JP2021504673A - ランドリーの悪臭、カビの悪臭及び/又は汗の悪臭を調節する組成物を同定する方法 - Google Patents

ランドリーの悪臭、カビの悪臭及び/又は汗の悪臭を調節する組成物を同定する方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、ランドリーの悪臭を引き起こす物質、カビの悪臭を引き起こす物質、及び/又は汗の悪臭を引き起こす物質によって活性化される嗅覚受容体の活性を結合、抑制、遮断、阻害、及び/又は調節する化合物を同定する方法に関する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2017年11月22日に出願された米国仮特許出願番号第62/589,947号(U.S. Provisional Patent Application Serial No. 62/589,947)、2018年2月21日に出願された欧州特許出願番号第18157790.9号(European Patent Application Serial No. 18157790.9)、及び2018年11月2日に出願された米国仮特許出願番号第62/754,899号(U.S. Provisional Patent Application Serial No. 62/754,899)に対して優先権を主張し、その全記載内容は参照をもってその全体を本明細書に組み込まれたものとする。
技術分野
技術分野は、匂い物質及び/又はアロマ化合物、並びにより詳述すればランドリーの悪臭、カビの悪臭及び/又は汗の悪臭、例えばジメチルトリスルフィド(DMTS)、ゲオノール(geonol)、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸及び3−メチル−3−スルファニルヘキサノール(トランスピロール)の悪臭化合物の阻害剤、調節剤又は中和剤を同定するために使用されてよい匂い物質及びアロマ受容体及びアッセイに関する。
背景技術
嗅覚は、人間の感覚系で最も複雑であり理解が不十分なものの1つである。嗅覚受容体(OR)の活性化から知覚まで、さらなる調査が必要である多くのステップがある。個々の匂い物質及び混合物についてのORコードが知覚にどのように変換されるかを理解することができる場合に、この知識を活用していくつかの分野で大きな利益をもたしうる。これらの分野は、不快な匂いの知覚を遮断する匂い調節剤、例えば悪臭中和剤、非生分解性又は毒性の化合物に代わる新たなフレーバー及びフレグランス成分、及び天然源からの供給が困難な化合物への依存を制限する匂い増強剤を含む。「嗅覚コード」コンビナトリアルパラダイムは、任意の単一のORが複数の匂い物質により活性化されてよく、逆にほとんどの匂い物質が複数のORを活性化できるという観察に集中する。マウスゲノムにおいて、約1200個の明確に完全なORがある。対照的に、ヒトは約400個を有する。双方の場合において、ORのレパートリーは、世界中で何千もの匂い物質により活性化され、この組み合わせの複雑さが、知覚できる嗅覚の幅を可能する。しかしながら、82個のマウスOR(約8%)及び17個のヒトOR(約10%)のみの匂い物質又はリガンドが、2014年の時点で従来の脱オーファン化法を使用して同定されている。さらに、本質的にin vitroで同定されたヒトORについてのほとんどのリガンドの生理学的関連性は試験されていない。
1種以上の匂い物質により特異的に活性化又は阻害される生物に存在するORの全レパートリー内で、比較的小さなORのサブセットを迅速かつ確実に同定できる方法は、国際公開番号第2014/210585号(WO2014/210585)において記載されている。しかしながら、この方法を使用して、匂い物質受容体、及びより詳述すると特定の悪臭を引き起こす物質により活性化される悪臭受容体を同定する必要が残っている。
悪臭を引き起こす化合物、例えばジメチルトリスルフィド(DMTS)、ゲオノール、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸及びトランスピロールは、例えば汗又は皮脂により引き起こされるランドリー又は体の匂い、又はカビの悪臭から発生する不快な匂いを生じうる。
したがって、本発明により解決される問題は、カビの悪臭、ランドリーの悪臭及び/又は汗の悪臭の調節剤又は中和剤を同定する方法であって、かかるタイプの悪臭に特徴付けられる特定の悪臭を引き起こす物質(MCS)により活性化される1つ以上の嗅覚受容体の活性化を結合、抑制、遮断、阻害、及び/又は調節する、カビの悪臭、ランドリーの悪臭及び/又は汗の悪臭の調節剤又は中和剤を同定する方法の提供である。これらの受容体に結合する新たな化合物又は化合物混合物を同定するために、新たな悪臭受容体又は特定の悪臭を引き起こす物質に関連すると新たに同定された悪臭受容体に依存するアッセイがさらに所望される。
要約
前記問題は、驚くべきことに、ランドリーの悪臭、カビの悪臭又は汗の悪臭に特徴的であるMCSのパネル、及びかかるMCSにより活性化され、かつかかるMCSによるこれらの嗅覚受容体の活性化に対抗する調節物質を同定するための標的として使用されてよい嗅覚受容体のパネルを同定することにより解決された。
ランドリーのMCSとして、ゲオノール、DMTS及び1−オクテン−3−オールが同定されている。前記化合物の少なくとも1つによって活性化される嗅覚受容体ポリペプチドとして、ヒト受容体OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR4S2、マウスオルソログOlfr263、Olfr403、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr735、Olfr1193、Olfr96、並びにマウス受容体Olfr1487、Olfr339、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364及びOlfr937が同定された。
汗のMCSとして、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸及びトランスピロールが同定されている。前記化合物の少なくとも1つによって活性化される嗅覚受容体ポリペプチドとして、ヒト受容体OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR5K1、OR51E1、OR51I2、マウスオルソログOlfr263、Olfr403、Olfr558、Olfr641、Olfr137、Olfr164、並びにマウス受容体Olfr1126及びOlfr46が同定された。
カビのMCSとして、ゲオノール、DMTS及び1−オクテン−3−オールが同定されている。前記化合物の少なくとも1つによって活性化される嗅覚受容体ポリペプチドとして、ヒト受容体OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR4S2、マウスオルソログOlfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr1193、Olfr96、Olfr137、Olfr173、Olfr164、並びにマウス受容体Olfr1487、Olfr339、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364及びOlfr937が同定された。
さらに、ランドリーの悪臭、カビの悪臭、及び/又は汗の悪臭を引き起こす物質によって活性化される嗅覚受容体の活性を化合物が結合、抑制、遮断、阻害、及び/又は調節するかどうかをアッセイする方法、特にかかる化合物を同定する方法が本発明によって提供される。
さらに、単離された嗅覚受容体ポリペプチド、対応するコード化核酸配列、かかるコード化配列を含む組換え核酸、及び対応する発現ベクターが提供される。
さらに、ランドリーの悪臭、カビの臭又は汗の悪臭についての特徴であるMCSにより活性化されるかかる嗅覚受容体ポリペプチドを発現するように改変されている非ヒト宿主生物又は宿主細胞が提供される。
さらに、MCSにより活性化され、かつ悪臭調節化合物を同定するためのランドリーの悪臭、カビの悪臭又は汗の悪臭に特徴的であるかかる嗅覚受容体ポリペプチドの使用が提供される。
図1は、本明細書において提示したいくつかの態様に従ったあるMCS及び嗅覚受容体を示す。 図2は、非常に厳しいスクリーニング条件下での酪酸嗅覚受容体OR51E1の阻害剤としてのアンタゴニスト1−[(1S,7S)−2,3,4−トリメチルトリシクロ[5.2.1.0〜1.5〜]デシ−4−イル)エタノンオキシムのポテンシー(potency)を示す。黒い線は、81μMの酪酸(EC87)及び示されている濃度[μM]でのアンタゴニストで処理した細胞から観察された酪酸嗅覚受容体活性の阻害(%)を示す。 図3は、本明細書において示されるいくつかの態様に従った化合物で処理した細胞から観察された非常に厳しいスクリーニング条件下での酪酸嗅覚受容体OR51E1の阻害(%)の概要を示す。試験した化合物の構造を図の両側に示す。 図4は、本開示のいくつかの態様に従った化合物の、ヒト感覚パネル試験においてゲオノールの知覚強度を低下させる能力を示す。これらの化合物の多くは、ゲオノール嗅覚受容体の活性を阻害することを示す。NS、残りのゲオノールの知覚(%)が等強度の濃度でゲオノールのみと比較して統計的に違いはない;アスタリスク(*)、残りのゲオノールの知覚(%)が等強度の濃度でゲオノールのみと比較して統計的に異なる。 図5は、国際公開番号第2014/210585号及びさらにMethods of Monitoring OR Activityの段落において開示されているアッセイ及び方法に従った、細胞ベースのアッセイでのゲオノール濃度に依存的及び特異的なOR11A1、Olfr96、Olfr339、Olfr1487及びOlfr1322の活性化を示す。検出方法は、ゲオノールによるOR活性化の結果として、前記細胞におけるcAMPのOR依存性蓄積に関係する。 図6は、国際公開番号第2014/210585号及びさらにMethods of Monitoring OR Activityの段落において開示されているアッセイ及び方法に従った、細胞ベースのアッセイでの1−オクテン−3−オール濃度に依存的及び特異的なOlfr93、Olfr398、Olfr120及びOlfr1364の活性化を示す。検出方法は、1−オクテン−3−オールによるOR活性化の結果として、前記細胞におけるcAMPのOR依存性蓄積に関係する。 図7は、国際公開番号第2014/210585号及びさらにMethods of Monitoring OR Activityの段落において開示されているアッセイ及び方法に従った、細胞ベースのアッセイでのトランスピロール濃度に依存的及び特異的なOR2W1、Olfr263及びOlfr46の活性化を示す。検出方法は、トランスピロールによるOR活性化の結果として、前記細胞におけるcAMPのOR依存性蓄積に関係する。 図8は、国際公開番号第2014/210585号及びさらにMethods of Monitoring OR Activityの段落において開示されているアッセイ及び方法に従った、細胞ベースのアッセイでの3−メチル−2−ヘキセン酸の濃度に依存的及び特異的なOR51I2、Olfr641、OR2W1及びOlfr263の活性化を示す。検出方法は、3−メチル−2−ヘキセン酸によるOR活性化の結果として、前記細胞におけるcAMPのOR依存性蓄積に関係する。 図9は、国際公開番号第2014/210585号及びさらにMethods of Monitoring OR Activityの段落において開示されているアッセイ及び方法に従った、細胞ベースのアッセイでの3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸の濃度に依存的及び特異的なOlfr1126の活性化を示す。検出方法は、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸によるOR活性化の結果として、前記細胞におけるcAMPのOR依存性蓄積に関係する。 図10は、国際公開番号第2014/210585号及びさらにMethods of OR activityの部において記載されている方法に従った、ゲオノールに応答する単一のOSNからのNGSデータを示す。左のパネルは、ORの相対的な転写量を示し、Olfr96が残りよりも著しく高い。右のパネルは、同一のNGS試料におけるOSNについての主要マーカーのハウスキーピング遺伝子(omp、actb、cnga2、rtp1、gnal、adcy3)の存在及び相対量を示す。 図11は、国際公開番号第2014/210585号及びさらにMethods of OR activityの部において記載されている方法に従った、1−オクテン−3−オールに応答する単一のOSNからのNGSデータを示す。左のパネルは、ORの相対的な転写量を示し、Olfr93が残りよりも著しく高い。右のパネルは、同一のNGS試料におけるOSNについての主要マーカーのハウスキーピング遺伝子(omp、actb、cnga2、rtp1、gnal、adcy3)の存在及び相対量を示す。 図12は、国際公開番号第2014/210585号及びさらにMethods of OR activityの部において記載されている方法に従った、1−オクテン−3−オールに応答する単一のOSNからのNGSデータを示す。左のパネルは、ORの相対的な転写量を示し、Olfr120が残りよりも著しく高い。右のパネルは、同一のNGS試料におけるOSNについての主要マーカーのハウスキーピング遺伝子(omp、actb、cnga2、rtp1、gnal、adcy3)の存在及び相対量を示す。 図13は、国際公開番号第2014/210585号及びさらにMethods of OR activityの部において記載されている方法に従った、1−オクテン−3−オールに応答する単一のOSNからのNGSデータを示す。左のパネルは、ORの相対的な転写量を示し、Olfr1364が残りよりも著しく高い。右のパネルは、同一のNGS試料におけるOSNについての主要マーカーのハウスキーピング遺伝子(omp、actb、cnga2、rtp1、gnal、adcy3)の存在及び相対量を示す。 図14は、国際公開番号第2014/210585号及びさらにMethods of OR activityの部において記載されている方法に従った、1−オクテン−3−オールに応答する単一のOSNからのNGSデータを示す。左のパネルは、ORの相対的な転写量を示し、Olfr937が残りよりも著しく高い。右のパネルは、同一のNGS試料におけるOSNについての主要マーカーのハウスキーピング遺伝子(omp、actb、cnga2、rtp1、gnal、adcy3)の存在及び相対量を示す。 図15は、国際公開番号第2014/210585号及びさらにMethods of OR activityの部において記載されている方法に従った、トランスピロールに応答する単一のOSNからのNGSデータを示す。左のパネルは、ORの相対的な転写量を示し、Olfr263が残りよりも著しく高い。右のパネルは、同一のNGS試料におけるOSNについての主要マーカーのハウスキーピング遺伝子の存在及び相対量を示す。 図16は、国際公開番号第2014/210585号及びさらにMethods of OR activityの部において記載されている方法に従った、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸に応答する単一のOSNからのNGSデータを示す。左のパネルは、ORの相対的な転写量を示し、Olfr1126が残りよりも著しく高い。右のパネルは、同一のNGS試料におけるOSNについての主要マーカーのハウスキーピング遺伝子の存在及び相対量を示す。
発明の詳細な説明
定義
明細書及び付属の特許請求の範囲について、「又は」の使用は、特に明記されない限り「及び/又は」を意味する。
同様に、「含有する(comprise)」、「含有する(comprises)」、「含有している(comprising)」、「含む(include)」、「含む(includes)」及び「含んでいる(including)」は、置き換えることができ、かつ制限することを意図しない。
さらに、種々の実施形態の記載が「含有している(comprising)」という用語を使用する場合に、当業者は、ある特定の例において、一実施形態が「実質的にからなる(consisting essentially of)」又は「からなる(consisting of)」という言語を使用して代わりに記載されてよいことを理解していることを、理解すべきである。
以下の用語は、他に特定されない限りそれらに帰する意味を有する。
「OR」は、嗅覚細胞において発現されるGタンパク質共役受容体(GPCR)のファミリーの1つ以上のメンバーをいう。嗅覚受容体細胞は、形態学に基づいて又は嗅覚細胞において特異的に発現するタンパク質の発現によっても同定されうる。ORファミリーメンバーは、嗅覚シグナル伝達のための受容体として作用する能力を有していてよい。
「DMTS OR」は、嗅覚細胞において発現されるGタンパク質共役受容体のファミリーのメンバーをいい、この受容体は、GPCRを結合及び/又は活性化するリガンドを同定するための結合又は活性化アッセイにおいてDMTSにより結合及び/又は活性化される。かかるアッセイを以下に記載する。本明細書におけるDMTS受容体は、断片、合成及び天然に存在するものを含むバリアント、並びにDMTSに応答又は結合するキメラ又は組換え核酸又はタンパク質を含む。同様の定義が次の受容体に類似して当てはまる:
「ゲオノールOR」、「1−オクテン−3−オールOR」、「酪酸OR」、「3−メチル−2−ヘキセン酸OR」、「3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸OR」及び「トランスピロールOR」。
