999), and RASTER3D (Merritt)
And Bacon, Methods Enzymol. 277, 505 to 524, 1997). The refinement was performed using a partial 5-fold NCS constraint, and an R factor of 26.4% (R free = 30%) was obtained.

【0165】AChBP 五量体 : 5倍軸 (five-fold axis)に沿って見ると、AChBPホモ五量体は花弁状の単量
体を有する風車の模型に似ている(図6a)。5倍軸に対して垂直に見ると、これ
は円盤状の外観を有する(図6b)。五量体の全体の大きさは〜80×80×62Åであ
り、中心穴の直径は〜18Åである。これらの寸法は、トルペドnAChRのN末端ドメ
インEMデータとよく一致している(ミヤザワ(Miyazawa)ら、J.Mol.Biol.28
8、765〜786、1999)。AChBP 五量体における唯一のサブユニット接触が二量体
境界面であり、この各単量体が、1つがプラス側と呼ばれ、1つがマイナス側と呼
ばれる2つの接触面を有する。本発明者らは、5つの等価な境界面AB、BC、CD、DE
およびEA(図6)の例として、A(プラス)-B(マイナス)境界面について言及す
る。
AChBP pentamer : When viewed along the five-fold axis, the AChBP homopentamer resembles a model of a windmill with petaloid monomers (Fig. 6a). Viewed perpendicular to the 5x axis, it has a discoidal appearance (Fig. 6b). The overall size of the pentamer is ~ 80x80x62Å and the diameter of the central hole is ~ 18Å. These dimensions are in good agreement with the N-terminal domain EM data of Torpedo nAChR (Miyazawa et al., J. Mol. Biol. 28).
8, 765-786, 1999). The only subunit contact in the AChBP pentamer is the dimer interface, each of which has two contact surfaces, one called the plus side and one the minus side. We have five equivalent interfaces AB, BC, CD, DE.
And as an example of EA (Fig. 6), mention the A (plus) -B (minus) interface.

【0166】AChBP単量体 : 各AChBP単量体は、形が非対称の、〜50×21×27Åの大きさを有する単一ドメ
インタンパク質である(図12a)。これは、N末端βへリックス、2つの短い310
リックス、およびβサンドイッチを形成する10個のβストランドのコアからなる
。βストランドの順序は、余分なβヘアピン(f'-f")および余分なストランド
(b')を有する改変免疫グロブリン(Ig)トポロジー(図12b)に一致する(ボ
ーク(Bork)ら、J.Mol.Biol.242、309〜320、1994)。これらのさらなるス
トランドは、2つのいわゆる「ギリシア鍵(Greek key)」折り畳みモチーフを導
入する。Igベースの構造予測(レノベレ(Le Novere)ら、1999;コリンガーら
、Biophys.J.76、2329〜2345、1999)がAChBP構造とよく一致するが、余分な
βストランド(図12b)の存在のために結合部位の位置が省略された。古典的なI
g折り畳みと比較して、AChBPのβストランドはかなりねじれており、βシートは
互いに逆回転し、2つの別個の疎水性コアをもたらす。従って、この3次元折り畳
みは他のIg様タンパク質と似ておらず、タンパク質データベースとの比較(ホル
ム(Holm)およびサンダー(Sander)、Nucleic.Acids.Res.25、231〜234、1
997)により任意の既知構造との有意な一致が得られなかった。
AChBP Monomers : Each AChBP monomer is an asymmetrically shaped, single domain protein with a size of ˜50 × 21 × 27Å (FIG. 12a). This helix N-terminus beta, consisting of ten beta strands of the core to form two short 3 10 helix, and beta sandwich. The order of β-strands is consistent with a modified immunoglobulin (Ig) topology with extra β-hairpins (f′-f ″) and extra strands (b ′) (FIG. 12b) (Bork et al., J. Chem. Mol. Biol. 242, 309-320, 1994. These additional strands introduce two so-called "Greek key" folding motifs. Ig-based structural predictions (Le Novere et al., 1999; Collinger et al., Biophys. J. 76, 2329-2345, 1999) are in good agreement with the AChBP structure, but with the presence of an extra β-strand (Fig. 12b). Therefore, the position of the binding site was omitted. Classic I
Compared to the g-fold, the AChBP β-strands are considerably twisted and the β-sheets rotate counter to each other, resulting in two distinct hydrophobic cores. Therefore, this three-dimensional fold does not resemble other Ig-like proteins and is compared to protein databases (Holm and Sander, Nucleic. Acids. Res. 25, 231-234, 1).
997) did not yield a significant match with any known structure.

【0167】機能領域の位置決定 : AChBP構造において、受容体機能に重要な領域対の位置を決定することができ
る。筋型nAChRにおける、α167〜α176の残基を含む主要免疫原領域(MIR)は、
自己免疫疾患である重症筋無力症のエピトープとして働く(タザルトス(Tzarto
s)ら、Mol.Neurobiol.5、1〜29、1991)。AChBPにおけるMIR関連領域(65〜7
2位の残基)はα1サブユニットと配列相同性を示さないが、高度に接近可能な位
置にある五量体上部のループL3におけるその位置は、この領域の予想された接近
性とよく一致する。これはまた、膜に対して受容体末端にMIRを配置したEM研究
と合致している(ベロウキム(Beroukhim)およびアンウィン(Unwin)、Neuron
15、323〜331、1995)。
Localization of functional regions : In the AChBP structure, the positions of pairs of regions important for receptor function can be determined. In muscle-type nAChR, the major immunogen region comprising residues of α 1 67~α 1 76 (MIR) is
Acts as an epitope of myasthenia gravis, an autoimmune disease (Tzartos
s) et al., Mol. Neurobiol. 5, 1-29, 1991). MIR related area in AChBP (65 ~ 7
(Residue at position 2) does not show sequence homology with the α 1 subunit, but its position in loop L3 above the pentamer in a highly accessible position is similar to the predicted accessibility of this region. Match. This is also in line with the EM study of placing the MIR at the receptor end to the membrane (Beroukhim and Unwin, Neuron.
15, 323-331, 1995).

【0168】 各AChBP単量体上に、五量体リングの中心孔から接近可能な大きなキャビティ
が見られる。このキャビティは、入り口でβストランド(β3、β4、β5、およ
びβ5')により取り囲まれ(図12a)、そこに合うように荷電せず、主として疎
水性である。この領域は、恐らく、4.6Åの分解能でトルペド受容体α1サブユニ
ットにおいて観察された、ねじれたβストランドで取り囲まれたトンネルに相当
する(ミヤザワら、J.Mol.Biol.288、765〜786、1999)。しかしながら、こ
のキャビティは、サブユニット間の各境界面で観察された別の大きなポケットと
接触していない。これらの後者のポケットには、nAChRでのリガンド結合に関与
することが示された残基が一列に並んでいる(アリアス、Neurochem.Int.36、
595〜645、2000;コリンガーら、Annu.Rev.Pharmacol.Toxicol.40、431〜45
8、2000)。これらは溶媒から離れて埋もれており、五量体リングの外側に近接
して位置する。5倍軸に対して垂直に見ると、これらは、C末端から約30Å離れて
ほぼエクアトリアルに位置し(図6b)、標識(フェルナンドバレンズエラ(Fern
ando Valenzuela)ら、Biophys.J.66、674〜682、1994)およびEM研究(アン
ウィン、J.Mol.Biol.229、1101〜1124、1993)により決定されたトルペド受
容体リガンド結合部位の予想位置と一致する。
On each AChBP monomer, there is a large cavity accessible from the central pore of the pentamer ring. This cavity is surrounded by β-strands (β3, β4, β5, and β5 ′) at the entrance (FIG. 12a), does not charge to it, and is predominantly hydrophobic. This region probably corresponds to the tunnel surrounded by the twisted β-strands observed in the Torpedo receptor α 1 subunit with a resolution of 4.6Å (Miyazawa et al., J. Mol. Biol. 288, 765-786). , 1999). However, this cavity is not in contact with another large pocket observed at each interface between subunits. These latter pockets are lined with residues shown to be involved in ligand binding at nAChR (Arias, Neurochem. Int. 36,
595-645, 2000; Collinger et al., Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 40, 431-45
8, 2000). They are buried away from the solvent and are located close to the outside of the pentamer ring. When viewed perpendicular to the 5-fold axis, they are located approximately equatorial approximately 30 Å away from the C-terminus (Fig. 6b) and are labeled (Fernando Valenzuela).
ando Valenzuela) et al., Biophys. J. 66, 674-682, 1994) and EM studies (Annwin, J. Mol. Biol. 229, 1101-1124, 1993), which is consistent with the predicted position of the torpedo receptor ligand binding site.

【0169】リガンド結合部位 : それぞれのリガンド結合部位が、あるサブユニットの主要面からの一連のルー
プおよび隣接するサブユニットの相補面からの一連のβストランドにより形成さ
れる裂け目に見出される。これは、主要側からの一連のループおよび相補側から
のβストランドにより埋められている大きなキャビティである(図13)。AB境界
面のプラス側にある主要側は、「ループA」(TyrA89)、「ループB」(TrpA143
、A145)、ならびに「ループC」(TyrA185、二重システインA187〜A188、および
TyrA192)(図13c)からの残基からなる。この結合部位の相補部分は単量体Bに
よりもたらされ、「ループD」(TrpB53、GlnB55)、「ループE」(ArgB104、Val
B106、LeuB112、およびMetB114)、ならびに「ループF」(TyrB164)(図13d)
でできている。このポケットにおいて、芳香族残基の4つ(TyrA89、TyrA185、Ty
rB164、およびTrpB53)がキャビティの下半分を形成する。ポケットの壁は、Tyr
A192、TrpA143、A145 Met B114の主鎖、GlnB55の側鎖、および二重システイン(
CysA187〜CysA188)により形成される。Arg104、ValB106、およびLeuB112の疎水
性部分がポケット上部を形成する(図13a)。
Ligand Binding Sites : Each ligand binding site is found in a cleft formed by a series of loops from the major face of one subunit and a series of β-strands from the complementary faces of adjacent subunits. This is a large cavity filled with a series of loops from the major side and β-strands from the complementary side (Figure 13). The major side, which is on the plus side of the AB boundary surface, is "loop A" (TyrA89), "loop B" (TrpA143).
, A145), and "loop C" (TyrA185, double cysteines A187-A188, and
TyrA192) (Fig. 13c). The complementary part of this binding site is provided by monomer B, "loop D" (TrpB53, GlnB55), "loop E" (ArgB104, Val
B106, LeuB112, and MetB114), and "Loop F" (TyrB164) (Fig. 13d).
Made of In this pocket, four of the aromatic residues (TyrA89, TyrA185, TyA89
rB164, and TrpB53) form the lower half of the cavity. The wall of the pocket is Tyr
A192, TrpA143, A145 Met B114 main chain, GlnB55 side chain, and double cysteine (
CysA187 to CysA188). The hydrophobic parts of Arg104, ValB106, and LeuB112 form the upper pocket (Fig. 13a).

【0170】 ポケットの全ての残基が、フォトアフィニティ標識および変異誘発研究によっ
て首尾よく同定されている(アリアス、Neurochem.Int.36、595〜645、2000;
コリンガーら、Annu.Rev.Pharmacol.Toxicol.40、2000)。HisA145の側鎖は
キャビティから離れて位置しているが、その主鎖が関与している。標識研究によ
り同定された1つの残基TrpA82(α1Trp86)(ガルジ(Galzi)ら、J.Biol.Che
m.265、10430〜10437、1990;デニス(Dennis)ら、Biochemistry 27、2346〜2
357、1988)は疎水性コア形成に関与し、ポケットから離れて位置し、従って、
リガンド結合には関与していない。他の点では、AChBPリガンド結合部位は、nAC
hRに関する利用可能な生化学的データおよび変異データを完全に裏付けている。
All residues in the pocket have been successfully identified by photoaffinity labeling and mutagenesis studies (Arias, Neurochem. Int. 36, 595-645, 2000;
Collinger et al., Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 40, 2000). The side chain of HisA145 is located away from the cavity, but its main chain is involved. One residue, TrpA82 (α 1 Trp86), identified by labeling studies (Galzi et al., J. Biol. Che.
m. 265, 10430-10437, 1990; Dennis et al., Biochemistry 27, 2346-2.
357, 1988) is involved in the formation of the hydrophobic core and is located away from the pocket, thus
It is not involved in ligand binding. In other respects, the AChBP ligand binding site is nAC
Fully corroborates available biochemical and mutational data for hR.

【0171】 しかしながら、この構造は、これらの残基が互いに関してどのような位置にあ
るのかを初めて示し、従って、本発明の前記の説明に記載された薬物設計の価値
のあるツールを提供する。
However, this structure shows for the first time how these residues are in relation to each other and thus provides a valuable tool for the drug design described in the above description of the invention.

【0172】 「ループF」TyrB164残基を除く観察された全ての残基が、既知のニコチン性リ
ガンド結合サブユニット間で保存されている。「ループF」領域は特殊なコンフ
ォメーションを有するが、比較的弱く分解されているので、その厳密な分析は難
しい。「ループF」領域は、AspB161、AspB175、およびB176の主鎖で形成された
カルシウム結合部位によって構造において安定化されている。このCa2+イオン
はTyrB164配向に構造上重要であり、従って、適切なリガンド結合に重要である
可能性がある。この発見は、AspB161、γAsp174/δAsp180に相同な残基がリガン
ド結合において役割を果たすことを示す、筋/トルペドサブユニットに対する標
識研究により裏付けられる(クザジコウスキー(Czajkowski)ら、Proc.Natl.
Acad.Sci.U.S.A.90、6285〜6289、1993;クザジコウスキーおよびカリン(Ka
rlin)、J.Biol.Chem.270、3160〜3164、1995;マーティン(Martin)ら、J
.Biol.Chem.271、13497〜13503、1996)。さらに、作用物質結合に対する応
答を高めるカルシウム結合部位が、ニューロンα7受容体の相同領域(残基範囲1
61〜172)において同定されている(ガルジら、EMBO J.15、5824〜5832、1996
)。「ループF」領域は、ニコチン性ファミリーにおいて低い配列保存を有し(
図11)、他のスーパーファミリーメンバーにおいて、恐らく、2つのシートを連
結して1つのβバレルにするβストランドを形成する程度でさえも異なるコンフ
ォメーションを有するだろう。恐らく、このような変化は、例えば、リガンド結
合部位の大きさまたはその接近経路を変えることにより親和性の変化につながる
だろう。
All observed residues except the "Loop F" TyrB164 residue are conserved among known nicotinic ligand binding subunits. Although the "loop F" region has a special conformation, it is relatively weakly degraded and its rigorous analysis is difficult. The "loop F" region is structurally stabilized by a calcium binding site formed in the AspB161, AspB175, and B176 backbones. This Ca 2+ ion is structurally important for TyrB164 orientation and therefore may be important for proper ligand binding. This finding is supported by labeling studies on the muscle / torpedo subunit, which show that residues homologous to AspB161, γAsp174 / δAsp180 play a role in ligand binding (Czajkowski et al., Proc. Natl.
Acad. Sci. USA. 90, 6285-6289, 1993; Kzazykowski and Karin (Ka
rlin), J. Biol. Chem. 270, 3160-3164, 1995; Martin et al., J.
. Biol. Chem. 271, 13497-13503, 1996). In addition, a calcium binding site that enhances response to agonist binding is found in the homologous region of the neuronal α 7 receptor (residue range 1
61-172) (Gargi et al., EMBO J. 15, 5824-5832, 1996).
). The "loop F" region has low sequence conservation in the nicotinic family (
Figure 11), in other superfamily members, they probably have different conformations even to the extent that they join the two sheets to form a β-strand into a single β-barrel. Presumably, such changes would lead to changes in affinity, for example by changing the size of the ligand binding site or its approach.

【0173】 リガンド結合部位への最も可能性の高い接近経路は、二重システインを含む「
ループC」(図13a)の上または下からである。この領域はポケットを溶媒から離
して埋めており、従って、外側からの接近を妨げている。中心孔からの接近が文
献において示唆されているが(ミヤザワ、J.Mol.Biol.288、765〜786、1999
)、これは境界面での大幅な構造再配置を必要とし、このために接近の可能性は
低くなる。
The most likely access route to the ligand binding site involves a double cysteine.
From above or below Loop C "(Fig. 13a). This region fills the pocket away from the solvent and thus prevents access from the outside. Access from the central hole has been suggested in the literature (Miyazawa, J. Mol. Biol. 288, 765-786, 1999).
), This requires significant structural relocation at the interface, which reduces the likelihood of access.

【0174】リガンド結合 : 驚くべきことに、実験で得られた横断結晶平均化電子密度(図13b)において
、各リガンド結合部位のTrp143上に積み重なっている、かさばった(bulky)電
子密度の特徴が発見された。検討した上で、本発明者らは、これを、正に荷電し
た第4級アンモニウム基を含み、従って、既知のニコチン性受容体リガンドとい
くらかの類似性を有するHEPES(N-2ヒドロキシエチルピペラジン-N'-2-エタンス
ルホン酸)緩衝液分子に指定した。このEC50は100mMであり、このことから、結
晶化条件下(100〜150mM)でのHEPES結合が可能であることが分かる。HEPES分子
はタンパク質と特異的に接触しないが、その第4級アンモニウムによりTrp143上
に積み重なり、ニコチン性作用物質について予想されたように陽イオン-π相互
作用をする(ドウグヘルティ(Dougherty)、Science 271、163〜168、1996)(
図13b)。しかしながら、本データの限られた分解能および起こり得る低い占有
率のために、ある程度の条件を付けてHEPES分子の厳密な配向を考慮すべきであ
る。
Ligand binding : Surprisingly, the experimentally obtained transverse crystal averaged electron densities (FIG. 13b) were characterized by a bulky electron density stacking on Trp143 at each ligand binding site. It's been found. Upon examination, we have determined that this includes HEPES (N-2 hydroxyethylpiperazine, which contains a positively charged quaternary ammonium group and therefore has some similarities to known nicotinic receptor ligands. -N'-2-ethanesulfonic acid) buffer molecule. This EC50 is 100 mM, which indicates that HEPES binding is possible under crystallization conditions (100-150 mM). The HEPES molecule does not make specific contact with proteins, but is stacked on Trp143 by its quaternary ammonium and undergoes cation-π interactions as expected for nicotinic agents (Dougherty, Science 271, Science 271, 163-168, 1996) (
Figure 13b). However, due to the limited resolution and possible low occupancy of this data, some conditions should be taken into account in the exact orientation of the HEPES molecule.

【0175】 nAChRのリガンド結合部位は、アセチルコリンエステラーゼ(AChE)の結合部
位に似ている可能性があることが示唆されている(チャンゲウ(Changeux)およ
びエデルステイン(Edelstein)、Neuron 21、959〜980、1998)。結合部位の大
きさはAChBPおよびAChEにおいてほぼ同じであるが、芳香族残基の観察された配
置は全く異なる。しかしながら、HEPESの第4級アンモニウムの積み重なりは、現
行のAChBP構造で精密化されている限りでは、AChEのTrp84残基上のデカメゾニウ
ム(decamezonium)の第4級アンモニウムの積み重なりと似ている(ハレル(Har
el)ら、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.90、9031〜9035、1993)。
It has been suggested that the ligand binding site of nAChR may resemble the binding site of acetylcholinesterase (AChE) (Changeux and Edelstein, Neuron 21, 959-980). , 1998). The size of the binding site is about the same in AChBP and AChE, but the observed arrangement of aromatic residues is quite different. However, the quaternary ammonium stack of HEPES is similar to the quaternary ammonium stack of decamezonium on the Trp84 residue of AChE, as long as it is refined by the current AChBP structure (Harel ( Har
el) et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 90, 9031 to 9035, 1993).

【0176】サブユニット配置 : リガンド結合部位の位置から、トルペド受容体および筋受容体におけるサブユ
ニットの相対配置について結論を導き出すことができる。膜の方を見たときに、
α1γおよびα1δ境界面が時計回りのα1γα1δβ1配置で生じることが示唆さ
れている(マクホールド(Machold)ら、Eur.J.Biochem.234、427〜430、199
5)。このような時計回りの配置は本発明によって決定された構造と一致しない
。なぜなら、五量体の「下部」(膜)側の方を見たときに主要結合部位およびそ
の相補パートナーの相対配置が反時計回りであるからである(図6)。
Subunit Arrangement : From the position of the ligand binding site, conclusions can be drawn about the relative arrangement of the subunits at the torpedo and muscle receptors. When you look at the membrane,
It has been suggested that the α 1 γ and α 1 δ interfaces occur in a clockwise α 1 γα 1 δβ 1 configuration (Machold et al., Eur. J. Biochem. 234, 427-430, 199).
Five). Such a clockwise arrangement is inconsistent with the structure determined by the present invention. This is because the relative orientation of the major binding site and its complementary partner is counterclockwise when looking towards the “lower” (membrane) side of the pentamer (FIG. 6).

