JP4451497B2 - Nucleic acid encoding acetyl coenzyme A transporter protein - Google Patents

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Description

本発明は、国立研究所の国立ガン研究所によって与えられた、助成金番号R01 CA 48737およびP01 CA 71932のもとで、政府の支援とともになされた。政府は本発明において一定の権利を有する。
発明の分野
本発明は、概して、分子生物学および酵素学に、ならびにより具体的には、膜を横切ってアセチルコエンザイムA(Ac-CoA)の輸送を調節するトランスポータータンパク質をコードする核酸に関する。
発明の背景
膜ガングリオシドにおける糖鎖の構造の多様性および複雑さは、いくつかの異なる種のシアル酸分子の出現によって、一部生じる。N-アセチルノイラミン酸およびN-グリコリルノイラミン酸は、脳中のガングリオシドにおいて、最も遍在するシアル酸であるが、それらのO-アセチル化形態はまた、LD1、B-系列ガングリオシド(GD3およびGT1bを含む)、ならびにC-系列(NeuAca2-8NeuAca2-8NeuAca2-3Gal-R)ガングリオシドにおいて、微量成分として見出される。いくつかの生物学的特性は、O-アセチル化によるシアル酸の修飾と関連すると仮定される。例えば、9-O-アセチル化ガングリオシドの発現は、神経細胞分化および移動と明らかに関連する(Stallcupら、Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol.、48:761-773(1983))。ラット脳におけるD1.1抗体によって検出される、9-O-アセチル化GD3は、生殖細胞領域に局在化されるが、有糸分裂後の細胞から消失することが見出された。これは、正常な成体脳および移動において、存在しない(Stallcupら、Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol.、48:761-773(1983))。ラット脳において、D1.1抗体によって検出される9-O-アセチル化GD3は、生殖細胞領域に局在化されるが、有糸分裂後の細胞から消失することが見出された。これは、正常な成体脳において、存在しない(Levineら、J.Neuros.、4:820-831(1984))。しかし、ハタオリマウス(weaver mouse)において、成体脳における9-O-アセチル化ガングリオシドの持続的な発現が、小脳顆粒細胞移動における欠失と関連付けられた(Johnstoneら、J. Neurochem.、51:1655-1657(1988))。シアル酸残基におけるO-アセチル基の付着は、シアリダーゼのようなシアル酸代謝の酵素に対して、有意な効果を引き起こす。効果はまた、ウイルス結合、細胞接着、およびガングリオシドのシアル酸残基の免疫原性に対して見られる(概説のために、Varki、Glycobiology、2:25-40(1992)を参照のこと)。
その重要性にもかかわらず、O-アセチル化機構は、分子レベルおよび遺伝子レベルで十分に理解されていない。Varkiのグループによってなされた一連の研究は、O-アセチル化ガングリオシドの生成は、単純なプロセスではなく、同じゴルジ体区分における、アクセプターガングリオシドGD3、アセチルCoA(Ac-CoA)トランスポーター、アセチルトランスフェラーゼの同時局在化を必要とすることを示す(Varki、Glycobiology、2:25-40(1992))。事実、インビトロアセチルトランスフェラーゼ活性の検出は、極めて困難であり、およびいったんインタクトな細胞膜調製物が、界面活性剤で処理されると、転移活性は、迅速に失われることが示された(VarkiおよびDiaz、J. Biol. Chem.、260:6600-6608(1985))。
従って、O-アセチル化ガングリオシドの形成に関与する他のタンパク質因子を単離および特徴づけする、必要性が存在する。本発明は、この必要性を満たし、そして関連する利点もまた提供する。
発明の要旨
本発明によれば、単離された哺乳動物アセチルコエンザイムAトランスポーター(AT)タンパク質が提供される。これらのATタンパク質、またはそのフラグメントは、抗AT抗体を生成するための免疫原として、またはこのようなタンパク質および/または抗体を含む治療学的組成物において、有用である。本発明のATタンパク質はまた、それに対するアゴニストおよびアンタゴニストを同定するためのバイオアッセイにおいて有用である。
本発明によれば、新規のATタンパク質をコードする、単離された核酸がまた提供される。さらに、本発明の核酸を含むベクター、本発明の核酸にハイブリダイズするプローブ、本発明の核酸で形質転換された宿主細胞、本発明の核酸に対するアンチセンスオリゴヌクレオチド、および関連の組成物が、提供される。本明細書中に記載される核酸分子は、単離された組換えATタンパク質を容易に生成するために、当業者に公知の多様な組換え発現系に組込まれ得る。さらに、本発明の核酸分子は、所定のサンプル中のAT遺伝子またはmRNA転写物の存在および/または量についてアッセイするためのプローブとして有用である。本明細書中に記載される核酸分子、およびそのオリゴヌクレオチドフラグメントはまた、ATタンパク質をコードする核酸を増幅するためのPCR反応におけるプライマーおよび/または鋳型として有用である。また、本発明のタンパク質を発現するトランスジェニック非ヒト哺乳動物が提供される。
本発明のATタンパク質と免疫反応性である抗体がまた、提供される。これらの抗体は、所定のサンプル(例えば、組識サンプル、ウエスタンブロットなど)に存在するATタンパク質のレベルを決定するための診断アッセイにおいて有用である。抗体はまた、粗細胞抽出物などからATタンパク質を精製するために使用され得る。さらに、これらの抗体は、インビボで、ATタンパク質の生物学的効果を調節するために治療学的に有用であると考えられる。
種々の組識サンプルにおけるATタンパク質のレベルを決定するための方法および診断系がまた、提供される。これらの診断方法は、治療学的に有効な量の維持を容易にするために、治療学的に投与されるATタンパク質またはそのフラグメントのレベルをモニターするために使用され得る。これらの診断方法はまた、異常なレベルのまたは異常な構造のATタンパク質から生じる生理学的障害を診断するために使用され得る。
【図面の簡単な説明】
図1は、10のウインドウサイズを用いて、KyteおよびDoolitteの方法を使用して分析された、配列番号2(AT-1をコードする)の疎水性親水性プロットを示す。影付四角および黒く塗り四角は、それぞれ、TmpredおよびPsortプログラムによって予測される、膜貫通ドメインを示す。
図2Aは、実施例VIに記載されるような、[Ac-14C]Ac-CoAからの半インタクトな細胞への放射能の時間依存性の取込みを示す。白丸は、HeLa/GT3+/pcDNAIを、および黒丸は、HeLa/GT3+/AT-1を、示す。
図2Bは、[Ac-14C]Ac-CoAからの半インタクトな細胞への放射能の時間依存性の取込みに対する、CoAの効果を示す。
発明の詳細な説明
本発明によれば、単離された哺乳動物アセチルコエンザイムAトランスポーター(AT)タンパク質、ポリペプチド、および本発明の核酸によってコードされるそれらのフラグメントが提供される。本明細書中で使用されるように、句「AT」は、膜を横切ってアセチルコエンザイムA(Ac-CoA)を輸送し得る、哺乳動物ファミリー、好ましくはヒトの、単離されたおよび/または実質的に純粋なタンパク質をいう。本発明のATタンパク質はさらに、ガングリオシドGD3およびGT3のシアル酸残基のアセチル化を、間接的に促進する能力を有することによって、特徴付けられる。本発明のATタンパク質は、一次転写物の別のスプライシングによって生成されるmRNAによってコードされる、天然に存在するその対立遺伝子改変体を含み、そしてさらに、例えば、免疫原性などのような少なくとも1つの天然の生物学的活性を保持する、その活性なフラグメントを含む。
本発明の別の実施態様において、本明細書中で言及されるATタンパク質は、ATタンパク質(好ましくはヒト)をまた特異的に認識する抗体によって特異的に認識されるそれらのポリペプチドであり、これは配列番号2に記載される配列を含む。本発明の単離されたATタンパク質は、天然のインビボ環境と通常関連する細胞性成分および/または夾雑物を含まない。
