JP2005046024A - New protein kinase and gene encoding protein kinase splice mutant - Google Patents

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Eiji Nishiwaki
英二 西脇
Takao Isogai
隆夫 磯貝
Tomoyasu Sugiyama
友康 杉山
Ai Wakamatsu
愛 若松
Ryotaro Irie
亮太郎 入江
Shizuko Ishii
静子 石井
Keiji Ishiguro
啓司 石黒
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NIPPON ORUGANON KK
Research Association for Biotechnology
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NIPPON ORUGANON KK
Research Association for Biotechnology
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new protein belonging to protein kinase, and to provide a gene encoding a splice mutant. <P>SOLUTION: This DNA containing a base sequence encoding the following protein (a) or (b). (a) A protein comprising the same or substantially same amino acid as a specific amino acid sequence. (b) A protein comprising the above-mentioned amino acid sequence whose amino acids are partially deleted, substituted or added and having the substantially same biological activity as the protein kinase. A recombinant encoded in the DNA. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なプロテインキナーゼおよびプロテインキナーゼスプライス変異体をコードする遺伝子に関する。
【0002】
【従来の技術】
細胞が恒常性を維持し、かつ必要に応じて正常に分化・増殖し、更に組織レベルでの機能を発揮していくためには、細胞が持つ様々な生理機能が正しく調和して制御されなければならない。その様な制御機能の多くにおいて、蛋白質リン酸化酵素による蛋白質のリン酸化が中心的な役割を果たしている事がよく知られている。
【0003】
真核細胞のリン酸化反応は、プロテインキナーゼによりATPのγ位の高エネルギーリン酸基が特定の蛋白質の特定の残基に蛋白質リン酸化酵素(以下プロテインキナーゼという)により転移することにより行われているが、現在までに多数のプロテインキナーゼ遺伝子が同定されており、それらは構造的によく保存された非常に大きい蛋白質ファミリーを構成している事が明らかとなっている。
【0004】
【非特許文献1】
ハンクス(Hanks)
FASEB J 1995 May; 9: 576−96
【0005】
【非特許文献2】
マンニング(Manning ) Science 2003 Dec; 298: 1912−34リン酸化反応は、分子の立体構造を変化させ、その性質を瞬時に変化させることから、生体内反応の制御において非常に重要な反応である。蛋白質のリン酸化は、ホルモン、神経伝達物質、増殖や分化の因子などの細胞外からのシグナルや、細胞周期のチェックポイント、環境や栄養ストレスにより起こる。リン酸化されることにより、活性化する蛋白質としては、代謝酵素や、制御蛋白質、受容体、細胞骨格蛋白質、イオンチャンネルまたはイオンポンプ、転写因子があげられる。
このように、プロテインキナーゼは、蛋白質にリン酸基を転移することにより、いろいろな細胞の増殖、分化、シグナル伝達を制御している。
【0006】
【非特許文献3】
フンター (Hunter)T.,Cell 1987 Sep 11;50(6):823−9
このシグナル伝達の異常により、炎症、癌、動脈硬化、乾癬症などの病気が引き起こされることも判っている。
【0007】
【非特許文献4】
フンター(Hunter) T.,Harvey Lect 1998−99;94:81−119。
【0008】
以上のような種々の生理反応が細胞中に多数存在するプロテインキナーゼにより細かく制御されており、従ってプロテインキナーゼに作用する薬剤はレセプターアゴニストやレセプターアンタゴニストなどに代表される既存の薬剤よりも、より緻密に生理機能を抑制し得る可能性を持つものと考えられる。プロテインキナーゼ作用薬は、望ましくない副作用を主作用からより解離させる事が可能な、有益性の高い医薬品となり得る事が期待される。
【0009】
現在までに既に多数のプロテインキナーゼが単離され、研究されているもののいまだ同定されていないものも多数存在するものと予想される。また、遺伝子が単離されているものについても、それぞれのプロテインキナーゼが関わる細胞内生理機能についての知識はいまだ非常に乏しく、そのほとんどのは解明されていない状態であると言える。新たプロテインキナーゼを同定し、その生理機能を解明する事により、新たな医薬品の開発や治療法の開発に重要な進展がもたらされる事が期待される。
【0010】
また、プロテインキナーゼの中には、その転写後の成熟過程でエクソンの領域および組合せ、あるいはそのどちらかを変化させることにより、一定領域で異なるアミノ酸配列を持つペプチドを作製するものが多数ある(以下スプライス変異体と称する)。プロテインキナーゼにはスプライス変異体毎に基質特異性などを変化させ、細胞内でのシグナル伝達経路において異なる役割を果たすと考えられているものが多数知られている[例えば、MKK3(Enslen et.al. The EMBO Journal 2000 Mar; 19(6): 1301−11)、IRAK(J. Biol. Chem 2001; 276 (31): 29037−44)、p38α(Biochem.Biophys. Res. Comm. 2002; 291: 838−43)、DCLK(J. Biol. Chem. 2002; 277(20): 17696−705)、 PDK−1β(Biochem. Biophys. Res. Comm.)、 CK1α(J. Cell Biochem. 2002; 86(4):805ー14)、JNK( Biochem.J. 2003; 370:159−66)、STE20(Mol.Cell.Biol. 2003 Mar; 23(6): 2068−82)]。これら多数の例に示される様に、細胞の機能や恒常性の維持においてプロテインキナーゼは遺伝子毎のみならず、それらの変異体毎に極めて精密に制御されており、新しい変異体の発見や生理機能の解析は病態の理解、新たな医薬品の開発や治療法の開発に重要な進展をもたらす事が期待される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、上述した如く多大な有用性を有するプロテインキナーゼに属する新たな蛋白質の探索を種々行った。その結果、ヒト小脳および
ヒト精巣由来のcDNAライブラリーから新規なプロテインキナーゼ遺伝子、および新規プロテインキナーゼスプライス変異体を同定することに成功し、
本発明を完成した。
【0012】
本発明は、新規なプロテインキナーゼ蛋白質、新規なプロテインキナーゼスプライス変異体ならびに該蛋白質をコードする遺伝子、
加えてそれらの製造方法および用途の提供を課題とする。
【0013】
【発明の開示】
本発明は、ヘリックス研究所によって単離され、
構造が決定されたクローン(以下ヘリックスクローンという;特願平11ー248036、特願2000ー118776、
特願2000ー183767)からプロテインキナーゼ様構造を持つクローンを選択する事によって達せられる。このヘリックスクローンは、
[1]オリゴキャップ法による全長率の高いcDNAライブラリーの作製および
[2]5’末端側の配列からの全長性の評価システム(ESTに対して非全長でないものを除いた後、クラスター化して代表配列を選択)
との組み合わせによって取得された、全長である確率の高いクローンである。
また、cDNAは哺乳動物細胞用発現ベクターに組み込まれているため、直ちに細胞における発現実験を行う事が可能であるなどの 利点を有する。
【0014】
従って、本発明者等は、ほん既知のプロテインキナーゼ触媒ドメインの隠れマルコフモデル検索をヘリックスクローンの全てに対して行い、
更に配列の新規性に関する検討から、2個のクローン「C−BRACE2047573」、 「C−TESTI2053667」を選択した。これらには、ヒト新規蛋白質および既知プロテインキナーゼの 新規スプライス変異体をコードするcDNAが含まれている。
既知のプロテインキナーゼは、その多数が細胞内の様々なシグナル伝達経路に関わっている事が知られており、今回見出したプロテインキナーゼ様構造を持つ クローンも同様に、何らかのシグナル伝達経路に関わっている可能性が考えられる。
これらは、更にレポーター遺伝子を用いたアッセイ系、あるいはRNAiなどを用いた実験において 評価していく事により、その生理機能を類推し、創薬標的分子としてのポテンシャルを探る事が可能であると考えられる。
【0015】
上記の如く、本発明者等は、新規なプロテインキナーゼ蛋白質、新規スプライス変異体ならびに該蛋白質をコードする遺伝子、
加えてそれらの製造および用途に関し、より具体的には
(A)下記(a)から(d)の何れかに記載のDNA。
(a)配列表2で示されるアミノ酸配列において、第1番から第189番の新規な領域を含む蛋白質をコードするDNAまたは配列表4の新規な蛋白質をコードするDNA。
【0016】
(b)配列表1で示される第1番から第668番の新規なエクソン領域を含むDNAまたは配列表3で示される、コード領域を含む新規なDNA。
(c)配列表2または配列表4における新規な領域のアミノ酸配列中1もしくは複数のアミノ酸が、置換、欠失、挿入および/または付加したアミノ酸配列を有し、配列表2または配列表4と機能的に同等な蛋白質をコードするDNA。
【0017】
(d)配列表1または配列表3における新規な領域を有するDNAとストリンジェントな条件下
でハイブリダイズし、配列表2または配列表4に記載のアミノ酸配列からなる蛋白質と機能的に同等な蛋白質をコードするDNA。
【0018】
(B)Aに記載の、配列表2または配列表4に記載のアミノ酸配列からなる蛋白質と部分ペプチドをコードするDNA。
(C)AまたはBに記載のDNAによりコードされる蛋白質またはペプチド。
(D)AまたはBに記載のDNAが挿入されたベクター
(E)AまたはBに記載のDNA、またはDに記載のベクターを保有する宿主細胞。
(F)Eに記載の宿主細胞を培養し、該宿主細胞またはその培養上清から発現させた蛋白質を回収する工程を含む、
Cに記載の蛋白質またはそのペプチドの製造方法。
(G)Cに記載の蛋白質に結合する抗体。
(H)Aに記載の、配列表1または配列表3に記載の新規な領域からなるDNAまたはその相補鎖に相補的な少なくとも 15ヌクレオチドを含むポリヌクレオチド。
(I)Cに記載の蛋白質に結合する化合物のスクリーニング方法であって、
(a)該蛋白質またはその部分ペプチドに被検試料を接触させる工程、 (b)該蛋白質またはその部分ペプチドと披検試料との結合活性を検出する工程、
(c)該蛋白質またはその部分ペプチドに結合する活性を有する化合物を選択する工程、
を含む方法。
を提供するものである。
【0019】
本発明は、新規なプロテインキナーゼスプライス変異体をコードするヒト由来遺伝子「C−BRACE2047573」および新規プロテインキナーゼをコードするヒト由来遺伝子「C−TESTI2053667」を提供する。ヒト由来遺伝子「C−BRACE2047573」cDNAの塩基配列を配列表1に、該cDNAによりコードされる蛋白質のアミノ酸配列を配列表2に示す。ヒト由来遺伝子「C−TESTI2053667」cDNAの塩基配列を配列表3に、該cDNAによりコードされる蛋白質のアミノ酸配列を配列表4に示す。配列表1に示す「C−BRACE2047573」は457アミノ酸よりなる蛋白質をコードするORFを有し、また配列表3に示す「C−TESTI2053667」は483アミノ酸からなる蛋白質をコードするORFを有する。
【0020】
本発明はまた本発明蛋白質(配列表2または配列表4)と機能的に同等な蛋白質を包含する。このような蛋白質には、例えば本発明蛋白質の置換変異体ホモローグなどが含まれる。本願明細書では、置換変異体とは1以上50アミノ酸以内、特に10アミノ酸以下の変異、挿入および欠失を含む変異体を含む。ここで「機能的に同等」とは、対象となる蛋白質が本発明蛋白質と同様に、蛋白質をリン酸化する機能を有する事を指す。目的の蛋白質が、蛋白質をリン酸化するか否かは以下の手法により判定する事が出来る。
【0021】
プロテインキナーゼ蛋白質と基質蛋白質を適当な反応液中で混合し、ATP存在下で反応を行った後、基質蛋白質のリン酸化状態を測定することにより、リン酸化活性を判定することができる。プロテインキナーゼ蛋白質は適当な細胞株や、組織の抽出物から一般的な生化学的な方法により精製したものを使用することができる。また、哺乳動物細胞(COS7、CV−1、HEK293、HeLa、 Jurkat、NIH3T3など)や、昆虫細胞(Sf9など)、エシェリヒア属菌(E.coli)、酵母などにプロテインキナーゼ蛋白質を発現する遺伝子を導入し、大量発現させたプロテインキナーゼ蛋白質を用いることもできる。[γ−32P]ATPなどの、放射性同位元素で標識されたATPを用いることにより、基質蛋白のリン酸化状態を、液体シンチレーションカウンターや、オートラジオグラフィーなどにより測定することができる。
【0022】
また、リン酸化蛋白特異的抗体などを用い、ELISA(enzyme−linked immunosorbent assay)や、ウエスタンブロット法などにより基質蛋白のリン酸化状態を測定することができる。基質蛋白としては、特定のプロテインキナーゼに特異的な蛋白質を用いることもできるし、一般にプロテインキナーゼの基質として利用されるカゼインや、ヒストン、ミエリン塩基性蛋白(MBP)といった蛋白質を用いることもできる。あるいは、リン酸化される配列を持つ合成ペプチドなども用いることができる。
【0023】
更に、プロテインキナーゼ蛋白質自身のリン酸化(自己リン酸化)を測定することによってもリン酸化活性を判定することもできる。より具体的には、Protein Phosphorylation: A Practical Approach.First Edition(Hardie DG.等 著、Oxford University Press.、1993)などの成書に記載の一般的な方法に従って行うことができる。
【0024】
ある蛋白質と機能的に同等な蛋白質を調製するための方法として、蛋白質に変異を導入する方法が知られている。例えば、部位特異的変異誘発法(Hashimoto−Gotoh,T.et al.(1995)Gene 152,271−275、Zoller,MJ,and Smith,M.(1983)Methods Enzymol.100,468−500、Kramer,W.et al.(1984)Nucleic Acids Res.12,9441−9456、Kramer W,and Fritz HJ(1987)Methods.Enzymol.154,350−367、Kunkel,TA(1985)Proc Natl Acad Sci USA.82,488−492、Kunkel(1988)Methods Enzymol.85,2763−2766)などを用いて、本発明蛋白質(配列表2または配列表4)のアミノ酸に適宜変異を導入することにより、該蛋白質と機能的に同等な蛋白質を調製することができる。また、アミノ酸の変異は自然界においても生じうる。このように、本発明蛋白質(配列表2または配列表4)のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が変異したアミノ酸配列を有し、該蛋白質と機能的に同等な蛋白質もまた本発明の蛋白質に含まれる。このような変異体における、変異するアミノ酸数は、通常、50アミノ酸以内であり、好ましくは30アミノ酸以内であり、更に好ましくは10アミノ酸以内(例えば、5アミノ酸以内)であると考えられる。
【0025】
変異するアミノ酸残基においては、アミノ酸側鎖の性質が保存されている別のアミノ酸に変異されることが望ましい。
例えばアミノ酸側鎖の性質としては、疎水性アミノ酸(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、 親水性アミノ酸(R、D、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、 脂肪族側鎖を有するアミノ酸(A、V、L、I、P)、 水酸基含有側鎖を有するアミノ酸(S、T、Y)、 硫黄原子含有側鎖を有するアミノ酸(C、M)、 カルボン酸およびアミド含有側鎖を有するアミノ酸(D、N、E、Q)、 塩基含有側鎖を有するアミノ離(R、K、H)、 芳香族含有側鎖を有するアミノ酸(H、F、Y、W) を挙げることができる(括弧内はいずれもアミノ酸の一文字表記を表す)。
【0026】
あるアミノ酸配列に対する1又は複数個のアミノ酸残基の欠失、付加および/または他のアミノ酸による置換により修飾されたアミノ酸配列を有する蛋白質がその生物学的活性を維持することはすでに知られている(Mark,D.F.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1984)81,5662−5666、Zoller,M.J.& Smith,M.Nucleic Acids Research(1982)10,6487−6500、Wang,A.etal.,Science 224,1431−1433、Dalbadie−McFarland,G.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1982)79,6409−6413)。
【0027】
本発明蛋白質のアミノ酸配列に複数個のアミノ酸残基が付加された蛋白質には、本発明蛋白質を含む融合蛋白質が含まれる。融合蛋白質は、本発明蛋白質と他のペプチドまたは蛋白質とが融合したものであり、本発明に含まれる。融合蛋白質を作製する方法は、公知の方法により本発明蛋白質(配列表2または配列表4)をコードするDNAと他のペプチドまたは蛋白質をコードするDNAを適宜フレームが一致するように連結してこれを発現ベクターに導入し、宿主で発現させればよく、本発明の蛋白質との融合に付される他のペプチドまたは蛋白質としては、特に限定されない。
【0028】
本発明の蛋白質との融合に付される他のペプチドとしては、例えば、FLAG(Hopp,T.P.et al.,BioTechnology(1988)6,1204−1210)、(6個のHis(ヒスチジン)残基からなる)6×His、10×His、インフルエンザ凝集素(HA)、ヒトc−mycの断片、VSV−GPの断片、p18HIVの断片、T7−tag、HSV−tag、E−tag、SV40T抗原の断片、lck tag、α−tubulinの断片、B−tag、Protein
Cの断片などの公知のペプチドを使用することができる。 また、本発明の蛋白質との融合に付される他の蛋白質としては、例えば、GST(グルタチオン−S−トランスフェラーゼ)、HA(インフルエンザ凝集素)、イムノグロブリン定常領域、β−ガラクトシダーゼ、MBP(マルトース結合蛋白質)などが挙げられる。市販されているこれらペプチドまたは蛋白質をコードするDNAを本発明の蛋白質をコードするDNAと融合させ、これにより調製された融合DNAを発現させることにより、融合蛋白質を調製することができる。
【0029】
また、ある蛋白質と機能的に同等な蛋白質を調製する他の方法としては、ハイブリダイゼーション技術(Sambrook,J et al.,Molecular Cloning 2nd ed.,9.47−9.58,Cold Spring Harbor Lab.press,1989)を利用する方法が挙げられる。即ち、本発明蛋白質をコードするDNA配列(配列表1または配列表3)もしくはその一部を基に、これと相同性の高いDNAを単離して、該DNAから本発明蛋白質と機能的に同等な蛋白質を単離することも通常行いうることである。本発明には、本発明蛋白質をコードするDNAとハイブリダイズするDNAがコードし、本発明蛋白質と機能的に同等な蛋白質が含まれる。このような蛋白質としては、例えば、ヒトおよび他の哺乳動物のホモログ(例えば、マウス、ラット、ウサギ、ウシなどがコードする蛋白質)が挙げられる。
【0030】
本発明蛋白質と機能的に同等な蛋白質をコードするDNAを単離するためのハイブリダイゼーションの条件として、例えば、低ストリンジェントな条件が挙げられる。低ストリンジェントな条件とは、ハイブリダイゼーション後の洗浄において、例えば42℃、2×SSC、0.1%SDSの条件であり、好ましくは50℃、2×SSC、0.1%SDSの条件である。より好ましいハイブリダイゼーションの条件としては、高ストリンジェントな条件が挙げられる。高ストリンジェントな条件とは、例えば65℃、0.1×SSCおよび0.1%SDSの条件である。これらの条件において、温度を上げる程に高い相同性を有するDNAが効率的に得られることが期待できる。但し、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに影響する要素としては温度や塩濃度など複数の要素が考えられ、これら要素を適宜選択することで同様のストリンジェンシーを実現することが可能である。ハイブリダイゼーションの条件に関するさらなる指針は、例えばサムブロック(Sambrook)ら(1989,Molecular Cloning,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Press,N.Y.)、およびアウスベル(Ausubel)ら(1995,Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley & Sons,N.Y.)により容易に入手可能である。
【0031】
また、ハイブリダイゼーションにかえて、本発明蛋白質をコードするDNA(配列表1または配列表3)の配列情報を基に合成したプライマーを用いる遺伝子増幅法、例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法を利用して単離することも可能である。
【0032】
これらハイブリダイゼーション技術や遺伝子増幅技術により単離されるDNAがコードする、本発明蛋白質と機能的に同等な蛋白質は、通常、本発明蛋白質(配列表2または配列表4)とアミノ酸配列において高い相同性を有する。本発明の蛋白質には、本発明蛋白質と機能的に同等であり、かつ配列表2または配列表4に示されるアミノ酸配列と高い相同性を有する蛋白質も含まれる。高い相同性とは、アミノ酸レベルにおいて、通常、少なくとも65%以上の同一性、好ましくは75%以上の同一性、更に好ましくは85%以上の同一性、最も好ましくは95%以上の同一性を指す。蛋白質の相同性を決定するには、文献(Wilbur,W.J.and Lipman,D.J.Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1983)80,726−730)に記載のアルゴリズムにしたがえばよい。
【0033】
本発明の蛋白質は、後述するそれを産生する細胞や宿主あるいは精製方法により、アミノ酸配列、分子量、等電点または糖鎖の有無や形態などが異なり得る。しかしながら、得られた蛋白質が、本発明の蛋白質と同等の機能を有している限り、本発明に含まれる。例えば、本発明の蛋白質を原核細胞、例えばエシェリヒア属菌で発現させた場合、本来の蛋白質のアミノ酸配列のN末端にメチオニン残基が付加される。本発明の蛋白質にはこのような蛋白質も包含される。