「OR」ポリペプチドは、単一の〜1kbの長いエキソンによってコードされる7回膜貫通ドメインGタンパク質共役受容体スーパーファミリーに関係し、かつ特徴的な嗅覚受容体に特異的なアミノ酸モチーフを呈する場合に、そのように見なされる。7つのドメインは、3つの「内部細胞ループ」又は「IC」ドメインであるIC I〜IC III及び3つの「外部細胞ループ」又は「EC」ドメインであるEC I〜EC IIIによって接続された「膜貫通」ドメイン又は「TM」ドメインであるTM I〜TM VIIと呼ばれる。モチーフ及びそのバリアントは、これらに制限されないが、TM III及びIC IIと重複するMAYDRYVAICモチーフ(配列番号53)、IC III及びTM VIと重複するFSTCSSHモチーフ(配列番号54)、TM VIIにおけるPMLNPFIYモチーフ(配列番号55)、並びにEC IIにおける3つの保存C残基、及びTM Iにおける高保存GN残基の存在として定義される[Zhang, X. & Firestein, S. Nat. Neurosci. 5, 124−133 (2002); Malnic, B.ら, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 101, 2584−2589 (2004)]。
「OR」核酸は、「Gタンパク質共役受容体活性」を有する7回膜貫通領域を有するGPCRファミリーをコードし、例えばそれらは、細胞外刺激に応答してGタンパク質に結合し、かつ酵素、例えばホスホリパーゼC及びアデニル酸シクラーゼの刺激によりセカンドメッセンジャー、例えばIP3、cAMP、cGMP、及びCa2+の産生を促進してよい。
「パラロガス」OR遺伝子又は「パラログ」は、遺伝子重複の結果物であり、同一種内で密接に関連する相同遺伝子をいう。
「オルソロガス」OR遺伝子又は「オルソログ」は、共通の祖先に存在する遺伝子によって系統学的に関連されるものとして定義され、他の種に密接に関連する相同遺伝子をいう。
「N末端ドメイン」領域は、N末端で開始し、第一の膜貫通領域の始まりに近い領域まで伸長する。
「膜貫通領域」は、7つの「膜貫通ドメイン」を含み、これは原形質膜内にあるORポリペプチドのドメインをいい、かつ対応する細胞質(細胞内)ループ及び細胞外ループも含みうる。7つの膜貫通領域並びに細胞外ループ及び細胞質ループは、標準的な方法、例えば疎水性プロファイル、又はKyte & Doolittle, J. Mol. Biol., 157:105−32 (1982)においてもしくはStryerにおいて記載される方法を使用して同定されうる。膜貫通ドメイン、特にGタンパク質共役受容体の、例えば嗅覚受容体の7回膜貫通ドメインの一般的な二次構造及び三次構造は、当該技術分野において公知である。したがって、一次構造配列は、以下で詳細に記載されるように、公知の膜貫通ドメイン配列に基づいて予測されうる。これらの膜貫通ドメインは、in vitroリガンド結合アッセイに有用である。
ORファミリーメンバー媒介嗅覚伝達を調節する化合物を試験するためのアッセイの記載内容における「機能的効果」という語句は、受容体の影響下での間接的又は直接的な任意のパラメータ、例えば機能的、物理的及び化学的効果の決定を含む。それは、リガンド結合、イオンフラックスの変化、膜電位、電流、転写、Gタンパク質結合、GPCRリン酸化又は脱リン酸化、シグナル伝達受容体−リガンド相互作用、セカンドメッセンジャー濃度(例えばcAMP、cGMP、IP3、又は細胞内Ca2+)、in vitro、in vivo、及びex vivoを含み、かつ他の生理学的効果、例えば神経伝達物質もしくはホルモン放出の増加又は減少も含む。
アッセイの記載内容における「機能的効果の決定」又は「活性の確認」に関しては、ORファミリーメンバーの影響下での間接的又は直接的なパラメータ、例えば機能的、物理的及び化学効果を増加又は減少する化合物についてのアッセイを意味する。かかる機能的効果は、当業者に公知の任意の手段、例えば、分光学的特性(例えば蛍光、吸光度、屈折率)における変化、流体力学(例えば形状)、クロマトグラフィー又は溶解特性、パッチクランプ、電圧感受性色素、全細胞電流、放射性同位体流出、誘導マーカー、卵母細胞OR遺伝子発現;組織培養細胞OR発現;OR遺伝子又は活性誘導遺伝子、例えばegr−1もしくはc−fosの転写活性化;リガンド結合アッセイ;電圧、膜電位及びコンダクタンス変化;イオンフラックスアッセイ;細胞内セカンドメッセンジャー、例えばcAMP、cGMP、イノシトール三リン酸(IP3)における変化;細胞内カルシウムレベルにおける変化;神経伝達物質の放出等により測定されうる。
OR遺伝子又はタンパク質の「バインダー」、「サプレッサー」、「ブロッカー」、「阻害剤」、及び/又は「調節剤」は、互換的に使用され、嗅覚伝達のためのin vivo、in vitro及びex vivoでのアッセイを使用して同定された分子、例えばリガンド、アゴニスト、アンタゴニスト、エンハンサー、及びそれらのホモログ及び模倣体を結合、抑制、遮断、阻害、又は調節することをいう。
阻害剤は、例えば、刺激に結合する、刺激を部分的に又は完全に遮断する、活性化を減少する、抑制する、防止する、遅延する、嗅覚伝達を不活性化する、脱感作する、又は下方制御する化合物、例えばアンタゴニストである。一方で、活性化剤は、例えば、嗅覚伝達に結合する、嗅覚伝達を刺激する、増加する、開放活性化する、促進する、活性化を増強する、感作する、又は上方制御する化合物、例えばアゴニストである。
調節剤は、例えば、受容体と、受容体も非活性化及び脱感作する、活性化剤又は阻害剤を結合する細胞外タンパク質(例えば、匂い物質結合タンパク質、エブネリン及び疎水性キャリアファミリーの他のメンバー、又はリポカリンファミリーのメンバー);Gタンパク質;キナーゼ(例えば、受容体の非活性化及び脱感作に関与するロドプシンキナーゼ及びベータアドレナリン受容体キナーゼのホモログ);及びアレスチンとの相互作用を変化させる化合物を含む。
調節剤は、ORに対する活性化剤の効果を変化させるORの親和性又は伝達効率を変化させる化合物も含む。調節剤は、例えば、活性を変化させたORファミリーメンバーの遺伝子改変バージョン、並びに天然及び合成のリガンド、アンタゴニスト、アゴニスト、小化学分子等を含みうる。阻害剤及び活性化剤のかかるアッセイは、例えば、細胞又は細胞膜におけるORファミリーメンバーの発現、フレーバー、フレグランスもしくは悪臭分子、例えば本明細書において定義されるような悪臭を引き起こす物質の存在又は非存在下での推定調節剤化合物の適用、そして前記したように嗅覚伝達に対する機能的効果の決定を含む。潜在的な活性化剤、阻害剤、又は調節剤で処理されたORファミリーメンバーを含む試料又はアッセイは、調節の程度を試験するために、阻害剤、活性化剤、又は調節剤を含まない対照試料と比較される。対照試料(調節剤で処理されていない)は、100%の相対最大OR活性値が割り当てられる。ORの阻害は、対照に対するOR活性値が約80%以下、70%以下、60%以下、50%以下、40%以下、30%以下、又は25〜0%、例えば1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%又は10%である場合に得られる。
本明細書において使用される「精製された」、「実質的に精製された」、及び「単離された」の用語は、本発明の化合物が通常その天然の状態で会合している他の異なる化合物を有さない状態をいい、そのため、「精製された」、「実質的に精製された」、及び「単離された」対象物は、所与の試料の質量の少なくとも0.5質量%、1質量%、5質量%、10質量%もしくは20質量%、又は少なくとも50質量%もしくは75質量%を含む。特定の一実施形態において、これらの用語は、所与の試料の少なくとも95質量%、96質量%、97質量%、98質量%、99質量%又は100質量%の質量を含む本発明の化合物をいう。本明細書において使用されるように、核酸又はタンパク質に関する場合に、「精製された」、「実質的に精製された」、及び「単離された」核酸又はタンパク質の用語は、天然に哺乳動物、特にヒトの身体で生じるものとは異なる精製又は濃縮された状態もいう。(1)他の関連する構造もしくは化合物からの精製又は(2)哺乳動物、特にヒトの身体において通常会合しないものに対する構造又は化合物との会合、を含む、哺乳動物、特にヒトの身体において天然に生じるものよりも大きい精製又は濃縮の任意の程度は、「単離された」の意味の範囲内である。本明細書において記載される核酸もしくはタンパク質又は核酸もしくはタンパク質の種類は、当業者に公知の種々の方法及びプロセスに従って単離されてよく又はそうでなければ通常天然に会合していないものに対する構造又は化合物と会合されてよい。
本明細書において使用されるように、「増幅している」及び「増幅」の用語は、以下に詳細に記載されるように、天然に発現された核酸の組換えを生じる又は検出するための任意の適した増幅方法の使用を言う。例えば、本発明は、in vivo、ex vivo又はin vitroで天然に発現されたもの(例えばゲノムDNA又はmRNA)又は本発明の組換え(例えばcDNA)核酸を(例えばポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって)増幅するための方法及び試薬(例えば、特異的縮重オリゴヌクレオチドプライマー対、オリゴdTプライマー)を提供する。
「7回膜貫通受容体」という用語は、7回原形質膜を貫通する7つのドメインを有する膜貫通タンパク質のスーパーファミリーに属するポリペプチドを意味する(したがって、7つのドメインは「膜貫通」又は「TM」ドメインであるTM I〜TM VIIと呼ばれる)。嗅覚及び特定の味覚受容体のファミリーは、それぞれこのスーパーファミリーに属する。7回膜貫通受容体ポリペプチドは、以下でさらに詳細に議論されるように、類似の特徴的な一次、二次及び三次構造を有する。
「核酸」又は「核酸配列」という用語は、一本鎖又は二本鎖の形でのデオキシリボヌクレオチド又はリボヌクレオチドオリゴヌクレオチドをいう。この用語は、天然ヌクレオチドの公知の類似体を含む核酸、すなわちオリゴヌクレオチドを包含する。この用語は、合成骨格を有する核酸様構造も包含する。特に明記されない限り、特定の核酸配列は、それらの保存的に改変されたバリアント(例えば、縮重コドン置換)及び相補配列、並びに明確に示された配列も暗黙的に包含する。具体的に、縮重コドン置換は、例えば、1つ以上の選択されたコドンの3番目の位置を混合塩基及び/又はデオキシイノシン残基で置換した配列を生成することによって達成されてよい。
本明細書に開示された配列において示されている遺伝子配列に加えて、バリアントが所与の集団内に存在してよいDNA配列多型も含み、本明細書に開示されるポリペプチドのアミノ酸配列の変化をもたらしうることは、当業者に明白であろう。かかる遺伝的多型は、異なる集団からの細胞中に又は天然の対立遺伝子変異による集団内に存在しうる。 対立遺伝子多様体は機能的等価物を含んでもよい。
さらなる実施形態は、具体的に開示された核酸からかかる配列多型によって誘導された分子にも関する。これらの自然変異は、通常、本明細書に開示された遺伝子のヌクレオチド配列又はポリペプチドのアミノ酸配列において約1〜5%の変動をもたらす。前記のように、本明細書における実施形態のポリペプチドをコードする核酸は、本明細書に記載された方法で使用されることが意図される非ヒト宿主生物又は宿主細胞を改質するために有用な手段である。
「ポリペプチド」、「ペプチド」及び「タンパク質」という用語は、本明細書において互換的に使用され、天然に生じるアミノ酸又はポリマー及び天然に生じないアミノ酸又はポリマーを含むかどうかにかかわらず、アミノ酸残基のポリマーをいう。核酸の一部に関連して使用される場合に「異種」という用語は、核酸が、天然に互いに同一の関係で見られない2つ以上の部分配列を含むことを示す。例えば、核酸は、典型的には組換えにより産生され、それは新たな機能的核酸、例えばある供給源からのプロモーター及び別の供給源からのコード領域を作成するように配置された無関係の遺伝子からの2つ以上の配列を有する。同様に、異種タンパク質は、タンパク質が天然に互いに同一の関係で見られない2つ以上の部分配列を含むことを示す(例えば融合タンパク質)。
「プロモーター」は、核酸の転写を指示する核酸配列のアレイとして定義される。本明細書で使用されるプロモーターは、転写の開始部位に近い必要な核酸配列、例えばポリメラーゼII型プロモーターの場合にTATAエレメントを含む。プロモーターは、転写の開始部位から数千塩基対も離れて配置されうる遠位エンハンサー又はリプレッサーエレメントも任意に含む。「構成的」プロモーターは、ほとんどの環境及び発達条件下で活性のあるプロモーターである。「誘導性」プロモーターは、環境又は発達の制御下で活性のあるプロモーターである。「操作可能に連結された」という用語は、核酸発現制御配列(例えばプロモーター、又は転写因子結合部位のアレイ)と第二の核酸配列との間の機能的連結をいい、その際、発現制御配列は、第二の配列に対応する核酸の転写を指示する。
本明細書において使用される「組換え」は、in vitroで合成又はそうでなければ操作されるポリヌクレオチド(例えば「組換えポリヌクレオチド」)、組換えポリヌクレオチドを使用して細胞又は他の生物系において遺伝子産物を製造する方法、又は組換えポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチド(「組換えタンパク質」)をいう。「組換え」は、本発明の転座ドメインを含む融合タンパク質の発現及びプライマーを使用して潜在的に増幅させた核酸配列の発現、例えば誘導性発現又は構成的発現のための発現カセット又は発現ベクターへの、異なる供給源から種々のコード領域又はドメイン又はプロモーター配列を有する核酸の連結も意味する。「組換え」は、内因性遺伝子、例えば本明細書で言及する受容体遺伝子の安定な発現又は一過性発現をもたらす細胞のゲノム編集技術、例えばCRISPR/Cas9によって得られる改変も意味する。
「発現ベクター」という用語は、原核生物、酵母、真菌、植物、昆虫又は哺乳動物の細胞を含む任意の細胞において、in vitro、ex vivo、又はin vivoで構成的又は誘導的に本発明の核酸配列を発現する目的の任意の組換え発現系をいう。前記用語は、制限されることなく、ウイルスベクター、バクテリオファージ及びプラスミドを含む、任意の線状又は環状の発現系を含む。当業者は、発現系に従って適したベクターを選択することができる。前記用語は、エピソームのままであるか、又は宿主細胞ゲノムに組み込まれる発現系を含む。発現系は、自己複製する能力を有するか、又は自己複製しない、すなわち細胞内で一過性の発現を操作する能力を有しうる。前記用語は、組換え核酸の転写に必要な最小限のエレメントを含みうる組換え「発現カセット」を含む。前記用語は、例えばゲノム編集方法、例えばCRISPR/Cas9を介した内因性遺伝子の発現のためのカセット又はベクターも対象とする。
「非ヒト生物又は宿主細胞」に関しては、本明細書において記載される核酸又は発現ベクターを含み、かつ発現ベクターの複製又は発現を支持する非ヒト生物又は細胞を意味する。宿主細胞は、原核細胞、例えば大腸菌(E. coli)、又は真核細胞、例えば酵母、昆虫、両生類、又は哺乳動物の細胞、例えばCHO、HeLa、HEK−293等、例えば培養細胞、外植片、及びin vivoでの細胞であってよい。
「タグ」又は「タグの組み合わせ」に関しては、匂い物質受容体タンパク質に付加されうる短いポリペプチド配列を意味する。典型的に、「タグ」又は「タグの組み合わせ」をコードするDNAは、最終的に「タグ」又は「タグの組み合わせ」が受容体のN末端又はC末端に融合する融合タンパク質をもたらす受容体をコードするDNAに付加される。Lucyタグ、FLAG(登録商標)タグ及び/又はRhoタグは、細胞膜への受容体輸送を強化することができ、したがって、in vitro細胞ベースのアッセイのための機能的匂い物質受容体の発現を支援しうる[Shepard, B.ら PLoS One 8, e68758−e68758 (2013)、及びZhuang, H. & Matsunami, H. J. Biol. Chem. 282, 15284−15293 (2007)]。
「ゲオノール」及び/又は「ゲオスミン(Geosmin)」は、(4S,4aS,8aR)−4,8a−ジメチル−1,2,3,4,5,6,7,−オクタヒドロナフタレン−4a−オールをいう。
特定の実施形態
特に、本発明は、表1aにおいて示すような、悪臭を引き起こす物質であるゲオノール、ジメチルトリスルフィド(DMTS)、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸、及びトランスピロール(3−メチル−3−スルファニルヘキサノール)についての受容体として、ヒト嗅覚受容体(OR)である、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR51E1、OR4S2、OR51I2、OR2H1、OR2W3、OR8G1、及び対応するマウスオルソログであるOlfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr96、Olfr1193、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr164、及びOlfr558、並びにマウスORであるOlfr1487、Olfr339、Olfr1126、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937、Olfr1322、及びOlfr46を使用する。
表1bは、本発明に従って適用されたORの対応する配列番号を示す:
