JP4219808B2 - A novel gene with a guanine nucleotide exchange factor-like sequence - Google Patents

A novel gene with a guanine nucleotide exchange factor-like sequence Download PDF

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Description

技術分野
本発明は、配列番号1記載のヒトまたは配列番号2記載のマウスグアニンヌクレオチド交換因子様配列を有するポリペプチド;本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;本発明のポリヌクレオチドを含む発現ベクター;本発明の発現ベクターを有する形質転換体;本発明の形質転換体を用いた製造方法;本発明のポリペプチドを特異的に認識する抗体;本発明のポリペプチドを含有する疾患治療剤;本発明のポリペプチドを用いた化合物のスクリーニング方法;本発明のスクリーニング方法により得られた化合物などに関する。
背景技術
グアニンヌクレオチド交換因子とはGTP結合タンパク質に結合しているGDP(Guanosine 5’−diphosphate)をGTP(Guanosine 5’−triphosphate)と交換し、GTP結合タンパク質の活性化反応を促進するタンパク質の総称である。グアニンヌクレオチド交換因子が基質とするGTP結合タンパク質はGTPおよびGDPと特異的に結合し、結合したGTPをGDPに加水分解する酵素活性を有するタンパク質の総称で、(1)mRNAのタンパク質への翻訳因子、(2)Gタンパク質、(3)低分子量GTP結合タンパク質および(4)微小管の構成成分チューブリンなどに分類される。例えば、Gタンパク質はGタンパク質共役型レセプターと共役しており、それらの受容体の多くはGTP結合タンパク質の活性化を通じて細胞内のシグナル伝達を行っている。G蛋白質共役型レセプターは生体中の各種細胞や臓器に存在し、それらの機能を調節するホルモンや生理活性物質等のレセプターとして生理的に重要な役割を担っており、生理活性物質との結合を介してシグナルを細胞内に伝達し、このシグナルの伝達を受け細胞の機能の調節を行っている。Gタンパク質共役型レセプターは細胞膜上に存在し、ホルモンや神経伝達物質などが結合して細胞内にその情報を伝達する時に関与する。低分子量GTPタンパク質はRasおよびRhoタンパク質をはじめとするガン遺伝子産物で、細胞の増殖・分化やタンパク質の細胞内輸送・分泌に関与していることから、グアニンヌクレオチド交換因子は細胞の生理応答発現に関わる種々の情報伝達経路において、分子スイッチとして機能し、細胞骨格形成、小胞輸送、細胞増殖など細胞機能制御のシグナル伝達因子として重要な働きをしている。グアニンヌクレオチド交換因子は、GTP結合タンパク質の活性調節に関わっていることから、各種生体の細胞や臓器の機能調節において重要な役割を担っており、例えば、ホルモン、神経伝達物質および生理活性物質などによる細胞内へのシグナル伝達の調節、また、細胞増殖・分化、細胞内小胞輸送、核へのタンパク質輸送による細胞機能の調節など、非常に重要な役割を担っており、種々の疾患において治療薬の標的になり得る。
低分子量GTPタンパク質であるRasおよびRhoを基質とするグアニンヌクレオチド交換因子として、それぞれSos(Son of sevenless)およびTrioが報告されている。また、Sec7は酵母の小胞輸送に異常を示す変異株から同定され、その後低分子量GTPタンパク質に属するARF(ADP−ribosylation factor)を基質とするグアニンヌクレオチド交換因子であることが示された。ヒトを含む哺乳動物にもSec7に相同性を示す種々のグアニンヌクレオチド交換因子、例えば、BIG1、BIG2、ARNO、サイトヘジン1およびGRP1などが同定され、これらも小胞輸送に関与することが報告されている。最近、哺乳動物のSec7様グアニンヌクレオチド交換因子は、そのBFA(Brefeldin A)感受性、分子サイズ、ドメイン構成によりサブグループに分類されている(Trends Cell Biology,10(2),60−67(2000).)。しかし、未だ報告されていないグアニンヌクレオチド交換因子も多いと思われる。
最近、急速に種々のゲノム解析が進行し、ヒトをはじめ、センチュウ(Caenorhabditis elegans)、ショウジョウバエ(Drosophilla melanogaster)などの全塩基配列解読が終了し、機能未知の予測タンパク質も多くデータベースに報告されている。その中にSec7ファミリーに相同性を示しながら、明らかにこれまで知られているSec7ファミリータンパクとは異なるものが存在する。例えば、GeneBankには、センチュウの配列情報としてF11A10.4(アクセッション番号:CAA92830)が、NCBIには、ショウジョウバエの配列情報としてCG8683(アクセッション番号:AE003620)がそれぞれ登録されているが、いずれのタンパク質も機能に関する報告はされていない。
グアニンヌクレオチド交換因子として種々の生物から同定されており、細胞内へのシグナル伝達に関与していることが報告されている。また、ガン遺伝子産物などがこれら交換因子のファミリーであることから生体内において重要な働きをしているばかりでなく、疾患治療のための標的分子となり得る。しかし、このような生理活性を調節する物質は全て見出されているわけではなく、新たなファミリーが存在する可能性もある。そのような新規物質を見出し、遺伝子をクローニングすることは医薬品開発において有用な手段となり得る。新たな生理活性調節物質はそれに関与する疾患の治療・予防薬や診断薬を開発するに際し活用することができる。また、新たなファミリーが見出されれば、新たな対象疾患や機能も解明され、従来に無い治療・予防薬や診断薬などの開発の探索に応用できる可能性がある。
発明の開示
本発明は、グアニンヌクレオチド交換因子様配列を有する新規ポリペプチド、該ポリペプチドの部分ペプチド、該ポリペプチドまたは部分ペプチドをコードするポリヌクレオチド、該ポリヌクレオチドを含有する組換えベクター、該組換えベクターを保持する形質転換体、該ポリペプチドまたは部分ペプチドの製造法、該ポリペプチドの活性を特異的に調節する化合物のスクリーニング方法、該スクリーニングにより得られる化合物、該化合物を含有する医薬、および該ポリペプチドまたはその部分ペプチドに対する抗体などを提供する。
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、脂肪肝自然発生モデルマウスであるFLSマウスの肝臓細胞で高発現している遺伝子をサブトラクションクローニング法で作成したcDNAライブラリーを基に、酵母グアニンヌクレオチド交換因子であるSec7様配列を有するマウス新規ポリペプチドをコードする新規遺伝子を見出した。また、そのポリヌクレオチド配列を基に、ヒト肝臓cDNAライブラリーより、マウス新規遺伝子に対応するヒト新規ポリペプチドをコードする新規遺伝子を見出した。さらに研究を進めた結果、本発明のポリペプチドが細胞増殖抑制およびアポトーシス誘導に関与することを確認した。本発明者らは、これらの知見に基づいて、さらに研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1)配列番号2に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドまたはその塩;
(2)配列番号4に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドまたはその塩;
(3)配列番号2または配列番号4に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加から選ばれる少なくとも1つの変異を有するアミノ酸配列からなり、細胞増殖抑制活性またはアポトーシス誘導活性を有するポリペプチドまたはその塩;
(4)前記(1)から(3)のいずれか記載のポリペプチドの部分ペプチドまたはその塩;
(5)配列番号5に示すアミノ酸配列からなる前記(4)記載の部分ペプチドまたはその塩;
(6)前記(1)から(5)のいずれかに記載のポリペプチドまたは部分ペプチドをコードする塩基配列を有するポリヌクレオチド;
(7)配列番号1に示す塩基配列の第117番目から第5267番目を有する前記(6)記載のポリヌクレオチド;
(8)配列番号3に示す塩基配列の第66番目から第5189番目を有する前記(6)記載のポリヌクレオチド;
(9)配列番号6に示す塩基配列を有する前記(6)記載のポリヌクレオチド;
(10)配列番号1に示す塩基配列の第117番目から第5267番目または配列番号3に示す塩基配列の第66番目から第5189番目の塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハブリダイズし、かつ細胞増殖抑制活性またはアポトーシス誘導活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
(11)前記(6)から(10)のいずれか記載のポリヌクレオチドを有する発現ベクター;
(12)前記(11)記載の発現ベクターを宿主に導入して得られる形質転換体;
(13)宿主が動物細胞株および大腸菌株である前記(12)記載の形質転換体;
(14)前記(12)または(13)記載の形質転換体を培養する工程、および生産された組換えポリペプチドを培養培地から回収する工程を包含する、前記(1)から(5)のいずれか記載のポリペプチドまたは部分ペプチドの製造方法;
(15)前記(1)から(5)のいずれか記載のポリペプチドまたは部分ペプチドを特異的に認識する抗体;
(16)前記(1)から(5)のいずれか記載のポリペプチドまたは部分ペプチドを含有する細胞増殖抑制剤;
(17)前記(1)から(5)のいずれか記載のポリペプチドまたは部分ペプチドを含有するアポトーシス誘導剤;
(18)前記(1)から(5)のいずれか記載のポリペプチドまたは部分ペプチドを含有する肝疾患治療剤;
(19)前記(1)から(5)のいずれか記載のポリペプチドまたは部分ペプチドを用いた、前記(1)から(5)のいずれか記載のポリペプチドの活性を特異的に調節する化合物のスクリーニング方法;
(20)前記(19)記載のスクリーニング方法より得られる化合物、
に関する。
本発明のポリペプチドは、配列番号2で表されるアミノ酸配列を含有するポリペプチドまたはその塩、および配列番号4で表されるアミノ酸配列を含有するポリペプチドまたはその塩を包含する。塩としては酸または塩基との生理学的に許容される塩が挙げられ、好ましくは生理学的に許容される酸付加塩である。このような塩としては、例えば、塩酸、燐酸、硫酸などの無機酸、あるいは酢酸、蟻酸、クエン酸、蓚酸などの有機酸との塩などが用いられる。
本発明のポリペプチドは、配列番号2または配列番号4で表されるアミノ酸配列のうち、1個若しくは数個の欠失、置換または付加から選ばれた変異を有するポリペプチドまたはその塩を包含する。このようなポリペプチドは細胞増殖抑制活性またはアポトーシス誘導活性を有するものである。1若しくは数個の欠失、置換または付加する変異とは部位特異的変異誘発法などによりできる程度の数のアミノ酸の変異であり、50個以下、好ましくは30個以下、より好ましくは10個以下のアミノ酸を意味している。さらに、本発明のポリペプチドは欠失、置換または付加によっても細胞増殖抑制活性またはアポトーシス誘導活性を有するポリペプチドで有り得る。
本発明のポリペプチドの部分ペプチドとしては、配列番号2または配列番号4で表されるアミノ酸配列のうち、それらの配列の一部から構成されるポリペプチドまたはその塩を包含する。このようなポリペプチドは細胞増殖抑制活性またはアポトーシス誘導活性を有するものでなくてもよい。また、それらの部分ポリペプチドは本発明のポリペプチドに対する抗体を作製するために使用できるポリペプチドであれば良い。また、ポリペプチド自体が抗原性を有していないものであっても、他のタンパク質、例えば、ウシ血清アルブミンなどに結合することで抗体を作製できるものであればどのようなペプチドであってもよい。このようなペプチドはアミノ酸6個以上、好ましくは20個以上、より好ましくは50個以上のアミノ酸からなるポリペプチドで、例えば、配列番号5で表されるアミノ酸配列を有するポリペプチドである。
本発明のポリヌクレオチドは、本発明のポリペプチドをコードするDNAを包含する。本発明のポリヌクレオチドとしては、配列番号1、3および6で表される塩基配列を含有するポリヌクレオチドが例示される。また、本発明のポリヌクレオチドには、本発明のポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチドが含まれ得る。好ましくは、このヌクレオチドは細胞増殖抑制活性またはアポトーシス誘導活性を有するポリペプチドをコードし得る。
本明細書において、「ストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチド」とは、本発明のポリヌクレオチドから選択されたポリヌクレオチドまたはその一部をプローブとして、サザンハイブリダイゼーション法、コロニーハイブリダイゼーション法やプラークハイブリダイゼーション法などの各種ハイブリダイゼーションアッセイ方法を用いることにより得ることができるポリヌクレオチドである。具体的には、配列番号1または配列番号3で表される塩基配列またはその一部をプローブとして、6×SSC(saline sodium citrate:150mM NaCl、15mM CNa)溶液中、42℃でハイブリダイゼーション反応を行った後、0.1×SSC溶液中、68℃で洗浄する条件である。ハイブリダイゼーションは、Molecular Cloning:A Lboratory Manual Second Edition(Cold Spring Harber Laboratory press,New York(1989).)やDNA Cloning1:Core Techniques、A Practical Approach,Second Edition(Oxford University Press(1995).)などの実験書に記載された方法に準じて行うことができる。
本発明の「発現ベクター」とは、例えば、本発明のタンパク質をコードするポリヌクレオチドを、その5’末端側には翻訳開始コドンとしてATGを、3’末端側には翻訳終止コドンTAA、TGAまたはTAGを有していてもよく、発現ベクター中のプロモーターの5’末端側に連結することで構築することができる。ベクターとしては、プラスミド、例えば、pBR322、pUC19、pSV.SPORT1、pBK−CMV、pGEX−6P−1などが用いることができる。転写を制御するプロモーターとしては、例えば、trpプロモーター、lacプロモーター、T7プロモーター、SV40プロモーターなどが用いることができる。また、発現ベクターには、エンハンサー、スプライシングシグナル、選択マーカー、複製オリジンや付加タンパク質をコードするDNA配列などを含有しているものを用いることもできる。
本発明の「形質転換体」とは、発現ベクターとその発現ベクターに適した細胞などの宿主を選び、宿主を発現ベクターで形質転換することで作製される。形質転換する宿主としては、例えば、大腸菌属などの原核生物、酵母などの単細胞真核生物、ハムスターなどの動物細胞、たばこなどの植物細胞およびヨトウガなどの昆虫細胞をはじめとする多細胞真核生物などが挙げられる。好ましくは、大腸菌属、例えば、大腸菌(Escherichia coli)BL21(DE3)株、や動物細胞、例えば、ヒト胎児腎臓由来細胞293細胞、サル細胞COS−7、チャイニーズハムスター細胞CHOなどが用いられる。
本発明の「ポリペプチド、その部分ペプチドまたはその塩の製造方法」とは、本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを組込んだ発現ベクターにより原核細胞、酵母、動物細胞、植物細胞、昆虫細胞などの宿主を形質転換して得られる形質転換体を、宿主に適した培養方法で培養し、本発明のポリペプチドを産生させ、培地または形質転換体より回収することにより、本発明のポリペプチドまたは部分ペプチドを製造する方法をいう。
本発明の「抗体」とは、本発明のポリペプチドまたは部分ペプチドと反応しうる免疫グロブリンで、そのフラグメント、誘導体、結合体、修飾体なども包含する。好ましくは、本発明のポリペプチドを認識する抗体であり、より好ましくは、本発明のポリペプチドを特異的に認識する抗体である。そのような抗体は、モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体の何れでもよい。
本発明の「細胞増殖抑制剤」とは、本発明のポリペプチドが細胞増殖を抑制する作用を有することから、細胞増殖が関与する疾患の細胞増殖を抑制することにより予防または治療に用いることができるものである。また、本発明の「アポトーシス誘導剤」とは、本発明のポリペプチドがアポトーシスを誘導作用を有することから、アポトーシスを誘導することにより予防または治療できる疾患に用いれるものである。その様な予防または治療剤としては、好ましくは本発明のポリペプチド含有するもので、特定の疾患、例えば、癌などの予防または治療に用いることができる。
さらに、本発明の「肝疾患治療剤」とは、本発明のポリペプチドが肝臓で高発現していることから、肝臓機能に関連する疾患の予防または治療に用いることができる。その様な予防または治療剤としては、好ましくは、本発明のポリペプチド含有するもので、特定の疾患、例えば、肝臓癌などの予防または治療に用いることができる。
本発明の「活性を特異的に調節する化合物」とは、本発明のポリペプチドの生体内における機能を活性化または阻害する作用を有する化合物であり、例えば、低分子化合物、ポリヌクレオチド、ポリペプチド等が挙げられる。その様な化合物として、本発明のポリペプチドに対する抗体、配列番号1、3、6で表されるポリヌクレオチド配列に相補的な配列を有するポリヌクレオチドを用いることができる。また、その様な化合物は新規な化合物または既知の化合物であってもよい。
本発明の「スクリーニング方法」とは、本発明のポリヌクレオチドの活性を特異的に調節する化合物を選抜する方法で、バイオアッセイ、結合アッセイ、イムノアッセイ等が例示される。
発明を実施するための最良の形態
以下に本発明のポリヌクレオチドの調製、本発明のポリペプチドおよびその部分ペプチドの調製、発現ベクター、形質転換体、製造方法、抗体、特異的な活性調節物質のスクリーニング方法について説明する。
本発明において、特に記載のない場合は、当該分野で公知である遺伝子組換技術、大腸菌、分離精製を含む組換えタンパク質の産生方法、抗体作製方法が採用される。
