JP2022525057A - 融合ポリペプチド - Google Patents

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Abstract

本明細書で提供されるのは、とりわけ、1つ以上の対象となるポリペプチドを発現させる及び精製するための改良されたプロテアーゼ認識配列を含む融合DNA構築物、並びに組換え型宿主細胞中で1つ以上の対象となるポリペプチドを産生するための方法である。【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その開示の全体が参照によって本明細書に組み込まれる2019年3月8日に出願された米国仮特許出願第62/815,912号の優先権を主張する。
本明細書で提供されるのは、とりわけ、改良された切断可能な融合ポリペプチドを含む組成物、並びにこの組成物を利用して宿主細胞中で1つ以上の対象となるポリペプチドを産生するための方法である。
融合ポリペプチドの産生は、大腸菌(E.coli)、酵母、及び糸状菌を含めた、たくさんの微生物において報告されている。これらの融合タンパク質のいくつかでは、対象となるポリペプチドと担体タンパク質の間に、プロテアーゼ認識部位が挿入されている(例えば、Contreras et al.,1991,Biotechnology(NY),9(4):378-81及びWard et al.,1995,Biotechnology(NY),13(5):498-503)。しかし、多くの場合、1つ以上の対象となるポリペプチドの最適以下の収量につながる不完全な切断が認められている。したがって、改良された融合タンパク質産生のための組成物及び方法、並びに効率的且つ完全なプロテアーゼ媒介性融合タンパク質切断が必要とされる。本明細書に開示される対象物は、これらの必要性に応え、その上、追加の利益を提供する。
本明細書で提供されるのは、とりわけ、宿主細胞において1つ以上の対象となるポリペプチドを産生及び精製する場合に、改良された又は完全なプロテアーゼ媒介性(例えば、KEX2媒介性)切断をもたらす、変更されたアミノ酸配列を有する天然に存在しない操作された融合ポリペプチド、並びにこの融合ポリペプチドを利用するための方法である。これらの開示された方法、操作された融合ポリペプチド、及び組換え型の宿主細胞は、開示された変更されたアミノ酸配列を含有しない及び/又は本明細書に開示される方法に従って使用されない融合ポリペプチドと比較した場合の、融合ポリペプチド分泌及び/又は1つ以上の対象となるポリペプチドの精製の増大を提供する。
したがって、いくつかの態様では、本明細書で提供されるのは、アミノ酸配列T-S-V-A-V-E-X-X-Q-V-(配列番号1)を含む融合ポリペプチドであって、1)X及びXが、塩基性アミノ酸であり;且つ2)このアミノ酸配列が、疎水性アミノ酸、芳香族アミノ酸、酸性アミノ酸、及び塩基性アミノ酸からなる群から選択されるアミノ酸で置換されたT;疎水性アミノ酸、芳香族アミノ酸、塩基性アミノ酸、及び鎖配向に影響を与えるアミノ酸からなる群から選択されるアミノ酸で置換されたS;塩基性アミノ酸及びMからなる群から選択されるアミノ酸で置換されたA;Lで置換されたV;芳香族アミノ酸で置換されたE;酸性アミノ酸、及び鎖配向に影響を与えるアミノ酸からなる群から選択されるアミノ酸で置換されたQ;及び/又はL、I、及び芳香族アミノ酸からなる群から選択されるアミノ酸で置換されたVからなる群から選択される1つ以上の置換を有する、融合ポリペプチドである。いくつかの実施形態では、Tは、A、F、M、Q、R、N、E、及びYからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている;Sは、F、H、K、L、M、P、Q、R、N、及びVからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている;Aは、H、K、M、及びRからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている;Eは、F及びWからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている;Qは、D及びGからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている;及び/又はVは、L、I、及びFからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている。
本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、ASVAVEKRQV(配列番号3)、FSVAVEKRQV(配列番号2)、MSVAVEKRQV(配列番号4)、QSVAVEKRQV(配列番号5)、RSVAVEKRQV(配列番号6)、及びYSVAVEKRQV(配列番号7)からなる群から選択される。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、TFVAVEKRQV(配列番号8)、THVAVEKRQV(配列番号9)、TKVAVEKRQV(配列番号10)、TLVAVEKRQV(配列番号11)、TMVAVEKRQV(配列番号12)、TPVAVEKRQV(配列番号13)、TQVAVEKRQV(配列番号14)、TRVAVEKRQV(配列番号15)、及びTVVAVEKRQV(配列番号16)からなる群から選択される。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、TSVHVEKRQV(配列番号17)、TSVKVEKRQV(配列番号18)、及びTSVRVEKRQV(配列番号19)からなる群から選択される。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アミノ酸配列TSVALEKRQV(配列番号20)。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、TSVAVFKRQV(配列番号21)及びTSVAVWKRQV(配列番号22)からなる群から選択される。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、TSVAVEKRDV(配列番号23)及びTSVAVEKRGV(配列番号24)からなる群から選択される。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、TSVAVEKRQF(配列番号25)及びTSVAVEKRQL(配列番号26)からなる群から選択される。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、C末端に追加の2つのアミノ酸、T-L(配列番号64)をさらに含み、ここで、Tは、酸性アミノ酸及び疎水性アミノ酸からなる群から選択されるアミノ酸で置換されている;及び/又はLは、I及びVからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている。いくつかの実施形態では、Tは、E又はFで置換されている。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、TSVAVEKRQVEL(配列番号27)である。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、TSVAVEKRQVTI(配列番号28)及びTSVAVEKRQVTV(配列番号29)からなる群から選択される。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、融合ポリペプチドは、2つ以上の置換を含む。いくつかの実施形態では、2つ以上の置換の少なくとも1つは、S又はV位置である。いくつかの実施形態では、Sでの置換は、H又はNである。いくつかの実施形態では、アミノ酸は、THVAVEKRQVTI(配列番号30)、THVAVEKRDVTL(配列番号31)、THVAVEKRQVAL(配列番号32)、EHVAVEKRQVTL(配列番号33)、TNVAVEKRDVTL(配列番号34)、及びTNVAVEKRQVAL(配列番号35)からなる群から選択される配列である。いくつかの実施形態では、Vでの置換は、Lである。いくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、TSVALWKRQVTL(配列番号36)、TSVMLEKRQVTL(配列番号37)、TSVALEKRQITL(配列番号38)、及びTSVALEKRQVAL(配列番号39)からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、融合ポリペプチドは、S及びVでの置換を含む。いくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、THVALEKRQVTL(配列番号40)である。いくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、TSVAVEKRDVAL(配列番号41)である。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、融合ポリペプチドは、3つ以上の置換を含む。いくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、THVMLEKRQVTL(配列番号42)、TKVMLEKRQVTL(配列番号43)、THVAVEKRDVAL(配列番号44)、THVALWKRQVTL(配列番号45)、TKVAVEKRDLTL(配列番号46)、TNVAVEKRDLTL(配列番号47)、EHVAVWKRQVTL(配列番号48)、EHVALEKRQVTL(配列番号49)、ESVALWKRQVTL(配列番号50)、RSVRVEKRDVTL(配列番号51)、及びTSVALEKRDVAL(配列番号52)からなる群から選択される。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、融合ポリペプチドは、4つ以上の置換を含む。いくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、THVALEKRDVAL(配列番号53)、TKVRVEKRDLTL(配列番号54)、TNVALEKRDVAL(配列番号55)、EHVALWKRQVTL(配列番号56)、EPVALWKRQVTL(配列番号57)、NHVALWKRQVTL(配列番号58)、RSVRVEKRDLTL(配列番号59)、RKVRVEKRDVTL(配列番号60)、RKVRVEKRQLTL(配列番号61)、及びRKVAVEKRDLTL(配列番号62)からなる群から選択される。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、融合ポリペプチドは、5つ以上の置換を含む。いくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、RKVRVEKRDLTL(配列番号63)である。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、X及びXは、KK、RR、KR、及びRKからなる群から選択される、本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アミノ酸配列は、1種以上のプロテアーゼによって完全に切断される。いくつかの実施形態では、プロテアーゼは、Kex2セリンペプチダーゼ(EC 3.4.21.61)である。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、融合ポリペプチドは、シグナル配列をコードするポリペプチドをさらに含む。いくつかの実施形態では、シグナル配列をコードするポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列のN末端又はC末端に位置する。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、融合ポリペプチドは、担体タンパク質をコードするポリペプチドをさらに含む。いくつかの実施形態では、担体タンパク質をコードするポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列のN末端又はC末端に位置する。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、担体タンパク質をコードするポリペプチドは、シグナル配列をコードするポリペプチドに隣接している。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、担体タンパク質は、CBH1又はその断片を含む。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、融合ポリペプチドは、対象となるポリペプチドをさらに含む。いくつかの実施形態では、対象となるポリペプチドをコードするポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列のN末端又はC末端に位置する。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、対象となるポリペプチドは、酵素である。いくつかの実施形態では、酵素は、活性又は不活性な炭水化物分解酵素、プロテアーゼ、リパーゼ、及び細胞溶解酵素からなる群から選択される酵素である。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、対象となるポリペプチドは、治療用タンパク質である。いくつかの実施形態では、治療用タンパク質は、抗体又はその機能性断片である。いくつかの実施形態では、抗体は、軽鎖又は重鎖モノクローナル抗体である。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、シグナル配列はCBH1シグナル配列であり、担体タンパク質はCBH1含有担体タンパク質であり、対象となるポリペプチドは抗体軽鎖又はその機能性断片である。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、シグナル配列はCBH1シグナル配列であり、担体タンパク質はCBH1含有担体タンパク質であり、対象となるポリペプチドは抗体重鎖又はその機能性断片である。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、シグナル配列はCBH1シグナル配列であり、担体タンパク質はCBH1含有担体タンパク質であり、対象となるポリペプチドは抗体重鎖又はその断片及び抗体軽鎖又はその機能性断片である。いくつかの実施形態では、抗体又はその機能性断片は、シングルドメイン抗体(sdAb)である。いくつかの実施形態では、抗体又はその機能性断片は、Fv、Fab、Fab’、Fab’-SH、F(ab’)、二重特異性抗体、直鎖抗体、単鎖抗体分子(例えばscFv)、及び抗体断片から形成される多重特異性抗体からなる群から選択される。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、抗体又はその機能性断片は、抗RSウイルス(RSV)抗体、抗エボラウイルス抗体、抗凝集βアミロイド(Aβ)抗体、抗ヒト免疫不全ウイルス(HIV)抗体、抗単純ヘルペスウイルス(HSV)抗体、抗精子抗体(抗ヒト避妊抗原(HCA)抗体など)、及び抗HER2/neu抗体である。
他の態様では、本明細書で提供されるのは、本明細書に開示される融合ポリペプチドのいずれかをコードする核酸である。
さらなる態様では、本明細書で提供されるのは、本明細書に開示される核酸のいずれかをコードするベクターである。いくつかの実施形態では、ベクターは、プロモーターをコードする核酸配列をさらに含む。
さらに他の態様では、本明細書で提供されるのは、本明細書に開示される融合ポリペプチドのいずれか、本明細書に開示される核酸のいずれか、及び/又は本明細書に開示されるベクターのいずれかを含む宿主細胞である。いくつかの実施形態では、宿主細胞は、哺乳類宿主細胞、細菌宿主細胞、及び真菌宿主細胞からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、哺乳類細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞である。いくつかの実施形態では、細菌細胞は、大腸菌(E.coli)細胞である。いくつかの実施形態では、真菌細胞は、酵母細胞又は糸状菌細胞である。いくつかの実施形態では、酵母細胞は、サッカロミセス属(Saccharomyces)の種である。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、真菌細胞は、トリコデルマ属(Trichoderma)の種、アオカビ属(Penicillium)の種、フミコラ属(Humicola)の種、クリソスポリウム属(Chrysosporium)の種、グリオクラジウム属(Gliocladium)の種、コウジカビ属(Aspergillus)の種、フザリウム属(Fusarium)の種、ケカビ属(Mucor)の種、アカパンカビ属(Neurospora)の種、ボタンタケ属(Hypocrea)の種;マイセリオフトラ(Myceliophthora)の種、及びエメリセラ属(Emericella)の種からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、真菌細胞は、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)、トリコデルマ・ビリデ(Trichoderma viride)、トリコデルマ・コニンギ(Trichoderma koningii)、トリコデルマ・ハルチアナム(Trichoderma harzianum)、フミコラ・インソレンス(Humicola insolens)、フミコラ・グリセア(Humicola grisea)、クリソスポリウム・ルクノウェンス(Chrysosporium lucknowense)、コウジカビ(Aspergillus oryzae)、クロカビ(Aspergillus niger)、アスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)、アスペルギルス・カワチ(Aspergillus kawachi)、アスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus)、アスペルギルス・ジャポニクス(Aspergillus japonicus)、ショウユコウジカビ(Aspergillus sojae)、マイセリオフトラ・サーモフィラ(Myceliophthora thermophila)、及びアワモリコウジカビ(Aspergillus awamori)からなる群から選択される。
