JP2008501364A - Expression system comprising functionally linked RGG gene and GTFG promoter - Google Patents

Expression system comprising functionally linked RGG gene and GTFG promoter Download PDF

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Abstract

ストレプトコッカス・ゴルドニー、その他のストレプトコッカス株、及びその他の細菌によるC−リピート領域(CRR)の産生を増強するために使用され得るプラスミドに基づく発現系が提供される。この系は、常在性の大腸菌又はストレプトコッカスのシャトルプラスミドpVA838からのCRRの合成及び分泌を駆動するため、正の調節遺伝子rggと組み合わせられたgtfGのプロモーター及び分泌シグナル配列を利用する。大腸菌から単離されたこのプラスミドは、S.ゴルドニーに容易に導入され、至適条件下で、分泌されるタンパク質の濃度を、表面タンパク質発現系(SPEX)による産生と比べてほぼ10倍増加させた。  Plasmid-based expression systems that can be used to enhance production of C-repeat regions (CRR) by Streptococcus gordonii, other Streptococcus strains, and other bacteria are provided. This system utilizes the promoter and secretory signal sequence of gtfG combined with the positive regulatory gene rgg to drive the synthesis and secretion of CRR from the resident E. coli or Streptococcus shuttle plasmid pVA838. This plasmid isolated from E. coli is S. coli. Easily introduced to Gordoni, under optimal conditions, the concentration of secreted protein was increased almost 10-fold compared to production by the surface protein expression system (SPEX).

Description

(配列表の参照)
添付の配列表は、参照により完全に本明細書に組み込まれる。
(See sequence listing)
The accompanying sequence listing is fully incorporated herein by reference.

大腸菌(Escherichia coli)に基づく発現系は、異種タンパク質産物の作製のために広く使用されている。しかしながら、これらの発現系は、大腸菌タンパク質分解酵素による分解に対して感受性であるか、封入体内に発現されるか、又は許容されないほど低いレベルで産生される、特定のタンパク質の作製にとっては限られた有用性を保有している。従って、タンパク質の天然の生物学的活性を維持しており、容易に多量に入手される組換えタンパク質を作製する必要性が残っている。   Expression systems based on Escherichia coli are widely used for the production of heterologous protein products. However, these expression systems are limited to the production of specific proteins that are sensitive to degradation by E. coli proteolytic enzymes, expressed in inclusion bodies, or produced at unacceptably low levels. Possesses usefulness. Thus, there remains a need to produce recombinant proteins that maintain the natural biological activity of the protein and are readily available in large quantities.

多数の態様の中でも特に、異種のタンパク質及びポリペプチドの発現を増強するために常在性プラスミドが利用される新規の発現系が、本発明において提供される。一つの例において、異種抗原BH4XCRRがS.ゴルドニー(gordonii)において発現される。この系を使用する場合、例えば、調節遺伝子rggが、BH4XCRRの発現を誘導するために利用され、BH4XCRR構造遺伝子のGTF分泌シグナル配列との融合により、分泌が促進される。従って、rgg遺伝子(調節遺伝子)の産物が、次に、調節される遺伝子GTFを調節する。また、タンパク質の産生を許容し、その精製を促進する既知組成培地も提供される。   Among other aspects, novel expression systems in which resident plasmids are utilized to enhance the expression of heterologous proteins and polypeptides are provided in the present invention. In one example, the heterologous antigen BH4XCRR is S. It is expressed in gordonii. When using this system, for example, the regulatory gene rgg is utilized to induce the expression of BH4XCRR, and secretion is facilitated by fusion with the GTF secretion signal sequence of the BH4XCRR structural gene. Thus, the product of the rgg gene (regulatory gene) in turn regulates the regulated gene GTF. Also provided is a known composition medium that allows protein production and facilitates its purification.

PLEX系は、大腸菌において発現された場合に大部分が分解される完全なタンパク質産物BH4XCRRの発現のために有用であることが判明した(実施例1参照)。PLEXは、大腸菌による発現が困難な他の異種タンパク質産物の作製のための、用途の広い系である。PLEXはSPEX発現系と適合性であるため、個々のタンパク質又は複数のタンパク質を発現させるために、両方の系が単一のクローンにおいて利用され得る。PLEXは、ストレプトコッカス・ゴルドニー(Streptococcus gordonii)の表面における異種抗原の発現のための有用なツールとしても役立ち、それは、次いで、例えばワクチンベクターとして使用され得る。他の細菌の種及び株も使用され得る。   The PLEX system has been found useful for the expression of the complete protein product BH4XCRR, which is largely degraded when expressed in E. coli (see Example 1). PLEX is a versatile system for the production of other heterologous protein products that are difficult to express by E. coli. Since PLEX is compatible with SPEX expression systems, both systems can be utilized in a single clone to express individual proteins or multiple proteins. PLEX also serves as a useful tool for the expression of heterologous antigens on the surface of Streptococcus gordonii, which can then be used, for example, as a vaccine vector. Other bacterial species and strains can also be used.

機能的に連結されたrgg遺伝子、gtfGプロモーター、及び目的のポリペプチドをコードする核酸を含む核酸が、本発明において提供される;目的のポリペプチドは、合成された場合、目的のポリペプチド及びGTFシグナル配列の融合タンパク質である。目的のポリペプチドは、さらに、目的のポリペプチドのカルボキシ末端にアミノ酸配列LPXTG(配列番号:24)を含み得る。遺伝子、gtfGプロモーター、及び/又はGTFシグナル配列は、好ましくはストレプトコッカスに由来するが、別の細菌株に由来してもよい。好ましい細菌はS.ゴルドニーである。目的のポリペプチドには、抗原、抗体、抗体の免疫原性断片、酵素、又は本明細書に記載されたその他の任意のタンパク質が含まれ、低分子ペプチド及び薬学的薬剤も含まれ得るが、これらに限定されない。好ましい目的のポリペプチドは、BH4XCRRと表記されるもの、及び免疫原性薬学的組成物(例えば、ワクチン)において使用され得るその他のポリペプチドである。好ましくは、調節遺伝子(rgg遺伝子)は、GTFシグナル配列と同一の生物に由来する。例えば、rgg遺伝子及びGTFシグナル配列の両方が、S.ゴルドニー又は他のストレプトコッカスに由来するであろう。しかしながら、一つの種の調節遺伝子rgg遺伝子が、例えば、他の細菌種の密接に関連したGTFシグナル配列に適合し得ることも企図される。   Nucleic acids comprising an operably linked rgg gene, a gtfG promoter, and a nucleic acid encoding a polypeptide of interest are provided in the present invention; the polypeptide of interest, when synthesized, and the GTF of interest It is a fusion protein of signal sequence. The polypeptide of interest can further comprise the amino acid sequence LPXTG (SEQ ID NO: 24) at the carboxy terminus of the polypeptide of interest. The gene, gtfG promoter, and / or GTF signal sequence is preferably derived from Streptococcus but may be derived from another bacterial strain. Preferred bacteria are S. cerevisiae. Gordoni. Polypeptides of interest include antigens, antibodies, immunogenic fragments of antibodies, enzymes, or any other protein described herein, and may include small molecules peptides and pharmaceutical agents, It is not limited to these. Preferred polypeptides of interest are those designated BH4XCRR and other polypeptides that can be used in immunogenic pharmaceutical compositions (eg, vaccines). Preferably, the regulatory gene (rgg gene) is derived from the same organism as the GTF signal sequence. For example, both the rgg gene and the GTF signal sequence are It will be derived from Gordonii or other Streptococcus. However, it is also contemplated that the regulatory gene rgg gene of one species can be adapted, for example, to the closely related GTF signal sequence of other bacterial species.

免疫原性薬学的組成物において使用される場合、好ましくは、組成物は、薬学的に許容される担体、賦形剤等を含有している。免疫応答を強化することを目的とした薬学的組成物の形態の場合、組成物は、さらにアジュバントを含み得る。   When used in an immunogenic pharmaceutical composition, preferably the composition contains a pharmaceutically acceptable carrier, excipient, or the like. When in the form of a pharmaceutical composition intended to enhance the immune response, the composition may further comprise an adjuvant.

目的のポリペプチドをコードする核酸の部分は、精製ポリペプチドをコードする第二の配列をさらに含み得る。例えば、グルタチオン−s−トランスフェラーゼ(GST)及び赤血球凝集素(HA)などの精製を補助するタンパク質が含まれるが、これらに限定されない。好ましくは、精製ポリペプチドは、目的のタンパク質が精製ポリペプチドから切断され得るよう、切断可能なドメインを含む。精製及び/又は検出を促進するために使用され得るその他の配列には、BH4XCRR配列のカルボキシ末端に融合されるであろう6X−ヒスチジンタグ及びフラグ(Flag)タグが含まれるが、これらに限定されない。   The portion of the nucleic acid that encodes the polypeptide of interest can further include a second sequence that encodes the purified polypeptide. Examples include, but are not limited to, proteins that assist purification, such as glutathione-s-transferase (GST) and hemagglutinin (HA). Preferably, the purified polypeptide comprises a cleavable domain so that the protein of interest can be cleaved from the purified polypeptide. Other sequences that can be used to facilitate purification and / or detection include, but are not limited to, a 6X-histidine tag and a Flag tag that will be fused to the carboxy terminus of the BH4XCRR sequence. .

別の態様は、ベクターに機能的に組み込まれた目的の核酸を有する。これらのベクターは、エッシェリヒア(Escherichia)及び/又はストレプトコッカスのレプリコンなどの適当なレプリコンをさらに含み得る。好ましいレプリコンは、例えば大腸菌からの回収可能なDNAの量を増強するために、より高いプラスミドコピー数を提供するものであり得る。プラスミドコピー数を増加させることにより、各細胞の中の産生関連遺伝子の数の最大化の結果として、相応じて異種産物の量が増加する。   Another embodiment has the nucleic acid of interest functionally incorporated into a vector. These vectors may further comprise a suitable replicon, such as Escherichia and / or Streptococcus replicons. Preferred replicons may provide higher plasmid copy numbers, for example to enhance the amount of recoverable DNA from E. coli. Increasing the plasmid copy number correspondingly increases the amount of heterologous product as a result of maximizing the number of production-related genes in each cell.

ベクターは、一つまたはそれ以上のポリリンカー及び/又は抗生物質選択遺伝子をさらに含み得る。好ましいポリリンカーは、一つまたはそれ以上のKpnI及び/又はEcoRIの制限部位を有し得るプラスミドへの異種遺伝子及び/又は融合遺伝子のクローニングを促進するため、KpnI及びEcoRIの制限部位の間に挿入されるであろう。ベクターは、宿主細胞における複製及びポリペプチド発現が可能である。適当な抗生物質遺伝子には、クロラムフェニコール(既に存在しているのでなければ、エリスロマイシン)、カナマイシン(例えば、ネオマイシン)、テトラサイクリン(tetR)、アンピシリン(AmpR)、及び/又はカルベニシリンが含まれ得る。 The vector may further comprise one or more polylinkers and / or antibiotic selection genes. Preferred polylinkers are inserted between the KpnI and EcoRI restriction sites to facilitate cloning of heterologous genes and / or fusion genes into plasmids that may have one or more KpnI and / or EcoRI restriction sites. Will be done. The vector is capable of replication and polypeptide expression in the host cell. Suitable antibiotic genes include chloramphenicol (erythromycin if not already present), kanamycin (eg, neomycin), tetracycline (tet R ), ampicillin (Amp R ), and / or carbenicillin. Can be.

本発明の別の態様は、宿主細胞において形質転換又はトランスフェクトされた発現可能なベクターを有する。形質転換のための好ましい生物には、エッシェリヒア、ストレプトコッカス、ラクトコッカス(Lactococcus)、ラクトバチルス(Lactobacillus)の細菌、特に、大腸菌、S.ゴルドニー、L.ラクチス(lactis)、及びラクトバチルス種が含まれる。さらなる態様において、宿主細胞は、表面タンパク質発現(SPEX)ベクターにより共形質転換又はコトランスフェクトされ得る。共形質転換/コトランスフェクトされた、とは、SPEXベクター及びPLEXベクターを含むベクターが同時に挿入された宿主細胞、又は一つのベクターがまず挿入され、続いて第二のベクターがトランスフェクトされた宿主細胞を意味する。   Another aspect of the invention has an expressible vector transformed or transfected in a host cell. Preferred organisms for transformation include Escherichia, Streptococcus, Lactococcus, Lactobacillus bacteria, in particular E. coli, S. cerevisiae. Gordoni, L. Lactis and Lactobacillus species are included. In further embodiments, the host cell can be co-transformed or co-transfected with a surface protein expression (SPEX) vector. Co-transformed / co-transfected refers to a host cell into which a vector comprising a SPEX vector and a PLEX vector has been inserted simultaneously, or a host into which one vector has been inserted first, followed by a second vector. Means a cell.

別の態様は、目的のポリペプチドの精製を企図する。ポリペプチドは、培養された宿主細胞の上清から精製され得る。又は、目的のポリペプチドがLPXTG(配列番号:24)アンカリングモチーフを発現する場合、目的のポリペプチドは、抗原として使用するため細胞壁と組み合わせて収集され得る。好ましくは、目的のポリペプチドは実質的に精製されたポリペプチドである。実質的に精製された、とは、タンパク質がPAGEを介して分離された場合、ゲルのクーマシー染色の後に、目的のタンパク質のみが観察されることを意味する。   Another embodiment contemplates purification of the polypeptide of interest. The polypeptide can be purified from the supernatant of cultured host cells. Alternatively, if the polypeptide of interest expresses the LPXTG (SEQ ID NO: 24) anchoring motif, the polypeptide of interest can be collected in combination with the cell wall for use as an antigen. Preferably, the polypeptide of interest is a substantially purified polypeptide. Substantially purified means that when the protein is separated via PAGE, only the protein of interest is observed after Coomassie staining of the gel.