本発明のタンパク質はさらに、少なくとも以下の細胞:心臓、脳、胎盤、肺、肝臓、骨格筋、腎臓、および膵臓において発現されることによって特徴付けられる。最も高いレベルの発現は、膵臓組識において検出された。3.3および4.3kbの大きさを有する、ATタンパク質の2つの主要なmRNA転写物は、試験した全ての組識において検出された(ノーザンブロットアッセイによって観察された)。2.7および3.4kbの大きさを有する2つのmRNA転写物は、AT-1でトランスフェクトされたHeLa細胞において強力に発現され、そして偽トランスフェクトされたHeLa細胞においてほとんど検出されなかった。従って、ATファミリーのタンパク質をコードするスプライス改変体cDNA転写物が、本発明によって明らかに意図される。
AT-1(配列番号2)の予測されるアミノ酸配列は、神経伝達物質(概説については、HuchoおよびTsetlin、J. Neurochem.、66:1781-1792(1996)を参照のこと)、グルコース(Daviesら、Biochem. J.、266:799-808(1990))、アンモニア(Mariniら、EMBO J.、12:3456-3463(1994))、およびヌクレオチド−糖類(Eckhardtら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、93:7572-7576(1996);Miuraら、J. Biochem.、120:236-241(1996);およびAbeijonら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、93:5963-5968(1996))についてのトランスポーターを含む多くのトランスポーターにおいて代表的に観察される、複数の膜貫通ドメインを有する。ほとんどのトランスポータータンパク質は、膜貫通α-ヘリックスを形成すると考えられる6〜12個の疎水性配列を含む。AT-1タンパク質の場合、少なくとも6個の膜貫通ドメインの存在が、Psort分析によって予測される。
さらに、AT-1タンパク質は、転写因子の二量体化に関与することがもともと見出された(Landschulzら、Science, 240:1759-1964(1988))、ロイシンジッパーモチーフを含む。非常に最近の研究は、CMP-NeuAc(Eckhardtら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、93:7572-7576(1996))、UDP-Gal(Miuraら、J. Biochem.、120:236-241(1996))、およびUDP-GlcNAc(Abeijonら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、93:5963-5968(1996))についてのトランスポーターのようなヌクレオチド−糖トランスポータータンパク質もまた、この構造を有することを示し、このことは、これらのタンパク質が、ゴルジ膜におけるホモ二量体として存在することを示唆する。近年、ラット肝臓ゴルジPAPSトランスポーター(Mandonら、Biochem. Biophy. Res. Commun.、225:932-938(1996))もまた、ホモ二量体であることが示されたが、ロイシンジッパー構造がこの特定のトランスポータータンパク質に存在するか否かは知られていない。従って、AT-1タンパク質は、複数の膜貫通ドメインを有するホモ二量体として機能し得ることが、本明細書中で意図される。しかし、AT-1タンパク質の分子量は、CMP-NeuAc、UDP-Ga1、およびUDP-GlcNAcについてのトランスポーターの分子量よりも実質的に大きく、このことは、AT-1タンパク質は、新規のATトランスポーターファミリーのメンバーを意味し得ることを示唆する。
今までのところ同定された全てのヌクレオチド−糖トランスポーターは、ゴルジ体膜に局在化されることが見出されている(Miuraら、J. Biochem.、120:236-241(1996);Abeijonら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、93:5963-5968(1996);およびBhakdiら、Infect. Immun.、47:52-60(1985))。AT-1に対して特異的な抗体を用いる免疫組識学的研究は、AT-1タンパク質が、小胞体、ゴルジ、およびおそらくミトコンドリア膜を含む細胞質中に拡散して存在することを実証した。この観察は、アセチルトランスフェラーゼが、ゴルジ膜に富化されることが示されたので、ATタンパク質ファミリーは、アセチルトランスフェラーゼとして機能しないことを示す(Varki、Glycobiology、2:25-40(1992)およびVarkiおよびDiaz、J. Biol. Chem.、260:6600-6608(1985))。さらに、半インタクトな細胞を使用した、インビトロアッセイの結果(例えば、実施例VI、および図2を参照のこと)は、AT-1が、膜を横切ってAc-CoAを輸送するように機能するタンパク質ファミリーのメンバー(例えば、Ac-CoAトランスポーター)であることを示す。
タンパク質および核酸データベース(GenBank、EMBLおよびSwiss-Prot)に対するホモロジー検索が、配列番号1に記載されるAT-1の核酸配列およびアミノ酸配列に相同な核酸配列およびアミノ酸配列について行われた。公知のタンパク質との有意な相同性は検出されなかったが、ホモロジー検索は、高い程度の相同性を有する2つの推定のタンパク質を同定した:35%のアミノ酸配列同一性を有する560アミノ酸を有する、S. cerevisiaeの推定のタンパク質[アクセス番号第Z36088(EMBL)および同第P38318(Swiss Prot)];ならびに47%のアミノ酸配列同一性を有する632アミノ酸を有する、Caenorhabditis elegans T26C5.3[EMBL、アクセス番号第Z50859]。従って、AT-1タンパク質は、普遍的であり、そして進化論的に保存されているようであり、そしてシアル酸の出現は、これらの2つの生物体において報告されていないので、ATタンパク質ファミリーは、シアル酸アセチルトランスフェラーゼとして機能しないようである。AT-1の転写物は、O-アセチル化ガングリオシドよりも広範囲に分配され、このことは、AT-1タンパク質以外の分子が、O-アセチル化GD3発現の調節を指図するという仮定を支持する。本明細書中に記載される結果は、AT-1タンパク質は、Ac-CoAトランスポーターとして機能すること、そしてこれは、ガングリオシドにおけるシアル酸のアセチル化プロセス以外のアセチル化プロセスにおいて、重要な役割を果たし得ることを、強力に示唆する。
本明細書および請求の範囲における、DNA、RNA、ポリペプチド、またはタンパク質の修飾語としての、用語「単離された」および/または「精製された」の使用は、そのように設計されたDNA、RNA、ポリペプチド、またはタンパク質が、ヒトの手によってこのような形態において生成され、従ってそれらの天然のインビボ細胞環境から分離されることを意味する。このヒト介入の結果として、本発明の組換えのDNA、RNA、ポリペプチド、およびタンパク質は、それらが天然に存在するようなDNA、RNA、ポリペプチド、またはタンパク質ではないことが、本明細書中で記載する方法において有用である。
本明細書中で使用されるように、「哺乳動物」は、本発明のATタンパク質が由来する多様な種(例えば、ヒト、ラット、マウス、ウサギ、サル、ヒヒ、ウシ、ブタ、ヒツジ、イヌ、ネコなど)をいう。
現在好ましい本発明のATタンパク質は、配列番号2に記載のタンパク質配列と実質的に同じであるアミノ酸配列、ならびに生物学的に活性な、その改変された形態を含む。当業者は、上記配列の複数の残基が、得られるタンパク質種の生物学的活性を実質的に変化しないで、他の、化学的に、立体的に、および/または電子的に類似の残基と置換され得ることを認識する。さらに、本明細書中の配列番号2と実質的に同じ配列を含む、より大きなまたはより小さなポリペプチド配列(例えば、スプライス改変体、ATの活性なフラグメントなど)が、意図される。
本明細書中で用いられるように、用語「実質的に同じアミノ酸配列」は、参照アミノ酸配列に関して少なくとも約70%の同一性を有し、および参照アミノ酸配列によって規定されるタンパク質の、比較可能な機能的なおよび生物学的な活性の特徴を保持するアミノ酸配列をいう。好ましくは、「実質的に同じアミノ酸配列」を有するタンパク質は、参照アミノ酸配列に関して少なくとも約80%、より好ましくは90%のアミノ酸同一性を有する;約95%を超えるアミノ酸配列同一性が、特に好ましい。しかし、スプライス改変体として生じる、記載されるレベル未満の配列同一性を含むか、または保存的なアミノ酸置換によって、もしくは縮重コドンの置換によって改変される、ポリペプチド(または、本明細書中で以前に言及された核酸)はまた、本発明の範囲内に包含される。本明細書中に開示される好ましいATタンパク質は、ヒトAT-1(配列番号2)である。
