JP4232423B2 - Novel ubiquitin-specific protease - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、脱ユビキチン化活性を有する新規なプロテアーゼ(以下、USPと略称することもある)およびそれをコードする遺伝子に関するものである。さらに詳しくは、新規USPのアミノ酸配列の全部または一部を有するポリペプチドまたはペプチド、該ポリペプチドまたは該ペプチドをコードするポリヌクレオチドまたはその相補鎖であ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含む形質転換体、該ポリペプチドまたは該ペプチドに対する抗体、該ポリペプチドまたは該ポリヌクレオチドと相互作用を有する化合物、該ポリペプチドの拮抗剤、これらの1種以上を含む医薬組成物、該ポリペプチドまたは該ペプチドの製造方法、該ポリペプチドまたは該ペプチドまたは該ポリヌクレオチドと相互作用を有する化合物の同定方法、該ポリペプチドまたは該ペプチドまたは該ポリヌクレオチドの測定方法、並びに該同定方法または該測定方法に使用する試薬キットに関する。
【0002】
【従来の技術】
ユビキチン(以下Ubと略称することもある)は76個のアミノ酸残基からなるペプチド鎖であり、そのアミノ酸配列は酵母からヒトまで高度に保存されている。Ubの生体内での役割は様々であり、発癌(非特許文献1〜4)、細胞周期(非特許文献5〜7)、ウイルス感染(非特許文献8)、および神経変性疾患(非特許文献9〜11)等の多くの生体反応に関与している。
【0003】
Ubの最も重要な機能は、26Sプロテアソームでの蛋白分解におけるシグナルとしての働きである。ユビキチン活性化酵素(E1)、ユビキチン結合酵素(E2)およびユビキチンリガーゼ(E3)といった一連のユビキチン化酵素によって、Ubは標的蛋白質にイソペプチド結合し、ポリユビキチン鎖を形成する。そのポリユビキチン鎖が分解シグナルとしてプロテアソームに認識されることにより、ユビキチン化された蛋白質は分解される。
【0004】
一方、ユビキチン化された蛋白質からUbが解離する脱ユビキチン化反応を触媒する脱ユビキチン化酵素(DUB)の存在が報告されている。DUBは、その構造から大きく2つのファミリーに分類されている(非特許文献12〜14)。1つはユビキチンC末端ヒドロラーゼ(Ubiquitin C−terminal hydrolase)(UCH)と呼ばれるもので、分子量20kDaから30kDaのものが多く、異種間で一次構造が保存されている。UCHは主にUbのC末端に低分子が結合している場合にUbを解離する。もう一つはユビキチン特異プロテアーゼ(Ubiquitin specific protease)(USP、UBP、あるいはUCH_タイプII)と呼ばれるもので、その分子量は40kDaから150kDaと様々であり、異種間でのアミノ酸配列の共通性が少ない。USPはその活性ドメインとしてシステイン(Cys)ドメイン(Cys box)、ヒスチジン(His)ドメイン(His box)およびアスパラギン酸(Asp)ドメインを持ち、Cysドメイン内に存在するシステイン残基を活性部位とするシステインプロテアーゼである。また、USPのN末端側配列が基質認識に関与するという報告(非特許文献15)がある。USPはUbのC末端に高分子が結合している場合にUbを解離する。
【0005】
USPの生体内での機能は大きく3つに分けることができる。その1は、リボゾーム蛋白融合ユビキチンやペプチド結合型ポリユビキチン鎖といった前駆体UbからUbを生成する機能である。これにはUSPの1つであるUb−CEP52等が関与している。その2は、イソペプチド結合をしたユビキチン化蛋白質からUbを解離する機能であり、蛋白質のユビキチン化を抑制することにより蛋白質の分解を抑制する。その3は、プロテアソームにより分解された後のイソペプチド結合型ポリユビキチン鎖を解体する機能であり、例えば、USP5として知られているイソペプチダーゼTがこの機能を有している(非特許文献16)。
【0006】
UbおよびUSP等から構成されるユビキチンシステムの機能の1つは、生体内で生じた異常蛋白質の除去、および転写因子やシグナル伝達因子等の分解による量的調節等であり(非特許文献17)、USPの機能障害はこのシステムの異常をきたす。USPの異常と発癌や神経変性疾患との関連が示唆されている(非特許文献17〜19)。例えば、アルツハイマー病やパーキンソン病で観察される蛋白質凝集体の多くが抗ユビキチン抗体に反応することが報告されている(非特許文献17)。また、USPは染色体構造の維持にも関与しており、ユビキチン化されたヒストンの脱ユビキチン化が染色体凝集に重要であることが知られているし(非特許文献20)、USPファミリーの1つであるUSP16がH2Aを脱ユビキチン化することが報告されている(非特許文献21)。さらに、ユビキチン経路が筋萎縮症と関連していることについても報告されている(非特許文献22)。
【0007】
【非特許文献1】
「フェブス レターズ(FEBS Letters)」,1997年,第420巻,p.25−
【非特許文献2】
「オンコジーン(Oncogene)」,1993年,第8巻,p.2307−
【非特許文献3】
「オンコジーン(Oncogene)」,1995年,第10巻,p.2179−
【非特許文献4】
「ネイチャー(Nature)」,1993年,第366巻,p.313−
【非特許文献5】
「アニュアル レビュー オブ バイオケミストリー(Annual Review of Biochemistry)」,1998年,第67巻,p.425−
【非特許文献6】
「プロシーディング オブ ザ ナショナル アカデミー オブ サイエンシズ オブ ザ ユナイテッド ステイツ オブ アメリカ(Proceedings Of The National Academy Of Sciences Of The United States of America)」,1996年,第93巻,p.3275−
【非特許文献7】
「ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー(Journal of Biological Chemistry)」,1997年,第272巻,p.51−
【非特許文献8】
「エンボ ジャーナル(EMBO Journal)」,1997年,第16巻,p.1519−
【非特許文献9】
「トレンズ イン ニューロサイエンシズ(Trends In Neurosciences)」,1998年,第21巻,p.516−
【非特許文献10】
「ネイチャー(Nature)」,1998年,第395巻,p.451−452
【非特許文献11】
「ネイチャー ジェネティクス(Nature Genetics)」,1998年,第23巻,p.47−
【非特許文献12】
「バイオケミカル アンド バイオフィジカル リサーチコミュニケーションズ(Biochemical And Biophysical Research Communications)」,1999年,第266巻,p.633−
【非特許文献13】
「ファセブ ジャーナル(FASEB Journal)」,1997年,第11巻,p.1245−
【非特許文献14】
「クリティカル レビューズ イン バイオケミストリーアンド モレキュラー バイオロジー(Critical Reviews In Biochemistry And Molecular Biology)」,1998年,第33巻,p.337−
【非特許文献15】
「ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー(Journal Of Biological Chemistry)」,2001年,第276巻,p.20357−20363
【非特許文献16】
「バイオケミストリー(Biochemistry)」,1995年,第34巻,p.14535−
【非特許文献17】
鈴木俊顕,志村秀樹,服部信孝,「ユビキチンと神経変性疾患」,「実験医学」,2000年,第18巻,p.1478−1482
【非特許文献18】
鈴木俊顕,「脱ユビキチン化酵素の多彩な作用」,「実験医学」,2001年,第19巻,p.193−
【非特許文献19】
阿南正,中尾光善,「ユビキチン病の分子機構」,「蛋白質・核酸・酵素」,1999年,第44巻,p.776−
【非特許文献20】
「バイオエッセイズ(BioEssays)」,1992年,第14巻,p.9−
【非特許文献21】
「プロシーディング オブ ザ ナショナル アカデミーオブ サイエンシズ オブ ザ ユナイテッド ステイツ オブ アメリカ(Proceedings Of The National Academy Of Sciences Of The United States of America)」,1999年,第96巻,p.2828−
【非特許文献22】
「カレント オピニオン イン クリニカル ニュートリション アンド メタボリック ケア(Current Opinion InClinical Nutrition And Metabolic care)」,2001年,第4巻,p.183−190
【非特許文献23】
「かずさDNA研究所DNA配列解析分析情報データベース,ヒュージ(HUGE)」,インターネット<http://www.kazusa.or.jp/huge/gfpage>
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
生体内には多くのUSPが存在しており、それぞれ異なる基質特異性や生理機能を有していると考えられる。従って、USPの異常に起因する疾患、例えば発癌や神経変性疾患等の解明、並びにそれらの防止、治療および診断を可能とする上では、数多くの新たなUSPを発見し利用することが必要である。
【0009】
本発明が解決しようとする課題の一つは、新規なUSPを見いだし、生体内における該USPの制御を可能にすることである。より具体的には、新規な特性をもつUSPを提供することであり、それに伴い有用性がある新規USP由来のポリペプチドまたはペプチド、これらをコードするポリヌクレオチド、および該ポリペプチドまたは該ペプチドに対する抗体を提供することである。さらに、新規USPの発現および/またはその生理活性の阻害剤、拮抗剤または促進剤等の同定を行うことであり、同定された化合物を提供することである。また、上記ポリペプチドまたは上記ペプチド、上記ポリヌクレオチド、上記抗体、および上記化合物を利用した医薬組成物、並びに上記ポリペプチドまたは上記ペプチドまたは上記ポリヌクレオチドの測定方法を提供することである。さらにまた、上記ポリヌクレオチドを用いた遺伝子工学手法による新規USP由来のポリペプチドまたはペプチドの製造法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明者らは鋭意努力し、新規特性を有するUSP遺伝子およびその蛋白質を得ることに成功した。より具体的には、かずさDNA研究所ヒト長鎖cDNA解析情報データベースから、新規プロテアーゼ候補遺伝子としてcDNAクローンを抽出し、大腸菌を用いた遺伝子発現系で発現させて該遺伝子がコードする蛋白質を得た。さらに、得られた蛋白質が脱ユビキチン化活性を示すこと、またN末端側第1番目から第521番目の連続する521個のアミノ酸残基を欠失した当該蛋白質は脱ユビキチン化活性を示さないことを確認し、本発明を完成した。
【0011】
すなわち、本発明は、
(1)下記の群より選ばれるポリペプチド;
▲1▼配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
▲2▼配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドを含有するポリペプチド、
▲3▼配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドと少なくとも約70%のアミノ酸配列上の相同性を有し、かつ脱ユビキチン化活性を有するポリペプチド、
および
▲4▼前記▲1▼から▲3▼のいずれか1のポリペプチドにおいてアミノ酸配列中1個乃至数個のアミノ酸の欠失、置換、付加、または挿入といった変異を有し、かつ脱ユビキチン化活性を有するポリペプチド、
(2)下記の群より選ばれるポリペプチドであって、脱ユビキチン化活性を有するポリペプチド;
▲1▼配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
▲2▼配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドを含有するポリペプチド、
▲3▼配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドと少なくとも約70%のアミノ酸配列上の相同性を有するポリペプチド、
および
▲4▼前記▲1▼から▲3▼のいずれか1のポリペプチドにおいてアミノ酸配列中1個乃至数個のアミノ酸の欠失、置換、付加、または挿入といった変異を有するポリペプチド、
(3)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列の少なくとも約5個の連続するアミノ酸配列を有するペプチド、
(4)下記の群より選ばれるポリペプチド;
(a)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドのN末端第1番目のアミノ酸残基から第521番目のアミノ酸残基までの521個の連続するアミノ酸残基からなるポリペプチド、
(b)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドのN末端第1番目のアミノ酸残基から第521番目のアミノ酸残基までの521個の連続するアミノ酸残基からなるポリペプチドと少なくとも約70%のアミノ酸配列上の相同性を有し、かつ前記(1)または前記(2)のポリペプチドの脱ユビキチン化活性を阻害するポリペプチド、
および
(c)前記(a)または前記(b)のポリペプチドにおいて、アミノ酸配列中1個乃至数個のアミノ酸の欠失、置換、付加、または挿入といった変異を有し、かつ前記(1)または前記(2)のポリペプチドの脱ユビキチン化活性を阻害するポリペプチド、
(5)下記の群より選ばれるポリペプチドであって、前記(1)または前記(2)のポリペプチドの脱ユビキチン化活性を阻害するポリペプチド;
(a)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドのN末端第1番目のアミノ酸残基から第521番目のアミノ酸残基までの521個の連続するアミノ酸残基からなるポリペプチド、
(b)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドのN末端第1番目のアミノ酸残基から第521番目のアミノ酸残基までの521個の連続するアミノ酸残基からなるポリペプチドと少なくとも約70%のアミノ酸配列上の相同性を有するポリペプチド、
および
(c)前記(a)または前記(b)のポリペプチドにおいて、アミノ酸配列中1個乃至数個のアミノ酸の欠失、置換、付加、または挿入といった変異を有するポリペプチド、
(6)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドのN末端第1番目のアミノ酸残基から第521番目のアミノ酸残基までの521個の連続するアミノ酸残基からなるポリペプチドのアミノ酸配列の少なくとも約5個の連続するアミノ酸配列を有し、かつ前記(1)または前記(2)のポリペプチドの脱ユビキチン化活性を阻害するペプチド、
(7)前記(1)若しくは前記(2)のポリペプチド、または前記(3)のペプチドをコードするポリヌクレオチドまたはその相補鎖、
(8)配列表の配列番号2に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたはその相補鎖、
(9)配列表の配列番号2に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたはその相補鎖の少なくとも約15個の連続する塩基配列からなるポリヌクレオチド、(10)前記(7)から前記(9)のいずれかのポリヌクレオチドまたはその相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイゼーションするポリヌクレオチド、
(11)前記(4)若しくは前記(5)のポリペプチド、または前記(6)のペプチドをコードするポリヌクレオチドまたはその相補鎖、
(12)配列表の配列番号4に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたはその相補鎖、
(13)前記(7)から前記(12)のいずれかのポリヌクレオチドを含有する組換えベクター、
(14)組換えベクターが発現組換えベクターである前記(13)の組換えベクター、
(15)前記(13)または前記(14)の組換えベクターを導入されてなる形質転換体、
(16)前記(1)、前記(2)、前記(4)若しくは前記(5)のポリペプチド、または前記(3)若しくは前記(6)のペプチドの製造方法であって、前記(14)の組換えベクターを導入されてなる形質転換体を培養する工程、または前記(13)若しくは前記(14)の組換えベクターを利用した無細胞蛋白質合成手段を含む方法、
(17)前記(1)、前記(2)、前記(4)若しくは前記(5)のポリペプチド、または前記(3)若しくは前記(6)のペプチドを免疫学的に認識する抗体、
(18)脱ユビキチン化活性を阻害する前記(17)の抗体、
(19)前記(1)若しくは前記(2)のポリペプチドと相互作用してその生理活性を阻害する若しくは増強する化合物、および/または前記(7)若しくは前記(8)のポリヌクレオチドと相互作用してその発現を阻害する若しくは促進する化合物の同定方法であって、前記(1)、前記(2)、前記(4)若しくは前記(5)のポリペプチド、前記(3)若しくは前記(6)のペプチド、前記(7)から前記(12)のいずれかのポリヌクレオチド、前記(13)若しくは前記(14)の組換えベクター、前記(15)の形質転換体、および前記(17)若しくは前記(18)の抗体のうちの少なくともいずれか1つを用いることを特徴とする方法、
(20)前記(1)若しくは前記(2)のポリペプチドと相互作用してその生理活性を阻害する若しくは増強する化合物、および/または前記(7)若しくは前記(8)のポリヌクレオチドと相互作用してその発現を阻害する若しくは促進する化合物の同定方法であって、化合物と該ポリペプチドまたは該ポリヌクレオチドとの相互作用を可能にする条件下で、該ポリペプチドまたは該ポリヌクレオチドと化合物とを接触させ、次いで、化合物と該ポリペプチドまたは該ポリヌクレオチドとの相互作用により生じるシグナルの存在若しくは不存在または変化を検出することにより、化合物が該ポリペプチドまたはポリヌクレオチドと相互作用して、該ポリペプチドの生理活性または該ポリヌクレオチドの発現を阻害または促進するかどうかを決定する方法、
(21)前記(19)または前記(20)の方法で同定された化合物、
(22)前記(1)若しくは前記(2)のポリペプチドと相互作用して脱ユビキチン化活性を阻害する若しくは増強する化合物、または前記(7)若しくは前記(8)のポリヌクレオチドと相互作用してその発現を阻害する若しくは促進する化合物、
(23)前記(4)若しくは前記(5)のポリペプチドおよび/または前記(6)のペプチドからなる、前記(1)若しくは前記(2)のポリペプチドの拮抗剤、
(24)前記(1)、前記(2)、前記(4)または前記(5)のポリペプチド、前記(3)または前記(6)のペプチド、前記(7)から前記(12)のいずれかのポリヌクレオチド、前記(13)または前記(14)の組換えベクター、前記(15)の形質転換体、前記(17)または前記(18)の抗体、前記(21)または前記(22)の化合物、および前記(23)の拮抗剤のうちの少なくともいずれか1つを含有することを特徴とする医薬組成物、
(25)前記(1)、前記(2)、前記(4)または前記(5)のポリペプチド、前記(3)または前記(6)のペプチド、前記(7)から前記(12)のいずれかのポリヌクレオチド、前記(13)または前記(14)の組換えベクター、前記(15)の形質転換体、前記(17)または前記(18)の抗体、前記(21)または前記(22)の化合物、および前記(23)の拮抗剤のうちの少なくともいずれか1つを含有することを特徴とする神経変性疾患の防止剤および/または治療剤、
(26)前記神経変性疾患がアルツハイマー病および/またはパーキンソン病である前記(25)の神経変性疾患の防止剤および/または治療剤、
(27)前記(1)、前記(2)、前記(4)または前記(5)のポリペプチド、前記(3)または前記(6)のペプチド、前記(7)から前記(12)のいずれかのポリヌクレオチド、前記(13)または前記(14)の組換えベクター、前記(15)の形質転換体、前記(17)または前記(18)の抗体、前記(21)または前記(22)の化合物、および前記(23)の拮抗剤のうちの少なくともいずれか1つを含有することを特徴とする筋萎縮症の防止剤および/または治療剤、
(28)前記(1)、前記(2)、前記(4)または前記(5)のポリペプチド、または前記(7)、前記(8)、前記(11)若しくは前記(12)のポリヌクレオチドを定量的あるいは定性的に測定する方法、
