JP2009118759A - New protein having human cancer cell-selective cytotoxic ability - Google Patents

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Yasunari Nagamatsu
康徳 永松
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a protein giving specific damages to specific cells such as human cancer cells in active forms, and to provide a DNA encoding the protein, and the like. <P>SOLUTION: Provided is a protein comprising an amino acid sequence having a specific sequence, or a protein which comprises an amino acid sequence modified by one or more of the deletion, replacement, insertion and addition of one or more amino acids in a range having ≥70% of homology to either of the amino acid sequences, and has cytotoxic activity in an active form. Also provided is a DNA comprising a nucleotide sequence having a specific sequence, or a DNA which hybridizes with a DNA comprising a nucleotide sequence complementary to the DNA in a stringent condition, and encodes a protein having a cytotoxic activity in an active form. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、微生物由来の有用なタンパク質に関し、より詳細には、バチルス・チューリンジエンシス(Bacillus thuringiensis:以下「BT」と略称することがある)M019株等に由来する、細胞認識及び細胞破壊能を持った新規タンパク質のアミノ酸配列およびそれをコードする遺伝子ならびにそれらの用途に関する。 The present invention relates to a useful protein derived from a microorganism, and more specifically, cell recognition and cell destruction ability derived from Bacillus thuringiensis (hereinafter sometimes abbreviated as “BT”) M019 strain and the like. The present invention relates to an amino acid sequence of a novel protein having a nucleotide sequence, a gene encoding the same, and uses thereof.

バチルス・チューリンジエンシスは、1901年に日本人研究者の石渡繁胤氏によって蚕の病原細菌として発見された。以来、この細菌が生産する毒素タンパク質は、微生物殺虫剤として幅広く農業害虫、衛生害虫の防除に利用されてきた。   Bacillus thuringiensis was discovered in 1901 by a Japanese researcher Shigego Ishiwatari as a pathogenic bacterium of the moth. Since then, the toxin protein produced by this bacterium has been widely used as a microbial insecticide for the control of agricultural and sanitary pests.

これまでの研究によって、殺虫活性を持つBTの結晶性タンパク質は、アルカリによる可溶化後、必要に応じてプロテアーゼ処理によって活性化され、昆虫に対する毒性を発揮することが知られている。殺虫活性を持つ結晶性タンパク質は、(1)プロテアーゼによって活性化された状態において昆虫細胞に選択的な破壊活性を示すCryタンパク質(通常、活性化形態では分子量60〜75kDa)、及び(2)昆虫の細胞に対して非選択的な破壊活性を有し、かつ赤血球の溶血活性を有するCytタンパク質(通常、活性化形態では分子量22〜30kDa)に分類されることが明らかになっている。このような殺虫活性を持つ結晶性タンパク質は、昆虫細胞を標的とした殺虫剤としても利用されている。   It has been known by studies so far that a crystalline protein of BT having insecticidal activity is activated by protease treatment as needed after solubilization with alkali and exhibits toxicity to insects. Crystalline proteins having insecticidal activity include (1) a Cry protein (usually having a molecular weight of 60 to 75 kDa in the activated form) that exhibits selective destruction to insect cells in the state activated by protease, and (2) insects It has been clarified that it is classified into a Cyt protein having a non-selective destructive activity against the cells and a haemolytic activity of erythrocytes (usually having a molecular weight of 22-30 kDa in the activated form). Crystalline proteins having such insecticidal activity are also used as insecticides targeting insect cells.

細胞認識タンパク質としてのBTの結晶性タンパク質は、Cryタンパク質に代表される選択性の高さ、数十の遺伝子型に基づく多様性の豊富さ、及び原核生物由来のタンパク質であるが故の遺伝子改変のし易さという、抗体等他の細胞認識タンパク質にない優れた特徴を持っている。   The crystalline protein of BT as a cell recognition protein has high selectivity typified by Cry protein, richness of diversity based on tens of genotypes, and genetic modification because it is a prokaryotic protein It has an excellent feature that is not found in other cell recognition proteins such as antibodies.

一方、殺虫活性を有する結晶性タンパク質を発現している菌株は、BTのうちわずか30〜40%にすぎない。BT菌株が生産する殺虫活性を有しない結晶性タンパク質の持つ性質については、長い間不明であったが、近年、そのようなタンパク質の一部に、アルカリによる可溶化後にプロテアーゼによって活性化されると、細胞認識活性ないし細胞障害活性を有するタンパク質を生成するものが見出された(特許文献1〜3)。たとえば、特許文献3には、プロテイナーゼKを用いた処理により癌細胞等に対する細胞障害活性を有するようになる、BT1470株由来のタンパク質(活性化前:34kDa、活性化後:26kDa)が開示されている。
特開平11−222498号公報 特開2003−284568号公報 特開2005−333865号公報
On the other hand, only 30 to 40% of BT strains express a crystalline protein having insecticidal activity. The nature of crystalline proteins that have no insecticidal activity produced by BT strains has been unknown for a long time, but in recent years, some of such proteins have been activated by proteases after solubilization with alkali. In addition, a substance that produces a protein having cell recognition activity or cytotoxic activity has been found (Patent Documents 1 to 3). For example, Patent Document 3 discloses a protein derived from the BT1470 strain (before activation: 34 kDa, after activation: 26 kDa) that has cytotoxic activity against cancer cells and the like by treatment with proteinase K. Yes.
JP-A-11-222498 JP 2003-284568 A JP 2005-333865 A

本発明は、ヒト癌細胞等の特定の細胞に対して特異的に障害を与えるタンパク質、およびこのようなタンパク質をコードするDNA、ならびにこれらのタンパク質およびDNAの用途を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide proteins that specifically damage specific cells such as human cancer cells, DNAs encoding such proteins, and uses of these proteins and DNAs.

本発明者は、土壌、耕地土壌、森林土壌,貯穀塵埃から分離された、3種の燐翅目昆虫と2種の双肢目昆虫に対して病原性を示さないバチルス・チューリンジエンシス菌株を用いて、これらの菌株に由来する活性が不明であった毒素タンパク質の中に、アルカリによ
る可溶化後にプロテアーゼ(トリプシン)によって処理すると、脊椎動物細胞(癌細胞を含む)に選択的に障害を与えるようになる、新規なタンパク質が存在することを明らかにした。
The present inventor has obtained a Bacillus thuringiensis strain which is isolated from soil, arable soil, forest soil, and stored dust, and does not show pathogenicity against three species of Phosporidae and two species of dipods. Used to selectively damage vertebrate cells (including cancer cells) when treated with protease (trypsin) after solubilization with alkali among toxin proteins of unknown activity derived from these strains It became clear that there was a novel protein that became like.

さらに、本発明者は、そのような新規タンパク質のうち、バチルス・チューリンジエンシスM019株の生産するものについて、そのアミノ酸配列及びそれをコードする遺伝子の塩基配列を明らかにし、本発明を完成させるに至った。特に、以下に述べる配列番号6で示されるアミノ酸からなるタンパク質は、BT菌株が生産する殺虫活性を有しない公知の結晶性タンパク質とは非類似の、全く新規なタンパク質である。   Furthermore, the present inventor clarifies the amino acid sequence and the base sequence of the gene encoding the protein produced by the Bacillus thuringiensis M019 strain among such novel proteins, and completes the present invention. It came. In particular, the protein consisting of the amino acid represented by SEQ ID NO: 6 described below is a completely new protein that is dissimilar to a known crystalline protein that does not have insecticidal activity produced by the BT strain.

すなわち、本発明は、配列番号2、配列番号4、または配列番号6で示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、およびこれらのタンパク質をトリプシンで処理することにより得られる、53kDaないし57kDaの、細胞障害活性を有するタンパク質を提供する。また、本発明は、配列番号2、配列番号4、又は配列番号6で示されるアミノ酸配列のいずれかと70%以上の相同性を有する範囲で、アミノ酸の欠失、置換、挿入もしくは付加のいずれか1種類以上により修飾されたアミノ酸配列からなり、かつ活性形態において細胞障害活性を有するタンパク質、ならびにこれらのタンパク質をトリプシンで処理することにより得られる、細胞障害活性を有するタンパク質をも提供する。   That is, the present invention has a cytotoxic activity of 53 kDa to 57 kDa obtained by treating a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 6, and these proteins with trypsin. Provided with a protein. Further, the present invention provides any one of amino acid deletion, substitution, insertion or addition within a range having 70% or more homology with any of the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 6. Proteins comprising an amino acid sequence modified by one or more types and having cytotoxic activity in an active form, and proteins having cytotoxic activity obtained by treating these proteins with trypsin are also provided.

また、本発明は、配列番号1、配列番号3、又は配列番号5で示されるヌクレオチド配列からなるDNAのような、配列番号2、配列番号4、又は配列番号6で示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA、ならびに、配列番号1、配列番号3、又は配列番号5のヌクレオチド配列からなるDNAに対して相補的なヌクレオチド配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ活性形態において細胞障害活性を有するタンパク質をコードするDNAを提供する。   The present invention also relates to a protein comprising an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 6, such as a DNA comprising a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, or SEQ ID NO: 5. And an active form that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a nucleotide sequence complementary to a DNA comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, or SEQ ID NO: 5 DNA encoding a protein having cytotoxic activity is provided.

本発明の一態様において、上記細胞障害活性は、白血病細胞、子宮癌細胞及び肝癌細胞からなる群より選択される少なくとも1つの細胞に対して特異的なものである。また、上記の本発明のタンパク質およびDNAは、バチルス属、特にバチルス・チューリンジエンシスM019株(受託番号FERM P−21398)に由来するものとして得ることができ
る。
In one aspect of the present invention, the cytotoxic activity is specific to at least one cell selected from the group consisting of leukemia cells, uterine cancer cells and liver cancer cells. The protein and DNA of the present invention can be obtained as derived from the genus Bacillus, in particular, the Bacillus thuringiensis M019 strain (Accession No. FERM P-21398).