肝組織より、当該分野において周知慣用である常法によりcDNAライブラリーを作製する。
cDNAライブラリー作製方法としては、Molecular Cloning:A Lboratory Manual Second Edition(Cold Spring Harber Laboratory Press,New York(1989).)などに記載された方法あるいは市販のキット、例えば、CLONTECH PCR−Select cDNA Subscription Kit(クロンテック社製)を用いる方法などが挙げられる。
本発明のDNA断片をベクターに挿入する。ベクターとしては、pCR2、pCR−Blunt(インビトロジェン社製)、pBK−CMV(ストラタジーン社製)などを挙げることができる。その様にして得られたベクターを用い、大腸菌(Escherichia coli)JM109株を形質転換してcDNAライブラリーを作製する。作製したcDNAライブラリーより目的とするDNAを含むクローンを以下の方法で選択する。
上記で作製したcDNAライブラリーから各クローンのプラスミドを精製し、塩基配列を解析することにより本発明のDNA断片を含むクローンを選択する。塩基配列解析方法としては、サンガーらのダイデオキシ法(Proceeding of the National Academy of Sciences USA,74,5463(1977).)あるいは市販の機器、例えば、DNAシーケンサー373S(アプライドバイオシステムズ社製)などを用いる方法などが挙げられる。
上記で得られたDNA断片をプローブとしてcDNAライブラリーをプラークハイブリダイゼーションにより、また、5’末端の翻訳領域のヌクレオチド得るために全mRNAをRapid Amplification of cDNA Ends(RACE)法などによりスクリーニングを行うことで本発明のポリヌクレオチドを得ることができる。
上記で得られたDNA断片をプローブとし、放射性同位体などで標識しcDNAライブラリーをスクリーニングする。cDNAライブラリーとして上記で作製したもの、あるいは市販のcDNAライブラリー、例えば、Mouse Liver 5’−STRETCH PLUS cDNA、Human Liver 5’−STRETCH PLUS cDNA(クロンテック社製)、Human Liver 5’−STRETCH PLUS cDNA(クロンテック社製)、Human Liver 5’−STRETCH PLUS cDNA(クロンテック社製)などを用い、プラークハイブリダイゼーションを行うことにより本発明のヌクレオチドを含むDNA断片を取得することができる。また、当該分野において周知慣用である常法により全mRNAを調製する。全mRNA調製方法としては、例えば、はMolecular Cloning:A Lboratory Manual Second Edition(Cold Spring Harber Laboratory Press,New York(1989).)などに記載された方法、あるいは市販キット、例えば、QuickPrep Total RNA Extraction Kitを用いる方法などが挙げられる。RACE法はFrohman,M.A.らの方法(Proceeding of the National Academy of Sciences,USA,85,8998(1998).)などあるいは市販のキット、例えば、5’RACE System,version2.0(インビトロジェン社製)を用いる方法などが挙げられる。また、市販の全mRNA、例えば、PolyA+RNA Mouse Liver(アマシャムファルマシアバイオテク社製)などを用いることもできる。
上記の方法で得られたDNA断片を必要により制限酵素などで処理した後、Molecular Cloning:A Lboratory Manual Second Edition(Cold Spring Harber Laboratory Press,New York(1989).)などに記載の方法によりベクターに組込み、上記の塩基配列解析方法での塩基配列を解析することで本発明のポリヌクレオチドを得ることができる。
本発明の方法により得られるポリヌクレオチドとして、例えば、配列番号2または配列番号4で表されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドなどが挙げることができ、具体的には配列番号1および3で表される塩基配列を有するポリヌクレオチドを挙げることができる。
上記のようにして取得したポリヌクレオチドは発現ベクターに組込み発現プラスミドを構築する。得られた発現ベクターを適当な宿主細胞に導入したものを培養し、培養液から回収する遺伝子工学的手法により本発明のタンパク質またはその塩を得ることができる。また、ヒトおよび哺乳動物の細胞または組織から当該分野において周知慣用の常法により分離・精製されるものでもよい。さらに、化学的なペプチド合成法に準じて得られるものでもよい。その様にして得られた本発明のタンパク質は細胞濃度、またはカスパーゼ活性を指標に細胞増殖抑制活性、アポトーシス誘導活性を有するかを調べることができる。
本発明の発現ベクターとしては、本発明のDNAを含み、動物細胞で発現できるベクターであれば如何なる物でも用いることができ、本発明のポリペプチドをコードするDNAを、その5’末端側には翻訳開始コドンとしてATGを、3’末端側には翻訳終止コドンTAA、TAGまたはTGAを有していてもよく、発現ベクター中のプロモーターの5’末端側に連結することで構築することができる。その様なベクターとしてはプラスミド、例えば、pBR322、pUC19、pSV.SPORT1、pBK−CMV、pGEX−6P−1などが用いることができる。転写を制御するプロモーターとしては、例えば、trpプロモーター、lacプロモーター、T7プロモーター、SV40プロモーターなどが用いることができる。また、発現ベクターには、エンハンサー、スプライシングシグナル、選択マーカー、複製オリジンや付加タンパク質をコードするDNA配列などを含有しているものを用いることもできる。付加タンパク質としては、例えば、グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)やチオレドキシンなどが用いられ、それら付加タンパク質をコードするDNA配列の3’末端側に目的タンパク質をコードするDNA配列を連結し、融合蛋白質を発現するベクターが作製できる。融合蛋白質発現ベクターには、付加タンパク質と目的タンパク質の間に、プロテアーゼで切断可能なアミノ酸配列をコードするDNA配列を含有していてもよく、プロテアーゼとしては、例えば、トロンビンプロテアーゼ、Xa因子およびBLaseなどが用いられる。また、目的タンパク質をコードするDNA配列を融合蛋白質発現ベクターに効率的に挿入するためのクローニング用DNA配列を含有していてもよく、クローニング用のDNA配列としては、例えば、制限酵素で切断可能なDNA配列であって、好ましくは、制限酵素BamHI、EcoRI、SamI、SalI、XhoIおよびNotIなどで切断されるDNA配列である。
本発明の発現ベクターとその発現ベクターに適した宿主を選ぶことによって形質転換体を作製することができる。形質転換する宿主としては、例えば、大腸菌属などの原核生物、酵母などの単細胞真核生物、ヨトウガなどの昆虫細胞およびハムスターなどの動物細胞をはじめとする多細胞真核生物などが挙げられる。好ましくは、大腸菌属、例えば、大腸菌(Escherichia coli)BL21(DE3)株、や動物細胞、例えば、ヒト胎児腎臓由来細胞293細胞、サル細胞COS−7、チャイニーズハムスター細胞CHOなどを挙げることができ、好ましくは、293細胞を用い得る。
宿主細胞を形質転換する方法は、例えば、前述のMolecular Cloning:A Lboratory Manual Second Edtion(Cold Spring Harber Laboratory Press,New York(1989).)などの多くの教科書や文献に基づいて実施することができる。大腸菌を形質転換する場合、例えば、Proceeding of the National Academy of the Sciences of the USA,69,2110(1972).などに記載の方法に従って行われる。動物細胞を形質転換する場合、例えば、エレクトロポレーション法(Cytotechnology,3,133(1990).)、りん酸カルシウム法(特開平2−227075)、リポフェクション法(Proceeding of the National Academy of Sciences USA,84,7413(1987).、Virology,52巻、456(1973).)に記載の方法などの方法が挙げることができる。
本発明の形質転換体は、当該分野において周知慣用の常法により培養する。形質転換した宿主細胞に適した培地を用いて行うことができ、培養に使用される培地としては液体培地が適当である。具体的には、MEM培地(Science,122,501(1952).)、D−MEM培地(Virology,8,396(1959).)、RPMI1640培地(The Journal of the American Medical Association,199,519(1967).)、YT培地、BEM培地などが用いられる。宿主が大腸菌である形質転換体を培養する際の培地としては、例えば、バクトトリプトン、イーストエクストラクトおよび塩化ナトリウムを含むYT培地が好ましい。宿主が動物細胞である形質転換体を培養する際の培地としては、例えば、MEM培地、D−MEM培地、RPMI培地などにウシ胎児血清(FCS)を適量添加したものなどが用いられる。必要により発現ベクターのプロモーターの転写活性を高めるために、転写活性を促進する物質を含んでいてもよく、例えば、イソプロピル−1−チオ−β−D−ガラクトピラノシン(IPTG)などを用いることができる。
培地には形質転換体が生育するのに必要な栄養素、例えば、グルコース、アミノ酸、ペプトン、ビタミン類、ホルモン類、血清、好ましくは、ウシ胎児血清、塩化カルシウム、塩化マグネシウムなどが含有されており、その様な培地であればどのような組成の培地でも用いることができ、市販されている培地も用いることができる。培養はpH6.0〜8.0、25〜40℃、5% CO2存在下などの条件で行う。
本発明の形質転換体から産生された組換えタンパク質は、当該分野において周知慣用の常法により培養培地から回収する。
上記のように形質転換体を培養した培養液を、例えば、遠心分離などの方法で細胞または菌体と培地に分離し、組換えタンパク質が菌体中に存在する場合は、細胞または菌体を採集し、STE溶液などの適当な緩衝液に懸濁した後、リゾチーム、超音波などで細胞または菌体を破砕し、遠心分離やろ過により回収することができる。分離・精製に用いる緩衝液には界面活性剤が適量含まれていてもよく、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム(SDS)やN−ラウロイルサルコシンナトリウム(サルコシル)などを含んでいてもよい。得られた粗精製物に含まれる目的タンパク質の精製・分離方法は自体公知の各種分離・精製方法を組合わせて行うことができる。これらの公知の方法としては、例えば、塩析、透析、限外濾過、ゲル濾過、イオン交換クロマトグラフィー法などの各種クロマトグラフィー法、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法などの各種電気泳動などが用いられる。また、目的タンパク質を融合蛋白質として発現させている場合は、付加タンパク質に特異的な抗体を用いて融合蛋白質を分離し、プロテアーゼなどで付加タンパク質を切断することで目的タンパク質を精製することができる。
本発明のポリペプチドのアミノ酸配列の欠失、置換若しくは付加は、例えば、Molecular Cloning:A Lboratory Manual Second Edtion(Cold Spring Harber Laboratory Press,New York(1989).)に記載の部位特異的変異誘発法やPCR法などの方法を用い、本発明のDNA配列に変異を導入し、適当なベクターおよび宿主を用い、例えば、Molecular Cloning:A Lboratory Manual Second Edition(Cold Spring Harber Laboratory Press,New York(1989).)に記載の方法により、変異を導入したDNAを遺伝子工学的に発現させることにより得ることができる。
本発明のタンパク質、その部分ペプチドもしくは部分ペプチドを含むポリペプチドなどを抗原として用い、自体公知の抗体または抗血清の製造法に従って作製することができる。抗体は、例えば、本発明のタンパク質、その部分ペプチドもしくは部分ペプチドを含むポリペプチドを抗原とし哺乳動物に投与することで抗体を作製することができる。抗原は、それ自体でもよいが、担体、例えば、ウシ血清アルブミン(BSA)などなどに結合したものを用いてもよい。また、抗原による免疫反応を高めるために、例えば、フロイントの完全アジュバント(CFA)および不完全アジュバント(IFA)を投与してもよい。免疫に用いられる哺乳動物としてはマウス、ラット、ウサギ、ヤギなどを用いることができる。
ポリクローナル抗体は、例えば、レーンらの方法(Antibodies;A Laboratory Manual(Cold Spring Harber Laboratory Press,New York(1989).)などに従って作製することができる。哺乳動物に抗原を1回目の投与後、1〜2週間毎に3〜10回投与することで免疫された哺乳動物を得て、それらの哺乳動物から血清を採取し、精製することで作製できる。精製は各種クロマトグラフィーや遠心分離、塩析、透析などを組合わせることで行うことができる。
モノクローナル抗体は、上記で十分な抗体価が得られたのち、それらの哺乳動物から脾臓またはリンパ節を採取し、それらから得られた抗体産生細胞を骨髄腫(ミエローマ)細胞と融合させることにより、モノクローナル抗体産生ハイブリドーマを得ることができる。骨髄種細胞としては、マウスまたはラットから樹立した細胞株を用いる。細胞融合の方法は既知の方法で行うことができ、例えば、ケーラーとミルスタインの方法(Nature,256,495−497(1975).)に従って作製することができる。
本発明のポリペプチドを含有する細胞増殖抑制剤、アポトーシス誘導剤および肝疾患治療剤としては、本発明のポリペプチド単独で投与することも可能であるが、通常は薬理学的に許容される一つあるいはそれ以上の担体と混合し、製剤学の技術分野においてよく知られる方法において製造した医薬製剤として提供されることが望ましい。
投与経路としては疾患に対し最も効果的な方法を採用するのが望ましく、経口投与、静脈内、皮下、腹腔内などの非経口投与を挙げることができる。投与形態としては疾患に対し効率的かつ効果的に有効成分を輸送できる形態が望ましく、カプセル剤、顆粒剤、錠剤、粉剤、注射剤、経皮剤、座剤、乳剤などが挙げられる。
本発明のポリペプチドの活性を特異的に変化させる化合物のスクリーニング方法としては、本発明のポリペプチドまたはその部分ペプチドもしくはその塩、または組換えタンパク質発現系を構築し、該発現系を用いたアッセイ系を用いることによって行うことができる。本発明のスクリーニング方法は本発明のタンパク質の活性を変化させる物質、例えば、タンパク質、ペプチド、核酸、非ペプチド化合物などをスクリーニングすることができ、アゴニストおよびアンタゴニストなどが含まれる。本発明のポリペプチドの活性を変化させる物質(試験化合物)を、本発明のポリペプチドまたはその部分ペプチドもしくはその塩に接触させた場合における本発明のポリペプチドの活性を測定し、比較することを特徴とする本発明の物質のスクリーニング方法を提供する。また、本発明のポリペプチドを発現する哺乳動物細胞または形質転換体を培養し、発現した本発明のポリペプチドに試験物質を接触させた場合における本発明のポリペプチドの活性、形質転換体の細胞数、mRNA発現量などを測定し、比較することを特徴とする本発明のポリペプチドもしくはその塩の活性を変化させる物質のスクリーニングすることが可能である。
本発明のスクリーニング方法によって得られる化合物またはその塩は、本発明のポリペプチドまたはその塩の活性を変化させる作用を有する化合物であり、例えば、本発明のポリペプチドまたはその塩に結合し、阻害活性を有する化合物またはその塩、あるいは本発明のポリペプチドをコードするDNA配列に結合し、該タンパク質の発現を抑制する活性を有する化合物またはその塩である。該化合物としては、タンパク質、ペプチド、非ペプチド、核酸などが挙げられるが、例えば、本発明のポリペプチドに対する抗体および配列番号1または/および配列番号3に記載されているDNA配列またはその部分配列に相補的な配列を有する塩基配列を用いることができる。また、これらの化合物は新規な化合物または既知の化合物であってもよい。
実施例
本発明を以下の実施例でより詳細に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
実施例1
マウスSF21cDNAの単離
(1)FLSマウス肝臓からcDNAサブトラクション(Subtraction)法により発現上昇を示す遺伝子の単離
15週齢のFLSマウスおよびDSマウスの肝臓からAGPC(Acid Guanidinium Phenol Chloroform Method)法(Analytical Biochemistry,162,156−159(1987).)により全RNAを調製し、mRNA Purification Kit(アマシャムファルマシアバイオテク社製)を用いてpoly(A)+RNAを調製した。FLSマウス由来のpoly(A)+RNAをテスター、DSマウス由来のPoly(A)+RNAをドライバーとして、CLONTECH PCR−SelectTM cDNA Subtraction Kit(クロンテック社製)を用いて、添付のマニュアルに従いDNAサブトラクションを行った。得られたcDNAをQIAEX−II Gel Extraction System(キアゲン社製)で精製し、pCR2ベクター(インビトロジェン社製)にDNA Ligation Kit Ver.2(宝酒造社製)を用い、16℃で4時間反応させて挿入した。構築したベクターを大腸菌JM109株に導入し、形質転換を行った後、アンピシリン(50μg/ml)、5−Bromo−4−Chloro−3−indolyl−β−D−galactoside(40μg/ml)およびIsopropyl−β−D−Thio−Galactopyranoside(100μM)を含有するLB寒天培地に塗布し、37℃で一晩培養した。培養後、プレートに出現したコロニーを50μg/mlのアンピシリンを含むLB液体培地2mlに接種し、37℃で一晩培養を行った後、遠心分離により菌体を採集した。採集した菌体から組換えDNAをQIAprep Spin Plasmid Miniprep Kit(キアゲン社製)を用い抽出し、精製した。得られたcDNAライブラリーはDNAシークエンサー373S(アプライドバイオシステムズ社製)を用い、ダイターミネーター法で塩基配列を決定した。得られたcDNAライブラリーの塩基配列を解析ソフトBLASTで解析した結果、ショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)機能未知遺伝子CG8683がコードするアミノ酸配列の1026〜1126領域と66%およびセンチュウ(Caenorhabditis elegans)機能未知遺伝子F11A10.4がコードするアミノ酸残の1023〜1118領域と43%の相同性を有する、配列番号7で表される329塩基からなる塩基配列(SF21A)を有するクローンpSF21Aを得た。
