JP4270466B2 - Method for producing a protein expressed from an operon containing NADase, SNI and SLO genes, protein obtained thereby and use thereof - Google Patents

Method for producing a protein expressed from an operon containing NADase, SNI and SLO genes, protein obtained thereby and use thereof Download PDF

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Description

本発明は、NADase、SNIおよびSLO遺伝子を含むオペロンから発現する各タンパク質の製造方法、当該製造方法により得られるタンパク質およびその抗体、該タンパク質をコードするポリヌクレオチドを含むベクターおよびその形質転換体、ならびにそれらの使用などを提供する。   The present invention relates to a method for producing each protein expressed from an operon containing NADase, SNI, and SLO genes, a protein obtained by the production method and an antibody thereof, a vector containing a polynucleotide encoding the protein, and a transformant thereof, and Provide their use etc.

溶血性連鎖球菌(hemolytic streptococci)は、咽頭炎、皮膚感染症、猩紅熱、糸球体腎炎、リウマチ熱、敗血症などの原因となる病原細菌であり、赤血球を含む血液寒天平板培地上で溶血斑を形成し、細胞壁に局在する多糖抗原の免疫化学的特異性に基づいてA〜G群に分けられている。溶血性連鎖球菌感染症は、小児感染症として派生頻度の高い疾患である。また、1980年代以降、日本や欧米などの先進各国で、溶血性連鎖球菌による極めて急激な筋肉組織の壊死、多臓器に及ぶ障害、ショック症状などを伴う死亡率の高い劇症型感染症が発生しており、そのためヒト喰いバクテリアとしてたびたび報道などされている。   Hemolytic streptococci is a pathogenic bacterium that causes pharyngitis, skin infections, scarlet fever, glomerulonephritis, rheumatic fever, sepsis, etc., and forms hemolytic plaques on blood agar plates containing red blood cells However, it is divided into groups A to G based on the immunochemical specificity of the polysaccharide antigen localized in the cell wall. Hemolytic streptococcal infection is a disease that is frequently derived as a childhood infection. Also, since the 1980s, fulminant infections with a high mortality rate have occurred in advanced countries such as Japan, Europe and the United States due to hemolytic streptococcal necrosis of muscle tissue, multi-organ damage, shock symptoms, etc. Therefore, it is often reported as human-eating bacteria.

溶血性連鎖球菌は、20種類以上にも及ぶさまざまな生理活性物質を菌体外に産生しているが、中でも溶血毒素であるストレプトリシンO(SLO)は古くから重要な病原性因子であると考えられ詳細な研究が進められてきた。最近、SLOにより宿主の細胞膜上に形成された孔からNADaseなどの病原性因子が宿主細胞内に移行することが確認された。この発見は、腸管出血性大腸菌などのグラム陰性病原菌で高度に保存されているタイプIII分泌機構がグラム陽性菌である溶血性連鎖球菌においても存在することを示すものとして大きな反響を呼び注目されている。   Hemolytic streptococci produce more than 20 types of various physiologically active substances outside the cells. Among them, the hemolytic toxin, streptolysin O (SLO), has been an important virulence factor since ancient times. Detailed research has been undertaken. Recently, it has been confirmed that a pathogenic factor such as NADase is transferred into a host cell from a hole formed on the cell membrane of the host by SLO. This discovery has received great attention as an indication that the type III secretion mechanism that is highly conserved among gram-negative pathogenic bacteria such as enterohemorrhagic Escherichia coli also exists in hemolytic streptococci, which are gram-positive bacteria. Yes.

本発明者らは、これまでに、SLO遺伝子がその上流に位置するNADase遺伝子(nga)からのreadthroughによりポリシストロニックに転写されていることを明らかにしている(非特許文献1参照)。このnga−sloオペロンは、A群およびC群溶血性連鎖球菌間で高度に保存されており、溶血性連鎖球菌感染症において重要な役割を果たしていると考えられるが、ngaとslo遺伝子との間には、遺伝子orf1が存在することがわかっていた。しかしながら、この遺伝子orf1の機能は全く不明である。   The present inventors have clarified that the SLO gene has been polycistronically transcribed by readthrough from the NADase gene (nga) located upstream thereof (see Non-Patent Document 1). This nga-slo operon is highly conserved between group A and group C hemolytic streptococci and is thought to play an important role in hemolytic streptococcal infections, but between the nga and slo genes Was known to have the gene orf1. However, the function of this gene orf1 is completely unknown.

NADaseは、その活性として、(a)β−ニコチンアミド−アデニン−ジヌクレオチド(NAD)を加水分解し、アデノシンジホスホリボース(ADPR)およびニコチンアミドを生成する活性(NADグリコヒドロラーゼ活性)、(b)NADからサイクリックADPリボース(cADPR)を合成する活性(ADPリボシルシクラーゼ活性)、および(c)cADPRを加水分解し、ADPRを生成する活性(cADPRヒドロラーゼ活性)を有する。NADaseは、SLOにより宿主細胞膜上に形成された孔から宿主細胞内に侵入し、これらの活性によりその毒性を発揮し、連鎖球菌感染症の病態を担い得ると考えられるので、その解析は連鎖球菌感染症を理解する上で非常に重要である。   NADase has (a) activity to hydrolyze β-nicotinamide-adenine-dinucleotide (NAD) to produce adenosine diphosphoribose (ADPR) and nicotinamide (NAD glycohydrolase activity), (b) ) Activity to synthesize cyclic ADP ribose (cADPR) from NAD (ADP ribosyl cyclase activity), and (c) Activity to hydrolyze cADPR to produce ADPR (cADPR hydrolase activity). Since NADase is considered to enter the host cell from the pore formed on the host cell membrane by SLO, exert its toxicity by these activities, and bear the pathological condition of streptococcal infection. Very important in understanding infections.

ところで、NADaseの製造方法としては、これまでに幾つかの報告がある。
例えば、非特許文献2および3には、溶血性連鎖球菌の培養上清からNADaseをその活性を保持した状態で精製したことが記載されている。しかしながら、大腸菌等の異種宿主細胞でのNADaseの発現は未だ成功していない。これは、NADaseが異種宿主細胞に対して極めて強い毒性を示すためである。
By the way, as a method for producing NADase, there have been several reports so far.
For example, Non-Patent Documents 2 and 3 describe that NADase was purified from the culture supernatant of hemolytic streptococci while maintaining its activity. However, expression of NADase in heterologous host cells such as E. coli has not been successful. This is because NADase is extremely toxic to heterologous host cells.

また、SLO遺伝子は、異なる溶血性連鎖球菌群で高度に保存され、特にA群(GAS)とC群(GCS)では両者のSLOに本質的な相違はみられないことが知られている。両群のSLOは、N末端シグナルペプチドを含む31アミノ酸残基(3.3kDa)が外れて分泌されるとともに、自身が分泌するプロテアーゼにより次第に低分子化する。SLOは抗原性が強く中和抗体がつくられやすく、感染に際して血清中の抗ストレプトリジンO抗体(ASLO)が上昇するため、本菌による感染の診断に抗体価の測定が広く用いられている(抗SLO試験)。SLOは、抗SLO試験において試験抗原として使用されているだけでなく、巨大なリング状の孔を細胞膜上に形成し、生細胞内にタンパク質レベルの大きさの分子を送り込むことができるので、細胞膜の透過性を高めるツールとして近年多用されている。また、SLOはASLO精製用の抗原としても利用可能である。従って、SLOを大量かつ安価に製造する方法の開発が求められている。   In addition, it is known that the SLO gene is highly conserved in different hemolytic streptococci groups, and in particular, there is no substantial difference between the SLOs of group A (GAS) and group C (GCS). In both groups of SLOs, 31 amino acid residues (3.3 kDa) including the N-terminal signal peptide are removed and secreted, and the molecular weight is gradually reduced by proteases secreted by themselves. SLO has a strong antigenicity, and it is easy to produce neutralizing antibodies, and anti-streptridine O antibody (ASLO) in serum rises during infection. Therefore, measurement of antibody titer is widely used for diagnosis of infection by this bacterium ( Anti-SLO test). SLO is not only used as a test antigen in the anti-SLO test, but also forms a huge ring-shaped hole on the cell membrane, and can send protein-sized molecules into living cells. In recent years, it has been widely used as a tool for improving the transparency of the skin. SLO can also be used as an antigen for ASLO purification. Therefore, development of a method for manufacturing SLO in large quantities and at low cost is demanded.

また、ASLOは臨床検査試薬等の試薬として有用であるが、通常市販されているASLOは溶血性連鎖球菌の培養上清から部分精製したSLOを抗原として用いて作製されている。ところが、培養上清から部分精製された調製物中にはSLOに加え、NADaseも混在しているため、このような調製物を用いて作製された抗体は、SLOのみならずNADaseとも交差反応することが知られている(非特許文献1、4)。従って、交差反応性が低い抗体の作製という観点からも、高純度のSLOを製造する方法の開発が求められている。   In addition, ASLO is useful as a reagent such as a clinical test reagent, but commercially available ASLO is prepared using SLO partially purified from the culture supernatant of hemolytic streptococci as an antigen. However, since preparations partially purified from the culture supernatant also contain NADase in addition to SLO, antibodies produced using such preparations cross-react with not only SLO but also NADase. It is known (Non-Patent Documents 1 and 4). Therefore, development of a method for producing high-purity SLO is also required from the viewpoint of producing an antibody with low cross-reactivity.

SLOの製造方法としては、これまでに幾つかの報告がある。
例えば、特許文献1には、溶血性連鎖球菌の培養上清から完全長SLOを製造(精製)する方法が記載されている。しかしながら、溶血性連鎖球菌のSLO産生量は低く、また、自身が産生するプロテアーゼによる分解のために、溶血性連鎖球菌の培養上清からの完全長SLOの精製収率が低いという問題がある。
There have been several reports on the manufacturing method of SLO.
For example, Patent Document 1 describes a method for producing (purifying) full-length SLO from a culture supernatant of hemolytic streptococci. However, there is a problem that the amount of SLO produced by Streptococcus pyogenes is low and the purification yield of full-length SLO from the culture supernatant of Streptococcus pyogenes is low due to degradation by the protease produced by itself.

また、宿主として大腸菌を用いるSLOの製造方法としては、以下の報告がある。
非特許文献5には、SLO遺伝子を高コピー数プラスミドにサブクローニングしたところ、宿主である大腸菌は溶菌しやすく、また増殖も遅く、さらにはSLO遺伝子自体が不安定であり脱落が生じたこと、ならびに、SLO遺伝子を低コピー数プラスミドに移したところ、SLO遺伝子は安定化したがSLOの産生量はわずかであったことが記載されている。
非特許文献6には、特定のN末端欠失型SLO(シグナルペプチド配列を含むN末端側の75アミノ酸残基を除いた496アミノ酸残基に相当するSLO)をマルトース結合タンパク質(MBP,42kDa)との融合タンパク質とすることで、SLOの大腸菌での大量発現に成功したことが記載されている。これは、完全長ではないが、大腸菌で初めてSLOの大量発現に成功した例である。
非特許文献7には、大腸菌における特定のN末端欠失型SLO(シグナルペプチド配列を含むN末端側の103アミノ酸残基を除いた468アミノ酸残基に相当する領域をコードするSLO)の大量発現に成功したことが記載されている。
しかしながら、大腸菌での完全長SLOの大量発現は未だ成功していない。これは、SLOのN末端近傍の32−75アミノ酸残基付近の領域が大腸菌に対して何らかの毒性を示すと考えられるためである(非特許文献5−7)。
In addition, the following report has been made as a method for producing SLO using Escherichia coli as a host.
In Non-Patent Document 5, when the SLO gene was subcloned into a high copy number plasmid, the host E. coli was easily lysed and also slow in growth, and further, the SLO gene itself was unstable and dropped out, and It is described that when the SLO gene was transferred to a low copy number plasmid, the SLO gene was stabilized but the production amount of SLO was small.
Non-Patent Document 6 discloses a specific N-terminal deletion type SLO (SLO corresponding to 496 amino acid residues excluding the N-terminal 75 amino acid residues including the signal peptide sequence) as a maltose binding protein (MBP, 42 kDa). It is described that a large amount of SLO was successfully expressed in E. coli by using a fusion protein. Although this is not full length, this is the first successful mass expression of SLO in E. coli.
Non-Patent Document 7 describes the large-scale expression of a specific N-terminal deletion type SLO in Escherichia coli (SLO encoding a region corresponding to 468 amino acid residues excluding 103 amino acid residues on the N-terminal side including the signal peptide sequence). Has been described as successful.
However, mass expression of full-length SLO in E. coli has not yet been successful. This is because a region near 32-75 amino acid residues near the N-terminus of SLO is considered to exhibit some toxicity to E. coli (Non-patent Documents 5-7).

さらに、宿主として枯草菌(Bacillus subtilis)を用いる完全長SLOの大量発現について幾つかの報告がある(例えば、非特許文献8、特許文献2および3)。しかしながら、枯草菌はプロテアーゼの産生能力が高く、複数のプロテアーゼを産生するにもかかわらず、完全なプロテアーゼ欠損株の作製は未だ成功していないことから、SLOの分解が問題となっている。さらには、枯草菌は多様なタンパク質を分泌するため、SLOの精製過程が複雑になり、高純度のSLOを入手し難いという問題がある。   Furthermore, there are several reports on the large-scale expression of full-length SLO using Bacillus subtilis as a host (for example, Non-Patent Document 8, Patent Documents 2 and 3). However, Bacillus subtilis has a high ability to produce protease, and despite the fact that it produces a plurality of proteases, the production of a complete protease-deficient strain has not yet been successful. Furthermore, since Bacillus subtilis secretes various proteins, the purification process of SLO is complicated, and it is difficult to obtain high-purity SLO.

特開平5−331198号公報JP-A-5-331198 特開平5−184372号公報JP-A-5-184372 特開平6−237775号公報JP-A-6-237775 Kimoto et al., Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005)Kimoto et al., Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005) Karasawa et al., FEMS Microbiology Letters 130: 201-204 (1995)Karasawa et al., FEMS Microbiology Letters 130: 201-204 (1995) Gerlach et al., FEMS Microbiology Letters 136: 71-78 (1996)Gerlach et al., FEMS Microbiology Letters 136: 71-78 (1996) Madden et al., Cell 104: 143-152 (2001)Madden et al., Cell 104: 143-152 (2001) Kehoe et al., Infect Immun 43: 804-810 (1984)Kehoe et al., Infect Immun 43: 804-810 (1984) Weller et al., Eur J Biochem 236: 34-39 (1996)Weller et al., Eur J Biochem 236: 34-39 (1996) Yamamoto et al., Biosci Biotechnol Biochem 65: 2682-2689 (2001)Yamamoto et al., Biosci Biotechnol Biochem 65: 2682-2689 (2001) Yamada et al., Biosci Biotechnol Biochem 59: 363-366 (1995)Yamada et al., Biosci Biotechnol Biochem 59: 363-366 (1995)

上記の通り連鎖球菌由来NADaseおよびSLOの製造方法が幾つか報告されている。組換えタンパク質を高純度かつ安価に製造する方法としては大腸菌等の異種宿主細胞を利用する方法が知られている。ところが、完全長のNADaseおよびSLOを高純度で大量かつ安価に製造する方法は、以下の理由により未だ開発されていない。   As described above, several methods for producing streptococcal NADase and SLO have been reported. As a method for producing a recombinant protein with high purity and low cost, a method using a heterologous host cell such as Escherichia coli is known. However, a method for producing full-length NADase and SLO with high purity in large quantities and at low cost has not yet been developed for the following reasons.

連鎖球菌由来NADaseは、大腸菌等の異種宿主細胞に対して強い毒性を示すため、完全長NADaseまたはその毒性を示す領域を含むNADase断片を、異種宿主細胞を用いて大量に製造する方法は開発されていない。NADaseの解析は連鎖球菌感染症の理解やその応用に非常に重要であると考えられるため、NADaseを大量に製造する方法の開発が求められている。   Since streptococcal NADase is highly toxic to heterologous host cells such as Escherichia coli, a method for producing a large amount of full-length NADase or a NADase fragment containing the toxic region using heterologous host cells has been developed. Not. Since analysis of NADase is considered to be very important for understanding streptococcal infection and its application, development of a method for producing NADase in large quantities is required.

連鎖球菌由来SLOは、そのN末端近傍の32−75アミノ酸残基付近の領域が大腸菌に対して何らかの毒性を示すと考えられ、完全長SLOまたは上記領域を含むSLO断片を、大腸菌を用いて大量かつ安価に製造方法は開発されていない。
SLOのようなコレステロール依存性の細胞障害毒素(cholesterol-dependent cytolysin)は、分子構造と機能が類似した大きなグループを形成しており、化膿レンサ球菌である Streptococcus属だけでなく、Bacillus、Clostridium、Listeria属などの細菌も産生すること、およびそれらのアミノ酸配列は高い相同性を示すことが知られている。しかしながら、SLOはこれらグループの中で最も分子量が大きく、また、そのN末端領域は他のグループには存在せず、溶血性連鎖球菌に特徴的である。このようなことから、完全長SLOおよびそのN末端断片は溶血性連鎖球菌感染症のための臨床検査薬(抗体作製用の抗原としても)だけでなく、病原機構を分子レベルで明らかにするための研究ツールとしても有用であると考えられる。従って、完全長SLOまたは上記領域を含むSLO断片の製造方法が開発できれば、純度の高い抗原が大量に得られ、また、交差反応性を実質的に有しないASLOの作製も可能になると考えられることから、それらを高純度で大量かつ安価に製造する方法の開発が求められている。
Streptococcus-derived SLO is considered to have some toxicity to E. coli in the region near 32-75 amino acid residues near its N-terminus, and a large amount of SLO fragment containing the full-length SLO or the above region using E. coli. A manufacturing method has not been developed at a low cost.
Cholesterol-dependent cytolysin, such as SLO, forms a large group with similar molecular structure and function, not only Streptococcus genus Streptococcus but also Bacillus, Clostridium, Listeria It is known to produce bacteria such as genera, and their amino acid sequences exhibit high homology. However, SLO has the highest molecular weight among these groups, and its N-terminal region does not exist in other groups and is characteristic of hemolytic streptococci. For this reason, full-length SLO and its N-terminal fragment are not only used for clinical testing for hemolytic streptococcal infections (as antigens for antibody production), but also for clarifying the pathogenic mechanism at the molecular level. It is considered useful as a research tool. Therefore, if a method for producing full-length SLO or an SLO fragment containing the above region can be developed, it will be possible to obtain a large amount of highly pure antigen and to produce ASLO having substantially no cross-reactivity. Therefore, development of a method for producing them in high purity and in large quantities at low cost has been demanded.

本発明者らは、鋭意検討した結果、異種宿主細胞においてNADase遺伝子(nga)を、その下流に存在する未知遺伝子orf1とともに発現させることにより、完全長NADaseの大量発現に成功した。この結果に基づき、orf1遺伝子産物をさらに解析したところ、宿主細胞内でNADaseと複合体を形成することによりNADaseのインヒビターとして作用し得ることを見出した。本発明者らは、このorf1遺伝子産物を、連鎖球菌NADaseインヒビター(streptococcal NADase inhibitor:SNI)と標記することを提案する。NADaseと共発現し、複合体化するSNIは、その保有菌をNAD枯渇から保護し得ると考えられる。この知見に基づけば、連鎖球菌内のSNI・NADase複合体を解離させる物質をスクリーニングすることで、連鎖球菌感染症の治療薬が開発可能になると考えられる。また、SNIは、NADaseと非常に強固かつ特異的に結合することから、現在広く用いられているHisタグ等の精製用タグと同様の効果が期待できると考えられる。さらに、SNIは熱に非常に安定性であった。また、SNIは、細菌由来NADaseのみではなく、哺乳動物由来NADaseも阻害した。従って、哺乳動物由来NADaseが関与し得る疾患の予防・治療にもSNIが応用可能と考えられる。以上のように、本発明者らの知見によれば、SNIを利用して種々の応用が可能である。   As a result of intensive studies, the present inventors succeeded in the large-scale expression of full-length NADase by expressing the NADase gene (nga) together with the unknown gene orf1 existing downstream thereof in heterologous host cells. Based on this result, the orf1 gene product was further analyzed, and it was found that it can act as an inhibitor of NADase by forming a complex with NADase in the host cell. The present inventors propose to label this orf1 gene product as a streptococcal NADase inhibitor (SNI). SNI that co-express and complex with NADase is believed to be able to protect its reservoir from NAD depletion. Based on this finding, it is considered that a therapeutic drug for streptococcal infection can be developed by screening a substance that dissociates the SNI / NADase complex in streptococci. In addition, since SNI binds very strongly and specifically to NADase, it is considered that the same effect as a purification tag such as a His tag that is currently widely used can be expected. Furthermore, the SNI was very stable to heat. Moreover, SNI inhibited not only bacteria-derived NADase but also mammalian-derived NADase. Therefore, it is considered that SNI can also be applied to the prevention and treatment of diseases that may involve mammalian-derived NADase. As described above, according to the knowledge of the present inventors, various applications are possible using SNI.

また、本発明者らは、大腸菌での遺伝子発現を厳格に制御可能である誘導プロモーターを用いて、基底レベルの遺伝子発現を効果的に抑制し安定な培養を可能とするとともに、該プロモーターに対する誘導剤を併用することにより、完全長SLOの大量発現に成功した。本発明者はまた、SLOに適切なタグを付加することにより、高純度の完全長SLOを簡便かつ安価に製造することに成功した。本発明者らはさらに、上記のように調製された高純度の完全長SLOを用いることにより、NADaseに対する交差反応性を示さない抗SLO抗体を作製することに成功した。   In addition, the present inventors use an inducible promoter capable of strictly controlling gene expression in Escherichia coli to effectively suppress basal level gene expression and enable stable culture, and to induce against the promoter. In combination with the agent, full-length SLO was successfully expressed in large quantities. The present inventor has also succeeded in easily and inexpensively producing a high-purity full-length SLO by adding an appropriate tag to the SLO. The inventors further succeeded in producing an anti-SLO antibody that does not show cross-reactivity with NADase by using the high-purity full-length SLO prepared as described above.

以上に基づき、本発明者らは、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、下記の発明などを提供する:
〔1〕配列番号2のアミノ酸配列と95%以上の相同性を有し且つNADase阻害活性を有するポリペプチド、又は、配列番号2のアミノ酸配列に、1又は2個のアミノ酸の欠失、置換、付加、及び挿入からなる群より選ばれる1以上の修飾が施され且つNADase阻害活性を有するポリペプチド。
〔2〕NADaseが溶血性連鎖球菌由来NADaseである、上記1に記載のポリペプチド。
〔3〕NADaseが配列番号4で表されるアミノ酸配列と95%以上の相同性を有するポリペプチドであるか、又は、配列番号4のアミノ酸配列に、1又は2個のアミノ酸の欠失、置換、付加、及び挿入からなる群より選ばれる1以上の修飾が施されたポリペプチドである、上記〔1〕又は〔2〕に記載のポリペプチド。
〔4〕溶血性連鎖球菌由来である、上記〔1〕〜〔3〕のいずれか1つに記載のポリペプチド。
〔5〕15分間の60℃での加熱処理後にも80%以上の活性、又は、15分間の100℃での加熱処理後にも70%以上の活性を保持し得ることを特徴とする、上記〔1〕〜〔4〕のいずれか1つに記載のポリペプチド。
〔6〕配列番号1で表されるポリヌクレオチドと95%以上の相同性を有するポリヌクレオチドであり且つ請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、又は、配列番号1で表わされるポリヌクレオチドの相補配列とハイストリンジェント条件下でハイブリダイズし得るポリヌクレオチドであり且つ上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。
〔7〕溶血性連鎖球菌由来である、上記〔6〕に記載のポリヌクレオチド。
〔8〕上記〔6〕又は〔7〕に記載のポリヌクレオチドを有する発現ベクター。
〔9〕上記〔8〕に記載の発現ベクターを含む、形質転換体。
〔10〕形質転換体が大腸菌である、上記〔9〕に記載の形質転換体。
11以下の(a)又は(b)のいずれか1つを含む、NADase阻害剤。
(a)請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリペプチド
(b)請求項8に記載の発現ベクター
12上記〔11〕に記載のNADase阻害剤を含む、医薬。
13上記〔11〕に記載のNADase阻害剤を含む、試薬。
14溶血性連鎖球菌感染症の治療薬である、上記12に記載の医薬。
〔15〕上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1つに記載のポリペプチドに対する抗体。
16上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1つに記載のポリペプチドと、NADaseとを含む、複合体。
17〕NADaseが溶血性連鎖球菌由来NADaseである、上記〔16〕に記載の複合体。
〔18〕NADaseが配列番号4で表されるアミノ酸配列と95%以上の相同性を有するポリペプチドであるか、又は、配列番号4のアミノ酸配列に、1又は2個のアミノ酸の欠失、置換、付加、及び挿入からなる群より選ばれる1以上の修飾が施されたポリペプチドである、上記〔16〕又は〔17〕に記載の複合体。
19上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1つに記載のポリペプチドと、NADaseとを接触させることを含む、上記〔16〕〜〔18〕のいずれか1つに記載の複合体の製造方法。
〔20〕以下(a)〜(d)の工程を含む、NADaseの製造方法:
(a)上記〔6〕又は〔7〕に記載のポリヌクレオチドを第1ユニット、NADaseをコードするポリヌクレオチドを第2ユニットとする、第1及び第2のユニットを有する共発現ベクターを作成する工程;
(b)上記共発現ベクターを導入した形質転換体を作成する工程;
(c)上記形質転換体に、上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1つに記載のポリペプチドを、NADaseと共発現させて、上記〔16〕に記載の複合体を得る工程;
(d)上記工程で得られた複合体から、上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1つに記載のポリペプチドを解離させて、インタクトNADaseを得る工程:
〔21〕NADaseが溶血性連鎖球菌由来NADaseである、上記〔20〕に記載の製造方法。
〔22〕NADaseが配列番号4で表されるアミノ酸配列と95%以上の相同性を有するポリペプチドであるか、又は、配列番号4のアミノ酸配列に、1又は2個のアミノ酸の欠失、置換、付加、及び挿入からなる群より選ばれる1以上の修飾が施されたポリペプチドである、上記〔20〕又は〔21〕に記載の製造方法。
〔23〕形質転換体が大腸菌である、上記〔20〕に記載の製造方法。
〔24〕大腸菌がTOP10株である、上記〔23〕に記載の製造方法。
〔25]請求項20〜24のいずれか1項に記載の製造方法によりNADaseを製造する工程を含む、抗NADase抗体の製造方法。
26〕以下の工程(a)、(b)を含む、溶血性連鎖球菌による感染症の治療薬のスクリーニング方法:
(a)被験物質が、上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1つに記載のポリペプチドと、NADaseとを含む複合体の形成を抑制し得るか否かを評価する工程;
(b)該複合体の形成を抑制し得る被験物質を選択する工程。
27〕以下の工程(a)、(b)を含む、溶血性連鎖球菌による感染症の治療薬のスクリーニング方法:
(a)被験物質が、上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1つに記載のポリペプチドによる、NADase活性の阻害を解除し得るか否かを評価する工程;
(b)該阻害を解除し得る被験物質を選択する工程。
〔28〕NADaseが溶血性連鎖球菌由来NADaseである、上記〔26〕又は〔27〕に記載のスクリーニング方法。
〔29〕NADaseが配列番号4で表されるアミノ酸配列と95%以上の相同性を有するポリペプチドであるか、又は、配列番号4のアミノ酸配列に、1又は2個のアミノ酸の欠失、置換、付加、及び挿入からなる群より選ばれる1以上の修飾が施されたポリペプチドである、上記〔26〕〜〔28〕のいずれか1項に記載のスクリーニング方法。
Based on the above, the present inventors have completed the present invention. That is, the present invention provides the following inventions and the like:
[1] A polypeptide having 95% or more homology with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and having NADase inhibitory activity, or deletion or substitution of one or two amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, A polypeptide having one or more modifications selected from the group consisting of addition and insertion and having NADase inhibitory activity.
[2] The polypeptide according to 1 above, wherein the NADase is a hemolytic streptococcal NADase.
[3] NADase is a polypeptide having 95% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, or deletion or substitution of 1 or 2 amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 The polypeptide according to [1] or [2] above, wherein the polypeptide is subjected to one or more modifications selected from the group consisting of: addition, and insertion.
[4] The polypeptide according to any one of [1] to [3], which is derived from hemolytic streptococci.
[5] 80% or more of activity after heat treatment at 60 ° C. for 15 minutes, or 70% or more of activity after heat treatment at 100 ° C. for 15 minutes, The polypeptide according to any one of [1] to [4].
[6] A polynucleotide or sequence that is a polynucleotide having a homology of 95% or more with the polynucleotide represented by SEQ ID NO: 1 and encodes the polypeptide according to any one of claims 1 to 5 A polynucleotide that is capable of hybridizing with the complementary sequence of the polynucleotide represented by No. 1 under high stringency conditions and encodes the polypeptide according to any one of [1] to [5] above.
[7] The polynucleotide according to [6], which is derived from hemolytic streptococci.
[8] An expression vector having the polynucleotide according to [6] or [7] above.
[9] A transformant comprising the expression vector according to [8] above.
[10] The transformant according to [9] above, wherein the transformant is Escherichia coli.
[ 11 ] A NADase inhibitor comprising any one of the following (a) or (b) .
(A) The polypeptide according to any one of claims 1 to 5.
(B) A pharmaceutical comprising the expression vector [ 12 ] according to claim 8 and the NADase inhibitor according to [11] above .
[ 13 ] A reagent comprising the NADase inhibitor according to [11 ] above .
[ 14 ] The medicament according to 12 above, which is a therapeutic drug for hemolytic streptococcal infection.
[15] An antibody against the polypeptide according to any one of [1] to [5] above.
[16] a polypeptide according to any one of [1] to [5], and a NADas e, complex.
[ 17 ] The complex according to [ 16] above, wherein the NADase is a hemolytic streptococcal NADase.
[18] NADase is a polypeptide having 95% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, or deletion or substitution of 1 or 2 amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 The complex according to [16] or [17] above, wherein the complex is a polypeptide having one or more modifications selected from the group consisting of addition, and insertion.
The polypeptide of any one of [19] above [1] to [5], comprising contacting the NADas e, composite according to any one of [16] - [18] Body manufacturing method.
[20] A method for producing NADase including the following steps (a) to (d):
(A) A step of preparing a co-expression vector having a first unit and a second unit, wherein the polynucleotide according to [6] or [7] is a first unit and the polynucleotide encoding NADase is a second unit. ;
(B) creating a transformant introduced with the co-expression vector;
(C) A step of co-expressing the polypeptide of any one of [1] to [5] with NADase in the transformant to obtain the complex of [16];
(D) A step of dissociating the polypeptide according to any one of [1] to [5] from the complex obtained in the above step to obtain an intact NADase:
[21] The production method of the above-mentioned [20], wherein the NADase is a hemolytic streptococcal NADase.
[22] NADase is a polypeptide having 95% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, or deletion or substitution of one or two amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 The production method according to [20] or [21] above, wherein the polypeptide is subjected to one or more modifications selected from the group consisting of addition, and insertion.
[23] The production method according to [20] above, wherein the transformant is Escherichia coli.
[24] The production method of the above-mentioned [23], wherein the Escherichia coli is TOP10 strain.
[25] A method for producing an anti-NADase antibody, comprising a step of producing NADase by the production method according to any one of claims 20 to 24.
[ 26 ] A screening method for a therapeutic agent for infectious diseases caused by hemolytic streptococci, comprising the following steps (a) and (b):
(A) step test substance, to assess whether capable of suppressing the polypeptide of any one of [1] to [5], the formation of the complex containing the N ADAS e;
(B) A step of selecting a test substance that can suppress the formation of the complex.
[ 27 ] A screening method for a therapeutic agent for infectious diseases caused by hemolytic streptococci, comprising the following steps (a) and (b):
(A) a step of evaluating whether or not the test substance can cancel inhibition of N ADase activity by the polypeptide according to any one of [1] to [5] above ;
(B) selecting a test substance capable of releasing the inhibition.
[28] The screening method according to [26] or [27] above, wherein the NADase is a hemolytic streptococcal NADase.
[29] NADase is a polypeptide having 95% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, or deletion or substitution of 1 or 2 amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 The screening method according to any one of [26] to [28] above, wherein the polypeptide is subjected to one or more modifications selected from the group consisting of: addition, and insertion.

本発明のポリペプチドは、種々の応用が可能である。詳細には、本発明のSNIおよびその部分ペプチドならびにそれらの発現ベクターは、例えば、連鎖球菌等の細菌の感染症、および感染症以外の種々の疾患の治療、ならびにNADaseの阻害および白血球の走化性の阻害に有用である。本発明の非天然型NADaseおよびその部分ペプチドならびにそれらの発現ベクターは、例えば、連鎖球菌NADaseの研究および当該NADaseを用いるその毒性を抑制し得る医薬の開発、ならびに抗菌または抗細胞剤として有用である。
本発明の発現ベクターは、例えば、医薬または試薬、あるいは目的ポリペプチドの大量発現に有用である。詳細には、本発明のSNIおよびNADase発現ベクターは、上記の通り医薬および/または試薬として使用できるのみならず、宿主細胞でのSNIおよびNADaseの大量発現、ならびに自身が精製用タグとして機能し得る融合タンパク質の作製などにも有用である。本発明のSLO発現ベクターは、完全長SLOまたはその毒性領域を含む部分ペプチドの大量発現などに有用である。従って、このような発現ベクターを含む形質転換体および当該形質転換体を用いる目的ポリペプチドの製造方法もまた有用である。
本発明の抗体は、例えば、SNI、NADaseまたはSLOの検出・定量、あるいはそれらの機能阻害による医薬または試薬などとして有用である。詳細には、本発明のSLO抗体は、SLOに対する特異性が高く交差反応しないため、試薬として特に有用である。
本発明の複合体およびその製造方法は、例えば、NADaseの製造、NADaseまたはSNIあるいはそれらの部分ペプチドを有するタンパク質の精製、ならびに本発明のスクリーニング方法に有用である。
本発明のスクリーニング方法は、例えば、連鎖球菌感染症の治療薬の開発に有用である。
The polypeptide of the present invention can be used in various applications. Specifically, the SNI of the present invention and its partial peptides and their expression vectors are useful for treating bacterial infections such as streptococci and various diseases other than infections, as well as inhibition of NADase and leukocyte chemotaxis. Useful for sex inhibition. The non-natural NADase and partial peptide thereof and expression vectors thereof of the present invention are useful as, for example, research on streptococcal NADase and development of a drug capable of suppressing its toxicity using the NADase, and an antibacterial or anticellular agent .
The expression vector of the present invention is useful for, for example, large-scale expression of a drug or reagent or a target polypeptide. Specifically, the SNI and NADase expression vectors of the present invention can be used not only as pharmaceuticals and / or reagents as described above, but also in large-scale expression of SNI and NADase in host cells, and themselves can function as a purification tag. It is also useful for producing fusion proteins. The SLO expression vector of the present invention is useful for large-scale expression of a full-length SLO or a partial peptide containing a toxic region thereof. Therefore, a transformant containing such an expression vector and a method for producing a target polypeptide using the transformant are also useful.
The antibody of the present invention is useful, for example, as a drug or reagent by detecting / quantifying SNI, NADase or SLO, or inhibiting their functions. Specifically, the SLO antibody of the present invention is particularly useful as a reagent because it has high specificity for SLO and does not cross-react.
The complex of the present invention and the production method thereof are useful for, for example, production of NADase, purification of a protein having NADase or SNI or a partial peptide thereof, and the screening method of the present invention.
The screening method of the present invention is useful for, for example, development of a therapeutic agent for streptococcal infection.