【0034】
本発明の蛋白質は、公知の方法により、組み換え蛋白質として、また天然の蛋白質として調製することが可能である。組み換え蛋白質であれば、本発明の蛋白質をコードするDNA(例えば配列表1または配列表3に記載の塩基配列を有するDNA)を、適当な発現ベクターに組み込み、これを適当な宿主細胞に導入して得た形質転換体を回収し、抽出物を得た後、イオン交換、逆相、ゲル濾過などのクロマトグラフィー、あるいは本発明の蛋白質に対する抗体をカラムに固定したアフィニティークロマトグラフィーにかけることにより、または更にこれらのカラムを複数組み合わせることにより精製し、調製することが可能である。
【0035】
また、本発明の蛋白質をグルタチオンS−トランスフェラーゼ蛋白質との融合蛋白質として、あるいはヒスチジンを複数付加させた組み換え蛋白質として宿主細胞(例えば、動物細胞やエシェリヒア属菌など)内で発現させた場合には、発現させた組み換え蛋白質はグルタチオンカラムあるいはニッケルカラムを用いて精製することができる。融合蛋白質の精製後、必要に応じて融合蛋白質のうち、目的の蛋白質以外の領域を、トロンビンまたはファクターXaなどにより切断し、除去することも可能である。
【0036】
天然の蛋白質であれば、例えば、本発明の蛋白質を発現している組織や細胞の抽出物に対し、後述する本発明の蛋白質に結合する抗体が結合したアフィニティーカラムを作用させて精製することにより単離することができる。抗体はポリクローナル抗体であってもモノクローナル抗体であってもよい。
【0037】
本発明は、また、本発明の蛋白質の部分ペプチドを包含する。本発明の部分ペプチドは、少なくとも7アミノ酸以上、好ましくは8アミノ酸以上、更に好ましくは9アミノ酸以上のアミノ酸配列からなる。該部分ペプチドは、例えば、本発明の蛋白質に対する抗体の作製、本発明の蛋白質に結合する化合物のスクリーニングや、本発明の蛋白質の促進剤や阻害剤のスクリーニングに利用し得る。また、本発明の蛋白質のアンタゴニストや競合阻害剤になり得る。本発明の部分ペプチドは、遺伝子工学的手法、公知のペプチド合成法、あるいは本発明の蛋白質を適切なペプチダーゼで切断することによって製造することができる。ペプチドの合成は、例えば、固相合成法、液相合成法のいずれによってもよい。
【0038】
本発明の蛋白質をコードするDNAは、上述したような本発明の蛋白質のinvivoやin vitroにおける生産に利用される他、例えば、本発明の蛋白質をコードする遺伝子の異常に起因する疾患や本発明の蛋白質により治療可能な疾患の遺伝子治療などへの応用も考えられる。本発明のDNAは、本発明の蛋白質をコードしうるものであればいかなる形態でもよい。即ち、mRNAから合成されたcDNAであるか、ゲノムDNAであるか、化学合成DNAであるかなどを問わない。また、本発明の蛋白質をコードしうる限り、遺伝暗号の縮重に基づく任意の塩基配列を有するDNAが含まれる。
【0039】
本発明のDNAは、公知の方法により調製することができる。例えば、本発明の蛋白質を発現している細胞よりcDNAライブラリーを作製し、本発明のDNAの配列(例えば、配列表1または配列表3)の一部をプローブにしてハイブリダイゼーションを行うことにより調製できる。cDNAライブラリーは、例えば、文献(Sambrook,J.et al.,Molecular Cloning、Cold Spring Harbor Laboratory Press(1989))に記載の方法により調製してもよいし、市販のDNAライブラリーを用いてもよい。また、本発明の蛋白質を発現している細胞よりRNAを調製し、逆転写酵素によりcDNAを合成した後、本発明のDNAの配列(例えば、配列表1または配列表3)に基づいてオリゴDNAを合成し、これをプライマーとして用いてPCR反応を行い、本発明の蛋白質をコードするcDNAを増幅させることにより調製することも可能である。
【0040】
また、得られたcDNAの塩基配列を決定することにより、それがコードする翻訳領域を決定でき、本発明の蛋白質のアミノ酸配列を得ることができる。また、得られたcDNAをプローブとしてゲノムDNAライブラリーをスクリーニングすることにより、ゲノムDNAを単離することができる。
【0041】
具体的には、次のようにすればよい。まず、本発明の蛋白質を発現する細胞、組織、臓器から、mRNAを単離する。mRNAの単離は、公知の方法、例えば、グアニジン超遠心法(Chirgwin,J.M.et al.,Biochemistry(1979)18,5294−5299)、AGPC法(Chomczynski,P.and Sacchi,N.,Anal.Biochem.(1987)162,156−159)などにより全RNAを調製し、mRNA Purification Kit(Pharmacia)などを使用して全RNAからmRNAを精製する。また、QuickPrep mRNA Purification Kit(Pharmacia)を用いることによりmRNAを直接調製することもできる。
【0042】
得られたmRNAから逆転写酵素を用いてcDNAを合成する。cDNAの合成は、AMV Reverse Transcriptase First−strand cDNA Synthesis Kit(生化学工業)などを用いて行うこともできる。また、本明細書に記載されたプライマーなどを用いて、5’−Ampli FINDER RACE Kit(Clontech製)およびPCRを用いた5’−RACE法(Frohman,M.A.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.(1988)85,8998−9002;Belyavsky,A.et al.,Nucleic Acids Res.(1989)17,2919−2932)に従い、cDNAの合成および増幅を行うことができる。
【0043】
得られたPCR産物から目的とするDNA断片を調製し、ベクターDNAと連結する。更に、これより組換えベクターを作製し、エシェリヒア属菌などに導入してコロニーを選択して所望の組換えベクターを調製する。目的とするDNAの塩基配列は、公知の方法、例えば、ジデオキシヌクレオチドチェインターミネーション法により確認することができる。
【0044】
また、本発明のDNAにおいては、発現に使用する宿主のコドン使用頻度を考慮して、より発現効率の高い塩基配列を設計することができる(Grantham,R.et al.,Nucelic Acids Research(1981)9,r43−74)。また、本発明のDNAは、市販のキットや公知の方法によって改変することができる。改変としては、例えば、制限酵素による消化、合成オリゴヌクレオチドや適当なDNAフラグメントの挿入、リンカーの付加、開始コドン(ATG)および/または終止コドン(TAA、TGA、又はTAG)の挿入などが挙げられる。
【0045】
本発明のDNAは、具体的には、配列表1の塩基配列において102位の塩基Aから1472位の塩基GからなるDNAを包含する。また、配列表3の塩基配列において36位の塩基Aから1451位の GからなるDNAを包含する。
【0046】
本発明のDNAはまた、配列表1の新規性のある領域または配列表3に示す塩基配列からなるDNAとハイブリダイズするDNAであり、且つ上記本発明の蛋白質と機能的に同等な蛋白質をコードするDNAを含む。ハイブリダイゼーションにおける条件は適宜選択することができるが、具体的には上記した条件を用いることができる。これらの条件において、温度を上げる程に高い相同性を有するDNAを得ることができる。上記のハイブリダイズするDNAは、好ましくは天然由来のDNA、例えばcDNAまたは染色体DNAである。
【0047】
本発明は、また、本発明のDNAが挿入されたベクターを提供する。
本発明のベクターとしては、宿主細胞内において本発明のDNAを保持したり、本発明の蛋白質を発現させるために有用である。
【0048】
ベクターとしては、例えば、エシェリヒア属菌を宿主とする場合には、ベクターをエシェリヒア属菌(例えば、JM109、DH5α、HB101、XL1Blue)などで大量に増幅させ大量調製するために、エシェリヒア属菌で増幅されるための「ori」をもち、更に形質転換されたエシェリヒア属菌の選抜遺伝子(例えば、なんらかの薬剤(アンピシリンやテトラサイクリン、カナマイシン、クロラムフェニコール)により判別できるような薬剤耐性遺伝子)を有すれば特に制限はない。ベクターの例としては、M13系ベクター、pUC系ベクター、pBR322、pBluescript、pCR−Scriptなどが挙げられる。また、cDNAのサブクローニング、切り出しを目的とした場合、上記ベクターの他に、例えば、pGEM−T、pDIRECT、pT7などが挙げられる。
【0049】
本発明の蛋白質を生産する目的においてベクターを使用する場合には、特に、発現ベクターが有用である。発現ベクターとしては、例えば、エシェリヒア属菌での発現を目的とした場合は、ベクターがエシェリヒア属菌で増幅されるような上記特徴を持つほかに、宿主をJM109、DH5α、HB101、XL1−Blueなどのエシェリヒア属菌とした場合においては、エシェリヒア属菌で効率よく発現できるようなプロモーター、例えば、lacZプロモーター(Ward等、Nature(1989)341,544−546;FASEB J.(1992)6,2422−2427)、araBプロモーター(Better等、Science(1988)240,1041−1043)、またはT7プロモーターなどを持っていることが不可欠である。このようなベクターとしては、上記ベクターの他にpGEX−5X−1(ファルマシア社製)、「QIAexpress system」(キアゲン社製)、pEGFP、またはpET(この場合、宿主はT7 RNAポリメラーゼを発現しているBL21が好ましい)などが挙げられる。
【0050】
また、ベクターには、ポリペプチド分泌のためのシグナル配列が含まれていてもよい。蛋白質分泌のためのシグナル配列としては、エシェリヒア属菌のペリプラズムに産生させる場合、pelBシグナル配列(Lei,S.P.et al J.Bacteriol.(1987)169,4379)を使用すればよい。宿主細胞へのベクターの導入は、例えば塩化カルシウム法、エレクトロポレーション法を用いて行うことができる。
【0051】
エシェリヒア属菌以外にも、例えば、本発明の蛋白質を製造するためのベクターとしては、哺乳動物由来の発現ベクター(例えば、pcDNA3(インビトロゲン社製)や、pEGF−BOS(Nucleic Acids.Res.1990,18(17),p5322)、pEF、pCDM8)、昆虫細胞由来の発現ベクター(例えば「Bac−to−BAC baculovairus expression system」(インビトロゲン社製)、pBacPAK8)、植物由来の発現ベクター(例えばpMH1、pMH2)、動物ウィルス由来の発現ベクター(例えば、pHSV、pMV、pAdexLcw)、レトロウィルス由来の発現ベクター(例えば、pZIPneo)、酵母由来の発現ベクター(例えば、「Pichia Expression Kit」(インビトロゲン社製)、pNV11、SP−Q01)、枯草菌由来の発現ベクター(例えば、pPL608、pKTH50)が挙げられる。
【0052】
CHO細胞、COS細胞、NIH3T3細胞などの動物細胞での発現を目的とした場合には、細胞内で発現させるために必要なプロモーター、例えばSV40プロモーター(Mulligan等、Nature(1979)277,108)、MMLV−LTRプロモーター、EF1αプロモーター(Mizushima等、Nucleic Acids Res.(1990)18,5322)、CMVプロモーターなどを持っていることが不可欠であり、細胞への形質転換を選抜するための遺伝子(例えば、薬剤(ネオマイシン、G418など)により判別できるような薬剤耐性遺伝子)を有すれば更に好ましい。このような特性を有するベクターとしては、例えば、pMAM、pDR2、pBK−RSV、pBK−CMV、pOPRSV、pOP13などが挙げられる。
【0053】
更に、遺伝子を安定的に発現させ、かつ、細胞内での遺伝子のコピー数の増幅を目的とする場合には、核酸合成経路を欠損したCHO細胞にそれを相補するDHFR遺伝子を有するベクター(例えば、pCHOIなど)を導入し、メトトレキセート(MTX)により増幅させる方法が挙げられ、また、遺伝子の一過性の発現を目的とする場合には、SV40 T抗原を発現する遺伝子を染色体上に持つCOS細胞を用いてSV40の複製起点を持つベクター(pcDなど)で形質転換する方法が挙げられる。複製開始点としては、また、ポリオーマウィルス、アデノウィルス、ウシパピローマウィルス(BPV)などの由来のものを用いることもできる。更に、宿主細胞系で遺伝子コピー数増幅のため、発現ベクターは選択マーカーとして、アミノグリコシドトランスフェラーゼ(APH)遺伝子、チミジンプロテインキナーゼ(TK)遺伝子、エシェリヒア属菌キサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Ecogpt)遺伝子、ジヒドロ葉酸還元酵素(dhfr)遺伝子などを含むことができる。
【0054】
一方、動物の生体内で本発明のDNAを発現させる方法としては、本発明のDNAを適当なベクターに組み込み、例えば、レトロウイルス法、リポソーム法、カチオニックリポソーム法、アデノウイルス法などにより生体内に導入する方法などが挙げられる。これにより、本発明の遺伝子の変異に起因する疾患に対する遺伝子治療を行うことが可能である。用いられるベクターとしては、例えば、アデノウイルスベクター(例えば、pAdexlcw)やレトロウイルスベクター(例えば、pZIPneo)などが挙げられるが、これらに制限されない。ベクターへの本発明のDNAの挿入などの一般的な遺伝子操作は、常法に従って行うことが可能である(Molecular Cloning,5.61−5.63)。生体内への投与は、ex vivo法であっても、in vivo法であってもよい。
【0055】
また、本発明は、本発明のベクターが導入された宿主細胞を提供する。本発明のベクターが導入される宿主細胞としては特に制限はなく、例えば、エシェリヒア属菌や種々の動物細胞などを用いることが可能である。本発明の宿主細胞は、例えば、本発明の蛋白質の製造や発現のための産生系として使用することができる。蛋白質製造のための産生系は、in vitroおよびin vivoの産生系がある。in vitroの産生系としては、真核細胞を使用する産生系や原核細胞を使用する産生系が挙げられる。
【0056】
真核細胞を使用する場合、例えば、動物細胞、植物細胞、真菌細胞を宿主に用いることができる。動物細胞としては、哺乳類細胞、例えば、CHO(J.Exp.Med.(1995)108,945)、COS、3T3、ミエローマ、BHK(baby hamster kidney)、HeLa、Vero、両生類細胞、例えば、アフリカツメガエル卵母細胞(Valle,et al.,Nature(1981)291,358−340)、あるいは昆虫細胞、例えば、Sf9、Sf21、Tn5が知られている。CHO細胞としては、特に、DHFR遺伝子を欠損したCHO細胞であるdhfr−CHO(Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1980)77,4216−4220)やCHO K−1(Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1968)60,1275)を好適に使用することができる。動物細胞において、大量発現を目的とする場合には特にCHO細胞が好ましい。宿主細胞へのベクターの導入は、例えば、リン酸カルシウム法、DEAEデキストラン法、カチオニックリボソームDOTAP(ベーリンガーマンハイム社製)を用いた方法、エレクトロポーレーション法、リポフェクションなどの方法で行うことが可能である。
【0057】
植物細胞としては、例えば、ニコチアナ・タバカム(Nicotiana tabacum)由来の細胞が蛋白質生産系として知られており、これをカルス培養すればよい。真菌細胞としては、酵母、例えば、サッカロミセス(Saccharomyces)属、例えば、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、糸状菌、例えば、アスペルギルス(Aspergillus)属、例えば、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)が知られている。
【0058】
原核細胞を使用する場合、細菌細胞を用いる産生系がある。細菌細胞としては、エシェリヒア属菌(E.coli)、例えば、JM109、DH5α、HB101などが挙げられ、その他、枯草菌が知られている。
【0059】
これらの細胞を目的とするDNAにより形質転換し、形質転換された細胞をin vitroで培養することにより蛋白質が得られる。培養は、公知の方法に従い行うことができる。例えば、動物細胞の培養液として、例えば、DMEM、MEM、RPMI1640、IMDMを使用することができる。その際、牛胎児血清(FCS)などの血清補液を併用することもできるし、無血清培養してもよい。培養時のpHは、約6〜8であることが好ましい。培養は、通常、約30〜40℃で約15〜200時間行い、必要に応じて培地の交換、通気、攪拌を加える。
【0060】
一方、in vivoで蛋白質を産生させる系としては、例えば、動物を使用する産生系や植物を使用する産生系が挙げられる。これらの動物または植物に、目的とするDNAを導入し、動物または植物の体内で蛋白質を産生させ、回収する。本発明における「宿主」とは、これらの動物、植物を包含する。
【0061】
動物を使用する場合、哺乳類動物を用いる産生系がある。哺乳類動物としては、ヤギ、ブタ、ヒツジ、マウス、ウシを用いることができる(Vicki Glaser,SPECTRUM Biotechnology Applications,1993)。また、哺乳類動物を用いる場合、トランスジェニック動物を用いることができる。
【0062】
例えば、目的とするDNAを、ヤギβカゼインのような乳汁中に固有に産生される蛋白質をコードする遺伝子との融合遺伝子として調製する。次いで、この融合遺伝子を含むDNA断片をヤギの胚へ注入し、この胚を雌のヤギへ移植する。胚を受容したヤギから生まれるトランスジェニックヤギまたはその子孫が産生する乳汁から、目的の蛋白質を得ることができる。トランスジェニックヤギから産生される蛋白質を含む乳汁量を増加させるために、適宜ホルモンをトランスジェニックヤギに使用してもよい(Ebert,K.M.et al.,Bio/Technology(1994)12,699−702)。
【0063】
また、上記において昆虫を使用することもできる。例えば、カイコを用いる場合、目的の蛋白質をコードするDNAを挿入したバキュロウィルスをカイコに感染させることにより、
このカイコの体液から目的の蛋白質を得ることができる(Susumu,M.et al.,Nature(1985) 315,592−594)。
【0064】
更に、植物を使用する場合、例えば、タバコを用いることができる。
タバコを用いる場合、目的とする蛋白質をコードするDNAを植物発現用ベクター、例えば、pMON 530に挿入し、
このベクターをアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)のような バクテリアに導入する。
このバクテリアをタバコ、例えば、ニコチアナ・タバカム(Nicotianatabacum)に感染させ、
本タバコの葉より所望のポリペプチドを得ることができる(Julian K.−C.Ma et al., Eur.J.Immunol.(1994)24,131−138)。
【0065】
これにより得られた本発明の蛋白質は、宿主細胞内または細胞外(培地など)から単離し、実質的に純粋で均一な蛋白質として 精製することができる。 蛋白質の分離、精製は、通常の蛋白質の精製で使用されている分離、精製方法を使用すればよく、何ら限定されるものではない。
例えば、クロマトグラフィーカラム、フィルター、限外濾過、塩析、溶媒沈殿、溶媒抽出、免疫沈降、
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳動法、透析、再結晶などを適宜選択、組み合わせれば蛋白質を分離、 精製することができる。
【0066】
クロマトグラフィーとしては、例えばアフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、
疎水性クロマトグラフィー、ゲル濾過、逆相クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィーなどが挙げられる。
これらのクロマトグラフィーは、液相クロマトグラフィー、例えば、HPLC、FPLCなどの液相クロマトグラフィーを用いて 行うことができる。
本発明は、これらの精製方法を用い、高度に精製された蛋白質も包含する。
【0067】
なお、蛋白質を精製前または精製後に適当な蛋白質修飾酵素を作用させることにより、任意に修飾を加えたり部分的に ペプチドを除去することもできる。 蛋白質修飾酵素としては、例えば、トリプシン、キモトリプシン、リシルエンドペプチダーゼ、プロテインプロテインキナーゼ、 グルコシダーゼなどが用いられる。
【0068】
本発明は、また、本発明の蛋白質と結合する抗体を提供する。
本発明の抗体の形態には、特に制限はなく、ポリクローナル抗体の他、モノクローナル抗体も含まれる。
また、ウサギなどの免疫動物に本発明の蛋白質を免疫して得た抗血清、すべてのクラスのポリクローナル抗体および モノクローナル抗体、更にヒト抗体や遺伝子組み換えによるヒト型化抗体も含まれる。
【0069】
抗体取得の感作抗原として使用される本発明の蛋白質は、その由来となる動物種に制限されないが哺乳動物、
例えばヒト、マウス又はラット由来の蛋白質が好ましく、特にヒト由来の蛋白質が好ましい。
ヒト由来の蛋白質は、本明細書に開示される遺伝子配列又はアミノ酸配列を用いて得ることができる。
【0070】
本発明において、感作抗原として使用される蛋白質は、完全な蛋白質であってもよいし、また、
蛋白質の部分ペプチドであってもよい。 蛋白質の部分ペプチドとしては、例えば、蛋白質のアミノ基(N)末端断片やカルボキシ(C)末端断片が挙げられる。
本願明細書で述べる「抗体」とは蛋白質の全長又は断片に反応する抗体を意味する。
【0071】
本発明の蛋白質またはその断片をコードする遺伝子を公知の発現ベクター系に挿入し、該ベクターによって 本願明細書で述べた宿主細胞を形質転換させ、該宿主細胞内外から目的の蛋白質またはその断片を公知の方法で得て、 これらを感作抗原として用いればよい。 また、蛋白質を発現する細胞又はその溶解物あるいは化学的に合成した本発明の蛋白質を感作抗原として使用してもよい。
短いペプチドは、キーホールリンペットヘモシアニン、ウシ血清アルブミン、卵白アルブミンなどのキャリア蛋白質と 適宜結合させて抗原とすることが好ましい。
【0072】
感作抗原で免疫される哺乳動物としては、特に限定されるものではないが、細胞融合に使用する親細胞との適合性を考慮して 選択するのが好ましく、一般的には、げっ歯目、ウサギ目、霊長目の動物が使用される。
【0073】
げっ歯目の動物としては、例えば、マウス、ラット、ハムスターなどが使用される。
ウサギ目の動物としては、例えば、ウサギが使用される。 霊長目の動物としては、例えば、サルが使用される。
サルとしては、狭鼻下目のサル(旧世界ザル)、例えば、カニクイザル、アカゲザル、マントヒヒ、チンパンジーなどが使用される。
【0074】
感作抗原を哺乳動物に免疫するには、公知の方法に従って行われる。
一般的方法としては、感作抗原を哺乳動物の腹腔内または皮下に注射する。
具体的には、感作抗原をPBS(Phosphate−Buffered Saline)や生理食塩液などで適当量に希釈、
懸濁したものに対し、所望により通常のアジュバント、例えば、フロイント完全アジュバントを適量混合し、乳化後、哺乳動物に投与する。更に、その後、フロイント不完全アジュバントに適量混合した感作抗原を、4〜21日毎に数回投与することが好ましい。