さらに本発明は、上述のようなタンパク質およびDNAの用途に関する発明、すなわち、本発明のタンパク質を含有する医薬組成物、特に抗癌剤、ならびに、本発明のDNAを含有するベクターおよび当該ベクターを含有する形質転換体を提供する。あわせて、本発明は、(a)本発明のタンパク質を発現する細胞を培養する工程;及び(b)本発明のタンパク質を回収する工程;を包含する、本発明のタンパク質を生産する方法を提供する。   Furthermore, the present invention relates to the invention relating to the use of the protein and DNA as described above, that is, a pharmaceutical composition containing the protein of the present invention, particularly an anticancer agent, and a vector containing the DNA of the present invention and a trait containing the vector. Provide a converter. In addition, the present invention provides a method for producing the protein of the present invention, comprising (a) culturing cells expressing the protein of the present invention; and (b) recovering the protein of the present invention. To do.

本発明は、細胞種選択的障害活性を有するタンパク質について遺伝子レベル、分子レベルでの研究開発を可能にする。本発明はまた、それらのタンパク質の大量生産技術も確立することができる。従って、本発明は、薬学分野におけるDDS技術の開発、診断薬の開発、農林水産分野における特定の細胞の開発、組織の選択的破壊による動植物の育種、さらに化学工業分野における新規有害生物制御剤の開発等、幅広い分野の技術に関して大いに貢献するものと考えられる。本発明のタンパク質はまた、選択性が非常に高いため、特定の細胞を特異的に認識及び/又は破壊するために有用である。また、本発明のタンパク質は、特定の癌細胞に対する特異性が高いことから、医薬組成物(具体的には、抗癌剤及び細胞標識剤)として有用である。   The present invention enables research and development at a gene level and a molecular level for a protein having a cell type selective disorder activity. The present invention can also establish techniques for mass production of these proteins. Accordingly, the present invention provides DDS technology development in the pharmaceutical field, development of diagnostic agents, development of specific cells in the field of agriculture, forestry and fisheries, breeding of animals and plants by selective destruction of tissues, and novel pest control agents in the chemical industry field. This is considered to contribute greatly to a wide range of technologies such as development. The proteins of the present invention are also highly selective and are useful for specifically recognizing and / or destroying specific cells. Moreover, since the protein of the present invention has high specificity for specific cancer cells, it is useful as a pharmaceutical composition (specifically, an anticancer agent and a cell labeling agent).

配列番号2、配列番号4、又は配列番号6で示されるアミノ酸配列からなるタンパク質は、バチルス・チューリンジエンシスM019株から得られた、「活性形態において細胞障害活性を有するタンパク質」である。   The protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 6 is a “protein having cytotoxic activity in an active form” obtained from Bacillus thuringiensis M019 strain.

また、配列番号2、配列番号4、又は配列番号6で示されるアミノ酸配列のいずれかと相同性の高いアミノ酸配列、通常70%以上、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、最も好ましくは99%以上の相同性を有する範囲で、アミノ酸の欠失、置換、挿入もしくは付加のいずれか1種以上により修飾されたアミノ酸配列からなるタンパク質も、配列番号2、配列番号4、又は配列番号6で示されるアミノ酸配列からなるタンパク質と同様、活性形態において細胞障害活性を有するタンパク質となりうるものである。   Further, an amino acid sequence having high homology with any of the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 6, usually 70% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and still more preferably A protein comprising an amino acid sequence modified by any one or more of amino acid deletion, substitution, insertion or addition within a range having a homology of 95% or more, most preferably 99% or more is also represented by SEQ ID NO: 2, Similar to the protein consisting of the amino acid sequence shown in No. 4 or SEQ ID No. 6, it can be a protein having cytotoxic activity in the active form.

後述するように、配列番号2、配列番号4、又は配列番号6で示されるアミノ酸配列を有するタンパク質、あるいはこれらと相同性の高いアミノ酸配列を有するタンパク質は、トリプシン(アルギニンまたはリジンのC末端側のペプチド結合を特異的に切断する機能を有する。)で処理することにより活性化することができる。したがって、上述のようなアミノ酸配列の相同性については、トリプシンによる処理で切断される部位が影響をうけない範囲のもの、たとえば、配列番号2および4のN末端側から262番目付近のアミノ酸配列の相同性が特に高く保たれているようなものであることが望ましい。   As will be described later, a protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, or SEQ ID NO: 6, or a protein having an amino acid sequence highly homologous thereto is trypsin (on the C-terminal side of arginine or lysine). It has a function of specifically cleaving peptide bonds.) And can be activated by treatment. Therefore, the homology of the amino acid sequence as described above is within the range where the site cleaved by trypsin treatment is not affected, for example, the amino acid sequence near the 262nd from the N-terminal side of SEQ ID NOs: 2 and 4. It is desirable that the homology is particularly high.

ここで、「細胞障害活性」とは、特定の細胞を特異的に破壊する能力をいう。例えば、MTTアッセイ等の方法によって測定する場合に、特定の細胞に対する細胞障害活性が、ネガティブコントロールに対する細胞障害活性よりも有意に高い場合に、その細胞に対して細胞障害活性を有するものとみなされる。すなわち、本発明のタンパク質が細胞障害活性を示す細胞は、(a)培養培地中で、任意の細胞と当該タンパク質とをインキュベートする工程;及び(b)当該タンパク質が当該細胞に対する細胞障害活性を有するか否かを決定する工程;を包含する方法によって同定される。   Here, “cytotoxic activity” refers to the ability to specifically destroy specific cells. For example, when measured by a method such as an MTT assay, if the cytotoxic activity against a specific cell is significantly higher than the cytotoxic activity against a negative control, it is considered to have cytotoxic activity against that cell. . That is, the cell in which the protein of the present invention exhibits cytotoxic activity includes: (a) a step of incubating the protein with any cell in a culture medium; and (b) the protein has cytotoxic activity against the cell. Determining whether or not.

上記ネガティブコントロールとしては、本発明のタンパク質が細胞障害活性を示さない任意の細胞が挙げられるが、例えば、HC細胞、NIH3T3細胞を使用することができる。一方、ポジティブコントロールとしては、本発明のタンパク質が細胞障害活性を示す任意の細胞が挙げられるが、好ましくは、HepG2細胞及びHeLa細胞から任意に選択される細胞が使用される。ポジティブコントロールと同程度又はそれよりも破壊される細胞が、本発明のタンパク質が細胞障害活性を示す細胞としてより好ましい。   Examples of the negative control include any cell in which the protein of the present invention does not exhibit cytotoxic activity. For example, HC cells and NIH3T3 cells can be used. On the other hand, examples of the positive control include any cells in which the protein of the present invention exhibits cytotoxic activity. Preferably, cells arbitrarily selected from HepG2 cells and HeLa cells are used. Cells that are destroyed to the same extent or better than the positive control are more preferred as cells in which the protein of the present invention exhibits cytotoxic activity.

本発明のタンパク質が特異的に障害を与える細胞としては、例えば、ヒト由来の子宮癌細胞、肝癌細胞、及び白血病T細胞が挙げられるが(実施例参照)、本発明のタンパク質がこれら以外の細胞に対する障害活性を有していてもよい。また、本発明のタンパク質は、一種の細胞に対する障害活性を単独で有していても、複数の細胞に対する障害活性を組み合わせて有していてもよい。   Examples of cells that are specifically damaged by the protein of the present invention include human-derived uterine cancer cells, liver cancer cells, and leukemia T cells (see Examples), but the protein of the present invention is a cell other than these. It may have a hindrance activity against. In addition, the protein of the present invention may have a single disorder activity against a single cell or a combination of a plurality of cells.

また、「活性形態において細胞障害活性を有するタンパク質」とは、例えば、結晶性タンパク質を可溶化するためのアルカリ緩衝液による処理、あるいはさらに、タンパク質を所定の部位で切断するためのプロテアーゼによる処理といった、特定の条件下で処理された場合に細胞障害活性を有する形態(活性形態)に変換される不活性形態(前駆体)のタンパク質をいうとともに、特定の条件下で処理されなくとも上記の活性を有するタンパク質(即ち、最初から活性形態で存在するタンパク質)をもいう。   The “protein having cytotoxic activity in the active form” means, for example, treatment with an alkaline buffer for solubilizing a crystalline protein, or treatment with a protease for cleaving the protein at a predetermined site. , Refers to a protein in an inactive form (precursor) that is converted to a form having cytotoxic activity (active form) when treated under specific conditions, and the above activity even if not treated under specific conditions (Ie, proteins that are present in an active form from the beginning).

配列番号2のアミノ酸配列からなるタンパク質は、特定の処理に付されない限り通常は不活性形態で存在するが(78kDa。実施例中「CP78A」)、アルカリ条件下、又はア
ルカリ条件下及びプロテアーゼ(トリプシン)によって処理されると活性形態のタンパク質に変換され(53kDa。実施例中「T53A/B」)、細胞障害活性を有するようになる。
The protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 is usually present in an inactive form unless it is subjected to a specific treatment (78 kDa, “CP78A” in the examples), but under alkaline conditions or under alkaline conditions and protease (trypsin) ) Is converted to the active form of the protein (53 kDa, “T53A / B” in the examples) and has cytotoxic activity.

配列番号4のアミノ酸配列からなるタンパク質は、特定の処理に付されない限り通常は不活性形態で存在するが(78kDa。実施例中「CP78B」)、アルカリ条件下、又はア
ルカリ条件下及びプロテアーゼ(トリプシン)によって処理されると活性形態のタンパク質に変換され(57kDa。実施例中「T57B」)、細胞障害活性を有するようになると推測される。
The protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 is usually present in an inactive form unless it is subjected to a specific treatment (78 kDa, “CP78B” in the examples), but under alkaline conditions or under alkaline conditions and protease (trypsin) ) Is converted to the active form of the protein (57 kDa, “T57B” in the examples) and is assumed to have cytotoxic activity.

配列番号6のアミノ酸配列からなるタンパク質は、特定の処理に付されない限り通常は不活性形態で存在するが(84kDa。実施例中「CP84」)、アルカリ条件下、又はアルカリ条件下及びプロテアーゼ(トリプシン)によって処理されると活性形態のタンパク質に変換され(57kDa。実施例中「T57A」)、細胞障害活性を有するようになる。   The protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 is usually present in an inactive form unless it is subjected to a specific treatment (84 kDa, “CP84” in the examples), but under alkaline conditions or under alkaline conditions and protease (trypsin) ) Is converted to the active form of the protein (57 kDa, “T57A” in the examples) and has cytotoxic activity.

