JP2017538444A - Crm197の高レベル発現のためにコドン最適化したポリヌクレオチド - Google Patents
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Abstract
本発明は、最適化した新規ポリヌクレオチド配列およびそのポリヌクレオチドで形質転換した宿主による、薬理学的に重要な細菌性のトキソイドまたは毒素タンパク質の高レベル発現に関する。詳細には、本発明はポリペプチドCRM197の高生産のための方法であって、本発明のポリヌクレオチドを用いて適切な宿主を形質転換して対応するタンパク質を過剰発現させるための方法、および発現したポリペプチドを単離するための方法を提供する。より具体的には、本発明は大腸菌におけるCRM197の高レベル発現、ならびにその単離および精製のための方法に関する。
Description
本発明は、最適化した新規ポリヌクレオチド配列およびそのポリヌクレオチドで形質転換した宿主による、細菌トキソイドの高レベル発現に関する。
本発明はまた、ポリペプチドCRM197の高生産のための方法であって、本発明のポリヌクレオチドを用いて適切な宿主を形質転換して対応するタンパク質を過剰発現させるための方法、および発現したポリペプチドを単離するための方法を提供する。
本発明はまた、ポリペプチドCRM197の高生産のための方法であって、本発明のポリヌクレオチドを用いて適切な宿主を形質転換して対応するタンパク質を過剰発現させるための方法、および発現したポリペプチドを単離するための方法を提供する。
ジフテリア毒素(DT)は、ジフテリア菌(Corynebacterium diphtheriae)が合成して分泌するタンパク質外毒素である。ジフテリア菌の毒素産生株は、毒素遺伝子を保有するバクテリオファージ溶原菌(lysogen)を含む。成熟型のDTは535個のアミノ酸を含有する単一ポリペプチドとして合成され、それは初期の536プロペプチドから誘導され、それが位置190、192および193においてタンパク質分解を受けて成熟毒素を形成する。このスプライシングまたはタンパク質分解の結果、ジスルフィド橋により互いに連結した2つのサブユニットAおよびBになる(Moskang et al Biol. Chem. 264: 15709-15713, 1989)。サブユニットAは、触媒活性をもつNAD依存性ADPリボシルトランスフェラーゼ部分である。それは伸長因子−2(Elongation Factor-2)(EF−2)を不活性化するのに関与し、よって標的細胞においてタンパク質合成をダウンレギュレートする。
ジフテリア毒素は高毒性である;1分子が細胞に対して致死的となる可能性があり、10ng/kgの量が動物およびヒトを殺す可能性がある。このトキソイドの注射により人工免疫を付与する過程に、それをレシピエントによる摂取に対して安全にするために解毒プロセスを含めるべきである。一般的に、それは天然形態のDTをそれがワクチン調製に必要な抗原性をなお保持する様式で化学修飾することにより解毒された。
その後、交差反応性物質197(Cross Reacting Material 197)またはCRM197として知られる遺伝学的に解毒された形態のジフテリア毒素が導入された;それは本質的にDTの免疫学的交差反応特性を保持している。
CRM197は、ジフテリア菌、B型肝炎、百日咳菌(Bordetella pertussis)、破傷風菌(Clostridium tetani)、髄膜炎菌(Neisseria meningitides)、肺炎連鎖球菌(Streptococcus pneumoniae)、インフルエンザ菌(Haemophilus influenzae)を含むコンジュゲートワクチンの調製に用いられている。それは毒素産生型コリネファージ(corynephage)βのニトロソグアニジン変異形成、次いでそれを用いたジフテリア菌の感染により作製された(Uchida et al Nature New Biology (1971) 233; 8-11, Nucleic Acisd Res. 1984 May 25; 12(10): 4063-9)。
CRM197は、DTブースターまたはワクチン抗原としてのそれの使用の可能性について研究されてきた。CRM197タンパク質はDTと同じ分子量をもつ;しかし、Aサブユニットにおける1塩基の変化、すなわち野生型DTのポリヌクレオチド配列における塩基の変化において異なり、グアニンからアデニンへの置き換えの結果、位置52にアミノ酸置換が生じ、その結果、CRM197においてはグリシンの代わりにグルタミン酸になる(Giannini G. et al., 1984)。この点変異の結果、毒性が有意に低減し、CRM197はヒト用として安全になる。
ワクチンに使用するためのジフテリア毒素、たとえばCRM197の多量生産は、野生型細菌における発現レベルが低いため妨げられてきた。この問題は、これまでBishai et al., (J. Baeteriol. 189:5140-5151)によりCRM197を大腸菌(Escherichia coli)において発現させることによって対処されてきた:彼らはジフテリア毒素(toxシグナル配列を含む)を含む組換え融合タンパク質の発現を記載している;しかし、これにより分解したタンパク質が生成した。活性形態の収率が低いのは、毒素の個々の特性、たとえばサイズおよび二次構造に応じて、分解、不適正フォールディング、または両方にも関連する。したがって、大部分の生物医薬と同様に、CRM197の精製工程中に発現タンパク質の追加損失が生じ、それによりCRM197の生物活性形態の維持には困難が伴う。したがって、活性形態の細菌トキソイドCRM197の高レベル発現の達成に対するニーズがある。
WO 2011/042516には、細菌毒素をペリプラズム発現させることにより製造するための、下記の工程を含む改良法が開示されている:a)特定のシグナル配列が細菌毒素の配列に連結した発現ベクターを含む宿主細菌細胞の培養物を増殖させ、b)細菌毒素がペリプラズム発現するように細菌毒素に連結した特定のシグナル配列を含むポリペプチドの発現を誘導する。
WO 2013/178974 A1には、CRM197を大腸菌宿主において細胞内発現させるための方法であって、プロモーターおよび少なくとも1つの完全パリンドロームオペレーター(Palindrome Operator)配列に作動可能な状態で連結したCRM197をコードする遺伝子を含むベクターを発現させることを含む方法が開示されている。
WO 2015/134402A1には、大腸菌宿主の縮小ゲノム(reduced genome)において組換えCRM197を製造するための方法であって、ペリプラズムへのCRM197タンパク質の移行を指令するシグナル配列に融合したCRM197タンパク質をコードするヌクレオチド配列が作動可能な状態で発現制御配列に連結したものを含む発現ベクターを含む縮小ゲノム大腸菌を、組換えCRM197タンパク質の発現に適した条件下でインキュベートすることを含む方法が開示され、それによれば少なくともリットル当たり1グラムの可溶性CRM197の収量が得られ、その際、天然の親大腸菌株は12株、好ましくはK12 MG1655である。