(29)前記(1)、前記(2)、前記(4)または前記(5)のポリペプチド、前記(3)または前記(6)のペプチド、前記(7)から前記(12)のいずれかのポリヌクレオチド、前記(13)または前記(14)の組換えベクター、前記(15)の形質転換体、前記(17)または前記(18)の抗体、および前記(23)の拮抗剤のうちの少なくともいずれか1つを含んでなる試薬キット、からなる。
【0012】
【発明の実施の形態】
(新規USP)
本発明において提供するヒトUSPは、ヒト脳由来長鎖cDNAライブラリーから、プロテアーゼモチーフを有する遺伝子として選出したcDNAクローンbf04274がコードする蛋白質である。当該USPは、上記遺伝子を組み込んだ発現プラスミドを導入した大腸菌で発現させて得た。当該USPは既知USPとそのアミノ酸配列において、相同性の高いCysドメインおよびHisドメインを保有することを除いて、殆ど相同性を有さない新規USPである。当該USP遺伝子は7744塩基からなり(配列表の配列番号2)、そのオープンリーディングフレーム(open reading frame)(ORF)全長は4671塩基、該遺伝子の遺伝子産物は1556アミノ酸残基からなる(配列番号1)。以下、この遺伝子を新規USP遺伝子、該遺伝子の遺伝子産物を新規USPと呼ぶ。新規USP遺伝子のC末端側5618塩基および新規USPのC末端側977アミノ酸残基は、それぞれKIAA1057(GenBankアクセッション番号:AB028980)の遺伝子およびその遺伝子産物と共通である。
【0013】
新規USP遺伝子は、遺伝子共発現系で人工基質と共に発現させたとき、該人工基質に作用して脱ユビキチン化活性を示した。一方、新規USPのN末端から521アミノ酸残基欠失させたもの(KIAA1057−1)と人工基質とをインビトロまたは遺伝子共発現系において反応させたときには、脱ユビキチン化活性は観察されなかった。KIAA1057−1はKIAA1057を含むものである。KIAA1057は、その塩基配列、コードするアミノ酸配列、およびUSPの特徴であるCysドメインおよびHisドメインを有することが既に公開されていた(非特許文献23)。しかし、KIAA1057として公開されているアミノ酸配列を含むKIAA1057−1は脱ユビキチン化活性を示さなかった。すなわち、本発明において新規USPを単離・同定することにより、初めて新規USPが脱ユビキチン化活性を有することを確認でき、酵素活性を有する蛋白質を取得できた。さらに、新規USPには基質選択性があり、人工基質を用いた検討において、アルギニンを介して蛋白質に結合したUbに選択的に作用することを明らかにした。既知USPの中で、このようなUbに選択的に作用するものは知られていない。また、KIAA1057cDNAが脳、骨格筋、および心臓等で、特に骨格筋で強く発現していることが公開されていることから、新規USP遺伝子も脳および骨格筋等で同様に発現していると考えられる。
【0014】
(ポリペプチドまたはペプチド)
本発明に係るポリペプチドは、新規USP遺伝子の遺伝子産物であり、該遺伝子を大腸菌等の細胞で発現させて得られたポリペプチドである。ここで、ポリペプチドとは、ペプチド結合または修飾されたペプチド結合により互いに結合している2個またはそれ以上のアミノ酸を含む任意のペプチドのうち、蛋白質等の長鎖ペプチドを意味し、オリゴペプチドおよびオリゴマーとも称する短鎖ペプチドを単にペプチドという。本明細書においてはアミノ酸を3文字表記または1文字表記することもある。
【0015】
本発明に係るポリペプチドの1態様は、配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドである。別の1態様は、配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドを含有するポリペプチドである。
【0016】
また別の1態様は、配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドと、アミノ酸配列上で約70%以上、好ましくは約80%以上、より好ましくは約90%以上、さらに好ましくは約95%以上の相同性を有するポリペプチドである。より好ましくは、配列表の配列番号1に記載のポリペプチドと同等の活性、例えば脱ユビキチン化活性を有するポリペプチドである。脱ユビキチン化活性は、例えば後述する実施例に示したように、ヒトユビキチンのC末端にグルタチオン_S−トランスフェラーゼ(GST)をアルギニン、イソロイシン、メチオニン、またはプロリンを介して結合させたものを基質として用い、該基質からユビキチンを解離させ得るか否かを、ユビキチン解離後のGSTを抗GST抗体によるイムノブロッティング法等の公知の方法で検出することにより測定できる。さらに好ましくは、アルギニンを介してUbが結合した基質に選択的に作用して脱ユビキチン化活性を示すポリペプチドである。アミノ酸配列の相同性を決定する技術は、自体公知であり、例えばアミノ酸配列を直接決定する方法、cDNAの塩基配列を決定後これにコードされるアミノ酸配列を推定する方法等が利用できる。なお、ヒト以外の動物種の相同遺伝子産物も当然本発明の範囲に包含される。
【0017】
さらに、このように特定されたポリペプチドを基にして、脱ユビキチン化活性を指標にすることにより、1個以上、例えば1個乃至100個、好ましくは1個乃至30個、より好ましくは1個乃至20個、さらに好ましくは1個乃至10個、特に好ましくは1個乃至数個のアミノ酸の欠失、置換、付加、あるいは挿入といった変異を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドも提供される。変異を有するペプチドまたはポリペプチドは天然に存在するものであってよく、あるいは変異を導入したものであってもよい。欠失、置換、付加、挿入等の変異を導入する手段は自体公知であり、例えば、部位特異的変異導入法、遺伝子相同組換え法、プライマー伸長法、またはポリメラーゼ連鎖増幅法(PCR)を単独または適宜組み合わせて、例えばサムブルック等編,「モレキュラークローニング ア ラボラトリーマニュアル」,第2版,コールド_スプリング_ハーバー_ラボラトリー_プレス,1989年、村松正實編,「ラボマニュアル遺伝子工学」,丸善株式会社,1988年、 エールリッヒ編,「ピーシーアール(PCR)テクノロジー」,「DNA増幅の原理と応用」,ストックトンプレス,1989年等の成書に記載の方法に準じて、あるいはそれらの方法を改変して実施することができ、例えばウルマー(Ulmer)の技術(「サイエンス(Science)」,1983年,第219巻,p.666−)を利用することができる。
【0018】
上記のような変異の導入において、当該ポリペプチドの基本的な性質(物性、生理活性、または免疫学的活性等)を変化させないという観点からは、例えば、同族アミノ酸(極性アミノ酸、非極性アミノ酸、疎水性アミノ酸、親水性アミノ酸、陽性荷電アミノ酸、陰性荷電アミノ酸、芳香族アミノ酸等)の間での相互置換は容易に想定される。さらに、これらのペプチドは、その構成アミノ基またはカルボキシル基等を修飾する等、機能の著しい変更を伴わない程度に改変が可能である。
【0019】
このように、新規USPが有する生理活性と同等の活性、例えば同等の脱ユビキチン化活性を有するポリペプチドが、本発明において提供できる。それら以外にも、活性の強度または基質特異性を変更したポリペプチドが提供できる。
【0020】
さらに、配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドの部分配列を有するポリペプチドまたはペプチドも本発明の範囲に包含される。当該部分配列を有するポリペプチドまたはペプチドは、その最小単位として5個以上のアミノ酸、好ましくは8個以上のアミノ酸、より好ましくは12個以上、さらに好ましくは15個以上の連続するアミノ酸からなるものである。例えば、新規USPが有する生理活性の最小活性単位(領域またはドメイン)からなるポリペプチドまたはペプチドも本発明において提供される。上記部分配列を有するポリペプチドまたはペプチドは、新規USPまたは新規USPと同等の生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を有する上記ポリペプチドの活性を調節する物質として、あるいは当該生理活性を調節する物質の同定等に使用する試薬として有用である。
【0021】
具体的には例えば、上記部分配列を有するポリペプチドまたはペプチドは、新規USPまたは新規USPと同等の生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を有する上記ポリペプチドの拮抗物質として使用できる。例えば、配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドのN末端第1番目のアミノ酸残基から第521番目のアミノ酸残基までの521個のアミノ酸残基からなるポリペプチド(配列表の配列番号3)は、この部位を欠失させると配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドの脱ユビキチン化活性が消失すること、またユビキチン特異プロテアーゼ(UBP)のN末端側配列が基質認識に関与するという報告(非特許文献15)があることから、新規USPの基質認識に関与していると考えられる。基質認識部位を有しているが酵素活性部位を持たないこのようなポリペプチドは、それが由来した酵素の拮抗剤として用いることができる。従って、配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドは、新規USPまたは新規USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの拮抗剤として、それらの生理活性、例えば脱ユビキチン化活性の阻害に使用できる。
【0022】
新規USPまたは新規USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を阻害するポリペプチドは、配列表の配列番号3に記載のポリペプチドに限定されず、これらポリペプチドの生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を阻害できるポリペプチドであればよく、例えば、配列表の配列番号3に記載のポリペプチドとアミノ酸配列上で約70%以上、好ましくは約80%以上、より好ましくは約90%以上、さらに好ましくは約95%以上の相同性を有し、かつ配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドまたは該ポリペプチドと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を阻害できるポリペプチドが挙げられる。さらに、例えば配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドを基にして、脱ユビキチン化活性の阻害能を指標にすることにより、1個以上、例えば1個乃至100個、好ましくは1個乃至30個、より好ましくは1個乃至20個、さらに好ましくは1個乃至10個、特に好ましくは1個乃至数個のアミノ酸の欠失、置換、付加、あるいは挿入といった変異を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドも提供できる。欠失、置換、付加、あるいは挿入は上記同様の手段が使用できる。
【0023】
またさらに、新規USPまたは新規USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を阻害するポリペプチドの部分ペプチドであって、当該生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を阻害するペプチドも本発明の範囲に含まれる。
【0024】
新規USPまたは新規USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を阻害するポリペプチドまたはペプチドは、脱ユビキチン化活性を測定する実験系において、脱ユビキチン化活性の阻害を検討することにより得られる。該実験系としては、例えば後述する実施例に示したように、ヒトユビキチンのC末端にグルタチオン_S−トランスフェラーゼ(GST)をアルギニン、イソロイシン、メチオニン、またはプロリンを介して結合させたものを基質として用い、該基質からユビキチンを解離させ得るか否かを、ユビキチン解離後のGSTを抗GST抗体によるイムノブロッティング法等の公知の方法で検出する実験系を使用できる。
【0025】
また、上記部分配列を有するポリペプチドまたはペプチドのうち免疫学的に認識され得るペプチドは、例えばエピトープペプチドであれば、後述するように新規USPに特異的な抗体を作製するための抗原として単独でまたはキャリア(例えば、キーホールリンペットヘモシアニンまたは卵白アルブミン)と結合して使用できる。
【0026】
本発明の範囲には、本発明に係るポリペプチドまたはペプチドに、別種の蛋白質または物質、例えばキャリア等を結合したものも包含される。例えば、本発明に係るポリペプチド等の検出または精製を容易にするために、あるいは別の機能を付加するために、そのN末端側やC末端側に別種の蛋白質またはペプチド、例えばグルタチオン_S−トランスフェラーゼ(GST)、ルシフェラーゼ、GFP、β−ガラクトシダーゼ、IgG等の免疫グロブリンFc断片、His−tag、Myc−tag、またはFlag−tag等が、直接的にまたはリンカーペプチド等を介して間接的に遺伝子工学的手法等を用いて付加されたものであってもよい。
【0027】
(ポリヌクレオチド)
本発明は、上記ポリペプチドまたは上記ペプチドをコードするポリヌクレオチドおよびその相補鎖を提供する。例えば、本発明に係るポリヌクレオチドは、配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドまたはその相補鎖である。好ましくは、配列表の配列番号2に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたはその相補鎖である。さらに本発明に係る配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドまたはその相補鎖、好ましくは配列表の配列番号4に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたはその相補鎖も本発明の範囲に含まれる。
【0028】
さらに本発明は、上記ポリヌクレオチドまたはその相補鎖、好ましくは配列表の配列番号2に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたはその相補鎖の対応する領域にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドを提供する。ハイブリダイゼーションの条件は、例えばサムブルック等編,「モレキュラークローニング ア ラボラトリーマニュアル」,第2版,コールド_スプリング_ハーバー_ラボラトリー_プレス,1989年等に従うことができる。これらのポリヌクレオチドは目的のポリヌクレオチド、好ましくは配列表の配列番号2に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたはその相補鎖にハイブリダイゼーションするものであれば必ずしも相補的配列でなくとも良い。
【0029】
また本発明に係るポリヌクレオチドは、上記ポリヌクレオチドの指定された塩基配列領域に対応する連続する10個以上のヌクレオチド、好ましくは15個以上、より好ましくは20個以上の配列からなるポリヌクレオチド若しくはオリゴヌクレオチドまたはそれらの相補鎖を包含する。
【0030】
これらのポリヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチドは、本発明に係るポリペプチド等の製造に有用な遺伝子情報を提供するものであり、あるいは核酸に関する試薬または標準品としても利用できる。例えば、新規USPをコードする核酸、例えばその遺伝子またはmRNAの検出のためのプローブまたはプライマーとして、あるいは遺伝子発現を調節するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド等として利用できる。その意味で、本発明に係るポリヌクレオチドおよびオリゴヌクレオチドは翻訳領域のみでなく、非翻訳領域に対応するものも包含する。ここで、新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの選別は、例えば公知の蛋白質発現系を利用して発現蛋白質の確認を行い、その生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を指標にして行うことができる。公知の蛋白質発現系としては、例えば、胚芽または家兎網状赤血球等由来のリボソーム系の技術を利用した無細胞蛋白質発現系(「ネイチャー(Nature),1957年,第179巻,p.160−161)を例示できる。
【0031】
(組換えベクター)
上記ポリヌクレオチドを適当なベクターDNAに組み込むことにより、組換えベクターが得られる。用いるベクターDNAは、宿主の種類および使用目的により適宜選択される。ベクターDNAは、天然に存在するものを抽出したもののほか、増殖に必要な部分以外のDNAの部分が一部欠落しているものでもよい。例えば、染色体、エピソームおよびウイルス由来のベクター、例えば細菌プラスミド由来、バクテリオファージ由来、トランスポゾン由来、酵母エピソーム由来、挿入エレメント由来、酵母染色体エレメント由来、例えばバキュロウイルス、パポバウイルス、SV40、ワクシニアウイルス、アデノウイルス、鶏痘ウイルス、仮性狂犬病ウイルスおよびレトロウイルス等のウイルス由来のベクター、並びにそれらを組み合わせたベクター、例えばプラスミドおよびバクテリオファージの遺伝学的エレメント由来のベクター、例えばコスミドおよびファージミド等が挙げられる。また、目的により発現ベクターやクローニングベクター等を用いることができる。
【0032】
組換えベクターは、目的の遺伝子配列と複製そして制御に関する情報を担持した遺伝子配列、例えばプロモーター、リボソーム結合部位、ターミネーター、シグナル配列、エンハンサー等、とを構成要素とし、これらを自体公知の方法により組み合わせて作製される。前記ベクターDNAに本発明に係るポリヌクレオチドを組み込む方法は、自体公知の方法を適用できる。例えば、適当な制限酵素を選択、処理してDNAを特定部位で切断し、次いで同様に処理したベクターとして用いるDNAと混合し、リガーゼによって再結合する方法が用いられる。あるいは、目的のポリヌクレオチドに適当なリンカーをライゲーションし、これを目的に適したベクターのマルチクローニングサイトへ挿入することによっても、所望の組換えベクターが得られる。
【0033】
(形質転換体)
上記ポリヌクレオチドが組み込まれたベクターDNAを、自体公知の宿主に自体公知の方法で導入することにより形質転換体が得られる。宿主としては、大腸菌、酵母、枯草菌、昆虫細胞、または動物細胞等が例示できる。遺伝子の導入を行う場合、より好ましい系としては遺伝子の安定性を考慮するならば染色体内へのインテグレート法が挙げられるが、簡便には核外遺伝子を利用した自律複製系を使用できる。ベクターDNAの宿主細胞への導入は、例えば、サムブルック等編,「モレキュラークローニング ア ラボラトリーマニュアル」,第2版,コールド_スプリング_ハーバー_ラボラトリー_プレス,1989年等に記載されている標準的な方法により行うことができる。具体的には、リン酸カルシウムトランスフェクション、DEAE−デキストラン媒介トランスフェクション、マイクロインジェクション、陽イオン脂質媒介トランスフェクション、エレクトロポレーション、形質導入、スクレープ負荷(scrape loading)、バリスティック導入(ballistic introduction)、および感染等が挙げられる。
【0034】
また、形質転換体に導入するベクターDNAとして発現ベクターを使用すれば、本発明に係るポリペプチドまたはペプチドを提供可能である。上記ポリヌクレオチドが組み込まれた発現ベクターDNAを導入した形質転換体は、各宿主の培養条件に最適な条件を選択して培養される。培養は、形質転換体により発現される本発明に係るポリペプチドまたはペプチドの作用、例えば少なくとも脱ユビキチン化活性等、あるいは宿主中で産生されたまたは宿主外に産生された該ポリペプチドまたは該ペプチドの量を指標にして行ってもよいが、培地中の形質転換体量を指標にして継代培養またはバッチ培養を行ってもよい。
【0035】
(ポリペプチドまたはペプチドの製造)
本発明に係るポリペプチドまたはペプチドは、上記ベクターまたは形質転換体を利用して上記のように遺伝子工学的技術で製造可能である。また、通常のペプチド化学において知られる方法でも製造できる。例えば、「ペプチド合成」,丸善株式会社,1975年や「ペプチド シンテシス(Peptide Synthesis)」,インターサイエンス(Interscience),ニューヨーク(New York),1996年に記載の方法が例示できるが、無論既知の方法が広く利用可能である。