(2)マウスSF21全長cDNAの単離
SF21Aが全翻訳領域を含んでいないことから、全長cDNAの単離を試みた。まず、プラスミドpSF21Aから全長cDNA単離に用いるプローブを調製した。5μgのプラスミドpSF21Aを制限酵素EcoRI(宝酒造社製)20ユニットで消化し、0.8% アガロースゲル電気泳動にて分画後、DNA断片を抽出し、QIAEX−II Gel Extraction System(キアゲン社製)を用いて精製を行った。得られたDNAはRTG DNA Labelling Beads(アマシャムファルマシアバイオテク社製)で添付のマニュアルにしたがって放射性同位体[α−32P]dCTP(アマシャムファルマシアバイオテク社製)で標識し、それをプローブとした。
マウス肝臓cDNAライブラリーMouse Liver 5’−STRETCH PLUS cDNA(クロンテック社製)を一晩培養した大腸菌株Y1090培養液に添加し、37℃で15分間インキュベートした。これに、予め50℃に温めたLB−トップアガロース(1リットルあたり:10gトリプトン、5gイーストエキストラクト、5gNaCl、10mM MgSO、7.2gアガロース)を加え、LB−アガープレートに均一になるように播き、37℃で5時間培養した。プラークの形成されたプレートを4℃で1時間冷却した後、プラークをナイロンメンブランHybond−N+(アマシャムファルマシアバイオテク社製)にトランスファーした。このメンブランを、0.5M NaOH(1.5M NaClを含む)溶液でアルカリ変性し、DNAを固定化後、0.5MのTris−HCl、pH7.2(1.5M NaClを含む)で中和し、2×SSCで洗浄した。このメンブランに上記で作製したプローブを用い、55℃で一晩ハイブリダイゼーションを行った。そのメンブランを2×SSC(0.1% SDSを含む)溶液で、室温にて10分間を2回、0.1×SSC(0.1% SDSを含む)溶液で、55℃にて15分間を2回により洗浄した後、オートラジオグラフィーにより目的とするプラークの検出を行った。
放射活性の検出された陽性シグナルに対応するプラークを含むプラーク群をプレートから単離し、1mlのSM緩衝液(Tris−HCl、pH7.5;10mM MgSO、0.1M NaCl、0.01% gelatin、50mM)に懸濁し、4℃にて16時間でファージを溶出した後、13,000回転、10分間の遠心により、上清にファージを回収した。このファージ溶液を出現プラークが10、100、1000個になるようにLB−MgSOプレートに塗布し、上記と同様の方法で陽性プラークをスクリーニングした。この結果、完全に単離されたプラークとして陽性プラークを単離することに成功し、当該単一クローンを増殖させ、ファージ粒子よりDNAを抽出し、精製した。これらの操作は全て自体公知の方法に従った。精製したDNAを、制限酵素、EcoRIで消化し、同様にEcoRIで切断したベクター、pBluescriptII(ストラタジーン社製)にDNA Ligation Kit Ver.2(宝酒造社製)を用いて、16℃にて4時間ライゲーション反応を行った。それらのプラスミドで大腸菌株JM109株を形質転換し、自体公知の方法で培養後、菌体を収集した後、DNAを抽出・精製した。塩基配列の決定は前述の方法と同様に行った。その結果、配列番号8で表される2402塩基からなる塩基配列(SF21B)を有するクローンpSF21Bを単離した。
次に、上記と同様の方法でクローンpSF21Bから放射同位体標識プローブを調製し、マウスcDNAライブラリーをスクリーニングすることにより、配列番号9で表される2016塩基からなる塩基配列(SF21C)を含むクローンpSF21Cおよび配列番号10で表される2414塩基からなる塩基配列(SF21D)を含むクローンpSF21Dを得た。得られたSF21A〜Dの各塩基配列を基に解析を行った結果、4661塩基(配列番号3:第798番目〜第5459番目)からなるcDNAを得た。
さらに、翻訳領域の5’末端周辺の塩基配列を決定するためにRACE(Rapid Amplification of cDNA Ends)法で5’末端配列を単離した。5’末端のRACE(Rapid Amplification of cDNA Ends)法はBalb/cマウスの肝臓より調製したpoly(A)+RNAを鋳型とし、5’RACE System for Rapid Amplification of cDNA Ends,version2.0(インビトロジェン社製)を用いて、添付のマニュアルに従って操作した。
プライマーとして上記で得られた4661塩基からなるcDNA配列を基に、3種類を合成した。

Figure 0004219808
アンカープライマーとしては5’RACE Systemに付属の試薬、5’RACE Abridged Anchor Primer(AAP)およびAbridged Universal Amplification Primer(AUAP)を用いた。
Balb/cマウス肝臓から自体公知の方法で取得した全RNA1μgに蒸留水を14.0μl、2.5μMのSF28プライマー(配列番号19)を1μl添加し、70℃で10分間インキュベートし、50℃に保温した溶液Aを調製した。また、10×PCR Buffer(200mM Tris−HCl、pH8.4;500mM KClを含む)を2.5μl、25mM MgClを2.5μl、10mM dNTP mixを1μl、0.1M DTTを2.5μlそれぞれ混合し、50℃で保温した溶液Bを調節した。溶液Aと溶液BとSuper ScriptTMII Reverse Transcriptase(200units/μl)を1μl混合し、42℃で50分間、70℃で15分間インキュベートした後、氷上に5分間静地した。RNase mix(RNase H+RNAse T1)を1μl添加し、37℃で30分間インキュベートした。
上記で得られたcDNAはキット付属のDNA Purification System(インビトロジェン社製)で精製を行った。上記反応液にbinding solution(6M NaI)を225μl添加し、GlassMAX DNA isolation spin cartridgesにかけ、50μlの蒸留水で溶出し、精製cDNAを得た。10μlの精製cDNAに蒸留水を4μl、5×tailing buffer(50mM Tris−HCl、pH8.4;125mM KCl、7.5mM MgClを含む)を5μl、1mM dCTPを5μlそれぞれ添加し、94℃で2分間処理し、氷上に1分間放置した。Terminal deoxynucleotidyl transferase(rTdT)を1μl添加し、37℃で10分間、65℃で10分間インキュベートした後、氷上に5分間放置し、5’RACE用のcDNAを得た。
PCR(Polymerase Chain Reaction)法はTaKaRa LA TaqTM(宝酒造社製)を用いて行った。上記で得られた5’RACE用cDNA2.5μlに、10×PCR Bufferを2.5μl、2.5mM dNTP mixを4μl、10μM AAPプライマーを1μl、10μM プライマーSF29(配列番号20)を1μl、TaKaRa LA TaqTM(5U/μl)を0.25μl、蒸留水を13.75μlずつ混合した溶液を、94℃で2分間を1回、94℃で1分間、55℃で1分間、72℃で2分間のサイクルを30回、72℃で2分間を1回で1回目のPCRを行った。1回目のPCR反応液を50倍希釈した溶液2.5μlに、10×PCR Bufferを2.5μl、2.5mM dNTP mixを4μl、10μM AUAPプライマーを1μl、10μM SF30プライマーを1μl、TaKaRa LA TaqTM(5U/μl)を0.25μl、蒸留水を13.75μl混合した溶液を、94℃で2分間を1回、94℃で1分間、55℃で1分間、72℃で2分間のサイクルを20回、72℃で2分間を1回で2回目のPCRを行った。2回目のPCR反応液を1.2%アガロースゲルで電気泳動し、約900bpのDNA断片を回収し、QIAEX−II Gel Extraction Systemで精製した。精製したDNAをプラスミドベクターpCR2(インビトロジェン社製)に挿入し、前述の方法で塩基配列の決定を行った。その結果、配列番号11で表される891塩基からなる塩基配列(SF21E)を得た。
得られた各種SF21塩基配列の配置図を第1図に示しす。それを基にマウスSF21の全長cDNAの塩基配列を決定した結果、マウスSF21は配列番号3で表される全長5124塩基および配列番号4で表される1708アミノ酸残基からなるタンパク質であることが明らかになった。
実施例2
ヒトhSF21cDNAの単離
マウスSF21とホモロジーを示すヒト遺伝子のクローニングを試みた。マウスSF21がコードするアミノ酸残基Pro−Ala−Val−Arg−Lys−Ser−Ala−Gly−Gln−Thr(配列番号4:第1035番〜第1044番)およびAsp−Thr−Ala−Glu−Lys−Gln−Trp−Ala−Glu−Thr(配列番号4:第1102番〜第1111番)を基にPCR用のプライマーとして縮重オリゴヌクレオチド2種類を合成した。
Figure 0004219808
ヒト肝臓cDNAライブラリーHuman Liver 5’−STRECH PLUS cDNA(クロンテック社製)を鋳型に、2種類のプライマーSF−D3およびSF−D4を用いてPCRを行った。
まず、上記ヒト肝臓cDNAライブラリー(2×10PFU/μl)0.5μlにTaKaRa Ex TaqTM(宝酒造社製)1.25ユニットにSF−D3およびSF−D4のプライマーを各50pmol、10×Ex Taq Buffer(Mg2+plus)を5μlおよびdNTP Mixture(各2.5m)を最終濃度200μMに成るよう添加し、蒸留水を全量が50μlに成るよう添加しPCR用試料を調製した。94℃で4分間を1回、94℃で30秒間、55℃で30秒間、72℃で30秒間のサイクルを35回、72℃で3分間を1回で、DNAサーマルサイクラーとして、Omni Gene(サーモハイベイド社)を用いてPCRを行った。増幅された約250塩基のDNA断片をpCR2ベクター(インビトロジェン社製)にクローニングし、前述の方法と同様にして塩基配列の決定を行った。その結果、配列番号12で表される230塩基から成る塩基配列(hSF21A)を有するプラスミドphSF21Aを単離した。得られたcDNAはマウスSF21の相当領域と塩基配列で95%、アミノ酸配列で100%の相同性を有していた。このことから単離したcDNAはマウスSF21のヒトに相当する遺伝子の一部と考えられた。
ヒトhSF21全長cDNAを得るために、hSF21AをプローブとしてHuman Liver 5’−STRECH PLUS cDNAをプラークハイブリダイゼーションによりスクリーニングした。プラークハイブリダイゼーションはマウスSF21全長cDNAの取得した時の方法に準じて行った。この方法により配列番号13で表される1166塩基からなる塩基配列(hSF21C)を有するクローンphSF21C、配列番号14で表される2825塩基からなる塩基配列(hSF21E)を有するクローンphSF21Eおよび配列番号15で表される3139塩基からなる塩基配列(hSF21F)を有するクローンphSF21Fの3種のクローンを得た。得られたヒトhSF21AからFの塩基配列を基に解析を行った結果、5517塩基(配列番号1:第250番目〜第5767番目)からなるcDNAを得た。
マウス同様にヒトにおいても翻訳領域の5’末端周辺の塩基配列を決定するためにRACE法で5’末端配列を単離した。操作は前述の方法に従って行った。
5’RACEにはHuman Liver 5’−STRECH PLUS cDNAを鋳型とし、プライマーとして上記で得られた5517塩基からなるヒトcDNA配列を基に1種類を合成した。
Figure 0004219808
また、クローニングベクターλgt11配列に特異的なプライマーとしてGT11−LDFを合成した。
Figure 0004219808
ヒト肝臓cDNAライブラリーHuman Liver 5’−STRECH PLUS cDNAを蒸留水で100倍に希釈した溶液0.5μlに、KlenTaq LA Polymerase Mix(クロンテック社製)を1.25ユニット、上記各プライマーを50pmol、10×PCR Buffer(200mM Tris−HCl、pH8.3;20mM MgSO、100mM (NHSO、100mM KCl、1% TritoX−100、1mg/ml BSAを含む)を5μlおよびdNTPsを最終濃度が200μMになるように添加し、全量が50μlになるよう蒸留水を添加しPCR用の試料を調製した。試料は94℃で4分間を1回、94℃で30秒間、68℃で3分間の反応サイクルを25回、68℃で3分間を1回でDNAサーマルサイクラーOmni Geneを用いてPCRを行った。PCR反応液を、1.2%アガロースゲルで電気泳動し、約550bpのDNA断片を回収し、精製した。精製したDNA断片をpCR2ベクターに挿入し、DNAシークエンサー373Sを用い、ダイターミネーター法で塩基配列を決定した。その結果、配列番号16で表される433塩基からなる塩基配列(hSF21G)を得た。
得られた各種hSF21塩基配列の位置を第1図に示す。それを基にヒトhSF21の全長cDNAの塩基配列を決定した結果、ヒトhSF21はそれぞれ配列番号1で表される全長5883塩基からなる塩基配列および配列番号2で表される1717アミノ酸残基からなるタンパク質であることが明らかになった。単離したヒトの塩基配列はマウスの塩基配列と82%の相同性を示すことから、得られたヒト遺伝子はマウス遺伝子に相当するものであると考えられた。
ヒト全長hSF21cDNAの推定アミノ酸配列について公開データベースGenBankをBLAST検索したところ、ショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)機能未知遺伝子CG8683(1669残基)と43%、センチュウ(Caenorhabditis elegans)機能未知遺伝子F11A10.4(1646残基)と29%、分裂酵母(Schzosaccharomyces pombe)機能未知遺伝子C23D3.13C(1616残基)と17%のホモロジーをそれぞれ示した。また、ヒトhSF21のアミノ酸残基第213目〜第397目および第639目〜第931目の領域がそれぞれSec7/BIG1ファミリーに属するヒトbrefeldin A阻害グアニンヌクレオチド交換因子1タンパク質(BIG1)のアミノ酸残基第421目〜第591目および第989目〜第1306目と23%のホモロジーを示した。また、ヒトhSF21のアミノ酸残基第178目〜第392目および第746目〜第919目の領域がそれぞれ酵母(Sccharomyces cerevisiae)のSec7pのアミノ酸残基第470目〜第671目および第1270目〜第1443目と22%および19%のホモロジーを示した。しかし、ヒトhSF21はBIG1およびSec7pの基質であるARFに対する触媒ドメインであるSec7ドメインに相当する領域のホモロジーは低く、ARFに対するGEF活性に必要とされているSec7ドメインに保存されたアミノ酸配列が認められないことから、Sec7/BIG1ファミリーと異なる新規タンパク質をコードする遺伝子と考えられた。よって、ヒトhSF21タンパク質をコードする遺伝子は上記のような特徴を持つことから、Sec7 Like−1(SecL−1)遺伝子と命名した。
実施例3
ヒトの各種組織におけるSecL−1の発現
ヒトの各種組織(脳、心臓、骨格筋、大腸、胸腺、脾臓、腎臓、肝臓、小腸、胎盤、肺、白血球)におけるSecL−1遺伝子発現の有無を調べた。
各種ヒト組織由来のmRNAとしてHuman Multiple Tissue Northern(MTNTM) Blot(クロンテック社製)を、また、プローブとしてヒトSecL−1cDNAを制限酵素SphIおよびSpeIで消化することで得られる、配列番号1記載の第4503番目〜第5207番目で示される705bpの塩基配列を前述と同様の方法で放射性同位体[α−32P]dCTP(アマシャムファルマシアバイオテク社製)標識したものを用いてノーザンブロット解析を行った。
ExpressHybTM Hybridization Solution(クロンテック社製)10mlに上記で作製したプローブ5μl添加し、ハイブリダイゼーション溶液を調製した。その様にして調製したハイブリダイゼーション溶液中でMTN Blotを、68℃で16時間インキュベーションし、ハイブリダイゼーションを行った。そのメンブランを2×SSC(0.1% SDSを含む)溶液で、室温にて15分間を4回、0.1×SSC(0.1% SDSを含む)溶液で、50℃にて20分間を2回行って洗浄した後、−70℃で5日間オートラジオグラフィーを行った。その結果、全ての組織でSecL−1の発現が見とめられ、特に脳、心臓、腎臓、肝臓、胎盤では強いシグナルが認められた。mRNAのバンドのサイズが、単離されたcDNAより長いことから、SecL−1のmRNAは長い非翻訳部分を持つと考えられた。
実施例4
ヒトSecL−1発現ベクターの構築
ヒトSecL−1遺伝子の機能解析を行うために、哺乳動物細胞での発現ベクターを構築した。ヒトSecL−1全長DNA配列を基に6種類のプライマーを合成した。なお、プライマーの5’末端側にHSF53、HSF62およびHSF66はXhoIが認識する配列を、HSF63はBstXIが認識する配列を、HSF67はApaIが認識する配列を、HSF69はKpnIが認識する配列を付加した。