【0177】五量体境界面 : サブユニット境界面は、プラス側では完全にループ領域(L1、L2、L4、L5、L7
、L8、およびL10)からなるが、マイナス側は、主として境界面に対して二次構
造要素を示す(α1、β1、β2、β3、β5、β6、およびL9)(図14)。いくつか
の残基がリガンド結合および五量体形成の両方に重要である。境界面は、1つだ
けの分岐塩橋(GluA149〜ArgB3およびArg104)を含む主として非電荷の特徴を有
し、かなりの表面積(2700Å2)を埋めている。AChBPだけでなく、相互間でも、
スーパーファミリー全体におけるこれらの特定の残基の保存が欠如する境界面残
基については最も興味深い(図11)。これらの変化は、疎水性から荷電への変化
を含む特徴の大幅な変化を伴う。残基が任意の特定のサブユニットで保存されて
いる場合でさえも、リガンド結合部位の唯一の例外を除いて、 (α7ホモ五量体
のように同じサブユニットでも、筋α1δもしくはα1γまたはニューロンα4β2 などの接点でも) その予想される対の片方は見つからない。しかしながら、高
度の構造保存が、全てのファミリーメンバーでのこれらの接点における同じトポ
ロジー領域の関与を決定する(図14b)。このことから、形状相補性が五量体構
造の保存の決定に主な役割を果たしているのに違いないことが分かる。このこと
からまた、サブユニットの異なる組み合わせが異なる境界面を有し、これにより
、精密なアロステリック接点のバリエーションおよびこれらのイオンチャネルの
様々なサブクラスにおける運動が生み出されることが分かる。
Pentameric interface : The subunit interface on the plus side is completely loop region (L1, L2, L4, L5, L7
, L8, and L10), but the negative side represents secondary structural elements predominantly to the interface (α1, β1, β2, β3, β5, β6, and L9) (FIG. 14). Several residues are important for both ligand binding and pentamer formation. The interface has predominantly uncharged features containing only one branching salt bridge (GluA149-ArgB3 and Arg104) and fills a significant surface area (2700Å 2 ). Not only AChBP but also between each other,
Most interesting are interface residues that lack the conservation of these particular residues across the superfamily (Figure 11). These changes are accompanied by significant changes in characteristics, including a change from hydrophobic to charged. Even if the residues are conserved in any particular sub-unit, except for the only exception of the ligand binding site, even in the same subunit as (alpha 7 homopentamer, muscle alpha 1 [delta] or One of the expected pairs is not found (even at contacts such as α 1 γ or neurons α 4 β 2 ). However, a high degree of structural conservation determines the involvement of the same topological region at these contacts in all family members (Fig. 14b). This indicates that shape complementarity must play a major role in determining the conservation of pentameric structure. This also shows that different combinations of subunits have different interfaces, which produces precise allosteric contact variations and movements in different subclasses of these ion channels.

【0178】リガンド依存性イオンチャネル : 境界面を形成する残基がドメインの最も低い保存領域間にあるので(図11)、
境界面残基の保存の欠如はLGICスーパーファミリーにおける一般的な特色である
ように思われる。明らかに、五量体形成は、この場合、非常に厳しい進化の必要
条件(evolutionary requirement)を課していない。しかしながら、スーパーフ
ァミリー内には明らかな配列保存があり(図11)、これを構造に照らし合わせて
分析することは興味深いことである。
Ligand-gated ion channels : Because the residues that form the interface are between the lowest conserved regions of the domain (FIG. 11),
Lack of conservation of interface residues appears to be a common feature in the LGIC superfamily. Apparently, pentamer formation does not impose in this case very strict evolutionary requirements. However, there is clear sequence conservation within the superfamily (Figure 11), and it is interesting to analyze this against the structure.

【0179】 AChBP単量体構造において、保存疎水性残基は3種類のクラスターに分類するこ
とができる(図15)。Ig様折り畳みを有する他のタンパク質と同様に、AChBPに
おいて、βシートのパッキングは、主として疎水性により、かつそれより少ない
程度で静電的相互作用により促進される。第1のクラスターは、単量体の主骨格
に寄りかったN末端へリックスα1のパッキングに関与し、6位、10位、63位、65
位、71位、81位、105位、および111位の残基を含む。第2のクラスターは、20位
、27位、29位、31位、58位、82位、84位、86位、140位、150位、152位、および1
95位の残基を含み、βコア領域の上半分に位置する。第3のクラスターは、33位
、35位、38位、41位、48位、52位、125位、138位、171位、173位、199位、およ
び201位の残基を含み、構造の下端に位置する(図15)。スーパーファミリーに
おいて高度に保存されている非疎水性残基は、Asp60、Asp85、Asn90、およびGly
109しかない。Asp60およびGly109は、β3、β5、β6、およびβ2ストランドを連
結するギリシア鍵モチーフのターンの安定化に関与し、ここで、Asp60は小さな3 10 へリックスのN末端を安定化し、Gly109は密なターン形成を可能にする。Asp85
およびAsn90の保存残基はβシートのパッキングに関与する。Asp85は、高度に保
存されたSer142およびThr144との水素結合を形成し、Asn90の残基は、Ser122お
よびArg137の主鎖酸素を引き合わせ、近くの絶対に保存されるジスルフィド結合
(123〜136位)のジスルフィド結合形成を可能にする。このジスルフィド結合は
、Ig様タンパクにおいて2つのβシートを結びつける、いわゆる「チロシン隅石
(tyrosine cornerstone)」(ヘミングセン(Hemmingsen)ら、Protein Sci.3
、1927〜1937、1994)とトポロジー的に等価である。これは、トルペド受容体に
おいてCys128〜Cys142結合がサブユニットコンフォメーション安定性の維持(ミ
シナ(Mishina)ら、Nature 313、364〜369、1985)および完全なnAChR集合(グ
リーン(Green)およびワナメーカー(Wanamaker)、J.Neurosci.18、5555〜5
564、1998)の両方に重要である理由を説明している。観察された全体的な構造
保存が高いので、全てのLGIC N末端ドメインが同じ3次元構造を有することは明
らかである。
[0179]   Conserved hydrophobic residues can be classified into three clusters in the AChBP monomer structure.
And (Fig. 15). Like other proteins with Ig-like folds, AChBP
The β-sheet packing is mainly due to hydrophobicity and less
To some extent facilitated by electrostatic interactions. The first cluster is the main skeleton of the monomer
Involved in the packing of N-terminal helix α1
Residues at positions 71, 81, 105, and 111. Second cluster is 20th
, 27th, 29th, 31st, 58th, 82nd, 84th, 86th, 140th, 150th, 152nd, and 1st
It contains the residue at position 95 and is located in the upper half of the β core region. 3rd cluster, 33rd
, 35, 38, 41, 48, 52, 125, 138, 171, 173, 199, and
And residues 201 to 201 and are located at the bottom of the structure (Fig. 15). To super family
Highly conserved non-hydrophobic residues are Asp60, Asp85, Asn90, and Gly.
There is only 109. Asp60 and Gly109 connect the β3, β5, β6, and β2 strands.
Is involved in stabilizing the turn of the Greek key motif that connects, where Asp60 is a small 3 Ten Stabilizing the N-terminus of the helix, Gly109 allows tight turn formation. Asp85
And the conserved residues of Asn90 are involved in β-sheet packing. Asp85 is highly protected
It forms hydrogen bonds with the existing Ser142 and Thr144, and the residue of Asn90 is at Ser122 or Ser122.
And an absolutely conserved disulfide bond near the main chain oxygens of Arg137 and
Allows disulfide bond formation at positions (123-136). This disulfide bond
, A β-sheet that binds two β-sheets in an Ig-like protein
(Tyrosine cornerstone) "(Hemmingsen et al., Protein Sci. 3
, 1927 to 1937, 1994) and is topologically equivalent. This is a torpedo receptor
The Cys128-Cys142 binding is associated with maintenance of subunit conformational stability (mi
Mishina et al., Nature 313, 364-369, 1985) and the complete nAChR assembly (group
Green and Wanamaker, J.C. Neurosci. 18, 5555-5
564, 1998). Observed overall structure
Due to the high conservation, it is clear that all LGIC N-terminal domains have the same three-dimensional structure.
It's mild.

【0180】 前記の残基とは対照的に、CysループはLGICファミリーにおいて非常に保存さ
れた疎水性領域であるが、AChBPでは全く異なる特徴を示す(図11)。
In contrast to the residues mentioned above, the Cys loop is a highly conserved hydrophobic region in the LGIC family, but shows entirely different characteristics in AChBP (FIG. 11).

【0181】 AChBPにおいて、このループは親水性であり、タンパク質の下側(膜側)、二
量体の境界面に見出される。この位置およびLGICファミリーにおけるその疎水性
は、このループが、膜またはAChBPには存在しない機能である受容体膜貫通領域
と相互作用しうることを意味している。
In AChBP, this loop is hydrophilic and is found on the underside of the protein (membrane side), at the dimer interface. This position and its hydrophobicity in the LGIC family means that this loop can interact with the receptor or the transmembrane domain, a function not present in the membrane or AChBP.

【0182】 全てのリガンド依存性イオンチャネルが膜孔の開口という本質的に同じ機能を
有するので、タンパク質の保存領域がこの機能を決定する可能性が高い。このこ
とはまた、五量体の境界面がチャネルの開口において主要な役割を果たす可能性
が低いことも示している。保存Cysループがこの種の情報のLGIC膜部分への伝達
に直接関与することが可能である。別の選択肢は、βシート領域の大きな構造変
化がチャネルの開口に役割を果たすことである。実際に、トルペドnAChRに対す
る作用物質の結合時に9Åで観察された動き(アンウィン、Nature 373、37〜43
、1995)はこのような考えと非常に一致している。本発明によって、ねじれたβ
サンドイッチが2つの別個の疎水性コアと共に観察され、リガンド結合時に、こ
れらのコアが互いに対して動くことは十分に可能である。次いで、このような動
きの影響は、受容体の異なるサブタイプにおける様々なサブユニット境界面によ
り調節され、これによりニューロンシグナル伝達における複雑な特異性が可能に
なる。
Since all ligand-gated ion channels have essentially the same function of opening membrane pores, the conserved regions of proteins are likely to determine this function. This also indicates that the pentameric interface is unlikely to play a major role in channel opening. It is possible that the conserved Cys loop is directly involved in the transmission of this kind of information to the LGIC membrane part. Another option is that large structural changes in the β-sheet region play a role in channel opening. Indeed, the movement observed at 9Å upon binding of the agent to Torpedo nAChR (Annwin, Nature 373, 37-43).
, 1995) is in good agreement with this idea. According to the present invention, twisted β
The sandwich is observed with two distinct hydrophobic cores, and it is fully possible for these cores to move relative to each other upon ligand binding. The effects of such movements are then regulated by different subunit interfaces at different subtypes of receptors, allowing complex specificities in neuronal signaling.

【0183】 実施例9:リガンド結合結晶化研究 AChBPを、α-ブンガロトキシン(αBTX、シグマ)との複合体において共結晶
化した。複合体の安定性が結晶化実験の前に調べられている。ゲル濾過クロマト
グラフィー(スーパデックス200 HR 10/30、ファルマシア、カラム体積24ml)を
用いて、AChBPとαBTXとの安定な複合体を精製することが可能であることが見出
されている。20mM Tris(pH8.0)、150mM NaCl、および0.02%NaN3を用いて、ゲ
ル濾過運転を行った。複合体の安定性は未変性PAGEでも確認した。結晶化実験は
、AChBP単独でうまくいくことが見出されている同じ条件セットに基づいて行っ
た;実施例6を参照のこと。異なる沈殿剤濃度および様々なAChBP:αBTX濃度を
用いて、小さなスクリーニングを始めた。極めて小さな結晶が、10〜12%PEG 40
00、100mM HEPES(pH7.0)、20〜80mM CaCl2、および0.02%NaN3を含む条件で現
れた。最もよく見える結晶は、AChBP:αBTXを1:10モル比で混合した時に前述
の条件下で成長した。複合体が実際に結晶化したかどうかを調べるために、結晶
を徹底的に洗浄し、変性緩衝液に溶解し、SDS-PAGEで調べた。SDS-PAGEは、結晶
が両方のタンパク質を含むことをはっきりと示した。
Example 9: Ligand Binding Crystallization Studies AChBP was co-crystallized in complex with α-bungarotoxin (αBTX, Sigma). The stability of the complex has been investigated before crystallization experiments. It has been found possible to purify stable complexes of AChBP and αBTX using gel filtration chromatography (Superdex 200 HR 10/30, Pharmacia, column volume 24 ml). A gel filtration run was performed using 20 mM Tris (pH 8.0), 150 mM NaCl, and 0.02% NaN 3 . The stability of the complex was also confirmed by native PAGE. Crystallization experiments were based on the same set of conditions found to work well with AChBP alone; see Example 6. A small screen was initiated with different precipitant concentrations and various AChBP: αBTX concentrations. Very small crystals show 10-12% PEG 40
Appeared under conditions containing 00, 100 mM HEPES (pH 7.0), 20-80 mM CaCl 2 , and 0.02% NaN 3 . The best-looking crystals grew under the conditions described above when AChBP: αBTX was mixed in a 1:10 molar ratio. To see if the complex actually crystallized, the crystals were washed extensively, dissolved in denaturing buffer and examined by SDS-PAGE. SDS-PAGE clearly showed that the crystals contained both proteins.

【0184】 さらに、浸漬実験において、多数の小さなリガンドをAChBPに結合させた。こ
れらのリガンドとして、B-ビピナチン(ロホトキシンの合成類似体)、アセチル
コリン(ACh、シグマ)、塩化d-ツボクラリン(シグマ)、塩化カルバミルコリ
ン(CCh、シグマ)、臭化水素酸ガランタミン(シグマ)、エピバチジン(シグ
マ)、およびニコチン(シグマ)が含まれる。浸漬溶液を、安定化溶液(実施例
6を参照のこと)で、溶解リガンド(リガンドは通常20mM HEPES[pH7.0]に溶解し
た)と共に作った。使用したリガンド濃度は、リガンド結合研究によって決定さ
れたその結合定数に左右された。浸漬時間は使用したリガンドによって異なった
。浸漬段階の後、結晶を液体窒素中で急速冷却した。
In addition, a number of small ligands were bound to AChBP in immersion experiments. As these ligands, B-bipinatin (a synthetic analogue of lophotoxin), acetylcholine (ACh, sigma), d-tubocurarine chloride (sigma), carbamylcholine chloride (CCh, sigma), galantamine hydrobromide (sigma), Includes epibatidine (Sigma), and nicotine (Sigma). The dipping solution was replaced with the stabilizing solution (Example
6) with lysing ligand (ligand was usually dissolved in 20 mM HEPES [pH 7.0]). The ligand concentration used was dependent on its binding constant determined by ligand binding studies. The immersion time varied depending on the ligand used. After the soaking step, the crystals were rapidly cooled in liquid nitrogen.

【0185】 実施例10:ヒトα7 nAChR/AChBPキメラの作成 nAChRサブユニットおよびAChBPのキメラタンパク質を、新規のnAChRサブタイ
プ特異的リガンドの開発におけるツールとして使用することができる。これらの
ツールの開発における最初の段階として、キメラタンパク質が設計および構築さ
れ、ここで、ヒトα7 nAChRの一部がAChBPに接ぎ合わされた。α7 nAChRによる
リガンド結合の分子決定要因に関する以前の研究により、さらに「ループA、B、
およびC」と呼ばれるリガンド結合部位の一次部分を構成する3つのアミノ酸ドメ
インが同定されている。3つの各ループ内で、リガンドと直接相互作用すると考
えられるアミノ酸残基が存在する。nAChRおよびAChBPの配列保存に基づいて、AC
hBPの3つの可能なリガンド結合ループの位置が以下のように本発明に従って正確
に特定されている:ループA、Trp101->Tyr108;ループB、Trp162->His164;ルー
プC、Tyr204->Tyr211。構築されたキメラタンパク質は、AChBPのリガンド結合ル
ープの1つ(A、BもしくはC)または複数(AおよびB、AおよびC、BおよびC、なら
びにAおよびBおよびC)を、対応するヒトα7 nAChR配列と置換している。
Example 10: Generation of human α7 nAChR / AChBP chimera nAChR subunits and chimeric proteins of AChBP can be used as tools in the development of novel nAChR subtype-specific ligands. As a first step in the development of these tools, a chimeric protein was designed and constructed where a portion of human α7 nAChR was ligated to AChBP. Earlier work on the molecular determinants of ligand binding by α7 nAChR further adds to "loops A, B,
Three amino acid domains have been identified that make up the primary part of the ligand binding site, referred to as "and C". Within each of the three loops there are amino acid residues that are believed to interact directly with the ligand. AC based on sequence conservation of nAChR and AChBP
The locations of the three possible ligand binding loops of hBP have been precisely identified according to the invention as follows: Loop A, Trp101->Tyr108; Loop B, Trp162->His164; Loop C, Tyr204-> Tyr211. The constructed chimeric protein has one (A, B or C) or multiple (A and B, A and C, B and C, and A and B and C) of the ligand binding loops of AChBP corresponding to the corresponding human α7. It replaces the nAChR sequence.

【0186】 2段階のポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いて、AChBPのループAドメインをヒ
トα7 nAChRの対応するドメインで置換した。第1の段階において、2つの別々のP
CR増幅(94℃;30秒、58℃;30秒、および72℃;60秒を35サイクル)によりキメ
ラ構築物の2種類の片方ずつを得た。AChBP cDNA(野生型)を鋳型として使用し
、開始コドンの直前に位置する外側プライマー または停止コドンの直前に位置する外側プライマー をそれぞれ、2種類の内側プライマー (配列番号:19)および (配列番号:20)と組み合わせて使用した。内側プライマーは、導入されるα7
nAChRドメインをコードする5'タグ配列を含んでいた。従って、2種類の作成され
たキメラPCR産物は、α7 nAChRサブユニットの一部を含む共通タグを共有する。
第2の段階において、第1ラウンドからの2種類のPCR産物をプールし、プライマー
の非存在下で、PCR増幅(94℃;30秒、54℃;3分、および72℃;90秒)を5ラウ
ンド行った。これにより、キメラの2種類の片方ずつは共通α7 nAChRタグで互い
にアニールできるようになった。2種類の外側プライマーをその後添加し、25 PC
R増幅(94℃;30秒、58℃;30秒、および72℃;90秒)のさらに35サイクルを行
い、最終的なキメラ構築物を得た。全てのPCR増幅はホットスタート法で行われ
、PFU DNAポリメラーゼ(インビトロジェン)を用いて行われた。外側プライマ
ーにおけるXhoI/EcoRI制限部位を用いて、ループA AChBP/α7キメラをHisタグ含
有酵母発現ベクターpPIC9(インビトロジェン)にクローニングした。構築物の
確認はDNA配列決定で行った。キメラ構築物の発現は、インビトロジェンのピチ
ア・パストリスタンパク質発現プロトコールに従って行った。
A two-step polymerase chain reaction (PCR) was used to replace the loop A domain of AChBP with the corresponding domain of human α7 nAChR. In the first stage, two separate P
CR amplification (94 ° C .; 30 sec, 58 ° C .; 30 sec, and 72 ° C .; 60 sec for 35 cycles) yielded each of the two types of chimeric constructs. AChBP cDNA (wild type) is used as a template, and the outer primer is located immediately before the start codon. Or the outer primer located just before the stop codon 2 types of inner primer (SEQ ID NO: 19) and It was used in combination with (SEQ ID NO: 20). Inner primer is introduced α7
It contained a 5'tag sequence encoding the nAChR domain. Therefore, the two generated chimeric PCR products share a common tag that contains part of the α7 nAChR subunit.
In the second step, the two PCR products from the first round were pooled and subjected to PCR amplification (94 ° C; 30 sec, 54 ° C; 3 min, and 72 ° C; 90 sec) in the absence of primers. Made 5 rounds. This allowed the two chimeras to anneal to each other with the common α7 nAChR tag. 2 pcs of outer primer then added, 25 pcs
An additional 35 cycles of R amplification (94 ° C; 30s, 58 ° C; 30s, and 72 ° C; 90s) were performed to obtain the final chimeric construct. All PCR amplifications were done with the hot start method and with PFU DNA polymerase (Invitrogen). The Loop A AChBP / α7 chimera was cloned into the His-tag containing yeast expression vector pPIC9 (Invitrogen) using the XhoI / EcoRI restriction sites in the outer primers. Confirmation of the construct was performed by DNA sequencing. Expression of the chimeric construct was performed according to Invitrogen's Pichia pastoris protein expression protocol.