さらに、別の態様は、
(a)目的のポリペプチドをコードする請求項1の核酸をベクターと機能的に連結すること;
(b)ベクターを宿主細胞に挿入すること;
(c)目的のポリペプチドが合成される条件の下で核酸を発現する宿主細胞を培養すること;及び
(d)目的のポリペプチドを単離し精製すること
を含む、宿主細胞において目的の異種ポリペプチドを合成する方法を企図する。
Furthermore, another aspect is
(A) functionally linking the nucleic acid of claim 1 encoding the polypeptide of interest to a vector;
(B) inserting the vector into a host cell;
(C) culturing a host cell that expresses the nucleic acid under conditions under which the polypeptide of interest is synthesized; and (d) isolating and purifying the polypeptide of interest in the host cell. A method for synthesizing peptides is contemplated.

本法は、任意の宿主細胞を使用し得るが、好ましくは、宿主細胞はストレプトコッカス又はエッシェリヒア、ストレプトコッカス、ラクトコッカス、及びラクトバチルスの宿主細胞である。本法は、第二の目的のポリペプチドを含む表面タンパク質発現(SPEX)ベクターにより宿主細胞を共形質転換又はコトランスフェクトする工程をさらに含み得る。   The method may use any host cell, but preferably the host cell is a Streptococcus or Escherichia, Streptococcus, Lactococcus, and Lactobacillus host cell. The method may further comprise co-transforming or co-transfecting the host cell with a surface protein expression (SPEX) vector comprising a second polypeptide of interest.

図面は例示的なものに過ぎず、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。   The drawings are exemplary only and should not be construed as limiting the invention.

プラスミド由来発現(PLasmid-borne EXpression)(PLEX)系は、異種タンパク質産物の産生のために有用な技術である。これは、特定の内因性遺伝子及び異種遺伝子並びに目的のポリペプチドを発現する核酸を、適当なプラスミドベクターに挿入することにより達成され;次いで、ベクターはグラム陽性菌S.ゴルドニーに形質転換される。産生を促進する特定の挿入された配列、及び常在性プラスミド上へのそれらの配置の両方により、本発明は、独特のものとして、以前に確立された発現系から区別される。   The plasmid-borne expression (PLEX) system is a useful technique for the production of heterologous protein products. This is accomplished by inserting nucleic acids expressing specific endogenous and heterologous genes and the polypeptide of interest into a suitable plasmid vector; Transformed into Gordonii. Both the particular inserted sequences that facilitate production and their placement on resident plasmids distinguish the present invention from previously established expression systems.

典型的なインビトロ培養条件を使用した増殖の間、S.ゴルドニーは、培養上清に172kDaのグルコシルトランスフェラーゼ(GTF)を分泌する。正の調節遺伝子rggは、S.ゴルドニーにおいて同定された。プラスミド補完(plasmid complementation)法を使用してrggが過剰発現された場合、rgg遺伝子は培養上清中のGTF活性を増強する。   During growth using typical in vitro culture conditions, Gordonii secretes a 172 kDa glucosyltransferase (GTF) into the culture supernatant. The positive regulatory gene rgg is Identified in Gordoni. When rgg is overexpressed using a plasmid complementation method, the rgg gene enhances GTF activity in the culture supernatant.

三つの遺伝因子――rgg、gtfGの部分、及び異種遺伝子配列が、目的の異種遺伝子産物の産生及び分泌のために必要とされる。異種遺伝子産物の発現は、gtfGのための内因性プロモーターにより駆動される。gtfGプロモーターからの発現は、Rggにより正に調節される。産物の分泌は、異種産物のGTFシグナル配列との融合により促進される。   Three genetic factors--rgg, a portion of gtfG, and a heterologous gene sequence are required for production and secretion of the heterologous gene product of interest. The expression of the heterologous gene product is driven by an endogenous promoter for gtfG. Expression from the gtfG promoter is positively regulated by Rgg. Product secretion is facilitated by fusion with a heterologous product GTF signal sequence.

これらの遺伝因子は、本発明の目的のため、適切なプラスミドへ挿入された。この役割のため選択されたプラスミドは、アメリカンタイプカルチャーコレクション(ATCC)から公に入手可能なpVA838である。このプラスミドを本願にとって適当なものにするその特徴には、遺伝材料の挿入のためのクローニング部位、形質転換体の検出のための抗生物質耐性マーカーの存在、並びに大腸菌及びストレプトコッカス両方のレプリコンの存在が含まれる。別のプラスミドベクターも利用され得る。また、付加的なクローニング部位を含む因子(ポリリンカー)、カラーセレクションのためのカセット、抗生物質耐性遺伝子(例えば、アンピシリン、クロラムフェニコール)、異なるポリメラーゼプロモーター(例えば、T7及びT4)、並びに精製のために使用される迅速なカラム精製及びその後のタンパク質の切断を可能にする付加的な融合タンパク質配列のための核酸を含むが、これらに限定されない、付加的な遺伝因子が、上記の三つの遺伝因子を含むベクター又はカセットに挿入されてもよい。   These genetic elements were inserted into the appropriate plasmid for the purposes of the present invention. The plasmid chosen for this role is pVA838, publicly available from the American Type Culture Collection (ATCC). The features that make this plasmid suitable for the present application include the cloning site for insertion of genetic material, the presence of antibiotic resistance markers for detection of transformants, and the presence of both E. coli and Streptococcus replicons. included. Alternative plasmid vectors can also be utilized. Factors containing additional cloning sites (polylinker), cassettes for color selection, antibiotic resistance genes (eg ampicillin, chloramphenicol), different polymerase promoters (eg T7 and T4), and purification Additional genetic factors including, but not limited to, nucleic acid for additional fusion protein sequences that allow rapid column purification and subsequent cleavage of the protein used for It may be inserted into a vector or cassette containing the genetic factor.

PLEX系は、標準的な分子生物学技術並びに伝統的な微生物学的実験装置及び試薬と共に容易に利用され得る。   The PLEX system can be readily utilized with standard molecular biology techniques and traditional microbiological laboratory equipment and reagents.

PLEX系は、最も比較可能な既知の発現系である、表面タンパク質発現(Surface Protein Expression)(SPEX)系に比べて、モデルタンパク質BH4XCRRの発現において増強されたレベルを保有している。SPEX系は、米国特許第5,821,088号に詳細に記載されており、その内容は、参照により全ての目的のため完全に本明細書に組み込まれる。PLEX発現系は、以前に同定された至適増殖条件を使用して細菌が培養された場合、SPEXと比べて、ほぼ10倍の量のモデル産物BH4XCRRを培養上清中に分泌すると推定された。PLEX系を使用した場合の培養上清中のBH4XCRRの濃度は、以前に精製されたBH4XCRR標準濃度との比較により10mg/Lと推定された。   The PLEX system possesses an enhanced level in the expression of the model protein BH4XCRR compared to the surface protein expression (SPEX) system, which is the most comparable known expression system. The SPEX system is described in detail in US Pat. No. 5,821,088, the contents of which are hereby fully incorporated by reference for all purposes. The PLEX expression system was estimated to secrete approximately 10 times the amount of model product BH4XCRR into the culture supernatant when bacteria were cultured using previously identified optimal growth conditions compared to SPEX. . The concentration of BH4XCRR in the culture supernatant when using the PLEX system was estimated to be 10 mg / L by comparison with the previously purified BH4XCRR standard concentration.

PLEX系は、さらに、従来の大腸菌発現系に関連したある種の限界を克服する。従来の大腸菌発現系は、封入体内に発現される産物、大腸菌タンパク質分解酵素の基質となる産物、又はその細菌による高レベルの発現を示し得ないものを含む、特定の遺伝子産物を発現する能力に関して限界がある。さらに、大腸菌により発現されたタンパク質産物が免疫学的に使用すべきものである場合、非意図的に目的のタンパク質産物と共に共精製される少量の内毒素が研究を複雑にし得るため、問題が生じる。PLEX系の使用は、内毒素を含有していないグラム陽性菌によりタンパク質が産生されるため、これらの問題を排除する。   The PLEX system further overcomes certain limitations associated with conventional E. coli expression systems. Conventional E. coli expression systems relate to the ability to express specific gene products, including products expressed in inclusion bodies, products that are substrates for E. coli proteolytic enzymes, or those that cannot exhibit high levels of expression by bacteria. There is a limit. In addition, problems arise when protein products expressed by E. coli are to be used immunologically, since small amounts of endotoxins that are unintentionally co-purified with the protein product of interest can complicate research. The use of the PLEX system eliminates these problems because the protein is produced by gram positive bacteria that do not contain endotoxin.

PLEX系の適用は、S.ゴルドニーなどの細菌共生ベクターを使用して、抗原の発現を含むよう容易に拡張され得る。S.ゴルドニーなどの共生ベクターは、表面発現された異種抗原に対する免疫学的応答を生成させるために使用され得る。PLEXを使用した場合、異種産物のC末端へのLPXTG(配列番号:24)アンカリングモチーフの付加により、異種タンパク質は、分泌されるのではなく、S.ゴルドニーなどの共生ベクターの表面に固定され得る。さらに、S.ゴルドニーなどの共生ベクターを、複数のPLEX系プラスミドで形質転換することにより、複数の抗原が分泌型分子又は固定型分子のいずれかとして発現され得る。   The application of the PLEX system is Bacterial symbiotic vectors such as Gordonii can be used to easily expand to include antigen expression. S. A symbiotic vector such as Gordoni can be used to generate an immunological response to surface expressed heterologous antigens. When PLEX is used, the addition of LPXTG (SEQ ID NO: 24) anchoring motif to the C-terminus of the heterologous product results in the heterologous protein not being secreted, but S. cerevisiae. It can be immobilized on the surface of a symbiotic vector such as Gordoni. In addition, S.M. By transforming a symbiotic vector such as Gordoni with a plurality of PLEX-based plasmids, a plurality of antigens can be expressed as either secreted or immobilized molecules.

BH4XCRRと名付けられた連鎖球菌サブユニットワクチン候補を作製するために、大腸菌発現ベクターを使用するための材料及び方法も、本明細書に記載される。BH4XCRRは、ストレプトコッカス・ピオゲネス(pyogenes)M6タンパク質由来の4個のC−リピート領域から構成されたおよそ45kDaの抗原である(図1)。これらの試みは、BH4XCRRが、大腸菌において発現された場合、分解に対して感受性であることを示した。しかしながら、それは、表面タンパク質発現(SPEX)系を使用すれば、グラム陽性S.ゴルドニーにより完全な形態で発現され分泌され得る。   Also described herein are materials and methods for using E. coli expression vectors to generate Streptococcus subunit vaccine candidates named BH4XCRR. BH4XCRR is an approximately 45 kDa antigen composed of four C-repeat regions from the Streptococcus pyogenes M6 protein (FIG. 1). These attempts have shown that BH4XCRR is sensitive to degradation when expressed in E. coli. However, it is possible to use Gram-positive S. cerevisiae using the surface protein expression (SPEX) system. It can be expressed and secreted in complete form by Gordonii.

SPEXを使用した場合、S.ゴルドニー染色体に相同的な領域、及びS.ピオゲネス由来のemm6.1遺伝子に相当する領域が構造遺伝子に隣接するよう、bh4xcrrなどの異種構造遺伝子が、(機能的に連結された)プラスミドpSMB104にクローニングされる(Myscofski et al.,1998 Protein Expression and Purification 14:409-417)。相同的な隣接領域は、P2プロモーターの下流への構造遺伝子の染色体組み込みを促進し、S.ピオゲネスM6タンパク質のN末端領域の16アミノ酸(aa)との異種遺伝子の融合は、分泌シグナル配列を提供する。SPEX系は、S.ピオゲネスM6タンパク質の誘導体(Myscofski et al.,2000 Protein Expression & Purification 20:112-123)、マウスサイトカインIFN−γ及びIL−2(Byrd et al.,2002 Vaccine 20:2197-2205)、並びにブドウ球菌ヌクレアーゼA(Dutton et al.,2000 Protein Expression & Purification 19:158-172)を含む多数の異種タンパク質の作製のため、成功裡に使用されている。しかしながら、SPEX系からのBH4XCRRの収率は、例えば、タンパク質の発現が低いこと及び非効率的なタンパク質の回収法のため、意図された適用にとって不十分であった。   When SPEX is used, S.P. A region homologous to the Gordonii chromosome, and A heterologous structural gene such as bh4xcrr is cloned into the plasmid pSMB104 (functionally linked) so that the region corresponding to the Pimmones-derived emm6.1 gene is adjacent to the structural gene (Myscofski et al., 1998 Protein Expression and Purification 14: 409-417). The homologous flanking region promotes chromosomal integration of the structural gene downstream of the P2 promoter. Fusion of the heterologous gene with 16 amino acids (aa) in the N-terminal region of the Piogenes M6 protein provides a secretory signal sequence. SPEX systems are S. Derivatives of Piogenes M6 protein (Myscofski et al., 2000 Protein Expression & Purification 20: 112-123), mouse cytokines IFN-γ and IL-2 (Byrd et al., 2002 Vaccine 20: 2197-2205), and staphylococci It has been used successfully for the production of numerous heterologous proteins, including nuclease A (Dutton et al., 2000 Protein Expression & Purification 19: 158-172). However, the yield of BH4XCRR from the SPEX system was insufficient for the intended application due to, for example, low protein expression and inefficient protein recovery methods.