US 2012/0128727 A1には、ポリペプチドCRM197をコードする単離された核酸分子、単離された核酸分子を含む発現ベクター、およびCRM197タグ融合タンパク質の組換え製造のための方法であって、組換え細胞をそのCRM197タグ融合タンパク質の産生に好ましい条件下で培養し、その融合タンパク質を単離することを含む方法が開示されている。
US 2012/0289688 A1には、下記により組換えポリペプチドをペリプラズム発現させるための方法が開示されている:(A)グラム陰性宿主細胞の培養物を増殖させる;そして(B)タンパク質がペリプラズム発現するようにポリペプチドの発現を誘導する;その際、発現に際して下記の工程のうち1以上を実行する:(i)工程a)のpHは工程b)のpHより低い;(ii)工程a)の温度は工程b)の温度より高い;または(iii)工程a)の基質供給速度は工程b)の基質供給速度より高い。
US 2014/0050758 A1には、下記の工程を含む細菌トキソイドのペリプラズム発現のための方法が開示されている:a)グラム陰性宿主細胞の培養物を発酵培地中で増殖させる;その際、宿主細胞はポリヌクレオチドで形質転換されており、そのポリヌクレオチドは細菌トキソイドおよびペリプラズムシグナル配列をコードする;その細菌トキソイドの発現を誘導する;b)宿主細胞を成熟させる;その際、成熟工程は下記を含む:I)宿主細胞にpHショックを施す:II)栄養物を添加せずに宿主細胞をインキュベートする;あるいはIII)宿主細胞に−20℃より低い温度を施す;そしてc)細菌トキソイドを宿主細胞から抽出する;その際、抽出プロセスは浸透圧ショックを含み、グラム陰性宿主細胞は大腸菌、シュードモナス属(Pseudomonas)およびモラクセラ属(Moraxella)からなる群から選択され、宿主細胞は工程b)に際して生存しており、この方法は10〜5000リットルの培養物を収容する発酵槽内で実施される。
US 8,530,171には、組換え毒素タンパク質をシュードモナス属宿主細胞において産生させるための方法が開示され、その方法は下記を含む:発現ベクターに毒素タンパク質をコードするヌクレオチド配列をライゲートさせる;シュードモナス属宿主細胞をその発現ベクターで形質転換する;そして形質転換したシュードモナス属宿主細胞を組換え毒素タンパク質の発現に適した培地中で培養する;その際、組換えキャリヤータンパク質はCRM197であり、組換えタンパク質は約0.2グラム/リットル〜約12グラム/リットルの可溶性または活性CRM197タンパク質収量で産生される。
CRM197をキャリヤータンパク質として用いるコンジュゲート多糖ワクチンがヒト用として承認されている。これらには下記のものが含まれる:Menveo(登録商標) (Novartis Vaccines and Diagnostics)、すなわち髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)亜群A、C、Y、およびW−135により引き起こされる侵襲性髄膜炎菌疾患を防止するために適用されるワクチン;Menjugate(登録商標) (Novartis Vaccines)、すなわち髄膜炎菌C群コンジュゲートワクチン;ならびにPrevnar(登録商標) (Wyeth Pharmaceuticals,Inc.)、すなわち肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae)の13の血清型を標的とする小児用肺炎ワクチン;ならびにHibTITER(登録商標) (Wyeth)、すなわちインフルエンザ菌(Haemophilus influenzae)b型ワクチン。さらに、CRM197はジフテリア菌ワクチン接種のための追加免疫抗原としての使用の可能性をもち、他のワクチンに使用するためのキャリヤータンパク質として研究されている。
最近、可溶性形態のHB−EGFを結合するCRM197の能力に関係する抗腫瘍作用の可能性のため、CRM197に関心が高まりつつある(Mekada et al, US Patent Publication NO. 2006/0270600A1)。この抗腫瘍機能は、CRM197だけでなくDT毒素の他の無毒性誘導体(たとえば、二重変異体DT52E148K、または融合タンパク質GST−DT)にも起因する。これらの変異体は、CRM197をコードする遺伝子から出発してPCRにより構築された。しかし、それらの研究で全CRM197は35℃で16〜17時間増殖させたジフテリア菌の培養物を用いて産生された。CRM197は上清から、硫酸アンモニウムによる初期沈殿、続いて連続3工程のイオン交換および疎水性クロマトグラフィーによって精製された(Mekada et al.,)。
よって、CRM197を高収率およびコスト効果の高い様式で製造するための別法に対する明らかなニーズがある。したがって、CRM197を経済的に製造するための方法は、ワクチンの研究、開発および製造を大幅に促進するであろう。
Moskang et al Biol. Chem. 264: 15709-15713, 1989
Uchida et al Nature New Biology (1971) 233; 8-11
Nucleic Acisd Res. 1984 May 25; 12(10): 4063-9
Giannini G. et al., 1984
Bishai et al., (J. Baeteriol. 189:5140-5151)
本発明の主な目的は、CRM197の高レベル発現のために最適化したポリヌクレオチドを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、CRM197が得られるようにポリペプチドの発現を制御するための調節可能な方法を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、CRM197が得られるようにポリペプチドの発現を制御するための調節可能な方法を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、純粋な形態のCRM197を高収率で商業的に製造するための高レベル発現方法を提供することである。
本発明は、SEQ ID NO.2を含む最適化したポリヌクレオチド配列、およびその最適化したポリヌクレオチド配列SEQ ID NO.2に対して少なくとも70%相同であるそれのバリアントを提供する。
他の態様において、本発明は、ポリペプチドCRM197の高レベル発現に有用な最適化したポリヌクレオチド配列(SEQ ID NO.2)、ならびにSEQ ID NO.3、4、5、6、7、8、9および10から選択される(これらに限定されない)それの構造バリアントを提供する。
さらに他の態様において、本発明は、最適化したポリヌクレオチド配列(SEQ ID NO.2)、ならびにその最適化したポリヌクレオチド配列SEQ ID NO.2に対して少なくとも70〜88%相同であるそれのバリアント、たとえばSEQ ID NO.3、4、5、6、7、8、9および10を提供する。