用語「生物学的に活性な」または「機能的な」は、本発明のATタンパク質、またはそのポリペプチドフラグメントの修飾語として本明細書中で使用される場合、ATに起因される機能的な特徴の少なくとも1つを示すポリペプチドをいう。例えば、ATの1つの生物学的活性は、細胞膜、好ましくは細胞内オルガネラの膜(例えば、ゴルジ膜、小胞体膜、ミトコンドリア膜など)を横切ってアセチルコエンザイムA(Ac-CoA)を輸送する能力である。ATのさらに別の生物学的活性は、ガングリオシドGD3およびGT3のシアル酸残基のアセチル化を、間接的に促進する能力である。
ATの別の生物学的活性は、ATに特異的に結合するポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体の生成のための免疫原として作用する能力である。従って、ATをコードする本発明の核酸は、配列番号2に記載される配列(At-1)を含むATタンパク質(好ましくはヒト)をまた特異的に認識する抗体によって、特異的に認識されるポリペプチドをコードする。このような活性は、当業者に公知の任意の方法によってアッセイされ得る。例えば、AT cDNAによってコードされる試験ポリペプチドは、抗体を生成するために使用され得、次いで、抗体は、配列番号2に記載の配列を含むタンパク質に結合するそれらの能力についてアッセイされる。抗体が、実質的に同じ親和性で、試験ポリペプチド、および配列番号2に記載の配列を含むタンパク質に結合する場合、ポリペプチドは、必要とされる生物学的活性を保持する。
本発明のATタンパク質は、当該分野において周知の多様な方法(例えば、本明細書中に記載される組換え発現系、沈殿、ゲル濾過、イオン交換クロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィー、およびアフィニティークロマトグラフィーなど)によって単離され得る。他の周知の方法は、Deutscherら、Guide to Protein Purification:Methods in Enzymology第182巻(Academic Press、(1990))(これは、本明細書中に参考として援用される)に記載される。あるいは、本発明の単離されたポリペプチドは、例えば、Sambrookら(前出、1989)に記載されるような、周知の組換え方法を使用して得られ得る。
本発明のポリペプチドを調製するための手段の例は、当該分野において周知の方法を用いて、適切な宿主細胞(例えば、細菌細胞、酵母細胞、両生類細胞(すなわち、卵母細胞)、または哺乳動物細胞)においてATをコードする核酸を発現し、そして再び周知の方法を用いて、発現されたポリペプチドを回収することである。本発明のATポリペプチドは、本明細書中に記載されるような発現ベクターで形質転換された細胞から直接単離され得る。本発明のポリペプチド、生物学的に活性なフラグメント、およびそれらの機能的等価物はまた、化学合成によって生成され得る。例えば、合成ポリペプチドは、製造業者によって提供される化学製品を用いて、Applied Biosystems、Inc. 430A型または431A型自動ペプチド合成器(Foster City、CA)を使用して、生成され得る。
また、用語ATによって含まれるものは、その活性なフラグメントまたはポリペプチドアナログである。用語「活性なフラグメント」は、この部分が、対応する全長タンパク質の特徴である活性を有することが提供される、全長ATタンパク質の部分であるペプチドフラグメントをいう。例えば、ATタンパク質の活性なフラグメント(例えば、細胞質ドメイン)は、Ac-CoAを結合するか、またはAc-CoAへの結合後にAc-CoAの膜輸送を媒介する能力のような活性を有し得る。免疫応答を誘発するATタンパク質の活性フラグメントの特徴は、抗AT抗体を得るために有用である。従って、本発明はまた、本発明のATタンパク質の活性なフラグメントを提供し、このフラグメントは、本明細書中に記載されるアッセイを使用して、同定され得る。
用語「ポリペプチドアナログ」は、その1つ以上の残基が機能的に類似な残基で保存的に置換されている、本明細書中に具体的に示される配列に実質的に同一なアミノ酸残基配列を有し、そして本明細書中に記載されるようなATを模倣する能力を示す、任意のポリペプチドを含む。保存的置換の例としては、ある非極性(疎水性)残基(例えば、イソロイシン、バリン、ロイシン、もしくはメチオニン)での別の非極性残基の置換、ある極性(親水性)残基での別の極性残基の置換(例えば、アルギニンとリジンとの間、グルタミンとアスパラギンとの間、グリジンとセリンとの間)、ある塩基性残基(例えば、リジン、アルギニン、もしくはヒスチジン)での別の塩基性残基の置換、またはある酸性残基(例えば、アスパラギン酸もしくはグルタミン酸)での別の酸性残基の置換を含む。
本明細書中で使用されるように、句「保存的置換」はまた、非誘導体化残基の代わりに化学的に誘導された残基の使用を含むが、ただしこのようなポリペプチドは、必要とされる結合活性を示す。句「化学的誘導体」は、官能側鎖基の反応によって化学的に誘導体化された1つ以上の残基を有する目的のポリペプチドをいう。このような誘導体化された分子は、例えば、遊離のアミノ基が、誘導体化され、アミン塩酸塩、p-トルエンスルホニル基、カルボベンズオキシ基、t-ブチルオキシカルボニル基、クロロアセチル基、またはホルミル基を形成するそれらの分子を含む。遊離のカルボキシル基は、誘導体化されて、塩、メチルおよびエチルエステル、または他のタイプのエステルもしくはヒドラジドを形成し得る。遊離のヒドロキシル基は、誘導体化されて、O-アシルまたはO-アルキル誘導体を形成し得る。ヒスチジンのイミダゾール窒素は、誘導体化されて、N-im-ベンジルヒスチジンを形成し得る。また、化学誘導体として含まれるものは、20個の標準アミノ酸の1つ以上の天然に存在するアミノ酸誘導体を含むそれらのペプチドである。例えば、4-ヒドロキシプロリンは、プロリンを置換し得;5-ヒドロキシリジンは、リジンを置換し得;3-メチルヒスチジンは、ヒスチジンを置換し得;ホモセリンは、セリンを置換し得;およびオルニチンは、リジンを置換し得る。本発明のポリペプチドはまた、必要とされる活性が維持される限り、配列が本明細書中に示されるポリペプチドの配列に比べて、残基の1つ以上の付加および/または欠失を有する任意のポリペプチドを含む。
本発明はまた、受容可能なキャリア、ならびに任意の単離された、精製されたATポリペプチド、その活性なフラグメントもしくはポリペプチドアナログ、または精製された、成熟タンパク質およびその活性なフラグメントを、単独でまたは互いに組合わせて含む、組成物を提供する。これらのポリペプチドまたはタンパク質は、組換え的に得られ得るか、化学的に合成され得るか、または天然の供給源から精製され得る。本明細書中で使用されるように、用語「受容可能なキャリア」は、任意の標準的な薬学的キャリア(例えば、リン酸緩衝化生理食塩水溶液、水、および乳濁液(例えば、油/水、または水/油乳濁液)、ならびに種々のタイプの湿潤剤)を含む。
本発明の別の実施態様によれば、本発明のAT(アセチル−コエンザイムA輸送体)タンパク質、およびそのフラグメントをコードする単離された核酸が提供される。本明細書中に記載される核酸分子は、このような核酸が当業者に公知の多様なタンパク質発現系に組込まれる場合、本発明のタンパク質を生成するために有用である。さらに、このような核酸分子またはそのフラグメントは、所定のサンプルにおけるAT遺伝子またはmRNA転写物の存在および/または量をアッセイするために、容易に検出可能な置換基で標識され得、そしてハイブリダイゼーションプローブとして使用され得る。本明細書中に記載される核酸分子、およびそのフラグメントはまた、本明細書中に記載される本発明のタンパク質をコードする遺伝子を増幅するためのPCR反応において、プライマーおよび/または鋳型として有用である。