1.ポリペプチドおよびその部分ペプチド
本発明は、連鎖球菌NADaseインヒビター(streptococcal NADase inhibitor:SNI)またはその部分ペプチドを提供する。本発明者らは、SNIの発現に初めて成功し、また、その機能の実証にも併せて成功した。NADaseに対する細菌性インヒビターの存在は、Bacillus subtilis、Proteus vulgaris、Proteus rettgeriおよびMycobacterium butyricumでは知られていたが、連鎖球菌では初めてである。しかも、熱安定性に関して、従来のNADaseインヒビターは、60℃で15分間加熱することにより完全に不活化される(Acta Path. Microbiol. Scandinav. 69: 277-286 (1967))のに対し、SNIはそのような条件でも活性を保持し得る。本発明のSNIは、NADase阻害活性を有する連鎖球菌由来ポリペプチドである限り特に限定されないが、例えば、配列番号2で表されるアミノ酸配列と同一または実質的に同一のアミノ酸配列からなるポリペプチドであり得る。
1. Polypeptide and partial peptide thereof The present invention provides streptococcal NADase inhibitor (SNI) or a partial peptide thereof. The present inventors succeeded for the first time in the expression of SNI, and succeeded in demonstrating its function. The presence of bacterial inhibitors for NADase was known in Bacillus subtilis, Proteus vulgaris, Proteus rettgeri and Mycobacterium butyricum, but is the first in streptococci. Moreover, with respect to thermal stability, conventional NADase inhibitors are completely inactivated by heating at 60 ° C. for 15 minutes (Acta Path. Microbiol. Scandinav. 69: 277-286 (1967)), whereas SNI. Can retain activity even under such conditions. The SNI of the present invention is not particularly limited as long as it is a Streptococcus derived polypeptide having NADase inhibitory activity. For example, the SNI is a polypeptide comprising the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. possible.

本発明はまた、連鎖球菌由来の非天然型NADaseまたはその部分ペプチドを提供する。これまでに、溶血性連鎖球菌の培養上清からNADaseをその活性を保持した状態で精製したことが報告されている(例えば、FEMS Microbiology Letters 130: 201-204 (1995); FEMS Microbiology Letters 136: 71-78 (1996)参照)。しかしながら、連鎖球菌由来NADaseは、大腸菌等の宿主細胞に対して強い毒性を示すため、宿主細胞でのNADaseの発現、即ち、組換えタンパク質の調製には未だ成功していない。今回、本発明者らは、連鎖球菌由来NADaseの組換えタンパク質の調製に初めて成功した。本発明者らの研究成果により、宿主細胞を用いた連鎖球菌由来天然型NADaseの組換えタンパク質の調製のみならず、非天然型NADase(変異型NADaseまたは遺伝子改変NADase)の組換えタンパク質の調製が初めて可能となる。また、このように組換え技術を利用することで、NADaseの部分ペプチドの調製も容易になる。本発明の非天然型NADaseは、既報の天然型NADase以外のNADaseであって、かつNADase活性を有するポリペプチドである限り特に限定されないが、例えば、配列番号4で表されるアミノ酸配列、または配列番号4で表されるアミノ酸配列において分泌シグナル配列をコードするアミノ酸配列が除去されたアミノ酸配列(以下、必要に応じて、「配列番号4で表されるアミノ酸配列またはその分泌シグナル除去アミノ酸配列」と省略する)と実質的に同一のアミノ酸配列(但し、配列番号4で表されるアミノ酸配列、またはその分泌シグナル除去アミノ酸配列と同一のアミノ酸配列は除く)からなるポリペプチドであり得る。   The present invention also provides a non-natural NADase derived from streptococci or a partial peptide thereof. So far, it has been reported that NADase was purified from the culture supernatant of hemolytic streptococci while maintaining its activity (for example, FEMS Microbiology Letters 130: 201-204 (1995); FEMS Microbiology Letters 136: 71-78 (1996)). However, since streptococcal NADase is highly toxic to host cells such as E. coli, expression of NADase in the host cell, that is, preparation of a recombinant protein has not been successful. This time, the present inventors succeeded for the first time in the preparation of a streptococcal NADase recombinant protein. Based on the research results of the present inventors, not only preparation of a recombinant protein of Streptococcus-derived natural NADase using host cells but also preparation of a recombinant protein of non-natural NADase (mutant NADase or genetically modified NADase) is possible. This is possible for the first time. In addition, by using the recombination technique in this way, preparation of a partial peptide of NADase is facilitated. The non-natural NADase of the present invention is not particularly limited as long as it is a NADase other than the previously reported natural NADase and has a NADase activity. For example, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or the sequence An amino acid sequence in which the amino acid sequence encoding the secretory signal sequence is removed from the amino acid sequence represented by No. 4 (hereinafter referred to as “the amino acid sequence represented by SEQ ID No. 4 or its secretory signal-removed amino acid sequence”) It may be a polypeptide consisting of an amino acid sequence substantially identical to (omitted) (except for the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or the same amino acid sequence as the secretory signal-removed amino acid sequence).

本明細書中で使用される場合、「NADase活性」とは、NADaseが有する任意の活性をいい、特に断らない限り、(a)ニコチンアミド−アデニン−ジヌクレオチド(NAD)を加水分解し、アデノシンジホスホリボース(ADPR)およびニコチンアミドを生成する活性(NADグリコヒドロラーゼ活性)、(b)NADからサイクリックADPリボース(cADPR)を合成する活性(ADPリボシルシクラーゼ活性)、および(c)cADPRを加水分解し、ADPRを生成する活性(cADPRヒドロラーゼ活性)のいずれかの活性を意味する(図1参照)。これは、連鎖球菌由来NADaseは上記(a)〜(c)の活性を有すると考えられるためである。   As used herein, “NADase activity” refers to any activity possessed by NADase, and unless otherwise specified, (a) hydrolyzes nicotinamide-adenine-dinucleotide (NAD) and adenosine. Activity to produce diphosphoribose (ADPR) and nicotinamide (NAD glycohydrolase activity), (b) activity to synthesize cyclic ADP ribose (cADPR) from NAD (ADP ribosyl cyclase activity), and (c) hydrolyze cADPR It means any activity of cleaving and generating ADPR (cADPR hydrolase activity) (see FIG. 1). This is because streptococcal NADase is considered to have the activities (a) to (c) above.

本明細書中で使用される場合、「NADase阻害活性」とは、NADaseが有する任意の活性を抑制する活性をいい、特に断らない限り、(d)NADグリコヒドロラーゼ活性の阻害活性、(e)ADPリボシルシクラーゼ活性の阻害活性、および(f)cADPRヒドロラーゼ活性の阻害活性のいずれかの阻害活性を意味する。これは、SNIは、連鎖球菌由来NADaseと非常に安定かつ強固な複合体を形成することによりNADaseの活性を阻害することから、上記(d)〜(f)の阻害活性を有すると考えられるためである。   As used herein, “NADase inhibitory activity” refers to an activity that suppresses any activity possessed by NADase, and unless otherwise specified, (d) inhibitory activity of NAD glycohydrolase activity, (e) It means the inhibitory activity of any of the inhibitory activity of ADP ribosyl cyclase activity and (f) the inhibitory activity of cADPR hydrolase activity. This is because SNI inhibits the activity of NADase by forming a very stable and strong complex with streptococcal NADase, and is therefore considered to have the inhibitory activities of (d) to (f) above. It is.

NADグリコヒドロラーゼ活性を有するNADaseは、細菌から哺乳動物までの多くの生物に存在する。多くの真核生物NADaseは、ADPリボシルシクラーゼ活性、およびcADPRヒドロラーゼ活性をさらに併有する。cADPRは、シグナル伝達の調節に関与しており、実際、真核生物細胞の細胞膜表面NADase(例、CD38、CD157)がNADからcADPRを合成すると、細胞内貯蔵Ca2+濃度が細胞質に遊離され、このカルシウムイオンの上昇がシグナルとなって種々の生物学的応答が生じる。殆どの原核生物由来NADaseは、ADPリボシルシクラーゼ活性、およびcADPRヒドロラーゼ活性を有しない。しかし、本明細書に開示のある連鎖球菌NADaseは、原核生物由来NADseであるにもかかわらず、これらの活性を併有することが知られている(FEMS Microbiol. Lett. 130:201-204 (1995)参照)。また、この連鎖球菌NADaseは、分泌タンパク質である点で、細胞質、細胞膜等に局在する通常のNADaseとは異なる。なお、連鎖球菌由来NADaseの詳細については、例えば、FEMS Microbiol. Lett. 191: 235-241 (2000) を参照のこと。 NADase having NAD glycohydrolase activity is present in many organisms from bacteria to mammals. Many eukaryotic NADases further combine ADP ribosyl cyclase activity and cADPR hydrolase activity. cADPR is involved in the regulation of signal transduction, and in fact, when eukaryotic cell surface NADase (eg, CD38, CD157) synthesizes cADPR from NAD, intracellular stored Ca 2+ concentration is released into the cytoplasm, This increase in calcium ions is a signal that causes various biological responses. Most prokaryotic NADases do not have ADP ribosyl cyclase activity and cADPR hydrolase activity. However, Streptococcus NADase disclosed in the present specification is known to have both of these activities despite being prokaryotic NADse (FEMS Microbiol. Lett. 130: 201-204 (1995). )reference). In addition, this streptococcal NADase is a secreted protein and is different from normal NADase localized in the cytoplasm, cell membrane and the like. For details of streptococcal NADase, see, for example, FEMS Microbiol. Lett. 191: 235-241 (2000).

一実施形態では、配列番号2で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列、あるいは配列番号4で表されるアミノ酸配列またはその分泌シグナル除去アミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列は、配列番号2で表されるアミノ酸配列、あるいは配列番号4で表されるアミノ酸配列またはその分泌シグナル除去アミノ酸配列と所定のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列であり得る。アミノ酸配列同一性の程度は、例えば約70%、好ましくは約80%、より好ましくは約90%、さらにより好ましくは約95%、最も好ましくは約97%、約98%または約99%以上であり得る。アミノ酸配列同一性は自体公知の方法により決定できる。例えば、アミノ酸配列同一性(%)は、当該分野で慣用のプログラム(例えば、BLAST、FASTA等)を初期設定で用いて決定することができる。また、別の局面では、同一性(%)は、当該分野で公知の任意のアルゴリズム、例えば、Needlemanら(1970) (J. Mol. Biol. 48: 444-453)、Myers及びMiller (CABIOS, 1988, 4: 11-17)のアルゴリズム等を使用して決定することができる。Needlemanらのアルゴリズムは、GCGソフトウェアパッケージ(www.gcg.comで入手可能)のGAPプログラムに組み込まれており、同一性(%)は、例えば、BLOSUM 62 matrix又はPAM250 matrix、並びにgap weight: 16、14、12、10、8、6若しくは4、及びlength weight: 1、2、3、4、5若しくは6のいずれかを使用することによって決定することができる。また、Myers及びMillerのアルゴリズムは、GCG配列アラインメントソフトウェアパッケージの一部であるALIGNプログラムに組み込まれている。アミノ酸配列を比較するためにALIGNプログラムを利用する場合、例えば、PAM120 weight residue table、gap length penalty 12、gap penalty 4を用いることができる。アミノ酸配列同一性は、上記の任意の方法で決定されたものであれば構わないが、好ましくは計算に際して、上記の方法のなかで最も低い値を示す方法が採用され得る。   In one embodiment, the amino acid sequence substantially the same as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or the amino acid sequence substantially identical to the secretory signal elimination amino acid sequence thereof, The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or the amino acid sequence having a predetermined amino acid sequence identity with the secretory signal-removed amino acid sequence may be used. The degree of amino acid sequence identity is, for example, about 70%, preferably about 80%, more preferably about 90%, even more preferably about 95%, most preferably about 97%, about 98% or about 99% or more. possible. Amino acid sequence identity can be determined by a method known per se. For example, amino acid sequence identity (%) can be determined using a program commonly used in the art (eg, BLAST, FASTA, etc.) by default. In another aspect, identity (%) is determined by any algorithm known in the art, such as Needleman et al. (1970) (J. Mol. Biol. 48: 444-453), Myers and Miller (CABIOS, 1988, 4: 11-17). Needleman et al.'S algorithm is incorporated into the GAP program in the GCG software package (available at www.gcg.com) and the percent identity is, for example, BLOSUM 62 matrix or PAM250 matrix, and gap weight: 16, It can be determined by using either 14, 12, 10, 8, 6 or 4 and length weight: 1, 2, 3, 4, 5 or 6. The Myers and Miller algorithms are also incorporated into the ALIGN program that is part of the GCG sequence alignment software package. When the ALIGN program is used to compare amino acid sequences, for example, PAM120 weight residue table, gap length penalty 12, and gap penalty 4 can be used. The amino acid sequence identity may be determined as long as it is determined by any of the above methods, but preferably, a method showing the lowest value among the above methods can be adopted in the calculation.

別の実施形態では、配列番号2で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列、あるいは配列番号4で表されるアミノ酸配列またはその分泌シグナル除去アミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列は、配列番号2で表されるアミノ酸配列、あるいは配列番号4で表されるアミノ酸配列またはその分泌シグナル除去アミノ酸配列において1以上のアミノ酸が置換、付加、欠失および/または挿入されたアミノ酸配列であり得る。置換、付加、欠失および/または挿入されるアミノ酸の数は、1以上であれば特に限定されないが、例えば1〜約100個、好ましくは1〜約50個、より好ましくは1〜約30個、さらにより好ましくは1〜約20個、最も好ましくは1〜約10個、1〜約5個あるいは1または2個であり得る。   In another embodiment, the amino acid sequence substantially the same as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or the amino acid sequence substantially identical to the secretory signal-removed amino acid sequence is The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or the amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, added, deleted and / or inserted in the amino acid sequence from which the secretion signal is removed obtain. The number of amino acids to be substituted, added, deleted and / or inserted is not particularly limited as long as it is 1 or more. For example, 1 to about 100, preferably 1 to about 50, more preferably 1 to about 30. Even more preferably, it may be 1 to about 20, most preferably 1 to about 10, 1 to about 5, or 1 or 2.

本発明のSNIは、NADase阻害活性、NADase結合活性を有し得る。本発明のSNIが配列番号2で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列からなるポリペプチドである場合、活性の程度は、配列番号2で表されるアミノ酸配列と同一のアミノ酸配列からなるポリペプチドと定量的に同等であり得るが、許容し得る範囲(例えば約0.1〜約5倍、好ましくは約0.5〜約2倍)で異なっていてもよい。   The SNI of the present invention may have NADase inhibitory activity and NADase binding activity. When the SNI of the present invention is a polypeptide comprising an amino acid sequence substantially the same as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, the degree of activity is determined from the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. The polypeptide may be quantitatively equivalent to the polypeptide, but may be different within an acceptable range (for example, about 0.1 to about 5 times, preferably about 0.5 to about 2 times).

本発明のSNIは、また、熱安定性が高いという特徴を有する。従来のNADaseインヒビターは、60℃で15分間加熱することにより完全に不活化されていた。しかし、本発明のSNIはこのような条件でも活性を保持し得る。より詳細には、本発明のSNIは、15分間の60℃での熱処理後には80%以上、100℃での熱処理後には70%以上の活性を保持し得る。   The SNI of the present invention is also characterized by high thermal stability. Conventional NADase inhibitors have been completely inactivated by heating at 60 ° C. for 15 minutes. However, the SNI of the present invention can retain activity even under such conditions. More specifically, the SNI of the present invention can retain 80% or more activity after heat treatment at 60 ° C. for 15 minutes and 70% or more after heat treatment at 100 ° C.

本発明の非天然型NADaseは、NADase活性(NADグリコヒドロラーゼ活性、ADPリボシルシクラーゼ活性、およびcADPRヒドロラーゼ活性)、SNI結合活性を有し得る。本発明の非天然型NADaseが配列番号4で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列からなるポリペプチドである場合、活性の程度は、配列番号4で表されるアミノ酸配列と同一のアミノ酸配列からなるポリペプチドと定量的に同等であり得るが、許容し得る範囲(例えば約0.1〜約5倍、好ましくは約0.5〜約2倍)で異なっていてもよい。   The non-natural NADase of the present invention may have NADase activity (NAD glycohydrolase activity, ADP ribosyl cyclase activity, and cADPR hydrolase activity) and SNI binding activity. When the non-natural NADase of the present invention is a polypeptide consisting of an amino acid sequence substantially the same as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, the degree of activity is the same as that of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4. Although it may be quantitatively equivalent to a polypeptide consisting of an amino acid sequence, it may differ within an acceptable range (eg, about 0.1 to about 5 times, preferably about 0.5 to about 2 times).

本発明の非天然型NADaseは、酵素学的特性として既報の連鎖球菌由来の天然型NADaseと同様の特性を有し得る。   The non-natural NADase of the present invention may have the same characteristics as the previously reported natural NADase derived from streptococcus as enzymatic characteristics.

本発明の部分ペプチドは、本発明のSNIポリペプチドの部分ペプチド、または本発明のNADaseポリペプチドの部分ペプチドであり得る。本発明の部分ペプチドの長さは、所定の活性を有する限り特に限定されないが、例えば、上記ポリペプチドをコードするアミノ酸配列から選ばれる少なくとも約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、さらにより好ましくは少なくとも15個、最も好ましくは20個以上の連続したアミノ酸からなるペプチドであり得る。詳細には、本発明の部分ペプチドとしては、例えば、NADaseとの結合能を有するSNIの部分ペプチド、SNIとの結合能を有するNADase(天然型、変異型を含む)の部分ペプチドが挙げられる。   The partial peptide of the present invention can be a partial peptide of the SNI polypeptide of the present invention or a partial peptide of the NADase polypeptide of the present invention. The length of the partial peptide of the present invention is not particularly limited as long as it has a predetermined activity. For example, at least about 8, preferably at least 10, and more preferably at least 12 selected from the amino acid sequence encoding the polypeptide. Or even more preferably at least 15 and most preferably 20 or more consecutive amino acids. Specifically, examples of the partial peptide of the present invention include a partial peptide of SNI having an ability to bind to NADase and a partial peptide of NADase (including a natural type and a mutant type) having an ability to bind to SNI.

また、精製用タグなどを付加したポリペプチドまたはその部分ペプチドを形質転換体に産生させ、当該タグに親和性を有する物質(例えば、Ni2+レジン、タグに特異的な抗体)を用いることで、本発明のポリペプチドまたはその部分ペプチドをより簡便に単離、精製することができる。従って、本発明のポリペプチドまたはその部分ペプチドは、必要に応じて、このような精製用タグを有し得る。精製用タグについては後述する。 In addition, by producing a polypeptide to which a purification tag or the like is added or a partial peptide thereof in a transformant and using a substance having affinity for the tag (for example, Ni 2+ resin, an antibody specific for the tag), The polypeptide of the present invention or its partial peptide can be more easily isolated and purified. Therefore, the polypeptide of the present invention or a partial peptide thereof can have such a purification tag as necessary. The purification tag will be described later.

本発明のポリペプチドおよびその部分ペプチドは、自体公知の方法により作製できる。その詳細については後述する。   The polypeptide of the present invention and its partial peptide can be prepared by a method known per se. Details thereof will be described later.

2.ポリヌクレオチドおよびその部分ヌクレオチド
本発明は、本発明のSNIをコードするポリヌクレオチドあるいはその部分ヌクレオチドを提供する。本発明のSNIポリヌクレオチドは、配列番号1で表されるヌクレオチド配列と同一または実質的に同一のヌクレオチド配列であり得る。本発明のSNIポリヌクレオチドあるいはその部分ヌクレオチドは、例えば、本発明のSNIまたはその部分ペプチドの作製に有用であり得る。
2. Polynucleotide and its Partial Nucleotide The present invention provides a polynucleotide encoding the SNI of the present invention or a partial nucleotide thereof. The SNI polynucleotide of the present invention may be a nucleotide sequence identical or substantially identical to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1. The SNI polynucleotide of the present invention or a partial nucleotide thereof can be useful, for example, for producing the SNI of the present invention or a partial peptide thereof.

本発明はまた、天然型NADaseをコードするポリヌクレオチド、および本発明の非天然型NADaseをコードするポリヌクレオチド(以下、必要に応じて、本発明のNADaseポリヌクレオチドと省略する)、ならびにそれらの部分ヌクレオチドを提供する。これまで、連鎖球菌由来NADaseは、大腸菌等の異種宿主細胞に対して強い毒性を示すため、異種宿主細胞でのNADaseの発現、即ち、組換えタンパク質の調製には未だ成功していなかった。今回、本発明者らは、連鎖球菌由来NADaseの組換えタンパク質の調製に初めて成功した。本発明者らの研究成果により、異種宿主細胞を用いた連鎖球菌由来天然型NADaseおよび非天然型NADaseの組換えタンパク質の調製に使用できるという、本発明のポリヌクレオチドの意義ある利用が初めて可能になった。本発明のNADaseポリヌクレオチドは、例えば、配列番号3で表されるヌクレオチド配列、または配列番号3で表されるヌクレオチド配列において分泌シグナル配列をコードするヌクレオチド配列が除去されたヌクレオチド配列(以下、必要に応じて、「配列番号3で表されるヌクレオチド配列またはその分泌シグナル除去ヌクレオチド配列」と省略する)と同一または実質的に同一のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドであり得る。本発明のNADaseポリヌクレオチドまたはその部分ヌクレオチドは、例えば、本発明のNADaseまたはその部分ペプチドの作製に有用であり得る。   The present invention also includes a polynucleotide encoding a natural NADase, a polynucleotide encoding the non-natural NADase of the present invention (hereinafter, abbreviated as the NADase polynucleotide of the present invention, if necessary), and portions thereof. Nucleotides are provided. Until now, streptococcal NADase is highly toxic to heterologous host cells such as Escherichia coli, and thus has not yet been successful in expressing NADase in a heterologous host cell, that is, preparing a recombinant protein. This time, the present inventors succeeded for the first time in the preparation of a streptococcal NADase recombinant protein. The present inventors' research results enable for the first time a meaningful use of the polynucleotide of the present invention that can be used for the preparation of recombinant proteins of Streptococcus-derived natural NADase and non-natural NADase using heterologous host cells. became. The NADase polynucleotide of the present invention includes, for example, a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or a nucleotide sequence obtained by removing a nucleotide sequence encoding a secretory signal sequence from the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 (hereinafter referred to as necessary). Accordingly, it may be a polynucleotide comprising the same or substantially the same nucleotide sequence as the “nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or its secretion signal-removed nucleotide sequence”. The NADase polynucleotide of the present invention or a partial nucleotide thereof can be useful, for example, for producing the NADase of the present invention or a partial peptide thereof.

一実施形態では、配列番号1で表されるヌクレオチド配列と実質的に同一のヌクレオチド配列、あるいは配列番号3で表されるヌクレオチド配列またはその分泌シグナル除去ヌクレオチド配列と実質的に同一のヌクレオチド配列は、配列番号1で表されるヌクレオチド配列、あるいは配列番号3で表されるヌクレオチド配列またはその分泌シグナル除去ヌクレオチド配列と所定の配列同一性を有するヌクレオチド配列であり得る。ヌクレオチド配列同一性の程度は、例えば約70%、好ましくは約80%、より好ましくは約90%、さらにより好ましくは約95%、最も好ましくは約97%、約98%または約99%以上であり得る。ヌクレオチド配列同一性は自体公知の方法により決定できる。例えば、ヌクレオチド配列同一性(%)は、上述したアミノ酸配列同一性(%)と同様の方法により決定できる。   In one embodiment, the nucleotide sequence substantially the same as the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, or the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or the nucleotide sequence substantially identical to the secretion signal elimination nucleotide sequence thereof, It may be the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, or the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or a nucleotide sequence having a predetermined sequence identity with the nucleotide sequence from which the secretory signal is removed. The degree of nucleotide sequence identity is, for example, about 70%, preferably about 80%, more preferably about 90%, even more preferably about 95%, most preferably about 97%, about 98% or about 99% or more. possible. Nucleotide sequence identity can be determined by methods known per se. For example, nucleotide sequence identity (%) can be determined in the same manner as amino acid sequence identity (%) described above.

別の実施形態では、配列番号1で表されるヌクレオチド配列と実質的に同一のヌクレオチド配列、あるいは配列番号3で表されるヌクレオチド配列またはその分泌シグナル除去ヌクレオチド配列と実質的に同一のヌクレオチド配列は、配列番号1で表されるヌクレオチド配列、あるいは配列番号3で表されるヌクレオチド配列またはその分泌シグナル除去ヌクレオチド配列において1以上のヌクレオチドが置換、付加、欠失および/または挿入されたヌクレオチド配列であり得る。置換、付加、欠失および/または挿入されるヌクレオチドの数は、1以上であれば特に限定されないが、例えば1〜約300個、好ましくは1〜約150個、より好ましくは1〜約100個、さらにより好ましくは1〜約50個、最も好ましくは1〜約30個、1〜約20個、1〜約10個または1〜約5個であり得る。   In another embodiment, the nucleotide sequence substantially identical to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, or the nucleotide sequence substantially identical to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or its secretion signal elimination nucleotide sequence is: , A nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, or a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or a nucleotide sequence in which one or more nucleotides are substituted, added, deleted and / or inserted in the nucleotide sequence from which a secretory signal is removed obtain. The number of nucleotides to be substituted, added, deleted and / or inserted is not particularly limited as long as it is 1 or more. For example, 1 to about 300, preferably 1 to about 150, more preferably 1 to about 100. Even more preferably from 1 to about 50, most preferably from 1 to about 30, from 1 to about 20, from 1 to about 10 or from 1 to about 5.

さらに別の実施形態では、配列番号1で表されるヌクレオチド配列と実質的に同一のヌクレオチド配列、あるいは配列番号3で表されるヌクレオチド配列またはその分泌シグナル除去ヌクレオチド配列と実質的に同一のヌクレオチド配列は、配列番号1で表されるヌクレオチド配列、あるいは配列番号3で表されるヌクレオチド配列またはその分泌シグナル除去ヌクレオチド配列の相補配列に対してハイストリンジェント条件下でハイブリダイズし得るポリヌクレオチドであり得る(但し、配列番号1で表されるヌクレオチド配列、、あるいは配列番号3で表されるヌクレオチド配列またはその分泌シグナル除去ヌクレオチド配列を除く)。ハイストリンジェント条件下でのハイブリダイゼーションの条件は、既報の条件を参考に設定することができる(Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, 6.3.1-6.3.6, 1999)。例えば、ハイストリンジェント条件下でのハイブリダイゼーションの条件としては、6×SSC(sodium chloride/sodium citrate)/45℃でのハイブリダイゼーション、次いで0.2×SSC/0.1%SDS/50〜65℃での1回または2回以上の洗浄が挙げられる。   In yet another embodiment, the nucleotide sequence substantially the same as the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, or the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or the nucleotide sequence substantially identical to the secretory signal elimination nucleotide sequence thereof Can be a polynucleotide capable of hybridizing under high stringency conditions to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, or the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or the complementary sequence of the secretory signal elimination nucleotide sequence thereof. (However, the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, or the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or its secretory signal-removed nucleotide sequence is excluded). Hybridization conditions under high stringency conditions can be set with reference to previously reported conditions (Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, 6.3.1-6.3.6, 1999). For example, hybridization conditions under high stringency conditions include hybridization at 6 × SSC (sodium chloride / sodium citrate) / 45 ° C., then 0.2 × SSC / 0.1% SDS / 50 to 65 ° C. Or two or more washes.

本発明のNADaseポリヌクレオチドは、本発明の非天然型NADase、または天然型NADaseと同様の活性を有するポリペプチドをコードし得る。本発明のNADaseポリヌクレオチドが配列番号3で表されるヌクレオチド配列またはその分泌シグナル除去ヌクレオチド配列と実質的に同一のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドである場合、当該ポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドの活性の程度は、配列番号4で表されるアミノ酸配列またはその分泌シグナル除去アミノ酸配列からなるポリペプチドと定量的に同等であり得るが、許容し得る範囲(例えば約0.1〜約5倍、好ましくは約0.5〜約2倍)で異なっていてもよい。   The NADase polynucleotide of the present invention can encode a non-natural NADase of the present invention or a polypeptide having the same activity as that of the natural NADase. When the NADase polynucleotide of the present invention is a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or a nucleotide sequence substantially the same as the secretory signal-removed nucleotide sequence, the activity of the polypeptide encoded by the polynucleotide Can be quantitatively equivalent to the polypeptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or its secretory signal-removed amino acid sequence, but within an acceptable range (for example, about 0.1 to about 5 times, preferably May be about 0.5 to about 2 times).

本発明の部分ヌクレオチドは、本発明のSNI部分ペプチド、または本発明のNADase部分ペプチドをコードするヌクレオチドであり得る。詳細には、本発明の部分ヌクレオチドは、配列番号1で表されるヌクレオチド配列、あるいは配列番号3で表されるヌクレオチド配列またはその分泌シグナル除去ヌクレオチド配列と同一または実質的に同一のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドの部分ヌクレオチドであり得る。本発明の部分ヌクレオチドとしては、例えば、NADaseとの結合能を有するSNIの部分ペプチドをコードするポリヌクレオチド、SNIとの結合能を有するNADase(天然型、変異型を含む)の部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドが挙げられる。   The partial nucleotide of the present invention can be a nucleotide encoding the SNI partial peptide of the present invention or the NADase partial peptide of the present invention. Specifically, the partial nucleotide of the present invention consists of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, or the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3, or the same or substantially the same nucleotide sequence as the secretion signal elimination nucleotide sequence thereof. It can be a partial nucleotide of a polynucleotide. As the partial nucleotide of the present invention, for example, a polynucleotide encoding a partial peptide of SNI having an ability to bind to NADase, and a partial peptide of NADase (including a natural type and a mutant) having an ability to bind to SNI are encoded. A polynucleotide is mentioned.

本発明のポリヌクレオチドは、自体公知の方法により作製できる。例えば、配列番号1で表されるヌクレオチド配列と同一のヌクレオチド配列、あるいは配列番号3で表されるヌクレオチド配列またはその分泌シグナル除去ヌクレオチド配列と同一のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドは、連鎖球菌から総RNAを抽出し、mRNAからcDNAを調製した後、適切なプライマーを用いてPCRを行うことによりクローニングできる。また、配列番号1で表されるヌクレオチド配列と実質的に同一のヌクレオチド配列、あるいは配列番号3で表されるヌクレオチド配列またはその分泌シグナル除去ヌクレオチド配列と実質的に同一のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドは、上記の通りクローニングしたポリヌクレオチドに変異を導入することにより作製できる。変異導入法としては、例えば、合成オリゴヌクレオチド指定突然変異導入法、gapped duplex法、ランダムに点突然変異を導入する方法(例えば、亜硝酸若しくは亜硫酸での処理)、カセット変異法、リンカースキャニング法、ミスマッチプライマー法などの方法が挙げられる。   The polynucleotide of the present invention can be prepared by a method known per se. For example, a polynucleotide comprising the same nucleotide sequence as the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, or the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or the same nucleotide sequence as the secretory signal elimination nucleotide sequence is Can be extracted, and cDNA can be prepared from mRNA, followed by PCR using appropriate primers. In addition, a polynucleotide comprising a nucleotide sequence substantially the same as the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, or a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or a nucleotide sequence substantially identical to the secretory signal elimination nucleotide sequence thereof, These can be prepared by introducing mutations into the cloned polynucleotide as described above. Examples of the mutagenesis method include, for example, a synthetic oligonucleotide-directed mutagenesis method, a gapped duplex method, a method of randomly introducing point mutations (for example, treatment with nitrous acid or sulfite), a cassette mutagenesis method, a linker scanning method, Examples include a mismatch primer method.

3.発現ベクター
本発明は、NADase、SNIおよびSLO遺伝子を含むオペロンから発現するタンパク質の調製に有用な発現ベクターを提供する。なお、本発明の発現ベクターは、下記を参照することで、自体公知の分子生物学的手法により作製できる。例えば、分子生物学的手法については、Molecular Cloning, 2nd edition, J. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Lab. Press (1989)を参照のこと。
3. Expression Vector The present invention provides an expression vector useful for the preparation of a protein expressed from an operon containing NADase, SNI and SLO genes. The expression vector of the present invention can be prepared by a molecular biological technique known per se by referring to the following. For example, for the molecular biological techniques, Molecular Cloning, 2 nd edition, J. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Lab. Press (1989) reference.

3.1.SNIまたはその部分ペプチドの発現ベクター
本発明は、SNIまたはその部分ペプチドの発現ベクター(以下、必要に応じてSNI発現ベクターと省略する)を提供する。
3.1. Expression vector of SNI or a partial peptide thereof The present invention provides an expression vector of SNI or a partial peptide thereof (hereinafter abbreviated as SNI expression vector if necessary).

一実施形態では、SNI発現ベクターは、宿主細胞でのSNIまたはその部分ペプチド自体の発現を目的とする発現ベクターであり得る。SNI発現ベクターとしては、原核細胞および/または真核細胞の各種の宿主細胞中で本発明のSNIポリペプチドまたはその部分ペプチドをコードする遺伝子を発現し、これらを産生できるものであれば特に制限されないが、例えば、プラスミドベクター、ウイルスベクターが挙げられる。発現ベクターを医薬として用いる場合、ヒト等の哺乳動物への投与に好適なベクターとしては、アデノウイルス、レトロウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス、ポリオウイルス、シンドビスウイルス、センダイウイルス、エプスタイン・バー・ウイルス等のウイルスベクターが挙げられる。   In one embodiment, the SNI expression vector may be an expression vector intended for expression of SNI or a partial peptide thereof in a host cell. The SNI expression vector is not particularly limited as long as it can express the gene encoding the SNI polypeptide of the present invention or a partial peptide thereof in various host cells of prokaryotic cells and / or eukaryotic cells and produce them. However, for example, plasmid vectors and virus vectors can be mentioned. When the expression vector is used as a pharmaceutical, vectors suitable for administration to mammals such as humans include adenovirus, retrovirus, adeno-associated virus, herpes virus, vaccinia virus, poxvirus, poliovirus, Sindbis virus, Sendai. Examples thereof include virus vectors such as viruses and Epstein-Barr viruses.