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HEK293細胞より調製したmRNAを鋳型にし、6種類のプライマーをHSF53およびHSF63、HSF62およびHSF67、HSF66およびHSF69で組合わせ、ヒトSecL−1が3分割されるようPCR法を行った。
まず、HEK293細胞からの全RNA調製にはRNeasy Mini Kit(キアゲン社製)を用い、添付のマニュアルにしたがって全RNAを調製した。調製した全RNAからcDNAへの逆転写反応にはSuperScriptII RnaseH−Reverse Transcriptase(インビトロジェン社製)を用い、添付のマニュアルにしたがってcDNAを調製した。調製したcDNA0.5μlにPfu Turbo DNA Polymerase(ストラタジーン社製)1.25ユニットにプライマーを上記の組合わせで各50pmol、10×PCR Buffer(200mM Tris−HCl、pH8.75;20mM MgSO、100mM (NHSO、100mM KCl、1% TritonX−100、1mg/ml BSAを含む)を5μlおよびdNTPsを最終濃度200μMに成るよう添加し、全量が50μlに成るよう蒸留水を添加し試料を調製した。試料は99℃で2分間を1回、94℃で30秒間、65℃で30秒間、75℃で3分間のサイクルを35回、72℃で7分間を1回で、DNAサーマルサイクラーOmni Geneを用いてPCRを行った。
PCR反応液を1.2%アガロースゲルで電気泳動し、目的のDNA断片を回収し、GFX PCR DNA and Gel Band Purification Kit(アマシャムファルマシアバイオテク社製)を用いて精製した。これらの各種DNA断片をプラスミドベクターpCR−Blunt(インビトロジェン社製)に挿入し、プラスミドpCR−Blunt/HSF66−69、pCR−Blunt/HSF62−67およびpCR−Blunt/HSF53−63を構築し、各DNA断片の塩基配列の決定をおこなった。
次に、上記で得られたプラスミド3種類を制限酵素で消化し、各DNA断片を哺乳類細胞発現用ベクターに組込み、全長ヒトSecL−1cDNAを再構築し、発現ベクターを構築した。
プラスミドpCR−Blunt/HSF66−69を制限酵素XhoIおよびKpnIで消化後、1.2%アガロースゲルによる電気泳動で分画し、目的の断片を回収した。回収したDNA断片はGFX PCR DNA and Gel Band Purification Kit(アマシャムファルマシアバイオテク社製)で添付のマニュアルに従って操作して精製した。pBK−CMVベクター(ストラタジーン社製)も同様の制限酵素で消化し、HSF66−HSF69断片を組込み、プラスミドpKB−CMV/HSF66−69を得た。同様にして、pCR−Blunt/HSF62−67を制限酵素XhoIおよびApaIで消化後、1.2%アガロースゲルによる電気泳動で分画し、目的の断片を回収・精製した。pKB−CMV/HSF66−69を同様の制限酵素で消化し、HSF62−67断片を組込み、プラスミドpKB−CMV/HSF66−69・HSF62−67を得た。次いで、pCR−Blunt/HSF53−63を制限酵素XhoIおよびBstXIで消化後、1.2%アガロースゲルによる電気泳動で分画し、目的の断片を回収・精製した。pKB−CMV/HSF66−69・HSF62−67を同様の制限酵素で消化し、HSF53−63断片を組込み、発現プラスミドpKB−CMV/HSF66−69・HSF62−67・HSF53−63(pKB−CMV/hSecL−1)を得た。
ヒト胎児腎臓由来細胞株293細胞(ATCC:CRL−1573)をバイオコート ポリDリシン(Poly−D−Lysine:synthetic)6ウェルマイクロテストプレート(ベクトンディッキンソン社製)に5×10個/ウェルで分注し、D−MEM(high glucose)培地(インビトロジェン社製)(10% FBS(インビトロジェン社製)を含む)を適量添加し、5% CO中、37℃で一晩培養を行った。2μgのhSecL−1発現ベクターpBK−CMV/hSecL−1をOpti−MEM Reduced−Serum Medium(1×)溶液(インビトロジェン社製)で最終容量100μlに成るよう調製し、SuperFect Transfection Reagent(キアゲン社製)を10μl添加し良く混和した後、室温で5〜10分間インキュベーションしSuperFect−DNA複合体を形成した。同様の操作で発現ベクターpBK−CMVを細胞に導入したものを対照として用いた。これらの各ベクターにD−MEM(10% FBSを含む)を600μl添加し、ピペッティングで良く混和した後、上記で培養した293細胞培養液から培養液を吸引除去し、PBS溶液で1回洗浄した細胞に添加した。この細胞培養液は5% CO中、37℃で3時間培養した後、培養液を吸引除去し、PBS溶液で1回洗浄した。このようにして形質転換した細胞にD−MEM培地(10% FBSを含む)を2ml添加し、5% CO中、37℃で48時間培養することでhSecL−1発現組換え細胞を得た。
実施例5
hSecL−1抗体の作製
抗原として配列番号5で表されるヒトSecL−1のアミノ末端146残基からなるポリペプチドを用いた。抗原ペプチドはGST Gene Fusion System(アマシャムファルマシアバイオテク社製)を用い、添付のマニュアルにしたがって操作し、GST融合タンパク質を作製し、次いでGST除去組換えタンパク質を作製した。
まず、上記で得られた発現プラスミドpBK−CMV/hSecL−1を鋳型とし、配列番号6記載の塩基配列を基に2種類のPCR用プライマーを合成した。HSFS1は配列番号6記載の第1番目から第26番目の塩基配列に5’末端側にEcoRIが認識する配列を、HSFS2は第413番目から第438番目の塩基配列に3’末端側にストップコドンおよびXhoIが認識する配列を付加した。
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0.5μlのpBK−CMV/hSecL−1にPfuTurbo DNA Polymerase(ストラタジーン社製)1.25ユニット、プライマーHSFS1およびHSFS2を各50pmol、10×PCR Buffer(200mM Tris−HCl、pH8.3;20mM MgSO、100mM (NHSO、100mM KCl、1% TritonX−100、1mg/ml BSAを含む)を5μlおよびdNTPsを最終濃度200μMに成るよう添加し、全量が50μlに成るよう蒸留水を添加しPCR用試料を調製した。試料は99℃で2分間を1回、94℃で30秒間、60℃で30秒間、72℃で90秒間のサイクルを35回、72℃で7分間を1回でサーマルサイクラーOmni Geneを用いてPCRを行った。PCR反応溶液を1.2%アガロースによる電気泳動にて分画後、452bpのDNA断片を回収した。回収したDNA断片はGFX PCR DNA and Gel Band Purification Kitを用いて精製後、制限酵素EcoRIとXhoIで消化した。
キット付属のGST融合タンパク質発現ベクターpGEX−6P−1を制限酵素EcoRIおよびXhoIで消化し、上記で得られたDNA断片を挿入し、融合タンパク質発現プラスミドpGEX−HSFSを得た。得られた発現プラスミドpGEX−HSFSを大腸菌BL21(DE3)株に導入し、形質転換体を得た。この形質転換体を100mlの2×YT培地に添加し、37℃で18時間の前培養を行った。前培養液25mlを2.5Lの2×YT培地に加え、OD値が0.8になるまで培養を行い、その後、培養液にイソプロピル−1−チオ−β−D−ガラクトピラノシド(シグマアルドリッチ社製)を最終濃度が0.15mMに成るよう添加し、30分間培養することでタンパク質の発現誘導を行った。培養液を8,000回転で遠心分離して採集した菌体にSTE溶液(10mM Tris−HCl、pH8.0;150mM NaCl、1mM EDTA・2Naを含む)を100ml添加して懸濁し、Lysozyme(シグマアルドリッチ社製)の10mg/ml溶液を1ml加え、氷中に30分間放置した。これに10%サルコシル(シグマアルドリッチ社製)を含むSTE溶液15mlを添加した後、菌体を超音波処理したものを9,000回転で遠心分離することで融合タンパク質を含む上清を得た。この上清から融合タンパク質をアフィニティー精製するためにGlutathion Sepharose 4Bゲル(アマシャムファルマシアバイオテク社製)を10ml加えて30分間ゆっくりと混和し、融合タンパク質を担体に吸着させた。この担体をカラムに充填し、STE溶液20mlで3回洗浄した後、溶出バッファー(75mM HEPES、pH7.4;150mM NaCl、10mM 還元型glutathione、5mM dithiothreitol、2% N−octyl glucosideを含む)でGST−hSecL−1融合タンパク質を溶出した。溶出した融合タンパク質はPBS溶液中で一晩透析し、PBS置換を行った後、試料にPreScission Protease溶液(アマシャムファルマシアバイオテク社製)を250μl加え4℃で1時間処理した。この試料をGlutathione Sepharose 4Bカラム(アマシャムファルマシアバイオテク社製)に添加し、GSTを担体に吸着させることでGSTを除去した。このようにして得られたhSecL−1部分ペプチドはPBS溶液中で一晩透析し、PBS置換を行った。培養液15Lから約4mgのhSecL−1部分ペプチドが得られた。
hSecL−1部分ペプチド100μgをフロインドの完全アジュバント(インビトロジェン社製)1mlと十分混和し、ニュージーランドホワイトウサギに注射した。この操作を数週間に数回行ったウサギより血液を採取し、hSecL−1部分ペプチドに対する抗体を含む血清を得た。得られた抗血清と西洋ワサビペルオキシダーゼ標識抗ウサギIgG抗体(アマシャムファルマシアバイオテク社製)を用いてTowbinら(Proceeding of the National Academy of Sciences、USA,76,4350−4354(1979).)の方法と同様にしてウェスタンブロット分析を行った。
まず、上記で得られたhSecL−1発現組換え細胞を培養液から回収し、Exraction Buffer(20mM Tris−HCl、pH7.5;0.25M sucrose、1mM EDTA・2Na、3mM MgCl、10mM 2−mercaptoethanol、protease inhibitor mixture(カルビオケム社製)を含む)を0.1ml添加し、細胞抽出液を調製した。その様にして調製した細胞抽出液をSDS−ポリアクリルアミドゲル(3−8%)で電気泳動により分画後、ゲルからPVDFメンブラン(ミリポア社製)に蛋白質を電気泳動法で転写し、そのメンブランをPBS(5% スキムミルク、0.05% Tween20を含む)でブロッキングした。次に、上記で得られた抗血清をPBS(5% スキムミルク、0.05% Tween20を含む)で4000倍希釈した抗体溶液中にブロッキング後のメンブランを浸し、室温で1時間インキュベートした。その後、PBS(0.05% Tween20を含む)で15分間、2回洗浄し、西洋ワサビペルオキシダーゼ標識抗ウサギIgG抗体(アマシャムファルマシアバイオテク社製)をPBSで4000倍希釈した標識抗体溶液に洗浄後のメンブランを浸し、室温で1時間インキュベートした。その後、PBS(0.05% Tween20を含む)で15分間、2回洗浄し、洗浄後のメンブランはECL(Enhanced chemiluminescense)法で発光させたシグナルをエックス線フィルムに感光させ、抗体と結合する蛋白質を検出した。その結果、hSecL−1発現ベクターを導入した細胞から調製した試料はヒトSecL−1から予測される190kDaのバンドが検出され、得られた抗血清が組換えヒトSecL−1タンパク質と特異的に反応を示したことが判明した。
実施例6
ヒトSecL−1の細胞増殖およびアポトーシスに及ぼす影響
上記同様にヒト胎児腎臓由来細胞株293細胞(ATCC:CRL−1573)をpBK−CMV/hSecL−1で形質転換したヒトSecL−1発現組換え細胞および対照としてpBK−CMVを導入した細胞に各ウェル2mlのD−MEM(10% FBSを含む)培地を添加し、5% CO中、37℃で培養を行った。培養後1日目および5日目の細胞数をCellTiter 96 A Queous One Solution Cell Proliferation Assay(プロメガ社製)で添付のマニュアルにしたがって実施した。この結果、ヒトSecL−1高発現細胞株は対照細胞株に比べて細胞増殖の低下が認められた(第2図)。
この細胞増殖抑制へのアポトーシスの関与を検討した。Caspase−3がアポトーシス誘導時に特異的に活性化されることが知られている(Cell,88,355−365(1997).)。そこで、pBK−CMV/hSecL−1導入細胞およびpBK−CMV導入細胞のCaspase−3活性を測定した。Caspase−3の活性測定はCaspACETM Assay System Colorimetric(プロメガ社製)を用い、添付のマニュアルにしたがって実施した。その結果、ヒトSecL−1高発現細胞では対照細胞に比べ約3倍のCaspase−3活性上昇が認められた(第3図)。
次に、ヒトSecL−1高発現細胞でアポトーシスを誘導した際に内在性のSecL−1遺伝子の発現上昇が認められるが検討した。過酸化水素水はアポトーシス誘導を刺激することが知られている(FEBS Letter,488,123−132(2001).)。そこで、過酸化水素水を細胞培養液中に添加し、hSecL−1遺伝子発現量としてそのmRNAをRT−PCR法で経時的に定量することにより検討した。PCR用のプライマーとしてHSF28およびHSF29の2種類を合成した。
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まず、ヒトSecL−1発現細胞培養液に0.1μM、0.3μM、0.6μMおよび0.9μMの4段階の濃度で調製した過酸化水素水を添加し、5% CO中、37℃で24時間培養した後、生細胞数およびヒトSecL−1のmRNA量を測定した。対照として過酸化水素水を添加していない細胞を同様の条件で培養した。各細胞からの全RNA調製にはRNeasy Mini Kit(キアゲン社製)を用い、添付のマニュアルにしたがって調製した。調製した全RNAからcDNAへの逆転写反応にはSuperScriptII RnaseH− Reverse Transcriptase(インビトロジェン社製)を用い、添付のマニュアルにしたがってcDNAを調製した。調製したcDNA0.5μlにPfuTurbo DNA Polymerase(ストラタジーン社製)1.25ユニット、10μMの各プライマーを2μl、10×PCR Bufferを5μl、2.5mMのdNTPsを4μl、蒸留水50μlを混合し、99℃で2分間を1回、94℃で30秒間、60℃で30秒間、72℃で30秒間のサイクルを35回、72℃で5分間を1回で、DNAサーマルサイクラーOmni Geneを用いてPCRを行った。PCR反応液を1.2%アガロースゲルで電気泳動し、約480bpのバンドとして確認した。その結果、対照区と比較して、過酸化水素添加した細胞は濃度に反比例して生細胞数の減少が認められた(第4図)。また、ヒトSecL−1のmRNA量は過酸化水素を処理することで著しい増加が認められた。
以上の結果から、ヒトSecL−1はアポトーシス誘導を伴う細胞増殖抑制に関与していると考えられた。
産業上の利用可能性
本発明のタンパク質、その部分ペプチドまたはそれらの塩、およびそれらをコードする塩基配列は新規生理機能の探索、抗体の作製、組換え体発現系の構築、同発現系を用いた生理活性調節物質アッセイ系および医薬品候補化合物のスクリーニング系の開発、診断に有用な試薬作成のための試薬、予防および治療薬などの医薬品の開発等に用いることができる。
【配列表】
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【図面の簡単な説明】
図1 ヒトおよびマウスからクローニングされた各種SecL−1cDNA断片の配置を示している。
図2 ヒト胎児腎臓由来細胞株293細胞にヒトSecL−1cDNAを挿入した発現ベクターpBK−CMV/hSecL−1を導入し形質転換したヒトSecL−1発現細胞株(□)およびベクターpBK−CMVを導入した対照細胞株(●)における細胞増殖率の培養時間(日)における経時的変化を示している。
図3 ヒト胎児腎臓由来細胞株293細胞にヒトSecL−1cDNAを挿入した発現ベクターpBK−CMV/hSecL−1を導入し形質転換したヒトSecL−1発現細胞株(■)およびベクターpBK−CMVを導入した対照細胞株(□)における各細胞株のCaspase−3活性を示している。
図4 ヒト胎児腎臓由来細胞株293細胞にヒトSecL−1cDNAを挿入した発現ベクターpBK−CMV/hSecL−1を導入し形質転換したヒトSecL−1発現細胞株における細胞増殖への各種濃度での過酸化水素の影響を示している。Technical field
The present invention includes a polypeptide having a human guanine nucleotide exchange factor-like sequence described in SEQ ID NO: 1; a polynucleotide encoding a polypeptide of the present invention; an expression vector comprising the polynucleotide of the present invention; A transformant having the expression vector of the invention; a production method using the transformant of the invention; an antibody specifically recognizing the polypeptide of the invention; a therapeutic agent for a disease containing the polypeptide of the invention; The present invention relates to a compound screening method using a polypeptide; a compound obtained by the screening method of the present invention, and the like.