典型的なインビトロ培養条件、即ち、酵母抽出物を含むトッドヒューイット(Todd Hewitt)ブロス(THY)又はブレインハートインフュージョン(Brain Heart Infusion)(BHI)ブロスを使用した増殖において、S.ゴルドニーは、培養上清中に172kDaの酵素グルコシルトランスフェラーゼ(GTF)を分泌する。この酵素は、歯表面上の微生物バイオフィルムのインビボ形成において重要な役割を果たし得るグルカンポリマーをショ糖から合成する(Vickerman et al.,2002 Infection & Immunity 70:1703-1714; and Vickerman et al.,1997 Applied & Environmental Microbiol.63:1667-1673)。gtfGの直ぐ上流に位置する遺伝子rggの突然変異誘発は、有意に減少したGTF活性をもたらし、このことから、rggの可能性のある調節性の役割が示唆された(Sulavik et al.,1992 J.Bacteriol.174:3577-3586)。調節メカニズムについての調査は、Rggが、gtfGの転写及び翻訳の両方を増強するよう作用し得ることを示唆している(Vickerman et al.,1997 Applied & Environmental Microbiol.63:1667-1673)。Rggの構造的な予測は、DNA結合タンパク質を暗示するヘリックス−ターン−ヘリックスモチーフの存在を示唆している(Bateman et al.,2000 Nuc.Acids Res.28:399-406)。Rggとrggの3’領域に位置する配列との間の相互作用は、GTFプロモーターにおける転写活性を促進し得る(Sulavik et al.,1992 J.Bacteriol.174:3577-3586;及びVickerman et al.,2003 Microbiology 149:399-406)。Rggは、多シストロン性のrgg/gtfG mRNA上のgtfGリボソーム結合部位を隔離している予測されたヘアピン−ループ二次構造を融解することにより、GTFの翻訳を増強し得るのかもしれない(Sulavik et al.,1992 J.Bacteriol.174:3577-3586)。プラスミド補完を使用してS.ゴルドニーにおいて過剰発現された場合、Rggは、およそ6倍、培養上清中のGTF活性のレベルを増強した(Sulavik et al.,1992)。   In typical in vitro culture conditions, ie, growth using Todd Hewitt broth (THY) or Brain Heart Infusion (BHI) broth containing yeast extract. Gordonii secretes the 172 kDa enzyme glucosyltransferase (GTF) into the culture supernatant. This enzyme synthesizes glucan polymers from sucrose that can play an important role in the formation of microbial biofilms on tooth surfaces (Vickerman et al., 2002 Infection & Immunity 70: 1703-1714; and Vickerman et al. 1997 Applied & Environmental Microbiol. 63: 1667-1673). Mutagenesis of the gene rgg located immediately upstream of gtfG resulted in significantly reduced GTF activity, suggesting a possible regulatory role for rgg (Sulavik et al., 1992 J). Bacteriol. 174: 3577-3586). Investigations on regulatory mechanisms suggest that Rgg may act to enhance both gtfG transcription and translation (Vickerman et al., 1997 Applied & Environmental Microbiol. 63: 1667-1673). The structural prediction of Rgg suggests the presence of a helix-turn-helix motif that suggests a DNA binding protein (Bateman et al., 2000 Nuc. Acids Res. 28: 399-406). Interaction between the sequence located in the 3 ′ region of Rgg and rgg can promote transcriptional activity in the GTF promoter (Sulavik et al., 1992 J. Bacteriol. 174: 3577-3586; and Vickerman et al. , 2003 Microbiology 149: 399-406). Rgg may be able to enhance translation of GTF by melting the predicted hairpin-loop secondary structure sequestering the gtfG ribosome binding site on multicistronic rgg / gtfG mRNA (Sulavik et al., 1992 J. Bacteriol. 174: 3577-3586). S. using plasmid complementation. When overexpressed in Gordoni, Rgg enhanced the level of GTF activity in the culture supernatant approximately 6-fold (Sulavik et al., 1992).

PLEXの系は、目的の異種ポリペプチドを発現する手段として、gtfGプロモーターにおける活性を増強するRggの相互作用を利用する。PLEXは、S.ゴルドニーにより分泌型又は表面固定型の異種産物を作製するために使用され得る。この系を使用して、gtfGプロモーターから目的の構造遺伝子の発現を誘導するために、調節遺伝子rggがプラスミドに組み込まれる。産物の分泌は、構造遺伝子のGTF分泌シグナル配列との融合により促進される。また、分泌された産物の迅速かつ効率的な精製を促進する特有の培養条件の組み合わせも記載される。S.ゴルドニーの表面上の異種産物の発現は、S.ピオゲネスMタンパク質に由来するアンカリング配列と異種産物を融合させることにより達成される。さらに、S.ゴルドニーの表面における複数の異種抗原の発現のためのPLEX系の使用が、本明細書に記載される。   The PLEX system utilizes Rgg interactions that enhance activity in the gtfG promoter as a means of expressing the heterologous polypeptide of interest. PLEX is an S.I. It can be used by Gordonii to produce secreted or surface-immobilized heterologous products. Using this system, the regulatory gene rgg is integrated into the plasmid in order to induce the expression of the structural gene of interest from the gtfG promoter. Product secretion is facilitated by fusion of the structural gene with the GTF secretion signal sequence. Also described are combinations of unique culture conditions that facilitate rapid and efficient purification of the secreted product. S. Expression of heterologous products on the surface of Gordonii This is accomplished by fusing an anchoring sequence derived from the Piogenes M protein with a heterologous product. In addition, S.M. Described herein is the use of the PLEX system for the expression of multiple heterologous antigens on the surface of a Gordoni.

本明細書に記載された発現系は、酵素、免疫原性調製物の調製において使用するための抗原、シグナリングタンパク質等を含む、病原体に由来する任意の目的のポリペプチドを発現させるために使用され得る。好ましくは、その発現は、ストレプトコッカス株、特にS.ゴルドニーにおいて行われる。好ましい目的のタンパク質は、分泌されるか、又はそれらが由来する生物の表面上に発現されるタンパク質である。   The expression system described herein is used to express any polypeptide of interest derived from a pathogen, including enzymes, antigens for use in the preparation of immunogenic preparations, signaling proteins, etc. obtain. Preferably, its expression is a Streptococcus strain, especially S. cerevisiae. Performed in Gordoni. Preferred proteins of interest are proteins that are secreted or expressed on the surface of the organism from which they are derived.

発現系は、組換えにより作製されたタンパク質の培養培地からの容易な収集のため、タンパク質を培養培地に直接発現させるためにも利用され得る。目的のタンパク質には、抗原、酵素、表面発現タンパク質、真核生物由来タンパク質、ポリペプチド断片、医薬品、抗体(scFv、Fab、F(ab’)2等のような抗体の断片)、及び免疫原性ポリペプチドが含まれ得る。 Expression systems can also be utilized to express proteins directly in the culture medium for easy collection of recombinantly produced proteins from the culture medium. Proteins of interest include antigens, enzymes, surface-expressed proteins, eukaryotic proteins, polypeptide fragments, pharmaceuticals, antibodies (antibody fragments such as scFv, Fab, F (ab ′) 2 ), and immunogens Sex polypeptides may be included.

別途定義されない限り、本明細書において使用される全ての技術用語及び科学用語は、当業者により一般的に理解されるのと同一の意味を有する。以下の用語は下に提供される。   Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. The following terms are provided below.

「実質的に精製された」とは、ポリペプチド又は核酸の80%以上が同一である、精製されたポリペプチド又は核酸を意味する。例えば、実質的に精製されたポリペプチドは、別の核酸から合成された他のポリペプチド夾雑物を有していないであろう。   By “substantially purified” is meant a purified polypeptide or nucleic acid in which 80% or more of the polypeptide or nucleic acid is identical. For example, a substantially purified polypeptide will not have other polypeptide contaminants synthesized from another nucleic acid.

本明細書に提供されるような略号及び定義は、別途示されない限り、当技術分野において受け入れられているものである。本明細書において使用されるように、単数形「a」、「an」、及び「the」には、前後関係により明白に否定されない限り、複数の指示対象が含まれる。従って、例えば、「患者(a patient)」との言及には、複数の患者が含まれ、「投薬量(the dosage)」との言及には、一つ又は複数の投薬量及び当業者に公知のそれらの等価物の言及が含まれる、等である。
略号
Ab 抗体
BHI ブレインハートインフュージョンブロス
CAA カザミノ酸
CDM 既知組成培地
CmR クロラムフェニコール耐性
CRR C−リピート領域
CSP (一つ又は複数の)コンピテンス刺激ペプチド
CV カラム容量
dH2O 蒸留水
ELISA 酵素結合免疫吸着アッセイ
GST グルタチオン−s−トランスフェラーゼ
GTF グルコシルトランスフェラーゼ
HA 赤血球凝集素
IFN−γ インターフェロンガンマ
IgG 免疫グロブリンG(ガンマ)
IL−2 インターロイキン−2
kbp キロ塩基対
kDa キロダルトン
LB ルリア(Luria)−ベルターニ(Bertani)ブロス
mAb モノクローナル抗体
PCR ポリメラーゼ連鎖反応
PLEX プラスミド由来発現系
PVDF ポリビニリデンフルオライド(膜)
SDS−PAGE ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動
SPEX 表面タンパク質発現系
THY 酵母抽出物を含むトッドヒューイットブロス
(実施例)
Abbreviations and definitions as provided herein are accepted in the art unless otherwise indicated. As used herein, the singular forms “a”, “an”, and “the” include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. Thus, for example, reference to “a patient” includes a plurality of patients, and reference to “the dosage” includes one or more dosages and is known to those skilled in the art. Includes references to their equivalents, etc.
Abbreviation Ab Antibody BHI Brain Heart Infusion Broth CAA Casamino acid CDM Known Composition Medium Cm R Chloramphenicol Resistance CRR C-Repeat Region CSP Competence Stimulating Peptide CV Column Capacity dH 2 O Distilled Water ELISA Enzyme Binding Immunosorbent assay GST Glutathione-s-transferase GTF Glucosyltransferase HA Hemagglutinin IFN-γ Interferon gamma IgG Immunoglobulin G (gamma)
IL-2 Interleukin-2
kbp kilobase pair kDa kilodalton LB Luria-Bertani broth mAb monoclonal antibody PCR polymerase chain reaction PLEX plasmid-derived expression system PVDF polyvinylidene fluoride (membrane)
SDS-PAGE Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis SPEX Surface protein expression system THY Todd Hewitt broth containing yeast extract
(Example)

本発明は、以下の実施例に関して詳細に記載されているが、本明細書に開示された組成物及び方法の精神から逸脱することなく、様々な修飾がなされ得ることが理解される。   Although the invention has been described in detail with reference to the following examples, it will be understood that various modifications can be made without departing from the spirit of the compositions and methods disclosed herein.

異種産物の分泌
S.ピオゲネス由来のM−タンパク質C−リピート領域(CRR)においてモデル化されたおよそ45kDaのタンパク質産物(BH4XCRRと表記される)を発現させることにより、PLEX系の機能性を試験した。図2は、BH4XCRRタンパク質の産生を促進するためのプラスミド上に置かれた際の、rgg、gtfG、及びbh4xcrrコーディング配列の配置及び整列を詳細に示している。
細菌株及び増殖条件。大腸菌株は、ルリア−ベルターニ(LB)ブロス(ディフコ(Difco)、デトロイト(Detroit)、MI)中又はLB寒天(ディフコ)上で増殖させた。S.ゴルドニーは、ブレインハートインフュージョン(BHI)(ディフコ)中又は1.5%寒天を含有しているBHI上で増殖させた。タンパク質産生のため、S.ゴルドニーを、5%カザミノ酸(CAA)(フィッシャーサイエンティフィック(Fisher Scientific)、ピッツバーグ(Pittsburgh)、PA)を含有している既知組成培地(CDM)(JRHバイオサイエンシーズ(Biosciences)、Lenexa、KS)において培養した。抗生物質耐性決定因子を保持している株の選択及び増殖は、大腸菌株については25μgクロラムフェニコール/mLで、S.ゴルドニーについては5μgエリスロマイシン/mLで実施した。
Secretion of heterologous products The functionality of the PLEX system was tested by expressing an approximately 45 kDa protein product (denoted BH4XCRR) modeled in the M-protein C-repeat region (CRR) from Piogenes. FIG. 2 details the arrangement and alignment of the rgg, gtfG, and bh4xcrr coding sequences when placed on a plasmid to facilitate production of BH4XCRR protein.
Bacterial strains and growth conditions. E. coli strains were grown in Luria-Bertani (LB) broth (Difco, Detroit, MI) or on LB agar (Difco). S. Gordonii was grown in Brain Heart Infusion (BHI) (Difco) or on BHI containing 1.5% agar. S. Gordoni is a known composition medium (CDM) containing 5% casamino acids (CAA) (Fisher Scientific, Pittsburgh, PA) (JRH Biosciences, Lenexa, KS). ). Selection and growth of strains carrying antibiotic resistance determinants was 25 μg chloramphenicol / mL for E. coli strains and S. cerevisiae. For gordonii, 5 μg erythromycin / mL was used.

DNAの単離及び操作。DNAの調製及び操作においては、標準的な分子生物学的技術に従った。PCR産物をpCR2.1 TOPO(インビトロジェン(Invitrogen)(Carlsbad CA))にクローニングし、製造業者の手法を使用して、大腸菌InvαF’(インビトロジェン)に形質転換した。プラスミドは、キアゲン(Qiagen)精製キット(Valencia,CA)を使用して、大腸菌株から単離した。エンドヌクレアーゼによる消化の後、DNA断片を電気泳動により分離し、キアクイックゲル抽出キット(QIAquick Gel Extraction Kit)(キアゲン)を使用してアガロースゲルから溶出させた。全ての制限エンドヌクレアーゼは、ニューイングランドバイオラブズ(New England Biolabs)(ビバリー(Beverely)、MA)から入手した。   DNA isolation and manipulation. Standard molecular biology techniques were followed in DNA preparation and manipulation. The PCR product was cloned into pCR2.1 TOPO (Invitrogen (Carlsbad CA)) and transformed into E. coli InvαF '(Invitrogen) using the manufacturer's procedure. The plasmid was isolated from the E. coli strain using the Qiagen purification kit (Valencia, CA). After digestion with endonuclease, the DNA fragments were separated by electrophoresis and eluted from the agarose gel using the QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen). All restriction endonucleases were obtained from New England Biolabs (Beverely, MA).