なお、細胞障害活性を有する上記53kDaないし57kDaのタンパク質は、そのようなサイズの単一の分子ではなく、活性化のための処理により生成したペプチドの小断片がそのようなサイズに近い分子に非共有結合した態様のタンパク質である可能性がある。いずれの場合であっても、本発明における上記所定のサイズを有する活性形態のタンパク質は、たとえば後述の実施例に示すようなSDS−PAGEおよびDAEAセルロースクロマトグラフィーによって、53kDaないし57kDaのサイズであることが確認できるものであればよい。   Note that the 53 kDa to 57 kDa protein having cytotoxic activity is not a single molecule of such size, but a small fragment of the peptide generated by the activation treatment is not a molecule close to such size. It may be a covalently bound form of the protein. In any case, the active form of the protein having the predetermined size according to the present invention has a size of 53 kDa to 57 kDa, for example, by SDS-PAGE and DAEA cellulose chromatography as shown in Examples described later. Anything can be confirmed.

本発明における、タンパク質の活性化のためのアルカリ処理及びプロテアーゼ処理の条件及び手順は、活性形態のタンパク質と同等の所定のサイズ(kDa)を有し、かつ細胞障害活性を有するタンパク質が得られるものであればよい。本発明では、上記プロテアーゼとしてトリプシンを用いることが特に望ましい。このような処理の具体的な態様の一例は実施例に示すとおりであり、また、Nagamatsu, Y., Itai, Y. Hatanaka, C., Funatsu,
G., Hayashi, K. (1984) Agric. Biol. Chem. 48, 611-619等の文献も参照することができる。
The conditions and procedures for alkaline treatment and protease treatment for protein activation in the present invention are those that have a predetermined size (kDa) equivalent to that of the active form of the protein and that have a cytotoxic activity. If it is. In the present invention, it is particularly desirable to use trypsin as the protease. An example of a specific aspect of such treatment is as shown in the Examples, and Nagamatsu, Y., Itai, Y. Hatanaka, C., Funatsu,
References such as G., Hayashi, K. (1984) Agric. Biol. Chem. 48, 611-619 can also be referred to.

本発明のタンパク質は、本発明のタンパク質を発現する細胞から得られる。本発明のタンパク質を発現する細胞としては、例えば、本発明のタンパク質を天然で発現する細胞(好ましくは、バチルス・チューリンジエンシスA1462株)、及び本発明のタンパク質を発現するDNAをコードする発現ベクターを含有する形質転換体が挙げられる。   The protein of the present invention is obtained from a cell that expresses the protein of the present invention. Examples of cells that express the protein of the present invention include, for example, cells that naturally express the protein of the present invention (preferably, Bacillus thuringiensis A1462 strain), and expression vectors encoding the DNA that expresses the protein of the present invention. The transformant containing is mentioned.

本発明のタンパク質は、このような細胞を培地中で培養し、得られる培養物中に含まれているものを回収することによって製造することができる。この際、本発明のタンパク質は、結晶タンパク質封入体として得られる傾向にあるため、公知の手法にしたがってアルカリ処理をすることにより可溶化し、必要に応じてさらにプロテアーゼ処理に供し、活性化させて用いることが好ましい。   The protein of the present invention can be produced by culturing such cells in a medium and recovering those contained in the resulting culture. At this time, since the protein of the present invention tends to be obtained as a crystalline protein inclusion body, it is solubilized by alkali treatment according to a known method, and further subjected to protease treatment and activated as necessary. It is preferable to use it.

使用される培地は、宿主細胞(形質転換体)の生育に必要な炭素源,無機窒素源もしくは有機窒素源を含んでいることが好ましい。炭素源としては、例えばグルコース,デキストラン,可溶性デンプン,ショ糖などが、無機窒素源もしくは有機窒素源としては、例えばアンモニウム塩類,硝酸塩類,アミノ酸,コーンスチープ・リカー,ペプトン,カゼイン,肉エキス,大豆粕,バレイショ抽出液などが例示される。また所望により他の栄養素〔例えば、無機塩(例えば塩化カルシウム,リン酸二水素ナトリウム,塩化マグネシウム),ビタミン類,抗生物質(例えばテトラサイクリン,ネオマイシン,アンピシリン,カナマイシン等)など〕を含んでいてもよい。   The medium to be used preferably contains a carbon source, an inorganic nitrogen source or an organic nitrogen source necessary for the growth of the host cell (transformant). Examples of the carbon source include glucose, dextran, soluble starch, and sucrose. Examples of the inorganic or organic nitrogen source include ammonium salts, nitrates, amino acids, corn steep liquor, peptone, casein, meat extract, large Examples include soybean cake and potato extract. If desired, it may contain other nutrients [eg, inorganic salts (eg, calcium chloride, sodium dihydrogen phosphate, magnesium chloride), vitamins, antibiotics (eg, tetracycline, neomycin, ampicillin, kanamycin, etc.]). .

培養は当分野において知られている方法により行われる。下記に宿主細胞に応じて用いられる具体的な培地および培養条件を例示するが、本発明における培養条件はこれらに何ら限定されるものではない。   Culturing is performed by methods known in the art. Specific culture media and culture conditions used according to the host cells are exemplified below, but the culture conditions in the present invention are not limited to these.

宿主が細菌,放線菌,酵母,糸状菌等である場合、例えば上記栄養源を含有する液体培地が適当である。好ましくは、pHが5〜8である培地である。宿主が大腸菌の場合、好ましい培地としてLB培地,M9培地(Miller. J., Exp. Mol. Genet, p.431, Cold Spring Harbor Laboratory, New York (1972))等が例示される。培養は、必要により通気・攪拌をしながら、通常14〜43℃で約3〜24時間行うことができる。宿主が枯草菌の場合、必要により通気・攪拌をしながら、通常30〜40℃で約16〜96時間行うことができる。宿主がバチルス・チューリンジエンシス又はその変異株(好ましくはバチルス・チューリンジエンシスBFR1)の場合、好ましい培地としては、CYS培地(Yamamoto, T.,ACS Symp. Ser. 432, 46-60(1990))が挙げられる(この場合、培養は、例えば、寒天平板上で20℃で96時間行なわれる)。宿主が酵母の場合、培地として、例えばBurkholder最少培地(Bostian. K.L. et al, Proc. Natl. Acad. Sci.USA, 77, 4505 (1980))が挙げられ、pHは5〜8であることが望ましい。培養は通常約20〜35℃で約1
4〜144時間行なわれ、必要により通気や攪拌を行うこともできる。
When the host is a bacterium, actinomycetes, yeast, filamentous fungus or the like, for example, a liquid medium containing the above nutrient source is suitable. Preferably, the medium has a pH of 5-8. When the host is Escherichia coli, preferred media include LB medium, M9 medium (Miller. J., Exp. Mol. Genet, p. 431, Cold Spring Harbor Laboratory, New York (1972)) and the like. The culture can be performed usually at 14 to 43 ° C. for about 3 to 24 hours with aeration and stirring as necessary. When the host is Bacillus subtilis, it can be carried out usually at 30 to 40 ° C. for about 16 to 96 hours with aeration and stirring as necessary. When the host is Bacillus thuringiensis or a mutant thereof (preferably Bacillus thuringiensis BFR1), a preferable medium is CYS medium (Yamamoto, T., ACS Symp. Ser. 432, 46-60 (1990)). (In this case, the culture is performed, for example, at 20 ° C. for 96 hours on an agar plate). When the host is yeast, examples of the medium include Burkholder's minimal medium (Bostian. KL et al, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77, 4505 (1980)), and the pH is 5-8. desirable. Culture is usually about 1 at about 20-35 ° C.
It is carried out for 4 to 144 hours, and if necessary, aeration and stirring can be performed.

宿主が動物細胞の場合、培地として、例えば約5〜20%のウシ胎仔血清を含む最少必須培地(MEM)(Science, 122, 501 (1952))、ダルベッコ改変最少必須培地(DMEM)(Virology, 8, 396 (1959) )、RPMI1640培地(J. Am. Med. Assoc., 199,
519 (1967) )、199培地(proc. Soc. Exp. Biol. Med., 73, 1 (1950))等を用いることができる。培地のpHは約6〜8であるのが好ましく、培養は通常約30〜40℃で約15〜72時間行なわれ、必要により通気や攪拌を行うこともできる。
When the host is an animal cell, the medium is, for example, a minimal essential medium (MEM) containing about 5 to 20% fetal calf serum (Science, 122, 501 (1952)), Dulbecco's modified minimal essential medium (DMEM) (Virology, 8, 396 (1959)), RPMI 1640 medium (J. Am. Med. Assoc., 199,
519 (1967)), 199 medium (proc. Soc. Exp. Biol. Med., 73, 1 (1950)) and the like can be used. The pH of the medium is preferably about 6 to 8, and the culture is usually carried out at about 30 to 40 ° C. for about 15 to 72 hours, and if necessary, aeration and stirring can be performed.

本タンパク質の精製は、通常使用される種々の分離技術を適宜組み合わせることにより行うことができる。例えば、塩析、溶媒沈澱、透析、限外濾過、ゲル濾過、非変性PAGE、SDS−PAGE、イオン交換クロマトグラフィー、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、逆相高速液体クロマトグラフィー、等電点電気泳動などの公知の分離方法を適当に選択して行うことにより、本発明のタンパク質を高純度で得ることができる。   The protein can be purified by appropriately combining various commonly used separation techniques. For example, salting out, solvent precipitation, dialysis, ultrafiltration, gel filtration, non-denaturing PAGE, SDS-PAGE, ion exchange chromatography, hydroxylapatite chromatography, affinity chromatography, reverse phase high performance liquid chromatography, isoelectric focusing The protein of the present invention can be obtained with high purity by appropriately selecting a known separation method such as electrophoresis.

本発明はまた、本発明のタンパク質に対して特異的親和性を有する抗体を提供する。この抗体は、完全な抗体分子だけでなく、本発明のタンパク質に対する抗原結合部位(CDR)を有する限りいかなるフラグメントであってもよく、例えば、Fab、F(ab')2、ScFv、minibody等が挙げられる。本発明の抗体は、例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ等で標識されて、本発明のタンパク質が特定の細胞に結合しているか否かを検出するために使用される。 The present invention also provides an antibody having specific affinity for the protein of the present invention. This antibody may be any fragment as long as it has not only a complete antibody molecule but also an antigen binding site (CDR) for the protein of the present invention. For example, Fab, F (ab ′) 2 , ScFv, minibody, etc. Can be mentioned. The antibody of the present invention is labeled with, for example, horseradish peroxidase or the like, and used to detect whether or not the protein of the present invention is bound to a specific cell.