Background art
A guanine nucleotide exchange factor is a generic term for proteins that promote the activation reaction of a GTP binding protein by exchanging GDP (Guanosine 5'-diphosphate) bound to the GTP binding protein with GTP (Guanosine 5'-triphosphate). . GTP-binding protein, which is a substrate of guanine nucleotide exchange factor, is a generic term for proteins that specifically bind to GTP and GDP and hydrolyze the bound GTP to GDP. (1) Translation factor of mRNA into protein , (2) G protein, (3) low molecular weight GTP binding protein, and (4) microtubule constituent tubulin. For example, G proteins are coupled to G protein-coupled receptors, and many of these receptors perform intracellular signal transduction through activation of GTP-binding proteins. G protein-coupled receptors exist in various cells and organs in the body and play a physiologically important role as receptors for hormones and physiologically active substances that regulate their functions. Signal is transmitted into the cell via this signal, and the function of the cell is regulated by receiving this signal. G protein-coupled receptors are present on the cell membrane and are involved when hormones, neurotransmitters, etc. bind to transmit information into the cell. Low molecular weight GTP protein is an oncogene product such as Ras and Rho proteins, and is involved in cell proliferation / differentiation and intracellular transport / secretion of proteins. It functions as a molecular switch in the various signal transduction pathways involved, and plays an important role as a signal transduction factor for cell function control such as cytoskeleton formation, vesicle transport, and cell proliferation. Since guanine nucleotide exchange factor is involved in the regulation of GTP-binding protein activity, it plays an important role in regulating the functions of various living cells and organs. It plays a very important role in the regulation of signal transduction into cells, cell growth / differentiation, intracellular vesicle transport, and cell function regulation by protein transport to the nucleus. Can be the target of
As guanine nucleotide exchange factors using low molecular weight GTP proteins Ras and Rho as substrates, Sos (Son of Sevenless) and Trio have been reported, respectively. In addition, Sec7 was identified from a mutant strain exhibiting abnormalities in yeast vesicle transport, and was subsequently shown to be a guanine nucleotide exchange factor using ARF (ADP-ribosylation factor) belonging to a low molecular weight GTP protein as a substrate. Various guanine nucleotide exchange factors having homology to Sec7 have been identified in mammals including humans, such as BIG1, BIG2, ARNO, cytohesin 1 and GRP1, and these are also reported to be involved in vesicular transport. ing. Recently, mammalian Sec7-like guanine nucleotide exchange factors have been classified into subgroups according to their BFA (Brefeldin A) sensitivity, molecular size, and domain organization (Trends Cell Biology, 10 (2), 60-67 (2000). .). However, many guanine nucleotide exchange factors have not been reported yet.
Recently, various genome analyzes have progressed rapidly, and the complete base sequence decoding of humans, nematodes (Caenorhabditis elegans), Drosophila (Drosophila melanogaster), etc. has been completed, and many proteins with unknown functions have been reported in the database. . Among them, there are clearly different Sec7 family proteins that show homology to the Sec7 family but are known so far. For example, F11A10.4 (accession number: CAA92830) is registered as gene sequence information in GeneBank, and CG8863 (accession number: AE003620) is registered as sequence information of Drosophila in NCBI. There are no reports on the function of proteins.
It has been identified from various organisms as a guanine nucleotide exchange factor and has been reported to be involved in signal transduction into cells. In addition, since oncogene products and the like are a family of these exchange factors, they not only play an important role in vivo, but can also serve as target molecules for disease treatment. However, not all substances that regulate such physiological activities have been found, and a new family may exist. Finding such new substances and cloning genes can be a useful tool in drug development. New physiological activity modulators can be used in the development of therapeutic / preventive drugs and diagnostic drugs for the diseases involved. In addition, if a new family is found, new target diseases and functions will be elucidated, and it may be applied to search for the development of unprecedented therapeutic / preventive drugs and diagnostic drugs.
Disclosure of the invention
The present invention relates to a novel polypeptide having a guanine nucleotide exchange factor-like sequence, a partial peptide of the polypeptide, a polynucleotide encoding the polypeptide or a partial peptide, a recombinant vector containing the polynucleotide, and the recombinant vector. Transformant to be retained, method for producing the polypeptide or partial peptide, method for screening a compound that specifically regulates the activity of the polypeptide, compound obtained by the screening, medicament containing the compound, and the polypeptide Alternatively, an antibody against the partial peptide is provided.
As a result of intensive research, the present inventors have found that yeast guanine nucleotides are based on a cDNA library prepared by subtraction cloning of a gene that is highly expressed in the liver cells of FLS mice, which are naturally occurring liver models of fatty liver. A novel gene encoding a novel mouse polypeptide having a Sec7-like sequence as an exchange factor was found. Moreover, based on the polynucleotide sequence, a novel gene encoding a novel human polypeptide corresponding to a novel mouse gene was found from a human liver cDNA library. As a result of further research, it was confirmed that the polypeptide of the present invention is involved in cell growth suppression and apoptosis induction. As a result of further studies based on these findings, the present inventors have completed the present invention.
That is, the present invention
(1) a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or a salt thereof;
(2) a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 or a salt thereof;
(3) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4, it comprises an amino acid sequence having at least one mutation selected from deletion, substitution or addition of one or several amino acids, and inhibits cell growth or induces apoptosis A polypeptide having activity or a salt thereof;
(4) The partial peptide of the polypeptide according to any one of (1) to (3) above or a salt thereof;
(5) The partial peptide or salt thereof according to (4), comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5;
(6) a polynucleotide having a base sequence encoding the polypeptide or partial peptide of any one of (1) to (5);
(7) The polynucleotide according to (6) above, which has the 117th to 5267th positions of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1;
(8) The polynucleotide according to (6) above, which has the 66th to 5189th nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3;
(9) The polynucleotide according to (6), which has the base sequence represented by SEQ ID NO: 6;
(10) hybridizing under stringent conditions with a polynucleotide comprising the 117th to 5267th base sequence of SEQ ID NO: 1 or the 66th to 5189th base sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3; And a polynucleotide encoding a polypeptide having cytostatic activity or apoptosis-inducing activity;
(11) An expression vector having the polynucleotide according to any one of (6) to (10);
(12) A transformant obtained by introducing the expression vector according to (11) above into a host;
(13) The transformant according to the above (12), wherein the host is an animal cell strain and an E. coli strain;
(14) The method according to any one of (1) to (5), comprising the step of culturing the transformant according to (12) or (13) and the step of recovering the produced recombinant polypeptide from the culture medium. A method for producing the polypeptide or partial peptide according to any one of the above;
(15) an antibody that specifically recognizes the polypeptide or partial peptide of any one of (1) to (5);
(16) A cell growth inhibitor containing the polypeptide or partial peptide of any one of (1) to (5) above;
(17) An apoptosis-inducing agent containing the polypeptide or partial peptide according to any one of (1) to (5) above;
(18) A therapeutic agent for liver disease comprising the polypeptide or partial peptide according to any one of (1) to (5) above;
(19) A compound that specifically modulates the activity of the polypeptide according to any one of (1) to (5) above using the polypeptide or partial peptide according to any one of (1) to (5) above Screening method;
(20) a compound obtained by the screening method according to (19),
About.
The polypeptide of the present invention includes a polypeptide containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a salt thereof, and a polypeptide containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or a salt thereof. The salt includes a physiologically acceptable salt with an acid or a base, and is preferably a physiologically acceptable acid addition salt. Examples of such salts include inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, and sulfuric acid, and salts with organic acids such as acetic acid, formic acid, citric acid, and succinic acid.
The polypeptide of the present invention includes a polypeptide having a mutation selected from one or several deletions, substitutions or additions in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 or a salt thereof. . Such a polypeptide has cytostatic activity or apoptosis-inducing activity. One or several mutations to be deleted, substituted or added are mutations of amino acids to the extent possible by site-directed mutagenesis and the like, and are 50 or less, preferably 30 or less, more preferably 10 or less. Means amino acids. Furthermore, the polypeptide of the present invention may be a polypeptide having cytostatic activity or apoptosis-inducing activity even by deletion, substitution or addition.
The partial peptide of the polypeptide of the present invention includes a polypeptide composed of a part of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 or a salt thereof. Such a polypeptide may not have a cytostatic activity or an apoptosis-inducing activity. Moreover, those partial polypeptides should just be a polypeptide which can be used in order to produce the antibody with respect to the polypeptide of this invention. In addition, even if the polypeptide itself is not antigenic, any peptide can be used as long as it can produce an antibody by binding to other proteins such as bovine serum albumin. Good. Such a peptide is a polypeptide comprising 6 or more amino acids, preferably 20 or more, more preferably 50 or more amino acids, for example, a polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5.
The polynucleotide of the present invention includes DNA encoding the polypeptide of the present invention. Examples of the polynucleotide of the present invention include polynucleotides containing the base sequences represented by SEQ ID NOs: 1, 3, and 6. In addition, the polynucleotide of the present invention can include a polynucleotide that hybridizes with the polynucleotide of the present invention under stringent conditions. Preferably, the nucleotide may encode a polypeptide having cytostatic activity or apoptosis inducing activity.
In the present specification, “a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions” refers to a Southern hybridization method, a colony hybridization method, or a plaque using a polynucleotide selected from the polynucleotide of the present invention or a part thereof as a probe. It is a polynucleotide that can be obtained by using various hybridization assay methods such as a hybridization method. Specifically, 6 × SSC (saline sodium citrate: 150 mM NaCl, 15 mM C) using the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 or a part thereof as a probe. 6 H 5 Na 3 O 7 ) This is a condition in which a hybridization reaction is carried out in a solution at 42 ° C. and then washed in a 0.1 × SSC solution at 68 ° C. Hybridization: Molecular Cloning: A Laboratory Manual Second Edition (Cold Spring Harbor Laboratory press, New York (1989).) And DNA Cloning1: Core Technique, Ara d. It can be performed according to the method described in the experiment document.
The “expression vector” of the present invention is, for example, a polynucleotide encoding the protein of the present invention, ATG as a translation initiation codon on the 5 ′ end side, and translation stop codons TAA, TGA or 3 ′ end side. It may have a TAG and can be constructed by ligating to the 5 ′ end of the promoter in the expression vector. Vectors include plasmids such as pBR322, pUC19, pSV. SPORT1, pBK-CMV, pGEX-6P-1, etc. can be used. Examples of promoters that control transcription include trp promoter, lac promoter, T7 promoter, SV40 promoter, and the like. In addition, an expression vector containing an enhancer, a splicing signal, a selection marker, a replication origin, a DNA sequence encoding an additional protein, or the like can also be used.
The “transformant” of the present invention is prepared by selecting an expression vector and a host such as a cell suitable for the expression vector, and transforming the host with the expression vector. Examples of the host to be transformed include prokaryotic organisms such as Escherichia coli, unicellular eukaryotic organisms such as yeast, animal cells such as hamsters, plant cells such as tobacco, and insect cells such as mushrooms. Etc. Preferably, Escherichia coli such as Escherichia coli BL21 (DE3) strain, animal cells such as human embryonic kidney-derived cells 293 cells, monkey cells COS-7, Chinese hamster cells CHO and the like are used.
The “method for producing a polypeptide, a partial peptide thereof or a salt thereof” of the present invention refers to a prokaryotic cell, yeast, animal cell, plant cell, insect cell using an expression vector incorporating a polynucleotide encoding the polypeptide of the present invention. The transformant obtained by transforming a host such as the above is cultured by a culture method suitable for the host, the polypeptide of the present invention is produced, and recovered from the medium or the transformant. Or the method of manufacturing a partial peptide.
The “antibody” of the present invention is an immunoglobulin capable of reacting with the polypeptide or partial peptide of the present invention, and includes fragments, derivatives, conjugates, modifications and the like thereof. An antibody that recognizes the polypeptide of the present invention is preferred, and an antibody that specifically recognizes the polypeptide of the present invention is more preferred. Such an antibody may be either a monoclonal antibody or a polyclonal antibody.
The “cell growth inhibitor” of the present invention is used for prevention or treatment by suppressing cell growth of a disease associated with cell growth because the polypeptide of the present invention has an action of suppressing cell growth. It can be done. The “apoptosis inducing agent” of the present invention is used for diseases that can be prevented or treated by inducing apoptosis because the polypeptide of the present invention has an effect of inducing apoptosis. Such a prophylactic or therapeutic agent preferably contains the polypeptide of the present invention and can be used for the prophylaxis or treatment of specific diseases such as cancer.
Furthermore, since the polypeptide of the present invention is highly expressed in the liver, the “liver disease therapeutic agent” of the present invention can be used for the prevention or treatment of diseases related to liver function. Such a prophylactic or therapeutic agent preferably contains the polypeptide of the present invention, and can be used for the prophylaxis or treatment of specific diseases such as liver cancer.
The “compound that specifically modulates the activity” of the present invention is a compound having an action of activating or inhibiting the function of the polypeptide of the present invention in vivo, for example, a low molecular compound, a polynucleotide, a polypeptide Etc. As such a compound, an antibody against the polypeptide of the present invention, a polynucleotide having a sequence complementary to the polynucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, 3, 6 can be used. Such compounds may also be novel compounds or known compounds.
The “screening method” of the present invention is a method for selecting a compound that specifically modulates the activity of the polynucleotide of the present invention, and examples thereof include a bioassay, a binding assay, and an immunoassay.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The preparation of the polynucleotide of the present invention, the preparation of the polypeptide of the present invention and its partial peptide, the expression vector, the transformant, the production method, the antibody, and the screening method for the specific activity regulator are described below.
In the present invention, gene recombination techniques, E. coli, recombinant protein production methods including separation and purification, and antibody production methods known in the art are employed unless otherwise specified.
A cDNA library is prepared from the liver tissue by a conventional method well known and commonly used in the art.
As a method for preparing a cDNA library, a method described in Molecular Cloning: A Laboratory Manual Second Edition (Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York (1989)), or a commercially available kit, for example, CLS Examples include a method using Clontech.
The DNA fragment of the present invention is inserted into a vector. Examples of the vector include pCR2, pCR-Blunt (manufactured by Invitrogen), pBK-CMV (manufactured by Stratagene), and the like. Using the vector thus obtained, Escherichia coli JM109 strain is transformed to prepare a cDNA library. A clone containing the target DNA is selected from the prepared cDNA library by the following method.
A clone containing the DNA fragment of the present invention is selected by purifying the plasmid of each clone from the cDNA library prepared above and analyzing the base sequence. As a base sequence analysis method, Sanger et al.'S dideoxy method (Proceeding of the National Academy of Sciences USA, 74, 5463 (1977).) Or a commercially available device such as DNA sequencer 373S (manufactured by Applied Biosystems), etc. The method to use etc. are mentioned.
Screening the cDNA library by plaque hybridization using the DNA fragment obtained above as a probe, and the whole mRNA by the Rapid Amplification of cDNA Ends (RACE) method in order to obtain the nucleotide of the translation region at the 5 ′ end Thus, the polynucleotide of the present invention can be obtained.