用語「核酸」(ポリヌクレオチドともいわれる)は、リボ核酸(RNA)またはデオキシリボ核酸(DNA)、プローブ、オリゴヌクレオチド、およびプライマーを含む。DNAは、相補的DNA(cDNA)またはゲノムDNA(例えば、ATタンパク質をコードする遺伝子)のいずれかであり得る。ATポリペプチドをコードする核酸を単離する1つの手段は、当該分野において周知の方法を使用して、天然のDNAプローブまたは人工的に設計されたDNAプローブで、哺乳動物ゲノムライブラリーをプローブすることである。AT遺伝子に由来するDNAプローブは、この目的のために特に有用である。ATポリペプチドをコードするDNAおよびcDNA分子は、以下により詳細に記載される方法によって、哺乳動物(例えば、ヒト、マウス、ラット、ウサギ、ブタなど)、もしくは他の動物供給源から相補的ゲノムDNA、cDNA、もしくはRNAを得るために、またはcDNAライブラリーもしくはゲノムライブラリーのスクリーニングによって関連のcDNAクローンもしくはゲノムクローンを単離するために使用され得る。核酸の例は、RNA、cDNA、またはATポリペプチドをコードする単離されたゲノムDNAである。このような核酸は、配列番号1(配列番号1の少なくともヌクレオチド388〜2034)に記載のものと実質的に同じヌクレオチド配列を有する核酸、またはそのスプライス改変体cDNA配列を含み得るが、これらに限定されない。
本明細書中で使用されるように、本発明のレセプターをコードする特定のヌクレチド配列を記載するために使用される場合、句「スプライス改変体」または「選択的にスプライスされた」とは、周知の真核生物RNAスプライシングプロセスから生じるcDNA配列をいう。RNAスプライシングプロセスは、細胞質の成熟RNA分子を作製するための、真核生物一次RNA転写物からのイントロンの除去、およびエキソンの結合を含む。スプライス改変体ヌクレオチド配列を単離する方法は、当該分野において周知である。例えば、当業者は、本明細書中に記載されるようなcDNAライブラリーまたはゲノムライブラリーをスクリーニングするために、配列番号1のATをコードするcDNAに由来するヌクレオチドプローブを用い得る。
本発明の1つの実施態様において、本明細書中に開示される本発明のATタンパク質をコードするcDNAは、配列番号1に記載されるような、実質的に同じヌクレオチド配列を含む。本発明の別の実施態様において、本発明のタンパク質をコードするcDNA分子は、配列番号1のヌクレオチド388〜2034と同じヌクレオチド配列を含む。
本明細書中で用いられるように、用語「実質的に同じヌクレオチド配列」は、参照ポリヌクレオチドに、中程度にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で参照ヌクレオチドにハイブリダイズするのに十分な同一性を有するDNAをいう。1つの実施態様において、参照ヌクレオチド配列と実質的に同じヌクレオチド配列を有するDNAは、配列番号2に記載されるアミノ酸配列と実質的に同じアミノ酸配列、または配列番号2を含むより大きなアミノ酸配列をコードする。別の実施態様において、参照ヌクレオチド配列と「実質的に同じヌクレオチド配列」を有するDNAは、参照ヌクレオチド配列に関して少なくとも60%の同一性を有する。参照ヌクレオチド配列に対して、少なくとも70%、より好ましくは少なくとも約90%、さらにより好ましくは少なくとも95%の同一性を有するDNAが、好ましい。
本発明はまた、配列番号1に示される核酸とは異なるが、同じ表現型を有する核酸を含む。表現型が類似する核酸はまた、「機能的に等価な核酸」といわれる。本明細書中で使用されるように、句「機能的に等価な核酸」は、実質的に同じ様式において機能し、本明細書中で開示される核酸と同じタンパク質産物を生成する、僅かに重要なおよび重要でない配列の改変によって特徴付けられる核酸を包含する。特に、機能的に等価な核酸は、本明細書中に開示されるポリペプチドと同じであるポリペプチド、もしくは保存的アミノ酸改変を有するポリペプチドをコードするか、または配列番号2を含むより大きなポリペプチドをコードする。例えば、保存的改変は、別の非極性残基での非極性残基の置換、または同様に荷電された残基での荷電された残基の置換を含む。これらの改変は、タンパク質の三次構造を実質的に変化させない改変として、当業者によって認識される改変を含む。
遺伝子コードの縮重によって、特定されたハイブリダイゼーション条件下で本発明の核酸に必ずしもハイブリダイズしない、ATポリペプチドをコードする核酸が、さらに提供される。本発明のATポリペプチドをコードする好ましい核酸は、配列番号2(すなわち、AT-1)に記載されるのと実質的に同じアミノ酸配列をコードするヌクレオチドから構成される。
従って、本発明のATタンパク質をコードする例示的な核酸は、以下から選択され得る:
(a)配列番号2に記載されるアミノ酸配列をコードするDNA;
(b)中程度にストリンジェントな条件下で(a)のDNAにハイブリダイズするDNA、ここでこのDNAは、生物学的に活性なATをコードする;または
(c)上述の(a)または(b)のいずれかに関するDNA縮重体、ここでこのDNAは、生物学的に活性なATをコードする。
ハイブリダイゼーションは、水素結合を介する、核酸の相補的な鎖(すなわち、センス:アンチセンス鎖、またはプローブ:標的−DNA)の互いへの結合をいい、染色体DNAにおいて天然に存在する結合に類似する。所定のプローブと標的−DNAとをハイブリダイズするために使用されるストリンジェンシーのレベルは、当業者によって容易に変更され得る。
句「ストリンジェントなハイブリダイゼーション」とは、ポリ核酸配列ハイブリッドが安定である下での条件をいうために、本明細書中で用いられる。当業者に公知であるように、ハイブリッドの安定性は、ハイブリッドの融点(Tm)において反映される。一般に、ハイブリッドの安定性は、ナトリウムイオン濃度および温度の関数である。代表的に、ハイブリダイゼーション反応は、より低いストリンジェンシーの条件下で行われ、次いで変化するが、より高いストリンジェンシーの洗浄を行う。ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに対する参照は、このような洗浄条件に関する。
本明細書中で使用されるように、句「中程度にストリンジェントなハイブリダイゼーション」は、標的DNAに対する約60%の同一性、好ましくは約75%の同一性、より好ましくは約85%の同一性を有する相補的核酸に、標的−DNAが結合することを許容する条件をいい;標的−DNAに対する約90%を超える同一性は、特に好ましい。好ましくは、中程度にストリンジェントな条件は、42℃で、50%ホルムアミド、5×デンハルト溶液、5×SSPE、0.2%SDSにおけるハイブリダイゼーション、次いで42℃で、0.5×SSPE、0.2%SDSにおける洗浄に等価である条件である。
句「高いストリンジェンシーのハイブリダイゼーション」は、65℃で、0.018M NaClにおいて安定なハイブリッドを形成するそれらの核酸配列のみのハイブリダイゼーションを許容する条件をいう(すなわち、ハイブリッドが、65℃で、0.018M NaClにおいて安定でない場合、これは、本明細書中で意図されるように高いストリンジェンシー条件下で安定でない)。高いストリンジェンシー条件は、例えば、42℃で、50%ホルムアミド、5×デンハルト溶液、5×SSPE、0.2%SDSにおけるハイブリダイゼーション、次いで65℃で、0.1×SSPEおよび0.1%SDSにおける洗浄によって提供され得る。
句「低いストリンジェンシーハイブリダイゼーション」は、37℃での10%ホルムアミド、5×デンハルト溶液、6×SSPE、0.2%SDSにおけるハイブリダイゼーション、次いで50℃での1×SSPE、0.2%SDSにおける洗浄に、等価な条件をいう。デンハルト溶液およびSSPE(例えば、Sambrookら、Molecular Cloning、A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、1989を参照のこと)は、他の適切なハイブリダイゼーション緩衝液と同様に、当業者に周知である。
本明細書中で使用されるように、用語「縮重」は、参照核酸(例えば、配列番号1)から、少なくとも1ヌクレオチド異なるが、参照核酸と同じアミノ酸をコードするコドンをいう。例えば、3ヌクレオチド「UCU」、「UCC」、「UCA」、および「UCG」は、これらのコドンの4つは全て、アミノ酸のセリンをコードするので、互いに関して縮重である。
本発明のポリペプチドをコードする好ましい核酸は、中程度にストリンジェント、好ましくは高いストリンジェンシーの条件下、配列番号1に記載の核酸配列の実質的な配列全体に、ハイブリダイズする。
AT cDNAの任意の領域の部位特異的変異誘発は、変異体AT cDNAの生成に関して本明細書において意図される。例えば、Transformer Mutagenesis Kit(Clontechから入手可能)は、AT cDNAに対して、様々なミスセンスおよび/またはノンセンス変異を構築するために使用され得るなど。
本発明の核酸は、当該分野において周知の、様々な方法(例えば、配列番号1の種々の領域からオリゴヌクレオチドプライマーを使用して、PCR増幅を用いる、本明細書中に記載される方法など)によって、生成され得る。