他の態様では、本明細書で提供されるのは、本明細書に開示される融合ポリペプチドのいずれかを産生するための方法であって、本明細書に開示される宿主細胞のいずれかを、融合ポリペプチドの産生に適した条件下で培養することを含む方法である。いくつかの実施形態では、この方法は、融合ポリペプチドを単離することをさらに含む。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、この方法は、融合ポリペプチドをプロテアーゼで切断することをさらに含む。いくつかの実施形態では、プロテアーゼは、Kex2セリンペプチダーゼ(EC 3.4.21.61)である。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、融合ポリペプチドの切断は、配列番号1のアミノ酸配列を欠く等価な融合ポリペプチドの切断と比較して増大される。いくつかの実施形態では、この方法は、切断された融合ポリペプチドの産生物の一方又は両方を単離することをさらに含む。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、融合ポリペプチドの分泌は、配列番号1のアミノ酸配列を欠く等価な融合ポリペプチドの分泌と比較して増大される。
さらなる態様では、本明細書で提供されるのは、融合ポリペプチドを切断するための方法であって、本明細書に開示される融合ポリペプチドのいずれかを、プロテアーゼと接触させることを含む方法である。いくつかの実施形態では、プロテアーゼは、Kex2セリンペプチダーゼ(EC 3.4.21.61)である。
他の態様では、本明細書で提供されるのは、a)本明細書に開示される融合ポリペプチドのいずれかを産生するための書面の説明書;並びにb)本明細書に開示される核酸のいずれか;2)本明細書に開示されるベクターのいずれか;及び/又は3)本明細書に開示される宿主細胞のいずれかのうちの1つ以上を含むキットである。いくつかの実施形態では、キットは、4)Kex2セリンペプチダーゼ(EC 3.4.21.61)を含む組成物;及び/又は5)Kex2セリンペプチダーゼをコードする核酸のうちの1つ以上をさらに含む。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、キットは、Kex2セリンペプチダーゼを発現する宿主細胞をさらに含む。本明細書に開示される実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、キットは、6)追加のプロテアーゼを含む組成物;及び/又は7)追加のプロテアーゼをコードする核酸のうちの1つ以上をさらに含む。
本明細書に記載した態様と実施形態はそれぞれ、その実施形態又は態様の文脈により明示的に又は明確に除外されない限り、共に使用することが可能である。
本明細書全体を通して、様々な特許、特許出願、及び他の種類の刊行物(例えば、学術雑誌論文、電子データベースエントリなど)が引用されている。本明細書に引用されたすべての特許、特許出願、及び他の刊行物の開示の全体を、すべての目的のために、参照によって本明細書に組み込む。
KEX2部位前駆及び後部配列を含む融合ポリペプチドを表す模式図である。
選択された操作されたKEX2認識配列の切断効率を示す代表的なSDS-PAGEゲルを表す。変更されていない配列を、アスタリスク(*)によって示した。
Synagis HC重鎖SELライブラリー構築のために使用されるエントリークローンの模式図を表す。
発現ベクターpTTTpyr2-ISceI-Synagis HC_Geneart_SEL重鎖の模式図を表す。
Synagis抗体重鎖のヌクレオチド配列を表す。 Synagis抗体重鎖のアミノ酸配列を表す。
pAS25発現ベクターの模式図を表す。
TKVAVEKR kex配列を有するトラスツズマブ重鎖ベクターの模式図を表す。 TSVAVEKR kex配列を有するトラスツズマブ重鎖ベクターの模式図を表す。
TKVAVEKR kex配列を有するトラスツズマブ軽鎖ベクターの模式図を表す。 TSVAVEKR kex配列を有するトラスツズマブ軽鎖ベクターの模式図を表す。
CBH1からのトラスツズマブの切断を示すウエスタンブロットの結果を表す。
トラスツズマブHCのアミノ酸配列を表す。 pJC159内のトラスツズマブHCのヌクレオチド配列を表す。 pJC158内のトラスツズマブHCのヌクレオチド配列を表す。
トラスツズマブLCのアミノ酸配列を表す。 トラスツズマブLCのヌクレオチド配列を表す。
CBH1のアミノ酸配列を表す。 CBH1のヌクレオチド配列を表す。
本明細書に開示される発明は、プロテアーゼ認識部位前駆配列及び/又は後部配列中でプロテアーゼ認識部位が1つ以上の代替の置換されたアミノ酸を含むように操作された場合の融合ポリペプチドにおいて、タンパク質分泌及び/又はタンパク質切断が増強されるという本発明者らの知見に、ある程度基づいている。
したがって、本明細書で提供されるのは、融合DNA構築物、ベクター、融合ポリペプチド、融合DNA構築物及び/又は融合ポリペプチドを発現する宿主細胞、並びに宿主細胞中で作られる融合ポリペプチドの分泌及び/又は切断を増強するための方法である。より具体的には、またいくつかの非限定的な態様では、融合ポリペプチドからの対象となるポリペプチドの切断を増強又は向上させるために、操作されたKEX2部位前駆及び/又は後部配列が、融合ポリペプチド中に含められている。本明細書に開示される融合ポリペプチドは、本明細書に開示される操作されたプロテアーゼ認識部位前駆及び/又は後部配列を含まない融合ポリペプチドと比較して、より優れた、対象となるポリペプチドの分泌及び/又は精製を呈する。したがって、本開示は、切断されなかった産物の混入のリスクが制限された、比較的早いスケールアップ時間及び高レベルの精製タンパク質をもたらす、タンパク質産生、特に治療用タンパク質産生、例えば抗体産生のための、代替の改良された方法を提供する。
I.定義
用語「ポリペプチド」又は「タンパク質」は、その大きさにかかわらず、20種の天然のアミノ酸のいずれかを含有するあらゆるポリマーを指すものとする。用語「タンパク質」は、比較的に大きいタンパク質に関して使用されることが多く、「ペプチド」は、小さいポリペプチドに関して使用されることが多いが、この分野におけるこれらの用語の使用は、しばしば重複する。したがって、用語「ポリペプチド」は、他に注記のない限り、一般に、タンパク質、ポリペプチド、及びペプチドを指す。本明細書では、アミノ酸残基についての従来の1文字又は3文字略号が使用される。
「融合ポリペプチド」又は「融合タンパク質」は、本明細書で使用する場合、同じポリペプチド中に天然には存在しない2つ以上の異なるポリペプチド又はその活性な断片を含む、ポリペプチドを意味するものとする。いくつかの実施形態では、2つ以上の異なるポリペプチドは、動作可能なように共有結合されている、例えば、ペプチド結合によって化学的にインフレーム連結又は融合されている。
用語「プロテアーゼ認識部位」は、プロテアーゼによって切断される、ポリペプチドアミノ酸配列中の切断モチーフを指す。
用語「プロテアーゼ認識部位前駆配列」は、プロテアーゼ認識部位の直前の(すなわち、N末端のすぐ隣の)2~6個の連続したアミノ酸[(X)(ここで、nは2~6である)]を指す。
用語「プロテアーゼ認識部位後部配列」は、プロテアーゼ認識部位の直後の(すなわち、C末端のすぐ隣の)2~6個の連続したアミノ酸[(X)(ここで、nは2~6である)]を指す。
用語「KEX2」は、IUBMB酵素命名法に従ってEC 3.4.21.61と定義された活性を有する、カルシウム依存性エンドペプチダーゼを指す。KEX2は、タンパク質分泌中に、1対の塩基性アミノ酸のC末端のすぐ隣であるペプチド結合(KEX2切断部位)を切断する。
用語「KEX2領域」は、ポリペプチド、例えば融合ポリペプチド内に位置する、連続した4~12個のアミノ酸残基領域(例えば、4、5、6、7、8、9、10、11、又は12個のアミノ酸のいずれか)を指す。KEX2領域は、KEX2部位、KEX2部位前駆配列、及びKEX2部位後部配列から構成される。
用語「KEX2部位」は、ポリペプチド内の2つのアミノ酸のKEX2プロテアーゼ認識部位切断モチーフを指す。KEX2部位は、あらゆる順序の、2つの連続した塩基性アミノ酸(例えば、リジン、ヒスチジン、及び/又はアルギニン)(例えば、KK、RR、KR、又はRK)を含有する。
用語「KEX2部位前駆配列」は、KEX2部位の直前の(すなわち、N末端のすぐ隣の)2~8個の連続したアミノ酸[(X)(ここで、nは2~8、例えば、2、3、4、5、6、7、又は8のいずれかである)]を指す。例えば、KEX2領域が、TSVAVEKRQV(配列番号80)と定義されるならば、「KR」モチーフが、この領域のKEX2部位であり;nは6であり、「TSVAVE」モチーフ(配列番号81)が、この領域のKEX2部位前駆配列に相当する。
用語「KEX2部位後部配列」は、KEX2部位の直後の(すなわち、C末端のすぐ隣の)1又は2個の、他の実施形態では1~4個の、連続したアミノ酸[(X)(ここで、nは1~4、例えば、1、2、3、又は4のいずれかである)]を指す。例えば、KEX2領域が、TSVAVEKRQV(配列番号80)と定義されるならば、「KR」モチーフが、この領域のKEX2部位であり;nは2であり、「QV」モチーフが、この領域のKEX2部位後部配列に相当する。
用語「核酸」又は「ポリヌクレオチド」は、DNA、RNA、一本鎖又は二本鎖及びその化学的改変物を包含する。用語「核酸」と「ポリヌクレオチド」は、本明細書では互換的に使用することができる。遺伝暗号は縮重しているので、ある特定のアミノ酸をコードするために2つ以上のコドンが使用されている可能性があり、本発明の対象物は、ある特定のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドを包含する。
ポリペプチドに関する用語「野生型の」、「野生型」、「親の」、又は「参照基準の」は、1つ以上のアミノ酸位置での人為的な置換、挿入、又は欠失を含まない、天然に存在するポリペプチドを指す。同様に、ポリヌクレオチドに関する用語「野生型の」、「野生型」、「親の」、又は「参照基準の」は、人為的なヌクレオシド変化を含まない、天然に存在するポリヌクレオチドを指す。しかし、野生型の、親の、又は参照基準のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、天然に存在するポリヌクレオチドに限定されず、野生型の、親の、又は参照基準のポリペプチドをコードするあらゆるポリヌクレオチドを包含する。
本明細書で使用する場合、用語「天然に存在しない」は、自然界には見られないあらゆるもの(例えば、研究室で産生された組換え型の核酸及びタンパク質配列)、例えば野生型の核酸及び/又はアミノ酸配列の改変物を指す。いくつかの実施形態では、天然に存在しないポリペプチドは、相当する野生型の又は天然に存在するアミノ酸配列には見られないアミノ酸置換(すなわち変異)を含有する。
本明細書で使用する場合、ポリペプチドの「誘導体」又は「バリアント」は、1つ以上のアミノ酸の、C末端及びN末端の一方又は両方への付加、アミノ酸配列中の1つ又はいくつかの異なる部位での1つ以上のアミノ酸の置換、ポリペプチドの一方若しくは両方の末端での又はアミノ酸配列中の1つ以上の部位での1つ以上のアミノ酸の欠失、又はアミノ酸配列中の1つ以上の部位での1つ以上のアミノ酸の挿入によって、前駆ポリペプチド(例えば、天然のポリペプチド)から得られるポリペプチドを意味する。
本明細書で使用する場合、「バリアントポリヌクレオチド」は、バリアントポリペプチドをコードする、又は親のポリヌクレオチドとの指定された度合いの相同性/同一性を有する、又はストリンジェントな条件下で親のポリヌクレオチド又はその相補体とハイブリッド形成する。適切には、バリアントポリヌクレオチドは、親のポリヌクレオチド又は親のポリヌクレオチドの相補体との少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、さらには少なくとも99%のヌクレオチド配列同一性を有する。同一性(パーセント)を決定するための方法は、当技術分野で公知である。
用語「由来する」は、用語「に起因する」、「から得られる」、「から入手可能である」、「から単離される」、及び「から作製される」を包含し、一般に、ある指定された材料が、別の指定された材料に、その起源を見いだすか、又は別の指定された材料に関して説明することができる特徴を有することを示す。
「制御配列」は、本明細書では、ポリヌクレオチド又は対象となるポリペプチドの発現にとって必要又は好都合であるすべての構成要素を含むと定義される。各制御配列は、ポリペプチドをコードする核酸配列に対して天然又は外来であり得る。こうした制御配列には、限定はされないが、リーダー配列、ポリアデニル化配列、プロペプチド配列、プロモーター、シグナルペプチド配列、及び転写ターミネーターが含まれる。最低限、制御配列は、プロモーターと、転写及び翻訳停止シグナルを含む。制御配列は、制御配列とポリペプチドをコードする核酸配列のコード領域との連結を容易にする特定の制限部位を導入する目的で、リンカーを提供することができる。
「作動可能に連結された」は、本明細書では、制御配列がポリヌクレオチド及び/又はポリペプチドの発現を誘導又は調節するように、制御配列がDNA配列中のコード配列などのポリヌクレオチド又は対象となるポリペプチドと機能的な関係で(すなわち、相対的な位置に)適切に置かれた配置と定義される。
用語「DNA構築物」は、好適な宿主におけるタンパク質の発現を引き起こすことが可能な好適な制御配列に作動可能に連結されるDNA配列を意味する。こうした制御配列には、転写を引き起こすためのプロモーター、転写を制御するための任意のオペレーター配列、mRNA上の好適なリボソーム結合部位をコードする配列、エンハンサー、及び転写及び翻訳の停止を制御する配列が含まれ得る。
用語「融合DNA構築物」又は「融合核酸」は、共に作動可能に連結され、且つ融合ポリペプチドをコードする、5’~3’のいくつかのポリヌクレオチド配列(例えば、限定はされないが、シグナル配列をコードするDNA分子、担体タンパク質をコードするDNA分子、KEX2部位をコードするDNA分子、及び対象となるポリペプチドをコードするDNA分子)を含む核酸を指す。
「ベクター」は、核酸を1つ以上の細胞型に導入するように設計されたポリヌクレオチド配列を指す。ベクターには、クローニングベクター、発現ベクター、シャトルベクター、プラスミド、ファージ粒子、カセットなどが含まれる。
「発現ベクター」は、DNA断片を細胞に組み込み発現させる能力を有するベクターを指す。多くの原核生物及び真核生物発現ベクターが、市販品として入手可能なである。
「プロモーター」又は「プロモーター配列」は、コード領域などの対象となるポリヌクレオチドの発現のための宿主細胞によって認識される核酸配列である。一般に、プロモーター配列は、対象となるポリヌクレオチドの発現を媒介する転写制御配列を含有する。プロモーターは、変異、切断型、及びハイブリッドプロモーターを含めて、選択される宿主細胞において転写活性を示すあらゆる核酸配列であり得、宿主細胞に対して相同の又は異種の細胞外又は細胞内のポリペプチドをコードする遺伝子から得ることができる。
用語「シグナル配列」は、タンパク質を細胞からの分泌のための分泌系に誘導する、タンパク質のアミノ末端のアミノ酸の配列を指す。シグナル配列は、タンパク質の分泌の前に、タンパク質から切断される。ある種の場合には、シグナル配列は、「シグナルペプチド」又は「リーダーペプチド」と称することができる。シグナル配列の定義は、機能的なものである。成熟形態の細胞外タンパク質は、シグナル配列を欠いている(これは、分泌プロセス中に切除される)。
本明細書で使用される用語「担体タンパク質」は、宿主細胞からのポリペプチド(融合ポリペプチドなど)の分泌に対して機能する又は分泌を容易にするタンパク質を指す。例示的な担体タンパク質について、以下でより詳細に論じる。
対象細胞、核酸、ポリペプチド/酵素、又はベクターに関して使用される場合、用語「組換え型の」は、対象が、その天然の状態から改変されていることを示す。したがって、例えば、組換え型の細胞は、天然の(非組換え型の)形態の細胞内には見られない遺伝子を発現するか、又は天然の遺伝子を、自然界に見られるのとは異なるレベルで若しくは異なる条件下で発現する。組換え型の核酸は、1つ以上のヌクレオチドが天然の配列と異なり得る、及び/又は発現ベクター中で異種配列、例えば異種プロモーター、分泌を可能にするシグナル配列などに作動可能に連結されている。組換え型のポリペプチド/酵素は、1つ以上のアミノ酸が天然の配列と異なり得る、及び/又は異種配列と融合されている。抗体重鎖をコードする核酸を含むベクターは、例えば、組換え型のベクターである。
本明細書で使用する場合、「微生物」は、細菌、真菌、ウイルス、原生動物、及び他の微生物又は顕微鏡的微生物を指す。
「宿主株」又は「宿主細胞」は、ポリペプチド、特に本開示によって包含される組換え型の融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクター又はDNA構築物のための好適な宿主を意味する。具体的実施形態では、宿主株は、糸状菌細胞又は哺乳類細胞であり得る。用語「宿主細胞」には、細胞とプロトプラストとの両方が含まれる。