SNI産生用宿主細胞として細菌(例えば、大腸菌)等の原核生物細胞を用いる場合、発現ベクターは、例えば、プロモーター−オペレーター領域、開始コドン、本発明のSNIポリペプチドまたはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチド、終止コドン、ターミネーター領域、複製起点等のエレメントを含み得る。細菌中で本発明のポリペプチドを発現させるためのプロモーター−オペレーター領域は、プロモーター、オペレーター及びShine-Dalgarno (SD) 配列を含むものである。これらのエレメントについては、自体公知のものを用いることができる。   When a prokaryotic cell such as a bacterium (for example, E. coli) is used as a host cell for SNI production, the expression vector is, for example, a promoter-operator region, a start codon, a polynucleotide encoding the SNI polypeptide of the present invention or a partial peptide thereof. May contain elements such as a stop codon, terminator region, origin of replication and the like. The promoter-operator region for expressing the polypeptide of the present invention in bacteria contains a promoter, an operator and a Shine-Dalgarno (SD) sequence. As these elements, those known per se can be used.

また、SNI発現ベクターを医薬または研究用試薬として使用する場合、酵母、動物細胞または昆虫細胞等の真核生物細胞を宿主細胞として利用可能な発現ベクターが用いられ得る。この場合、使用されるプロモーターは、投与対象である哺乳動物等の真核生物で機能し得るものであれば特に制限されない。例えば、医薬として使用する場合、SV40由来初期プロモーター、サイトメガロウイルスLTR、ラウス肉腫ウイルスLTR、MoMuLV由来LTR、アデノウイルス由来初期プロモーター等のウイルスプロモーター、並びにβ−アクチン遺伝子プロモーター、PGK遺伝子プロモーター、トランスフェリン遺伝子プロモーター等の哺乳動物の構成蛋白質遺伝子プロモーターなどが挙げられる。   Moreover, when using a SNI expression vector as a pharmaceutical or research reagent, the expression vector which can utilize eukaryotic cells, such as yeast, an animal cell, or an insect cell, as a host cell can be used. In this case, the promoter used is not particularly limited as long as it can function in eukaryotes such as mammals to be administered. For example, when used as a medicament, SV40-derived early promoter, cytomegalovirus LTR, Rous sarcoma virus LTR, MoMuLV-derived LTR, adenovirus-derived early promoter, etc., and β-actin gene promoter, PGK gene promoter, transferrin gene Examples include mammalian component protein gene promoters such as promoters.

SNI発現ベクターは、さらに、選択マーカー遺伝子(テトラサイクリン、アンピシリン、カナマイシン、ハイグロマイシン、ホスフィノスリシン等の薬剤に対する抵抗性を付与する遺伝子、栄養要求性変異を相補する遺伝子等)をさらに含んでいてもよい。   The SNI expression vector further includes a selection marker gene (a gene that confers resistance to drugs such as tetracycline, ampicillin, kanamycin, hygromycin, phosphinothricin, a gene that complements an auxotrophic mutation, etc.). Also good.

別の実施形態では、SNI発現ベクターは、融合タンパク質発現用ベクターであり得る。この場合、SNIまたはその部分ペプチドは、精製用タグとして用いられ得る。従って、SNIの部分ペプチドは、NADaseとの結合能を有するSNIの部分ペプチドであり得る。本発明のSNIは、3M NaClという高濃度の塩の存在下であってもNADaseと結合し得ることから、NADaseまたはSNIとの結合能を有するその部分ペプチドを結合対として用いることにより、SNIまたはその部分ペプチドが付加された融合タンパク質の精製が可能となる。このようなSNI発現ベクターは、融合されるべき目的タンパク質のクローニングを容易とするため、SNIまたはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドの上流または下流にマルチクローニングサイト(MCS)を含み得る。   In another embodiment, the SNI expression vector can be a fusion protein expression vector. In this case, SNI or a partial peptide thereof can be used as a purification tag. Therefore, the partial peptide of SNI can be a partial peptide of SNI having the ability to bind to NADase. Since the SNI of the present invention can bind to NADase even in the presence of a high concentration salt of 3M NaCl, the SNI or the partial peptide capable of binding to NADase or SNI can be used as a binding pair. The fusion protein to which the partial peptide is added can be purified. Such an SNI expression vector may contain a multiple cloning site (MCS) upstream or downstream of a polynucleotide encoding SNI or a partial peptide thereof in order to facilitate cloning of the target protein to be fused.

なお、SNI発現ベクターは、後述するNADase発現ベクター、あるいは後述するSLO発現ベクターと同様の形態であってもよい。即ち、後に詳述される、節「3.2.NADaseまたはその部分ペプチドの発現ベクター」における「NADase」、および節「3.3.SLOまたはその部分ペプチドの発現ベクター」における「SLO」は、「SNI」と読み替え可能であり、そのような発現ベクターもまた、「SNIまたはその部分ペプチドの発現ベクター」であり得る。   The SNI expression vector may be in the same form as the NADase expression vector described later or the SLO expression vector described later. That is, “NADase” in the section “3.2. Expression vector of NADase or its partial peptide” and “SLO” in section “3.3. Expression vector of SLO or its partial peptide”, which will be described in detail later, It can be read as “SNI”, and such an expression vector can also be “an expression vector of SNI or a partial peptide thereof”.

3.2.NADaseまたはその部分ペプチドの発現ベクター
本発明は、NADaseまたはその部分ペプチドの発現ベクター(以下、必要に応じてNADase発現ベクターと省略する)を提供する。
3.2. Expression vector of NADase or a partial peptide thereof The present invention provides an expression vector of NADase or a partial peptide thereof (hereinafter abbreviated as NADase expression vector if necessary).

一実施形態では、NADase発現ベクターは、宿主細胞でのNADaseまたはその部分ペプチド自体の発現を可能とする共発現ベクターであり得る。NADaseは全般的に宿主細胞に毒性を示すため宿主細胞でのNADaseの発現は困難であり、特に連鎖球菌由来NADaseは大腸菌等の宿主細胞に対する強い毒性を示すため連鎖球菌由来NADaseの組換えタンパク質の調製には未だ成功していない。しかし、本発明者らは、宿主細胞でのNADaseの製造を可能にするためには、NADaseを、SNIまたは宿主細胞に対する毒性作用に対する中和作用を有するその部分ペプチドと共発現させればよいことを見出した。   In one embodiment, the NADase expression vector can be a co-expression vector that allows expression of NADase or a partial peptide thereof in a host cell. Since NADase is generally toxic to host cells, it is difficult to express NADase in host cells. In particular, NADase derived from streptococci is strongly toxic to host cells such as Escherichia coli. The preparation has not yet been successful. However, in order to enable the production of NADase in a host cell, the present inventors may co-express NADase with SNI or a partial peptide that has a neutralizing action against toxic effects on the host cell. I found.

従って、NADase発現ベクターは、第1および第2の発現ユニットをコードするポリヌクレオチド、および該発現ユニットをコードするポリヌクレオチドに機能的に連結されたプロモーターを含み得る。第1および第2の発現ユニットは、NADaseまたは宿主細胞に対する毒性作用を有するその部分ペプチド、およびSNIまたは該毒性作用に対する中和作用を有するその部分ペプチドであり得る。プロモーターの機能的連結とは、プロモーターが、その制御下にある遺伝子の発現を可能とするように、該遺伝子をコードするポリヌクレオチドに結合していることを意味する。   Thus, the NADase expression vector can include a polynucleotide encoding the first and second expression units, and a promoter operably linked to the polynucleotide encoding the expression unit. The first and second expression units can be NADase or a partial peptide thereof having a toxic effect on host cells, and SNI or a partial peptide thereof having a neutralizing effect on the toxic effect. A functional linkage of a promoter means that the promoter is bound to a polynucleotide encoding the gene so as to allow expression of the gene under its control.

NADase発現ベクターが導入され得る宿主細胞としては、後述する任意の宿主細胞である限り特に限定されないが、例えば、大腸菌、バチルス属菌(例、枯草菌)等の原核生物細胞が好ましい。宿主細胞に対する毒性作用としては、例えば、NADase活性が挙げられる。宿主細胞に対する毒性作用に対する中和作用としては、例えば、NADase阻害活性が挙げられる。   The host cell into which the NADase expression vector can be introduced is not particularly limited as long as it is an arbitrary host cell to be described later. For example, prokaryotic cells such as Escherichia coli and Bacillus (eg, Bacillus subtilis) are preferable. Examples of the toxic effect on the host cell include NADase activity. Examples of the neutralizing action against the toxic action on the host cell include NADase inhibitory activity.

より詳細には、NADase発現ベクターは、特にNADaseが連鎖球菌由来NADaseである場合、ポリシストロニックmRNA発現ベクターであり得る。ポリシストロニックmRNA発現ベクターは、第1および第2の発現ユニットのポリシストロニックmRNAの発現を可能とする、第1および第2の発現ユニットをコードするポリヌクレオチド、ならびに当該ポリシストロニックmRNAの発現を可能とするように該ポリヌクレオチドに機能的に連結されたプロモーターを含み得る。ポリシストロニックmRNA発現ベクターにおいて、NADaseまたは宿主細胞に対する毒性作用を有するその部分ペプチドをコードするポリヌレオチド、およびSNIまたは該毒性作用に対する中和作用を有するその部分ペプチドをコードするポリヌレオチドは、いずれが上流または下流に位置してもよいが、天然状態(即ち、nga−sloオペロン)を反映させるという観点からは、前者が上流に位置するのが好ましい。   More specifically, the NADase expression vector can be a polycistronic mRNA expression vector, particularly when the NADase is a streptococcal NADase. The polycistronic mRNA expression vector is a polynucleotide encoding the first and second expression units that enables the expression of the polycistronic mRNA of the first and second expression units, and the expression of the polycistronic mRNA. A promoter operably linked to the polynucleotide may be included. In the polycistronic mRNA expression vector, the polynucleotide encoding the NADase or a partial peptide thereof having a toxic effect on the host cell and the polynucleotide encoding the SNI or a partial peptide thereof having a neutralizing action against the toxic effect are either upstream or Although it may be located downstream, the former is preferably located upstream from the viewpoint of reflecting the natural state (that is, the nga-slo operon).

NADase発現ベクターはまた、非ポリシストロニックmRNA発現ベクターであり得る。非ポリシストロニックmRNA発現ベクターは、第1の発現ユニットをコードするポリヌクレオチドおよび該ポリヌクレオチドに機能的に連結された第1のプロモーター、ならびに第2の発現ユニットをコードするポリヌクレオチドおよび該ポリヌクレオチドに機能的に連結された第2のプロモーターを含み得る。   The NADase expression vector can also be a non-polycistronic mRNA expression vector. Non-polycistronic mRNA expression vector includes a polynucleotide encoding a first expression unit, a first promoter operably linked to the polynucleotide, and a polynucleotide encoding a second expression unit and the polynucleotide A second promoter operably linked to can be included.

NADase発現ベクターは、例えば、上述したポリシストロニックmRNA発現ベクターまたは非ポリシストロニックmRNA発現ベクターであり得るが、好ましくは、ポリシストロニックmRNA発現ベクターであり得る。   The NADase expression vector can be, for example, the polycistronic mRNA expression vector or the non-polycistronic mRNA expression vector described above, and preferably a polycistronic mRNA expression vector.

NADase発現ベクターは、上述の特徴以外は、SNI発現ベクターの特徴と同様であり得る。即ち、本発明の共発現ベクターは、プラスミドベクター、ウイルスベクターであり得、また、SNIまたはその部分ペプチドの発現ベクターと同様のプロモーター等のエレメント、選択マーカー遺伝子を含み得る。   The NADase expression vector can be similar to the features of the SNI expression vector except for the features described above. That is, the co-expression vector of the present invention may be a plasmid vector or a viral vector, and may contain an element such as a promoter similar to the expression vector of SNI or a partial peptide thereof, and a selection marker gene.

別の実施形態では、NADase発現ベクターは、融合タンパク質発現用ベクターであり得る。この場合、NADaseまたはその部分ペプチドは、精製用タグとして用いられ得る。従って、NADaseの部分ペプチドは、SNIとの結合能を有するNADaseの部分ペプチドであり得る。NADaseは、3M NaClという高濃度の塩の存在下であってもSNIと結合し得ることから、SNIまたはNADaseとの結合能を有するその部分ペプチドを結合対として用いることにより、NADaseまたはその部分ペプチドが付加された融合タンパク質の精製が可能となる。このような発現ベクターは、融合されるべき目的タンパク質のクローニングを容易とするため、NADaseまたはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドの上流または下流にマルチクローニングサイト(MCS)を含み得る。   In another embodiment, the NADase expression vector can be a fusion protein expression vector. In this case, NADase or a partial peptide thereof can be used as a purification tag. Therefore, the partial peptide of NADase may be a partial peptide of NADase having the ability to bind to SNI. Since NADase can bind to SNI even in the presence of a high concentration salt of 3M NaCl, NADase or its partial peptide can be obtained by using its partial peptide capable of binding to SNI or NADase as a binding pair. It is possible to purify the fusion protein to which is added. Such an expression vector may contain a multiple cloning site (MCS) upstream or downstream of the polynucleotide encoding NADase or a partial peptide thereof in order to facilitate cloning of the target protein to be fused.

なお、NADase発現ベクターは、上述したSNI発現ベクター、あるいは後述するSLO発現ベクターと同様の形態であってもよい。即ち、先に詳述した節「3.1.SNIまたはその部分ペプチドの発現ベクター」における「SNI」、および後に詳述する節「3.3.SLOまたはその部分ペプチドの発現ベクター」における「SLO」は、「NADase」と読み替え可能であり、そのような発現ベクターもまた、「NADaseまたはその部分ペプチドの発現ベクター」であり得る。   The NADase expression vector may be in the same form as the SNI expression vector described above or the SLO expression vector described later. That is, “SLO” in the section “3.1. Expression vector of SNI or its partial peptide” described in detail above, and “SLO” in the section “3.3. Expression vector of SLO or its partial peptide” described in detail later. "Can be read as" NADase ", and such an expression vector can also be" an expression vector of NADase or a partial peptide thereof ".

3.3.SLOまたはその部分ペプチドの発現ベクター
本発明は、溶血性連鎖球菌に由来する完全長SLOまたは大腸菌に毒性を示し得る領域を含むその部分ペプチドの発現ベクター(以下、必要に応じてSLO発現ベクターと省略する)を提供する。SLO発現ベクターは、溶血性連鎖球菌に由来する完全長SLOまたは大腸菌に毒性を示し得る領域を含むその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチド、および該ポリヌクレオチドに機能的に連結された誘導プロモーターを含む。
3.3. Expression vector of SLO or a partial peptide thereof The present invention is a full-length SLO derived from hemolytic streptococci or an expression vector of a partial peptide containing a region that can be toxic to Escherichia coli (hereinafter abbreviated as SLO expression vector if necessary). Provide). The SLO expression vector comprises a polynucleotide encoding a full-length SLO derived from hemolytic streptococci or a partial peptide containing a region that can be toxic to E. coli, and an inducible promoter operably linked to the polynucleotide.

ストレプトリシンO(SLO)は、5つの属〔連鎖球菌属(streptococcus)、バチルス属(Bacillus)、クロストリジウス属(Clostridium)、リステリア属(Listeria)、アルカノバクテリウム属(Arcanobacterium)〕の種に見出されるサイトリシンの高度に相同な単一ファミリーに属する(例えば、Pharmacol Ther 11: 661-717 (1980); Int J Med Microbiol 290: 351-356 (2000); FEMS Microbiol Lett 182: 197-205 (2000); Arch Microbiol 165: 73-79 (1996); Infect Immun 47, 52-60 (1985); Toxicon 39: 1681-1689 (2001)参照)。本発明で対象となり得るSLOは、上記由来のSLOである限り特に限定されないが、SLO遺伝子は異なる溶血性連鎖球菌群間で高度に保存されていることから、溶血性連鎖球菌由来SLOが好ましい。溶血性連鎖球菌としては、A群〜C群、G群の連鎖球菌が挙げられるが、化膿性咽頭炎、創傷感染および連鎖球菌トキシックショック様症候群、猩紅熱、急性糸球体腎炎などの発症因子としての報告(例えば、Clin Microbiol Rev 13: 470-511 (2000); FEMS Immunol Med Microbiol 34: 159-167 (2002); J Clin Microbiol 42: 186-192 (2004)参照)があるA群連鎖球菌(GAS)、C群連鎖球菌(GCS)、G群連鎖球菌(GGS)が好ましい。なお、GASおよびGCSでは、いずれのSLOも、N末端シグナルペプチドを含む31個のアミノ酸残基が除去されて分泌されるとともに、自身が分泌するプロテアーゼにより次第に低分子化することが報告されている(例えば、Infect Immun 61: 2727-2731 (1993); Infect Immun 63: 2776-2779 (1995)参照)。このような理由により、GASおよびGCSの完全長SLOは精製が特に困難であり得るが、本発明者らの開発した方法によればこれらの完全長SLOの精製が可能である。従って、上記の連鎖球菌に由来するSLOのなかでも、GASおよびGCS由来のSLOがより好ましい。ところで、GASおよびGCSには幾つかの亜種が知られている。本発明で対象となり得るSLOが由来するGASの亜種としては、例えば、D58X株(ATCC12383)が挙げられる。本発明で対象となり得るSLOが由来するGCSの亜種としては、例えば、H46A株(ATCC12449)が挙げられる。   Streptolysin O (SLO) is a species of five genera (streptococcus, Bacillus, Clostridium, Listeria, Arcanobacterium). Belong to a highly homologous single family of cytolysin found (eg, Pharmacol Ther 11: 661-717 (1980); Int J Med Microbiol 290: 351-356 (2000); FEMS Microbiol Lett 182: 197-205 ( 2000); Arch Microbiol 165: 73-79 (1996); Infect Immun 47, 52-60 (1985); Toxicon 39: 1681-1689 (2001)). The SLO that can be the subject of the present invention is not particularly limited as long as it is an SLO derived from the above, but the SLO gene is highly conserved between different groups of hemolytic streptococci, so that the SLO derived from hemolytic streptococci is preferred. Examples of hemolytic streptococci include group A to group C and group G streptococci, but as onset factors such as purulent sore throat, wound infection and streptococcal toxic shock-like syndrome, scarlet fever, and acute glomerulonephritis Group A streptococci (GAS) with reports (eg, Clin Microbiol Rev 13: 470-511 (2000); FEMS Immunol Med Microbiol 34: 159-167 (2002); J Clin Microbiol 42: 186-192 (2004)) ), Group C streptococci (GCS), and group G streptococci (GGS) are preferred. In GAS and GCS, it has been reported that all SLOs are secreted by removing 31 amino acid residues including the N-terminal signal peptide, and gradually decrease in molecular weight by proteases secreted by themselves. (See, for example, Infect Immun 61: 2727-2731 (1993); Infect Immun 63: 2776-2779 (1995)). For these reasons, GAS and GCS full-length SLOs can be particularly difficult to purify, but the methods developed by the inventors allow these full-length SLOs to be purified. Therefore, among SLOs derived from the above streptococci, SLOs derived from GAS and GCS are more preferable. By the way, several subspecies are known for GAS and GCS. Examples of the GAS subspecies from which SLO that can be the subject of the present invention is derived include the D58X strain (ATCC 12383). Examples of the subtype of GCS from which SLO that can be the subject of the present invention is derived include the H46A strain (ATCC12449).

完全長SLOとは、N末端の分泌シグナルペプチド除去後のSLOを意味する。   Full-length SLO means SLO after removal of the N-terminal secretory signal peptide.

大腸菌に毒性を示し得る領域を含む完全長SLOの部分ペプチドとは、大腸菌に対する毒性を有し得るペプチド部分を含む任意の断片を意味する。例えば、GAS、GCS等の溶血性連鎖球菌に由来するSLOは、そのN末端近傍の領域、特にその約32−約75位のアミノ酸残基からなるポリペプチドの領域中に、このような領域を有すると考えられる(例えば、Biosci Biotechnol Biochem 65: 2682-2689 (2001) 参照)。従って、大腸菌に毒性を示し得る領域を含む部分ペプチドは、このようなポリペプチド中に含まれる大腸菌に毒性を示し得るペプチド部分を含むものであり得る。   A partial peptide of full-length SLO containing a region that can be toxic to E. coli means any fragment containing a peptide portion that can be toxic to E. coli. For example, SLO derived from hemolytic streptococci such as GAS and GCS has such a region in the region near the N-terminal, particularly in the region of the polypeptide consisting of amino acid residues of about 32 to about 75. (See, for example, Biosci Biotechnol Biochem 65: 2682-2689 (2001)). Therefore, a partial peptide containing a region that can be toxic to E. coli can include a peptide portion that can be toxic to E. coli contained in such a polypeptide.

SLO発現ベクターから発現され得る完全長SLOまたはその部分ペプチドは、好ましくは精製用タグを有する。従って、SLO発現ベクターは、精製用タグ融合SLOの発現を可能とする、精製用タグをコードするポリヌクレオチドとSLOをコードするポリヌクレオチドとのin frame連結物を含み得る。精製用タグは、本発明の発現ベクターが導入された形質転換体の培養上清からの、SLOの精製を容易とするものである限り特に限定されず、例えば、Hisタグ、マルトース結合タンパク(MBP)、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)、Strep−tag II、FLAG、heayy chain of protein C(HPC)が挙げられるが、付加されるアミノ酸配列が短く、多くの場合除去する必要がない、および特異的な抗体や精製担体も複数の市販品が入手可能であり、安価である等の利点より、Hisタグが好ましい。   A full-length SLO or a partial peptide thereof that can be expressed from an SLO expression vector preferably has a purification tag. Thus, an SLO expression vector may comprise an in-frame ligation of a polynucleotide encoding a purification tag and a polynucleotide encoding SLO that allows expression of the purification tag fusion SLO. The purification tag is not particularly limited as long as it facilitates the purification of SLO from the culture supernatant of the transformant introduced with the expression vector of the present invention. For example, a His tag, maltose binding protein (MBP) ), Glutathione-S-transferase (GST), calmodulin-binding peptide (CBP), Strep-tag II, FLAG, and hey chain of protein C (HPC), but the added amino acid sequence is short and is often removed. The His tag is preferred because of its advantages that it does not need to be performed, and a plurality of commercially available products and specific antibodies and purification carriers are available.

誘導プロモーターとは、誘導剤の存在下でその制御下にある遺伝子の発現を増強するプロモーターを意味する。SLO発現ベクターでは、誘導プロモーターは、SLO遺伝子をコードするポリヌクレオチドに機能的に連結され得る。   Inducible promoter means a promoter that enhances the expression of a gene under its control in the presence of an inducing agent. In the SLO expression vector, the inducible promoter can be operably linked to a polynucleotide encoding the SLO gene.

SLO発現ベクターに含まれる誘導プロモーターはまた、大腸菌における基底レベルの遺伝子発現を抑制し得る。基底レベルの遺伝子発現とは、非誘導条件下での遺伝子発現を意味する。SLOは大腸菌に毒性を示し得る領域を含み得るため、その基底レベルのSLO遺伝子の発現量が多いと大腸菌が傷害を受け易くなることから、このような領域を含むSLOの大量発現が難しいという問題があった。しかし、本発明者らは、基底レベルの遺伝子発現を厳格に抑制できる誘導プロモーターを用いることにより、完全長SLOまたは大腸菌に毒性を示し得る領域を含むその部分ペプチドを大腸菌で大量発現させることに成功した。大腸菌における基底レベルの遺伝子発現を抑制し得るこのような誘導プロモーターとしては、例えば、アラビノースオペロン制御プロモーター(例、L−アラビノースを誘導剤とするaraBAD:例えば、pBADシリーズのベクターを利用可能)、キシロースオペロン制御プロモーター(例、キシロースを誘導剤とするxylAプロモーター:例えば、pWH1520を利用可能)、サリチル酸塩で制御可能なプロモーター(例、サリチル酸塩を誘導剤とするPmプロモーター:例えば、pCASシリーズのベクターを利用可能)、低温処理で制御可能なプロモーター(例、低温処理により誘導され得るcspAプロモーター:例えば、pColdシリーズのベクターを利用可能)が挙げられるが、使い易さ、発現レベル等の観点より、アラビノースオペロン制御プロモーターが好ましい。   Inducible promoters included in SLO expression vectors can also repress basal levels of gene expression in E. coli. Basal level gene expression means gene expression under non-inducible conditions. Since SLO can contain a region that can be toxic to E. coli, if the expression level of the SLO gene at the basal level is large, E. coli is likely to be damaged, so that it is difficult to massly express SLO containing such a region. was there. However, the present inventors have succeeded in expressing a large amount of full-length SLO or its partial peptide containing a region that can be toxic to E. coli in E. coli by using an inducible promoter capable of strictly suppressing basal level gene expression. did. Examples of such inducible promoters that can suppress basal level gene expression in E. coli include, for example, arabinose operon-regulated promoters (eg, araBAD using L-arabinose as an inducer: for example, pBAD series vectors can be used), xylose Operon-regulated promoter (eg, xylA promoter using xylose as an inducer: for example, pWH1520 can be used), salicylate-controllable promoter (eg, Pm promoter using salicylate as an inducer: for example, pCAS series vectors Available), promoters that can be controlled by low-temperature treatment (eg, cspA promoter that can be induced by low-temperature treatment: for example, pCold series of vectors can be used), from the viewpoint of ease of use, expression level, etc. Rabbi North operon control promoter is preferable.

SLO発現ベクターはまた、転写開始および転写終結のための部位、および転写領域において翻訳に必要とされ得るリボソーム結合部位、複製起点ならびに選択マーカー遺伝子などを含み得る。選択マーカー遺伝子としては、宿主として大腸菌を用いた場合に、形質転換された大腸菌を選別できるものである限り特に限定されないが、例えば、アンピシリン、テトラサイクリン、カナマイシン、スペクチノマイシン、エリスロマイシン、クロラムフェニコール、カルベニシリン等の抗生物質に対する耐性遺伝子が挙げられる。   SLO expression vectors can also include sites for transcription initiation and termination, and ribosome binding sites that may be required for translation in the transcribed region, origins of replication, selectable marker genes, and the like. The selection marker gene is not particularly limited as long as it can select transformed E. coli when E. coli is used as a host. For example, ampicillin, tetracycline, kanamycin, spectinomycin, erythromycin, chloramphenicol And resistance genes to antibiotics such as carbenicillin.

4.形質転換体
本発明は、NADase、SNIおよびSLO遺伝子を含むオペロンから発現するタンパク質の調製に有用な形質転換体、またはこのようなタンパク質の解析を可能とする形質転換体を提供する。
4). Transformant The present invention provides a transformant useful for preparing a protein expressed from an operon containing NADase, SNI, and SLO genes, or a transformant capable of analyzing such a protein.

本発明の形質転換体は、上述した本発明の発現ベクターまたはその他の発現ベクターを宿主細胞に導入することにより作製できる。形質転換体の作製に用いられる宿主細胞としては、前記の発現ベクターに適合し、形質転換され得るものであれば特に限定されず、本発明の技術分野において通常使用される天然細胞あるいは人工的に樹立された細胞株など種々の細胞が用いられ得るが、それぞれの形質転換体に応じた好ましい宿主細胞については以下に述べる。それぞれの形質転換体は、自体公知の方法により培養できる(例えば、後述の培養法を参照)。   The transformant of the present invention can be prepared by introducing the above-described expression vector of the present invention or another expression vector into a host cell. The host cell used for the preparation of the transformant is not particularly limited as long as it is compatible with the above expression vector and can be transformed. Natural cells commonly used in the technical field of the present invention or artificially used. Various cells such as established cell lines can be used. Preferred host cells according to each transformant are described below. Each transformant can be cultured by a method known per se (for example, see the below-mentioned culture method).

4.1.SNIまたはその部分ペプチドを発現し得る形質転換体
本発明は、SNIまたはその部分ペプチドを発現し得る形質転換体(以下、必要に応じてSNI形質転換体と省略する)を提供する。
4.1. Transformant capable of expressing SNI or a partial peptide thereof The present invention provides a transformant capable of expressing SNI or a partial peptide thereof (hereinafter abbreviated as SNI transformant if necessary).

SNI形質転換体は、本発明のSNIまたはその部分ペプチドの発現ベクターで宿主細胞を形質転換することにより作製できる。   The SNI transformant can be prepared by transforming a host cell with the expression vector of the SNI of the present invention or a partial peptide thereof.

SNI形質転換体の宿主細胞としては、例えば、大腸菌(例、「4.3.SLOまたはその部分ペプチドを発現し得る形質転換体」で詳述される大腸菌)、バチルス属菌(例、枯草菌)、放線菌等の原核生物細胞、ならびに酵母、昆虫細胞、鳥類細胞、哺乳動物細胞(例、ヒト、サル等の霊長類、マウス、ラット等のげっ歯類に由来する細胞)等の真核生物細胞が挙げられる。なお、SNIまたはその部分ペプチドを大量に製造することを目的とする場合には、原核生物細胞を宿主細胞として用いることが好ましい。   Examples of host cells for SNI transformants include E. coli (eg, E. coli described in detail in “4.3. Transformant capable of expressing SLO or its partial peptide”), Bacillus (eg, Bacillus subtilis). ), Eukaryotic cells such as actinomycetes, and eukaryotic cells such as yeast, insect cells, avian cells, mammalian cells (eg, cells derived from primates such as humans and monkeys, rodents such as mice and rats). Biological cells can be mentioned. In addition, when aiming at manufacturing SNI or its partial peptide in large quantities, it is preferable to use a prokaryotic cell as a host cell.

4.2.NADaseまたはその部分ペプチドを発現し得る形質転換体
本発明は、NADaseまたはその部分ペプチドを発現し得る形質転換体(以下、必要に応じてNADase形質転換体と省略する)を提供する。NADaseは全般的に宿主細胞に毒性を示すため宿主細胞でのNADaseの発現は困難であり、特に連鎖球菌由来NADaseは大腸菌等の宿主細胞に対する強い毒性を示すため連鎖球菌由来NADaseの組換えタンパク質の調製には未だ成功していない。しかし、本発明者らは、宿主細胞でのNADaseまたは宿主細胞に対する毒性作用を有するその部分ペプチドの製造を可能にするためには、SNIまたは該毒性作用に対する中和作用を有するその部分ペプチドを共発現する形質転換体を作製すればよいことを見出した。
4.2. Transformant capable of expressing NADase or a partial peptide thereof The present invention provides a transformant capable of expressing NADase or a partial peptide thereof (hereinafter abbreviated as NADase transformant if necessary). Since NADase is generally toxic to host cells, it is difficult to express NADase in host cells. In particular, NADase derived from streptococci is strongly toxic to host cells such as Escherichia coli. The preparation has not yet been successful. However, in order to allow the production of NADase in a host cell or a partial peptide thereof having a toxic effect on the host cell, the present inventors co-administered SNI or the partial peptide having a neutralizing effect on the toxic effect. It has been found that a transformant to be expressed may be prepared.

NADase形質転換体は、NADase発現ベクター(例、上述したポリシストロニックmRNA発現ベクターおよび非ポリシストロニックmRNA発現ベクター)で宿主細胞を形質転換することにより作製できる。NADase形質転換体はまた、NADaseのみを発現し、SNIを発現しないベクター(即ち、NADase単独発現ベクター)、およびSNI発現ベクターの双方で宿主細胞を形質転換することにより作製できる。   NADase transformants can be prepared by transforming host cells with NADase expression vectors (eg, the polycistronic mRNA expression vectors and non-polycistronic mRNA expression vectors described above). NADase transformants can also be produced by transforming host cells with both a vector that expresses only NADase and does not express SNI (ie, a NADase single expression vector) and an SNI expression vector.

NADase形質転換体の宿主細胞としては、例えば、上述したSNI形質転換体と同様のものが挙げられる。なお、NADaseまたはその部分ペプチドを大量に製造することを目的とする場合には、原核生物細胞を宿主細胞として用いることが好ましい。   Examples of the host cell for the NADase transformant include the same cells as the SNI transformant described above. In addition, when it aims at manufacturing NADase or its partial peptide in large quantities, it is preferable to use a prokaryotic cell as a host cell.

4.3.SLOまたはその部分ペプチドを発現し得る形質転換体
本発明は、溶血性連鎖球菌に由来する完全長SLOまたは大腸菌に毒性を示し得る領域を含むその部分ペプチドを大量に発現し得る形質転換体(以下、必要に応じてSLO形質転換体と省略する)を提供する。
4.3. Transformant capable of expressing SLO or a partial peptide thereof The present invention is a transformant capable of expressing a large amount of a full-length SLO derived from hemolytic streptococci or a partial peptide containing a region that can be toxic to Escherichia coli (hereinafter referred to as a transformant). Abbreviated as SLO transformant if necessary).

SLO形質転換体は、本発明のSLOまたはその部分ペプチドの発現ベクターで宿主細胞を形質転換することにより作製できる。   An SLO transformant can be prepared by transforming a host cell with an expression vector of the SLO of the present invention or a partial peptide thereof.

SLO形質転換体の宿主細胞としては、その目的に鑑みれば、大腸菌が好ましい。   As the host cell of the SLO transformant, Escherichia coli is preferable in view of its purpose.

宿主として用いられ得る大腸菌は、完全長SLOを大量かつ高純度で製造する(換言すれば、SLOの切断を抑える)という本発明の一つの目的を考慮すれば、プロテアーゼの欠損株であることが好ましい。大腸菌において欠損されるべきこのようなプロテアーゼとしては、例えば、lon、ompTが挙げられる。本発明において宿主として用いられ得るプロテアーゼ欠損株としては、例えば、BL21株が挙げられる。   Escherichia coli that can be used as a host may be a protease-deficient strain in view of one object of the present invention of producing full-length SLO with a large amount and high purity (in other words, suppressing SLO cleavage). preferable. Examples of such protease to be deleted in E. coli include lon and ompT. Examples of protease-deficient strains that can be used as hosts in the present invention include the BL21 strain.

また、宿主として用いられ得る大腸菌は、誘導プロモーターの能力を十分に発揮させ、大腸菌に毒性を示し得る領域を含むSLOを大量に製造するという本発明の別の目的を考慮すれば、誘導プロモーターに対する誘導剤の代謝能を欠損していることが好ましい。欠損されるべき代謝能は、本発明で用いられる誘導プロモーターの種類に応じて異なるが、例えば、上述した誘導プロモーターの誘導剤の代謝能であり得る。   In addition, E. coli that can be used as a host exhibits the ability of an inducible promoter to a sufficient extent, and in consideration of another object of the present invention to produce a large amount of SLO containing a region that can be toxic to E. coli, It is preferred that the inducer is deficient in metabolic capacity. The metabolic ability to be deficient varies depending on the type of inducible promoter used in the present invention, but may be, for example, the metabolic ability of the above-mentioned inducer of the inducible promoter.