また、感作抗原免疫時に適当な担体を使用することができる。
このように免疫し、血清中に所望の抗体レベルが上昇するのを常法により確認する。
【0075】
ここで、本発明の蛋白質に対するポリクローナル抗体を得るには、血清中の所望の抗体レベルが上昇したことを確認した後、
抗原を感作した哺乳動物の血液を取り出す。 この血液から公知の方法により血清を分離する。
ポリクローナル抗体としては、ポリクローナル抗体を含む血清を使用してもよいし、必要に応じこの血清からポリクローナル抗体を含む 画分を更に単離して、これを使用してもよい。
例えば、本発明の蛋白質をカップリングさせたアフィニティーカラムを用いて、本発明の蛋白質のみを認識する画分を得て、更にこの画分をプロテインAあるいはプロテインGカラムを利用して精製することにより、免疫グロブリンGあるいはMを 調製することができる。
【0076】
モノクローナル抗体を得るには、上記抗原を感作した哺乳動物の血清中に所望の抗体レベルが上昇するのを確認した後に、
哺乳動物から免疫細胞を取り出し、細胞融合に付せばよい。 この際、細胞融合に使用される好ましい免疫細胞として、特に脾細胞が挙げられる。
前記免疫細胞と融合される他方の親細胞としては、好ましくは哺乳動物のミエローマ細胞、より好ましくは、薬剤による 融合細胞選別のための特性を獲得したミエローマ細胞が挙げられる。
【0077】
前記免疫細胞とミエローマ細胞の細胞融合は基本的には公知の方法、例えば、ミルステインらの方法(Galfre, G.and Milstein,C.,Methods Enzymol.(1981)73,3−46)などに準じて 行うことができる。
【0078】
細胞融合により得られたハイブリドーマは、通常の選択培養液、例えば、HAT培養液(ヒポキサンチン、
アミノプテリンおよびチミジンを含む培養液)で培養することにより選択される。
当該HAT培養液での培養は、目的とするハイブリドーマ以外の細胞(非融合細胞)が死滅するのに十分な時間、 通常、数日〜数週間継続して行う。
次いで、通常の限界希釈法を実施し、目的とする抗体を産生するハイブリドーマのスクリーニングおよびクローニングを行う。
【0079】
また、ヒト以外の動物に抗原を免疫して上記ハイブリドーマを得る他に、ヒトリンパ球、例えばEBウィルスに感染した
ヒトリンパ球をin vitroで蛋白質、蛋白質発現細胞またはその溶解物で感作し、感作リンパ球をヒト由来の永久分裂能を有する
ミエローマ細胞、例えばU266と融合させ、蛋白質への結合活性を有する所望のヒト抗体を産生するハイブリドーマを 得ることもできる(特開昭63−17688号公報)。
【0080】
次いで、得られたハイブリドーマをマウス腹腔内に移植し、同マウスより腹水を回収し、得られたモノクローナル抗体を、
例えば、硫安沈殿、プロテインA、プロテインGカラム、DEAEイオン交換クロマトグラフィー、本発明の蛋白質を カップリングしたアフィニティーカラムなどにより精製することで調製することが可能である。
本発明の抗体は、本発明の蛋白質の精製、検出に用いられる他、本発明の蛋白質のアゴニストやアンタゴニストの候補になる。
また、この抗体を本発明の蛋白質が関与する疾患の抗体治療へ応用することも考えられる。
得られた抗体を人体に投与する目的(抗体治療)で使用する場合には、免疫原性を低下させるため、ヒト抗体やヒト型抗体が好ましい。
【0081】
例えば、ヒト抗体遺伝子のレパートリーを有するトランスジェニック動物に抗原となる蛋白質、蛋白質発現細胞またはその 溶解物を免疫して抗体産生細胞を取得し、これをミエローマ細胞と融合させたハイブリドーマを用いて蛋白質に対する ヒト抗体を取得することができる(国際公開番号WO92−03918、WO93−2227、WO94−02602、 WO94−25585、WO96−33735およびWO96−34096参照)。
【0082】
ハイブリドーマを用いて抗体を産生する以外に、抗体を産生する感作リンパ球などの免疫細胞を癌遺伝子(oncogene)により 不死化させた細胞を用いてもよい。
【0083】
このようにして得られたモノクローナル抗体はまた、遺伝子組換え技術を用いて産生させた組換え型抗体として得ることができる (例えば、Borrebaeck,C.A.K.and Larrick,J.W.,THERAPEUTIC MONOCLONAL ANTIBODIES,Published in the United Kingdom by MACMILLAN PUBLISHERS LTD,1990参照)。
組換え型抗体は、それをコードするDNAをハイブリドーマまたは抗体を産生する感作リンパ球などの免疫細胞からクローニングし、
適当なベクターに組み込んで、これを宿主に導入し産生させる。
本発明は、この組換え型抗体を包含する。
【0084】
更に、本発明の抗体は、本発明の蛋白質に結合する限り、その抗体断片や抗体修飾物であってもよい。
例えば、抗体断片としては、Fab、F(ab’)2、FvまたはH鎖とL鎖のFvを適当なリンカーで連結させた シングルチェインFv(scFv)(Huston,J.S.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. (1988)85,5879−5883参照)が挙げられる。
具体的には、抗体を酵素、例えば、パパイン、ペプシンで処理し抗体断片を生成させるか、または、これら抗体断片をコードする 遺伝子を構築し、これを発現ベクターに導入した後、適当な宿主細胞で発現させる(例えば、Co,M.S.et al., J.Immunol.(1994)152,2968−2976;Better,M.and Horwitz,A.H., Methods Enzymol.(1989)178,476−496;Pluckthun,A.and Skerra, A.,Methods Enzymol.(1989)178,497−515;Lamoyi,E.,Methods Enzymol.(1986)121,652−663;Rousseaux,J.et al.,Methods Enzymol. (1986)121,663−669;Bird,R.E.and Walker,B.W.,Trends Biotechnol. (1991)9,132−137参照)。
【0085】
抗体修飾物として、ポリエチレングリコール(PEG)などの各種分子と結合した抗体を使用することもできる。
本発明の「抗体」にはこれらの抗体修飾物も包含される。 このような抗体修飾物を得るには、得られた抗体に化学的な修飾を施すことによって得ることができる。
これらの方法はこの分野において既に確立されている。
【0086】
また、本発明の抗体は、公知の技術を使用して非ヒト抗体由来の可変領域とヒト抗体由来の定常領域からなる キメラ抗体または非ヒト抗体由来のCDR(相補性決定領域)とヒト抗体由来のFR(フレームワーク領域)および 定常領域からなるヒト型化抗体として得ることができる。
【0087】
前記のようにして得られた抗体は、均一にまで精製することができる。
本発明で使用される抗体の分離、精製は通常の蛋白質で使用されている分離、精製方法を使用すればよい。
例えば、アフィニティークロマトグラフィーなどのクロマトグラフィーカラム、フィルター、限外濾過、塩析、透析、
SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳動などを適宜選択、組み合わせれば、抗体を分離、精製することができる (Antibodies:A Laboratory Manual.Ed Harlow and David Lane, Cold Spring Harbor Laboratory,1988参照)が、これらに限定されるものではない。
上記で得られた抗体の濃度測定は吸光度の測定またはELISAなどにより行うことができる。
【0088】
アフィニティークロマトグラフィーに用いるカラムとしては、プロテインAカラム、プロテインGカラムが挙げられる。
例えば、プロテインAカラムを用いたカラムとして、Hyper D,POROS,Sepharose F.F. (ファルマシア社製)などが挙げられる。
【0089】
アフィニティークロマトグラフィー以外のクロマトグラフィーとしては、例えば、イオン交換クロマトグラフィー、
疎水性クロマトグラフィー、ゲル濾過、逆相クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィーなどが挙げられる (Strategies for Protein Purification and Characterization :A Laboratory Course Manual.Ed Daniel R.Marshak et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press,1996参照)。
これらのクロマトグラフィーはHPLC、FPLCなどの液相クロマトグラフィーを用いて行うことができる。
【0090】
また、本発明の抗体の抗原結合活性を測定する方法として、例えば、吸光度の測定、ELISA、EIA(酵素免疫測定法)、
RIA(放射免疫測定法)あるいは蛍光抗体法を用いることができる。
ELISAを用いる場合、本発明の抗体を固相化したプレートに本発明の蛋白質を添加し、次いで目的の抗体を含む試料、
例えば、抗体産生細胞の培養上清や精製抗体を加える。
酵素、例えば、アルカリフォスファターゼなどで標識した抗体を認識する二次抗体を添加し、プレートをインキュベーションし、
次いで洗浄した後、p−ニトロフェニルリン酸などの酵素基質を加えて吸光度を測定することで抗原結合活性を評価することができる。
【0091】
蛋白質として蛋白質の断片、例えばそのC末端からなる断片を使用してもよい。
本発明の抗体の活性評価には、BIAcore(ファルマシア社製)を使用することができる。
【0092】
これらの手法を用いることにより、本発明の抗体と試料中に含まれる本発明の蛋白質が含まれると予想される試料とを接触せしめ、
該抗体と該蛋白質との免疫複合体を検出または測定することからなる、本発明の蛋白質の検出または測定方法を実施することができる。
本発明の蛋白質の検出または測定方法は、蛋白質を特異的に検出または測定することができるため、蛋白質を用いた種々の実験などに有用である。
【0093】
本発明は、また、本発明蛋白質をコードするDNA(配列表1の新規性のある領域または配列表3)またはその相補鎖に相補的な少なくとも 15ヌクレオチドを含むポリヌクレオチドを提供する。
【0094】
ここで「相補鎖」とは、A:T(ただしRNAの場合はU)、G:Cの塩基対からなる2本鎖核酸の一方の鎖に対する他方の鎖を指す。
また、「相補的」とは、少なくとも15個の連続したヌクレオチド領域で完全に相補配列である場合に限られず、少なくとも 70%、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは90%、更に好ましくは95%以上の塩基配列上の相同性を有すればよい。
相同性を決定するためのアルゴリズムは本願明細書に記載したものを使用すればよい。
【0095】
このような核酸には、本発明の蛋白質をコードするDNAの検出や増幅に用いるプローブやプライマー、該DNAの発現を 検出するためのプローブやプライマー、本発明の蛋白質の発現を制御するためのヌクレオチドまたはヌクレオチド誘導体 (例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドやリボザイム、またはこれらをコードするDNAなど)が含まれる。
また、このような核酸は、DNAチップの作製に利用することもできる。
【0096】
プライマーとして用いる場合、3’側の領域は相補的とし、5’側には制限酵素認識配列やタグなどを付加することができる。
【0097】
アンチセンスオリゴヌクレオチドとしては、例えば、配列表1の新規性のある領域または配列表3の塩基配列中のいずれかの箇所に ハイブリダイズするアンチセンスオリゴヌクレオチドが含まれる。
このアンチセンスオリゴヌクレオチドは、好ましくは配列表1の新規性のある領域または配列表3の塩基配列中の連続する少なくとも 15個以上のヌクレオチドに対するアンチセンスオリゴヌクレオチドである。 更に好ましくは、連続する少なくとも15個以上のヌクレオチドが翻訳開始コドンを含むアンチセンスオリゴヌクレオチドである。
【0098】
アンチセンスオリゴヌクレオチドとしては、それらの誘導体や修飾体を使用することができる。
修飾体として、例えばメチルホスホネート型またはエチルホスホネート型のような低級アルキルホスホネート修飾体、
ホスホロチオエート修飾体またはホスホロアミデート修飾体などが挙げられる。
【0099】
アンチセンスオリゴヌクレオチドは、DNAまたはmRNAの所定の領域を構成するヌクレオチドに対応するヌクレオチドが全て 相補配列であるもののみならず、DNAまたはmRNAとオリゴヌクレオチドとが配列表1の新規性のある領域または配列表3に示される 塩基配列に特異的にハイブリダイズできる限り、1または複数個のヌクレオチドのミスマッチが存在しているものも含まれる。
【0100】
本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチド誘導体は、本発明の蛋白質の産生細胞に作用して、該蛋白質をコードするDNAまたは mRNAに結合することにより、その転写または翻訳を阻害したり、mRNAの分解を促進したりして、本発明の蛋白質の発現を 抑制することにより、結果的に本発明の蛋白質の作用を抑制する効果を有する。
【0101】
本発明の蛋白質は、これに結合する化合物のスクリーニングに有用である。 すなわち、本発明の蛋白質と、該蛋白質に結合する化合物を含むと予想される被検試料とを接触せしめ、そして本発明の 蛋白質に結合する活性を有する化合物を選択する、ことからなる本発明の蛋白質に結合する化合物をスクリーニングする方法において 使用される。
【0102】
スクリーニングに用いられる本発明の蛋白質は組換え蛋白質であっても、天然由来の蛋白質であってもよい。
また部分ペプチドであってもよい。 また細胞表面に発現させた形態、または膜画分としての形態であってもよい。
被検試料としては特に制限はなく、例えば、細胞抽出物、細胞培養上清、発酵微生物産生物、海洋生物抽出物、植物抽出物、
精製もしくは粗精製蛋白質、ペプチド、非ペプチド性化合物、合成低分子化合物、天然化合物などが挙げられる。
被検試料を接触させる本発明の蛋白質は、例えば、精製した蛋白質として、可溶型蛋白質として、担体に結合させた形態として、
他の蛋白質との融合蛋白質として、細胞膜上に発現させた形態として、膜画分として被検試料に接触させることができる。
【0103】
本発明の蛋白質を用いて、例えば該蛋白質に結合する蛋白質をスクリーニングする方法としては、公知の多くの方法を 用いることが可能である。 このようなスクリーニングは、例えば、免疫沈降法により行うことができる。 具体的には、以下のように行うことができる。
本発明の蛋白質をコードする遺伝子を、pSV2neo,pcDNA I,pCD8などの外来遺伝子発現用のベクターに 挿入することで動物細胞などで当該遺伝子を発現させる。 発現に用いるプロモーターとしてはSV40 early promoter(Rigby In Williamson(ed.), Genetic Engineering,Vol.3.Academic Press,London,p.83−141 (1982)),EF−1 α promoter(KimらGene 91,p.217−223(1990)), CAG promoter(Niwa et al.Gene 108,p.193−200(1991)), RSV LTR promoter(Cullen Methods in Enzymology 152,p.684−704 (1987),SR α promoter(Takebe et al.Mol.Cell.Biol.8,p.466 (1988)),CMV immediate early promoter(Seed and Aruffo Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84,p.3365−3369(1987)),SV40 late promoter(Gheysen and Fiers J.Mol.Appl.Genet.1,p.385−394(1982)),Adenovirus late promoter(Kaufman et al.Mol.Cell.Biol.9,p.946(1989)),HSV TK promoterなどの一般的に使用できるプロモーターであれば何を用いてもよい。
【0104】
動物細胞に遺伝子を導入することで外来遺伝子を発現させるためには、エレクトロポレーション法(Chu,G.et al.Nucl.Acid Res.15,1311−1326(1987)参照)、リン酸カルシウム法(Chen,C and Okayama,H.Mol.Cell.Biol.7,2745−2752(1987)参照)、DEAEデキストラン法(Lopata,M.A.et al.Nucl.Acids Res.12,5707−5717(1984);Sussman,D.J.and Milman,G.Mol.Cell.Biol.4,1642−1643(1985)参照)、リポフェクチン法(Derijard,B.Cell 7,1025−1037(1994);Lamb,B.T.et al.Nature Genetics 5,22−30(1993);Rabindran,S.K.et al.Science 259,230−234(1993)参照)などの方法があるが、いずれの方法によってもよい。
【0105】
特異性の明らかとなっているモノクローナル抗体の認識部位(エピトープ)を本発明の蛋白質のN末またはC末に導入することにより、モノクローナル抗体の認識部位を有する融合蛋白質として本発明の蛋白質を発現させることができる。用いるエピトープ−抗体系としては市販されているものを利用することができる(実験医学 13,85−90(1995)参照)。マルチクローニングサイトを介して、β−ガラクトシダーゼ、マルトース結合蛋白質、グルタチオンS−トランスフェラーゼ、緑色蛍光蛋白質(GFP)などとの融合蛋白質を発現することができるベクターが市販されている。
【0106】
融合蛋白質にすることにより本発明の蛋白質の性質をできるだけ変化させないようにするために数個から十数個のアミノ酸からなる小さなエピトープ部分のみを導入して、融合蛋白質を調製する方法も報告されている。例えば、ポリヒスチジン(His−tag)、インフルエンザ凝集素HA、ヒトc−myc、FLAG、Vesicular stomatitisウイルス糖蛋白質(VSV−GP)、T7 gene10蛋白質(T7−tag)、ヒト単純ヘルペスウイルス糖蛋白質(HSV−tag)、E−tag(モノクローナルファージ上のエピトープ)などのエピトープとそれを認識するモノクローナル抗体を、本発明の蛋白質に結合する蛋白質のスクリーニングのためのエピトープ−抗体系として利用できる(実験医学 13,85−90(1995)参照)。
【0107】
免疫沈降においては、これらの抗体を、適当な界面活性剤を利用して調製した細胞溶解液に添加することにより免疫複合体を形成させる。この免疫複合体は本発明の蛋白質、それと結合能を有する蛋白質、および抗体からなる。上記エピトープに対する抗体を用いる以外に、本発明の蛋白質に対する抗体を利用して免疫沈降を行うことも可能である。本発明の蛋白質に対する抗体は、例えば、本発明の蛋白質をコードする遺伝子を適当なエシェリヒア属菌発現ベクターに導入してエシェリヒア属菌内で発現させ、発現させた蛋白質を精製し、これをウサギやマウス、ラット、ヤギ、ニワトリなどに免疫することで調製することができる。また、合成した本発明の蛋白質の部分ペプチドを上記の動物に免疫することによって調製することもできる。
【0108】
免疫複合体は、例えば、抗体がマウスIgG抗体であれば、Protein A SepharoseやProtein G Sepharoseを用いて沈降させることができる。また、本発明の蛋白質を、例えば、GSTなどのエピトープとの融合蛋白質として調製した場合には、グルタチオン−Sepharose 4Bなどのこれらエピトープに特異的に結合する物質を利用して、本発明の蛋白質の抗体を利用した場合と同様に、免疫複合体を形成させることができる。
【0109】
免疫沈降の一般的な方法については、例えば、文献(Harlow,E.and Lane,D.:Antibodies,pp.511−552,Cold Spring Harbor Laboratory publications,New York(1988)参照)記載の方法に従って、または準じて行えばよい。
【0110】
免疫沈降された蛋白質の解析にはSDS−PAGEが一般的であり、適当な濃度のゲルを用いることで蛋白質の分子量により結合していた蛋白質を解析することができる。また、この際、一般的には本発明の蛋白質に結合した蛋白質は、クマシー染色や銀染色といった蛋白質の通常の染色法では検出することは困難であるので、放射性同位元素である35S−メチオニンや35S−システインを含んだ培養液で細胞を培養し、該細胞内の蛋白質を標識して、これを検出することで検出感度を向上させることができる。蛋白質の分子量が判明すれば直接SDS−ポリアクリルアミドゲルから目的の蛋白質を精製し、その配列を決定することもできる。
【0111】
また、本発明の蛋白質を用いて、該蛋白質に結合する蛋白質を単離する方法としては、例えば、ウエストウエスタンブロッティング法(Skolnik,E.Y.et al.,Cell(1991)65,83−90参照)を用いて行うことができる。すなわち、本発明の蛋白質と結合する蛋白質を発現していることが予想される細胞、組織、臓器(例えば、肝臓や腎臓)よりファージベクター(λgt11,ZAPなど)を用いたcDNAライブラリーを作製し、これをLB−アガロース上で発現させフィルターに発現させた蛋白質を固定し、精製して標識した本発明の蛋白質と上記フィルターとを反応させ、本発明の蛋白質と結合した蛋白質を発現するプラークを標識により検出すればよい。本発明の蛋白質を標識する方法としては、ビオチンとアビジンの結合性を利用する方法、本発明の蛋白質または本発明の蛋白質に融合したペプチドまたはポリペプチド(例えばGSTなど)に特異的に結合する抗体を利用する方法、ラジオアイソトープを利用する方法または蛍光を利用する方法などが挙げられる。
【0112】
また、本発明のスクリーニング方法の他の態様としては、細胞を用いた2−ハイブリッドシステム(Fields,S.,and Sternglanz,R.,Trends.Genet.(1994)10,286−292、Dalton S,and Treisman R (1992)Characterization of SAP−1,aprotein recruited by serum response factor to the c−fos serum response element.Cell 68,597−612、「MATCHMAKER Two−Hybrid System」,「Mammalian MATCHMAKER Two−Hybrid Assay Kit」,「MATCHMAKER One−Hybrid System」(いずれもクロンテック社製)、「HybriZAP Two−Hybrid Vector System」(ストラタジーン社製)参照)を用いて行う方法が挙げられる。2−ハイブリッドシステムにおいては、本発明の蛋白質またはその部分ペプチドをSRF DNA結合領域またはGAL4 DNA結合領域と融合させて酵母細胞の中で発現させ、本発明の蛋白質と結合する蛋白質を発現していることが予想される細胞より、VP16またはGAL4転写活性化領域と融合する形で発現するようなcDNAライブラリーを作製し、これを上記酵母細胞に導入し、検出された陽性クローンからライブラリー由来cDNAを単離する(酵母細胞内で本発明の蛋白質と結合する蛋白質が発現すると、両者の結合によりレポーター遺伝子が活性化され、陽性のクローンが確認できる)。単離したcDNAをエシェリヒア属菌に導入して発現させることにより、該cDNAがコードする蛋白質を得ることができる。これにより本発明の蛋白質に結合する蛋白質またはその遺伝子を調製することが可能である。2−ハイブリッドシステムにおいて用いられるレポーター遺伝子としては、例えば、HIS3遺伝子の他、Ade2遺伝子、LacZ遺伝子、CAT遺伝子、ルシフェラーゼ遺伝子、PAI−1(Plasminogen activator inhibitor type1)遺伝子などが挙げられるが、これらに制限されない。2ハイブリッド法によるスクリーニングは、酵母の他、哺乳動物細胞などを使って行うこともできる。