【0036】
本発明に係るポリペプチドまたはペプチドの精製および回収は、その生理活性、例えば少なくとも脱ユビキチン化活性を指標にして、分子篩、イオンカラムクロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィー等を組み合わせるか、溶解度差に基づく硫安、アルコール等の分画手段によって精製回収できる。好ましくは、回収しようとするポリペプチドまたはペプチドのアミノ酸配列の情報に基づき、これらに特異的なポリクローナル抗体またはモノクロ−ナル抗体を作製し、該抗体を用いて特異的に吸着回収する方法を使用する。
【0037】
(抗体)
抗体は、上記ポリペプチドまたは上記ペプチドを抗原として用いて作製する。抗原は、上記ポリペプチドまたは上記ペプチド、あるいはそれらの断片でもよく、少なくとも8個、好ましくは少なくとも10個、より好ましくは少なくとも12個、さらに好ましくは15個以上のアミノ酸で構成される。新規USPに特異的な抗体を作製するためには、USPファミリー間の保存領域以外の新規USPに固有なアミノ酸配列からなる領域を用いることが好ましい。抗原として用いるポリペプチドまたはペプチドのアミノ酸配列は、必ずしもポリペプチドまたはペプチド、例えば配列表の配列番号1若しくは配列番号3に記載のアミノ酸配列または該配列中の連続するアミノ酸配列からなる部分配列と相同である必要はなく、蛋白質の立体構造上の外部への露出部位が好ましく、露出部位のアミノ酸配列が一次構造上で不連続であっても、該露出部位について連続的なアミノ酸配列であればよい。抗体は、免疫学的に新規USPまたはその由来物からなるペプチドまたはポリペプチドを、結合または認識する限り特に限定されない。この結合または認識の有無は、公知の抗原抗体結合反応によって決定される。
【0038】
抗体を産生するためには、自体公知の抗体作製法を利用できる。例えば、本発明に係るポリペプチドまたはペプチドを、アジュバントの存在下または非存在下に、単独でまたは担体に結合して動物に投与し、体液性応答および/または細胞性応答等の免疫誘導を行うことにより得られる。担体は、それ自体が宿主に対して有害な作用を及ぼさずかつ抗原性を増強せしめるものであれば特に限定されず、例えばセルロース、重合アミノ酸、アルブミン、キーホールリンペットヘモシアニン(KLH)等が例示される。アジュバントとしては、フロイント完全アジュバント(FCA)、フロイント不完全アジュバント(FIA)、Ribi(MPL)、Ribi(TDM)、Ribi(MPL+TDM)、百日咳ワクチン(Bordetella pertussis vaccine)、ムラミルジペプチド(MDP)、アルミニウムアジュバント(ALUM)、およびこれらの組み合わせが例示される。免疫される動物は、マウス、ラット、ウサギ、ヤギ、ウマ等が好適に用いられる。
【0039】
ポリクローナル抗体は、上記免疫手段を施された動物の血清から自体公知の抗体回収法によって取得される。好ましい手段として免疫アフィニティクロマトグラフィー法により得られる。
【0040】
モノクロ−ナル抗体を生産するためには、上記の免疫手段が施された動物から抗体産生細胞(例えば、脾臓またはリンパ節由来のリンパ球)を回収し、自体公知の永久増殖性細胞(例えば、P3−X63−Ag8株等のミエローマ株)への形質転換手段を導入することによって行われる。例えば、抗体産生細胞と永久増殖性細胞とを自体公知の方法で融合させてハイブリドーマを作製してこれをクローン化し、上記ポリペプチドまたは上記ペプチドを特異的に認識する抗体を産生するハイブリドーマを選別し、該ハイブリドーマの培養液から抗体を回収する。
【0041】
かくして得られた上記ポリペプチドまたは上記ペプチドを認識して結合するポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体は、上記ポリペプチドまたは上記ペプチドの、精製用抗体、試薬、または標識マーカー等として利用できる。例えば、上記ポリペプチドまたは上記ペプチドを認識して結合するポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体のうち、直接本発明に係る新規USPに結合してその脱ユビキチン化活性を阻害する抗体は、USPの異常に起因する各種疾患の解明、防止および/または治療に有用である。
【0042】
(スクリーニング)
本発明に係るポリペプチドまたはペプチド、本発明に係るポリヌクレオチドまたはその相補鎖、該ポリヌクレオチドまたはその相補鎖を組み込んだベクター、該ベクターを導入してなる形質転換体、これらを用いる蛋白質発現系、並びに該ポリペプチドまたは該ペプチドを免疫学的に認識する抗体は、単独または複数を組み合わせることによって、新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの活性阻害剤または活性増強剤の同定に有効な方法を提供する。また、これらは、新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの発現阻害剤または発現促進剤の同定に有効な方法を提供する。該方法は、自体公知の医薬品スクリーニングシステムを利用して構築可能である。本発明の同定方法によれば、例えば、新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの立体構造に基づくドラッグデザインによる拮抗剤の選別、蛋白質合成系を利用した遺伝子レベルでの発現調整剤の選別、抗体を利用した抗体認識物質の選別等が可能である。
【0043】
例えば、本発明に係るポリペプチドまたはペプチドを用いて、被検化合物とこれらポリペプチドまたはペプチドとの間の相互作用を可能にする条件を選択し、該条件下でこれらポリペプチドまたはペプチドと該化合物とを接触させて、その相互作用により生じるシグナルの存在若しくは不存在または変化を検出することにより、新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を増強する化合物または阻害する化合物を同定可能である。
【0044】
また、新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドと被検化合物との間の相互作用を可能にする条件を選択し、該条件下で該ポリヌクレオチドと該化合物とを接触させて、その相互作用により生じるシグナルの存在若しくは不存在または変化を検出することにより、該ポリヌクレオチドに結合する化合物を同定可能である
【0045】
さらにまた、本発明に係る形質転換体を用いて、被検化合物または上記同定された化合物とを適当な条件下で接触させ、本発明に係る新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの発現の有無または変化を検出することにより、これらポリペプチドの発現を阻害する化合物または促進する化合物を同定可能である。これらポリペプチドの発現の有無または変化の検出は、簡便には、発現されるポリペプチドの生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を指標にして実施できる。脱ユビキチン化活性の測定は、例えば人工基質Ub−R−GSTの分解により生じるGSTの測定により可能である。このような同定方法においては、これらポリペプチドの生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を阻害する化合物または増強する化合物も同定できる。あるいは、新規USPの発現の有無または変化を検出するために、検出のためのシグナルまたはマーカーを使用する自体公知の系を導入し、このシグナルまたはマーカーの存在若しくは不存在または変化を検出してもよい。ここでシグナルとは、そのもの自体がその物理的または化学的性質により直接検出され得るものを指し、マーカーとはそのものの物理的または生物学的性質を指標として間接的に検出され得るものを指す。シグナルとしてはルシフェラーゼやグリーン蛍光蛋白質(GFP)等、マーカーとしては、レポーター遺伝子、例えばクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)遺伝子等、または検出用のタグ、例えば6×Hisタグ等、公知のものが利用できる。これらのシグナルまたはマーカーを組み込んだベクターを作製し、該ベクターを宿主細胞に導入して形質転換体を作製すればよい。これらのシグナルまたはマーカーの検出方法は、当業者には周知のものである。
【0046】
具体的には、例えば、後述する実施例に準じて、新規USPと基質とを例えば大腸菌で共遺伝子発現させて該USPの脱ユビキチン化活性を測定する実験系において、ここに被検化合物を加えることにより、該USPの発現または生理活性を阻害する、促進する、または増強する化合物を同定できる。この実験系は、同定方法の1つを説明するものであり、本発明に係る化合物の同定方法はこれに限定されない。
【0047】
(化合物)
上記方法により同定された化合物は、新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの活性、例えば脱ユビキチン化活性の阻害剤、拮抗剤、または増強剤の候補化合物として利用可能である。また、遺伝子レベルでの新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの発現に関する阻害剤または促進剤の候補化合物としても利用可能である。これらの候補化合物は、新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの発現や生理活性、例えば脱ユビキチン化活性の増加、減少または欠失等に起因する各種病的症状の防止効果および/または治療効果を期待できる。後述するように、USPと神経変性疾患や筋萎縮症との関連が報告されていることから(非特許文献22)、これらの疾患の防止剤および/または治療剤として使用できる。
【0048】
(医薬組成物)
かくして選別された候補化合物は、生物学的有用性と毒性のバランスを考慮してさらに選別することにより、医薬組成物として調製可能である。また本発明に係る新規USPおよびその由来物からなるポリペプチドまたはペプチド、本発明に係るポリヌクレオチドまたはその相補鎖、該ポリヌクレオチドまたはその相補鎖を含むベクター、並びに新規USPおよびその由来物からなるポリペプチドまたはペプチドを免疫学的に認識する抗体は、それ自体を新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの発現や生理活性、例えば脱ユビキチン化活性の増加、減少または欠失等に起因する各種病的症状の防止および/または治療に使用できる。すなわち本発明は、これらを単独または複数組み合わせて使用することにより、これらのうち少なくとも1つを含有する医薬組成物を提供する。なお、製剤化に当たっては、自体公知のポリペプチド、ペプチド、蛋白質、ポリヌクレオチド、抗体等各対象に応じた製剤化手段を導入すればよい。
【0049】
本発明に係る新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの発現および/またはその生理活性の減少や欠失等に起因する異常な症状の治療には、1つの方法として当該USP自体または当該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの生理活性を増強する化合物(増強剤)および/または当該USPをコードする遺伝子の発現を促進する治療上有効量の化合物(促進剤)を医薬上許容される担体とともに投与し、そのことにより異常な症状を改善することを特徴とする方法が挙げられる。あるいは、遺伝子治療を用いて、対象中の細胞内で新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの活性を生成なさしめてもよい。上記ポリヌクレオチドを利用した遺伝子治療は、公知の方法が利用できるが、例えば、上記のごとく本発明に係るポリヌクレオチドを組み入れた複製欠損レトロウイルスベクターを作製して遺伝子治療に利用すればよい。また、例えば、蛋白質をコードしているDNAまたはRNAを用いて、例えばレトロウイルスプラスミドベクターを用いることによりエクスビボ(ex vivo)において対象由来の細胞を処理し、次いで、細胞を対象に導入することもできる。
【0050】
本発明に係る新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの発現および/またはその生理活性が過剰な場合、有効量の上記阻害剤化合物を医薬上許容される担体とともに対象に投与して新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの生理活性を阻害し、そのことにより異常な症状を改善することもできる。例えば新規USPの部分ポリペプチドまたはペプチドであって新規USPの生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を阻害するものを、新規USPの拮抗剤として使用できる。具体的には、例えば配列表の配列番号3に記載のポリペプチドを医薬上許容される担体とともに対象に投与することにより、新規USPの生理活性を阻害できる。あるいは、新規USPの部分ポリペプチドまたはペプチドであって新規USPの生理活性、例えば脱ユビキチン化活性を阻害するもの、例えば配列番号3に記載のポリペプチドを、該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを用いて遺伝子治療により、上記のように対象中の細胞内で生成なさしめてもよい。これにより新規USPまたは新規USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドの発現および/またはその生理活性の過剰に起因する疾患を防止および/または治療できる。該拮抗剤は、上記医薬組成物の一成分として使用することもできる。
【0051】
さらに、発現ブロック法を用いて内在性の新規USPまたは該USPと同等の生理活性を有する上記ポリペプチドをコードしている遺伝子の発現を阻害してもよい。細胞内で生成させた、あるいは別個に投与された当該遺伝子のアンチセンス配列を使用して当該遺伝子の発現を阻害できる。これらのオリゴヌクレオチドは、上記本発明に係るポリヌクレオチドを基にして設計し合成できる。当該オリゴヌクレオチドはそれ自体投与することができ、あるいは関連オリゴマーをインビボで発現させることもできる。
【0052】
投与形態は、全身投与であっても局所投与であってもよい。全身投与の好ましい一態様は、注射、例えば静脈注射が挙げられる。皮下、筋肉内または腹腔内のような他の注射経路を用いることもできる。投与の別の態様は、腸溶処方またはカプセル処方がうまく処方されるならば、経口投与も可能である。さらに、胆汁酸塩、フシジン酸、または他の界面活性剤のような浸透剤を用いる経粘膜または経皮投与を用いることもできる。局所的な投与のときは、膏薬、パスタ、ゲル等の形態を利用できる。
【0053】
必要な用量範囲は、新規USPおよびその由来物からなるポリペプチドまたはペプチド、これらをコードするポリヌクレオチドまたはその相補鎖、該ポリヌクレオチドまたはその相補鎖を含むベクター、新規USPおよびその由来物からなるポリペプチドまたはペプチドを免疫学的に認識する抗体、上記化合物、上記拮抗剤、および上記医薬組成物の有効性、投与経路、処方の性質、対象の症状の性質、および担当医師の判断による。具体的には、適当な用量は、例えば対象の体重1kgあたり0.1乃至100μgの範囲である。しかしながら、当該分野においてよく知られた最適化のための一般的な常套的実験を用いてこれらの用量の変更を行うことができる。
【0054】
製剤化にあたっては、例えばペプチド、蛋白質、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、抗体、化合物等各対象の物性に応じた公知の製剤化手段を導入すればよい。具体的には、例えば散剤、丸剤、錠剤、カプセル製剤、水溶液製剤、エタノール溶液製剤、リポソーム製剤、脂肪乳剤、シクロデキストリン等の包接体等の製剤化方法が利用できる。
【0055】
散剤、丸剤、カプセル剤および錠剤は、ラクトース、グルコース、シュークロース、マンニトール等の賦形剤、澱粉、アルギン酸ソーダ等の崩壊剤、マグネシウムステアレート、タルク等の滑沢剤、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、ゼラチン等の結合剤、脂肪酸エステル等の界面活性剤、グリセリン等の可塑剤等を用いて製造できる。錠剤やカプセルを製造するには、固体の製薬担体が用いられる。
【0056】
懸濁剤は、水、シュークロース、ソルビトール、フラクトース等の糖類、PEG等のグリコール類、油類を使用して製造できる。
【0057】
注射用の溶液は、塩溶液、グルコース溶液、または塩水とグルコース溶液の混合物からなる担体を用いて調製可能である。
【0058】
リポソーム化は、例えばリン脂質を有機溶媒(クロロホルム等)に溶解した溶液に、当該物質を溶媒(エタノール等)に溶解した溶液を加えた後、溶媒を留去し、これにリン酸緩衝液を加え、振とう、超音波処理および遠心処理した後、上清をろ過処理して回収することにより行い得る。
【0059】
脂肪乳剤化は、例えば当該物質、油成分(大豆油、ゴマ油、オリーブ油等の植物油、MCT等)、乳化剤(リン脂質等)等を混合、加熱して溶液とした後に、必要量の水を加え、乳化機(ホモジナイザー、例えば高圧噴射型や超音波型等)を用いて、乳化・均質化処理して行い得る。また、これを凍結乾燥化することも可能である。なお、脂肪乳剤化するとき、乳化助剤を添加してもよく、乳化助剤としては、例えばグリセリンや糖類(例えばブドウ糖、ソルビトール、果糖等)が例示される。
【0060】
シクロデキストリン包接化は、例えば当該物質を溶媒(エタノール等)に溶解した溶液に、シクロデキストリンを水等に加温溶解した溶液を加えた後、冷却して析出した沈殿をろ過し、滅菌乾燥することにより行い得る。この際、使用されるシクロデキストリンは、当該物質の大きさに応じて、空隙直径の異なるシクロデキストリン(α、β、γ型)を適宜選択すればよい。
【0061】
USPの発現や生理活性の増加、減少、または欠失等の機能障害は、USPが係るユビキチンシステムの異常をきたし、ひいては病的症状を引き起こす。例えば、USPの異常と発癌や神経変性疾患との関連が示唆されている(非特許文献17〜19)。USPは染色体構造の維持にも関与しており、ユビキチン化されたヒストンの脱ユビキチン化が染色体凝集に重要であることが知られている (非特許文献20)し、USPファミリーの1つであるUSP16がH2Aを脱ユビキチン化することが報告されている(非特許文献21)。また、アルツハイマー病やパーキンソン病で観察される蛋白質凝集体の多くが抗ユビキチン抗体に反応することからも(非特許文献17)、神経変性疾患とUSPの機能異常の関係が示唆される。また、ユビキチン経路が筋萎縮症と関連していることについても報告されている(非特許文献22)。上記本発明に係るUSPは、脳および骨格筋、殊に骨格筋での発現が比較的高く、当該USPが神経変性疾患や筋萎縮症と関連している可能性が高い。従って、本発明は、USPの関与する生体機能の解明、例えば発癌プロセスの解明、神経変性疾患、例えばアルツハイマー病やパーキンソン病等の解明、および筋萎縮症の解明、並びにそれらの防止剤および/または治療剤の開発、およびそれらの診断手段として用いる測定法の開発を可能とするものであり、非常に有用である。
【0062】
(診断のための測定方法および試薬)
本発明に係る新規USPおよびその由来物からなるポリペプチドまたはペプチド、本発明に係るポリヌクレオチドおよびその相補鎖、並びに当該USPおよびその由来物からなるポリペプチドまたはペプチドを免疫学的に認識する抗体は、診断マーカーや試薬等として、本発明に係る新規USPおよびその由来物であるポリペプチド、またはこれらをコードするポリヌクレオチドを定量的にまたは定性的に測定する方法に使用できる。また本発明は、これらのうちの1種またはそれ以上を充填した、1個またはそれ以上の容器を含んでなる試薬キットも提供する。当該試薬キットは、上記同定方法および上記測定方法に使用できる。製剤化にあたっては、自体公知のポリペプチドまたはペプチド、蛋白質、ポリヌクレオチド、または抗体等それぞれに応じた製剤化手段を導入すればよい。上記測定方法によれば、新規USPの発現や活性の増加、減少または欠失等が関連する各種病的症状診断が可能になる。
【0063】
本発明に係る新規USPおよびその由来物からなるペプチドまたはポリペプチドの発現または生理活性の異常に起因する疾患の診断手段は、例えば当該USPをコードしている核酸との相互作用や反応性を利用して、相応する核酸の存在量を決定すること、および/または当該USPについて個体中の生体内分布を決定すること、および/または当該USPの存在、個体由来の試料中の存在量を決定することによって行われる。詳しくは、新規USPを診断マーカーとして検定するのである。試料中の当該USPの検出またはその存在量の決定に用いることができる測定法は当業者に周知である。このような測定法には、ラジオイムノアッセイ、競争結合アッセイ、ウェスタンブロット分析、およびELISAアッセイ等がある。また、本発明に係る新規USPをコードするポリヌクレオチドの検出法および定量法としては、例えば増幅、PCR、RTPCR、RNアーゼ保護、ノーザンブロッティング、およびその他のハイブリダイゼーション法を用いてRNAレベルで測定することができる。