5.形質転換体を用いるポリペプチドまたはその部分ペプチドの製造方法
本発明は、本発明の形質転換体を用いるポリペプチドまたはその部分ペプチドの製造方法を提供する。例えば、本発明の製造方法は、本発明の形質転換体を培養し、目的のポリペプチドまたはその部分ペプチドを産生させ、次いで回収することを含む。本発明の製造方法はまた、本発明の形質転換体が誘導プロモーターを有する発現ベクターを含む場合、誘導プロモーターに対する誘導剤を培地に添加し、培養することを含み得る。
5). Method for Producing Polypeptide or Partial Peptide Using Transformant The present invention provides a method for producing a polypeptide or partial peptide thereof using the transformant of the present invention. For example, the production method of the present invention includes culturing the transformant of the present invention to produce a target polypeptide or a partial peptide thereof, and then recovering it. When the transformant of the present invention includes an expression vector having an inducible promoter, the production method of the present invention can also include adding an inducing agent for the inducible promoter to the medium and culturing.

形質転換体の培養は、自体公知の方法により液体培地等の栄養培地中で行われ得る。培地は、形質転換体の生育に必要な炭素源、窒素源、無機物などを含有することが好ましい。ここで、炭素源としては、例えば、グルコース、デキストリン、可溶性澱粉、ショ糖などが挙げられ、窒素源としては、例えば、アンモニウム塩類、硝酸塩類、コーンスチープ・リカー、ペプトン、カゼイン、肉エキス、大豆粕、バレイショ抽出液などの無機または有機物質が挙げられ、無機物としては、例えば、塩化カルシウム、リン酸二水素ナトリウム、塩化マグネシウムなどがそれぞれ挙げられる。また、培地には、酵母エキス、ビタミン類などを添加してもよい。培養条件、例えば温度、培地のpHおよび培養時間は、本発明のポリペプチドが大量に生産されるように適宜選択される。培養温度は、例えば30〜37℃である。   The transformant can be cultured in a nutrient medium such as a liquid medium by a method known per se. The medium preferably contains a carbon source, a nitrogen source, an inorganic substance and the like necessary for the growth of the transformant. Here, examples of the carbon source include glucose, dextrin, soluble starch, and sucrose, and examples of the nitrogen source include ammonium salts, nitrates, corn steep liquor, peptone, casein, meat extract, large extract, and the like. Examples include inorganic or organic substances such as soybean cake and potato extract, and examples of inorganic substances include calcium chloride, sodium dihydrogen phosphate, and magnesium chloride. Moreover, you may add a yeast extract, vitamins, etc. to a culture medium. Culture conditions such as temperature, medium pH and culture time are appropriately selected so that the polypeptide of the present invention is produced in large quantities. The culture temperature is, for example, 30 to 37 ° C.

本発明の形質転換体が誘導プロモーターを有する発現ベクターを含む場合、本発明の形質転換体は、誘導プロモーターに対する誘導剤の存在下で培養され得る。誘導剤の存在下における形質転換体の培養は、非誘導条件下において大量発現に適切な数に増殖した形質転換体を用いて、誘導剤の種類に応じた適切な条件下において行われ得る。例えば、形質転換体の宿主細胞として大腸菌を用いる完全長SLOまたはその部分ペプチドの製造方法では、誘導プロモーターがアラビノースオペロン制御プロモーターである場合には、培地に添加されるL−アラビノースの濃度が0.002%(W/V)以上であるときに、完全長SLOまたはその部分ペプチドの十分な発現が確認されている。従って、培地に添加されるL−アラビノースの濃度は完全長SLOまたはその部分ペプチドの効率的な発現を可能とする限り特に限定されないものの、好ましくは約0.002%(W/V)以上、より好ましくは約0.02%(W/V)以上であり得る。なお、L−アラビノースの上限濃度は特に限定されないが、例えば0.2%(W/V)以下であり得る。また、本発明の大腸菌が誘導条件下におかれる時間としては、完全長SLOまたはその部分ペプチドの効率的な発現を可能とする限り特に限定されないが、例えば、約1〜約24時間が挙げられる。なお、誘導条件下における培養は、誘導剤を所定の条件下で用いること以外は、非誘導条件下における培養と同様に行われ得る。   When the transformant of the present invention contains an expression vector having an inducible promoter, the transformant of the present invention can be cultured in the presence of an inducing agent for the inducible promoter. Culturing of the transformant in the presence of the inducing agent can be carried out under an appropriate condition depending on the kind of the inducing agent, using a transformant grown to an appropriate number for large-scale expression under non-inducing conditions. For example, in the method for producing full-length SLO or its partial peptide using Escherichia coli as a host cell for the transformant, when the inducible promoter is an arabinose operon-controlled promoter, the concentration of L-arabinose added to the medium is 0. When the ratio is 002% (W / V) or more, sufficient expression of full-length SLO or a partial peptide thereof has been confirmed. Therefore, although the concentration of L-arabinose added to the medium is not particularly limited as long as it enables efficient expression of full-length SLO or a partial peptide thereof, it is preferably about 0.002% (W / V) or more. Preferably, it may be about 0.02% (W / V) or more. In addition, although the upper limit density | concentration of L-arabinose is not specifically limited, For example, it may be 0.2% (W / V) or less. The time for which the Escherichia coli of the present invention is placed under induction conditions is not particularly limited as long as it enables efficient expression of full-length SLO or a partial peptide thereof, and examples thereof include about 1 to about 24 hours. . Note that the culture under the induction condition can be performed in the same manner as the culture under the non-induction condition except that the inducer is used under a predetermined condition.

形質転換体の培養により産生されたポリペプチドまたはその部分ペプチドは、回収、好ましくは単離、精製され得る。例えば、SNIまたはその部分ペプチドは、培養された形質転換体を集め、溶解処理(例、リゾチーム、ソニケーション等による処理)した後、溶解液中から回収され得る。また、NADase、SLOまたはそれらの部分ペプチドは、その培養上清から回収され得る。   A polypeptide produced by culturing a transformant or a partial peptide thereof can be recovered, preferably isolated and purified. For example, SNI or a partial peptide thereof can be recovered from the lysate after collecting the cultured transformants and subjecting them to a lysis treatment (eg, treatment with lysozyme, sonication, etc.). Moreover, NADase, SLO, or those partial peptides can be collect | recovered from the culture supernatant.

単離、精製方法としては、例えば塩析、溶媒沈澱法等の溶解度を利用する方法、透析、限外濾過、ゲル濾過、ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動など分子量の差を利用する方法、イオン交換クロマトグラフィーやヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィーなどの荷電を利用する方法、アフィニティークロマトグラフィーなどの特異的親和性を利用する方法、逆相高速液体クロマトグラフィーなどの疎水性の差を利用する方法、等電点電気泳動などの等電点の差を利用する方法などが挙げられる。   As an isolation and purification method, for example, a method using solubility such as salting out, solvent precipitation, dialysis, ultrafiltration, gel filtration, a method using molecular weight difference such as sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis, Methods using charges such as ion exchange chromatography and hydroxylapatite chromatography, methods using specific affinity such as affinity chromatography, methods using hydrophobic differences such as reversed-phase high-performance liquid chromatography, isoelectricity Examples thereof include a method using a difference in isoelectric point such as point electrophoresis.

本発明の製造方法によれば、SNI、NADase、SLOおよびそれらの部分ペプチドを高純度で大量かつ安価に製造することが可能である。例えば、溶血性連鎖球菌に由来する完全長SLOまたはその部分ペプチドの製造方法では、用いる培地や誘導条件によっても異なるが、LB培地1リットルあたり例えば約1mg以上、好ましくは約1mg〜約30mg、より好ましくは約5mg〜約30mg、さらにより好ましくは約5mg〜約20mg、最も好ましくは約5mg〜約10mgの収量を可能とする。また、本発明の製造方法により得られるSLOは、異種の宿主で産生された組換えタンパク質であるにもかかわらず、溶血性連鎖球菌の培養上清から得られる天然タンパク質と同様の比活性を有し得る。   According to the production method of the present invention, it is possible to produce SNI, NADase, SLO and their partial peptides in high purity and in large quantities at low cost. For example, in the method for producing full-length SLO derived from hemolytic streptococci or its partial peptide, for example, about 1 mg or more, preferably about 1 mg to about 30 mg per liter of LB medium, depending on the medium used and induction conditions. Preferably, yields of about 5 mg to about 30 mg, even more preferably about 5 mg to about 20 mg, and most preferably about 5 mg to about 10 mg are possible. In addition, SLO obtained by the production method of the present invention has a specific activity similar to that of a natural protein obtained from the culture supernatant of hemolytic streptococci, despite being a recombinant protein produced in a heterologous host. Can do.

6.抗体6). antibody

本発明は、SNI、NADase、SLOおよびそれらの部分ペプチドに対する抗体を提供する。   The present invention provides antibodies against SNI, NADase, SLO and their partial peptides.

本発明の抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体のいずれであってもよく、周知の免疫学的手法により作製することができる。この抗体は、完全な抗体分子だけでなく、本発明のポリペプチドに対する抗原結合部位(CDR)を有する限りいかなるフラグメントであってもよく、例えば、Fab、F(ab')2、ScFv、minibody等が挙げられる。 The antibody of the present invention may be either a polyclonal antibody or a monoclonal antibody, and can be prepared by a well-known immunological technique. This antibody may be not only a complete antibody molecule but also any fragment as long as it has an antigen binding site (CDR) for the polypeptide of the present invention, such as Fab, F (ab ′) 2 , ScFv, minibody, etc. Is mentioned.

例えば、ポリクローナル抗体は、上記抗原(必要に応じて、ウシ血清アルブミン、KLH(Keyhole Limpet Hemocyanin)等のキャリア蛋白質に架橋した複合体とすることもできる)を、市販のアジュバント(例えば、完全または不完全フロイントアジュバント)とともに、動物の皮下あるいは腹腔内に2〜3週間おきに2〜4回程度投与し(部分採血した血清の抗体価を公知の抗原抗体反応により測定し、その上昇を確認しておく)、最終免疫から約3〜10日後に全血を採取して抗血清を精製することにより取得できる。抗原を投与する動物としては、ラット、マウス、ウサギ、ヤギ、モルモット、ハムスターなどの哺乳動物が挙げられる。 For example, polyclonal antibodies, the antigen (if desired, bovine serum albumin, KLH (may be a K eyhole L impet H emocyanin) complexes crosslinked to a carrier protein, etc.), commercial adjuvants (e.g., (Complete or incomplete Freund's adjuvant) and administered subcutaneously or intraperitoneally 2 to 4 times every 2 to 3 weeks (the antibody titer of the partially collected serum is measured by a known antigen-antibody reaction) It can be obtained by collecting the whole blood about 3 to 10 days after the final immunization and purifying the antiserum. Examples of animals to which the antigen is administered include mammals such as rats, mice, rabbits, goats, guinea pigs, and hamsters.

また、モノクローナル抗体は、細胞融合法により作成することができる。例えば、マウスに上記抗原を市販のアジュバントと共に2〜4回皮下あるいは腹腔内に投与し、最終投与の3日後に脾臓あるいはリンパ節を採取し、白血球を採取する。この白血球と骨髄腫細胞(例えば、NS-1, P3X63Ag8など)を細胞融合して該因子に対するモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマを得る。細胞融合はPEG法でも電圧パルス法であってもよい。所望のモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマは、周知のEIAまたはRIA法等を用いて抗原と特異的に結合する抗体を、培養上清中から検出することにより選択できる。モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマの培養は、インビトロ、またはマウスもしくはラット、好ましくはマウス腹水中等のインビボで行うことができ、抗体はそれぞれハイブリドーマの培養上清および動物の腹水から取得することができる。   A monoclonal antibody can be prepared by a cell fusion method. For example, the above antigen is administered to mice subcutaneously or intraperitoneally 2-4 times together with a commercially available adjuvant, and spleen or lymph nodes are collected 3 days after the final administration, and white blood cells are collected. The leukocytes and myeloma cells (for example, NS-1, P3X63Ag8, etc.) are fused to obtain a hybridoma that produces a monoclonal antibody against the factor. Cell fusion may be PEG or voltage pulse. A hybridoma producing a desired monoclonal antibody can be selected by detecting an antibody that specifically binds to an antigen from the culture supernatant using a well-known EIA or RIA method. The hybridoma producing the monoclonal antibody can be cultured in vitro, or in vivo, such as mouse or rat, preferably mouse ascites, and the antibody can be obtained from the culture supernatant of the hybridoma and the ascites of the animal, respectively.

さらに、本発明の抗体は、キメラ抗体(chimeric antibody)、ヒト化抗体(humanized antibody)、ヒト型抗体(human antibody)であってもよい。キメラ抗体は、例えば「実験医学(臨時増刊号), Vol.6, No.10, 1988」、特公平3-73280号公報等を、ヒト化抗体は、例えば特表平4-506458号公報、特開昭62-296890号公報等を、ヒト抗体は、例えば「Nature Genetics, Vol.15, p.146-156, 1997」、「Nature Genetics, Vol.7, p.13-21, 1994」、特表平4-504365号公報、国際出願公開WO94/25585号公報、「日経サイエンス、6月号、第40〜第50頁、1995年」、「Nature, Vol.368, p.856-859, 1994」、特表平6-500233号公報等を参考にそれぞれ作製することができる。例えば、本発明の抗体を医薬として用いる場合、ヒト化抗体およびヒト型抗体が好ましい。   Furthermore, the antibody of the present invention may be a chimeric antibody, a humanized antibody, or a human antibody. Chimeric antibodies include, for example, “Experimental Medicine (Special Issue), Vol. 6, No. 10, 1988”, Japanese Patent Publication No. 3-73280, and humanized antibodies include, for example, Japanese Patent Publication No. 4-506458, JP-A-62-296890 and the like, human antibodies include, for example, `` Nature Genetics, Vol.15, p.146-156, 1997 '', `` Nature Genetics, Vol.7, p.13-21, 1994 '', JP 4-504365 Publication, International Application Publication No. WO 94/25585 Publication, `` Nikkei Science, June, 40 to 50, 1995 '', `` Nature, Vol.368, p.856-859, 1994 ", Japanese Patent Publication No. 6-500233, and the like. For example, when the antibody of the present invention is used as a medicine, a humanized antibody and a human type antibody are preferable.

本発明の抗体(特に、後述のSLO抗体)は、臨床検査試薬、研究用試薬等の試薬および医薬などとして有用である。本発明の抗体が試薬として用いられる場合、例えば、酵素免疫測定法(EIA)、放射免疫測定法(RIA)、蛍光免疫測定法(FIA)、免疫クロマト法、ルミネッセンス免疫測定法、スピン免疫測定法、ウエスタンブロット法による抗原(特にSLO)の検出および定量に用いられ得る。EIA法としては、例えば、直接競合ELISA、間接競合ELISA、サンドイッチELISAが挙げられる。一方、本発明の抗体が医薬として用いられる場合、例えば、溶血性連鎖球菌感染症の治療薬として用いられ得る。   The antibody of the present invention (in particular, the SLO antibody described later) is useful as a reagent such as a clinical test reagent, a research reagent, and a medicine. When the antibody of the present invention is used as a reagent, for example, enzyme immunoassay (EIA), radioimmunoassay (RIA), fluorescence immunoassay (FIA), immunochromatography, luminescence immunoassay, spin immunoassay Can be used for detection and quantification of antigens (especially SLO) by Western blotting. Examples of the EIA method include a direct competition ELISA, an indirect competition ELISA, and a sandwich ELISA. On the other hand, when the antibody of the present invention is used as a medicine, it can be used, for example, as a therapeutic agent for hemolytic streptococcal infection.

本発明の抗体が医薬として使用される場合、本発明の医薬は、医薬上許容される担体が配合されたものであり得る。医薬上許容される担体としては、後述するものが挙げられる。本発明の抗体は、好ましくは、後述の投与量において後述の方法に従い非経口投与され得る。   When the antibody of the present invention is used as a medicine, the medicine of the present invention may be formulated with a pharmaceutically acceptable carrier. Examples of the pharmaceutically acceptable carrier include those described later. The antibody of the present invention can be preferably administered parenterally according to the method described below at the dose described below.

6.1.SNIまたはその部分ペプチドに対する抗体
本発明は、SNIまたはその部分ペプチドに対する抗体(以下、必要に応じてSNI抗体と省略する)を提供する。
6.1. Antibody to SNI or its partial peptide The present invention provides an antibody against SNI or its partial peptide (hereinafter abbreviated as SNI antibody as necessary).

SNI抗体の作製に用いられる抗原としては、配列番号2で表されるアミノ酸配列と同一または実質的に同一のアミノ酸配列からなるポリペプチド、あるいはそれらの部分ペプチドを用いることができる。部分ペプチドとしては、免疫原性を有する限り特に限定されないが、例えば、配列番号2で表されるアミノ酸配列と同一または実質的に同一のアミノ酸配列、あるいは上述のドメインをコードするアミノ酸配列から選ばれる少なくとも約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、さらにより好ましくは少なくとも15個、最も好ましくは20個以上の連続したアミノ酸からなるペプチドであり得る。   As an antigen used for production of an SNI antibody, a polypeptide consisting of an amino acid sequence identical or substantially identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, or a partial peptide thereof can be used. The partial peptide is not particularly limited as long as it has immunogenicity. For example, the partial peptide is selected from the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or the amino acid sequence encoding the above-mentioned domain. It may be a peptide consisting of at least about 8, preferably at least 10, more preferably at least 12, even more preferably at least 15, most preferably 20 or more consecutive amino acids.

また、中和抗体を得ることを目的とする場合には、抗原として、NADase阻害活性を有する部分ペプチドを用いることが好ましく、後述する本発明の複合体の解離剤を得ることを目的とする場合には、抗原として、NADaseとの結合能を有するその部分ペプチドを用いることが好ましい。   In addition, in the case of aiming to obtain a neutralizing antibody, it is preferable to use a partial peptide having NADase inhibitory activity as an antigen, and in the case of aiming to obtain a dissociator for the complex of the present invention described later. It is preferable to use a partial peptide thereof capable of binding to NADase as an antigen.

6.2.NADaseまたはその部分ペプチドに対する抗体
本発明は、NADaseまたはその部分ペプチドに対する抗体(以下、必要に応じてNADase抗体と省略する)を提供する。本発明者らの研究成果により、宿主細胞を用いた連鎖球菌由来天然型NADaseの組換えタンパク質の調製のみならず、宿主細胞を用いた非天然型NADase(変異型NADaseまたは遺伝子改変NADase)の組換えタンパク質の調製が初めて可能となる。また、このように組換え技術を利用することで、NADaseの部分ペプチドの調製も容易になる。従って、従来よりも、NADase抗体の作製が容易になり得る。
6.2. Antibody to NADase or its partial peptide The present invention provides an antibody to NADase or its partial peptide (hereinafter abbreviated as NADase antibody as necessary). Based on the research results of the present inventors, not only preparation of recombinant proteins of Streptococcus derived natural NADase using host cells, but also non-natural NADase (mutant NADase or genetically modified NADase) using host cells It is possible for the first time to prepare a replacement protein. In addition, by using the recombination technique in this way, preparation of a partial peptide of NADase is facilitated. Therefore, the production of NADase antibody can be facilitated as compared with the prior art.

NADase抗体の作製に用いられる抗原としては、配列番号4で表されるアミノ酸配列と同一または実質的に同一のアミノ酸配列からなるポリペプチド、あるいはそれらの部分ペプチドを用いることができる。部分ペプチドとしては、免疫原性を有する限り特に限定されないが、例えば、配列番号4で表されるアミノ酸配列と同一または実質的に同一のアミノ酸配列、あるいは上述のドメインをコードするアミノ酸配列から選ばれる少なくとも約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、さらにより好ましくは少なくとも15個、最も好ましくは20個以上の連続したアミノ酸からなるペプチドであり得る。   As an antigen used for preparation of the NADase antibody, a polypeptide comprising the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or a partial peptide thereof can be used. The partial peptide is not particularly limited as long as it has immunogenicity. For example, the partial peptide is selected from the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, or an amino acid sequence encoding the above-mentioned domain. It may be a peptide consisting of at least about 8, preferably at least 10, more preferably at least 12, even more preferably at least 15, most preferably 20 or more consecutive amino acids.

また、中和抗体を得ることを目的とする場合には、抗原として、NADase活性を有する部分ペプチドを用いることが好ましく、後述する本発明の複合体の解離剤を得ることを目的とする場合には、抗原として、SNIとの結合能を有するその部分ペプチドを用いることが好ましい。   In addition, when it is intended to obtain a neutralizing antibody, it is preferable to use a partial peptide having NADase activity as an antigen. When the purpose is to obtain a dissociator for the complex of the present invention described later. Preferably uses a partial peptide thereof capable of binding to SNI as an antigen.

6.3.SLOまたはその部分ペプチドに対する抗体
本発明は、SLOまたはその部分ペプチドに対する抗体(以下、必要に応じてSLO抗体と省略する)を提供する。
6.3. Antibody to SLO or its partial peptide The present invention provides an antibody against SLO or its partial peptide (hereinafter abbreviated as SLO antibody as necessary).

SLO抗体の作製に用いられる抗原としては、溶血性連鎖球菌に由来する完全長SLOまたは大腸菌に毒性を示し得る領域を含むその部分ペプチド(例えば、約32〜約75位のアミノ酸残基を含むポリペプチドの部分ペプチド)が用いられ得る。部分ペプチドとしては、免疫原性を有する限り特に限定されないが、例えば、上記SLOの任意の部分から選ばれる少なくとも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、さらにより好ましくは少なくとも15個以上の連続したアミノ酸からなるポリペプチドであり得る。   Antigens used for the production of SLO antibodies include full-length SLO derived from hemolytic streptococci or partial peptides containing regions that can be toxic to E. coli (for example, polymorphs containing amino acid residues from about 32 to about 75). A partial peptide of the peptide) can be used. The partial peptide is not particularly limited as long as it has immunogenicity. For example, at least 8, preferably at least 10, more preferably at least 12, and even more preferably at least 15 selected from any part of the SLO. It may be a polypeptide consisting of two or more consecutive amino acids.

SLO抗体は、例えば、完全長SLOまたは大腸菌に毒性を示し得る領域を含むその部分ペプチドに対する特異的な反応性を示し、かつNADase、特に溶血性連鎖球菌由来NADaseに対する交差反応性を示さない抗体であり得る。本発明の抗体はまた、完全長SLOまたは大腸菌に毒性を示し得る領域を含むその部分ペプチドの活性、特に溶血活性の中和抗体であり得る。   An SLO antibody is, for example, an antibody that exhibits specific reactivity against full-length SLO or a partial peptide containing a region that can be toxic to E. coli and does not exhibit cross-reactivity to NADase, particularly NADase derived from hemolytic streptococci. possible. The antibody of the present invention can also be a neutralizing antibody of full-length SLO or the activity of a partial peptide containing a region that can be toxic to E. coli, particularly hemolytic activity.

7.SNIに関連するその他の発明
本発明は、SNIポリヌクレオチドまたはその部分ヌクレオチドに相補的な核酸(アンチセンス核酸)、RNAi誘導核酸(siRNA)、リボザイム、増幅用プライマー対などを提供する。これらは、例えば、本発明のSNIの解析、変異型連鎖球菌の作製などに有用であり得る。
7). Other Inventions Related to SNI The present invention provides nucleic acids complementary to SNI polynucleotides or partial nucleotides (antisense nucleic acids), RNAi-derived nucleic acids (siRNA), ribozymes, amplification primer pairs, and the like. These may be useful, for example, for analysis of the SNI of the present invention, production of mutant streptococci, and the like.

8.医薬または試薬
本発明はまた、SNI、NADase阻害活性を有するその部分ペプチドまたはそれらの発現ベクターを含む医薬または試薬を提供する。本発明者らは、未知遺伝子SNIの機能の一端を解明することに初めて成功した。より詳細には、本発明者らは、SNIがNADaseを阻害し得ることを見出した。従って、本発明者らは、SNI、NADase阻害活性を有するその部分ペプチドまたはそれらの発現ベクターを、医薬または試薬として用いることを初めて可能とした。
8). Pharmaceutical or Reagent The present invention also provides a pharmaceutical or reagent comprising a partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity or an expression vector thereof. The present inventors have succeeded for the first time in elucidating a part of the function of the unknown gene SNI. More particularly, the inventors have found that SNI can inhibit NADase. Therefore, the present inventors have made it possible for the first time to use the partial peptides having SNI and NADase inhibitory activity or their expression vectors as pharmaceuticals or reagents.

本発明の医薬は、例えば、連鎖球菌等の細菌の感染症の治療薬として有用である。分泌タンパク質である連鎖球菌NADaseは、血液等の生体液中に分泌され、SLOにより宿主細胞膜上に形成された孔から宿主細胞内に侵入し、NADase活性によりその毒性を発揮することで、連鎖球菌感染症の病態を担い得ると考えられる。従って、SNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドが生体内に存在すれば、連鎖球菌NADaseとSNIまたはその部分ペプチドとの安定複合体が形成され、以って連鎖球菌NADaseのNADase活性を低減し得ることにより、連鎖球菌感染症の病態を軽減し得ると考えられる。本発明の医薬が適用され得る感染症としては、NADaseにより毒性作用を発揮する細菌により引き起こされ得る感染症である限り特に限定されないが、例えば、A群、C群およびG群溶血性連鎖球菌により引き起こされる感染症が挙げられる。   The medicament of the present invention is useful as a therapeutic agent for infectious diseases of bacteria such as streptococci. Streptococcus NADase, which is a secreted protein, is secreted into biological fluids such as blood, enters the host cell through pores formed on the host cell membrane by SLO, and exhibits its toxicity by NADase activity. It is thought that it can carry the pathology of infectious diseases. Therefore, if the partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity is present in the living body, a stable complex between Streptococcus NADase and SNI or the partial peptide is formed, thereby reducing the NADase activity of Streptococcus NADase. It is considered that the pathological condition of streptococcal infection can be reduced by obtaining. The infectious disease to which the medicament of the present invention can be applied is not particularly limited as long as it is an infectious disease that can be caused by a bacterium that exerts a toxic effect by NADase, but for example, by group A, group C, and group G hemolytic streptococci Infectious diseases that are caused include.

本発明の医薬はまた、非感染症の治療に有用である。本発明者らは、SNIが細菌由来NADaseのみならず、哺乳動物由来NADaseも阻害し得ることを見出した。従って、SNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドは、哺乳動物由来NADase(例、CD38、CD157)の機能亢進によりもたらされ得る疾患、あるいは哺乳動物由来NADaseの機能阻害により対症療法的に治療され得る疾患(例えば、哺乳動物由来NADaseの機能阻害により症状が改善、緩和または軽減され得る疾患)に対して有効であると考えられる。このような疾患としては、例えば、自己免疫疾患(例、潰瘍性大腸炎)、炎症性疾患(例、成人呼吸促迫症候群(ARDS:adult respiratory distress syndrome)、関節炎)、アレルギー疾患、多発性骨髄腫、虚血、喘息、糖尿病、移植拒絶反応、神経変性疾患が挙げられるがこれらに限定されない(例えば、WO2002/032288;Nature Medicine 7(11): 1209-16(2001);The Journal of Immunology 172: 1896-1906 (2004) 参照)。   The medicament of the present invention is also useful for the treatment of non-infectious diseases. The present inventors have found that SNI can inhibit not only bacterial NADase but also mammalian NADase. Therefore, the partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity is treated symptomatically by diseases that can be brought about by hyperfunction of mammal-derived NADase (eg, CD38, CD157), or by inhibiting function of mammal-derived NADase. It is considered effective against a disease obtained (for example, a disease whose symptoms can be ameliorated, alleviated or alleviated by inhibiting the function of mammalian NADase). Examples of such diseases include autoimmune diseases (eg, ulcerative colitis), inflammatory diseases (eg, adult respiratory distress syndrome (ARDS), arthritis), allergic diseases, multiple myeloma , Ischemia, asthma, diabetes, transplant rejection, neurodegenerative diseases, but are not limited to these (eg, WO2002 / 032288; Nature Medicine 7 (11): 1209-16 (2001); The Journal of Immunology 172: 1896-1906 (2004)).

本発明の医薬または試薬はさらに、NADase阻害剤として有用である。NADase阻害剤とは、上述したNADase阻害活性を有するものをいう。NADaseは細菌から哺乳動物まで広く認められること、ならびにSNIは細菌および哺乳動物NADaseを阻害したことから、SNIは、あらゆる種に由来するNADseを阻害し得ると考えられる。SNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドにより阻害され得るNADseとしては、原核生物から真核生物にまで至る任意のNADaseが挙げられるが、例えば、細菌(例、連鎖球菌)、哺乳動物(例、ヒト、サル、チンパンジー、ウサギ、ウシ)、昆虫、鳥類、魚類、軟体動物(例、アメフラシ)、植物が挙げられ、細菌およびヒト等の哺乳動物が好ましい。詳細には、SNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドにより阻害され得る連鎖球菌由来NADaseとしては、A群、C群およびG群連鎖球菌由来NADaseが挙げられる。SNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドにより阻害され得る哺乳動物由来NADaseとしては、CD38、CD157、アナウサギ属ADPリボシルシクラーゼ、ウシNAD+グリコヒドロラーゼが挙げられるが、CD38、CD157が好ましい。NADaseはまた、その局在に応じて、分泌型、細胞膜結合型、細胞質局在型などに分類できる。SNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドは、これらの任意の型のNADaseを阻害し得るが、好ましくは分泌型または細胞膜結合型のNADaseを阻害し得る。また、CD38の酵素活性(およびcADPRの生成)は、細胞内Ca2+貯蔵からのCa2+の放出、細胞増殖、アポトーシスなどに関与し得るので(例えば、WO2002/032288参照)、本発明の医薬および試薬はこれらの作用を阻害し得る。本発明のNADase阻害剤はまた、細胞系(例、本発明の形質転換体の使用)または無細胞系(例、本発明の共発現ベクターの使用、あるいはNADase発現ベクターおよびSNI発現ベクターの組合せの使用、あるいはNADase合成系におけるSNIの添加)におけるNADaseの調製剤として用いることができる。 The medicament or reagent of the present invention is further useful as a NADase inhibitor. The NADase inhibitor means one having the above-mentioned NADase inhibitory activity. Because NADase is widely recognized from bacteria to mammals, and SNI inhibited bacteria and mammalian NADase, it is believed that SNI can inhibit NADse from any species. NADse that can be inhibited by a partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity includes any NADase from prokaryotic to eukaryotic, including, for example, bacteria (eg, streptococci), mammals (eg, Humans, monkeys, chimpanzees, rabbits, cattle), insects, birds, fishes, mollusks (eg, snails), plants, and mammals such as bacteria and humans are preferred. Specifically, examples of streptococcal NADase that can be inhibited by a partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity include group A, group C, and group G streptococcal NADase. Examples of mammalian-derived NADases that can be inhibited by a partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity include CD38, CD157, rabbit ADP ribosyl cyclase, and bovine NAD + glycohydrolase, with CD38 and CD157 being preferred. NADases can also be classified into secreted, cell membrane-bound, cytoplasmic localized, etc., depending on their localization. The partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity can inhibit any of these types of NADase, but preferably can inhibit secreted or cell membrane-bound NADase. In addition, since the enzymatic activity of CD38 (and generation of cADPR) can be involved in the release of Ca 2+ from intracellular Ca 2+ stores, cell proliferation, apoptosis, etc. (see, for example, WO2002 / 032288) Drugs and reagents can inhibit these effects. The NADase inhibitor of the present invention is also a cell line (eg, use of the transformant of the present invention) or a cell-free system (eg, use of the co-expression vector of the present invention, or a combination of NADase expression vector and SNI expression vector). It can be used as a preparation agent of NADase in use or addition of SNI in the NADase synthesis system).

本発明の医薬または試薬はまた、白血球の走化性の阻害剤として有用である。白血球の走化性とは、白血球が炎症部位に動員されることをいう。CD38、CD157は、白血球の走化性に重要な役割を果たし得ることが知られている(例えば、Blood vol.104(13): 4269-4278 (2004)、Nat Med. vol.7(11): 1209-16 (2001))。SNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドにより走化性が阻害され得る白血球としては、例えば、好中球、好酸球、単球、リンパ球、マクロファージ、樹状細胞が挙げられるが(例えば、WO2002/032288参照)、好中球が好ましい。   The medicament or reagent of the present invention is also useful as an inhibitor of leukocyte chemotaxis. Leukocyte chemotaxis refers to the recruitment of leukocytes to the site of inflammation. CD38 and CD157 are known to play an important role in leukocyte chemotaxis (for example, Blood vol. 104 (13): 4269-4278 (2004), Nat Med. Vol. 7 (11)). : 1209-16 (2001)). Examples of leukocytes whose chemotaxis can be inhibited by a partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity include neutrophils, eosinophils, monocytes, lymphocytes, macrophages, and dendritic cells (for example, WO2002 / 032288), neutrophils are preferred.

本発明の医薬は、医薬上許容される担体が配合されたものであり得る。医薬上許容される担体としては、例えば、ショ糖、デンプン、マンニット、ソルビット、乳糖、グルコース、セルロース、タルク、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム等の賦形剤、セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリプロピルピロリドン、ゼラチン、アラビアゴム、ポリエチレングリコール、ショ糖、デンプン等の結合剤、デンプン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルスターチ、ナトリウム−グリコール−スターチ、炭酸水素ナトリウム、リン酸カルシウム、クエン酸カルシウム等の崩壊剤、ステアリン酸マグネシウム、エアロジル、タルク、ラウリル硫酸ナトリウム等の滑剤、クエン酸、メントール、グリシルリシン・アンモニウム塩、グリシン、オレンジ粉等の芳香剤、安息香酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、メチルパラベン、プロピルパラベン等の保存剤、クエン酸、クエン酸ナトリウム、酢酸等の安定剤、メチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ステアリン酸アルミニウム等の懸濁剤、界面活性剤等の分散剤、水、生理食塩水、オレンジジュース等の希釈剤、カカオ脂、ポリエチレングリコール、白灯油等のベースワックスなどが挙げられるが、それらに限定されるものではない。   The medicament of the present invention may be formulated with a pharmaceutically acceptable carrier. Examples of the pharmaceutically acceptable carrier include excipients such as sucrose, starch, mannitol, sorbit, lactose, glucose, cellulose, talc, calcium phosphate, calcium carbonate, cellulose, methylcellulose, hydroxypropylcellulose, polypropylpyrrolidone , Gelatin, gum arabic, polyethylene glycol, sucrose, starch and other binders, starch, carboxymethylcellulose, hydroxypropyl starch, sodium-glycol starch, sodium bicarbonate, calcium phosphate, calcium citrate and other disintegrants, magnesium stearate , Aerosil, Talc, Lubricant such as sodium lauryl sulfate, Citric acid, Menthol, Glycyllysine / Ammonium salt, Glycine, Orange powder and other fragrances, Sodium benzoate Preservatives such as sodium, sodium bisulfite, methylparaben, propylparaben, stabilizers such as citric acid, sodium citrate, acetic acid, suspensions such as methylcellulose, polyvinylpyrrolidone, aluminum stearate, dispersants such as surfactants, Examples include, but are not limited to, water, physiological saline, diluents such as orange juice, base waxes such as cacao butter, polyethylene glycol, and white kerosene.

