JP2813370B2 - Method for producing human interleukin 5 - Google Patents

Method for producing human interleukin 5

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JP2813370B2 JP16018889A JP16018889A JP2813370B2 JP 2813370 B2 JP2813370 B2 JP 2813370B2 JP 16018889 A JP16018889 A JP 16018889A JP 16018889 A JP16018889 A JP 16018889A JP 2813370 B2 JP2813370 B2 JP 2813370B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、活性型ヒトインターロイキン5(以下hIL
−5という)の製造方法に関し、より詳細には動物細胞
培養液から抗体を使用しないでhIL−5を高い収率で製
造する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to an activated human interleukin 5 (hereinafter referred to as hIL).
More specifically, the present invention relates to a method for producing hIL-5 from animal cell culture in a high yield without using an antibody.

(従来の技術) B細胞の増殖および免疫グロブリン分泌細胞への分化
はマクロファージおよびT細胞由来の数種の可溶性因子
によって制御されている(Kishimoto,T.,& Hirano,T.
(1988)Annu.Rev.Immunol.6,485−512)。インターロ
イキン5(IL−5)はT細胞代替因子とも呼ばれている
が、後期B細胞の免疫グロブリン分泌細胞への最終分化
を誘導する因子として初めて報告された(Takatsu,K.,T
anaka,K.,Tominaga,A.,Kumahara,Y.,& Hamaoka,T.(19
80)J.Immunol.125,2646−2653)。最近になって、マウ
スのIL−5が均一になるまで精製され、更にマウスIL−
5のcDNAがクローン化されその配列が決定された(Taka
tsu,K.,Harada,N.,Hara,Y.,Takahara,Y.,Yamada,G.,Dob
ashi,K.,& Hamaoka,T.(1985)J.Immunol,134,382−38
9;及びKinashi,T.,Harada,N.,Severinson,E.,Tanabe,
T.,Sideras,P.,Konishi,M.,Azuma,C.,Tominaga,A.,Berg
stedt−Lindquist,S.,Takahashi,M.,Matsuda,F.,Yaoit
a,Y.,Takatsu,K.,& Honjo,T.(1986)Nature324,70−7
3)。その後、ヒトIL−5cDNAもまたマウスIL−5cDNAを
プローブとして単離された(Azuma,C.,Tanabe,T.,Konis
hi,M.,Kinashi,T.,Noma,T.,Matuda,F.,Yaoita,Y.,Takat
su,K.,Hammarstrom,L.,Edvard−Smith,C.I.,Severinso
n,E.,& Honjo,T.(1986)Nucleic Acid.Res.14,9149−
9158;及びSideras,P.,Noma,R.,& Honjo,T.(1988)Imm
unol.Rev.102,189−212)。
BACKGROUND OF THE INVENTION B cell proliferation and differentiation into immunoglobulin secreting cells is controlled by several soluble factors derived from macrophages and T cells (Kishimoto, T., & Hirano, T. et al.
(1988) Annu. Rev. Immunol. 6,485-512). Interleukin 5 (IL-5), also called a T cell replacement factor, was first reported as a factor that induces terminal differentiation of late B cells into immunoglobulin-secreting cells (Takatsu, K., T).
anaka, K., Tominaga, A., Kumahara, Y., & Hamaoka, T. (19
80) J. Immunol. 125, 2646-2653). More recently, mouse IL-5 has been purified to homogeneity and
5 cDNAs were cloned and sequenced (Taka
tsu, K., Harada, N., Hara, Y., Takahara, Y., Yamada, G., Dob
ashi, K., & Hamaoka, T. (1985) J. Immunol, 134, 382-38
9; and Kinashi, T., Harada, N., Severinson, E., Tanabe,
T., Sideras, P., Konishi, M., Azuma, C., Tominaga, A., Berg
stedt-Lindquist, S., Takahashi, M., Matsuda, F., Yaoit
a, Y., Takatsu, K., & Honjo, T. (1986) Nature324,70-7
3). Thereafter, human IL-5 cDNA was also isolated using mouse IL-5 cDNA as a probe (Azuma, C., Tanabe, T., Konis).
hi, M., Kinashi, T., Noma, T., Matuda, F., Yaoita, Y., Takat
su, K., Hammarstrom, L., Edvard-Smith, CI, Severinso
n, E., & Honjo, T. (1986) Nucleic Acid. Res. 14, 9149-
9158; and Sideras, P., Noma, R., & Honjo, T. (1988) Imm
unol. Rev. 102, 189-212).

ヒトのIL−5はB細胞の分化活性に加えて、最近、好
酸球の分化の誘導(Campbell,H.D.,Tucker,W.Q.J.,Hor
t,Y.,Martinson,M.E.,Mayo,G.,Clutterbuck,E.J.,Sande
rson,C.J.& Young,I.(1987)Proc.Natl.Acad.Sci.US
84,6629−6633;及びYamaguchi,Y.,Suda,T.,Suda,J.,Egu
chi,M.,Miura,Y.,Harada,N.,Tominaga,A.& Takatsu,K.
(1988)J.Exp.Med.167,43−56)、B細胞の増殖刺激
(Sanderson,C.J.,O'Garra,A.,Warren,D.J.& Klaus,G.
G.B.(1986)Proc.Natl.Acad.Sci.US 83,437−440;及び
Takatsu,K.,Tominaga,A.,Harada,N.,Mita,S.,Matsumot
o,M.,Takahashi,T.,Kikuchi,Y.,& Yamaguchi,N.(198
8)Immunol.Rev.102,107−135)および細胞障害性T細
胞誘導の増強(Takatsu,K.,Kikuchi,Y.,Takahashi,T.,H
onjo,T.,Matsumoto,M.,Harada,N.,Yamaguchi,N.,& Tom
inaga,A.(1987)Proc.Natl.Acad.Sci.US 84,4234−423
8)を含む多種多様な生物活性を有しているという証拠
が示された。そのように知見に基づき、IL−5の生物活
性を癌治療等の臨床分野において利用するための研究も
開始されている。
In addition to B cell differentiation activity, human IL-5 has recently been induced to induce eosinophil differentiation (Campbell, HD, Tucker, WQJ, Hor).
t, Y., Martinson, ME, Mayo, G., Clutterbuck, EJ, Sande
rson, CJ & Young, I. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. US
84, 6629-6633; and Yamaguchi, Y., Suda, T., Suda, J., Egu
chi, M., Miura, Y., Harada, N., Tominaga, A. & Takatsu, K.
(1988) J. Exp. Med. 167, 43-56), stimulation of B cell proliferation (Sanderson, CJ, O'Garra, A., Warren, DJ & Klaus, G.).
GB (1986) Proc. Natl. Acad. Sci. US 83, 437-440; and
Takatsu, K., Tominaga, A., Harada, N., Mita, S., Matsumot
o, M., Takahashi, T., Kikuchi, Y., & Yamaguchi, N. (198
8) Immunol. Rev. 102, 107-135) and enhancement of cytotoxic T cell induction (Takatsu, K., Kikuchi, Y., Takahashi, T., H
onjo, T., Matsumoto, M., Harada, N., Yamaguchi, N., & Tom
inaga, A. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. US 84, 4234-423.
Evidence has been shown to have a wide variety of biological activities, including 8). Based on such findings, studies for utilizing the biological activity of IL-5 in clinical fields such as cancer treatment have also been started.