本発明のさらなる実施態様によれば、必要に応じて標識されるATコードcDNAまたはそのフラグメントが、関連の新規の哺乳動物ATタンパク質をコードするさらなる核酸配列について、ライブラリー(例えば、cDNA、ゲノムなど)をプローブするために用いられ得る。哺乳動物のcDNAライブラリーおよびゲノムライブラリー、好ましくはヒトライブラリーの構築は、当該分野において周知である。このようなcDNAライブラリーまたはゲノムライブラリーのスクリーニングは、約42℃未満の温度、約50%未満のホルムアミド濃度、および低い塩濃度への調整を含む、低いストリンジェンシー条件下で、最初に開始される。
1つの実施態様において、プローブベースのスクリーニング条件は、約37℃の温度、約20%のホルムアミド濃度、および約5×標準生理食塩水クエン酸(SSC;3M塩化ナトリウム、0.3Mクエン酸ナトリウムを含む20×SSC、pH7.0)を含む。このような条件は、完全な相同性を必要とすることなく、プローブ配列と実質的な程度の類似性を有する配列の同定を許容する。句「実質的な類似性」は、少なくとも50%の相同性を共有する配列をいう。好ましくは、プローブと少なくとも約70%の相同性を有する配列の同定を許容するが、プローブと低い程度の相同性を有する配列に対して区別する、ハイブリダイゼーション条件が、選択される。結果として、配列番号1のヌクレオチド388〜2034と実質的に同じ(すなわち、類似の)ヌクレオチド配列を有する核酸が、得られる。
本明細書中で使用されるように、プローブまたはプライマーとしてもまた本明細書中に言及される核酸「オリゴヌクレオチド」は、1本鎖DNAもしくはRNA、またはそのアナログであり、これは、配列番号1の任意に記載される任意の14個以上の連続的な塩基と同じである(またはこれに相補的である)少なくとも14個、好ましくは少なくとも20個、より好ましくは少なくとも50個の連続的な塩基を含むヌクレオチドの配列を有する。プローブを構築するために好ましい領域は、配列番号1の5’および/または3’コード領域を含む。さらに、本発明のATタンパク質の領域をコードする完全なcDNA、または配列番号1(AT)に対応する完全な配列は、プローブとして使用され得る。プローブは、本明細書中以後に記載されるように、当該分野において周知の方法によって標識され得、そして種々の診断キットにおいて使用され得る。
本明細書中で使用されるように、種々の文法的形態における用語「標識」および「指示手段(indicating means)」は、検出可能なシグナルの生成に、直接的または間接的のいずれかで関与する単一の原子および分子をいう。任意の標識または指示手段は、本発明の核酸プローブ、発現されるタンパク質、ポリペプチドフラグメント、または抗体分子に連結され得る。これらの原子または分子は、単独で、またはさらなる試薬と組合わせて使用され得る。このような標識は、臨床学的診断化学において、それ自体周知である。
標識化手段は、変性を伴うことなく抗体または抗原に化学的に結合して、有用な免疫蛍光トレーサーである蛍光色素(染料)を形成する、蛍光標識化剤であり得る。免疫蛍光分析技術の記載は、DeLuca、「Immunofluorescence Analysis」、Antibody As a Tool、Marchalonisら編、John Wiley & Sons, Ltd.、189〜231頁(1982)(これは、本明細書中に参考として援用される)において見出される。
1つの実施態様において、指示基は、酵素(例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)、グルコースオキシダーゼなど)である。別の実施態様において、放射活性エレメントは、標識化剤を用いられる。基質への標識の連結(すなわち、核酸プローブ、抗体、ポリペプチド、およびタンパク質の標識)は、当該分野において周知である。例えば、本発明の抗体は、培養培地において提供される放射標識されたアミノ酸の代謝取込みによって、標識され得る。例えば、Galfreら、Meth. Enzymol.、73:3-46(1981)を参照のこと。タンパク質結合または活性化された官能基によるカップリングの従来の手段は、特に適用可能である。例えば、Aurameasら、Scand. J. Immunol.、第8巻、補遺7:7-23(1978)、Rodwellら、Biotech.、3:889-894(1984)、および米国特許第4,493,795号を参照のこと。
また、提供されるものは、mRNAの翻訳を妨げるように、ATポリペプチドをコードするmRNAの任意の部分と特異的に結合し得る配列を有するアンチセンスオリゴヌクレオチドである。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、ATポリペプチドをコードするcDNAの配列の任意の部分と特異的に結合し得る配列を有し得る。本明細書中で使用されるように、句「特異的に結合する」は、相補的核酸配列を認識する、および相補的な塩基対間の水素結合の形成を介して、相補的核酸配列と二重らせんセグメントを形成する、核酸配列の能力を含む。アンチセンスオリゴヌクレオチドの例は、ヌクレオチドの化学アナログを含むアンチセンスオリゴヌクレオチドである。
細胞膜を横切って通過し、そして翻訳を妨げるようにATポリペプチドをコードするmRNAと特異的に結合することによって、ATポリペプチドの発現を減少するに有効な、上記の、アンチセンスオリゴヌクレオチドの量、ならびに細胞膜を横切って通過し得る受容可能な疎水性キャリアを含む組成物がまた、本明細書において提供される。適切な疎水性キャリアは、例えば、米国特許第5,334,761号;同第4,889,953号;同第4,897,355号などにおいて記載される。細胞膜を横切って通過し得る受容可能な疎水性キャリアはまた、選択された細胞型に特異的なレセプターに結合し、そしてそれによって選択された細胞型の細胞によって取込まれる構造を含み得る。構造は、細胞型特異的レセプターに結合することが知られるタンパク質の部分であり得る。
アンチセンスオリゴヌクレオチド組成物は、本発明のポリペプチドをコードするmRNAの翻訳を阻害するために有用である。合成オリゴヌクレオチド、または他のアンチセンス化学構造は、ATポリペプチドをコードするmRNAに結合し、そしてmRNAの翻訳を阻害するように設計され、および組識サンプルまたは被験体においてAT関連遺伝子の発現を阻害するための組成物として有用である。
本発明の別の実施態様によれば、AT核酸配列の存在を検出するためのキットが提供され、少なくとも1つのオリゴヌクレオチド(例えば、本発明に従う、プローブまたはアンチセンスオリゴヌクレオチド)を含む。このようなキットは、AT遺伝子における変異、複製、欠失、再配置、または異数性を検出するために使用され得る。
本発明は、ATポリペプチドをコードするmRNAの翻訳を阻害する、合成アンチセンスオリゴヌクレオチド組成物(本明細書中以後、SAOC)を用いることによって、これらのポリペプチドの発現のレベルを調節する手段を提供する。mRNAを認識し、そしてこれに選択的に結合するように設計された合成オリゴヌクレオチド、または他のアンチセンス化学構造は、ATコード鎖の部分または配列番号1に示されるヌクレオチド配列に相補的であるように構築される。SAOCは、注射によるもしくは直接的な腫瘍部位取込みによる、被験体への投与について、血流において安定であるように、または実験室の細胞培養条件において安定であるように、設計される。SAOCは、例えば、小さな、疎水性SAOC化学構造を設計することにより、SAOCを細胞膜を横切って通過し得るようにする、SAOCの物理的および化学的特性によって、またはSAOCを認識し、そしてこれを細胞へ輸送する、細胞における特異的な輸送系によって、細胞の細胞質に入るために細胞膜を横切って通過し得るように設計される。さらに、SAOCは、選択細胞集団内でのみSAOCを結合し、そしてこれを取込む、特異的な細胞取込み機構によって認識されるようにSAOCを標的化することによって、特定の選択された細胞集団のみへの投与について、設計され得る。
例えば、SAOCは、上記のように、特定の細胞型においてのみ見出されるレセプターに結合するように設計され得る。SAOCはまた、配列番号1に示される配列内に含まれる配列に対応し得る、標的mRNA配列を認識し、これに選択的に結合するように設計される。SAOCは、標的mRNA配列に結合し、そして例えば、RNaseI消化によるmRNAの消化を誘導することによって、または翻訳調節因子またはリボソームの結合を妨げることによってmRNA標的配列の翻訳を阻害することによって、または、標的mRNAを分解するか、もしくは化学的に改変するかのいずれかの、他の化学構造(例えば、リボザイム配列または反応化学基)の包含によってのいずれかで、標的mRNA配列を不活化するように設計される。SAOCは、mRNA標的に対して指向される場合、このような特性が可能であることが示されている(Cohenら、TIPS、10:435(1989)およびWeintraub、Sci. American、January(1990)、40頁を参照のこと;これらの両方は、本明細書中に参考として援用される)。