例えば、ポリクローナル抗体は、本発明の蛋白質あるいはそのフラグメントを抗原として、市販のアジュバント(例えば、完全または不完全フロイントアジュバント)とともに、動物の皮下あるいは腹腔内に2〜3週間おきに2〜4回程度投与し(部分採血した血清の抗体価を公知の抗原抗体反応により測定し、その上昇を確認しておく)、最終免疫から約3〜10日後に全血を採取して抗血清を精製することにより取得できる。抗原を投与する動物としては、ラット、マウス、ウサギ、ヤギ、モルモット、ハムスターなどの哺乳動物が挙げられる。   For example, a polyclonal antibody is obtained by using the protein of the present invention or a fragment thereof as an antigen, together with a commercially available adjuvant (for example, complete or incomplete Freund's adjuvant), and subcutaneously or intraperitoneally about 2 to 4 times every 2 to 3 weeks. Administer (measure the antibody titer of the partially collected serum by a known antigen-antibody reaction and confirm its rise), collect whole blood approximately 3-10 days after the final immunization, and purify the antiserum Can be obtained. Examples of animals to which the antigen is administered include mammals such as rats, mice, rabbits, goats, guinea pigs, and hamsters.

本発明はまた、本発明のタンパク質に対して親和性を有する物質を同定する方法を提供する。この方法は、(a)上記タンパク質と被験物質とを接触させる工程、及び(b)上記被験物質が、上記タンパク質に対して親和性を有するか否かを決定する工程を包含する
。本発明のタンパク質と接触される被験物質の例としては、糖類、脂質、タンパク質、核酸、合成化合物などが挙げられるがこれらに限定されない。また、好ましい親和性としては、10-6M未満、10-7M未満、10-8M未満、10-9M未満、10-10M未満、10-11M未満又は10-12M未満の解離定数(Kd)を有する親和性が挙げられる。かかる親和性は、例えば、本発明のタンパク質を放射性同位体で標識し、次いで被験物質との結合アッセイ(binding assay)に供することにより測定される。本発明のタンパク質と親和性
を有する物質は、例えば、本発明のタンパク質を精製する場合に利用される。
The present invention also provides a method for identifying a substance having an affinity for the protein of the present invention. This method includes the steps of (a) contacting the protein with a test substance, and (b) determining whether the test substance has affinity for the protein. Examples of test substances that are contacted with the protein of the present invention include, but are not limited to, sugars, lipids, proteins, nucleic acids, synthetic compounds, and the like. Preferred affinity is less than 10 −6 M, less than 10 −7 M, less than 10 −8 M, less than 10 −9 M, less than 10 −10 M, less than 10 −11 M, or less than 10 −12 M. An affinity having a dissociation constant (K d ) is mentioned. Such affinity is measured, for example, by labeling the protein of the present invention with a radioisotope and then subjecting it to a binding assay with a test substance. A substance having an affinity for the protein of the present invention is used, for example, when the protein of the present invention is purified.

本発明は、配列番号2、配列番号4、又は配列番号6で示されるアミノ酸からなるタンパク質をコードするDNA、好ましくは、配列番号1、配列番号3、又は配列番号5で示されるヌクレオチド配列からなるDNAを提供する。   The present invention comprises a DNA encoding a protein comprising the amino acid represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, or SEQ ID NO: 6, preferably a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, or SEQ ID NO: 5. DNA is provided.

また、配列番号1,配列番号3,又は配列番号5のヌクレオチド配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAも、本発明の前駆体タンパク質をコードしうるDNAである。ここで「ストリンジェントな条件」とは、配列番号1,配列番号3,又は配列番号5のヌクレオチド配列からなるDNAと、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され非特異的なものは形成されない条件であり、本発明では、ナトリウム濃度が150〜900mM、好ましくは600〜900mM、かつ、温度が60〜68℃、好ましくは65℃の条件をいう。ストリンジェンシーは、ハイブリダイゼーション反応や洗浄の際の塩濃度および温度等を適宜変化させることにより調節することができる。配列番号1,配列番号3,又は配列番号5のヌクレオチド配列からなるDNAとの相同性の高いDNA、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは95%以上、最も好ましくは99%以上の相同性を有するDNAを対象とする場合は、たとえば、上記範囲内で、ナトリウム濃度を低く、温度を高く設定するなどすればよい。   A DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, or SEQ ID NO: 5 is also a DNA that can encode the precursor protein of the present invention. Here, the “stringent condition” is a condition in which a so-called specific hybrid is formed with a DNA consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, or SEQ ID NO: 5, and a non-specific one is not formed. In the present invention, the sodium concentration is 150 to 900 mM, preferably 600 to 900 mM, and the temperature is 60 to 68 ° C, preferably 65 ° C. The stringency can be adjusted by appropriately changing the salt concentration, temperature, etc. during the hybridization reaction or washing. DNA having high homology with DNA comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, or SEQ ID NO: 5, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 95% or more, and most preferably 99 When DNA having a homology of at least% is targeted, for example, the sodium concentration may be set low and the temperature set within the above range.

さらに、本発明のDNAのうち、少なくとも約20個、好ましくは約18個、より好ましくは少なくとも約16個、最も好ましくは少なくとも約15個の連続するヌクレオチドからなるオリゴヌクレオチドや、そのアンチセンスオリゴヌクレオチドもまた、本発明により提供される。これらのオリゴヌクレオチドは、本発明のDNAを増幅するためのプライマー対として、あるいはDNAプローブとして利用することができる。このDNAプローブを用いることにより、バチルス・チューリンジエンシスやその他の生物のcDNAライブラリまたはゲノムライブラリのスクリーニングを行い、本発明のDNAの相同物を得ることが可能である。   Furthermore, among the DNAs of the present invention, an oligonucleotide comprising at least about 20, preferably about 18, more preferably at least about 16, and most preferably at least about 15 consecutive nucleotides, or an antisense oligonucleotide thereof Is also provided by the present invention. These oligonucleotides can be used as a primer pair for amplifying the DNA of the present invention or as a DNA probe. By using this DNA probe, it is possible to screen a cDNA library or a genomic library of Bacillus thuringiensis or other organisms to obtain a homologue of the DNA of the present invention.

本発明はまた、本発明のタンパク質をコードするDNAを含む組換えベクター及び発現ベクターを提供する。本発明の組換えベクターは原核および/または真核細胞の各種宿主細胞内で複製保持または自律増殖できるものであれば特に限定されず、プラスミドベクターやウイルスベクター等が包含される。当該組換えベクターは、簡便には当該技術分野において入手可能な公知のクローニングベクターまたは発現ベクターに、本発明のタンパク質をコードするDNAを適当な制限酵素およびリガーゼ、あるいは必要に応じてさらにリンカーもしくはアダプターDNAを用いて連結することにより調製することができる。このようなベクターとしては、大腸菌由来のプラスミドとして、例えばpBR322, pBR325, pUC18, pUC19など、酵母由来プラスミドとして、例えばpSH19, pSH15など、枯草菌由来プラスミドとして、例えばpUB110, pTP5, pC194 などが挙げられる。バチルス・チューリンジエンシス由来プラスミドとして、pHT3101、pHT315などが挙げられる。また、ウイルスとして、λファージなどのバクテリオファージや、SV40、ウシパピローマウイルス(BPV)等のパポバウイルス、モロニーマウス白血病ウイルス(MoMuLV)等のレトロウイルス、アデノウイルス(AdV)、アデノ随伴ウイルス(AAV)、ワクシニアウイルス、バキュロウイルスなどの動物および昆虫のウイルスが例示される。   The present invention also provides a recombinant vector and an expression vector containing DNA encoding the protein of the present invention. The recombinant vector of the present invention is not particularly limited as long as it can be replicated and maintained or autonomously propagated in various prokaryotic and / or eukaryotic host cells, and includes plasmid vectors and viral vectors. The recombinant vector can be conveniently obtained by adding a DNA encoding the protein of the present invention to an appropriate restriction enzyme and ligase, or, if necessary, a linker or adapter. It can be prepared by ligation using DNA. Examples of such vectors include plasmids derived from E. coli such as pBR322, pBR325, pUC18 and pUC19, yeast derived plasmids such as pSH19 and pSH15, and Bacillus subtilis derived plasmids such as pUB110, pTP5 and pC194. . Examples of the plasmid derived from Bacillus thuringiensis include pHT3101 and pHT315. Moreover, bacteriophage such as λ phage, papovirus such as SV40, bovine papilloma virus (BPV), retrovirus such as Moloney murine leukemia virus (MoMuLV), adenovirus (AdV), adeno-associated virus (AAV), Animal and insect viruses such as vaccinia virus and baculovirus are exemplified.