本発明はさらに、下記の工程を含む、ポリペプチドの製造方法を提供する:
a)本質的にSEQ ID NO.2からなる最適化したポリヌクレオチド配列またはSEQ ID NO.2に対して少なくとも70%相同であるそれのバリアントを選択し、
b)場合により工程(a)のポリヌクレオチド配列を適切なベクター内へライゲートさせ、
c)そのポリヌクレオチド配列を大腸菌宿主細胞に挿入または形質転換し、
d)形質転換した宿主細胞を、ポリペプチドの高レベル発現のための培地中で培養し、
e)誘導温度10〜40℃を維持してポリペプチドを産生させ、
f)細菌ポリペプチドを宿主細胞から抽出し、次いで精製して、純粋なポリペプチドを高収率で得る。
a)本質的にSEQ ID NO.2からなる最適化したポリヌクレオチド配列またはSEQ ID NO.2に対して少なくとも70%相同であるそれのバリアントを選択し、
b)場合により工程(a)のポリヌクレオチド配列を適切なベクター内へライゲートさせ、
c)そのポリヌクレオチド配列を大腸菌宿主細胞に挿入または形質転換し、
d)形質転換した宿主細胞を、ポリペプチドの高レベル発現のための培地中で培養し、
e)誘導温度10〜40℃を維持してポリペプチドを産生させ、
f)細菌ポリペプチドを宿主細胞から抽出し、次いで精製して、純粋なポリペプチドを高収率で得る。
前記で得たポリペプチドは、コンジュゲートした免疫原製剤の調製のためのキャリヤータンパク質として用いるのに適切である。
医薬品またはワクチンとして使用するためのポリペプチドの発現は、宿主細胞系の高いバイオマスおよび/または生産性の達成を必要とする。ポリペプチド産生の効率は、多数の要因が存在しなければ有意に低減する可能性があり、それにはそのポリペプチドをコードする最適ポリヌクレオチド配列の使用が含まれる。遺伝子コードは縮重を示すことが知られており、それは同じアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチド配列の相異に相当する。アミノ酸鎖の合成速度は個々の遺伝子からの全体的発現レベルにおける決定因子であり、それは発現構築体の設計に影響を及ぼし、重要性が高い。よって、最適ポリヌクレオチド配列の構築はポリペプチドの全体的発現レベルを決定するのに重要であり、十分に調節すべきである。それには、生物においてそれらのコドンが好まれる頻度、あるいは人工的ビヒクルまたはベクターの場合は希望する最近接頻度(nearest frequency)が含まれるが、それらに限定されない。これは、tRNA存在度(abundance)またはコグネイト(cognate)細胞tRNA頻度を反映し、それから同義コドン(synonymous codon)選択パターンを慎重に選ぶべきである。さらに他の要因には、二次構造形成のポテンシャル、mRNAレベルおよびRNA安定性、その後に実施を予定している操作、合成経路なども含まれる。これらのパターンの選択は目的とする個々のタンパク質の最適化および発現宿主に伴って異なるので、これらの構造の発生を慎重に調節すべきである。
したがって、本発明の主な態様は、最適化したポリヌクレオチド配列(SEQ ID NO.2)およびそれの構造バリアントを提供する。
他の態様において、本発明は、CRM197のポリペプチドの高レベル発現に有用な最適化したポリヌクレオチド配列(SEQ ID NO.2)、ならびに70%以上の類似性をもつそれの構造バリアントであってSEQ ID NO.3、4、5、6、7、8、9および10から選択されるもの(それらに限定されない)を提供する。
他の態様において、本発明は、CRM197のポリペプチドの高レベル発現に有用な最適化したポリヌクレオチド配列(SEQ ID NO.2)、ならびに70%以上の類似性をもつそれの構造バリアントであってSEQ ID NO.3、4、5、6、7、8、9および10から選択されるもの(それらに限定されない)を提供する。
ペリプラズム発現は、意図する目的遺伝子から発現した生成物(たとえば、細菌トキソイドまたはジフテリアトキソイド)が宿主細胞内のペリプラズム間隙に分泌されることを表わす。
細胞質発現は、タンパク質が細胞の細胞質コンパートメントに発現し、細胞膜内に収容されることを表わす。
発現の誘導は、生成物が加速された速度で得られるようにポリヌクレオチドからの発現を誘導するために実施される工程を表わし、これは適切な誘導剤、たとえばIPTG、アラビノース、マルトースなどの添加を伴うことができる。
発現の誘導は、生成物が加速された速度で得られるようにポリヌクレオチドからの発現を誘導するために実施される工程を表わし、これは適切な誘導剤、たとえばIPTG、アラビノース、マルトースなどの添加を伴うことができる。
本発明の最適化した配列は、SEQ ID NO.3、4、5、6、7、8、9および10(それらに限定されない)から選択されるSEQ ID NO.2の他のバリアントに適用でき、SEQ ID NO.1、野生型ジフテリア毒素の誘導体の製造における配列をも含む;野生型は同じ炎症特性および免疫刺激特性をもち、細胞の受容体HB−EGFに結合できるが、単一アミノ酸置換および標的宿主に対する細胞毒性の欠如においてCRM197と異なる。
CRM197のポリヌクレオチド配列は、ジフテリア毒素の配列から(Greenfield, L. et al., 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80:6853-6857)、またはGiannini G. et al., (1984)が示したCRM197のアミノ酸配列を参考として用いることにより誘導できる。こうして得た野生型ポリヌクレオチド配列を、宿主細胞において、より好ましくは宿主細胞としてのグラム陰性細胞、より好ましくは大腸菌において高発現させるために、最適化した。そのような本発明のポリヌクレオチド配列は、化学合成により、またはアセンブリー法(assembly procedure)を用いて作製できる。
さらに他の態様において、宿主細胞におけるCRM197の細胞内発現のための方法を提供し、その際、調節配列を含む発現構築体が本発明のポリヌクレオチドを発現させる。このポリヌクレオチド配列は、コードされるポリペプチドの指向性輸送のためのシグナル配列を伴うことができる。それは、宿主のペリプラズム間隙内に分泌するように目標を定めて発現するペリプラズムシグナル配列に作動可能な状態で連結させることができる。
本発明はまた、CRM197の高レベル産生を提供し、その際、ポリヌクレオチドの発現に適した誘導温度を付与することにより、ペリプラズム間隙への指向性輸送のためのヘテロロガス配列なしにペリプラズム発現がもたらされる。
場合により、本発明のポリヌクレオチドはタグポリペプチドのポリヌクレオチドをも伴うことができる。タグの存在は、細胞質において、またタンパク質の後続精製について、タンパク質の安定性および溶解性を高めることも知られている。