これらの受容体は、ゲオノール、ジメチルトリスルフィド(DMTS)、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3メチル−ヘキサン酸、及びトランスピロールから選択される悪臭を引き起こす物質と以前に関連しなかった。
一実施形態において、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74又はそれらの逆相補体に対して少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の配列同一性を有する核酸配列を含む単離された核酸分子が本明細書において提供される。
一実施形態において、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、57、59、61、63、65、67、69、71、73、又は75に対して少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする、前記単離された核酸配列が本明細書において提供される。
さらなる実施形態において、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、57、59、61、63、65、67、69、71、73、又は75に対して少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む単離されたポリペプチドが本明細書において提供される。
一実施形態において、非ヒト生物又は宿主細胞は、形質転換されて、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、57、59、61、63、65、67、69、71、73、又は75に対して少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチドを発現する。
一実施形態において、非ヒト生物又は宿主細胞は、形質転換されて、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、57、59、61、63、65、67、69、71、73、又は75と同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドを発現する。
さらに、本明細書において、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、57、59、61、63、65、67、69、71、73、又は75に対して少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸を含む発現ベクターが提供される。
本明細書において、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、又はそれらの逆相補体に対して少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の配列同一性を有する核酸配列を含む核酸を含む発現ベクターも提供される。
本明細書において、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、又はそれらの逆相補体と同一であるヌクレオチド配列を含む核酸を有する発現ベクターも提供される。
より詳述すれば、本発明は、以下の特定の実施形態に関する。
1. ランドリーの悪臭、カビの悪臭、及び/又は汗の悪臭を引き起こす物質により活性化される嗅覚受容体(OR)の活性を結合する、抑制する、遮断する、阻害する、及び/又は調節する化合物を同定するための方法であって、
a. OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR51E1、OR4S2、OR51I2、OR2H1、OR2W3、OR8G1、Olfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr96、Olfr1193、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr1126、Olfr558、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937、Olfr1322及びOlfr46並びにそれらのキメラ又は機能的断片からなる群から選択される少なくとも1つ、特に1つの嗅覚受容体ポリペプチドに;又は少なくとも1つ、特に1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%のアミノ酸配列の同一性を有する少なくとも1つの嗅覚受容体ポリペプチドに、試験物質並びに前記ランドリーの悪臭、カビの悪臭及び/又は汗の悪臭を引き起こす物質を接触させること;並びに
b. 試験物質の存在及び非存在下で前記嗅覚受容体の応答を測定することにより、悪臭を引き起こす物質に対する前記少なくとも1つ、特に1つの嗅覚受容体の応答を測定すること
を含む、前記方法。
ORの特定のサブグループは、ヒトORであるOR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR51E1、OR4S2、OR51I2、OR2H1、OR2W3、及びOR8G1を含む。
ORの他の特定のサブグループは、マウスORであるOlfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr96、Olfr1193、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr1126、Olfr558、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937、Olfr1322、及びOlfr46を含む。
2. さらに、
c. 試験物質の存在及び非存在下で測定された応答に基づいて、前記少なくとも1つ、特に1つの嗅覚受容体の応答を調節する試験物質を同定すること、及び
d. 悪臭を引き起こす物質に対する前記少なくとも1つ、特に1つの嗅覚受容体の応答を調節する化合物として同定された試験物質を選択すること
を含む、実施形態1に記載の方法。
3. 前記悪臭を引き起こす物質が、ゲオノール、ジメチルトリスルフィド(DMTS)、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸、トランスピロール、及び前記物質の少なくとも2つ、例えば2つ又は3つの混合物からなる群から選択される、実施形態1又は2に記載の方法。
4. 前記少なくとも1つの嗅覚受容体ポリペプチドが、
a. 配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、57、59、61、63、65、67、69、71、73、又は75に対して、少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み;及び/又は
b. 配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、又はそれらの逆相補体に対して、少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸分子によりコードされる、
前記実施形態のいずれかに記載の方法。
この実施形態のORの特定のサブグループは、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、57、59、又は61であるか、又はそれらに由来する。
この実施形態のORの他の特定のサブグループは、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、56、58、60のヌクレオチド配列又はそれらに由来するヌクレオチド配列を含む核酸分子によりコードされる。
5. 前記ポリペプチドが、
a. 配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、57、59、61、63、65、67、69、71、73、又は75に対して、少なくとも90%、95%、98%、99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み;及び/又は
b. 配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、又はそれらの逆相補体に対して、少なくとも90%、95%、98%、99%又は100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸分子によりコードされる、
実施形態4に記載の方法。
この実施形態のORの特定のサブグループは、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、57、59、又は61であるか、又はそれらに由来する。
この実施形態のORの他の特定のサブグループは、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、56、58、60のヌクレオチド配列又はそれらに由来するヌクレオチド配列を含む核酸分子によりコードされる。
6. 前記悪臭を引き起こす物質が、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール及び前記物質の少なくとも2つの混合物からなる群から選択されるランドリーの悪臭を引き起こす物質である、実施形態1から5までのいずれか1つに記載の方法。
7. 前記悪臭を引き起こす物質が、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール及び前記物質の少なくとも2つの混合物からなる群から選択されるカビの悪臭を引き起こす物質である、実施形態1から5までのいずれか1つに記載の方法。
8. 前記悪臭を引き起こす物質が、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸、トランスピロール、及び前記物質の少なくとも2つの混合物からなる群から選択される汗の悪臭を引き起こす物質である、実施形態1から5までのいずれか1つに記載の方法。
9. 前記嗅覚受容体ポリペプチドが、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR4S2、Olfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr1193、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr96、Olfr1322、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364及びOlfr937;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、実施形態6又は7に記載の方法。この実施形態のORの特定のサブグループは、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3及びOR4S2から選択される。
10. 前記悪臭を引き起こす物質が1−オクテン−3−オールを含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR5K1、OR4Q3、Olfr263、Olfr403、Olfr137、Olfr173、Olfr735、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364及びOlfr937;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、実施形態9に記載の方法。この実施形態のORの特定のサブグループは、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR5K1、及びOR4Q3から選択される。
11. 前記悪臭を引き起こす物質がゲオノールを含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR1A1、OR11A1、OR2M3、Olfr403、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr96及びOlfr1322;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、実施形態9に記載の方法。この実施形態のORの特定のサブグループは、OR11A1、OR2M3及びOR1A1から選択される。
12. 前記悪臭を引き起こす物質がDMTSを含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR2W1、OR1A1、OR5K1、OR4S2、Olfr263、Olfr1193、Olfr173及びOlfr403;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、実施形態9に記載の方法。この実施形態のORの特定のサブグループは、OR2W1、OR1A1、OR5K1及びOR4S2から選択される。
13. 前記嗅覚受容体ポリペプチドが、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR5K1、OR51E1、OR51I2、Olfr263、Olfr403、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr1126、Olfr558及びOlfr46;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、実施形態8に記載の方法。この実施形態のORの特定のサブグループは、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR5K1、OR51E1及びOR51I2から選択される。
14. 前記悪臭を引き起こす物質が酪酸を含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR51E1及びOlfr558;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、実施形態13に記載の方法。この実施形態のORの特定のサブグループは、OR51E1である。
15. 前記悪臭を引き起こす物質が3−メチル−2−ヘキセン酸を含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR51I2、OR2W1、Olfr641及びOlfr263;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、実施形態13に記載の方法。
16. 前記悪臭を引き起こす物質が3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸を含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR2W1、Olfr1126及びOlfr263;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、実施形態13に記載の方法。
17. 前記悪臭を引き起こす物質がトランスピロールを含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR5K1、Olfr263、Olfr137、Olfr173、Olfr403及びOlfr46;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、実施形態13に記載の方法。この実施形態のORの特定のサブグループは、OR2W1、OR1A1、OR2J3及びOR5K1から選択される。
18. 悪臭を引き起こす物質により活性化される少なくとも1つの嗅覚受容体の活性を結合する、抑制する、遮断する、阻害する、及び/又は調節する化合物を同定するための方法であって、
前記受容体が、
a. 配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、57、59、61、63、65、67、69、71、73、又は75に対して、少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み;及び/又は
b. 配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、又はそれらの逆相補体に対して、少なくとも70%、例えば75%、80%、85%、90%、及び特に95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸分子によりコードされる、
ポリペプチドであり、
前記方法が、
1. 受容体、又はそれらのキメラもしくは断片と化合物とを接触させること;
2. 化合物が受容体の活性に対して効果を有するかどうかを決定すること
を含み、かつ
前記悪臭を引き起こす物質が、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸、トランスピロール、及び前記物質の少なくとも2つの混合物からなる群から選択される、前記方法。
この実施形態のORの特定のサブグループは、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、57、59、又は61であるか、又はそれらに由来する。
この実施形態のORの他の特定のサブグループは、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、56、58、60のヌクレオチド配列又はそれらに由来するヌクレオチド配列を含む核酸分子によりコードされる。
19. ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸、トランスピロール、及び前記物質の少なくとも2つの混合物からなる群から選択されるランドリーの悪臭、カビの悪臭、及び/又は汗の悪臭を引き起こす物質により活性化される嗅覚受容体の活性を結合する、抑制する、遮断する、阻害する、及び/又は調節する化合物を同定するための方法であって、
(i) OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR51E1、OR4S2、OR51I2、OR2H1、OR2W3、OR8G1、Olfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr96、Olfr1193、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr1126、Olfr558、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937、Olfr1322及びOlfr46並びにそれらのキメラ又は機能的断片からなる群から選択される少なくとも1つの嗅覚受容体ポリペプチド、又は少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する少なくとも1つの嗅覚受容体ポリペプチドを発現する細胞株と、少なくとも1つの化合物とを接触させること、
(ii) 前記嗅覚受容体ポリペプチドの活性を結合する、抑制する、遮断する、阻害する、及び/又は調節する化合物をスクリーニングすること、並びに
(iii) 前記受容体ポリペプチドの活性を結合する、抑制する、遮断する、阻害する、及び/又は調節する場合に、ランドリーの悪臭、カビの悪臭及び/又は汗の悪臭を推定的に調節する化合物を同定すること
を含む、前記方法。
ORの特定のサブグループは、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR51E1、OR4S2、OR51I2、OR2H1、OR2W3、及びOR8G1を含む。
ORの他の特定のサブグループは、Olfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr96、Olfr1193、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr1126、Olfr558、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937、Olfr1322、及びOlfr46である。
20. 配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、57、59、61、63、65、67、69、71、73、又は75に対して少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む単離されたポリペプチド。
21. 実施形態20に記載のポリペプチドをコードする核酸配列を含む単離された核酸分子。
22. 配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、又はそれらの逆相補体に対して少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の配列同一性を有する核酸配列を含む、実施形態20に記載の単離された核酸分子。
23. 組換え核酸分子であって、
a. Lucyタグ、FLAG(登録商標)タグ、及び/又はRhoタグの少なくとも1つを含むタグの組み合わせを含む核酸;並びに
b. OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR51E1、OR4S2、OR51I2、OR2H1、OR2W3、OR8G1、Olfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr96、Olfr1193、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr1126、Olfr558、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937、Olfr1322及びOlfr46からなる群から選択される受容体をコードする核酸又はそれらの相補体
を含む、組換え核酸分子。
ORの特定のサブグループは、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR51E1、OR4S2、OR51I2、OR2H1、OR2W3、及びOR8G1である。
ORの他の特定のサブグループは、Olfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr96、Olfr1193、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr1126、Olfr558、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937、Olfr1322、及びOlfr46である。
24. Lucyタグが配列番号51を含み、FLAG(登録商標)タグが配列番号47を含み、かつRhoタグが配列番号49を含む、実施形態23に記載の組換え核酸分子。
25. 実施形態21から24までのいずれかに記載の核酸を含む発現ベクター。
26. OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR51E1、OR4S2、OR51I2、OR2H1、OR2W3、OR8G1、Olfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr96、Olfr1193、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr1126、Olfr558、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937、Olfr1322及びOlfr46からなる群から選択される受容体を発現するように改変されている、非ヒト宿主生物又は宿主細胞。
ORの特定のサブグループは、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR51E1、OR4S2、OR51I2、OR2H1、OR2W3、及びOR8G1である。
ORの他の特定のサブグループは、Olfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr96、Olfr1193、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr1126、Olfr558、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937、Olfr1322、及びOlfr46である。
27. 前記受容体が、実施形態19に記載のポリペプチド、又は実施形態21から24までのいずれかに記載の核酸によりコードされたポリペプチドを含む、実施形態26に記載の非ヒト宿主生物又は宿主細胞。
28. 非ヒト宿主生物又は宿主細胞であって、
a.実施形態21から24までのいずれかに記載の核酸、又は
b.実施形態25に記載の発現ベクター
を含む、非ヒト宿主生物又は宿主細胞。
29. 前記細胞が真核細胞である、実施形態26から28までのいずれかに記載の非ヒト宿主生物又は宿主細胞。
30. 前記細胞が原核細胞である、実施形態26から28までのいずれかに記載の非ヒト宿主生物又は宿主細胞。
31. HEK293、CHO、アフリカツメガエル(Xenopus oocytes)、COS、酵母及び嗅覚プラコードに由来する細胞からなる群から選択される、実施形態26から29までのいずれかに記載の非ヒト宿主生物又は宿主細胞。
32. 悪臭調節化合物を同定するための、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、57、59、61、63、65、67、69、71、73、又は75に対して少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸、トランスピロール、及び前記物質の少なくとも2つの混合物からなる群から選択される物質によって活性化されうるポリペプチドの使用。
この実施形態のORの特定のサブグループは、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、又は20であるか、又はそれらに由来する。
本明細書に示されるように、本発明に従って同定されるORは、単一のMCSに特異的であり、又は構造的に異なるMCSのパネルにより活性化されてよい。したがって、本発明は、適した調節物質を同定するための異なる戦略を可能にする。
例えば、ゲオノールについてのみの阻害剤が対象である場合に、本発明のアッセイ方法においてOR11A1又はOR2M3を使用することが賢明であってよい。
例えば、DTMS、及び1−オクテン−3−オール及び任意にゲオノールについての阻害剤が対象である場合に、本発明のアッセイ方法においてOR2W3、OR5K1又は任意にOR1A1を使用することが賢明であってよい。ランドリーの悪臭、カビの悪臭又は汗の悪臭を引き起こす物質を打ち消している調節剤を同定するための、又はランドリーの悪臭、カビの悪臭及び汗の悪臭を引き起こす物質を打ち消す調節剤を同定するための他のアッセイ戦略は、本明細書に開示される実験結果から明らかになる。
さらに、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸、トランスピロール、及びこれらの物質の少なくとも2つの混合物からなる群から選択される悪臭を引き起こす物質によって活性化される嗅覚受容体の活性を結合、抑制、遮断、阻害、及び/又調節し、かつ本明細書において開示される方法により同定される多数の悪臭調節化合物のいずれか1つが提供される。
一実施形態に従って、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR51E1、OR4S2、OR51I2、OR2H1、OR2W3、OR8G1、Olfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr96、Olfr1193、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr1126、Olfr558、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937、Olfr1322及びOlfr46からなる群から選択される少なくとも1つの嗅覚受容体の活性を結合、抑制、遮断、阻害、及び/又は調節し、かつ本明細書において開示される方法により同定される悪臭調節化合物が提供される。この実施形態のORの特定のサブグループは、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR51E1、OR4S2、OR51I2、OR2H1、OR2W3、及びOR8G1であるか又はそれらに由来する。ORの他の特定のサブグループは、Olfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr96、Olfr1193、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr1126、Olfr558、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937、Olfr1322、及びOlfr46である。
本発明の方法で試験されるべき試験物質は特に制限されない。試験物質は、天然に生じる物質又は化学的もしくは生物学的に合成された人工物質であってよい。試験物質は、化合物又は化合物の混合物であってよい。
MCSであるゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸、又はトランスピロールに特異的な未知の受容体を同定するために、前記MCS化合物を使用して、分離した嗅覚ニューロン(OSN)をスクリーニングできる。前記MCS化合物を、さらに、前記MCSに特異的な受容体で実施される細胞ベースの用量反応実験のために使用して、受容体の特異性及び感度の双方を評価することができる。
一態様において、本明細書において、悪臭調節化合物についての哺乳動物の匂い物質受容体を同定するための方法、及びスクリーニング、特に(例えば、ORの活性を結合、抑制、遮断、阻害及び/又は調節する)悪臭調節剤のハイスループットスクリーニング(HTS)のための受容体の使用が提供される。
OR活性のモニタリング方法
ORの機能が損なわれない限り、ORは本発明の方法において任意の形態で使用されてよい。例えば、以下のようなORが使用されてよい:生体及びそれらの培養産物から単離されたOR、例えば嗅覚ニューロンを本質的に発現する組織又は細胞細胞;ORを有する嗅覚細胞膜;OR及びそれらの培養産物を発現するように遺伝子改変された組換え細胞;組換え細胞の膜;並びにORを保有する人工脂質二重膜。
さらなる実施形態において、嗅覚受容体の活性をモニタリングするための指示薬は、蛍光カルシウム指示薬色素、カルシウム指示薬タンパク質(例えば、GcaMP、遺伝的にコードされたカルシウム指示薬)、蛍光cAMP指示薬、細胞動員アッセイ、細胞動的質量再分布アッセイ、無標識細胞ベースのアッセイ、cAMP応答エレメント(CRE)媒介レポータータンパク質、生化学的cAMP HTRFアッセイ、ベータアレスチンアッセイ、又は電気生理学的記録から選択される。特に、嗅覚ニューロンの膜上で発現する嗅覚受容体の活性をモニタリングするために使用できるカルシウム指示薬色素(例えばFura−2 AM)が選択される。
特定の実施形態において、化合物を連続的にスクリーニングし、カルシウム色素蛍光での匂い物質依存性の変化を、蛍光顕微鏡又は蛍光励起セルソーター(FACS)を使用して測定する。
さらなる実施形態において、嗅覚受容体の分子3D受容体モデリングを使用して、in silicoでの結合能を評価し、そして嗅覚受容体の活性を活性化、模倣、遮断、阻害、調節、及び/又は増強しうる化合物を同定する。
例えば、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールによって活性化された嗅覚ニューロンは、マイクロマニピュレーターに取り付けられたガラスキャピラリー又はFACS機器を使用して単離される。マウス嗅覚ニューロンは、前記した手順と同様のCa2+画像化によってスクリーニングされる[Malnic, B.ら。Cell 96, 713−723 (1999);Araneda, R. C. ら、J. Physiol. 555, 743−756 (2004);及び国際公開番号第2014/210585号、参照をもって本明細書に組み込まれたものとする]。特に、電動可動顕微鏡ステージを使用して、スクリーニングできる細胞数を実験ごとに少なくとも1500個まで増加する。マウスにおいて約1200個の異なる嗅覚受容体があり、かつそれぞれの嗅覚ニューロンが1200個の嗅覚受容体遺伝子の1個のみを発現するため、このスクリーニング能力は、実質的に全体のマウスの匂い物質受容体レパートリーをカバーする。言い換えれば、ハイスループット嗅覚ニューロンスクリーニングのためのカルシウム画像化の組み合わせは、匂い物質の特定のプロフィールに応答するほぼ全ての匂い物質受容体の同定を導く。特定の態様において、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールに応答する匂い物質受容体を単離することができる。例えば、少なくとも1つのニューロンが単離される。
嗅覚ニューロンのカルシウム画像化のために、主な嗅覚上皮を、ニューロン解離の前にマウスから切開してよい。そして、切開された嗅上皮を、機械的及び酵素的解離のために解離緩衝液に移してよい。そして、解離したニューロンを、カバーガラスに播種して、蛍光顕微鏡による数千の細胞のスクリーニングを可能にし、そして細胞を、カルシウム感受性色素(Fura−2 AM)で例えば31℃で約30分間ロードし、スクリーニングの準備ができた顕微鏡に移してよい。細胞は、解離した嗅覚ニューロン上で(生理食塩水中の)匂い物質の希釈溶液を灌流することにより刺激される。悪臭化合物に応答するまばらな細胞を、例えば、50μMの悪臭化合物で受容体を刺激し、そしてFura−2蛍光の変化によって示される細胞内Ca2+流をモニタリングすることにより同定する。分析後に、応答している細胞を、吸引マイクロピペットを使用してガラス製カバーガラスから回収してよい。そして、単離された細胞を、1つの試料にプールするか、又は応答細胞でmRNAとして発現させた匂い物質受容体遺伝子の同定のために個別に処理する。
特定の実施形態において、嗅覚ニューロンのmRNAは、Marko, N. F.ら((2005)A robust method for the amplification of RNA in the sense orientation. BMC genomics, 6, 27; doi:10.1186/1471−2164−6−27(Eberwine法))において一般的に記載されている方法に従って精製及び増幅される。トランスクリプトームの少なくとも一部(トランスクリプトーム全体を含む)は、次世代シーケンス(NGS)技術を使用して配列決定されるか、又はマイクロアレイ技術を使用して公知の遺伝子にハイブリダイズされる。NGSは、一般にMetzker, M. L. Nat. Rev. Genet. 11, 31−46 (2010)において議論及び記載されている。特定の実施形態において、同一の応答プロフィールを提示する最低5個のニューロンがプールされる。mRNAは、ピッキング直後に細胞溶解により放出される;DNAse及び精製ステップは実施されない。mRNAは、2回の連続したin vitro転写(IVT)によって増幅される。増幅を、MesageAmpII aRNAキット(Ambion、AMA1751)に従って、次のパラメータ:連続14時間のIVTを2ラウンド、を使用して行ってよい。