本発明のさらに別の実施態様によれば、適切な宿主細胞において、上記の核酸配列を発現することにより、本発明のATタンパク質を組換え産生するための方法が提供される。本明細書中に記載されるATタンパク質を生成するために適切である組換えDNA発現系は、当該分野において周知である。例えば、上記のヌクレオチド配列は、さらなる操作のためにベクターに組込まれ得る。本明細書中で使用されるように、ベクター(または、プラスミド)は、異種DNAの発現または複製のいずれかのために、細胞に異種DNAを導入するために使用される、不連続なエレメントをいう。
適切な発現ベクターは、当該分野において周知であり、そして調節配列(例えば、DNAの発現を調節し得るプロモーター領域)に作動可能に連結されたこのようなDNAを発現し得るベクターを含む。従って、発現ベクターは、組換えDNAまたはRNA構築物(例えば、プラスミド、ファージ、組換えウイルス、もしくは適切な宿主細胞への取込みの際、挿入されたDNAの発現を生じる他のベクター)をいう。適切な発現ベクターは、当業者に周知であり、そして真核生物細胞および/または原核生物細胞において複製可能であるベクター、ならびにエピソームにとどまるベクターまたは宿主細胞ゲノムに組込まれるベクターを含む。さらに、ベクターは、ベクターが、多くのウイルスビリオン(例えば、レトロウイルス、ヘルペスウイルス、アデノウイルス)によってパッケージングされ、「ウイルスベクター」の形成を生じることを可能にする適切なパッケージングシグナルを含み得る。
本明細書中に使用されるように、プロモーター領域は、DNAが作動可能に連結される、DNAの転写を制御するDNAのセグメントをいう。プロモーター領域は、RNAポリメラーゼ認識、結合、および転写開始に十分である特定の配列を含む。さらに、プロモーター領域は、RNAポリメラーゼのこの認識、結合、および転写開始活性を調節する配列を含む。これらの配列は、シス作用性であり得るか、またはトランス作用性因子に応答性であり得る。プロモーターは、調節の性質に依存して、構成的であり得るか、または調節され得る。本発明の実施における使用のために意図される例示的なプロモーターは、SV40初期プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、マウス乳房腫瘍ウイルス(MMTV)ステロイド誘導性プロモーター、モロニーマウス白血病ウイルス(MMLV)プロモーターなどを含む。
本明細書中で使用されるように、用語「作動可能に連結される」は、DNAと、調節およびエフェクターヌクレオチド配列(例えば、プロモーター、エンハンサー、転写および翻訳の停止部位、ならびに他のシグナル配列)との機能的な関係をいう。例えば、プロモーターへのDNAの作動可能な連結は、DNAとプロモーターとの間の物理的および機能的な関係をいい、これによってこのようなDNAの転写が、DNAを特異的に認識し、結合し、そして転写するRNAポリメラーゼによって、プロモーターから開始される。
本明細書中で使用されるように、発現は、ポリ核酸が、mRNAに転写され、そしてペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質に翻訳されるプロセスをいう。ポリ核酸が、ゲノムDNAに由来する場合、発現は、適切な真核生物宿主細胞または生物が選択される場合、mRNAのスプライシングを含み得る。
原核生物形質転換ベクターは、当該分野において周知であり、そしてpBlueskriptおよびファージλZAPベクター(Stratagene、La Jolla、CA)などを含む。他の適切なベクターおよびプロモーターは、1989年1月17日に発行された米国特許第4,798,885号(この開示は、その全体が本明細書中に参考として援用される)において詳細に開示される。
E. coli細胞の形質転換についての他の適切なベクターは、pET発現ベクター(Novagen、米国特許第4,952,496号を参照のこと)(例えば、pETlla、これはT7プロモーター、T7ターミネーター、誘導性のE. coli lacオペレーター、およびlacリプレッサー遺伝子を含む;ならびにpET12a-c、これは、T7プロモーター、T7ターミネーター、およびE. coli ompT分泌シグナルを含む)を含む。別の適切なベクターは、pIN-IIIompA2(Duffaudら、Meth. in Enzymology、153:492-507、1987を参照のこと)であり、これは、lppプロモーター、lacUV5プロモーターオペレーター、ompA分泌シグナル、およびlacリプレッサー遺伝子を含む。
例示的な、真核生物形質転換ベクターは、クローン化されたウシパピローマウイルスゲノム、マウスレトロウイルスのクローン化されたゲノム、および真核生物カセットを含み(例えば、pSV-2 gpt系(MulliganおよびBerg、Nature、277:108-114(1979))、Okayama-Bergクローニング系(Mol. Cell Biol.、2:161-170、(1982))、ならびにGenetics Institute(Science、228:810-815(1985))によって記載される発現クローニングベクターが利用可能であり、これは形質転換された真核生物細胞株において、目的のタンパク質の少なくともいくつかの発現の実質的な確実性を提供する。
哺乳動物細胞のトランスフェクションのために、本発明のATをコードするDNAに連結され得る調節エレメントを含む、特に好ましベースベクターは、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターベースのベクター(例えば、pcDNA1(Invitrogen、San Diego、CA))、MMTVプロモーターベースのベクター(例えば、pMAMNeo(Clontech、Palo Alto、CA)、およびpMSG(Pharmacia、Piscataway、NJ)、ならびにSV40プロモーターベースのベクター(例えば、pSVβ(Clontech、Palo Alto、CA)である。
本発明の別の実施態様によれば、本発明の核酸分子(すなわち、DNAまたはmRNA)を含む「組換え細胞」が、提供される。適切な宿主細胞、好ましくは細菌細胞、およびより好ましくはE. coli細胞を形質転換する方法、ならびに異種タンパク質をコードする遺伝子を含むこの細胞を培養するために適用可能な方法は、当該分野において一般に知られている。例えば、Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual(第2版)、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、New York、USA(1989)を参照のこと。
本発明の核酸を含む発現ベクターを、宿主細胞に導入(形質導入)して、形質導入された組換え細胞(すなわち、組換え異種核酸を含む細胞)を生成する例示的な方法は、当該分野において周知である(概説のために、Friedmann、Science、244:1275-1281(1989);Mulligan、Science、260:926-932(1993)を参照のこと、これらのそれぞれは、それらの全体が本明細書中に参考として援用される)。形質導入の例示的な方法は、例えば、ウイルスベクターを用いる感染(例えば、米国特許第4,405,712号および同第4,650,764号を参照のこと)、リン酸カルシウムトランスフェクション(米国特許第4,399,216号および同第4,634,665号)、デキストラン硫酸トランスフェクション、エレクトロポレーション、リポフェクション(例えば、米国特許第4,394,448号および同第4,619,794号を参照のこと)、サイトフェクション、粒子ビーズボンバードメントなどを含む。異種核酸は、必要に応じて、その染色体外(すなわち、エピソーム)での維持を許容する配列を含み得るか、または異種DNAは、宿主のゲノムへの取込みを引き起こされ得る(宿主における安定な維持を確実にするための代替の手段として)。