【0064】
測定される試料として、個体由来の細胞、例えば血液、尿、唾液、髄液、組織生検または剖検材料等を挙げることができる。また、測定される核酸は、上記各試料から自体公知の核酸調製法により得られる。核酸は、ゲノムDNAを検出に直接使用してもよく、あるいは分析前にPCRまたはその他の増幅法を用いることにより酵素的に増幅してもよい。RNAまたはcDNAを同様に用いてもよい。正常遺伝子型との比較において、増幅生成物のサイズ変化により欠失および挿入を検出することができる。増幅DNAを標識した上記USPをコードするDNAにハイブリダイゼーションさせることにより点突然変異を同定することができる。
【0065】
上記測定により本発明に係るUSPおよび該USPをコードするDNAの変異、減少、または増加を検出することにより、当該USPの異常に起因する疾患、例えば、癌あるいは神経変性疾患等、例えばアルツハイマー病やパーキンソン病等の診断が可能になる。
【0066】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されない。
【実施例1】
(新規USP遺伝子の単離・同定)
本発明に係るUSP遺伝子は、かずさDNA研究所のヒト長鎖cDNA解析情報データベースから、バイオインフォーマティクス(bioinformatics)により、新規プロテアーゼ候補遺伝子として抽出した。本遺伝子の3´末端領域の塩基配列はcDNAクローンKIAA1057(GenBankアクセッション番号:AB028980)と共通の配列であった。cDNAクローンKIAA1057は、977個のアミノ酸をコードする領域を含む5618bpを含有するクローンであり、USPに特徴的なモチーフであるCysドメイン(Cys−box)(G−[LIVMFY]−x(1,3)−[AGC]−[NASM]−x−C−[FYW]−[LIVMFC]−[NST]−[SACV]−x−[LIVMS]−Q)とHisドメイン(His−box)(Y−x−L−x−[SAG]−[LIVMFT]−x(2)−H−x−G−x(4,5)−G−H−Y)およびアスパラギン酸(Asp)ドメインを有する。本発明に係る遺伝子は、Cysドメイン内において既知の当該ドメイン配列と一致していないアミノ酸残基が1つ存在する。
【0067】
cDNAクローンKIAA1057はそのORF内の5′末端領域が欠失してクローニングされていると推定されたため、KIAA1057の塩基配列を基に、さらに上記データベースを検索した。その結果、KIAA1057の塩基配列を含むcDNAクローンbf04274を見い出した。
【0068】
bf04274は7744bpからなるcDNAである。その塩基配列の第389位〜第391位に存在する最初のATGは、その直前にコザックのコンセンサス配列を持つことから、翻訳開始コドンと予測された。すなわち、bf04274は、1556個のアミノ酸残基からなるポリペプチドをコードする翻訳領域(CDS)をその塩基配列の第389位〜第5059位に含む。bf04274の塩基配列を配列表の配列番号2に、bf04274がコードするアミノ酸配列を配列番号1に記載した。KIAA1057はbf04274の塩基配列のうち第2124位から第7741位までの塩基配列に相当し、KIAA1057の推定アミノ酸配列は、bf04274がコードするアミノ酸配列の第580番目から第1556番目のアミノ酸配列に相当する。Cys−boxおよびHis−boxは、bf04274がコードするアミノ酸配列の第626番目〜第641番目および第890番目〜第907番目のアミノ酸配列に存在する。
【0069】
【実施例2】
(新規USPの発現)
実施例1で単離・同定した新規USPをコードするcDNAクローンbf04274発現プラスミドをゲイトウェイTM_クローニング_テクノロジー(Life Technologies社)を用いて作製した。まず、bf04274クローン(pBC SKのHindIII−SacI部位に挿入)を鋳型として、アドバンテージ−HF2_PCRキット(Clontech社)あるいはExpand_high−fidelity_PCR_system(Roche社)を用いて推定CDS領域(配列番号2に記載の塩基配列の第389位〜第5059位)を2段階PCRで増幅した後、BPクロナーゼエンザイム(BP clonase enzyme)を用いた組換え反応によりエントリーベクター(pDONR201)に挿入し、pDONR−bf04274を作製した。なお、プライマーは、1段階目のPCR用にbf04274−AttB(配列番号5)とPrDONR1057(−)(配列番号6)とを、2段階目のPCR用にAttB1 アダプター プライマー(配列番号7)と上記Pr−DONR1057(−)とを使用した。次に、pDONR−bf04274とN−末端His−タグ付加蛋白質(N−terminal His−tagged protein)発現用ベクターであるpDEST17とを用いて、LRクロナーゼエンザイムによる組換え反応によりHis−タグ付加bf04274発現プラスミド(pHis−04274)を作製した。発現プラスミドは、NaClにより発現誘導が可能なE.coli BL21−SI(Life Technologies社)に導入した。CDSの塩基配列が正しく挿入されていることは、シーケンスを行なって確認した。シーケンス反応はビッグダイ_ターミネーター_サイクル_シーケンシング_FS_レディ_リアクション_キット(BigDye Terminator Cycle Sequencing FS Ready Reaction Kit(PE biosystems社)を用い、泳動および解析はABI PRISM310を用いて実施した。
【0070】
上記作製した発現プラスミドを用いて大腸菌でbf04274の発現誘導を行った。LBON/Amp培地(50mg/mlのアンピシリンを含み、NaClを含まないLB培地)に1/10量の大腸菌前培養液を接種し、37℃にてOD600が約1.0前後になるまで培養後、NaClを終濃度0.3Mになるように添加した。さらに約4〜5時間培養後、菌体を回収した。菌体をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)に懸濁した後に超音波処理し、遠心処理により上清を回収して抽出液とした。該抽出液を10%SDS−PAGEにより分離後、抗His−タグ抗体(Penta−HisTM抗体、QIAGEN社)を用いてイムノブロッティングを行った。その結果、推定アミノ酸配列から予測される分子量と同じ分子量の蛋白質(186.8kDa)を検出した。発現蛋白質はその多くが不溶性画分に認められ、可溶性画分への分布は少量であった。なお、検出にはECLウエスタンブロッティング検出キット(western blotting detection kit)(Amersham pharmacia biotech社)を使用した。
【0071】
【実施例3】
(bf04274の脱ユビキチン化活性)
bf04274がコードする蛋白質について、基質との共発現系で、その脱ユビキチン化活性を検討した。この実験系は、酵素発現用プラスミドが有するpBR322系のoriとコンパティビリティを示すp15Aのoriを有する基質発現用プラスミドを使用することにより、酵素と基質を同一菌体内で共発現させるものである(「アーチーブス オブ バイオケミストリー アンド バイオフィジックス(Archieves Of Biochemistry And Biophysics)」,2000年,第379巻,p.198−)。
【0072】
まず、共発現用の各種基質発現プラスミドを構築した。基質は、ヒトユビキチンのC末端にグルタチオン_S−トランスフェラーゼ(GST)を結合させた人工基質Ub−GSTを用いた。pTV118N/Ub−GSTを鋳型としてUb−GSTコード領域をPCRにより増幅させた後、ゲートウェイTM_クローニング_テクノロジーを用いて大腸菌発現用ベクター、pDEST14に挿入し、pDEST14Ub−GSTを作製した。次に、pDEST14Ub−GSTからT7プロモーターおよびUb−GSTコード領域を含む領域をSphIおよびHindIII処理により切り出し、p15A由来のoriを持つpACYC184(ニッポンジーン社)のSphI−HindIII間に組み込み、pACUb−M−GSTを作製した。これを共発現用Ub−M−GST発現プラスミドとした。次に、pACUb−M−GSTをSalIおよびHindIIIで処理し、T7プロモーターおよびUb−GSTコード領域を含む領域をpBluescriptII SK(−)(Stratagene社)のSalI−HindIII間に組み込み、pBSUbGSTを作製した。さらに、pBSUbGSTを鋳型として、クイックチェンジ サイト−ディレクティド_ミュータジェネシス_キット(QuikChange Site−Directed Mutagenesis Kit)(Stratagene社)を用いてGSTのN末端のアミノ酸に対応するコドンをATG(メチオニン:M)から、CCG(プロリン:P)、ATC(イソロイシン:I)、またはCGT(アルギニン:R)に変換したpBSUb−P−GST、pBSUb−I−GST、またはpBSUb−R−GSTを作製した。コドンの変換は、シーケンシングにより確認した。以下、Ub−M−GST、Ub−R−GST、Ub−P−GST、およびUb−I−GSTを総称するときは、Ub−X−GSTという。次に、各pBSUb−X−GSTをHindIIIおよびSphIで処理し、T7プロモーターおよびUb−X−GSTコード領域を含む領域をpACYC184のHindIII−SphI間に組み込み、各共発現用Ub−X−GST発現プラスミド、pACUb−X−GSTを作製した。作製した4種類のpACUb−X−GSTはE.coli BL21−SIに導入し、塩化カルシウム法によりコンピテントセル化した。
【0073】
各pACUb−X−GSTをそれぞれ保持するE.coli BL21−SIコンピテントセルに、実施例2で作製したプラスミドpHis−04274を遺伝子導入した。このとき、一部のコンピテントセルには、pHis−04274の代わりに、陽性コントロールとして既知ユビキチン特異プロテアーゼ15(以下、USP15と略称する)cDNA(KIAA0529クローン)を鋳型として実施例2に記載の方法で作製したHis−タグ付加USP15発現プラスミド(pHis−USP15)、または陰性コントロールとしてHis−タグ付加ルシフェラーゼ(Luc)発現プラスミド(pHis−Luc)をそれぞれ遺伝子導入した。該遺伝子導入されたコンピテントセルを、50mg/mlアンピシリンおよび34mg/mlクロラムフェニコールを含むLBON(NaClを含まないLB培地)プレート上にて培養し、各種共発現株を選択して得た。なお、pHis−USP15の作製において、KIAA0529はUSP15のN末端3アミノ酸残基(MAE)が欠失していたため、ベイカーらの方法に従い(「ゲノミクス(Genomics)」,1999年,第59巻,p.264−)、この3アミノ酸残基に対応するコドンをプライマー内に設計し、完全なCDSとした。また、pHis−Lucは、pGL3−Lucベクター(Promega社)を鋳型として、実施例2と同様にゲートウェイTM_クローニング_テクノロジーを用いて作製した。
【0074】
上記各種共発現株を50mg/mlアンピシリンおよび34mg/mlクロラムフェニコールを含むLBON培地中でOD600が約0.5〜1.2になるまで37℃にて培養後、NaClを終濃度0.3Mになるように添加した。さらに約4または5時間培養後、菌体を回収した。該菌体を培養液の1/10量の50mM Tris−HCl,pH7.6/5mM エチレンジアミン四酢酸(EDTA)/1mM ジチオスレイトール(DTT)に懸濁後、超音波処理により破壊し、遠心処理により上清を回収して大腸菌抽出液を調製した。該抽出液を15%SDS−PAGEにより分離し、1次抗体として抗GST抗体(Amersham pharmacia biotech社)、2次抗体としてホースラディシュ_パーオキシダーゼ(HRP)標識抗ヤギ抗体(Alpha diagnostic international社)を用いてイムノブロッティングを行い、Ub−X−GSTおよび遊離したGSTを検出した。なお、検出はECLウエスタンブロッティング検出キットを使用した。
【0075】
その結果、図1に示すように、プラスミドpHis−04274とUb−R−GSTとを共発現させた大腸菌から調製した抽出液では、Ub−R−GST以外に、Ub−R−GSTからUbが加水分解されて生じたGSTが検出された。しかし、Ub−M−GST、Ub−P−GST、またはUb−I−GSTとの共発現系では、GSTが検出されなかった。一方、陽性コントロールであるUSP15を、bf04274の代わりに基質と共発現させたときには上記4種類の基質のいずれに対しても脱ユビキチン化活性が認められたが、陰性コントロールであるルシフェラーゼでは認められなかった。
【0076】
このようにプラスミドpHis−04274により発現された蛋白質は、Ubがアルギニン(R)残基を介して蛋白質に結合している人工基質に対して基質選択性を示した。既知USPについて同様に基質選択性を検討したが、Ub−R−GSTに対する基質選択性を示すものは、本発明に係る新規USPのみであった。Ub−GSTは、Ubが蛋白質(GST)とペプチド結合していることから、前駆体Ubモデルと考えられる。bf−04274がコードする蛋白質は、Ub−GSTを基質としてUbを解離するため、生体内において前駆体UbからのUb生成に関与している可能性がある。
【0077】
【実施例4】
(bf−04274がコードする蛋白質の酵素活性部位の特定)
USPはシステインプロテアーゼの1つであり、Cys−box内に存在するシステイン残基が活性部位であると考えられている。そこで、bf04274がコードする蛋白質の推定活性残基である第634番目のシステイン(C)をセリン(S)に置換した変異体(bf04274C634S)を作製した。まず、第634番目のシステインをクイックチェンジ_サイト−ディレクティド_ミュータジェネシス_キットを用いてセリンに置換した。使用したプライマーは、第634番目のシステインのコドンであるTGTがセリンのコドンであるTCTに置換するように設計した(配列番号8)。変異の導入をシーケンシングにて確認し、His−タグ付加bf04274C634S発現プラスミド、pHis−04274Mutを得た。シーケンス反応はCy5_サーモシーケナーゼ_ダイ_サーミネーター_キット(ThermoSequenase Dye Therminator Kit)を用い、泳動および解析はロング_リード_タワー(Long Read Tower)(いずれもAmersham pharmacia biotech社)を用いて実施した。
【0078】
pHis−04274Mut、実施例2または実施例3で作製したpHis−04274、pHis−USP15、あるいはpHis−Lucをそれぞれ、実施例3と同様にpACUb−R−GSTと共に大腸菌で共発現させた。その結果、図2に示すように、bf04274を発現させたときに認められたUb−R−GSTに対する脱ユビキチン化活性が、bf04274C634Sにおいては消失していることが判明した。すなわち、bf04274がコードする蛋白質は、第634番目のシステイン残基を活性部位とするシステインプロテアーゼであることが確認された。
【0079】
【実施例5】
(KIAA1057−1がコードする遺伝子産物の脱ユビキチン化活性の検討)bf04274のN末端側を521アミノ酸残基(配列番号3)欠失させたポリペプチドをコードするKIAA1057−1を含むプラスミドを実施例2と同様の方法で作製し、実施例3と同様の方法で基質と共に大腸菌で共発現させてその脱ユビキチン化活性を検討した。その結果、KIAA1057−1は、USPファミリーの特徴であるCys−BoxおよびHis−Boxを保有しているが、4種類の人工基質それぞれとの共発現系において、脱ユビキチン化活性を示さなかった(図3)。
以上の結果から、bf04274がコードする蛋白質のN末端側には、文献(非特許文献15)に記載されたUSPと同様に、基質の認識に関与する部位が存在すると考えられる。
【0080】
【発明の効果】
かずさDNA研究所のヒト長鎖cDNA解析情報データベースから、バイオインフォーマティクス(bioinformatics)により、新規プロテアーゼ候補遺伝子としてbf04274を抽出し、本遺伝子の遺伝子産物がユビキチン化蛋白質を脱ユビキチン化するユビキチン特異プロテアーゼ(USP)の1つであることを見い出した。さらに、本発明に係るUSPは、N末端から521アミノ酸残基を欠失させると脱ユビキチン化活性が消失することを見い出した。
本発明は、USPの関与する生体機能の解明、例えば、発癌プロセスの解明、筋萎縮症、および神経変性疾患、例えばアルツハイマー病やパーキンソン病等の解明、並びにそれらの防止、治療、および診断を可能にするものであり、非常に有用である。
【0081】
【配列表フリーテキスト】
配列番号5:プライマーとして用いるために設計されたオリゴヌクレオチド。
配列番号6:プライマーとして用いるために設計されたオリゴヌクレオチド。
配列番号7:プライマーとして用いるために設計されたオリゴヌクレオチド。
配列番号8:プライマーとして用いるために設計されたオリゴヌクレオチド。
【0082】
【配列表】

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【図面の簡単な説明】
【図1】 bf04274の脱ユビキチン化活性が、bf04274と人工基質(Ub−R−GST、Ub−M−GST、Ub−I−GST、またはUb−P−GST)とを共に大腸菌で発現させた共発現系で認められたことを示す図である。図中、USP15およびルシフェラーゼは、それぞれ脱ユビキチン化活性の陽性コントロールおよび陰性コントロールである。レーン左側の数値は分子量を示す。
【図2】 bf04274の推定酵素活性部位である、N末端から第634番目のシステイン(C)残基をセリン(S)残基に置換すると(bf04274C634S)、その脱ユビキチン化活性が消失したことを示す図である。図中、USP15およびルシフェラーゼは、それぞれ脱ユビキチン化活性の陽性コントロールおよび陰性コントロールである。レーン左側の数値は分子量を示す。
【図3】 bf04274のN末端から521アミノ酸残基を欠失させたKIAA1057−1の脱ユビキチン化活性が、KIAA1057−1と人工基質(Ub−R−GST、Ub−M−GST、Ub−I−GST、またはUb−P−GST)とを共に大腸菌で発現させた共発現系で認められたことを示す図である。図中、USP15およびルシフェラーゼは、それぞれ脱ユビキチン化活性の陽性コントロールおよび陰性コントロールである。レーン左側の数値は分子量を示す。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a novel protease having deubiquitination activity (hereinafter sometimes abbreviated as USP) and a gene encoding the same. More specifically, a polypeptide or peptide having all or part of the amino acid sequence of a novel USP, a polynucleotide encoding the polypeptide or a polynucleotide encoding the peptide, or a complementary strand thereof, and a recombinant vector containing the polynucleotide , A transformant containing the recombinant vector, the polypeptide or an antibody against the peptide, a compound interacting with the polypeptide or the polynucleotide, an antagonist of the polypeptide, a pharmaceutical composition comprising one or more of these Product, method for producing the polypeptide or the peptide, method for identifying the polypeptide or the compound having interaction with the peptide or the polynucleotide, method for measuring the polypeptide or the peptide or the polynucleotide, and the method for identifying the same Or the measurement method A reagent kit for use.