用語「糸状菌」は、すべての糸状形態の真菌亜門(subdivision Eumycotina)を指す(Alexopoulos,C.J.(1962),INTRODUCTORY MYCOLOGY,Wiley,New Yorkを参照のこと)。これらの真菌は、キチン、グルカン、及び他の複合多糖から構成される細胞壁を有する栄養菌糸体を特徴とする。本明細書に開示される糸状菌は、酵母とは形態学的に、生理学的に、且つ遺伝学的異なる。糸状菌による栄養増殖は、菌糸伸長によるものであり、炭素異化は、絶対的好気性である。
用語「培養すること」は、微生物細胞の集団を、液体又は固体の培地中で、好適な条件下で増殖させることを指す。
ポリヌクレオチド又はポリペプチドに関する用語「異種」は、宿主細胞中に天然には存在しないポリヌクレオチド又はポリペプチドを指す。いくつかの実施形態では、タンパク質は、商業的に重要な工業用タンパク質であり、いくつかの実施形態では、異種タンパク質は、治療用タンパク質である。この用語は、天然に存在する遺伝子、変異した遺伝子、及び/又は合成遺伝子によってコードされるタンパク質を包含することが意図される。
ポリヌクレオチド又はタンパク質に関する用語「相同の」は、宿主細胞中に天然に存在するポリヌクレオチド又はタンパク質を指す。
本明細書で使用される用語「回収される」、「単離される」、及び「分離される」は、それが関連する少なくとも1種の構成成分から取り出されたタンパク質(例えば、対象となるポリペプチド)、細胞、核酸、又はアミノ酸を指す。
本明細書で使用する場合、細胞に関して使用される用語「形質転換された」、「安定に形質転換された」、及び「トランスジェニック」は、細胞が、そのゲノムに組み込まれた非天然の(例えば異種)核酸配列又は天然の(例えば相同の)核酸配列の追加のコピーを有するか、又は複数世代を通してして維持されるエピソームプラスミドを有することを意味する。
本明細書で使用する場合、用語「発現」は、遺伝子の核酸配列に基づいてポリペプチドが産生されるプロセスを指す。このプロセスには、転写と翻訳の両方が含まれる。
用語「分泌されたタンパク質」は、タンパク質分泌中に細胞から放出されるポリペプチドの領域を指す。いくつかの実施形態では、分泌されたタンパク質は、組換え型の融合ポリペプチドから放出又は切断されたタンパク質である。
用語「分泌」は、宿主細胞中の膜を横断するタンパク質の、細胞外空間及び周囲の培地への選択的移動を指す。
ある種の範囲は、本明細書では、用語「約」が前に付く数値を伴って提供される。用語「約」は、本明細書では、それが前に付く厳密な数、並びにこの用語が前に付く数に近い又はほぼ同じである数についての文字による補助を提供するために使用される。ある数が、具体的に列挙された数に近い又はほぼ同じである数かどうかの決定においては、列挙されていないその近い又はほぼ同じ数も、それが存在する文脈において、具体的に列挙された数の実質的等価物を提供する数であり得る。例えば、数値に関して、用語「約」は、この用語が文脈の中で他に具体的に定義されない限り、その数値-10%~+10%の範囲を指す。
本明細書で使用する場合、文脈によって他に明確に指示されない限り、単数の用語「a」、「an」、及び「the」には、複数の指示内容が含まれる。
特許請求の範囲を、何らかの任意要素を除外するために起草できることにさらに留意されたい。したがって、この記述は、請求項要素の記述、又は「消極的な」限定の使用に関連して、「唯一」、「~のみ」などのような排他的な用語法の使用のための先行詞としての役割を果たすものとする。
用語「本質的に~からなる」は、本明細書で使用する場合、この用語の後の構成成分が、組成物全体の重量に対して30%未満であり、且つ構成成分の作用又は活性に寄与又は干渉しない総量の他の公知の構成成分の存在下である組成物を指すことにも留意されたい。
用語「~を含む」が、本明細書で使用する場合、限定はされないが、用語「~を含む」の後の構成成分を含むことを意味することにさらに留意されたい。用語「~を含む」の後の構成成分は、必要とされる又は必須であるが、構成成分を含む組成物は、他の必須ではない又は任意の構成成分をさらに含むことができる。
用語「~からなる」が、本明細書で使用する場合、用語「~からなる」の後の構成成分を含み、且つこれに限定されることを意味することにも留意されたい。したがって、用語「~からなる」の後の構成成分は、必要とされる又は必須であり、且つ他の構成成分は組成物中には存在しない。
本明細書全体を通して与えられるあらゆる最大数値制限には、あらゆるより低い数値制限が、あたかもこうしたより低い数値制限が本明細書に明示的に書かれているかのように含まれるものとする。本明細書全体を通して与えられるあらゆる最小数値制限には、あらゆるより高い数値制限が、あたかもこうしたより高い数値制限が本明細書に明示的に書かれているかのように含まれることとなる。本明細書全体を通して与えられるあらゆる数値範囲には、こうしたより広い数値範囲の範囲内にあるあらゆるより狭い数値範囲が、あたかもこうしたより狭い数値範囲が本明細書にすべて明示的に書かれているかのように含まれることとなる。
本明細書で他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術及び科学用語は、本発明が属する分野の技術者によって共通に理解されるのと同じ意味を有する。
用語の他の定義は、本明細書全体を通して明らかとなり得る。
II.組成物
A.融合ポリペプチド
本明細書で提供されるのは、改良された発現及び/又は切断特性を有する、天然に存在しない融合ポリペプチド、その断片、又はそのバリアントである。対象融合ポリペプチドは、限定はされないが、以下のうちの1つ以上:a)シグナル配列;b)担体タンパク質;c)以下を含むプロテアーゼ認識領域:i)プロテアーゼ切断部位;ii)プロテアーゼ切断部位のN末端のすぐ隣のプロテアーゼ切断部位前駆配列;及び/又はiii)プロテアーゼ切断部位のC末端のすぐ隣のプロテアーゼ切断部位後部配列;並びにd)1つ以上の対象となるポリペプチド(限定はされないが、抗体重鎖又は軽鎖など)を含むことができる。いくつかの実施形態では、プロテアーゼ切断部位は、KEX2プロテアーゼ切断前駆及び/又は後部切断部位を含むKEX2プロテアーゼ切断部位である。
図1は、代表的な融合ポリペプチドを示す。対象ポリペプチドの様々な部分(すなわち、「シグナル配列」、担体タンパク質、「リンカー」(プロテアーゼ認識配列を含有する)、及び「所望されるタンパク質」(すなわち「対象となるポリペプチド」)を、単に明瞭性及び利便性のために、このように表示する。融合ポリペプチドは、分泌中に切除されるN末端領域と、分泌されるC末端領域を一般に含有するので、「プロタンパク質」又は「前駆体タンパク質」とも称することができることが認識されよう。
1.シグナル配列
対象融合ポリペプチドのシグナル配列は、宿主細胞(例えば、糸状菌宿主細胞)からのタンパク質分泌を容易にする、あらゆるシグナル配列であり得る。特定の実施形態では、融合ポリペプチドは、融合タンパク質が産生されることとなる宿主細胞から高度に分泌されることが公知であるタンパク質のためのシグナル配列を含むことができる。用いられるシグナル配列は、融合ポリペプチドが産生されることとなる宿主細胞に対して内在性又は非内在性であり得る。
好適なシグナル配列は、当技術分野で公知である(例えば、Ward et al,Bio/Technology 1990 8:435-440;及びPaloheimo et al,Applied and Environmental Microbiology 2003 69:7073-7082を参照のこと)。好適なシグナル配列の非限定的な例としては、セロビオヒドロラーゼI、セロビオヒドロラーゼII、エンドグルカナーゼI、II、及びIII、α-アミラーゼ、アスパルチルプロテアーゼ、グルコアミラーゼ、フィターゼ、マンナナーゼ、α及びβグルコシダーゼ、ウシキモシン、ヒトインターフェロン及びヒト組織プラスミノーゲン活性化因子、及び合成のコンセンサス真核生物シグナル配列のもの、例えばGwynne et al.,(1987)Bio/Technology 5:713-719によって記載されたものが挙げられる。
いくつかの実施形態では、宿主細胞としてトリコデルマ属(Trichoderma)(例えばT.リーゼイ(T.reesei))が用いられるならば、T.リーゼイ(T.reesei)マンナナーゼI(Man5A、若しくはMANI)、T.リーゼイ(T.reesei)セロビオヒドロラーゼII(Cel6A若しくはCBHII)、エンドグルカナーゼI(Cel7b若しくはEGI)、エンドグルカナーゼII(Cel5a若しくはEGII)、エンドグルカナーゼIII(Cel12A若しくはEGIII)、キシラナーゼI若しくはII(XynIIa若しくはXynIIb)、又はT.リーゼイ(T.reesei)セロビオヒドロラーゼI(Cel7a又はCBHI)のシグナル配列又は担体を、融合ポリペプチド中で用いることができる。
他の実施形態では、宿主細胞としてコウジカビ属(Aspergillus)(例えばクロカビ(A.niger))が用いられるならば、クロカビ(A.niger)グルコアミラーゼ(GlaA)又はアルファアミラーゼのシグナル配列又は担体を、融合ポリペプチド中で用いることができる。クロカビ(Aspergillus niger)とアワモリコウジカビ(Aspergillus awamori)のグルコアミラーゼは、同一のアミノ酸配列を有する。2つの形態の酵素が、一般に、培養上清中で認識される。GAIは、全長形態(アミノ酸残基1~616)であり、GAIIは、アミノ酸残基1~512を含む天然のタンパク分解性断片である。GAIは、伸長されたリンカー領域によって連結された2つの別のドメインとして折り畳まれることが公知である。これらの2つのドメインは、471残基の触媒ドメイン(アミノ酸1~471)及び108残基のデンプン結合ドメイン(アミノ酸509~616)であり、2つのドメインの間のリンカー領域は、36残基(アミノ酸472~508)である。GAIIは、デンプン結合ドメインを欠いている。Libby et al.,(1994)Protein Engineering 7:1109-1114を参照されたい。いくつかの実施形態では、担体タンパク質として使用され、シグナル配列を含むグルコアミラーゼは、コウジカビ属(Aspergillus)又はトリコデルマ属(Trichoderma)グルコアミラーゼの触媒ドメインとの95%、96%、97%、98%、及び99%よりも大きい配列同一性を有することとなる。用語「触媒ドメイン」は、タンパク質の触媒活性を有する、タンパク質のアミノ酸配列の構造的部分又は領域を指す。
2.担体
特定の実施形態では、融合ポリペプチドは、宿主細胞からのポリペプチドの分泌に対して機能する又は分泌を容易にする「担体タンパク質」を含むことができる。
担体タンパク質は、分泌されるポリペプチドの成熟配列のすべて又は一部を含むことができる。いくつかの実施形態では、全長の分泌された担体タンパク質ポリペプチドが使用される。しかし、分泌される担体タンパク質ポリペプチドの機能性部分を用いることもできる。本明細書で使用する場合、分泌される担体タンパク質ポリペプチドの「部分」又は文法的等価物は、切断されていても正常な立体配置に折り畳まれるその能力を保持する、切断された分泌された担体タンパク質ポリペプチドを意味する。
一般に、担体タンパク質が、切断されたタンパク質であるならば、これは、C末端が切断されている(すなわち、損なわれていないN末端を含有する)。或いは、担体タンパク質は、N末端が切断されている、又は、場合によっては、機能性部分を残すようにして両端が切断されている可能性がある。一般に、担体タンパク質を含む分泌されたタンパク質のこうした部分は、分泌されたタンパク質、いくつかの実施形態では、分泌されたタンパク質のN末端部分の、50%超、70%超、80%超、及び90%超を含む。いくつかの実施形態では、担体タンパク質は、触媒ドメインに加えて、リンカー領域を含むこととなる。いくつかの実施形態では、CBHIタンパク質のリンカー領域の部分を、担体タンパク質に使用することができる。
いくつかの実施形態では、分泌配列として機能性のシグナル配列を含む第1のアミノ酸配列が、第1のDNA分子によってコードされる。担体タンパク質を含む第2のアミノ酸配列は、第2のDNA配列によってコードされる。しかし、上に記載した通り、シグナル配列と担体タンパク質は、同じ遺伝子から得ることができる。
3.KEX2領域
真菌細胞におけるタンパク質分泌中に、ある種のタンパク質は、KEX2、すなわちセリンペプチダーゼのKEX2又は「ケキシン」ファミリーのメンバー(EC 3.4.21.61)によって切断される。KEX2は、そのタンパク質の分泌中に、タンパク質基質中の1対の塩基性アミノ酸のC末端のすぐ隣であるペプチド結合(すなわち、「KEX2部位」)を切断する、高度に特異的なカルシウム依存性エンドペプチダーゼである。KEX2タンパク質は、一般に、その活性部位のヒスチジン残基の近くにシステイン残基を含有し、p-メルクリオ安息香酸塩によって阻害される。このグループの創設メンバー(founding member)出芽酵母(S.cerevisiae)のKEX2ペプチダーゼ(Fuller et al.,1989,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:1434-1438)は、その分泌中に、α-ファクターフェロモン及びキラー毒素前駆体を切断する。
いくつかの実施形態では、プロテアーゼ認識部位は、KEX2領域である。KEX2領域は、KEX2部位(X-X)、前記KEX2部位のN末端のすぐ隣のKEX2部位前駆配列(X=2~6、例えば2、3、4、5、又は6のいずれか)、及び前記KEX2部位のC末端のすぐ隣のKEX2部位前駆配列(X=2~4、例えば2、3、又は4のいずれか)を含む。いくつかの実施形態では、KEX2領域は、対象となるポリペプチドの、融合ポリペプチドからの、インビボでのアミノ末端での切断(すなわち、分離)のための手段を提供する。本明細書に開示される融合ポリペプチドのKEX2領域は、担体タンパク質と対象となるポリペプチドとの間の、天然に存在する領域ではない。
KEX2切断部位は、天然の糸状菌プロテアーゼ(例えば天然のコウジカビ属(Aspergillus)KEXB様プロテアーゼ又は天然のトリコデルマ属(Trichoderma)KEX2プロテアーゼ)によって切断することもできるし、真核生物(酵母又は哺乳類など)細胞に存在する1つ以上の他のプロテアーゼによって切断することもできる。対象となるポリペプチドは、KEX2切断部位のすぐ下流(すなわちC末端)で、融合ポリペプチドから切断される。
KEX2部位は、アミノ酸配列「X-X」を含有し、ここでは、X及びXは、独立に、塩基性アミノ酸である。KEX2部位は、KK、KR、RK又はRRのいずれかを含むことができる。いくつかの実施形態では、KEX2部位は、KRである。
KEX2部位前駆配列は、アミノ酸配列X=2~8を含むことができ、ここでは、Xは、いずれかのアミノ酸であり、nは、2~8、例えば2、3、4、5、6、7、又は8のいずれかである。本発明で定義したKEX2領域は、本明細書に開示される融合ポリペプチド中の担体タンパク質のC末端で、担体タンパク質中には天然には見られない。いくつかの実施形態では、KEX2部位前駆配列は、担体タンパク質のC末端上の天然に存在する連続したX=2~8アミノ酸残基とは異なるアミノ酸配列である。しかし、連続したX=2~6アミノ酸残基は、担体タンパク質の他の部分において見ることができ、KEX2部位(X-X)と連結することができるが、KEX2領域は、対象となるポリペプチドのN末端には付着されないこととなる。
KEX2部位前駆及び/又は後部配列におけるアミノ酸置換は、あるアミノ酸を、類似の構造的及び/又は化学的特性を有する別のアミノ酸と置き換えること、例えばロイシンのセリンとの置き換え、すなわち保存的置換の結果、又は、あるアミノ酸を、異なる構造的及び/又は化学的特性を有する別のアミノ酸と置き換えること、例えばアスパラギンのアスパラギン酸との置き換え、すなわち非保存的置換の結果であり得る。天然に存在する残基は、一般的な側鎖の特性に基づいて、グループに分けることができる:(1)疎水性:ノルロイシン、met、ala、val、leu、ile;(2)中性・親水性:cys、ser、thr;(3)酸性:asp、glu;(4)塩基性:asn、gln、his、lys、arg;(5)鎖配向に影響を与える残基:gly、pro;及び(6)芳香族:trp、tyr、phe。非保存的置換は、これらのクラスのうちの1つのあるメンバーを、別のクラスと交換することを伴う。こうした置換された残基はまた、保存的置換部位又は非保存部位に導入することができる。
いくつかの実施形態では、KEX2部位前駆配列が、T-S-V-A-V-E-X-Xと定義される場合、Tは、疎水性アミノ酸、芳香族アミノ酸、酸性アミノ酸、又は塩基性アミノ酸で置換されている;Sは、疎水性アミノ酸、芳香族アミノ酸、塩基性アミノ酸、又は鎖配向に影響を与えるアミノ酸で置換されている;Aは、塩基性アミノ酸又はMで置換されている;Vは、Lで置換されている;及び/又はEは、芳香族アミノ酸で置換されている。
他の実施形態では、KEX2部位後部配列が、X-X-Q-Vと定義される場合、Qは、酸性アミノ酸、又は鎖配向に影響を与えるアミノ酸で置換されている;及び/又はVは、L、I、又は芳香族アミノ酸で置換されている。
さらなる実施形態では、KEX2領域は、ASVAVEKRQV(配列番号3)、FSVAVEKRQV(配列番号2)、MSVAVEKRQV(配列番号4)、QSVAVEKRQV(配列番号5)、RSVAVEKRQV(配列番号6)、YSVAVEKRQV(配列番号7)、TFVAVEKRQV(配列番号8)、THVAVEKRQV(配列番号9)、TKVAVEKRQV(配列番号10)、TLVAVEKRQV(配列番号11)、TMVAVEKRQV(配列番号12)、TPVAVEKRQV(配列番号13)、TQVAVEKRQV(配列番号14)、TRVAVEKRQV(配列番号15)、TVVAVEKRQV(配列番号16)、TSVHVEKRQV(配列番号17)、TSVKVEKRQV(配列番号18)、TSVRVEKRQV(配列番号19)、TSVALEKRQV(配列番号20)、TSVAVFKRQV(配列番号21)、TSVAVWKRQV(配列番号22)、TSVAVEKRDV(配列番号23)、TSVAVEKRGV(配列番号24)、TSVAVEKRQF(配列番号25)、又はTSVAVEKRQL(配列番号26)から選択される。