【0113】
本発明の蛋白質と結合する化合物のスクリーニングは、アフィニティクロマトグラフィーを用いて行うこともできる。例えば、本発明の蛋白質をアフィニティーカラムの担体に固定し、ここに本発明の蛋白質と結合する蛋白質を発現していることが予想される被検試料を適用する。この場合の被検試料としては、例えば細胞抽出物、細胞溶解物などが挙げられる。被検試料を適用した後、カラムを洗浄し、本発明の蛋白質に結合した蛋白質を調製することができる。
【0114】
得られた蛋白質は、そのアミノ酸配列を分析し、それを基にオリゴDNAを合成し、該DNAをプローブとしてcDNAライブラリーをスクリーニングすることにより、該蛋白質をコードするDNAを得ることができる。
【0115】
本発明において、結合した化合物を検出または測定する手段として表面プラズモン共鳴現象を利用したバイオセンサーを使用することもできる。表面プラズモン共鳴現象を利用したバイオセンサーは、本発明の蛋白質と被検化合物との間の相互作用を微量の蛋白質を用いてかつ標識することなく、表面プラズモン共鳴シグナルとしてリアルタイムに観察することが可能である(例えばBIAcore、Pharmacia製)。したがって、BIAcore等のバイオセンサーを用いることにより本発明の蛋白質と被検化合物との結合を評価することが可能である。
【0116】
また、蛋白質に限らず、本発明の蛋白質に結合する化合物(アゴニストおよびアンタゴニストを含む)を単離する方法としては、例えば、固定した本発明の蛋白質に、合成化合物、天然物バンク、もしくはランダムファージペプチドディスプレイライブラリーを作用させ、本発明の蛋白質に結合する分子をスクリーニングする方法や、コンビナトリアルケミストリー技術によるハイスループットを用いたスクリーニング方法(Wrighton NC;Farrell FX;Chang R;Kashyap AK;Barbone FP;Mulcahy LS;Johnson DL;Barrett RW;Jolliffe LK;Dower WJ.,Small peptides as potent mimetics of the protein hormone erythropoietin,Science(UNITED STATES)Jul 26 1996,273 p458−64、Verdine GL.,The combinatorial chemistry of nature.Nature(ENGLAND)Nov 7 1996,384 p11−13、Hogan JC Jr.,Directed combinatorial chemistry.Nature(ENGLAND)Nov 7 1996,384 p17−9参照)が知られている。
【0117】
本発明のスクリーニングにより単離しうる化合物は、本発明の蛋白質の活性を調節するための薬剤の候補となり、本発明の蛋白質の発現異常や機能異常などに起因する疾患や本発明の蛋白質の活性を制御することにより治療可能な疾患の治療への応用が考えられる。本発明のスクリーニング方法を用いて単離しうる化合物の構造の一部を、付加、欠失および/または置換により変換される物質も、本発明の蛋白質に結合する化合物に含まれる。
【0118】
本発明の蛋白質、または本発明のスクリーニングにより単離しうる化合物をヒトや動物、例えばマウス、ラット、モルモット、ウサギ、ニワトリ、ネコ、イヌ、ヒツジ、ブタ、ウシ、サル、マントヒヒ、チンパンジーの医薬として使用する場合には、蛋白質や単離された化合物自体を直接患者に投与する以外に、公知の製剤学的方法により製剤化して投与を行うことも可能である。例えば、必要に応じて糖衣を施した錠剤、カプセル剤、エリキシル剤、マイクロカプセル剤として経口的に、あるいは水もしくはそれ以外の薬学的に許容し得る液との無菌性溶液、または懸濁液剤の注射剤の形で非経口的に使用できる。例えば、薬理学上許容される担体もしくは媒体、具体的には、滅菌水や生理食塩水、植物油、乳化剤、懸濁剤、界面活性剤、安定剤、香味剤、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、結合剤などと適宜組み合わせて、一般に認められた製薬実施に要求される単位用量形態で混和することによって製剤化することが考えられる。これら製剤における有効成分量は指示された範囲の適当な容量が得られるようにするものである。
【0119】
錠剤、カプセル剤に混和することができる添加剤としては、例えばゼラチン、コーンスターチ、トラガントガム、アラビアゴムのような結合剤、結晶性セルロースのような賦形剤、コーンスターチ、ゼラチン、アルギン酸のような膨化剤、ステアリン酸マグネシウムのような潤滑剤、ショ糖、乳糖またはサッカリンのような甘味剤、ペパーミント、アカモノ油またはチェリーのような香味剤が用いられる。調剤単位形態がカプセルである場合には、上記の材料に更に油脂のような液状担体を含有することができる。注射のための無菌組成物は注射用蒸留水のようなベヒクルを用いて通常の製剤実施に従って処方することができる。
【0120】
注射用の水溶液としては、例えば生理食塩液、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液、例えばD−ソルビトール、D−マンノース、D−マンニトール、塩化ナトリウムが挙げられ、適当な溶解補助剤、例えばアルコール、具体的にはエタノール、ポリアルコール、例えばプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、非イオン性界面活性剤、例えばポリソルベート80(TM)、HCO−50と併用してもよい。
【0121】
油性液としてはゴマ油、大豆油があげられ、溶解補助剤として安息香酸ベンジル、ベンジルアルコールと併用してもよい。また、緩衝剤、例えばリン酸塩緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液、無痛化剤、例えば、塩酸プロカイン、安定剤、例えばベンジルアルコール、フェノール、酸化防止剤と配合してもよい。調製された注射液は通常、適当なアンプルに充填させる。
【0122】
患者への投与は、例えば、動脈内注射、静脈内注射、皮下注射などのほか、鼻腔内的、経気管支的、筋内的、経皮的、または経口的に適宜投与することができる。投与量は、患者の体重や年齢、投与方法などにより変動するが、症状に応じて適当な投与量を適宜選択することが可能である。また、該化合物がDNAによりコードされうるものであれば、該DNAを遺伝子治療用ベクターに組込み、遺伝子治療を行うことも考えられる。投与量、投与方法は、患者の体重や年齢、症状などにより変動するが、適当な投与量を適宜選択して使用可能である。
【0123】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
実施例1
オリゴキャップ法によるcDNAライブラリーの作製
(1)cDNAライブラリーの作製
ヒト組織より全RNAとして抽出されたmRNAを購入した。以下にライブラリー名とその由来の関係を、「ライブラリー名:由来、購入先」の順に示した。
【0124】
BRACE:小脳(Brain,cerebellum), クローンテック社(CLONTECH #64035−1)
TESTI:精巣(Testis)、クローンテック社(CLONTECH #64027−1)それぞれのRNAよりオリゴキャプ法[M. Maruyama and S. Sugano, Gene, 138: 171−174 (1994)]を改良した方法(国際特許公報WO 01/04286)によりcDNAライブラリーを作製した。オリゴキャップ リンカー(Oligo−cap linker、配列番号:5)およびオリゴ(dT)プライマー(Oligo dT primer、配列番号:6)を用いて、同公報に記載したようにBAP(Bacterial Alkaline Phosphatase)処理、TAP(Tobacco Acid Pyrophosphatase)処理、RNAライゲーション、第一鎖cDNAの合成とRNAの除去を行った。次いで、5’(配列番号:7)と3’(配列番号:8)のPCRプライマーを用いPCR (polymerase chain reaction)により2本鎖cDNAに変換し、SfiIで切断した。次いで、通常は2kb以上に分画したcDNA断片をDraIIIで切断したベクターpME18SFL3(図1参照)(GenBank AB009864, Expression vector)にcDNAの方向性を決めてクローニングし、cDNAライブラリーを作製した。
(2)オリゴキャップ法で作製したcDNAライブラリーからのクローンの5’−末端の全長性の評価
これらより得たクローンのプラスミドDNAについて、cDNAの5’端の塩基配列をDNAシーケンシング試薬〔BigDye Terminator Cycle Sequencing FS Ready Reaction Kit, バイオシステム社(PE Biosystems)製〕を用い、マニュアルに従ってシーケンシング反応後、DNAシーケンサー(ABI PRISM 3700,バイオシステム社製)でDNA塩基配列を解析し、得られたデータをデータベース化した。
【0125】
オリゴキャップ法を改良した方法で作製したヒトcDNAライブラリーの5’−末端の全長率を次の方法で求めた。公共データベース中のヒト既知mRNAと5’−末端配列が一致する全クローンについて、公共データベース中の既知mRNA配列より長く5’−末端が伸びている場合、または5’−末端は短いが翻訳開始コドンは有している場合を「全長」と判断し、翻訳開始コドンを含んでいない場合を「非全長」と判断した。これをもとに5’−末端の全長率
[全長クローン数/(全長クローン数+非全長クローン数)]
を計算した。この結果、5’−末端の全長率は、どちらのcDNAライブラリーも約90%であった。この結果より、オリゴキャップ法で取得したヒトcDNAライブラリーからのクローンの5’−端配列の全長率が非常に高いことが分かった。
実施例2
cDNAクローン末端配列解析と全長塩基配列解析クローンの選択
各cDNAライブラリーより得たクローンのプラスミドDNAについて、cDNAの5’末端の塩基配列をDNAシーケンシング試薬(Dye Terminator Cycle Sequencing FS Ready Reaction Kit, d−Rhodamine Terminator Cycle Sequencing FS Ready Reaction KitまたはBig Dye Terminator Cycle Sequencing FS Ready Reaction Kit,バイオシステム社製)を用い、マニュアルに従ってシーケンシング反応後、DNAシーケンサー(ABI PRISM 3700,バイオシステム社製)で解析した。得られたデータについてはデータベース化を行った。
【0126】
解析されたcDNAクローンの5’末端配列については、GenBank、UniGeneのcomplete cdsの表記があるデータを対象にしたBLASTによる相同性検索を行い、ヒトのmRNA配列に同一なものは除いた。次にクラスタリングを行い、相同性90%以上かつコンセンサス配列が50塩基対以上の場合、同一グループと見なし、グループを形成させた。グループ内の、より5’−側に長いクローンを選択し、選択されたクローンについては必要に応じ3’末端配列を5’末端配列と同様の方法で解析取得した。取得された末端配列のデータを解析し、5’末端と3’末端の配列でコンティグを作るクローンは除いた。更に再度前記と同様にBLASTによる相同性検索によりヒトのmRNA配列に同一なものは除いた。こうして選択したクローンより全長塩基配列解析を行うクローンを得た。
実施例3
全長塩基配列解析
全長塩基配列解析に選抜されたクローンについて各々全長cDNAの塩基配列を決定した。塩基配列は、主にカスタム合成DNAプライマーを用いたダイデオキシターミネーター法によるプライマーウォーキング法によって決定した。すなわち、カスタム合成DNAプライマーを用い、バイオシステム社製のDNAシーケンシング試薬でマニュアルに従ってシーケンシング反応後、同社製のシーケンサーを用いてDNA塩基配列を解析した。場合によっては、リコール(Licor)社製DNAシーケンサーも利用した。次に、決定された全長塩基配列から、蛋白質への翻訳領域を推定しアミノ酸配列を求めた。BRACEのcDNAライブラリーよりBRACE2047573を、TESTIのcDNAライブラリーよりTESTI2053667を選択した。
実施例4
キナーゼ様の配列を有するクローンの選択
ヘリックスクローンの核酸配列を先ず標準遺伝子コード(Standard Genetic code)を用いてペプチド配列に変換し、その中から連続して200アミノ酸以上よりなるペプチド配列のみから成るデータベースを作成した。該データベースに対し、キナーゼ触媒ドメインを表す隠れマルコフモデルPF00069(PFAMデータベース)をクエリーとし、Wise2.0(estwisedb)により全ヘリックスクローンに対するホモロジー検索を試みた。期待値(Expect)が0.01以下を示すクローンのみを選択した。その結果196個のクローンにキナーゼ触媒活性ドメインが検出された。
得られたクローンに関してNCBI
BLASTを用いて蛋白データベース〔GenPept(NCBI)、refseq(NCBI)、Aageneseq(ダウエント社)〕に対する相同性検索を実施した。その結果、2クローン「C−BRACE2047573」および「C−TESTI2053667」の2クローンを、キナーゼ様構造を持ち、かつ配列に新規性を持つクローンとして選択した。
本件クローンと既知の遺伝子との相同性検索の結果のトップヒット遺伝子とのアラインメントを図2および図3に示す。
【0127】
「C−BRACE2047573」は、その配列にヒト新規蛋白質をコードしており、プロテインキナーゼとして機能していることが推察された。
【0128】
「C−TESTI2053667」は、その配列にヒト新規蛋白質をコードしており、プロテインキナーゼとして機能していることが推察された。
【0129】
また、これらの遺伝子が以下の様にヒトゲノム配列上にマッピングすることによりヒト遺伝子である事を確認し、さらに第一エクソン上流の構造に転写開始シグナルの同定を試みた。
ヒトゲノム配列は2003年4月14日に公開されたヒトゲノム配列(chr1.fa〜chr22.fa、chrX.fa、chrY.faおよびunplaced#contigs.fa;ftp://ftp.ncbi.nih.gov/genomes/H#sapiens/April#14#2003/)を用いた。「C−BRACE2037573」および「C−TESTI2053667」のDNA配列をそれぞれNCBI BLASTを用いて相同性検索を行いマッピングを試みた。マッピングの結果をそれぞれ表1および表2に示す。
【0130】
【表1】

Figure 2005046024
【0131】
C−BRACE2047573のクロモゾーム上の位置を特定するため配列番号:1をクエリーとしてヒトゲノム配列データベース(Apr.14,2003)に対してBLAST検索を実施した。得られた結果を通常期待されるエクソン−イントロン境界(GT−AGルール)に矛盾しないよう手動で再配置した。その結果配列番号:1の全ての領域で合理的な一致が得られた。
【0132】
【表2】
Figure 2005046024
【0133】
C−TESTI2053667のクロモゾーム上の位置を特定するため配列番号:1をクエリーとしてヒトゲノム配列データベース(Apr.14,2003)に対してBLAST検索を実施した。得られた結果を通常期待されるエクソン−イントロン境界(AG−GTルール)に矛盾しないよう手動で再配置した。その結果配列番号:3の全ての領域で合理的な一致が得られた。
また、転写開始点周辺のTATAシグナル、イニシエーター(INR)シグナルの位置を図4および図5に示す。
実施例1から4の結果より、本発明遺伝子はヒトの完全長蛋白質をコードしている事が示された。
実施例5
(1)「C−BRACE2047573」の発現頻度解析ははその塩基配列に含まれる新規性のある領域に特異的なプライマーセット5’(tgctcctgct gctctttgct/配列番号:9)と3’(cctccttaga cagaagcccc aca/配列番号:10)を用い、クローンテック社のMultiple Tissue cDNA (MTC(TM)) Panels Human IおよびHuman IIの合計16組織由来cDNA(心臓、脳、胎盤、肺、肝臓、筋肉、腎臓、膵臓、脾臓、胸腺、前立腺、精巣、卵巣、小腸、大腸および末梢白血球)をPCR法により増幅する事により行った。DNA合成酵素としてポリメラーゼ(Takara Taq Polymerase、R001A;タカラバイオ株式会社)を用い、鋳型cDNA 2.5ng、各プライマーを0.3μM、dNTPを各0.1mMを含む1倍希釈の酵素添付緩衝液となるよう調整した。各反応液は92℃1分間の熱変性の後、92℃10秒、58℃10秒の温度サイクルを<!−−標準化用遺伝子の、C−BRACE2047573およびC−TESTI2053667それぞれについて25回、//−−>43回<!−−および35回//−−>繰り返して増幅した。増幅産物は8% アクリルアミドゲル電気泳動により分離し、臭化エチジウム染色後写真撮影することにより行った。
結果を図6に示す。
(2)「C−TESTI2053667」の発現頻度解析はその特異的プライマーセット5’(catttgctga gccctctctt gt/配列番号:11)と3’(gctgacccca ctttctcttg gt/配列番号:12)を用い、クローンテック社のMultiple Tissue cDNA (MTC(TM)) Panels Human IおよびHuman IIの合計16組織由来cDNAを鋳型として上記と同様な方法で行った。但し、温度サイクルを35回繰り返した。
結果を図6に示した。
(3)コントロール遺伝子としてGAPDH(Glyceraldehyde 3−Phosphate Dehydrogenase)を上記同様に各鋳型cDNAから増幅した。増幅にはTaqMan GAPDH Control Reagents(402869;アプライドバイオシステムズジャパン株式会社)に含まれるGAPDH Forward PrimerとGAPDH Reverse Primerを用い、上記と同様の条件で増幅した。但し、温度サイクルは25回とした。
結果を図6に示した。
【0134】
【配列表】
Figure 2005046024
Figure 2005046024
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【0135】
【産業上の利用の可能性】
本発明により、新規なヒトプロテインキナーゼ蛋白質、および該蛋白質をコードする遺伝子が提供された。キナーゼによる蛋白質のリン酸化状態の調節は、細胞の正常な分化・増殖、および細胞レベルでの生理機能にとって中心的な役割を担っている。本発明の新規キナーゼ・フォスファターゼも細胞内生理機能に深く関わっているものと考えられることから、本発明の蛋白質は、医薬品開発の上で薬剤の標的分子として有用である。また、本発明の蛋白質に作用する薬剤は、従来のレセプターアゴニスト・アンタゴニストに代表される薬剤よりも、より緻密に細胞内生理機能を調節し得る有効な医薬品となることが期待される。
特に、C−BRACE2047573は胎盤において強い発現が見られ、従って発生期において、特に本クローンの由来から小脳の発生期において重要な役割を果たしている新規スプライス変異体である事が示唆された。これにより、特に発生期の異常の診断、治療にも特に有効な利用が期待される。
また、C−TESTI2053667に関しては、白血球、脾臓、胸腺の様に免疫系組織に特に強く見出され、精巣、胎盤のような発生関連組織、および膵臓、肺に若干の発現が見られた。従って、この遺伝子では発生期の異常の診断、治療および免疫疾患の診断、治療において特に有益な利用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で作成したベクターpME18SFL3を示す。
【図2】CLUSTALWによるC−BRACE2037573とその相同性のトップヒット遺伝子とのアラインメントを示す。相同性のトップヒット遺伝子は、配列番号:2のペプチド配列をクエリーとして各データベース〔GenPept(NCBI)、refseq(NCBI)及びAageneseq(ダウエント社)〕に対するBLAST検索を実施して得た。図中gi|10864650|refはrefseqより得られたPKCζ遺伝子の配列である。
【図3】CLUSTALWによるC−TESTI2053667とその相同性のトップヒット遺伝子とのアラインメントを示す。相同性のトップヒット遺伝子は、配列番号:2のペプチド配列をクエリーとして各データベース〔GenPept(NCBI)、refseq(NCBI)及びAageneseq(ダウエント社)〕に対するBLAST検索を実施して得た。図中gi|10727264|gbはGenPeptより得られた機能未知の遺伝子の配列である。
【図4】表3の結果の第一エキソンの上流にある転写開始シグナルを検討した。図5と共に、ゲノム中 unplaced#contigs.fa中NT_077984.1の 27001から27820の領域を示す。図中配列の上部の数字は27001から数えた塩基の位置を示す。イニシエーター配列コンセンサス配列(C/T C/T A N T/A C/T C/T)および、その上流−45から−25の位置にあるATリッチ領域の存在から予測された転写開始点は配列番号:1の5’末端と一致した。
【図5】表3の結果の第一エキソンの上流にある転写開始シグナルを検討した。図4と共に、ゲノム中 unplaced#contigs.fa中NT_077984.1の 27001から27820の領域を示す。図中配列の上部の数字は27001から数えた塩基の位置を示す。イニシエーター配列コンセンサス配列(C/T C/T A N T/A C/T C/T)および、その上流−45から−25の位置にあるATリッチ領域の存在から予測された転写開始点は配列番号:1の5’末端と一致した。
【図6】表3の結果の第一エキソンの上流にある転写開始シグナルを検討した。図7と共に、ゲノム中 chr13.fa中NC_000013.5の 27760001から27760680の領域を示す。図中配列の上部の数字は27760001から数えた塩基の位置を示す。イニシエーター配列コンセンサス(C/T C/T A N T/A C/T C/T)およびその上流−31の位置にあるATリッチ領域の存在から予測された転写開始点は配列番号:1の5’末端と一致した。
【図7】表3の結果の第一エキソンの上流にある転写開始シグナルを検討した。図6と共に、ゲノム中 chr13.fa中NC_000013.5の 27760001から27760680の領域を示す。図中配列の上部の数字は27760001から数えた塩基の位置を示す。イニシエーター配列コンセンサス(C/T C/T A N T/A C/T C/T)およびその上流−31の位置にあるATリッチ領域の存在から予測された転写開始点は配列番号:1の5’末端と一致した。
【図8】本発明遺伝子の発現頻度解析の結果をPCR増幅産物の泳動像として示す。C−BRACE2047573は胎盤において強い発現が見られた。また、C−TESTI2053667に関しては、白血球、脾臓、胸腺の様に免疫系組織に特に強く見出され、精巣、胎盤のような発生関連組織、および膵臓、肺に若干の発現が見られた。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to genes encoding novel protein kinases and protein kinase splice variants.