これらのタグは、タグポリペプチドをコードするオリゴヌクレオチド配列を用いて、5’末端または3’末端に、単一で、または多重タグ付けに適切なように組み合わせて結合させることができ、それの細胞質内での安定性、および/または種々のタグペプチドに対する高い親和性を備えたマトリックスおよび樹脂を用いる後続精製を高める。本発明により使用できる種々のタグには、HAタグ(ヘマグルチニン)、MYCタグ、Strep II、FLAG、HPC(heavy chain of protein C(プロテインCの重鎖))、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(glutathione-S-transferase)(GST)、マルトース結合タンパク質(maltose-binding protein)(MBP)、セルロース結合タンパク質(cellulose-binding protein)(CBD)およびキチン結合タンパク質(chitin-binding protein)(CBP)が含まれる。
本発明のポリヌクレオチドを、当技術分野で周知の分子手法を用いて調節配列を含むベクター構築体に導入することもできる(参照:Sambrook et al., Molecular Cloning, 2nd ed., (1989))。これには、適切なプロモーター、複製起点、リボソーム結合部位、転写終止配列、選択マーカー、および多重クローニング部位が含まれるが、これらに限定されない。特に、効率的かつ特異的な構築体を含むプラスミドが好ましい;たとえば、ファージT7のRNAポリメラーゼ酵素に対して特異的なT7プロモーターを含むもの。そのような方法は、限定ではないが、U.S. Patent Application NO. 2012/0128727; U.S. Pat. NO. 5,055,294; U.S.Pat. NO. 5,128,130; U.S.Pat. NO. 5,281,532; U.S.Pat. NO. 4,695,455; U.S.Pat. NO. 4,861,595; U.S.Pat. NO. 4,755,465およびU.S. Pat. NO. 5,169,760に開示されたものを参照できる。ジフテリア菌においてCRM197タンパク質を産生させるためのプラスミド系は、U.S. Pat. NO. 5,614,382にも記載されている。
一態様において、宿主細胞はグラム陰性宿主細胞である。大腸菌、杆菌属の種(Bacillus sp.)、シュードモナス属の種などの宿主細胞発現系がタンパク質の産生において広範に考察されている。一態様において、本発明のポリヌクレオチドは、好ましくは大腸菌におけるCRM197の細胞内発現のために用いられ、その際、宿主株はBL21(DE3)、BL21 A1、HMS174(DE3)、DH5α、W3110、B834、origami、Rosetta、NovaBlue(DE3)、Lemo21(DE3)、T7、ER2566およびC43(DE3)から選択される。
好ましい態様において、本発明は細菌トキソイドをコードするポリヌクレオチド配列(SEQ ID NO.2)を提供し、それは場合によりベクター内へライゲートされ、続いてそれは宿主細胞に挿入される。宿主細胞への挿入は、当技術分野で既知であるいずれかの方法により実施できる。そのような挿入または形質転換は、物理的または化学的な形質転換方法により実施できる。その後、転換したコロニーをペトリ皿上で抗生物質を添加して選択する。
本発明に用いる適切なベクターには、pET9a、pET3a、pET3b、pET3c、pET5a、pET5b、pET5c、pET9b、pET9c、pET12a、pTWIN1、pTWIN2、pET12b、pET12c、pET17b、ならびに一般に強力なファージT7プロモーターをもつすべてのベクター(たとえば、pRSETA、BおよびC[Invitrogen])、ならびにpTYB1、pTYB2、pTYB3およびpTYB4が含まれるが、これらに限定されない。
他の態様において、大腸菌細胞を用いてCRM197をコードするポリヌクレオチドを発現させる。挿入されたポリヌクレオチドを適正な向きおよび位置についてシーケンシング法により確認する。得られた構築体を用いて、いずれか既知の化学的または物理的方法により宿主細胞を形質転換する。たとえば、宿主細胞を6.5kV.cm−1〜25kV.cm−1の範囲の電界でエレクトロポレートする;本発明において宿主細胞を形質転換するために用いる好ましい化学的方法。これらの細胞を25〜40℃で30分〜120分間、LBまたはSOC培地のような適切な培地において増殖させ、次いで選択培地ペトリ皿へ移して25〜40℃に10〜36時間おくと、本発明のポリヌクレオチドを含有する陽性コロニーが選択される。
陽性コロニーの選択はマーカーを用いて、または用いずに実施できる。使用できる適切なマーカーは抗生物質、たとえばアンピシリン、カナマイシンなどから選択されるが、これらに限定されない。
全長CRM197タンパク質をコードするポリヌクレオチドを、大腸菌のT7ポリメラーゼ陽性株におけるタンパク質の発現を誘導するT7 lacIプロモーターに隣接してクローニングする。ポリヌクレオチドの発現はT7プロモーターにより緊縮制御され、これはIPTGの存在下または自動誘導培地中で誘導される。
宿主を培養するためのパラメーターをCRM197タンパク質の高レベル発現に最適化する。一態様において、培地成分、培養条件(増殖温度、誘導物質濃度および誘導時間を含む)を最適化する。使用する培地は、化学的に規定された培地、LB(Luria-Bertani(ルリア−ベルタニ))、TB(Terrific Broth(テリフィックブロス))、SOB(Super Optimal Broth(超最適ブロス))、SOC(Super Optimal broth with catabolic repressor(異化抑制因子を含む超最適ブロス))、YTブロス(Yeast Extract and Tryptone(酵母エキスおよびトリプトン))、スーパーブロス(Super broth)、富栄養培地(rich media)、最少培地、無機培地などから選択できるが、これらに限定されない。培地の成分には下記のものが含まれるが、それらに限定されない:炭素源、たとえばグルコース、スクロースまたはグリセロール;有機窒素源、たとえばペプトン、トリプトン、アミノ酸、または酵母エキス;無機窒素源が用いられ、これは特にたとえばアンモニウム塩、アンモニア水、およびアンモニアガスから選択できる;補足成分、たとえば低レベルのアミノ酸、ビタミン、ペプトン類または他の成分を補足するもの。培地は当技術分野で既知の方法を用いて調製できる。
形質転換した宿主細胞を、小体積、たとえば5〜50mlで、LB、テリフィックブロスまたは化学的に規定された培地において、発現について試験することができる。発現を約0.01mM、約0.05mM、約0.2mM、約0.3mM、約0.4mM、約0.5mM、約0.6mM、約0.7mM、約0.8mM、約0.9mMおよび約1mMからの範囲の種々の誘導物質濃度で行なうことができる。ポリペプチド発現を電気泳動設定で、好ましくはSDS PAGE電気泳動で決定し、クーマシーブリリアントブルー(−)で染色した過剰発現バンドとして視覚化する。