[0002]
[Prior art]
Ubiquitin (hereinafter sometimes abbreviated as Ub) is a peptide chain consisting of 76 amino acid residues, and its amino acid sequence is highly conserved from yeast to human. Ub has various roles in vivo, such as carcinogenesis (Non-patent documents 1 to 4), cell cycle (non-patent documents 5 to 7), viral infection (non-patent document 8), and neurodegenerative diseases (non-patent document). It is involved in many biological reactions such as 9-11).
[0003]
The most important function of Ub is to act as a signal in proteolysis in the 26S proteasome. By a series of ubiquitinases such as ubiquitin activating enzyme (E1), ubiquitin-conjugating enzyme (E2) and ubiquitin ligase (E3), Ub is isopeptide-bonded to the target protein to form a polyubiquitin chain. The polyubiquitin chain is recognized by the proteasome as a degradation signal, whereby the ubiquitinated protein is degraded.
[0004]
On the other hand, the presence of a deubiquitinase (DUB) that catalyzes a deubiquitination reaction in which Ub dissociates from a ubiquitinated protein has been reported. DUBs are roughly classified into two families based on their structures (Non-Patent Documents 12 to 14). One is called ubiquitin C-terminal hydrolase (UCH), which has many molecular weights of 20 kDa to 30 kDa, and preserves the primary structure between different species. UCH dissociates Ub mainly when a small molecule is bound to the C-terminus of Ub. The other is called a ubiquitin specific protease (USP, UBP, or UCH_type II), and its molecular weight varies from 40 kDa to 150 kDa, and there is little common amino acid sequence between different species. USP has a cysteine (Cys) domain (Cys box), a histidine (His) domain (His box), and an aspartic acid (Asp) domain as its active domain, and a cysteine residue present in the Cys domain as an active site It is a protease. There is also a report (Non-patent Document 15) that the USP N-terminal sequence is involved in substrate recognition. USP dissociates Ub when a polymer is bound to the C-terminus of Ub.
[0005]
The functions of USP in vivo can be roughly divided into three. The first is a function of generating Ub from a precursor Ub such as a ribosomal protein-fused ubiquitin or a peptide-bonded polyubiquitin chain. This involves Ub-CEP52, which is one of the USPs. Part 2 is a function of dissociating Ub from an isopeptide-bonded ubiquitinated protein, and suppresses protein degradation by suppressing ubiquitination of the protein. The third is a function of disassembling an isopeptide-linked polyubiquitin chain after being degraded by the proteasome. For example, isopeptidase T known as USP5 has this function (Non-patent Document 16). .
[0006]
One of the functions of the ubiquitin system composed of Ub, USP, and the like is removal of abnormal proteins generated in vivo, and quantitative adjustment by degradation of transcription factors, signal transduction factors, etc. (Non-patent Document 17) USP dysfunction causes this system to malfunction. It has been suggested that USP abnormalities are associated with carcinogenesis and neurodegenerative diseases (Non-Patent Documents 17 to 19). For example, it has been reported that many protein aggregates observed in Alzheimer's disease and Parkinson's disease react with anti-ubiquitin antibodies (Non-patent Document 17). USP is also involved in maintaining the chromosomal structure, and it is known that deubiquitination of ubiquitinated histones is important for chromosome aggregation (Non-patent Document 20), and one of the USP families. USP16 is reported to deubiquitinate H2A (Non-patent Document 21). Furthermore, it has been reported that the ubiquitin pathway is associated with muscle atrophy (Non-patent Document 22).
[0007]
[Non-Patent Document 1]
"FEBS Letters", 1997, vol. 420, p. 25-
[Non-Patent Document 2]
“Oncogene”, 1993, Vol. 8, p. 2307-
[Non-Patent Document 3]
“Oncogene”, 1995, Vol. 10, p. 2179-
[Non-Patent Document 4]
“Nature”, 1993, 366, p. 313
[Non-Patent Document 5]
“Annual Review of Biochemistry”, 1998, Vol. 67, p. 425-
[Non-Patent Document 6]
“Proceedings of the National Academy of the United States of America”, 1996, Vol. 93, “Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”. 3275-
[Non-Patent Document 7]
“Journal of Biological Chemistry”, 1997, Vol. 272, p. 51-
[Non-Patent Document 8]
“EMBO Journal”, 1997, Vol. 16, p. 1519-
[Non-patent document 9]
“Trends In Neurosciences”, 1998, Vol. 21, p. 516-
[Non-Patent Document 10]
“Nature”, 1998, Vol. 395, p. 451-452
[Non-Patent Document 11]
“Nature Genetics”, 1998, Vol. 23, p. 47-
[Non-Patent Document 12]
“Biochemical And Biophysical Research Communications”, 1999, Vol. 266, p. 633
[Non-Patent Document 13]
“FASEB Journal”, 1997, Vol. 11, p. 1245-
[Non-Patent Document 14]
“Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology”, 1998, Vol. 33, p. 337-
[Non-Patent Document 15]
“Journal of Biological Chemistry”, 2001, Vol. 276, p. 20357-20363
[Non-Patent Document 16]
“Biochemistry”, 1995, Vol. 34, p. 14535
[Non-Patent Document 17]
Toshiaki Suzuki, Hideki Shimura, Nobutaka Hattori, “Ubiquitin and Neurodegenerative Diseases”, “Experimental Medicine”, 2000, Vol. 18, p. 1478-1482
[Non-Patent Document 18]
Toshiaki Suzuki, “Various Actions of Deubiquitinating Enzymes”, “Experimental Medicine”, 2001, Vol. 19, p. 193-
[Non-Patent Document 19]
Anan Tadashi, Nakao Mitsuyoshi, “Molecular Mechanisms of Ubiquitin Disease”, “Proteins / Nucleic Acids / Enzymes”, 1999, Vol. 44, p. 776-
[Non-Patent Document 20]
“BioEssays”, 1992, Vol. 14, p. 9-
[Non-patent document 21]
“Proceedings of the National Academy of Sciences of United States of America,” 1996, Vol. 96, “Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”. 2828-
[Non-Patent Document 22]
“Current Opinion In Clinical Nutrition And Metabolic Care”, 2001, Vol. 4, p. 183-190
[Non-Patent Document 23]
“Kazusa DNA Research Institute DNA Sequence Analysis Analysis Information Database, HUGE”, Internet <http: // www. kazusa. or. jp / huge / gfpage>
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Many USPs exist in the living body, and it is considered that each has different substrate specificity and physiological function. Therefore, in order to elucidate diseases caused by abnormal USPs, such as carcinogenesis and neurodegenerative diseases, and to prevent, treat and diagnose them, it is necessary to discover and use many new USPs. .
[0009]
One of the problems to be solved by the present invention is to find a new USP and to control the USP in vivo. More specifically, it is to provide a USP having a novel property, and a polypeptide or peptide derived from the novel USP that is useful in connection therewith, a polynucleotide encoding the same, and an antibody against the polypeptide or the peptide Is to provide. Furthermore, it is to identify an inhibitor, antagonist or promoter of the expression and / or physiological activity of a novel USP, and to provide the identified compound. Moreover, it is providing the pharmaceutical composition using the said polypeptide or the said peptide, the said polynucleotide, the said antibody, and the said compound, and the measuring method of the said polypeptide, the said peptide, or the said polynucleotide. Still another object of the present invention is to provide a novel USP-derived polypeptide or peptide production method by genetic engineering techniques using the above polynucleotide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present inventors have made intensive efforts and succeeded in obtaining a USP gene and its protein having novel characteristics. More specifically, a cDNA clone was extracted as a novel protease candidate gene from the Kazusa DNA Laboratory human long-chain cDNA analysis information database, and expressed in a gene expression system using Escherichia coli to obtain a protein encoded by the gene. . Furthermore, the obtained protein exhibits deubiquitination activity, and the protein lacking 521 consecutive amino acid residues from the N-terminal first to 521-th sequence does not exhibit deubiquitination activity The present invention was completed.
[0011]
That is, the present invention
(1) a polypeptide selected from the following group;
(1) a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing;
(2) a polypeptide containing a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing;
(3) A polypeptide having at least about 70% homology on the amino acid sequence with a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having deubiquitination activity,
and
(4) The polypeptide according to any one of (1) to (3) has a mutation such as deletion, substitution, addition or insertion of one to several amino acids in the amino acid sequence, and deubiquitination activity A polypeptide having
(2) A polypeptide selected from the following group, having a deubiquitination activity;
(1) a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing;
(2) a polypeptide containing a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing;
(3) A polypeptide having at least about 70% homology on the amino acid sequence with a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing,
and
(4) A polypeptide having a mutation such as deletion, substitution, addition, or insertion of one to several amino acids in the amino acid sequence in the polypeptide of any one of (1) to (3) above,
(3) a peptide having at least about 5 consecutive amino acid sequences of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing;
(4) a polypeptide selected from the following group;
(A) a polypeptide comprising 521 consecutive amino acid residues from the N-terminal first amino acid residue to the 521st amino acid residue of a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing ,
(B) A polypeptide comprising 521 consecutive amino acid residues from the N-terminal first amino acid residue to the 521st amino acid residue of a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing And a polypeptide that has at least about 70% amino acid sequence homology and inhibits the deubiquitination activity of the polypeptide of (1) or (2) above,
and
(C) The polypeptide of (a) or (b) has a mutation such as deletion, substitution, addition or insertion of one to several amino acids in the amino acid sequence, and (1) or A polypeptide that inhibits the deubiquitination activity of the polypeptide of (2),
(5) A polypeptide selected from the following group, which inhibits the deubiquitination activity of the polypeptide of (1) or (2);
(A) a polypeptide comprising 521 consecutive amino acid residues from the N-terminal first amino acid residue to the 521st amino acid residue of a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing ,
(B) A polypeptide comprising 521 consecutive amino acid residues from the N-terminal first amino acid residue to the 521st amino acid residue of a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing A polypeptide having at least about 70% amino acid sequence homology with
and
(C) a polypeptide having a mutation such as deletion, substitution, addition or insertion of one to several amino acids in the amino acid sequence in the polypeptide of (a) or (b),
(6) A polypeptide comprising 521 consecutive amino acid residues from the N-terminal first amino acid residue to the 521st amino acid residue of a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing A peptide having an amino acid sequence of at least about 5 consecutive amino acid sequences and inhibiting the deubiquitination activity of the polypeptide of (1) or (2) above,
(7) The polypeptide of (1) or (2), or the polynucleotide encoding the peptide of (3) or a complementary strand thereof,
(8) a polynucleotide comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing or a complementary strand thereof,
(9) a polynucleotide comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing or a polynucleotide comprising at least about 15 consecutive nucleotide sequences of its complementary strand, (10) the above (7) to (9) A polynucleotide that hybridizes with any polynucleotide or its complementary strand under stringent conditions;
(11) The polypeptide of (4) or (5), or the polynucleotide encoding the peptide of (6) or a complementary strand thereof,
(12) a polynucleotide comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing or a complementary strand thereof,
(13) A recombinant vector containing the polynucleotide according to any one of (7) to (12),
(14) The recombinant vector according to (13), wherein the recombinant vector is an expression recombinant vector,
(15) A transformant into which the recombinant vector of (13) or (14) has been introduced,
(16) A method for producing the polypeptide of (1), (2), (4) or (5) above, or the peptide of (3) or (6) above, A method comprising culturing a transformant into which a recombinant vector has been introduced, or a cell-free protein synthesis means using the recombinant vector of (13) or (14),
(17) An antibody that immunologically recognizes the polypeptide of (1), (2), (4) or (5), or the peptide of (3) or (6),
(18) The antibody according to (17), which inhibits deubiquitination activity,
(19) A compound that interacts with the polypeptide of (1) or (2) to inhibit or enhance its physiological activity, and / or interacts with the polynucleotide of (7) or (8). A method for identifying a compound that inhibits or promotes the expression of the polypeptide of (1), (2), (4) or (5), (3) or (6) A peptide, the polynucleotide of any one of (7) to (12), the recombinant vector of (13) or (14), the transformant of (15), and the (17) or (18) A method comprising using at least one of the antibodies
(20) interacts with the polypeptide of (1) or (2) to inhibit or enhance its physiological activity and / or interacts with the polynucleotide of (7) or (8) A method of identifying a compound that inhibits or promotes its expression, wherein the polypeptide or the polynucleotide and the compound are contacted under conditions that allow the compound to interact with the polypeptide or the polynucleotide. The compound interacts with the polypeptide or polynucleotide by detecting the presence or absence or change of a signal resulting from the interaction of the compound with the polypeptide or the polynucleotide, Whether to inhibit or promote the physiological activity of the polynucleotide or the expression of the polynucleotide How to constant,
(21) The compound identified by the method of (19) or (20),
(22) interacting with the polypeptide of (1) or (2) to inhibit or enhance deubiquitination activity, or interacting with the polynucleotide of (7) or (8) A compound that inhibits or promotes its expression,
(23) The antagonist of the polypeptide of (1) or (2), comprising the polypeptide of (4) or (5) and / or the peptide of (6),
(24) The polypeptide of (1), (2), (4) or (5), the peptide of (3) or (6), any of (7) to (12) The polynucleotide of (13) or (14), the transformant of (15), the antibody of (17) or (18), the compound of (21) or (22) And a pharmaceutical composition comprising at least one of the antagonists of (23) above,
(25) The polypeptide of (1), (2), (4) or (5), the peptide of (3) or (6), any of (7) to (12) The polynucleotide of (13) or (14), the transformant of (15), the antibody of (17) or (18), the compound of (21) or (22) And an agent for preventing and / or treating a neurodegenerative disease, comprising at least one of the antagonists of (23),
(26) The preventive and / or therapeutic agent for neurodegenerative disease according to (25), wherein the neurodegenerative disease is Alzheimer's disease and / or Parkinson's disease,
(27) The polypeptide of (1), (2), (4) or (5), the peptide of (3) or (6), any of (7) to (12) The polynucleotide of (13) or (14), the transformant of (15), the antibody of (17) or (18), the compound of (21) or (22) And an agent for preventing and / or treating muscular atrophy, comprising at least one of the antagonists of (23),
(28) The polypeptide of (1), (2), (4) or (5) above, or the polynucleotide of (7), (8), (11) or (12) above A method of measuring quantitatively or qualitatively,
(29) The polypeptide of (1), (2), (4) or (5), the peptide of (3) or (6), any of (7) to (12) The recombinant vector of (13) or (14), the transformant of (15), the antibody of (17) or (18), and the antagonist of (23) A reagent kit comprising at least one of them.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(New USP)
Human USP provided in the present invention is a protein encoded by cDNA clone bf04274 selected as a gene having a protease motif from a long-chain cDNA library derived from human brain. The USP was obtained by expressing in E. coli into which an expression plasmid incorporating the above gene was introduced. The USP is a novel USP that has almost no homology except that it has a highly homologous Cys domain and His domain in the amino acid sequence of known USP. The USP gene consists of 7744 bases (SEQ ID NO: 2 in the sequence listing), its open reading frame (ORF) full length is 4671 bases, and the gene product of the gene consists of 1556 amino acid residues (SEQ ID NO: 1). ). Hereinafter, this gene is referred to as a new USP gene, and the gene product of the gene is referred to as a new USP. The C-terminal 5618 bases of the novel USP gene and the C-terminal 977 amino acid residues of the novel USP are common to the gene of KIAA1057 (GenBank accession number: AB026980) and the gene product thereof, respectively.
[0013]
When the novel USP gene was expressed together with an artificial substrate in a gene co-expression system, it acted on the artificial substrate and showed deubiquitination activity. On the other hand, when 521 amino acid residues deleted from the N-terminus of novel USP (KIAA1057-1) and an artificial substrate were reacted in vitro or in a gene co-expression system, no deubiquitination activity was observed. KIAA1057-1 includes KIAA1057. KIAA1057 has already been disclosed to have a base sequence, an encoded amino acid sequence, and a Cys domain and His domain that are characteristic of USP (Non-patent Document 23). However, KIAA1057-1 containing the amino acid sequence disclosed as KIAA1057 did not show deubiquitination activity. That is, by isolating and identifying a novel USP in the present invention, it was confirmed for the first time that the novel USP had deubiquitination activity, and a protein having enzyme activity could be obtained. Furthermore, it has been clarified that the novel USP has substrate selectivity and, in the study using an artificial substrate, selectively acts on Ub bound to the protein via arginine. None of the known USPs are known to act selectively on such Ub. In addition, since it has been disclosed that KIAA1057 cDNA is strongly expressed in brain, skeletal muscle, heart, etc., particularly in skeletal muscle, it is considered that a novel USP gene is also expressed in brain, skeletal muscle, etc. It is done.
[0014]
(Polypeptide or peptide)
The polypeptide according to the present invention is a gene product of a novel USP gene, and is a polypeptide obtained by expressing the gene in cells such as Escherichia coli. Here, the polypeptide means a long-chain peptide such as a protein among arbitrary peptides containing two or more amino acids bonded to each other by peptide bonds or modified peptide bonds, Short chain peptides, also called oligomers, are simply called peptides. In the present specification, amino acids may be represented by 3 letters or 1 letter.
[0015]
One embodiment of the polypeptide according to the present invention is a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing. Another embodiment is a polypeptide containing a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1.