[0002]
[Prior art]
In order for cells to maintain homeostasis, to differentiate and proliferate normally as needed, and to exert functions at the tissue level, the various physiological functions of cells must be controlled correctly and in harmony. I must. It is well known that protein phosphorylation plays a central role in many of such control functions.
[0003]
Eukaryotic phosphorylation is carried out by transferring a high-energy phosphate group at the γ-position of ATP to a specific residue of a specific protein by protein kinase (hereinafter referred to as protein kinase). However, to date, a large number of protein kinase genes have been identified, and it has been shown that they constitute a very large family of proteins that are structurally well conserved.
[0004]
[Non-Patent Document 1]
Hanks
FASEB J 1995 May; 9: 576-96
[0005]
[Non-Patent Document 2]
Manning Science 2003 Dec; 298: 1912-34 The phosphorylation reaction is a very important reaction in controlling in vivo reactions because it changes the three-dimensional structure of the molecule and changes its properties instantaneously. Protein phosphorylation occurs due to extracellular signals such as hormones, neurotransmitters, growth and differentiation factors, cell cycle checkpoints, environmental and nutritional stress. Examples of proteins that are activated by phosphorylation include metabolic enzymes, regulatory proteins, receptors, cytoskeletal proteins, ion channels or ion pumps, and transcription factors.
Thus, protein kinases control the growth, differentiation, and signal transduction of various cells by transferring phosphate groups to proteins.
[0006]
[Non-Patent Document 3]
Hunter T. , Cell 1987 Sep 11; 50 (6): 823-9.
This abnormal signaling has also been shown to cause diseases such as inflammation, cancer, arteriosclerosis, and psoriasis.
[0007]
[Non-Patent Document 4]
Hunter T. Harvey Lect 1998-99; 94: 81-119.
[0008]
The various physiological reactions as described above are finely controlled by protein kinases present in large numbers in the cells. Therefore, drugs acting on protein kinases are more precise than existing drugs typified by receptor agonists and receptor antagonists. It is thought that there is a possibility that physiological functions can be suppressed. Protein kinase agonists are expected to be highly beneficial drugs that can dissociate undesirable side effects from their main effects.
[0009]
It is expected that many protein kinases have been isolated and studied to date, but many have not yet been identified. In addition, for the genes that have been isolated, knowledge about the intracellular physiological functions involved with each protein kinase is still very poor, and most of them have not yet been elucidated. By identifying new protein kinases and elucidating their physiological functions, it is expected that significant progress will be made in the development of new drugs and therapeutics.
[0010]
In addition, many protein kinases produce peptides with different amino acid sequences in certain regions by changing exon regions and / or combinations during the maturation process after transcription (see below). Called splice variant). Many protein kinases are known that change substrate specificity for each splice variant and are thought to play different roles in intracellular signal transduction pathways [for example, MKK3 (Enslen et al. The EMBO Journal 2000 Mar; 19 (6): 1301-11), IRAK (J. Biol. Chem 2001; 276 (31): 29037-44), p38α (Biochem. Biophys. Res. Comm. 2002; 291: 838-43), DCLK (J. Biol. Chem. 2002; 277 (20): 17696-705), PDK-1β (Biochem. Biophys. Res. Comm.), CK1α (J. Cell Biochem. 2002; 6 (4): 805 over 14), JNK (Biochem.J 2003; 370:. 159-66), STE20 (Mol.Cell.Biol 2003 Mar; 23 (6.): 2068-82)]. As shown in many of these examples, protein kinases are not only controlled gene by gene but also for each mutant in maintaining cellular function and homeostasis, and discovery of new mutants and physiological functions Analysis is expected to bring about significant progress in understanding disease states, developing new medicines and developing treatments.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the present inventors have made various searches for new proteins belonging to protein kinases having great utility. As a result, the human cerebellum and
Succeeded in identifying a novel protein kinase gene and a novel protein kinase splice variant from a human testis-derived cDNA library,
The present invention has been completed.
[0012]
The present invention relates to a novel protein kinase protein, a novel protein kinase splice variant, and a gene encoding the protein,
In addition, it is an object to provide a manufacturing method and use thereof.
[0013]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
The present invention has been isolated by the Helix Laboratory,
A clone whose structure has been determined (hereinafter referred to as a helix clone; Japanese Patent Application No. 11-248036, Japanese Patent Application No. 2000-118776,
This can be achieved by selecting a clone having a protein kinase-like structure from Japanese Patent Application No. 2000-183767). This helix clone
[1] Preparation of a cDNA library having a high full length ratio by the oligo cap method and
[2] Evaluation system for full-length property from 5 'terminal sequence (excluding non-full-length sequences from EST, then clustered to select representative sequence)
It is a clone with a high probability of being a full length obtained by the combination.
In addition, since cDNA is incorporated into an expression vector for mammalian cells, it has an advantage that expression experiments in cells can be performed immediately.
[0014]
Therefore, the inventors performed a hidden Markov model search of the known protein kinase catalytic domain for all of the helix clones,
Furthermore, two clones “C-BRACE2047573” and “C-TESTI2053667” were selected from the examination on the novelty of the sequence. These include cDNAs encoding novel human proteins and novel splice variants of known protein kinases.
Many known protein kinases are known to be involved in various intracellular signal transduction pathways, and the clones with the protein kinase-like structure found this time are also involved in some signal transduction pathways. There is a possibility.
By evaluating these in an assay system using a reporter gene or an experiment using RNAi, it is possible to analogize the physiological function and explore potential as a drug discovery target molecule. It is done.
[0015]
As described above, the present inventors have developed a novel protein kinase protein, a novel splice variant, and a gene encoding the protein,
In addition, regarding their manufacture and applications, more specifically
(A) The DNA according to any one of (a) to (d) below.
(A) A DNA encoding a protein containing a novel region from No. 1 to No. 189 in the amino acid sequence shown in Sequence Listing 2, or a DNA encoding a novel protein of Sequence Listing 4.
[0016]
(B) DNA containing a first exon region from No. 1 to No. 668 shown in Sequence Listing 1 or a novel DNA containing a coding region shown in Sequence Listing 3.
(C) one or more amino acids in the amino acid sequence of the novel region in Sequence Listing 2 or Sequence Listing 4 have an amino acid sequence substituted, deleted, inserted and / or added; DNA encoding a functionally equivalent protein.
[0017]
(D) DNA having a novel region in Sequence Listing 1 or Sequence Listing 3 and stringent conditions
A DNA encoding a protein functionally equivalent to a protein consisting of the amino acid sequence set forth in Sequence Listing 2 or Sequence Listing 4
[0018]
(B) DNA encoding a protein and a partial peptide having the amino acid sequence described in Sequence Listing 2 or Sequence Listing 4 described in A.
(C) A protein or peptide encoded by the DNA described in A or B.
(D) A vector into which the DNA described in A or B is inserted
(E) A host cell carrying the DNA described in A or B or the vector described in D.
(F) culturing the host cell according to E, and recovering the expressed protein from the host cell or its culture supernatant,
A method for producing the protein or peptide thereof according to C.
(G) An antibody that binds to the protein according to C.
(H) A polynucleotide comprising at least 15 nucleotides complementary to DNA consisting of the novel region described in Sequence Listing 1 or Sequence Listing 3 described in A or a complementary strand thereof.
(I) A screening method for a compound that binds to the protein according to C,
(A) contacting the test sample with the protein or its partial peptide, (b) detecting the binding activity between the protein or its partial peptide and the test sample,
(C) selecting a compound having an activity of binding to the protein or a partial peptide thereof,
Including methods.
Is to provide.
[0019]
The present invention provides a human-derived gene “C-BRACE2047573” encoding a novel protein kinase splice variant and a human-derived gene “C-TESTI2053667” encoding a novel protein kinase. The nucleotide sequence of the human-derived gene “C-BRACE2047573” cDNA is shown in Sequence Listing 1, and the amino acid sequence of the protein encoded by the cDNA is shown in Sequence Listing 2. The nucleotide sequence of the human-derived gene “C-TESTI2053667” cDNA is shown in Sequence Listing 3, and the amino acid sequence of the protein encoded by the cDNA is shown in Sequence Listing 4. “C-BRACE2047573” shown in Sequence Listing 1 has an ORF encoding a protein consisting of 457 amino acids, and “C-TESTI2053667” shown in Sequence Listing 3 has an ORF encoding a protein consisting of 483 amino acids.
[0020]
The present invention also includes proteins functionally equivalent to the protein of the present invention (Sequence Listing 2 or Sequence Listing 4). Examples of such proteins include substitution mutant homologues of the protein of the present invention. In the present specification, the substitution mutant includes a mutant containing mutation, insertion and deletion of 1 to 50 amino acids, particularly 10 amino acids or less. Here, “functionally equivalent” means that the target protein has a function of phosphorylating the protein in the same manner as the protein of the present invention. Whether or not the target protein phosphorylates the protein can be determined by the following method.
[0021]
The protein kinase protein and the substrate protein are mixed in an appropriate reaction solution, reacted in the presence of ATP, and then the phosphorylation activity of the substrate protein is measured to determine the phosphorylation activity. The protein kinase protein can be used after being purified from an appropriate cell line or tissue extract by a general biochemical method. In addition, genes that express protein kinase protein in mammalian cells (COS7, CV-1, HEK293, HeLa, Jurkat, NIH3T3, etc.), insect cells (Sf9, etc.), Escherichia bacteria (E. coli), yeast, etc. It is also possible to use a protein kinase protein introduced and expressed in large quantities. By using ATP labeled with a radioisotope such as [γ-32P] ATP, the phosphorylation state of the substrate protein can be measured by a liquid scintillation counter, autoradiography or the like.
[0022]
In addition, the phosphorylation state of the substrate protein can be measured by ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) or Western blotting using a phosphorylated protein-specific antibody. As the substrate protein, a protein specific to a specific protein kinase can be used, and a protein such as casein, histone, or myelin basic protein (MBP) generally used as a substrate for a protein kinase can also be used. Alternatively, a synthetic peptide having a phosphorylated sequence can also be used.
[0023]
Furthermore, phosphorylation activity can also be determined by measuring phosphorylation (autophosphorylation) of protein kinase protein itself. More specifically, Protein Phosphorylation: A Practical Approach. It can be performed according to a general method described in a book such as First Edition (Hardie DG. Et al., Oxford University Press., 1993).
[0024]
As a method for preparing a protein functionally equivalent to a certain protein, a method for introducing a mutation into the protein is known. For example, site-directed mutagenesis (Hashimoto-Gotoh, T. et al. (1995) Gene 152, 271-275, Zoller, MJ, and Smith, M. (1983) Methods Enzymol. 100, 468-500, Kramer. (1984) Nucleic Acids Res. 12, 9441-9456, Kramer W, and Fritz HJ (1987) Methods. Enzymol. 154, 350-367, Kunkel, TA (1985) Proc Natl Acad Sci US. 82, 488-492, Kunkel (1988) Methods Enzymol. 85, 2763-2766) and the like. By introducing an appropriate mutation in Amino Acids, it can be prepared protein functionally equivalent to the protein. Amino acid mutations can also occur in nature. Thus, a protein having an amino acid sequence in which one or more amino acids are mutated in the amino acid sequence of the protein of the present invention (SEQ ID NO: 2 or 4) and functionally equivalent to the protein is also included in the protein of the present invention. included. In such mutants, the number of amino acids to be mutated is usually within 50 amino acids, preferably within 30 amino acids, and more preferably within 10 amino acids (for example, within 5 amino acids).
[0025]
The amino acid residue to be mutated is preferably mutated to another amino acid in which the properties of the amino acid side chain are conserved.
For example, amino acid side chain properties include hydrophobic amino acids (A, I, L, M, F, P, W, Y, V), hydrophilic amino acids (R, D, N, C, E, Q, G, H, K, S, T), amino acid having an aliphatic side chain (A, V, L, I, P), amino acid having a hydroxyl group-containing side chain (S, T, Y), having a sulfur atom-containing side chain Amino acids (C, M), Amino acids (D, N, E, Q) with carboxylic acid and amide-containing side chains, Amino acids (R, K, H) with base-containing side chains, Aromatic-containing side chains Examples include amino acids (H, F, Y, W).
[0026]
It is already known that proteins having amino acid sequences modified by deletion, addition and / or substitution by other amino acids of one or more amino acid residues to a certain amino acid sequence maintain their biological activity. (Mark, DF et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1984) 81, 5562-5666, Zoller, MJ & Smith, M. Nucleic Acids Research (1982) 10, 6487-. 6500, Wang, A. et al., Science 224, 1431-1433, Dalbadee-McFarland, G. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1982) 79, 6409-6413).
[0027]
The protein having a plurality of amino acid residues added to the amino acid sequence of the protein of the present invention includes a fusion protein containing the protein of the present invention. The fusion protein is a fusion of the protein of the present invention and another peptide or protein, and is included in the present invention. The fusion protein is prepared by ligating the DNA encoding the protein of the present invention (SEQ ID NO: 2 or 4) and the DNA encoding another peptide or protein so that their frames coincide with each other by a known method. May be introduced into an expression vector and expressed in a host, and the other peptide or protein subjected to fusion with the protein of the present invention is not particularly limited.
[0028]
Examples of other peptides subjected to fusion with the protein of the present invention include FLAG (Hopp, TP et al., BioTechnology (1988) 6, 1204-1210), (6 His (histidine)). 6 × His, 10 × His, influenza agglutinin (HA), human c-myc fragment, VSV-GP fragment, p18HIV fragment, T7-tag, HSV-tag, E-tag, SV40T Antigen fragment, lck tag, α-tubulin fragment, B-tag, Protein
Known peptides such as C fragments can be used. Examples of other proteins attached to the fusion of the protein of the present invention include GST (glutathione-S-transferase), HA (influenza agglutinin), immunoglobulin constant region, β-galactosidase, MBP (maltose binding). Protein). A fusion protein can be prepared by fusing a commercially available DNA encoding the peptide or protein with a DNA encoding the protein of the present invention and expressing the prepared fusion DNA.
[0029]
As another method for preparing a protein functionally equivalent to a certain protein, a hybridization technique (Sambrook, J et al., Molecular Cloning 2nd ed., 9.47-9.58, Cold Spring Harbor Lab. press, 1989). That is, based on a DNA sequence encoding the protein of the present invention (SEQ ID NO: 1 or 3) or a part thereof, DNA having high homology with this is isolated and functionally equivalent to the protein of the present invention from the DNA. It is also usually possible to isolate such proteins. The present invention includes proteins that are encoded by a DNA that hybridizes with the DNA encoding the protein of the present invention and functionally equivalent to the protein of the present invention. Examples of such proteins include human and other mammalian homologs (eg, proteins encoded by mice, rats, rabbits, cows, etc.).
[0030]
Examples of hybridization conditions for isolating a DNA encoding a protein functionally equivalent to the protein of the present invention include low stringency conditions. The low stringent conditions are, for example, 42 ° C., 2 × SSC, 0.1% SDS, and preferably 50 ° C., 2 × SSC, 0.1% SDS in washing after hybridization. is there. More preferable hybridization conditions include highly stringent conditions. Highly stringent conditions are, for example, conditions of 65 ° C., 0.1 × SSC and 0.1% SDS. Under these conditions, it can be expected that DNA having high homology can be efficiently obtained as the temperature is increased. However, a plurality of factors such as temperature and salt concentration can be considered as factors affecting the stringency of hybridization, and the same stringency can be realized by appropriately selecting these factors. Further guidance regarding hybridization conditions can be found in, for example, Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, NY), and Ausubel et al. (1995, Current in Protocol). Biology, John Wiley & Sons, NY).
[0031]
Further, in place of hybridization, a gene amplification method using primers synthesized based on the sequence information of the DNA encoding the protein of the present invention (SEQ ID NO: 1 or 3), for example, polymerase chain reaction (PCR) method is used. It is also possible to isolate them.
[0032]
Proteins functionally equivalent to the protein of the present invention encoded by DNA isolated by these hybridization techniques and gene amplification techniques usually have high amino acid sequence homology with the protein of the present invention (Sequence Listing 2 or 4). Have The protein of the present invention also includes proteins that are functionally equivalent to the protein of the present invention and have high homology with the amino acid sequences shown in Sequence Listing 2 or Sequence Listing 4. High homology generally refers to at least 65% identity, preferably 75% identity, more preferably 85% identity, most preferably 95% identity at the amino acid level. . To determine protein homology, the algorithm described in the literature (Wilbur, WJ and Lipman, DJ Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1983) 80, 726-730) was used. Just do it.
[0033]
The protein of the present invention may differ in amino acid sequence, molecular weight, isoelectric point, presence / absence of sugar chain, form, etc., depending on the cell, host or purification method producing the protein, which will be described later. However, as long as the obtained protein has a function equivalent to the protein of the present invention, it is included in the present invention. For example, when the protein of the present invention is expressed in prokaryotic cells such as Escherichia, a methionine residue is added to the N-terminus of the amino acid sequence of the original protein. Such a protein is also included in the protein of the present invention.