その後、宿主細胞を500mLフラスコ培養に接種し;最適条件下で増殖させ、その間にCRM197発現が16時間から32時間まで継続した。定常的撹拌および好ましくは好気性条件下で培養した後、細胞を収穫し、細胞溶解する。細胞を溶解するためには既知のいずれかの方法を適用でき、好ましい方法には適宜な濃度の界面活性剤を含有する細胞溶解緩衝液が含まれる。細胞溶解後、タンパク質成分を1回以上の遠心工程でプールする。細胞溶解は、トリス−HCl 20〜50mM pH7.5〜8.5、NaCl 100〜150mM、界面活性剤0.5〜1.5%、およびプロテアーゼ阻害剤0.5〜1.5%を含有する緩衝液中で、撹拌しながら実施される。
一態様において、発現のための誘導温度は10〜40℃で実施される。一態様において、CRM197は調節可能な誘導温度で誘導され、その際、誘導温度を10〜20℃に維持した場合、発現CRM197のうち80%より多くが可溶性画分中に存在する。他の態様において、誘導温度を25〜40℃に維持した場合、得られた発現CRM197のうち80%より多くが細胞質封入体(inclusion body)として不溶性画分中にあり、そこから可溶化工程後に、プールした細胞質画分から精製される。
一態様において、細胞質封入体を種々の濃度の尿素、本質的に1M尿素、または2M尿素、または3M尿素、または4M尿素、または5M尿素、または6M尿素、または7M尿素、または8M尿素、または9M尿素で可溶化する。
特定の態様において、可溶性CRM197の収量は約0.1g/l、0.25g/L、0.5g/L、約1g/L、約1.5g/L、約2g/L、約2.5g/L、約3g/L、約3.5g/L、約4g/L、約4.5g/L、約4.5g/L、約5g/Lである。
特定の態様において、不溶性CRM197の収量は約0.25g/L、0.5g/L、約1g/L、約1.5g/L、約2g/L、約2.5g/L、約3g/L、約3.5g/L、約4g/L、約4.5g/L、約4.5g/L、約5g/Lである。
発現したタンパク質を、イオン交換クロマトグラフィーカラム、続いてアフィニティークロマトグラフィーにより精製する。
よって、本発明は1より多い後続精製工程を伴い、イオン交換クロマトグラフィー工程ではCRM197のpI値も利用し、それにより他の混在タンパク質からそれを分離する。最後に、CRM197の量をBCA/ブラッドフォード/ローリー(BCA/Bradford/Lowry)アッセイにより定量し、10〜12%アクリルアミドゲル(SDS−PAGE)で視覚化する。ポリペプチドの同定をウェスタンブロットおよび類似のイムノアッセイにより行なう。精製ポリペプチドの純度および統合性をSDS−PAGEおよびHPLC法により測定する。こうして発現したタンパク質の収量は500〜1000mg/L(培地)であり、培養の添加物および条件ならびに精製工程の調節によりその後変動する可能性がある。本発明の方法は、誘導時間を調節し、その後クロマトグラフィー工程のpHおよび温度を調節する、工業的に適用できる方法をも提供し、簡単で低価格かつ労力を要しない方法を提供する。それは緩衝液またはそれのキットもしくは作業溶液の調製を伴う多大な工程の必要性を排除する。タグの除去に際して追加の緩衝液または塩類または酵素または装置を用意する必要がない。特定の態様において、精製CRM197ポリペプチドは既に第1メチオニンアミノ酸を欠如している;それの存在は最終CRM197タンパク質に望まれず、それの除去は追加の精製工程の必要性を伴う。こうして得られたポリペプチドは活性かつ自然形態である:それは第1アミノ酸としての望ましくないメチオニンを既に欠如しており、追加工程の必要性がない。CRM197アミノ酸配列をインシリコ/バイオインフォーマティクスツールにより分析し、そのタンパク質において約38.4%の疎水性を示した。CRM197の等電点は約5.81であることが認められた。CRM197タンパク質は4個のシステインアミノ酸残基および21個のプロリン残基を含んでいた。ポリペプチドのリフォールディングは、DNAに対するエンドヌクレアーゼ活性を測定することによる機能アッセイにより確認される。生物物理学的/二次構造確認を、ポリペプチドの円偏光二色性(Circular Dichroism)(CD)分析(図8)および示差走査蛍光測定(Differential Scanning Fluorimetry)(DSF)(図9)により行ない、市販のポリペプチド(Sigma Aldrich)と比較した。
よって、本発明は1より多い後続精製工程を伴い、イオン交換クロマトグラフィー工程ではCRM197のpI値も利用し、それにより他の混在タンパク質からそれを分離する。最後に、CRM197の量をBCA/ブラッドフォード/ローリー(BCA/Bradford/Lowry)アッセイにより定量し、10〜12%アクリルアミドゲル(SDS−PAGE)で視覚化する。ポリペプチドの同定をウェスタンブロットおよび類似のイムノアッセイにより行なう。精製ポリペプチドの純度および統合性をSDS−PAGEおよびHPLC法により測定する。こうして発現したタンパク質の収量は500〜1000mg/L(培地)であり、培養の添加物および条件ならびに精製工程の調節によりその後変動する可能性がある。本発明の方法は、誘導時間を調節し、その後クロマトグラフィー工程のpHおよび温度を調節する、工業的に適用できる方法をも提供し、簡単で低価格かつ労力を要しない方法を提供する。それは緩衝液またはそれのキットもしくは作業溶液の調製を伴う多大な工程の必要性を排除する。タグの除去に際して追加の緩衝液または塩類または酵素または装置を用意する必要がない。特定の態様において、精製CRM197ポリペプチドは既に第1メチオニンアミノ酸を欠如している;それの存在は最終CRM197タンパク質に望まれず、それの除去は追加の精製工程の必要性を伴う。こうして得られたポリペプチドは活性かつ自然形態である:それは第1アミノ酸としての望ましくないメチオニンを既に欠如しており、追加工程の必要性がない。CRM197アミノ酸配列をインシリコ/バイオインフォーマティクスツールにより分析し、そのタンパク質において約38.4%の疎水性を示した。CRM197の等電点は約5.81であることが認められた。CRM197タンパク質は4個のシステインアミノ酸残基および21個のプロリン残基を含んでいた。ポリペプチドのリフォールディングは、DNAに対するエンドヌクレアーゼ活性を測定することによる機能アッセイにより確認される。生物物理学的/二次構造確認を、ポリペプチドの円偏光二色性(Circular Dichroism)(CD)分析(図8)および示差走査蛍光測定(Differential Scanning Fluorimetry)(DSF)(図9)により行ない、市販のポリペプチド(Sigma Aldrich)と比較した。
他の態様において、適正なジスルフィド結合の存在を確認し、市販のCRM197ポリペプチド(Sigma Aldrich)と比較した(図10)。生成ポリペプチドのアミノ酸配列の適正さも、CRM197ポリペプチドを多重プロテアーゼで消化してアミノ酸配列をマッピングすることにより確認した(図6)。生成ポリペプチドのN末端アミノ酸配列をエドマン分解シーケンシングにより確認した(図7)。