[0016]
Another embodiment is a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing, and about 70% or more, preferably about 80% or more, more preferably about 90% or more, more preferably on the amino acid sequence. Is a polypeptide having about 95% or more homology. More preferably, it is a polypeptide having an activity equivalent to that of the polypeptide shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, for example, deubiquitination activity. For example, as shown in the Examples described later, the deubiquitination activity is obtained by binding a glutathione_S-transferase (GST) to the C terminus of human ubiquitin via arginine, isoleucine, methionine, or proline as a substrate. Whether or not ubiquitin can be dissociated from the substrate can be measured by detecting GST after ubiquitin dissociation by a known method such as an immunoblotting method using an anti-GST antibody. More preferably, the polypeptide exhibits a deubiquitination activity by selectively acting on a substrate to which Ub is bound via arginine. Techniques for determining amino acid sequence homology are known per se. For example, a method for directly determining the amino acid sequence, a method for determining the base sequence of cDNA and estimating the amino acid sequence encoded by this can be used. Naturally, homologous gene products of animal species other than humans are also included in the scope of the present invention.
[0017]
Furthermore, by using deubiquitination activity as an index based on the polypeptide thus identified, one or more, for example, 1 to 100, preferably 1 to 30, more preferably 1 A polypeptide comprising an amino acid sequence having mutations such as deletion, substitution, addition or insertion of 1 to 20, more preferably 1 to 10, particularly preferably 1 to several amino acids is also provided. The peptide or polypeptide having a mutation may be naturally occurring or may have a mutation introduced therein. Means for introducing mutations such as deletion, substitution, addition and insertion are known per se. For example, site-specific mutagenesis, gene homologous recombination, primer extension, or polymerase chain amplification (PCR) alone Or as appropriate, for example, Sambrook et al., “Molecular Cloning Laboratory Manual”, 2nd edition, Cold_Spring_Harbor_Laboratory_Press, 1989, edited by Masaki Matsumura, “Lab Manual Genetic Engineering”, Maruzen Co., Ltd. 1988, Ehrlich, “PC Technology”, “Principle and Application of DNA Amplification”, Stockton Press, 1989, etc. For example, Ulmer technology ("Science ( cience) ", 1983, No. 219 Volume, p.666-) can be utilized.
[0018]
From the viewpoint of not changing the basic properties (physical properties, physiological activity, immunological activity, etc.) of the polypeptide in the introduction of mutations as described above, for example, homologous amino acids (polar amino acids, nonpolar amino acids, Mutual substitution between hydrophobic amino acids, hydrophilic amino acids, positively charged amino acids, negatively charged amino acids, aromatic amino acids, etc.) is easily envisaged. Furthermore, these peptides can be altered to the extent that they do not undergo significant changes in function, such as modification of their constituent amino groups or carboxyl groups.
[0019]
Thus, a polypeptide having an activity equivalent to the physiological activity possessed by the novel USP, for example, an equivalent deubiquitination activity can be provided in the present invention. In addition, polypeptides with altered activity intensity or substrate specificity can be provided.
[0020]
Furthermore, a polypeptide or peptide having a partial sequence of a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing is also included in the scope of the present invention. The polypeptide or peptide having the partial sequence consists of 5 or more amino acids, preferably 8 or more amino acids, more preferably 12 or more, still more preferably 15 or more consecutive amino acids as the minimum unit. is there. For example, a polypeptide or peptide consisting of the minimally active unit (region or domain) of the biological activity possessed by the novel USP is also provided in the present invention. The polypeptide or peptide having the partial sequence is a novel USP or a substance that modulates the activity of the polypeptide having a physiological activity equivalent to that of the novel USP, for example, a deubiquitination activity, or an identification of a substance that modulates the physiological activity It is useful as a reagent used for the above.
[0021]
Specifically, for example, the polypeptide or peptide having the partial sequence can be used as an antagonist of the above polypeptide having a novel USP or a physiological activity equivalent to that of the novel USP, for example, a deubiquitination activity. For example, a polypeptide consisting of 521 amino acid residues from the N-terminal first amino acid residue to the 521st amino acid residue of a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing (sequence listing In SEQ ID NO: 3), when this site is deleted, the deubiquitination activity of the polypeptide consisting of the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing disappears, and the ubiquitin-specific protease (UBP) N-terminal side Since there is a report that the sequence is involved in substrate recognition (Non-patent Document 15), it is considered that the sequence is involved in substrate recognition of a novel USP. Such a polypeptide having a substrate recognition site but no enzyme active site can be used as an antagonist of the enzyme from which it is derived. Therefore, the polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the Sequence Listing is a novel USP or an antagonist of the above polypeptide having a physiological activity equivalent to the novel USP, and has a physiological activity such as deubiquitination activity. Can be used for inhibition.
[0022]
The polypeptide that inhibits the physiological activity of the above-mentioned polypeptide having a physiological activity equivalent to that of the new USP or the novel USP, for example, the deubiquitination activity is not limited to the polypeptide described in SEQ ID NO: 3 in the Sequence Listing. The polypeptide may be any polypeptide that can inhibit the physiological activity of, for example, deubiquitination activity, for example, about 70% or more, preferably about 80% or more in terms of the amino acid sequence with the polypeptide of SEQ ID NO: 3 in the Sequence Listing. Preferably, the polypeptide having the homology of about 90% or more, more preferably about 95% or more, and the polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or the physiological activity of the polypeptide having the same physiological activity as the polypeptide Polypeptides that can inhibit the activity, for example, deubiquitination activity. Further, for example, based on the polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing, by using the ability to inhibit deubiquitination activity as an index, one or more, for example, 1 to 100, preferably Amino acid sequence having mutations such as deletion, substitution, addition or insertion of 1 to 30, more preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, particularly preferably 1 to several amino acids A polypeptide consisting of can also be provided. The same means as described above can be used for deletion, substitution, addition, or insertion.
[0023]
Furthermore, it is a partial peptide of a polypeptide that inhibits the physiological activity of the above-mentioned polypeptide having a physiological activity equivalent to that of the novel USP or the novel USP, for example, the deubiquitination activity, and inhibits the physiological activity, for example, the deubiquitination activity Such peptides are also included in the scope of the present invention.
[0024]
A novel USP or a polypeptide or peptide that inhibits the physiological activity of the above-mentioned polypeptide having a physiological activity equivalent to that of the novel USP, for example, a polypeptide or peptide that inhibits the deubiquitination activity in an experimental system for measuring the deubiquitination activity. Can be obtained by examining the above. As the experimental system, for example, as shown in the Examples described later, a substrate in which glutathione_S-transferase (GST) is bound to the C-terminus of human ubiquitin via arginine, isoleucine, methionine, or proline is used as a substrate. An experimental system for detecting whether ubiquitin can be dissociated from the substrate by a known method such as an immunoblotting method using an anti-GST antibody after the ubiquitin dissociation can be used.
[0025]
Further, among the polypeptides or peptides having the above partial sequence, the peptide that can be immunologically recognized is, for example, an epitope peptide, as an antigen for producing an antibody specific for a novel USP as described later. Alternatively, it can be used in combination with a carrier (for example, keyhole limpet hemocyanin or ovalbumin).
[0026]
The scope of the present invention also includes a polypeptide or peptide according to the present invention bound to another type of protein or substance such as a carrier. For example, in order to facilitate the detection or purification of the polypeptide or the like according to the present invention or to add another function, another type of protein or peptide such as glutathione_S-transferase is added to the N-terminal side or C-terminal side thereof. (GST), luciferase, GFP, β-galactosidase, immunoglobulin Fc fragment such as IgG, His-tag, Myc-tag, Flag-tag etc. directly or indirectly via linker peptide It may be added by using a technique or the like.
[0027]
(Polynucleotide)
The present invention provides the above polypeptide or a polynucleotide encoding the above peptide and its complementary strand. For example, the polynucleotide according to the present invention is a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing or a complementary strand thereof. Preferably, it is a polynucleotide consisting of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing or its complementary strand. Furthermore, a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 of the sequence listing according to the present invention or a complementary strand thereof, preferably a polynucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 of the sequence listing, or a complementary strand thereof. Included in the range.
[0028]
Furthermore, the present invention provides a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to the above-mentioned polynucleotide or a complementary strand thereof, preferably a polynucleotide comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing or a corresponding region of the complementary strand thereof. I will provide a. The hybridization conditions can be in accordance with, for example, Sambrook et al., “Molecular Cloning Laboratory Manual”, 2nd edition, Cold Spring_Harbor_Laboratory_Press, 1989, and the like. These polynucleotides are not necessarily complementary sequences as long as they hybridize to the target polynucleotide, preferably the polynucleotide comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the Sequence Listing or its complementary strand.
[0029]
The polynucleotide according to the present invention is a polynucleotide or oligonucleotide comprising a sequence of 10 or more nucleotides corresponding to the designated base sequence region of the polynucleotide, preferably 15 or more, more preferably 20 or more. Includes nucleotides or their complementary strands.
[0030]
These polynucleotides or oligonucleotides provide gene information useful for the production of the polypeptide according to the present invention, or can be used as a reagent or standard for nucleic acids. For example, it can be used as a probe or primer for detecting a nucleic acid encoding a novel USP, for example, its gene or mRNA, or as an antisense oligonucleotide for regulating gene expression. In that sense, the polynucleotides and oligonucleotides according to the present invention include not only translated regions but also those corresponding to untranslated regions. Here, for selection of a polynucleotide encoding a novel USP or the above-mentioned polypeptide having physiological activity equivalent to that of the USP, for example, a known protein expression system is used to confirm the expressed protein, and its physiological activity, for example, deactivation. It can be performed using ubiquitination activity as an index. As a known protein expression system, for example, a cell-free protein expression system utilizing a ribosome technology derived from embryos or rabbit reticulocytes (“Nature, 1957, 179, pp. 160-161). ).
[0031]
(Recombinant vector)
A recombinant vector can be obtained by incorporating the polynucleotide into an appropriate vector DNA. The vector DNA to be used is appropriately selected depending on the type of host and intended use. The vector DNA may be one in which a part of the DNA other than the part necessary for growth is missing in addition to the one extracted from naturally occurring ones. For example, vectors derived from chromosomes, episomes and viruses such as bacterial plasmids, bacteriophages, transposons, yeast episomes, insertion elements, yeast chromosome elements, such as baculovirus, papovavirus, SV40, vaccinia virus, adenovirus, Examples include vectors derived from viruses such as fowlpox virus, pseudorabies virus and retrovirus, and vectors in combination thereof, such as vectors derived from plasmid and bacteriophage genetic elements, such as cosmids and phagemids. Moreover, an expression vector, a cloning vector, etc. can be used depending on the purpose.
[0032]
Recombinant vectors are composed of the gene sequence of interest and a gene sequence carrying information on replication and control, such as a promoter, a ribosome binding site, a terminator, a signal sequence, an enhancer, etc., and these are combined by a method known per se. Produced. As a method for incorporating the polynucleotide according to the present invention into the vector DNA, a method known per se can be applied. For example, a method is used in which an appropriate restriction enzyme is selected and treated to cleave DNA at a specific site, and then mixed with DNA used as a similarly treated vector and religated by ligase. Alternatively, the desired recombinant vector can also be obtained by ligating a suitable linker to the polynucleotide of interest and inserting it into a multicloning site of a vector suitable for the purpose.
[0033]
(Transformant)
A transformant can be obtained by introducing a vector DNA incorporating the polynucleotide into a host known per se by a method known per se. Examples of the host include Escherichia coli, yeast, Bacillus subtilis, insect cells, and animal cells. In the case of introducing a gene, a more preferable system is an integration method into a chromosome if the stability of the gene is taken into account, but an autonomous replication system using an extranuclear gene can be used conveniently. The introduction of vector DNA into host cells can be performed according to the standard methods described in, for example, Sambrook et al., “Molecular Cloning Laboratory Manual”, Second Edition, Cold Spring Spring Harbor Laboratory Press, 1989, etc. It can be done by a method. Specifically, calcium phosphate transfection, DEAE-dextran mediated transfection, microinjection, cationic lipid mediated transfection, electroporation, transduction, scrape loading, ballistic introduction, and infection Etc.
[0034]
Moreover, if an expression vector is used as the vector DNA to be introduced into the transformant, the polypeptide or peptide according to the present invention can be provided. The transformant introduced with the expression vector DNA into which the polynucleotide is incorporated is cultured under the optimum conditions for the culture conditions of each host. The culture is performed by the action of the polypeptide or peptide of the present invention expressed by the transformant, for example, at least the deubiquitination activity or the like, or the polypeptide or the peptide produced in the host or produced outside the host. Although the amount may be used as an index, subculture or batch culture may be performed using the amount of transformant in the medium as an index.
[0035]
(Manufacture of polypeptide or peptide)
The polypeptide or peptide according to the present invention can be produced by genetic engineering techniques as described above using the above vector or transformant. It can also be produced by methods known in normal peptide chemistry. For example, methods described in “Peptide Synthesis”, Maruzen Co., Ltd., 1975, “Peptide Synthesis”, Interscience, New York, 1996 can be exemplified, but of course known methods Is widely available.
[0036]
Purification or recovery of the polypeptide or peptide according to the present invention can be performed by combining molecular sieve, ion column chromatography, affinity chromatography, etc., using its physiological activity, for example, at least deubiquitination activity as an index, It can be purified and recovered by fractionation means such as alcohol. Preferably, based on the information of the polypeptide to be recovered or the amino acid sequence of the peptide, a polyclonal antibody or monoclonal antibody specific to these is prepared, and a method of specifically adsorbing and recovering using the antibody is used. .
[0037]
(antibody)
The antibody is produced using the polypeptide or the peptide as an antigen. The antigen may be the above polypeptide or the above peptide, or a fragment thereof, and is composed of at least 8, preferably at least 10, more preferably at least 12, further preferably 15 or more amino acids. In order to produce an antibody specific for a new USP, it is preferable to use a region consisting of an amino acid sequence unique to the new USP other than a conserved region between USP families. The amino acid sequence of a polypeptide or peptide used as an antigen is not necessarily homologous to a polypeptide or peptide, for example, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 in the sequence listing or a partial sequence consisting of a continuous amino acid sequence in the sequence. It is not necessary to have an exposed site on the three-dimensional structure of the protein, and even if the amino acid sequence of the exposed site is discontinuous on the primary structure, it may be a continuous amino acid sequence for the exposed site. The antibody is not particularly limited as long as it binds or recognizes a peptide or polypeptide comprising an immunologically novel USP or a derivative thereof. The presence or absence of this binding or recognition is determined by a known antigen-antibody binding reaction.
[0038]
In order to produce an antibody, an antibody production method known per se can be used. For example, the polypeptide or peptide of the present invention is administered to an animal alone or in combination with a carrier in the presence or absence of an adjuvant to induce immunity such as a humoral response and / or a cellular response. Can be obtained. The carrier is not particularly limited as long as it does not itself have a harmful effect on the host and enhances antigenicity, and examples thereof include cellulose, polymerized amino acid, albumin, keyhole limpet hemocyanin (KLH) and the like. Is done. Adjuvants include Freund's complete adjuvant (FCA), Freund's incomplete adjuvant (FIA), Ribi (MPL), Ribi (TDM), Ribi (MPL + TDM), pertussis vaccine (Bordetella pertussis vaccine), muramyl dipeptide (MDP), aluminum Adjuvants (ALUM) and combinations thereof are exemplified. As the animal to be immunized, a mouse, rat, rabbit, goat, horse or the like is preferably used.
[0039]
Polyclonal antibodies are obtained from the sera of animals that have been subjected to the above-mentioned immunization means by a known antibody recovery method. A preferable means is obtained by immunoaffinity chromatography.
[0040]
In order to produce a monoclonal antibody, antibody-producing cells (for example, spleen or lymph node-derived lymphocytes) are collected from an animal that has been subjected to the above-described immunization means, and known per se proliferative cells (for example, It is carried out by introducing a means for transformation into a myeloma strain such as the P3-X63-Ag8 strain. For example, an antibody-producing cell and a permanently proliferating cell are fused by a method known per se to prepare a hybridoma, which is then cloned, and a hybridoma that produces an antibody that specifically recognizes the polypeptide or the peptide is selected. The antibody is recovered from the culture medium of the hybridoma.
[0041]
The thus-obtained polypeptide or polyclonal antibody or monoclonal antibody that recognizes and binds to the peptide can be used as an antibody for purification, a reagent, or a marker marker for the polypeptide or the peptide. For example, among polyclonal antibodies or monoclonal antibodies that recognize and bind to the polypeptide or the peptide, an antibody that directly binds to the novel USP according to the present invention and inhibits its deubiquitination activity results from an abnormality in the USP. It is useful for elucidating, preventing and / or treating various diseases.
[0042]
(screening)
A polypeptide or peptide according to the present invention, a polynucleotide according to the present invention or a complementary strand thereof, a vector incorporating the polynucleotide or the complementary strand thereof, a transformant obtained by introducing the vector, a protein expression system using these, In addition, the polypeptide or an antibody that immunologically recognizes the peptide can be used alone or in combination to identify a novel USP or an activity inhibitor or activity enhancer of the above polypeptide having physiological activity equivalent to that of the USP. To provide an effective method. These also provide an effective method for identifying an expression inhibitor or expression promoter for a polynucleotide encoding a novel USP or a polypeptide having the same physiological activity as the USP. This method can be constructed using a pharmaceutical screening system known per se. According to the identification method of the present invention, for example, selection of an antagonist by drug design based on the three-dimensional structure of a novel USP or the above-mentioned polypeptide having physiological activity equivalent to the USP, expression at a gene level using a protein synthesis system It is possible to select regulators, antibody recognition substances using antibodies, and the like.
[0043]
For example, using the polypeptide or peptide according to the present invention, conditions that allow interaction between the test compound and these polypeptides or peptides are selected, and under these conditions, these polypeptides or peptides and the compounds are selected. And the presence or absence or change of a signal caused by the interaction is detected, whereby the physiological activity of the novel USP or the above polypeptide having physiological activity equivalent to that of the USP, for example, deubiquitination activity is increased. Compounds that enhance or inhibit can be identified.