特に、本発明は、目的の宿主細胞内で機能的なプロモーターの制御下に本発明のタンパク質をコードするDNAが配置された発現ベクターを提供する。使用されるベクターとしては、原核および/または真核細胞の各種宿主細胞内で機能して、その下流に配置された遺伝子の転写を制御し得るプロモーター領域(例えば宿主が大腸菌の場合、trpプロモーター、lacプロモーター、lecAプロモーター等、宿主が枯草菌の場合、SPO1プロモーター、SPO2プロモーター、penPプロモーター等、宿主が酵母の場合、PHO5プロモーター、PGKプロモーター、GAPプロモーター、ADHプロモーター等、宿主が哺乳動物細胞の場合、SV40由来初期プロモーター、MoMuLV由来ロングターミナルリピート、アデノウイルス由来初期プロモーター等のウイルスプロモーター)と、該遺伝子の転写終結シグナル、すなわちターミネーター領域を含有し、該プロモーター領域と該ターミネーター領域とが、少なくとも1つの制限酵素認識部位、好ましくは該ベクターをその箇所のみで切断するユニークな制限部位を含む配列を介して連結されたものであれば特に制限はないが、形質転換体選択のための選択マーカー遺伝子(テトラサイクリン、アンピシリン、カナマイシン、ハイグロマイシン、ホスフィノスリシン等の薬剤に対する抵抗性を付与する遺伝子、栄養要求性変異を相補する遺伝子等)をさらに含有していることが好ましい。さらに、本発明のタンパク質をコードするDNAが開始コドンおよび終止コドンを含まない場合には、開始コドン(ATGまたはGTG)および終止コドン(TAG、TGA、TAA)を、それぞれプロモーター領域の下流およびターミネーター領域の上流に含むベクターが好ましく使用される。   In particular, the present invention provides an expression vector in which a DNA encoding the protein of the present invention is placed under the control of a promoter functional in the target host cell. As a vector to be used, a promoter region that functions in various prokaryotic and / or eukaryotic host cells and can control transcription of a gene located downstream thereof (for example, trp promoter when the host is E. coli, When the host is Bacillus subtilis, such as lac promoter, lectA promoter, etc. When the host is a yeast, SPO1 promoter, SPO2 promoter, penP promoter, etc. When the host is yeast, PHO5 promoter, PGK promoter, GAP promoter, ADH promoter, etc. SV40-derived early promoter, MoMuLV-derived long terminal repeat, adenovirus-derived early promoter, and the like, and a transcription termination signal of the gene, that is, a terminator region, The terminator region is not particularly limited as long as it is linked via a sequence containing at least one restriction enzyme recognition site, preferably a unique restriction site that cleaves the vector only at that site. It further contains a selection marker gene for selection of transformants (a gene that confers resistance to drugs such as tetracycline, ampicillin, kanamycin, hygromycin, phosphinothricin, a gene that complements auxotrophic mutations, etc.) It is preferable. Further, when the DNA encoding the protein of the present invention does not contain an initiation codon and a termination codon, the initiation codon (ATG or GTG) and the termination codon (TAG, TGA, TAA) are respectively located downstream of the promoter region and the terminator region. A vector contained upstream of is preferably used.

宿主細胞として細菌を用いる場合、一般に発現ベクターは上記のプロモーター領域およびターミネーター領域に加えて、宿主細胞内で自律複製し得る複製可能単位を含む必要がある。また、プロモーター領域は、プロモーターの近傍にオペレーターおよびShine-Dalgarno(SD)配列を包含する。   When a bacterium is used as a host cell, the expression vector generally needs to contain a replicable unit capable of autonomous replication in the host cell in addition to the promoter region and terminator region described above. The promoter region includes an operator and a Shine-Dalgarno (SD) sequence in the vicinity of the promoter.

また、形質転換体の培地中に本発明のタンパク質を分泌させる場合において、本発明のタンパク質をコードするDNAがシグナルペプチドのコード配列を含まない場合は、ベクターとして、開始コドンに続いて適当なシグナルコドンをさらに含む分泌発現用ベクターが好ましく使用される。   In the case where the protein of the present invention is secreted into the medium of the transformant and the DNA encoding the protein of the present invention does not contain the signal peptide coding sequence, an appropriate signal is used as a vector following the start codon. A secretory expression vector further comprising a codon is preferably used.

本発明のタンパク質をコードするDNAがゲノミックDNAから単離され、本来のプロモーターおよびターミネーター領域を含む形態で得られる場合には、本発明の発現ベクターは、目的の宿主細胞内で複製保持または自律増殖できる公知のクローニングベクターの適当な部位に該DNAを挿入することにより調製することができる。   When the DNA encoding the protein of the present invention is isolated from genomic DNA and obtained in a form containing the original promoter and terminator region, the expression vector of the present invention can be replicated or autonomously propagated in the target host cell. It can be prepared by inserting the DNA into an appropriate site of a known cloning vector.

本発明はまた、上記の発現ベクターで宿主細胞を形質転換して得られる形質転換体を提供する。本発明で用いられる宿主細胞としては、前記の発現ベクターに適合し、形質転換され得るものであれば特に限定されず、本発明の技術分野において通常使用される天然の細胞あるいは人工的に樹立された変異細胞または組換え細胞など種々の細胞(例えば、細菌(大腸菌、枯草菌、乳酸菌、バチルス・チューリンジエンシスまたはその変異株等(好ましくは、毒素タンパク質を生産しないバチルス・チューリンジエンシス株))、酵母(サッカロマイセス属、ピキア属、クリベロマイセス属等)、動物細胞または昆虫細胞など)が例示されるが、原核生物細胞がより好ましい。   The present invention also provides a transformant obtained by transforming a host cell with the above expression vector. The host cell used in the present invention is not particularly limited as long as it is compatible with the above-described expression vector and can be transformed, and is a natural cell or artificially established usually used in the technical field of the present invention. Various cells such as mutant cells or recombinant cells (eg, bacteria (E. coli, Bacillus subtilis, lactic acid bacteria, Bacillus thuringiensis or mutants thereof (preferably a Bacillus thuringiensis strain that does not produce toxin protein)) And yeast (such as Saccharomyces, Pichia, and Kriveromyces), animal cells, insect cells, and the like), but prokaryotic cells are more preferable.

また、本発明のタンパク質を発現するのに適したバチルス・チューリンジエンシス変異株を、当業者は自ら作製することができる。例えば、毒素タンパク質を生産するバチルス・チューリンジエンシス株からキュアリングを行い、プラスミドDNAを除くことによって、毒素タンパク質を生産しないバチルス・チューリンジエンシス株が得られる。当業者は、上記手法を用いて、毒素タンパク質を生産せずに本発明のタンパク質を生産する任意のバチルス・チューリンジエンシス株を取得することができる。詳細については、Gonzalez, J. M. et al. PLASMID 5, 351-365(1981)を参照のこと。   Moreover, those skilled in the art can create a Bacillus thuringiensis mutant suitable for expressing the protein of the present invention. For example, by performing curing from a Bacillus thuringiensis strain that produces toxin protein and removing plasmid DNA, a Bacillus thuringiensis strain that does not produce toxin protein can be obtained. One skilled in the art can use the above technique to obtain any Bacillus thuringiensis strain that produces the protein of the present invention without producing a toxin protein. For details, see Gonzalez, J. M. et al. PLASMID 5, 351-365 (1981).

発現ベクターの宿主細胞への導入は従来公知の方法を用いて行うことができる。例えば、細菌の場合は、Cohen らの方法(Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 69,2110 (1972))、
プロトプラスト法、コンピテント法等によって、酵母の場合は、Hinnenらの方法(Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 75, 1927 (1978))、リチウム法等によって、動物細胞の場合は、Grahamの方法(Virology, 52, 456 (1973))等によって、また昆虫細胞の場合は、Summers らの方法(Mol. Cell. Biol.3,2156-2165 (1983) )等によって、それぞれ形質転換することができる。
The expression vector can be introduced into a host cell by a conventionally known method. For example, in the case of bacteria, the method of Cohen et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 69,2110 (1972)),
By the protoplast method, competent method, etc., in the case of yeast, the method of Hinnnen et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 75, 1927 (1978)), by the lithium method, etc., in the case of animal cells, Graham (Virology, 52, 456 (1973)), etc., and in the case of insect cells, use the method of Summers et al. (Mol. Cell. Biol. 3,2156-2165 (1983)), etc. Can do.

本発明は、本発明のタンパク質、発現ベクターまたは形質転換体を有効成分とする医薬組成物、すなわち、前述の同定方法により決定された、本発明のタンパク質が細胞障害活性を示す細胞に関連する疾患に対して適用しうる医薬組成物、例えば抗癌剤を提供する。より具体的には、本発明のタンパク質は、白血病治療剤、好ましくは子宮がんの治療剤、さらに好ましくは肝臓がんの治療剤の有効成分として使用できる。   The present invention relates to a pharmaceutical composition comprising the protein of the present invention, an expression vector or a transformant as an active ingredient, that is, a disease associated with cells in which the protein of the present invention exhibits cytotoxic activity, determined by the identification method described above. A pharmaceutical composition that can be applied to, for example, an anticancer agent is provided. More specifically, the protein of the present invention can be used as an active ingredient of a therapeutic agent for leukemia, preferably a therapeutic agent for uterine cancer, and more preferably a therapeutic agent for liver cancer.

本発明のタンパク質を抗癌剤としての使用する場合、本発明のタンパク質は単独でも有効であるが、効果を増強するために、他の抗癌剤との複合体(共有結合性でも非共有結合性でもよい)又は併用剤として使用してもよい。例えば、免疫グロブリンと抗癌剤との複合体が報告されているが、本発明のタンパク質も同様に、他の抗癌剤との複合体として使用され得る。また、本発明のタンパク質は、放射性同位体(例えば、131I)で標識され
得る。例えば、131Iで標識された抗CD20モノクローナル抗体での治療によって、B
細胞リンパ腫患者において非常に良好な結果が得られたことが報告されている。本発明のタンパク質も同様に、131Iで標識されると癌細胞に対する破壊効果が増強され得る。ま
た、本発明のタンパク質は、毒素(例えば、リシン)との複合体として使用され得る。例えば、抗CD5抗体とリシンA鎖との複合体によって、T細胞リンパ腫の患者において顕著な効果が確認されたとの報告がある。本発明のタンパク質も同様に、リシンA鎖との複合体として使用され得る。
When the protein of the present invention is used as an anticancer agent, the protein of the present invention is effective by itself, but in order to enhance the effect, it is a complex with another anticancer agent (covalent or noncovalent). Or you may use as a concomitant agent. For example, although a complex of an immunoglobulin and an anticancer agent has been reported, the protein of the present invention can also be used as a complex with another anticancer agent. The protein of the invention can also be labeled with a radioisotope (eg, 131 I). For example, by treatment with 131 I-labeled anti-CD20 monoclonal antibody, B
Very good results have been reported in patients with cellular lymphoma. Similarly, when the protein of the present invention is labeled with 131 I, its destructive effect on cancer cells can be enhanced. The protein of the present invention can also be used as a complex with a toxin (eg, ricin). For example, there is a report that a remarkable effect was confirmed in a patient with T cell lymphoma by a complex of an anti-CD5 antibody and a ricin A chain. The protein of the present invention can also be used as a complex with ricin A chain.