プラスミドpVA838。大腸菌ストレプトコッカスシャトルプラスミドpVA838は、以前に特徴決定されており(Macrina et al.,1982 Gene 19:345-353)、アメリカンタイプカルチャーコレクション(Manassas,VA)から入手された大腸菌から単離した。pVA838は、大腸菌に形質転換した場合、クロラムフェニコール及びエリスロマイシンに対する耐性を賦与する。S.ゴルドニーにおいては、pVA838は、エリスロマイシン耐性のみを提供する。   Plasmid pVA838. The E. coli Streptococcus shuttle plasmid pVA838 has been previously characterized (Macrina et al., 1982 Gene 19: 345-353) and was isolated from E. coli obtained from the American Type Culture Collection (Manassas, VA). pVA838 confers resistance to chloramphenicol and erythromycin when transformed into E. coli. S. In Gordoni, pVA838 provides only erythromycin resistance.

rgg/gtfGの増幅。プライマー(順方向プライマーTW3 5’−CCGGGATCCCGTTGACGGAGATTAG−3’(配列番号:4)及び逆方向プライマーTW4 5’−CCGGGTACCCCTGAACAGCGGACTGTTC−3’(配列番号:5))を、S.ゴルドニーチャリス(Challis)染色体を鋳型として使用した1.3kbp産物の増幅のため設計した。これらのプライマーは、rggにおいて公表されている配列及びgtfG(ジェンバンク(GenBank)登録番号:M89776)の5’領域に基づき設計した。TW3は、rgg配列の5’末端にBamHI制限部位を導入した。TW3及び逆方向プライマーを使用したPCRは、gtfG配列の3’末端にKpnI制限部位を生成させた。   Amplification of rgg / gtfG. Primers (forward primer TW3 5'-CCGGGATCCCGTGTGACGGAGATAGTAG-3 '(SEQ ID NO: 4) and reverse primer TW4 5'-CCGGGGACCCCCTGAACAGCGACTACTTC-3' (SEQ ID NO: 5)) were added to S. cerevisiae. Designed for amplification of a 1.3 kbp product using the Goldis Chalice chromosome as a template. These primers were designed based on the sequence published in rgg and the 5 'region of gtfG (GenBank accession number: M89776). TW3 introduced a BamHI restriction site at the 5 'end of the rgg sequence. PCR using TW3 and reverse primer generated a KpnI restriction site at the 3 'end of the gtfG sequence.

BH4XCRRの設計及び増幅。BH4XCRRは、S.ピオゲネス由来のMタンパク質の保存されたC−リピート領域(CRR)においてモデル化された4個の同一ドメインを含有している(図1)。各CRRセグメントは、70アミノ酸を含有している。分子のN末端、及び各CRRセグメント間には、7アミノ酸スペーサーが存在し、それらは、各々異なるアミノ酸配列を有しているが、分子のアルファ−ヘリックスコイルド−コイル性を維持するために適切な配列内容を有している(Phillips et al.,1981 Proc.Nat'l.Acad.Sci.USA 78:4689-4693)。6残基ヒスチジンタグは、精製オプションを拡張するという最初の意図により、C末端に含めた。さらに、各セグメントのアミノ酸配列を同一に維持しながら、各CRRセグメントのヌクレオチド配列をできる限り改変させた。最後に、コドン使用頻度をS.ゴルドニーにおける発現のため至適化した。遺伝子は、ブルーヘロンバイオテクノロジー(Blue Heron Biotechnology)(Bothell,WA)により合成され、精製されたプラスミドの中のインサートとして供給された。このプラスミドを鋳型として使用して、bh4xcrr構造遺伝子を増幅するため、順方向プライマーTW5(5’−CCCGGTACCTGAAACAAGAGTTAGACGAGGG−3’、配列番号:6)及び逆方向プライマーTW6(5’−ACATGCATGCTTAATGATGGTGATGATGGTGTTG−3’、配列番号:7)を用いてPCRを実施した。bh4xcrrの増幅は、gtfG分泌シグナル配列とのインフレームの融合を促進するための2個の付加的なヌクレオチドと共に、5’末端にKpnI制限部位が導入されるよう実施された。bh4xcrrの3’末端にSphI制限部位及び終止コドンを導入するためにもPCR増幅を使用した。   BH4XCRR design and amplification. BH4XCRR is an S.A. It contains four identical domains modeled in the conserved C-repeat region (CRR) of the M. protein from Piogenes (Figure 1). Each CRR segment contains 70 amino acids. There is a 7 amino acid spacer between the N-terminus of the molecule and between each CRR segment, each having a different amino acid sequence, but suitable for maintaining the alpha-helical coiled-coil nature of the molecule. (Phillips et al., 1981 Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA 78: 4689-4693). A 6-residue histidine tag was included at the C-terminus with the initial intention to extend the purification options. Further, the nucleotide sequence of each CRR segment was modified as much as possible while maintaining the same amino acid sequence of each segment. Finally, the frequency of codon usage Optimized for expression in Gordoni. The gene was synthesized by Blue Heron Biotechnology (Bothell, WA) and supplied as an insert in the purified plasmid. In order to amplify the bh4xcrr structural gene using this plasmid as a template, the forward primer TW5 (5′-CCCGGTACCCTGAAACAGAAGGTTAGACGAGGGG-3 ′, SEQ ID NO: 6) and the reverse primer TW6 (5′-ACATGGCATTATGATGGTGTGTGTGTGTGTGTG PCR was performed using No. 7). Amplification of bh4xcrr was performed so that a KpnI restriction site was introduced at the 5 'end with two additional nucleotides to facilitate in-frame fusion with the gtfG secretion signal sequence. PCR amplification was also used to introduce a SphI restriction site and stop codon at the 3 'end of bh4xcrr.

pLEX1.0:bh4xcrrの構築。クローニングのため、rgg/gtfGインサートを含有しているpCR2.1を、まずKpnIにより、次いでBamHIにより、連続的に消化した。KpnIによる消化は、37℃で5時間、製造業者により推奨された試薬を使用して実施した。塩化ナトリウムを50mMに調整し、BamHIを、さらに5時間、反応物に添加した。アガロースゲル電気泳動を使用してDNA断片を分離し、1.3kbpバンドを切り出し、アガロースマトリックスから抽出し、さらに使用するまで−20℃で保管した。   Construction of pLEX1.0: bh4xcrr. For cloning, pCR2.1 containing the rgg / gtfG insert was serially digested first with KpnI and then with BamHI. Digestion with KpnI was performed at 37 ° C. for 5 hours using the reagents recommended by the manufacturer. Sodium chloride was adjusted to 50 mM and BamHI was added to the reaction for an additional 5 hours. DNA fragments were separated using agarose gel electrophoresis, the 1.3 kbp band was excised, extracted from the agarose matrix and stored at −20 ° C. until further use.

37℃で3時間、製造業者により示されたプロトコルに従って、SphI及びKpnIによる同時二重消化を利用して、bh4xcrrコーディング配列をpCR2.1から切り出した。1kbp DNA断片を電気泳動を使用して分離した。このバンドを切り出し、アガロースマトリックスから抽出し、後に使用するため−20℃で保管した。   The bh4xcrr coding sequence was excised from pCR2.1 using simultaneous double digestion with SphI and KpnI according to the manufacturer's protocol for 3 hours at 37 ° C. The 1 kbp DNA fragment was separated using electrophoresis. This band was cut out, extracted from the agarose matrix and stored at -20 ° C for later use.

プラスミドpVA838を、37℃で4時間、製造業者により推奨された反応条件に従ってBamHI及びSphIの制限酵素を使用して、同時に消化した。およそ10kbpのDNA断片を電気泳動後にゲルから切り出し、抽出し、−20℃で保管した。   Plasmid pVA838 was digested simultaneously at 37 ° C. for 4 hours using BamHI and SphI restriction enzymes according to the reaction conditions recommended by the manufacturer. An approximately 10 kbp DNA fragment was excised from the gel after electrophoresis, extracted, and stored at -20 ° C.

bh4xcrr及びrgg/gtfG断片を三重ライゲーション反応においてBamHI及びSphIで消化されたpVA838にクローニングした。消化されたDNAを、5:5:1 bh4xcrr:rgg/gtfG:pVA838の量比で反応物に添加した。ライゲーションは、製造業者により示された反応条件を使用して、T4 DNAリガーゼ(プロメガ(Promega)(Madison,WI))と13℃で一晩インキュベーションすることにより達成された。ライゲーション産物を直ちに大腸菌のInvαF’株に形質転換した。pVA838:rgg/gtfG/bh4xcrrを保持している形質転換体を、クロラムフェニコール耐性コロニーから選択した。さらなる選択は、適切なサイズの11.5kbプラスミドの単離、並びに鋳型としての単離されたプラスミド及びプライマーTW3及びTW6を使用したPCRに基づいていた。インサートのDNA配列は、配列決定プライマーTW7(5’−GCAACAGAAATATCACCTGCCG−3’;配列番号:8)、TW8(5’−CTTGTGGCTCCAAAGGCCTTG−3’;配列番号:9)、及びTW9(5’−GGACCTTGCCAACTTGACCGC−3’;配列番号:10)を使用して確認した。そのプラスミド構築物を、pLEX1.0:bh4xcrr(図2参照;配列番号:1)と名付けた。   The bh4xcrr and rgg / gtfG fragments were cloned into pVA838 digested with BamHI and SphI in a triple ligation reaction. Digested DNA was added to the reaction in a quantitative ratio of 5: 5: 1 bh4xcrr: rgg / gtfG: pVA838. Ligation was achieved by overnight incubation at 13 ° C. with T4 DNA ligase (Promega (Madison, Wis.)) Using the reaction conditions indicated by the manufacturer. The ligation product was immediately transformed into the InvαF 'strain of E. coli. Transformants carrying pVA838: rgg / gtfG / bh4xcrr were selected from chloramphenicol resistant colonies. Further selection was based on the isolation of an appropriately sized 11.5 kb plasmid and PCR using the isolated plasmid as a template and primers TW3 and TW6. The DNA sequence of the insert was determined by sequencing primers TW7 (5′-GCAACAGAAATATCACCCTCCCG-3 ′; SEQ ID NO: 8), TW8 (5′-CTTGTGGCTCCAAAGGCCTGTG-3 ′; SEQ ID NO: 9), and TW9 (5′-GGACCCTGCCCACTACTGACCGC-3 '; Confirmed using SEQ ID NO: 10). The plasmid construct was named pLEX1.0: bh4xcrr (see FIG. 2; SEQ ID NO: 1).

精製されたpLEX1.0:bh4xcrrを、以前に確立された形質転換法(Pozzi et al.,1990 Res.Microbiol.141:659-670)を使用して、S.ゴルドニーGP251に導入した。簡単に説明すると、S.ゴルドニーを、コンピテンスを誘導するため10%ウシ胎仔血清の存在下でBHIで増殖させ、450μlずつに分割して−80℃で保管した。プラスミドpLEX1.0:bh4xcrrを、37℃で2時間、新鮮に解凍されたコンピテント細胞と共にインキュベートした。この培養物を、5%脱繊維素ヒツジ血液を含有している液状BHI寒天と混合し、BHI寒天に重層した。短時間、この層を凝結させた後、5μgエリスロマイシン/mLを含有している液状BHI寒天をプレートに慎重に注入した。37℃で48時間の増殖の後に選択されたコロニーを、耐性をさらに確認するため、および純粋なクローンの選択のため、5μgエリスロマイシン/mLを含有しているBHI寒天に画線した。37℃で5μgエリスロマイシン/mLを含有しているBHIで一晩増殖させた後、培養上清中のBH4XCRRのウェスタンブロットを使用した検出に基づき、形質転換体を確認した。   Purified pLEX1.0: bh4xcrr was transformed into S. cerevisiae using a previously established transformation method (Pozzi et al., 1990 Res. Microbiol. 141: 659-670). It was introduced to Gordoni GP251. Briefly, S.I. Gordonii was grown in BHI in the presence of 10% fetal calf serum to induce competence, divided into 450 μl aliquots and stored at −80 ° C. Plasmid pLEX1.0: bh4xcrr was incubated with freshly thawed competent cells at 37 ° C. for 2 hours. This culture was mixed with liquid BHI agar containing 5% defibrinated sheep blood and overlaid on BHI agar. After condensing this layer for a short time, liquid BHI agar containing 5 μg erythromycin / mL was carefully poured into the plate. Colonies selected after 48 hours of growth at 37 ° C. were streaked on BHI agar containing 5 μg erythromycin / mL for further confirmation of resistance and for selection of pure clones. Transformants were confirmed based on detection using a Western blot of BH4XCRR in culture supernatant after overnight growth in BHI containing 5 μg erythromycin / mL at 37 ° C.

電気泳動及びウェスタンブロット。S.ゴルドニー培養上清中のタンパク質を、SDS−PAGEを使用して分離した。ゲルを、クーマシーブリリアントブルーを使用して染色するか、又はポリビニリデンフルオライド(PVDF)膜に転写した。膜を3%ウシ血清アルブミン(BSA)によりブロッキングした。抗体を、0.5%トゥイーン(Tween)20、0.02%ナトリウムアジド、0.5Mナトリウムクロライド、及び0.01Mトリス(Tris)(pH8.2)を含有している緩衝液で希釈した。膜を、2μg/mLの濃度のS.ピオゲネスのM−タンパク質C−リピート領域に見出されるエピトープに特異的なmAb 10F5(Jones et al,1986 J.Exp.Med.164:1226-1238)及び1:1000希釈のヤギ抗マウスIgG APコンジュゲート抗体(バイオラド(BioRad)(Hercules,CA))を使用して探索した。ブロットを、0.06Mトリス、0.02%ナトリウムアジド、0.06%マグネシウムクロライド6水和物(pH9.8)を含有している緩衝液で希釈されたAPコンジュゲート基質キット(バイオラド)を使用して現像した。   Electrophoresis and Western blot. S. Proteins in Gordoni culture supernatant were separated using SDS-PAGE. Gels were stained using Coomassie Brilliant Blue or transferred to a polyvinylidene fluoride (PVDF) membrane. The membrane was blocked with 3% bovine serum albumin (BSA). The antibody was diluted with a buffer containing 0.5% Tween 20, 0.02% sodium azide, 0.5M sodium chloride, and 0.01M Tris (pH 8.2). Membranes were prepared at a concentration of 2 μg / mL S.M. MAb 10F5 (Jones et al, 1986 J. Exp. Med. 164: 1226-1238) specific for the epitope found in the M-protein C-repeat region of Piogenes and 1: 1000 dilution of goat anti-mouse IgG AP conjugate The antibody (BioRad (Hercules, CA)) was used to probe. Blots were diluted with buffer containing 0.06M Tris, 0.02% sodium azide, 0.06% magnesium chloride hexahydrate (pH 9.8) with AP conjugate substrate kit (BioRad). Developed using.