[0044]
In addition, a condition that allows interaction between a test compound and a polynucleotide encoding a novel USP or the above polypeptide having a physiological activity equivalent to that of the USP is selected, and the polynucleotide and the A compound that binds to the polynucleotide can be identified by contacting the compound and detecting the presence or absence or change of a signal resulting from the interaction.
[0045]
Furthermore, using the transformant according to the present invention, the test compound or the above-identified compound is contacted under appropriate conditions, and the novel USP according to the present invention or the above-mentioned physiological activity equivalent to the USP is obtained. By detecting the presence or absence or change of polypeptide expression, it is possible to identify compounds that inhibit or promote the expression of these polypeptides. The presence / absence or change of expression of these polypeptides can be conveniently detected using as an index the physiological activity of the expressed polypeptide, for example, deubiquitination activity. The deubiquitination activity can be measured, for example, by measuring GST generated by degradation of the artificial substrate Ub-R-GST. In such an identification method, a compound that inhibits or enhances the physiological activity of these polypeptides, for example, deubiquitination activity, can also be identified. Alternatively, in order to detect the presence or absence or change of expression of a novel USP, a system known per se using a signal or marker for detection may be introduced to detect the presence or absence or change of this signal or marker. Good. Here, the signal refers to a signal that can be directly detected by its physical or chemical properties, and the marker refers to a signal that can be indirectly detected by using the physical or biological properties of the signal as an index. Signals include luciferase and green fluorescent protein (GFP), and markers include reporter genes such as chloramphenicol acetyltransferase (CAT) gene, or detection tags such as 6 × His tags. Available. A vector incorporating these signals or markers may be prepared, and the vector may be introduced into a host cell to produce a transformant. Methods for detecting these signals or markers are well known to those skilled in the art.
[0046]
Specifically, for example, according to the examples described later, a test compound is added thereto in an experimental system in which a novel USP and a substrate are co-expressed in, for example, Escherichia coli and the deubiquitination activity of the USP is measured. Thus, compounds that inhibit, promote or enhance the expression or physiological activity of the USP can be identified. This experimental system explains one of the identification methods, and the identification method of the compound according to the present invention is not limited to this.
[0047]
(Compound)
The compound identified by the above method can be used as a candidate compound for an inhibitor, antagonist, or enhancer of a novel USP or an activity of the above polypeptide having a physiological activity equivalent to the USP, for example, deubiquitination activity . It can also be used as a candidate compound for an inhibitor or promoter related to the expression of a novel USP at the gene level or the above-mentioned polypeptide having a physiological activity equivalent to the USP. These candidate compounds are effective in preventing various pathological symptoms caused by expression or physiological activity of the novel USP or the above-mentioned polypeptide having the same physiological activity as the USP, for example, increase, decrease or deletion of deubiquitination activity. And / or a therapeutic effect can be expected. As will be described later, since USP has been reported to be associated with neurodegenerative diseases and muscle atrophy (Non-Patent Document 22), it can be used as a preventive and / or therapeutic agent for these diseases.
[0048]
(Pharmaceutical composition)
The candidate compound thus selected can be prepared as a pharmaceutical composition by further selecting in consideration of the balance between biological usefulness and toxicity. In addition, a polypeptide or peptide comprising the novel USP according to the present invention and a derivative thereof, a polynucleotide according to the present invention or a complementary strand thereof, a vector comprising the polynucleotide or the complementary strand thereof, and a polypeptide comprising the novel USP and a derivative thereof A peptide or an antibody that immunologically recognizes a peptide itself is a novel USP or the expression or physiological activity of the above-mentioned polypeptide having a physiological activity equivalent to the USP, such as an increase, decrease or deletion of deubiquitination activity, etc. It can be used for prevention and / or treatment of various pathological symptoms caused by. That is, this invention provides the pharmaceutical composition containing at least 1 of these by using these individually or in combination of multiple. In formulating, formulation means suitable for each target such as a polypeptide, peptide, protein, polynucleotide, antibody, etc., known per se may be introduced.
[0049]
As a method for treating abnormal symptoms caused by the expression of the novel USP according to the present invention or the above polypeptide having a physiological activity equivalent to the USP and / or the decrease or deletion of the physiological activity, the USP is used as one method. A compound that enhances the physiological activity of the polypeptide itself or a physiological activity equivalent to that of the USP (enhancing agent) and / or a therapeutically effective amount of a compound (accelerating agent) that promotes the expression of the gene encoding the USP And a method characterized in that it is administered together with a pharmaceutically acceptable carrier, thereby improving abnormal symptoms. Alternatively, gene therapy may be used to generate the activity of a novel USP or a polypeptide having a physiological activity equivalent to that of the USP in cells in a subject. For gene therapy using the above-mentioned polynucleotide, known methods can be used. For example, a replication-deficient retrovirus vector incorporating the polynucleotide according to the present invention may be prepared and used for gene therapy as described above. Also, for example, cells derived from a subject can be treated ex vivo with, for example, a retroviral plasmid vector using DNA or RNA encoding the protein, and then the cells can be introduced into the subject. it can.
[0050]
When the expression of the novel USP according to the present invention or the above-mentioned polypeptide having physiological activity equivalent to the USP and / or its physiological activity is excessive, an effective amount of the inhibitor compound is administered to the subject together with a pharmaceutically acceptable carrier. Thus, the physiological activity of the novel USP or the above-mentioned polypeptide having a physiological activity equivalent to that of the USP can be inhibited, whereby abnormal symptoms can be improved. For example, a partial polypeptide or peptide of a novel USP that inhibits the physiological activity of the novel USP, such as deubiquitination activity, can be used as an antagonist of the novel USP. Specifically, for example, the physiological activity of the novel USP can be inhibited by administering the polypeptide described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing to a subject together with a pharmaceutically acceptable carrier. Alternatively, a partial polypeptide or peptide of a novel USP that inhibits the physiological activity of the novel USP, such as the deubiquitination activity, such as the polypeptide of SEQ ID NO: 3, and a polynucleotide encoding the polypeptide Then, it may be generated in cells in the subject as described above by gene therapy. Thereby, it is possible to prevent and / or treat a disease caused by the expression of the above-mentioned polypeptide having a physiological activity equivalent to that of the novel USP or the novel USP and / or excessive physiological activity thereof. The antagonist can also be used as a component of the pharmaceutical composition.
[0051]
Furthermore, expression of a gene encoding the above-mentioned polypeptide having an endogenous new USP or a physiological activity equivalent to that of USP may be inhibited using an expression blocking method. An antisense sequence of the gene generated intracellularly or administered separately can be used to inhibit the expression of the gene. These oligonucleotides can be designed and synthesized based on the polynucleotide according to the present invention. The oligonucleotide can be administered per se or the relevant oligomer can be expressed in vivo.
[0052]
The administration form may be systemic administration or local administration. One preferred embodiment of systemic administration includes injection, for example intravenous injection. Other injection routes such as subcutaneous, intramuscular or intraperitoneal can also be used. Another mode of administration can be oral if the enteric or capsule formulation is well formulated. In addition, transmucosal or transdermal administration using penetrants such as bile salts, fusidic acid, or other surfactants can be used. For topical administration, forms such as salves, pasta and gels can be used.
[0053]
The required dose range is a polypeptide or peptide comprising a novel USP and its derivatives, a polynucleotide encoding these or a complementary strand thereof, a vector comprising the polynucleotide or its complementary strand, a polypeptide comprising a novel USP and its derivative. It depends on the effectiveness of the peptide or the antibody immunologically recognizing the peptide, the compound, the antagonist, and the pharmaceutical composition, the route of administration, the nature of the formulation, the nature of the subject's symptoms, and the judgment of the attending physician. Specifically, a suitable dose is, for example, in the range of 0.1 to 100 μg / kg of the subject's body weight. However, these dose modifications can be made using general routine experimentation for optimization well known in the art.
[0054]
In formulating, for example, known formulation means corresponding to the physical properties of each target such as peptides, proteins, oligonucleotides, polynucleotides, antibodies, and compounds may be introduced. Specifically, for example, methods for formulating powders, pills, tablets, capsule preparations, aqueous solution preparations, ethanol solution preparations, liposome preparations, fat emulsions, inclusion bodies such as cyclodextrins and the like can be used.
[0055]
Powders, pills, capsules and tablets are excipients such as lactose, glucose, sucrose, mannitol, disintegrants such as starch and sodium alginate, lubricants such as magnesium stearate and talc, polyvinyl alcohol, hydroxypropyl It can be produced using a binder such as cellulose and gelatin, a surfactant such as fatty acid ester, and a plasticizer such as glycerin. For the production of tablets and capsules, solid pharmaceutical carriers are used.
[0056]
The suspension can be produced using water, sugars such as sucrose, sorbitol, and fructose, glycols such as PEG, and oils.
[0057]
Injectable solutions can be prepared using a carrier consisting of a salt solution, a glucose solution, or a mixture of saline and glucose solution.
[0058]
Liposomeization is performed, for example, by adding a solution in which the substance is dissolved in a solvent (ethanol, etc.) to a solution in which phospholipid is dissolved in an organic solvent (chloroform, etc.), then distilling off the solvent and adding a phosphate buffer solution to the solution. Additionally, after shaking, sonication and centrifugation, the supernatant can be filtered and collected.
[0059]
For fat emulsification, for example, the substance, oil components (vegetable oils such as soybean oil, sesame oil, olive oil, etc., MCT, etc.), emulsifiers (phospholipids, etc.), etc. are mixed and heated to a solution, and then the required amount of water is added. , Emulsification and homogenization can be performed using an emulsifier (homogenizer, such as a high-pressure jet type or an ultrasonic type). It can also be lyophilized. When emulsifying fat, an emulsification aid may be added. Examples of the emulsification aid include glycerin and saccharides (eg, glucose, sorbitol, fructose, etc.).
[0060]
For cyclodextrin inclusion, for example, a solution in which cyclodextrin is heated and dissolved in water or the like is added to a solution in which the substance is dissolved in a solvent (such as ethanol), and then cooled and the deposited precipitate is filtered and sterilized and dried. It can be done by doing. At this time, the cyclodextrin used may be appropriately selected from cyclodextrins (α, β, γ types) having different pore diameters according to the size of the substance.
[0061]
A dysfunction such as USP expression or increase, decrease, or deletion of physiological activity causes abnormalities in the ubiquitin system associated with USP, which in turn causes pathological symptoms. For example, it has been suggested that USP abnormalities are associated with carcinogenesis and neurodegenerative diseases (Non-Patent Documents 17 to 19). USP is also involved in maintaining the chromosomal structure, and it is known that deubiquitination of ubiquitinated histones is important for chromosome aggregation (Non-patent Document 20) and is one of the USP families. It has been reported that USP16 deubiquitinates H2A (Non-patent Document 21). In addition, many protein aggregates observed in Alzheimer's disease and Parkinson's disease react with anti-ubiquitin antibodies (Non-patent Document 17), suggesting a relationship between neurodegenerative diseases and USP dysfunction. It has also been reported that the ubiquitin pathway is associated with muscle atrophy (Non-patent Document 22). The USP according to the present invention has a relatively high expression in brain and skeletal muscle, particularly skeletal muscle, and it is highly likely that the USP is related to neurodegenerative diseases and muscle atrophy. Therefore, the present invention is intended to elucidate biological functions involved in USP, e.g., elucidation of carcinogenic processes, elucidation of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease and Parkinson's disease, elucidation of muscular atrophy, and their inhibitors and / or It enables the development of therapeutic agents and the development of measurement methods used as diagnostic means for them, and is very useful.
[0062]
(Measurement methods and reagents for diagnosis)
A polypeptide or peptide comprising the novel USP and its derivative according to the present invention, a polynucleotide according to the present invention and its complementary strand, and an antibody that immunologically recognizes the polypeptide or peptide comprising the USP and its derivative As a diagnostic marker, a reagent, etc., it can be used in a method for quantitatively or qualitatively measuring the novel USP according to the present invention and a polypeptide derived therefrom or a polynucleotide encoding them. The present invention also provides a reagent kit comprising one or more containers filled with one or more of these. The reagent kit can be used for the identification method and the measurement method. In formulating, a formulation means corresponding to each known polypeptide or peptide, protein, polynucleotide, antibody or the like may be introduced. According to the measurement method described above, it is possible to diagnose various pathological symptoms related to the expression, activity increase, decrease or deletion of new USP.
[0063]
The diagnostic means for a disease caused by abnormal expression or physiological activity of a peptide or polypeptide comprising the novel USP and its derivative according to the present invention utilizes, for example, interaction and reactivity with a nucleic acid encoding the USP. Determining the abundance of the corresponding nucleic acid and / or determining the biodistribution in the individual for the USP and / or determining the presence of the USP in the sample from the individual Is done by. Specifically, the new USP is tested as a diagnostic marker. Measurement methods that can be used to detect the USP in a sample or to determine its abundance are well known to those skilled in the art. Such measurement methods include radioimmunoassay, competitive binding assay, Western blot analysis, and ELISA assay. In addition, as a method for detecting and quantifying a polynucleotide encoding the novel USP according to the present invention, measurement is performed at the RNA level using, for example, amplification, PCR, RTPCR, RNase protection, Northern blotting, and other hybridization methods. be able to.
[0064]
Examples of the sample to be measured include cells derived from an individual, such as blood, urine, saliva, spinal fluid, tissue biopsy or autopsy material. Moreover, the nucleic acid to be measured is obtained from each of the above samples by a known nucleic acid preparation method. Nucleic acids may be used directly for detection of genomic DNA or may be amplified enzymatically by using PCR or other amplification methods prior to analysis. RNA or cDNA may be used as well. In comparison with the normal genotype, deletions and insertions can be detected by a change in size of the amplified product. Point mutations can be identified by hybridizing amplified DNA to labeled DNA encoding the USP.
[0065]
By detecting the mutation, decrease, or increase of the USP according to the present invention and the DNA encoding the USP by the above measurement, diseases caused by abnormalities in the USP, such as cancer or neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease, Diagnosis such as Parkinson's disease becomes possible.
[0066]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to the following Example.
[Example 1]
(Isolation and identification of new USP gene)
The USP gene according to the present invention was extracted from the human long-chain cDNA analysis information database of Kazusa DNA Laboratory as a novel protease candidate gene by bioinformatics. The base sequence of the 3 ′ end region of this gene was a sequence common to cDNA clone KIAA1057 (GenBank accession number: AB026980). The cDNA clone KIAA1057 is a clone containing 5618 bp containing a region encoding 977 amino acids, and is a Cys domain (Cys-box) (G- [LIVFMFY] -x (1,3 )-[AGC]-[NASM] -xC- [FYW]-[LIVMFC]-[NST]-[SACV] -x- [LIVMS] -Q) and His domain (His-box) (Yx) -L-x- [SAG]-[LIVMFT] -x (2) -Hx-Gx (4,5) -GHY) and aspartic acid (Asp) domains. The gene according to the present invention has one amino acid residue that does not match the known domain sequence in the Cys domain.
[0067]
Since the cDNA clone KIAA1057 was presumed to have been cloned by deleting the 5 'terminal region in the ORF, the above database was further searched based on the base sequence of KIAA1057. As a result, a cDNA clone bf04274 containing the base sequence of KIAA1057 was found.
[0068]
bf04274 is a cDNA consisting of 7744 bp. The first ATG present at positions 389 to 391 of the base sequence was predicted to be a translation initiation codon because it had a Kozak consensus sequence immediately before that. That is, bf04274 includes a translation region (CDS) encoding a polypeptide consisting of 1556 amino acid residues at positions 389 to 5059 of the base sequence. The base sequence of bf04274 is shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, and the amino acid sequence encoded by bf04274 is shown in SEQ ID NO: 1. KIAA1057 corresponds to the nucleotide sequence from position 2124 to position 7741 of the base sequence of bf04274, and the deduced amino acid sequence of KIAA1057 corresponds to the amino acid sequence from position 580 to 1556 of the amino acid sequence encoded by bf04274. . Cys-box and His-box are present in the 626th to 641st and 890th to 907th amino acid sequences of the amino acid sequence encoded by bf04274.
[0069]
[Example 2]
(Expression of new USP)
The cDNA clone bf04274 expression plasmid encoding the novel USP isolated and identified in Example 1 was used as a gateway. TM _Cloning_Technology (Life Technologies) was used. First, bf04274 clone (pBC SK + Using the advantage-HF2_PCR kit (Clontech) or Expand_high-fidelity_PCR_system (Roche) as a template, and the putative CDS region (positions 389 to 5059 of the base sequence described in SEQ ID NO: 2). Was amplified by two-step PCR, and then inserted into an entry vector (pDONR201) by a recombination reaction using BP clonase enzyme to prepare pDONR-bf04274. The primers were bf04274-AttB (SEQ ID NO: 5) and PrDONR1057 (-) (SEQ ID NO: 6) for the first stage PCR, and the AttB1 adapter primer (SEQ ID NO: 7) for the second stage PCR and the above. Pr-DONR1057 (-) was used. Next, using pDONR-bf04274 and N-terminal His-tagged protein expression vector pDEST17, expression of His-tagged bf04274 by recombination reaction with LR clonase enzyme. A plasmid (pHis-04274) was prepared. The expression plasmid is an E. coli that can be induced for expression by NaCl. E. coli BL21-SI (Life Technologies) was introduced. It was confirmed by sequencing that the CDS base sequence was correctly inserted. The sequence reaction was carried out using BigDye Terminator Cycle Sequencing FS Ready Reaction Kit (PE biosystems) using Big Dye_Terminator_Cycle_Sequencing_FS_Ready_Reaction_Kit.
[0070]
Using the expression plasmid prepared above, expression of bf04274 was induced in E. coli. LBON / Amp medium (LB medium containing 50 mg / ml ampicillin but not NaCl) is inoculated with 1/10 amount of E. coli preculture and OD at 37 ° C. 600 After culturing until about 1.0, NaCl was added to a final concentration of 0.3M. Further, after culturing for about 4 to 5 hours, the cells were collected. The cells were suspended in phosphate buffered saline (PBS) and then subjected to sonication, and the supernatant was collected by centrifugation to obtain an extract. The extract was separated by 10% SDS-PAGE and anti-His-tag antibody (Penta-His TM Immunoblotting was performed using an antibody (QIAGEN). As a result, a protein (186.8 kDa) having the same molecular weight as that predicted from the deduced amino acid sequence was detected. Most of the expressed protein was found in the insoluble fraction and the distribution to the soluble fraction was small. For detection, an ECL western blotting detection kit (Amersham pharmacia biotech) was used.