本明細書中で用いられる用語「組成物」又は「剤」とは、特定の物質を有効成分として含有することを特徴とするものをいう。例えば、本発明の医薬組成物は、有効成分として本発明のタンパク質を含有し、特定の疾患の治療効果を奏する。このような医薬組成物又は剤は、有効成分としての本発明のタンパク質を、経口又は非経口適用に適した有機または無機の担体又は賦形剤との混合物として含有する固体、半固体又は液体形態の医薬製剤の形で使用できる。該有効成分は、例えば、散剤、錠剤、ペレット剤、カプセル剤、坐剤、液剤、乳濁液、懸濁液、エアロゾル剤、スプレー剤、その他の使用に適した形態用の、通常の、無毒性で、医薬として許容しうる担体と混ぜ合わせることができる。更に、必要ならば、助剤、安定剤、増粘剤等を使用してもよい。これらの担体、賦形剤は、必要に応じて無菌化処理を施したものを使用してもよく、また製剤化した後に無菌化処理を行なうこともできる。有効成分である本発明のタンパク質の治療上有効な用量は、その精製度、活性及び投与法、並びに処置すべき個々の患者の年齢、健康状態、体重、性別及び疾患の種類によっても相違するが、当業者は、それらの因子を考慮して、用量を適宜決定することができる。   The term “composition” or “agent” as used herein refers to a substance containing a specific substance as an active ingredient. For example, the pharmaceutical composition of the present invention contains the protein of the present invention as an active ingredient and exhibits a therapeutic effect for a specific disease. Such a pharmaceutical composition or agent is a solid, semi-solid or liquid form containing the protein of the present invention as an active ingredient in a mixture with an organic or inorganic carrier or excipient suitable for oral or parenteral application. Can be used in the form of pharmaceutical preparations. The active ingredients are, for example, powders, tablets, pellets, capsules, suppositories, liquids, emulsions, suspensions, aerosols, sprays and other forms suitable for use, normal, non-toxic And can be combined with a pharmaceutically acceptable carrier. Further, auxiliary agents, stabilizers, thickeners and the like may be used if necessary. These carriers and excipients may be sterilized as necessary, or may be sterilized after preparation. The therapeutically effective dose of the protein of the invention, which is the active ingredient, will also vary depending on its purity, activity and mode of administration, and the age, health, weight, sex and type of disease of the individual patient to be treated. Those skilled in the art can appropriately determine the dose in consideration of these factors.

本発明はまた、本発明のDNA配列情報及びアミノ酸配列情報を使用して、コンピュータ上で処理する方法をも包含する。例えば、National Center for Biotechnology Information(NCBI)のBLAST及びFASTAプログラムを使用して、本発明のDNA配列情報及びアミノ酸配列情報と所定の相同性を有するDNA配列及びアミノ酸配列を検索することが可能となる。また、分子モデリング及び遺伝子シャッフリング等において、本発明のDNA配列情報及びアミノ酸配列情報を利用して、より最適な配列情報を入手することも可能となる。   The present invention also includes a method of processing on a computer using the DNA sequence information and amino acid sequence information of the present invention. For example, using the BLAST and FASTA programs of the National Center for Biotechnology Information (NCBI), it becomes possible to search for DNA sequences and amino acid sequences having a predetermined homology with the DNA sequence information and amino acid sequence information of the present invention. . Further, in molecular modeling, gene shuffling, and the like, it is possible to obtain more optimal sequence information by using the DNA sequence information and amino acid sequence information of the present invention.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、これらは単なる例示であって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
[材料]
実験に用いた細胞を以下から購入した。HeLa細胞(ヒト子宮頸部癌細胞)、HepG2細胞
(肝臓癌細胞)、MOLT-4細胞(ヒト白血病T細胞)、Jurkat細胞(ヒト白血病T細胞)、A549細胞(ヒト肺癌細胞)、CACO-2細胞(ヒト結腸癌細胞)、COS-7細胞(アフリカミド
リザル腎由来細胞)、Vero細胞(アフリカミドリザル腎由来細胞)及びNIH3T3細胞(マウス胎児由来繊維芽細胞)を理化学研究所から購入した。UtSMC細胞(ヒト正常子宮平滑筋
細胞)を宝酒造株式会社から購入した。HC細胞(ヒト正常肝細胞)をセルシステムズ社から購入した。ヒツジ血液を、日本バイオテスト研究所から購入した。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, these are merely examples and do not limit the scope of the present invention.
[material]
The cells used for the experiment were purchased from the following. HeLa cells (human cervical cancer cells), HepG2 cells (liver cancer cells), MOLT-4 cells (human leukemia T cells), Jurkat cells (human leukemia T cells), A549 cells (human lung cancer cells), CACO-2 Cells (human colon cancer cells), COS-7 cells (African green monkey kidney-derived cells), Vero cells (African green monkey kidney-derived cells) and NIH3T3 cells (mouse embryo-derived fibroblasts) were purchased from RIKEN. UtSMC cells (human normal uterine smooth muscle cells) were purchased from Takara Shuzo. HC cells (human normal hepatocytes) were purchased from Cell Systems. Sheep blood was purchased from Japan Biotest Laboratories.

[実施例1:菌株の形態観察]
バチルス・チューリンジエンシスM019株(受託番号FERM P−21398)をBT培
地1(1%ポリペプトン+1%肉エキス+0.4%食塩+4.5μM硫酸マンガン,pH 8)を含む1.7%寒天平板上で30℃で96時間培養して胞子形成させたのち、常法に従って脱
水、樹脂包埋、切片作成して電子顕微鏡観察した。図1に示す。胞子嚢中に、約2.7ミク
ロン長の胞子と平行して、M019株結晶タンパク質から成る1個の不定形パラスポラル封入体の形成が観察された。
[Example 1: Observation of strain morphology]
Bacillus thuringiensis M019 strain (Accession No. FERM P-21398) was placed on a 1.7% agar plate containing BT medium 1 (1% polypeptone + 1% meat extract + 0.4% salt + 4.5 μM manganese sulfate, pH 8). After culturing at 96 ° C. for 96 hours to form spores, dehydration, resin embedding and sectioning were performed according to a conventional method, followed by observation with an electron microscope. As shown in FIG. The formation of one amorphous parasporal inclusion consisting of the M019 strain crystal protein was observed in the sporangia, parallel to the spores of about 2.7 microns length.

[実施例2:結晶タンパク質の組成、構造と活性化法]
バチルス・チューリンジエンシスM019株(受託番号FERM P−21398)の培養
物を回収し、超音波によって胞子嚢を破壊してパラスポラル封入体を放出させたのち、十分に洗浄して凍結乾燥した。結晶タンパク質はアルカリ緩衝液(50mM NaHCO3-Na2CO3 + 1
mM EDTA + 10 mM dithiothreitol, pH 10.2)中で0℃20分間選択的に可溶化した。SDS-PAGE電気泳動で、見かけの分子量84kDa(CP84, 約30%)と78kDa(CP78,約70%)の少なくとも2種の結晶タンパク質の存在が明らかになった。DEAEセルロースクロマトグラフィーにおいて、CP84は約290mM Tris(pH8.3)、CP78は約370mM Tris(pH8.3)で溶出した。両画分は、200mM Tris(pH8.3)に透析したのち、2%重量の牛膵臓トリプシンを加えて25℃で20時間限定分解した。CP84画分からは見かけの分子量57kDa(T57A)、CP78画分からは57kDa(T57B,約10%)と53kDa(T53,約90%)の活性断片が出現した。このことは元来3種類の結晶タンパク質(約30%のCP84、約63%のCP78Aと約7%のCP78B)の存在を示唆した。
[Example 2: Composition, structure and activation method of crystal protein]
The culture of Bacillus thuringiensis M019 strain (Accession No. FERM P-21398) was collected, and the sporangia were destroyed by ultrasonic waves to release parasporal inclusion bodies, and then washed thoroughly and lyophilized. Crystalline protein is alkaline buffer (50 mM NaHCO 3 -Na 2 CO 3 + 1
It was selectively solubilized in mM EDTA + 10 mM dithiothreitol, pH 10.2) at 0 ° C. for 20 minutes. SDS-PAGE electrophoresis revealed the presence of at least two crystalline proteins with an apparent molecular weight of 84 kDa (CP84, about 30%) and 78 kDa (CP78, about 70%). In DEAE cellulose chromatography, CP84 was eluted with about 290 mM Tris (pH 8.3), and CP78 was eluted with about 370 mM Tris (pH 8.3). Both fractions were dialyzed against 200 mM Tris (pH 8.3), 2% by weight bovine pancreatic trypsin was added, and limited digestion was performed at 25 ° C. for 20 hours. From the CP84 fraction, an apparent molecular weight of 57 kDa (T57A) and from the CP78 fraction, 57 kDa (T57B, about 10%) and 53 kDa (T53, about 90%) active fragments appeared. This originally suggested the presence of three types of crystal proteins (about 30% CP84, about 63% CP78A and about 7% CP78B).

別法として、M019株の全結晶タンパク質のトリプシンによる活性化をDEAEセルロースカラムへ固定化した状態で行った(M019株内在性のプロテアーゼの作用を最小限に抑制するため。トリプシンはDEAEセルロースへ結合しない)。一旦溶出した活性断片を再びDEAEセルロースクロマトグラフィーで分離したところ、約80mM Tris(pH8.3)でT57Aが、約90mM Tris(pH8.3)でT57Bが、約100mMと約120mM Tris(pH8.3)でそれぞれT53AとT53Bが溶出した。T53Bの出現量の再現性は低かった。   Alternatively, trypsin activation of the total crystal protein of the M019 strain was immobilized on the DEAE cellulose column (in order to minimize the action of the M019 strain endogenous protease. Trypsin binds to DEAE cellulose. do not do). Once the active fragments that had been eluted were separated again by DEAE cellulose chromatography, T57A was about 80 mM Tris (pH 8.3), T57B was about 90 mM Tris (pH 8.3), and T57B was about 100 mM and about 120 mM Tris (pH 8.3). ) Eluted T53A and T53B, respectively. The reproducibility of the appearance amount of T53B was low.