本発明の実施において使用が意図される宿主生物として、異種タンパク質の組換え産生が行われた生物が挙げられる。このような宿主生物の例として、細菌(例えば、E. coli)、酵母(例えば、Saccharomyces cerevisiae、Candida tropicalis、Hansenula polymorpha、およびP. pastoris;例えば、米国特許第4,882,279号、同第4,837,184号、同第4,929,555号、および同第4,855,231号を参照のこと)、哺乳動物細胞(例えば、HEK293、CHO、およおびLtk-細胞)、昆虫細胞などが挙げられる。現在好ましい宿主生物は、細菌である。最も好ましい細菌は、E. coliである。
1つの実施態様において、本発明のATタンパク質をコードする核酸が、哺乳動物細胞に、当該分野で周知の適切なウイルスベクター(例えば、レトロウイルスベクター、アデノウイルスベクターなど)を使用してインビボまたはインビトロのいずれかで送達され得る。さらに、本発明のATのインビボでの発現を制限するかまたは減少させることが所望される場合、本発明の核酸のアンチセンス鎖の導入が意図される。
ウイルスに基づくシステムは、種々の細胞への比較的高レベルの異種核酸の導入が可能であるという利点を提供する。ATタンパク質をコードする本発明のAT核酸を哺乳動物細胞(例えば、血管組織区)に導入するための適切なウイルスベクターが、当該分野で周知である。これらのウイルスベクターとして、例えば、単純ヘルペスウイルスベクター(例えば、Gellerら、Science, 241:1667-1669(1988))、ワクシニアウイルスベクター(例えば、Picciniら、Meth. in Enzymology, 153:545-563(1987);サイトメガロウイルスベクター(Mocarskiら、Viral Vectors, Y. GluzmanおよびS.H. Hughes編、Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y., 1988,78-84頁)、モロニーマウス白血病ウイルスベクター(Danosら、PNAS, USA, 85:6469(1980))、アデノウイルスベクター(例えば、Loganら、PNAS, USA, 81:3655-3659(1984);Jonesら、Cell, 17:683-689(1979);Berkner, Biotechniques, 6:616-626(1988);Cottenら、PNAS, USA 89,:6094-6098(1992);Grahamら、Meth. Mol. Biol., 7:109-127(1991))、アデノ随伴ウイルスベクター、レトロウイルスベクター(例えば、米国特許第4,405,712号および同第4,650,764号を参照のこと)などが挙げられる。特に好ましいウイルスベクターは、アデノウイルスベクターおよびレトロウイルスベクターである。
例えば、本発明の1つの実施態様において、アデノウイルス−トランスフェリン/ポリリジン−DNA(TfAdpl−DNA)ベクター複合体(Wagnerら、PNAS, USA, 89:6099-6103(1992);Curielら、Hum. Gene Therapy, 3:147-154(1992);Gaoら、Hum. Gene Ther., 4:14-24(1993))が、異種AT核酸を哺乳動物細胞に導入するために使用される。本明細書中で記載される任意のプラスミド発現ベクターが、TfAdpl−DNA複合体中で使用され得る。
本明細書中で使用される場合、「レトロウイルスベクター」とは、2つのレトロウイルスLTR間に存在する異種遺伝子をコードする発現カセットを有する、周知の遺伝子導入プラスミドをいう。レトロウイルスベクターは代表的には、レトロウイルスベクターまたはRNAが、適切なパッケージング細胞株中でウイルスビリオンへパッケージングされる、鋳型としてのレトロウイルスベクターを使用して転写されることを可能にする、適切なパッケージングシグナルを含む(例えば、米国特許第4,650,764号を参照のこと)。
本明細書中での使用に適切なレトロウイルスベクターは、例えば、米国特許第5,252,479号、およびWIPO公開WO 92/07573、WO 90/06997、WO 89/05345、WO 92/05266、およびWO 92/14829(本明細書中で参考として援用される)に記載されている。これらは、このようなレトロウイルスベクターを使用してヒト細胞に核酸を効率的に導入するための方法の記載を提供する。他のレトロウイルスベクターとして、例えば、マウス乳房腫瘍ウイルスベクター(例えば、Shacklefordら、PNAS, USA, 85:9655-9659(1988))などが挙げられる。
本発明のなお別の実施態様に従って、本発明のATポリペプチドと特異的反応性を有する抗AT抗体が提供される。抗体の活性なフラグメントは、「抗体」の定義内に含まれる。本発明の抗体は、抗原としてATポリペプチド、タンパク質、またはその部分を使用して、当該分野で公知の方法によって産生され得る。例えば、ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体が、例えば、本明細書中で参考として援用される、HarlowおよびLane、Antibodies;A Laboratory Manual(Cold Spring Harbor Laboratory(1988))に記載されるような、当該分野で周知の方法によって産生され得る。本発明のATポリペプチドは、このような抗体を生成することにおいて、免疫原として使用され得る。あるいは、合成ペプチドが調製され(市販によって入手可能な合成機を使用して)、そして免疫原として使用され得る。アミノ酸配列は、それらが対応するポリペプチドの疎水性ドメインまたは親水性ドメインをコードするかどうかを決定するために、当該分野で周知の方法によって分析され得る。変化した抗体(例えば、キメラ、ヒト化、CDR-移植された、または二重機能性抗体)もまた、当該分野で周知の方法によって産生され得る。このような抗体はまた、例えば、Sambrookら、前出、ならびにHarlowおよびLane、前出、に記載されるような、ハイブリドーマ、化学合成、または組換え法によって産生され得る。抗ペプチドおよび抗融合タンパク質抗体の両方が、使用され得る。(例えば、Bahouthら、Trends Pharmacol. Sci. 12:338(1991);Ausubelら、Current Protocols in Molecular Biology、John WileyおよびSons, NY(1989)(本明細書中で参考として援用される)を参照のこと)。
このように産生された抗体が、とりわけ、哺乳動物(好ましくは、ヒト、体のサンプル(例えば、組織または血液))中に存在するATタンパク質のレベルを検出するための診断方法およびシステムにおいて使用され得る。このような抗体はまた、本発明のATタンパク質のイムノアフィニティー精製またはアフィニティークロマトグラフィー精製のために使用され得る。さらに、kono方法は、細胞の表面または細胞内(例えば、核内)のいずれかのATポリペプチドの存在を検出するために、本明細書中で意図される。この方法は、ATポリペプチドに対する抗体の結合を可能にする条件下で、ATポリペプチドに特異的に結合する抗体と細胞とを接触させる工程、ATに結合した抗体の存在を検出する工程、およびそれによって細胞の表面または細胞内の本発明のポリペプチドの存在を検出する工程を包含する。このようなポリペプチドの検出に関して、抗体は、インビトロでの診断方法またはインビボでの画像診断方法のために使用され得る。
サンプル中の標的ATポリペプチドのインビトロでの検出のために有用な免疫学的手順として、検出可能な抗体を使用するイムノアッセイが挙げられる。このようなイムノアッセイとして、例えば、当該分野で周知の、ELISA、Pandex微量蛍光定量アッセイ、凝集アッセイ、フローサイトメトリー、血清診断アッセイ、および免疫組織化学染色手順が挙げられる。抗体は、当該分野で周知の種々の手段によって検出可能にされ得る。例えば、検出可能なマーカーが、直接的または間接的に抗体に結合され得る。有用なマーカーとして、例えば、放射性ヌクレオチド、酵素、発蛍光団、色素原、および化学発光標識が挙げられる。
本発明の抗AT抗体は、生存している動物、ヒト、または生物学的組織もしくはそれらから単離された液体中のATポリペプチドの活性を調節するために、本明細書中での使用が意図される。用語「調節」は、ATタンパク質の生物学的活性(例えば、ATのAc-CoA輸送活性)を増大(例えば、アゴニストを介して)または阻害(例えば、アンタゴニストを介して)する化合物の能力をいう。従って、キャリア、および、天然に存在するリガンドまたは他のAT結合タンパク質が、本発明のATポリペプチドに結合するのをブロックするために有効なATポリペプチドについて特異性を有する量の抗体を含有する組成物が、本明細書中で意図される。例えば、細胞の表面に存在し、そして配列番号2に示されるアミノ酸配列を含むATポリペプチドの細胞表面エピトープのアミノ酸配列と実質的に同じアミノ酸配列を有するATポリペプチド分子のエピトープを指向するモノクローナル抗体が、この目的のために有用であり得る。