[0071]
[Example 3]
(Deubiquitination activity of bf04274)
The protein encoded by bf04274 was examined for its deubiquitination activity in a co-expression system with a substrate. In this experimental system, an enzyme and a substrate are co-expressed in the same cell by using a substrate expression plasmid having p15A ori that is compatible with the pBR322 ori of the enzyme expression plasmid. ("Archives Of Biochemistry And Biophysics", 2000, 379, p. 198-).
[0072]
First, various substrate expression plasmids for co-expression were constructed. As the substrate, an artificial substrate Ub-GST in which glutathione_S-transferase (GST) was bound to the C terminus of human ubiquitin was used. After amplifying the Ub-GST coding region by PCR using pTV118N / Ub-GST as a template, the gateway TM_ Using cloning technology, it was inserted into the vector for expression of E. coli, pDEST14 to prepare pDEST14Ub-GST. Next, a region containing the T7 promoter and the Ub-GST coding region was excised from pDEST14Ub-GST by treatment with SphI and HindIII, and incorporated into SphI-HindIII of pACYC184 (Nippon Gene) having ori derived from p15A, and pACUb-M-GST Was made. This was used as a Ub-M-GST expression plasmid for co-expression. Next, pACUb-M-GST was treated with SalI and HindIII, and the region containing the T7 promoter and Ub-GST coding region was incorporated between pBluescriptII SK (-) (Stratagene) SalI-HindIII to prepare pBSUbGST. Further, using pBSUbGST as a template, a codon corresponding to the N-terminal amino acid of GST is obtained from ATG (methionine: M) using a QuickChange Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene). PBSUb-P-GST, pBSUb-I-GST, or pBSUb-R-GST converted to CCG (proline: P), ATC (isoleucine: I), or CGT (arginine: R). Codon conversion was confirmed by sequencing. Hereinafter, Ub-M-GST, Ub-R-GST, Ub-P-GST, and Ub-I-GST are collectively referred to as Ub-X-GST. Next, each pBSUb-X-GST was treated with HindIII and SphI, and a region containing the T7 promoter and Ub-X-GST coding region was integrated between HindIII-SphI of pACYC184, and Ub-X-GST expression for each co-expression. A plasmid, pACUb-X-GST, was prepared. The four types of pACUb-X-GST produced were E. coli. E. coli BL21-SI was made into competent cells by the calcium chloride method.
[0073]
E. holding each pACUb-X-GST. The plasmid pHis-04274 prepared in Example 2 was introduced into E. coli BL21-SI competent cells. At this time, in some competent cells, instead of pHis-04274, a known ubiquitin specific protease 15 (hereinafter abbreviated as USP15) cDNA (KIAA0529 clone) as a template was used as a template, and the method described in Example 2 was used. The His-tagged USP15 expression plasmid (pHis-USP15) prepared in step 1 or a His-tagged luciferase (Luc) expression plasmid (pHis-Luc) was introduced as a negative control. The gene-introduced competent cells were cultured on LBON (LB medium without NaCl) plate containing 50 mg / ml ampicillin and 34 mg / ml chloramphenicol, and various co-expression strains were selected and obtained. . In the preparation of pHis-USP15, KIAA0529 was deleted from the N-terminal 3 amino acid residues (MAE) of USP15, and therefore, according to the method of Baker et al. (“Genomics”, 1999, Vol. 59, p. 264-), a codon corresponding to these 3 amino acid residues was designed in the primer to form a complete CDS. PHis-Luc is a gateway similar to Example 2 using pGL3-Luc vector (Promega) as a template. TM _Cloning_ technology was used to make.
[0074]
The various co-expression strains were OD in LBON medium containing 50 mg / ml ampicillin and 34 mg / ml chloramphenicol. 600 After culturing at 37 ° C. until about 0.5 to 1.2, NaCl was added to a final concentration of 0.3M. After further cultivation for about 4 or 5 hours, the cells were collected. The cells were suspended in 1/10 volume of 50 mM Tris-HCl, pH 7.6 / 5 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) / 1 mM dithiothreitol (DTT), and then disrupted by sonication and centrifuged. Thus, the supernatant was recovered to prepare an E. coli extract. The extract was separated by 15% SDS-PAGE, and anti-GST antibody (Amersham pharmacia biotech) was used as the primary antibody, and horseradish_peroxidase (HRP) -labeled anti-goat antibody (Alpha diagnostic international) was used as the secondary antibody. And immunoblotting was performed to detect Ub-X-GST and released GST. For detection, an ECL Western blotting detection kit was used.
[0075]
As a result, as shown in FIG. 1, in the extract prepared from Escherichia coli co-expressed with plasmid pHis-04274 and Ub-R-GST, Ub from Ub-R-GST other than Ub-R-GST GST produced by hydrolysis was detected. However, GST was not detected in the co-expression system with Ub-M-GST, Ub-P-GST, or Ub-I-GST. On the other hand, when USP15, a positive control, was co-expressed with a substrate instead of bf04274, deubiquitination activity was observed for any of the above four types of substrates, but not with luciferase, a negative control. It was.
[0076]
Thus, the protein expressed by plasmid pHis-04274 showed substrate selectivity against an artificial substrate in which Ub was bound to the protein via an arginine (R) residue. Substrate selectivity was similarly examined for known USPs, but only the new USP according to the present invention showed substrate selectivity for Ub-R-GST. Ub-GST is considered a precursor Ub model because Ub is peptide-bonded to protein (GST). Since the protein encoded by bf-04274 dissociates Ub using Ub-GST as a substrate, it may be involved in Ub generation from precursor Ub in vivo.
[0077]
[Example 4]
(Identification of enzyme active site of protein encoded by bf-04274)
USP is one of cysteine proteases, and cysteine residues present in the Cys-box are considered to be active sites. Therefore, a mutant (bf04274) in which the 634th cysteine (C), which is a putative active residue of the protein encoded by bf04274, is substituted with serine (S). C634S ) Was produced. First, the 634th cysteine was replaced with serine using a quick change_site-directed_mutagenesis_kit. The primer used was designed so that TGT which is the codon of 634th cysteine was replaced with TCT which was the codon of serine (SEQ ID NO: 8). Mutation introduction was confirmed by sequencing, and His-tagged bf04274. C634S An expression plasmid, pHis-04274Mut, was obtained. Sequencing reaction was performed using Cy5_thermo-sequenase_die_therminator_kit (ThermoSequenase Dye Thermistor Kit), and electrophoresis and analysis were performed using Long Read Tower (both performed by Amersham Pharmacia Biotech) .
[0078]
pHis-04274Mut, pHis-04274, pHis-USP15, or pHis-Luc prepared in Example 2 or Example 3 were co-expressed in Escherichia coli together with pACUb-R-GST in the same manner as in Example 3. As a result, as shown in FIG. 2, the deubiquitination activity for Ub-R-GST observed when bf04274 was expressed was C634S It was found to disappear. That is, it was confirmed that the protein encoded by bf04274 is a cysteine protease having the 634th cysteine residue as an active site.
[0079]
[Example 5]
(Examination of deubiquitination activity of gene product encoded by KIAA1057-1) Example of plasmid containing KIAA1057-1 encoding a polypeptide in which the N-terminal side of bf04274 is deleted by 521 amino acid residues (SEQ ID NO: 3) 2 and co-expressed with E. coli together with the substrate in the same manner as in Example 3 to examine its deubiquitination activity. As a result, KIAA1057-1 possesses Cys-Box and His-Box, which are features of the USP family, but did not show deubiquitination activity in the co-expression system with each of the four types of artificial substrates ( FIG. 3).
From the above results, it is considered that a site involved in substrate recognition is present on the N-terminal side of the protein encoded by bf04274, as in USP described in the literature (Non-patent Document 15).
[0080]
【The invention's effect】
A ubiquitin-specific protease that extracts bf04274 as a novel protease candidate gene from the long-term cDNA analysis information database of Kazusa DNA Research Institute by bioinformatics, and the gene product of this gene deubiquitinates the ubiquitinated protein I found it to be one of (USP). Furthermore, the USP according to the present invention has found that the deubiquitination activity disappears when 521 amino acid residues are deleted from the N-terminus.
The present invention enables elucidation of biological functions involved in USP, for example, elucidation of carcinogenic processes, muscle atrophy, and neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease and Parkinson's disease, and prevention, treatment and diagnosis thereof. Is very useful.
[0081]
[Sequence Listing Free Text]
SEQ ID NO: 5: oligonucleotide designed for use as a primer.
SEQ ID NO: 6: oligonucleotide designed for use as a primer.
SEQ ID NO: 7: oligonucleotide designed for use as a primer.
SEQ ID NO: 8: oligonucleotide designed for use as a primer.
[0082]
[Sequence Listing]
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[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows that the deubiquitination activity of bf04274 was expressed in E. coli together with bf04274 and an artificial substrate (Ub-R-GST, Ub-M-GST, Ub-I-GST, or Ub-P-GST). It is a figure which shows having been recognized by the co-expression system. In the figure, USP15 and luciferase are a positive control and a negative control for deubiquitination activity, respectively. The numerical value on the left side of the lane indicates the molecular weight.
[Fig. 2] Substitution of the 634th cysteine (C) residue from the N-terminus, which is a putative enzyme active site of bf04274, with a serine (S) residue (bf04274). C634S ), The deubiquitination activity disappeared. In the figure, USP15 and luciferase are a positive control and a negative control for deubiquitination activity, respectively. The numerical value on the left side of the lane indicates the molecular weight.
FIG. 3 shows that the deubiquitination activity of KIAA1057-1 in which 521 amino acid residues are deleted from the N-terminus of bf04274 shows that KIAA1057-1 and artificial substrates (Ub-R-GST, Ub-M-GST, Ub-I) -GST or Ub-P-GST) is a figure showing that it was observed in a co-expression system in which E. coli was expressed together. In the figure, USP15 and luciferase are a positive control and a negative control for deubiquitination activity, respectively. The numerical value on the left side of the lane indicates the molecular weight.

Claims (15)

下記(1)乃至(3)からなる群から選択されるポリペプチド
(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチド
(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドを含有し、かつ脱ユビキチン化活性を有するポリペプチド
および
(3)前記(1)または(2)のポリペプチドにおいてアミノ酸配列中1個乃至数個のアミノ酸の欠失、置換、付加、または挿入を有し、かつ脱ユビキチン化活性を有するポリペプチド。
A polypeptide selected from the group consisting of the following (1) to (3) :
(1) a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing ;
(2) a polypeptide comprising a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having deubiquitination activity ;
and
(3) A polypeptide having a deletion, substitution, addition, or insertion of one to several amino acids in the amino acid sequence and having deubiquitination activity in the polypeptide of (1) or (2) .
請求項1に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドまたはその相補鎖。  A polynucleotide encoding the polypeptide of claim 1 or a complementary strand thereof. 配列表の配列番号2に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチドまたはその相補鎖。  A polynucleotide comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing or a complementary strand thereof. 下記(1)乃至(3)からなる群から選択される一つのポリヌクレオチドまたはその相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイゼーションし、かつ脱ユビキチン化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
(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;
(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチドを含有し、かつ脱ユビキチン化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;
および
(3)配列表の配列番号2に記載の塩基配列からなるポリヌクレオチド
A polynucleotide that hybridizes with one polynucleotide selected from the group consisting of the following (1) to (3) or a complementary strand thereof under a stringent condition and encodes a polypeptide having deubiquitination activity :
(1) a polynucleotide encoding a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing;
(2) a polynucleotide comprising a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and encoding a polypeptide having deubiquitination activity;
and
(3) A polynucleotide comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing .
請求項2乃至4のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドを含有する組換えベクター。  A recombinant vector containing the polynucleotide according to any one of claims 2 to 4. 組換えベクターが発現組換えベクターである請求項5に記載の組換えベクター。  The recombinant vector according to claim 5, wherein the recombinant vector is an expression recombinant vector. 請求項5または請求項6に記載の組換えベクターを導入されてなる形質転換体。  A transformant into which the recombinant vector according to claim 5 or 6 has been introduced. 請求項1に記載のポリペプチドの製造方法であって、請求項6に記載の組換えベクターを導入されてなる形質転換体を培養する工程、または請求項5若しくは請求項6に記載の組換えベクターを利用した無細胞蛋白質合成手段を含む方法。  A method for producing the polypeptide according to claim 1, wherein a step of culturing a transformant into which the recombinant vector according to claim 6 has been introduced, or the recombination according to claim 5 or 6 is provided. A method comprising cell-free protein synthesis means using a vector. 請求項1に記載のポリペプチドを免疫学的に認識する抗体。  An antibody that immunologically recognizes the polypeptide of claim 1. 下記の工程(i)または(ii)を含んでなる、請求項1に記載のポリペプチドの脱ユビキチン化活性を阻害するまたは増強する化合物の同定方法。
(i) 請求項1記載のポリペプチドとその基質を共遺伝子発現させる系に、被検化合物を加える工程;および、脱ユビキチン化活性を測定する工程。
(ii)請求項2乃至4のいずれか一つに記載のポリヌクレオチドを含有する組換えベクターを導入されてなる形質転換体と被検化合物とを接触させる工程;および、脱ユビキチン化活性を測定する工程。
The identification method of the compound which inhibits or enhances the deubiquitination activity of the polypeptide of Claim 1 which comprises the following process (i) or (ii) .
(I) a step of adding a test compound to a system for co-gene expression of the polypeptide of claim 1 and its substrate; and a step of measuring deubiquitination activity.
(Ii) a step of bringing a transformant into which the recombinant vector containing the polynucleotide according to any one of claims 2 to 4 has been introduced into contact with a test compound; and measuring deubiquitination activity Process.
請求項1に記載のポリペプチドの脱ユビキチン化活性を阻害するまたは増強する化合物の同定方法であって被検化合物と該ポリペプチドとの相互作用を可能にする条件下で、該ポリペプチドと被検化合物とを接触させ、次いで、被検化合物と該ポリペプチドとの相互作用により生じるシグナルの存在若しくは不存在または変化を検出することにより、被検化合物が該ポリペプチドの脱ユビキチン化活性を阻害または促進するかどうかを決定することを特徴とする方法。A method for identifying a compound that inhibits or enhances the deubiquitination activity of a polypeptide according to claim 1, wherein the polypeptide is allowed to interact with the polypeptide under conditions that allow interaction between the test compound and the polypeptide. contacting a test compound, followed by detecting the presence or absence or change in signal caused by the interaction of the test compound and the polypeptide, the test compound to de-ubiquitination activity of the polypeptide wherein the determining whether to inhibit or promote. 下記の工程(i)または(ii)を含んでなる、請求項11に記載の方法。The method according to claim 11, comprising the following step (i) or (ii).
(i) 請求項1記載のポリペプチドとその基質を共遺伝子発現させる系に、被検化合物を加える工程;および、脱ユビキチン化活性を測定する工程。(I) a step of adding a test compound to a system for co-gene expression of the polypeptide of claim 1 and its substrate; and a step of measuring deubiquitination activity.
(ii)請求項2乃至4のいずれか一つに記載のポリヌクレオチドを含有する組換えベク(Ii) a recombinant vector containing the polynucleotide according to any one of claims 2 to 4; ターを導入されてなる形質転換体と被検化合物とを接触させる工程;および、脱ユビキチン化活性を測定する工程。A step of bringing a transformant into which a test substance has been introduced into contact with a test compound; and a step of measuring deubiquitination activity.
請求項1に記載のポリペプチド、または請求項2乃至4のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドを定量的あるいは定性的に測定する方法であって、下記工程(1)または(2)を含む方法。
(1)該ポリペプチドとその基質とを用い、該ポリペプチドの脱ユビキチン化作用を、基質からのユビキチンの解離を検出することにより測定する工程。
(2)該ポリヌクレオチドとその基質とを共発現させた遺伝子共発現系を用い、該ポリヌクレオチドがコードするポリペプチドの脱ユビキチン化作用を、該ポリペプチドによる基質からのユビキチンの解離を検出することにより測定する工程。
A method for quantitatively or qualitatively measuring the polypeptide according to claim 1 or the polynucleotide according to any one of claims 2 to 4 , comprising the following step (1) or (2): Method.
(1) A step of measuring the deubiquitination action of the polypeptide by detecting dissociation of ubiquitin from the substrate using the polypeptide and its substrate.
(2) Using a gene co-expression system in which the polynucleotide and its substrate are co-expressed, the deubiquitination of the polypeptide encoded by the polynucleotide is detected by the dissociation of ubiquitin from the substrate by the polypeptide. The process to measure by.
請求項1に記載のポリペプチド、または請求項2乃至4のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドを定量的あるいは定性的に測定する方法であって、下記いずれかの方法により該ポリペプチドまたは該ポリヌクレオチドを測定することを含む方法:ラジオイムノアッセイ、競争結合アッセイ、ウェスタンブロット分析、およびELISAアッセイ、並びにPCR、RTPCR、RNアーゼ保護、ノーザンブロッティング、およびハイブリダイゼーション法。A method for quantitatively or qualitatively measuring the polypeptide according to claim 1 or the polynucleotide according to any one of claims 2 to 4, wherein the polypeptide or Methods comprising measuring polynucleotides: radioimmunoassays, competitive binding assays, Western blot analysis, and ELISA assays, as well as PCR, RTPCR, RNase protection, Northern blotting, and hybridization methods. 請求項1に記載のポリペプチド、請求項2乃至4のいずれか1項に記載のポリヌクレオチド、請求項5または請求項6に記載の組換えベクター、請求項7に記載の形質転換体、および請求項9に記載の抗体のうちの少なくともいずれか1つを含んでなる試薬キット。  A polypeptide according to claim 1, a polynucleotide according to any one of claims 2 to 4, a recombinant vector according to claim 5 or 6, a transformant according to claim 7, and A reagent kit comprising at least one of the antibodies according to claim 9.
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