SDS-PAGE分析とクロマトグラフィーによる活性プロテインの分離の結果は、図2に示した。各画分のSDS-PAGE電気泳動したタンパク質をPVDF膜(Immobilin-P, Millipore)へ転写し、プロテインシーケンサーModel G1000A(Hewlett-Packard)を用いてN末端アミノ酸配列を分析したところ、T57Aの配列は未同定であったが、T57BからはIAEPPSTGVITQFRILNDN(T57B N-terminal、配列番号4に含まれる。図8参照)の配列が、T53AとT53Bからは同じMAEPPSTGVITQFRILNDN(T53A/B N-terminal、配列番号2に含まれる。図8参照)の配列が得られた。このことからCP78には互いに相同性が高いAとBの2種が存在し、トリプシンによる活性化の際にそれぞれ、T53とT57Bを与えることが明確になった。T53AとT53Bの構造の差違は不明である。再クロマトグラフィーによって、T57A成分を主とするP1画分、T53Aを主とするP2画分、及びT53Bを主とするP3画分を得たが、T57B成分の単離は断念した。   The results of active protein separation by SDS-PAGE analysis and chromatography are shown in FIG. SDS-PAGE electrophoresis of each fraction was transferred to a PVDF membrane (Immobilin-P, Millipore), and the N-terminal amino acid sequence was analyzed using protein sequencer Model G1000A (Hewlett-Packard). Although unidentified, the sequence of IAEPPSTGVITQFRILNDN (included in T57B N-terminal, SEQ ID NO: 4; see FIG. 8) from T57B is the same MAEPPSTGVITQFRILNDN (T53A / B N-terminal, SEQ ID NO: 2 from T53A and T53B). (See Fig. 8). From this, it was clarified that CP78 has two types of A and B having high homology with each other and gives T53 and T57B, respectively, upon activation with trypsin. The difference in structure between T53A and T53B is unknown. Re-chromatography gave a P1 fraction mainly composed of T57A component, a P2 fraction mainly composed of T53A, and a P3 fraction mainly composed of T53B, but the T57B component was not isolated.

さらに、これらのタンパク質の内部アミノ酸配列を決定した。上記P1、P2、又はP3画分中のタンパク質を、10%トリクロロ酢酸中で変性させ、その沈殿を1 N NaOHで溶解し、pH 9に調製してlysyl endopeptidase (EC 3.4.21.50)で分解し、生じた内部ペプチドをC18逆相系HPLCによって分離した。ほぼ精製された内部ペプチドのアミノ酸配列を上記の方法で決定したところ、P1画分からはTVIPGGVIFSVTGNK(P1#65)、IEDFNSQLNFALNSK(P1#61)、LMNFGYSK(P1#44B)、LDPTQINGDWK(P1#44A)、DANAMDSFDTHPIISQK(P1#47A)、FAIPDHK
(57k-A)およびDIPNYEQVNNK(57k-B)の配列(いずれも配列番号6に含まれる)が、P2
画分からはVRATYVNDYIGK(53k#2)、ALGAAGYAPNVVGVRYS(53k#3)およびYPGYK(53k#1)
の配列(いずれも配列番号2および4に共通して含まれる。図8参照)が、P3画分からはLHSVSAYGLSK(P3#32A)の配列(配列番号2および4に共通して含まれる。図8参照)が
得られた。P2とP3画分からの内部ペプチドのHPLCによる分離パターンの相違は見出せなかった。
In addition, the internal amino acid sequences of these proteins were determined. Proteins in the above P1, P2 or P3 fractions are denatured in 10% trichloroacetic acid, the precipitate is dissolved with 1 N NaOH, adjusted to pH 9 and digested with lysyl endopeptidase (EC 3.4.21.50). The resulting internal peptide was separated by C18 reverse phase HPLC. The amino acid sequence of the almost purified internal peptide was determined by the above method. From the P1 fraction, TVIPGGVIFSVTGNK (P1 # 65), IEDFNSQLNFALNSK (P1 # 61), LMNFGYSK (P1 # 44B), LDPTQINGDWK (P1 # 44A), DANAMDSFDTHPIISQK (P1 # 47A), FAIPDHK
(57k-A) and DIPNYEQVNNK (57k-B) sequences (both included in SEQ ID NO: 6) are P2
From fractions VRATYVNDYIGK (53k # 2), ALGAAGYAPNVVGVRYS (53k # 3) and YPGYK (53k # 1)
(Both included in common with SEQ ID NOs: 2 and 4. See FIG. 8) From the P3 fraction, the sequence of LHSVSAYGLSK (P3 # 32A) is included in common with SEQ ID NOs: 2 and 4. Reference) was obtained. No difference in separation pattern of internal peptides from P2 and P3 fractions by HPLC was found.

[実施例3:種々の細胞株に対する本発明のタンパク質の細胞障害効果]
種々の細胞株を表1に示される条件で培養し、次いで2.2×105細胞/mlの濃度でそれぞ
れ96ウェルマルチウェルプレートに90μlずつ分注した。このプレートをさらに24時間培
養し、次いで試験に用いた。それら培養された各細胞について、本発明のトリプシン処理によって活性化されたT57A(P1画分)、T53A(P2画分)、又はT53B(P3画分)タンパク質および全ての活性化されたM019株タンパク質混合物(All:T57A、T57B、T53A及びT53Bを
元来の結晶タンパク質の組成で含んでいる)の細胞障害活性を、細胞形態変化の観察及びMTT法による細胞生存率で測定した。すなわち、上記各ウェル90μlの培養細胞に、種
々の濃度のタンパク質溶液を10μlずつ添加し、20時間後の細胞生存率を市販のCellTiter96TM試薬(Promega Corp., WI, USA)を用いて測定した。細胞障害活性の強さは、対照と比較して50%の細胞が障害を受けるのに必要な最終のタンパク質濃度(EC50)で算定した。
[Example 3: Cytotoxic effect of the protein of the present invention on various cell lines]
Various cell lines were cultured under the conditions shown in Table 1, and then dispensed into a 96-well multiwell plate at a concentration of 2.2 × 10 5 cells / ml. The plate was further incubated for 24 hours and then used for testing. For each of these cultured cells, T57A (P1 fraction), T53A (P2 fraction), or T53B (P3 fraction) protein activated by the trypsin treatment of the present invention and all activated M019 strain proteins The cytotoxic activity of the mixture (All: containing T57A, T57B, T53A and T53B in the original crystal protein composition) was measured by observing cell shape change and cell viability by MTT method. That is, 10 μl of protein solutions of various concentrations were added to 90 μl of cultured cells in each well, and cell viability after 20 hours was measured using a commercially available CellTiter96 reagent (Promega Corp., WI, USA). . The strength of cytotoxic activity was calculated by the final protein concentration (EC 50 ) required for 50% of the cells to be damaged compared to the control.

結果を表2に示す。この表2に示される結果から、本発明のタンパク質は、HeLa細胞(子宮頸部癌細胞)、MOLT-4細胞(白血病T細胞)、HepG2細胞(肝臓肝癌細胞)等の特定の細胞を特異的に識別して細胞障害性を示すことが明らかになった。なお、トリプシン処理をしていないM019株結晶タンパク質は、実験可能な最大濃度においても細胞障害能を示さなかった。T53A(P2画分)によって障害を受けたHepG2細胞(肝臓癌細胞)の顕微鏡観察結果を図3に示す。   The results are shown in Table 2. From the results shown in Table 2, the protein of the present invention is specific to specific cells such as HeLa cells (cervical cancer cells), MOLT-4 cells (leukemia T cells), HepG2 cells (liver hepatoma cells). It became clear that it showed cytotoxicity. In addition, the M019 strain crystal protein not treated with trypsin did not show cytotoxicity even at the maximum experimental concentration. The results of microscopic observation of HepG2 cells (liver cancer cells) damaged by T53A (P2 fraction) are shown in FIG.

[実施例4:遺伝子のクローニング]
バチルス・チューリンジエンシスM019株(受託番号FERM P−21398)の全プ
ラスミドDNA(長さの異なる少なくとも4種が観察される)を抽出して、制限酵素XbaI又
SalIで消化し、生じた断片のそれぞれにBamHI-XbaIアダプターDNA又はBamHI-SalIアダ
プターDNAを連結して、さらにλEMBL3ファージDNA(Stratagene,USA)のBamHIクローニングサイトへ挿入したライブラリーを作成した。目的遺伝子(CP84遺伝子、CP78A遺伝子とCP78B遺伝子)のクローニングのためのプローブDNAは、上記の内部ペプチドのアミノ酸配
列を逆翻訳して作成した混合DNAプライマーを組み合わせたPCRで増幅されるDNAをdigoxigenin標識して用いた。上記ライブラリーとのプラークハイブリダイゼーションによって、CP78B遺伝子の上流部を含むXbλN53#13(7.3kb)断片、CP78B遺伝子下流部とCP78A遺伝子の上流部を含むXbλ#9(7.5kb)断片及びCP78A遺伝子の下流部を含むXbλ#7(17kb)断片が、一方、CP84遺伝子を含むXbλG3#7(9.4kb)断片とSalλG3#1(9.3kb)断片がクローニングされた。
[Example 4: Cloning of gene]
The total plasmid DNA of Bacillus thuringiensis M019 strain (Accession No. FERM P-21398) is extracted (at least 4 species with different lengths are observed) and then extracted with restriction enzymes Xba I or Sal I. digested, each of the resulting fragments were ligated to Bam HI- Xba I adapter DNA or Bam HI- Sal I adapter DNA, further creating a library and inserted into Bam HI cloning site of λEMBL3 phage DNA (Stratagene, USA) did. The probe DNA for cloning the target gene (CP84 gene, CP78A gene and CP78B gene) is digoxigenin-labeled DNA amplified by PCR combined with the mixed DNA primer created by reverse translating the amino acid sequence of the above internal peptide Used. By plaque hybridization with the above library, the XbλN53 # 13 (7.3 kb) fragment containing the upstream portion of the CP78B gene, the Xbλ # 9 (7.5 kb) fragment containing the downstream portion of the CP78B gene and the upstream portion of the CP78A gene, and the CP78A gene The Xbλ # 7 (17 kb) fragment containing the downstream part was cloned, while the XbλG3 # 7 (9.4 kb) fragment and the SalλG3 # 1 (9.3 kb) fragment containing the CP84 gene were cloned.