KEX2領域中に複数の置換(例えば、2、3、4、又は5つの置換のいずれか)を有するバリアントを作製する場合、KEX2部位後部配列は、さらなる実施形態では、X-X-Q-V-T-L(配列番号64)と定義することができ、ここで、Qは、酸性アミノ酸、又は鎖配向に影響を与えるアミノ酸で置換されている;Vは、L、I、又は芳香族アミノ酸で置換されている;Tは、酸性アミノ酸又は疎水性アミノ酸で置換されている;及び/又はLは、I及びVで置換されている。いくつかの実施形態では、KEX2領域は、TSVAVEKRQVEL(配列番号27)、TSVAVEKRQVTI(配列番号28)、又はTSVAVEKRQVTV(配列番号29)から選択される。
KEX2領域中に複数の置換(例えば、2、3、4、又は5つの置換のいずれか)を有するバリアントを作製する場合のさらなる実施形態では、KEX2部位前駆配列は、さらなる実施形態では、G-2-P-1-T-S-V-A-V-E-X-X(配列番号65)と定義することができ、ここで、G-2は、チロシンで置換されている、及び/又はP-1は、トレオニン又はロイシンで置換されている。
さらなる実施形態では、KEX2領域は、THVAVEKRQVTI(配列番号30)、THVAVEKRDVTL(配列番号31)、THVAVEKRQVAL(配列番号32)、EHVAVEKRQVTL(配列番号33)、TNVAVEKRDVTL(配列番号34)、TNVAVEKRQVAL(配列番号35)、TSVALWKRQVTL(配列番号36)、TSVMLEKRQVTL(配列番号37)、TSVALEKRQITL(配列番号38)、TSVALEKRQVAL(配列番号39)、THVALEKRQVTL(配列番号40)、TSVAVEKRDVAL(配列番号41) THVMLEKRQVTL(配列番号42)、TKVMLEKRQVTL(配列番号43)、THVAVEKRDVAL(配列番号44)、THVALWKRQVTL(配列番号45)、TKVAVEKRDLTL(配列番号46)、TNVAVEKRDLTL(配列番号47)、EHVAVWKRQVTL(配列番号48)、EHVALEKRQVTL(配列番号49)、ESVALWKRQVTL(配列番号50)、RSVRVEKRDVTL(配列番号51)、TSVALEKRDVAL(配列番号52)、THVALEKRDVAL(配列番号53)、TKVRVEKRDLTL(配列番号54)、TNVALEKRDVAL(配列番号55)、EHVALWKRQVTL(配列番号56)、EPVALWKRQVTL(配列番号57)、NHVALWKRQVTL(配列番号58)、RSVRVEKRDLTL(配列番号59)、RKVRVEKRDVTL(配列番号60)、RKVRVEKRQLTL(配列番号61)、RKVAVEKRDLTL(配列番号62)、RKVRVEKRDLTL(配列番号63)、YLTSVMLEKRQV(配列番号83)、YLTHVMLEKRQV(配列番号84)、YPTHVMLEKRQV(配列番号85)、YPTHVALEKRQV(配列番号86)、GLTSVMVEKRQV(配列番号87)、又はGLTHVMLEKRQV(配列番号88)から選択される、変更されていないKEX2領域アミノ酸配列と比較して、2つ以上の置換(例えば、2、3、4、又は5つの置換のいずれか)を有する。
さらに他の実施形態では、KEX2部位前駆配列は、KSRS(配列番号66);SRIS(配列番号67);GGGS(配列番号68);TSTY(配列番号69);ASIS(配列番号70);ATAS(配列番号71);TASQ(配列番号72);TASL(配列番号73)、SVIS(配列番号74);NVIS(配列番号75);GGG;TSRD(配列番号76);SPMD(配列番号77);DLGE(配列番号78);又はTPTA(配列番号79)ではない。別の実施形態では、KEX2部位前駆配列は、その開示の全体が参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第8,198,046号明細書に開示されているKEX2部位前駆配列のいずれかではない。
本明細書で提供される操作されたKEX2部位前駆及び/又は後部配列は、本明細書で提供されるKEX2部位前駆及び/又は後部配列を欠く等価な融合ポリペプチドからの対象となるポリペプチドの切断及び/又は分泌と比較した場合の、宿主細胞からの対象となるポリペプチドの切断及び/又は分泌の増強をもたらす。
本明細書で提供されるKEX2部位前駆及び/又は後部配列は、最適化されたKEX2部位前駆及び/又は後部配列であり得る。最適化されたKEX2前駆及び/又は後部配列は、他のバリアントKEX2部位前駆及び/又は後部配列と比較した場合に、より大きい又はより効率的な、宿主細胞からの切断又は分泌(すなわち、非改変配列に対する、約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%よりも大きい切断又は分泌)を提供する、本開示によって記載されるKEX2前駆及び/又は後部配列である。本明細書に開示される融合ポリペプチドのいずれかは、KEX2前駆及び/又は後部配列として、最適化されたKEX2前駆及び/又は後部配列を含むことができる。最適化されたKEX2前駆及び/又は後部配列は、任意のシグナル配列、分泌タンパク質由来の任意の担体領域、任意のKEX2部位、又は任意の対象となるポリペプチドと共に用いることができる。最適化されたKEX2部位前駆及び/又は後部配列を含有するKEX2領域は、天然に存在しないものであり得る。ある種の実施形態では、最適化されたKEX2部位前駆及び/又は後部配列を含有するKEX2領域は、限定はされないが糸状菌宿主細胞などの宿主細胞から分泌される、いずれのタンパク質中にも見られない。
4.対象となるポリペプチド
融合ポリペプチド中の対象となるポリペプチドは、宿主細胞(真核生物宿主細胞、例えば、哺乳類又は糸状菌宿主細胞など)から分泌され得るタンパク質のあらゆる部分であり得、タンパク質としては、いわゆる工業用酵素、治療用タンパク質、ホルモン、構造タンパク質、血漿タンパク質、食品添加物、及び食品材料などが挙げられる。対象となるポリペプチドは、異種又は相同タンパク質であり得、ハイブリッドポリペプチド(これは、それぞれが発現宿主に対して相同又は異種であり得る部分又は完全ポリペプチドの組み合わせを含む)が含まれ得る。分泌された対象となるポリペプチドは、細菌(例えばバチルス属(Bacillus)の種及びシュードモナス属(Pseudomonas)の種)、真菌(例えばコウジカビ属(Aspergillus)、トリコデルマ属(Trichoderma)、フミコラ属(Humicola)、又はケカビ属(Mucor)の種)、ウイルス(例えばA型肝炎又はB又はアデノウイルス)、哺乳類の(例えばヒト、ラット、若しくはマウス)、又は植物起源に由来し得る。対象となるポリペプチドは、さらに、タンパク質の天然に存在する対立遺伝子変異、並びに操作された変異が含まれ得る。さらなる実施形態では、対象となるポリペプチドは、ヘテロ四量体、例えば抗体であり得る。さらなる実施形態では、ヘテロ四量体のポリペプチドは、1つ以上の融合ポリペプチド切断事象に起因し得る。
一実施形態では、対象となるポリペプチドは、例えば、酵素、例えばカルボヒドラーゼ、例えばデンプン加水分解α-アミラーゼ、アルカリ性α-アミラーゼ、β-アミラーゼ、セルラーゼ;デキストラナーゼ、α-グルコシダーゼ、α-ガラクトシダーゼ、グルコアミラーゼ、ヘミセルラーゼ、ペントサナーゼ(pentosanase)、キシラナーゼ、インベルターゼ、ラクターゼ、ナリンガナーゼ(naringanase)、ペクチナーゼ、又はプルラナーゼ;プロテアーゼ、例えば酸性プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ、ブロメライン、フィシン、中性プロテアーゼ、パパイン、ペプシン、ペプチダーゼ、レンネット、レンニン、キモシン、サブチリシン、サーモリシン、アスパラギン酸プロテイナーゼ、又はトリプシン;粒状デンプン加水分解酵素、例えばグルコアミラーゼ又はアルファアミラーゼ;リパーゼ又はエステラーゼ、例えばトリグリセリダーゼ(triglyceridase)、ホスホリパーゼ、前胃(pregastric)エステラーゼ、ホスファターゼ、フィターゼ、アミダーゼ、イミノアシラーゼ(iminoacylase)、グルタミナーゼ、リゾチーム、又はペニシリンアシラーゼ;イソメラーゼ、例えばグルコースイソメラーゼ;フェノール酸化酵素、例えば、ラッカーゼ;酸化還元酵素、例えば、アミノ酸オキシダーゼ、カタラーゼ、クロロペルオキシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、ヒドロキシステロイド脱水素酵素、又はペルオキシダーゼ;リアーゼ、例えば、アセト乳酸デカルボキシラーゼ、アスパラギン酸デカルボキシラーゼ、フマレーゼ(fumarese)又はヒスタダーゼ(histadase);トランスフェラーゼ、例えばシクロデキストリングリコシルトランスフェラーゼ又はアシルトランスフェラーゼ;又はリガーゼであり得る。特定の実施形態では、タンパク質は、アミノペプチダーゼ、カルボキシペプチダーゼ、キチナーゼ、グルコアミラーゼ、アルファアミラーゼ、クチナーゼ、フィターゼ、デオキシリボヌクレアーゼ、α-ガラクトシダーゼ、β-ガラクトシダーゼ、β-グルコシダーゼ、ラッカーゼ、マンノシダーゼ、ムタナーゼ、ペクチン分解酵素、ポリフェノールオキシダーゼ、リボヌクレアーゼ、又はトランスグルタミナーゼであり得る。
他の実施形態では、対象となるポリペプチドは、治療用タンパク質(すなわち、治療的生物活性を有するタンパク質)であり得る。好適な治療用タンパク質の例としては、エリスロポエチン、サイトカイン、例えば、インターフェロン-α、インターフェロン-β、インターフェロン-γ、インターフェロン-o、及び顆粒球-CSF、GM-CSF、凝固因子、例えば、第VIII因子、第IX因子、及びヒトプロテインC、アンチトロンビンIII、トロンビン、可溶性IgE受容体α鎖、免疫グロブリン、例えば、免疫グロブリンG(IgG)、IgG断片、IgG融合体、IgM又はIgA;インターロイキン、ウロキナーゼ、キマーゼ、及び尿素トリプシン阻害剤、IGF結合タンパク質、上皮増殖因子、成長ホルモン放出因子、アネキシンV融合タンパク質、アンジオスタチン、血管内皮増殖因子2、骨髄系前駆細胞阻害因子1、オステオプロテゲリン、α-1-アンチトリプシン、α-フェトプロテイン、DNase II、ヒトプラスミノーゲンのクリングル3、グルコセレブロシダーゼ、TNF結合タンパク質1、卵胞刺激ホルモン、細胞傷害性Tリンパ球関連抗原4-Ig、膜貫通アクチベーター及びカルシウムモジュレーター及びシクロフィリンリガンド、可溶性TNF受容体Fc融合体、グルカゴン様タンパク質1、並びにIL-2受容体アゴニストが挙げられる。
いくつかの実施形態では、対象となるポリペプチドは、任意のクラス、G、A、M、E、又はDの免疫グロブリン(すなわち、抗体)である。(免疫グロブリン構造の解説については、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第4,816,567号明細書、及びその中に引用されている参考文献を参照のこと)。他の実施形態では、抗体タンパク質は、その重鎖又は軽鎖及び機能性断片を含めたモノクローナル抗体である。さらなる実施形態では、ヒト化抗体は、対象となるポリペプチド(例えばトラスツズマブ(Herceptin(登録商標)))である。いくつかの実施形態では、抗体又はその機能性断片は、抗RSウイルス(RSV)抗体、抗エボラウイルス抗体、抗凝集βアミロイド(Aβ)抗体、抗ヒト免疫不全ウイルス(HIV)抗体、抗単純ヘルペスウイルス(HSV)抗体、抗精子抗体(抗ヒト避妊抗原(HCA)抗体など)、及び抗HER2/neu抗体である。モノクローナル抗体断片のいくつかの具体例は、定常領域の一部を除去するための切断型の重鎖、例えば、重鎖(Fd)がヒンジ領域とCH2及びCH3ドメインを欠くFab断片;重鎖がヒンジ領域を含むがCH2及びCH3ドメインを欠くFab’断片;並びにヒンジ領域によって連結されたFab部分を含むF(ab’)断片である。(参照によって本明細書に組み込まれるVerma et al.,(1998)J.Immunological Methods 216:165-181及びPennell and Eldin(1998)Res.Immunol.149:599-603)。対象となるものはまた、単鎖抗体(ScFv)及びシングルドメイン抗体(例えば、ラクダ抗体)、及びタンパク質が抗体の一部と安定に融合された融合タンパク質(例えば、Fc融合タンパク質)である。いくつかの実施形態では、抗体は、1つ以上の特性(例えば、安定性、製造可能性、及び/又は抗原への結合)を向上させるように操作される。
いくつかの実施形態では、融合ポリペプチドは、シグナル配列;担体タンパク質;KEX2領域、及び対象となるポリペプチドを、作動可能な連結状態で含むこととなる。
B.ポリヌクレオチド
本明細書に開示される組成物及び方法の別の態様は、操作されたKEX2領域を含有する本明細書に開示される融合ポリペプチドのいずれかなどの融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド又は核酸配列である。
プロモーター;シグナル配列をコードする第1のDNA分子;担体タンパク質をコードする第2のDNA分子;KEX2領域をコードする第3のDNA分子(前記KEX2領域は、KEX2部位、及びKEX2部位の5’のすぐ隣のKEX2部位前駆配列、及びKEX2部位の3’のすぐ隣のKEX2部位後部配列を含む);並びに対象となるポリペプチドをコードする第4のDNA分子を、作動可能な連結状態で含む、上で開示した融合ポリペプチドをコードする融合DNA構築物が、本明細書で提供される。融合DNA構築物の構成要素は、あらゆる順序で存在することができる。遺伝暗号は、公知であるので、これらの核酸の設計及び産生は、本明細書に開示される融合ポリペプチドの説明を前提とすると、十分に当技術分野の範囲内である。ある種の実施形態では、核酸は、特定の宿主細胞中での融合ポリペプチドの発現のためにコドン最適化することができる。例えば哺乳類細胞及び糸状菌の多くの種について、コドン使用表が利用可能であるので、対象融合ポリペプチドをコードするコドン最適化された核酸の設計及び産生は、十分に当技術分野の範囲内であろう。
C.プロモーター
宿主細胞(例えば、糸状菌宿主細胞)における核酸の転写を誘導するのに適したプロモーターの例は、コウジカビ(Aspergillus oryzae)TAKAアミラーゼ、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)アスパラギン酸プロテイナーゼ、クロカビ(Aspergillus niger)中性アルファ-アミラーゼ、クロカビ(Aspergillus niger)酸安定性アルファ-アミラーゼ(Korman et al(1990)Curr.Genet 17:203-212;Gines et al.,(1989)Gene 79:107-117)、クロカビ(Aspergillus niger)又はアワモリコウジカビ(Aspergillus awamori)グルコアミラーゼ(glaA)(Nunberg et al.,(1984)Mol.Cell Biol.4:2306-2315;Boel E.et al.,(1984)EMBO J.3:1581-1585)、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)リパーゼ、コウジカビ(Aspergillus oryzae)アルカリ性プロテアーゼ、コウジカビ(Aspergillus oryzae)トリオースリン酸イソメラーゼ、アスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)アセトアミダーゼ(Hyner et al.,(1983)Mol.Cell.Biol.3:1430-1439)、フザリウム・ベネナタム(Fusarium venenatum)アミログルコシダーゼ、フザリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)トリプシン様プロテアーゼ(国際公開第96/00787号パンフレット)、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)セロビオヒドロラーゼI(Shoemaker et al.(1984)EPA EPO 0137280)、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)セロビオヒドロラーゼII、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼI、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼII、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼIII、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼIV、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼV、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)キシラナーゼI、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)キシラナーゼII、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)ベータ-キシロシダーゼに対する遺伝子から得られるプロモーター、並びにNA2-tpiプロモーター(クロカビ(Aspergillus niger)中性アルファ-アミラーゼとコウジカビ(Aspergillus oryzae)トリオースリン酸イソメラーゼに対する遺伝子由来のプロモーターのハイブリッド);並びにその変異、切断型、及びハイブリッドプロモーターである。Yelton et al.,(1984)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:1470-1474;Mullaney et al.,(1985)Mol.Gen.Genet.199:37-45;Lockington et al.,(1986)Gene 33:137-149;Macknight et al.,(1986)Cell 46:143-147;Hynes et al.,(1983)Mol.Cell Biol.3:1430-1439も参照されたい。より高等な真核生物プロモーター、例えばSV40初期プロモーター(Barclay et al(1983)Molecular and Cellular Biology 3:2117-2130)も有用であり得る。プロモーターは、恒常的又は誘導性プロモーターであり得る。例示的なプロモーターとしては、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)セロビオヒドロラーゼI又はII、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼI、II又はIII、及びトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)キシラナーゼIIが挙げられる。