【0187】 実施例および説明に記載したように、本発明は、リガンド依存性イオンチャネ
ルの軟体動物由来水溶性リガンド結合タンパク質および類似体、その結晶、およ
びリガンド依存性イオンチャネルのリガンドをスクリーニングするためのそれら
の使用を提供する。特に、多量体を形成することができ、結晶化することができ
る水溶性リガンド結合タンパク質が同定されている。これらのタンパク質の1つ
であるアセチルコリン結合タンパク質(AChBP)の結晶構造が提供され、この結
晶構造は、リガンド依存性イオンチャネルの細胞外リガンド結合ドメインの3Dモ
デルを作成するために、従って、これらのイオンチャネルに作用する薬物をスク
リーニングするために用いることができる。さらに、リガンド依存性受容体のリ
ガンドを結合することができ、少なくとも、AChBPと同じ位置にAChBPの可溶性を
決定するAChBPアミノ酸を含み、さらに、リガンドへの結合を決定するアミノ酸
を含むキメラタンパク質が提供される。
As described in the Examples and Descriptions, the present invention is for screening mollusc-derived water-soluble ligand-binding proteins and analogs of ligand-gated ion channels, their crystals, and ligands of ligand-gated ion channels. To provide their use of. In particular, water soluble ligand binding proteins have been identified that are capable of forming multimers and crystallizing. A crystal structure of one of these proteins, acetylcholine binding protein (AChBP), is provided, which is used to create a 3D model of the extracellular ligand-binding domain of the ligand-gated ion channel, and thus these It can be used to screen for drugs that act on ion channels. Further provided is a chimeric protein capable of binding a ligand of a ligand-dependent receptor, comprising at least an AChBP amino acid determining the solubility of AChBP at the same position as AChBP, and further comprising an amino acid determining binding to the ligand. To be done.

【0188】 前述の説明および実施例において詳細に説明されたものと別のやり方で、本発
明を実施できることは明らかであろう。本発明の非常に多くの変更および変種が
前記の開示を考慮して可能であり、従って、添付の特許請求の範囲内である。
It will be appreciated that the invention may be practiced otherwise than as described in detail in the foregoing description and examples. Numerous modifications and variations of the present invention are possible in light of the above disclosure and are therefore within the scope of the following claims.

【0189】 発明の背景、説明、および実施例で引用された各文書(特許、特許出願、雑誌
の記事、要約、実験マニュアル、書籍、または他の開示を含む)の全ての開示が
参照として本明細書に組み入れられる。さらに、配列表が参照として本明細書に
組み入れられる。
All disclosures of each document (including patents, patent applications, journal articles, abstracts, laboratory manuals, books, or other disclosures) cited in the background, description, and examples of the invention are hereby incorporated by reference. Incorporated in the description. In addition, the sequence listing is incorporated herein by reference.

【0190】[0190]

【表1】 AChBPの構造座標 「原子タイプ」は座標が測定された要素を意味する。縦列における最初の文字が
要素を定義する。 「残基」は、AChBPタンパク質配列におけるアミノ酸を意味し、当技術分野にお
いて周知の標準的な三文字略語を使用した。 「#」は、残基の番号を意味する。 「X、Y、Z」は、測定された要素の3次元空間における原子の位置を結晶学的に定
義する。 「OCC」は、占有体積(occupancy volume)である。 「B」は、原子中心周囲での原子の運動の尺度となる温度因子である。
[Table 1] Structural coordinates of AChBP "Atomic type" means the element whose coordinates were measured. The first letter in the column defines the element. “Residue” means an amino acid in the AChBP protein sequence, using standard three-letter abbreviations well known in the art. "#" Means the residue number. "X, Y, Z" defines the position of the atom in the three-dimensional space of the measured element crystallographically. "OCC" is an occupancy volume. "B" is a temperature factor that is a measure of the movement of an atom around its center.

【配列表】 [Sequence list]

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

【図1】 AChBPアミノ酸配列のClustal X(1.8)多重配列アラインメント
。AChBPアラインメントは、「ClustalX 1.8」(トンプソン(Thompson)ら、Nuc
leic Acids Research 24(1997)、4876〜4882を用いて行われた。次のアライン
メントは、「Genedoc」バージョン2.5.000(ニコラス(Nicholas)ら(1997)「
Genedoc、多重配列アラインメントを編集および説明を加えるためのツール(Gen
edoc a tool for editing and annotating multiple sequence alignments)」
を用いてさらに処理された。同一のアミノ酸は「」で示され、等価なアミノ酸
は「:」で示され、類似するアミノ酸は「.」で示される。グリコシル化部位は
、それぞれの成熟AChBP配列番号:2および4ならびに6および8のアミノ酸配列に
おいて、L-AChBPではAsn66であり、B-AChBPではAsn21および26である。
FIG. 1. Clustal X (1.8) multiple sequence alignment of AChBP amino acid sequences. The AChBP alignment is ClustalX 1.8 "(Thompson et al., Nuc
leic Acids Research 24 (1997), 4876-4882. The next alignment is "Genedoc" version 2.5.000 (Nicholas et al. (1997) "
Genedoc, a tool for editing and adding multiple sequence alignments (Gen
edoc a tool for editing and annotating multiple sequence alignments) ''
Was further processed with. Identical amino acids are indicated by " * ", equivalent amino acids are indicated by ":" and similar amino acids are indicated by ".". The glycosylation site is Asn66 in L-AChBP and Asn21 and 26 in B-AChBP in the amino acid sequences of mature AChBP SEQ ID NOs: 2 and 4 and 6 and 8, respectively.

【図2】 成熟AChBPアミノ酸配列の疎水性プロット。B-AChBPおよびL-AChB
P疎水性プロットは、ケイト(Kyte)およびドーライト(Doolite)(J.Mol.Bi
ol.157(1982)、105〜132)に記載の方法に従う「タンパク質配列分析(Prote
in sequence analyses)」を用いて行った。2A:L-AChBP T1(配列番号:2)、2
B:L-AChBP T2(配列番号:4)、2C:B-AChBP T1(配列番号:6)、2D:B-AChBP T2(配列番号:8)。
FIG. 2. Hydrophobicity plot of mature AChBP amino acid sequence. B-AChBP and L-AChB
The P hydrophobicity plot is based on Kyte and Doolite (J. Mol. Bi.
ol. 157 (1982), 105-132) according to the method described in "Protein Sequence Analysis (Prote
in sequence analyzes) ". 2A: L-AChBP T1 (SEQ ID NO: 2), 2
B: L-AChBP T2 (SEQ ID NO: 4), 2C: B-AChBP T1 (SEQ ID NO: 6), 2D: B-AChBP T2 (SEQ ID NO: 8).

【図3】 AChBPアミノ酸配列と、リガンド依存性受容体nAChR-α7、GABAAR
-β1、5-HT3R、およびGlyR-α1のリガンド結合ドメインのアミノ酸配列とのClus
tal X(1.8)多重配列アラインメント。配列アラインメントおよび処理は図1に
記載のように行った。アラインメントに用いられたアミノ酸配列のアクセッショ
ン番号は以下のとおりである:ヒトα1:ヒトα7:Y08420;ヒト5HT3:CAA06442
;ヒトGlyR α1:S12382;ヒトGABAA b1:NP 000797。同一の結果を示さないが
実質的に類似する結果を示す対応するラット配列(ratnAChRa7 Q05941、rat5HT3
R P35563、ratGABARb1 P15431、ratGlyRa1 p24524)を用いて、同様の配列アラ
インメントを行うことができる。
FIG. 3: AChBP amino acid sequence and ligand-dependent receptors nAChR-α7 and GABA A R
Clus with the amino acid sequences of the ligand binding domains of -β1, 5-HT3R, and GlyR-α1
tal X (1.8) multiple sequence alignment. Sequence alignment and processing was performed as described in Figure 1. The accession numbers of the amino acid sequences used for the alignment are as follows: human α1: human α7: Y08420; human 5HT3: CAA06442.
Human GlyR α1: S12382; human GABA A b1: NP 000797. The corresponding rat sequence (ratnAChRa7) that does not show identical results but shows substantially similar results. Q05941, rat5HT3
R P35563, ratGABARb1 P15431, ratGlyRa1 Similar sequence alignments can be performed using p24524).

【図4】 AChBPアミノ酸配列とnAChRアミノ酸配列とのClustal X(1.8)多
重配列アラインメント。配列アラインメントおよび処理は図1に記載のように行
った。アラインメントに用いられたアミノ酸配列のアクセッション番号は以下の
とおりである:ヒトα1:ACHUA1;ヒトα2:AAG23253;ヒトα3:A53956;ヒト
α4:P43681;ヒトα5:P30532;ヒトα6:Q15825;ヒトα7:Y08420;ヒトα9
:CAB65091。同一の結果を示さないが実質的に類似する結果を示す対応するラッ
ト配列(ratnAChRa7 Q05941、rnAChRa9 P43144、rnAChR2 P1238、rnAChRa3 P047
57、rnAChRa4 P09483)を用いて、同様の配列アラインメントを行うことができ
る。
FIG. 4: Clustal X (1.8) multiple sequence alignment of AChBP and nAChR amino acid sequences. Sequence alignment and processing was performed as described in Figure 1. The accession numbers of the amino acid sequences used for the alignment are as follows: human α1: ACHUA1; human α2: AAG23253; human α3: A53956; human α4: P43681; human α5: P30532; human α6: Q15825; human α7. : Y08420; human α9
: CAB65091. The corresponding rat sequence (ratnAChRa7) that does not show identical results but shows substantially similar results. Q05941, rnAChRa9 P43144, rnAChR2 P1238, rnAChRa3 P047
57, rnAChRa4 Similar sequence alignments can be performed using P09483).

【図5】 AChBPアミノ酸配列とnAChR α1および7アミノ酸配列とのClustal
X(1.8)多重配列アラインメント。配列アラインメントおよび処理は図1に記載
のように行った。アラインメントに用いられたアミノ酸配列のアクセッション番
号は以下のとおりである:ヒトα1:ACHUA1;ヒトα7:Y08420。同一の結果を示
さないが実質的に類似する結果を示す対応するラット配列ratnAChRa7 Q05941を
用いて、同様の配列アラインメントを行うことができる。
FIG. 5: Clustal of AChBP amino acid sequence and nAChR α1 and 7 amino acid sequences
X (1.8) multiple sequence alignment. Sequence alignment and processing was performed as described in Figure 1. The accession numbers of the amino acid sequences used for the alignment are as follows: human α1: ACHUA1; human α7: Y08420. The corresponding rat sequence ratnAChRa7, which does not show identical results but shows substantially similar results Similar sequence alignments can be performed using Q05941.

【図6】 AChBPの五量体構造。a この模式図において各単量体は異なる色
調を有する。サブユニットは反時計回りに表示され、A-B、B-C、C-D、D-E、およ
びE-Aが、プラスおよびマイナスの境界面側を形成し、それぞれ、主要リガンド
結合部位および相補リガンド結合部位(球と棒で表示)を有する。b 5倍軸に対
して垂直なAChBP 五量体を表示する。エクアトリアルに位置するリガンド結合部
位(球と棒で表示)をA(淡)とB(濃)との境界面においてのみ強調表示してい
る。
FIG. 6 shows the pentameric structure of AChBP. a In this schematic diagram, each monomer has a different color tone. Subunits are displayed counterclockwise, with AB, BC, CD, DE, and EA forming plus and minus interface sides, the major and complementary ligand binding sites (represented by spheres and bars, respectively). ) Has. b Display the AChBP pentamer perpendicular to the 5-fold axis. Equatorially located ligand binding sites (indicated by spheres and bars) are highlighted only at the interface between A (light) and B (dark).

【図7】 AChBP単量体。AChBP単量体のリボン表示。二次構造はN末端(上
部)からC末端(下部)に向かっている。単量体は五量体の中心に向かって表示
されている。nAChRにおいて、上部は、シナプス間隙に向いているリガンド結合
ドメインN末端に対応するのに対して、C末端は下部で膜に入り膜貫通ドメインに
続いている。AChBP単量体は、N末端のαへリックスを除いて、主としてβストラ
ンドから組み立てられる。これは、免疫グロブリントポロジーを有する、2つの
逆平行βシートに構成される14個のβストランドを含む。しかしながら、古典的
な免疫グロブリン折り畳みとは対照的に、AChBPのβシートは互いに逆回転し、
図6に見えるような小さなポケットを形成する。
FIG. 7. AChBP monomer. Ribbon display of AChBP monomer. Secondary structure runs from the N-terminus (top) to the C-terminus (bottom). Monomers are displayed towards the center of the pentamer. In nAChR, the top corresponds to the N-terminus of the ligand binding domain facing the synaptic cleft, while the C-terminus enters the membrane at the bottom and is followed by the transmembrane domain. AChBP monomers are mainly assembled from β-strands, except for the N-terminal α-helix. It contains 14 β-strands arranged in two antiparallel β-sheets, with an immunoglobulin topology. However, in contrast to classical immunoglobulin folding, the β-sheets of AChBP rotate in opposite directions,
Create a small pocket as you can see in Figure 6.

【図8】 二量体境界面でのリガンド結合部位。2つの隣接AChBP単量体のリ
ボン表示。単量体Aは灰色で示され、単量体Bは濃い灰色で示される。リガンド結
合部位は2つの単量体間の境界面に位置する。nAChRについて予測されたように、
AChBPにおけるアセチルコリン結合部位は2つの隣接するサブユニット間の境界面
に存在する。nAChRについて提案されたモデルと同様に、リガンド結合部位は非
対称であり、主として芳香族残基により形成される。成熟AChBP単量体Aからの残
基(TyrA89、TrpA143、TyrA185、CysA187、CysA188、およびTyrA192)が主要成
分を形成するのに対して、単量体BからのTrpB53の残基がリガンド結合部位の相
補部分を生じる。ホモマーのα7ニューロン受容体と同様に、AChBP 五量体には5
つ同一のリガンド結合部位がある。
FIG. 8. Ligand binding site at the dimer interface. Ribbon display of two adjacent AChBP monomers. Monomer A is shown in grey, Monomer B is shown in dark grey. The ligand binding site is located at the interface between the two monomers. As predicted for nAChR,
The acetylcholine binding site in AChBP lies at the interface between two adjacent subunits. Similar to the model proposed for nAChR, the ligand binding site is asymmetric and is mainly formed by aromatic residues. Residues from mature AChBP monomer A (TyrA89, TrpA143, TyrA185, CysA187, CysA188, and TyrA192) form the major component, while residues from TrpB53 from monomer B form the ligand binding site. Produces a complementary portion. Similar to the homomeric α7 neuron receptor, the AChBP pentamer has a 5
There are three identical ligand binding sites.

【図9】 リガンド結合部位。2つの単量体の境界面にある、AChBPのリガン
ド結合部位を示す立体図。成熟AChBP単量体A(TyrA89、TrpA143、TyrA185、CysA
187、CysA188、およびTyrA192)からの残基が主要成分を形成するのに対して、
単量体BからのTrpB53の残基が、さらなるArg104、LeuB112、およびMetB114の残
基と共にリガンド結合部位の相補部分を生じる。ホモマーのα7ニューロン受容
体と同様に、AChBP五量体には5つ同一のリガンド結合部位がある。
FIG. 9. Ligand binding site. A three-dimensional view showing the ligand binding site of AChBP on the interface between two monomers. Mature AChBP Monomer A (TyrA89, TrpA143, TyrA185, CysA
187, CysA188, and TyrA192) form the major component, whereas
Residues of TrpB53 from Monomer B, along with additional Arg104, LeuB112, and MetB114 residues, form the complementary portion of the ligand binding site. Similar to the homomeric α7 neuron receptor, the AChBP pentamer has five identical ligand binding sites.

【図10】 結晶構造から得られた二次構造および溶媒接近性の表示を伴う
、AChBPアミノ酸配列の多重配列アラインメント。結晶構造から示されたリムネ
ア・スタグナリス(Lymnea stagnalis)AChBP-1の二次構造および溶媒接近性を
伴う、4種類の軟体動物AChBP配列のアラインメント。この図は、DSSP(カブシュ
(Kabsch)およびサンダー(Sander)、Biopolymers.22(1983)、2577〜2637
)を用いて、ESPript(ゴウエ(Gouet)ら、Bioinformatics.15(1999)、305
〜308)により作成された。ESPriptデフォルト(青色A>0.4、シアン0.1<A<0.
4、白色A<0.1)に従って、溶媒接近性をアラインメントの下に示し、白色は最
も埋められ、紺青色は最も曝露されていることを表す。
FIG. 10: Multiple sequence alignment of AChBP amino acid sequences with an indication of secondary structure and solvent accessibility obtained from the crystal structure. Alignment of four mollusc AChBP sequences with secondary structure and solvent accessibility of Lymnea stagnalis AChBP-1 revealed by crystal structure. This figure shows a DSSP (Kabsch and Sander, Biopolymers. 22 (1983), 2577-2637.
), ESPript (Gouet et al., Bioinformatics. 15 (1999), 305).
~ 308). ESPript default (blue A> 0.4, cyan 0.1 <A <0.
4, according to white A <0.1), solvent accessibility is shown below the alignment, with white being the most buried and dark blue being the most exposed.

【図11】 AChBPとLGICとの配列アラインメント。アラインメントはLGIC
サブユニットのN末端ドメインだけを示し、92個の完全長LGIC配列の多重配列ア
ラインメントに基づいている。使用した略語HおよびTcaは、ヒトおよびトルペド
・カリフォルニカ(Torpedo californica)を意味する。図12aに従って、二次構
造要素(α:αへリックス、β:βストランド、η:310へリックス)を配列の
上に示す。AChBPは、ヒトα7のリガンド結合ドメインと23%の配列同一性を有す
る。LGICに保存されている残基(太字、灰色の背景)を表示する。Cysループの
始まりおよび終わりは「」で示される。主要側および相補側にあるニコチン性
受容体リガンド結合残基を示す。
FIG. 11: Sequence alignment of AChBP and LGIC. LGIC alignment
Only the N-terminal domain of the subunit is shown and is based on a multiple sequence alignment of 92 full length LGIC sequences. The abbreviations H and Tca used refer to human and Torpedo californica. According to FIG. 12a, the secondary structural elements (α: α helix, β: β strand, η: 3 10 helix) are shown above the sequence. AChBP has 23% sequence identity with the ligand binding domain of human α 7 . Show residues stored in LGIC (bold, gray background). The beginning and end of the Cys loop are indicated by " * ". The nicotinic receptor ligand binding residues on the major and complement sides are shown.

【図12】 AChBP単量体構造の概要。a 五量体リングの外側から見たAChBP
単量体の立体表示。ジスルフィド架橋を球と棒の表示で示す。完全なイオンチャ
ネルにおいて、N末端はシナプス間隙に向いているのに対して、C末端は下部で膜
に入り第1の膜貫通ドメインに続いている。b AChBP単量体のトポロジー図。Ig折
り畳みとの比較のために、ストランドはa〜gで表示されており、さらなるストラ
ンド(b')およびヘアピン(f'〜f")を示す。この構造において、ストランドは
、各ストランドの前に同じ数字を付けているL1〜L10のループ(またはターン)
を有し、β1〜β10で表示されている。β5ストランドは、内部ループL5'により
破壊されており(β5〜β5')、β6もまた小さな破壊を有するが、連続的に示さ
れている;(図11を参照のこと)。ストランドの正確な始まりおよび終わりは、
増大する分解能と共にわずかに変わってもよいが、ここで見られるトポロジーは
LGICファミリー全体にわたって高度に保存されている。
FIG. 12: Outline of AChBP monomer structure. a AChBP as seen from the outside of the pentamer ring
Stereoscopic display of monomers. Disulfide bridges are shown as spheres and bars. In the complete ion channel, the N-terminus faces the synaptic cleft, while the C-terminus enters the membrane at the bottom and continues to the first transmembrane domain. b Topological diagram of AChBP monomer. For comparison with the Ig fold, the strands are labeled a to g and show additional strands (b ') and hairpins (f' to f "). In this structure, the strands precede each strand. L1-L10 loops (or turns) with the same numbers
And are indicated by β1 to β10. The β5 strand is disrupted by the inner loop L5 ′ (β5-β5 ′) and β6 also has a small disruption, but is shown continuously (see FIG. 11). The exact beginning and end of the strand is
It may change slightly with increasing resolution, but the topology seen here is
Highly conserved across the LGIC family.

【図13】 リガンド結合部位。a 主要「ループ」A(TyrA89/α1Tyr93)、
「ループ」B(TrpA143/α1Trp149)、および「ループ」C(TyrA185/α1Tyr190、
CysA187/α1Cys192、CysA188/α1Cys193、TyrA192/α1Tyr198)、ならびに相補
「ループ」D(TrpB53/γTrp55、GlnB55/γGlu57)、「ループ」E(ArgB104/γLe
u109、ValB106/γTyr111、LeuB112/γTyr117、MetB114/γLeu119)、および「ル
ープ」F(TyrB164)の寄与を示す、球と棒の表示でのリガンド結合部位の立体図
。b リガンド結合部位におけるHEPES緩衝液分子を表示する電子密度地図の立体
図。この実験密度(1σで輪郭を示した)は横断結晶平均化から得られた。c 単
量体における主要リガンド結合残基の位置。d 単量体における相補リガンド結合
残基の位置(図6bと同様の配向)。
FIG. 13. Ligand binding site. a major "loop" A (TyrA89 / α 1 Tyr93),
"Loop" B (TrpA143 / α 1 Trp149), and "loop" C (TyrA185 / α 1 Tyr190,
CysA187 / α 1 Cys192, CysA188 / α 1 Cys193, TyrA192 / α 1 Tyr198), as well as the complementary “loop” D (TrpB53 / γTrp55, GlnB55 / γGlu57), “loop” E (ArgB104 / γLe).
Stereogram of the ligand binding site in the representation of spheres and bars showing the contribution of u109, ValB106 / γTyr111, LeuB112 / γTyr117, MetB114 / γLeu119), and “loop” F (TyrB164). b Three-dimensional view of an electron density map showing HEPES buffer molecules at the ligand binding site. This experimental density (outlined at 1σ) was obtained from transverse crystal averaging. c Position of the main ligand binding residue in the monomer. d Position of the complementary ligand binding residue in the monomer (same orientation as in Figure 6b).