S.ゴルドニーの形質転換の後、エリスロマイシン耐性コロニーを、BHIブロスで37℃で一晩増殖させた。全ての培養物は、エリスロマイシンを含有しているCDM/CAAで逆希釈(back-diluted)し、静止期(dH2Oでの1:5希釈後、OD650=0.45)に達するまで、各培養物の光学濃度をモニタリングした。培養上清をSDS−PAGEのため調製し、BH4XCRRをウェスタンブロットにより可視化した(図3)。BH4XCRRを分泌するSPEX株から試料を培養し、加工して、これらの2つの発現系の産生レベルの比較が許容されるようにした。pLEX1.0:bh4xcrr形質転換S.ゴルドニー10個のうち8個の培養上清中に、完全なBH4XCRRが検出され、全ての形質転換体における産生が、SPEX株における産生に比べて増強されていた(図3)。単一のpLEX1.0:bh4xcrr形質転換S.ゴルドニーの培養物を保持し、SRL44と名付けた。 S. After Gordoni transformation, erythromycin resistant colonies were grown overnight at 37 ° C. in BHI broth. All cultures were back-diluted with CDM / CAA containing erythromycin until reaching stationary phase (OD 650 = 0.45 after 1: 5 dilution with dH 2 O) The optical density of each culture was monitored. Culture supernatants were prepared for SDS-PAGE and BH4XCRR was visualized by Western blot (FIG. 3). Samples were cultured from SPEX strains secreting BH4XCRR and processed to allow comparison of the production levels of these two expression systems. pLEX1.0: bh4xcrr transformation Complete BH4XCRR was detected in 8 of 10 Gordonii culture supernatants, and production in all transformants was enhanced compared to production in the SPEX strain (FIG. 3). Single pLEX1.0: bh4xcrr transformation A Gordoni culture was maintained and designated SRL44.

BH4XCRRは、mAb 10F5により探索されたウェスタンブロットを使用して、培養上清中に容易に検出され得たが、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を使用して、培養上清中のBH4XCRR濃度を定量化するための多数のアプローチは不成功であった。別法として、ウェスタンブロットを使用して、SRL44培養上清中のBH4XCRRバンド強度を、段階希釈された、以前に精製された、SPEX系により産生されたBH4XCRRのものと比較した(図4)。バンド強度を濃度測定を使用して定量化し、その値から回帰直線を計算した。この評価から、BH4XCRRが、SRL44により、10mg/Lの濃度で培地中へ分泌されたことが決定された。   BH4XCRR could be readily detected in the culture supernatant using a Western blot probed with mAb 10F5, but the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was used to determine the BH4XCRR concentration in the culture supernatant. A number of approaches for quantification have been unsuccessful. Alternatively, Western blots were used to compare the BH4XCRR band intensity in the SRL44 culture supernatant with that of serially diluted, previously purified, BH4XCRR produced by the SPEX system (FIG. 4). Band intensities were quantified using densitometry, and a regression line was calculated from the values. From this evaluation, it was determined that BH4XCRR was secreted into the medium at a concentration of 10 mg / L by SRL44.

異種産物BH4XCRRの産生及び精製
SRL44の凍結ストック(−80℃)を使用して、5μgエリスロマイシン/mLを含有している10mLのBHIに接種し、この培養物を37℃で一晩インキュベートした。それを5%CAA及び5μgエリスロマイシン/mLが補足された1Lの濾過滅菌されたCDMで逆希釈し、静止型37℃インキュベーターにおいてOD650=0.45(dH2Oで1:5希釈;dH2Oによるブランクを差し引いたもの)になるまで増殖させた。細胞を遠心分離によりペレット化し、上清を0.45μmのカットオフを有するフィルターユニットを使用して濾過した。疎水性相互作用クロマトグラフィの準備のため、(NH42SO4を1.5Mの濃度で上清に添加し、沈殿物を除去するために上清を再び濾過した。5カラム容量(CV)の20mM Na2HPO4(pH7.0)によりストリッピングされ、5CVの50mM Na2HPO4/1.5M(NH42SO4(pH7.0)により平衡化された5mLのハイトラップブチル(HiTrap Butyl)FFカラム(アマシャムバイオサイエンシーズ(Amersham BioSciences)(Piscataway,NJ))に、その上清を負荷した。試料が負荷された後、カラムを、10CVの50mM Na2HPO4/1.5M (NH42SO4(pH7.0)により洗浄した。1.5から0Mへの10CVの(NH42SO4勾配を使用してタンパク質を溶出させ、2mL画分を収集した。全ての工程は、5mL/分の流速で実施した。この手法の有効性を、SDS−PAGEゲル上で画分を泳動することにより評価し、タンパク質をクーマシーブリリアントブルーによる染色により可視化した(図5)。試料がほぼ完全にカラムに負荷された際に採取された素通りの試料にはBH4XCRRは検出されず、このことから、産物が上清から効率的に抽出されたことが示唆された。BH4XCRRは、限られた数の画分においてカラムから溶出し、単一の暗く染色された45kDaのバンドとして表され、このことから、それがこの加工工程中に主に完全なままであったことが示唆された。さらに、BH4XCRRは、勾配溶出においてS.ゴルドニーにより分泌された多数のその他のタンパク質から分離された。
Production and purification of heterologous product BH4XCRR A frozen stock of SRL44 (−80 ° C.) was used to inoculate 10 mL of BHI containing 5 μg erythromycin / mL and the culture was incubated at 37 ° C. overnight. It is back-diluted with 1 L of filter sterilized CDM supplemented with 5% CAA and 5 μg erythromycin / mL, and OD 650 = 0.45 (1: 5 dilution with dH 2 O; dH 2 in a static 37 ° C. incubator; Until it was subtracted from the blank with O). The cells were pelleted by centrifugation and the supernatant was filtered using a filter unit with a 0.45 μm cutoff. In preparation for hydrophobic interaction chromatography, (NH 4 ) 2 SO 4 was added to the supernatant at a concentration of 1.5 M and the supernatant was filtered again to remove the precipitate. Stripped with 5 column volumes (CV) of 20 mM Na 2 HPO 4 (pH 7.0) and equilibrated with 5 CV of 50 mM Na 2 HPO 4 /1.5 M (NH 4 ) 2 SO 4 (pH 7.0) The supernatant was loaded onto a 5 mL HiTrap Butyl FF column (Amersham BioSciences (Piscataway, NJ)). After the sample was loaded, the column was washed with 10 CV 50 mM Na 2 HPO 4 /1.5 M (NH 4 ) 2 SO 4 (pH 7.0). The protein was eluted using a 10 CV (NH 4 ) 2 SO 4 gradient from 1.5 to 0 M and 2 mL fractions were collected. All steps were performed at a flow rate of 5 mL / min. The effectiveness of this approach was assessed by running fractions on an SDS-PAGE gel and the protein was visualized by staining with Coomassie Brilliant Blue (FIG. 5). BH4XCRR was not detected in the pass-through sample taken when the sample was almost completely loaded onto the column, suggesting that the product was efficiently extracted from the supernatant. BH4XCRR eluted from the column in a limited number of fractions and was represented as a single darkly stained 45 kDa band, from which it remained largely intact during this processing step Was suggested. Furthermore, BH4XCRR is S. cerevisiae in gradient elution. Isolated from a number of other proteins secreted by Gordonii.

この一次清浄化の後、ゲル濾過クロマトグラフィを使用して、さらにBH4XCRRを精製した。BH4XCRRを含有している疎水性相互作用分離からの画分をプールし、(NH42SO4の60%飽和溶液を使用してタンパク質を沈殿させた。沈殿物をペレット化し、50mMクエン酸(pH2.8)に再溶解させ、平衡化されたハイプレップ(HiPrep)16/60セファクリル(Sephacryl)S−300カラム(アマシャム)に負荷した。BH4XCRRは、試料が負荷された後40〜75分後に溶出した画分において、クーマシー染色されたSDS−PAGEゲル上で可視化されたが、主に50〜65分の間に収集された4つの5mL画分に溶出した(図6)。これらの画分は、検出不可能な量の夾雑タンパク質を含有していた。60及び65分に溶出された画分においては、主要なBH4XCRRバンドの下に、弱いバンド生成パターンが観察された。このバンド生成パターンは、微量のBH4XCRRの分解を暗示しており、これらのバンドの反応性は、mAb 10F5により探索されたウェスタンブロットを使用して確認された。 After this primary cleanup, BH4XCRR was further purified using gel filtration chromatography. Fractions from hydrophobic interaction separations containing BH4XCRR were pooled and proteins were precipitated using a 60% saturated solution of (NH 4 ) 2 SO 4 . The precipitate was pelleted, redissolved in 50 mM citric acid (pH 2.8) and loaded onto an equilibrated HiPrep 16/60 Sephacryl S-300 column (Amersham). BH4XCRR was visualized on a Coomassie-stained SDS-PAGE gel in fractions that eluted 40-75 minutes after sample loading, but four 5 mL collected primarily between 50-65 minutes. It eluted in the fraction (Figure 6). These fractions contained undetectable amounts of contaminating proteins. In the fractions eluted at 60 and 65 minutes, a weak banding pattern was observed below the main BH4XCRR band. This band generation pattern implies the degradation of trace amounts of BH4XCRR, and the reactivity of these bands was confirmed using Western blots probed with mAb 10F5.

1LのSRL44培養上清からのBH4XCRRの精製のために使用された方法が、下記表1に提供される。工程は、表示された順序で行われる。

Figure 2008501364
The method used for purification of BH4XCRR from 1 L of SRL44 culture supernatant is provided in Table 1 below. The steps are performed in the displayed order.
Figure 2008501364

PLEXプラスミドを使用した固定型異種産物の発現
SPEX系に関連した遺伝学を使用して、グラム陽性アンカリングモチーフを含有しているS.ピオゲネスM−タンパク質由来のC末端領域と構造異種遺伝子を融合させることにより、異種遺伝子産物をS.ゴルドニーの細胞壁に固定することができる(Myscofski et al.,1998 Protein Expression & Purification 14:409-17)。このアンカリング配列をPLEX発現プラスミドへ組み込むことにより、PLEX発現系を使用して、ワクシニアウイルス抗原A27LをS.ゴルドニーの表面上に発現させた。
Expression of Fixed Heterologous Products Using the PLEX Plasmid Using genetics associated with the SPEX system, S. cerevisiae containing a gram-positive anchoring motif. The heterologous gene product is transformed into S. cerevisiae by fusing the C-terminal region from Piogenes M-protein with a structural heterologous gene. It can be fixed to the cell wall of Gordoni (Myscofski et al., 1998 Protein Expression & Purification 14: 409-17). By incorporating this anchoring sequence into the PLEX expression plasmid, the vaccinia virus antigen A27L was transformed into S. cerevisiae using the PLEX expression system. Expressed on the surface of Gordoni.

pLEX1.1:bh4xcrrの構築。rgg/gtfG配列の機能性を保持しながら、クローニング目的のための、プラスミド上の付加的なEcoRI部位の使用を促進するため、rggの3’領域内に位置するEcoRI部位の部位特異的突然変異により、プラスミドpLEX1.1:bh4xcrrを作製した。部位特異的突然変異誘発は、製造業者のプロトコルに従ってクイックチェンジ(QuickChange)XL部位特異的突然変異誘発キット(ストラタジーン(Stratagene)(La JoIIa,CA))を使用して実施した。鋳型としてのpLEX1.0:bh4xcrr並びにプライマーEcoRI−F(5’−CAAAGAACAATTTGAGCGAATCCAACTAACAGT−3’;配列番号:11)及びEcoRI−R(5’−TCTGCAACTACTGTTAGTTGGATTCGCTCAAAT−3’;配列番号:12)を使用して、サイレントT860Cヌクレオチド突然変異をrggに導入した。親プラスミドをDpnIを使用して消化し、産物を大腸菌XL−10ゴールド(Gold)細胞(ストラタジーン)に形質転換した。EcoRIが消化反応中にバンドを切除し得ないことを確認することにより、エリスロマイシン耐性クローンを突然変異の存在に関してスクリーニングした。その後、突然変異をさらに確認するため、このプラスミドを配列決定した。そのプラスミド構築物をpLEX1.1:bh4xcrrと名付けた。   pLEX1.1: Construction of bh4xcrr. Site-specific mutation of the EcoRI site located within the 3 'region of rgg to promote the use of additional EcoRI sites on the plasmid for cloning purposes while retaining the functionality of the rgg / gtfG sequence To prepare plasmid pLEX1.1: bh4xcrr. Site-directed mutagenesis was performed using the QuickChange XL site-directed mutagenesis kit (Stratagene (La JoIIa, CA)) according to the manufacturer's protocol. PLEX1.0 as template: bh4xcrr and primers EcoRI-F (5′-CAAAGAAACAATTTGAGCGAATCCAACTAACAGGT-3 ′; SEQ ID NO: 11) and EcoRI-R (5′-TCTGCAACTACTGTTAGTTTGGTTCGCTCAAAT-3 ′; SEQ ID NO: 12) A silent T860C nucleotide mutation was introduced into rgg. The parent plasmid was digested using DpnI and the product was transformed into E. coli XL-10 Gold cells (Stratagene). Erythromycin resistant clones were screened for the presence of the mutation by confirming that EcoRI was unable to excise the band during the digestion reaction. This plasmid was then sequenced to further confirm the mutation. The plasmid construct was named pLEX1.1: bh4xcrr.