しかしながら、IL−5を臨床分野において利用するに
はIL−5の生物活性スペクトルをより完全に決定して、
前臨床的および臨床的評価を開始する必要があるが、そ
のためには精製されたhIL−5が大量に必要である。と
ころが、上記のAzuma,C.ら若しくはSideras,P.らにより
単離されたhIL−5は微量であり、生物活性スペクトル
の研究または前臨床試験に用いることのできる量ではな
い。しかも、従来のhIL−5の精製は、精製のためにhIL
−5の抗体を使用しているために、最終的なIL−5標品
にその抗体が混入する可能性が高く、IL−5を臨床的に
応用する場合にはそのような抗体は完全に取り除く必要
があること、また、抗体は製造ロット間の安定性に欠け
ること、抗体の生産価格が高いことなど工業的大量生産
の障害となる欠点を多く含んでいる。
However, to utilize IL-5 in the clinical field, the biological activity spectrum of IL-5 should be more completely determined,
Preclinical and clinical evaluations need to be initiated, which requires large amounts of purified hIL-5. However, the amount of hIL-5 isolated by Azuma, C. et al. Or Sideras, P. et al. Described above is very small and not an amount that can be used for bioactivity spectrum studies or preclinical studies. Moreover, the conventional purification of hIL-5 requires hIL-5 for purification.
Because of the use of antibody-5, it is highly possible that the antibody will be contaminated in the final IL-5 preparation, and such an antibody will be completely lost when IL-5 is clinically applied. Antibodies have many drawbacks that hinder industrial mass production, such as the need to eliminate them, the lack of stability between production lots, and the high production cost of antibodies.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は、抗体を使用しないでhIL−5を工業的に大
量生産する方法を提供することを目的とする。
(Problem to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to provide a method for industrially mass-producing hIL-5 without using an antibody.

また、本発明は、活性型の2量体hIL−5を高い収率
で生産する方法を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a method for producing an active dimer hIL-5 in a high yield.

(課題を解決するための手段) 動物細胞培養 本発営の方法に使用できる動物細胞は、hIL−5を発
現できる動物細胞であれば徳に制限は無い。好ましく
は、染色体由来のhIL−5遺伝子又はhIL−5cDNAを含む
発現ベクターを導入された培養可能な動物細胞である。
更に好ましくは、クローンン化したヒトIL−5染色体遺
伝子、pdKCR−hIL−5gene−dhfr(本庶 佑博士(京都
大学)のご好意により供与された。)でトランスフェク
ションされたチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞
である。
(Means for Solving the Problems) Animal Cell Culture Animal cells that can be used in the method of the present invention are not limited as long as they can express hIL-5. Preferably, it is a culturable animal cell into which an expression vector containing a chromosome-derived hIL-5 gene or hIL-5 cDNA has been introduced.
More preferably, Chinese hamster ovary (CHO) transfected with the cloned human IL-5 chromosomal gene, pdKCR-hIL-5gene-dhfr (kindly provided by Dr. Yu Honjo (Kyoto University)). Cells.

培養方法は使用する動物細胞の種類により、浮遊培養
法、ローラーボトル培養法、マイクロキャリアー培養法
等種々の慣用的方法を用いることができる。また、培養
に用いる培地も培養細胞の種類に応じて、MEM培地、ハ
ムF12培地等の慣用的培地を必要に応じて修飾して使用
することができる。好ましくは、細胞を血清を含む増殖
培地で増殖させた後、増殖培地を血清を含まないIL−5
生産用培地に入れ換え、生産用培地からhIL−5を回収
することができる。
Depending on the type of animal cell used, various conventional methods such as a suspension culture method, a roller bottle culture method, and a microcarrier culture method can be used. In addition, a medium used for the culture can be used by modifying a conventional medium such as a MEM medium or a ham F12 medium as necessary, depending on the type of the cultured cells. Preferably, after the cells are grown in a growth medium containing serum, the growth medium is replaced with serum-free IL-5.
HIL-5 can be recovered from the production medium by replacing it with the production medium.

hIL−5の精製 培養上澄液を回収して、得られた上澄液に硫安を約80
%飽和濃度で添加して上澄液中のhIL−5を沈澱させ
る。硫安沈澱は好ましくは低温で、更に好ましく4℃で
行う。生成した沈澱を遠心分離等の適当な手段で集め、
透析後、次の精製工程に使用する。
Purification of hIL-5 The culture supernatant was collected, and ammonium sulfate was added to the obtained supernatant for about 80 hours.
Precipitate hIL-5 in the supernatant by adding at a% saturation concentration. The ammonium sulfate precipitation is preferably carried out at a low temperature, more preferably at 4 ° C. The resulting precipitate is collected by appropriate means such as centrifugation,
After dialysis, it is used for the next purification step.

得られたhIL−5を含む画分は、夾雑蛋白質を除去す
るために色素カラムクロマトグラフィーを行う。例え
ば、マトレックスブルーのような色素を持つ担体はアル
ブミンなど多くの蛋白質を吸着するが、IL−5は吸着し
ないことが判明した。この性質を利用してhIL−5を培
養液中の他の大部分の蛋白質成分から効率的に分離でき
る。好ましくは、マトリックスブルーA(アミコン(Am
icon))を担体としてカラムクロマトグラフィーを行
う。
The obtained fraction containing hIL-5 is subjected to dye column chromatography in order to remove contaminating proteins. For example, it has been found that a carrier having a dye such as Matrex blue adsorbs many proteins such as albumin, but does not adsorb IL-5. By utilizing this property, hIL-5 can be efficiently separated from most other protein components in the culture solution. Preferably, matrix blue A (Amicon (Am
icon)) is used as a carrier for column chromatography.

前工程で得られた非結合画分を、陰イオン交換カラム
に負荷してクロマトグラフィーを行う。溶出はイオン濃
度を変化させて行うことができる。この場合、hIL−5
は夾雑蛋白質よりも先に溶出される。このカラムクロマ
トグラフィーは、温度は好ましくは低温で、pHは好まし
くは6〜8の中性付近で行う。好ましい陰イオン交換カ
ラムクロマトグラフィーとしてはDEAE−セファロースを
使用したカラムクロマトグラフィーであり、溶出はNaCl
やKCl0〜0.4Mの適当な濃度勾配で行うことができる。
The unbound fraction obtained in the previous step is loaded on an anion exchange column for chromatography. Elution can be performed by changing the ion concentration. In this case, hIL-5
Are eluted before contaminating proteins. The column chromatography is preferably performed at a low temperature and a pH of preferably about 6 to about neutral. Preferred anion exchange column chromatography is column chromatography using DEAE-Sepharose, and elution is performed using NaCl
Or a suitable concentration gradient of KCl 0 to 0.4M.

前工程の陰イオン交換カラムクロマトグラフィーで得
られた活性画分を、疎水性官能基を有する担体が充填さ
れたカラムでクロマトグラフィーを行う。hIL−5蛋白
質は疎水結合によりカラムに吸着され、非疎水性の夾雑
蛋白質を除去するのに有効である。このカラムクロマト
グラフィーの好ましい例は、フェニル−セファロースに
よるカラムクロマトグラフィーがある。
The active fraction obtained by the anion exchange column chromatography in the previous step is chromatographed on a column packed with a carrier having a hydrophobic functional group. The hIL-5 protein is adsorbed on the column by hydrophobic bonds, and is effective in removing non-hydrophobic contaminating proteins. A preferred example of this column chromatography is column chromatography using phenyl-sepharose.

但し、前記色素カラムクロマトグラフィー、陰イオン
交換カラムクロマトグラフィー及び疎水性カラムクロマ
トグラフィーの3種のクロマトグラフィーの順番には制
限が無くいずれから行っても良い。
However, the order of the three types of chromatography, that is, the dye column chromatography, the anion exchange column chromatography, and the hydrophobic column chromatography is not limited, and may be performed from any of them.

前記3種のクロマトグラフィーにより精製された活性
画分を、透析、限外濾過などによって脱塩、濃縮して
後、ゲル濾過カラムクロマトグラフィーによって、分子
サイズで更に精製を行う。好ましいゲル濾過カラムクロ
マトグラフィーはセファデックス系又はセファクリル系
のゲル、特に好ましくはセファクリルS−200(ファル
マシア)を用いたカラムによるクロマトグラフィーであ
る。
The active fractions purified by the above three kinds of chromatography are desalted and concentrated by dialysis, ultrafiltration or the like, and then further purified by molecular size by gel filtration column chromatography. Preferred gel filtration column chromatography is column chromatography using a Sephadex-based or Sephacryl-based gel, particularly preferably Sephacryl S-200 (Pharmacia).