Using the DNA fragment obtained above as a probe, it is labeled with a radioisotope or the like, and a cDNA library is screened. A cDNA library prepared as described above or a commercially available cDNA library such as Mouse Liver 5′-STRETCH PLUS cDNA, Human River 5′-STRETCH PLUS cDNA (manufactured by Clontech), Human River 5′-STRETCH PLUS cDNA A DNA fragment containing the nucleotide of the present invention can be obtained by plaque hybridization using Clontech (manufactured by Clontech), Human Liver 5′-STRETCH PLUS cDNA (Clontech) or the like. Moreover, total mRNA is prepared by a conventional method well known and commonly used in the art. Examples of the method for preparing total mRNA include the method described in Molecular Cloning: A Laboratory Manual Second Edition (Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York (1989)), or a commercially available kit such as quat, QuT. And the like. The RACE method is described in Flohman, M .; A. (Proceeding of the National Academy of Sciences, USA, 85, 8998 (1998).) Or a commercially available kit, for example, a method using 5′RACE System, version 2.0 (manufactured by Invitrogen Corporation). . Commercially available total mRNA, for example, PolyA + RNA Mouse River (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech) can also be used.
The DNA fragment obtained by the above method is treated with a restriction enzyme, if necessary, and then described in Molecular Cloning: A Laboratory Manual Second Edition (Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York (1989).). The polynucleotide of the present invention can be obtained by incorporating and analyzing the base sequence by the above base sequence analysis method.
Examples of the polynucleotide obtained by the method of the present invention include a polynucleotide encoding the polypeptide represented by SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4, and specifically, those represented by SEQ ID NOs: 1 and 3 And a polynucleotide having a base sequence.
The polynucleotide obtained as described above is incorporated into an expression vector to construct an expression plasmid. The protein of the present invention or a salt thereof can be obtained by a genetic engineering technique in which the obtained expression vector is introduced into an appropriate host cell and cultured. Further, it may be separated and purified from human or mammalian cells or tissues by a conventional method well known in the art. Furthermore, it may be obtained according to a chemical peptide synthesis method. Whether the protein of the present invention thus obtained has cell growth inhibitory activity or apoptosis-inducing activity can be examined using the cell concentration or caspase activity as an index.
As the expression vector of the present invention, any vector can be used as long as it contains the DNA of the present invention and can be expressed in animal cells. The DNA encoding the polypeptide of the present invention is placed at the 5 ′ end side. ATG as a translation initiation codon may have a translation termination codon TAA, TAG or TGA on the 3 ′ end side, and can be constructed by ligating to the 5 ′ end side of the promoter in the expression vector. Such vectors include plasmids such as pBR322, pUC19, pSV. SPORT1, pBK-CMV, pGEX-6P-1, etc. can be used. Examples of promoters that control transcription include trp promoter, lac promoter, T7 promoter, SV40 promoter, and the like. In addition, an expression vector containing an enhancer, a splicing signal, a selection marker, a replication origin, a DNA sequence encoding an additional protein, or the like can also be used. For example, glutathione S transferase (GST) or thioredoxin is used as the additional protein, and the DNA sequence encoding the target protein is linked to the 3 ′ end of the DNA sequence encoding the additional protein to express the fusion protein. A vector can be produced. The fusion protein expression vector may contain a DNA sequence encoding an amino acid sequence that can be cleaved by a protease between the additional protein and the target protein. Examples of the protease include thrombin protease, factor Xa and BLase. Is used. Further, it may contain a cloning DNA sequence for efficiently inserting the DNA sequence encoding the target protein into the fusion protein expression vector. The cloning DNA sequence can be cleaved with a restriction enzyme, for example. A DNA sequence, preferably a DNA sequence that is cleaved with restriction enzymes BamHI, EcoRI, SamI, SalI, XhoI, NotI and the like.
A transformant can be prepared by selecting an expression vector of the present invention and a host suitable for the expression vector. Examples of the host to be transformed include prokaryotic organisms such as Escherichia coli, unicellular eukaryotic organisms such as yeast, insect cells such as sugar beet, and multicellular eukaryotic organisms such as animal cells such as hamsters. Preferably, Escherichia coli, for example, Escherichia coli BL21 (DE3) strain, and animal cells such as human embryonic kidney-derived cells 293 cells, monkey cells COS-7, Chinese hamster cells CHO, etc. Preferably, 293 cells can be used.
Methods for transforming host cells can be implemented based on many textbooks and literature such as, for example, the above-mentioned Molecular Cloning: A Laboratory Manual Second Edition (Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York (1989).). . When transforming E. coli, for example, Proceeding of the National Academy of the Sciences of the USA, 69, 2110 (1972). Etc. according to the method described in the above. When transforming animal cells, for example, electroporation method (Cytotechnology, 3, 133 (1990).), Calcium phosphate method (Japanese Patent Laid-Open No. 2-227075), lipofection method (Proceeding of the Science of Science USA, 84, 7413 (1987)., Virology, Vol. 52, 456 (1973).).
The transformant of the present invention is cultured by a conventional method well-known in the art. A medium suitable for the transformed host cell can be used, and a liquid medium is suitable as the medium used for the culture. Specifically, MEM medium (Science, 122, 501 (1952).), D-MEM medium (Virology, 8, 396 (1959).), RPMI 1640 medium (The Journal of the American Medical Association, 199, 519) 1967).), YT medium, BEM medium and the like are used. As a medium for culturing a transformant whose host is Escherichia coli, for example, a YT medium containing bactotryptone, yeast extract and sodium chloride is preferable. As a medium for culturing a transformant whose host is an animal cell, for example, a MEM medium, D-MEM medium, RPMI medium, or the like to which fetal bovine serum (FCS) is added in an appropriate amount is used. In order to enhance the transcription activity of the promoter of the expression vector as necessary, it may contain a substance that promotes the transcription activity, for example, using isopropyl-1-thio-β-D-galactopyranosin (IPTG) or the like. it can.
The medium contains nutrients necessary for the transformant to grow, such as glucose, amino acids, peptone, vitamins, hormones, serum, preferably fetal bovine serum, calcium chloride, magnesium chloride, etc. A medium having any composition can be used as long as it is such a medium, and a commercially available medium can also be used. Culturing is performed under conditions such as pH 6.0 to 8.0, 25 to 40 ° C., and 5% CO 2.
The recombinant protein produced from the transformant of the present invention is recovered from the culture medium by a conventional method well known in the art.
The culture solution obtained by culturing the transformant as described above is separated into cells or cells and a medium, for example, by a method such as centrifugation, and when the recombinant protein is present in the cells, the cells or cells are After collecting and suspending in an appropriate buffer such as STE solution, cells or cells can be crushed with lysozyme, ultrasonic waves, etc., and collected by centrifugation or filtration. The buffer used for separation / purification may contain an appropriate amount of a surfactant, for example, sodium lauryl sulfate (SDS), sodium N-lauroyl sarcosine (sarcosyl) and the like. The method for purifying and separating the target protein contained in the obtained crude product can be performed by combining various separation and purification methods known per se. As these known methods, for example, salting out, dialysis, ultrafiltration, gel filtration, various chromatographic methods such as ion exchange chromatography, various electrophoresis such as SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, etc. are used. It is done. When the target protein is expressed as a fusion protein, the target protein can be purified by separating the fusion protein using an antibody specific for the additional protein and cleaving the additional protein with a protease or the like.
Deletion, substitution, or addition of the amino acid sequence of the polypeptide of the present invention can be performed by, for example, site-directed mutagenesis described in Molecular Cloning: A Laboratory Manual Second Edition (Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York (1989)). And a method such as PCR is used to introduce a mutation into the DNA sequence of the present invention, and an appropriate vector and host are used. For example, Molecular Cloning: A Laboratory Manual Second Edition (Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York) (198) .)) By expressing genetically engineered DNA with mutations. It is possible.
Using the protein of the present invention, a partial peptide thereof or a polypeptide containing a partial peptide as an antigen, it can be prepared according to a method for producing an antibody or antiserum known per se. For example, an antibody can be produced by administering the protein of the present invention, a partial peptide thereof or a polypeptide containing a partial peptide as an antigen to a mammal. The antigen itself may be used, or an antigen bound to a carrier such as bovine serum albumin (BSA) may be used. In addition, in order to enhance the immune response due to the antigen, Freund's complete adjuvant (CFA) and incomplete adjuvant (IFA) may be administered, for example. As mammals used for immunization, mice, rats, rabbits, goats and the like can be used.
Polyclonal antibodies can be produced, for example, according to the method of Lane et al. (Antibodies; A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York (1989))), etc. After the first administration of an antigen to a mammal, It can be produced by obtaining immunized mammals by administering 3 to 10 times every 2 weeks, and collecting and purifying serum from those mammals, which can be purified by various chromatography, centrifugation, and salting out. It can be performed by combining dialysis and the like.
After obtaining a sufficient antibody titer as described above, the monoclonal antibody is obtained by collecting spleen or lymph nodes from those mammals and fusing the antibody-producing cells obtained from them with myeloma cells. A monoclonal antibody-producing hybridoma can be obtained. As myeloma cells, cell lines established from mice or rats are used. The cell fusion method can be performed by a known method, for example, according to the method of Kohler and Milstein (Nature, 256, 495-497 (1975)).
As the cell growth inhibitor, apoptosis inducer and liver disease therapeutic agent containing the polypeptide of the present invention, it is possible to administer the polypeptide of the present invention alone, but usually it is pharmacologically acceptable. It is desirable to provide a pharmaceutical preparation mixed with one or more carriers and manufactured in a manner well known in the art of pharmaceutics.
As the administration route, it is desirable to adopt the most effective method for the disease, and examples thereof include oral administration, parenteral administration such as intravenous, subcutaneous and intraperitoneal administration. The dosage form is preferably a form capable of efficiently and effectively transporting the active ingredient against a disease, and examples thereof include capsules, granules, tablets, powders, injections, transdermal agents, suppositories, and emulsions.
As a screening method for a compound that specifically changes the activity of the polypeptide of the present invention, the polypeptide of the present invention or a partial peptide thereof or a salt thereof, or a recombinant protein expression system is constructed, and an assay using the expression system is performed. This can be done by using a system. The screening method of the present invention can screen for substances that alter the activity of the protein of the present invention, such as proteins, peptides, nucleic acids, non-peptide compounds, and the like, and include agonists and antagonists. Measuring and comparing the activity of the polypeptide of the present invention when a substance (test compound) that changes the activity of the polypeptide of the present invention is brought into contact with the polypeptide of the present invention or a partial peptide or salt thereof. A screening method for the substance of the present invention is provided. Further, the activity of the polypeptide of the present invention and the cells of the transformant when a mammalian substance or transformant expressing the polypeptide of the present invention is cultured and the test substance is contacted with the expressed polypeptide of the present invention. It is possible to screen for a substance that changes the activity of the polypeptide of the present invention or a salt thereof, characterized by measuring and comparing the number, mRNA expression level, and the like.
The compound obtained by the screening method of the present invention or a salt thereof is a compound having an action of changing the activity of the polypeptide of the present invention or a salt thereof. For example, it binds to the polypeptide of the present invention or a salt thereof and inhibits the activity. Or a salt thereof, or a compound or a salt thereof having an activity of binding to a DNA sequence encoding the polypeptide of the present invention and suppressing the expression of the protein. Examples of the compound include proteins, peptides, non-peptides, nucleic acids and the like. For example, an antibody against the polypeptide of the present invention and a DNA sequence described in SEQ ID NO: 1 or / and SEQ ID NO: 3 or a partial sequence thereof A base sequence having a complementary sequence can be used. These compounds may be novel compounds or known compounds.
Example
The invention is illustrated in more detail in the following examples, which do not limit the scope of the invention.
Example 1
Isolation of mouse SF21 cDNA
(1) Isolation of a gene showing increased expression from the FLS mouse liver by the cDNA subtraction method
Total RNA was prepared from the livers of 15-week-old FLS mice and DS mice by the AGPC (Acid Guanidinium Phenol Chloroform Method) method (Analytical Biochemistry, 162, 156-159 (1987)), and mRNA Purification Kit Poly (A) + RNA was prepared using CLONTECH PCR-Select using poly (A) + RNA derived from FLS mouse as a tester and Poly (A) + RNA derived from DS mouse as a driver TM DNA subtraction was performed using a cDNA Subtraction Kit (Clontech) according to the attached manual. The obtained cDNA was purified by QIAEX-II Gel Extraction System (Qiagen), and the pCR2 vector (Invitrogen) was used for DNA Ligation Kit Ver. 2 (Takara Shuzo Co., Ltd.) was used and reacted at 16 ° C. for 4 hours for insertion. The constructed vector was introduced into Escherichia coli JM109 strain and transformed, and then ampicillin (50 μg / ml), 5-Bromo-4-Chloro-3-indolyl-β-D-galactoside (40 μg / ml) and Isopropyl- The solution was applied to an LB agar medium containing β-D-Thio-Galactopyranoside (100 μM) and cultured at 37 ° C. overnight. After culturing, colonies that appeared on the plate were inoculated into 2 ml of LB liquid medium containing 50 μg / ml ampicillin, cultured at 37 ° C. overnight, and then collected by centrifugation. Recombinant DNA was extracted from the collected cells using QIAprep Spin Plasmid Miniprep Kit (manufactured by Qiagen) and purified. The obtained cDNA library was determined by a dye terminator method using a DNA sequencer 373S (Applied Biosystems). As a result of analyzing the base sequence of the obtained cDNA library using the analysis software BLAST, the amino acid sequence 1026-1126 and 66% of the amino acid sequence encoded by Drosophila melanogaster function unknown gene CG8863 and the nematode (Caenorhabditis elegans) function unknown gene F11A10 A clone pSF21A having a base sequence consisting of 329 bases represented by SEQ ID NO: 7 (SF21A) having 43% homology with the remaining 1023 to 1118 region encoded by .4 was obtained.
(2) Isolation of mouse SF21 full-length cDNA
Since SF21A does not contain the entire translation region, isolation of full-length cDNA was attempted. First, a probe used for full-length cDNA isolation was prepared from plasmid pSF21A. 5 μg of plasmid pSF21A was digested with 20 units of restriction enzyme EcoRI (Takara Shuzo), fractionated by 0.8% agarose gel electrophoresis, DNA fragments were extracted, and QIAEX-II Gel Extraction System (Qiagen) Purification was performed using The obtained DNA was RTG DNA Labeling Beads (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech) according to the attached manual. 32 P] dCTP (Amersham Pharmacia Biotech) was used as a probe.
E. coli strain Y1090 in which mouse liver cDNA library Mouse Liver 5′-STRETCH PLUS cDNA (Clontech) was cultured overnight. Added to the culture and incubated for 15 minutes at 37 ° C. To this, LB-top agarose (1 liter: 10 g tryptone, 5 g yeast extract, 5 g NaCl, 10 mM MgSO) previously warmed to 50 ° C. 4 7.2 g agarose), seeded uniformly on an LB-aggar plate, and cultured at 37 ° C. for 5 hours. After the plaque-formed plate was cooled at 4 ° C. for 1 hour, the plaque was transferred to a nylon membrane Hybond-N + (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech). The membrane was alkali-denatured with a 0.5 M NaOH (containing 1.5 M NaCl) solution, DNA was immobilized, and then neutralized with 0.5 M Tris-HCl, pH 7.2 (containing 1.5 M NaCl). And washed with 2 × SSC. Hybridization was performed overnight at 55 ° C. using the probe prepared above for this membrane. The membrane was washed with 2 × SSC (containing 0.1% SDS) solution at room temperature twice for 10 minutes and with 0.1 × SSC (containing 0.1% SDS) solution at 55 ° C. for 15 minutes. Was washed twice, and the target plaque was detected by autoradiography.
Plaque groups containing plaques corresponding to positive signals detected for radioactivity were isolated from the plate and 1 ml SM buffer (Tris-HCl, pH 7.5; 10 mM MgSO 4 , 0.1 M NaCl, 0.01% gelatin, 50 mM) and eluted the phages at 4 ° C. for 16 hours, and then the phages were recovered in the supernatant by centrifugation at 13,000 rpm for 10 minutes. LB-MgSO so that the phage solution appears to be 10, 100, 1000 plaques 4 It applied to the plate and positive plaques were screened by the same method as described above. As a result, the positive plaque was successfully isolated as a completely isolated plaque, the single clone was grown, DNA was extracted from the phage particle and purified. All of these operations followed a method known per se. The purified DNA was digested with a restriction enzyme, EcoRI, and similarly digested with EcoRI, pBluescript II (Stratagene), and DNA Ligation Kit Ver. 2 (Takara Shuzo Co., Ltd.) was used for ligation reaction at 16 ° C. for 4 hours. Escherichia coli strain JM109 was transformed with these plasmids, and after culturing by a method known per se, the cells were collected and DNA was extracted and purified. The base sequence was determined in the same manner as described above. As a result, clone pSF21B having the base sequence (SF21B) consisting of 2402 bases represented by SEQ ID NO: 8 was isolated.