pLEX1.1:a27l(a)の構築。ワクシニアウイルスコペンハーゲン(Copenhagen)A27L(p14)タンパク質をコードする遺伝子を、プライマー5’−CGGGGTACCGACGGAACTCTTTTCCCC−3’(配列番号:13)及び5’−CCGGAATTCCTCATATGGATCTGAAC−3’(配列番号:14)(下線付きの配列は、それぞれ、プライマーへ組み込まれたKpnI及びEcoRIの制限部位を示す)並びに鋳型としてのワクシニアウイルスコペンハーゲンDNAを使用したPCRにより作製した。PCR産物を、pCR2.1(インビトロジェン)にサブクローニングし、プラスミドpCR2.1:A27Lを形成させた。制限酵素EcoRI及びKpnIによるプラスミドpCR2.1:A27Lのその後の消化により、286bp断片が生じ、それをEcoRI及びKpnIにより消化されたSPEXクローニングベクターpSMB104とライゲートさせた。このようなライゲーションは、終止コドンを欠くa27l構造遺伝子を、S.ピオゲネスM6タンパク質由来のアンカリング領域の直ぐ上流にインフレームで位置付けた。この固定型のa27l遺伝子をa27l(a)と名付けた。pSMB104:a27l(a)のA27Lをコードする領域のDNA配列を、配列決定により確認した。pSMB104:a27l(a)を鋳型として使用して、順方向プライマーLB37(5’−CCGGGTACCTGGACGGAACTCTTTTC−3’;配列番号:15)及び逆方向プライマーML11(5’−CGGCCGTCGCGATTAGTTTTCTTCTTTGCGTTA−3’;配列番号:16)を使用して、KpnI及びNruIの制限部位が隣接しているa27l(a)遺伝子を保有しているPCR産物を作製した。この産物をKpnI及びNruIにより消化し、1.0kbpバンドを単離した。bh4xcrr遺伝子を切り出すため、pLEX1.1:bh4xcrrをKpnI及びNruIにより消化した。この反応物から単離された9.8kbpバンドを、1.0kbpのKpnI及びNruIにより消化されたPCR産物とライゲートさせ、挿入された領域の配列を、DNA配列決定により確認した。pLEX1.1:a27l(a)と名付けられたこのプラスミドの配列(配列番号:2)。   pLEX1.1: Construction of a27l (a). The gene encoding the vaccinia virus Copenhagen A27L (p14) protein was expressed as primers 5'-CGGGGTACCGACGGAACTCTTTTCCC-3 '(SEQ ID NO: 13) and 5'-CCGGGAATTCCCTCATATGATCTGACAC-3' (SEQ ID NO: 14) (underlined sequence) (Represented by restriction sites for KpnI and EcoRI incorporated into the primers, respectively) and vaccinia virus Copenhagen DNA as a template. The PCR product was subcloned into pCR2.1 (Invitrogen) to form plasmid pCR2.1: A27L. Subsequent digestion of plasmid pCR2.1: A27L with the restriction enzymes EcoRI and KpnI yielded a 286 bp fragment that was ligated with the SPEX cloning vector pSMB104 digested with EcoRI and KpnI. Such ligation results in the a27l structural gene lacking a stop codon being transformed into S. cerevisiae. It was positioned in frame immediately upstream of the anchoring region from the Piogenes M6 protein. This fixed type a27l gene was named a27l (a). The DNA sequence of the region encoding A27L of pSMB104: a271 (a) was confirmed by sequencing. pSMB104: Forward primer LB37 (5′-CCGGGGTACCTGACGGAACTCTTTTC-3 ′; SEQ ID NO: 15) and reverse primer ML11 (5′-CGGCCGTCGGATTTAGTTTCTTCTTTTGCGTTTA-3 ′) using a27l (a) as a template; Was used to generate a PCR product carrying the a271 (a) gene flanked by KpnI and NruI restriction sites. This product was digested with KpnI and NruI and the 1.0 kbp band was isolated. To excise the bh4xcrr gene, pLEX1.1: bh4xcrr was digested with KpnI and NruI. The 9.8 kbp band isolated from this reaction was ligated with a 1.0 kbp KpnI and NruI digested PCR product and the sequence of the inserted region was confirmed by DNA sequencing. The sequence of this plasmid, named pLEX1.1: a271 (a) (SEQ ID NO: 2).

S.ゴルドニー(GP251株)を、合成コンピテンス刺激ペプチド(CSP)N−DVRSNKIRLWWENIFFNKK−COOH(配列番号:25)を使用して、pLEX1.1:a27l(a)により形質転換した。簡単に説明すると、GP251を、5μgクロラムフェニコール/mLを含有しているBHIで一晩増殖させた。形質転換のための細胞を調製するため、CSP(10μg/mL最終濃度)及びグリセロール(10%最終濃度)を培養物に添加し、細胞を100μLずつに分割して−80℃で凍結させた。S.ゴルドニーを形質転換するため、細胞を迅速に解凍し、1μg DNA及び900μL THYを添加した。細胞を37℃で3時間インキュベートし、5μgエリスロマイシン/mLを含有しているBHI寒天に播種した。   S. Gordonii (GP251 strain) was transformed with pLEX1.1: a271 (a) using the synthetic competence stimulating peptide (CSP) N-DVRSNKIRLWWENIFFNK-COOH (SEQ ID NO: 25). Briefly, GP251 was grown overnight in BHI containing 5 μg chloramphenicol / mL. To prepare cells for transformation, CSP (10 μg / mL final concentration) and glycerol (10% final concentration) were added to the culture, and the cells were divided into 100 μL aliquots and frozen at −80 ° C. S. To transform Gordonii, cells were thawed rapidly and 1 μg DNA and 900 μL THY were added. Cells were incubated for 3 hours at 37 ° C. and seeded on BHI agar containing 5 μg erythromycin / mL.

エリスロマイシン耐性形質転換体の選択の後、フローサイトメトリー分析を使用して、S.ゴルドニーの表面上のA27Lの存在を評価した。S.ゴルドニー株GP251、SRL21(SPEX系を使用して、表面上にA27Lを発現している)、及びpLEX1.1:a27l(a)形質転換クローン(SRL45と名付けた)を、OD650=0.5になるまで増殖させた。細胞を抗ワクシニアウイルスウサギ血清と共にインキュベートした。次いで、細胞をFITCコンジュゲート抗ウサギ抗体(Ab)を使用して標識し、10,000粒子の蛍光強度をベックマンコールター(Beckman Coulter)FC500フローサイトメーターを使用して定量化した(図7)。親S.ゴルドニー株GP251は、低いバックグラウンドレベルの蛍光を示した(平均蛍光チャンネル(MFC)=2.3)。より大きな蛍光チャンネルへの実質的なシフトが、SRL21(MFC=13.3)及びSRL45(MFC=23.2)の両方について観察された。これらの所見は、ウイルス抗原A27Lが、PLEX系を使用して、SRL45の表面上に成功裡に発現され固定されたことを示唆している。 After selection of erythromycin resistant transformants, S. The presence of A27L on the surface of Gordoni was evaluated. S. Gordoni strains GP251, SRL21 (expressing A27L on the surface using the SPEX system), and pLEX1.1: a27l (a) transformed clone (named SRL45) were OD 650 = 0.5 Was grown until. Cells were incubated with anti-vaccinia virus rabbit serum. Cells were then labeled using FITC-conjugated anti-rabbit antibody (Ab) and the fluorescence intensity of 10,000 particles was quantified using a Beckman Coulter FC500 flow cytometer (FIG. 7). Parent S. Gordoni strain GP251 showed a low background level of fluorescence (mean fluorescence channel (MFC) = 2.3). A substantial shift to a larger fluorescence channel was observed for both SRL21 (MFC = 13.3) and SRL45 (MFC = 23.2). These findings suggest that the viral antigen A27L was successfully expressed and immobilized on the surface of SRL45 using the PLEX system.

考察。複数の異種産物が、大腸菌を使用して成功裡に産生されているため、連鎖球菌ワクチン候補BH4XCRRの作製を、最初は、この細菌を使用して試みた。BH4XCRRは大腸菌を使用して発現され得るが、本発明者らは、産物の実質的な分解を観察した。この例は、発現ベクターとしての大腸菌の使用に関連した限界を強調している。大腸菌を使用して特定の産物を作製する試みは、不十分な発現、不溶性タンパク質の封入体への発現、又は完全な形態で産物を発現する能力の欠如をもたらし得る。微量のリポ多糖(LPS)が存在する可能性があることによる付加的な問題が、発現ベクターとして大腸菌を使用することから生じる。LPSは、所望の産物と共に非意図的に共精製され得る強力な毒素であり免疫刺激物質である。   Consideration. Since multiple heterologous products have been successfully produced using E. coli, the creation of streptococcal vaccine candidate BH4XCRR was first attempted using this bacterium. Although BH4XCRR can be expressed using E. coli, we have observed substantial degradation of the product. This example highlights the limitations associated with the use of E. coli as an expression vector. Attempts to produce specific products using E. coli can result in poor expression, insoluble protein expression in inclusion bodies, or a lack of ability to express the product in intact form. An additional problem due to the possible presence of trace amounts of lipopolysaccharide (LPS) arises from using E. coli as an expression vector. LPS is a potent toxin and immunostimulant that can be unintentionally co-purified with the desired product.

グラム陽性菌S.ゴルドニーは、BH4XCRRなどのS.ピオゲネスMタンパク質の誘導体を含む多数の異種産物を発現させるために使用されている。SPEX系を使用した場合、異種配列が染色体に組み込まれ、産生がネイティブのP2プロモーターから駆動される。分泌は、S.ピオゲネス由来のemm6.1遺伝子に由来する分泌シグナル配列との産物の融合により達成される。SPEX系は、特定の抗原の産生に大いに成功し、BH4XCRRを作製する最初の試みは、特に完全な産物の発現に関して有望であった。しかしながら、BH4XCRRの収率は、意図された適用にとって十分ではなかった。従って、PLEXが、増強された発現系として開発された。   Gram-positive bacteria Gordoni is a member of S.G., such as BH4XCRR. It has been used to express a number of heterologous products, including derivatives of the Piogenes M protein. When the SPEX system is used, the heterologous sequence is integrated into the chromosome and production is driven from the native P2 promoter. The secretion is This is accomplished by fusion of the product with a secretory signal sequence derived from the emm6.1 gene from Piogenes. The SPEX system was very successful in producing specific antigens, and the first attempt to make BH4XCRR was particularly promising with respect to complete product expression. However, the yield of BH4XCRR was not sufficient for the intended application. Therefore, PLEX was developed as an enhanced expression system.

アプローチに役立ったのは、S.ゴルドニーが、多様な培養条件下で、ある高分子量タンパク質を分泌するという観察であった。このタンパク質は、培養上清のSDS−PAGE分析において主要なタンパク質バンドとして規則的に検出された。N末端配列分析は、このタンパク質が、172kDaグルコシルトランスフェラーゼ又はGTFであることを明らかにした。GTFは、Rggにより、転写レベルにおいても翻訳レベルにおいても、正に調節される。実際、プラスミド補完を使用したRggの過剰発現は、ほぼ6倍、GTF活性をアップレギュレートする。   What helped the approach was S. It was an observation that Gordonii secretes certain high molecular weight proteins under a variety of culture conditions. This protein was regularly detected as a major protein band in SDS-PAGE analysis of the culture supernatant. N-terminal sequence analysis revealed that the protein was a 172 kDa glucosyltransferase or GTF. GTF is positively regulated by Rgg at both transcriptional and translational levels. Indeed, overexpression of Rgg using plasmid complement upregulates GTF activity almost 6-fold.

本明細書に記載された発現系は、gtfGプロモーターからBH4XCRR又はその他の目的のタンパク質もしくはポリペプチドの発現を駆動するために設計された。gtfGプロモーターにおける活性を増強し、かつ翻訳を増強するために、gtfGの正の調節剤Rggのコーディング領域を含めた。産物の分泌は、GTF分泌シグナル配列のbh4xcrr構造遺伝子との融合により達成された。BH4XCRRは、これらの遺伝子の複数のコピーが、増強された産生を促進するであろうという予想により、プラスミドから発現させるために選択した。S.ゴルドニーは、プラスミドpVA838:rgg/gtfG/bh4xcrrにより容易に形質転換され、形質転換体による完全なBH4XCRRの発現がウェスタンブロットを使用して確認された。5%CAAが補足されたCDMにおける形質転換体SRL44の増殖の後、分泌された産物は、10mg/Lの濃度で培養上清中に検出された。この培地におけるSRL44の増殖は、疎水性相互作用クロマトグラフィの後のゲル濾過を含む二段階過程を使用した迅速な精製を促進する。BH4XCRRの最小の分解が、この精製手法の後、観察された。   The expression system described herein was designed to drive the expression of BH4XCRR or other proteins or polypeptides of interest from the gtfG promoter. In order to enhance activity at the gtfG promoter and enhance translation, the coding region of the gtfG positive regulator Rgg was included. Secretion of the product was achieved by fusion of the GTF secretion signal sequence with the bh4xcrr structural gene. BH4XCRR was selected for expression from the plasmid with the expectation that multiple copies of these genes would facilitate enhanced production. S. Gordonii was easily transformed with plasmid pVA838: rgg / gtfG / bh4xcrr and complete BH4XCRR expression by the transformants was confirmed using Western blot. After growth of transformant SRL44 in CDM supplemented with 5% CAA, secreted product was detected in the culture supernatant at a concentration of 10 mg / L. Growth of SRL44 in this medium facilitates rapid purification using a two-step process involving gel filtration followed by hydrophobic interaction chromatography. Minimal degradation of BH4XCRR was observed after this purification procedure.