好ましい態様において、本発明は、CRM197のポリペプチドの高レベル発現に有用な最適化したポリヌクレオチド配列(SEQ ID NO.2)、および70%以上の類似性、好ましくは85〜99%の類似性をもつそれの構造バリアントを提供する。
さらに他の好ましい態様において、本発明は、大腸菌細胞におけるCRM197のポリペプチドの高レベル発現に有用な最適化したポリヌクレオチド配列(SEQ ID NO.2)を提供する。
他の好ましい態様において、本発明は、核酸SEQ ID NO:2またはそのバリアントを用いる、グラム陰性細菌細胞、好ましくは大腸菌における、下記の工程を含むジフテリア毒素もしくはCRM197またはそのバリアントの高レベル発現を提供する:
a)ポリペプチドCRM197をコードする、遺伝子SEQ ID NO.2またはそのバリアントを選択し、
b)遺伝子SEQ ID NO.2を発現ベクター内へサブクローニングし、
c)工程bの発現ベクターで宿主大腸菌細胞を形質転換し、
d)形質転換した宿主細胞を、毒素タンパク質の発現に適した培地中で培養し、
e)誘導物質としてIPTGを添加して30〜40℃の範囲の温度で融合タンパク質の発現を誘導し、
f)不溶性形態の細菌トキソイドを宿主細胞から抽出し、
g)純粋な形態のCRM197を0.5mg/lより多い収量で精製する。
a)ポリペプチドCRM197をコードする、遺伝子SEQ ID NO.2またはそのバリアントを選択し、
b)遺伝子SEQ ID NO.2を発現ベクター内へサブクローニングし、
c)工程bの発現ベクターで宿主大腸菌細胞を形質転換し、
d)形質転換した宿主細胞を、毒素タンパク質の発現に適した培地中で培養し、
e)誘導物質としてIPTGを添加して30〜40℃の範囲の温度で融合タンパク質の発現を誘導し、
f)不溶性形態の細菌トキソイドを宿主細胞から抽出し、
g)純粋な形態のCRM197を0.5mg/lより多い収量で精製する。
精製はクロマトグラフィーを用いて実施される。クロマトグラフィー法はアフィニティークロマトグラフィー、ゲル濾過、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、もしくはイオン交換クロマトグラフィー、または2以上の組合わせであってもよい。好ましくは、CRM197がタグ融合タンパク質と結合している場合、アフィニティークロマトグラフィーを用いてCRM197を他のタンパク質から分離できる。
他の好ましい態様において、カラム条件の温度およびpHのシフトを伴う簡単な工程も、結合したタグからのCRM197の溶離を容易にする。より具体的には、6.5〜8.5の範囲のpHおよび4℃〜30°Cの範囲の温度を用いてCRM197をタグから分離できる。
他の態様において、本発明に従って製造したCRM197を、腸チフス菌(Salmonella typhi)、パラチフス菌(Salmonella paratyphi)、肺炎球菌(Pneumococcus)、インフルエンザ菌(Haemophilus influenzae)、髄膜炎菌(Meningococcus)、肺炎連鎖球菌(Streptococcus pneumoniae)および他の病原性細菌から単離された多糖分子とコンジュゲートさせるために使用する。
他の態様において、本発明に従って製造したCRM197を、ワクチン、たとえば腸チフス菌、パラチフス菌、肺炎球菌、インフルエンザ菌、髄膜炎菌、肺炎連鎖球菌および他の病原性細菌に対するワクチンのためのコンジュゲートしたキャリヤーとして使用する。
下記の例を参照して本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの例により決して限定されず、当業者に分かるように、本明細書に記載するパラメーターの範囲内のそのバリエーションを含むことを理解すべきである。
実施例1
工程(i):新規CRM197遺伝子の合成:
全長CRM197遺伝子を大腸菌コドン利用に応じて最適化した。CRM197遺伝子最適化のために下記のパラメーターを用いた:コドン利用バイアス(Codon Usage Bias)、GC含量、mRNA二次構造、カスタム所望パターン(Custom Desired Pattern)、カスタム非所望パターン(Custom Undesired Pattern)、反復配列(直列反復(direct repeat)、逆方向反復(inverted repeat)、2組反復(dyad repeat))、制限酵素認識部位(欠失または挿入)。
工程(i):新規CRM197遺伝子の合成:
全長CRM197遺伝子を大腸菌コドン利用に応じて最適化した。CRM197遺伝子最適化のために下記のパラメーターを用いた:コドン利用バイアス(Codon Usage Bias)、GC含量、mRNA二次構造、カスタム所望パターン(Custom Desired Pattern)、カスタム非所望パターン(Custom Undesired Pattern)、反復配列(直列反復(direct repeat)、逆方向反復(inverted repeat)、2組反復(dyad repeat))、制限酵素認識部位(欠失または挿入)。
最適化したCRM197遺伝子(SEQ ID NO.2)をpUC57プラスミドベクターの多重クローニング部位にBamH1およびSap1制限部位を利用してクローニングして、pUC57_CRM197を作製した。CRM197遺伝子を含むベクターを大腸菌DH5α宿主に形質転換し、クローンをLB+カナマイシン(LB + Kanamycin r)プレート上で選択した。pUC57における CRM197遺伝子の存在および適正さをAge I(CRM197遺伝子内にある)およびNde I(pUC57プラスミド内にある)によるpUC57_CRM197プラスミドの制限消化により確認した。さらに、CRM197の配列をPCRおよびDNAシーケンシングにより確認した。
工程(ii):発現ベクターpTWIN1内へのCRM197の挿入
pUC57_CRM197を保有する大腸菌DH5αを50mlの体積のLB+カナマイシン中で一夜増殖させた。細菌を遠心し、ペレットをプラスミドの単離に用いた。プラスミドの単離は、Qiagenプラスミド微量調製キット(Qiagen plasmid mini-prep kit)により製造業者の指示を用いて行われた。単離したプラスミドをノノ−ドロップにより定量した。
pUC57_CRM197を保有する大腸菌DH5αを50mlの体積のLB+カナマイシン中で一夜増殖させた。細菌を遠心し、ペレットをプラスミドの単離に用いた。プラスミドの単離は、Qiagenプラスミド微量調製キット(Qiagen plasmid mini-prep kit)により製造業者の指示を用いて行われた。単離したプラスミドをノノ−ドロップにより定量した。
pUC57からCRM197(SEQ ID NO.2)を切り取り、5μgのプラスミドを制限エンドヌクレアーゼBamHIおよびSapIで消化した。消化したプラスミドを1%アガロースゲル上で泳動させ、CRM197遺伝子(SEQ ID NO.2,約1.6kb)に対応するバンドをQiagenゲル抽出キット(Qiagen Gel extraction kit)により製造業者の指示を用いて精製した。その後、5μgの発現プラスミドpTWIN1を同様にBamHIおよびSapIで消化して、それにCRM197遺伝子と適合する制限部位を作製した。消化したpTWIN1を同様にQiagenゲル抽出キットにより製造業者の指示に従ってゲルから精製した。