さらなる実施形態において、単一の嗅覚ニューロンのmRNAを、LD−PCR(長距離ポリメラーゼ連鎖反応)ベースの方法、例えばNGS−readyキットにおいて記載されるもの(例えば、Clontech/Takara、シーケンス用SMARTer(登録商標)Ultra(登録商標)Low Input RNA Kit−v3,cat.634848)で精製及び増幅させる。単一細胞のmRNAを、最初に対応するcDNAに逆転写し、その後18 PCRサイクルで増幅させ、そしてトランスクリプトームシーケンシングのためのNGS試料として提供する。
さらに他の実施形態において、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールについての嗅覚受容体の群又は遺伝子ファミリーの同一性を、単離された活性化嗅覚ニューロンから得られたNGSリードの結果を同一種の参照ゲノム配列と比較することにより決定する(例えば、採集したニューロンの数まで)。特に、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールの推定される受容体は、嗅覚ニューロン由来のNGS試料中の又は1超の独立した生物学的複製に存在する、最も豊富な嗅覚受容体mRNAである。嗅覚コードの組み合わせの性質(1つの化合物が多くのORを活性化し、かつ1つのORが多くの化合物によって活性化される)のため、所与の化合物によって活性化されたいくつかのニューロンのプールは、単一のNGS実験におけるこれらの分子の知覚に関与する実質的に全ての受容体の検索を可能にする。したがって、機能的に類似したニューロンのプールは、脱オーファン化のスループット及び速度を大幅に改善する。
続いて、標準的な生物情報学的ツールを使用して、相同配列受容体が同様の機能を保持しているという仮定の下で、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールについて他の推定上の哺乳動物(非ヒト)受容体に最も密接に関連するヒト匂い物質受容体を同定する。いくつかの方法は、この仮定に基づいてヒトORリガンド対を正しく同定し[Armelin−Correa and Malnic (2017)]、マウス−ヒトオルソログの最大80%が同様の機能的応答プロフィールを維持していると思われる[Adipietro, K. A,ら、PLoS Genet. 8, e1002821−e1002821 (2012)]。BLASTP及び/又はBLASTNアルゴリズムのデフォルトパラメータ、又は他のオルソログ対同定アルゴリズム、例えばInParanoidを使用してよい。
ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールについてのヒト又はは非ヒト哺乳動物の受容体は、嗅覚受容体の活性化を結合、抑制、遮断、阻害、及び/又は調節する化合物を同定するために使用されうる機能アッセイに適合されてよい。特に、アッセイは、細胞ベースのアッセイ又は結合アッセイであってよく、かつ化合物を同定する方法は、ハイスループットスクリーニングアッセイであってよい。より詳述すれば、本明細書において、化合物を調節すること(例えば、結合、遮断、阻害、抑制、及びマスキングすること)の発見のための化合物ライブラリーでの受容体のハイスループットスクリーニングに適応可能な受容体ベースのアッセイが提供される。
特定の実施形態において、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールの受容体遺伝子配列は、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールに感受性のある細胞から、以下のように同定される:プールしたニューロンを、75℃で10分間加熱して細胞膜を破壊し、そしてそれらのmRNAを増幅に利用できるようにする。この増幅ステップは、限られた量の出発材料、典型的には1〜15個の細胞でNGS技術を適用する場合に重要である。Eberwine法(IVT)に従った線形増幅は、発現させた遺伝子の相対的な転写レベルの維持を確実にする。一晩(14時間)で連続して2回のin vitro転写を使用して、十分な量のcRNAを得る;そして、増幅させたcRNAを使用して、Illumina HiSeq cDNAライブラリーを作成する。典型的に75〜150塩基対の得られた短い配列(一般に「リード」と呼ばれる)を、これらの細胞の完全なトランスクリプトームを構築するために、マウスの参照ゲノム(例えばUCSCバージョンmm9又はmm10)に対して整列させる。トランスクリプトームデータの定量分析は、転写された匂い物質受容体遺伝子及びそれぞれの発現レベルのリストをもたらす。mRNAの最も豊富なレベル(最も豊富な「リード」)を示すか又は1回超の反復実験において存在する匂い受容体遺伝子は、推定のゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールの受容体とみなされる。
次に、予測したマウスOR遺伝子を使用して、マウスとヒトの双方のゲノムデータベースの最新バージョンをマイニングしてマウス(パラロガス遺伝子)及びヒト(オルソロガス遺伝子)において最も密接に関連する受容体(すなわち、最も高い配列類似性)を同定する。このプロセスを、配列類似性検索ツールであるBLAST検索アルゴリズム(NCBI Webサイトで公開)を使用して実行してよく、このツールでは、初期トランスクリプトーム解析から以前に得られた全ての推定遺伝子配列を、クエリシーケンスとして使用する。このデータマイニングプロセスから同定された新たに同定された遺伝子は、パラロガス遺伝子及びオルソロガス遺伝子が同様の活性を呈する可能性が高いという仮定の下で潜在的なゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸、又はトランスピロールの受容体であるとみなされる。特定の実施形態において、配列相同性のペアワイズ比較を実施して、マウス及びヒトにおいて密接に関連する受容体を同定し、そして国際公開番号第2014/210585号に記載されているように受容体を同定する。他のアプローチ、例えばRT−PCR及びマイクロアレイアプローチも使用してよい。
さらなる実施形態において、脱オーファン化プロセスを完了するために、候補OR遺伝子を、使用した化合物に対する活性の確認のためにin vitroでさらに発現させて、嗅覚ニューロン及び他の構造的に関連する目的の化合物を単離する。ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールに応答する単離された嗅覚ニューロンから同定されたマウス受容体は、短いポリペプチド配列(例えば、FLAG(登録商標)タグ(配列番号48)、Rhoタグ(配列番号50;ウシロドプシン受容体の20個の最初のアミノ酸)、及び/又はLucyタグ(配列番号52;切断可能なロイシンリッチシグナルペプチド配列)を有するそれらのN末端で改質され、HEK 293T細胞で一過性に発現し、そしてゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールで個別に刺激して、本物のゲオノール、ジメチルトリスルフィド(DMTS)、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチルヘキサン酸又はトランスピロールの受容体としてのそれらの同一性を確認する。さらなる実施形態において、RTP1遺伝子を、内因性RTP1遺伝子の活性化によるか又は形質転換によるかにかかわらず、細胞株で発現させることもできる。この細胞ベースのアッセイでのヒトGアルファサブユニットGαolfの同時発現は、適切なリガンドに結合すると内部cAMPの増加を導くGs伝達経路を活性化する。或いは、細胞ベースのアッセイでのヒトGアルファサブユニットGα15の同時発現は、適切なリガンドに結合すると内部Ca2+の増加を導くGq伝達経路を活性化する。前記プロセス及びこれまでに得られた結果は、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールについての哺乳動物の匂い物質受容体の迅速で信頼性の高い同定のためのプロセスを検証するために役立つ。
さらに、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールの匂い物質受容体に結合する化合物を同定するためのアッセイが提供される。さらなる実施形態において、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR51E1、OR4S2、OR51I2、OR2H1、OR2W3、OR8G1、Olfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr96、Olfr1193、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr1126、Olfr558、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937、Olfr1322及びOlfr46からなる群から選択される少なくとも1つの嗅覚受容体の活性を結合、抑制、遮断、阻害、及び/又は調節し、かつ本明細書において記載される方法により同定される悪臭調節化合物、例えば以下に記載される化合物が本明細書において提供される。
一実施形態において、化合物の活性化は、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールの活性化へのその結合を比較することにより測定される。他の実施形態において、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールの存在下で、受容体へのゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチルヘキサン酸又はトランスピロールと共に化合物の結合を可能にする条件下で、受容体又はそれらのキメラもしくは断片を化合物と接触させる。
さらなる実施形態において、化合物を、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールにより活性化される受容体、又はそれらのキメラもしくは断片に接触させ、受容体、又はそれらのキメラもしくは断片を、受容体ポリペプチドを発現するように組換えにより改質した細胞で発現させる。
化合物の活性を、in vivo、ex vivo、in vitro及び合成スクリーニングシステムを使用して測定できる。
他の実施形態において、接触を、本明細書において記載したポリペプチドを含むリポソーム又はウイルス誘発性出芽膜で実施する。
他の実施形態において、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールによって活性化されうる嗅覚受容体の活性を結合、抑制、遮断、阻害、及び/又は調節する化合物を同定するための方法を、無傷の細胞で又は本明細書に記載されるポリペプチドを発現している細胞からの膜画分で実施してよい。
したがって、本明細書において記載されるORは、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールによって誘発される悪臭の知覚に関与し、かつランドリーの悪臭、カビの悪臭、及び/又は汗の悪臭の知覚を調節、低減、抑制、阻害、及び/又は遮断する調節剤、アンタゴニスト、及び/又はブロッカーの同定のための価値のある候補受容体を構築する。
本発明に従って適用可能なポリペプチド
本発明は、本明細書において具体的に記載されるポリペプチドの「機能的等価物」又は「アナログ」又は「機能的変異」に関する。
例えば、「機能的等価物」は、OR活性のために使用した試験において、本明細書において定義されるように、少なくとも1〜10%、又は少なくとも20%、又は少なくとも50%、又は少なくとも75%又は少なくとも90%高いか又は低いOR活性を示すポリペプチドをいう。
本発明による「機能的等価物」は、本明細書において挙げたアミノ酸配列の少なくとも1つの配列位置において、具体的に挙げたアミノ酸とは異なるが前述の生物学的活性の1つを呈するアミノ酸を有する特定の変異体も包含する。したがって、「機能的等価物」は、1個以上、例えば1〜20個、1〜15個又は5〜10個のアミノ酸の追加、置換、特に保存的置換、欠失及び/又は逆位によって得られる変異体を含み、挙げた変化は、本発明による特性のプロフィールを有する変異体を導く限り、任意の配列位置で起こりうる。機能的等価物は、特に、活性パターンが変異体と未変化のポリペプチドとの間で定性的に一致する場合、すなわち、例えば同一のアゴニスト又はアンタゴニストとの相互作用が異なる速度である場合(すなわち、EC50又はIC50値で表されるか、又は本技術分野に適した他のパラメータにより表される場合)にも提供される。適した(保存的)アミノ酸置換の例を次の表に示す:
前記の意味での「機能的等価物」は、記載したポリペプチドの「前駆体」、並びにポリペプチドの「機能的誘導体」及び「塩」でもある。
「前駆体」は、その場合、所望の生物学的活性を有するか又は有さないポリペプチドの天然又は合成の前駆体である。
「塩」という表現は、本発明によるタンパク質分子のカルボキシル基の塩及びアミノ基の酸付加の塩を意味する。カルボキシル基の塩は、公知の方法で生成されてよく、無機塩、例えばナトリウム、カルシウム、アンモニウム、鉄及び亜鉛塩、並びに有機塩基との塩、例えばアミン、例えばトリエタノールアミン、アルギニン、リジン、ピペリジン等との塩を含む。酸付加の塩、例えば無機酸、例えば塩酸又は硫酸との塩、及び有機酸、例えば酢酸及びシュウ酸との塩も本発明に含まれる。
本発明によるポリペプチドの「機能的誘導体」は、公知の技術を使用して、機能的アミノ酸の側鎖基上又はそれらのN末端もしくはC末端で生成されてもよい。かかる誘導体は、例えば、カルボン酸基の脂肪族エステル、アンモニアとの又は第一級もしくは第二級アミンとの反応によって得られるカルボン酸基のアミド;アシル基との反応によって生成される遊離アミノ基のN−アシル誘導体;又はアシル基との反応によって生成される遊離ヒドロキシル基のO−アシル誘導体を含む。
「機能的等価物」は、当然、他の生物から得られるポリペプチド、及び天然に生じるバリアントも含む。例えば、相同配列領域の範囲は、配列比較により確立されてよく、かつ等価物ポリペプチドは、本発明の具体的なパラメータに基づいて決定されてよい。
「機能的等価物」は、例えば所望の生物学的機能を示す、本発明によるポリペプチドの断片、好ましくは個々のドメイン又は配列モチーフも含む。
「機能的等価物」は、さらに、本明細書において挙げたポリペプチド配列又はそれに由来する機能的等価物の1つ及び機能的なN末端又はC末端会合における少なくとも1つのさらに機能的に異なる異種配列を有する融合タンパク質である(すなわち融合タンパク質部分の実質的な相互機能障害を有さない)。これらの異種配列の限定されない例は、例えばシグナルペプチド、ヒスチジンアンカー又は酵素である。
同様に本発明に従って含まれる「機能的等価物」は、具体的に開示されたポリペプチドの相同体である。これらは、Pearson及びLipmanのアルゴリズム(Proc. Natl. Acad, Sci. (USA) 85(8), 1988, 2444−2448)によって計算して、具体的に開示されたアミノ酸配列の1つに対して、少なくとも60%、好ましくは少なくとも75%、特に少なくとも80%又は85%、例えば90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%又は99%の相同性(又は同一性)を有する。本発明による相同ポリペプチドのパーセンテージとして表される相同性又は同一性は、特に、本明細書において具体的に記載されるアミノ酸配列の1つの全長に基づくアミノ酸残基のパーセンテージとして表される同一性を意味する。
パーセンテージとして表される同一性のデータは、BLASTアライメント、アルゴリズムblastp(タンパク質−タンパク質BLAST)を利用して、又は本明細書において以下に規定されるClustal設定を適用することによって決定してもよい。
可能なタンパク質グリコシル化の場合に、本発明による「機能的等価物」は、脱グリコシル化又はグリコシル化の形態で、及びグリコシル化パターンを変更することによって得られる改変した形態で本明細書において記載されるポリペプチドを含む。
本発明によるポリペプチドのかかる機能的等価物又は相同体は、変異誘発によって、例えばタンパク質の点変異、伸長もしくは短縮によって、又は以下でより詳細に記載されるように生成されうる。
本発明によるポリペプチドのかかる機能的等価物又は相同体は、変異体の、例えば短縮変異体のコンビナトリアルデータベースをスクリーニングすることにより同定されうる。例えば、タンパク質バリアントの多様なデータベースは、核酸レベルでのコンビナトリアル変異誘発によって、例えば合成オリゴヌクレオチドの混合物の酵素によるライゲーションによって生成されうる。縮重オリゴヌクレオチド配列から潜在的な相同体のデータベースの生成のために使用できる非常に多くの方法がある。縮重遺伝子配列の化学合成を自動DNAシンセサイザーで実施してよく、そして合成遺伝子を適した発現ベクターに連結させてよい。縮重ゲノムの使用は、混合物中で全ての配列を提供することを可能にし、潜在的なタンパク質配列の所望のセットをコードする。縮重オリゴヌクレオチドの合成方法は、当業者に公知である(例えば、Narang, S.A.(1983);Itakuraら(1984)(a);Itakuraら(1984)(b);Ikeら(1983))。