S.ゴルドニーの表面への複数の異種産物のアンカリング
S.ゴルドニーによるワクシニアウイルス抗原B5Rの表面発現。SPEX系を使用して、切断型のワクシニアウイルス抗原B5Rを発現させるため、SRL39株をS.ゴルドニーGP251株から作出した。順方向プライマーLB7(5’−CCGGGTACCATGACTGTACCCACTATGAATAAC(配列番号:17)、下線付きの領域はKpnI制限部位をコードする)及び逆方向プライマーLB9(5’−CCGGTCGACTGCTTCTAACGATTCTATTTC(配列番号:18);下線付きの領域はSalI制限部位をコードする)並びに鋳型としてのワクシニアウイルスコペンハーゲンDNAを使用して、B5Rアミノ酸22〜276のコーディング配列を含有しているPCR産物を作製した。この産物をpCR2.1にサブクローニングしてpCR2.1:B5RΔを作製し、それをKpnI及びSalIにより消化した。768bp断片を単離し、KpnI及びSalIにより消化されたpSMB104とライゲートさせ、pSRL39を作製した。B5RΔの配列を、配列決定により確認した。S.ゴルドニーGP251株をpSRL39により形質転換した。形質転換体をエリスロマイシン耐性に基づきスクリーニングし、B5RΔ遺伝子構築物の存在を確認するためにPCRを実施した。単一のクローンを保持し、SRL39と名付けた。
S. Anchoring multiple heterogeneous products to the surface of Gordoni Surface expression of vaccinia virus antigen B5R by Gordonii. To express the truncated vaccinia virus antigen B5R using the SPEX system, the SRL39 strain was transformed into Created from Gordoni GP251 strain. Forward primer LB7 (5'-CCGGGTTACCATGACTGTACCCACTATGAATAAC (SEQ ID NO: 17), underlined region encodes KpnI restriction site) and reverse primer LB9 (5'-CCGGTCCGACTGCTCTCATAACATTTCATTTC (SEQ ID NO: 18); underlined region A PCR product containing the coding sequence of B5R amino acids 22-276 was generated using vaccinia virus Copenhagen DNA as a template, as well as encoding a SalI restriction site. This product was subcloned into pCR2.1 to generate pCR2.1: B5RΔ, which was digested with KpnI and SalI. A 768 bp fragment was isolated and ligated with pSMB104 digested with KpnI and SalI to generate pSRL39. The sequence of B5RΔ was confirmed by sequencing. S. Gordonii GP251 strain was transformed with pSRL39. Transformants were screened based on erythromycin resistance and PCR was performed to confirm the presence of the B5RΔ gene construct. A single clone was retained and named SRL39.

B5Rの表面発現を評価するため、GP251及びSRL39をOD650=0.5になるまで増殖させた。ウサギ抗ワクシニアウイルス血清とのインキュベーションの後、吸着されたウサギ抗体を、FITCコンジュゲート抗ウサギIgGを使用して検出した。10,000粒子に関連した蛍光を記録し、結果を図8に提示した。本発明者らは、SRL39試料について、GP251と比較してより高い蛍光チャンネルへの実質的なシフトを観察した。これらの所見は、予想と一致しており、B5RがS.ゴルドニーSRL39株の表面上に発現していることを示唆している。 To assess the surface expression of B5R, GP251 and SRL39 were grown until OD 650 = 0.5. After incubation with rabbit anti-vaccinia virus serum, the adsorbed rabbit antibody was detected using FITC-conjugated anti-rabbit IgG. The fluorescence associated with 10,000 particles was recorded and the results are presented in FIG. We observed a substantial shift to a higher fluorescence channel for the SRL39 sample compared to GP251. These findings are consistent with expectations, and B5R This suggests that it is expressed on the surface of Gordonii SRL39 strain.

pLEX1.3:a27l(a)の構築。S.ゴルドニーの表面上に複数の異種抗原を発現させるため、ワクシニアウイルスタンパク質B5Rを固定型産物として発現するS.ゴルドニーSRL39株を、A27Lの遺伝子を保持しているpLEXプラスミドにより形質転換した。受容株は、既にエリスロマイシンに対する耐性を保有していたため、エリスロマイシン選択を使用してpLEX1.1:a27l(a)形質転換SRL39クローンをスクリーニングすることは不可能であった。従って、クロラムフェニコール耐性(CmR)を賦与するために、pLEX1.1:a27l(a)を修飾した。 Construction of pLEX1.3: a271 (a). S. In order to express a plurality of heterologous antigens on the surface of Gordonii, S. cerevisiae expressing vaccinia virus protein B5R as a fixed product. Gordonii SRL39 strain was transformed with the pLEX plasmid carrying the A27L gene. Since the recipient strain already possessed resistance to erythromycin, it was not possible to screen the pLEX1.1: a271 (a) transformed SRL39 clone using erythromycin selection. Therefore, pLEX1.1: a271 (a) was modified to confer chloramphenicol resistance (Cm R ).

鋳型としてのpAM401並びにプライマーML16(5’−GCT AAA AAT TTG TAA TTA AGA AGG AGT GAT TAC CTC GAG ATG ACT TTT AAT ATT ATT GAA TTA GAA AAT TGG−3’;配列番号:19)及びML17(5’−CCA AAT TTA CAA AAG CGA CTC ATA GAA CAT ATG CTA AAT CCA ATC ATC TAC CCT ATG−3’、配列番号:20)を使用して、クロラムフェニコール耐性遺伝子をPCRにより増幅した。各プライマーの3’領域は、pAM401のCmR遺伝子との相同性を保有しており、5’配列は、エリスロマイシン耐性を賦与する遺伝子に隣接するpLEX1.1:a27l(a)の領域に相同である。PCR反応物からの720bp産物を、pLEX1.1:a27l(a)を鋳型として使用したPCR反応を開始させるために使用した。この反応物からの産物を、親プラスミドを除去するためにDpnIにより消化し、大腸菌XL−10ゴールド株に形質転換した。形質転換体をクロラムフェニコール耐性及びエリスロマイシンに対する感受性に基づきスクリーニングした。pLEX1.1:a27l(a)上のエリスロマイシン耐性遺伝子の置換を、DNA配列決定により確認した。このプラスミド構築物を、pLEX1.3:a27l(a)(配列番号:3)と名付けた。 PAM401 as template and primer ML16 (5′-GCT AAA AAT TTG TAA TTA AGA AGG AGT GAT TAC CTC GAG ATG ACT TTT AAT ATT ATT GAA TTA GAA AAT TGG-3 ′; SEQ ID NO: 19 ′ The chloramphenicol resistance gene was amplified by PCR using CCA AAT TTA CAA AAG CGA CTC ATA GAA CAT ATG CTA AAT CCA ATC ATC TAC CCT ATG-3 ′, SEQ ID NO: 20). The 3 ′ region of each primer possesses homology with the Cm R gene of pAM401, and the 5 ′ sequence is homologous to the region of pLEX1.1: a271 (a) adjacent to the gene conferring erythromycin resistance. is there. The 720 bp product from the PCR reaction was used to initiate a PCR reaction using pLEX1.1: a271 (a) as a template. The product from this reaction was digested with DpnI to remove the parental plasmid and transformed into E. coli XL-10 gold strain. Transformants were screened based on chloramphenicol resistance and sensitivity to erythromycin. Replacement of the erythromycin resistance gene on pLEX1.1: a271 (a) was confirmed by DNA sequencing. This plasmid construct was named pLEX1.3: a271 (a) (SEQ ID NO: 3).

pLEX1.3:a27l(a)によるSRL39の形質転換。S.ゴルドニーSRL39株におけるB5R発現を確認した後、この株をpLEX1.3:a27l(a)により形質転換することにより、付加的なワクシニアウイルス抗原A27Lを発現させた。プラスミド取り込みを促進するためのCSPを使用して、pLEX1.3:a27l(a)をSRL39へ導入した。形質転換体をクロラムフェニコール耐性に関してスクリーニングした。選択されたクローンの表面上のA27Lの存在を、フローサイトメトリー分析を使用して評価した。GP251、SRL21、及び新たに獲得されたクローン(SRL46と名付けられた)を、A27Lに対して開発されたマウスモノクローナル抗体(ジェイフーパー博士(Dr.Jay Hooper)(USAMRIID,Fort Detrick,Maryland)より提供された)と共にインキュベートし、FITCコンジュゲートヤギ抗マウスIgG抗体を使用して分析のため標識した。10,000粒子の蛍光強度を、ベックマンコールターFC500フローサイトメーターを使用して、各試料について記録した。これらの分析からの分布ヒストグラムを図9に提示する。   pLEX1.3: Transformation of SRL39 with a27l (a). S. After confirming B5R expression in the Gordonii SRL39 strain, this strain was transformed with pLEX1.3: a271 (a) to express an additional vaccinia virus antigen A27L. PLEX1.3: a271 (a) was introduced into SRL39 using CSP to facilitate plasmid uptake. Transformants were screened for chloramphenicol resistance. The presence of A27L on the surface of selected clones was assessed using flow cytometry analysis. GP251, SRL21, and newly acquired clone (named SRL46) provided by mouse monoclonal antibody developed against A27L (Dr. Jay Hooper (USAMRIID, Fort Detrick, Maryland)) And labeled for analysis using a FITC-conjugated goat anti-mouse IgG antibody. The fluorescence intensity of 10,000 particles was recorded for each sample using a Beckman Coulter FC500 flow cytometer. Distribution histograms from these analyzes are presented in FIG.

GP251と比べてより大きな蛍光チャンネルへの実質的なシフトが、SRL21及びSRL46両方の試料において観察された。この分析は、S.ゴルドニーのB5RΔ発現株へのpLEX1.3:a27l(a)の導入が、付加的なワクシニアウイルス抗原A27Lの表面発現を促進したことを示唆している。   A substantial shift to a larger fluorescence channel compared to GP251 was observed in both SRL21 and SRL46 samples. This analysis is described in S.H. This suggests that the introduction of pLEX1.3: a271 (a) into the Gordoni B5RΔ expressing strain promoted surface expression of the additional vaccinia virus antigen A27L.

本願において言及された全ての引用された特許及び刊行物は、参照により全ての目的のため完全に本明細書に組み込まれる。優先権出願である2004年5月21日出願の米国仮出願第60/572,974号も、参照により全ての目的のため完全に本明細書に組み込まれる。   All cited patents and publications mentioned in this application are hereby fully incorporated by reference for all purposes. The priority application, US Provisional Application No. 60 / 572,974, filed May 21, 2004, is also fully incorporated herein by reference for all purposes.