Next, by preparing a radioisotope labeled probe from clone pSF21B by the same method as described above and screening a mouse cDNA library, a clone containing the base sequence (SF21C) consisting of 2016 base represented by SEQ ID NO: 9 A clone pSF21D containing pSF21C and a base sequence (SF21D) consisting of 2414 bases represented by SEQ ID NO: 10 was obtained. As a result of analysis based on each base sequence of the obtained SF21A to D, cDNA consisting of 4661 bases (SEQ ID NO: 3: 798th to 5459th) was obtained.
Furthermore, in order to determine the base sequence around the 5 ′ end of the translation region, the 5 ′ end sequence was isolated by the RACE (Rapid Amplification of cDNA Ends) method. The 5 'end RACE (Rapid Amplification of cDNA Ends) method uses poly (A) + RNA prepared from the liver of Balb / c mice as a template, and 5' RACE System for Rapid Amplification of cDNA Ends, version 2.0, in vitro manufactured by Gen. ) And operated according to the attached manual.
Three kinds of primers were synthesized based on the cDNA sequence consisting of 4661 bases obtained above.
Figure 0004219808
As the anchor primer, the reagent attached to the 5 ′ RACE System, 5 ′ RACE Abbreviated Anchor Primer (AAP) and Abbreviated Universal Amplification Primer (AUAP) were used.
1 μg of distilled water and 1 μl of 2.5 μM SF28 primer (SEQ ID NO: 19) were added to 1 μg of total RNA obtained from a Balb / c mouse liver by a method known per se, and incubated at 70 ° C. for 10 minutes. A warmed solution A was prepared. In addition, 10 μl PCR Buffer (200 mM Tris-HCl, pH 8.4; containing 500 mM KCl) 2.5 μl, 25 mM MgCl 2 Was mixed with 2.5 μl, 1 μl of 10 mM dNTP mix and 2.5 μl of 0.1 M DTT, respectively, and solution B kept at 50 ° C. was adjusted. Solution A, Solution B, and Super Script TM II Reverse Transcriptase (200 units / μl) was mixed at 1 μl, incubated at 42 ° C. for 50 minutes and 70 ° C. for 15 minutes, and then allowed to stand on ice for 5 minutes. 1 μl of RNase mix (RNase H + RNAse T1) was added and incubated at 37 ° C. for 30 minutes.
The cDNA obtained above was purified with the DNA Purification System (Invitrogen) attached to the kit. 225 μl of binding solution (6M NaI) was added to the reaction solution, subjected to GlassMAX DNA isolation spin cartridges and eluted with 50 μl of distilled water to obtain purified cDNA. 10 μl of purified cDNA with 4 μl of distilled water, 5 × tailing buffer (50 mM Tris-HCl, pH 8.4; 125 mM KCl, 7.5 mM MgCl 2 5 μl and 1 mM dCTP (5 μl) were added, treated at 94 ° C. for 2 minutes, and left on ice for 1 minute. 1 μl of terminal deoxynucleotidyl transferase (rTdT) was added and incubated at 37 ° C. for 10 minutes and at 65 ° C. for 10 minutes, and then left on ice for 5 minutes to obtain 5 ′ RACE cDNA.
The PCR (Polymerase Chain Reaction) method is TaKaRa LA Taq. TM (Takara Shuzo Co., Ltd.) was used. To 2.5 μl of the 5 ′ RACE cDNA obtained above, 2.5 μl of 10 × PCR Buffer, 4 μl of 2.5 mM dNTP mix, 1 μl of 10 μM AAP primer, 1 μl of 10 μM primer SF29 (SEQ ID NO: 20), TaKaRa LA Taq TM (5 U / μl) mixed with 0.25 μl and distilled water (13.75 μl) once at 94 ° C for 2 minutes, 94 ° C for 1 minute, 55 ° C for 1 minute, 72 ° C for 2 minutes The first PCR was performed 30 times at 72 ° C. for 2 minutes once. 2.5 μl of 50 × diluted first PCR reaction solution, 2.5 μl of 10 × PCR Buffer, 4 μl of 2.5 mM dNTP mix, 1 μl of 10 μM AUAP primer, 1 μl of 10 μM SF30 primer, TaKaRa LA Taq TM (5 U / μl) mixed with 0.25 μl and distilled water (13.75 μl) in a cycle of 94 ° C. for 2 minutes, 94 ° C. for 1 minute, 55 ° C. for 1 minute, 72 ° C. for 2 minutes. The second PCR was performed 20 times at 72 ° C. for 2 minutes once. The second PCR reaction solution was electrophoresed on a 1.2% agarose gel, and a DNA fragment of about 900 bp was collected and purified by QIAEX-II Gel Extraction System. The purified DNA was inserted into plasmid vector pCR2 (manufactured by Invitrogen), and the base sequence was determined by the method described above. As a result, a base sequence (SF21E) consisting of 891 bases represented by SEQ ID NO: 11 was obtained.
FIG. 1 shows the layout of the various SF21 base sequences obtained. As a result of determining the base sequence of the full-length cDNA of mouse SF21 based on this, it is clear that mouse SF21 is a protein consisting of 5124 bases in total length represented by SEQ ID NO: 3 and 1708 amino acid residues represented in SEQ ID NO: 4 Became.
Example 2
Isolation of human hSF21 cDNA
An attempt was made to clone a human gene showing homology with mouse SF21. Amino acid residues encoded by mouse SF21 Pro-Ala-Val-Arg-Lys-Ser-Ala-Gly-Gln-Thr (SEQ ID NO: 1035 to 1044) and Asp-Thr-Ala-Glu-Lys Two types of degenerate oligonucleotides were synthesized as primers for PCR based on -Gln-Trp-Ala-Glu-Thr (SEQ ID NO: 4: Nos. 1102 to 1111).
Figure 0004219808
PCR was carried out using two types of primers SF-D3 and SF-D4 using human liver cDNA library Human River 5′-STRECH PLUS cDNA (Clontech) as a template.
First, the human liver cDNA library (2 × 10 7 PFU / μl) TaKaRa Ex Taq to 0.5 μl TM (Manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) 1.25 units of SF-D3 and SF-D4 primers each 50 pmol, 10 × Ex Taq Buffer (Mg 2+ plus) 5 μl and dNTP Mixture (2.5 m each) were added to a final concentration of 200 μM, and distilled water was added to a total volume of 50 μl to prepare a sample for PCR. Omni Gene (4 minutes at 94 ° C., 30 seconds at 94 ° C., 30 seconds at 55 ° C., 35 cycles at 72 ° C. for 30 seconds, and 3 minutes at 72 ° C. as a DNA thermal cycler. PCR was carried out using Thermo High Bayed). The amplified DNA fragment of about 250 bases was cloned into pCR2 vector (manufactured by Invitrogen), and the base sequence was determined in the same manner as described above. As a result, a plasmid phSF21A having a base sequence (hSF21A) consisting of 230 bases represented by SEQ ID NO: 12 was isolated. The obtained cDNA had 95% homology with the corresponding region of mouse SF21 in nucleotide sequence and 100% in amino acid sequence. From this, the isolated cDNA was considered to be a part of the gene corresponding to human of mouse SF21.
In order to obtain a full-length human hSF21 cDNA, Human Liver 5′-STRECH PLUS cDNA was screened by plaque hybridization using hSF21A as a probe. Plaque hybridization was performed according to the method used when mouse full-length cDNA of SF21 was obtained. By this method, a clone phSF21C having a base sequence consisting of 1166 bases (hSF21C) represented by SEQ ID NO: 13, a clone phSF21E having a base sequence consisting of 2825 bases (hSF21E) represented by SEQ ID NO: 14 and a table represented by SEQ ID NO: 15 Three clones of clone phSF21F having a base sequence (hSF21F) consisting of 3139 bases were obtained. As a result of analysis based on the base sequence of the obtained human hSF21A to F, cDNA comprising 5517 bases (SEQ ID NO: 1st to 250th to 5767th) was obtained.
In order to determine the base sequence around the 5 ′ end of the translation region in human as well as mouse, the 5 ′ end sequence was isolated by RACE method. The operation was performed according to the method described above.
For 5′RACE, Human River 5′-STRECH PLUS cDNA was used as a template, and one kind was synthesized based on the human cDNA sequence consisting of 5517 bases obtained above as a primer.
Figure 0004219808
In addition, GT11-LDF was synthesized as a primer specific for the cloning vector λgt11 sequence.
Figure 0004219808
Human liver cDNA library Human Liver 5′-STRECH PLUS cDNA was diluted 100-fold with distilled water to 0.5 μl, 1.25 units of KlenTaq LA Polymerase Mix (Clontech), 50 pmol of each of the above primers, 10 X PCR Buffer (200 mM Tris-HCl, pH 8.3; 20 mM MgSO 4 , 100 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 100 mM KCl, 1% TritoX-100, containing 1 mg / ml BSA) and dNTPs to a final concentration of 200 μM, and distilled water to a total volume of 50 μl to prepare a sample for PCR did. The sample was subjected to PCR using the DNA thermal cycler Omni Gene at 94 ° C. for 4 minutes once, 94 ° C. for 30 seconds, 68 ° C. for 3 minutes 25 times, and 68 ° C. for 3 minutes once. . The PCR reaction solution was electrophoresed on a 1.2% agarose gel, and a DNA fragment of about 550 bp was recovered and purified. The purified DNA fragment was inserted into the pCR2 vector, and the nucleotide sequence was determined by the dye terminator method using the DNA sequencer 373S. As a result, a base sequence (hSF21G) consisting of 433 bases represented by SEQ ID NO: 16 was obtained.
The positions of the obtained various hSF21 nucleotide sequences are shown in FIG. As a result of determining the base sequence of the full-length cDNA of human hSF21 based on that, human hSF21 is a protein consisting of a base sequence consisting of 5883 bases represented by SEQ ID NO: 1 and a 1717 amino acid residue represented by SEQ ID NO: 2, respectively. It became clear that. Since the isolated human base sequence showed 82% homology with the mouse base sequence, the obtained human gene was considered to correspond to the mouse gene.
A BLAST search of the public database GenBank for the deduced amino acid sequence of human full-length hSF21 cDNA revealed that Drosophila melanogaster function unknown gene CG8863 (1669 residues) and 43%, nematode (Caenorhabditis elegans) function unknown gene F11A10.4 (1646 residues) ) And 29%, and homology of Schzosaccharomyces pombe function unknown gene C23D3.13C (1616 residues) and 17%, respectively. In addition, amino acid residues of human brefeldin A-inhibiting guanine nucleotide exchange factor 1 protein (BIG1) in which the regions of amino acid residues 213 to 397 and 639 to 931 of human hSF21 belong to the Sec7 / BIG1 family, respectively. It showed 23% homology with 421st to 591st and 989th to 1306th. In addition, the regions of amino acid residues 178 to 392 and 746 to 919 of human hSF21 are the Sec7p amino acid residues 470 to 671 and 1270 to 270 of yeast (Sccharomyces cerevisiae), respectively. It showed homology of 1443 with 22% and 19%. However, human hSF21 has a low homology in the region corresponding to the Sec7 domain, which is a catalytic domain for ARF, which is a substrate for BIG1 and Sec7p, and an amino acid sequence conserved in the Sec7 domain required for GEF activity against ARF is observed. Therefore, it was considered to be a gene encoding a novel protein different from the Sec7 / BIG1 family. Therefore, since the gene encoding human hSF21 protein has the characteristics as described above, it was named Sec7 Like-1 (SecL-1) gene.
Example 3
Expression of SecL-1 in various human tissues
The presence or absence of SecL-1 gene expression in various human tissues (brain, heart, skeletal muscle, large intestine, thymus, spleen, kidney, liver, small intestine, placenta, lung, leukocytes) was examined.
Human Multiple Tissue Northern (MTN) as mRNA derived from various human tissues TM ) Base sequence of 705 bp represented by the 4503rd to 5207th positions described in SEQ ID NO: 1, obtained by digesting Blot (manufactured by Clontech) with human SecL-1 cDNA using restriction enzymes SphI and SpeI as probes Isotope [α- 32 Northern blot analysis was performed using the one labeled with P] dCTP (Amersham Pharmacia Biotech).
ExpressHyb TM 5 μl of the probe prepared above was added to 10 ml of Hybridization Solution (manufactured by Clontech) to prepare a hybridization solution. Hybridization was carried out by incubating MTN Blot in the hybridization solution thus prepared at 68 ° C. for 16 hours. The membrane was washed with 2 × SSC (containing 0.1% SDS) solution at room temperature four times for 15 minutes, and with 0.1 × SSC (containing 0.1% SDS) solution at 50 ° C. for 20 minutes. After washing twice, autoradiography was performed at −70 ° C. for 5 days. As a result, SecL-1 expression was observed in all tissues, and strong signals were observed particularly in the brain, heart, kidney, liver, and placenta. Since the size of the mRNA band was longer than that of the isolated cDNA, it was considered that the SecL-1 mRNA had a long untranslated portion.
Example 4
Construction of human SecL-1 expression vector
In order to analyze the function of the human SecL-1 gene, an expression vector in mammalian cells was constructed. Six types of primers were synthesized based on the human SecL-1 full-length DNA sequence. HSF53, HSF62, and HSF66 were added with a sequence recognized by XhoI, HSF63 was added with a sequence recognized by BstXI, HSF67 was added with a sequence recognized by ApaI, and HSF69 was added with a sequence recognized by KpnI at the 5 ′ end of the primer. .
Figure 0004219808
Figure 0004219808
Using the mRNA prepared from HEK293 cells as a template, PCR was performed so that 6 types of primers were combined with HSF53 and HSF63, HSF62 and HSF67, HSF66 and HSF69, and human SecL-1 was divided into three.
First, RNeasy Mini Kit (manufactured by Qiagen) was used for preparation of total RNA from HEK293 cells, and total RNA was prepared according to the attached manual. For reverse transcription reaction from the prepared total RNA to cDNA, SuperScript II Rnase H-Reverse Transcriptase (manufactured by Invitrogen) was used, and cDNA was prepared according to the attached manual. 50 μmol each of the above-mentioned combinations of 1.25 units of Pfu Turbo DNA Polymerase (manufactured by Stratagene), 0.5 pL of the prepared cDNA, and 10 × PCR Buffer (200 mM Tris-HCl, pH 8.75; 20 mM MgSO) 4 , 100 mM (NH 4 ) 2 SO 4 And 100 mM KCl, 1% Triton X-100, containing 1 mg / ml BSA) and dNTPs were added to a final concentration of 200 μM, and distilled water was added to a total volume of 50 μl to prepare a sample. Samples were prepared at a temperature of 99 ° C for 2 minutes, 94 ° C for 30 seconds, 65 ° C for 30 seconds, 75 ° C for 3 minutes, 35 times, 72 ° C for 1 minute, and DNA thermal cycler Omni Gene. PCR was performed.
The PCR reaction solution was electrophoresed on a 1.2% agarose gel, and the target DNA fragment was recovered and purified using GFX PCR DNA and Gel Band Purification Kit (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech). These various DNA fragments were inserted into a plasmid vector pCR-Blunt (manufactured by Invitrogen) to construct plasmids pCR-Blunt / HSF66-69, pCR-Blunt / HSF62-67 and pCR-Blunt / HSF53-63. The base sequence of the fragment was determined.
Next, the three types of plasmids obtained above were digested with restriction enzymes, each DNA fragment was incorporated into a mammalian cell expression vector, full-length human SecL-1 cDNA was reconstructed, and an expression vector was constructed.
The plasmid pCR-Blunt / HSF66-69 was digested with restriction enzymes XhoI and KpnI, and fractionated by electrophoresis on 1.2% agarose gel to recover the desired fragment. The recovered DNA fragment was purified using GFX PCR DNA and Gel Band Purification Kit (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech) according to the attached manual. The pBK-CMV vector (Stratagene) was also digested with the same restriction enzymes, and the HSF66-HSF69 fragment was incorporated to obtain the plasmid pKB-CMV / HSF66-69. Similarly, pCR-Blunt / HSF62-67 was digested with restriction enzymes XhoI and ApaI, and fractionated by electrophoresis on a 1.2% agarose gel, and the target fragment was recovered and purified. pKB-CMV / HSF66-69 was digested with the same restriction enzyme, and the HSF62-67 fragment was incorporated to obtain plasmid pKB-CMV / HSF66-69 / HSF62-67. Subsequently, pCR-Blunt / HSF53-63 was digested with restriction enzymes XhoI and BstXI, and fractionated by electrophoresis on a 1.2% agarose gel to recover and purify the target fragment. pKB-CMV / HSF66-69 / HSF62-67 is digested with the same restriction enzymes, the HSF53-63 fragment is incorporated, and the expression plasmid pKB-CMV / HSF66-69 / HSF62-67 / HSF53-63 (pKB-CMV / hSecL -1) was obtained.