このようにして得られたhIL−5は、最初の培養液に
比べて500倍以上に精製されており、得られた標品を用
いたアミノ酸配列分析及びアミノ酸組成分析の結果など
からほぼ純粋なhIL−5であると考えられ、従って、臨
床試験等に直接使用することができる。
The thus obtained hIL-5 is purified 500 times or more compared to the initial culture solution, and is substantially pure from the results of amino acid sequence analysis and amino acid composition analysis using the obtained sample. It is considered to be hIL-5 and can therefore be used directly in clinical trials and the like.

また、本発明の方法により得られた精製hIL−5につ
いて、還元条件下及び非還元条件下でのSDS−ポリアク
リルアミド電気泳動、ウェスタンブロット分析、アミノ
酸配列分析、アミノ酸組成分析、グリコシダーゼ処理、
等電点電気泳動などの分析を行うことにより、活性のあ
るhIL−5はジスルフィド結合により結合されている2
量体であること及び生物活性と糖鎖の関連を明らかにす
るとともに、hIL−5の物理、化学的性質を明らかにし
た。
Further, for purified hIL-5 obtained by the method of the present invention, SDS-polyacrylamide electrophoresis under reducing and non-reducing conditions, Western blot analysis, amino acid sequence analysis, amino acid composition analysis, glycosidase treatment,
By performing analysis such as isoelectric focusing, active hIL-5 is bound by a disulfide bond.
In addition to elucidating the relationship between the glycerol and the biological activity and sugar chains, the physical and chemical properties of hIL-5 were elucidated.

次に、本発明を実施例に従って更に詳細に説明する。
なお、実施例の各操作は。可能な限り約4℃の低温で行
った。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
In addition, each operation | movement of an Example is. The test was performed at a temperature as low as about 4 ° C. where possible.

実施例1 CHO細胞で発現したrhIL−5の精製 hIL−5のゲノム配列及びジヒドロ葉酸レダクターゼ
(dhfr)のcDNAを含むプラスミド(第1図参照)でCHO
細胞を形質転換し、ジヒドロ葉酸レダクターゼのcDNA
は、hIL−5コード配列のコピー数を増加させるために
選択マーカーとして用いられた。1μMメトトレキセー
トに耐性のクローンを選択し、選択された細胞をリボヌ
クレオシドおよびデオキシリボヌクレオシドを含まず、
1μMのメトトレキセート存在下で透析したウシ胎児血
清(PES)10%を添加したα最少必須培地(MEMα)で
継代培養した。
Example 1 Purification of rhIL-5 Expressed in CHO Cells A plasmid containing the genomic sequence of hIL-5 and cDNA of dihydrofolate reductase (dhfr) (see FIG. 1) was used for CHO.
Transform cells and dihydrofolate reductase cDNA
Was used as a selectable marker to increase the copy number of the hIL-5 coding sequence. Selecting clones resistant to 1 μM methotrexate, and selecting the selected cells free of ribonucleosides and deoxyribonucleosides;
The cells were subcultured in α-minimal essential medium (MEMα ) supplemented with 10% fetal bovine serum (PES) dialyzed in the presence of 1 μM methotrexate.

得られた細胞は、3%のウシ血清(CS)を添加したハ
ム(Ham's)F12培地(F12と略す)培地を入れたローラ
ーボトル(850cm2、コーニング(Corning)25140)で集
密状態まで増殖させた。次いで細胞をPBSで2回洗浄
し、100mlのF12培地で48時間インキュベーションし、こ
の間培地を2回交換した。この洗浄培地を捨て、さらに
細胞をBSA(1mg/ml)添加の無血清培地500ml中で3日間
インキュベーションし、その後コンディションドメディ
ウム(CM)(生産用培地)を回収した。新しい生産用培
地を添加して、同じ手順で繰り返した。最後の回収の後
の細胞の生存率はトリパンブルー排除試験による測定に
よれば90%以上であった。
The cells obtained were grown to confluence in a roller bottle (850 cm 2 , Corning 25140) containing Ham's F12 medium (abbreviated as F12) medium supplemented with 3% bovine serum (CS). I let it. The cells were then washed twice with PBS and incubated for 48 hours with 100 ml of F12 medium, during which the medium was changed twice. This washing medium was discarded, and the cells were further incubated in 500 ml of a serum-free medium supplemented with BSA (1 mg / ml) for 3 days, after which the conditioned medium (CM) (production medium) was recovered. The same procedure was repeated, adding new production medium. Cell viability after the last harvest was greater than 90% as determined by trypan blue exclusion.

得られたrhIL−5(組み換えhIL−5)を含む上澄液
に4℃で硫安を80%飽和に添加して沈澱を生じさせた。
この操作でrhIL−5がおよそ40倍に濃縮された。沈澱を
遠心分離で集め、20mMトリス/塩酸緩衝液(pH7.4)に
溶解し、大過剰量の同一緩衝液に対して十分に透析し
た。
Ammonium sulfate was added to the supernatant containing the obtained rhIL-5 (recombinant hIL-5) at 4 ° C. to 80% saturation to cause precipitation.
By this operation, rhIL-5 was concentrated approximately 40-fold. The precipitate was collected by centrifugation, dissolved in 20 mM Tris / HCl buffer (pH 7.4) and dialyzed extensively against a large excess of the same buffer.

透析した蛋白質濃縮物を、20mMトリス塩酸緩衝液(pH
7.4)で平衡化したマトレックスブルーA(アミコン(A
micon))カラム(5.0×40cm)に負荷し、同一緩衝液を
およそ2ml/分の流速で流して溶出した。このカラムで
は、rhIL−5が非結合画分として得られるので、rhIL−
5を生産用培地の主成分であるBSAから分離するのに効
果的であった。
The dialyzed protein concentrate is added to a 20 mM Tris-HCl buffer (pH
Matrex Blue A (Amicon (A
micon)) was loaded onto a column (5.0 x 40 cm) and eluted with the same buffer at a flow rate of approximately 2 ml / min. In this column, since rhIL-5 is obtained as an unbound fraction, rhIL-5
5 was effective in separating BSA, which is the main component of the production medium.

次に、マトレックスブルーAカラムからの非結合画分
を(全容量約1000ml)プールし、20mMトリス塩酸緩衝液
(pH7.4)で平衡化したDEAE−セファロースCL−6B(フ
ァルマシア(Pharmacia))カラム(2.5×20cm)に流速
1ml/分で負荷した。試料を負荷した後、カラムを平衡化
緩衝液で洗浄し、塩化ナトリウム0〜0.4Mの直線濃度勾
配で溶出した。第2図に示すようなクロマトグラムが得
られ、rhIL−5を含む活性画分は大部分の夾雑蛋白質よ
りも先に溶出された。ここで、白丸(○);は生物活性
を表し、黒丸(●);は蛋白質量を表す。
Next, the unbound fractions from the Matrix Blue A column were pooled (total volume about 1000 ml) and equilibrated with 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4) DEAE-Sepharose CL-6B (Pharmacia). Flow rate on column (2.5 × 20cm)
Loaded at 1 ml / min. After sample loading, the column was washed with equilibration buffer and eluted with a linear gradient of sodium chloride 0-0.4M. A chromatogram as shown in FIG. 2 was obtained, and the active fraction containing rhIL-5 was eluted before most of the contaminating proteins. Here, open circles (○) indicate biological activity, and solid circles (●) indicate protein content.