経口投与に好適な製剤は、水、生理食塩水、オレンジジュースのような希釈液に有効量のリガンドを溶解させた液剤、有効量のリガンドを固体や顆粒として含んでいるカプセル剤、サッシェ剤または錠剤、適当な分散媒中に有効量の有効成分を懸濁させた懸濁液剤、有効量の有効成分を溶解させた溶液を適当な分散媒中に分散させ乳化させた乳剤等である。   Formulations suitable for oral administration include a solution in which an effective amount of a ligand is dissolved in a diluent such as water, physiological saline, orange juice, a capsule containing an effective amount of the ligand as a solid or granule, a sachet or Examples thereof include tablets, suspensions in which an effective amount of an active ingredient is suspended in a suitable dispersion medium, and emulsions in which a solution in which an effective amount of an active ingredient is dissolved is dispersed in an appropriate dispersion medium and emulsified.

非経口的な投与(例えば、静脈内注射、皮下注射、筋肉注射、局所注入、腹腔内投与など)に好適な製剤としては、水性および非水性の等張な無菌の注射液剤があり、これには抗酸化剤、緩衝液、制菌剤、等張化剤等が含まれていてもよい。また、水性および非水性の無菌の懸濁液剤が挙げられ、これには懸濁剤、可溶化剤、増粘剤、安定化剤、防腐剤等が含まれていてもよい。当該製剤は、アンプルやバイアルのように単位投与量あるいは複数回投与量ずつ容器に封入することができる。また、有効成分および医薬上許容される担体を凍結乾燥し、使用直前に適当な無菌のビヒクルに溶解または懸濁すればよい状態で保存することもできる。   Formulations suitable for parenteral administration (eg, intravenous injection, subcutaneous injection, intramuscular injection, local injection, intraperitoneal administration, etc.) include aqueous and non-aqueous isotonic sterile injection solutions. May contain antioxidants, buffers, antibacterial agents, tonicity agents and the like. Aqueous and non-aqueous sterile suspensions are also included, which may contain suspending agents, solubilizers, thickeners, stabilizers, preservatives and the like. The preparation can be enclosed in a container in unit doses or multiple doses like ampoules and vials. Alternatively, the active ingredient and a pharmaceutically acceptable carrier can be lyophilized and stored in a state that may be dissolved or suspended in a suitable sterile vehicle immediately before use.

本発明の製剤の投与量は、有効成分の種類・活性、病気の重篤度、投与対象となる動物種、投与対象の薬物受容性、体重、年齢等によって異なるが、通常、成人1日あたり有効成分量として約0.001〜約2.0g/kgであり得る。   The dosage of the preparation of the present invention varies depending on the type and activity of the active ingredient, the severity of the disease, the animal species to be administered, the drug acceptability of the administration target, body weight, age, etc. The amount of active ingredient can be about 0.001 to about 2.0 g / kg.

9.複合体およびその製造方法
本発明はまた、SNIまたはNADaseとの結合能を有するその部分ペプチドと、NADase(例、連鎖球菌由来NADase)またはSNIとの結合能を有するその部分ペプチドとを含む複合体を提供する。本発明者らは、SNIがNADaseと結合して複合体を形成し、NADase活性を抑制することを見出した。
9. Complex and method for producing the same The present invention also includes a complex comprising a partial peptide capable of binding to SNI or NADase and a partial peptide capable of binding to NADase (eg, streptococcus-derived NADase) or SNI. I will provide a. The present inventors have found that SNI binds to NADase to form a complex and suppresses NADase activity.

本発明の複合体において、SNIまたはNADaseとの結合能を有するその部分ペプチド、ならびにNADaseまたはSNIとの結合能を有するその部分ペプチドは、上述の通りであり得るが、それぞれ標識されていてもよい。標識としては、それらの複合体の形成を妨げない限り特に限定されないが、上述した精製用タグによる標識、放射性同位体(例えば、35S等の放射性同位体)による標識が挙げられる。複合体における構成成分の未標識・標識パターンは以下(a)〜(d)の通りである:
(a)SNIまたはNADaseとの結合能を有するその部分ペプチド(未標識)と、NADaseまたはSNIとの結合能を有するその部分ペプチド(未標識)との組合せ;
(b)SNIまたはNADaseとの結合能を有するその部分ペプチド(標識)と、NADaseまたはSNIとの結合能を有するその部分ペプチド(未標識)との組合せ;
(c)SNIまたはNADaseとの結合能を有するその部分ペプチド(未標識)と、NADaseまたはSNIとの結合能を有するその部分ペプチド(標識)との組合せ;
(d)SNIまたはNADaseとの結合能を有するその部分ペプチド(標識)と、NADaseまたはSNIとの結合能を有するその部分ペプチド(標識)との組合せ。
また、双方が標識される場合、標識の種類は同じであっても異なっていてもよいが、好ましくは異なり得る。従って、この場合、異なる精製用タグによる標識、異なる放射性同位体による標識、精製用タグと放射性同位体による標識が利用され得る。
In the complex of the present invention, the partial peptide capable of binding to SNI or NADase and the partial peptide capable of binding to NADase or SNI may be as described above, but each may be labeled. . The label is not particularly limited as long as the formation of the complex is not hindered, and examples thereof include labeling with the above-described purification tag and labeling with a radioisotope (for example, a radioisotope such as 35 S). The unlabeled / labeled patterns of the components in the complex are as follows (a) to (d):
(A) a combination of a partial peptide thereof capable of binding to SNI or NADase (unlabeled) and a partial peptide thereof capable of binding to NADase or SNI (unlabeled);
(B) a combination of a partial peptide (labeled) capable of binding to SNI or NADase and a partial peptide (unlabeled) capable of binding to NADase or SNI;
(C) a combination of a partial peptide (unlabeled) capable of binding to SNI or NADase and a partial peptide (labeled) capable of binding to NADase or SNI;
(D) A combination of a partial peptide (label) having binding ability to SNI or NADase and a partial peptide (labeling) having binding ability to NADase or SNI.
When both are labeled, the type of label may be the same or different, but may preferably be different. Therefore, in this case, labeling with different purification tags, labeling with different radioisotopes, labeling with purification tags and radioisotopes can be used.

精製用タグで標識されたタンパク質またはペプチドは、自体公知の方法により作製できる。例えば、精製用タグをコードするポリヌクレオチドに目的タンパク質またはペプチドをコードするポリヌクレオチドを適切に連結してDNA構築物を作製し、このDNA構築物を宿主細胞で発現させることにより、精製用タグで標識されたタンパク質またはペプチドを作製できる。一方、放射性同位体で標識されたタンパク質またはペプチドは、その発現細胞を放射性同位体含有培地で培養することにより作製できる。   A protein or peptide labeled with a purification tag can be produced by a method known per se. For example, a DNA construct is prepared by appropriately ligating a polynucleotide encoding a target protein or peptide to a polynucleotide encoding a purification tag, and this DNA construct is expressed in a host cell. Proteins or peptides can be made. On the other hand, a protein or peptide labeled with a radioisotope can be prepared by culturing the expression cell in a medium containing a radioisotope.

本発明の複合体は、非常に強固かつ特異的に結合する。例えば、本発明の複合体は3M NaClという高濃度の塩の存在下であっても解離し得ない。従って、本発明の複合体は非常に安定であり得る。   The complex of the present invention binds very firmly and specifically. For example, the complex of the present invention cannot be dissociated even in the presence of a high concentration of 3M NaCl. Therefore, the complex of the present invention can be very stable.

本発明はまた、SNIまたはその部分ペプチドとNADaseまたはその部分ペプチドとを含む複合体の製造方法を提供する。このような製造方法は、例えば、SNIまたはNADaseとの結合能を有するその部分ペプチドと、NADaseまたはSNIとの結合能を有するその部分ペプチドとを接触させることを含む。   The present invention also provides a method for producing a complex comprising SNI or a partial peptide thereof and NADase or a partial peptide thereof. Such a production method includes, for example, contacting the partial peptide having the binding ability with SNI or NADase and the partial peptide having the binding ability with NADase or SNI.

より詳細には、本発明の複合体を作製するための接触は、(a)単離されたSNIまたはその部分ペプチドと単離されたNADaseまたはその部分ペプチドとの接触、(b)SNIまたはその部分ペプチドの発現細胞に対する、NADaseまたはその部分ペプチドの発現ベクターの導入、(c)NADaseまたはその部分ペプチドの発現細胞に対する、SNIまたはその部分ペプチドの発現ベクターの導入、(d)宿主細胞に対する、SNIまたはその部分ペプチドの発現ベクターおよびNADaseまたはその部分ペプチドの発現ベクターの導入、あるいは(e)宿主細胞に対する、SNIまたはその部分ペプチドおよびNADaseまたはその部分ペプチドの同時発現ベクター(即ち、上述の本発明のベクター)の導入などにより達成できる。   More specifically, the contact for producing the complex of the present invention includes (a) contact of the isolated SNI or its partial peptide with the isolated NADase or its partial peptide, (b) SNI or its partial Introduction of expression vector of NADase or partial peptide thereof into cells expressing partial peptide, (c) Introduction of expression vector of SNI or partial peptide thereof into expression cells of NADase or partial peptide thereof, (d) SNI into host cell Or the partial peptide expression vector and NADase or its partial peptide expression vector, or (e) the SNI or its partial peptide and NADase or its partial peptide expression vector (ie, the above-mentioned present invention Vector) It can be formed.

本発明の複合体およびその製造方法は、例えば、連鎖球菌感染症の治療薬の開発、あるいは本発明の複合体におけるSNIまたはその部分ペプチドとNADaseまたはその部分ペプチドとの解離剤の開発に有用である。従って、本発明はまた、このような治療薬および解離剤の開発を可能とする、複合体の形成を調節し得る物質のスクリーニング方法を提供する。   The complex of the present invention and the production method thereof are useful, for example, for the development of a therapeutic agent for streptococcal infection, or for the development of a dissociator between SNI or its partial peptide and NADase or its partial peptide in the complex of the present invention. is there. Therefore, the present invention also provides a screening method for substances capable of regulating the formation of a complex, which enables the development of such therapeutic agents and dissociating agents.

10.スクリーニング方法
本発明は、連鎖球菌感染症の治療薬または本発明の複合体の解離剤の開発を可能とするスクリーニング方法、ならびに当該スクリーニング方法による得られる物質、および当該物質を含む剤を提供する。
10. Screening Method The present invention provides a screening method capable of developing a therapeutic agent for streptococcal infection or a dissociation agent of the complex of the present invention, a substance obtained by the screening method, and an agent containing the substance.

一実施形態では、本発明のスクリーニング方法は、以下の工程(a)および(b)を含み得る:
(a)被験物質が本発明の複合体の形成を抑制し得るか否かを評価する工程;
(b)本発明の複合体の形成を抑制し得る被験物質を選択する工程。
以下、本スクリーニング方法を、必要に応じてスクリーニング方法Iと省略する。
In one embodiment, the screening method of the present invention may comprise the following steps (a) and (b):
(A) a step of evaluating whether or not the test substance can suppress the formation of the complex of the present invention;
(B) A step of selecting a test substance that can suppress the formation of the complex of the present invention.
Hereinafter, this screening method is abbreviated as screening method I as necessary.

本発明のスクリーニング方法Iの工程(a)で用いられる被験物質は、任意の公知化合物および新規化合物であり得、例えば、有機低分子化合物、コンビナトリアルケミストリー技術を用いて作製された化合物ライブラリー、核酸(例、ヌクレオシド、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド)、糖質(例、単糖、二糖、オリゴ糖、多糖)、脂質(例、飽和または不飽和の直鎖、分岐鎖および/または環を含む脂肪酸)、アミノ酸、蛋白質(例、オリゴペプチド、ポリペプチド)、固相合成やファージディスプレイ法により作製されたランダムペプチドライブラリー、あるいは微生物、動植物、海洋生物等由来の天然成分等が挙げられる。   The test substance used in step (a) of the screening method I of the present invention can be any known compound and novel compound, such as a low molecular weight organic compound, a compound library prepared using combinatorial chemistry techniques, a nucleic acid (Eg, nucleosides, oligonucleotides, polynucleotides), carbohydrates (eg, monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, polysaccharides), lipids (eg, saturated or unsaturated linear, branched and / or ring-containing fatty acids) ), Amino acids, proteins (eg, oligopeptides, polypeptides), random peptide libraries prepared by solid phase synthesis or phage display methods, or natural components derived from microorganisms, animals and plants, marine organisms, and the like.

工程(a)は被験物質による本発明の複合体の形成の抑制を評価可能である限り如何なる様式でも行われ得るが、例えば、再構成系(即ち、非細胞系)、細胞系(例、ツーハイブリッドシステム、酵母、細菌等を用いる細胞表層工学的手法)を用いて行われ得る。この場合、工程(a)は、例えば、以下の工程(a1)、(a2)を含み得る:
(a1)被験物質、SNIまたはNADaseとの結合能を有するその部分ペプチド、およびNADaseまたはSNIとの結合能を有するその部分ペプチドを接触させる工程;
(a2)上記(a1)により形成された本発明の複合体量を測定し、該複合体量を被験物質の不在下で形成された本発明の複合体量と比較する工程。
Step (a) can be performed in any manner as long as the inhibition of formation of the complex of the present invention by the test substance can be evaluated. For example, a reconstitution system (ie, a non-cellular system), a cell system (eg, Cell surface engineering techniques using hybrid systems, yeast, bacteria, etc.). In this case, step (a) may include, for example, the following steps (a1) and (a2):
(A1) contacting a test substance, a partial peptide thereof capable of binding to SNI or NADase, and a partial peptide thereof capable of binding to NADase or SNI;
(A2) A step of measuring the amount of the complex of the present invention formed by the above (a1) and comparing the amount of the complex with the amount of the complex of the present invention formed in the absence of the test substance.

上記工程(a1)では、接触は、本発明の複合体の形成を可能とする自体公知の方法により行なわれ得る。また、被験物質、SNIまたはその部分ペプチド、およびNADaseまたはその部分ペプチドの接触は同時に行われても、順次行われてもよい。例えば、先ず、SNIまたはその部分ペプチドとNADaseまたはその部分ペプチドとを接触させて本発明の複合体を形成させた後、被験物質を本発明の複合体と接触させてもよい。このような態様もまた、本工程で好ましく行われ得る。   In the step (a1), the contact can be performed by a method known per se that enables formation of the complex of the present invention. Moreover, the test substance, SNI or its partial peptide, and NADase or its partial peptide may be contacted simultaneously or sequentially. For example, first, SNI or a partial peptide thereof and NADase or a partial peptide thereof are contacted to form a complex of the present invention, and then a test substance may be contacted with the complex of the present invention. Such an embodiment can also be preferably performed in this step.

上記工程(a2)では、先ず、被験物質の存在下で形成された本発明の複合体量が測定される。複合体量の測定は、自体公知の方法により行うことができ、例えば、免疫学的手法(例、免疫沈降法、ELISA)、表面プラズモン共鳴を利用する相互作用解析法(例、BiacoreTMの使用)、ツーハイブリッドシステム、酵母、細菌等を用いる細胞表層工学的手法が挙げられる。 In the step (a2), first, the amount of the complex of the present invention formed in the presence of the test substance is measured. The amount of complex can be measured by a method known per se, for example, immunological techniques (eg, immunoprecipitation, ELISA), interaction analysis methods using surface plasmon resonance (eg, use of Biacore ) ), Cell surface engineering techniques using two-hybrid systems, yeast, bacteria, and the like.

次いで、被験物質の存在下で形成された複合体量が、被験物質の不在下で形成される複合体量と比較される。複合体量の比較は、好ましくは、有意差の有無に基づいて行なわれる。被験物質の不在下で形成される複合体量は、被験物質の存在下で形成された複合体量の測定に対し、事前に測定した複合体量であっても、同時に測定した複合体量であってもよいが、実験の精度、再現性の観点から同時に測定した複合体量であることが好ましい。   The amount of complex formed in the presence of the test substance is then compared with the amount of complex formed in the absence of the test substance. The comparison of the amount of complex is preferably performed based on the presence or absence of a significant difference. The amount of complex formed in the absence of the test substance is the amount of complex measured at the same time, even if the amount of complex was measured in advance, compared to the amount of complex formed in the presence of the test substance. Although it may be, it is preferable that it is the amount of the complex measured simultaneously from the viewpoint of the accuracy and reproducibility of the experiment.

本発明のスクリーニング方法Iの工程(b)では、本発明の複合体量を減少させる(複合体の形成を抑制する)被験物質が選択され得る。このように選択された被験物質は、例えば、NADaseおよびSNI遺伝子を併有する連鎖球菌による感染症の治療のため、あるいは本発明の複合体を解離させるために有用である。   In step (b) of screening method I of the present invention, a test substance that reduces the amount of the complex of the present invention (suppresses the formation of the complex) can be selected. The test substance thus selected is useful, for example, for the treatment of infection caused by streptococci having both NADase and SNI genes, or for dissociating the complex of the present invention.

本発明のスクリーニング方法Iが連鎖球菌感染症(例えば、上述した連鎖球菌感染症)の治療薬の開発を特に意図して行われる場合、対象となり得る連鎖球菌は、NADase遺伝子およびSNI遺伝子を併有する連鎖球菌であり得る。連鎖球菌は、NADaseをSNIと共発現することにより、自身をNAD枯渇から保護していると考えられる。この知見に基づけば、連鎖球菌内のSNI・NADase複合体を解離させる物質をスクリーニングすることで、連鎖球菌感染症の治療薬が開発可能になると考えられる。NADase遺伝子およびSNI遺伝子を併有する連鎖球菌としては、例えば、A群、C群およびG群連鎖球菌が挙げられる。   When the screening method I of the present invention is carried out with particular intention to develop a therapeutic agent for streptococcal infection (for example, the above-mentioned streptococcal infection), the streptococcus that can be the target has both the NADase gene and the SNI gene. It can be streptococci. Streptococcus is thought to protect itself from NAD depletion by co-expressing NADase with SNI. Based on this finding, it is considered that a therapeutic drug for streptococcal infection can be developed by screening a substance that dissociates the SNI / NADase complex in streptococci. Examples of streptococci having both NADase gene and SNI gene include group A, group C and group G streptococci.

また、本発明のスクリーニング方法Iが連鎖球菌感染症の治療薬の開発を意図して行われる場合、より生理条件を反映させるという観点から、NADaseとの結合能を有するSNIの部分ペプチドは、さらにNADase阻害活性を保持することが好ましい。同様の観点から、SNIとの結合能を有するNADaseの部分ペプチドは、さらにNADase活性を保持することが好ましい。より好ましくは、本発明のスクリーニング方法Iは、NADase遺伝子およびSNI遺伝子を併有する連鎖球菌由来のNADaseおよびSNIを用いて行われ得る。   In addition, when the screening method I of the present invention is carried out with the intention of developing a therapeutic agent for streptococcal infection, a partial peptide of SNI having the ability to bind to NADase from the viewpoint of more reflecting physiological conditions, It is preferable to retain NADase inhibitory activity. From the same viewpoint, it is preferable that the partial peptide of NADase having the ability to bind to SNI further retains NADase activity. More preferably, the screening method I of the present invention can be performed using NADase and SNI derived from streptococci having both the NADase gene and the SNI gene.

別の実施形態では、本発明のスクリーニング方法はまた、以下の工程(a)および(b)を含み得る:
(a)被験物質が、SNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドによる、NADaseまたはNADase活性を有するその部分ペプチドのNADase活性の抑制を解除し得るか否かを評価する工程;
(b)該抑制を解除し得る被験物質を選択する工程。
以下、本スクリーニング方法を、必要に応じてスクリーニング方法IIと省略する。
In another embodiment, the screening method of the present invention may also include the following steps (a) and (b):
(A) a step of evaluating whether or not the test substance can release the suppression of NADase activity of the partial peptide having NADase or NADase activity by the partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity;
(B) A step of selecting a test substance that can release the suppression.
Hereinafter, this screening method is abbreviated as screening method II as necessary.

本発明のスクリーニング方法IIの工程(a)で用いられる被験物質は、上述のスクリーニング方法Iで用いられるものと同様であり得る。   The test substance used in step (a) of screening method II of the present invention can be the same as that used in screening method I described above.

工程(a)は、上述したNADase活性について、被験物質による抑制の解除を評価可能である限り如何なる様式でも行われ得るが、例えば、再構成系(即ち、非細胞系)、細胞系(例、酵母、細菌等を用いる細胞表層工学的手法)を用いて行われ得る。この場合、工程(a)は、例えば、以下の工程(a1)、(a2)を含み得る:
(a1)被験物質、基質、SNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチド、およびNADaseまたはNADase活性を有するその部分ペプチドを接触させる工程;
(a2)被験物質およびSNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドの存在下でNADaseまたはNADase活性を有するその部分ペプチドのNADase活性を測定し、該活性を被験物質の不在下およびSNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドの存在下での該NADase活性と比較する工程。
The step (a) can be performed in any manner as long as it is possible to evaluate the cancellation of the suppression by the test substance with respect to the above-mentioned NADase activity. Cell surface engineering techniques using yeast, bacteria, etc.). In this case, step (a) may include, for example, the following steps (a1) and (a2):
(A1) contacting a test substance, a substrate, a partial peptide thereof having SNI or NADase inhibitory activity, and a partial peptide thereof having NADase or NADase activity;
(A2) NADase activity of the partial peptide having NADase or NADase activity in the presence of the test substance and the partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity is measured, and the activity is measured in the absence of the test substance and SNI or NADase inhibitory activity Comparing with the NADase activity in the presence of its partial peptide.

上記工程(a1)では、接触は、NADase活性の検出を可能とする自体公知の方法により行なわれ得る。また、被験物質、基質、SNIまたはその部分ペプチド、およびNADaseまたはその部分ペプチドの接触は活性の測定に適切である限り同時に行われても、順次行われてもよい。基質としては、例えば、NADが用いられ得る。   In the step (a1), the contact can be performed by a method known per se that enables detection of NADase activity. Further, the contact of the test substance, substrate, SNI or its partial peptide, and NADase or its partial peptide may be performed simultaneously or sequentially as long as it is appropriate for the measurement of activity. For example, NAD can be used as the substrate.

上記工程(a2)では、先ず、被験物質およびSNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドの存在下でのNADase活性が測定される。NADase活性の測定は、自体公知の方法により行うことができる。例えば、NADase活性は、基質の減少量、または検出可能な生成物の増加量に基づき評価できる。基質から変換され得る検出可能な生成物としては、例えば、ADPR、ニコチンアミド、cADPRが挙げられる。NADase活性の測定については、例えば、FEMS Microbiol Lett 136, 71-78 (1996); J. Exp. Med. 104: 577-587 (1956); Appl. Microbiol. 14: 391-393 (1966) を参照のこと。   In the step (a2), first, NADase activity in the presence of the test substance and its partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity is measured. NADase activity can be measured by a method known per se. For example, NADase activity can be assessed based on a decrease in substrate or an increase in detectable product. Detectable products that can be converted from the substrate include, for example, ADPR, nicotinamide, cADPR. For measuring NADase activity, see, for example, FEMS Microbiol Lett 136, 71-78 (1996); J. Exp. Med. 104: 577-587 (1956); Appl. Microbiol. 14: 391-393 (1966) That.

次いで、被験物質およびSNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドの存在下で測定されたNADase活性が、被験物質の不在下およびSNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドの存在下で測定されたNADase活性と比較される。NADase活性の比較は、好ましくは、有意差の有無に基づいて行なわれる。被験物質の不在下で測定されるNADase活性は、被験物質の存在下で測定されたNADase活性の測定に対し、事前に測定したNADase活性であっても、同時に測定したNADase活性であってもよいが、実験の精度、再現性の観点から同時に測定したNADase活性であることが好ましい。   The NADase activity measured in the presence of the test substance and its partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity is then measured in the absence of the test substance and its partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity. Compared with activity. The comparison of NADase activity is preferably performed based on the presence or absence of a significant difference. The NADase activity measured in the absence of the test substance may be the NADase activity measured in advance or the NADase activity measured simultaneously with respect to the measurement of the NADase activity measured in the presence of the test substance. However, it is preferable that the NADase activity is measured simultaneously from the viewpoint of the accuracy and reproducibility of the experiment.

本発明のスクリーニング方法IIの工程(b)では、SNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドによる、NADaseまたはNADase活性を有するその部分ペプチドのNADase活性の抑制を解除し得る被験物質が選択され得る。このように選択された被験物質は、例えば、NADaseおよびSNI遺伝子を併有する連鎖球菌による感染症の治療のため、あるいは本発明の複合体の解離のために有用である。   In the step (b) of the screening method II of the present invention, a test substance capable of releasing the suppression of the NADase activity of the partial peptide having NADase or NADase activity by the partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity can be selected. The test substance thus selected is useful, for example, for the treatment of infectious diseases caused by streptococci having both NADase and SNI genes, or for dissociation of the complex of the present invention.

本発明のスクリーニング方法IIが連鎖球菌感染症(例えば、上述した連鎖球菌感染症)の治療薬の開発を特に意図して行われる場合、対象となり得る連鎖球菌は、NADase遺伝子およびSNI遺伝子を併有する上述の連鎖球菌であり得る。連鎖球菌は、NADaseをSNIと共発現することにより、自身をNAD枯渇から保護していると考えられる。この知見に基づけば、SNIまたはNADase阻害活性を有するその部分ペプチドによる、NADaseまたはNADase活性を有するその部分ペプチドのNADase活性の抑制を解除し得る物質をスクリーニングすることで、連鎖球菌感染症の治療薬が開発可能になると考えられる。好ましくは、本発明のスクリーニング方法IIは、NADase遺伝子およびSNI遺伝子を併有する連鎖球菌由来のNADaseおよびSNIを用いて行われ得る。   When the screening method II of the present invention is carried out specifically for the development of a therapeutic agent for streptococcal infection (for example, the above-mentioned streptococcal infection), the streptococcus that can be the target has both the NADase gene and the SNI gene. It may be the aforementioned streptococci. Streptococcus is thought to protect itself from NAD depletion by co-expressing NADase with SNI. Based on this finding, a therapeutic drug for streptococcal infection can be obtained by screening a substance capable of releasing the suppression of NADase activity of NADase or its partial peptide by its partial peptide having SNI or NADase inhibitory activity. Can be developed. Preferably, the screening method II of the present invention can be performed using NADase and SNI derived from streptococci having both the NADase gene and the SNI gene.

本明細書中で挙げられた特許および特許出願明細書を含む全ての刊行物に記載された内容は、本明細書での引用により、その全てが明示されたと同程度に本明細書に組み込まれるものである。   The contents of all publications, including patents and patent application specifications cited in this specification, are hereby incorporated by reference herein to the same extent as if all were explicitly stated. Is.

以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記実施例等に何ら制約されるものではない。なお、「材料および方法」から実施例まではSNIおよびNADase関連発明に関する実施例であり、実施例はSLO関連発明の実施例である。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples. Note that “Materials and Methods” to Example 7 are examples relating to SNI and NADase related inventions, and Examples 8 to 9 are examples of SLO related inventions.

材料および方法
(1)材料
ムタノリシン(Mutanolysin)およびリゾチームは、Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO. USA) から購入した。アンピシリンナトリウムおよびL(+)-アラビノースは、Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Osaka, Japan) から入手した。DNA修飾および制限酵素は、Takara Shuzo Co., Ltd. (Kyoto, Japan)、Toyobo Co., Ltd. (Osaka, Japan)、またはNippon gene (Toyama, Japan) から得た。タンパク質分子標品は、Bio-Rad (California, USA) およびAmersham Biosciences Corp. (NJ, USA) から購入した。酵母抽出物およびトリプトンは、Difco Laboratories (Detroit, Mich. USA) から購入した。西洋ワサビペルオキシダーゼ・コンジュゲート・Ni-NTAは、Qiagen (Hilden, Germany) から入手した。他の全ての化学物質は、試薬グレードまたは分子生物学グレードであった。
Materials and Methods (1) Materials Mutanolysin and lysozyme were purchased from Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO. USA). Ampicillin sodium and L (+)-arabinose were obtained from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Osaka, Japan). DNA modification and restriction enzymes were obtained from Takara Shuzo Co., Ltd. (Kyoto, Japan), Toyobo Co., Ltd. (Osaka, Japan), or Nippon gene (Toyama, Japan). Protein molecular preparations were purchased from Bio-Rad (California, USA) and Amersham Biosciences Corp. (NJ, USA). Yeast extract and tryptone were purchased from Difco Laboratories (Detroit, Mich. USA). Horseradish peroxidase conjugate Ni-NTA was obtained from Qiagen (Hilden, Germany). All other chemicals were reagent grade or molecular biology grade.

(2)菌株および培養条件
Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis H46A (Christensen, L.R. (1945) J Gen Physiol 28, 363-383) は、1% 酵母抽出物 (yeast extract) を補充したTodd Hewitt broth (Becton Dickinson, Cockeysville, Md. USA) (THY培地) 中で37℃にて増殖させた。Escherichia coli TOP10 (Invitrogen, Frederick, USA) およびE.coli BL21 (Novagen, Madison, Wisconsin) を、組換えプラスミドのクローニング用宿主として用いた。これらの株は、Luria-Bertani Broth (LB) 中で37℃にて培養した。Escherichia coli TOP10は、L-アラビノースの輸送能を有するが、その代謝能は有しない。エレクトロポレーションを、プラスミドDNAのE.coli TOP10およびBL21への導入のために用いた (J Biochem (Tokyo) 122: 237-242 (1997))。形質転換体を、100μg/mlのアンピシリンを含有するLBプレート上で選択した。
(2) Strains and culture conditions
Streptococcus dysgalactiae subsp.equimilis H46A (Christensen, LR (1945) J Gen Physiol 28, 363-383) is a Todd Hewitt broth supplemented with 1% yeast extract (Becton Dickinson, Cockeysville, Md. USA) ( (THY medium) at 37 ° C. Escherichia coli TOP10 (Invitrogen, Frederick, USA) and E. coli BL21 (Novagen, Madison, Wisconsin) were used as cloning plasmid cloning hosts. These strains were cultured at 37 ° C. in Luria-Bertani Broth (LB). Escherichia coli TOP10 has the ability to transport L-arabinose but not its metabolic ability. Electroporation was used for introduction of plasmid DNA into E. coli TOP10 and BL21 (J Biochem (Tokyo) 122: 237-242 (1997)). Transformants were selected on LB plates containing 100 μg / ml ampicillin.

(3)ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)
Expand High Fidelity PLUS PCR Systemは、Roche Diagnostics (Penzberg, Germany) からの製品である。酵素およびバッファーを製造業者の推奨に従って用いた。PCR混合液の総量は約50μlであった。通常通り、初期変性 (94℃で90秒)、鎖の変性 (94℃で30秒)、アニーリング (55℃で30秒)、および伸長 (72℃で1kbあたり60秒) の条件下で40サイクルの増幅が行われた。
(3) Polymerase chain reaction (PCR)
Expand High Fidelity PLUS PCR System is a product from Roche Diagnostics (Penzberg, Germany). Enzymes and buffers were used according to manufacturer's recommendations. The total volume of the PCR mixture was approximately 50 μl. 40 cycles under normal denaturation (94 ° C for 90 seconds), strand denaturation (94 ° C for 30 seconds), annealing (55 ° C for 30 seconds), and extension (72 ° C for 60 seconds per kb) Amplification was performed.

(4)DNA操作
E.coli TOP10のプラスミドDNAを、QIA prep Spin Miniprep Kit (Qiagen, Hilden, Germany) を用いて抽出した。PCR用のstreptococciゲノムDNAを既報 (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005)) に従い調製した。
(4) DNA manipulation
Plasmid DNA of E. coli TOP10 was extracted using QIA prep Spin Miniprep Kit (Qiagen, Hilden, Germany). Streptococci genomic DNA for PCR was prepared according to a previous report (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005)).

(5)プラスミドおよび合成オリゴヌクレオチドプライマー
プラスミドpBAD/Hisシリーズは、Invitrogen (Groningen, The Netherlands) から購入した。nga-orf1-sloオペロンのnga-orf1領域を、以下のオリゴヌクレオチドプライマーを用いてPCRにより、S. dysgalactiae subsp. equisimilis H46Aの染色体DNAから増幅した。
5’-CGGGATCCGTTAGTGGCAAAGAAGGTAAAAAAAGCG-3’(下線部はBamHI部位:配列番号7)
5’-GGGGTACCCTAAAATGTTTCTATTGTTCTTTCGAC-3’(下線部はKpnI部位:配列番号8)
次いで、このPCR産物をBamHIおよびKpnIで消化し、BglIIおよびKpnIで前処理したpBAD/HisBに連結し、プラスミドpBAD/HisIを作製した(図2A)。
同様に、nga-orf1-sloオペロンのnga領域を、以下のオリゴヌクレオチドプライマーを用いてPCRにより増幅した。
5’-CGGGATCCGTTAGTGGCAAAGAAGGTAAAAAAAGCG-3’(下線部はBamHI部位:配列番号9)
5’-GGGGTACCTTACTTCCTATCTTGCATTTTCTTAATTTTG-3’(下線部はKpnI部位:配列番号10)
次いで、このPCR産物をpBAD/HisBに連結し、プラスミドpBAD/HisIIを作製した(図2A)。
プラスミドpQE30は、Qiagen (Hilden, Germany) から購入した。nga-orf1-sloオペロンのorf1領域を、以下のオリゴヌクレオチドプライマーを用いてPCRにより、S. dysgalactiae subsp. equisimilis H46Aの染色体DNAから増幅した。
5’-CGGGATCCTATAAGGTGCCAAAGGGTTTAGAAC-3’(下線部はBamHI部位:配列番号11)
5’-GGGGTACCCTAAAATGTTTCTATTGTTCTTTCGAC-3’(下線部はKpnI部位:配列番号12)
次いで、このPCR産物をBamHIおよびKpnIで消化し、BamHIおよびKpnIで前処理したpQE30に連結し、6個の連続するヒスチジンタグに融合したOrf1を作製した。
(5) Plasmid and synthetic oligonucleotide primers Plasmid pBAD / His series was purchased from Invitrogen (Groningen, The Netherlands). The nga-orf1 region of the nga-orf1-slo operon was amplified from the chromosomal DNA of S. dysgalactiae subsp. equisimilis H46A by PCR using the following oligonucleotide primers.
5'-CG GGATCC GTTAGTGGCAAAGAAGGTAAAAAAAGCG-3 '(underlined part is BamHI site: SEQ ID NO: 7)
5'-GG GGTACC CTAAAATGTTTCTATTGTTCTTTCGAC-3 '(underlined portion is KpnI site: SEQ ID NO: 8)
This PCR product was then digested with BamHI and KpnI and ligated to pBAD / HisB pretreated with BglII and KpnI to create plasmid pBAD / HisI (FIG. 2A).
Similarly, the nga region of the nga-orf1-slo operon was amplified by PCR using the following oligonucleotide primers.
5'-CG GGATCC GTTAGTGGCAAAGAAGGTAAAAAAAGCG-3 '(underlined part is BamHI site: SEQ ID NO: 9)
5'-GG GGTACC TTACTTCCTATCTTGCATTTTCTTAATTTTG-3 '(underlined portion is KpnI site: SEQ ID NO: 10)
Next, this PCR product was ligated to pBAD / HisB to prepare plasmid pBAD / HisII (FIG. 2A).
Plasmid pQE30 was purchased from Qiagen (Hilden, Germany). The orf1 region of the nga-orf1-slo operon was amplified from the chromosomal DNA of S. dysgalactiae subsp. equisimilis H46A by PCR using the following oligonucleotide primers.
5'-CG GGATCC TATAAGGTGCCAAAGGGTTTAGAAC-3 '(underlined part is BamHI site: SEQ ID NO: 11)
5'-GG GGTACC CTAAAATGTTTCTATTGTTCTTTCGAC-3 '(underlined portion is KpnI site: SEQ ID NO: 12)
This PCR product was then digested with BamHI and KpnI and ligated to pQE30 pretreated with BamHI and KpnI to create Orf1 fused to 6 consecutive histidine tags.