D.ベクター
本明細書に開示される融合ポリペプチドのいずれかをコードするポリヌクレオチドは、ベクター、例えば、ファージ、プラスミド、ウイルス、又はレトロウイルスベクター中に存在することができる。ある種の実施形態では、ベクターは、糸状菌細胞において対象融合ポリペプチドを発現させるための発現ベクターであり得る。
組換え型のタンパク質の発現のためのベクターは、当技術分野で周知である(Ausubel,et al,Short Protocols in Molecular Biology,3rd ed.,Wiley&Sons,1995;Sambrook,et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Second Edition,(1989)Cold Spring Harbor,N.Y.)。
融合DNA構築物は、例えばその開示が参照によって本明細書に組み込まれる欧州特許出願公開第0215594号明細書に概ね記載されているのと同様に、周知の技術を使用して構築することができる。
対象となるポリペプチド(例えば免疫グロブリン)をコードする天然又は合成のポリヌクレオチド断片を、宿主細胞(例えば、糸状菌宿主細胞)への導入及び宿主細胞中での複製を可能にする異種の核酸構築物又はベクターに組み込むことができる。
DNA構築物、より具体的には融合DNA構築物が作製されたら、これを、当技術分野で公知であるような、あらゆる数のベクターに組み込むことができる。DNA構築物は、いくつかの実施形態では、プロモーター配列を含むこととなるが、他の実施形態では、ベクターが、形質転換されることとなる宿主において機能性の他の調節配列、例えば、リボソーム結合部位、転写開始及び停止配列、ターミネーター配列、ポリアデニル化シグナル、エンハンサー、及び/又はアクチベーターを含むこととなる。いくつかの実施形態では、対象となるポリペプチド及びKEX2領域をコードするポリヌクレオチドは、プロモーター、シグナル配列、及び担体タンパク質を含むベクターの適切な制限エンドヌクレアーゼ部位に、標準の手順によって挿入されることとなる。こうした手順及び関連のサブクローニング手順は、当業者の知識の範囲内であるとみなされる。
転写を終結させるための、発現宿主によって認識されるターミネーター配列は、発現されることとなる融合タンパク質をコードする融合DNA構築物の3’末端に作動可能に連結させることができる。当業者は、糸状菌などの宿主細胞と共に使用することができる様々なターミネーター配列をよく知っている。非限定的な例としては、アスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)trpC遺伝子(Yelton M.et al.,(1984)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:1470-1474)由来のターミネーター、又はクロカビ(Aspergillus niger)グルコアミラーゼ遺伝子(Nunberg et al.(1984)Mol.Cell.Biol.4:2306-2353)由来のターミネーター、又はトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)セロビオヒドロラーゼI遺伝子由来のターミネーターが挙げられる。
ポリアデニル化配列は、転写されたものが発現宿主によって認識された場合に、転写されたmRNAにポリアデノシン残基を付加するDNA配列である。例としては、A.ニデュランス(A.nidulans)trpC遺伝子(Yelton et al(1984)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81;1470-1474);クロカビ(A.niger)グルコアミラーゼ遺伝子(Nunberg et al.(1984)Mol.Cell.Biol.4:2306-2315);コウジカビ(A.oryzae)又はクロカビ(A.niger)アルファアミラーゼ遺伝子、及びリゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)カルボキシルプロテアーゼ遺伝子由来のポリアデニル化配列が挙げられる。
さらなる実施形態では、融合DNA構築物、又は融合DNA構築物を含むベクターは、形質転換された宿主細胞の選択を可能にする選択可能マーカー遺伝子を含有することとなる。選択マーカー遺伝子は、当技術分野で周知であり、使用される宿主細胞と共に変化することとなる。選択可能マーカーの例としては、限定はされないが、抗菌薬耐性を与えるもの(例えば、ハイグロマイシン、ブレオマイシン、クロラムフェニコール、及びフレオマイシン)が挙げられる。栄養選択マーカーなどの代謝的優位性を与える遺伝子も使用することができる。これらのマーカーのある種のものとして、amdSが挙げられる。また、栄養要求性の欠陥を補完する遺伝子をコードする配列も、選択マーカーとして使用することができる(例えばpyr4欠損A.ニデュランス(A.nidulans)、アワモリコウジカビ(A.awamori)、又はトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)のpyr4補完、及びargB欠損株のargB補完)。Kelley et al.(1985)EMBO J.4:475-479;Penttila et al.,(1987)Gene 61:155-164、及びKinghorn et al(1992)Applied Molecular Genetics of Filamentous Fungi,Blackie Academic and Professional,Chapman and Hall,London(そのそれぞれの開示が参照によって本明細書に組み込まれる)を参照されたい。
E.宿主細胞
発現カセット又はベクターは、融合ポリペプチドをコードする対応するポリヌクレオチドをその後発現する好適な発現宿主細胞に導入することができる。
好適な宿主細胞としては、あらゆる微生物の細胞(例えば、細菌、原生生物、藻類、真菌(例えば、酵母若しくは糸状菌)、又は他の微生物の細胞)が挙げられ、また、好適な宿主細胞は、細菌、酵母、又は糸状菌の細胞であり得る。真菌の発現宿主は、例えば、エタノール源(ethanologen)としての役割を果たすこともできる酵母であり得る。適したものはまた、マウス(例えば、NS0)、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)、又はベビーハムスター腎臓(BHK)細胞株などの、哺乳類の発現宿主である。昆虫細胞又はウイルス発現系(例えば、M13、T7ファージ、又はラムダなどのバクテリオファージ、又はバキュロウイルスなどのウイルス)などの他の真核生物宿主も、ポリペプチドを産生するために適している。
好適な細菌の属の宿主細胞には、限定はされないが、大腸菌属(Escherichia)、プロテウス属(Proteus)、バチルス属(Bacillus)、ラルストニア属(Ralstonia)、ラクトバチルス属(Lactobacillus)、ラクトコッカス属(Lactococcus)、シュードモナス属(Pseudomonas)、ブドウ球菌属(Staphylococcus)、及びストレプトマイセス属(Streptomyces)の細胞が含まれる。好適な細菌の種の細胞には、限定はされないが、大腸菌(Escherichia coli)、枯草菌(Bacillus subtilis)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)、バチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)、ラクトバチルス・ブレビス(Lactobacillus brevis)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、シュードモナス・フルオレッセンス(Pseudomonas fluorescens)、シュードモナス・スタッツェリ(Pseudomonas stutzerei)、スタフィロコッカス・カルノーサス(Staphylococcus carnosus)、ラクトコッカス・ラクティス(Lactococcus lactis)、ラルストニア・ユートロファ(Ralstonia eutropha)、プロテウス・ミラビリス(Proteus mirabilis)、及びストレプトマイセス・リビダンス(Streptomyces lividans)の細胞が含まれる。
好適な酵母の属の宿主細胞には、限定はされないが、サッカロミケス属(Saccharomyces)、シゾサッカロミセス属(Schizosaccharomyces)、カンジダ属(Candida)、ハンゼヌラ属(Hansenula)、ピキア属(Pichia)、クリベロミセス属(Kluyveromyces)、ヤロウイア属(Yarrowia)、及びファフィア属(Phaffia)の細胞が含まれる。好適な酵母の種の細胞には、限定はされないが、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)、分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe)、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、ハンゼヌラ・ポリモルファ(Hansenula polymorpha)、ヤロウイア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、P.カナデンシス(P.canadensis)、クリベロミセス・マルキシアナス(Kluyveromyces marxianus)、及びファフィア・ロドジマ(Phaffia rhodozyma)の細胞が含まれる。
好適な糸状菌の宿主細胞には、すべての糸状形態の真菌亜門(subdivision Eumycotina)が含まれる。好適な糸状菌属の細胞には、限定はされないが、アクレモニウム属(Acremonium)、コウジカビ属(Aspergillus)、オーレオバシディウム属(Aureobasidium)、ブエルカンデラ属(Bjerkandera)、セリポリオプシス属(Ceriporiopsis)、クリソスポリウム属(Chrysoporium)、ヒトヨタケ属(Coprinus)、カワラタケ属(Coriolus)、コリナスクス属(Corynascus)、ケトミウム属(Chaertomium)、クリプトコッカス属(Cryptococcus)、フィロバシディウム属(Filobasidium)、フザリウム属(Fusarium)、ジベレラ属(Gibberella)、フミコラ属(Humicola)、マグナポルテ属(Magnaporthe)、ケカビ属(Mucor)、マイセリオフトラ属(Myceliophthora)、ケカビ属(Mucor)、ネオカリマスティクス属(Neocallimastix)、アカパンカビ属(Neurospora)、ペシロマイセス属(Paecilomyces)、アオカビ属(Penicillium)、ファネロカエテ属(Phanerochaete)、フレビア属(Phlebia)、ピロミセス属(Piromyces)、ヒラタケ属(Pleurotus)、スキタリジウム属(Scytaldium)、スエヒロタケ属(Schizophyllum)、スポロトリクム属(Sporotrichum)、タラロミセス属(Talaromyces)、タラロミセス属(Thermoascus)、ティエラビア属(Thielavia)、トリポクラジウム属(Tolypocladium)、ホウロクタケ属(Trametes)、及びトリコデルマ属(Trichoderma)の細胞が含まれる。
好適な糸状菌種の細胞には、限定はされないが、アワモリコウジカビ(Aspergillus awamori)、アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)、アスペルギルス・フォエティダス(Aspergillus foetidus)、アスペルギルス・ジャポニクス(Aspergillus japonicus)、アスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)、クロカビ(Aspergillus niger)、コウジカビ(Aspergillus oryzae)、クリソスポリウム・ルクノウェンス(Chrysosporium lucknowense)、フザリウム・バクトリジオイデス(Fusarium bactridioides)、フザリウム・セレアリス(Fusarium cerealis)、フザリウム・クルックウェレンセ(Fusarium crookwellense)、フザリウム・クルモラム(Fusarium culmorum)、フザリウム・グラミネアラム(Fusarium graminearum)、フザリウム・グラミヌム(Fusarium graminum)、フザリウム・ヘテロスポルム(Fusarium heterosporum)、フザリウム・ネグンジ(Fusarium negundi)、フザリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)、フザリウム・レチクラタム(Fusarium reticulatum)、フザリウム・ロゼウム(Fusarium roseum)、フザリウム・サンブシヌム(Fusarium sambucinum)、フザリウム・サルコクロウム(Fusarium sarcochroum)、フザリウム・スポロトリキオイデス(Fusarium sporotrichioides)、フザリウム・スルフレウム(Fusarium sulphureum)、フザリウム・トルロスム(Fusarium torulosum)、フザリウム・トリコセキオイデス(Fusarium trichothecioides)、フザリウム・ベネナタム(Fusarium venenatum)、ブエルカンデラ・アズスタ(Bjerkandera adusta)、セリポリオプシス・アネイリナ(Ceriporiopsis aneirina)、セリポリオプシス・アネイリナ(Ceriporiopsis aneirina)、セリポリオプシス・カレギエア(Ceriporiopsis caregiea)、セリポリオプシス・ギルベセンス(Ceriporiopsis gilvescens)、セリポリオプシス・パノシンタ(Ceriporiopsis pannocinta)、セリポリオプシス・リブロサ(Ceriporiopsis rivulosa)、セリポリオプシス・スブルファ(Ceriporiopsis subrufa)、セリポリオプシス・サブバーミスポラ(Ceriporiopsis-subvermispora)、ネナガヒトヨタケ(Coprinus cinereus)、アラゲカワラタケ(Coriolus hirsutus)、フミコラ・インソレンス(Humicola insolens)、フミコラ・ラヌギノサ(Humicola lanuginosa)、ムコール・ミエヘイ(Mucor miehei)、マイセリオフトラ・サーモフィラ(Myceliophthora thermophila)、アカパンカビ(Neurospora crassa)、ニューロスポラ・インターメディア(Neurospora intermedia)、ペニシリウム・プルプロゲナム(Penicillium・purpurogenum)、ペニシリウム・カネセンス(Penicillium canescens)、ペニシリウム・ソリタム(Penicillium solitum)、ペニシリウム・フニクロスム(Penicillium funiculosum)、白色腐朽菌(Phanerochaete chrysosporium)、フレビア・ラジエート(Phlebia radiate)、エリンギ(Pleurotus eryngii)、タラロミセス・フラバス(Talaromyces-flavus)、ティエラビア・テレストリス(Thielavia terrestris)、フルイカワラタケ(Trametes villosa)、カワラタケ(Trametes versicolor)、トリコデルマ・ハルチアナム(Trichoderma harzianum)、トリコデルマ・コニンギ(Trichoderma koningii)、トトリコデルマ・ロンギブラキアタム(Trichoderma longibrachiatum)、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)、及びトリコデルマ・ビリデ(Trichoderma viride)の細胞が含まれる。
対象となるある特定の宿主における分泌されるタンパク質に関連するプロモーター及び/又はシグナル配列は、その宿主又は他の宿主における融合ポリペプチドの異種産生及び分泌に使用するための候補である。非限定的な例として、糸状菌系では、セロビオヒドロラーゼI(cbh1)、グルコアミラーゼA(glaA)、TAKA-アミラーゼ(amyA)、キシラナーゼ(exlA)、gpd-プロモーターcbh1、cbhll、エンドグルカナーゼ遺伝子eg1-eg5、Cel61B、Cel74A、gpdプロモーター、Pgk1、pki1、EF-1アルファ、tef1、cDNA1、及びhex1に対する遺伝子を駆動するプロモーターが適しており、たくさんの様々な微生物(例えば、クロカビ(A.niger)、T.リーゼイ(T.reesei)、コウジカビ(A.oryzae)、アワモリコウジカビ(A.awamori)、A.ニデュランス(A.nidulans))から得ることができる。