【図14】 二量体境界面。a 二量体境界面の立体図。二次構造模式図に境
界面残基(球と棒)を示す。この図は、サブユニットAのプラス面およびサブユ
ニットBのマイナスマイナス面を示す。b 二量体境界面の相互作用。これらの境
界面の保存が低いために(図11)、実際の相互作用はいかなるLGIC境界面でも保
存されないが、全ての受容体においてこれらのトポロジー領域が境界面を形成す
る可能性が高いことに留意のこと。
FIG. 14: Dimer interface. a Three-dimensional view of the dimer interface. Boundary residues (spheres and bars) are shown in the secondary structure schematic. This figure shows the plus side of subunit A and the minus side of subunit B. b Dimer interface interaction. Due to the low conservation of these interfaces (Fig. 11), the actual interactions are not conserved at any LGIC interfaces, but it is likely that these topological regions form interfaces at all receptors. Please note.

【図15】 LGICスーパーファミリーにおける保存。保存残基を、中心孔か
ら見て単量体のそれぞれ上部、中央、および下部に示す。親水性保存残基を濃い
陰で示す。保存残基を中心孔から見て示す。疎水性クラスターI:6位、10位、63
位、65位、71位、81位、105位、111位の残基;クラスターII:20位、27位、29位
、31位、58位、82位、84位、86位、140位、150位、152位、195位の残基;クラス
ターIII:33位、35位、38位、41位、48位、52位、125位、138位、171位、173位
、199位、201位の残基。親水性保存残基:Asp60、Asp85、Asn90、Gly109、Cys12
3、Cys136、Lys203。リガンド結合部位における保存残基:106位、145位、192位
。これらの3つの残基およびLys203は、単量体において構造的な役割のない唯一
の保存残基である。表面に保存残基がいかにわずかしかないことに留意のこと。
LGICファミリー内で、Cysループ残基もまた高度に保存されている;下部左を参
照のこと。
Figure 15: Preservation in the LGIC superfamily. Conserved residues are shown at the top, middle, and bottom of the monomer, respectively, as viewed from the central pore. Conserved hydrophilic residues are shown in dark shade. Conserved residues are shown as viewed from the central hole. Hydrophobic cluster I: 6th, 10th, 63
Residues at positions 65, 71, 81, 105, 111; Cluster II: 20, 27, 29, 31, 58, 82, 84, 86, 140, Residues at positions 150, 152, 195; Cluster III: 33, 35, 38, 41, 48, 52, 125, 138, 171, 173, 199, 201 Residue of. Conserved hydrophilic residues: Asp60, Asp85, Asn90, Gly109, Cys12
3, Cys136, Lys203. Conserved residues in the ligand binding site: 106th, 145th, and 192nd positions. These three residues and Lys203 are the only conserved residues with no structural role in the monomer. Note how few conserved residues are on the surface.
Within the LGIC family, Cys loop residues are also highly conserved; see bottom left.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成15年1月10日(2003.1.10)[Submission date] January 10, 2003 (2003.1.10)

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0190[Correction target item name] 0190

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【0190】[0190]

【表1】 AChBPの構造座標 「原子タイプ」は座標が測定された要素を意味する。縦列における最初の文字が
要素を定義する。 「残基」は、AChBPタンパク質配列におけるアミノ酸を意味し、当技術分野にお
いて周知の標準的な三文字略語を使用した。 「#」は、残基の番号を意味する。 「X、Y、Z」は、測定された要素の3次元空間における原子の位置を結晶学的に定
義する。 「OCC」は、占有体積(occupancy volume)である。 「B」は、原子中心周囲での原子の運動の尺度となる温度因子である。
[Table 1] Structural coordinates of AChBP "Atomic type" means the element whose coordinates were measured. The first letter in the column defines the element. “Residue” means an amino acid in the AChBP protein sequence, using standard three-letter abbreviations well known in the art. "#" Means the residue number. "X, Y, Z" defines the position of the atom in the three-dimensional space of the measured element crystallographically. "OCC" is an occupancy volume. "B" is a temperature factor that is a measure of the movement of an atom around its center.