A human fetal kidney-derived cell line 293 cells (ATCC: CRL-1573) were applied to a biocoat poly-D-lysine (Poly-D-Lycine: synthetic) 6-well micro test plate (Becton Dickinson) at 5 × 10 5 1 / well, D-MEM (high glucose) medium (manufactured by Invitrogen) (including 10% FBS (manufactured by Invitrogen)) was added in an appropriate amount, and 5% CO 2 was added. 2 Incubated overnight at 37 ° C. 2 μg of hSecL-1 expression vector pBK-CMV / hSecL-1 was prepared with Opti-MEM Reduced-Serum Medium (1 ×) solution (Invitrogen) to a final volume of 100 μl, and SuperFect Transfection Reagent (Qiagen) 10 μl was added and mixed well, followed by incubation at room temperature for 5 to 10 minutes to form a SuperFect-DNA complex. An expression vector pBK-CMV introduced into cells by the same operation was used as a control. After adding 600 μl of D-MEM (containing 10% FBS) to each of these vectors and mixing well by pipetting, the culture solution is aspirated and removed from the 293 cell culture solution cultured above and washed once with a PBS solution. Added to the cells. This cell culture is 5% CO 2 After culturing at 37 ° C. for 3 hours, the culture medium was removed by suction and washed once with a PBS solution. 2 ml of D-MEM medium (containing 10% FBS) is added to the cells thus transformed, and 5% CO 2 is added. 2 The medium was cultured at 37 ° C. for 48 hours to obtain hSecL-1-expressing recombinant cells.
Example 5
Production of hSecL-1 antibody
A polypeptide consisting of the amino terminal 146 residue of human SecL-1 represented by SEQ ID NO: 5 was used as an antigen. The antigen peptide was GST Gene Fusion System (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech) and operated according to the attached manual to prepare a GST fusion protein, and then a GST-removed recombinant protein.
First, using the expression plasmid pBK-CMV / hSecL-1 obtained above as a template, two types of PCR primers were synthesized based on the base sequence described in SEQ ID NO: 6. HSFS1 is the first to 26th nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 and the sequence recognized by EcoRI on the 5 ′ end side, and HSFS2 is the 413th to 438th nucleotide sequence on the 3 ′ end side of the stop codon. And a sequence recognized by XhoI was added.
Figure 0004219808
0.5 μl of pBK-CMV / hSecL-1 and 1.25 units of PfuTurbo DNA Polymerase (Stratagene), primers HSFS1 and HSFS2 each 50 pmol, 10 × PCR Buffer (200 mM Tris-HCl, pH 8.3; 20 mM MgSO 4 , 100 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 100 mM KCl, 1% Triton X-100, 1 mg / ml BSA) was added to 5 μl and dNTPs to a final concentration of 200 μM, and distilled water was added to a total volume of 50 μl to prepare a sample for PCR. Samples were cycled at 99 ° C. for 2 minutes, 94 ° C. for 30 seconds, 60 ° C. for 30 seconds, 72 ° C. for 90 seconds 35 times, 72 ° C. for 7 minutes once, using the thermal cycler Omni Gene. PCR was performed. After the PCR reaction solution was fractionated by electrophoresis with 1.2% agarose, a 452 bp DNA fragment was recovered. The recovered DNA fragment was purified using GFX PCR DNA and Gel Band Purification Kit, and then digested with restriction enzymes EcoRI and XhoI.
The GST fusion protein expression vector pGEX-6P-1 attached to the kit was digested with restriction enzymes EcoRI and XhoI, and the DNA fragment obtained above was inserted to obtain a fusion protein expression plasmid pGEX-HSFS. The obtained expression plasmid pGEX-HSFS was introduced into Escherichia coli BL21 (DE3) strain to obtain a transformant. This transformant was added to 100 ml of 2 × YT medium and pre-cultured at 37 ° C. for 18 hours. 25 ml of the preculture solution is added to 2.5 L of 2 × YT medium and cultured until the OD value becomes 0.8. Thereafter, isopropyl-1-thio-β-D-galactopyranoside (Sigma) is added to the culture solution. Aldrich) was added to a final concentration of 0.15 mM, and the protein expression was induced by culturing for 30 minutes. 100 ml of an STE solution (10 mM Tris-HCl, pH 8.0; containing 150 mM NaCl, 1 mM EDTA · 2Na) was added to the cells collected by centrifugation at 8,000 rpm and suspended, and Lysozyme (Sigma) was added. 1 ml of a 10 mg / ml solution of Aldrich was added and left in ice for 30 minutes. To this was added 15 ml of an STE solution containing 10% sarkosyl (Sigma Aldrich), and then the sonicated cells were centrifuged at 9,000 rpm to obtain a supernatant containing the fusion protein. In order to affinity purify the fusion protein from this supernatant, 10 ml of Glutathion Sepharose 4B gel (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech) was added and gently mixed for 30 minutes to adsorb the fusion protein to the carrier. This carrier is packed in a column, washed 3 times with 20 ml of STE solution, and then washed with GST in an elution buffer (containing 75 mM HEPES, pH 7.4; 150 mM NaCl, 10 mM reduced glutathione, 5 mM dithiothreitol, 2% N-octyl glucoside). -The hSecL-1 fusion protein was eluted. The eluted fusion protein was dialyzed overnight in a PBS solution and replaced with PBS. Then, 250 μl of PreScission Protease solution (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech) was added to the sample and treated at 4 ° C. for 1 hour. This sample was added to a Glutathione Sepharose 4B column (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech), and GST was adsorbed on a carrier to remove GST. The thus obtained hSecL-1 partial peptide was dialyzed overnight in a PBS solution and replaced with PBS. About 4 mg of hSecL-1 partial peptide was obtained from 15 L of the culture solution.
100 μg of hSecL-1 partial peptide was thoroughly mixed with 1 ml of Freund's complete adjuvant (Invitrogen) and injected into a New Zealand white rabbit. Blood was collected from rabbits that had been subjected to this operation several times in several weeks to obtain serum containing an antibody against the hSecL-1 partial peptide. Using the obtained antiserum and horseradish peroxidase-labeled anti-rabbit IgG antibody (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech), Towbin et al. (Proceeding of the National Academy of Sciences, USA, 76, 4350-4354 (1979)). Similarly, Western blot analysis was performed.
First, the hSecL-1-expressing recombinant cells obtained above were collected from the culture solution and extracted with Extraction Buffer (20 mM Tris-HCl, pH 7.5; 0.25 M sucrose, 1 mM EDTA · 2Na, 3 mM MgCl. 2 0.1 ml of 10 mM 2-mercaptoethanol and protein inhibitor mixture (manufactured by Calbiochem) was added to prepare a cell extract. The cell extract thus prepared was fractionated by electrophoresis on SDS-polyacrylamide gel (3-8%), and then the protein was transferred from the gel to a PVDF membrane (Millipore) by electrophoresis. Was blocked with PBS (containing 5% skim milk, 0.05% Tween 20). Next, the membrane after blocking was immersed in an antibody solution obtained by diluting the antiserum obtained above with PBS (containing 5% skim milk, 0.05% Tween 20) 4000 times, and incubated at room temperature for 1 hour. Thereafter, the plate was washed twice with PBS (containing 0.05% Tween 20) for 15 minutes, and washed with a labeled antibody solution obtained by diluting horseradish peroxidase-labeled anti-rabbit IgG antibody (Amersham Pharmacia Biotech) 4000 times with PBS. The membrane was soaked and incubated for 1 hour at room temperature. Thereafter, the plate was washed twice with PBS (containing 0.05% Tween 20) for 15 minutes, and the washed membrane sensitized the signal emitted by the ECL (Enhanced Chemiluminescence) method to the X-ray film, and the protein that binds to the antibody was detected. Detected. As a result, a 190 kDa band predicted from human SecL-1 was detected in the sample prepared from the cells into which the hSecL-1 expression vector was introduced, and the obtained antiserum reacted specifically with the recombinant human SecL-1 protein. It turned out that it showed.
Example 6
Effects of human SecL-1 on cell proliferation and apoptosis
As described above, human SecL-1-expressing recombinant cells obtained by transforming human fetal kidney-derived cell line 293 cells (ATCC: CRL-1573) with pBK-CMV / hSecL-1, and cells into which pBK-CMV was introduced as a control were added. Add 2 ml of D-MEM (containing 10% FBS) medium to the well and add 5% CO 2 Medium was cultured at 37 ° C. The number of cells on the first day and the fifth day after the culture was measured with CellTiter 96 A Queuous One Solution Cell Proliferation Assay (manufactured by Promega) according to the attached manual. As a result, a decrease in cell proliferation was observed in the human SecL-1 highly expressing cell line compared to the control cell line (FIG. 2).
The involvement of apoptosis in cell growth inhibition was examined. It is known that Caspase-3 is specifically activated when apoptosis is induced (Cell, 88, 355-365 (1997)). Therefore, the caspase-3 activity of pBK-CMV / hSecL-1 introduced cells and pBK-CMV introduced cells was measured. The activity of Caspase-3 is measured by CaspACE TM The assay was performed using an Assay System Colorimetric (Promega) according to the attached manual. As a result, human SecL-1 highly expressing cells were found to have about 3-fold increase in caspase-3 activity compared to control cells (FIG. 3).
Next, an increase in the expression of the endogenous SecL-1 gene was observed when apoptosis was induced in human SecL-1 highly expressing cells. It is known that hydrogen peroxide solution stimulates apoptosis induction (FEBS Letter, 488, 123-132 (2001)). Thus, hydrogen peroxide water was added to the cell culture medium, and the mRNA was quantified over time by the RT-PCR method as the hSecL-1 gene expression level. Two types of primers, HSF28 and HSF29, were synthesized as PCR primers.
Figure 0004219808
First, hydrogen peroxide water prepared at four levels of 0.1 μM, 0.3 μM, 0.6 μM, and 0.9 μM was added to human SecL-1-expressing cell culture solution, and 5% CO 2 was added. 2 After culturing at 37 ° C. for 24 hours, the number of viable cells and the amount of human SecL-1 mRNA were measured. As a control, cells not added with hydrogen peroxide were cultured under the same conditions. Total RNA from each cell was prepared using RNeasy Mini Kit (Qiagen) according to the attached manual. For the reverse transcription reaction from the prepared total RNA to cDNA, SuperScriptII RnaseH-Reverse Transcriptase (manufactured by Invitrogen) was used, and cDNA was prepared according to the attached manual. 0.5 μl of the prepared cDNA was mixed with 1.25 units of Pfu Turbo DNA Polymerase (Stratagene), 2 μl of each 10 μM primer, 5 μl of 10 × PCR Buffer, 4 μl of 2.5 mM dNTPs, and 50 μl of distilled water, 99 PCR with DNA thermal cycler Omni Gene once at 2 ° C for 2 minutes, 94 ° C for 30 seconds, 60 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 30 seconds, once at 72 ° C for 5 minutes Went. The PCR reaction solution was electrophoresed on a 1.2% agarose gel and confirmed as a band of about 480 bp. As a result, the number of viable cells decreased in inverse proportion to the concentration of cells added with hydrogen peroxide as compared with the control group (FIG. 4). In addition, the amount of human SecL-1 mRNA was significantly increased by treatment with hydrogen peroxide.
From the above results, it was considered that human SecL-1 is involved in suppression of cell proliferation accompanied by apoptosis induction.
Industrial applicability
The protein of the present invention, a partial peptide thereof or a salt thereof, and a base sequence encoding them are used to search for a new physiological function, to produce an antibody, to construct a recombinant expression system, and to assay a biological activity regulator using the expression system It can be used for development of screening systems for pharmaceutical systems and drug candidate compounds, development of reagents useful for diagnosis, development of pharmaceuticals such as prophylactic and therapeutic drugs, and the like.
[Sequence Listing]
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[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the arrangement of various SecL-1 cDNA fragments cloned from humans and mice.
Fig. 2 Human SecL-1 expressing cell line (□) and vector pBK-CMV transformed by introducing the expression vector pBK-CMV / hSecL-1 inserted with human SecL-1 cDNA into the human fetal kidney-derived cell line 293 cells The time-dependent change in the culture time (day) of the cell growth rate in the control cell line (●) is shown.
Fig. 3 Expression vector pBK-CMV / hSecL-1 in which human SecL-1 cDNA is inserted into human fetal kidney-derived cell line 293 cells is introduced and transformed into human SecL-1 expressing cell line (■) and vector pBK-CMV The caspase-3 activity of each cell line in the control cell line (□) was shown.
FIG. 4 Expression of pHT-CMV / hSecL-1 expression vector in which human SecL-1 cDNA is inserted into human fetal kidney-derived cell line 293 cells and transformation in human SecL-1 expressing cell lines transformed at various concentrations. The effect of hydrogen oxide is shown.

Claims (15)

配列番号2に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドまたはその塩。A polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or a salt thereof. 配列番号4に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドまたはその塩。A polypeptide comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 or a salt thereof. 配列番号2または配列番号4に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加から選ばれる少なくとも1つの変異を有するアミノ酸配列からなり、細胞増殖抑制活性またはアポトーシス誘導活性を有するポリペプチドまたはその塩。The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 comprises an amino acid sequence having at least one mutation selected from deletion, substitution or addition of one or several amino acids, and has cytostatic activity or apoptosis-inducing activity A polypeptide or a salt thereof. 請求の範囲1からのいずれか記載のポリペプチドをコードする塩基配列を有するポリヌクレオチド。Polynucleotide having a nucleotide sequence encoding a polypeptide de according to any of claim 1, wherein 3. 配列番号1に示す塩基配列の第117番目から第5267番目を有する請求の範囲記載のポリヌクレオチド。The polynucleotide according to claim 4 having the 117th to 5267th positions of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1. 配列番号3に示す塩基配列の第66番目から第5189番目を有する請求の範囲記載のポリヌクレオチド。The polynucleotide according to claim 4, which has the 66th to 5189th nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3. 配列番号1に示す塩基配列の第117番目から5267番目または配列番号3に示す塩基配列の第66番目から第5189番目の塩基配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつ細胞増殖抑制活性またはアポトーシス誘導活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。It hybridizes under stringent conditions with a polynucleotide comprising the 117th to 5267th nucleotide sequences of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 or the 66th to 5189th nucleotide sequences of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3, and cell proliferation A polynucleotide encoding a polypeptide having inhibitory activity or apoptosis-inducing activity. 請求の範囲からのいずれか記載のポリヌクレオチドを有する発現ベクター。An expression vector comprising the polynucleotide according to any one of claims 4 to 7 . 請求の範囲記載の発現ベクターを宿主に導入して得られる形質転換体。A transformant obtained by introducing the expression vector according to claim 8 into a host. 宿主が動物細胞株または大腸菌株である請求の範囲記載の形質転換体。The transformant according to claim 9 , wherein the host is an animal cell strain or an E. coli strain. 請求の範囲または1に記載の形質転換体を培養する工程、および生産された組換えポリペプチドを培養培地から回収する工程を包含する、請求の範囲1からいずれか記載のポリペプチドの製造方法。Step of culturing the transformant according to claim 9 or 1 0 of claims and recovering the produced recombinant polypeptide from the culture medium, according to any of claim 1, wherein the third polypeptide de Production method. 請求の範囲1からのいずれか記載のポリペプチドを特異的に認識する抗体。Antibodies that specifically recognize polypeptides de according to any of claim 1, wherein 3. 請求の範囲1からのいずれか記載のポリペプチドを含有する細胞増殖抑制剤。Cytostatic agents containing polypeptide de according to any of claim 1, wherein 3. 請求の範囲1からのいずれか記載のポリペプチドを含有するアポトーシス誘導剤。Apoptosis-inducing agent containing a polypeptide de according to any of claim 1, wherein 3. 請求の範囲1からのいずれか記載のポリペプチドを用いた、請求項1からいずれか記載のポリペプチドの活性を特異的に調節する化合物のスクリーニング方法。 Using polypeptide de according to any range 1 to 3 claims a method of screening for a compound that specifically modulate the activity of a polypeptide according to any one of claims 1 3.
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