先行技術において、点変異又は短縮によって生成されたコンビナトリアルデータベースの遺伝子産物のスクリーニングのための、及び選択された特性を有する遺伝子産物のcDNAライブラリーのスクリーニングのためのいくつかの技術が公知である。これらの技術は、本発明による相同体のコンビナトリアル変異誘発によって生成された遺伝子バンクの迅速なスクリーニングに適応されうる。ハイスループット分析に基づいた大規模な遺伝子バンクのスクリーニングについて最も頻繁に使用される技術は、複製できる発現ベクターでの遺伝子バンクのクローニング、得られたベクターデータベースでの適した細胞の形質転換、及び所望の活性の検出が生成物を検出した遺伝子をコードするベクターの単離を促進する条件下での組み合わせ遺伝子の発現を含む。データベースにおける機能的変異体の頻度を増加させる技術である再帰的アンサンブル変異(REM)は、相同体を同定するためにスクリーニング試験と組み合わせて使用できる(Arkin及びYourvan(1992);Delgraveら(1993))。
本発明に従って適用可能なコード核酸配列
本発明は、本明細書において定義したポリペプチドをコードする核酸配列にも関する。
本発明は、本明細書において具体的に開示した配列とある程度の「同一性」を有する核酸にも関する。2つの核酸間の「同一性」は、それぞれの場合において核酸の全長にわたる、ヌクレオチドの同一性を意味する。
例えば、同一性を、Clustal Method(Higgins DG、Sharp PM.(1989))を使用するInformax社(USA)のVector NTI Suite 7.1プログラムによって以下の設定で計算してよい:
代わりに、同一性を、Chennaら(2003)のwebページ:http://www.ebi.ac.uk/Tools/clustalw/index.html#に従って、及び以下の設定で測定してよい:
本明細書において挙げた全ての核酸配列(一本鎖及び二本鎖のDNA及びRNA配列、例えばcDNA及びmRNA)は、ヌクレオチド構成要素からの化学合成によって、例えば、二重らせんの個々の重複する相補的な核酸構成要素の断片縮重によって公知の方法で生成されうる。オリゴヌクレオチドの化学合成は、例えば、亜リン酸アミダイト法(Voet, Voet, 2nd edition, Wiley Press, New York, pages 896−897)によって公知の方法で実施されうる。合成オリゴヌクレオチドの蓄積及びDNAポリメラーゼのKlenow断片及びライゲーション反応によるギャップの充填、並びに一般的なクローニング技術は、Sambrookら(1989)において記載されている(以下を参照されたい)。
本発明は、例えば人工ヌクレオチド類似体を使用して得られた前記ポリペプチド及びそれらの機能的等価物の1つをコードする核酸配列(一本鎖及び二本鎖DNA及びRNA配列、例えばcDNA及びmRNA)にも関する。
本発明は、本発明によるポリペプチド又はそれらの生物学的に活性のあるセグメントをコードする単離された核酸分子、及び例えば本発明によるコード核酸を同定又は増幅するためのハイブリダイゼーションプローブ又はプライマーとして使用できる核酸断片の双方に関する。
本発明による核酸分子は、さらに、コード遺伝子領域の3’末端及び/又は5’末端からの非翻訳配列を含みうる。
本発明は、さらに、具体的に記載されたヌクレオチド配列又はそのセグメントに相補的である核酸分子に関する。
本発明によるヌクレオチド配列は、他の細胞型及び生物における相同配列の同定及び/又はクローニングのために使用できるプローブ及びプライマーの生成を可能にする。かかるプローブ又はプライマーは、一般的に、本発明による核酸配列のセンス鎖又は対応するアンチセンス鎖の少なくとも約12個、好ましくは少なくとも約25個、例えば約40個、50個又は75個の連続したヌクレオチドで「ストリンジェント」な条件下(下記参照)でハイブリダイズするヌクレオチド配列領域を含む。
「単離された」核酸分子は、核酸の天然源に存在する他の核酸分子から分離され、さらに、組換え技術により生成される場合に他の細胞材料又は培地を実質的に有さなくてよく、又は化学的に合成されている場合には、化学前駆体又は他の化学物質を有さなくてよい。
本発明による核酸分子は、分子生物学の標準技術及び本発明に従って提供される配列情報によって単離されうる。例えば、cDNAを、具体的に開示された全配列の1つ又はそのセグメントをハイブリダイゼーションプローブ及び標準ハイブリダイゼーション技術(例えばSambrook(1989)において記載される)として使用して、適したcDNAライブラリーから単離することができる。さらに、開示された配列の1つ又はそのセグメントを含む核酸分子は、この配列に基づいて構築されたオリゴヌクレオチドプライマーを使用して、ポリメラーゼ連鎖反応により単離されうる。こうして増幅させた核酸は、適したベクター中にクローニングされ、かつDNAシーケンシングによって特徴付けられる。本発明によるオリゴヌクレオチドは、標準的な合成方法によって、例えば自動DNAシンセサイザーを使用しても生成されうる。
本発明による核酸配列又はそれらの誘導体、それらの配列の相同体又は一部は、例えば、通常のハイブリダイゼーション技術又は他の細菌からのPCR技術によって、例えばゲノム又はcDNAライブラリーを解して単離されうる。これらのDNA配列は、標準の条件下で本発明による配列とハイブリダイズする。
「ハイブリダイズする」は、標準条件でほとんど相補的な配列に結合するポリヌクレオチド又はオリゴヌクレオチドの能力を意味するが、非特異的結合は、これらの条件下で非相補的パートナー間では生じない。このため、配列は90〜100%相補的であってよい。互いに特異的に結合できる相補配列の特性は、例えばノーザンブロット又はサザンブロット法で、又はPCRもしくはRT−PCRにおけるプライマー結合で利用される。
保存された領域の短いオリゴヌクレオチドは、有利にはハイブリダイゼーションのために使用される。しかしながら、本発明による核酸のより長い断片又はハイブリダイゼーションのための全配列を使用することも可能である。これらの標準条件は、使用される核酸に依存して(オリゴヌクレオチド、より長い断片又は全配列)、又はハイブリダイゼーションのために使用される核酸のタイプ(DNA又はRNA)に依存して変化する。例えば、DNA:DNAハイブリッドについての融解温度は、同一の長さのDNA:RNAハイブリッドよりも約10℃低い。
例えば、特定の核酸に依存して、標準条件は、0.1〜5×SSC(1×SSC=0.15M NaCl、15mMクエン酸ナトリウム、pH7.2)の濃度での緩衝水溶液中で又はさらに50%ホルムアミドの存在下で42〜58℃の温度、例えば5×SSC、50%ホルムアミド中で42℃を意味する。有利には、DNA:DNAハイブリッドのハイブリダイゼーション条件は、0.1×SSCであり、かつ温度は約20℃〜45℃、好ましくは約30℃〜45℃である。DNA:RNAハイブリッドについてのハイブリダイゼーション条件は、有利には0.1×SSCであり、かつ温度は約30℃〜55℃、好ましくは約45℃〜55℃である。ハイブリダイゼーションのこれらの前記温度は、ホルムアミドの非存在下で、約100ヌクレオチドの長さ及び50%のG+C含有量を有する核酸について計算した溶融温度値の例である。DNAハイブリダイゼーションの実験条件は、関連する遺伝学の教科書、例えばSambrookら(1989)において記載されており、かつ例えば核酸の長さ、ハイブリッドのタイプ又はG+C含有量に依存して、当業者に公知である式を使用して計算されうる。当業者は、以下の教科書からハイブリダイゼーションに関するさらなる情報を得られる:Ausubelら(eds)(1985)、Brown(ed)(1991)。
「ハイブリダイゼーション」は、特に、厳しい条件下で実施されうる。かかるハイブリダイゼーション条件は、例えば、Sambrook(1989)において、又はCurrent Protocols in Molecular Biology,John Wiley&Sons,NY(1989),6.3.1−6.3.6において記載されている。
本明細書において使用されるように、特定の条件下でのハイブリダイゼーション又はハイブリダイズという用語は、互いに有意に同一又は相同であるヌクレオチド配列が互いに結合したままであるハイブリダイゼーション及び洗浄の条件をいうことを意図している。前記条件は、少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、及び少なくとも約85%、90%、又は95%同一である配列が互いに結合したままである条件であってよい。低いストリンジェンシー、中程度、及び高いストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件の定義を本明細書において提供する。
適切なハイブリダイゼーション条件は、Ausubelら(1995, Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, sections 2、4、及び6)において説明されているような最小の実験で当業者により選択されうる。さらに、ストリンジェンシーな条件は、Sambrookら(1989, Molecular Cloning:A Laboratory Manual, 2nd ed., Cold Spring Harbor Press, chapters 7、9及び11)において記載されている。
本明細書において使用されるように、低いストリンジェンシーの定義された条件は以下である。DNAを含むフィルターを、35%ホルムアミド、5×SSC、50mM Tris−HCl(pH7.5)、5mM EDTA、0.1%PVP、0.1%Ficoll、1%BSA、及び500μg/ml変性サケ精子DNAを含む溶液中で6時間40℃で前処理する。ハイブリダイゼーションを、同一の溶液中で次の変更を加えて実施する:0.02%PVP、0.02%Ficoll、0.2%BSA、100μg/mlサケ精子DNA、10%(wt/vol)デキストランスルフェート、及び5〜20×106 32P標識プローブを使用する。フィルターをハイブリダイゼーション混合物中で40℃で18〜20時間インキュベートし、そして55℃で1.5時間洗浄する。2×SSC、25mM Tris−HCl(pH7.4)、5mM EDTA、及び0.1%SDSを含む溶液中で。洗浄溶液を新たな溶液に交換し、さらに60℃で1.5時間インキュベートする。フィルターを吸い取って乾かし、オートラジオグラフィーのためにさらす。
本明細書において使用されるように、中程度のストリンジェンシーの定義された条件は以下である。DNAを含むフィルターを、35%ホルムアミド、5×SSC、50mM Tris−HCl(pH7.5)、5mM EDTA、0.1%PVP、0.1%Ficoll、1%BSA、及び500μg/ml変性サケ精子DNAを含む溶液中で7時間50℃で前処理する。ハイブリダイゼーションを、同一の溶液中で次の変更を加えて実施する:0.02%PVP、0.02%Ficoll、0.2%BSA、100μg/mlサケ精子DNA、10%(wt/vol)デキストランスルフェート、及び5〜20×106 32P標識プローブを使用する。フィルターをハイブリダイゼーション混合物中で50℃で30時間インキュベートし、そして55℃で1.5時間洗浄する。2×SSC、25mM Tris−HCl(pH7.4)、5mM EDTA、及び0.1%SDSを含む溶液中で。洗浄溶液を新たな溶液に交換し、さらに60℃で1.5時間インキュベートする。フィルターを吸い取って乾かし、オートラジオグラフィーのためにさらす。
本明細書において使用されるように、高いストリンジェンシーの定義された条件は以下である。DNAを含むフィルターのプレハイブリダイゼーションを、6×SSC、50mM Tris−HCl(pH7.5)、1mM EDTA、0.02%PVP、0.02%Ficoll、0.02%BSA、及び500μg/ml変性サケ精子DNAから構成される緩衝液中で8時間〜一晩65℃で実施する。フィルターを、100μg/mlの変性サケ精子DNA及び5〜20×106cpmの32P標識プローブを含むプレハイブリダイゼーション混合液中で65℃で48時間ハイブリダイズする。フィルターの洗浄を、2×SSC、0.01%PVP、0.01%Ficoll、及び0.01%BSAを含む溶液中で37℃で1時間実施する。続いて、50℃で0.1×SSCで45分間洗浄する。
当該技術分野で周知の低い、中程度、及び高いストリンジェンシーの他の条件(例えば、種間ハイブリダイゼーションに使用される)を、前記条件が不適切な場合(例えば、種間ハイブリダイゼーションに使用される場合)に使用してよい。
本発明は、具体的に開示された核酸配列又は誘導可能な核酸配列の誘導体にも関する。
したがって、本発明によるさらなる核酸配列は、本明細書において具体的に開示された配列に由来してよく、かつ個々のヌクレオチド又はいくつかのヌクレオチドの付加、置換、挿入又は欠失によってそれとは異なり、さらに所望の特性のプロフィールを有するポリペプチドをコードしてよい。
本発明は、特別な原生物又は宿主生物、及び天然に生じるそれらのバリアント、例えばスプライシングバリアント又はアレルバリアントのコドン使用に従って、具体的に挙げられた配列と比較して、いわゆるサイレント変異を含むか又は変更されている核酸配列も包含する。
保存的ヌクレオチド置換(すなわち、問題のアミノ酸が、同一の電荷、サイズ、極性、及び/又は溶解性のアミノ酸に置き換えられること)によって得られる配列にも関する。
本発明は、配列多型により具体的に開示された核酸に由来する分子にも関する。これらの遺伝子多型は、自然なバリエーションにより集団内の個々の間に存在しうる。これらの自然なバリエーションは、通常、遺伝子のヌクレオチド配列において1〜5%の変動を生じる。
本発明による核酸配列の誘導体は、例えば、誘導されたアミノ酸のレベルで少なくとも60%の相同性、好ましくは全配列範囲にわたって少なくとも80%の相同性、非常に特に好ましくは少なくとも90%の相同性を有するアレルバリアントを意味する(アミノ酸レベルでの相同性に関しては、ポリペプチドについて前記で提供した詳細を参照されたい)。有利には、相同性は、配列の部分領域よりも高くあってよい。
さらに、誘導体は、本発明による核酸配列の相同体、例えば、動物、植物、真菌又は細菌の相同体、短縮配列、コーディング及び非コーディングDNA配列の一本鎖DNA又は一本鎖RNAであると理解されるべきでもある。例えば、相同体は、DNAレベルで、本明細書において具体的に開示された配列における所与のDNA領域全体にわたって、少なくとも40%、好ましくは少なくとも60%、特に好ましくは少なくとも70%、非常に特に好ましくは少なくとも80%の相同性を有する。
さらに、誘導体は、例えば、プロモーターとの融合物であると理解されるべきである。挙げられたヌクレオチド配列に付加されるプロモーターは、少なくとも1つのヌクレオチド交換、少なくとも1つの挿入、反転及び/又は欠失によって改質されてよいが、プロモーターの機能性又は効率を損なうことはない。さらに、プロモーターの効率は、それらの配列を変更することにより高められてよく、又は異なる属の生物であってもより効率的なプロモーターと完全に交換することができる。
機能性ポリペプチド変異体の生成
さらに、当業者は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、57、59、61、63、65、67、69、71、73、又は75のいずれかに対して、少なくとも80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%又は99%の配列同一性を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であるか、及び/又は配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、又はそれらの逆相補体に対して少なくとも70%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸分子によりコードされる、機能的変異体を生じるための方法を熟知している。
使用される技術に依存して、当業者は、遺伝子又は非コード核酸領域(例えば発現を改変するために重要である)に完全にランダム変異又はより指向性のある変異を導入し、続いて遺伝子ライブラリーを生成することができる。この目的のために必要な分子生物学の方法は、当業者に公知であり、例えば、Sambrook及びRussell(Molecular Cloning. 3rd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press 2001)において記載されている。
遺伝子を改変するため方法、したがって遺伝子によってコードされるポリペプチドを改変する方法は、例えば以下のように、長い間当業者に公知である:
− 遺伝子の個々のヌクレオチド又はいくつかのヌクレオチドが指定された方法で置換される部位特異的変異誘発(Trower MK (Ed.) 1996; In vitro mutagenesis protocols. Humana Press, New Jersey)、
− 任意のアミノ酸のコドンを遺伝子の任意の箇所で交換又は付加できる飽和変異誘発(Kegler−Ebo DM, Docktor CM, DiMaio D (1994) Nucleic Acids Res 22:1593; Barettino D, Feigenbutz M, Valcarel R, Stunnenberg HG (1994) Nucleic Acids Res 22:541; Barik S (1995) Mol Biotechnol 3:1)、