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> Stichting Voor De Technische Wetenschappen <120> Water-soluble ligand-binding proteins and analogs of ligand-gated ion channels, crystals thereof and their use for screening ligands of ligand-gated ion channels <140> JP 2001-558097 <141> 2001-02-09 <150> EP 00200443.0 <151> 2000-02-10 <150> EP 00203810.7 <151> 2000-10-31 <160> 21 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 690 <212> DNA <213> Lymnaea stagnalis <220> <221> CDS <222> (1)..(687) <220> <221> mat_peptide <222> (58)..(687) <400> 1 atg cgt cga aac att ttc tgc ctt gct tgt ctc tgg atc gtg caa gcg 48 Met Arg Arg Asn Ile Phe Cys Leu Ala Cys Leu Trp Ile Val Gln Ala -15 -10 -5 tgt cta agc ttg gac cgg gca gac atc ttg tac aac ata cgt cag aca 96 Cys Leu Ser Leu Asp Arg Ala Asp Ile Leu Tyr Asn Ile Arg Gln Thr -1 1 5 10 tcg aga ccg gat gtg att ccc aca cag cga gat cgc cca gtg gcg gtg 144 Ser Arg Pro Asp Val Ile Pro Thr Gln Arg Asp Arg Pro Val Ala Val 15 20 25 tcc gtc tct ttg aag ttc atc aac atc ttg gaa gtg aat gaa ata acc 192 Ser Val Ser Leu Lys Phe Ile Asn Ile Leu Glu Val Asn Glu Ile Thr 30 35 40 45 aat gaa gtg gac gtg gtc ttt tgg cag cag acg aca tgg tcg gac agg 240 Asn Glu Val Asp Val Val Phe Trp Gln Gln Thr Thr Trp Ser Asp Arg 50 55 60 acc ctc gcc tgg aac agt tct cac tca cca gat cag gtt tcc gtg cca 288 Thr Leu Ala Trp Asn Ser Ser His Ser Pro Asp Gln Val Ser Val Pro 65 70 75 ata agc tct ttg tgg gtg cct gac ctc gct gca tac aac gcc atc tcg 336 Ile Ser Ser Leu Trp Val Pro Asp Leu Ala Ala Tyr Asn Ala Ile Ser 80 85 90 aaa cct gaa gtc ctt aca ccg caa ctg gcc agg gtc gta tcc gat ggt 384 Lys Pro Glu Val Leu Thr Pro Gln Leu Ala Arg Val Val Ser Asp Gly 95 100 105 gaa gtg ctg tac atg ccg agt atc cgc cag cgg ttc tcc tgc gat gta 432 Glu Val Leu Tyr Met Pro Ser Ile Arg Gln Arg Phe Ser Cys Asp Val 110 115 120 125 tcg ggt gtc gat acg gag tcc ggt gct aca tgt cgg atc aaa att ggt 480 Ser Gly Val Asp Thr Glu Ser Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Ile Gly 130 135 140 tcc tgg acc cac cac agt aga gag att tct gta gat ccc acg aca gaa 528 Ser Trp Thr His His Ser Arg Glu Ile Ser Val Asp Pro Thr Thr Glu 145 150 155 aat agt gat gat tct gaa tac ttc tcc caa tac tct cgc ttt gaa atc 576 Asn Ser Asp Asp Ser Glu Tyr Phe Ser Gln Tyr Ser Arg Phe Glu Ile 160 165 170 ttg gac gtc aca cag aag aag aac tcg gtt acc tac tct tgc tgt ccg 624 Leu Asp Val Thr Gln Lys Lys Asn Ser Val Thr Tyr Ser Cys Cys Pro 175 180 185 gag gca tac gag gac gtt gaa gtg agt ctc aat ttc cgg aag aag gga 672 Glu Ala Tyr Glu Asp Val Glu Val Ser Leu Asn Phe Arg Lys Lys Gly 190 195 200 205 cgc tcc gaa att ctt tag 690 Arg Ser Glu Ile Leu 210 <210> 2 <211> 229 <212> PRT <213> Lymnaea stagnalis <400> 2 Met Arg Arg Asn Ile Phe Cys Leu Ala Cys Leu Trp Ile Val Gln Ala -15 -10 -5 Cys Leu Ser Leu Asp Arg Ala Asp Ile Leu Tyr Asn Ile Arg Gln Thr -1 1 5 10 Ser Arg Pro Asp Val Ile Pro Thr Gln Arg Asp Arg Pro Val Ala Val 15 20 25 Ser Val Ser Leu Lys Phe Ile Asn Ile Leu Glu Val Asn Glu Ile Thr 30 35 40 45 Asn Glu Val Asp Val Val Phe Trp Gln Gln Thr Thr Trp Ser Asp Arg 50 55 60 Thr Leu Ala Trp Asn Ser Ser His Ser Pro Asp Gln Val Ser Val Pro 65 70 75 Ile Ser Ser Leu Trp Val Pro Asp Leu Ala Ala Tyr Asn Ala Ile Ser 80 85 90 Lys Pro Glu Val Leu Thr Pro Gln Leu Ala Arg Val Val Ser Asp Gly 95 100 105 Glu Val Leu Tyr Met Pro Ser Ile Arg Gln Arg Phe Ser Cys Asp Val 110 115 120 125 Ser Gly Val Asp Thr Glu Ser Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Ile Gly 130 135 140 Ser Trp Thr His His Ser Arg Glu Ile Ser Val Asp Pro Thr Thr Glu 145 150 155 Asn Ser Asp Asp Ser Glu Tyr Phe Ser Gln Tyr Ser Arg Phe Glu Ile 160 165 170 Leu Asp Val Thr Gln Lys Lys Asn Ser Val Thr Tyr Ser Cys Cys Pro 175 180 185 Glu Ala Tyr Glu Asp Val Glu Val Ser Leu Asn Phe Arg Lys Lys Gly 190 195 200 205 Arg Ser Glu Ile Leu 210 <210> 3 <211> 690 <212> DNA <213> Lymnaea stagnalis <220> <221> CDS <222> (1)..(687) <220> <221> mat_peptide <222> (58)..(687) <400> 3 atg cgt cga aac att ttc tgc ctt gct tgt ctc tgg atc gtg caa ggg 48 Met Arg Arg Asn Ile Phe Cys Leu Ala Cys Leu Trp Ile Val Gln Gly -15 -10 -5 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ctg tac atg ccg agt atc cgc cag cgg ttc tcc tgc gat gta 432 Glu Val Leu Tyr Met Pro Ser Ile Arg Gln Arg Phe Ser Cys Asp Val 110 115 120 125 tcg ggt gtc gat acg gag tcc ggt gct acg tgt cgg atc aaa att ggt 480 Ser Gly Val Asp Thr Glu Ser Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Ile Gly 130 135 140 tcc tgg acc cac cac agt gga gag att tct gta gat ccc acg aca gaa 528 Ser Trp Thr His His Ser Gly Glu Ile Ser Val Asp Pro Thr Thr Glu 145 150 155 aat agt gat gat tct gaa tac ttc tcc caa tac tct cgc ttt gaa atc 576 Asn Ser Asp Asp Ser Glu Tyr Phe Ser Gln Tyr Ser Arg Phe Glu Ile 160 165 170 ttg gac gtc aca cag aag aag aac tcg gtt atc tac tct tgc tgt ccg 624 Leu Asp Val Thr Gln Lys Lys Asn Ser Val Ile Tyr Ser Cys Cys Pro 175 180 185 gag gca tac gag gac gtt gaa gtg agt ctc aat ttc cgg aag aag gga 672 Glu Ala Tyr Glu Asp Val Glu Val Ser Leu Asn Phe Arg Lys Lys Gly 190 195 200 205 cgc tcc gaa att ctt tag 690 Arg Ser Glu Ile Leu 210 <210> 4 <211> 229 <212> PRT <213> Lymnaea stagnalis <400> 4 Met Arg Arg Asn Ile Phe Cys Leu Ala Cys Leu Trp Ile Val Gln Gly -15 -10 -5 Cys Leu Ser Leu Asp Arg Ala Asp Ile Leu Tyr Asn Ile Arg Gln Thr -1 1 5 10 Ser Arg Pro Asp Val Ile Pro Thr Gln Arg Asp Arg Pro Val Ala Val 15 20 25 Ser Val Ser Leu Lys Phe Ile Asn Ile Leu Glu Val Asn Glu Ile Thr 30 35 40 45 Asn Glu Val Asp Val Val Phe Trp Gln Gln Thr Thr Trp Ser Asp Arg 50 55 60 Thr Leu Ala Trp Asn Ser Ser His Ser Pro Asp Gln Val Ser Val Pro 65 70 75 Ile Ser Ser Leu Trp Val Pro Asp Leu Ala Ala Tyr Asn Ala Ile Ser 80 85 90 Lys Pro Glu Val Leu Thr Pro Gln Leu Ala Arg Val Val Ser Asp Gly 95 100 105 Glu Val Leu Tyr Met Pro Ser Ile Arg Gln Arg Phe Ser Cys Asp Val 110 115 120 125 Ser Gly Val Asp Thr Glu Ser Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Ile Gly 130 135 140 Ser Trp Thr His His Ser Gly Glu Ile Ser Val Asp Pro Thr Thr Glu 145 150 155 Asn Ser Asp Asp Ser Glu Tyr Phe Ser Gln Tyr Ser Arg Phe Glu Ile 160 165 170 Leu Asp Val Thr Gln Lys Lys Asn Ser Val Ile Tyr Ser Cys Cys Pro 175 180 185 Glu Ala Tyr Glu Asp Val Glu Val Ser Leu Asn Phe Arg Lys Lys Gly 190 195 200 205 Arg Ser Glu Ile Leu 210 <210> 5 <211> 675 <212> DNA <213> Bulinus truncatus <220> <221> CDS <222> (1)..(672) <220> <221> mat_peptide <222> (64)..(672) <400> 5 atg gct gaa cta cga agg atc att ctt ctg cta tgt act att gcc ttt 48 Met Ala Glu Leu Arg Arg Ile Ile Leu Leu Leu Cys Thr Ile Ala Phe -20 -15 -10 cat gtt tcc cat gga caa ata aga tgg acg ctg ctg aat cag atc acc 96 His Val Ser His Gly Gln Ile Arg Trp Thr Leu Leu Asn Gln Ile Thr -5 -1 1 5 10 ggt gaa tct gac gtc att ccg ctg tct aac aac acg ccc ctg aat gtg 144 Gly Glu Ser Asp Val Ile Pro Leu Ser Asn Asn Thr Pro Leu Asn Val 15 20 25 tcg ctg aat ttt aag ctg atg aat atc gta gag gcg gac aca gaa aaa 192 Ser Leu Asn Phe Lys Leu Met Asn Ile Val Glu Ala Asp Thr Glu Lys 30 35 40 gat caa gtg gag gtc gtg ctg tgg aca cag gct agc tgg aaa gtg ccg 240 Asp Gln Val Glu Val Val Leu Trp Thr Gln Ala Ser Trp Lys Val Pro 45 50 55 tat tac agc tca ctg ctg tcc tct agc agt tta gac cag gtg agc tta 288 Tyr Tyr Ser Ser Leu Leu Ser Ser Ser Ser Leu Asp Gln Val Ser Leu 60 65 70 75 cca gtc agc aaa atg tgg acc cca gac ctt tct ttc tac aac gcc atc 336 Pro Val Ser Lys Met Trp Thr Pro Asp Leu Ser Phe Tyr Asn Ala Ile 80 85 90 gct gca ccc gag ttg ctc tcc gca gac cgc gtg gtg gtc tct aag gac 384 Ala Ala Pro Glu Leu Leu Ser Ala Asp Arg Val Val Val Ser Lys Asp 95 100 105 ggg agc gtc att tac gtc ccc agc cag agg gtc cgt ttc acc tgc gac 432 Gly Ser Val Ile Tyr Val Pro Ser Gln Arg Val Arg Phe Thr Cys Asp 110 115 120 ctt att aat gtc gac acg gag ccg gga gcc acc tgt cgc atc aaa gtc 480 Leu Ile Asn Val Asp Thr Glu Pro Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Val 125 130 135 gga tcc tgg acc cac gac aac aaa cag ttc gcc ctg atc acc ggg gag 528 Gly Ser Trp Thr His Asp Asn Lys Gln Phe Ala Leu Ile Thr Gly Glu 140 145 150 155 gag ggg gtg gtg aat att gca gag tac ttc gac agc cca aag ttt gac 576 Glu Gly Val Val Asn Ile Ala Glu Tyr Phe Asp Ser Pro Lys Phe Asp 160 165 170 ctt ttg agt gcc aca cag agt ctg aat cgc aag aag tac agc tgt tgc 624 Leu Leu Ser Ala Thr Gln Ser Leu Asn Arg Lys Lys Tyr Ser Cys Cys 175 180 185 gag aat atg tat gat gac att gaa att acc ttt gca ttc aga aag aag 672 Glu Asn Met Tyr Asp Asp Ile Glu Ile Thr Phe Ala Phe Arg Lys Lys 190 195 200 taa 675 <210> 6 <211> 224 <212> PRT <213> Bulinus truncatus <400> 6 Met Ala Glu Leu Arg Arg Ile Ile Leu Leu Leu Cys Thr Ile Ala Phe -20 -15 -10 His Val Ser His Gly Gln Ile Arg Trp Thr Leu Leu Asn Gln Ile Thr -5 -1 1 5 10 Gly Glu Ser Asp Val Ile Pro Leu Ser Asn Asn Thr Pro Leu Asn Val 15 20 25 Ser Leu Asn Phe Lys Leu Met Asn Ile Val Glu Ala Asp Thr Glu Lys 30 35 40 Asp Gln Val Glu Val Val Leu Trp Thr Gln Ala Ser Trp Lys Val Pro 45 50 55 Tyr Tyr Ser Ser Leu Leu Ser Ser Ser Ser Leu Asp Gln Val Ser Leu 60 65 70 75 Pro Val Ser Lys Met Trp Thr Pro Asp Leu Ser Phe Tyr Asn Ala Ile 80 85 90 Ala Ala Pro Glu Leu Leu Ser Ala Asp Arg Val Val Val Ser Lys Asp 95 100 105 Gly Ser Val Ile Tyr Val Pro Ser Gln Arg Val Arg Phe Thr Cys Asp 110 115 120 Leu Ile Asn Val Asp Thr Glu Pro Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Val 125 130 135 Gly Ser Trp Thr His Asp Asn Lys Gln Phe Ala Leu Ile Thr Gly Glu 140 145 150 155 Glu Gly Val Val Asn Ile Ala Glu Tyr Phe Asp Ser Pro Lys Phe Asp 160 165 170 Leu Leu Ser Ala Thr Gln Ser Leu Asn Arg Lys Lys Tyr Ser Cys Cys 175 180 185 Glu Asn Met Tyr Asp Asp Ile Glu Ile Thr Phe Ala Phe Arg Lys Lys 190 195 200 <210> 7 <211> 675 <212> DNA <213> Bulinus truncatus <220> <221> CDS <222> (1)..(672) <220> <221> mat_peptide <222> (64)..(672) <400> 7 atg gct gaa cta cga ggg atc att ctt ctg cta tgt act att gcc ttt 48 Met Ala Glu Leu Arg Gly Ile Ile Leu Leu Leu Cys Thr Ile Ala Phe -20 -15 -10 cat gtt tcc cat gga caa ata aga tgg acg ctg ctg aat cag atc acc 96 His Val Ser His Gly Gln Ile Arg Trp Thr Leu Leu Asn Gln Ile Thr -5 -1 1 5 10 ggt gaa tct gac gtc att ccg ctg tct aac aac acg cca ctg aat gtg 144 Gly Glu Ser Asp Val Ile Pro Leu Ser Asn Asn Thr Pro Leu Asn Val 15 20 25 tcg ctg aat ttt aag ctg atg aat atc tta gag gcg gac aca gag aaa 192 Ser Leu Asn Phe Lys Leu Met Asn Ile Leu Glu Ala Asp Thr Glu Lys 30 35 40 gat caa gtg gag gtc gtg ctg tgg aca cag gct agc tgg aaa gtg ccg 240 Asp Gln Val Glu Val Val Leu Trp Thr Gln Ala Ser Trp Lys Val Pro 45 50 55 tat tac agc tca ctg ctg tcc tct agc agt tta gac cag gtg agc tta 288 Tyr Tyr Ser Ser Leu Leu Ser Ser Ser Ser Leu Asp Gln Val Ser Leu 60 65 70 75 cca gcc agc aaa atg tgg acc cca gac ctt tct ttc tat aac gcc atc 336 Pro Ala Ser Lys Met Trp Thr Pro Asp Leu Ser Phe Tyr Asn Ala Ile 80 85 90 gct gca ccc gag ttg ctc tcc aca gac cgc gtg gtg gtc tct aag gac 384 Ala Ala Pro Glu Leu Leu Ser Thr Asp Arg Val Val Val Ser Lys Asp 95 100 105 ggg agc gtc att tac gtg ccc agc cag agg gtc cgt ttc acc tgc gac 432 Gly Ser Val Ile Tyr Val Pro Ser Gln Arg Val Arg Phe Thr Cys Asp 110 115 120 ctt att aat gtg gac acg gag ccg gga gcc acc tgt cgc atc aaa gtc 480 Leu Ile Asn Val Asp Thr Glu Pro Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Val 125 130 135 gga tcc tgg acc ttc gac aac aaa cag ctc gcc ctg atc acc ggg gag 528 Gly Ser Trp Thr Phe Asp Asn Lys Gln Leu Ala Leu Ile Thr Gly Glu 140 145 150 155 gag ggg gtg gtg aat att gca gag tac ttc gac agc cca aag tac gac 576 Glu Gly Val Val Asn Ile Ala Glu Tyr Phe Asp Ser Pro Lys Tyr Asp 160 165 170 ctt ttg agt gcc aca cag agt ctg aat cgc aag aag tac aga tgt tgc 624 Leu Leu Ser Ala Thr Gln Ser Leu Asn Arg Lys Lys Tyr Arg Cys Cys 175 180 185 gag aat atg tat gaa gac att gaa att acc ttt gca ttc aga aag aag 672 Glu Asn Met Tyr Glu Asp Ile Glu Ile Thr Phe Ala Phe Arg Lys Lys 190 195 200 taa 675 <210> 8 <211> 224 <212> PRT <213> Bulinus truncatus <400> 8 Met Ala Glu Leu Arg Gly Ile Ile Leu Leu Leu Cys Thr Ile Ala Phe -20 -15 -10 His Val Ser His Gly Gln Ile Arg Trp Thr Leu Leu Asn Gln Ile Thr -5 -1 1 5 10 Gly Glu Ser Asp Val Ile Pro Leu Ser Asn Asn Thr Pro Leu Asn Val 15 20 25 Ser Leu Asn Phe Lys Leu Met Asn Ile Leu Glu Ala Asp Thr Glu Lys 30 35 40 Asp Gln Val Glu Val Val Leu Trp Thr Gln Ala Ser Trp Lys Val Pro 45 50 55 Tyr Tyr Ser Ser Leu Leu Ser Ser Ser Ser Leu Asp Gln Val Ser Leu 60 65 70 75 Pro Ala Ser Lys Met Trp Thr Pro Asp Leu Ser Phe Tyr Asn Ala Ile 80 85 90 Ala Ala Pro Glu Leu Leu Ser Thr Asp Arg Val Val Val Ser Lys Asp 95 100 105 Gly Ser Val Ile Tyr Val Pro Ser Gln Arg Val Arg Phe Thr Cys Asp 110 115 120 Leu Ile Asn Val Asp Thr Glu Pro Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Val 125 130 135 Gly Ser Trp Thr Phe Asp Asn Lys Gln Leu Ala Leu Ile Thr Gly Glu 140 145 150 155 Glu Gly Val Val Asn Ile Ala Glu Tyr Phe Asp Ser Pro Lys Tyr Asp 160 165 170 Leu Leu Ser Ala Thr Gln Ser Leu Asn Arg Lys Lys Tyr Arg Cys Cys 175 180 185 Glu Asn Met Tyr Glu Asp Ile Glu Ile Thr Phe Ala Phe Arg Lys Lys 190 195 200 <210> 9 <211> 502 <212> PRT <213> Homo sapiens <220> <221> DOMAIN <222> (1)..(235) <400> 9 Met Arg Cys Ser Pro Gly Gly Val Trp Leu Ala Leu Ala Ala Ser Leu 1 5 10 15 Leu His Val Ser Leu Gln Gly Glu Phe Gln Arg Lys Leu Tyr Lys Glu 20 25 30 Leu Val Lys Asn Tyr Asn Pro Leu Glu Arg Pro Val Ala Asn Asp Ser 35 40 45 Gln Pro Leu Thr Val Tyr Phe Ser Leu Ser Leu Leu Gln Ile Met Asp 50 55 60 Val Asp Glu Lys Asn Gln Val Leu Thr Thr Asn Ile Trp Leu Gln Met 65 70 75 80 Ser Trp Thr Asp His Tyr Leu Gln Trp Asn Val Ser Glu Tyr Pro Gly 85 90 95 Val Lys Thr Val Arg Phe Pro Asp Gly Gln Ile Trp Lys Pro Asp Ile 100 105 110 Leu Leu Tyr Asn Ser Ala Asp Glu Arg Phe Asp Ala Thr Phe His Thr 115 120 125 Asn Val Leu Val Asn Ser Ser Gly His Cys Gln Tyr Leu Pro Pro Gly 130 135 140 Ile Phe Lys Ser Ser Cys Tyr Ile Asp Val Arg Trp Phe Pro Phe Asp 145 150 155 160 Val Gln His Cys Lys Leu Lys Phe Gly Ser Trp Ser Tyr Gly Gly Trp 165 170 175 Ser Leu Asp Leu Gln Met Gln Glu Ala Asp Ile Ser Gly Tyr Ile Pro 180 185 190 Asn Gly Glu Trp Asp Leu Val Gly Ile Pro Gly Lys Arg Ser Glu Arg 195 200 205 Phe Tyr Glu Cys Cys Lys Glu Pro Tyr Pro Asp Val Thr Phe Thr Val 210 215 220 Thr Met Arg Arg Arg Thr Leu Tyr Tyr Gly Leu Asn Leu Leu Ile Pro 225 230 235 240 Cys Val Leu Ile Ser Ala Leu Ala Leu Leu Val Phe Leu Leu Pro Ala 245 250 255 Asp Ser Gly Glu Lys Ile Ser Leu Gly Ile Thr Val Leu Leu Ser Leu 260 265 270 Thr Val Phe Met Leu Leu Val Ala Glu Ile Met Pro Ala Thr Ser Asp 275 280 285 Ser Val Pro Leu Ile Ala Gln Tyr Phe Ala Ser Thr Met Ile Ile Val 290 295 300 Gly Leu Ser Val Val Val Thr Val Ile Val Leu Gln Tyr His His His 305 310 315 320 Asp Pro Asp Gly Gly Lys Met Pro Lys Trp Thr Arg Val Ile Leu Leu 325 330 335 Asn Trp Cys Ala Trp Phe Leu Arg Met Lys Arg Pro Gly Glu Asp Lys 340 345 350 Val Arg Pro Ala Cys Gln His Lys Gln Arg Arg Cys Ser Leu Ala Ser 355 360 365 Val Glu Met Ser Ala Val Ala Pro Pro Pro Ala Ser Asn Gly Asn Leu 370 375 380 Leu Tyr Ile Gly Phe Arg Gly Leu Asp Gly Val His Cys Val Pro Thr 385 390 395 400 Pro Asp Ser Gly Val Val Cys Gly Arg Met Ala Cys Ser Pro Thr His 405 410 415 Asp Glu His Leu Leu His Gly Gly Gln Pro Pro Glu Gly Asp Pro Asp 420 425 430 Leu Ala Lys Ile Leu Glu Glu Val Arg Tyr Ile Ala Asn Arg Phe Arg 435 440 445 Cys Gln Asp Glu Ser Glu Ala Val Cys Ser Glu Trp Lys Phe Ala Ala 450 455 460 Cys Val Val Asp Arg Leu Cys Leu Met Ala Phe Ser Val Phe Thr Ile 465 470 475 480 Ile Cys Thr Ile Gly Ile Leu Met Ser Ala Pro Asn Phe Val Glu Ala 485 490 495 Val Ser Lys Asp Phe Ala 500 <210> 10 <211> 10 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: N-terminus of mature LAChBP1 <400> 10 Leu Asp Arg Ala Asp Ile Leu Tyr Asn Ile 1 5 10 <210> 11 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Oligonucleotides encoding N-terminal peptide of LAChBP1 <220> <221> modified_base <222> (13) <223> i <220> <221> modified_base <222> (16) <223> a, t, g or c <220> <221> modified_base <222> (25) <223> a, t, g or c <400> 11 cggatccgay mgngcngaya thytntayaa ya 32 <210> 12 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Primer1 useful for cloning cDNA encoding LAChBP (optionally with Primer2) <220> <221> modified_base <222> (14) <223> i <220> <221> modified_base <222> (20) <223> i <220> <221> modified_base <222> (23) <223> any base <220> <221> modified_base <222> (26) <223> any base <220> <221> modified_base <222> (29) <223> any base <400> 12 gcgaattcga yacngarwsn ggngcnacnt g 31 <210> 13 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Primer2 useful for cloning cDNA encoding LAChBP (optionally with Primer1) <220> <221> modified_base <222> (20) <223> i <220> <221> modified_base <222> (26) <223> any base <400> 13 gcgaagcttc rtcytcrtan gcytcngcrc arc 33 <210> 14 <211> 9 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: His-tag <400> 14 Ser Arg Gly His His His His His His 1 5 <210> 15 <211> 14 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: His-tag <400> 15 Glu Phe Lys Asp Asp Asp Asp Lys His His His His His His 1 5 10 <210> 16 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Additonal amino acids at the N-terminus of mature LAChBP due to alpha-mating factor cleavage site <400> 16 Glu Ala Glu Ala 1 <210> 17 <211> 47 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Primer useful for generating LAChBP/alpha7 nAChR chimera <400> 17 gcgctcgaga aaagagaggc tgaagctttg gaccgggcag acatctt 47 <210> 18 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Primer useful for generating LAChBP/alpha7 nACHR chimera <400> 18 cgcgaattca agaatttcgg agcgtccctt 30 <210> 19 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Primer useful for generating LAChBP/alpha7 nACHR chimera <400> 19 gtggaaacca gacattctcc tctacaacgc catctcgaaa cc 42 <210> 20 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Primer useful for generating LAChBP/alpha7 nACHR chimera <400> 20 gaggagaatg tctggtttcc acaaagagct tattggcac 39 <210> 21 <211> 8 <212> PRT <213> S. cerevisiae <400> 21 Glu Ala Glu Ala Tyr Val Glu Phe 1 5[Sequence list]                         SEQUENCE LISTING <110> Stichting Voor De Technische Wetenschappen <120> Water-soluble ligand-binding proteins and analogs of       ligand-gated ion channels, crystals thereof and their       use for screening ligands of ligand-gated ion channels <140> JP 2001-558097 <141> 2001-02-09 <150> EP 00200443.0 <151> 2000-02-10 <150> EP 00203810.7 <151> 2000-10-31 <160> 21 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 690 <212> DNA <213> Lymnaea stagnalis <220> <221> CDS <222> (1) .. (687) <220> <221> mat_peptide <222> (58) .. (687) <400> 1 atg cgt cga aac att ttc tgc ctt gct tgt ctc tgg atc gtg caa gcg 48 Met Arg Arg Asn Ile Phe Cys Leu Ala Cys Leu Trp Ile