これらのM019株プラスミドDNA断片の制限酵素地図と各遺伝子の位置を図4に示す。CP78A遺伝子のORFのヌクレオチド配列(配列番号1)及びその推定アミノ酸配列(配列番号2)を図5に示す。CP78B遺伝子のORFのヌクレオチド配列(配列番号3)及びその推定アミノ酸配列(配列番号4)を図6に示す。CP84遺伝子のORFのヌクレオチド配列(配列番号5)及びその推定アミノ酸配列(配列番号6)を図7に示す。CP78Aタンパク質(配列番号2)とCP78Bタンパク質(配列番号4)の間には83.5%の相同性があることを図8に示す。CP84タンパク質(配列番号6)は、CP78A及びCP78Bタンパク質との間で最初の50アミノ酸だけは相同であるが、全体としてCP78A及びCP78Bとは異なる型のタンパク質である。   FIG. 4 shows the restriction enzyme map of these M019 strain plasmid DNA fragments and the position of each gene. FIG. 5 shows the nucleotide sequence (SEQ ID NO: 1) of the ORF of the CP78A gene and its deduced amino acid sequence (SEQ ID NO: 2). The nucleotide sequence of the ORF of the CP78B gene (SEQ ID NO: 3) and its deduced amino acid sequence (SEQ ID NO: 4) are shown in FIG. FIG. 7 shows the nucleotide sequence of the ORF of the CP84 gene (SEQ ID NO: 5) and the deduced amino acid sequence (SEQ ID NO: 6). FIG. 8 shows that there is 83.5% homology between CP78A protein (SEQ ID NO: 2) and CP78B protein (SEQ ID NO: 4). The CP84 protein (SEQ ID NO: 6) is a protein of a type different from CP78A and CP78B as a whole, although only the first 50 amino acids are homologous with the CP78A and CP78B proteins.

[実施例5:CP78Aタンパク質の単独発現]
CP78Aタンパク質に対するORF(2,265ヌクレオチド)を含む3,416ヌクレオチドの配列(図4参照)を、大腸菌と枯草菌Bacillus subtilis のシャトルベクターであるpHY300PLK(宝酒造)のHindIIIとSalIサイト間に挿入したプラスミドDNAを作成した。このDNAによって、胞子は形成するものの結晶タンパク質を生産しないバチルス・チューリンジエンシス変異体BFR1株をエレクトロポーレーションを用いて形質転換した。この形質転換体を、テトラサイクリンを含むBHI brain heart infusion培地(DIFCO)寒天平板上で培養したところ、直方体の結晶タンパク質封入体を形成した。前記実施例2に従い分析したところ、78kDaのタンパク質が生産されていた。このタンパク質は、トリプシンによる活性化で53kDa断片を生じ、HeLa細胞に対する細胞障害活性のEC50値は10mg/mlであった。構造的にも活性の上でもCP78Aタンパク質の性質を示した。また、上記3,416ヌクレオチド領域は、ORFに加えてプロモーター、リボゾーム結合領域、および転写終結領域を含んでいることが明らかになった。
[Example 5: Single expression of CP78A protein]
Plasmid DNA inserted between the Hin dIII and Sal I sites of pHY300PLK (Takara Shuzo), a shuttle vector of Escherichia coli and Bacillus subtilis Bacillus subtilis , containing an ORF (2,265 nucleotides) for CP78A protein (see Fig. 4). Created. With this DNA, a Bacillus thuringiensis mutant BFR1 strain that formed spores but did not produce crystal protein was transformed using electroporation. When this transformant was cultured on a BHI brain heart infusion medium (DIFCO) agar plate containing tetracycline, a cuboid crystal protein inclusion body was formed. When analyzed according to Example 2, a 78 kDa protein was produced. This protein produced a 53 kDa fragment upon activation with trypsin, and the EC50 value of cytotoxic activity against HeLa cells was 10 mg / ml. It showed the properties of CP78A protein both in structure and activity. In addition to the ORF, the 3,416 nucleotide region was found to contain a promoter, a ribosome binding region, and a transcription termination region.

胞子及びパラスポラル結晶タンパク質封入体を形成しているM019株の電子顕微鏡写真の図である。It is a figure of the electron micrograph of M019 stock | strain which has formed the spore and parasporal crystal protein inclusion body. M019株の結晶タンパク質とそのトリプシン消化物のSDS-PAGE、トリプシン消化物のDEAEセルロースクロマトグラフィーによる分離、およびトリプシン消化物中の主要タンパク質断片のN末端アミノ酸配列を示す図である。It is a figure which shows SDS-PAGE of the crystal protein of M019 strain | stump | stock, and its trypsin digest, the separation of a trypsin digest by DEAE cellulose chromatography, and the N terminal amino acid sequence of the main protein fragment in a trypsin digest. M019株の結晶タンパク質CP78Aのトリプシンによる活性化産物T53A(P2画分)によって障害を受けたHepG2肝臓癌細胞を示す図である。It is a figure which shows the HepG2 liver cancer cell damaged by the activation product T53A (P2 fraction) by trypsin of crystal protein CP78A of M019 strain. M019株のプラスミドDNA断片の制限酵素地図と結晶タンパク質遺伝子の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the restriction enzyme map of the plasmid DNA fragment of M019 stock | strain, and a crystal protein gene. M019株のCP78Aタンパク質の遺伝子ヌクレオチド配列とアミノ酸配列を示す図である。It is a figure which shows the gene nucleotide sequence and amino acid sequence of CP78A protein of M019 strain. M019株のCP78Bタンパク質の遺伝子ヌクレオチド配列とアミノ酸配列を示す図である。It is a figure which shows the gene nucleotide sequence and amino acid sequence of CP78B protein of M019 strain. M019株のCP84タンパク質の遺伝子ヌクレオチド配列とアミノ酸配列を示す図である。It is a figure which shows the gene nucleotide sequence and amino acid sequence of CP84 protein of M019 strain. M019株のCP78AとCP78Bタンパク質は、互いに相同タンパク質であることをを示す図である。It is a figure which shows that CP78A and CP78B protein of a M019 strain | stump | stock are mutually homologous proteins.

Claims (20)

配列番号1、配列番号3、又は配列番号5で示されるヌクレオチド配列からなるDNA。   DNA consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, or SEQ ID NO: 5. 配列番号2、配列番号4、又は配列番号6で示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA。   A DNA encoding a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, or SEQ ID NO: 6. 配列番号1、配列番号3、又は配列番号5のヌクレオチド配列からなるDNAに対して相補的なヌクレオチド配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ活性形態において細胞障害活性を有するタンパク質をコードするDNA。   A protein that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a nucleotide sequence complementary to the DNA comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, or SEQ ID NO: 5 and has cytotoxic activity in an active form DNA encoding 細胞障害活性が、白血病細胞、子宮癌細胞及び肝癌細胞からなる群より選択される少なくとも1つの細胞に対して特異的である、請求項3記載のDNA。   The DNA according to claim 3, wherein the cytotoxic activity is specific to at least one cell selected from the group consisting of leukemia cells, uterine cancer cells and liver cancer cells. DNAがバチルス属由来である、請求項3または4記載のDNA。   The DNA according to claim 3 or 4, wherein the DNA is derived from the genus Bacillus. DNAがバチルス・チューリンジエンシスM019株(受託番号FERM P−21398
)由来である、請求項5記載のDNA。
DNA is Bacillus thuringiensis M019 strain (Accession number FERM P-21398)
The DNA according to claim 5, which is derived from
請求項1〜6のいずれか1項記載のDNAを含有するベクター。   A vector containing the DNA according to any one of claims 1 to 6. 請求項7記載のベクターを含有する形質転換体。   A transformant containing the vector according to claim 7. 配列番号2、配列番号4、又は配列番号6で示されるアミノ酸配列からなるタンパク質。   A protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, or SEQ ID NO: 6. 配列番号2で示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をトリプシンで処理することにより得られる、53kDaの、細胞障害活性を有するタンパク質。   A protein having cytotoxic activity of 53 kDa, obtained by treating a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 with trypsin. 配列番号4で示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をトリプシンで処理することにより得られる、57kDaの、細胞障害活性を有するタンパク質。   A protein having a cytotoxic activity of 57 kDa obtained by treating a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 with trypsin. 配列番号6で示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をトリプシンで処理することにより得られる、57kDaの、細胞障害活性を有するタンパク質。   A protein having a cytotoxic activity of 57 kDa, obtained by treating a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6 with trypsin. 配列番号2、配列番号4、又は配列番号6で示されるアミノ酸配列のいずれかと70%以上の相同性を有する範囲で、アミノ酸の欠失、置換、挿入もしくは付加のいずれか1種
類以上により修飾されたアミノ酸配列からなり、かつ活性形態において細胞障害活性を有するタンパク質。
Modified by any one or more of amino acid deletion, substitution, insertion or addition within a range having 70% or more homology with any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 6 A protein having an amino acid sequence and having cytotoxic activity in an active form.
請求項13に記載のタンパク質をトリプシンで処理することにより得られる、細胞障害活性を有するタンパク質。   A protein having cytotoxic activity obtained by treating the protein of claim 13 with trypsin. 細胞障害活性が、白血病細胞、子宮癌細胞及び肝癌細胞からなる群より選択される少なくとも1つの細胞に対して特異的である、請求項13または14記載のタンパク質。   The protein according to claim 13 or 14, wherein the cytotoxic activity is specific to at least one cell selected from the group consisting of leukemia cells, uterine cancer cells and liver cancer cells. タンパク質がバチルス属由来である、請求項9〜15のいずれか1項記載のタンパク質。   The protein according to any one of claims 9 to 15, wherein the protein is derived from the genus Bacillus. タンパク質がバチルス・チューリンジエンシスM019株(受託番号FERM P−213
98)由来である、請求項16記載のタンパク質。
Protein is Bacillus thuringiensis M019 strain (Accession number FERM P-213)
98) The protein according to claim 16, which is derived from 98).
請求項9〜17のいずれか1項記載のタンパク質を含有する医薬組成物。   The pharmaceutical composition containing the protein of any one of Claims 9-17. 請求項9〜17のいずれか1項記載のタンパク質を含有する抗癌剤。   The anticancer agent containing the protein of any one of Claims 9-17. 請求項9〜17のいずれか1項記載のタンパク質を生産する方法であって、以下の工程:(a)当該タンパク質を発現する細胞を培養する工程;及び(b)当該タンパク質を回収する工程;を包含する方法。   A method for producing the protein according to any one of claims 9 to 17, comprising the following steps: (a) culturing cells expressing the protein; and (b) recovering the protein; Including the method.
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