消化したCRM197遺伝子をpTWIN1に、T4リガーゼベースのDNAライゲーションキット(Promega)により製造業者の指示を用いてライゲートさせた。ベクター(pTWIN1)と挿入配列(CRM197)を1:3、1:4、1:5の比率で、T4 DNAリガーゼおよび緩衝液の存在下に20μlの反応体積で混合した。ライゲーション混合物を16℃で一夜インキュベートした。翌朝、5μlのライゲーション混合物をBL21−DE3大腸菌発現宿主に添加/形質転換した。化学的形質転換プロトコルを用いてBL21を形質転換した。ライゲーション+ BL21細胞を氷中で30分間インキュベートした。インキュベーション後、42℃で45秒間のヒートショックを与えた。試料を室温に冷却し、500μlのSOC培地をそれに添加した。形質転換体を入れたチューブを37℃、200rpmで2時間インキュベートした。形質転換体のスクリーニングのために、そこから100μlの混合物をLB+アンピシリン(LB + Ampicilin)プレートに播種した。
CRM197発現BL21−DE3形質転換体を、翌朝、ルリアブロス+アンピシリン(Luria Broth + Ampicilin)プレートから選択した。ルリアブロス+アンピシリン上で増殖しているこれら5クローンを選択し、10mlのルリアブロス+アンピシリン培地中、37℃、200rpmで一夜、増殖させた。培養物を遠心し、Qiagenプラスミド抽出キットによりプラスミドを細胞ペレットから抽出した。
クローンの適正さを証明するために、2μgのプラスミドをAgeIおよびApaI制限エンドヌクレアーゼでそれぞれ消化した。AgeI部位はCRM197中に存在し、ApaIはpTWIN1中に存在する。したがって、適正クローンの確認のために両酵素による二重消化を用いた。クローンはpTWIN1_CRM197(BL21−DE3)として消化された。さらに、CRM197遺伝子特異的プライマーを用いるPCRおよびDNAシーケンシングによりクローンを確認した。細菌を10mlのルリアブロス+アンピシリン中で一夜増殖させることにより、CRM197発現BL21のグリセロールストックを行なった。翌朝、40%の無菌グリセロールを培養物に添加し、1mlアリコートを凍結用バイアル(cryovial)に分注した。発現分析にさらに使用するために、バイアルを−80度で保存した。
工程(iii):CRM197の発現の確認:
−80度で保存したBL21クローンをルリアブロス+アンピシリンプレートに画線した。プレートを37度で一夜インキュベートした。単一コロニーを採取し、150mlフラスコ内の50mlのルリアブロス+アンピシリン培地に接種した。フラスコを37度、200RPMで、OD600=1までインキュベートした。ODが目標点に達すると、5mlの培養物を取り出し、それを非誘導培養として用いた。非誘導培養を使用時まで氷上で維持した。CRM197遺伝子の発現を誘導するために、0.5mMのIPTGを残り45mlの培養物に添加し、さらにフラスコを30度および200rpmの旋回でさらに4時間インキュベートした。4時間後に誘導培養物を収穫し、CRM197の発現をSDS−PAGE(図1)およびウェスタンブロット(図2)により調べた。
−80度で保存したBL21クローンをルリアブロス+アンピシリンプレートに画線した。プレートを37度で一夜インキュベートした。単一コロニーを採取し、150mlフラスコ内の50mlのルリアブロス+アンピシリン培地に接種した。フラスコを37度、200RPMで、OD600=1までインキュベートした。ODが目標点に達すると、5mlの培養物を取り出し、それを非誘導培養として用いた。非誘導培養を使用時まで氷上で維持した。CRM197遺伝子の発現を誘導するために、0.5mMのIPTGを残り45mlの培養物に添加し、さらにフラスコを30度および200rpmの旋回でさらに4時間インキュベートした。4時間後に誘導培養物を収穫し、CRM197の発現をSDS−PAGE(図1)およびウェスタンブロット(図2)により調べた。
SDS−PAGE分析のために、誘導培養および非誘導培養の培養物1ml(両方ともOD600=1に正規化)を1.5mlエッペンドルフチューブ中へ採取した。チューブを遠心し、ペレットを50μlのPBSに再懸濁した。この懸濁液に還元剤(2×)を含むSDS−PAGE装填緩衝液50μlを添加した。混合物を100度で5分間煮沸した。試料を室温で冷却し、誘導および非誘導培養物20μlを4〜12%のトリス グリシンゲルに装填した。ゲルを150ボルトで1.5時間泳動させた。ゲルを採取し、クーマシーブリリアントブルー色素中で1時間インキュベートした。染色後、ゲルを40%メタノール=10%酢酸を含有する脱色溶液で3時間脱色した。誘導培養物においてのみ見える約58KDのタンパク質としてCRM197発現が可視化された。ウェスタンブロットのために、別セットのゲルをSDS−PAGEと同じ様式で泳動させ、ゲルをPVDF(ポリビニリデンジフルオリド膜)上にブロットした。膜を抗−CRM197抗体によりイムノブロッティングした。ウェスタンブロットにおいて、CRM197は約58Kdに単一の免疫反応性バンドとして現われた。非誘導培養物にはCRM197特異的バンドは見られなかった。この実験は、この実験において作製したクローンがrCRM197タンパク質を発現できることを確認する。これらのクローンをさらにCRM197の大規模な製造および精製のために用いた。
工程(iv):BL21大腸菌からのCRM197の発酵および精製
1mlバイアルのBL21大腸菌細胞を50mlのLB+アンピシリン培地に接種し、37度、200rpmで一夜増殖させた。発酵を20L規模で行なった。大腸菌細胞を発酵槽に接種し、30℃で培養した。培養物を0.5mMのIPTGによりOD600=20で誘導した。誘導の12時間後、発酵培養物を収穫し、遠心により細胞ペレットを調製した。細胞ペレットをホモジナイザー内で機械的に細胞溶解した。封入体(目的タンパク質CRM197を内封している)を細胞溶解物の遠心により単離した。上清を廃棄し、封入体(IB)を含むペレットを保存した。8M尿素にペレットを再懸濁することによりIBをホモジナイズし、イオン交換クロマトグラフィーによりタンパク質を精製した。発酵レベルのCRM197の量を測定した。全細胞溶解物を基準としての既知量のBSAと一緒にSDS−PAGE上で泳動させた。SDS−PAGEにおいて約58KDバンドとして現われたCRM197(図3)の量をデンシトメトリー分析により定量した。BSAを定量のための基準として用いた。タンパク質の総量は1.4グラムのCRM197/リットル(BL21大腸菌細胞)であることが認められた。