− エラープローンDNAポリメラーゼによりヌクレオチド配列を変異させるエラープローンポリメラーゼ連鎖反応(Eckert KA, Kunkel TA (1990) Nucleic Acids Res 18:3739);
− 好ましい変換をポリメラーゼにより妨げるSeSaM法(配列飽和法)、Schenkら(Biospektrum, Vol. 3, 2006, 277−279)、
− 例えばDNA修復機構の欠陥によりヌクレオチド配列の変異率が増加する、変異誘発株における遺伝子の継代(Greener A, Callahan M, Jerpseth B (1996) An efficient random mutagenesis technique using an E.coli mutator strain. In: Trower MK (Ed.) In vitro mutagenesis protocols. Humana Press, New Jersey)、又は
− 密接に関連する遺伝子のプールを形成して消化し、そしてその断片を、反復鎖分離及び再結合により全長モザイク遺伝子を最終的に生成するポリメラーゼ連鎖反応のための鋳型として使用する、DNAシャッフリング(Stemmer WPC (1994) Nature 370:389; Stemmer WPC (1994) Proc Natl Acad Sci USA 91:10747)。
いわゆる定向進化(とりわけ、Reetz MT及びJaeger K−E (1999), Topics Curr Chem 200:31; Zhao H, Moore JC, Volkov AA, Arnold FH (1999), Methods for optimizing industrial polypeptides by directed evolution, In: Demain AL, Davies JE (Ed.) Manual of industrial microbiology and biotechnology. American Society for Microbiologyにおいて記載される)を使用して、当業者は、機能的な変異体を指示された方法で大規模に生産できる。この目的のために、最初のステップで、それぞれのポリペプチドの遺伝子ライブラリーを、例えば前記方法を使用して最初に生成する。遺伝子ライブラリーを、例えば細菌によって又はファージディスプレイシステムによって、適した方法で発現させる。
所望の特性に十分に対応する特性を有する機能的変異体を発現する宿主生物の関連遺伝子は、他の変異サイクルに従ってよい。変異及び選択又はスクリーニングのステップは、存在する機能的変異体が十分な程度まで所望の特性を有するまで反復して繰り返えされうる。この反復手順を使用して、制限された数の変異、例えば1、2、3、4、又は5つの変異を段階的に実施し、問題の活性に対する影響について評価及び選択してよい。選択された変異体は、同一の方法でさらなる変異ステップに送られる。これにより、調査されるべき個々の変異体の数を著しく減らすことができる。
本発明に従った結果は、関連するポリペプチドの構造及び配列に関する重要な情報も提供し、これは、標的とされる方法で、所望の改変した特性を有するさらなるポリペプチドを生じるために必要である。特に、いわゆる「ホットスポット」、すなわち標的変異を導入することにより特性を改変するために潜在的に適している配列セグメントを定義することが可能である。
アミノ酸配列の位置に関する情報も推定でき、その領域では、おそらく活性にほとんど影響を及ぼさないであろう変異が生じ、潜在的な「サイレント変異」として設計されうる。
本発明のポリペプチドを生成するための構築物
前記ヌクレオチド配列は、発現カセットの一部であってよい。発現カセット及び発現構築物という用語は、同義的に使用される。好ましくは組換え発現構築物は、本発明によるポリペプチドをコードし、調節核酸配列の遺伝的制御下にあるヌクレオチド配列を含む。
本発明に従って適用されるプロセスにおいて、発現カセットは、発現ベクター、特に組換え発現ベクターの一部であってよい。
「発現ユニット」は、本発明に従って、本明細書において定義されるプロモーターを含み、発現されるべき核酸又は遺伝子と機能的に結合した後に発現を調節する発現活性、すなわち前記核酸又は前記遺伝子の転写及び翻訳を有する核酸を意味すると理解される。したがって、これに関連して、「調節核酸配列」ともいう。プロモーターに加えて、他の調節エレメント、例えばエンハンサーも存在してよい。
「発現カセット」又は「発現構築物」は、本発明に従って、発現されるべき核酸又は発現されべき遺伝子に機能的に連結させた発現ユニットを意味すると理解される。したがって、発現ユニットとは対照的に、発現カセットは、転写及び翻訳を調節する核酸配列だけでなく、転写及び翻訳の結果物としてタンパク質として発現されるべき核酸配列も含む。
「発現」又は「過剰発現」という用語は、本発明の記載内容において、対応するDNAによってコードされる微生物中の1つ以上のポリペプチドの細胞内活性の生成又は増加を表す。この目的のために、例えば、生物に遺伝子を導入する、既存の遺伝子を他の遺伝子で置き換える、遺伝子のコピー数を増やす、強力なプロモーターを使用する、又は高い活性を有する対応するポリペプチドをコードする遺伝子を使用することが可能であり、任意に、これらの測定を組み合わせることができる。
好ましくは、本発明によるかかる構築物は、それぞれのコード配列の5’−上流のプロモーター及び3’−下流のターミネーター配列、及び任意に他の通常の調節エレメントを含み、それぞれの場合にコード配列と機能的に連結する。
「プロモーター」、「プロモーター活性を有する核酸」又は「プロモーター配列」は、本発明に従って、転写されるべき核酸に機能的に連結された場合に、前記核酸の転写を調節する核酸を意味すると理解される。
本記載内容において、「機能的」又は「操作的」連結は、例えば、プロモーター活性を有する核酸の1つ及び転写されるべき核酸配列の1つ、及び任意にさらなる調節エレメント、例えばそれぞれの調節エレメントが核酸配列の転写時にその機能を果たすことができる方法で、核酸の転写を確実にする核酸配列、例えばターミネーターの連続配置を意味すると理解される。これは必ずしも化学的な意味での直接的な連結を必要としない。遺伝子制御配列、たとえばエンハンサー配列は、より離れた位置から、又は他のDNA分子からでも標的配列に対して機能を発揮できる。好ましい配置は、転写されるべき核酸配列がプロモーター配列の後ろに(すなわち、3’末端に)配置されて、2つの配列が共有結合で一緒に結合される配置である。プロモーター配列と組換えにより発現される核酸配列との距離は、200塩基対未満、又は100塩基対未満、又は50塩基対未満であってよい。
プロモーター及びターミネーターに加えて、以下が他の調節エレメントの例として挙げられてよい:標的配列、エンハンサー、ポリアデニル化シグナル、選択マーカー、増幅シグナル、複製起点等。適した調節配列は、例えば、Goeddel(Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990))において記載されている。
本発明による核酸構築物は、特に、例えば配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74又はそれらの逆相補体に由来するポリペプチドをコードする配列、又はそれらの誘導体及びホモログ、及びそれらに由来してよく、かつ遺伝子発現を有利に制御、例えば増加させるために、1つ以上の調節シグナルと操作的又は機能的に連結させた核酸配列を含む。
これらの調節配列に加えて、これらの配列の自然調節が、実際の構造遺伝子の前にまだ存在していてよく、かつ任意に遺伝子改変されて、自然調節がオフになり、遺伝子の発現が強化される。しかしながら、核酸構築物は、より単純な構造、すなわち、コード配列の前に追加の調節シグナルが挿入されておらず、その調節を伴う天然のプロモーターが除去されていない構造であってもよい。代わりに、天然の調節配列が変異して、調節が起こらず、そして遺伝子発現が増加される。
好ましい核酸構築物は、有利には、プロモーターと機能的に連結した既に挙げた1つ以上の「エンハンサー」配列も含み、これらの配列は、核酸配列の発現の増強を可能にする。追加の有利な配列、例えばさらなる調節エレメント又はターミネーターを、DNA配列の3’末端に挿入してもよい。本発明による核酸の1つ以上のコピーが構築物中に存在していてよい。構築物において、他のマーカー、例えば栄養要求性又は抗生物質耐性を補う遺伝子が、構築物を選択するために任意で存在してもよい。
適した調節配列の例は、プロモーター、例えばcos、tac、trp、tet、trp−tet、lpp、lac、lpp−lac、lacIq、T7、T5、T3、gal、trc、ara、rhaP(rhaPBAD)SP6、ラムダPR又はラムダPLのプロモーターに存在し、これらは有利にはグラム陰性菌で使用される。さらなる有利な調節配列は、例えば、グラム陽性プロモーターamy及びSPO2に、酵母又は真菌プロモーターADC1、MFalpha、AC、P−60、CYC1、GAPDH、TEF、rp28、ADHに存在する。人工プロモーターも調節のために使用できる。
宿主生物中での発現のために、核酸構築物は、ベクター、例えばプラスミド又はファージに有利に挿入され、これにより宿主での遺伝子の最適な発現を可能にする。ベクターは、プラスミド及びファージに加えて、当業者に公知である全ての他のベクター、すなわち例えばウイルス、例えばSV40、CMV、バキュロウイルス及びアデノウイルス、トランスポゾン、ISエレメント、ファスミド、コスミド及び線状又は環状DNAを意味するとも解される。これらのベクターを、宿主生物内又は染色体上で自動的に複製することができる。これらのベクターは、本発明のさらなる発展である。
適したプラスミドは、例えば大腸菌のpLG338、pACYC184、pBR322、pUC18、pUC19、pKC30、pRep4、pHS1、pKK223−3、pDHE19.2、pHS2、pPLc236、pMBL24、pLG200、pUR290、pIN−III113−B1、λgt11もしくはpBdCI、ストレプトミセス属(Streptomyces)のpIJ101、pIJ364、pIJ702もしくはpIJ361、バチルス属(Bacillus)のpUB110、pC194もしくはpBD214、コリネバクテリウム属(Corynebacterium)のpSA77もしくはpAJ667、真菌のpALS1、pIL2もしくはpBB116、酵母の2alphaM、pAG−1、YEp6、YEp13もしくはpEMBLYe23、又は植物のpLGV23、pGHlac+、pBIN19、pAK2004もしくはpDH51である。前記プラスミドは、可能なプラスミドの小規模の選択肢である。さらなるプラスミドは、当業者に周知であり、かつ例えばクローニングベクターの本(Eds. Pouwels P. H. ら、Elsevier, Amsterdam−New York−Oxford, 1985, ISBN 0 444 904018)において見出される。
ベクターのさらなる開発において、本発明による核酸構築物又は本発明による核酸を含むベクターは、有利には線状DNAの形態で微生物に導入され、異種組換え又は相同組換えを介して宿主生物のゲノムに組み込まれてもよい。この線状DNAは、線状化されたベクター、例えばプラスミド、又は本発明による核酸構築物もしくは核酸のみからなってよい。
生物における異種遺伝子の最適な発現のために、核酸配列を改変して、生物で使用される特定の「コドン使用」に一致させることが有利である。「コドン使用」は、問題の生物の他の公知の遺伝子のコンピューター評価により容易に決定されうる。
本発明による発現カセットは、適したプロモーターを適したコードヌクレオチド配列及びターミネーター又はポリアデニル化シグナルに融合することによって生じる。通常の組換え及びクローニング技術がこの目的のために使用され、例えばT. Maniatis, E.F. Fritsch及びJ. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989)において、並びにT.J. Silhavy, M.L. Berman及びL.W. Enquist, Experiments with Gene Fusions, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1984)において、並びにAusubel, F.M.ら、Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Assoc. and Wiley Interscience (1987)において記載されている。
適した宿主生物での発現のために、組換え核酸構築物又は遺伝子構築物は、宿主における遺伝子の最適な発現を可能にする宿主特異的ベクターに有利に挿入される。ベクターは、当業者に周知であり、例えば「クローニングベクター」(Pouwels P. H. ら、Ed., Elsevier, Amsterdam−New York−Oxford, 1985)において見出される。
相互参照される文書の内容は、参照をもって組み込まれたものとする。
本明細書において同定及び/又は使用される核酸及びアミノ酸の配列を以下に挙げる:
次の実施例は、例示のみであり、要約、明細書又は特許請求の範囲において挙げられる発明の範囲を制限することを意図しない。
本明細書において提供される開示を考慮した後、当業者には直ちに明らかになる多数の可能な変更も本発明の範囲内に入る。
使用される全ての材料及び微生物又は細胞は市販の製品である。
特に明記されない限り、組換えタンパク質を、標準の方法、例えばSambrook, J., Fritsch, E.F.及びManiatis, T., Molecular cloning: A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989において記載される方法により、クローニング及び発現させる。
実施例
実施例1:ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸及びトランスピロールによって活性化されたマウス及びヒトの匂い物質受容体の同定及び機能的特徴付け
新たな匂い物質受容体の同定を、国際公開番号第2014/210585号において開示された方法に従って実施した。簡単に、マウスの嗅覚ニューロンを、次のMCS:ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールに曝し、そしてCa2+画像化技術を使用してスクリーニングした。DMTSにより活性化させたニューロンを、全トランスクリプトーム解析のためにさらに単離して、感受性のある匂い物質受容体を同定した。単離した細胞mRNAに対応するcDNAを生成し、そしてPCRベースの方法(Clontech/Takara, SMARTer(登録商標)Ultra(登録商標)Low Input RNA Kit for Sequencing − v3, cat. 634848)により増幅させた。そして増幅させたcDNAを使用して、次世代シーケンシングのためのIllumina cDNAライブラリー及び100塩基対の単一リード配列を生成した。配列を、マウス関連ゲノム(例えばUCSCバージョンmm10)に整列させて、完全なトランスクリプトームを生成した。単一の匂い物質受容体(OR)が嗅覚ニューロンにつき強く転写されたため、MCS応答ORの続く同定が達成できる。そして、配列類似性検索を使用した系統関係評価を使用して、対応するヒトORを同定した。次のORを同定した:Olfr263、Olfr96、Olfr1487、Olfr339、Olfr641、Olfr1126、Olfr46、Olfr1322、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364及びOlfr937。
第二の方法において、400個の推定機能的ヒト受容体レパートリーを含む匂い物質受容体のパネルを、ヒト嗅覚Gタンパク質アルファサブユニット(Golf−配列番号49)を発現する国際公開番号第2014/210585号において記載された培養したヒトHEK293T細胞株にトランスフェクトし、cyclicAMPレポーターに結合させた。in vitroでの匂い物質受容体の前記パネルをMCSに曝し、cAMPシグナルのレベルをそれぞれの受容体について測定した。続いて、基準線とは著しく異なるシグナルを示す受容体を、機能的用量反応実験で試験した。図1に関して、次のヒト匂い物質受容体を同定した:OR11A1、OR2M3、OR4S2、OR2J3、OR4Q3、OR51E1、OR2W1、OR1A1、OR5K1、及びOR51I2。
機能的用量反応実験を実施して、国際公開番号第2014/210585号において開示されたアッセイ及び方法に従って、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸又はトランスピロールを使用して、個々の推定匂い物質受容体を発現する改質した細胞株のMCS誘発活性のレベルを評価した。
実施例2:酪酸の嗅覚受容体の阻害剤の同定
OR51E1嗅覚受容体を発現する細胞株を、アンタゴニストスクリーニングプラットフォームとして使用して、酪酸誘発受容体の活性を減少させる特性を有する化合物を同定した。その細胞株を、それらの阻害特性及び潜在的な酪酸の臭気阻害について揮発性化合物ライブラリーでスクリーニングした。最初に、酪酸とそれぞれの試験化合物との個々の二成分混合物を細胞に提示した。