[0034]
The protein of the present invention can be prepared as a recombinant protein or a natural protein by a known method. If it is a recombinant protein, a DNA encoding the protein of the present invention (for example, a DNA having the base sequence described in Sequence Listing 1 or Sequence Listing 3) is incorporated into an appropriate expression vector and introduced into an appropriate host cell. The obtained transformant is recovered and an extract is obtained, followed by chromatography such as ion exchange, reverse phase, gel filtration, or affinity chromatography in which an antibody against the protein of the present invention is immobilized on a column, Alternatively, it can be purified and prepared by combining a plurality of these columns.
[0035]
When the protein of the present invention is expressed in a host cell (for example, animal cell or Escherichia) as a fusion protein with glutathione S-transferase protein or as a recombinant protein to which a plurality of histidines are added, The expressed recombinant protein can be purified using a glutathione column or a nickel column. After purification of the fusion protein, the region other than the target protein in the fusion protein can be cleaved and removed with thrombin or factor Xa as necessary.
[0036]
In the case of a natural protein, for example, by purifying an extract of tissue or cells expressing the protein of the present invention by applying an affinity column bound with an antibody that binds to the protein of the present invention described later. It can be isolated. The antibody may be a polyclonal antibody or a monoclonal antibody.
[0037]
The present invention also includes partial peptides of the protein of the present invention. The partial peptide of the present invention consists of an amino acid sequence of at least 7 amino acids or more, preferably 8 amino acids or more, more preferably 9 amino acids or more. The partial peptide can be used, for example, for preparing an antibody against the protein of the present invention, screening for a compound that binds to the protein of the present invention, and screening for a promoter or inhibitor of the protein of the present invention. Further, it can be an antagonist or competitive inhibitor of the protein of the present invention. The partial peptide of the present invention can be produced by genetic engineering techniques, known peptide synthesis methods, or by cleaving the protein of the present invention with an appropriate peptidase. The peptide may be synthesized by, for example, either a solid phase synthesis method or a liquid phase synthesis method.
[0038]
The DNA encoding the protein of the present invention can be used for in vivo and in vitro production of the protein of the present invention as described above, for example, diseases caused by abnormalities in the gene encoding the protein of the present invention or the present invention. It can also be applied to gene therapy for diseases that can be treated with other proteins. The DNA of the present invention may be in any form as long as it can encode the protein of the present invention. That is, it does not matter whether it is cDNA synthesized from mRNA, genomic DNA, or chemically synthesized DNA. Moreover, as long as the protein of the present invention can be encoded, DNA having an arbitrary base sequence based on the degeneracy of the genetic code is included.
[0039]
The DNA of the present invention can be prepared by a known method. For example, by preparing a cDNA library from cells expressing the protein of the present invention and performing hybridization using a part of the DNA sequence of the present invention (for example, Sequence Listing 1 or Sequence Listing 3) as a probe. Can be prepared. The cDNA library may be prepared, for example, by the method described in the literature (Sambrook, J. et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)), or a commercially available DNA library may be used. Good. In addition, after preparing RNA from cells expressing the protein of the present invention, synthesizing cDNA with reverse transcriptase, oligo DNA based on the sequence of the DNA of the present invention (for example, Sequence Listing 1 or Sequence Listing 3) Can be prepared by amplifying the cDNA encoding the protein of the present invention by performing a PCR reaction using this as a primer.
[0040]
Further, by determining the base sequence of the obtained cDNA, the translation region encoded by the cDNA can be determined, and the amino acid sequence of the protein of the present invention can be obtained. Further, genomic DNA can be isolated by screening a genomic DNA library using the obtained cDNA as a probe.
[0041]
Specifically, it may be performed as follows. First, mRNA is isolated from cells, tissues, and organs that express the protein of the present invention. Isolation of mRNA is performed by a known method such as guanidine ultracentrifugation (Chirgwin, JM et al., Biochemistry (1979) 18, 5294-5299), AGPC method (Chomczynski, P. and Sacchi, N.). , Anal.Biochem. (1987) 162, 156-159), etc., and mRNA is purified from the total RNA using mRNA Purification Kit (Pharmacia) or the like. Alternatively, mRNA can be directly prepared by using QuickPrep mRNA Purification Kit (Pharmacia).
[0042]
CDNA is synthesized from the obtained mRNA using reverse transcriptase. The synthesis of cDNA can also be performed using AMV Reverse Transcrispase First-strand cDNA Synthesis Kit (Seikagaku Corporation). In addition, 5′-Ampli FINDER RACE Kit (manufactured by Clontech) and 5′-RACE method using PCR (Frohman, MA et al., Proc. Natl) using primers and the like described in the present specification. Acad.Sci.U.S.A. (1988) 85, 8998-9002; Belyavsky, A. et al., Nucleic Acids Res. (1989) 17, 2919-2932). be able to.
[0043]
A target DNA fragment is prepared from the obtained PCR product and ligated with vector DNA. Further, a recombinant vector is prepared from this, introduced into Escherichia, etc., and colonies are selected to prepare a desired recombinant vector. The base sequence of the target DNA can be confirmed by a known method, for example, the dideoxynucleotide chain termination method.
[0044]
Further, in the DNA of the present invention, a base sequence with higher expression efficiency can be designed in consideration of the codon usage frequency of the host used for expression (Grantham, R. et al., Nucleic Acids Research (1981) ) 9, r43-74). The DNA of the present invention can be modified by a commercially available kit or a known method. Modifications include, for example, digestion with restriction enzymes, insertion of synthetic oligonucleotides and appropriate DNA fragments, addition of linkers, insertion of start codon (ATG) and / or stop codon (TAA, TGA, or TAG). .
[0045]
Specifically, the DNA of the present invention includes DNA consisting of base A at position 102 to base G at position 1472 in the base sequence of Sequence Listing 1. In addition, it includes DNA consisting of base A at position 36 to G at position 1451 in the base sequence of Sequence Listing 3.
[0046]
The DNA of the present invention is also a DNA that hybridizes with a novel region of Sequence Listing 1 or a DNA comprising the base sequence shown in Sequence Listing 3, and encodes a protein that is functionally equivalent to the protein of the present invention. Containing DNA. The conditions for hybridization can be appropriately selected. Specifically, the above-described conditions can be used. Under these conditions, DNA having high homology can be obtained as the temperature is increased. The hybridizing DNA is preferably a naturally occurring DNA, such as cDNA or chromosomal DNA.
[0047]
The present invention also provides a vector into which the DNA of the present invention has been inserted.
The vector of the present invention is useful for retaining the DNA of the present invention in a host cell or expressing the protein of the present invention.
[0048]
As a vector, for example, when Escherichia is used as a host, the vector is amplified in Escherichia in order to amplify it in large quantities with Escherichia (for example, JM109, DH5α, HB101, XL1Blue), etc. In addition, there must be a selection gene for transformed Escherichia bacteria (for example, a drug resistance gene that can be distinguished by any drug (ampicillin, tetracycline, kanamycin, chloramphenicol)). There are no particular restrictions. Examples of vectors include M13 vectors, pUC vectors, pBR322, pBluescript, pCR-Script and the like. In addition, for the purpose of subcloning and excision of cDNA, in addition to the above vectors, for example, pGEM-T, pDIRECT, pT7 and the like can be mentioned.
[0049]
An expression vector is particularly useful when a vector is used for the purpose of producing the protein of the present invention. As an expression vector, for example, for the purpose of expression in Escherichia genus, in addition to the above characteristics that the vector is amplified in Escherichia genus, the host is JM109, DH5α, HB101, XL1-Blue, etc. In the genus Escherichia, such as lacZ promoter (Ward et al., Nature (1989) 341, 544-546; FASEB J. (1992) 6, 2422- 2427), the araB promoter (Better et al., Science (1988) 240, 1041-1043), or the T7 promoter is essential. Examples of such a vector include pGEX-5X-1 (Pharmacia), “QIAexpress system” (Qiagen), pEGFP, or pET (in this case, the host expresses T7 RNA polymerase). BL21 is preferred).
[0050]
The vector may contain a signal sequence for polypeptide secretion. As a signal sequence for protein secretion, the pelB signal sequence (Lei, SP et al J. Bacteriol. (1987) 169, 4379) may be used in the case of producing it in the periplasm of the genus Escherichia. Introduction of a vector into a host cell can be performed using, for example, a calcium chloride method or an electroporation method.
[0051]
In addition to the genus Escherichia, for example, as a vector for producing the protein of the present invention, an expression vector derived from a mammal (for example, pcDNA3 (manufactured by Invitrogen)) or pEGF-BOS (Nucleic Acids. Res. 1990). , 18 (17), p5322), pEF, pCDM8), insect cell-derived expression vectors (eg, “Bac-to-BAC baculovirus expression system” (manufactured by Invitrogen), pBacPAK8), plant-derived expression vectors (eg, pMH1) PMH2), animal virus-derived expression vectors (eg, pHSV, pMV, pAdexLcw), retrovirus-derived expression vectors (eg, pZIPneo), yeast-derived expression vectors (eg, “Pichia Xpression Kit "(Invitrogen), pNV11, SP-Q01), expression vectors derived from Bacillus subtilis (eg, pPL608, pKTH50) can be mentioned.
[0052]
For the purpose of expression in animal cells such as CHO cells, COS cells, NIH3T3 cells, promoters required for expression in cells such as the SV40 promoter (Mulligan et al., Nature (1979) 277, 108), It is essential to have an MMLV-LTR promoter, an EF1α promoter (Mizushima et al., Nucleic Acids Res. (1990) 18, 5322), a CMV promoter, etc., and a gene for selecting transformation into cells (for example, It is more preferable if it has a drug (drug resistance gene that can be discriminated by a drug (neomycin, G418, etc.)). Examples of such a vector include pMAM, pDR2, pBK-RSV, pBK-CMV, pOPRSV, and pOP13.
[0053]
Furthermore, when the gene is stably expressed and the purpose is to amplify the copy number of the gene in the cell, a vector having a DHFR gene complementary to the CHO cell lacking the nucleic acid synthesis pathway (for example, , PCHOI, etc.) and amplifying with methotrexate (MTX). For the purpose of transient expression of the gene, COS having a gene expressing SV40 T antigen on the chromosome Examples thereof include a method of transforming with a vector (such as pcD) having an SV40 replication origin using cells. As the replication origin, those derived from polyoma virus, adenovirus, bovine papilloma virus (BPV) and the like can also be used. Furthermore, in order to amplify the gene copy number in the host cell system, the expression vector can be used as a selection marker such as aminoglycoside transferase (APH) gene, thymidine protein kinase (TK) gene, Escherichia genus xanthine guanine phosphoribosyltransferase (Ecogpt) gene, dihydrofolate. A reductase (dhfr) gene can be included.
[0054]
On the other hand, as a method for expressing the DNA of the present invention in the living body of an animal, the DNA of the present invention is incorporated into an appropriate vector. The method introduced into Thereby, it is possible to perform gene therapy for a disease caused by the mutation of the gene of the present invention. Examples of the vector to be used include, but are not limited to, an adenovirus vector (for example, pAdexlcw) and a retrovirus vector (for example, pZIPneo). General genetic manipulation such as insertion of the DNA of the present invention into a vector can be performed according to a conventional method (Molecular Cloning, 5.61-5.63). Administration to a living body may be an ex vivo method or an in vivo method.
[0055]
The present invention also provides a host cell into which the vector of the present invention has been introduced. The host cell into which the vector of the present invention is introduced is not particularly limited, and for example, Escherichia bacteria and various animal cells can be used. The host cell of the present invention can be used, for example, as a production system for production and expression of the protein of the present invention. Production systems for protein production include in vitro and in vivo production systems. Examples of in vitro production systems include production systems using eukaryotic cells and production systems using prokaryotic cells.
[0056]
When eukaryotic cells are used, for example, animal cells, plant cells, and fungal cells can be used as the host. Animal cells include mammalian cells such as CHO (J. Exp. Med. (1995) 108,945), COS, 3T3, myeloma, BHK (baby hamster kidney), HeLa, Vero, amphibian cells, such as Xenopus laevis. Oocytes (Vale, et al., Nature (1981) 291, 358-340) or insect cells such as Sf9, Sf21, Tn5 are known. Examples of CHO cells include dhfr-CHO (Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1980) 77, 4216-4220) and CHO K-1 (Proc. Natl. Acad. Cadmium), which are CHO cells deficient in the DHFR gene. Sci. USA (1968) 60, 1275) can be preferably used. In animal cells, CHO cells are particularly preferred for the purpose of mass expression. Introduction of the vector into the host cell can be performed by, for example, a calcium phosphate method, a DEAE dextran method, a method using a cationic ribosome DOTAP (Boehringer Mannheim), an electroporation method, a lipofection method, or the like.
[0057]
As plant cells, for example, cells derived from Nicotiana tabacum are known as protein production systems, and these may be cultured in callus. Fungal cells include yeasts such as the genus Saccharomyces, such as Saccharomyces cerevisiae, filamentous fungi such as the genus Aspergillus, such as Aspergillus niger sulgi. .
[0058]
When prokaryotic cells are used, there are production systems using bacterial cells. Examples of bacterial cells include Escherichia genus (E. coli), such as JM109, DH5α, HB101, and others, and Bacillus subtilis is known.
[0059]
Proteins are obtained by transforming these cells with the target DNA and culturing the transformed cells in vitro. The culture can be performed according to a known method. For example, DMEM, MEM, RPMI1640, and IMDM can be used as the culture medium for animal cells. At that time, a serum supplement such as fetal calf serum (FCS) can be used in combination, or serum-free culture can be performed. The pH during the culture is preferably about 6-8. The culture is usually performed at about 30 to 40 ° C. for about 15 to 200 hours, and medium exchange, aeration, and agitation are added as necessary.
[0060]
On the other hand, examples of a system for producing a protein in vivo include a production system using animals and a production system using plants. A target DNA is introduced into these animals or plants, and proteins are produced and collected in the animals or plants. The “host” in the present invention includes these animals and plants.
[0061]
When animals are used, there are production systems using mammals. As mammals, goats, pigs, sheep, mice, and cattle can be used (Vicki Glaser, SPECTRUM Biotechnology Applications, 1993). Moreover, when using a mammal, a transgenic animal can be used.
[0062]
For example, the target DNA is prepared as a fusion gene with a gene encoding a protein inherently produced in milk such as goat β casein. Next, a DNA fragment containing the fusion gene is injected into a goat embryo, and the embryo is transferred to a female goat. The protein of interest can be obtained from the milk produced by the transgenic goat born from the goat that received the embryo or its progeny. Hormones may be used as appropriate in transgenic goats to increase the amount of milk containing protein produced from the transgenic goat (Ebert, KM et al., Bio / Technology (1994) 12,699. -702).
[0063]
Insects can also be used in the above. For example, when silkworms are used, by infecting silkworms with baculovirus inserted with DNA encoding the target protein,
The desired protein can be obtained from the body fluid of this silkworm (Susumu, M. et al., Nature (1985) 315, 592-594).
[0064]
Furthermore, when using plants, for example, tobacco can be used.
When using tobacco, a DNA encoding the protein of interest is inserted into a plant expression vector, such as pMON 530,
This vector is introduced into bacteria such as Agrobacterium tumefaciens.
Infecting this bacterium with tobacco, for example Nicotiana tabacum,
The desired polypeptide can be obtained from the leaves of this tobacco (Julian K.-C. Ma et al., Eur. J. Immunol. (1994) 24, 131-138).
[0065]
The protein of the present invention thus obtained can be isolated from the inside of the host cell or outside the cell (such as a medium) and purified as a substantially pure and uniform protein. Separation and purification of proteins may be carried out using separation and purification methods used in usual protein purification, and are not limited in any way.
For example, chromatography column, filter, ultrafiltration, salting out, solvent precipitation, solvent extraction, immunoprecipitation,
Proteins can be separated and purified by appropriately selecting and combining SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, isoelectric focusing, dialysis, recrystallization and the like.
[0066]
Examples of chromatography include affinity chromatography, ion exchange chromatography,
Examples include hydrophobic chromatography, gel filtration, reverse phase chromatography, and adsorption chromatography.
These chromatography can be performed using liquid phase chromatography, for example, liquid phase chromatography such as HPLC and FPLC.
The present invention also includes highly purified proteins using these purification methods.
[0067]
The protein can be arbitrarily modified or the peptide can be partially removed by allowing an appropriate protein modifying enzyme to act before or after purification of the protein. Examples of protein modifying enzymes include trypsin, chymotrypsin, lysyl endopeptidase, protein protein kinase, glucosidase and the like.
[0068]
The present invention also provides an antibody that binds to the protein of the present invention.
The form of the antibody of the present invention is not particularly limited, and includes monoclonal antibodies as well as polyclonal antibodies.
Also included are antisera obtained by immunizing animals such as rabbits with the protein of the present invention, all classes of polyclonal and monoclonal antibodies, human antibodies and humanized antibodies by genetic recombination.
[0069]
The protein of the present invention used as a sensitizing antigen for antibody acquisition is not limited to the animal species from which it is derived, but mammals,
For example, a protein derived from human, mouse or rat is preferable, and a protein derived from human is particularly preferable.
Human-derived proteins can be obtained using the gene sequences or amino acid sequences disclosed in this specification.
[0070]
In the present invention, the protein used as the sensitizing antigen may be a complete protein,
It may be a partial peptide of a protein. Examples of the partial peptide of the protein include an amino group (N) terminal fragment and a carboxy (C) terminal fragment of the protein.
The “antibody” described in the present specification means an antibody that reacts with the full length or fragment of a protein.
[0071]
A gene encoding the protein of the present invention or a fragment thereof is inserted into a known expression vector system, the host cell described in this specification is transformed with the vector, and the target protein or fragment thereof is known from inside or outside the host cell. These can be used as sensitizing antigens. Alternatively, cells expressing the protein, lysates thereof, or chemically synthesized proteins of the present invention may be used as the sensitizing antigen.
The short peptide is preferably combined with a carrier protein such as keyhole limpet hemocyanin, bovine serum albumin, ovalbumin and the like as an antigen.
[0072]
The mammal to be immunized with the sensitizing antigen is not particularly limited, but is preferably selected in consideration of the compatibility with the parent cell used for cell fusion. Rabbit eyes, primate animals are used.
[0073]
Examples of rodent animals include mice, rats, and hamsters.
For example, a rabbit is used as the animal of the order of rabbit eyes. For example, monkeys are used as the primate animals.
As monkeys, monkeys (old world monkeys) with narrow nose, such as cynomolgus monkeys, rhesus monkeys, baboons, chimpanzees and the like are used.
[0074]
In order to immunize a mammal with a sensitizing antigen, a known method is performed.
As a general method, a sensitizing antigen is injected into a mammal intraperitoneally or subcutaneously.
Specifically, the sensitizing antigen is diluted to an appropriate amount with PBS (Phosphate-Buffered Saline) or physiological saline,
If necessary, a normal adjuvant, for example, Freund's complete adjuvant, is mixed with the suspension in an appropriate amount. After emulsification, the suspension is administered to a mammal. Furthermore, it is preferable to administer a sensitizing antigen mixed in an appropriate amount with Freund's incomplete adjuvant several times every 4 to 21 days.
In addition, an appropriate carrier can be used during immunization with the sensitizing antigen.
Immunization is carried out in this manner, and it is confirmed by a conventional method that the desired antibody level is increased in the serum.
[0075]
Here, in order to obtain a polyclonal antibody against the protein of the present invention, after confirming that the desired antibody level in the serum was increased,
Remove the blood of the mammal sensitized with the antigen. Serum is separated from this blood by a known method.
As a polyclonal antibody, a serum containing a polyclonal antibody may be used, and if necessary, a fraction containing a polyclonal antibody may be further isolated from this serum and used.
For example, using an affinity column coupled with the protein of the present invention, a fraction that recognizes only the protein of the present invention is obtained, and this fraction is further purified using a protein A or protein G column. Immunoglobulin G or M can be prepared.
[0076]
To obtain a monoclonal antibody, after confirming that the desired antibody level is increased in the serum of a mammal sensitized with the antigen,
Immune cells may be removed from the mammal and subjected to cell fusion. In this case, spleen cells are particularly preferable as immune cells used for cell fusion.
The other parent cell to be fused with the immunocyte is preferably a mammalian myeloma cell, more preferably a myeloma cell that has acquired the characteristics for selecting fused cells by a drug.
[0077]
The cell fusion between the immunocytes and myeloma cells is basically performed by a known method such as the method of Milstein et al. (Galfre, G. and Milstein, C., Methods Enzymol. (1981) 73, 3-46). It can be done as well.
[0078]
Hybridomas obtained by cell fusion can be prepared using conventional selective culture media such as HAT culture media (hypoxanthine,
Culture medium containing aminopterin and thymidine).