Val Gln Ala                 -15 -10 -5 tgt cta agc ttg gac cgg gca gac atc ttg tac aac ata cgt cag aca 96 Cys Leu Ser Leu Asp Arg Ala Asp Ile Leu Tyr Asn Ile Arg Gln Thr          -1 1 5 10 tcg aga ccg gat gtg att ccc aca cag cga gat cgc cca gtg gcg gtg 144 Ser Arg Pro Asp Val Ile Pro Thr Gln Arg Asp Arg Pro Val Ala Val      15 20 25 tcc gtc tct ttg aag ttc atc aac atc ttg gaa gtg aat gaa ata acc 192 Ser Val Ser Leu Lys Phe Ile Asn Ile Leu Glu Val Asn Glu Ile Thr  30 35 40 45 aat gaa gtg gac gtg gtc ttt tgg cag cag acg aca tgg tcg gac agg 240 Asn Glu Val Asp Val Val Phe Trp Gln Gln Thr Thr Trp Ser Asp Arg                  50 55 60 acc ctc gcc tgg aac agt tct cac tca cca gat cag gtt tcc gtg cca 288 Thr Leu Ala Trp Asn Ser Ser His Ser Pro Asp Gln Val Ser Val Pro              65 70 75 ata agc tct ttg tgg gtg cct gac ctc gct gca tac aac gcc atc tcg 336 Ile Ser Ser Leu Trp Val Pro Asp Leu Ala Ala Tyr Asn Ala Ile Ser          80 85 90 aaa cct gaa gtc ctt aca ccg caa ctg gcc agg gtc gta tcc gat ggt 384 Lys Pro Glu Val Leu Thr Pro Gln Leu Ala Arg Val Val Ser Asp Gly      95 100 105 gaa gtg ctg tac atg ccg agt atc cgc cag cgg ttc tcc tgc gat gta 432 Glu Val Leu Tyr Met Pro Ser Ile Arg Gln Arg Phe Ser Cys Asp Val 110 115 120 125 tcg ggt gtc gat acg gag tcc ggt gct aca tgt cgg atc aaa att ggt 480 Ser Gly Val Asp Thr Glu Ser Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Ile Gly                 130 135 140 tcc tgg acc cac cac agt aga gag att tct gta gat ccc acg aca gaa 528 Ser Trp Thr His His Ser Arg Glu Ile Ser Val Asp Pro Thr Thr Glu             145 150 155 aat agt gat gat tct gaa tac ttc tcc caa tac tct cgc ttt gaa atc 576 Asn Ser Asp Asp Ser Glu Tyr Phe Ser Gln Tyr Ser Arg Phe Glu Ile         160 165 170 ttg gac gtc aca cag aag aag aac tcg gtt acc tac tct tgc tgt ccg 624 Leu Asp Val Thr Gln Lys Lys Asn Ser Val Thr Tyr Ser Cys Cys Pro     175 180 185 gag gca tac gag gac gtt gaa gtg agt ctc aat ttc cgg aag aag gga 672 Glu Ala Tyr Glu Asp Val Glu Val Ser Leu Asn Phe Arg Lys Lys Gly 190 195 200 205 cgc tcc gaa att ctt tag 690 Arg Ser Glu Ile Leu                 210 <210> 2 <211> 229 <212> PRT <213> Lymnaea stagnalis <400> 2 Met Arg Arg Asn Ile Phe Cys Leu Ala Cys Leu Trp Ile Val Gln Ala                 -15 -10 -5 Cys Leu Ser Leu Asp Arg Ala Asp Ile Leu Tyr Asn Ile Arg Gln Thr          -1 1 5 10 Ser Arg Pro Asp Val Ile Pro Thr Gln Arg Asp Arg Pro Val Ala Val      15 20 25 Ser Val Ser Leu Lys Phe Ile Asn Ile Leu Glu Val Asn Glu Ile Thr  30 35 40 45 Asn Glu Val Asp Val Val Phe Trp Gln Gln Thr Thr Trp Ser Asp Arg                  50 55 60 Thr Leu Ala Trp Asn Ser Ser His Ser Pro Asp Gln Val Ser Val Pro              65 70 75 Ile Ser Ser Leu Trp Val Pro Asp Leu Ala Ala Tyr Asn Ala Ile Ser          80 85 90 Lys Pro Glu Val Leu Thr Pro Gln Leu Ala Arg Val Val Ser Asp Gly      95 100 105 Glu Val Leu Tyr Met Pro Ser Ile Arg Gln Arg Phe Ser Cys Asp Val 110 115 120 125 Ser Gly Val Asp Thr Glu Ser Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Ile Gly                 130 135 140 Ser Trp Thr His His Ser Arg Glu Ile Ser Val Asp Pro Thr Thr Glu             145 150 155 Asn Ser Asp Asp Ser Glu Tyr Phe Ser Gln Tyr Ser Arg Phe Glu Ile         160 165 170 Leu Asp Val Thr Gln Lys Lys Asn Ser Val Thr Tyr Ser Cys Cys Pro     175 180 185 Glu Ala Tyr Glu Asp Val Glu Val Ser Leu Asn Phe Arg Lys Lys Gly 190 195 200 205 Arg Ser Glu Ile Leu                 210 <210> 3 <211> 690 <212> DNA <213> Lymnaea stagnalis <220> <221> CDS <222> (1) .. (687) <220> <221> mat_peptide <222> (58) .. (687) <400> 3 atg cgt cga aac att ttc tgc ctt gct tgt ctc tgg atc gtg caa ggg 48 Met Arg Arg Asn Ile Phe Cys Leu Ala Cys Leu Trp Ile Val Gln Gly                 -15 -10 -5 tgt cta agc ttg gac cgg gca gac atc ttg tac aac ata cgt cag aca 96 Cys Leu Ser Leu Asp Arg Ala Asp Ile Leu Tyr Asn Ile Arg Gln Thr          -1 1 5 10 tcg aga ccg gat gtg att ccc aca cag cga gat cgc cca gtg gcg gtg 144 Ser Arg Pro Asp Val Ile Pro Thr Gln Arg Asp Arg Pro Val Ala Val      15 20 25 tcc gtc tct ttg aag ttc atc aac atc ttg gaa gtg aat gaa ata acc 192 Ser Val Ser Leu Lys Phe Ile Asn Ile Leu Glu Val Asn Glu Ile Thr  30 35 40 45 aat gaa gtg gac gtg gtc ttt tgg cag cag acg aca tgg tcg gac agg 240 Asn Glu Val Asp Val Val Phe Trp Gln Gln Thr Thr Trp Ser Asp Arg                  50 55 60 acc ctc gcc tgg aac agt tct cac tca cca gat cag gtt tcc gtg cca 288 Thr Leu Ala Trp Asn Ser Ser His Ser Pro Asp Gln Val Ser Val Pro              65 70 75 ata agc tct ttg tgg gtg cct gac ctc gct gca tac aac gcc atc tcg 336 Ile Ser Ser Leu Trp Val Pro Asp Leu Ala Ala Tyr Asn Ala Ile Ser          80 85 90 aaa cct gaa gtc ctt aca ccg caa ctg gcc agg gtc gta tcc gat ggt 384 Lys Pro Glu Val Leu Thr Pro Gln Leu Ala Arg Val Val Ser Asp Gly      95 100 105 gaa gtg ctg tac atg ccg agt atc cgc cag cgg ttc tcc tgc gat gta 432 Glu Val Leu Tyr Met Pro Ser Ile Arg Gln Arg Phe Ser Cys Asp Val 110 115 120 125 tcg ggt gtc gat acg gag tcc ggt gct acg tgt cgg atc aaa att ggt 480 Ser Gly Val Asp Thr Glu Ser Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Ile Gly                 130 135 140 tcc tgg acc cac cac agt gga gag att tct gta gat ccc acg aca gaa 528 Ser Trp Thr His His Ser Gly Glu Ile Ser Val Asp Pro Thr Thr Glu             145 150 155 aat agt gat gat tct gaa tac ttc tcc caa tac tct cgc ttt gaa atc 576 Asn Ser Asp Asp Ser Glu Tyr Phe Ser Gln Tyr Ser Arg Phe Glu Ile         160 165 170 ttg gac gtc aca cag aag aag aac tcg gtt atc tac tct tgc tgt ccg 624 Leu Asp Val Thr Gln Lys Lys Asn Ser Val Ile Tyr Ser Cys Cys Pro     175 180 185 gag gca tac gag gac gtt gaa gtg agt ctc aat ttc cgg aag aag gga 672 Glu Ala Tyr Glu Asp Val Glu Val Ser Leu Asn Phe Arg Lys Lys Gly 190 195 200 205 cgc tcc gaa att ctt tag 690 Arg Ser Glu Ile Leu                 210 <210> 4 <211> 229 <212> PRT <213> Lymnaea stagnalis <400> 4 Met Arg Arg Asn Ile Phe Cys Leu Ala Cys Leu Trp Ile Val Gln Gly                 -15 -10 -5 Cys Leu Ser Leu Asp Arg Ala Asp Ile Leu Tyr Asn Ile Arg Gln Thr          -1 1 5 10 Ser Arg Pro Asp Val Ile Pro Thr Gln Arg Asp Arg Pro Val Ala Val      15 20 25 Ser Val Ser Leu Lys Phe Ile Asn Ile Leu Glu Val Asn Glu Ile Thr  30 35 40 45 Asn Glu Val Asp Val Val Phe Trp Gln Gln Thr Thr Trp Ser Asp Arg                  50 55 60 Thr Leu Ala Trp Asn Ser Ser His Ser Pro Asp Gln Val Ser Val Pro              65 70 75 Ile Ser Ser Leu Trp Val Pro Asp Leu Ala Ala Tyr Asn Ala Ile Ser          80 85 90 Lys Pro Glu Val Leu Thr Pro Gln Leu Ala Arg Val Val Ser Asp Gly      95 100 105 Glu Val Leu Tyr Met Pro Ser Ile Arg Gln Arg Phe Ser Cys Asp Val 110 115 120 125 Ser Gly Val Asp Thr Glu Ser Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Ile Gly                 130 135 140 Ser Trp Thr His His Ser Gly Glu Ile Ser Val Asp Pro Thr Thr Glu             145 150 155 Asn Ser Asp Asp Ser Glu Tyr Phe Ser Gln Tyr Ser Arg Phe Glu Ile         160 165 170 Leu Asp Val Thr Gln Lys Lys Asn Ser Val Ile Tyr Ser Cys Cys Pro     175 180 185 Glu Ala Tyr Glu Asp Val Glu Val Ser Leu Asn Phe Arg Lys Lys Gly 190 195 200 205 Arg Ser Glu Ile Leu                 210 <210> 5 <211> 675 <212> DNA <213> Bulinus truncatus <220> <221> CDS <222> (1) .. (672) <220> <221> mat_peptide <222> (64) .. (672) <400> 5 atg gct gaa cta cga agg atc att ctt ctg cta tgt act att gcc ttt 48 Met Ala Glu Leu Arg Arg Ile Ile Leu Leu Leu Cys Thr Ile Ala Phe     -20 -15 -10 cat gtt tcc cat gga caa ata aga tgg acg ctg ctg aat cag atc acc 96 His Val Ser His Gly Gln Ile Arg Trp Thr Leu Leu Asn Gln Ile Thr  -5 -1 1 5 10 ggt gaa tct gac gtc att ccg ctg tct aac aac acg ccc ctg aat gtg 144 Gly Glu Ser Asp Val Ile Pro Leu Ser Asn Asn Thr Pro Leu Asn Val              15 20 25 tcg ctg aat ttt aag ctg atg aat atc gta gag gcg gac aca gaa aaa 192 Ser Leu Asn Phe Lys Leu Met Asn Ile Val Glu Ala Asp Thr Glu Lys          30 35 40 gat caa gtg gag gtc gtg ctg tgg aca cag gct agc tgg aaa gtg ccg 240 Asp Gln Val Glu Val Val Leu Trp Thr Gln Ala Ser Trp Lys Val Pro      45 50 55 tat tac agc tca ctg ctg tcc tct agc agt tta gac cag gtg agc tta 288 Tyr Tyr Ser Ser Leu Leu Ser Ser Ser Ser Leu Asp Gln Val Ser Leu  60 65 70 75 cca gtc agc aaa atg tgg acc cca gac ctt tct ttc tac aac gcc atc 336 Pro Val Ser Lys Met Trp Thr Pro Asp Leu Ser Phe Tyr Asn Ala Ile                  80 85 90 gct gca ccc gag ttg ctc tcc gca gac cgc gtg gtg gtc tct aag gac 384 Ala Ala Pro Glu Leu Leu Ser Ala Asp Arg Val Val Val Ser Lys Asp              95 100 105 ggg agc gtc att tac gtc ccc agc cag agg gtc cgt ttc acc tgc gac 432 Gly Ser Val Ile Tyr Val Pro Ser Gln Arg Val Arg Phe Thr Cys Asp         110 115 120 ctt att aat gtc gac acg gag ccg gga gcc acc tgt cgc atc aaa gtc 480 Leu Ile Asn Val Asp Thr Glu Pro Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Val     125 130 135 gga tcc tgg acc cac gac aac aaa cag ttc gcc ctg atc acc ggg gag 528 Gly Ser Trp Thr His Asp Asn Lys Gln Phe Ala Leu Ile Thr Gly Glu 140 145 150 155 gag ggg gtg gtg aat att gca gag tac ttc gac agc cca aag ttt gac 576 Glu Gly Val Val Asn Ile Ala Glu Tyr Phe Asp Ser Pro Lys Phe Asp                 160 165 170 ctt ttg agt gcc aca cag agt ctg aat cgc aag aag tac agc tgt tgc 624 Leu Leu Ser Ala Thr Gln Ser Leu Asn Arg Lys Lys Tyr Ser Cys Cys             175 180 185 gag aat atg tat gat gac att gaa att acc ttt gca ttc aga aag aag 672 Glu Asn Met Tyr Asp Asp Ile Glu Ile Thr Phe Ala Phe Arg Lys Lys         190 195 200 taa 675 <210> 6 <211> 224 <212> PRT <213> Bulinus truncatus <400> 6 Met Ala Glu Leu Arg Arg Ile Ile Leu Leu Leu Cys Thr Ile Ala Phe     -20 -15 -10 His Val Ser His Gly Gln Ile Arg Trp Thr Leu Leu Asn Gln Ile Thr  -5 -1 1 5 10 Gly Glu Ser Asp Val Ile Pro Leu Ser Asn Asn Thr Pro Leu Asn Val              15 20 25 Ser Leu Asn Phe Lys Leu Met Asn Ile Val Glu Ala Asp Thr Glu Lys          30 35 40 Asp Gln Val Glu Val Val Leu Trp Thr Gln Ala Ser Trp Lys Val Pro      45 50 55 Tyr Tyr Ser Ser Leu Leu Ser Ser Ser Ser Leu Asp Gln Val Ser Leu  60 65 70 75 Pro Val Ser Lys Met Trp Thr Pro Asp Leu Ser Phe Tyr Asn Ala Ile                  80 85 90 Ala Ala Pro Glu Leu Leu Ser Ala Asp Arg Val Val Val Ser Lys Asp              95 100 105 Gly Ser Val Ile Tyr Val Pro Ser Gln Arg Val Arg Phe Thr Cys Asp         110 115 120 Leu Ile Asn Val Asp Thr Glu Pro Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Val     125 130 135 Gly Ser Trp Thr His Asp Asn Lys Gln Phe Ala Leu Ile Thr Gly Glu 140 145 150 155 Glu Gly Val Val Asn Ile Ala Glu Tyr Phe Asp Ser Pro Lys Phe Asp                 160 165 170 Leu Leu Ser Ala Thr Gln Ser Leu Asn Arg Lys Lys Tyr Ser Cys Cys             175 180 185 Glu Asn Met Tyr Asp Asp Ile Glu Ile Thr Phe Ala Phe Arg Lys Lys         190 195 200 <210> 7 <211> 675 <212> DNA <213> Bulinus truncatus <220> <221> CDS <222> (1) .. (672) <220> <221> mat_peptide <222> (64) .. (672) <400> 7 atg gct gaa cta cga ggg atc att ctt ctg cta tgt act att gcc ttt 48 Met Ala Glu Leu Arg Gly Ile Ile Leu Leu Leu Cys Thr Ile Ala Phe     -20 -15 -10 cat gtt tcc cat gga caa ata aga tgg acg ctg ctg aat cag atc acc 96 His Val Ser His Gly Gln Ile Arg Trp Thr Leu Leu Asn Gln Ile Thr  -5 -1 1 5 10 ggt gaa tct gac gtc att ccg ctg tct aac aac acg cca ctg aat gtg 144 Gly Glu Ser Asp Val Ile Pro Leu Ser Asn Asn Thr Pro Leu Asn Val              15 20 25 tcg ctg aat ttt aag ctg atg aat atc tta gag gcg gac aca gag aaa 192 Ser Leu Asn Phe Lys Leu Met Asn Ile Leu Glu Ala Asp Thr Glu Lys          30 35 40 gat caa gtg gag gtc gtg ctg tgg aca cag gct agc tgg aaa gtg ccg 240 Asp Gln Val Glu Val Val Leu Trp Thr Gln Ala Ser Trp Lys Val Pro      45 50 55 tat tac agc tca ctg ctg tcc tct agc agt tta gac cag gtg agc tta 288 Tyr Tyr Ser Ser Leu Leu Ser Ser Ser Ser Leu Asp Gln Val Ser Leu  60 65 70 75 cca gcc agc aaa atg tgg acc cca gac ctt tct ttc tat aac gcc atc 336 Pro Ala Ser Lys Met Trp Thr Pro Asp Leu Ser Phe Tyr Asn Ala Ile                  80 85 90 gct gca ccc gag ttg ctc tcc aca gac cgc gtg gtg gtc tct aag gac 384 Ala Ala Pro Glu Leu Leu Ser Thr Asp Arg Val Val Val Ser Lys Asp              95 100 105 ggg agc gtc att tac gtg ccc agc cag agg gtc cgt ttc acc tgc gac 432 Gly Ser Val Ile Tyr Val Pro Ser Gln Arg Val Arg Phe Thr Cys Asp         110 115 120 ctt att aat gtg gac acg gag ccg gga gcc acc tgt cgc atc aaa gtc 480 Leu Ile Asn Val Asp Thr Glu Pro Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Val     125 130 135 gga tcc tgg acc ttc gac aac aaa cag ctc gcc ctg atc acc ggg gag 528 Gly Ser Trp Thr Phe Asp Asn Lys Gln Leu Ala Leu Ile Thr Gly Glu 140 145 150 155 gag ggg gtg gtg aat att gca gag tac ttc gac agc cca aag tac gac 576 Glu Gly Val Val Asn Ile Ala Glu Tyr Phe Asp Ser Pro Lys Tyr Asp                 160 165 170 ctt ttg agt gcc aca cag agt ctg aat cgc aag aag tac aga tgt tgc 624 Leu Leu Ser Ala Thr Gln Ser Leu Asn Arg Lys Lys Tyr Arg Cys Cys             175 180 185 gag aat atg tat gaa gac att gaa att acc ttt gca ttc aga aag aag 672 Glu Asn Met Tyr Glu Asp Ile Glu Ile Thr Phe Ala Phe Arg Lys Lys         190 195 200 taa 675 <210> 8 <211> 224 <212> PRT <213> Bulinus truncatus <400> 8 Met Ala Glu Leu Arg Gly Ile Ile Leu Leu Leu Cys Thr Ile Ala Phe     -20 -15 -10 His Val Ser His Gly Gln Ile Arg Trp Thr Leu Leu Asn Gln Ile Thr  -5 -1 1 5 10 Gly Glu Ser Asp Val Ile Pro Leu Ser Asn Asn Thr Pro Leu Asn Val              15 20 25 Ser Leu Asn Phe Lys Leu Met Asn Ile Leu Glu Ala Asp Thr Glu Lys          30 35 40 Asp Gln Val Glu Val Val Leu Trp Thr Gln Ala Ser Trp Lys Val Pro      45 50 55 Tyr Tyr Ser Ser Leu Leu Ser Ser Ser Ser Leu Asp Gln Val Ser Leu  60 65 70 75 Pro Ala Ser Lys Met Trp Thr Pro Asp Leu Ser Phe Tyr Asn Ala Ile                  80 85 90 Ala Ala Pro Glu Leu Leu Ser Thr Asp Arg Val Val Val Ser Lys Asp              95 100 105 Gly Ser Val Ile Tyr Val Pro Ser Gln Arg Val Arg Phe Thr Cys Asp         110 115 120 Leu Ile Asn Val Asp Thr Glu Pro Gly Ala Thr Cys Arg Ile Lys Val     125 130 135 Gly Ser Trp Thr Phe Asp Asn Lys Gln Leu Ala Leu Ile Thr Gly Glu 140 145 150 155 Glu Gly Val Val Asn Ile Ala Glu Tyr Phe Asp Ser Pro Lys Tyr Asp                 160 165 170 Leu Leu Ser Ala Thr Gln Ser Leu Asn Arg Lys Lys Tyr Arg Cys Cys             175 180 185 Glu Asn Met Tyr Glu Asp Ile Glu Ile Thr Phe Ala Phe Arg Lys Lys         190 195 200 <210> 9 <211> 502 <212> PRT <213> Homo sapiens <220> <221> DOMAIN <222> (1) .. (235) <400> 9 Met Arg Cys Ser Pro Gly Gly Val Trp Leu Ala Leu Ala Ala Ser Leu   1 5 10 15 Leu His Val Ser Leu Gln Gly Glu Phe Gln Arg Lys Leu Tyr Lys Glu              20 25 30 Leu Val Lys Asn Tyr Asn Pro Leu Glu Arg Pro Val Ala Asn Asp Ser          35 40 45 Gln Pro Leu Thr Val Tyr Phe Ser Leu Ser Leu Leu Gln Ile Met Asp      50 55 60 Val Asp Glu Lys Asn Gln Val Leu Thr Thr Asn Ile Trp Leu Gln Met  65 70 75 80 Ser Trp Thr Asp His Tyr Leu Gln Trp Asn Val Ser Glu Tyr Pro Gly                  85 90 95 Val Lys Thr Val Arg Phe Pro Asp Gly Gln Ile Trp Lys Pro Asp Ile             100 105 110 Leu Leu Tyr Asn Ser Ala Asp Glu Arg Phe Asp Ala Thr Phe His Thr         115 120 125 Asn Val Leu Val Asn Ser Ser Gly His Cys Gln Tyr Leu Pro Pro Gly     130 135 140 Ile Phe Lys Ser Ser Cys Tyr Ile Asp Val Arg Trp Phe Pro Phe Asp 145 150 155 160 Val Gln His Cys Lys Leu Lys Phe Gly Ser Trp Ser Tyr Gly Gly Trp                 165 170 175 Ser Leu Asp Leu Gln Met Gln Glu Ala Asp Ile Ser Gly Tyr Ile Pro             180 185 190 Asn Gly Glu Trp Asp Leu Val Gly Ile Pro Gly Lys Arg Ser Glu Arg         195 200 205 Phe Tyr Glu Cys Cys Lys Glu Pro Tyr Pro Asp Val Thr Phe Thr Val     210 215 220 Thr Met Arg Arg Arg Thr Leu Tyr Tyr Gly Leu Asn Leu Leu Ile Pro 225 230 235 240 Cys Val Leu Ile Ser Ala Leu Ala Leu Leu Val Phe Leu Leu Pro Ala                 245 250 255 Asp Ser Gly Glu Lys Ile Ser Leu Gly Ile Thr Val Leu Leu Ser Leu             260 265 270 Thr Val Phe Met Leu Leu Val Ala Glu Ile Met Pro Ala Thr Ser Asp         275 280 285 Ser Val Pro Leu Ile Ala Gln Tyr Phe Ala Ser Thr Met Ile Ile Val     290 295 300 Gly Leu Ser Val Val Val Thr Val Ile Val Leu Gln Tyr His His His 305 310 315 320 Asp Pro Asp Gly Gly Lys Met Pro Lys Trp Thr Arg Val Ile Leu Leu                 325 330 335 Asn Trp Cys Ala Trp Phe Leu Arg Met Lys Arg Pro Gly Glu Asp Lys             340 345 350 Val Arg Pro Ala Cys Gln His Lys Gln Arg Arg Cys Ser Leu Ala Ser         355 360 365 Val Glu Met Ser Ala Val Ala Pro Pro Pro Ala 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N-terminal peptide of       LAChBP1 <220> <221> modified_base <222> (13) <223> i <220> <221> modified_base <222> (16) <223> a, t, g or c <220> <221> modified_base <222> (25) <223> a, t, g or c <400> 11 cggatccgay mgngcngaya thytntayaa ya 32 <210> 12 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Primer1 useful       for cloning cDNA encoding LAChBP (optionally with       (Primer2) <220> <221> modified_base <222> (14) <223> i <220> <221> modified_base <222> (20) <223> i <220> <221> modified_base <222> (23) <223> any base <220> <221> modified_base <222> (26) <223> any base <220> <221> modified_base <222> (29) <223> any base <400> 12 gcgaattcga yacngarwsn ggngcnacnt g 31 <210> 13 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Primer2       useful for cloning cDNA encoding LAChBP       (optionally with Primer1) <220> <221> modified_base <222> (20) <223> i <220> <221> modified_base <222> (26) <223> any base <400> 13 gcgaagcttc rtcytcrtan gcytcngcrc arc 33 <210> 14 <211> 9 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: His-tag <400> 14 Ser Arg Gly His His His His His His   1 5 <210> 15 <211> 14 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: His-tag <400> 15 Glu Phe Lys Asp Asp Asp Asp Asp Lys His His His His His His   1 5 10 <210> 16 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Additonal       amino acids at the N-terminus of mature LAChBP due       to alpha-mating factor cleavage site <400> 16 Glu Ala Glu Ala   1 <210> 17 <211> 47 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Primer useful       for generating LAChBP / alpha7 nAChR chimera <400> 17 gcgctcgaga aaagagaggc tgaagctttg gaccgggcag acatctt 47 <210> 18 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Primer useful       for generating LAChBP / alpha7 nACHR chimera <400> 18 cgcgaattca agaatttcgg agcgtccctt 30 <210> 19 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Primer useful       for generating LAChBP / alpha7 nACHR chimera <400> 19 gtggaaacca gacattctcc tctacaacgc catctcgaaa cc 42 <210> 20 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Primer useful       for generating LAChBP / alpha7 nACHR chimera <400> 20 gaggagaatg tctggtttcc acaaagagct tattggcac 39 <210> 21 <211> 8 <212> PRT <213> S. cerevisiae <400> 21 Glu Ala Glu Ala Tyr Val Glu Phe   1 5