DEAE−セファロースカラムから溶出された活性画分を
プールし、硫安を最終濃度が0.2g/mlになるように加え
た。次いで試料を、0.2g/mlの硫安含有の20mMトリス塩
酸緩衝液pH7.4で平衡化したフェニル−セファロース4B
(ファルマシア)カラム(1.5×20cm)に負荷した。rhI
L−5は疎水結合によりカラム内の担体と結合するが、
疎水性でない蛋白質はカラムを通過する。rhIL−5は0.
1g/ml硫安含有の20mMトリス/塩酸緩衝液(pH7.4)で溶
出した。
Active fractions eluted from the DEAE-Sepharose column were pooled and ammonium sulfate was added to a final concentration of 0.2 g / ml. The sample was then equilibrated with 20 mM Tris-HCl buffer pH 7.4 containing 0.2 g / ml ammonium sulfate, Phenyl-Sepharose 4B.
(Pharmacia) column (1.5 × 20 cm). rhI
L-5 binds to the carrier in the column by a hydrophobic bond,
Non-hydrophobic proteins pass through the column. rhIL-5 is 0.
Elution was performed with a 20 mM Tris / HCl buffer (pH 7.4) containing 1 g / ml ammonium sulfate.

活性画分をプールし、0.15MNaCl含有の20mMトリス/
塩酸緩衝液(pH7.4)で透析し、さらに限外濾過膜(YM
−10膜:アミコン(Amicon社))を用いて濃縮した。濃
縮物を0.15Mナトリウム含有の20mMトリス/塩酸緩衝液
(pH7.4)で平衡化したセファクリル(Sephacryl)S−
200(ファルマシア)カラム(2.5×100cm)に負荷し、
引き続き同一緩衝液をカラムに流して、流出する活性画
分を回収した。
Active fractions were pooled and 20 mM Tris / 0.15 M NaCl
Dialysis with hydrochloric acid buffer (pH 7.4), ultrafiltration membrane (YM
-10 membrane: concentrated using Amicon (Amicon). Sephacryl S-equilibrated the concentrate with 20 mM Tris / HCl buffer (pH 7.4) containing 0.15 M sodium.
Load on a 200 (Pharmacia) column (2.5 x 100 cm)
Subsequently, the same buffer was passed through the column, and the active fraction flowing out was collected.

最終の精製工程の後のrhIL−5の比活性は約1.7×103
単位/mgであり、活性の回収率45%でおよそ500倍に精製
された(第1表)。
The specific activity of rhIL-5 after the final purification step is about 1.7 × 10 3
Unit / mg and was purified approximately 500-fold with a 45% recovery of activity (Table 1).

実施例1で得られたrhIL−5の構造及び性質を以下の
実験により明らかにした。
The structure and properties of rhIL-5 obtained in Example 1 were clarified by the following experiments.

実施例2 精製rhIL−5の性質 SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分子量測
定 第3図に精製rhIL−5のSDS−ポリアクリルアミド(1
2.5%)ゲル電気泳動分析の結果を示す。還元条件下
(第3図(2))では、rhIL−5は分子量約22,000の位
置に蛋白質の主要バンドを、および約20,000の位置に弱
いバンドを示し、かなりの不均一性を示した。これらの
バンドはブロードであり、このことは各バンド成分は更
に小さな不均一性を含んでいることを示唆している。非
還元条件下(第3図(I))で分析を行うと、約40,000
の位置に2本のバンドが検出された。これら2本のバン
ドの比率が培養毎に異なることは注目すべきことであ
る。
Example 2 Properties of purified rhIL-5 Molecular weight measurement by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis FIG. 3 shows the SDS-polyacrylamide of purified rhIL-5 (1
2.5%) shows the results of gel electrophoresis analysis. Under reducing conditions (FIG. 3 (2)), rhIL-5 showed considerable heterogeneity with a major band of the protein at a molecular weight of about 22,000 and a weak band at about 20,000. These bands are broad, suggesting that each band component contains even less heterogeneity. When analyzed under non-reducing conditions (Fig. 3 (I)), about 40,000
, Two bands were detected. It is noteworthy that the ratio of these two bands differs from culture to culture.

SDS−ポリアクリルアミド電気泳動はレムリ(Laemml
i,U.K.(1970)Nature 227,680−685)の報告に記載さ
れた方法に従って行った。還元条件での分析時には、2
−メルカプトエタノール(2−ME)(最終濃度5%)を
用いた。蛋白質は銀染色(第一薬品株式会社、東京)に
よって観察した。標準マーカーとしては、ホスホリラー
ゼb(94kDa)、ウシ血清アルブミン(67kDa)、卵アル
ブミン(43kDa)、カルボニックアンヒドラーゼ(30kD
a)、大豆トリプシンイヒビター(20.1kDa)、及びα−
ラクトアルブ(14.4kDa)を使用した。
SDS-polyacrylamide electrophoresis was performed using Laemli (Laemml
i, UK (1970) Nature 227, 680-685). When analyzing under reducing conditions, 2
-Mercaptoethanol (2-ME) (final concentration 5%) was used. The protein was observed by silver staining (Daiichi Pharmaceutical Co., Tokyo). As standard markers, phosphorylase b (94 kDa), bovine serum albumin (67 kDa), egg albumin (43 kDa), and carbonic anhydrase (30 kD)
a), soybean trypsin inhibitor (20.1 kDa), and α-
Lactalbu (14.4 kDa) was used.

rhIL−5のウェスタンブロット分析 精製rhIL−5を、SDS−ポリアクリルアミド電気泳動
を行い、トウビンら(Towbin,H.,Staehelin,T.,& Gord
an,J.(1979),Proc.Natl.Acad.Sci.USA 76,4350−435
5)の方法に従ってニトロセルロース紙に移し、大腸菌
(E.coli)由来のhIL−5融合蛋白質に対するウサギの
ポリクロナール抗血清を用いたウェスタンブロット分析
を行った。製造業者(バイオラッド社)が推奨する免疫
ペルオキシダーゼ法を用いて免疫特異的蛋白質を検出し
た。SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動によって検
出された全てのバンドが抗血清により染色されることが
分かったので(第4図)、hIL−5ポリペプチドの不均
一性はウェスタンブロットでも確認された。このような
結果は、rhIL−5がその見掛けの分子量の不均一性とは
関係なく2量体として分泌されることを示唆している。
Western blot analysis of rhIL-5 Purified rhIL-5 was subjected to SDS-polyacrylamide electrophoresis and analyzed by Towbin, H., Stahelin, T., & Gord.
an, J. (1979), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76, 4350-435.
The cells were transferred to nitrocellulose paper according to the method of 5), and subjected to Western blot analysis using rabbit polyclonal antiserum against hIL-5 fusion protein derived from E. coli. Immunospecific proteins were detected using the immunoperoxidase method recommended by the manufacturer (Bio-Rad). Since all bands detected by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis were found to be stained by the antiserum (FIG. 4), the heterogeneity of the hIL-5 polypeptide was also confirmed by Western blot. These results suggest that rhIL-5 is secreted as a dimer regardless of its apparent molecular weight heterogeneity.