(6)DNAシークエンシングおよび配列データ解析
ヌクレオチド配列は、適切なプライマーおよびABI PARISMTM 3100 genetic analyzer (PE Applied Biosystems, California, USA) を用いてジデオキシ法により決定した。ヌクレオチド配列データを、GENETYXコンピュータソフトウェア (Software development Co. Ltd., Tokyo, Japan) を用いて解析した。染色体DNA配列データベースを、BLASTN検索アルゴリズム(http://www.ncbi.nlm.hih.gov/BLAST/) を用いて検索した。
(7)ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)
酵素のSDS-PAGEを、Laemmliの方法 (Nature 227, 680-685 (1970)) により還元条件下で行った。タンパク質バンドを、Coomassie Brilliant Blue (CBB) R-250で染色した。E.coliの全細胞溶解物 (whole cell lysate) を調製するため、0.5 mlの培養物を遠心分離 (16,000×g, 3分, 4℃) し、得られた細菌ペレットを0.1 mlの1×サンプルバッファー (組成:1% SDS, 1% 2-メルカプトエタノール, 20% グリセロール, 50 mM Tris-HCl, pH 6.8) で溶解し、この溶解物を100℃で3分間インキュベートした。残存した細菌粒子および非溶解細胞を、遠心分離 (16,000×g, 5分, 室温) により除去した。同様に、5 mlのS. dysgalactiae subsp. equisimilis H46A培養物を遠心分離 (4,000×g, 15分, 4℃) し、得られた細菌ペレットを、溶解バッファー (組成: 100 U/mlムタノリシン, 10 mg/mlリゾチーム, 50 mMグルコース, 10 mM EDTA,25 mM Tris-HCl, pH 8.0) 中で37℃にて30分間インキュベートした。インキュベーション後、細胞を遠心分離 (4,000×g, 5分, 4℃) により回収し、ペレットを0.1 mlの超純粋中に懸濁させた。次いで、0.1 mlの2×サンプルバッファーを加え、懸濁液を100℃で3分間インキュベートした。残存した細菌粒子および非溶解細胞を遠心分離 (16,000×g, 5分, 室温) により除去した。
(6) DNA sequencing and sequence data analysis The nucleotide sequence was determined by the dideoxy method using appropriate primers and the ABI PARISM 3100 genetic analyzer (PE Applied Biosystems, California, USA). Nucleotide sequence data was analyzed using GENETYX computer software (Software development Co. Ltd., Tokyo, Japan). The chromosomal DNA sequence database was searched using the BLASTN search algorithm (http://www.ncbi.nlm.hih.gov/BLAST/).
(7) Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE)
The SDS-PAGE of the enzyme was performed under reducing conditions by the method of Laemmli (Nature 227, 680-685 (1970)). The protein band was stained with Coomassie Brilliant Blue (CBB) R-250. To prepare an E. coli whole cell lysate, centrifuge 0.5 ml of the culture (16,000 xg, 3 min, 4 ° C) and transfer the resulting bacterial pellet to 0.1 ml of 1 x It was dissolved in sample buffer (composition: 1% SDS, 1% 2-mercaptoethanol, 20% glycerol, 50 mM Tris-HCl, pH 6.8), and this lysate was incubated at 100 ° C. for 3 minutes. Residual bacterial particles and non-lysed cells were removed by centrifugation (16,000 × g, 5 minutes, room temperature). Similarly, 5 ml of S. dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A culture is centrifuged (4,000 × g, 15 minutes, 4 ° C.), and the resulting bacterial pellet is lysed with lysis buffer (composition: 100 U / ml Mutanolysin, 10 Incubation was carried out at 37 ° C. for 30 minutes in mg / ml lysozyme, 50 mM glucose, 10 mM EDTA, 25 mM Tris-HCl, pH 8.0). After incubation, the cells were harvested by centrifugation (4,000 × g, 5 minutes, 4 ° C.) and the pellet was suspended in 0.1 ml ultrapure. Then 0.1 ml of 2 × sample buffer was added and the suspension was incubated at 100 ° C. for 3 minutes. Residual bacterial particles and non-lysed cells were removed by centrifugation (16,000 × g, 5 minutes, room temperature).

(8)NH末端アミノ酸配列
E.Coli BL21中で過剰発現させたインタクトOrf1 (成熟型, Hisタグなし) およびS. dysgalactiae subsp. equisimilis H46Aから高度に精製されたインタクトOrf1を12.5%および15% SDS-PAGEに供し、PVDF膜に転写した。PVDF膜をCBB R-250により染色し、19kDaのタンパク質バンドを膜から切り出した。2つのバンドのタンパク質シークエンシングを、PE Applied Biosystems model 491 Procise protein sequencing system (PE Applied Biosystems, California, USA) を用いた自動化エドマン分解により行った。
(8) NH 2- terminal amino acid sequence
Intact Orf1 (mature, without His tag) overexpressed in E. coli BL21 and intact orf1 highly purified from S. dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A were subjected to 12.5% and 15% SDS-PAGE, PVDF membrane Transcribed to. PVDF membrane was stained with CBB R-250 and a 19 kDa protein band was excised from the membrane. Two bands of protein sequencing were performed by automated Edman degradation using the PE Applied Biosystems model 491 Procise protein sequencing system (PE Applied Biosystems, California, USA).

(9)NADaseおよびOrf1の過剰発現
プラスミドpBAD/HisB (ベクターのみ)、pBAD/HisI (Hisタグ融合NADaseおよびインタクトOrf1) またはpBAD/HisII (Hisタグ融合NADase単独) を担持するE.coli TOP10の一晩培養物を、新鮮培地中に1:20で希釈し、OD660が0.5に達するまで増殖させた。次いで、培養物を0.002%または0.02% L-アラビノースで4時間誘導した。細胞を遠心分離 (5,000×g, 10分, 4℃) により採取し、リン酸緩衝化生理食塩水で洗浄し、BugBusterTMタンパク質抽出試薬 (Novagen, Madison, Wisconsin) 中に室温にて再懸濁した。BugBuster試薬を製造業者の推奨に従い用いた。タンパク質抽出後、不溶性細胞片を遠心分離 (12,000×g, 30分間) により除去し、上清をタンパク質源として用いた。同様に、組換えプラスミドpQE30 (Hisタグ融合Orf1) を担持するE.coli BL21の一晩培養物を、新鮮培地中に1:20で希釈し、OD660が0.5に達するまで増殖させた。次いで、培養物を1 mM IPTGで3時間誘導し、Hisタグ融合Orf1をBugBuster試薬を用いて抽出した。
(9) Overexpression of NADase and Orf1 One of E. coli TOP10 carrying plasmid pBAD / HisB (vector only), pBAD / HisI (His-tagged NADase and intact Orf1) or pBAD / HisII (His-tagged NADase alone) The evening culture was diluted 1:20 in fresh medium and grown until OD 660 reached 0.5. The culture was then induced with 0.002% or 0.02% L-arabinose for 4 hours. Cells are harvested by centrifugation (5,000 xg, 10 min, 4 ° C), washed with phosphate buffered saline, and resuspended in BugBuster TM protein extraction reagent (Novagen, Madison, Wisconsin) at room temperature did. BugBuster reagent was used according to manufacturer's recommendations. After protein extraction, insoluble cell debris was removed by centrifugation (12,000 × g, 30 minutes), and the supernatant was used as a protein source. Similarly, an overnight culture of E. coli BL21 carrying the recombinant plasmid pQE30 (His tag fusion Orf1) was diluted 1:20 in fresh medium and grown until OD 660 reached 0.5. The culture was then induced with 1 mM IPTG for 3 hours, and His-tagged Orf1 was extracted using BugBuster reagent.

(10)TSKgel BioAssist Ni2+キレートカラム
0.01% アジ化ナトリウムを含有する50 mMリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.4) (バッファーA) で予め洗浄したTSKgel BioAssistキレートカラム (Tosoh Co., Tokyo, Japan) に、4 mlの0.1 M Ni2SO4溶液をロードし、次いで500 mMイミダゾールを含有する10 mlのバッファーAで洗浄し、PEEK型PPCMポンプを備えたTosoh HPLCシステム (Tosoh Co., Tokyo, Japan) を用いて、流速1 ml/分により、20 mMイミダゾールを含有するバッファーAで室温にて平衡化した。
(10) TSKgel BioAssist Ni 2+ chelate column
To a TSKgel BioAssist chelate column (Tosoh Co., Tokyo, Japan) previously washed with 50 mM sodium phosphate buffer (pH 7.4) (buffer A) containing 0.01% sodium azide, 4 ml of 0.1 M Ni 2 SO 4 The solution was loaded and then washed with 10 ml of buffer A containing 500 mM imidazole, using a Tosoh HPLC system (Tosoh Co., Tokyo, Japan) equipped with a PEEK type PPCM pump at a flow rate of 1 ml / min. And equilibrated at room temperature with buffer A containing 20 mM imidazole.

(11)Hisタグ融合NADase/Orf1複合体の精製
組換えプラスミドpBAD/HisI (Hisタグ融合NADaseおよびインタクトOrf1をコード) を担持するE.coli TOP10のBugBuster抽出物を、2LのバッファーAに対し4℃にて一晩透析した。遠心分離 (10,000×g, 20分) による変性物の除去後、抽出液3.5 mlを、20 mMイミダゾールを含有するバッファーAで平衡化したTSKgel BioAssist Ni2+キレートカラムに繰り返しロードした。カラムの非特異的吸着物を洗浄するために、3 M NaClおよび0.01%アジ化ナトリウムを含有する4 mlの0.1 Mリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.8) を通過させた。溶出は、流速1.0 ml/分で20℃で行った。タンパク質溶出プロフィールは、UV8000 (Tosoh Co., Tokyo, Japan) を用いて280 nmでの吸光度をモニターすることにより得た。Hisタグ融合NADase/Orf1複合体は、30分間にわたる、バッファーAにおける20-250 mMのイミダゾールの線形勾配により回収した。複合体画分をプールし、バッファーAに対して透析した。
(11) Purification of His-tagged NADase / Orf1 complex E.coli TOP10 BugBuster extract carrying recombinant plasmid pBAD / HisI (encoding His-tagged NADase and intact Orf1) Dialyzed overnight at ° C. After removal of the denatured product by centrifugation (10,000 × g, 20 minutes), 3.5 ml of the extract was repeatedly loaded onto a TSKgel BioAssist Ni 2+ chelate column equilibrated with buffer A containing 20 mM imidazole. To wash the non-specific adsorbate on the column, 4 ml of 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.8) containing 3 M NaCl and 0.01% sodium azide was passed through. Elution was performed at 20 ° C. with a flow rate of 1.0 ml / min. The protein elution profile was obtained by monitoring the absorbance at 280 nm using UV8000 (Tosoh Co., Tokyo, Japan). His-tagged NADase / Orf1 complex was recovered with a linear gradient of 20-250 mM imidazole in buffer A over 30 minutes. The complex fractions were pooled and dialyzed against buffer A.

(12)インタクトOrf1 (成熟型, Hisタグなし) およびHisタグ融合NADaseの精製
組換えプラスミドpBAD/HisI (Hisタグ融合NADaseおよびインタクトOrf1をコード) を担持するE.coli TOP10のBugBuster抽出物を、2LのバッファーAに対し4℃にて一晩透析した。遠心分離 (10,000×g, 20分) による変性物の除去後、透析した抽出液を、20 mMイミダゾールを含有するバッファーAで平衡化したTSKgel BioAssist Ni2+キレートカラムにアプライした。カラムの非特異的吸着物を洗浄するために、3 M NaClおよび0.01% アジ化ナトリウムを含有する4 mlの0.1 Mリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.8) を通過させた。Orf1を、3 Mチオシアン酸ナトリウム (NaSCN) および0.01% アジ化ナトリウムを含有する3 mlの0.1 Mリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.8) での溶出により回収した。精製したOrf1を等量の水で希釈し、バッファーAに対して透析した。次いで、カラムに吸着したHisタグ融合NADaseを、バッファーAにおける20-250 mMのイミダゾールの線形勾配により回収した。精製酵素をプールし、バッファーAに対して透析した。
(12) Purification of intact Orf1 (mature form, without His tag) and His tag fusion NADase E.coli TOP10 BugBuster extract carrying recombinant plasmid pBAD / HisI (coding His tag fusion NADase and intact Orf1) Dialysis was performed overnight at 4 ° C. against 2 L of buffer A. After removal of the denatured product by centrifugation (10,000 × g, 20 minutes), the dialyzed extract was applied to a TSKgel BioAssist Ni 2+ chelate column equilibrated with buffer A containing 20 mM imidazole. To wash the non-specific adsorbate on the column, 4 ml of 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.8) containing 3 M NaCl and 0.01% sodium azide was passed through. Orf1 was recovered by elution with 3 ml of 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.8) containing 3 M sodium thiocyanate (NaSCN) and 0.01% sodium azide. Purified Orf1 was diluted with an equal volume of water and dialyzed against buffer A. The His-tagged NADase adsorbed on the column was then recovered with a linear gradient of 20-250 mM imidazole in buffer A. The purified enzyme was pooled and dialyzed against buffer A.

(13)Hisタグ融合Orf1の精製
E.coli細胞のBugBuster抽出物を、2LのバッファーAに対し4℃にて一晩透析した。遠心分離 (10,000×g, 20分) による変性物の除去後、透析した抽出液を、20 mMイミダゾールを含有するバッファーAで平衡化したTSKgel BioAssist Ni2+キレートカラムにアプライした。カラムの非特異的吸着物を洗浄するために、3 M NaSCNおよび0.01% アジ化ナトリウムを含有する4 mlの0.1 Mリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.8) を通過させた。Hisタグ融合Orf1を、30分間にわたる、バッファーAにおける20-250 mMのイミダゾールの線形勾配により回収した。精製したHisタグ融合Orf1をプールし、バッファーAに対して透析した。
(13) Purification of His-tagged Orf1
The BugBuster extract of E. coli cells was dialyzed overnight at 4 ° C. against 2 L of buffer A. After removal of the denatured product by centrifugation (10,000 × g, 20 minutes), the dialyzed extract was applied to a TSKgel BioAssist Ni 2+ chelate column equilibrated with buffer A containing 20 mM imidazole. To wash the non-specific adsorbate on the column, 4 ml of 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.8) containing 3 M NaSCN and 0.01% sodium azide was passed through. His-tagged Orf1 was recovered by a linear gradient of 20-250 mM imidazole in buffer A over 30 minutes. Purified His-tagged Orf1 was pooled and dialyzed against buffer A.

(14)S. dysgalactiae subsp. equisimilis H46A培養物からのインタクトNADase (成熟型, Hisタグなし) の精製
株H46Aの培養上清に、硫酸アンモニウムを80%飽和となるように加え、得られた沈殿を遠心分離(10,000×g, 20分, 4℃)により回収した。ペレットを0.01%アジ化ナトリウムを含有する0.1 Mリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.4) 中に溶解し、同バッファーに対して4℃で一晩透析した。遠心分離 (10,000×g, 20分) により得られた、透析した清澄な上清を、ToyoScreen 5ml column (Tosoh Co., Tokyo, Japan) に充填したヒドロキシアパタイトBio-gel HT gel (Bio-Rad Laboratories, CA) に、流速1.0 ml/分で室温にてアプライした。NADaseを、30分間にわたる、0.01% アジ化ナトリウムを含有する0.1 Mから0.5 Mのリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.4) の線形勾配により回収した。活性画分をプールし、バッファーAに対して透析した。透析し、部分精製したNADaseをTSKgel BioAssist Ni2+キレート-Hisタグ融合Orf1アフィニティーカラムにアプライした。このカラムには、1 mgの精製Hisタグ融合Orf1が予めロードされ、20 mMイミダゾールを含有するバッファーAで平衡化されていた。カラムの非特異的吸着物を洗浄するために、3 M NaClおよび0.01% アジ化ナトリウムを含有する4 mlの0.1 Mリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.8) を通過させた。インタクトNADaseを、3 M NaSCNおよび0.01% アジ化ナトリウムを含有する3 mlの0.1 Mリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.8) を流速0.5 ml/分でロードすることにより回収した。各画分 (0.5 ml) を0.5 mlの水を含有するチューブ中に回収し、高濃度のNaSCNによるタンパク質の変性を防いだ。NADase活性画分をプールし、バッファーAに対して可能な限り透析した。
(14) Purification of intact NADase (mature, no His tag) from S. dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A culture To the culture supernatant of strain H46A, ammonium sulfate was added to 80% saturation, and the resulting precipitate was added. It was recovered by centrifugation (10,000 × g, 20 minutes, 4 ° C.). The pellet was dissolved in 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.4) containing 0.01% sodium azide and dialyzed overnight at 4 ° C. against the same buffer. Hydrolyzed apatite Bio-gel HT gel (Bio-Rad Laboratories) packed in a ToyoScreen 5 ml column (Tosoh Co., Tokyo, Japan) was obtained by centrifuging (10,000 × g, 20 minutes). , CA) at a flow rate of 1.0 ml / min at room temperature. NADase was recovered by a linear gradient of 0.1 M to 0.5 M sodium phosphate buffer (pH 7.4) containing 0.01% sodium azide over 30 minutes. The active fractions were pooled and dialyzed against buffer A. Dialyzed and partially purified NADase was applied to a TSKgel BioAssist Ni 2+ chelate-His-tagged Orf1 affinity column. This column was preloaded with 1 mg of purified His-tagged Orf1 and equilibrated with buffer A containing 20 mM imidazole. To wash the non-specific adsorbate on the column, 4 ml of 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.8) containing 3 M NaCl and 0.01% sodium azide was passed through. Intact NADase was recovered by loading 3 ml of 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.8) containing 3 M NaSCN and 0.01% sodium azide at a flow rate of 0.5 ml / min. Each fraction (0.5 ml) was collected in a tube containing 0.5 ml water to prevent protein denaturation with high concentrations of NaSCN. NADase active fractions were pooled and dialyzed against buffer A as much as possible.

(15)インタクトNADase (成熟型, Hisタグなし)、Orf1およびNADase/Orf1複合体のゲル透過クロマトグラフィー
TSKgel BioAssist G3SWXLカラム (Tosoh Co., Tokyo, Japan) を用いて、インタクトNADase (成熟型, Hisタグなし) Orf1およびNADase/Orf1複合体のゲル透過クロマトグラフィーを行った。カラムを、0.15 M リン酸ナトリウムバッファー (pH 6.6) により流速0.5 ml/分で室温にて展開した。タンパク質溶出プロフィールを、280 nm の吸光度をモニターすることにより得た。
(15) Gel permeation chromatography of intact NADase (mature, no His tag), Orf1 and NADase / Orf1 complex
Gel permeation chromatography of intact NADase (mature, no His tag) Orf1 and NADase / Orf1 complex was performed using a TSKgel BioAssist G3SWXL column (Tosoh Co., Tokyo, Japan). The column was developed at room temperature with 0.15 M sodium phosphate buffer (pH 6.6) at a flow rate of 0.5 ml / min. The protein elution profile was obtained by monitoring the absorbance at 280 nm.

(16)S. dysgalactiae subsp. equisimilis H46Aの細胞内Orf1の解析
溶解溶液 (組成:100 U/ml ムタノリシン, 10 mg/ml リゾチーム, 50mM グルコース, 10 mM EDTA, 25mM Tris-HCl, pH 8.0) 中での消化およびソニケーションにより得た細胞抽出液を、抗Orf1抗体コンジュゲートHiTrap NHS活性化HPカラム (Amersham Biosciences Corp., NJ, USA) にアプライした。カラムの非特異的吸着物を洗浄するために、3 M NaClおよび0.01% アジ化ナトリウムを含有する4 mlの0.1 Mリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.8) をアプライし、次いでOrf1を、3 M NaSCNおよび0.01% アジ化ナトリウムを含有する4 mlの0.1 Mリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.8) をロードすることにより回収した。Orf1画分をプールし、水に対して透析した。透析物をSpeedvac Concentrator (Sarvant Instrument Inc., NY, USA) を用いて濃縮し、SDS-PAGEに供した。ゲル中のタンパク質をPVDF膜に転写し、CBB R-250で染色した。タンパク質バンドを切り出し、PE Applied Biosystems model 491 Procise protein sequencing systems (PE Applied Biosystems, California, USA) により解析した。
(16) Analysis of intracellular Orf1 of S. dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A in lysis solution (composition: 100 U / ml mutanolysin, 10 mg / ml lysozyme, 50 mM glucose, 10 mM EDTA, 25 mM Tris-HCl, pH 8.0) The cell extract obtained by digestion and sonication was applied to an anti-Orf1 antibody-conjugated HiTrap NHS activated HP column (Amersham Biosciences Corp., NJ, USA). To wash the non-specific adsorbate on the column, 4 ml of 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.8) containing 3 M NaCl and 0.01% sodium azide was applied, then Orf1 was added with 3 M NaSCN and Recovered by loading 4 ml of 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.8) containing 0.01% sodium azide. Orf1 fractions were pooled and dialyzed against water. The dialysate was concentrated using a Speedvac Concentrator (Sarvant Instrument Inc., NY, USA) and subjected to SDS-PAGE. Proteins in the gel were transferred to a PVDF membrane and stained with CBB R-250. Protein bands were excised and analyzed by PE Applied Biosystems model 491 Procise protein sequencing systems (PE Applied Biosystems, California, USA).

(17)抗体
Hisタグ融合Orf1をウサギ抗Orf1抗体の惹起に用いた。簡潔には、完全フロインドアジュバントと混合した約2 mgのHisタグ融合Orf1をウサギに皮下注射した。1 mgのタンパク質および不完全フロインドアジュバントからなるブースター注射を2週間の間隔で3回与えた。イムノグロブリンG画分を、プロテインA-セファロース (Amersham Biosciences Corp., NJ, USA) を用いたアフィニティークロマトグラフィーにより精製した。
ウサギポリクローナル抗SLO IgG (抗NADase抗体含有) は、American Research Product Inc. (Belmont, MA. USA) から購入した。
(17) Antibody
His-tagged Orf1 was used to elicit rabbit anti-Orf1 antibodies. Briefly, rabbits were injected subcutaneously with approximately 2 mg of His-tagged Orf1 mixed with complete Freund's adjuvant. Booster injections consisting of 1 mg protein and incomplete Freund's adjuvant were given 3 times at 2 week intervals. The immunoglobulin G fraction was purified by affinity chromatography using protein A-Sepharose (Amersham Biosciences Corp., NJ, USA).
Rabbit polyclonal anti-SLO IgG (containing anti-NADase antibody) was purchased from American Research Product Inc. (Belmont, MA. USA).

(18)イムノブロット解析(ウエスタンブロット解析)
SDS-PAGE後、タンパク質を、電気ブロッティングによりSequi-Blot PVDF膜 (Bio-Rad, California, USA) 上に転写した。膜を、0.05% Tween 20を含有するリン酸緩衝化生理食塩水 (PBST) において5% スキムミルクおよび1% ウシ血清アルブミン (BSA) で1時間ブロッキングした。膜をPBSTで洗浄し、次いで一次抗体 (PBST中で1:3,000に希釈) を加え、ブロットを1時間インキュベートした。次に、ヤギaffini-pure IgG ペルオキシダーゼ・コンジュゲート・抗ウサギIgG (Wako Pure Chemical Industries, Ltd) をPBST中で1:3,000希釈したものを加え、1時間インキュベートし、抗体抗原複合体を、製造業者により記載(J Immunol Methods 95, 71-77 (1986)) されるようにPOD免疫染色セット (Wako Pure Chemical Industries, Ltd) により可視化した。Ni-NTA HRPコンジュゲート (Qiagen, Hilden, Germany) (西洋ワサビペルオキシダーゼとカップリングしたニッケル-ニトリロトリ酢酸 (Ni-NTA)) を、Hisタグを有する組換えタンパク質の直接的な検出のために使用し、製造業者の推奨に従い使用した。
(18) Immunoblot analysis (Western blot analysis)
After SDS-PAGE, proteins were transferred onto Sequi-Blot PVDF membrane (Bio-Rad, California, USA) by electroblotting. Membranes were blocked with 5% skim milk and 1% bovine serum albumin (BSA) in phosphate buffered saline (PBST) containing 0.05% Tween 20 for 1 hour. The membrane was washed with PBST, then primary antibody (diluted 1: 3,000 in PBST) was added and the blot was incubated for 1 hour. Next, goat affini-pure IgG peroxidase conjugate / anti-rabbit IgG (Wako Pure Chemical Industries, Ltd) diluted 1: 3,000 in PBST and incubated for 1 hour to obtain antibody-antigen complex (J Immunol Methods 95, 71-77 (1986)) and visualized with the POD immunostaining set (Wako Pure Chemical Industries, Ltd). Ni-NTA HRP conjugate (Qiagen, Hilden, Germany) (nickel-nitrilotriacetic acid (Ni-NTA) coupled with horseradish peroxidase) was used for direct detection of recombinant proteins with His tags. Used according to manufacturer's recommendations.

(19)Orf1・細胞外NADase間の相互作用のファーウエスタン解析
S. dysgalactiae subsp. equisimilis H46Aの培養上清および培地単独を、SDS-PAGE (10% アクリルアミド) 上で泳動し、PVDF膜に転写し、精製Hisタグ融合Orf1 (PBST中10μg/ml) の存在下または不在下で室温にて1時間インキュベートした。精製Hisタグ融合Orf1のNADaseへの結合は、「イムノブロット解析」に記載されるような抗Orf1抗体を用いるウエスタンブロット解析によりアッセイした。簡潔には、膜をPBSTで洗浄し、次いでウサギ抗Orf1抗血清を加え、ブロットを1時間インキュベートした。次いで、ヤギaffii-pureIgGペルオキシダーゼ・コンジュゲート・抗ウサギIgGを加え、1時間インキュベートし、抗体抗原複合体をPOD免疫染色により可視化した。培養上清中のNADaseおよび培地単独(コントロール)を、抗NADase抗体を含有する抗SLOポリクローナル抗体によるウエスタンブロット解析によりアッセイした。
(19) Far Western analysis of the interaction between Orf1 and extracellular NADase
Culture supernatant and medium alone of S. dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A were run on SDS-PAGE (10% acrylamide), transferred to PVDF membrane, and in the presence of purified His-tagged Orf1 (10 μg / ml in PBST) Or it incubated at room temperature for 1 hour in absence. Binding of purified His-tagged Orf1 to NADase was assayed by Western blot analysis using an anti-Orf1 antibody as described in “Immunoblot analysis”. Briefly, the membrane was washed with PBST, then rabbit anti-Orf1 antiserum was added and the blot was incubated for 1 hour. Subsequently, goat affii-pureIgG peroxidase conjugate / anti-rabbit IgG was added and incubated for 1 hour, and the antibody-antigen complex was visualized by POD immunostaining. NADase and culture medium alone (control) in the culture supernatant were assayed by Western blot analysis with anti-SLO polyclonal antibody containing anti-NADase antibody.

(20)NADaseアッセイ
NADaseアッセイを、Gerlach et al. (FEMS Microbiol Lett 136, 71-78 (1996)) の方法により行った。1単位の酵素は、37℃では0.010μM NADを7.5分で切断する。
・全細胞抽出物の調製:
対数増殖期の中期培養物 (10 ml) の細胞を、溶解溶液 (組成:100 U/ml ムタノリシン, 5 mg/ml リゾチーム, 0.01% アジ化ナトリウム, 150 mM リン酸ナトリウム, pH 6.6) 中で、37℃にて30分間インキュベートした。インキュベーション後、細胞ソニケートし、溶解物を低温で遠心分離し、上清をNADaseアッセイに用いた。
・温度安定性:
インタクトOrf1 (成熟型, Hisタグなし) の温度安定性を、0.15 M リン酸ナトリウムバッファー (pH 7.4) において38μg/ml (2.0μM) のタンパク質濃度で決定した。Orf1溶液をEppendorfチューブ中に密閉し、20-100℃で15分間インキュベートした。インキュベーションを、溶液を氷水中で冷却することにより停止し、0.5μlの各溶液を、50 mM リン酸カリウムバッファー (pH 7.5) 中に70μg/ml (1μM) のBSAを含有する10μlの5μg/ml (0.1μM) インタクトNADase (成熟型, Hisタグなし) 溶液に加えた。次いで、混合液を室温で10分間インキュベートし (Orf1とNADaseの最終モル比は1:2)、残存したヒドロラーゼ活性をNADで測定した。コントロールとして、インキュベートしたOrf1溶液の代わりに、BSAのみを含有する50mMリン酸カリウムバッファー (pH 7.5) を用いた。
(20) NADase assay
NADase assay was performed by the method of Gerlach et al. (FEMS Microbiol Lett 136, 71-78 (1996)). One unit of enzyme cleaves 0.010 μM NAD in 7.5 minutes at 37 ° C.
-Preparation of whole cell extract:
Cells from a medium-phase culture (10 ml) in logarithmic growth phase were dissolved in a lysis solution (composition: 100 U / ml mutanolysin, 5 mg / ml lysozyme, 0.01% sodium azide, 150 mM sodium phosphate, pH 6.6). Incubated for 30 minutes at 37 ° C. After incubation, the cells were sonicated, the lysate was centrifuged at low temperature, and the supernatant was used for NADase assay.
・ Temperature stability:
The temperature stability of intact Orf1 (mature, no His tag) was determined at a protein concentration of 38 μg / ml (2.0 μM) in 0.15 M sodium phosphate buffer (pH 7.4). Orf1 solution was sealed in an Eppendorf tube and incubated at 20-100 ° C. for 15 minutes. Incubation was stopped by cooling the solution in ice water and 0.5 μl of each solution was added to 10 μl 5 μg / ml containing 70 μg / ml (1 μM) BSA in 50 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5). (0.1 μM) Intact NADase (mature, no His tag) was added to the solution. The mixture was then incubated at room temperature for 10 minutes (the final molar ratio of Orf1 and NADase was 1: 2), and the remaining hydrolase activity was measured by NAD. As a control, 50 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5) containing BSA alone was used instead of the incubated Orf1 solution.

実施例1:E.coliでの連鎖球菌NADaseの発現
連鎖球菌NADグリコヒドロラーゼ (NADase) - ストレプトリシンO (SLO) オペロンの調節に関する以前の研究では、ベクターとしてpHY300PLKを使用することにより、E.coliでの遺伝子クラスターのサブクローニングが試みられた。活性SLOの過剰発現はE.coliで達成されたが (Biosci Bisotechnol Biochem 65, 2682-2689 (2001))、NADase遺伝子インサートを有するコロニーは全く得られなかった (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005))。この酵素の潜在的宿主毒性を考慮して、E.coliでの遺伝子発現を厳格に制御するaraBADプロモーター (pBAD) を有する発現ベクターpBADに、NADase遺伝子ngaをサブクローニングした(図2A)。しかし、NADase遺伝子インサートのみを有するE.coli TOP10 (pBAD/HisII) では、L-アラビノース処理による誘導の際に、この酵素タンパク質の産生は生じなかった(図2B)。この組換え株の増殖は誘導剤の不在下でさえも遅く、細胞の一部は凝集した(データ示さず)。一方、ngaからorf1の3’端にわたるより長いインサートを有するpBAD/HisIを担持するE.coli組換え株は、有意な量のNADaseを産生した(図2B)。データベース検索をすると、A群連鎖球菌 (GAS) 株ではOrf1が同様に保存されていたが、他の細菌株では欠失していた(データ示さず)。全長のNADase-SLOオペロンをpBAD制御下に配置し、かつE.coliで発現させた場合、NADaseおよびOrf1に加え、活性SLOが産生された(データ示さず)。
これらの結果は、細胞内連鎖球菌NADaseがE.coliのみではなく、連鎖球菌自体にもおそらく毒性を示すこと、ならびに共発現されたOrf1がその保有菌をNAD枯渇から保護し得ることを示唆する。この可能性を検証するため、NADase-SLOオペロンの未知遺伝子産物Orf1の遺伝的および生化学的性質をその後の実験で調べた。
Example 1: Expression of Streptococcus NADase in E. coli Previous work on the regulation of Streptococcal NAD glycohydrolase (NADase) -Streptocricin O (SLO) operon has been carried out by using pHY300PLK as a vector. Subcloning of gene clusters in Overexpression of active SLO was achieved in E. coli (Biosci Bisotechnol Biochem 65, 2682-2689 (2001)), but no colonies with NADase gene inserts were obtained (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 ( 2005)). Considering the potential host toxicity of this enzyme, the NADase gene nga was subcloned into an expression vector pBAD having an araBAD promoter (pBAD) that strictly controls gene expression in E. coli (FIG. 2A). However, E. coli TOP10 (pBAD / HisII) having only the NADase gene insert did not produce this enzyme protein upon induction by L-arabinose treatment (FIG. 2B). Growth of this recombinant strain was slow even in the absence of inducer and some of the cells aggregated (data not shown). On the other hand, the E. coli recombinant strain carrying pBAD / HisI with a longer insert spanning the 3 ′ end of nga to orf1 produced significant amounts of NADase (FIG. 2B). A database search revealed that Orf1 was similarly conserved in group A Streptococcus (GAS) strains but was deleted in other bacterial strains (data not shown). When the full-length NADase-SLO operon was placed under pBAD control and expressed in E. coli, active SLO was produced in addition to NADase and Orf1 (data not shown).
These results suggest that intracellular streptococcal NADase is probably toxic not only to E. coli but also to streptococci itself, and that co-expressed Orf1 may protect the reservoir from NAD depletion . In order to verify this possibility, the genetic and biochemical properties of the unknown gene product Orf1 of the NADase-SLO operon were examined in subsequent experiments.