7アミノ酸スペーサーが介在している4個のタンデムリピートCRRを示すBH4XCRR分子の概略図。N末端の19アミノ酸は、GTFシグナル配列がネイティブのプロセシング反応中に切断された後、残存する。Schematic of BH4XCRR molecule showing 4 tandem repeat CRRs with a 7 amino acid spacer intervening. The N-terminal 19 amino acids remain after the GTF signal sequence is cleaved during the native processing reaction. PLEX系における遺伝因子の配置の概要。2.3kbpの領域が、プラスミド上のBamHI及びSphIの制限部位を使用して、pVA838にクローニングした。rgg及びgtfGのための推定プロモーターは、直角の矢印により特定されている。GTF内の影付きの領域は、35アミノ酸分泌シグナル配列をコードする105塩基に相当する。異種構造遺伝子bh4xcrrは、分泌シグナル配列の下流に(機能的に)インフレームで位置している。Overview of the arrangement of genetic factors in the PLEX system. A 2.3 kbp region was cloned into pVA838 using the BamHI and SphI restriction sites on the plasmid. Putative promoters for rgg and gtfG are identified by right-angled arrows. The shaded region in GTF corresponds to 105 bases encoding a 35 amino acid secretion signal sequence. The heterologous structural gene bh4xcrr is located (functionally) in frame downstream of the secretory signal sequence. pLEX1.0:bh4xcrrによるS.ゴルドニーの形質転換は、SPEXと比べて産生を増強する。pLEX1.0:bh4xcrr形質転換S.ゴルドニー及びSPEX株SRL16からの培養上清中のタンパク質は、SDS−PAGEを使用して分離し、PVDF膜に転写され、モノクローナル抗体(mAb)10F5により探索した。本発明者らは、アスタリスクにより示された形質転換体を保持し、このクローンをSRL44と名付けた。dH2Oで1:5希釈された培養上清のOD650値を記録し、dH2Oによるブランクを差し引いた。pLEX 1.0: S. by bh4xcrr. Gordoni transformation enhances production compared to SPEX. pLEX1.0: bh4xcrr transformation Proteins in culture supernatants from Gordonii and SPEX strain SRL16 were separated using SDS-PAGE, transferred to a PVDF membrane, and probed with monoclonal antibody (mAb) 10F5. We retained the transformant indicated by the asterisk and named this clone SRL44. In dH 2 O 1: 5 to record the OD 650 value of the diluted culture supernatant, blank was subtracted by dH 2 O. SRL44培養上清中のBH4XCRRの、BH4XCRR標準濃度との比較が提示される。パネルA.SDS−PAGEは、SRL44培養上清及び標準濃度に希釈されたBH4XCRRに対して実施した。電気泳動後、タンパク質をPVDF膜に転写し、モノクローナル(mAb)10F5により探索した。標準として使用されたBH4XCRRのストック溶液は、SPEXを使用して以前に作製し、金属アフィニティクロマトグラフィを使用して精製し、ビシンコニン酸アッセイ(ピアース(Pierce)(Rockford,IL))を使用してタンパク質濃度を決定した。パネルB.バンド強度は濃度測定を使用して定量化し、その値から回帰直線を計算した。SRL44培養上清からのバンド強度は、白菱形としてチャート上にプロットされ、BH4XCRR標準は黒四角により表されている。A comparison of the BH4XCRR in the SRL44 culture supernatant to the BH4XCRR standard concentration is presented. Panel A. SDS-PAGE was performed on SRL44 culture supernatant and BH4XCRR diluted to standard concentration. After electrophoresis, the protein was transferred to a PVDF membrane and probed with monoclonal (mAb) 10F5. The BH4XCRR stock solution used as a standard was previously made using SPEX, purified using metal affinity chromatography, and protein using the bicinchoninic acid assay (Pierce (Rockford, IL)). The concentration was determined. Panel B. The band intensity was quantified using concentration measurement, and a regression line was calculated from the value. Band intensities from the SRL44 culture supernatant are plotted on the chart as white diamonds and the BH4XCRR standard is represented by black squares. 1LのSRL44培養上清(SP)からのBH4XCRRの一次清浄化及び抽出は、疎水性相互作用クロマトグラフィを使用して達成される。SDS−PAGEは、培養上清、素通り(FT)、洗浄液(W)、及び溶出画分(3〜23)の試料を使用して実施した。タンパク質はクーマシーブリリアントブルーによる染色後に可視化され、BH4XCRRがこれらのゲルにおける主要なバンドにより表される。Primary cleaning and extraction of BH4XCRR from 1 L of SRL44 culture supernatant (SP) is achieved using hydrophobic interaction chromatography. SDS-PAGE was performed using samples of culture supernatant, flow-through (FT), washing solution (W), and elution fraction (3-23). The protein is visualized after staining with Coomassie Brilliant Blue, and BH4XCRR is represented by the major band in these gels. ゲル濾過クロマトグラフィは、完全BH4XCRRを単離するために使用される。部分精製された産物(PP)は、クエン酸で平衡化されたゲル濾過カラムに負荷した。1mL/分の流速を使用して、試料を負荷してから30分後に画分(5mL)の収集を開始した。各画分の溶出時間(分)は、各レーンの上に示されている。SDS−PAGEをこれらの試料に対して実施し、分子量マーカー(M)を含めた。これらのゲル上の主要なバンドであるBH4XCRRは、クーマシーブリリアントブルーによる染色の後、可視化された。Gel filtration chromatography is used to isolate complete BH4XCRR. The partially purified product (PP) was loaded onto a gel filtration column equilibrated with citric acid. Using a flow rate of 1 mL / min, collection of fractions (5 mL) was started 30 minutes after loading the sample. The elution time (min) of each fraction is shown above each lane. SDS-PAGE was performed on these samples and included a molecular weight marker (M). The major band on these gels, BH4XCRR, was visualized after staining with Coomassie Brilliant Blue. pLEX1.1:a271(a)形質転換S.ゴルドニーは、表面固定型のワクシニアウイルス抗原A27Lを発現する。GP251(陰性対照)、SRL21(SPEX S.ゴルドニーA27L;陽性対照)、及びSRL45(PLEX S.ゴルドニー::A27L)は、OD650=0.5になるまで増殖させた。細胞を抗ワクシニアウイルスウサギ血清と共にインキュベートし、FITCコンジュゲート抗ウサギIgGを使用して標識した。10,000粒子の蛍光強度は、ベックマンコールターFC500フローサイトメーターを使用して定量化した。重ね合わせた分布ヒストグラムを示す。pLEX1.1: a271 (a) transformation Gordonii expresses surface-fixed vaccinia virus antigen A27L. GP251 (negative control), SRL21 (SPEX S. Gordoni A27L; positive control), and SRL45 (PLEX S. Gordoni :: A27L) were grown to OD 650 = 0.5. Cells were incubated with anti-vaccinia virus rabbit serum and labeled using FITC-conjugated anti-rabbit IgG. The fluorescence intensity of 10,000 particles was quantified using a Beckman Coulter FC500 flow cytometer. The superimposed distribution histogram is shown. 異種遺伝子産物B5Rは、SPEX系を使用して、S.ゴルドニーの表面上に発現され得る。OD650=0.5にまで増殖させられたGP251(陰性対照)及びSRL39(SPEX S.ゴルドニー::B5R)は、ワクシニアウイルスに対して作成されたウサギ抗血清と共にインキュベートした。反応性ウサギ抗体は、FITCコンジュゲート抗ウサギIgGを使用して検出した。フローサイトメトリーを使用して、各培養物からの10,000粒子に関連した蛍光のレベルを記録した。重ね合わせた代表的な分布ヒストグラムを示す。The heterologous gene product B5R is obtained from S. cerevisiae using the SPEX system. It can be expressed on the surface of Gordoni. GP251 (negative control) and SRL39 (SPEX S. Gordoni :: B5R) grown to OD 650 = 0.5 were incubated with rabbit antisera raised against vaccinia virus. Reactive rabbit antibodies were detected using FITC-conjugated anti-rabbit IgG. Flow cytometry was used to record the level of fluorescence associated with 10,000 particles from each culture. A representative distribution histogram is shown. pLEX1.3:a27l(a)によるB5R発現S.ゴルドニーの形質転換は、ウイルス抗原A27Lの表面発現を促進する。GP251(陰性対照)、SRL21(S.ゴルドニー::A27L陽性対照)、及びSRL46(S.ゴルドニー::B5RSPEXA27LPLEX)を、A27Lに対して開発されたマウスモノクローナル抗体と共にインキュベートし、FITCコンジュゲートヤギ抗マウスIgG抗体を使用した分析のために標識した。10,000粒子の蛍光強度は、ベックマンコールターFC500フローサイトメーターを使用して各試料について記録した。これらの分析からの重ね合わせた代表的な分布ヒストグラムを提示する。pLEX1.3: B5R expression by a27l (a) Gordoni transformation promotes surface expression of viral antigen A27L. GP251 (negative control), SRL21 (S. gordonii :: A27L positive control), and SRL46 (S. gordonii :: B5R SPEX A27L PLEX ) were incubated with a mouse monoclonal antibody developed against A27L to produce a FITC conjugate. Labeled for analysis using goat anti-mouse IgG antibody. The fluorescence intensity of 10,000 particles was recorded for each sample using a Beckman Coulter FC500 flow cytometer. A superimposed representative distribution histogram from these analyzes is presented. S.ゴルドニー内のBH4XCRR配列の図示。BH4XCRR核酸配列(配列番号:21)及び対応するアミノ酸配列(配列番号:22及び23)は、正の調節剤rgg、並びにgtfGのプロモーター及びシグナル配列の下流にインフレームで構造遺伝子配列を挿入することにより入手した。推定プロモーターは、−35位及び−10位に示されている。シャインダルガーノリボソーム結合部位は「SD」と表示されている。次いで、図示された配列を、大腸菌/ストレプトコッカスシャトルプラスミドpVA838に挿入し、次いで、コンピテントS.ゴルドニー細胞に形質転換した。別のシャトルプラスミドも使用され得る。S. Illustration of BH4XCRR sequence within Gordoni. The BH4XCRR nucleic acid sequence (SEQ ID NO: 21) and the corresponding amino acid sequence (SEQ ID NO: 22 and 23) insert the structural gene sequence in frame downstream of the positive regulator rgg and the gtfG promoter and signal sequence. Obtained by Putative promoters are shown at positions -35 and -10. The Shine-Dalgarno ribosome binding site is labeled “SD”. The depicted sequence was then inserted into the E. coli / Streptococcus shuttle plasmid pVA838 and then competent S. Gordonii cells were transformed. Alternative shuttle plasmids can also be used. S.ゴルドニー内のBH4XCRR配列の図示。BH4XCRR核酸配列(配列番号:21)及び対応するアミノ酸配列(配列番号:22及び23)は、正の調節剤rgg、並びにgtfGのプロモーター及びシグナル配列の下流にインフレームで構造遺伝子配列を挿入することにより入手した。推定プロモーターは、−35位及び−10位に示されている。シャインダルガーノリボソーム結合部位は「SD」と表示されている。次いで、図示された配列を、大腸菌/ストレプトコッカスシャトルプラスミドpVA838に挿入し、次いで、コンピテントS.ゴルドニー細胞に形質転換した。別のシャトルプラスミドも使用され得る。S. Illustration of BH4XCRR sequence within Gordoni. The BH4XCRR nucleic acid sequence (SEQ ID NO: 21) and the corresponding amino acid sequence (SEQ ID NO: 22 and 23) insert the structural gene sequence in frame downstream of the positive regulator rgg and the gtfG promoter and signal sequence. Obtained by Putative promoters are shown at positions -35 and -10. The Shine-Dalgarno ribosome binding site is labeled “SD”. The depicted sequence was then inserted into the E. coli / Streptococcus shuttle plasmid pVA838 and then competent S. Gordonii cells were transformed. Alternative shuttle plasmids can also be used.

Claims (23)

機能的に連結されたrgg遺伝子、gtfGプロモーター、及び目的のポリペプチドをコードする核酸を含む核酸であって、目的のポリペプチドが、あるタンパク質とGTFシグナル配列との融合タンパク質である、核酸。   A nucleic acid comprising an operably linked rgg gene, a gtfG promoter, and a nucleic acid encoding a polypeptide of interest, wherein the polypeptide of interest is a fusion protein of a protein and a GTF signal sequence. rgg遺伝子、gtfGプロモーター、及び/又はGTFシグナル配列が、ストレプトコッカス(Streptococcus)に由来する、請求項1の核酸。   The nucleic acid of claim 1, wherein the rgg gene, the gtfG promoter, and / or the GTF signal sequence is derived from Streptococcus. rgg遺伝子、gtfGプロモーター、及びGTFシグナル配列が、ストレプトコッカスに由来する、請求項2の核酸。   The nucleic acid of claim 2, wherein the rgg gene, the gtfG promoter, and the GTF signal sequence are derived from Streptococcus. ストレプトコッカスがS.ゴルドニー(gordonii)である、請求項2の核酸。   Streptococcus is S. The nucleic acid of claim 2 which is gordonii. 目的のポリペプチドが、抗原、抗体もしくはその断片、免疫原性ポリペプチド、薬学的薬剤、又は酵素を含む、請求項1の核酸。   2. The nucleic acid of claim 1, wherein the polypeptide of interest comprises an antigen, antibody or fragment thereof, immunogenic polypeptide, pharmaceutical agent, or enzyme. 目的のポリペプチドをコードする核酸が、目的のポリペプチドのカルボキシ末端にLPXTG(Xは任意のアミノ酸であり得る)(配列番号:24)アンカリング・モチーフをコードする配列をさらに含む、請求項1の核酸。   The nucleic acid encoding the polypeptide of interest further comprises a sequence encoding an LPXTG (X can be any amino acid) (SEQ ID NO: 24) anchoring motif at the carboxy terminus of the polypeptide of interest. Nucleic acids. 目的のポリペプチドがBH4XCRRである、請求項1の核酸。   2. The nucleic acid of claim 1, wherein the polypeptide of interest is BH4XCRR. 目的のポリペプチドをコードする核酸が、精製ポリペプチドをコードする核酸と機能的に接合しており、精製ポリペプチドが切断部位を含有している、請求項1の核酸。   2. The nucleic acid of claim 1, wherein the nucleic acid encoding the polypeptide of interest is operably linked to the nucleic acid encoding the purified polypeptide, and the purified polypeptide contains a cleavage site. 請求項1の核酸を含むベクターであって、核酸が該ベクターに機能的に挿入されているベクター。   A vector comprising the nucleic acid of claim 1, wherein the nucleic acid is functionally inserted into the vector. エッシェリヒア(Escherichia)及び/又はストレプトコッカスのレプリコンを含む、請求項9のベクター。   10. The vector of claim 9, comprising an Escherichia and / or Streptococcus replicon. ポリリンカー及び/又は抗生物質選択遺伝子を含む、請求項9のベクター。   The vector of claim 9 comprising a polylinker and / or an antibiotic selection gene. 請求項9のベクターにより形質転換された宿主細胞。   A host cell transformed with the vector of claim 9. 表面タンパク質発現(SPEX)ベクターをさらに含む、請求項12の宿主細胞。   13. The host cell of claim 12, further comprising a surface protein expression (SPEX) vector. ストレプトコッカス菌、エッシェリヒア菌、ラクトコッカス(Lactococcus)菌、又はラクトバチルス(Lactobacillus)菌である、請求項12の宿主細胞。   The host cell according to claim 12, which is a Streptococcus bacterium, an Escherichia bacterium, a Lactococcus bacterium, or a Lactobacillus bacterium. ストレプトコッカス菌がS.ゴルドニーである、請求項14の宿主細胞。   Streptococcus sp. 15. The host cell of claim 14, which is a Gordoni. 請求項12の宿主細胞から合成された目的のポリペプチド。   A polypeptide of interest synthesized from the host cell of claim 12. 実質的に精製された、請求項12の宿主細胞から合成された目的のポリペプチド。   A polypeptide of interest synthesized from the host cell of claim 12 which is substantially purified. 実質的に精製された、請求項13の宿主細胞から合成された目的のポリペプチド。   14. A polypeptide of interest synthesized from the host cell of claim 13 which is substantially purified. 実質的に精製された、請求項15の宿主細胞から合成された目的のポリペプチド。   16. A polypeptide of interest synthesized from the host cell of claim 15 that is substantially purified. 宿主細胞において目的の異種ポリペプチドを合成する方法であって、
(a)請求項1の核酸をベクターと機能的に連結すること;
(b)ベクターを宿主細胞に挿入すること;
(c)目的のポリペプチドが合成される条件の下で核酸を発現する宿主細胞を培養すること;及び
(d)目的のポリペプチドを単離し精製すること
を含む方法。
A method for synthesizing a heterologous polypeptide of interest in a host cell comprising:
(A) functionally linking the nucleic acid of claim 1 to a vector;
(B) inserting the vector into a host cell;
(C) culturing host cells that express the nucleic acid under conditions under which the polypeptide of interest is synthesized; and (d) a method comprising isolating and purifying the polypeptide of interest.
宿主細胞がストレプトコッカス又はエッシェリヒアである、請求項20の方法。   21. The method of claim 20, wherein the host cell is Streptococcus or Escherichia. 宿主細胞がS.ゴルドニーである、請求項21の方法。   The host cell is S. cerevisiae. The method of claim 21, which is a Gordoni. 第二の目的のポリペプチドを含む表面タンパク質発現(SPEX)ベクターにより宿主細胞を共形質転換する工程をさらに含む、請求項20の方法。   21. The method of claim 20, further comprising the step of cotransforming the host cell with a surface protein expression (SPEX) vector comprising a second polypeptide of interest.
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