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61K 31/4045 A61K 31/4439 4C084 31/4439 39/00 H 4C085 38/00 39/395 D 4C086 39/00 N 4C206 39/395 45/00 4H045 A61P 25/18 45/00 25/28 A61P 25/18 25/34 25/28 43/00 111 25/34 123 43/00 111 C07K 14/705 123 16/28 C07K 14/705 19/00 16/28 C12N 1/15 ZTD 19/00 1/19 C12N 1/15 ZTD 1/21 1/19 C12P 21/02 C 1/21 C12Q 1/02 5/10 1/68 A C12P 21/02 G01N 33/15 Z C12Q 1/02 33/50 Z 1/68 33/53 D G01N 33/15 33/566 33/50 C12N 15/00 ZNAA 33/53 5/00 A 33/566 A61K 37/02 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 2G045 AA40 DA36 FB03 4B024 AA01 AA11 BA63 CA04 CA09 DA12 EA04 FA01 GA11 HA01 HA12 4B063 QA08 QQ05 QQ13 QQ20 QQ79 QQ91 QQ96 QR55 QR74 QR80 QS34 QS38 4B064 AG20 CA01 CA06 CA19 CC24 DA01 4B065 AA72X AA77X AA90Y AB01 AC14 BA02 CA24 CA44 CA46 4C084 AA01 AA02 AA07 AA16 BA01 BA02 BA08 BA22 CA47 DC50 NA14 NA15 ZA162 ZA182 ZC392 ZC412 4C085 AA03 AA13 AA14 BB11 CC22 CC23 EE01 4C086 AA01 BC13 CB03 MA01 MA04 NA05 NA14 ZA16 ZA18 ZC39 ZC41 4C206 AA01 FA42 FA45 HA22 MA01 MA04 NA05 NA14 ZA16 ZA18 ZC39 ZC41 4H045 AA10 AA11 AA20 AA30 BA10 CA50 DA50 DA75 EA40 EA50 FA72 FA73 FA74 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) A61K 31/4045 A61K 31/4439 4C084 31/4439 39/00 H 4C085 38/00 39/395 D 4C086 39 / 00 N 4C206 39/395 45/00 4H045 A61P 25/18 45/00 25/28 A61P 25/18 25/34 25/28 43/00 111 25/34 123 43/00 111 C07K 14/705 123 16/28 C07K 14/705 19/00 16/28 C12N 1/15 ZTD 19/00 1/19 C12N 1/15 ZTD 1/21 1/19 C12P 21/02 C 1/21 C12Q 1/02 5/10 1/68 A C12P 21/02 G01N 33/15 Z C12Q 1/02 33/50 Z 1/68 33/53 D G01N 33/15 33/566 33/50 C12N 15/00 ZNAA 33/53 5/00 A 33/566 A61K 37/02 (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, E, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY) , KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA, CH, CN, CR, CU , CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU , ZA, ZW F-term (reference) 2G045 AA40 DA36 FB03 4B024 AA01 AA11 BA63 CA04 CA09 DA12 EA04 FA01 GA11 HA01 HA12 4B063 QA08 QQ05 QQ13 QQ20 QQ79 QQ91 QQ96 QR55 QR74 QR80 QS34 QS38 4B064 AG20 CA01 CA06 CA19 CC24 DA01 4B065 AA72X AA77X AA90Y AB01 AC14 BA02 CA24 CA44 CA46 4C084 AA01 AA02 AA07 AA16 BA01 BA02 BA08 BA22 CA47 DC50 NA14 NA15 ZA162 ZA182 ZC392 ZC412 4C085 AA03 AA13 AA14 BB11 CC22 CC23 MY01 FA45 A04 A01A45 A04 A45A45 A0107 NA14 ZA16 ZA18 ZC39 ZC41 4H045 AA10 AA11 AA20 AA30 BA10 CA50 DA50 DA75 EA40 EA50 FA72 FA73 FA74