実施例2:Orf1の発現およびそのN末端領域のシークエンシング
E.coliにおいてPBAD制御下で共発現させた場合、SDS-PAGEプロフィールにより判定すると、Orf1の量はNADaseのそれよりも多かった(図3A)。Orf1バンドをゲルから切り出し、N末端アミノ酸シークエンシングに直接供した。得られた配列MYKVPKGLEHYQKM(配列番号15)は、NADase-SLOオペロン中のorf1遺伝子のヌクレオチドアライメントより推定したものと同一であった(図3B)。この遺伝子は483塩基対からなり、推定161アミノ酸をコードしていた。ヌクレオチド配列から、このOrf1タンパク質の分子量は18,800であると推定された。
S. dysgalactiae subsp. equisimilis H46A中のorf1の発現を実証するため、組換えE.coli細胞で産生されたHisタグ融合Orf1を用いてウサギを免疫することにより、抗Orf1抗体を調製した(図4A)。この抗体を用いたウエスタンブロット解析は、Orf1タンパク質が産生され、H46A球菌内に専ら局在したことを示した(図4B)。Orf1の分子量は、E.coli中でNADaseと共発現したタンパク質の分子量と一致した(図4B)。SLOおよびNADaseとは異なり、Orf1は連鎖球菌培養上清中に検出されなかった(図4B)。
Example 2: Expression of Orf1 and sequencing of its N-terminal region
When co-expressed in E. coli under P BAD control, the amount of Orf1 was higher than that of NADase as judged by SDS-PAGE profile (FIG. 3A). The Orf1 band was excised from the gel and directly subjected to N-terminal amino acid sequencing. The obtained sequence MYKVPKGLEHYQKM (SEQ ID NO: 15) was identical to that estimated from the nucleotide alignment of the orf1 gene in the NADase-SLO operon (FIG. 3B). This gene consisted of 483 base pairs and encoded a predicted 161 amino acids. From the nucleotide sequence, the molecular weight of this Orf1 protein was estimated to be 18,800.
To demonstrate the expression of orf1 in S. dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A, anti-Orf1 antibodies were prepared by immunizing rabbits with His-tagged Orf1 produced in recombinant E. coli cells (FIG. 4A). ). Western blot analysis using this antibody showed that Orf1 protein was produced and localized exclusively within H46A cocci (FIG. 4B). The molecular weight of Orf1 coincided with the molecular weight of the protein co-expressed with NADase in E. coli (FIG. 4B). Unlike SLO and NADase, Orf1 was not detected in the streptococcal culture supernatant (FIG. 4B).

実施例3:S. dysgalactiae subsp. equisimilis H46A由来のOrf1の精製およびアミノ末端シークエンシング
Orf1タンパク質をS. dysgalactiae subsp. equisimilis H46Aから抽出し、抗Orf1抗体固定化カラムを用いたアフィニティークロマトグラフィーにより精製した(図5)。この溶出画分をSDS-PAGEに供し、PVDF膜上にブロットした。CBB R-250染色により、細胞内Orf1複合体形態におそらく由来する5つのバンドを検出した(図5)。アミノ末端シークエンシングは、19kDaのバンドがOrf1であることを示した:その配列MYKVPKGLEHYQKM(配列番号15)ならびに分子サイズは、ヌクレオチド配列から推定したもの、および組換えE.coli細胞中で発現したOrf1タンパク質のものと同じであった。計算値50 kDaの2個のバンドは、NADaseの前駆体かもしれなかったが、それらのアミノ酸シークエンシングは、おそらくアミノ末端ブロッキングのため、成功しなかった。翻訳後、約2 kDaの領域がNADaseのC末端からタンパク質分解により除去されることが最近見出されている (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005))。約50 kDaのバンドがNADaseである場合、C末端の除去が球菌細胞で生じているに違いない。計算値34 kDaの濃いバンドは、N末端の187個のアミノ酸が欠失したNADaseタンパク質 (ΔN187) であった。この欠失が、異常な転写または球菌抽出物の調製の際のタンパク質分解によって生じるかは不明である。しかしながら、この短縮型分子が抗Orf1抗体固定化カラムに吸着したという事実は、NADaseのN末端領域がOrf1との相互作用に必須ではないことを示す。16 kDaのバンドは連鎖球菌細胞の溶解に使用された卵白リゾチームであった。非生理学的ではあるが、この溶解酵素はインビトロでOrf1、NADaseまたはOrf1-NADase複合体のいずれかと相互作用するようであった。SDS-PAGEプロフィール(図5)から推測されるように、NADase前駆体に対するOrf1の比率は、E.coliでの比率に対し、連鎖球菌ではそれほど高くなかった(図3A)。
NADase-SLOオペロンのメンバーOrf1は、組換えE.coliおよび連鎖球菌株H46Aにおいて同じ開始コドンから翻訳された。E.coliでの連鎖球菌NADaseの産生がOrf1の共発現を必要とするという事実は、潜在的な毒性を示すNADase活性の抑制におけるこのタンパク質の自己保護的な役割を示唆する。従って、NADaseおよびOrf1のインビトロでの物理的および機能的相互作用を解析するために、以下の実験を行った。
Example 3: Purification and amino-terminal sequencing of Orf1 from S. dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A
Orf1 protein was extracted from S. dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A and purified by affinity chromatography using an anti-Orf1 antibody-immobilized column (FIG. 5). This eluted fraction was subjected to SDS-PAGE and blotted on a PVDF membrane. CBB R-250 staining detected five bands possibly derived from the intracellular Orf1 complex morphology (FIG. 5). Amino-terminal sequencing showed that the 19 kDa band was Orf1: its sequence MYKVPKGLEHYQKM (SEQ ID NO: 15) and the molecular size deduced from the nucleotide sequence, and Orf1 expressed in recombinant E. coli cells It was the same as that of protein. Two bands of calculated 50 kDa may have been precursors of NADase, but their amino acid sequencing was unsuccessful, probably due to amino-terminal blocking. After translation, a region of about 2 kDa has recently been found to be proteolytically removed from the C-terminus of NADase (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005)). If the band of about 50 kDa is NADase, C-terminal removal must have occurred in cocci cells. The dark band of calculated 34 kDa was NADase protein (ΔN187) from which N-terminal 187 amino acids were deleted. It is unclear whether this deletion occurs due to abnormal transcription or proteolysis during preparation of the cocci extract. However, the fact that this truncated molecule was adsorbed to the anti-Orf1 antibody-immobilized column indicates that the NADase N-terminal region is not essential for interaction with Orf1. The 16 kDa band was egg white lysozyme used to lyse streptococcal cells. Although non-physiological, this lytic enzyme appeared to interact with either Orf1, NADase or the Orf1-NADase complex in vitro. As inferred from the SDS-PAGE profile (FIG. 5), the ratio of Orf1 to NADase precursor was not so high in Streptococcus compared to the ratio in E. coli (FIG. 3A).
The NADase-SLO operon member Orf1 was translated from the same start codon in recombinant E. coli and Streptococcus strain H46A. The fact that production of streptococcal NADase in E. coli requires coexpression of Orf1 suggests a self-protective role for this protein in the suppression of potentially toxic NADase activity. Therefore, to analyze the in vitro physical and functional interactions of NADase and Orf1, the following experiment was performed.

実施例4:Orf1・NADase間の相互作用の解析
NADaseとの相互作用の解析のため、Hisタグ融合タンパク質としてE.coliで産生されたOrf1を、ニッケル−キレートカラムクロマトグラフィーにより精製した(図4A)。S. dysgalactiae subsp. equisimilis H46Aの培養前後のTHY培地をSDS-PAGEに供し、PVDF膜上にブロットし、2部に分割した。膜の一方を抗SLOポリクローナルIgGを用いるウエスタンブロッティングに直接供し、他の膜は精製Orf1で処理し、次いで抗Orf1抗血清を用いたウエスタンブロッティングに供した(図6)。図4Bに示される通り、連鎖球菌H46A培養物からの消費培地はOrf1およびその交差反応性物質を含有しなかった。NADaseの検出のため、この酵素タンパク質と交差反応する市販の抗SLOポリクローナルIgGを用いた (Cell 104: 143-152 (2001); Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005))。
ファーウエスタンブロッティングにより、Orf1は、Orf1処理したPBDF膜で、NADaseバンドに対応するまさにその位置に検出された。この結果はNADase・Orf1間の物理的相互作用を示しているので、NADase活性に対する後者のタンパク質の効果を続いて調べた。
Example 4: Analysis of interaction between Orf1 and NADase
For analysis of interaction with NADase, Orf1 produced in E. coli as a His-tagged protein was purified by nickel-chelate column chromatography (FIG. 4A). The THY medium before and after the culture of S. dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A was subjected to SDS-PAGE, blotted on a PVDF membrane, and divided into two parts. One of the membranes was directly subjected to Western blotting using anti-SLO polyclonal IgG, the other membrane was treated with purified Orf1 and then subjected to Western blotting using anti-Orf1 antiserum (FIG. 6). As shown in FIG. 4B, the spent media from Streptococcus H46A cultures did not contain Orf1 and its cross-reactive material. For detection of NADase, a commercially available anti-SLO polyclonal IgG that cross-reacts with this enzyme protein was used (Cell 104: 143-152 (2001); Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005)).
By Far Western blotting, Orf1 was detected at the exact position corresponding to the NADase band in the Orf1-treated PBDF membrane. Since this result indicates a physical interaction between NADase and Orf1, the effect of the latter protein on NADase activity was subsequently investigated.

実施例5:Orf1によるNADaseの阻害
Orf1は細胞内タンパク質であり、その細胞含量はそれ程高くない(図5)。このタンパク質を過剰産生させるため、NADaseとの共発現を、pBAD/HisIを担持するE.coliで試みた。図4Bおよび図5に示されるように、E.coli由来のOrf1の電気泳動プロフィールおよびN末端配列は、H46A由来のものと同じであった。同時に、E.coliでOrf1と共発現したHisタグ融合NADaseを、ニッケル-キレートカラムクロマトグラフィーにより精製した。共発現したOrf1分子は、予期された通り、NADaseとの複合体として存在し、相互の分離は、3M NaCl処理でさえも達成できなかった(図7A)。3M NaSCNを用いてこの複合体を解離させ(図7B)、ゲル透過クロマトグラフィーによりOrf1をさらに精製した。組換えE.coli抽出物中のNADaseは、Orf1との酵素学的に不活性な複合体として存在した。N末端シークエンシングおよび分子サイズの決定は、このNADaseタンパク質が前駆体形態であることを示す。Orf1から解離した場合、NADase前駆体は分泌成熟形態の酵素の比活性とほぼ同じ比活性を示した(データ示さず)。NADase前駆体は少量であり、かつ分泌成熟酵素もまたOrf1と不活性複合体を形成したので、細胞外形態を以下の実験で用いた。従って、NADaseは、Hisタグ融合タンパク質としてE.coliで過剰産生されたOrf1が固定されたカラムを用いたアフィニティーカラムクロマトグラフィーにより、S. dysgalactiae subsp. equisimilis H46Aの培養上清から精製した(図7C)。精製したNADaseをOrf1と混合し、室温で10分間インキュベートした場合、この酵素活性は当価なモル比においてほぼ完全にブロックされた(図7D)。この阻害反応は非常に迅速であり、また、0℃でさえも生じた(データ示さず)。
連鎖球菌内のNADase前駆体がOrf1に結合した不活性複合体として存在する可能性を検証するため、H46A溶解物を等容量の6M NaSCNと混合した。解離処理後、Orf1を抗Orf1抗血清で中和した。表1に示されるように、活性NADaseは連鎖球菌溶解物中に検出できなかったが、NaSCN、次いで抗Orf1抗血清で処理したサンプル1 g (湿重量) あたり、約104ユニットの活性が認められた。活性化抽出物を水で希釈した場合、NADase活性は再度マスクされた(データ示さず)。このことは、NADaseがOrf1と再会合したことを示唆する。これらの結果は、初期のNADaseが、組換えE.coliにおける場合と同様に、連鎖球菌内でOrf1と不活性複合体を形成することを示す。
Example 5: Inhibition of NADase by Orf1
Orf1 is an intracellular protein, and its cell content is not so high (FIG. 5). In order to overproduce this protein, co-expression with NADase was attempted in E. coli carrying pBAD / HisI. As shown in FIG. 4B and FIG. 5, the electrophoretic profile and N-terminal sequence of Orf1 from E. coli were the same as those from H46A. At the same time, His-tagged NADase coexpressed with Orf1 in E. coli was purified by nickel-chelate column chromatography. The co-expressed Orf1 molecule was present as expected as a complex with NADase, and separation from each other could not be achieved even with 3M NaCl treatment (FIG. 7A). The complex was dissociated using 3M NaSCN (FIG. 7B) and Orf1 was further purified by gel permeation chromatography. NADase in the recombinant E. coli extract was present as an enzymatically inactive complex with Orf1. N-terminal sequencing and molecular size determination indicate that this NADase protein is in a precursor form. When dissociated from Orf1, the NADase precursor showed almost the same specific activity as that of the secreted mature form of the enzyme (data not shown). Since the NADase precursor was small and the secreted mature enzyme also formed an inactive complex with Orf1, the extracellular form was used in the following experiments. Therefore, NADase was purified from the culture supernatant of S. dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A by affinity column chromatography using a column on which Orf1 overproduced by E. coli as a His-tagged protein was immobilized (FIG. 7C). ). When purified NADase was mixed with Orf1 and incubated at room temperature for 10 minutes, this enzyme activity was almost completely blocked at a reasonable molar ratio (FIG. 7D). This inhibition reaction was very rapid and occurred even at 0 ° C. (data not shown).
To verify the possibility that the NADase precursor in Streptococcus exists as an inactive complex bound to Orf1, H46A lysate was mixed with an equal volume of 6M NaSCN. After the dissociation treatment, Orf1 was neutralized with anti-Orf1 antiserum. As shown in Table 1, no active NADase could be detected in streptococcal lysates, but an activity of about 10 4 units per 1 g (wet weight) sample treated with NaSCN and then anti-Orf1 antiserum was observed. It was. When the activated extract was diluted with water, NADase activity was masked again (data not shown). This suggests that NADase has re-associated with Orf1. These results indicate that the initial NADase forms an inactive complex with Orf1 in streptococci, as in recombinant E. coli.

活性は、3つの実験からの平均±S.D.で示した。
全細胞抽出物は、材料および方法における「NADaseアッセイ」に記載の通り調製し、10μlの抽出物を、10μlの0.1 M Na2HPO4(pH 7.4) および80μlの超純粋と混合した。
10μlの全細胞抽出物を、10μlの6 M NaSCN, 0.1M Na2HPO4 (pH 7.4) と室温にて混合し、5秒間のボルテックス後、80μlの超純粋を即座に加えた。
10μlの全細胞抽出物を、10μlの0.1 M Na2HPO4 (pH 7.4)、1μlの抗Orf1抗血清、および79μlの超純粋と混合した。
1μlの抗Orf1抗血清を、10μlの0.1 M Na2HPO4 (pH 7.4) および89μlの超純粋と混合した。
10μlの全細胞抽出物を、10μlの6 M NaSCN, 0.1M Na2HPO4 (pH 7.4) と室温にて十分に混合し、5秒間のボルテックス後、1μlの抗Orf1抗血清および79μlの超純粋を即座に加えた。
a Activity was expressed as mean ± SD from three experiments.
b Whole cell extract was prepared as described in “NADase Assay” in Materials and Methods, and 10 μl of extract was mixed with 10 μl of 0.1 M Na 2 HPO 4 (pH 7.4) and 80 μl of ultrapure.
c 10 μl of whole cell extract was mixed with 10 μl of 6 M NaSCN, 0.1 M Na 2 HPO 4 (pH 7.4) at room temperature, and after 5 seconds vortexing, 80 μl ultrapure was added immediately.
d 10 μl whole cell extract was mixed with 10 μl 0.1 M Na 2 HPO 4 (pH 7.4), 1 μl anti-Orf1 antiserum and 79 μl ultrapure.
e 1 μl of anti-Orf1 antiserum was mixed with 10 μl 0.1 M Na 2 HPO 4 (pH 7.4) and 89 μl ultrapure.
f 10 μl whole cell extract was mixed thoroughly with 10 μl 6 M NaSCN, 0.1 M Na 2 HPO 4 (pH 7.4) at room temperature, vortexed for 5 seconds, then 1 μl anti-Orf1 antiserum and 79 μl extra Pure was added immediately.

実施例6:NADase・Orf1複合体の分子サイズの決定
NADase・Orf1複合体の分子サイズを決定するため、TSKgel BioAssist G3SWXLカラム (Tosho Co., Tokyo, Japan) を用いて、ゲル透過クロマトグラフィーを行った。図8Aに示されるように、NADase、Orf1およびNADase・Orf1複合体の各々を、明瞭な単一ピークとしてそれぞれ検出した。各保持時間から見積もった分子量は、24 kDa (Orf1)、54 kDa (NADase)および69 kDa (NADase・Orf1複合体) であった。これらの値(図8B)は幾らか高いが、各ヌクレオチド配列から推定した値に近似していた。これらの結果は、NADaseおよびOrf1がモノマータンパク質として存在し、混合した場合に、ヘテロダイマーとしての複合体を形成することを示す。
Example 6: Determination of molecular size of NADase / Orf1 complex
In order to determine the molecular size of the NADase / Orf1 complex, gel permeation chromatography was performed using a TSKgel BioAssist G3SWXL column (Tosho Co., Tokyo, Japan). As shown in FIG. 8A, each of NADase, Orf1, and NADase · Orf1 complex was detected as a distinct single peak. The molecular weight estimated from each retention time was 24 kDa (Orf1), 54 kDa (NADase) and 69 kDa (NADase / Orf1 complex). These values (FIG. 8B) were somewhat higher but approximated the values estimated from each nucleotide sequence. These results indicate that NADase and Orf1 exist as monomeric proteins and form a complex as a heterodimer when mixed.

実施例7:温度安定性およびプロテアーゼ感受性
これまでに記載した細菌NADaesは、細胞内酵素であり、それらの阻害タンパク質は熱に不安定である(Methods Enzymol 66; 137-144 (1980); Science 123: 50-53 (1956))。興味深いことに、Orf1は熱に安定であり、15分間の熱処理後に残存する相対阻害活性は、60℃では計算値で82%、100℃では計算値で72%であった(図9)。精製したOrf1はトリプシンに感受性であり、リシルエンドペプチダーゼにより不活化された(データ示さず)。
Example 7: Temperature stability and protease sensitivity The bacterial NADaes described so far are intracellular enzymes and their inhibitory proteins are heat labile (Methods Enzymol 66; 137-144 (1980); Science 123 : 50-53 (1956)). Interestingly, Orf1 was heat stable and the relative inhibitory activity remaining after heat treatment for 15 minutes was 82% calculated at 60 ° C. and 72% calculated at 100 ° C. (FIG. 9). Purified Orf1 was sensitive to trypsin and was inactivated by lysyl endopeptidase (data not shown).

実施例1〜7に関する考察
NADase-ストレプトリシンOオペロンは、AおよびC群の連鎖球菌で高度に保存されている (Cell 104: 143-152 (2001); Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005); Infect Immun 70: 2730-2733 (2002))。Ngaおよびsloに加えて、このオペロンは、未知遺伝子orf1を含んでいた。上記データは、この遺伝子が連鎖球菌NADaseインヒビター (streptococcal NADase inhibitor:SNI) として機能する18.8 kDaタンパク質をコードすることを示す。従って、この遺伝子をsniと標記することは適切であると考えられる。E.coliでの単一ngaのサブクローニングの失敗 (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005)) とは対照的に、この遺伝子のorf1 (sni) との共発現は、nga-orf1インサートを有する組換えプラスミドを担持する異種宿主において安定的に生じた。菌体内での活性NADaseの産生は、酸化還元に必須のNADの分解による毒性効果を引き起こし得る。この潜在的に有害な酵素に対する細菌性インヒビターの存在は、Bacillus subtilis、Proteus vulgaris、Proteus rettgeriおよびMycobacterium butyricumで知られている。これらの細菌のNADaseは、熱不安定性のインヒビターと複合体化した細胞内熱安定タンパク質である (Methods Enzymol 66: 137-144 (1980); Science 123: 50-53 (1956))。これらのインヒビターの遺伝的および機能的調査はこれまでに行なわれていない。一方、溶血性連鎖球菌は、培養培地中に熱不安定性NADaseを分泌する (J Exp Med 104: 577-587 (1956); J Exp Med 106: 15-26 (1957); FEMS Microbiol Lett 136: 71-78 (1996))。細胞外NADaseを産生する連鎖球菌細胞は、この酵素に対するインヒビタータンパク質を含む (Acta Path. Microbiol. Scandinav. 69: 277-286 (1967))。細胞内局在、分子量およびトリプシン感受性は、SNIのそれらに準じる。しかし、熱安定性に関しては、HolmおよびKaijser (Acta Path. Microbiol. Scandinav. 69: 277-286 (1967)) により報告されるインヒビターは、SNIとは異なる。それらの調製は、60℃で15分間加熱することにより完全に不活化されるのに対し、SNIはむしろ熱安定性であった(図9)。
Considerations on Examples 1-7
The NADase-streptricin O operon is highly conserved in group A and C streptococci (Cell 104: 143-152 (2001); Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005); Infect Immun 70: 2730 -2733 (2002)). In addition to Nga and slo, this operon contained the unknown gene orf1. The above data indicate that this gene encodes a 18.8 kDa protein that functions as a streptococcal NADase inhibitor (SNI). Therefore, it is considered appropriate to mark this gene as sni. In contrast to failure of single nga subcloning in E. coli (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005)), co-expression of this gene with orf1 (sni) has an nga-orf1 insert It was stably generated in a heterologous host carrying the recombinant plasmid. Production of active NADase in the microbial cells can cause toxic effects due to degradation of NAD essential for redox. The presence of bacterial inhibitors for this potentially harmful enzyme is known in Bacillus subtilis, Proteus vulgaris, Proteus rettgeri and Mycobacterium butyricum. These bacterial NADases are intracellular thermostable proteins complexed with thermolabile inhibitors (Methods Enzymol 66: 137-144 (1980); Science 123: 50-53 (1956)). Genetic and functional studies of these inhibitors have not been conducted so far. On the other hand, hemolytic streptococci secrete thermolabile NADase into the culture medium (J Exp Med 104: 577-587 (1956); J Exp Med 106: 15-26 (1957); FEMS Microbiol Lett 136: 71 -78 (1996)). Streptococcus cells that produce extracellular NADase contain an inhibitor protein for this enzyme (Acta Path. Microbiol. Scandinav. 69: 277-286 (1967)). Intracellular localization, molecular weight and trypsin sensitivity are similar to those of SNI. However, with respect to thermal stability, the inhibitors reported by Holm and Kaijser (Acta Path. Microbiol. Scandinav. 69: 277-286 (1967)) are different from SNI. Their preparations were completely inactivated by heating at 60 ° C. for 15 minutes, whereas SNI was rather heat stable (FIG. 9).

SNIをコードする遺伝子 (sni) は、nga (spn) プロモーターから、ポリシストロニックmRNAとして、sloと共転写される (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005))。nga-sloオペロンの翻訳の際、NADase前駆体の自己毒性は、モル比1:1での、SNIとの複合体の形成により迅速にブロックされるようである(図10)。ウエスタンブロット解析より実証されるように、SNIの局在は完全に細胞内である(図4B)。この結果と一致して、シグナルペプチド領域は、SOSUI (Bioinformatics 14: 378-379 (1998); Bioinformatics 18: 608-616 (2002)) およびSignalP (Int J Neural Dsyst 8: 581-599 (1997)) 膜貫通推定アルゴリズムを用いるインシリコ解析では、SNIに見出されなかった。球菌体内のNADase前駆体およびSLOの量はわずかであった(データ示さず)。このことは、合成されたタンパク質が培地中へと迅速に分泌されることを示唆する。しかし、NADase前駆体は安定な細胞内複合体を形成するので、この複合体は、球菌エンベロープを介する排出中に解離するはずである。この複合体の解離が幾つかの膜成分との相互作用により、SNIのタンパク質分解排除により、または他の機構により引き起こされるか否かは、解明すべき課題である。   The gene (sni) encoding SNI is cotranscribed with slo as a polycistronic mRNA from the nga (spn) promoter (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005)). During translation of the nga-slo operon, the NADase precursor autotoxicity appears to be rapidly blocked by complex formation with SNI at a molar ratio of 1: 1 (FIG. 10). As demonstrated by Western blot analysis, the localization of SNI is completely intracellular (Figure 4B). Consistent with this result, the signal peptide region is defined by SOSUI (Bioinformatics 14: 378-379 (1998); Bioinformatics 18: 608-616 (2002)) and SignalP (Int J Neural Dsyst 8: 581-599 (1997)). In silico analysis using a transmembrane estimation algorithm was not found in SNI. The amount of NADase precursor and SLO in the cocci was small (data not shown). This suggests that the synthesized protein is secreted rapidly into the medium. However, since the NADase precursor forms a stable intracellular complex, this complex should dissociate during excretion through the cocci envelope. Whether this complex dissociation is caused by interaction with several membrane components, by proteolytic exclusion of SNI, or by other mechanisms is an issue to be elucidated.

実施例:大腸菌における完全長SLOの大量発現
本発明者らによるSLO遺伝子のプロモーター解析 (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005)) からの知見より、SLO遺伝子は自身のプロモーターを持たず、基本的に上流に位置しているNADase遺伝子 (nga) のプロモーターからのreadthroughにより転写が行われるオペロンの一部であることが判明している。そこで、本発明者らは、SLO遺伝子が自身のプロモーターを持っていないこと、およびSLOの細胞毒性を考慮して、遺伝子の発現を大腸菌で厳密に制御できるaraBAD プロモーター (PBAD) を利用した発現ベクターにより、Hisタグを融合させた完全長SLOの大量発現を試みた。Hisタグ法で付加されるアミノ酸配列は短く、多くの場合除去する必要がない。また、特異抗体や精製担体も複数の市販品が入手可能でありコストが安いなどの利点がある。さらに、尿素や塩酸グアニジンのようなタンパク質の変性剤の存在下でも精製が可能で、カラムに結合させたままの状態でリフォールディングできるなどの大きな利点がある (Protein Expr Purif 41: 98-105 (2005))。
Example 8 : Mass expression of full-length SLO in Escherichia coli According to the findings from the promoter analysis of the SLO gene by the present inventors (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005)), the SLO gene does not have its own promoter, It has been found to be part of the operon that is basically transcribed by readthrough from the promoter of the NADase gene (nga) located upstream. In view of the fact that the SLO gene does not have its own promoter and the cytotoxicity of SLO, the present inventors expressed using the araBAD promoter (P BAD ) that can strictly control gene expression in E. coli. A large-scale expression of full-length SLO fused with His tag was attempted using a vector. The amino acid sequence added by the His tag method is short and in many cases does not need to be removed. In addition, specific antibodies and purification carriers are advantageous in that a plurality of commercially available products are available and the cost is low. Furthermore, it can be purified in the presence of protein denaturing agents such as urea and guanidine hydrochloride, and has the great advantage that it can be refolded while bound to the column (Protein Expr Purif 41: 98-105 ( 2005)).

先ず、本発明者らは、医薬品としてすでに使われているストレプトキナーゼやストレプトドルナーゼの工業生産株としてよく知られているStreptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis H46A (J Gen Physiol 28: 363-383 (1945)) の染色体DNAからPCR法でSLO遺伝子を増幅し、大腸菌での遺伝子発現を極めて厳密に実行するためHisタグタンパク質発現ベクターpBAD/HisB (Invitrogen) にクローニングした(図11)。pBAD/His BのBamHIおよびKpnI部位に、シグナルペプチド配列を含むN末端側の31アミノ酸残基 (3.3 kDa) を除いた540アミノ酸残基 (60.4 kDa) に相当する完全長 SLO遺伝子の領域をin frameで挿入した。この組み換えプラスミドを大腸菌TOP10株 (L-アラビノース代謝能欠損株) に導入し、遺伝子発現の誘導物質であるL-アラビノースによるHisタグ融合完全長SLOの発現実験を行った。その結果、培地中のL-アラビノースの濃度が0.002% (w/v) からSLOの十分な発現が確認された(図12)。イムノブロット解析の結果、大腸菌で発現したSLOの分子量は約70 kDaと推定され、ベクター側のHisタグを含む4.1 kDaの領域を合わせて予想される64.5 kDaよりも少し大きかった。SLOの電気泳動解析から求めた分子量が予想値よりも増大することは、Gerlachらも報告している (Infect Immun 61: 2727-2731 (1993))。
次に、本発明者らは、大腸菌をTOP10株から、lonおよびompTの両プロテアーゼ欠損株であるBL21株に変更してSLOを大量発現させた。精製には市販のTSKgel BioAssist Ni2+-chelate column (Tosoh Co., Tokyo, Japan) を用い、このアフィニティーカラムクロマトグラフィーにより一段階で高純度のSLOを精製した(図13)。Hisタグ融合完全長SLOの発現量は、タンパク質量として、LB培地1リットルあたり約6 mg(活性タンパク質量では約3mg)の収量であり、その比活性は748,000 HU/mgタンパク質でGerlach らがStreptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis H46Aの培養上清から精製したSLOの750,000 HU/mgとほぼ一致した (Infect Immun 61: 2727-2731 (1993))。なお、本実験で得られたタンパク質量は上記の通りであったが、培養条件の適切な変更(例、培地の至適化による菌密度の向上、および誘導物質による誘導時間の延長)により少なくとも約10-30 mgのタンパク質量を得ることが可能と考えられる。
First, the present inventors are Streptococcus dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A (J Gen Physiol 28: 363-383 (1945)), which is well known as an industrial production strain of streptokinase and streptodornase already used as pharmaceuticals. The SLO gene was amplified from the chromosomal DNA by PCR and cloned into His-tagged protein expression vector pBAD / HisB (Invitrogen) in order to execute the gene expression in Escherichia coli very strictly (FIG. 11 ). A region of the full-length SLO gene corresponding to 540 amino acid residues (60.4 kDa) excluding 31 amino acid residues (3.3 kDa) on the N-terminal side including the signal peptide sequence is inserted into the BamHI and KpnI sites of pBAD / His B. Inserted with frame. This recombinant plasmid was introduced into Escherichia coli TOP10 strain (L-arabinose metabolic capacity deficient strain), and His-tag fusion full-length SLO expression experiment using L-arabinose, which is a gene expression inducer, was performed. As a result, sufficient expression of SLO was confirmed when the concentration of L-arabinose in the medium was 0.002% (w / v) (FIG. 12 ). As a result of immunoblot analysis, the molecular weight of SLO expressed in Escherichia coli was estimated to be about 70 kDa, which was slightly larger than the expected 64.5 kDa combined with the 4.1 kDa region including the His tag on the vector side. It has also been reported by Gerlach et al. (Infect Immun 61: 2727-2731 (1993)) that the molecular weight determined from the electrophoretic analysis of SLO is larger than expected.
Next, the inventors changed E. coli from the TOP10 strain to the BL21 strain, which is a protease-deficient strain of both lon and ompT, and expressed SLO in large quantities. For purification, commercially available TSKgel BioAssist Ni 2+ -chelate column (Tosoh Co., Tokyo, Japan) was used, and high-purity SLO was purified in one step by this affinity column chromatography (FIG. 13 ). The expression level of His-tagged full-length SLO is about 6 mg of protein per liter of LB medium (about 3 mg of active protein). Its specific activity is 748,000 HU / mg protein and Gerlach et al. Streptococcus It almost coincided with 750,000 HU / mg of SLO purified from the culture supernatant of dysgalactiae subsp. equisimilis H46A (Infect Immun 61: 2727-2731 (1993)). The amount of protein obtained in this experiment was as described above, but at least due to appropriate changes in the culture conditions (eg, improvement of bacterial density by optimization of the medium and extension of induction time by inducer). It is considered possible to obtain a protein amount of about 10-30 mg.

実施例:大腸菌における完全長SLOの大量発現
現在市販されている抗ストレプトリンO (ASLO) 抗体は溶血性連鎖球菌の培養上清から部分精製したSLOを抗原として用いているため、同じく培養上清中に分泌されるNADグリコヒドロラーゼ (NADase) と交差反応することが知られている (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005); Cell 104: 143-152 (2001))。そこで、本発明者らは、精製したSLOをウサギに免することによりASLOを作製し、GAS Sa株および GCS H46A株の培養上清をイムノブロット解析することによりASLOの抗原特異性を評価した(図14)。
その結果、本発明者らが作製したASLOにより、GCS H46A株の培養上清中のSLOが明確なバンドとして高感度で検出された。メジャーバンドの下に見える2本の弱いバンドは、低分子化したSLO分子と思われる。一方、GAS Sa株ではSLOを検出できなかった。これは、GASのSLO産生量は一般に少なく、また自身が産生するプロテアーゼにより速やかに低分子化するためと考えられる。実際、本発明者らは、GAS Sa株におけるSLOの検出や精製は困難であることを報告している (Kimoto et al., Biosci Biotechnol Biochem 67: 2203-2209(2003); Kimoto et al., Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005))。なお、このASLOは、大腸菌から精製したHisタグ融合完全長SLO、および溶血性連鎖球菌の産生したSLOの溶血活性を、いずれも中和した (データ示さず)。
次にASLOのNADaseとの交差反応を調べるために、GAS Sa 株および GCS H46A株の培養上清を用いて、抗NADase抗血清によるイムノブロット解析を行った。
その結果、GAS Sa株および GCS H46A株の両培養上清中にNADaseを確認した。両者間でNADaseの分子量がやや異なるのは、GCS H46A株が産生するNADaseは翻訳後にC末端領域が分解されるためである (Kimoto et al., Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005))。いずれにしても、SLOとNADaseは予想された分子量でバンドが検出され、両者間の大きさは明らかに異なっていた。また、免疫していないコントロール血清では、いずれのバンドも検出されなかった。
以上より、今回作製したASLOは、これまでの市販品とは異なり、SLOを特異的かつ高感度に検出し得ることが示された。
Example 9: To full length SLO mass expression currently commercially available anti-streptavidin Li Thin O (ASLO) antibody in E. coli is used SLO purified culture supernatant portion of hemolytic streptococci as an antigen, as well It is known to cross-react with NAD glycohydrolase (NADase) secreted into the culture supernatant (Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005); Cell 104: 143-152 (2001)). Accordingly, the present inventors, the SLO purified to prepare a ASLO by immune rabbit, a culture supernatant of GAS Sa strains and GCS H46A strain was evaluated the antigen specificity of ASLO by immunoblot analysis (FIG. 14 ).
As a result, SLO in the culture supernatant of GCS H46A strain was detected as a clear band with high sensitivity by ASLO prepared by the present inventors. The two weak bands that appear below the major band appear to be low molecular weight SLO molecules. On the other hand, SLO could not be detected in GAS Sa strain. This is probably because the amount of SLO produced by GAS is generally small, and the molecular weight is quickly reduced by the protease produced by itself. In fact, the present inventors have reported that detection and purification of SLO in GAS Sa strains is difficult (Kimoto et al., Biosci Biotechnol Biochem 67: 2203-2209 (2003); Kimoto et al., Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005)). This ASLO neutralized the hemolytic activity of His-tag fusion full-length SLO purified from E. coli and SLO produced by Streptococcus pyogenes (data not shown).
Next, in order to examine the cross-reaction of ASLO with NADase, immunoblot analysis with anti-NADase antiserum was performed using the culture supernatant of GAS Sa strain and GCS H46A strain.
As a result, NADase was confirmed in the culture supernatants of both the GAS Sa strain and the GCS H46A strain. The reason why the molecular weight of NADase is slightly different between the two is that NADase produced by GCS H46A strain is cleaved after translation (Kimoto et al., Biochim Biophys Acta 1681: 134-149 (2005)) . In any case, SLO and NADase detected bands with the expected molecular weight, and the size between them was clearly different. In addition, no band was detected in the non-immunized control serum.
From the above, it was shown that the ASLO produced this time can detect SLO specifically and with high sensitivity, unlike conventional commercial products.