いくつかの実施形態では、融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、細胞外(又はペリプラズム)空間への組換え型ポリペプチドの分泌をもたらす好適な相同又は異種シグナル配列をコードするポリヌクレオチドと組換えによって結合され、それによって、細胞上清(又はペリプラズム空間若しくはライセート)における酵素活性の直接的な検出が可能になる。大腸菌(Escherichia coli)、他のグラム陰性細菌、及び当技術分野で公知の他の微生物に適したシグナル配列には、HlyA、DsbA、Pbp、PhoA、PelB、OmpA、OmpT、又はM13ファージGill遺伝子の発現を駆動するものが含まれる。枯草菌(Bacillus subtilis)、グラム陽性微生物、及び当技術分野で公知の他の微生物については、好適なシグナル配列には、さらに、AprE、NprB、Mpr、AmyA、AmyE、Blac、SacBの発現を駆動するものが含まれ、出芽酵母(S.cerevisiae)又は他の酵母については、キラー毒素、Bar1、Suc2、接合因子アルファ、Inu1A、又はGgplpシグナル配列が含まれる。シグナル配列は、いくつかのシグナルペプチダーゼによって切断する、したがって、発現されたタンパク質のその他の部分から除去することができる。
いくつかの実施形態では、融合ポリペプチドは、単独で、又はN又はC末端に位置する追加のペプチド、タグ、又はタンパク質(例えば、6XHis、HA、又はFLAGタグ)との融合体として発現される。好適な融合体は、アフィニティ精製又は検出を容易にするタグ、ペプチド、又はタンパク質(例えば、6XHis、HA、キチン結合タンパク質、チオレドキシン、又はFLAGタグ)、並びに標的ベータ-グルコシダーゼの発現、分泌、又はプロセシングを容易にするものを含む。KEX2に加えて、さらなる好適なプロセシング部位には、エンテロキナーゼ、STE13、又はインビボ又はインビトロでの切断のための当技術分野で公知の他のプロテアーゼ切断部位が含まれる。
融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、限定はされないが、電気穿孔法、脂質媒介性の形質転換又は遺伝子導入(「リポフェクション」)、化学的に媒介される遺伝子導入(例えば、CaCl及び/又はCaP)、酢酸リチウム媒介性の(例えば、宿主-細胞プロトプラストの)形質転換、微粒子銃「遺伝子銃」形質転換、PEG媒介性の(例えば、宿主-細胞プロトプラストの)形質転換、プロトプラスト融合(例えば、細菌又は真核生物のプロトプラストを使用する)、リポソーム媒介性形質転換、アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)、アデノウイルス若しくは他のウイルス、又はファージ形質転換又は形質導入を含めた、いくつかの形質転換方法によって、発現宿主細胞に導入することができる。
III.方法
A.融合ポリペプチド産生
本明細書でさらに提供されるのは、宿主細胞(限定はされないが、哺乳類又は糸状菌宿主細胞など)中で、本明細書に開示される融合ポリペプチドの1つ以上のを産生するための方法である。いくつかの実施形態では、これらの方法は、本明細書に開示される融合DNA構築物又はベクターを含む宿主細胞を得ることと、この宿主細胞を、対象となるポリペプチドの発現及び分泌を可能にする好適な条件下で培養することとを含む。宿主細胞の培養物(すなわち、宿主細胞と増殖培地とを含有する組成物)は、本明細書に記載した融合ポリペプチドの分泌されたタンパク質を含有することができるので、いくつかの実施形態では、対象となるポリペプチドは、培養培地から回収される。他の実施形態では、対象となるポリペプチドは、精製される。タンパク質は、当技術分野で公知のあらゆる好都合な方法によって、増殖培地から回収及び/又は精製することができる。
いくつかの実施形態では、対象宿主細胞(真菌宿主細胞など)は、回分又は連続的発酵条件下で培養することができる。古典的な回分発酵は、密閉系であり、ここでは、培地の組成は、発酵の開始時に設定され、発酵中に人為的な変更を受けない。したがって、発酵の開始時に、培地に所望される微生物が植菌される。この方法では、発酵は、その系にいずれの構成成分も添加されずに行われる。典型的には、回分発酵は、炭素源の添加について「回分」とみなし、pH及び酸素濃度などの制御因子についての試みが、しばしば行われる。回分系の代謝産物及びバイオマス組成は、発酵が停止される時まで常に変化する。回分培養内では、細胞は、静的な遅滞期を経て、高増殖の対数期へ、最後に定常期(ここでは、増殖速度は低下又は停止される)へと進行する。処理を行わなければ、定常期の細胞は、最終的には死ぬ。一般に、対数期の細胞は、最終産物の産生の大部分を担う。
標準の回分系に対する変化形態は、「流加発酵」系であり、これも使用することができる。この典型的な回分系の変化形態では、発酵が進行した分の基質が添加される。流加系は、カタボライト抑制が細胞の代謝を阻害する傾向がある場合に有用であり、ここでは、限られた量の基質を培地中に有することが望ましい。流加系における実際の基質濃度の測定は難しいので、pH、溶存酸素、及びCOなどの廃ガスの分圧などの測定可能な因子の変化に基づいて推定される。回分及び流加発酵は、一般的であり且つ当技術分野で公知である。
連続的発酵は、開放系であり、ここでは、定義された発酵培地が、バイオリアクターに連続的に添加され、等量の培養上清が、処理のために同時に除去される。連続的発酵は、一般に、培養物を一定の高い密度に維持し、ここでは、細胞は、主として対数期増殖状態である。
連続的発酵は、細胞増殖及び/又は最終産物濃度に影響を与える1つの因子又はあらゆる数の因子の調節を可能にする。例えば、一実施形態では、炭素源又は窒素源などの栄養を制限することが、一定の割合で維持され、すべての他のパラメータを中程度にさせる。他の系では、培地の濁度によって測定される細胞濃度を一定に保つ一方で、増殖に影響を与えるいくつかの因子を、連続的に変えることができる。連続系は、定常状態増殖条件を維持しようと努める。したがって、培地が取り除かれることによる細胞喪失を、発酵中の細胞増殖速度と釣り合わせなければならない。連続的発酵プロセスのための栄養及び増殖因子を調節する方法、並びに産物形成の速度を最大にするための技術は、公知である。
B.発現及び分泌
融合ポリペプチドをコードする融合DNA構築物を含む宿主細胞(例えば、糸状菌宿主細胞)における対象となるポリペプチドの産生は、融合ポリペプチドの対象となるポリペプチドの分泌をもたらす。例えば真菌における分泌プロセス中、分泌されることとなるタンパク質に糖鎖が付着して、グリコシル化タンパク質が産生され得る。したがって、いくつかの実施形態では、対象となるポリペプチド(例えば抗体)の産生には、グリコシル化又は非グリコシル化タンパク質が含まれ得る。
いくつかの実施形態では、対象融合ポリペプチドの分泌されたタンパク質は、一般に、等価な宿主細胞(すなわち、同じ条件下で増殖される、同じ細胞型)によって産生される、本明細書に開示される操作されたKEX2部位前駆及び/又は後部配列を欠く等価な融合ポリペプチドの分泌された対象となるポリペプチドの量よりも多い量で、宿主細胞の培養培地中に存在する。本明細書に開示される方法に従う融合ポリペプチドから対象となるポリペプチドを産生する対象細胞の培養物は、本開示によって包含される操作されたKEX2部位前駆及び/又は後部配列を有しない他の等価なタンパク質を発現する等価な細胞培養物と比較して、増殖培地中に、約5%超、約10%超、約20%超、約40%超、約60%超、約80%超、約100%超、約150%超、約200%超、約300%超、約500%超、又は約1000%超の対象となるポリペプチドを含有することができる。
いくつかの実施形態では、対象となるポリペプチド(例えば全長抗体)についての発現及び分泌のレベルは、0.5g/Lを超えることとなる。慣例的に、1.0g/Lを超える対象となるポリペプチドは、培養培地から回収することができる。約1.5、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10、1、112、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、又は25g/Lを超える再現可能レベルを達成することができる。いくつかの実施形態では、対象となるポリペプチドの発現及び分泌のレベルは、約30g/Lを超える、さらには約40g/Lを超えることとなる。
他の実施形態では、分泌された切断された対象となるポリペプチドと、切断されなかった分泌された対象となるポリペプチドとの比率は、約5:1、10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、50:1、55:1、60:1、65:1、70:1、75:1、80:1、85:1、90:1、95:1、100:1、150:1、200:1、250:1、300:1、350:1、400:1、450:1、500:1、1000:1、5000:1、7500:1、10000:1、又は100000:1(これらの比率の間に入るすべての値を含む)よりも大きい。
いくつかの実施形態では、組換え型の融合ポリペプチドからの対象となるポリペプチドの切断は、本明細書に開示されるKEX2部位前駆及び/又は後部配列を欠く等価な組換え型の融合ポリペプチドからの同じ対象となるポリペプチドの切断を超えることとなる。いくつかの実施形態では、KEX2部位前駆及び/又は後部配列は、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約91%、少なくとも約92%、少なくとも約93%、少なくとも約94%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、又は少なくとも約100%の効率(ここで、100%の効率は、融合ポリペプチドから完全に切断された対象となるポリペプチドをもたらす)で切断される融合タンパク質をもたらすことができる。
ある種の実施形態では、タンパク質切断の効率は、生じた切断の量を決定することによって、例えば、切断されなかったタンパク質の量に対する切断されたタンパク質の量を決定することによって算出することができる。一実施形態では、タンパク質切断の量は、細胞培養物の体積あたりの、増殖培地中の切断されていない融合タンパク質の量に対する、増殖培地中の切断されたタンパク質の量の割合を決定することによって算出することができる。
KEX2部位前駆及び/又は後部配列又は最適化されたKEX2部位前駆及び/又は後部配列を含有する融合ポリペプチドは、ある種の実施形態では、少なくとも約30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の効率(ここで、100%の効率は、完全に切断された対象となるポリペプチドである)で切断される融合ポリペプチドをもたらすことができる。
他の実施形態では、対象融合ポリペプチドの分泌の効率は、そのタンパク質を分泌する細胞の増殖培地中の融合ポリペプチドの分泌された部分の量を決定することによって算出することができる。この決定は、定量的、定性的、相対的、又は絶対的であり得る。一実施形態では、対象融合体を分泌する細胞の増殖培地中の分泌タンパク質の量は、最適化されたKEX2前駆及び/又は後部配列を含有しない等価な融合ポリペプチドを産生する細胞によって分泌された、分泌タンパク質の量よりも、少なくとも約10%、少なくとも約30%、少なくとも約50%、少なくとも約70%、少なくとも約90%、少なくとも2倍、少なくとも5倍、又は少なくとも10倍多い可能性がある。
いくつかの実施形態では、分泌及び/又は切断の増大は、GGGB1B2(ここで、B1B2は、KK、KR、RK、又はRR、好ましくはKRである)と定義される標準のKEX2領域に対して測定することができる。一実施形態では、対象融合体を分泌する細胞の増殖培地中の分泌された対象となるタンパク質又はポリペプチドの量は、本質的に同じ条件下で等価な宿主における等価な融合ポリペプチドによって分泌された、分泌された対象となるタンパク質又はポリペプチドの量よりも、少なくとも約10%、少なくとも約30%、少なくとも約50%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約100%、少なくとも2×、少なくとも3×、少なくとも5×、及び少なくとも10×多い可能性がある。
IV.キット
本明細書でさらに提供されるのは、本明細書に開示される融合ポリペプチドのいずれかを産生するための書面の説明書;本明細書に開示される核酸のいずれかのうちの1つ以上;本明細書に開示されるベクターのいずれか;本明細書に開示される宿主細胞のいずれかのうちの1つ以上を含有するキットである。キットは、Kex2セリンペプチダーゼを含む組成物;及び/又はKex2セリンペプチダーゼをコードする核酸のうちの1つ以上をさらに含むことができる。さらに、キットはまた、Kex2セリンペプチダーゼを発現する宿主細胞、追加のプロテアーゼを含む1つ以上の組成物;及び/又は1つ以上の追加のプロテアーゼをコードする核酸を含むことができる。
本発明は、実例の目的で提供され且つ限定する目的ではない、以下の実施例を参照することによって、さらに理解することができる。
実施例1:アッセイ
以下の実施例では、読解を容易にするために、下に示す通り、様々なアッセイを使用した。下で提供されるプロトコルからのいずれの逸脱も、該当するセクションに示す。これらの実験では、反応の完了後に形成された産生物の吸光度を測定するために、分光光度計を使用した。
タンパク質分泌アッセイ:この方法は、融合ポリペプチド(例えば、担体タンパク質に付着されたもの)の形態のままである分泌されたタンパク質の量に対する、増殖培地中の、融合ポリペプチドから放出又は切断された、分泌されたタンパク質(対象となるポリペプチド)の量を測定する。融合ポリペプチド及び対象となるポリペプチドは、プロテインA樹脂を使用して、T.リーゼイ(T.reesei)からの未精製のブロスから精製した。プロテインA樹脂を含む96ウェルプレートを、最初にPBS中で平衡化し、培養ブロスのpHを、1Mリン酸ナトリウムを使用してpH7に調整し、次いで、このブロスを濾過し、濾液を樹脂と共に96ウェルプレート中で振盪しながら5分間インキュベートした。PBSを使用して、プロテインA樹脂に結合しなかったあらゆるタンパク質を洗い流し、結合したタンパク質を、100mMグリシン(pH2.7)を使用して樹脂から溶離し、それに続いて、1M Tris(pH9)での中和を行った。各バリアントの精製されたタンパク質を、SDS-PAGEゲルに流した(図2)。融合ポリペプチド及び対象となるポリペプチドの分子量に基づいて、これらのタンパク質のバンド強度を、image quantソフトウェアを使用して定量化することができる。融合ポリペプチドと対象となるポリペプチドとの比率を算出することができる。
CBH1加水分解:異なるバリアントの融合ポリペプチドと対象となるポリペプチドとの比率を比較するために、融合ポリペプチド中の担体タンパク質CBH1を、その基質4-ニトロフェニルβ-D-ラクトピラノシド(pNP,Sigma)に対するCBH1加水分解を測定することによって定量化した。10μlの精製されたタンパク質を、384ウェルプレート中で、40μlの2.5mM pNPL(50mM酢酸ナトリウム緩衝液中)(pH5)と共にインキュベートした。プレートを密封し、1400rpmの振盪で50℃で1時間インキュベートした。1時間のインキュベーション後、20μlの500mM炭酸ナトリウム緩衝液(pH10)を、384ウェルGreinerプレート中の各ウェルに添加して、反応を停止させた。ポリペプチド中の相対CBH1濃度を定量化するために、OD405を測定した。全ポリペプチド及び対象となるポリペプチド濃度を、Octetシステム(ForteBio)でプロテインAプローブを使用して測定した。CBH1活性を、全ポリペプチド及び対象となるポリペプチド濃度に対して規準化した。性能指数(PI)は、各バリアントについて、バリアントの規準化されたCBH1活性に対して、変更されていない対照の規準化されたCBH1活性を除算することによって算出した。8以上のPIを有するバリアントは、融合ポリペプチドからのCBH1の>90%超の切断を示す。いずれのCBH1活性も有しないバリアントは、融合ポリペプチドからのCBH1の完全な切断を示す。
実施例2:部位評価ライブラリーの産生及び評価
A.抗RSV HC重鎖のためのプラスミド及び部位評価構築
RSウイルス(パリビズマブ又はSynagis)に対するモノクローナル抗体の重鎖のための配列は、コドン最適化され、GeneArt GmH(Germany)によって合成された。真菌細胞内での発現中のKex2フーリン様プロテアーゼによる分解の可能性を防止するために、重鎖内の第251位のリジンを、トレオニン(K251T)に変異させた。最初に、抗RSV HCの合成配列を、そのリンカー領域(1-479 aa)と共に、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)天然セロビオヒドロラーゼI(CBH1)の触媒コアの後ろにそれぞれクローニングした。担体パートナーから成熟抗体鎖を放出させるために、リンカーとHCとの間にKex2切断部位を導入した。
次いで、cbhI-HC_Synagisの融合構築物を、pDonor221ベクター(Invitrogen,USA)へのGateway(登録商標)BP組換えクローニングを可能にするためにattB1及びattB2部位で伸長させた遺伝子特異的プライマーを用いるPCRによって増幅した。図3に示す通り、プラスミドpEntry-SynagisHCK251T_Geneart_SELを、466-725 aa位置(CbhI Metからカウントしている)での部位評価(SEL)ライブラリーの構築のための鋳型として、供給業者BaseClear(Netherlands)によって使用した。aa位置ごとの変異バリアントの平均数は、およそ17であった。変異した配列を、Gateway(登録商標)LR組換え技術を介して、pTTTpyr2-ISceIデスティネーションベクターにさらにクローニングし、最終の発現プラスミドpTTTpyr2-ISceI-SynagisHC_Geneart_SEL(図3)をもたらした。