rhIL−5分子の架橋 2量体の形成を証明するために、架橋実験を行った。
架橋剤であるスベリン酸ジスクシンイミド(DSS)(ピ
アス(Pierce)、ロックフォード、イリノイ)は使用直
前に25mM溶液となるようにジメチルスルホキシドに溶解
した。1μのスベリン酸ジスクシンイミド溶液を、10
0mMのリン酸ナトリウム緩衝液(pH8.0)に溶解したrhIL
−5(0.78μg)25μに加え、反応を25℃で90分間進
行させた。反応混合物は還元条件下でSDS−ポリアクリ
ルアミド電気泳動を行った(第5図(2))。また、精
製されたrhIL−5を架橋せずに、還元条件下でSDS−ポ
リアクリルアミドゲルにより分析し(第5図(1))、
両者を比較した。1mMDSSを架橋剤として用いた場合、40
kDaのバンドの存在が検出された。これらのバンドはDSS
不存在下では見いだされず、rhIL−5は2量体として存
在することが更に示唆された。ちなみに、rhIL−5の分
子量は沈降平衡実験から43,000であると計算されてい
る。
Crosslinking of rhIL-5 molecules To demonstrate the formation of dimers, crosslinking experiments were performed.
The crosslinker disuccinimide suberic acid (DSS) (Pierce, Rockford, Ill.) Was dissolved in dimethyl sulfoxide to a 25 mM solution immediately before use. 1μ of disuccinimide suberic acid solution was added to 10
RhIL dissolved in 0 mM sodium phosphate buffer (pH 8.0)
-5 (0.78 μg) in 25 μl and the reaction was allowed to proceed at 25 ° C. for 90 minutes. The reaction mixture was subjected to SDS-polyacrylamide electrophoresis under reducing conditions (FIG. 5 (2)). In addition, the purified rhIL-5 was analyzed by SDS-polyacrylamide gel under reducing conditions without cross-linking (FIG. 5 (1)).
Both were compared. When 1mMDSS is used as a crosslinking agent, 40
The presence of a kDa band was detected. These bands are DSS
It was not found in the absence, further suggesting that rhIL-5 exists as a dimer. Incidentally, the molecular weight of rhIL-5 has been calculated to be 43,000 from sedimentation equilibrium experiments.

ペプチド配列の分析 精製したrhIL−5を200μg使用して、アプライド・
バイオシステムズ(Applied Biosystems)(フォスタ
ー、カルフォルニア)の477A気相シークエンサーを用い
てそのアミノ酸配列を分析した。フェニルチオヒダント
イン誘導体はアプライド・バイオシステムズの120Aオン
ラインシステムの逆相HPLC(Hewick,R.M.,Hunkapiller,
M.W.,Hood,L.E.& Dreyer,W.J.(1981)J.Biol.Chem.25
6,7990−7997)によって同定した(第6図参照)。Thr
−22を除いて20個のアミノ酸残基からなる単一アミノ酸
配列が得られた。
Analysis of peptide sequence Using 200 μg of purified rhIL-5,
The amino acid sequence was analyzed using a 477A gas phase sequencer from Applied Biosystems (Foster, CA). Phenylthiohydantoin derivatives were obtained by reverse phase HPLC (Hewick, RM, Hunkapiller,
MW, Hood, LE & Dreyer, WJ (1981) J. Biol. Chem. 25
6,7990-7997) (see FIG. 6). Thr
A single amino acid sequence consisting of 20 amino acid residues except for -22 was obtained.

アミノ酸分析 精製されたrhIL−5(40μg)に0.15mlの6N−HClを
加えて真空密封チューブ内で24時間、110℃で加水分解
し、日立のアミノ酸アナライザー(モデル835−50)を
用いてアミノ酸分析を行った。結果を第2表に示す。実
施例1により得られたrhIL−5のアミノ酸組成は、cDNA
から予想されるhIL−5のものと一致した。C末端から
9番目のアミノ酸でありかつ分子内唯一のMetである、M
et−126に相当するMet残基が検出できたことは注目に値
する。即ち、これらの結果は、このようにして得られた
hIL−5ポリペプチドの一次構造は非常に均一であり、
さらに細胞外へ分泌される際に19個のアミノ酸がリーダ
ー配列としてhIL−5の前駆体から除去されることを示
唆している。
Amino acid analysis 0.15 ml of 6N-HCl was added to purified rhIL-5 (40 µg), hydrolyzed at 110 ° C for 24 hours in a vacuum-sealed tube, and amino acids were analyzed using Hitachi's amino acid analyzer (model 835-50). Analysis was carried out. The results are shown in Table 2. The amino acid composition of rhIL-5 obtained according to Example 1 is cDNA
From the expected hIL-5. M, which is the ninth amino acid from the C-terminus and is the only Met in the molecule
It is noteworthy that a Met residue corresponding to et-126 could be detected. That is, these results were obtained in this way.
The primary structure of the hIL-5 polypeptide is very uniform,
It further suggests that 19 amino acids are removed from the precursor of hIL-5 as a leader sequence upon secretion outside the cell.

ジスルフィド結合の位置の決定 精製rhIL−5 100μgを5M尿素を含むPBS(pH7.4)
(100μ)に溶解し、0.26μgのアクロモバクタープ
ロテアーゼI(AP−I)を加え37℃で2時間反応させ
た。得られたrhIL−5断片を逆相HPLC(C4、YMC−島久
製)に負荷し、0.1%トリフルオロ酢酸存在下アセトニ
トリル0〜80%の直線濃度勾配により溶出した。一方、
同一のrhIL−5断片を0.5Mの2−メルカプトエタノール
で処理し、同様にHPLCカラムで分画して、溶出位置の変
化する画分(アセトニトリル59%)を同定して分散し
た。得られたrhIL−5断片を凍結乾燥後50mMジチオスレ
イトールを含む0.5Mトリス/塩酸緩衝液(pH7.5)に溶
解し、上記条件で分画したところアセトニトリル46%と
56%の位置に2画分を得た。各断片のアミノ酸配列を決
定した結果、各々Asn40→Lys70、Cys86→Ser115に相当
する配列に一致していた。
Determination of position of disulfide bond 100 μg of purified rhIL-5 was added to PBS (pH 7.4) containing 5 M urea.
(100μ), 0.26μg of Achromobacter protease I (AP-I) was added, and the mixture was reacted at 37 ° C for 2 hours. The resulting rhIL-5 fragment by reverse phase HPLC (C 4, YMC-ShimaHisa Ltd.) were loaded and eluted with a linear gradient of 0-80% 0.1% trifluoroacetic acid presence acetonitrile. on the other hand,
The same rhIL-5 fragment was treated with 0.5M 2-mercaptoethanol and fractionated on an HPLC column in the same manner to identify and disperse a fraction (59% acetonitrile) whose elution position changed. The obtained rhIL-5 fragment was lyophilized, dissolved in 0.5 M Tris / HCl buffer (pH 7.5) containing 50 mM dithiothreitol, and fractionated under the above conditions.
Two fractions were obtained at 56% positions. As a result of determining the amino acid sequence of each fragment, they corresponded to the sequences corresponding to Asn 40 → Lys 70 and Cys 86 → Ser 115 , respectively.

一方、精製rhIL−5(4n mole)を5M尿素を含む50mM
クエン酸緩衝液(pH5.2)に溶解後、0.2mM2−2′−ジ
チオピリジンを加え15分間室温で反応させた後、343nm
における吸光度により遊離の−SH基を定量したが、−SH
基の存在は検出されなかった。以上の結果からrhIL−5
分子中に存在するCys44及びcys86は共に−S−S−結合
の形成に関与しており、分子間で2本のCys44−S−S
−Cys86結合が形成されているものと結論された。
On the other hand, purified rhIL-5 (4 nmole) was converted to 50 mM containing 5 M urea.
After dissolving in a citrate buffer (pH 5.2), 0.2 mM 2-2′-dithiopyridine was added, and the mixture was reacted at room temperature for 15 minutes.
The free -SH group was quantified by the absorbance at
The presence of the group was not detected. From the above results, rhIL-5
Cys 44 and cys 86 present in the molecule are both involved in the formation of a -SS- bond, and two Cys 44 -SS
-It was concluded that a Cys 86 bond had been formed.