Culturing with the HAT culture solution is carried out for a time sufficient for the cells other than the target hybridoma (non-fused cells) to die, usually several days to several weeks.
Subsequently, a normal limiting dilution method is performed to screen and clone hybridomas that produce the target antibody.
[0079]
In addition to immunizing non-human animals with antigens to obtain the above hybridomas, they were infected with human lymphocytes such as EB virus.
Human lymphocytes are sensitized in vitro with proteins, protein-expressing cells or lysates thereof, and the sensitized lymphocytes have human-derived permanent mitotic potential
A hybridoma that produces a desired human antibody having a binding activity to a protein can also be obtained by fusing with a myeloma cell such as U266 (Japanese Patent Laid-Open No. 63-17688).
[0080]
Next, the obtained hybridoma was transplanted into the mouse abdominal cavity, ascites was collected from the mouse, and the obtained monoclonal antibody was
For example, it can be prepared by purification using ammonium sulfate precipitation, protein A, protein G column, DEAE ion exchange chromatography, affinity column coupled with the protein of the present invention, or the like.
The antibody of the present invention can be used for the purification and detection of the protein of the present invention and can also be a candidate for the agonist or antagonist of the protein of the present invention.
It is also conceivable to apply this antibody to antibody therapy for diseases involving the protein of the present invention.
When the obtained antibody is used for the purpose of administering it to the human body (antibody treatment), a human antibody or a human-type antibody is preferable in order to reduce immunogenicity.
[0081]
For example, a transgenic animal having a repertoire of human antibody genes is immunized with an antigen protein, a protein-expressing cell, or a lysate thereof to obtain an antibody-producing cell, and a hybridoma obtained by fusing this with a myeloma cell is used for the protein. Human antibodies can be obtained (see International Publication Nos. WO92-03918, WO93-2227, WO94-02602, WO94-25585, WO96-33735 and WO96-34096).
[0082]
In addition to producing antibodies using hybridomas, cells obtained by immortalizing immune cells such as sensitized lymphocytes that produce antibodies with an oncogene may be used.
[0083]
The monoclonal antibody thus obtained can also be obtained as a recombinant antibody produced using a gene recombination technique (for example, Borrebaeck, CAK and Larick, JW, (See THERAPEUTIC MONOCLONAL ANTIBODIES, Published in the United Kingdom by MACMILLAN PUBLISHERS LTD, 1990).
Recombinant antibodies clone DNA encoding them from immune cells such as hybridomas or sensitized lymphocytes that produce antibodies,
It is incorporated into an appropriate vector and introduced into a host for production.
The present invention encompasses this recombinant antibody.
[0084]
Further, the antibody of the present invention may be an antibody fragment or a modified antibody as long as it binds to the protein of the present invention.
For example, as an antibody fragment, Fab, F (ab ′) 2, Fv, or a single chain Fv (scFv) in which Fv of H chain and L chain are linked by an appropriate linker (Huston, J. S. et al.,). Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1988) 85, 5879-5883).
Specifically, the antibody is treated with an enzyme such as papain or pepsin to generate antibody fragments, or a gene encoding these antibody fragments is constructed and introduced into an expression vector, and then an appropriate host cell. (Eg, Co, MS et al., J. Immunol. (1994) 152, 2968-2976; Better, M. and Horwitz, AH, Methods Enzymol. (1989) 178,476). -496; Pluckthun, A. and Skerra, A., Methods Enzymol. (1989) 178, 497-515; Lamoyi, E., Methods Enzymol. (1986) 121, 652-663, Rousseaux, J. et al. Methods En . Ymol (1986) 121,663-669; Bird, R.E.and Walker, B.W., see Trends Biotechnol (1991) 9,132-137)..
[0085]
Antibodies modified with various molecules such as polyethylene glycol (PEG) can also be used as modified antibodies.
The “antibody” of the present invention includes these modified antibodies. In order to obtain such a modified antibody, it can be obtained by chemically modifying the obtained antibody.
These methods are already established in this field.
[0086]
Moreover, the antibody of the present invention is derived from a chimeric antibody or a non-human antibody-derived CDR (complementarity determining region) and a human antibody comprising a variable region derived from a non-human antibody and a constant region derived from a human antibody using a known technique. It can be obtained as a humanized antibody consisting of the FR (framework region) and constant region.
[0087]
The antibody obtained as described above can be purified to homogeneity.
Separation and purification of antibodies used in the present invention may be carried out using separation and purification methods used for ordinary proteins.
For example, chromatography columns such as affinity chromatography, filters, ultrafiltration, salting out, dialysis,
By appropriately selecting and combining SDS polyacrylamide gel electrophoresis, isoelectric focusing, etc., antibodies can be separated and purified (see Antibodies: A Laboratory Manual. Ed Harlow and David Lane, Cold Spring Harbor Laboratory, 1988). ) Is not limited to these.
The concentration of the antibody obtained above can be measured by measuring absorbance or ELISA.
[0088]
Examples of columns used for affinity chromatography include a protein A column and a protein G column.
For example, as a column using a protein A column, Hyper D, POROS, Sepharose F. F. (Manufactured by Pharmacia).
[0089]
As chromatography other than affinity chromatography, for example, ion exchange chromatography,
Hydrophobic chromatography, gel filtration, reverse phase chromatography, adsorption chromatography, etc. (see Strategies for Protein Purification and Characterization: A Laboratory Course Manual. Ed Daniel R. Marshar et al. ).
These chromatography can be performed using liquid phase chromatography, such as HPLC and FPLC.
[0090]
In addition, as a method for measuring the antigen binding activity of the antibody of the present invention, for example, absorbance measurement, ELISA, EIA (enzyme immunoassay),
RIA (radioimmunoassay) or fluorescent antibody method can be used.
When using ELISA, the protein of the present invention is added to a plate on which the antibody of the present invention is immobilized, and then a sample containing the target antibody,
For example, a culture supernatant of antibody-producing cells or a purified antibody is added.
Add a secondary antibody that recognizes an antibody labeled with an enzyme, such as alkaline phosphatase, and incubate the plate;
Next, after washing, antigen binding activity can be evaluated by adding an enzyme substrate such as p-nitrophenyl phosphate and measuring the absorbance.
[0091]
As the protein, a protein fragment, for example, a fragment consisting of the C-terminal thereof may be used.
BIAcore (Pharmacia) can be used for the activity evaluation of the antibody of the present invention.
[0092]
By using these techniques, the antibody of the present invention is brought into contact with the sample expected to contain the protein of the present invention contained in the sample,
The method for detecting or measuring a protein of the present invention comprising detecting or measuring an immune complex between the antibody and the protein can be carried out.
Since the protein detection or measurement method of the present invention can specifically detect or measure the protein, it is useful for various experiments using the protein.
[0093]
The present invention also provides a polynucleotide comprising at least 15 nucleotides complementary to DNA encoding the protein of the present invention (the novel region of Sequence Listing 1 or Sequence Listing 3) or its complementary strand.
[0094]
Here, the “complementary strand” refers to the other strand with respect to one strand of a double-stranded nucleic acid comprising A: T (U in the case of RNA) and G: C base pairs.
In addition, “complementary” is not limited to a case where the sequence is completely complementary in at least 15 consecutive nucleotide regions, and is at least 70%, preferably at least 80%, more preferably 90%, still more preferably 95%. What is necessary is just to have the homology on the above base sequences.
The algorithm described in the present specification may be used as an algorithm for determining homology.
[0095]
Such nucleic acids include probes and primers used for detection and amplification of DNA encoding the protein of the present invention, probes and primers for detecting the expression of the DNA, and nucleotides for controlling the expression of the protein of the present invention. Alternatively, nucleotide derivatives (for example, antisense oligonucleotides and ribozymes, or DNA encoding them) are included.
Moreover, such a nucleic acid can also be utilized for production of a DNA chip.
[0096]
When used as a primer, the region on the 3 ′ side is complementary, and a restriction enzyme recognition sequence or a tag can be added to the 5 ′ side.
[0097]
Antisense oligonucleotides include, for example, antisense oligonucleotides that hybridize to a novel region of Sequence Listing 1 or any position in the base sequence of Sequence Listing 3.
This antisense oligonucleotide is preferably an antisense oligonucleotide to at least 15 or more consecutive nucleotides in the novel region of Sequence Listing 1 or the base sequence of Sequence Listing 3. More preferably, it is an antisense oligonucleotide in which at least 15 or more consecutive nucleotides contain a translation initiation codon.
[0098]
As antisense oligonucleotides, derivatives or modifications thereof can be used.
As a modification, for example, a lower alkyl phosphonate modification such as methyl phosphonate type or ethyl phosphonate type,
Examples include phosphorothioate modified products and phosphoramidate modified products.
[0099]
Antisense oligonucleotides are not only those in which nucleotides corresponding to nucleotides constituting a predetermined region of DNA or mRNA are all complementary sequences, but also DNA or mRNA and oligonucleotide are novel regions of Sequence Listing 1 or As long as it can specifically hybridize to the base sequence shown in Sequence Listing 3, one containing one or more nucleotide mismatches is also included.
[0100]
The antisense oligonucleotide derivative of the present invention acts on the cells producing the protein of the present invention and binds to the DNA or mRNA encoding the protein, thereby inhibiting its transcription or translation or promoting the degradation of mRNA. Thus, by suppressing the expression of the protein of the present invention, the effect of suppressing the action of the protein of the present invention is obtained.
[0101]
The protein of the present invention is useful for screening for compounds that bind to the protein. That is, the protein of the present invention is brought into contact with a test sample expected to contain a compound that binds to the protein, and a compound having an activity that binds to the protein of the present invention is selected. Used in methods of screening for compounds that bind to proteins.
[0102]
The protein of the present invention used for screening may be a recombinant protein or a naturally derived protein.
It may also be a partial peptide. Moreover, the form expressed on the cell surface or the form as a membrane fraction may be sufficient.
There are no particular limitations on the test sample, for example, cell extract, cell culture supernatant, fermented microorganism product, marine organism extract, plant extract,
Examples include purified or roughly purified proteins, peptides, non-peptidic compounds, synthetic low molecular compounds, natural compounds, and the like.
The protein of the present invention to be contacted with a test sample is, for example, as a purified protein, a soluble protein, or a form bound to a carrier,
As a fusion protein with another protein, it can be brought into contact with a test sample as a membrane fraction as a form expressed on a cell membrane.
[0103]
As a method for screening for a protein that binds to the protein of the present invention, for example, many known methods can be used. Such screening can be performed, for example, by immunoprecipitation. Specifically, it can be performed as follows.
The gene encoding the protein of the present invention is inserted into a vector for expressing a foreign gene such as pSV2neo, pcDNAI, or pCD8 to express the gene in animal cells. As a promoter used for expression, SV40 early promoter (Rigby In Williamson (ed.), Genetic Engineering, Vol. 3. Academic Press, London, p. 83-141 (1982)), EF-1 α promoter Gene (K. 1982). , P.217-223 (1990)), CAG promoter (Niwa et al. Gene 108, p.193-200 (1991)), RSV LTR promoter (Cullen Methods in Enzymology 152, p. 684-704 (1987)). SR α promoter (Takebe et al. Mol. Cell. Biol. 8, p.466 (1988)), CMV im media early promoter (Seed and Aruffo Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84, p. 3365-3369 (1987)), SV40 late promoter (Gheysen and Fiers J. Mol. App. 38, App. (1982)), Adenovirus late promoter (Kaufman et al. Mol. Cell. Biol. 9, p. 946 (1989)), HSV TK promoter, and any other generally usable promoter may be used.
[0104]
In order to express a foreign gene by introducing a gene into an animal cell, electroporation (see Chu, G. et al. Nucl. Acid Res. 15, 1311-1326 (1987)), calcium phosphate method (Chen , C and Okayama, H. Mol. Cell. Biol. 7, 2745-2752 (1987)), DEAE dextran method (Lopata, MA et al. Nucl. Acids Res. 12, 5707-5717 (1984). Sussman, D. J. and Milman, G. Mol. Cell. Biol. 4, 1644-143 (1985)), Lipofectin method (Derijard, B. Cell 7, 1025-1037 (1994); Lamb, B .; T. et al Nature Genetics 5,22-30 (1993); Rabindran, S.K.et al.Science 259,230-234 (1993) refer) there is a method such as may be by any method.
[0105]
By introducing a recognition site (epitope) of a monoclonal antibody whose specificity is clear into the N-terminus or C-terminus of the protein of the present invention, the protein of the present invention is expressed as a fusion protein having the recognition site of the monoclonal antibody. be able to. A commercially available epitope-antibody system can be used (see Experimental Medicine 13, 85-90 (1995)). A vector capable of expressing a fusion protein with β-galactosidase, maltose binding protein, glutathione S-transferase, green fluorescent protein (GFP) and the like via a multicloning site is commercially available.
[0106]
In order to avoid changing the properties of the protein of the present invention as much as possible by using a fusion protein, a method for preparing a fusion protein by introducing only a small epitope consisting of several to a dozen amino acids has also been reported. Yes. For example, polyhistidine (His-tag), influenza agglutinin HA, human c-myc, FLAG, vesicular stomatitis virus glycoprotein (VSV-GP), T7 gene10 protein (T7-tag), human herpes simplex virus glycoprotein (HSV) -Tag), E-tag (epitope on monoclonal phage), and other monoclonal antibodies that recognize the epitope can be used as an epitope-antibody system for screening for proteins that bind to the protein of the present invention (Experimental Medicine 13). 85-90 (1995)).
[0107]
In immunoprecipitation, an immune complex is formed by adding these antibodies to a cell lysate prepared using an appropriate surfactant. This immune complex consists of the protein of the present invention, a protein capable of binding to the protein, and an antibody. In addition to using an antibody against the above epitope, immunoprecipitation can also be performed using an antibody against the protein of the present invention. The antibody against the protein of the present invention can be obtained by, for example, introducing a gene encoding the protein of the present invention into an appropriate Escherichia bacterium expression vector, expressing it in Escherichia bacterium, purifying the expressed protein, It can be prepared by immunizing mice, rats, goats, chickens and the like. It can also be prepared by immunizing the above animal with the synthesized partial peptide of the protein of the present invention.
[0108]
For example, if the antibody is a mouse IgG antibody, the immune complex can be precipitated using Protein A Sepharose or Protein G Sepharose. Further, when the protein of the present invention is prepared as a fusion protein with an epitope such as GST, for example, a substance that specifically binds to these epitopes such as glutathione-Sepharose 4B is used to Similar to the case of using an antibody, an immune complex can be formed.
[0109]
For general methods of immunoprecipitation, for example, according to the method described in the literature (see Harlow, E. and Lane, D .: Antibodies, pp. 511-552, Cold Spring Harbor Laboratory publications, New York (1988)), Or it may be performed according to the above.
[0110]
SDS-PAGE is generally used for analysis of immunoprecipitated proteins, and by using a gel with an appropriate concentration, proteins that are bound by the molecular weight of the protein can be analyzed. At this time, in general, the protein bound to the protein of the present invention is difficult to detect by ordinary protein staining methods such as Coomassie staining and silver staining, so that 35S-methionine, which is a radioactive isotope, Detection sensitivity can be improved by culturing cells in a culture solution containing 35S-cysteine, labeling the protein in the cells, and detecting this. If the molecular weight of the protein is known, the protein of interest can be purified directly from SDS-polyacrylamide gel and its sequence can be determined.
[0111]
Moreover, as a method for isolating a protein that binds to the protein using the protein of the present invention, for example, the West Western blotting method (Skolnik, EY et al., Cell (1991) 65, 83-90). Reference). That is, a cDNA library using a phage vector (λgt11, ZAP, etc.) is prepared from cells, tissues, or organs (eg, liver or kidney) that are expected to express a protein that binds to the protein of the present invention. A protein expressing the protein bound to the protein of the present invention by reacting the protein of the present invention, which is expressed on LB-agarose and expressed on the filter, immobilized, purified and labeled with the filter of the present invention What is necessary is just to detect with a label | marker. Examples of the method for labeling the protein of the present invention include a method using the binding property of biotin and avidin, an antibody that specifically binds to the protein of the present invention or a peptide or polypeptide fused to the protein of the present invention (eg, GST). , A method using a radioisotope, a method using fluorescence, and the like.
[0112]
In addition, as another aspect of the screening method of the present invention, a two-hybrid system using cells (Fields, S., and Sternglanz, R., Trends. Genet. (1994) 10, 286-292, Dalton S, and Treisman R (1992) Characterization of SAP-1, aprotein recruited by serum response factor to the c-fos serum response element.Cell 68,597-612, "MATCHMAKER Two-Hybrid System", "Mammalian MATCHMAKER Two-Hybrid Assay Kit ", MATCHMAKER One-Hybr d System "(both manufactured by Clontech), method using the" HybriZAP Two-Hybrid Vector System "(Stratagene) reference) and the like. In the two-hybrid system, the protein of the present invention or a partial peptide thereof is fused with the SRF DNA binding region or GAL4 DNA binding region and expressed in yeast cells to express a protein that binds to the protein of the present invention. A cDNA library that is expressed in a form fused with the VP16 or GAL4 transcriptional activation region is prepared from cells expected to be introduced into the yeast cell, and the library-derived cDNA is detected from the detected positive clone. (If a protein that binds to the protein of the present invention is expressed in yeast cells, the reporter gene is activated by the binding of the two, and a positive clone can be confirmed). By introducing the isolated cDNA into an Escherichia bacterium and expressing it, a protein encoded by the cDNA can be obtained. This makes it possible to prepare a protein that binds to the protein of the present invention or a gene thereof. Examples of the reporter gene used in the 2-hybrid system include, but are not limited to, the HIS3 gene, Ade2 gene, LacZ gene, CAT gene, luciferase gene, PAI-1 (plasminogen activator inhibitor type 1) gene, and the like. Not. Screening by the two-hybrid method can be performed using yeast, mammalian cells, and the like.
[0113]
Screening for a compound that binds to the protein of the present invention can also be performed using affinity chromatography. For example, the test sample that is expected to express a protein that binds to the protein of the present invention is applied to the protein of the present invention immobilized on a carrier of an affinity column. Examples of the test sample in this case include cell extracts and cell lysates. After applying the test sample, the column can be washed to prepare a protein bound to the protein of the present invention.
[0114]
The obtained protein is analyzed for its amino acid sequence, an oligo DNA is synthesized based on the amino acid sequence, and a cDNA library is screened using the DNA as a probe, whereby a DNA encoding the protein can be obtained.
[0115]
In the present invention, a biosensor using the surface plasmon resonance phenomenon can also be used as a means for detecting or measuring the bound compound. The biosensor using the surface plasmon resonance phenomenon allows the interaction between the protein of the present invention and the test compound to be observed in real time as a surface plasmon resonance signal without using a trace amount of protein and labeling. (For example, BIAcore, manufactured by Pharmacia). Therefore, it is possible to evaluate the binding between the protein of the present invention and the test compound by using a biosensor such as BIAcore.
[0116]
Further, methods for isolating compounds (including agonists and antagonists) that bind not only to proteins but also to proteins of the present invention include, for example, synthetic compounds, natural product banks, or random phages that are immobilized on proteins of the present invention. A method for screening a molecule that binds to the protein of the present invention by allowing a peptide display library to act, or a screening method using high-throughput by combinatorial chemistry technology (Wrightton NC; Farrell FX; Chang R; Kashhap AK; Barbone FP; Mulcahy LS; Johnson DL; Barret RW; Jolliffe LK; Dower WJ., Small peptides as potential mimics of the proto. in hormone erythropoietin, Science (UNITED STATES) Jul 26 1996,273 p458-64, Verdine GL., The combinatorial chemistry of nature.Nature (ENGLAND) Nov 7 1996,384 p11-13, Hogan JC Jr., Directed combinatorial chemistry. Nature (ENGLAND) Nov 7 1996, 384 p17-9) is known.
[0117]
A compound that can be isolated by the screening of the present invention is a candidate for a drug for regulating the activity of the protein of the present invention, and exhibits a disease caused by abnormal expression or abnormal function of the protein of the present invention or the activity of the protein of the present invention. Application to the treatment of diseases that can be treated by controlling is conceivable. Substances in which a part of the structure of a compound that can be isolated using the screening method of the present invention is converted by addition, deletion and / or substitution are also included in the compound that binds to the protein of the present invention.