この発現ベクターは、対象となる遺伝子の強力な誘導性発現を可能にするT.リーゼイ(T.reesei)cbhIプロモーター及びターミネーター領域と、ウリジンを添加しない最少培地での形質転換体の増殖を与えるT.リーゼイ(T.reesei)pyr2選択マーカーを含有する。このプラスミドは、T.リーゼイ(T.reesei)由来のテロメア領域により、真菌細胞内で自律的に維持される。プラスミドを、市販品として入手可能な大腸菌(Escherichia coli)TOP10細胞(Invitrogen,US)内で増殖させ、精製し、配列確認し、96ウェルMTPにそれぞれ配列させ、下に記載する通りの真菌の形質転換のために使用した。
pEntry-Synagis_LC_Geneartプラスミドを、Gateway(登録商標)BP組換えクローニングを介して構築し、上に記載したのと同様の方式で、pTrex6gデスティネーションベクターを用いてさらに組換え、発現ベクターpTrex6g-Synagis_LCをもたらした。このベクターは、cbhIプロモーターによって駆動され、真菌細胞にクロリムロンエチルへの抵抗性を与えるalSマーカーに連結される、軽鎖を発現するPCR断片を産生するための鋳型としての役割を果たした(図4)。
B.真菌宿主株構築及び形質転換
発現カセットは、CBH1プロモーター、CBH1コア、CBH1リンカーによって連結される抗体HC及びLC、及びCBH1のプロセシングのためのkex2、CBH1ターミネーター、並びに真菌細胞にクロリムロンエチルへの抵抗性を与えるalSマーカーからなる。SELバリアントのためにpyr2マーカーが利用可能になるように、宿主株を作成するためにalSマーカーを使用した。この発現カセットを、多重コピーで、宿主T.リーゼイ(T.reesei)ゲノムにランダムに組み込んだ。この完全発現カセットを、PCRによって増幅した。PCR産物を、精製し、500~1000ng/μLに濃縮した。
形質転換のために使用された宿主T.リーゼイ(T.reesei)株は、主なセルラーゼ及びキシラナーゼについて欠失させた。この株を、標準のPEG-プロトプラスト形質転換方法を使用して形質転換させた。250μlの総体積中におよそ10μgのDNAと5×10個のプロトプラストを含有する形質転換混合物を、2mLの25% PEG溶液で処理し、2体積の1.2Mソルビトール/10mM Tris、pH7.5/10mM CaCl2溶液で希釈し、1Mソルビトール、1g/Lウリジン、75mg/Lクロリムロンエチル(最少培地中)を含有する26mLの2%低融点アガロースと混合し、あらかじめ注がれた1.5%アガロース、1Mソルビトール(最少培地中)を含有する4枚の10cmペトリ皿に分配した。十分な増殖後、各皿の形質転換体を観察し、それぞれのコロニーを、1.5%寒天、1g/Lウリジン、75mg/Lクロリムロンエチルを含有する新たな10cmペトリ皿に、安定性を評価する余地を与えるために皿あたり4つ選び取った。安定なコロニーの表現型は、平滑縁を伴う同心円状の増殖である。安定な形質転換体が観察され、十分に胞子形成されたら、胞子を回収し、液体培養物の植菌のために使用した。
Synagis HCバリアントを用いるすべてのハイスループット形質転換は、Biomekロボット(Beckman Coulter,USA)を使用する24ウェルMTPフォーマットで、ロボット制御によって実施した。バリアントを有するプラスミドは、あらかじめ決定された配置に従って配列された96ウェルフォーマットで、供給業者から受け取った。50mlの総体積中におよそ1mgのDNAと5×10個のプロトプラストを含有する形質転換混合物を、200μLの25% PEG溶液で処理し、1体積の1.2Mソルビトール/10mM Tris、pH7.5/10mM CaCl溶液で希釈し、ロボット制御によって24ウェルMTPに再配列し、1Mソルビトール(最少培地中)を含有する1mlの3%低融点アガロースに注いだ。十分な増殖後、各ウェルからの形質転換体を一緒にプールし、最少培地を有する新たな24ウェル寒天皿に乗せた。十分に胞子形成されたら、胞子を回収し、液体培養物の植菌のために使用した。
C.徐放性の24ウェルMTPにおける真菌発酵
十分に高い抗体力価をもたらすために、10~10個のT.リーゼイ(T.reesei)胞子を、連続的産生を確実にするために発酵中に培地中でゆっくりと放出されるラクトースとあらかじめ混合されたSylgard 170エラストマー(Dow Corning,USAより)から構成されるカスタムメイドの(customer made)24ウェルMTPに植菌した。培養株を、16g/Lグルコース、9g/Lカザミノ酸、10g/L(NH4)2SO4、4.5g/L KH2PO4、1g/L MgSO4*7H2O、1g/L CaCl2*2H2O、33g/L PIPPS緩衝液[pH 5.5]、0.25% T.リーゼイ(T.reesei)微量元素(100%:175g/Lクエン酸(無水)、200g/L FeSO4*7H2O、16g/L ZnSO4*7H2O、3.2g/L CuSO4*5H2O、1.4g/L MnSO4*H2O、0.8g/L H3BO3)を含有する1.25mlの培地中で増殖させた。
プレートを、200rpm及び28Cで、80%湿度で、50mmの振盪幅を用いて、Inforsシェーカー中でインキュベートした。5~6日の増殖の後、培養物を、96ウェルディープウェルMTPにフォーマットし直し、96ウェルマイクロタイターフィルタープレート(0.2μm親水性PVDF膜、Corning,Tewksbury MA)を使用して濾過した。プレートを、Axygenハーフディープウェルプレート(P-DW-11-C)で凍結した。
D.精製
プレートを、冷凍庫から冷蔵室に移動して、試料を4℃で一晩、徐々に解凍した。精製前に、増殖したWT試料をプレートから取り除き、これらの試料をプールした。ウェルあたり1mLのプールされたWT、プールされた低結合対照、プールされた高結合対照、及びプールされたベクターのみ(同じ株においてCBH1を発現するベクター)試料を、指定されたウェルに添加した。これらのライブラリープレート物は、2連で増殖させ、これらの対照は、両方のプレートに添加した。これらのプレートを、2分間、やさしくゆすって、ウェル内の流体を均質化させ、続いて、1分間遠心分離を行って、あらゆる沈殿をペレット化させた。
次いで、遠心分離されたプレートを、ロボットに移動して、OctetプロテインA定量化のために、20μLの未精製材料を取り出した。この20μLを、384ウェルプレート(Greiner Bio-One 781209)中の80μLの1X PBSに添加した。4つのライブラリープレート物を、1つの384ウェルプレートに入れ、4つのプレート物の2連の増殖のために、別の384ウェルプレートが存在していた(プレートXa及びXb)。
試料をOctet定量化のために取り出した後、次いで、プレート物を精製した。ロボットは、4つのライブラリープレートを一度に処理した。ロボットは、プロテインA樹脂への抗体結合を向上させるために、50μLの1M KPi(pH7)を添加して、上清のpHを上昇させた。次いで、ロボットは、未精製材料(最大880μL/ウェル)を、4つのプレートから、220μLのプロテインA樹脂(PBS中)であらかじめ満たした2mLフィルタープレート(Pall 8275)に移した。次いで、これらのフィルタープレートを、5分間、シェーカーでゆすった。次いで、プレート物を、1000gでの2分間の遠心分離によって濾過し、フロースルーを、試料がそこから移された空の回収プレートに収集した。この材料は、定量化後まで保管した。フィルタープレートを、ロボットの台に戻し、2連の増殖プレート物を、同じフィルタープレートに添加した。これらのプレート物を、前回と同様にインキュベート及び遠心分離した。次いで、樹脂を、880μLのPBS緩衝液で洗浄した。これらのプレートを、1分間ゆすり、次いで、1000gで2分間遠心分離した。フロースルーを捨て、プレートを、第2のPBS洗浄のために、ロボットに戻した。第2の洗浄後、プレートを、溶離プログラムを実行するロボットに移動した。
溶離プログラムは、4つのプレートを一度に処理した。このプログラムは、試料が溶離されることとなる清浄なハーフディープウェルプレートに、11μLの中和緩衝液(1M Tris pH9)を添加した。次いで、このプログラムは、フィルタープレートに、440μLの溶離緩衝液(100mMグリシン pH2.7)を添加した。次いで、プレートを、設定7で1分間ゆすり、次いで、遠心分離(1000g、2分間)によって、新たに準備した回収プレートへと濾過した。遠心分離後、中和緩衝液の適切な混合を確実にするために、試料プレートを1分間ゆすった。
E.結果
バリアントを、実施例1に記載した通りに、切断効率について試験した。変更されていない及びバリアントのKEX2切断部位の代表的なSDS-PAGEゲルを、図2に示す。各バリアントについて、変更されていない切断ドメインに対する切断に関する性能指数(PI)を算出した。変更されていないアミノ酸配列に対する完全又はほぼ完全な(>90%)切断を示す8以上のPIを有するバリアントを、表1に示す。
Figure 2022525057000002
実施例3:コンビナトリアルバリアントの産生及び試験
表1に示されたものから、リンカー部位中に複数の置換を含有するさらなるバリアントを作製し、融合タンパク質のより高い又は完全な切断を実現するために、置換の組み合わせ性能を試験した。
Synagis抗体の重鎖と軽鎖を、同時発現のために、1つのベクター上で組み合わせた。
合成DNAを、単鎖抗体宿主株への単鎖バリアント形質転換のために、発現ベクターにクローニングした。これらのベクターは、表1に示されたSELデータに基づいて設計された、バリアントの組み合わせを有していた。バリアントの特定のサブセットを選択して互いに組み合わせ、主なセルラーゼ及びキシラナーゼについて欠失させた宿主T.リーゼイ(T.reesei)株中で発現させた。
この発現ベクターpAS25(図6)は、対象となる遺伝子の強力な誘導性発現を可能にするT.リーゼイ(T.reesei)cbhIプロモーター及びターミネーター領域と、ウリジンの非存在下での最少培地での形質転換体の増殖を与えるT.リーゼイ(T.reesei)pyr2選択マーカーを含有する。このプラスミドは、T.リーゼイ(T.reesei)由来のテロメア領域により、真菌細胞内で自律的に維持される。この発現ベクターはまた、CBH1コアエクソン1及び2及び部分的に3(ここで、これは、切除され、ccdB及びクロラムフェニコール耐性マーカーの配列は、これの間にある)、及び部分的なCBH1ターミネーターを含有していた。対象となるカセットをこのベクターに入れるために、制限酵素を使用してccdB及びクロラムフェニコールを切除し、シームレスアセンブリ(geneart)のためにゲル精製した。
HC断片は、5’末端での相同性を有するプラスミドからのcbh1コア欠損、HCそれ自体、CBH1ターミネーター、及びLCカセットと連結するための48merアダプターアームで埋められていた。LCカセットは、5’末端上の相同性のための48merアダプター、CBH1プロモーター、CBH1コア、LC、cbh1ターミネーター、及び3’末端でのベクターに対する相同性を利用していた。これらのカセットは、PCRによって産生し、DpnI処理し、その後、精製した。3つすべての断片を組み合わせ、シームレスアセンブリ(Geneart)を行い、市販品として入手可能な大腸菌(Escherichia coli)TOP10細胞(Invitrogen,US)に形質転換した。バリアントの組み合わせあたり4つ~6つのコロニーを選び、プラスミド精製し、診断的に制限酵素NotIで切断し、ZAGフラグメント分析器(Advanced Analytical)で分析して、どのクローンが正しく構築されたかを評価した。次いで、正しく構築されたベクターを、サンガーシーケンシングに送って、正確な配列を確実にした。プラスミドを、市販品として入手可能な大腸菌(Escherichia coli)TOP10細胞(Invitrogen,US)内で増殖させ、精製し、96ウェルMTPにそれぞれ配列させ、先に上に記載した通りの真菌の形質転換のために使用した。
表2に示す通り、コンビナトリアルも、融合ポリペプチドの完全なKEX2媒介性切断の増大をもたらした。
Figure 2022525057000003
さらに、KEX2前駆切断部位と後部切断部位の両方における追加の部位でのある種の置換は、表1に示した置換と組み合わせて使用される場合に、改良された又は完全な切断をもたらした。具体的には、アラニンで置換されたT位置及びイソロイシンで置換されたL位置、並びにチロシンで置換されたG-2位置及びトレオニンで置換されたP-1位置は、表1に示した置換の1つ以上と組み合わせて使用される場合に、完全な切断をもたらした(表3)。追加の高度に組み合わせ性能の高い置換は、S(His)及びV(Leu)であると判明した(表3)。
Figure 2022525057000004
実施例4:追加の抗体におけるバリアントの産生及び試験
先の実施例で特定された改良されたリンカーバリアントを、モノクローナル抗HER2/neu抗体トラスツズマブ(Herceptin(登録商標))の産生における切断効率について試験した。
ベクター構築:発現ベクターは、対象となる遺伝子の強力な誘導性発現を提供するT.リーゼイ(T.reesei)cbhIプロモーター及びターミネーター領域、CBH1コア、CBH1リンカーによって連結される軽鎖又は重鎖、及びCBH1のプロセシングのためのkex2を含有していた。軽鎖ベクターは、唯一の窒素源としてアセトアミドを含む最少培地での増殖を与えるアスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)amdS選択マーカーを含有する。重鎖ベクターは、ウリジンの非存在下での最少培地での増殖を与えるT.リーゼイ(T.reesei)pyr2選択マーカーを含有する。ベクター構築は、Twist Biosciences(San Francisco,CA)によって完了され、届けられた。全体として、4つのベクター:抗体トラスツズマブの軽鎖を含有する2つと重鎖を含有する2つを構築した。それぞれの鎖について、リンカー部分は、S480K変異を含有するかしないかのいずれかであり、その結果、融合パートナーCBH1から抗体鎖をプロセシングする効力を評価することができた。
真菌株及び形質転換:リンカー変異S480Kの効力を評価するために、重鎖と軽鎖の両方に対するS480K変異を伴う又は伴わないすべての組み合わせの形質転換を試験した。軽鎖と重鎖は、異なる選択可能マーカーを有する別のベクター上にあるので、重鎖ベクターと軽鎖ベクターを、宿主T.リーゼイ(T.reesei)株に同時形質転換させることができる。これらのプラスミドは、T.リーゼイ(T.reesei)由来のテロメア領域により、真菌細胞内で自律的に維持される。複製プラスミド結果の使用は、形質転換の頻度増大をもたらし、組込み真菌形質転換で観察される遺伝子座依存性発現という問題を回避させた。
形質転換のために使用された宿主T.リーゼイ(T.reesei)株は、主なセルラーゼ及びキシラナーゼについて欠失させた。この株を、標準のPEG-プロトプラスト形質転換方法を使用して形質転換させた。250μLの総体積中におよそ1μgの各ベクターDNAと5×10個のプロトプラストを含有する形質転換混合物を、2mLの25% PEG溶液で処理し、2体積の1.2Mソルビトール/10mM Tris、pH7.5/10mM CaCl溶液で希釈し、1Mソルビトール、20mMアセトアミド(最少培地中)を含有する8mLの2%低融点アガロースと混合し、あらかじめ注がれた1.5%アガロース、1Mソルビトール、20mMアセトアミド(最少培地中)を含有する10cmペトリ皿に分配した。十分な増殖後、形質転換体を一緒にプールし、唯一の窒素源として10mMアセトアミドを含有する最少培地を有する新たなペトリ寒天皿に乗せた。胞子形成されたら、胞子を回収し、液体培養物の植菌のために使用した。
十分に高い抗体力価をもたらすために、10~10個のT.リーゼイ(T.reesei)胞子を、連続的産生を確実にするために発酵中に培地中でゆっくりと放出されるラクトースとあらかじめ混合されたSylgard 170エラストマー(Dow Corning,USAより)から構成されるカスタムメイドの(customer made)24ウェルMTPに植菌した。培養株を、16g/Lグルコース、9g/Lカザミノ酸、10g/L(NH4)2SO4、4.5g/L KH2PO4、1g/L MgSO4*7H2O、1g/L CaCl2*2H2O、33g/L PIPPS緩衝液[pH 5.5]、0.25% T.リーゼイ(T.reesei)微量元素を含有する1mlの培地中で増殖させた。
プレートを、200rpm及び28Cで、80%湿度で、50mmの振盪幅を用いて、Inforsシェーカー中でインキュベートした。5~6日の増殖の後、培養物を、96ウェルディープウェルMTPにフォーマットし直し、96ウェルマイクロタイターフィルタープレート(0.2μm親水性PVDF膜、Corning,Tewksbury MA)を使用して濾過した。清澄化された試料を、Promega(Madison,WI)からのあらかじめ混合された重鎖及び軽鎖特異的な抗体ペルオキシダーゼコンジュゲートを使用するウエスタンブロットによって、抗体の発現について分析した。
結果:S480K変異を伴って又は伴わずに発現されたトラスツズマブ軽鎖及び重鎖を、ウエスタンブロットによって、十分なCBH1プロセシングについて評価した。図9に示し、S480K変異が、重鎖又は軽鎖のいずれかに存在する場合、これは、CBH1からほぼ十分にプロセシングされる。逆に、変異が存在しないならば、重鎖又は軽鎖から十分にはプロセシングされないCBH1の注目すべきシグナルが存在する。したがって、この変異は、トラスツズマブ抗体鎖からのCBH1の改良された完全なプロセシングに必須である。

Claims (73)

  1. アミノ酸配列T-S-V-A-V-E-X-X-Q-V-(配列番号1)を含む融合ポリペプチドであって、1)X及びXが、塩基性アミノ酸であり;及び、2)前記アミノ酸配列が、