1mlバイアルのBL21大腸菌細胞を50mlのLB+アンピシリン培地に接種し、37度、200rpmで一夜増殖させた。発酵を20L規模で行なった。大腸菌細胞を発酵槽に接種し、30℃で培養した。培養物を0.5mMのIPTGによりOD600=20で誘導した。誘導の12時間後、発酵培養物を収穫し、遠心により細胞ペレットを調製した。細胞ペレットをホモジナイザー内で機械的に細胞溶解した。封入体(目的タンパク質CRM197を内封している)を細胞溶解物の遠心により単離した。上清を廃棄し、封入体(IB)を含むペレットを保存した。8M尿素にペレットを再懸濁することによりIBをホモジナイズし、イオン交換クロマトグラフィーによりタンパク質を精製した。発酵レベルのCRM197の量を測定した。全細胞溶解物を基準としての既知量のBSAと一緒にSDS−PAGE上で泳動させた。SDS−PAGEにおいて約58KDバンドとして現われたCRM197(図3)の量をデンシトメトリー分析により定量した。BSAを定量のための基準として用いた。タンパク質の総量は1.4グラムのCRM197/リットル(BL21大腸菌細胞)であることが認められた。
前記で作製したCRM197の可溶化試験を電気泳動ゲル実験(SDS PAGE 12%)で実施し、CRM197の可溶化について実施した試験を示す;列1:CRM197の尿素可溶化画分;列2:上清;列3:1回目のペレット洗浄からの試料;列4:2回目のペレット洗浄からプールした試料(図4)。
サイズ排除クロマトグラフィー(SEC−HPLC)により試料中のCRM197の存在を判定した;主溶出ピークは試料中のCRM197の存在を示す(図5)。
前記で作製したCRM197の一次アミノ酸配列はペプチド質量フィンガープリント(質量分析)により判定され、基準CRM197配列との100%配列類似性を備えていた(図6);
A.BE rCRMの消化物(peptic digest)をLC−MSにより分析したもの;
B.トリプシン、Glu−CおよびAsp−N消化したCRM197における配列カバレージ(SEQ ID NO.1と同一、すなわち100%の相同性を示す)。
前記で作製したCRM197の一次アミノ酸配列はペプチド質量フィンガープリント(質量分析)により判定され、基準CRM197配列との100%配列類似性を備えていた(図6);
A.BE rCRMの消化物(peptic digest)をLC−MSにより分析したもの;
B.トリプシン、Glu−CおよびAsp−N消化したCRM197における配列カバレージ(SEQ ID NO.1と同一、すなわち100%の相同性を示す)。
前記で作製したrCRM197のN末端配列をエドマン分解により確認した。10アミノ酸配列GADDVVDSSK(N末端アセチル)は精製ポリペプチドの開始部分を示す。第1アミノ酸をGと同定する(図7)。
前記で作製したCRM197のCDスペクトルは基準CRM197とオーバーラップしていた。この結果は、前記で作製した組換えCRM197が基準CRM197と構造的に類似していることを示す(図9)。
前記方法により作製したCRM197のジスルフィド結合の確認を分析し(図10)、2つのジスルフィド結合がタンパク質中に存在することを質量分析により確認した;第1はアミノ酸186を201に連結し、第2結合はアミノ酸461を471に連結する。
前記方法により作製したCRM197と基準CRM197の抗原性類似性をCRM197特異的ELISAによ確認した。異なる供給源に由来するすべてのCRMが類似のモノクローナル抗体認識プロフィールを示した(図11)。
Claims (13)
- SEQ ID NO.2を含む最適化したポリヌクレオチド配列、およびその最適化したポリヌクレオチド配列SEQ ID NO.2に対して少なくとも70%相同であるそれのバリアント。
- SEQ ID NO.2を含む最適化したポリヌクレオチド配列、およびその最適化したポリヌクレオチド配列SEQ ID NO.2に対して少なくとも70〜88%相同であるそれのバリアント。
- SEQ ID NO.3、4、5、6、7、8、9、10から選択される、請求項1および2に記載のSEQ ID NO.2のバリアント。
- a)本質的にSEQ ID NO.2からなる最適化したポリヌクレオチド配列またはSEQ ID NO.2に対して少なくとも70%相同であるそれのバリアントを選択し、
b)場合により工程(a)のポリヌクレオチド配列を適切なベクター内へライゲートさせ、
c)そのポリヌクレオチド配列を大腸菌(Escherichia coli)宿主細胞に挿入または形質転換し、
d)形質転換した宿主細胞を、ポリペプチドの高レベル発現のための培地中で培養し、
e)誘導温度10〜40℃を維持してポリペプチドを産生させ、
f)細菌ポリペプチドを宿主細胞から抽出し、次いで精製して、純粋なポリペプチドを高収率で得る
工程を含む、ポリペプチドの製造方法。 - 適切なベクターが、pET9a、pET3a、pET3b、pET3c、pET5a、pET5b、pET5c、pET9b、pET9c、pET12a、pTWIN1、pTWIN2、pET12b、pET12c、pET17bから選択されるプラスミドベクターである、請求項4に記載の方法。
- 大腸菌株が、BL21(DE3)、BL21 A1、HMS174(DE3)、DH5α、W3110、B834、origami、Rosetta、NovaBlue(DE3)、Lemo21(DE3)、T7、ER2566およびC43(DE3)から選択される、請求項4に記載の方法。
- CRM197の収量が、約0.1g/l、0.25g/L、0.5g/L、約1g/L、約1.5g/L、約2g/L、約2.5g/L、約3g/L、約3.5g/L、約4g/L、約4.5g/L、約4.5g/L、約5g/Lである、請求項4に記載の方法。
- ペリプラズム間隙内へ指向する輸送のためのヘテロロガス配列なしに、ポリヌクレオチドの発現に適した誘導温度を付与することによりペリプラズム発現が引き起こされる、請求項4に記載の方法。
- 誘導温度が10℃から40℃までの範囲である、請求項8に記載の方法。
- ポリペプチドがキャリヤータンパク質である、請求項4に記載の方法。
- キャリヤータンパク質がジフテリア毒素変異体CRM197である、請求項10に記載のキャリヤータンパク質。
- CRM197を、腸チフス菌(Salmonella typhi)、パラチフス菌(Salmonella paratyphi)、肺炎球菌(Pneumococcus)、インフルエンザ菌(Haemophilus influenzae)、髄膜炎菌(Meningococcus)、肺炎連鎖球菌(Streptococcus pneumoniae)および他の病原性細菌から単離された多糖分子とコンジュゲートさせた、前記請求項のいずれかに記載のCRM197。
- CRM197を、ワクチン、例えば、腸チフス菌(Salmonella typhi)、パラチフス菌(Salmonella paratyphi)、肺炎球菌(Pneumococcus)、インフルエンザ菌(Haemophilus influenzae)、髄膜炎菌(Meningococcus)、肺炎連鎖球菌(Streptococcus pneumoniae)および他の病原性細菌に対するワクチンのためのコンジュゲートしたキャリヤーとして使用する、前記請求項のいずれかに記載のCRM197。
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