[0118]
Use of the protein of the present invention or a compound that can be isolated by the screening of the present invention as a medicine for humans and animals such as mice, rats, guinea pigs, rabbits, chickens, cats, dogs, sheep, pigs, cows, monkeys, baboons, chimpanzees In this case, in addition to directly administering the protein or the isolated compound itself to the patient, it is also possible to administer it by formulating it by a known pharmaceutical method. For example, tablets, capsules, elixirs, microcapsules as required, or aseptic solutions or suspensions with water or other pharmaceutically acceptable liquids It can be used parenterally in the form of injections. For example, a pharmacologically acceptable carrier or medium, specifically, sterilized water, physiological saline, vegetable oil, emulsifier, suspension, surfactant, stabilizer, flavoring agent, excipient, vehicle, preservative It is conceivable to formulate by combining with a binder or the like as appropriate and mixing in a unit dosage form generally required for pharmaceutical practice. The amount of active ingredients in these preparations is such that an appropriate volume within the indicated range can be obtained.
[0119]
Additives that can be mixed into tablets and capsules include, for example, binders such as gelatin, corn starch, gum tragacanth and gum arabic, excipients such as crystalline cellulose, swelling agents such as corn starch, gelatin and alginic acid Lubricants such as magnesium stearate, sweeteners such as sucrose, lactose or saccharin, flavoring agents such as peppermint, red mono oil or cherry are used. When the dispensing unit form is a capsule, the above material may further contain a liquid carrier such as fats and oils. Sterile compositions for injection can be formulated according to normal pharmaceutical practice using a vehicle such as distilled water for injection.
[0120]
Examples of aqueous solutions for injection include physiological saline, isotonic solutions containing glucose and other adjuvants such as D-sorbitol, D-mannose, D-mannitol, and sodium chloride, and suitable solubilizers such as You may use together with alcohol, specifically ethanol, polyalcohol, for example, propylene glycol, polyethyleneglycol, nonionic surfactant, for example, polysorbate 80 (TM), HCO-50.
[0121]
Examples of the oily liquid include sesame oil and soybean oil, which may be used in combination with benzyl benzoate or benzyl alcohol as a solubilizing agent. Moreover, you may mix | blend with buffer, for example, phosphate buffer, sodium acetate buffer, a soothing agent, for example, procaine hydrochloride, stabilizer, for example, benzyl alcohol, phenol, antioxidant. The prepared injection solution is usually filled into a suitable ampoule.
[0122]
For example, intraarterial injection, intravenous injection, subcutaneous injection, etc., as well as intranasal, transbronchial, intramuscular, transdermal, or oral administration can be used as appropriate for administration to patients. The dose varies depending on the weight and age of the patient, the administration method, etc., but an appropriate dose can be appropriately selected according to the symptoms. In addition, if the compound can be encoded by DNA, it may be possible to incorporate the DNA into a gene therapy vector and perform gene therapy. The dose and administration method vary depending on the weight, age, symptoms, etc. of the patient, but an appropriate dose can be appropriately selected and used.
[0123]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to the following Example.
Example 1
Preparation of cDNA library by oligo cap method
(1) Preparation of cDNA library
MRNA extracted as total RNA from human tissue was purchased. The relationship between the library name and its origin is shown below in the order of “library name: origin, supplier”.
[0124]
BRACE: Brain, cerebellum, Clontech (CLONTECH # 64035-1)
TESTI: Oligocap method [M.C. from the testis (Testis) and Clontech (CLONTECH # 64027-1) RNAs. Maruyama and S.M. Sugano, Gene, 138: 171-174 (1994)] was used to prepare a cDNA library (International Patent Publication WO 01/04286). An oligo cap linker (Oligo-cap linker, SEQ ID NO: 5) and an oligo (dT) primer (Oligo dT primer, SEQ ID NO: 6) were used to treat BAP (Bacterial Alkaline Phosphatase), TAP as described in the publication. (Tobacco Acid Pyrophosphatase) treatment, RNA ligation, first-strand cDNA synthesis and RNA removal were performed. Next, it was converted into double-stranded cDNA by PCR (polymerase chain reaction) using 5 ′ (SEQ ID NO: 7) and 3 ′ (SEQ ID NO: 8) PCR primers, and cleaved with SfiI. Subsequently, the cDNA fragment was usually cloned into a vector pME18SFL3 (see FIG. 1) (GenBank AB009864, Expression vector) obtained by cleaving a cDNA fragment fractionated to 2 kb or more with DraIII to prepare a cDNA library.
(2) Evaluation of full length of 5′-end of clone from cDNA library prepared by oligocap method
Using the DNA sequencing reagent [BigDye Terminator Cycle Sequencing FS Ready Reaction Kit, manufactured by Bio Systems (PE Biosystems)], the sequencing reaction was performed on the plasmid DNA of the clones obtained from these using the DNA sequencing reagent (BigDye Terminator Cycle Sequencing FS Ready Reaction Kit). Thereafter, the DNA base sequence was analyzed with a DNA sequencer (ABI PRISM 3700, manufactured by Biosystems), and the obtained data was compiled into a database.
[0125]
The full length ratio of the 5′-end of the human cDNA library prepared by the improved oligo cap method was determined by the following method. For all clones in which the 5′-terminal sequence matches the human known mRNA in the public database, the 5′-terminal extends longer than the known mRNA sequence in the public database, or the 5′-terminal is short but the translation initiation codon Was judged as “full length”, and when it did not contain a translation initiation codon, it was judged as “non-full length”. Based on this, the total length of the 5'-end
[Number of full-length clones / (number of full-length clones + number of non-full-length clones)]
Was calculated. As a result, the total length ratio of the 5′-end was about 90% for both cDNA libraries. From this result, it was found that the full length ratio of the 5′-end sequence of the clone from the human cDNA library obtained by the oligocap method was very high.
Example 2
cDNA clone terminal sequence analysis and full-length nucleotide sequence analysis clone selection
For the plasmid DNA of the clones obtained from each cDNA library, the nucleotide sequence of the 5 ′ end of the cDNA was converted into a DNA sequencing reagent (Dye Terminator Cycle Sequencing Cycle Deion FS Ready Reactor Cycle Sequencing Cycle Sequencing Cycle Sequencing Cycle Sequencing Cycle Sequencing Cycle Sequencing Cycle Sequencing The sequencing reaction was performed with a DNA sequencer (ABI PRISM 3700, manufactured by Biosystems) using a cycle sequencing FS Ready Reaction Kit (manufactured by Biosystems) according to the manual. The obtained data was made into a database.
[0126]
For the 5 ′ terminal sequence of the analyzed cDNA clone, a homology search by BLAST was performed on the data with the complete cds of GenBank and UniGene, and those that were identical to the human mRNA sequence were excluded. Next, clustering was performed. When the homology was 90% or more and the consensus sequence was 50 base pairs or more, they were regarded as the same group, and a group was formed. A clone having a longer 5′-side in the group was selected, and the 3 ′ end sequence of the selected clone was analyzed and obtained by the same method as the 5 ′ end sequence as necessary. The obtained terminal sequence data was analyzed, and clones that made contigs with the 5 ′ end and 3 ′ end sequences were excluded. Further, as described above, the homology search by BLAST was used to remove those that were identical to the human mRNA sequence. A clone for full-length base sequence analysis was obtained from the clone thus selected.
Example 3
Full-length nucleotide sequence analysis
The base sequence of full length cDNA was determined for each clone selected for full length base sequence analysis. The base sequence was determined mainly by the primer walking method by the dideoxy terminator method using custom synthetic DNA primers. That is, using a custom synthetic DNA primer, a sequencing reaction was performed according to the manual using a DNA sequencing reagent manufactured by Biosystem, and then a DNA base sequence was analyzed using a sequencer manufactured by the same company. In some cases, a DNA sequencer manufactured by Licor was also used. Next, from the determined full-length base sequence, the translation region into the protein was estimated and the amino acid sequence was determined. BRACE2047573 was selected from the BRACE cDNA library, and TESTTI2053667 was selected from the TESTI cDNA library.
Example 4
Selection of clones with kinase-like sequences
First, the nucleic acid sequence of the helix clone was converted into a peptide sequence using a standard genetic code, and a database consisting only of peptide sequences consisting of 200 amino acids or more successively was created. Using the hidden Markov model PF00069 (PFAM database) representing the kinase catalytic domain as a query, a homology search for all helix clones was attempted using Wise 2.0 (estededb). Only clones having an expected value (Expect) of 0.01 or less were selected. As a result, a kinase catalytic activity domain was detected in 196 clones.
NCBI for the resulting clone
Using BLAST, a homology search for protein databases [GenPept (NCBI), refseq (NCBI), Aageneseq (Derwent)] was performed. As a result, two clones, “C-BRACE2047573” and “C-TESTI2053667”, were selected as clones having a kinase-like structure and novel in sequence.
The alignment of the clone with the top hit gene as a result of the homology search between known clones is shown in FIG. 2 and FIG.
[0127]
It was speculated that “C-BRACE2047573” encodes a novel human protein in its sequence and functions as a protein kinase.
[0128]
It was speculated that “C-TESTI2053667” encodes a novel human protein in its sequence and functions as a protein kinase.
[0129]
Moreover, these genes were confirmed to be human genes by mapping on the human genome sequence as follows, and further, the transcription initiation signal was identified in the structure upstream of the first exon.
Human genome sequences were published on April 14, 2003 (chr1.fa to chr22.fa, chrX.fa, chrY.fa and unplaced # contigs.fa; ftp://ftp.ncbi.nih.gov/ Genomes / H # sapiens / April # 14 # 2003 /) was used. The DNA sequences of “C-BRACE2037573” and “C-TESTI2053667” were each subjected to mapping by homology search using NCBI BLAST. The mapping results are shown in Table 1 and Table 2, respectively.
[0130]
[Table 1]
Figure 2005046024
[0131]
In order to specify the position of C-BRACE2047573 on the chromosome, BLAST search was performed on the human genome sequence database (Apr. 14, 2003) using SEQ ID NO: 1 as a query. The obtained results were manually rearranged so as not to conflict with the normally expected exon-intron boundary (GT-AG rule). As a result, reasonable agreement was obtained in all regions of SEQ ID NO: 1.
[0132]
[Table 2]
Figure 2005046024
[0133]
A BLAST search was performed on the human genome sequence database (Apr. 14, 2003) using SEQ ID NO: 1 as a query in order to specify the position of C-TESTI2053667 on the chromosome. The obtained results were manually rearranged so as not to conflict with the normally expected exon-intron boundary (AG-GT rule). As a result, reasonable agreement was obtained in all regions of SEQ ID NO: 3.
4 and 5 show the positions of the TATA signal and the initiator (INR) signal around the transcription start point.
From the results of Examples 1 to 4, it was shown that the gene of the present invention encodes a human full-length protein.
Example 5
(1) The expression frequency analysis of “C-BRACE2047573” was carried out by analyzing primer sets 5 ′ (tgctcctgct gctctttgct / SEQ ID NO: 9) and 3 ′ (cctccttaga cagaagcccc aca / SEQ ID NO: 10), Clonetech Multiple Tissue cDNA (MTC (TM)) Panels Human I and Human II total 16 tissue-derived cDNA (heart, brain, placenta, lung, liver, muscle, kidney, pancreas, (Spleen, thymus, prostate, testis, ovary, small intestine, large intestine and peripheral leukocytes) were amplified by PCR. Using a polymerase (Takara Taq Polymerase, R001A; Takara Bio Inc.) as a DNA synthesizing enzyme, 2.5 ng of template cDNA, 0.3 μM of each primer, 0.1 μm each of dNTP, It adjusted so that it might become. Each reaction solution was subjected to heat denaturation at 92 ° C. for 1 minute, followed by a temperature cycle of 92 ° C. for 10 seconds and 58 ° C. for 10 seconds. -25 times for each of the standardization genes C-BRACE2047573 and C-TESTI2053667, //-> 43 times <! --- and 35 times //-> repeated amplification. Amplified products were separated by 8% acrylamide gel electrophoresis and photographed after ethidium bromide staining.
The results are shown in FIG.
(2) The expression frequency analysis of “C-TESTI2053667” was performed using its specific primer set 5 ′ (catttgctga gccccctcttt gt / SEQ ID NO: 11) and 3 ′ (gctgaccccca ctttctttgt gt / SEQ ID NO: 12). Multiple Tissue cDNA (MTC (TM)) A total of 16 tissue-derived cDNAs of Panels Human I and Human II were used as a template in the same manner as described above. However, the temperature cycle was repeated 35 times.
The results are shown in FIG.
(3) GAPDH (Glyceraldehyde 3-Phosphate Dehydrogenase) was amplified from each template cDNA as described above as a control gene. For amplification, GAPDH Forward Primer and GAPDH Reverse Primer included in TaqMan GAPDH Control Reagents (402869; Applied Biosystems Japan Co., Ltd.) were used and amplified under the same conditions as described above. However, the temperature cycle was 25 times.
The results are shown in FIG.
[0134]
[Sequence Listing]
Figure 2005046024
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[0135]
[Possibility of industrial use]
According to the present invention, a novel human protein kinase protein and a gene encoding the protein are provided. Regulation of the phosphorylation state of a protein by a kinase plays a central role in normal differentiation / proliferation of cells and physiological functions at the cellular level. Since the novel kinase phosphatase of the present invention is considered to be deeply involved in intracellular physiological functions, the protein of the present invention is useful as a drug target molecule in drug development. In addition, the drug that acts on the protein of the present invention is expected to be an effective drug that can regulate intracellular physiological functions more precisely than drugs represented by conventional receptor agonists and antagonists.
In particular, C-BRACE20475573 was strongly expressed in the placenta, thus suggesting that it is a novel splice variant that plays an important role in the developmental period, particularly from the origin of this clone in the cerebellar developmental stage. As a result, it is expected to be used particularly effectively for diagnosis and treatment of abnormalities in developmental stage.
C-TESTI2053667 was found particularly strongly in immune system tissues such as leukocytes, spleen and thymus, and some expression was observed in developmental related tissues such as testis and placenta, pancreas and lung. Therefore, this gene is expected to be particularly useful for diagnosis and treatment of developmental abnormalities and diagnosis and treatment of immune diseases.
[Brief description of the drawings]
1 shows the vector pME18SFL3 produced in Example 1. FIG.
FIG. 2 shows an alignment between C-BRACE2037573 and its homologous top hit gene by CLUSTALW. The homologous top hit gene was obtained by performing a BLAST search on each database [GenPept (NCBI), refseq (NCBI) and Aagenesseq (Derwent)] using the peptide sequence of SEQ ID NO: 2 as a query. In the figure, gi | 108646650 | ref is the sequence of the PKCζ gene obtained from refseq.
FIG. 3 shows an alignment between C-TESTI2053667 and its homologous top hit gene by CLUSTALW. The homologous top hit gene was obtained by performing a BLAST search on each database [GenPept (NCBI), refseq (NCBI) and Aagenesseq (Derwent)] using the peptide sequence of SEQ ID NO: 2 as a query. In the figure, gi | 107727264 | gb is the sequence of a gene with unknown function obtained from GenPept.
FIG. 4 examined the transcription initiation signal upstream of the first exon in the results of Table 3. In conjunction with FIG. The region from 27001 to 27820 of NT_077984.1 in fa is shown. The numbers at the top of the sequence in the figure indicate the positions of bases counted from 27001. The transcription start point predicted from the presence of the initiator sequence consensus sequence (C / TC / TANT / AC / TC / TC) and the AT-rich region upstream of −45 to −25 is Consistent with the 5 ′ end of SEQ ID NO: 1.
FIG. 5 examined the transcription initiation signal upstream of the first exon in the results of Table 3. As shown in FIG. The region from 27001 to 27820 of NT_077984.1 in fa is shown. The numbers at the top of the sequence in the figure indicate the positions of bases counted from 27001. The transcription start point predicted from the presence of the initiator sequence consensus sequence (C / TC / TANT / AC / TC / TC) and the AT-rich region upstream of −45 to −25 is Consistent with the 5 ′ end of SEQ ID NO: 1.
6 examined the transcription initiation signal upstream of the first exon in the results of Table 3. FIG. Together with FIG. 7, in the genome chr13. An area from 27760001 to 27760680 of NC — 000013.5 in fa is shown. The numbers at the top of the sequences in the figure indicate the positions of bases counted from 27760001. The transcription start site predicted from the presence of the initiator sequence consensus (C / TC / TANT / AC / TC / TC) and the AT-rich region located upstream of -31 is SEQ ID NO: 1. Consistent with the 5 'end.
7 examined the transcription initiation signal upstream of the first exon in the results of Table 3. FIG. Together with FIG. 6, in the genome chr13. An area from 27760001 to 27760680 of NC — 000013.5 in fa is shown. The numbers at the top of the sequences in the figure indicate the positions of bases counted from 27760001. The transcription start site predicted from the presence of the initiator sequence consensus (C / TC / TANT / AC / TC / TC) and the AT-rich region located upstream of -31 is SEQ ID NO: 1. Consistent with the 5 'end.
FIG. 8 shows the result of expression frequency analysis of the gene of the present invention as an electrophoretic image of a PCR amplification product. C-BRACE2047573 was strongly expressed in the placenta. C-TESTI2053667 was found particularly strongly in immune system tissues such as leukocytes, spleen and thymus, and some expression was observed in developmental related tissues such as testis and placenta, pancreas and lung.

Claims (9)

下記(a)から(d)の何れかに記載のDNA。
(a)配列表2で示されるアミノ酸配列において、第1番から第189番の新規な領域を含む蛋白質をコードするDNAまたは配列表4の新規な蛋白質をコードするDNA。
(b)配列表1で示される第1番から第668番の新規なエクソン領域を含むDNAまたは配列表3で示される、コード領域を含む新規なDNA。
(c)配列表2または配列表4における新規な領域のアミノ酸配列中1もしくは複数のアミノ酸が、置換、欠失、挿入および/または付加したアミノ酸配列を有し、配列表2または配列表4と機能的に同等な蛋白質をコードするDNA。
(d)配列表1または配列表3における新規な領域を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、配列表2または配列表4に記載のアミノ酸配列からなる蛋白質と機能的に同等な蛋白質をコードするDNA。
DNA according to any one of (a) to (d) below.
(A) A DNA encoding a protein containing a novel region from No. 1 to No. 189 in the amino acid sequence shown in Sequence Listing 2, or a DNA encoding a novel protein of Sequence Listing 4.
(B) DNA containing a first exon region from No. 1 to No. 668 shown in Sequence Listing 1 or a novel DNA containing a coding region shown in Sequence Listing 3.
(C) one or more amino acids in the amino acid sequence of the novel region in Sequence Listing 2 or Sequence Listing 4 have an amino acid sequence substituted, deleted, inserted and / or added; DNA encoding a functionally equivalent protein.
(D) a protein that is hybridized with a DNA having a novel region in Sequence Listing 1 or Sequence Listing 3 under stringent conditions and functionally equivalent to a protein comprising the amino acid sequence described in Sequence Listing 2 or Sequence Listing 4 DNA encoding
請求項1に記載の、配列表2または配列表4に記載のアミノ酸配列からなる蛋白質と部分ペプチドをコードするDNA。A DNA encoding a protein and a partial peptide comprising the amino acid sequence described in Sequence Listing 2 or Sequence Listing 4, according to Claim 1. 請求項1または2に記載のDNAによりコードされる蛋白質またはペプチド。A protein or peptide encoded by the DNA according to claim 1 or 2. 請求項1または2に記載のDNAが挿入されたベクターA vector into which the DNA according to claim 1 or 2 is inserted 請求項1または2に記載のDNA、または請求項4に記載のベクターを保有する宿主細胞。A host cell carrying the DNA according to claim 1 or 2 or the vector according to claim 4. 請求項5に記載の宿主細胞を培養し、該宿主細胞またはその培養上清から発現させた蛋白質を回収する工程を含む、
請求項3に記載の蛋白質またはそのペプチドの製造方法。
Culturing the host cell according to claim 5, and recovering a protein expressed from the host cell or a culture supernatant thereof.
A method for producing the protein or peptide thereof according to claim 3.
請求項3に記載の蛋白質に結合する抗体。An antibody that binds to the protein of claim 3. 請求項1に記載の、配列表1または配列表3に記載の新規な領域からなるDNAまたはその相補鎖に相補的な少なくとも
15ヌクレオチドを含むポリヌクレオチド。
A polynucleotide comprising at least 15 nucleotides complementary to DNA consisting of the novel region described in Sequence Listing 1 or Sequence Listing 3 or a complementary strand thereof according to claim 1.
請求項3に記載の蛋白質に結合する化合物のスクリーニング方法であって、
(a)該蛋白質またはその部分ペプチドに被検試料を接触させる工程、 (b)該蛋白質またはその部分ペプチドと披検試料との結合活性を検出する工程、
(c)該蛋白質またはその部分ペプチドに結合する活性を有する化合物を選択する工程、
を含む方法。
A method for screening a compound that binds to the protein according to claim 3,
(A) contacting the test sample with the protein or its partial peptide, (b) detecting the binding activity between the protein or its partial peptide and the test sample,
(C) selecting a compound having an activity of binding to the protein or a partial peptide thereof,
Including methods.
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