    a.疎水性アミノ酸、芳香族アミノ酸、酸性アミノ酸、及び塩基性アミノ酸からなる群から選択されるアミノ酸で置換されたT
    b.疎水性アミノ酸、芳香族アミノ酸、塩基性アミノ酸、及び鎖配向に影響を与えるアミノ酸からなる群から選択されるアミノ酸で置換されたS
    c.塩基性アミノ酸及びMからなる群から選択されるアミノ酸で置換されたA
    d.Lで置換されたV
    e.芳香族アミノ酸で置換されたE
    f.酸性アミノ酸、及び鎖配向に影響を与えるアミノ酸からなる群から選択されるアミノ酸で置換されたQ;及び/又は
    g.L、I、及び芳香族アミノ酸からなる群から選択されるアミノ酸で置換されたV
    からなる群から選択される1つ以上の置換を有する、融合ポリペプチド。
  2. a.Tが、A、F、M、Q、R、N、E、及びYからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている;
    b.Sが、F、H、K、L、M、P、Q、R、N、及びVからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている;
    c.Aが、H、K、M、及びRからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている;
    d.Eが、F及びWからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている;及び/又は
    e.Qが、D及びGからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている
    f.Vが、L、I、及びFからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている
    請求項1に記載の融合ポリペプチド。
  3. ASVAVEKRQV(配列番号3)、FSVAVEKRQV(配列番号2)、MSVAVEKRQV(配列番号4)、QSVAVEKRQV(配列番号5)、RSVAVEKRQV(配列番号6)、及びYSVAVEKRQV(配列番号7)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1又は請求項2に記載の融合ポリペプチド。
  4. TFVAVEKRQV(配列番号8)、THVAVEKRQV(配列番号9)、TKVAVEKRQV(配列番号10)、TLVAVEKRQV(配列番号11)、TMVAVEKRQV(配列番号12)、TPVAVEKRQV(配列番号13)、TQVAVEKRQV(配列番号14)、TRVAVEKRQV(配列番号15)、及びTVVAVEKRQV(配列番号16)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1又は請求項2に記載の融合ポリペプチド。
  5. TSVHVEKRQV(配列番号17)、TSVKVEKRQV(配列番号18)、及びTSVRVEKRQV(配列番号19)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1又は請求項2に記載の融合ポリペプチド。
  6. アミノ酸配列TSVALEKRQV(配列番号20)を含む、請求項1又は請求項2に記載の融合ポリペプチド。
  7. TSVAVFKRQV(配列番号21)及びTSVAVWKRQV(配列番号22)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1又は請求項2に記載の融合ポリペプチド。
  8. TSVAVEKRDV(配列番号23)及びTSVAVEKRGV(配列番号24)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1又は請求項2に記載の融合ポリペプチド。
  9. TSVAVEKRQF(配列番号25)及びTSVAVEKRQL(配列番号26)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1又は請求項2に記載の融合ポリペプチド。
  10. 前記アミノ酸配列が、C末端に追加の2つのアミノ酸、T-L(配列番号64)をさらに含み、ここで、
    a.Tは、酸性アミノ酸及び疎水性アミノ酸からなる群から選択されるアミノ酸で置換されている;及び/又は
    b.Lは、I及びVからなる群から選択されるアミノ酸で置換されている
    請求項1又は請求項2に記載の融合ポリペプチド。
  11. が、E又はFで置換されている、請求項10に記載の融合ポリペプチド。
  12. アミノ酸配列TSVAVEKRQVEL(配列番号27)を含む、請求項10又は請求項11に記載の融合ポリペプチド。
  13. TSVAVEKRQVTI(配列番号28)及びTSVAVEKRQVTV(配列番号29)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1又は請求項2に記載の融合ポリペプチド。
  14. 2つ以上の置換を含む、請求項1~2又は10~11のいずれか一項に記載の融合ポリペプチド。
  15. 2つ以上の置換の少なくとも1つが、S又はV位置である、請求項14に記載の融合ポリペプチド。
  16. 前記Sでの置換が、H又はNである、請求項15に記載の融合ポリペプチド。
  17. THVAVEKRQVTI(配列番号30)、THVAVEKRDVTL(配列番号31)、THVAVEKRQVAL(配列番号32)、EHVAVEKRQVTL(配列番号33)、TNVAVEKRDVTL(配列番号34)、及びTNVAVEKRQVAL(配列番号35)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項16に記載の融合ポリペプチド。
  18. 前記Vでの置換が、Lである、請求項15に記載の融合ポリペプチド。
  19. TSVALWKRQVTL(配列番号36)、TSVMLEKRQVTL(配列番号37)、TSVALEKRQITL(配列番号38)、及びTSVALEKRQVAL(配列番号39)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項18に記載の融合ポリペプチド。
  20. 及びVでの置換を含む、請求項14に記載の融合ポリペプチド。
  21. アミノ酸配列THVALEKRQVTL(配列番号40)を含む、請求項20に記載の融合ポリペプチド。
  22. アミノ酸配列TSVAVEKRDVAL(配列番号41)を含む、請求項14に記載の融合ポリペプチド。
  23. 3つ以上の置換を含む、請求項1~2又は10~11のいずれか一項に記載の融合ポリペプチド。
  24. THVMLEKRQVTL(配列番号42)、TKVMLEKRQVTL(配列番号43)、THVAVEKRDVAL(配列番号44)、THVALWKRQVTL(配列番号45)、TKVAVEKRDLTL(配列番号46)、TNVAVEKRDLTL(配列番号47)、EHVAVWKRQVTL(配列番号48)、EHVALEKRQVTL(配列番号49)、ESVALWKRQVTL(配列番号50)、RSVRVEKRDVTL(配列番号51)、及びTSVALEKRDVAL(配列番号52)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項23に記載の融合ポリペプチド。
  25. 4つ以上の置換を含む、請求項1~2又は10~11のいずれか一項に記載の融合ポリペプチド。
  26. THVALEKRDVAL(配列番号53)、TKVRVEKRDLTL(配列番号54)、TNVALEKRDVAL(配列番号55)、EHVALWKRQVTL(配列番号56)、EPVALWKRQVTL(配列番号57)、NHVALWKRQVTL(配列番号58)、RSVRVEKRDLTL(配列番号59)、RKVRVEKRDVTL(配列番号60)、RKVRVEKRQLTL(配列番号61)、及びRKVAVEKRDLTL(配列番号62)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項25に記載の融合ポリペプチド。
  27. 5つ以上の置換を含む、請求項1~2又は10~11のいずれか一項に記載の融合ポリペプチド。
  28. アミノ酸配列RKVRVEKRDLTL(配列番号63)を含む、請求項27に記載の融合ポリペプチド。
  29. 及びXが、KK、RR、KR、及びRKからなる群から選択される、請求項1~2又は10~11のいずれか一項に記載の融合ポリペプチド。
  30. 前記アミノ酸配列が、1種以上のプロテアーゼによって完全に切断される、請求項1~29のいずれか一項に記載の融合ポリペプチド。
  31. 前記プロテアーゼが、Kex2セリンペプチダーゼ(EC 3.4.21.61)である、請求項30に記載の融合ポリペプチド。
  32. シグナル配列をコードするポリペプチドをさらに含む、請求項1~31のいずれか一項に記載の融合ポリペプチド。
  33. 前記シグナル配列をコードするポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸配列のN末端又はC末端に位置する、請求項32に記載の融合ポリペプチド。
  34. 担体タンパク質をコードするポリペプチドをさらに含む、請求項1~33のいずれか一項に記載の融合ポリペプチド。
  35. 前記担体タンパク質をコードするポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸配列のN末端又はC末端に位置する、請求項34に記載の融合ポリペプチド。
  36. 前記担体タンパク質をコードするポリペプチドが、シグナル配列をコードするポリペプチドに隣接している、請求項34又は請求項35に記載の融合ポリペプチド。
  37. 前記担体タンパク質が、CBH1又はその断片を含む、請求項34~36のいずれか一項に記載の融合ポリペプチド。
  38. 対象となるポリペプチドをさらに含む、請求項1~37のいずれか一項に記載の融合ポリペプチド。
  39. 前記対象となるポリペプチドをコードするポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸配列のN末端又はC末端に位置する、請求項38に記載の融合ポリペプチド。
  40. 前記対象となるポリペプチドが、酵素である、請求項38又は請求項39に記載の融合ポリペプチド。
  41. 前記酵素が、活性又は不活性な炭水化物分解酵素、プロテアーゼ、リパーゼ、及び細胞溶解酵素からなる群から選択される酵素である、請求項40に記載の融合ポリペプチド。
  42. 前記対象となるポリペプチドが、治療用タンパク質である、請求項38又は請求項39に記載の融合ポリペプチド。
  43. 前記治療用タンパク質が、抗体又はその機能性断片である、請求項42に記載の融合ポリペプチド。
  44. 前記抗体が、軽鎖又は重鎖モノクローナル抗体である、請求項43に記載の融合ポリペプチド。
  45. 前記シグナル配列がCBH1シグナル配列であり、前記担体タンパク質がCBH1含有担体タンパク質であり、前記対象となるポリペプチドが抗体軽鎖又はその機能性断片である、請求項42又は請求項43に記載の融合ポリペプチド。
  46. 前記シグナル配列がCBH1シグナル配列であり、前記担体タンパク質がCBH1含有担体タンパク質であり、前記対象となるポリペプチドが抗体重鎖又はその機能性断片である、請求項42又は請求項43に記載の融合ポリペプチド。
  47. 前記シグナル配列がCBH1シグナル配列であり、前記担体タンパク質がCBH1含有担体タンパク質であり、前記対象となるポリペプチドが抗体重鎖又はその断片及び抗体軽鎖又はその機能性断片である、請求項42又は請求項43に記載の融合ポリペプチド。
  48. 前記抗体又はその機能性断片が、シングルドメイン抗体(sdAb)である、請求項43に記載の融合ポリペプチド。
  49. 前記抗体又はその機能性断片が、Fv、Fab、Fab’、Fab’-SH、F(ab’)、二重特異性抗体、直鎖抗体、単鎖抗体分子(例えばscFv)、及び抗体断片から形成される多重特異性抗体からなる群から選択される、請求項43に記載の融合ポリペプチド。
  50. 前記抗体又はその機能性断片が、抗RSウイルス(RSV)抗体、抗エボラウイルス抗体、抗凝集βアミロイド(Aβ)抗体、抗ヒト免疫不全ウイルス(HIV)抗体、抗単純ヘルペスウイルス(HSV)抗体、抗精子抗体(抗ヒト避妊抗原(anti-human contraceptive antigen)(HCA)抗体など)、及び抗HER2/neu抗体である、請求項43~49のいずれか一項に記載の融合ポリペプチド。
  51. 請求項1~50のいずれか一項に記載の融合ポリペプチドをコードする核酸。
  52. 請求項51に記載の核酸をコードするベクター。
  53. プロモーターをコードする核酸配列をさらに含む、請求項52に記載のベクター。
  54. 請求項1~48のいずれか一項に記載の融合ポリペプチド、請求項49に記載の核酸、又は請求項52又は請求項53に記載のベクターを含む宿主細胞。
  55. 前記宿主細胞が、哺乳類宿主細胞、細菌宿主細胞、及び真菌宿主細胞からなる群から選択される、請求項54に記載の宿主細胞。
  56. 前記哺乳類細胞が、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞である、請求項55に記載の宿主細胞。
  57. 前記細菌細胞が、大腸菌(E.coli)細胞である、請求項55に記載の宿主細胞。
  58. 前記真菌細胞が、酵母細胞又は糸状菌細胞である、請求項55に記載の宿主細胞。
  59. 前記酵母細胞が、サッカロミセス属(Saccharomyces)の種である、請求項58に記載の宿主細胞。
  60. 前記真菌細胞が、トリコデルマ属(Trichoderma)の種、アオカビ属(Penicillium)の種、フミコラ属(Humicola)の種、クリソスポリウム属(Chrysosporium)の種、グリオクラジウム属(Gliocladium)の種、コウジカビ属(Aspergillus)の種、フザリウム属(Fusarium)の種、ケカビ属(Mucor)の種、アカパンカビ属(Neurospora)の種、ボタンタケ属(Hypocrea)の種、マイセリオフトラ(Myceliophthora)の種、及びエメリセラ属(Emericella)の種からなる群から選択される、請求項55又は請求項58に記載の宿主細胞。
  61. 前記真菌細胞が、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)、トリコデルマ・ビリデ(Trichoderma viride)、トリコデルマ・コニンギ(Trichoderma koningii)、トリコデルマ・ハルチアナム(Trichoderma harzianum)、フミコラ・インソレンス(Humicola insolens)、フミコラ・グリセア(Humicola grisea)、クリソスポリウム・ルクノウェンス(Chrysosporium lucknowense)、コウジカビ(Aspergillus oryzae)、クロカビ(Aspergillus niger)、アスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)、アスペルギルス・カワチ(Aspergillus kawachi)、アスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus)、アスペルギルス・ジャポニクス(Aspergillus japonicus)、ショウユコウジカビ(Aspergillus sojae)、マイセリオフトラ・サーモフィラ(Myceliophthora thermophila)、及びアワモリコウジカビ(Aspergillus awamori)からなる群から選択される、請求項60に記載の宿主細胞。
  62. 請求項1~50のいずれか一項に記載の融合ポリペプチドを産生するための方法であって、請求項54~61のいずれか一項に記載の宿主細胞を、前記融合ポリペプチドの産生に適した条件下で培養することを含む方法。
  63. 前記融合ポリペプチドを単離することをさらに含む、請求項62に記載の方法。
  64. 前記融合ポリペプチドをプロテアーゼで切断することをさらに含む、請求項62又は請求項63に記載の方法。
  65. 前記プロテアーゼが、Kex2セリンペプチダーゼ(EC 3.4.21.61)である、請求項64に記載の方法。
  66. 前記融合ポリペプチドの切断が、配列番号1のアミノ酸配列を欠く等価な融合ポリペプチドの切断と比較して増大される、請求項64又は請求項65に記載の方法。
  67. 前記融合ポリペプチドの分泌が、配列番号1のアミノ酸配列を欠く等価な融合ポリペプチドの分泌と比較して増大される、請求項64~66のいずれか一項に記載の方法。
  68. 融合ポリペプチドを切断するための方法であって、請求項1~50のいずれか一項に記載の融合ポリペプチドを、プロテアーゼと接触させることを含む方法。
  69. 前記プロテアーゼが、Kex2セリンペプチダーゼ(EC 3.4.21.61)である、請求項68に記載の方法。
  70. a)請求項1~50のいずれか一項に記載の融合ポリペプチドを産生するための書面の説明書;並びにb)以下のもの1)請求項51に記載の核酸;2)請求項52又は請求項53に記載のベクター;及び/又は3)請求項54~61のいずれか一項に記載の宿主細胞、のうちの1つ以上を含むキット。
  71. 以下のもの4)Kex2セリンペプチダーゼ(EC 3.4.21.61)を含む組成物;及び/又は5)Kex2セリンペプチダーゼをコードする核酸、のうちの1つ以上をさらに含む、請求項70に記載のキット。
  72. Kex2セリンペプチダーゼを発現する宿主細胞をさらに含む、請求項70又は請求項71に記載のキット。
  73. 以下のもの6)追加のプロテアーゼを含む組成物;及び/又は7)追加のプロテアーゼをコードする核酸、のうちの1つ以上をさらに含む、請求項70~72のいずれか一項に記載のキット。
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