NADaseの活性の様式を示す図である。It is a figure which shows the mode of activity of NADase. S. dysgalactiae subsp. equisimilis H46AのNADaseストレプトリシンOオペロンの模式図である。プロモーターおよびターミネーターをそれぞれ、「P」および「T」で示している。「orf1(sni)」で表示された矢印は、データベース中の如何なる遺伝子にも類似していなかった。NADase発現プラスミドpBAD/HisIおよびIIはそれぞれ、NADaseからorf1までの染色体領域およびNADase領域のみを含む。1 is a schematic diagram of the NADase streptolysin O operon of S. dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A. Promoters and terminators are indicated by “P” and “T”, respectively. The arrow labeled “orf1 (sni)” was not similar to any gene in the database. NADase expression plasmids pBAD / HisI and II each contain only the chromosomal region from NADase to orf1 and the NADase region. E.coli TOP10全細胞溶解物における連鎖球菌NADaseのウエスタンブロット解析を示す図である。E.coli TOP10細胞を、6個の連続するヒスチジン残基 (Hisタグ) を含むように改変された、示された領域をコードする発現プラスミドで形質転換し、L-アラビノースを用いて誘導し、次いでNADaseの合成についてアッセイした。pBAD/His B (ベクターのみ) を担持するE.coli TOP10の溶解物をコントロールとして用いた。NADaseの相対発現レベルを決定するため、全細胞溶解物をウエスタンブロット解析に供した。It is a figure which shows the western blotting analysis of Streptococcus NADase in E.coli TOP10 whole cell lysate. E. coli TOP10 cells were transformed with an expression plasmid encoding the indicated region modified to contain 6 consecutive histidine residues (His tag), induced with L-arabinose, NADase synthesis was then assayed. A lysate of E. coli TOP10 carrying pBAD / His B (vector only) was used as a control. To determine the relative expression level of NADase, whole cell lysates were subjected to Western blot analysis. H46AのOrf1タンパク質の検出を示す図である。pBAD/His Iを担持する組換えE. coli TOP10の全細胞溶解物中のタンパク質をSDS-PAGEにより解析した。NH2末端アミノ酸酸列を括弧で示す。It is a figure which shows the detection of the Orf1 protein of H46A. Proteins in whole cell lysates of recombinant E. coli TOP10 carrying pBAD / His I were analyzed by SDS-PAGE. NH 2 terminal amino acid acid sequence is shown in parentheses. H46Aのorf1のヌクレオチド配列および推定アミノ酸配列を示す図である。下線を付したアミノ酸は、Orf1のNH2末端アミノ酸シークエンシングにより決定した。It is a figure which shows the nucleotide sequence and deduced amino acid sequence of orf1 of H46A. Underlined amino acids were determined by NH 2 terminal amino acid sequencing of Orf1. Hisタグ融合Orf1の精製を示す図である。組換えプラスミドpQE30 (Hisタグ融合Orf1) を担持するE.coli BL21細胞からの抽出物を、TSKgel BioAssist Ni2+キレートカラム (Tosoh Co., Tokyo, Japan) にアプライした。Hisタグ融合Orf1を、イミダゾールの20-250 mM の線形勾配により回収し、各溶出画分をSDS-PAGEにより調べた。It is a figure which shows the refinement | purification of His tag fusion Orf1. An extract from E. coli BL21 cells carrying the recombinant plasmid pQE30 (His-tagged fusion Orf1) was applied to a TSKgel BioAssist Ni 2+ chelate column (Tosoh Co., Tokyo, Japan). His-tagged Orf1 was recovered with a 20-250 mM linear gradient of imidazole and each elution fraction was examined by SDS-PAGE. 組換えE.coli細胞およびS. dysgalactiae subsp. equisimilis H46A培養上清中のorf1産物のウエスタンブロット解析を示す図である。Orf1の発現を確認するため、全細胞溶解物および培養上清を、上記の通り精製したOrf1を用いた免疫により得られるウサギ抗Orf1抗血清を用いて、ウエスタンブロット解析に供した。It is a figure which shows the western blot analysis of the orf1 product in a recombinant E. coli cell and S. dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A culture supernatant. In order to confirm the expression of Orf1, whole cell lysates and culture supernatants were subjected to Western blot analysis using rabbit anti-Orf1 antiserum obtained by immunization with Orf1 purified as described above. H46A由来のOrf1の精製およびアミノ末端シークエンシングを示す図である。H46A由来の全細胞抽出物を、抗Orf1抗体・コンジュゲート・HiTrap NHS活性化HPカラム (Amercham Biosciences Corp., NJ, USA) にアプライし、Orf1を、3 M チオシアン酸ナトリウム (NaSCN) および0.01% アジ化ナトリウムを含有する4 ml の0.1 M リン酸ナトリウムバッファー (pH 7.8) をロードすることにより回収した。Orf1画分をプールし、水に対して透析し、次いで濃縮し、SDS-PAGEに供した。ゲル中のタンパク質をPVDF膜に転写し、CBB R-250で染色した。タンパク質バンドを切り出し、PE Applied Biosystems model 491 Procise protein sequencer (Foster City, CA, USA) で解析した。FIG. 4 shows purification and amino-terminal sequencing of Orf1 derived from H46A. Whole cell extract from H46A was applied to anti-Orf1 antibody / conjugate / HiTrap NHS activated HP column (Amercham Biosciences Corp., NJ, USA), and Orf1 was added with 3 M sodium thiocyanate (NaSCN) and 0.01% Recovered by loading 4 ml of 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.8) containing sodium azide. Orf 1 fractions were pooled, dialyzed against water, then concentrated and subjected to SDS-PAGE. Proteins in the gel were transferred to a PVDF membrane and stained with CBB R-250. Protein bands were excised and analyzed with PE Applied Biosystems model 491 Procise protein sequencer (Foster City, CA, USA). H46AのOrf1・細胞外NADase間の相互作用のファーウエスタン解析。H46Aの培養上清および培地単独を、SDS-PAGE上で泳動し、PVDF膜に転写し、精製Hisタグ融合Orf1の存在下または非存在下でインキュベートした。培養上清中のNADaseを、抗NADase抗体を含有する抗SLOポリクローナルIgGによるウエスタンブロット解析によりアッセイした(左パネル)。精製Hisタグ融合Orf1のNADaseへの結合を、抗Orf1抗血清を用いてファーウエスタン解析によりアッセイした(右パネル)。Far Western analysis of the interaction between Orf1 and extracellular NADase of H46A. The culture supernatant of H46A and medium alone were run on SDS-PAGE, transferred to a PVDF membrane, and incubated in the presence or absence of purified His-tagged fusion Orf1. NADase in the culture supernatant was assayed by Western blot analysis with anti-SLO polyclonal IgG containing anti-NADase antibody (left panel). Binding of purified His-tagged Orf1 to NADase was assayed by Far Western analysis using anti-Orf1 antiserum (right panel). TSKgel BioAssist Ni2+キレートカラムを用いたHisタグ融合NADaseおよびインタクトOrf1 (成熟型, Hisタグなし) の共精製を示す図である。組換えプラスミドpBAD/His I (Hisタグ融合NADaseおよびインタクトOrf1をコード) を担持するE.coli TOP10由来の細胞抽出物を、TSKgel BioAssist Ni2+キレートカラムにアプライし、Hisタグ融合NADase/ORF1複合体を、イミダゾールの20-250 mM線形勾配により回収した。精製したNADase/Orf1複合体画分をプールし、透析し、SDS-PAGEに供した。It is a figure which shows co-purification of His tag fusion NADase and intact Orf1 (mature type, No His tag) using TSKgel BioAssist Ni2 + chelate column. A cell extract derived from E. coli TOP10 carrying recombinant plasmid pBAD / His I (encoding His-tagged NADase and intact Orf1) was applied to a TSKgel BioAssist Ni 2+ chelate column and combined with His-tagged NADase / ORF1 The body was collected with a 20-250 mM linear gradient of imidazole. The purified NADase / Orf1 complex fractions were pooled, dialyzed and subjected to SDS-PAGE. TSKgel BioAssist G3SWXLゲル透過クロマトグラフィーによるインタクトOrf1の精製を示す図である。組換えプラスミドpBAD/His I (Hisタグ融合NADaseおよびインタクトOrf1をコード)を担持するE.coli TOP10由来の細胞抽出物を、TSKgel BioAssist Ni2+キレートカラムにアプライした。Orf1を、3 M チオシアン酸ナトリウム (NaSCN) および0.01% アジ化ナトリウムを含有する3 ml の0.1 M リン酸ナトリウムバッファー (pH 7.4) での溶出により回収した。次いで、カラムに吸着したHisタグ融合NADaseを、50 mM リン酸ナトリウムバッファー (pH 7.4) におけるイミダゾールの20-250 mM 線形勾配により回収した。精製酵素をプールし、0.01% アジ化ナトリウムを含有する50 mM リン酸ナトリウムバッファー (pH 7.4) に対して透析し、SDS-PAGEに供した。It is a figure which shows the refinement | purification of intact Orf1 by TSKgel BioAssist G3SWXL gel permeation chromatography. A cell extract derived from E. coli TOP10 carrying recombinant plasmid pBAD / His I (encoding His-tagged NADase and intact Orf1) was applied to a TSKgel BioAssist Ni 2+ chelate column. Orf1 was recovered by elution with 3 ml of 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.4) containing 3 M sodium thiocyanate (NaSCN) and 0.01% sodium azide. The His-tagged NADase adsorbed on the column was then recovered with a 20-250 mM linear gradient of imidazole in 50 mM sodium phosphate buffer (pH 7.4). The purified enzyme was pooled, dialyzed against 50 mM sodium phosphate buffer (pH 7.4) containing 0.01% sodium azide, and subjected to SDS-PAGE. Hisタグ融合Orf1が固定されたカラムを用いたアフィニティークロマトグラフィーによるS. dysgalactiae subsp. equisimilis H46Aの培養上清からのインタクトNADase (成熟型, Hisタグなし) の精製を示す図である。硫酸アンモニウム沈殿および透析後、上清からのタンパク質を、TSKgel BioAssist Ni2+キレート-Hisタグ融合Orf1アフィニティーカラムにアプライした。NADaseを、3 M NaSCNおよび0.01% アジ化ナトリウムを含有する0.1 M リン酸ナトリウムバッファー (pH 7.8) をロードすることにより回収し、透析した。It is a figure which shows the refinement | purification of intact NADase (a mature type, no His tag) from the culture supernatant of S. dysgalactiae subsp. Equisimilis H46A by affinity chromatography using the column to which His tag fusion Orf1 was fixed. After ammonium sulfate precipitation and dialysis, the protein from the supernatant was applied to a TSKgel BioAssist Ni 2+ chelate-His tag fusion Orf1 affinity column. NADase was recovered by loading with 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.8) containing 3 M NaSCN and 0.01% sodium azide and dialyzed. Orf1によるNADaseの阻害を示す図である。精製したインタクトNADaseを、インタクトOrf1と混合し、室温で10分間インキュベートし、残存するNADase活性を測定した。It is a figure which shows inhibition of NADase by Orf1. Purified intact NADase was mixed with intact Orf1, incubated at room temperature for 10 minutes, and the remaining NADase activity was measured. NADase、Orf1およびNADase-Orf1複合体のTSKgel BioAssist G3SWXLゲル透過クロマトグラフィーによる解析を示す図である。ウシ血清アルブミン (BSA) ダイマー (134 kDa)、モノマー (67 kDa)、オブアルブミン (OV, 43 kDa)、炭酸脱水酵素 (CA, 29 kDa) およびリゾチーム (14.4 kDa) を、分子量マーカーとして使用した。VoおよびVcは空容量およびカラム容量をそれぞれ示す。Hisタグ融合Orf1固定カラムおよび抗Orf1抗体固定カラムを用いたアフィニティークロマトグラフィーにより精製されたインタクトNADaseおよびOrf1 (成熟型, Hisタグなし) を、0.15 M リン酸ナトリウムバッファー (pH 6.6) において、TSKgel BioAssist G3SWXLゲル透過クロマトグラフィーに供した。It is a figure which shows the analysis by TSKgel BioAssist G3SWXL gel permeation chromatography of NADase, Orf1, and NADase-Orf1 complex. Bovine serum albumin (BSA) dimer (134 kDa), monomer (67 kDa), ovalbumin (OV, 43 kDa), carbonic anhydrase (CA, 29 kDa) and lysozyme (14.4 kDa) were used as molecular weight markers. Vo and Vc indicate the empty capacity and the column capacity, respectively. Intact NADase and Orf1 (mature, without His-tag) purified by affinity chromatography using His-tagged Orf1 immobilized column and anti-Orf1 antibody immobilized column in TSKgel BioAssist in 0.15 M sodium phosphate buffer (pH 6.6) G3SWXL gel permeation chromatography was used. NADase、Orf1およびNADase-Orf1複合体のTSKgel BioAssist G3SWXLゲル透過クロマトグラフィーによる解析を示す図である。ウシ血清アルブミン (BSA) ダイマー (134 kDa)、モノマー (67 kDa)、オブアルブミン (OV, 43 kDa)、炭酸脱水酵素 (CA, 29 kDa) およびリゾチーム (14.4 kDa) を、分子量マーカーとして使用した。VoおよびVcは空容量およびカラム容量をそれぞれ示す。精製したNADaseおよびOrf1を混合し、室温で10分間インキュベートし、TSKgel BioAssist G3SWXLカラムにアプライし、0.15 M リン酸ナトリウムバッファー (pH 6.6) で展開した。It is a figure which shows the analysis by TSKgel BioAssist G3SWXL gel permeation chromatography of NADase, Orf1, and NADase-Orf1 complex. Bovine serum albumin (BSA) dimer (134 kDa), monomer (67 kDa), ovalbumin (OV, 43 kDa), carbonic anhydrase (CA, 29 kDa) and lysozyme (14.4 kDa) were used as molecular weight markers. Vo and Vc indicate the empty capacity and the column capacity, respectively. Purified NADase and Orf1 were mixed, incubated at room temperature for 10 minutes, applied to a TSKgel BioAssist G3SWXL column, and developed with 0.15 M sodium phosphate buffer (pH 6.6). インタクトOrf1 (Hisタグなし) の温度安定性を示す図である。Orf1溶液を20-100℃で15分間インキュベートし、氷水に浸した。各溶液を精製したHisタグを有しない成熟型NADaseに加えた。次いで、混合液を10分間室温でインキュベートし(Orf1とNADaseの最終モル比は1:2)、残存するヒドロラーゼ活性をNADで測定した。コントロールとして、BSAを含有する50 mMリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.4) を、Orf1溶液の代わりに使用した。It is a figure which shows the temperature stability of intact Orf1 (without His tag). The Orf1 solution was incubated at 20-100 ° C. for 15 minutes and immersed in ice water. Each solution was added to purified NADase without purified His tag. The mixture was then incubated for 10 minutes at room temperature (the final molar ratio of Orf1 and NADase was 1: 2) and the remaining hydrolase activity was measured by NAD. As a control, 50 mM sodium phosphate buffer (pH 7.4) containing BSA was used instead of the Orf1 solution. nga-ni-sloオペロンの産物間の相互作用のモデル図である。SNI をコードする遺伝子(sni) は、ポリシストロニックmRNAとして、ngaプロモーターからnga (NADase) およびsloと共に転写される。翻訳の際、NADaseの自己毒性は、モル比1:1での、SNIとの安定な細胞内複合体の形成により迅速にブロックされ得る。NADase-SNI複合体は、連鎖球菌のエンベロープを介した排出の間に、おそらく幾つかの膜成分との相互作用により、SNIのタンパク質分解除去により、または他の機構により解離する。It is a model figure of the interaction between the products of nga-ni-slo operon. The gene (sni) encoding SNI is transcribed as polycistronic mRNA together with nga (NADase) and slo from the nga promoter. Upon translation, NADase autotoxicity can be quickly blocked by the formation of a stable intracellular complex with SNI at a molar ratio of 1: 1. The NADase-SNI complex dissociates during streptococcal envelope excretion, possibly by interaction with several membrane components, by proteolytic removal of SNI, or by other mechanisms. ストレプトリシンO遺伝子 (SLO) およびSLO発現用ベクターの構築を示す模式図である。BamHIおよびKpnI部位を含むセンスプライマー (5’-cgGGATCCgactcgaacaaacaaaacactgcc-3’:配列番号13) およびアンチセンスプライマー (5’-cggGGTACCcttttatgttatgctttgcttg-3’:配列番号14) を、NH2末端シグナルペプチドを欠くHisタグ融合SLO配列の発現ベクターpBAD/HisB (Invitrogen, Frederick, USA) へのクローニングを可能とするように設計した。FIG. 2 is a schematic diagram showing the construction of a streptolysin O gene (SLO) and an SLO expression vector. Sense primer (5'-cg GGATCC gactcgaacaaacaaaacactgcc-3 ': SEQ ID NO: 13) and antisense primer (5'-cgg GGTACC cttttatgttatgctttgcttg-3': SEQ ID NO: 14) containing the BamHI and KpnI sites were added to the NH 2 terminal signal peptide. It was designed to allow cloning of the missing His-tagged SLO sequence into the expression vector pBAD / HisB (Invitrogen, Frederick, USA). E.coli TOP10全細胞抽出物における連鎖球菌SLOのイムノブロット解析を示す図である。プレ染色タンパク質分子標品の位置および計算分子量はパネルの左に示す。サイズはキロダルトン (kDa) で示す。矢印はSLOの位置を示す。E.coli. TOP10細胞を、6個の連続するヒスチジン残基 (Hisタグ) を含むように改変したSLO領域をコードする発現プラスミドで形質転換し、次いでSLOの合成についてアッセイした。L-アラビノースの存在下では、pBADからの発現がオンになるが、L-アラビノースの不在下では、pBADからの転写レベルは非常に小さくなる。培養物を0.00002% - 0.02%のL-アラビノースで37℃にて4時間誘導した。pBAD/HisB (ベクターのみ) を担持するE. coli TOP10の溶解物はコントロール(0.02% L-アラビノースで誘導)とした。SLOの相対発現レベルを決定するため、Ni-NTA HRPコンジュゲート (Qiagen, Hilden, Germany) を用いて、全細胞溶解物をウエスタンブロット解析に供した。このコンジュゲート〔西洋ワサビペルオキシダーゼにカップリングさせたニッケル−ニトリロトリ酢酸 (Ni-NTA)〕は、Hisタグを有する組換えタンパク質の直接的な検出のために用いた。レーン1:0.00002% L-アラビノース;レーン2:0.0002% L-アラビノース;レーン3:0.002% L-アラビノース;レーン4:0.02% L-アラビノース;レーン5:コントロール (ベクターのみ, 0.02% L-アラビノースで誘導)It is a figure which shows the immunoblot analysis of streptococcus SLO in E.coli TOP10 whole cell extract. The position of the pre-stained protein molecular preparation and the calculated molecular weight are shown on the left of the panel. The size is given in kilodaltons (kDa). The arrow indicates the position of SLO. E. coli TOP10 cells were transformed with an expression plasmid encoding an SLO region modified to contain 6 consecutive histidine residues (His tag) and then assayed for SLO synthesis. In the presence of L-arabinose, expression from pBAD is turned on, but in the absence of L-arabinose, the transcription level from pBAD is very low. Cultures were induced with 0.00002%-0.02% L-arabinose for 4 hours at 37 ° C. The lysate of E. coli TOP10 carrying pBAD / HisB (vector only) was used as a control (induced with 0.02% L-arabinose). To determine the relative expression level of SLO, whole cell lysates were subjected to Western blot analysis using Ni-NTA HRP conjugate (Qiagen, Hilden, Germany). This conjugate [nickel-nitrilotriacetic acid (Ni-NTA) coupled to horseradish peroxidase] was used for direct detection of recombinant proteins with His tags. Lane 1: 0.00002% L-arabinose; Lane 2: 0.0002% L-arabinose; Lane 3: 0.002% L-arabinose; Lane 4: 0.02% L-arabinose; Lane 5: Control (vector only, 0.02% L-arabinose Induction) Hisタグ融合SLOの精製を示す図である。pBAD/His B-sloを含む E. Coli BL21の培養物を、0.2% L-アラビノースで37℃にて4時間誘導した。細胞抽出物を、20 mMイミダゾール(バッファーA)を含有する50 mMリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.4) で平衡化したTSKgel BioAssist Ni2+-キレートカラム (Tosoh Co., Tokyo, Japan) にアプライした。非特異的吸着物をカラムから洗浄して除くために、3 M NaClを含む0.1 Mリン酸ナトリウムバッファー (pH 7.8) を通過させた。このHisタグ融合SLOを、バッファーAにおける20-250 mMのイミダゾールの線形勾配により回収した。精製したHisタグ融合SLOをプールし、バッファーAに対して透析した。透析物をSDS-PAGEに供し、クマシーブリリアントブルー (CBB) R-250で染色した。タンパク質分子標品の位置および各計算分子量をパネルの左に示す。サイズはキロダルトン (kDa) で示す。矢印はSLOの位置を表す。It is a figure which shows the refinement | purification of His tag fusion SLO. A culture of E. Coli BL21 containing pBAD / His B-slo was induced with 0.2% L-arabinose at 37 ° C. for 4 hours. The cell extract was applied to a TSKgel BioAssist Ni 2+ -chelate column (Tosoh Co., Tokyo, Japan) equilibrated with 50 mM sodium phosphate buffer (pH 7.4) containing 20 mM imidazole (buffer A). To wash away nonspecific adsorbate from the column, 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.8) containing 3 M NaCl was passed through. This His-tagged SLO was recovered with a linear gradient of 20-250 mM imidazole in buffer A. Purified His-tagged SLOs were pooled and dialyzed against buffer A. The dialyzate was subjected to SDS-PAGE and stained with Coomassie Brilliant Blue (CBB) R-250. The position of the protein molecular preparation and each calculated molecular weight are shown on the left of the panel. The size is given in kilodaltons (kDa). The arrow indicates the position of SLO. GAS株SaおよびGCS株H46A由来の培養上清のイムノブロット解析を示す図である。精製したHisタグ融合SLOを用いて、ウサギ抗SLO抗体を惹起した。約2 mgのHisタグ融合SLO (完全フロインドアジュバントと混合) をウサギに皮下注射した。1 mgのタンパク質と不完全フロインドアジュバントからなるブースター注射を2週間の間隔で3回投与した。プロテインA-セファロース (Amersham Biosciences Corp., NJ, USA) のアフィニティークロマトグラフィーにより、イムノグロブリンG画分を精製した。精製H46A NADase (Gerlach et al., 1996) での免疫により作製したウサギ抗血清は、Friedrich-Schiller大学 (ドイツ) のD. Gerlach博士からご提供頂いた。連鎖球菌の培養上清をSDS-PAGE (10% 総アクリルアミド) に供し、電気ブロッティングによりタンパク質をSequi-Blot PVDF膜 (Bio-Rad, CA, USA) 上に転写した。この膜を、0.05% Tween 20を含有するリン酸緩衝化生理食塩水 (PBST) において、5% スキムミルクおよび1% ウシ血清アルブミン (BSA) で1時間ブロッキングした。膜をPBSTで洗浄し、次いで各一次抗体を添加し (PBSTで1:3,000に希釈) 、ブロットを1時間インキュベートした。次いで、抗ウサギIgGにコンジュゲートしたヤギaffini pure IgGペルオキシダーゼ (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan) を、PBSTで1:3,000に希釈して添加し、1時間インキュベートし、抗体・抗原複合体を、製造業者により記載される通りにPOD免疫染色セット (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan) を用いて可視化した。プレ染色タンパク質分子標品の位置および各計算分子量はパネルの左に示す。サイズはキロダルトン (kDa) で示す。It is a figure which shows the immunoblot analysis of the culture supernatant derived from GAS strain Sa and GCS strain H46A. Rabbit anti-SLO antibody was raised using purified His-tag fused SLO. Approximately 2 mg of His-tagged SLO (mixed with complete Freund's adjuvant) was injected subcutaneously into rabbits. Booster injections consisting of 1 mg protein and incomplete Freund's adjuvant were administered 3 times at 2-week intervals. The immunoglobulin G fraction was purified by affinity chromatography on protein A-Sepharose (Amersham Biosciences Corp., NJ, USA). Rabbit antiserum produced by immunization with purified H46A NADase (Gerlach et al., 1996) was provided by Dr. D. Gerlach of Friedrich-Schiller University (Germany). The culture supernatant of Streptococcus was subjected to SDS-PAGE (10% total acrylamide), and the protein was transferred onto a Sequi-Blot PVDF membrane (Bio-Rad, CA, USA) by electroblotting. The membrane was blocked with 5% skim milk and 1% bovine serum albumin (BSA) for 1 hour in phosphate buffered saline (PBST) containing 0.05% Tween 20. The membrane was washed with PBST, then each primary antibody was added (diluted 1: 3,000 with PBST) and the blots were incubated for 1 hour. Next, goat affini pure IgG peroxidase conjugated to anti-rabbit IgG (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan) was added at 1: 3,000 diluted with PBST, incubated for 1 hour, and antibody / antigen complex The body was visualized using a POD immunostaining set (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan) as described by the manufacturer. The position of the pre-stained protein molecular preparation and each calculated molecular weight are shown on the left of the panel. The size is given in kilodaltons (kDa).

Claims (29)

配列番号2のアミノ酸配列と95%以上の相同性を有し且つNADase阻害活性を有するポリペプチド、又は、配列番号2のアミノ酸配列に、1又は2個のアミノ酸の欠失、置換、付加、及び挿入からなる群より選ばれる1以上の修飾が施され且つNADase阻害活性を有するポリペプチド。A polypeptide having 95% or more homology with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and having NADase inhibitory activity, or deletion, substitution, addition of one or two amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and A polypeptide having one or more modifications selected from the group consisting of insertion and having NADase inhibitory activity. NADaseが溶血性連鎖球菌由来NADaseである、請求項1に記載のポリペプチド。The polypeptide according to claim 1, wherein the NADase is a hemolytic streptococcal NADase. NADaseが配列番号4で表されるアミノ酸配列と95%以上の相同性を有するポリペプチドであるか、又は、配列番号4のアミノ酸配列に、1又は2個のアミノ酸の欠失、置換、付加、及び挿入からなる群より選ばれる1以上の修飾が施されたポリペプチドである、請求項1又は2に記載のポリペプチド。NADase is a polypeptide having 95% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, or deletion, substitution, addition of one or two amino acids to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, And the polypeptide according to claim 1, which is a polypeptide subjected to one or more modifications selected from the group consisting of an insertion. 溶血性連鎖球菌由来である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリペプチド。The polypeptide according to any one of claims 1 to 3, which is derived from hemolytic streptococci. 15分間の60℃での加熱処理後にも80%以上の活性、又は、15分間の100℃での加熱処理後にも70%以上の活性を保持し得ることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリペプチド。It is possible to retain 80% or more of activity even after 15 minutes of heat treatment at 60 ° C, or 70% or more of activity after 15 minutes of heat treatment at 100 ° C. The polypeptide according to any one of the above. 配列番号1で表されるポリヌクレオチドと95%以上の相同性を有するポリヌクレオチドであり且つ請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、又は、配列番号1で表わされるポリヌクレオチドの相補配列とハイストリンジェント条件下でハイブリダイズし得るポリヌクレオチドであり且つ請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。A polynucleotide having a homology of 95% or more with the polynucleotide represented by SEQ ID NO: 1 and encoding the polypeptide according to any one of claims 1 to 5, or SEQ ID NO: 1 A polynucleotide that is capable of hybridizing under high stringency conditions with a complementary sequence of the polynucleotide that is represented and that encodes the polypeptide of any one of claims 1-5. 溶血性連鎖球菌由来である、請求項6に記載のポリヌクレオチド。The polynucleotide according to claim 6, which is derived from hemolytic streptococci. 請求項6又は7に記載のポリヌクレオチドを有する発現ベクター。An expression vector comprising the polynucleotide according to claim 6 or 7. 請求項8に記載の発現ベクターを含む、形質転換体。A transformant comprising the expression vector according to claim 8. 形質転換体が大腸菌である、請求項9に記載の形質転換体。The transformant according to claim 9, wherein the transformant is Escherichia coli. 以下の(a)又は(b)のいずれか1つを含む、NADase阻害剤。
(a)請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリペプチド
(b)請求項8に記載の発現ベクター
A NADase inhibitor comprising any one of the following (a) or (b):
(A) The polypeptide according to any one of claims 1 to 5.
(B) the expression vector according to claim 8
請求項11に記載のNADase阻害剤を含む、医薬。 A medicament comprising the NADase inhibitor according to claim 11 . 請求項11に記載のNADase阻害剤を含む、試薬。 A reagent comprising the NADase inhibitor according to claim 11 . 溶血性連鎖球菌感染症の治療薬である、請求項12に記載の医薬。 The medicament according to claim 12, which is a therapeutic drug for hemolytic streptococcal infection. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリペプチドに対する抗体。An antibody against the polypeptide according to any one of claims 1 to 5. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリペプチドと、NADaseとを含む、複合体。 A polypeptide according to any one of claims 1-5, and a NADas e, complex. NADaseが溶血性連鎖球菌由来NADaseである、請求項16に記載の複合体。 The complex according to claim 16, wherein the NADase is a hemolytic streptococcal NADase. NADaseが配列番号4で表されるアミノ酸配列と95%以上の相同性を有するポリペプチドであるか、又は、配列番号4のアミノ酸配列に、1又は2個のアミノ酸の欠失、置換、付加、及び挿入からなる群より選ばれる1以上の修飾が施されたポリペプチドである、請求項16又は17に記載の複合体。NADase is a polypeptide having 95% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, or deletion, substitution, addition of one or two amino acids to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, The complex according to claim 16 or 17, which is a polypeptide having one or more modifications selected from the group consisting of and insertion. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリペプチドと、NADaseとを接触させることを含む、請求項16〜18のいずれか1項に記載の複合体の製造方法。 A polypeptide according to any one of claims 1 to 5, comprising contacting the NADas e, method for manufacturing a composite body according to any one of claims 16 to 18. 以下(a)〜(d)の工程を含む、NADaseの製造方法:A method for producing NADase including the following steps (a) to (d):
(a)請求項6又は7に記載のポリヌクレオチドを第1ユニット、NADaseをコードするポリヌクレオチドを第2ユニットとする、第1及び第2のユニットを有する共発現ベクターを作成する工程;(A) creating a co-expression vector having a first unit and a second unit, wherein the polynucleotide according to claim 6 or 7 is the first unit, and the polynucleotide encoding NADase is the second unit;
(b)上記共発現ベクターを導入した形質転換体を作成する工程;(B) creating a transformant introduced with the co-expression vector;
(c)上記形質転換体に、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリペプチドを、NADaseと共発現させて、請求項16に記載の複合体を得る工程;(C) causing the transformant to co-express the polypeptide of any one of claims 1 to 5 with NADase to obtain the complex of claim 16;
(d)上記工程で得られた複合体から、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリペプチドを解離させて、インタクトNADaseを得る工程:(D) Dissociating the polypeptide according to any one of claims 1 to 5 from the complex obtained in the above step to obtain intact NADase:
NADaseが溶血性連鎖球菌由来NADaseである、請求項20に記載の製造方法。The production method according to claim 20, wherein the NADase is a hemolytic streptococcal NADase. NADaseが配列番号4で表されるアミノ酸配列と95%以上の相同性を有するポリペプチドであるか、又は、配列番号4のアミノ酸配列に、1又は2個のアミノ酸の欠失、置換、付加、及び挿入からなる群より選ばれる1以上の修飾が施されたポリペプチドである、請求項20又は21に記載の製造方法。NADase is a polypeptide having 95% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, or deletion, substitution, addition of one or two amino acids to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, The production method according to claim 20 or 21, which is a polypeptide having one or more modifications selected from the group consisting of: and insertion. 形質転換体が大腸菌である、請求項20に記載の製造方法。The production method according to claim 20, wherein the transformant is Escherichia coli. 大腸菌がTOP10株である、請求項23に記載の製造方法。The production method according to claim 23, wherein the Escherichia coli is a TOP10 strain. 請求項20〜24のいずれか1項に記載の製造方法によりNADaseを製造する工程を含む、抗NADase抗体の製造方法。The manufacturing method of an anti- NADase antibody including the process of manufacturing NADase with the manufacturing method of any one of Claims 20-24. 以下の工程(a)、(b)を含む、溶血性連鎖球菌による感染症の治療薬のスクリーニング方法:
(a)被験物質が、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリペプチドと、NADaseとを含む複合体の形成を抑制し得るか否かを評価する工程;
(b)該複合体の形成を抑制し得る被験物質を選択する工程。
A screening method for a therapeutic agent for infectious diseases caused by hemolytic streptococci, comprising the following steps (a) and (b):
(A) step test substance, to evaluate the polypeptide according to any one of claims 1 to 5, whether or not capable of suppressing the formation of the complex containing the N ADAS e;
(B) A step of selecting a test substance that can suppress the formation of the complex.
以下の工程(a)、(b)を含む、溶血性連鎖球菌による感染症の治療薬のスクリーニング方法:
(a)被験物質が、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリペプチドによる、NADase活性の阻害を解除し得るか否かを評価する工程;
(b)該阻害を解除し得る被験物質を選択する工程。
A screening method for a therapeutic agent for infectious diseases caused by hemolytic streptococci, comprising the following steps (a) and (b):
(A) a step of evaluating whether or not the test substance can cancel inhibition of N ADase activity by the polypeptide according to any one of claims 1 to 5 ;
(B) selecting a test substance capable of releasing the inhibition.
NADaseが溶血性連鎖球菌由来NADaseである、請求項26又は27に記載のスクリーニング方法。28. The screening method according to claim 26 or 27, wherein the NADase is a hemolytic streptococcal NADase. NADaseが配列番号4で表されるアミノ酸配列と95%以上の相同性を有するポリペプチドであるか、又は、配列番号4のアミノ酸配列に、1又は2個のアミノ酸の欠失、置換、付加、及び挿入からなる群より選ばれる1以上の修飾が施されたポリペプチドである、請求項26〜28のいずれか1項に記載のスクリーニング方法。NADase is a polypeptide having 95% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, or deletion, substitution, addition of one or two amino acids to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, The screening method according to any one of claims 26 to 28, which is a polypeptide having one or more modifications selected from the group consisting of: and insertion.
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