rhIL−5の性質に対するグルコシダーゼの処理効果 実施例1のDEAE−セファロースカラムクロマトグラフ
ィー工程から得られた活性画分をナフマメ−レクチン−
セファロース4Bカラムクロマトグラフィーにかけた。カ
ラムは20mMリン酸緩衝液で平衡化し、0.2Mα−メチルマ
ンノシドで0.2ml/分の流速で溶出した。第7図にその結
果を示した(生物学的活性を棒グラフで、蛋白質を折れ
線グラフ(●)で表した)。第7図に示したように、rh
IL−5変異体の両方がナタマメ−レクチン−セファロー
スに結合し、0.2Mα−メチルマンノシドで溶出された。
このことは、変異体の両方共がグリコシル化されていた
ことを示唆している。精製rhIL−5に認められた不均一
性におけるグリコシル化の潜在的役割を調べるために、
精製rhIL−5をエンドグリコシダーゼFで消化した。
Effect of Glucosidase Treatment on Properties of rhIL-5 The active fraction obtained from the DEAE-Sepharose column chromatography step of Example 1 was
Sepharose 4B column chromatography was applied. The column was equilibrated with 20 mM phosphate buffer and eluted with 0.2 M α-methyl mannoside at a flow rate of 0.2 ml / min. The results are shown in FIG. 7 (biological activity is represented by a bar graph, and protein is represented by a line graph (●)). As shown in FIG.
Both IL-5 mutants bound to bean-lectin-Sepharose and eluted with 0.2 M α-methyl mannoside.
This suggests that both variants were glycosylated. To examine the potential role of glycosylation in the heterogeneity observed in purified rhIL-5,
Purified rhIL-5 was digested with endoglycosidase F.

エンドグリコシダーゼF処理 精製したrhIL−5を、フラボバクテリウムメニンゴ
セプチカムFlavobacterium meningosepticum)起源
のエンドグリコシダーゼF(ベーリンガーマンハイム
(Boehringer Mannheim)、西ドイツ)と共に、37℃で4
8時間、20mMトリス/塩酸緩衝液(pH7.4)中でインキュ
ベーションした。この酵素は高マンノース型、混合型及
び複合型オリゴ糖鎖を糖蛋白質から切断し、還元末端に
完全なN,N′−ジアセチルキトビオシル部を持つ炭水化
物を遊離させる(Tarentino,A.L.,Gomez,C.M.& Plumme
r,T.H.(1985)Biochemistry24,4665−4671)。25μg
のrhIL−5蛋白質を0.6U/mlのエンドグリコシダーゼF
で処理した場合、オリゴ糖部分は塩基の処理条件下でイ
ンキュベーションすることにより24時間以内にほぼ完全
に除去された。界面活性剤を添加しなくても、この酵素
は基質としてのrhIL−5に対して活性があった。インキ
ュベーション後、蛋白質は酵素調製物からTSK G300SW
を用いたゲル濾過クロマトグラフィーにより分離した。
エンドグリコシダーゼFで処理したhIL−5の見掛の分
子量は、還元条件下で行ったSDSY−ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動による測定の結果18,000であることが分か
った(第8図)。
Endoglycosidase F treatment Purified rhIL-5 was purified from Flavobacterium meningo.
With endoglycosidase F (Boehringer Mannheim, West Germany) from Septicum ( Flavobacterium meningosepticum ) at 37 ° C.
Incubated for 8 hours in 20 mM Tris / HCl buffer (pH 7.4). This enzyme cleaves high-mannose, mixed and complex oligosaccharide chains from glycoproteins, releasing carbohydrates with a complete N, N'-diacetylchitobiosyl moiety at the reducing end (Tarentino, AL, Gomez, CM & Plumme
r, TH (1985) Biochemistry 24,4665-4671). 25μg
RhIL-5 protein at 0.6 U / ml endoglycosidase F
The oligosaccharide moiety was almost completely removed within 24 hours by incubation under base treatment conditions. Even without the addition of detergent, the enzyme was active against rhIL-5 as a substrate. After incubation, the protein is removed from the enzyme preparation by TSK G300SW
The gel was separated by gel filtration chromatography.
The apparent molecular weight of hIL-5 treated with endoglycosidase F was found to be 18,000 by SDSY-polyacrylamide gel electrophoresis performed under reducing conditions (FIG. 8).

等電点電気泳動による分析 rhIL−5の不均一性を等電点電気泳動によっても分析
した。等電点電気泳動はアンフォライン・ゲルプレート
(pH3.0〜9.5)を用いてモデル2117マルチフォア(MULT
IPHOR)(LKB、スウェーデン)で行った。未処理rhIL−
5は第9図のレーン2、エンドグリコシダーゼF処理rh
IL−5は第9図レーン3に、pIマーカー蛋白質(大豆ト
リプシンインヒビター;4.55、β−ラクトグロビンA;5.2
0、ウシのカルボニックアンヒドラーゼB;5.88、ヒトの
カルボニックアンヒドラーゼB;6.55、及びミオグロビン
−塩基性バンド;7.35)は第9図レーン1に示した。SDS
−ポリアクリルアミドゲル電気泳動と同様、rhIL−5は
かなりの不均一性(pI範囲5.2〜6.0)を示した。エンド
グリコシダーゼFで処理した後、rhIL−5のpI値は主に
5.9に変化した。しかしながら、それでもなおpI値6.1の
マイナーバンドが観察された。これらの結果は、rhIL−
5の電荷及び分子量において観察された不均一性が主に
同一ポリペプチドのグリコシル化の相違の結果であるこ
とを示唆している。
Analysis by isoelectric focusing Heterogeneity of rhIL-5 was also analyzed by isoelectric focusing. Isoelectric focusing was performed using an ampholine gel plate (pH 3.0 to 9.5) using a model 2117 multiphore (MULT
IPHOR) (LKB, Sweden). Untreated rhIL−
5 is lane 2 in FIG. 9, treated with endoglycosidase F rh
IL-5 is shown in lane 3 in FIG. 9 in the pI marker protein (soybean trypsin inhibitor; 4.55, β-lactoglobin A; 5.2
0, bovine carbonic anhydrase B; 5.88, human carbonic anhydrase B; 6.55, and myoglobin-basic band; 7.35) are shown in FIG. SDS
-Similar to polyacrylamide gel electrophoresis, rhIL-5 showed considerable heterogeneity (pI range 5.2-6.0). After treatment with endoglycosidase F, the pI value of rhIL-5 was mainly
Changed to 5.9. However, a minor band with a pI value of 6.1 was still observed. These results indicate that rhIL-
The heterogeneity observed in the charge and molecular weight of 5 suggests that it is primarily the result of glycosylation differences of the same polypeptide.

エンドグリコシダーゼF処理前後でのゲル濾過による分
子量測定 次に、エンドグリコシダーゼFによる処理前及び処理
後のrhIL−5の分子量をゲル濾過クロマトグラフィー、
TSK G3000SWカラム(トーソー、東京)において、0.15
MNaCl含有の20mMトリス/塩酸緩衝液(pH7.4)を用い流
速約1ml/分で溶出することにより測定した。第10図にお
いて、Aは未処理のrhIL−5、Bはエンドグリコシダー
ゼF処理のrhIL−5、Cはアルキル化rhIL−5を表し、
1〜5はマーカー蛋白質であり、1はグルタミン酸デヒ
ドロゲナーゼ(290kD)、2は乳酸デヒドロゲナーゼ(1
42kD)、3はエノラーゼ(67kD)、4はアデニル酸キナ
ーゼ(32kD)、5はチトクロムc(12.4kD)である。TS
K G3000SWカラムから溶出された未処理rhIL−5の活性
は単一ピークを示し、その見掛けの分子量は63kDであっ
た。一方、エンドグリコシダーゼFで処理したrhIL−5
の見掛けの分子量は40kDに相当した。これらの結果は、
グリコシル化rhIL−5と同様に脱グリコシル化rhIL−5
もオリゴマー(おそらく2量体)であることを示唆して
いる。
Molecular weight measurement by gel filtration before and after treatment with endoglycosidase F Next, the molecular weight of rhIL-5 before and after treatment with endoglycosidase F was determined by gel filtration chromatography,
0.15 for TSK G3000SW column (Toso, Tokyo)
The measurement was performed by elution using a 20 mM Tris / HCl buffer (pH 7.4) containing MNaCl at a flow rate of about 1 ml / min. In FIG. 10, A represents untreated rhIL-5, B represents rhIL-5 treated with endoglycosidase F, C represents alkylated rhIL-5,
1 to 5 are marker proteins, 1 is glutamate dehydrogenase (290 kD), 2 is lactate dehydrogenase (1
42 kD), 3 is enolase (67 kD), 4 is adenylate kinase (32 kD), and 5 is cytochrome c (12.4 kD). TS
The activity of untreated rhIL-5 eluted from the KG3000SW column showed a single peak, with an apparent molecular weight of 63 kD. On the other hand, rhIL-5 treated with endoglycosidase F
Apparent molecular weight corresponded to 40 kD. These results
Deglycosylated rhIL-5 as well as glycosylated rhIL-5
Are also oligomers (probably dimers).