Claims (80)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リガンド依存性受容体のリガンドを結合することができる軟
体動物由来水溶性タンパク質。
1. A mollusc-derived water-soluble protein capable of binding a ligand of a ligand-dependent receptor.
【請求項2】 リガンドがアセチルコリン、γ-アミノ酪酸(GABA)、グリ
シン、またはセロトニンである、請求項1記載のタンパク質。
2. The protein according to claim 1, wherein the ligand is acetylcholine, γ-aminobutyric acid (GABA), glycine, or serotonin.
【請求項3】 アセチルコリン結合タンパク質(AChBP)である、請求項2記
載のタンパク質。
3. The protein according to claim 2, which is an acetylcholine binding protein (AChBP).
【請求項4】 多量体を形成することができる、請求項1〜3のいずれか一項
記載のタンパク質。
4. The protein according to any one of claims 1 to 3, which is capable of forming multimers.
【請求項5】 有肺類(Plumonata)種、好ましくは基眼類(Basommatophor
a)種に由来する、請求項1〜4のいずれか一項記載のタンパク質。
5. Pulmonata species, preferably Basalmatophores.
a) The protein according to any one of claims 1 to 4, which is derived from a species.
【請求項6】 以下からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、請求項
1〜5のいずれか一項記載のタンパク質: (a) 配列番号:2、4、6、もしくは8のいずれか1つに示されるアミノ酸配列ま
たはその機能的等価物、あるいはその少なくとも5個連続したアミノ酸の断片;
(b) 配列番号:2、4、6、もしくは8のいずれか1つのアミノ酸配列と少なくと
も30%のアミノ酸同一性を有するアミノ酸配列。
6. An amino acid sequence selected from the group consisting of:
The protein according to any one of 1 to 5: (a) The amino acid sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, or 8 or a functional equivalent thereof, or at least 5 contiguous sequences thereof. Amino acid fragments;
(B) An amino acid sequence having at least 30% amino acid identity with the amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, or 8.
【請求項7】 リガンド依存性受容体のリガンドを結合することができ、か
つ配列番号:2、4、6、もしくは8のいずれか1つに示されるアミノ酸配列の少な
くとも5個連続したアミノ酸を含む、および/または好ましくは少なくとも10-7M
の結合親和性で、請求項1〜6のいずれか一項記載のタンパク質を認識するモノク
ローナル抗体もしくはポリクローナル抗体により検出することができる、水溶性
リガンド結合タンパク質。
7. A ligand-dependent receptor ligand capable of binding and comprising at least 5 consecutive amino acids of the amino acid sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, or 8. , And / or preferably at least 10 −7 M
A water-soluble ligand-binding protein that can be detected by a monoclonal antibody or a polyclonal antibody that recognizes the protein according to any one of claims 1 to 6 with a binding affinity of.
【請求項8】 以下を含む、リガンド依存性受容体のリガンドを結合するこ
とができる水溶性タンパク質: (a) 請求項1〜6のいずれか一項記載の水溶性タンパク質における位置と同じ
か、または対応する位置において、少なくとも該タンパク質の可溶性を決定する
該タンパク質のアミノ酸;および (b) 該リガンドへの結合を決定する少なくとも4個のアミノ酸。
8. A water-soluble protein capable of binding a ligand of a ligand-dependent receptor, including: (a) the same position as in the water-soluble protein according to any one of claims 1 to 6, Or at the corresponding position, at least the amino acid of the protein that determines the solubility of the protein; and (b) at least 4 amino acids that determine the binding to the ligand.
【請求項9】 多量体を形成することができる、請求項7または8記載のタン
パク質。
9. The protein according to claim 7 or 8, which is capable of forming multimers.
【請求項10】 200〜240個のアミノ酸を含む、請求項7〜9のいずれか一項
記載のタンパク質。
10. The protein according to any one of claims 7 to 9, which comprises 200 to 240 amino acids.
【請求項11】 リガンドが、アセチルコリン、ニコチン、ロホトキシン(
lophotoxin)、d-ツボクラリン、カルバミルコリン、ガランタミン、またはエピ
バチジンである、請求項7〜10のいずれか一項記載のタンパク質。
11. The ligand is acetylcholine, nicotine, rhotoxin (
lophotoxin), d-tubocurarine, carbamylcholine, galantamine, or epibatidine, The protein according to any one of claims 7 to 10.
【請求項12】 リガンド依存性受容体が、節足動物(好ましくは昆虫)、
植物(好ましくは高等植物、最も好ましくは種子植物)、または脊椎動物(好ま
しくは哺乳動物、最も好ましくはヒト)に由来する、請求項1〜11のいずれか一
項記載のタンパク質。
12. The ligand-dependent receptor is an arthropod (preferably an insect),
The protein according to any one of claims 1 to 11, which is derived from a plant (preferably a higher plant, most preferably a seed plant) or a vertebrate (preferably a mammal, most preferably a human).
【請求項13】 リガンド依存性受容体がニコチン性アセチルコリン受容体
である、請求項7〜12のいずれか一項記載のタンパク質。
13. The protein according to any one of claims 7 to 12, wherein the ligand-dependent receptor is a nicotinic acetylcholine receptor.
【請求項14】 可溶性を決定するアミノ酸が、配列番号:2、4、6、また
は8のいずれか1つに示されるアミノ酸配列を有するAChBPと同じ位置にあり、好
ましくは、溶媒が接近可能な領域を図10記載の結晶構造に含む、請求項7〜13の
いずれか一項記載のタンパク質。
14. The solubility determining amino acid is at the same position as AChBP having the amino acid sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6 or 8 and is preferably solvent accessible. The protein according to any one of claims 7 to 13, wherein the protein comprises the region in the crystal structure shown in Fig. 10.
【請求項15】 配列番号:2、4、6、または8のいずれか1つの20〜223位の
アミノ酸配列と少なくとも40%のアミノ酸同一性を有するアミノ酸配列を含み、
リガンドを結合するアミノ酸がリガンド依存性受容体の対応するアミノ酸で置換
されている、請求項7〜14のいずれか一項記載のタンパク質。
15. An amino acid sequence having at least 40% amino acid identity with the amino acid sequence of positions 20 to 223 of any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, or 8.
The protein according to any one of claims 7 to 14, wherein the amino acid that binds the ligand is replaced with the corresponding amino acid of the ligand-dependent receptor.
【請求項16】 可溶性を決定するアミノ酸(a)が、配列番号:2の20〜44
位、73〜81位、86〜92位、112〜120位、135〜152位、166〜189位、196〜20位、2
09〜213位、および/または219〜227位の配列からの親水性アミノ酸(Asp、Glu、
Arg、Lys)を含む、請求項7〜15のいずれか一項記載のタンパク質。
16. The amino acid (a) which determines solubility is 20 to 44 of SEQ ID NO: 2.
Position, 73-81st, 86-92th, 112-120th, 135-152th, 166-189th, 196-20th, 2nd
Hydrophilic amino acids (Asp, Glu, from the sequence at positions 09-213 and / or 219-227)
Arg, Lys), The protein according to any one of claims 7 to 15.
【請求項17】 可溶性を決定するアミノ酸(a)が、配列番号:2のアミノ
酸Asp(36)、Asp(68)、Glu(115)、Arg(137)、Asp(143)、Asp(148)、
Glu(150)、Arg(167)、Arg(189)、Glu(215)を含み、GluをAspに交換して
もよく(逆の場合も同様)、ArgをLysに交換してもよい(逆の場合も同様)、請
求項16記載のタンパク質。
17. The amino acid (a) which determines the solubility is the amino acids Asp (36), Asp (68), Glu (115), Arg (137), Asp (143) and Asp (148) of SEQ ID NO: 2. ,
Includes Glu (150), Arg (167), Arg (189), and Glu (215), Glu may be exchanged for Asp (and vice versa), and Arg may be exchanged for Lys (reverse) Also in the case of), the protein according to claim 16.
【請求項18】 配列番号:2のアミノ酸Cys(142)、Thr(149)、Ala(15
3)、Thr(154)、Cys(155)、Arg(156)、Ile(157)および/またはLys(158
)をさらに含む、請求項7〜17のいずれか一項記載のタンパク質。
18. Amino acid Cys (142), Thr (149), Ala (15 of SEQ ID NO: 2
3), Thr (154), Cys (155), Arg (156), Ile (157) and / or Lys (158
The protein according to any one of claims 7 to 17, further comprising:
【請求項19】 配列番号:2のアミノ酸(b)Pro(39)、Trp(77)、Trp
(101)、Pro(103)、Asp(194)、および/またはSer(161)を含む、請求項7
〜17のいずれか一項記載のタンパク質。
19. Amino acid (b) Pro (39), Trp (77), Trp of SEQ ID NO: 2
8. Including (101), Pro (103), Asp (194), and / or Ser (161).
18. The protein according to any one of to 17.
【請求項20】 配列番号:2の165〜169位および/または200〜203位のアミ
ノ酸配列がリガンド依存性受容体の対応する配列と交換されている、請求項7〜1
9のいずれか一項記載のタンパク質。
20. The amino acid sequence of positions 165-169 and / or 200-203 of SEQ ID NO: 2 has been replaced with the corresponding sequence of the ligand-dependent receptor.
9. The protein according to any one of 9.
【請求項21】 アセチルコリン受容体のリガンドを結合することができ、
配列番号:2のTrp(101)〜Tyr(T08)、Trp(162)〜His(164)、およびTyr(
204)〜Tyr(211)のアミノ酸配列の少なくとも1つがアセチルコリン受容体の対
応する配列と交換されている、請求項7〜20のいずれか一項記載のタンパク質。
21. An acetylcholine receptor ligand capable of binding,
SEQ ID NO: 2 Trp (101) to Tyr (T08), Trp (162) to His (164), and Tyr (
The protein according to any one of claims 7 to 20, wherein at least one of the amino acid sequences of 204) to Tyr (211) is exchanged with the corresponding sequence of the acetylcholine receptor.
【請求項22】 水溶性リガンド依存性受容体もしくは対応するリガンド結
合ドメインを作成する方法、またはこのような受容体もしくはドメインの水溶性
および結晶化のし易さを改善する方法であって、請求項1〜21のいずれか一項記
載のタンパク質の水溶性を決定するか、または水溶性に寄与するアミノ酸に対応
する位置での少なくとも1つのアミノ酸を置換、付加、欠失、または改変する様
式によってリガンド依存性受容体の細胞外ドメインのアミノ酸配列を変える段階
を含む、方法。
22. A method of making a water soluble ligand dependent receptor or a corresponding ligand binding domain, or a method of improving the water solubility and crystallinity of such a receptor or domain, comprising: According to the manner of determining the water solubility of the protein according to any one of Items 1 to 21, or substituting, adding, deleting, or modifying at least one amino acid at the position corresponding to the amino acid that contributes to water solubility. A method comprising altering the amino acid sequence of the extracellular domain of a ligand dependent receptor.
【請求項23】 リガンド依存性受容体が請求項1〜21のいずれか一項記載
と同様に定義される、請求項22記載の方法。
23. The method of claim 22, wherein the ligand-dependent receptor is defined as in any one of claims 1-21.
【請求項24】 少なくとも1つのアミノ酸が、配列番号:2、4、6、もしく
は8のいずれか1つに示されるアミノ酸配列の対応するアミノ酸または等価なアミ
ノ酸に変えられ、好ましくは、可溶性を決定するアミノ酸が図10記載の結晶構造
に溶媒の接近可能な領域を含む、請求項22または23記載の方法。
24. At least one amino acid is changed to a corresponding amino acid or equivalent amino acid of the amino acid sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6, or 8 and preferably determines solubility. 24. The method of claim 22 or 23, wherein the amino acid comprises a solvent accessible region in the crystal structure of Figure 10.
【請求項25】 配列番号:2のCys123〜Cys136のループがリガンド依存性
受容体のリガンド結合ドメインの対応する領域に挿入される、請求項22〜24のい
ずれか一項記載の方法。
25. The method of any one of claims 22-24, wherein the Cys123-Cys136 loop of SEQ ID NO: 2 is inserted in the corresponding region of the ligand-binding domain of the ligand-dependent receptor.
【請求項26】 以下の段階をさらに含む、請求項22〜25のいずれか一項記
載の方法: (a) 変化したアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含むポリヌクレ
オチドでトランスフェクトされ、このポリヌクレオチドを発現することができる
宿主細胞を培養する段階;および選択的に、 (b) 培養物から、水溶性リガンド依存性受容体または対応するリガンド結合
ドメインを回収する段階。
26. The method of any one of claims 22-25, further comprising the step of: (a) transfecting a polynucleotide comprising a nucleotide sequence encoding an altered amino acid sequence, the polynucleotide Culturing a host cell capable of expressing C .; and, optionally, (b) recovering the water-soluble ligand-dependent receptor or the corresponding ligand-binding domain from the culture.
【請求項27】 請求項22〜26のいずれか一項記載の方法によって得ること
ができる、水溶性リガンド依存性受容体またはリガンド結合ドメイン。
27. A water soluble ligand dependent receptor or ligand binding domain obtainable by the method according to any one of claims 22 to 26.
【請求項28】 担体本体と結合させるスペーサー配列をさらに含む、請求
項1〜21または27のいずれか一項記載のタンパク質。
28. The protein of any one of claims 1-21 or 27, further comprising a spacer sequence that binds to the carrier body.
【請求項29】 請求項1〜21、27もしくは28のいずれか一項記載の水溶性
リガンド結合タンパク質、またはその結合断片およびリガンド依存性受容体の断
片を含む、融合タンパク質。
29. A fusion protein comprising a water soluble ligand binding protein according to any one of claims 1-21, 27 or 28, or a binding fragment thereof and a fragment of a ligand dependent receptor.
【請求項30】 請求項1〜21または27〜29のいずれか一項記載のタンパク
質を含む少なくとも1つの単量体からなる二量体または五量体。
30. A dimer or pentamer comprising at least one monomer containing the protein according to any one of claims 1 to 21 or 27 to 29.
【請求項31】 請求項1〜21もしくは27〜29のいずれか一項記載のタンパ
ク質、または請求項30記載の二量体もしくは五量体を含む、リガンド依存性イオ
ンチャネル。
31. A ligand-gated ion channel comprising the protein according to any one of claims 1-21 or 27-29, or the dimer or pentamer according to claim 30.
【請求項32】 請求項1〜21もしくは27〜29のいずれか一項記載のタンパ
ク質、請求項30記載の二量体もしくは五量体、または請求項31記載のリガンド依
存性イオンチャネルをコードする、1つまたはそれ以上のポリヌクレオチド。
32. Encodes the protein of any one of claims 1-21 or 27-29, the dimer or pentamer of claim 30, or the ligand-gated ion channel of claim 31. , One or more polynucleotides.
【請求項33】 以下を含む、請求項32記載のポリヌクレオチド: (a) 配列番号:1、3、5、もしくは7のいずれか1つに示されるヌクレオチド配
列の少なくとも15個連続したヌクレオチドを有するヌクレオチド配列、またはそ
の縮重配列;あるいは (b) ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で、(a)のヌクレオ
チド配列にハイブリダイズすることができるヌクレオチド配列。
33. The polynucleotide of claim 32, which comprises: (a) having at least 15 contiguous nucleotides of the nucleotide sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 1, 3, 5, or 7. A nucleotide sequence, or a degenerate sequence thereof; or (b) a nucleotide sequence capable of hybridizing to the nucleotide sequence of (a) under stringent hybridization conditions.
【請求項34】 原核生物細胞または真核生物細胞での発現を可能にする異
種発現制御配列に作動可能に連結されている、請求項32または33記載のポリヌク
レオチド。
34. The polynucleotide of claim 32 or 33 operably linked to a heterologous expression control sequence that enables expression in prokaryotic or eukaryotic cells.
【請求項35】 請求項32〜34のいずれか一項記載のポリヌクレオチドを含
む、1つまたはそれ以上のベクター。
35. One or more vectors comprising the polynucleotide according to any one of claims 32-34.
【請求項36】 請求項32〜34のいずれか一項記載のポリヌクレオチド、ま
たは請求項35記載のベクターで遺伝子操作されている、宿主細胞。
36. A host cell that has been genetically engineered with the polynucleotide of any one of claims 32-34 or the vector of claim 35.
【請求項37】 配列番号:2、4、6、もしくは8のいずれか1つに示される
アミノ酸配列の少なくとも5個連続したアミノ酸のエピトープ、および/または好
ましくは少なくとも10-7Mの結合親和性で請求項1〜6のいずれか一項記載のタン
パク質を認識するモノクローナル抗体もしくはポリクローナル抗体により検出す
ることができるエピトープを含む、抗原。
37. An epitope of at least 5 consecutive amino acids of the amino acid sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 2, 4, 6 or 8 and / or preferably a binding affinity of at least 10 -7 M. 7. An antigen comprising an epitope that can be detected by a monoclonal antibody or a polyclonal antibody that recognizes the protein according to any one of claims 1 to 6.
【請求項38】 請求項1〜21もしくは27〜29のいずれか一項記載のタンパ
ク質、請求項30記載の二量体もしくは五量体、請求項31記載のリガンド依存性イ
オンチャネル、または請求項37記載の抗原を特異的に認識する、抗体。
38. A protein according to any one of claims 1-21 or 27-29, a dimer or pentamer according to claim 30, a ligand-gated ion channel according to claim 31, or a claim. An antibody that specifically recognizes the antigen described in 37.
【請求項39】 請求項32〜34のいずれか一項記載のポリヌクレオチドの少
なくとも15個連続したヌクレオチドを有するか、または請求項37記載の抗原をコ
ードするヌクレオチド配列を含む、オリゴヌクレオチドプローブ。
39. An oligonucleotide probe having at least 15 contiguous nucleotides of the polynucleotide of any one of claims 32-34, or comprising a nucleotide sequence encoding the antigen of claim 37.
【請求項40】 請求項1〜21もしくは27〜29のいずれか一項記載のタンパ
ク質、請求項30記載の二量体もしくは五量体、請求項31記載のリガンド依存性イ
オンチャネル、請求項32〜34のいずれか一項記載のポリヌクレオチド、請求項35
記載のベクター、請求項36記載の宿主細胞、請求項37記載の抗原、請求項38記載
の抗体、または請求項39記載のオリゴヌクレオチドプローブ;および選択的に、
検出のための、またはリガンド-受容体結合アッセイ法を行うための適切な手段
を含む、組成物。
40. The protein according to any one of claims 1 to 21 or 27 to 29, the dimer or pentamer according to claim 30, the ligand-gated ion channel according to claim 31, and the claim 32. 35. The polynucleotide according to any one of claims 34 to 35,
The vector of claim 36, the host cell of claim 36, the antigen of claim 37, the antibody of claim 38, or the oligonucleotide probe of claim 39; and, optionally,
A composition comprising suitable means for detection or for conducting a ligand-receptor binding assay.
【請求項41】 以下の段階を含む、リガンド依存性受容体の作用物質/活
性化物質または拮抗物質/阻害物質を同定する方法: (a) 請求項1〜21もしくは27〜29のいずれか一項記載の水溶性リガンド結合タ
ンパク質、請求項30記載の二量体もしくは五量体、請求項31記載のリガンド依存
性イオンチャネル、または該タンパク質を発現する細胞と、スクリーニングしよ
うとする化合物とを、リガンド結合に応答して検出可能なシグナルを生じること
ができる成分の存在下、リガンド結合タンパク質へ該化合物を結合させる条件下
で接触させる段階;および (b) リガンド結合タンパク質の結合活性から生じたシグナルの存在または非
存在を検出する段階であり、シグナルの存在/増大および非存在/減少が、それぞ
れ、リガンド依存性受容体の作用物質/活性化物質および拮抗物質/阻害物質を示
す段階。
41. A method of identifying an agonist / activator or antagonist / inhibitor of a ligand-dependent receptor, comprising the steps of: (a) any one of claims 1-21 or 27-29. The water-soluble ligand binding protein according to claim, the dimer or pentamer according to claim 30, the ligand-gated ion channel according to claim 31, or a cell expressing the protein, and a compound to be screened, Contacting a ligand-binding protein under conditions that bind the compound in the presence of a component capable of producing a detectable signal in response to ligand binding; and (b) a signal resulting from the binding activity of the ligand-binding protein. Presence / absence and absence / decrease of the signal, respectively. Stages showing activators and antagonists / inhibitors.
【請求項42】 請求項1〜21もしくは27〜29のいずれか一項記載のタンパ
ク質、請求項30記載の二量体もしくは五量体、または請求項31記載のリガンド依
存性イオンチャネルの結晶。
42. A crystal according to any one of claims 1-21 or 27-29, a dimer or pentamer according to claim 30 or a crystal of a ligand-gated ion channel according to claim 31.
【請求項43】 請求項1〜21もしくは27〜29のいずれか一項記載のタンパ
ク質、請求項30記載の二量体もしくは五量体、または請求項31記載のリガンド依
存性イオンチャネル、およびリガンドを含むタンパク質-リガンド複合体の結晶
43. The protein according to any one of claims 1-21 or 27-29, the dimer or pentamer according to claim 30, or the ligand-gated ion channel according to claim 31, and a ligand. A crystal of a protein-ligand complex containing.
【請求項44】 リガンドがNアルキル化ヒドロキシアルキルおよび/または
第4級アンモニウムイオンを含む、請求項43記載の結晶。
44. The crystal of claim 43, wherein the ligand comprises an N-alkylated hydroxyalkyl and / or a quaternary ammonium ion.
【請求項45】 リガンドが、4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエ
タンスルホン酸(HEPES)、B-ビピナチン(B-bippinatin)、ロホトキシン、d-
ツボクラリン、カルバミルコリン、ガランタミン、エピバチジン、またはα-ブ
ンガロトキシンを含む、請求項43記載の結晶。
45. The ligand is 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES), B-bippinatin, rhotoxin, d-
44. The crystal of claim 43, which comprises tubocurarine, carbamylcholine, galantamine, epibatidine, or α-bungarotoxin.
【請求項46】 5.0Åを超える、好ましくは4.0Åを超える分解能まで、タ
ンパク質またはタンパク質-リガンド複合体の原子座標の決定のために効率的にX
線を回折する、請求項42〜45のいずれか一項記載の結晶。
46. Efficiently for determination of atomic coordinates of a protein or protein-ligand complex up to a resolution of more than 5.0Å, preferably more than 4.0Å.
46. A crystal according to any one of claims 42 to 45, which diffracts rays.
【請求項47】 タンパク質が、配列番号:2の20〜223位のアミノ酸のアミ
ノ酸配列、または配列番号:2の20〜223位のアミノ酸とは保存的置換を有するこ
としか異ならないアミノ酸配列を有する、請求項42〜46のいずれか一項記載の結
晶。
47. The protein has an amino acid sequence of amino acids 20 to 223 of SEQ ID NO: 2, or an amino acid sequence that differs only by conservative substitutions from amino acids 20 to 223 of SEQ ID NO: 2. The crystal according to any one of claims 42 to 46.
【請求項48】 リガンドがHEPESである、請求項47記載の結晶。48. The crystal of claim 47, wherein the ligand is HEPES. 【請求項49】 (1)P212121の空間群、ならびにa=120.6Å、b=137.0Å
、およびc=161.5Åの寸法の単位格子;(2)P42212の空間群、ならびにa=b=1
41.6Åおよびc=120.8Åの寸法の単位格子;または(3)P21の空間群、およびa
=121.1Å、b=162.1Å、c=139.4Å、β=90.1°の寸法の単位格子を有する、
請求項46記載の結晶。
49. (1) P2 1 2 1 2 1 space group, and a = 120.6Å, b = 137.0Å
, And unit cell dimensions of c = 161.5Å; (2) P4 2 2 1 2 space group, and a = b = 1
Unit cell dimensions of 41.6Å and c = 120.8Å; or (3) P2 1 space group, and a
= 121.1Å, b = 162.1Å, c = 139.4Å, β = 90.1 ° with unit cell size,
The crystal according to claim 46.
【請求項50】 タンパク質が、図7、10、11および/または12に示されるよ
うにαへリックスおよび逆平行βシートを含む二次構造要素を有する、請求項42
〜49のいずれか一項記載の結晶。
50. The protein has a secondary structural element comprising an α-helix and an antiparallel β-sheet as shown in FIGS. 7, 10, 11 and / or 12.
50. The crystal according to any one of to 49.
【請求項51】 表1に示される原子座標によって定義されるように3次元構
造を有する、請求項42〜50のいずれか一項記載の結晶。
51. The crystal according to any one of claims 42 to 50, which has a three-dimensional structure as defined by the atomic coordinates shown in Table 1.
【請求項52】 図6、8、9および/または13に示されるように結合キャビテ
ィ(binding cavity)を有する、請求項42〜51のいずれか一項記載の結晶。
52. A crystal according to any one of claims 42 to 51, which has a binding cavity as shown in Figures 6, 8, 9 and / or 13.
【請求項53】 以下の段階を含む、薬物スクリーニングアッセイ法におい
て請求項42〜52のいずれか一項記載の結晶を使用する方法: (a) 結晶に対して決定された3次元構造を用いて構造による薬物設計を行うこ
とにより潜在的なリガンドを選択する段階であり、該選択がコンピュータモデリ
ングと共に行われる段階;選択的に、 (b) インビトロまたはインビボアッセイ法において潜在的なリガンドとリガ
ンド依存性受容体のリガンド結合ドメインとを接触させる段階;および (c) リガンド結合ドメインに対する潜在的なリガンドの結合を検出する段階
53. A method of using the crystals of any one of claims 42-52 in a drug screening assay, comprising the steps of: (a) using a determined three-dimensional structure for the crystals. Selecting potential ligands by performing structural drug design, the selection being carried out in conjunction with computer modeling; optionally, (b) potential ligand and ligand dependence in an in vitro or in vivo assay. Contacting with a ligand binding domain of a receptor; and (c) detecting binding of a potential ligand to the ligand binding domain.
【請求項54】 リガンド依存性受容体がニコチン性アセチルコリン受容体
である、請求項53記載の方法。
54. The method of claim 53, wherein the ligand-dependent receptor is a nicotinic acetylcholine receptor.
【請求項55】 以下の段階をさらに含む、請求項53または54記載の方法:
(d) 請求項1〜21もしくは27〜29のいずれか一項記載の水溶性リガンド結合タ
ンパク質、請求項30記載の二量体もしくは五量体、請求項31記載のリガンド依存
性イオンチャネルと潜在的な薬物との結晶を共結晶化または浸漬することにより
、タンパク質-リガンド複合体の補助結晶(supplemental crystal)を形成する
段階であり、結晶が5.0Åを超える、好ましくは4.0Åを超える、より好ましくは
3Åを超える分解能まで、タンパク質-リガンド複合体の原子座標の決定のために
効率的にX線を回折する段階; (e) 補助結晶の3次元構造を決定する段階; (f) 補助結晶に対して決定された3次元構造を用いて構造による薬物設計を行
うことにより候補薬物を選択する段階であり、選択がコンピュータモデリングと
共に行われる段階;選択的に、 (g) 候補薬物と、リガンド依存性受容体を発現する細胞とを接触させる段階
;および (h) 細胞応答を検出する段階であり、候補化合物と接触していない細胞と比
較して細胞応答が変化した場合に、候補薬物が薬物として同定される段階。
55. The method of claim 53 or 54, further comprising the following steps:
(D) The water-soluble ligand-binding protein according to any one of claims 1 to 21 or 27 to 29, the dimer or pentamer according to claim 30, the ligand-gated ion channel and latency of claim 31. It is a step of forming a supplemental crystal of the protein-ligand complex by co-crystallizing or immersing a crystal with an effective drug, and the crystal is more than 5.0 Å, preferably more than 4.0 Å, Preferably
Efficiently diffracting X-rays to determine the atomic coordinates of the protein-ligand complex up to a resolution of more than 3Å; The step of selecting a candidate drug by designing a drug with a structure using the determined three-dimensional structure, and the selection is performed together with computer modeling; (g) the candidate drug and ligand dependence Contacting cells expressing the receptor; and (h) detecting a cellular response, where the candidate drug is a drug if the cellular response is altered compared to cells not contacting the candidate compound. The stage to be identified.
【請求項56】 請求項1〜21または27〜29のいずれか一項記載の水溶性リ
ガンド結合タンパク質、請求項30記載の二量体または五量体、請求項31記載のリ
ガンド依存性イオンチャネルと、リガンド依存性受容体のリガンドとで形成され
たタンパク質-リガンド複合体を含む結晶の3次元構造を決定することからなり、
結晶が5.0Åを超える、好ましくは4.0Åを超える分解能まで、タンパク質-リガ
ンド複合体の原子座標の決定のために効率的にX線を回折する、段階(a)より前
に行われる初期段階をさらに含む、請求項53〜55のいずれか一項記載の方法。
56. The water-soluble ligand binding protein according to any one of claims 1 to 21 or 27 to 29, the dimer or pentamer according to claim 30, and the ligand-gated ion channel according to claim 31. And determining the three-dimensional structure of a crystal containing a protein-ligand complex formed by the ligand of the ligand-dependent receptor,
The initial step, performed prior to step (a), that efficiently diffracts X-rays for the determination of atomic coordinates of protein-ligand complexes up to a resolution of more than 5.0Å, preferably more than 4.0Å, for crystals. 56. The method of any one of claims 53-55, further comprising.
【請求項57】 以下の段階を含む、タンパク質-リガンド複合体の結晶を
成長させる方法: (a) 請求項1〜21もしくは27〜29のいずれか一項記載の水溶性リガンド結合タ
ンパク質、請求項30記載の二量体もしくは五量体、または請求項31記載のリガン
ド依存性イオンチャネルとリガンド依存性受容体のリガンドとを接触させる段階
であり、水溶性リガンド結合タンパク質がリガンドとタンパク質-リガンド複合
体を形成する段階;および (b) タンパク質-リガンド複合体の結晶を成長させる段階であり、結晶が5.0
Åを超える、好ましくは4.0Åを超える分解能まで、タンパク質-リガンド複合体
の原子座標の決定のために効率的にX線を回折する段階。
57. A method of growing a protein-ligand complex crystal comprising the steps of: (a) a water soluble ligand binding protein according to any one of claims 1-21 or 27-29. 32. A step of contacting the dimer or pentamer according to claim 30, or the ligand-gated ion channel according to claim 31 with a ligand of a ligand-gated receptor, wherein the water-soluble ligand-binding protein comprises a ligand and a protein-ligand complex. Forming a body; and (b) growing a crystal of the protein-ligand complex, wherein the crystal is 5.0
Efficiently diffracting X-rays for the determination of atomic coordinates of protein-ligand complexes to a resolution above Å, preferably above 4.0Å.
【請求項58】 スクリーニングしようとする化合物の溶液中で請求項42〜
52のいずれか一項記載の結晶を浸漬する段階、およびリガンド結合タンパク質へ
の化合物の結合を検出する段階を含む、薬物スクリーニングアッセイ法。
58. The method according to claim 42, wherein the compound to be screened is in a solution.
53. A drug screening assay comprising the steps of immersing the crystal of any one of 52 and detecting binding of the compound to a ligand binding protein.
【請求項59】 リガンドがアルキル化窒素および/または第4級アンモニウ
ムイオンを含む、請求項57または58記載の方法。
59. The method of claim 57 or 58, wherein the ligand comprises an alkylated nitrogen and / or a quaternary ammonium ion.
【請求項60】 以下の段階を含む、リガンド依存性受容体への薬物の親和
性を増加または減少させる方法: (a) 請求項42〜52のいずれか一項記載の結晶に対して決定された3次元構造を
用いて構造による薬物設計を行う段階であり、該薬物設計がコンピュータモデリ
ングと共に行われる段階;および (b) 結晶におけるタンパク質の結合キャビティの結合部位または非特異的結
合部位と相互作用すると推測される薬物の一部を変えるか、または排除するよう
に該薬物を改変する段階。
60. A method of increasing or decreasing the affinity of a drug for a ligand dependent receptor, comprising the steps of: (a) Determined for the crystal of any of claims 42-52. And (b) interacting with the binding site or non-specific binding site of the protein's binding cavity in the crystal, which is a step of structurally designing the drug by using the three-dimensional structure Modifying the drug to alter or eliminate some of the drug suspected of being.
【請求項61】 段階(a)が請求項53〜59のいずれか一項記載の方法の段
階をさらに含む、請求項60記載の方法。
61. The method of claim 60, wherein step (a) further comprises the steps of the method of any one of claims 53-59.
【請求項62】 段階(b)の後に、以下のさらなる段階をさらに含む、請
求項60または61記載の方法: (c) 段階(b)の改変された薬物を用いて、段階(a)の構造による薬物設計
を行うために用いられた方法を繰り返す段階。
62. The method according to claim 60 or 61, further comprising the following additional steps after step (b): (c) using the modified drug of step (b) of step (a). Repeating the method used to perform structural drug design.
【請求項63】 表1の座標を含む水溶性リガンド結合タンパク質結晶の構
造座標を使用して、リガンド結合タンパク質のリガンド結合部位または非特異的
結合部位との結合について化学的実体をコンピュータで評価する段階を含む、薬
物設計の方法:
63. Computational evaluation of a chemical entity for binding to a ligand binding site or a non-specific binding site of a ligand binding protein using the structural coordinates of a water soluble ligand binding protein crystal, including the coordinates in Table 1. Methods of drug design, including steps:
【請求項64】 同定された薬物がリガンド依存性イオンチャネルの正しい
集合を妨げるか、または促進する、請求項53〜63のいずれか一項記載の方法。
64. The method of any one of claims 53-63, wherein the identified drug interferes with or promotes correct assembly of ligand-gated ion channels.
【請求項65】 同定された薬物がリガンド依存性イオンチャネルの非特異
的結合部位に結合する、請求項53〜63のいずれか一項記載の方法。
65. The method of any one of claims 53-63, wherein the identified drug binds to a non-specific binding site of a ligand-gated ion channel.
【請求項66】 治療有効量の薬物を合成する段階を含む、請求項53〜65の
いずれか一項記載の方法。
66. The method of any one of claims 53-65, comprising synthesizing a therapeutically effective amount of the drug.
【請求項67】 請求項66記載の方法によって製造された薬物またはそのプ
ロドラック。
67. A drug produced by the method according to claim 66 or a prodrug thereof.
【請求項68】 単量体A〜Eを有する請求項30記載の五量体を含むリガンド
依存性受容体と相互作用する請求項67記載の薬物であって、配列番号:2の成熟
タンパク質の15〜21位、44〜47位、85〜87位、91〜94位、122〜124位、143〜146
位、149位、185〜187位のアミノ酸残基によって定義される単量体の1つもしくは
それ以上の一次接触領域(Bと接触するAからの残基)および/または配列番号:2
の成熟タンパク質の3〜4位、7〜8位、11位、37〜39位、53位、75〜77位、96〜10
4位、114〜118位、および163〜170位のアミノ酸残基によって定義される他の単
量体の1つもしくはそれ以上の相補接触領域(Aと接触するBからの残基(Eと接触
するAにおける残基と同一))、あるいは図14に示される接触領域、あるいはリ
ガンド依存性イオンチャネルの単量体の対応する接触領域に結合する、薬物。
68. A drug according to claim 67 which interacts with a ligand dependent receptor comprising the pentamer according to claim 30 having monomers A to E, of the mature protein of SEQ ID NO: 2. 15-21st, 44-47th, 85-87th, 91-94th, 122-124th, 143-146
One or more primary contact regions of the monomer (residues from A that contact B) defined by the amino acid residues at positions 149, 185-187 and / or SEQ ID NO: 2.
3rd to 4th, 7th to 8th, 11th, 37th to 39th, 53rd, 75th to 77th, 96 to 10th of the mature protein of
One or more complementary contact regions (residues from B in contact with A (contact with E) of another monomer defined by amino acid residues at positions 4, 114-118, and 163-170. The same as the residue in A))), or the contact region shown in Figure 14, or the corresponding contact region of the ligand-gated ion channel monomer.
【請求項69】 リガンド依存性イオンチャネルがニコチン性アセチルコリ
ン受容体であり、単量体の順序がαγαβδである、請求項68記載の薬物。
69. The drug of claim 68, wherein the ligand-gated ion channel is a nicotinic acetylcholine receptor and the order of monomers is αγαβδ.
【請求項70】 請求項32〜34のいずれか一項記載のポリヌクレオチドのヌ
クレオチド配列、請求項1〜21もしくは27〜29のいずれか一項記載のタンパク質
、請求項30記載の二量体もしくは五量体、または請求項31記載のリガンド依存性
イオンチャネルのアミノ酸配列、あるいは請求項40〜50のいずれか一項記載の結
晶の構造座標を含む、コンピュータ可読媒体。
70. A nucleotide sequence of the polynucleotide according to any one of claims 32 to 34, the protein according to any one of claims 1 to 21 or 27 to 29, the dimer according to claim 30 or A computer readable medium comprising a pentamer, or the amino acid sequence of the ligand-gated ion channel of claim 31, or the structural coordinates of the crystal of any one of claims 40-50.
【請求項71】 請求項70記載のコンピュータ可読媒体を備える装置。71. An apparatus comprising the computer-readable medium of claim 70. 【請求項72】 リガンド依存性受容体の拮抗物質/阻害物質または作用物
質/活性化物質をモデリングするための請求項70記載のコンピュータ可読媒体ま
たは請求項71記載の装置の使用。
72. Use of a computer readable medium according to claim 70 or a device according to claim 71 for modeling antagonists / inhibitors or agonists / activators of a ligand dependent receptor.
【請求項73】 リガンド依存性イオンチャネルの3D構造をモデリングする
ためのテンプレートとしての請求項42〜52のいずれか一項記載の結晶またはその
構造座標の使用。
73. Use of the crystal according to any one of claims 42 to 52 or its structural coordinates as a template for modeling the 3D structure of a ligand-gated ion channel.
【請求項74】 リガンド依存性受容体の推定リガンドをスクリーニングま
たはプロファイルするための、請求項32〜34のいずれか一項記載のポリヌクレオ
チド、請求項1〜21もしくは27〜29のいずれか一項記載のタンパク質、請求項30
記載の二量体もしくは五量体、請求項31記載のリガンド依存性イオンチャネル、
請求項35記載のベクター、請求項36記載の宿主細胞、請求項37記載の抗原、請求
項38記載の抗体、請求項39記載のオリゴヌクレオチドプローブ、請求項42〜52の
いずれか一項記載の結晶、または請求項53〜66のいずれか一項記載の方法の使用
74. A polynucleotide according to any one of claims 32-34, any one of claims 1-21 or 27-29 for screening or profiling putative ligands for a ligand dependent receptor. Claimed protein, claim 30
The dimer or pentamer according to claim 31, the ligand-gated ion channel according to claim 31,
The vector according to claim 35, the host cell according to claim 36, the antigen according to claim 37, the antibody according to claim 38, the oligonucleotide probe according to claim 39, and any one of claims 42 to 52. 67. Use of crystals or a method according to any one of claims 53 to 66.
【請求項75】 リガンド依存性イオンチャネルにより媒介される障害また
はリガンド依存性イオンチャネルに関連する障害を治療するための薬学的組成物
を調製するための、請求項53〜66のいずれか一項記載の方法によって同定された
拮抗物質/阻害物質または作用物質/活性化物質の使用。
75. Any one of claims 53-66 for preparing a pharmaceutical composition for treating a disorder mediated by a ligand-gated ion channel or a disorder associated with a ligand-gated ion channel. Use of antagonists / inhibitors or agonists / activators identified by the method described.
【請求項76】 拮抗物質/阻害物質が、請求項1〜21もしくは27〜29のいず
れか一項記載のタンパク質、請求項37記載の抗原、請求項38記載の抗体であるか
、または請求項1〜21もしくは27〜29のいずれか一項記載のタンパク質、請求項3
7記載の抗原、請求項38記載の抗体から得られたものであるか、あるいはリガン
ド依存性イオンチャネルの毒素から得られたものである、請求項75記載の使用。
76. The antagonist / inhibitor is the protein according to any one of claims 1-21 or 27-29, the antigen according to claim 37, the antibody according to claim 38, or The protein according to any one of 1 to 21 or 27 to 29, 3.
76. The use according to claim 75, which is obtained from the antigen according to claim 7, the antibody according to claim 38, or the toxin of a ligand-gated ion channel.
【請求項77】 作用物質/活性化物質が、請求項1〜21もしくは27〜29のい
ずれか一項記載のタンパク質、請求項37記載の抗原、請求項38記載の抗体である
か、または請求項1〜21もしくは27〜29のいずれか一項記載のタンパク質、請求
項37記載の抗原、請求項38記載の抗体から得られたものであるか、あるいはエピ
バチジン、アセチルコリン、コリン、ニコチン、カルバコール、セロトニン、ま
たはGABAから得られたものである、請求項75記載の使用。
77. The agent / activator is a protein according to any one of claims 1-21 or 27-29, an antigen according to claim 37, an antibody according to claim 38, or The protein according to any one of claims 1 to 21 or 27 to 29, the antigen according to claim 37, is obtained from the antibody according to claim 38, or epibatidine, acetylcholine, choline, nicotine, carbachol, 76. Use according to claim 75, which is obtained from serotonin or GABA.
【請求項78】 リガンド依存性イオンチャネルがニコチン性アセチルコリ
ン受容体であり、媒介される障害または関連する障害が、トゥーレット症候群、
アルツハイマー病、ニコチン嗜癖、または精神分裂病である、請求項75〜77のい
ずれか一項記載の使用。
78. The ligand-gated ion channel is a nicotinic acetylcholine receptor and the mediated disorder or related disorders is Tourette's syndrome,
78. Use according to any of claims 75 to 77, which is Alzheimer's disease, nicotine addiction, or schizophrenia.
【請求項79】 軟体動物由来水溶性リガンド結合タンパク質を同定および
単離するためのリガンド依存性受容体のリガンドの使用。
79. Use of a ligand of a ligand-dependent receptor to identify and isolate a mollusc-derived water-soluble ligand binding protein.
【請求項80】 リガンドがα-ブンガロトキシンである。請求項79記載の
使用。
80. The ligand is α-bungarotoxin. Use according to claim 79.
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