試験化合物の存在又は非存在下での酪酸誘発細胞活性の単一濃度のモニタリングは、推定の抑制効果又は阻害効果を有する化合物の同定を可能にした。これらのヒットを、さらに阻害用量反応アッセイでさらに確認して、基線アゴニスト活性に規準化させた阻害率(%)を評価した。
受容体活性の用量依存減少を、酪酸(EC87)の単一の活性濃度の存在下で試験化合物の増加濃度を記録し、かつ対応する用量反応阻害曲線を得た。試験した化合物について最大の阻害率(%)の要約を図2において示す。
アッセイ系を設計して、高い選択性のアンタゴニストを選択し、そのデータを、高濃度の酪酸(EC87)を使用して得た。これらのデータは、式(I)の化合物が酪酸の嗅覚受容体アンタゴニストであることを証明する。しかしながら、いくつかの化合物は、酪酸の嗅覚受容体の阻害の相対的な大きさによって示唆されるように、他よりも優れて作用した。
実施例3:ゲオノールの嗅覚受容体の阻害剤の同定
細胞ベースのスクリーニング:OR11A1又はOR2M3の嗅覚受容体を発現する細胞株を、アンタゴニストスクリーニングプラットフォームとして使用して、ゲオノール誘発受容体の活性を減少させる特性を有する化合物を同定した。それぞれの細胞株を、それらの阻害特性及び潜在的なゲオノールの臭気阻害について揮発性化合物ライブラリーでスクリーニングした。最初に、ゲオノールとそれぞれの試験化合物との個々の二成分混合物を細胞に提示した。
試験化合物の存在又は非存在下でのゲオノール誘発細胞活性の単点モニタリングは、推定の抑制効果又は阻害効果を有する化合物の同定を可能にした。これらのヒットを、阻害用量反応曲線アッセイでさらに確認して、IC50の測定値(受容体活性が所与の試験化合物の半分の最大阻害効果のレベルにより阻害される阻害剤濃度)として活性阻害のポテンシーを評価した。
受容体活性の用量依存減少を、ゲオノール(EC80)の単一の活性濃度の存在下で試験化合物の増加濃度を記録し、かつ対応する用量反応阻害曲線を得た。表2において挙げた化合物は、少なくとも1つの嗅覚受容体のゲオノール誘発活性を減少した化合物の例である。
感覚評価:REF(ゲオノールのみ)、ゲオノールのみの制御、アンタゴニストのみ、ゲオノールと等強度アンタゴニストとの混合物、又はゲオノールと低濃度アンタゴニストとの混合物を含む5つの16ozのガラス瓶をパネリストに提示した(最後の4つの試料をパネリスト全体で無作為にした)。パネリストに、最初にREFジャーからの土/苔の匂いの品質に慣らし、そして4つの試料の心地よさ、土/苔の匂い強度、及び全体的な匂い強度を0〜10の線形スケールで評価するように求めた。試料間の刺激の間隔は、順応を避けるために2分であった。結果を図4に載せ、その際該図は、ゲオノールとREF試料に対する25種類の異なるアンタゴニストとの二成分の等強度混合物中に残っているゲオノール悪臭(土/苔の匂い)の割合を示す。
95%の信頼レベルでのDuncan平均比較での一元配置の分散分析(ANOVA)を実施して、ゲオノールのみの試料、アンタゴニストのみの試料、及び2つの異なる比率でのゲオノール基準/アンタゴニストの混合物の平均の土/苔の匂い強度を比較した。細胞ベースのスクリーニング及び感覚評価の結果を表2及び図4において示す。
*は、等強度混合物とアンタゴニストとの間に土/苔の匂い強度の有意な差が見出されず、かつ95%の信頼レベルでゲオノールのみの試料よりも著しく低かったことを意味する。
*は、土/苔の匂い強度が等強度混合物中でアンタゴニストのみの試料中よりも著しく高く、かつ95%の信頼レベルでゲオノールのみの試料よりも著しく低かったことを意味する。
NSは、等強度混合物とアンタゴニストとの間に土/苔の匂い強度の有意な差が見出されず、かつ95%の信頼レベルで等強度混合物とゲオノールのみの試料との間に著しい差が見出されなかったことを意味する。
NSは、土/苔の匂い強度が等強度混合物中でアンタゴニストのみの試料中よりも著しく高く、かつ95%の信頼レベルで等強度混合物とゲオノールのみの試料との間に著しい差が見出されなかったことを意味する。
実施例4:1−オクテン−3−オールの嗅覚受容体の阻害剤の同定
OR2W1又はOR1A1の嗅覚受容体を発現する細胞株を、アンタゴニストスクリーニングプラットフォームとして使用して、1−オクテン−3−オール誘発受容体の活性を減少させる特性を有する化合物を同定した。それぞれの細胞株を、それらの阻害特性及び潜在的な1−オクテン−3−オールの臭気阻害について揮発性化合物ライブラリーでスクリーニングした。最初に、1−オクテン−3−オールとそれぞれの試験化合物との個々の二成分混合物を細胞に提示した。
試験化合物の存在又は非存在下での1−オクテン−3−オール誘発細胞活性の単一濃度のモニタリングは、推定の抑制効果又は阻害効果を有する化合物の同定を可能にした。これらのヒットを、阻害用量反応アッセイでさらに確認して、IC50の測定値(受容体活性が所与の試験化合物の半分の最大阻害効果のレベルにより阻害される阻害剤濃度)及び従って阻害率(%)(基線アゴニスト活性に規準化させた)として活性阻害のポテンシー(potency)及びエフィカシー(efficacy)を評価した。
受容体活性の用量依存減少を、1−オクテン−3−オール(EC80)の単一の活性濃度の存在下で試験化合物の増加濃度を記録し、かつ対応する用量反応阻害曲線を得た。表3において挙げた化合物は、少なくとも1つの受容体の1−オクテン−3−オール誘発活性を減少した化合物の例である。
実施例5:酪酸の匂い物質受容体の阻害剤の同定
OR51E1嗅覚受容体を発現する細胞株を、アンタゴニストスクリーニングプラットフォームとして使用して、酪酸誘発受容体の活性を減少させる特性を有する化合物を同定した。その安定な細胞株を、それらの阻害特性及び潜在的な酪酸の臭気阻害について揮発性化合物ライブラリーでスクリーニングした。最初に、酪酸とそれぞれの試験化合物との個々の二成分混合物を細胞に提示した。
試験化合物の存在又は非存在下での酪酸誘発細胞活性の単一濃度のモニタリングは、推定の抑制効果又は阻害効果を有する化合物の同定を可能にした。これらのヒットを、阻害用量反応アッセイでさらに確認して、IC50の測定値(受容体活性が所与の試験化合物の半分の最大阻害効果のレベルにより阻害される阻害剤濃度)として活性阻害のポテンシーを評価した。
受容体活性の用量依存減少を、酪酸(EC94)の単一の活性濃度の存在下で試験化合物の増加濃度を記録し、かつ対応する用量反応阻害曲線を得た。表4において挙げた化合物は、少なくとも1つの受容体の酪酸誘発活性を減少した化合物の例である。
実施例6:DMTSの嗅覚受容体の阻害剤の同定
OR52N5、OR2L13、OR2AJ1、OR4C15、OR5AC2、OR8H3、OR11G2、OR52N2、又はOR5T1の匂い物質受容体を発現する細胞株を、アンタゴニストスクリーニングプラットフォームとして使用して、国際公開番号第2014/210585号において開示されたアッセイ及び方法に従って、DMTS誘発受容体の活性を減少させる特性を有する化合物を同定した。ヒト匂い物質受容体を発現するそれぞれの細胞株を、それらの阻害特性及び潜在的なDMTSの臭気阻害について揮発性化合物ライブラリーでスクリーニングした。最初に、DMTSとそれぞれの試験化合物との個々の二成分混合物を細胞に提示した。試験化合物の存在又は非存在下でのDMTS誘発細胞活性の単点モニタリングは、推定の抑制効果又は阻害効果を有する化合物の同定を可能にした。これらのヒットを、阻害用量反応曲線アッセイでさらに確認して、IC50の測定値(受容体活性が所与の試験化合物の半分の最大阻害効果のレベルにより阻害される阻害剤濃度)として活性阻害のポテンシーを評価した。受容体活性の用量依存減少を、DMTS(EC80)の単一の活性濃度の存在下で試験化合物の増加濃度を記録し、かつ対応する用量反応阻害曲線を得た。表5において挙げた化合物は、少なくとも1つの受容体のDMTS誘発活性を減少した化合物の例である。

Claims (17)

  1. ランドリーの悪臭を引き起こす物質、カビの悪臭を引き起こす物質、及び/又は汗の悪臭を引き起こす物質により活性化される嗅覚受容体の活性を結合する、抑制する、遮断する、阻害する、及び/又は調節する化合物を同定するための方法であって、
    a. OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR51E1、OR4S2、OR51I2、OR2H1、OR2W3、OR8G1、Olfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr96、Olfr1193、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr1126及びOlfr558、Olfr1322、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937、Olfr46並びにそれらのキメラ又は機能的断片からなる群から選択される少なくとも1つの嗅覚受容体ポリペプチドに;又は少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%のアミノ酸配列の同一性を有する少なくとも1つの嗅覚受容体ポリペプチドに、試験物質並びに前記ランドリーの悪臭及び/又は汗の悪臭を引き起こす物質を接触させること;並びに
    b. 試験物質の存在及び非存在下で前記嗅覚受容体の応答を測定することにより、悪臭を引き起こす物質に対する前記少なくとも1つの嗅覚受容体の応答を測定すること
    を含む、前記方法。
  2. さらに、
    c. 試験物質の存在及び非存在下で測定された応答に基づいて、前記少なくとも1つの嗅覚受容体の応答を調節する試験物質を同定すること、並びに
    d. 悪臭を引き起こす物質に対する前記少なくとも1つの嗅覚受容体の応答を調節する化合物として同定された試験物質を選択すること
    を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記悪臭を引き起こす物質が、ゲオノール、ジメチルトリスルフィド(DMTS)、1−オクテン−3−オール、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸、3−メチル−3−スルファニルヘキサノール(トランスピロール)、及び前記物質の少なくとも2つの混合物からなる群から選択される、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記少なくとも1つの嗅覚受容体ポリペプチドが、
    a. 配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、57、59、61、63、65、67、69、71、73、又は75に対して、少なくとも70%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み;及び/又は
    b. 配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、又はそれらの逆相補体に対して、少なくとも70%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸分子によりコードされる、
    請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記ポリペプチドが、
    a. 配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、57、59、61、63、65、67、69、71、73、又は75に対して、少なくとも90%、95%、98%、99%又は100%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含み;及び/又は
    b. 配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、又はそれらの逆相補体に対して、少なくとも90%、95%、98%、99%又は100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸分子によりコードされる、
    請求項4に記載の方法。
  6. 前記悪臭を引き起こす物質が、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール及び前記物質の少なくとも2つの混合物からなる群から選択されるランドリーの悪臭を引き起こす物質である、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記悪臭を引き起こす物質が、ゲオノール、DMTS、1−オクテン−3−オール及び前記物質の少なくとも2つの混合物からなる群から選択されるカビの悪臭を引き起こす物質である、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記悪臭を引き起こす物質が、酪酸、3−メチル−2−ヘキセン酸、3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸、トランスピロール、及び前記物質の少なくとも2つの混合物からなる群から選択される汗の悪臭を引き起こす物質である、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記嗅覚受容体ポリペプチドが、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR11A1、OR2M3、OR4S2、Olfr263、Olfr403、Olfr735、Olfr1193、Olfr137、Olfr173、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr96、Olfr1322、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364及びOlfr937;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、請求項6又は7に記載の方法。
  10. 前記悪臭を引き起こす物質がゲオノールを含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR1A1、OR11A1、OR2M3、Olfr403、Olfr164、Olfr1487、Olfr339、Olfr96及びOlfr1322;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、請求項9に記載の方法。
  11. 前記悪臭を引き起こす物質が1−オクテン−3−オールを含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR4Q3、OR5K1、OR2H1、OR2W3、OR8G1、Olfr263、Olfr137、Olfr735、Olfr173、Olfr93、Olfr398、Olfr120、Olfr1364、Olfr937;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、請求項9に記載の方法。
  12. 前記悪臭を引き起こす物質がDMTSを含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR2W1、OR1A1、OR5K1、OR4S2、Olfr263、Olfr1193、Olfr173及びOlfr403;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、請求項9に記載の方法。
  13. 前記嗅覚受容体ポリペプチドが、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR5K1、OR51E1、OR51I2、Olfr263、Olfr403、Olfr641、Olfr137、Olfr173、Olfr1126、Olfr558及びOlfr46;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、請求項8に記載の方法。
  14. 前記悪臭を引き起こす物質が酪酸を含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR51E1及びOlfr558;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、請求項13に記載の方法。
  15. 前記悪臭を引き起こす物質が3−メチル−2−ヘキセン酸を含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR51I2、Olfr641、OR2W1及びOlfr263;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、請求項13に記載の方法。
  16. 前記悪臭を引き起こす物質が3−ヒドロキシ−3−メチル−ヘキサン酸を含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR2W1、Olfr1126及びOlfr263;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、請求項13に記載の方法。
  17. 前記悪臭を引き起こす物質がトランスピロールを含み、かつ前記嗅覚受容体が、OR2W1、OR1A1、OR2J3、OR5K1、Olfr263、Olfr137、Olfr173、Olfr403及びOlfr46;それらのキメラ及び機能的断片;並びに少なくとも1つの前記嗅覚受容体ポリペプチドに対して少なくとも70%のアミノ酸配列同一性を有する嗅覚受容体ポリペプチドからなる群から選択される、請求項13に記載の方法。
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