rhIL−5のアッセイ IL−5のB細胞分化活性はハラダらの報告(Harada,
N.,Takahashi,T.,Matsumoto,M.,Kinashi,T.,Ohara,J.,K
ikuchi,Y.,Koyama,N.,Severinson,E.,Yaoita,Y.,Honjo,
T.,Yamaguchi,N.,Tominaga,A.,& Takatsu,K.(1987)P
roc,Natl.Acad.Sci.US 84,4581−4585)に記載された方
法に従ってBCL1細胞IgM分泌の誘導によって測定した。
簡単に言えば、細胞(2×104細胞/200μ培養液)を
一連の濃度に希釈されたhIL−5と混合し、96穴のプレ
ートに接種し、5%CO2存在下、37℃で3日間培養し
た。培養液は1%FBS、500U/mlのペニシリンGおよび50
μg/mlのストレプトマイシンを含むRPMI−1640からな
る。3日間培養した後、上澄液のIgM量を粒子濃度蛍光
免疫アッセイ(PCFIA)(Jolly,M.E.,Wang,C.,−H.J.,E
kenberg,S.J.,Zuelke,M.S.,& Kelso,D.M.(1984)J.Im
mol.Meth.67,21−35)により測定した。詳細には、抗マ
ウスIgMヤギ血清で予めコーティングした0.5(v/v)%
のポリスチレンラテックス粒子(直径0.8μM;ダウケミ
カル(Dow Chemical))20μを96穴のエピオン(Epio
n)プレート(パンデックス(Pandex)、マンダレイ
ン、イリノイ)のそれぞれの穴に加え、次に50μの細
胞を除去した上澄液および20μの蛍光標識親和性の精
製ヤギ抗ネズミIgMをそれぞれ加えた。反応プレートを
緩やかに振とうし、次いで15分間室温でインキュベーシ
ョンし、蛍光濃度分析計(FCA、パンデックス)内に置
いた。1%の非免疫化ヤギ血清を含むPBSで洗浄後、粒
子に結合した蛍光標識を、波長485nmで励起し535nmの蛍
光を測定した。1単位のIL−5は最大応答の1/2に必要
とされる量と定義した。第3表に精製rhIL−5、エンド
グコシダーゼF処理rhIL−5、N−エチルマレイミド処
理rhIL−5、及び2−メルカプトエタノールとN−エチ
ルマレイミドの両方で処理したrhIL−5の夫々の活性を
示した。精製したrhIL−5をエンドグリコシダーゼFで
処理してもrhIL−5の生物活性は破壊されない。このよ
うにグリコシル化およびグリコシル化型のrhIL−5の比
活性は同一であると考えられる。
Assay for rhIL-5 The B cell differentiation activity of IL-5 was reported by Harada et al.
N., Takahashi, T., Matsumoto, M., Kinashi, T., Ohara, J., K
ikuchi, Y., Koyama, N., Severinson, E., Yaoita, Y., Honjo,
T., Yamaguchi, N., Tominaga, A., & Takatsu, K. (1987) P
roc, were measured by the induction of BCL 1 cells IgM secretion according to the method described in Natl.Acad.Sci.US 84,4581-4585).
Briefly, cells (2 × 10 4 cells / 200 μ culture) were mixed with a dilution series of hIL-5, seeded in 96-well plates, and incubated at 37 ° C. in the presence of 5% CO 2. Cultured for 3 days. The culture solution was 1% FBS, 500 U / ml penicillin G and 50
Consists of RPMI-1640 with μg / ml streptomycin. After culturing for 3 days, the amount of IgM in the supernatant was determined by particle concentration fluorescence immunoassay (PCFIA) (Jolly, ME, Wang, C., -HJ, E
kenberg, SJ, Zuelke, MS, & Kelso, DM (1984) J. Im
mol. Meth. 67, 21-35). Specifically, 0.5 (v / v)% pre-coated with anti-mouse IgM goat serum
Polystyrene latex particles (diameter 0.8 μM; Dow Chemical) 20 μ with 96-well Epion
n) To each well of the plate (Pandex, Mandalay, Illinois) was added, followed by 50 μl of cell-free supernatant and 20 μl of purified goat anti-mouse IgM with fluorescent label affinity. The reaction plate was gently shaken, then incubated for 15 minutes at room temperature and placed in a fluorimeter (FCA, Pandex). After washing with PBS containing 1% non-immunized goat serum, the fluorescent label bound to the particles was excited at a wavelength of 485 nm and the fluorescence at 535 nm was measured. One unit of IL-5 was defined as the amount required for half the maximal response. Table 3 shows the activity of each of purified rhIL-5, rhIL-5 treated with endoglucosidase F, rhIL-5 treated with N-ethylmaleimide, and rhIL-5 treated with both 2-mercaptoethanol and N-ethylmaleimide. showed that. Treatment of purified rhIL-5 with endoglycosidase F does not destroy the biological activity of rhIL-5. Thus, the specific activities of glycosylated and glycosylated forms of rhIL-5 are considered to be the same.

rhIL−5の生物活性におけるジスルフィド結合の影響 IL−5の生物活性におけるジスルフィド結合の影響を
調べるために、rhIL−5を2ME、次いでNEM処理すること
によってアルキル化rhIL−5を調製した。
Effect of disulfide bonds on the biological activity of rhIL-5 To examine the effect of disulfide bonds on the biological activity of IL-5, alkylated rhIL-5 was prepared by treating rhIL-5 with 2ME followed by NEM.

rhIL−5のアルキル化法 rhIL−5のアルキル化は本質的にはブレウェル(Brew
er)およびリエム(Riehm)により開示された方法(Bre
wer,C.F.,& Riehm,J.P.(1967)Anal.Biochem.18,248
−255)に従って行った。簡単に言えば、rhIL−5(15
μg)は2−ME(1mM)を用いて37℃で15時間処理し、
次いで20mM酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.5)で透析し
た。その後、rhIL−5は1mMのN−エチルマレイミド(N
EM)(シグマ(Sigma)、セントルイス、モントリオー
ル)と共に室温で1時間インキュベーションし、0.15MN
aCl含有の20mMトリス/塩酸緩衝液(pH7.4)で透析し
た。アルキル化rhIL−5の生物活性を試験するために、
残存rhIL−5をTSKG3000SWのゲル濾過カラムクロマトグ
ラフィーによって分離した。
Methods for Alkylation of rhIL-5 Alkylation of rhIL-5 is essentially carried out by Brewell.
er) and the method disclosed by Riem (Bre
wer, CF, & Riehm, JP (1967) Anal. Biochem. 18, 248
−255). Simply put, rhIL-5 (15
μg) was treated with 2-ME (1 mM) at 37 ° C. for 15 hours,
Then, it was dialyzed against a 20 mM sodium acetate buffer (pH 5.5). Then, rhIL-5 was added to 1 mM N-ethylmaleimide (N
EM) (Sigma, St. Louis, Montreal) for 1 hour at room temperature and 0.15 MN
It was dialyzed against a 20 mM Tris / HCl buffer (pH 7.4) containing aCl. To test the biological activity of alkylated rhIL-5,
Residual rhIL-5 was separated by gel filtration column chromatography on TSKG3000SW.

SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析で
は、アルキル化IL−5は非還元条件下でも約22,000の分
子量に相当する蛋白質のバンドを示した。さらに、アル
キル化hIL−5はG3000SWカラムからの見掛けの分子量2
2,000に相当する位置で溶出され、このことは2MEおよび
NEMで処理した後、IL−5は単量体型に解離したことを
示唆している(第10図C)。第3表に示すように、ジス
ルフィド結合の形成が妨げられたアルキル化hIL−5はI
gM誘導活性が大きく減少した。2MEで処理せずにNEMのみ
で処理した場合はrhIL−5の活性には殆ど影響しなかっ
た。さらに、rhIL−5はNEMのみでの処理後も2量体で
存在することが示された。これらの結果は、ジスルフィ
ド結合による2量体の形成がrhIL−5の生物活性に重要
であることを強く示唆している。
Analysis by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis showed that the alkylated IL-5 showed a protein band corresponding to a molecular weight of about 22,000 even under non-reducing conditions. In addition, alkylated hIL-5 has an apparent molecular weight of 2 from the G3000SW column.
Elution was performed at a position corresponding to 2,000, which means that 2ME and
After treatment with NEM, this suggests that IL-5 has dissociated into monomeric form (FIG. 10C). As shown in Table 3, alkylated hIL-5 in which the formation of disulfide bonds was prevented was
gM induction activity was greatly reduced. Treatment with NEM alone without treatment with 2ME had little effect on rhIL-5 activity. Furthermore, rhIL-5 was shown to be present in a dimer after treatment with NEM alone. These results strongly suggest that disulfide bond formation of dimers is important for the biological activity of rhIL-5.

(発明の効果) 本発明のhIL−5の生産方法は、抗体を使用せずに工
業的生産を可能にする精製方法で、rhIL−5を臨床分野
等で直接使用できる程度の純度まで高い収率で精製する
ことができる。従って、本発明の方法は、抗体の使用に
伴う問題点である、抗体蛋白質の最終製品への混入、大
量生産の難しさ、抗体蛋白質の変性、及び抗体調製の問
題等を克服することができる。
(Effects of the Invention) The method for producing hIL-5 of the present invention is a purification method that enables industrial production without using an antibody. The yield is as high as rhIL-5 can be used directly in the clinical field and the like. Can be purified at a constant rate. Therefore, the method of the present invention can overcome the problems associated with the use of antibodies, such as contamination of the antibody protein into the final product, difficulty in mass production, denaturation of the antibody protein, and problems of antibody preparation. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、hIL−5発現プラスミドpdKCR−hIL−5gene−
dhfrの構造を表す模式図である。 第2図は、rhIL−5のDEAE−セファロースカラムクロマ
トグラム図である。 第3図は、rhIL−5のSDS−ポリアクリルアミドゲル電
気泳動の写真である。 第4図は、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行
ったrhIL−5を抗血清により染色したときの写真であ
る。 第5図は、rhIL−5のSDS−ポリアクリルアミドゲル電
気泳動の写真である。 第6図は、精製されたrhIL−5のN末端のアミノ酸配列
図である。 第7図は、rhIL−5のレンチル−レクチン−セファロー
ス4Bカラムクロマトグラフィーのクロマトグラム図であ
る。 第8図は、rhIL−5のSDS−ポリアクリルアミドゲル電
気泳動の写真である。 第9図は、rhIL−5の等電点電気泳動の写真である。 第10図は、rhIL−5のゲル濾過カラムクロマトグラフィ
ーの結果を示すグラフである。
FIG. 1 shows the hIL-5 expression plasmid pdKCR-hIL-5gene-
It is a schematic diagram showing the structure of dhfr. FIG. 2 is a DEAE-Sepharose column chromatogram of rhIL-5. FIG. 3 is a photograph of SDS-polyacrylamide gel electrophoresis of rhIL-5. FIG. 4 is a photograph of rhDS-5 subjected to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and stained with antiserum. FIG. 5 is a photograph of SDS-polyacrylamide gel electrophoresis of rhIL-5. FIG. 6 is an amino acid sequence diagram of the N-terminal of purified rhIL-5. FIG. 7 is a chromatogram of lentil-lectin-Sepharose 4B column chromatography of rhIL-5. FIG. 8 is a photograph of SDS-polyacrylamide gel electrophoresis of rhIL-5. FIG. 9 is a photograph of isoelectric focusing of rhIL-5. FIG. 10 is a graph showing the results of gel filtration column chromatography of rhIL-5.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C12R 1:91) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12P 21/02 C12N 15/24 C07K 1/36 C07K 14/54──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI C12R 1:91) (58) Investigated field (Int.Cl. 6 , DB name) C12P 21/02 C12N 15/24 C07K 1 / 36 C07K 14/54

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】a)ヒトインターロイキン5の遺伝子を導
入された動物細胞を培養し、その培養上澄液を分離し; b)前記培養上澄液に硫安を加えてヒトインターロイキ
ン5を含む沈澱を集め; c)前記工程で得られたヒトインターロイキン5を含む
画分を、夾雑蛋白質を吸着する色素カラムクロマトグラ
フィー、陰イオン交換樹脂のカラムクロマトグラフィー
及び疎水性官能基を有する担体のカラムクロマトグラフ
ィーを任意の順番で行う精製工程に付し; d)前記工程(c)で得られたヒトインターロイキン5
を含む画分をゲル濾過カラムクロマトグラフィーで更に
精製する; 各工程からなる活性型ヒトインターロイキン5の生産方
法。
1. a) culturing animal cells into which the gene of human interleukin 5 has been introduced, and separating the culture supernatant; b) containing human interleukin 5 by adding ammonium sulfate to the culture supernatant Collecting the precipitate; c) separating the fraction containing human interleukin 5 obtained in the above step with a dye column chromatography adsorbing contaminating proteins, a column chromatography of an anion exchange resin, and a column of a carrier having a hydrophobic functional group. Subjecting it to a purification step in which chromatography is performed in any order; d) human interleukin 5 obtained in step (c) above.
Is further purified by gel filtration column chromatography; a method for producing activated human interleukin 5 comprising the steps of:
【請求項2】請求項1記載の工程(c)のカラムクロマ
トグラフィーの順番が、色素カラムクロマトグラフィ
ー、陰イオン交換カラムクロマトグラフィー、疎水性カ
ラムクロマトグラフィーの順である、請求項1記載の方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the order of column chromatography in the step (c) according to claim 1 is the order of dye column chromatography, anion exchange column chromatography, and hydrophobic column chromatography. .
【請求項3】活性型ヒトインターロイキン5がジスルフ
ィド結合で結合された2量体である、請求項1記載の方
法。
3. The method according to claim 1, wherein the activated human interleukin 5 is a dimer linked by a disulfide bond.
【請求項4】色素カラムクロマトグラフィーの担体がマ
トレックスブルーAであり、陰イオン交換カラムクロマ
トグラフィーの担体がDEAE−セファロースであり、疎水
性カラムクロマトグラフィーの担体がフェニル−セファ
ロース4Bであり、ゲル濾過カラムクロマトグラフィーの
担体がセファクリルS−200である、請求項1記載の方
法。
4. The carrier for dye column chromatography is Matrex Blue A, the carrier for anion exchange column chromatography is DEAE-Sepharose, the carrier for hydrophobic column chromatography is phenyl-Sepharose 4B, The method according to claim 1, wherein the carrier for filtration column chromatography is Sephacryl S-200.
【請求項5】動物細胞がpdKCR−hIL−5gene−dhfrを導
入されたCHO細胞である、請求項1記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the animal cell is a CHO cell into which pdKCR-hIL-5gene-dhfr has been introduced.
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