本発明はさらに、ATポリペプチドをコードする外因性の核酸を発現し得る、トランスジェニック非ヒト哺乳動物を提供する。本明細書中で使用される場合、句「外因性の核酸」は、宿主に対して天然ではないか、またはその天然の環境以外の宿主に存在する(例えば、遺伝子操作されたDNA構築物の一部として)核酸配列をいう。天然に存在するATのレベルに加えて、本発明のATタンパク質は、トランスジェニック哺乳動物中で、過剰発現され得るか、発現不足であり得るか、または不活性な変異形態で発現され得る(例えば、周知のノックアウトトランスジェニック)かのいずれかである。
正常な活性を有さない(すなわち、天然のATを発現しない)ように変異されたATポリペプチドをコードする核酸を発現し得るトランスジェニック非ヒト哺乳動物もまた、提供される。本発明はまた、ATポリペプチドをコードするmRNAに相補的なアンチセンスmRNAに転写されるように配置された、ATポリペプチドをコードする核酸に相補的なアンチセンス核酸を含むゲノムを有する、トランスジェニック非ヒト哺乳動物を提供する。このアンチセンス核酸は、mRNAにハイブリダイズし、それによってその翻訳を減少させる。核酸は、誘導性プロモーターおよび/または組織特異的調節エレメントをさらに含み得、その結果、発現が誘導され得るか、または、特異的細胞型に制限され得る。核酸の例は、配列番号1に示されるコード配列と実質的に同じコード配列を有するDNAまたはcDNAである。非ヒトトランスジェニック哺乳動物の例は、トランスジェニックマウスである。
ATポリペプチドの生理学的および作用的役割を説明する動物モデル系もまた、提供され、そしてトランスジェニック動物を作製することによって産生される。ここで、ATポリペプチドの発現は、種々の技術を使用して変更される。このような技術の例として、マイクロインジェクション、レトロウイルス感染、または当業者に周知の他の手段による、ATポリペプチドをコードする核酸の正常なまたは変異体バージョンの、トランスジェニック動物を産生するための適切な受精した胚への挿入が挙げられる。(例えば、Hoganら、Manipulating the Mouse Embryo:A Laboratory Manual(Cold Spring Harbor Laboratory,(1986)を参照のこと)。
ATポリペプチドの発現の調節または構造を変化させるための、トランスジェニック動物中の天然の遺伝子座を有するAT遺伝子の変異体または正常なバージョンの相同組換えの使用もまた、本明細書中で意図される(Capecchiら、Science, 244:1288(1989);Zimmerら、Nature, 338:150(1989)を参照のこと;これらは本明細書中で参考として援用される)。相同組換え技術は、当該分野で周知である。相同組換えによって、天然の(内因性の)遺伝子を、組換えまたは変異した遺伝子で置き換えて、天然の(内因性の)タンパク質を発現し得ないが、例えば、ATポリペプチドの変化した発現の結果である変異タンパク質を発現し得る動物を産生する。
相同組換えとは対照的に、マイクロインジェクションは、宿主遺伝子を除去することなく宿主ゲノムに遺伝子を付加する。マイクロインジェクションは、内因性および外因性のATタンパク質の両方を発現し得るトランスジェニック動物を産生し得る。誘導性プロモーターは、トランスジーンの発現を調節する手段を提供するために、核酸のコード領域に連結され得る。組織特異的調節エレメントが、トランスジーンの組織特異的発現を可能にするために、コード領域に連結され得る。トランスジェニック動物モデル系は、特異的試薬(すなわち、タンパク質応答を活性化するかまたは阻害する、アゴニストおよびアンタゴニスト)の同定のための化合物のインビボでのスクリーニングに有用である。
本発明の核酸、オリゴヌクレオチド(アンチセンスを含む)、それを含むベクター、形質転換された宿主細胞、ポリペプチド、およびそれらの組み合わせ、ならびに本発明の抗体が、化合物が、本発明のATポリペプチドに対する可能性のあるアゴニストまたはアンタゴニストとして作用するかどうかを決定するために、インビトロで化合物をスクリーニングするために使用され得る。これらのインビトロでのスクリーニングアッセイは、本発明のATポリペプチドの機能および活性に関する情報を提供する。これは、ポリペプチド、ペプチド、またはタンパク質の1つ以上の型と特異的に相互作用し得る化合物の同定および設計を導き得る。
本発明のなお別の実施態様に従って、ATポリペプチドに結合する化合物(例えば、抗体、結合試薬など)を同定するための方法が提供される。例えば、本発明のATタンパク質は、競合結合アッセイにおいて使用され得る。このようなアッセイは、もしあれば、どの化合物が、ATタンパク質に結合し得るかを決定するために、多数の化合物を迅速なスクリーニングに適用し得る。続いて、より詳細なアッセイが、このような化合物が本発明のタンパク質の調節因子(例えば、アゴニストまたはアンタゴニスト)として作用するかどうかをさらに決定するために、結合することが見出されているこれらの化合物を用いて行われ得る。
ATは、欠損している場合、異常な神経細胞の分化および/または移動に応答する遺伝子と考えられている。さらに、本発明の異常なレベル(例えば、より高いまたはより低いレベル)のATタンパク質、あるいは異常に作用するATタンパク質が、乳癌および神経芽細胞種および黒色腫のような外胚葉起源由来の癌を含むヒトの腫瘍に関連すると考えられている。
従って、本発明の別の実施態様において、本発明のATポリペプチドの活性を調節する化合物を同定するためのバイオアッセイが提供される。この方法に従って、本発明のATポリペプチドに結合した膜は、試験化合物の存在下および非存在下でAc-CoAと接触される;ATタンパク質の活性は、試験化合物との接触に続いてモニターされ、そしてATタンパク質を有する膜を通過するAc-CoAの輸送を増大させるかまたは減少させるかのいずれかを引き起こすこれらの物質が、ATポリペプチドを調節するための機能的試薬として同定される。
本発明の別の実施態様に従って、本発明のATポリペプチドを組換え的に発現する形質転換された宿主細胞(インタクトなまたは半インタクト(semi-intact)な細胞のいずれか)が、試験化合物と接触され、そして次いで、その調節効果が、試験化合物の存在下および非存在下でのAc-CoA(例えば、実施例VIに記載されるような放射性標識したAc-CoA)のATによって媒介される輸送を比較することによって、または試験細胞またはコントロール細胞(すなわち、ATポリペプチドを発現しない細胞)の応答を比較することによって、化合物の存在下に対して評価され得る。
本明細書中で使用される場合、本発明のATポリペプチドの「活性を調節する」化合物またはシグナルは、ATポリペプチドの活性を変化させ、その結果、本発明のATポリペプチドの活性は、化合物またはシグナルの非存在下よりも、化合物またはシグナルの存在下で異なる化合物またはシグナルをいう。特に、このような化合物またはシグナルとして、アゴニストまたはアンタゴニストが挙げられる。アゴニストは、ATタンパク質の機能を活性化するかまたは増大させる化合物またはシグナルを含む。あるいは、アンタゴニストは、ATタンパク質の機能を阻害するか、そうでなければ低下して妨害する化合物またはシグナルを含む。代表的には、アンタゴニストの効果は、アゴニストによって誘導されるタンパク質活性のブロックとして観察される。アンタゴニストとして、競合および非競合アンタゴニストが挙げられる。競合アンタゴニスト(または競合ブロッカー)は、Ac-CoA輸送に特異的な部位と、またはその付近と相互作用する。非競合アンタゴニストまたはブロッカーは、本発明のATタンパク質のAc-CoA輸送領域とは異なる部位で相互作用することによってポリペプチドの機能を不活化する。
当業者に理解されるように、AT活性を調節する化合物を同定するためのアッセイ方法は、一般に、コントロールとの比較を必要とする。「コントロール」の1つの型は、「コントロール」細胞または培養物が化合物に曝露されないという特徴を有する、化合物に曝された試験細胞または試験培養物と実質的に同じ処理をされた細胞または培養物である。例えば、「コントロール」細胞または培養物の型は、天然のタンパク質を発現しない「コントロール」細胞または培養物を除いて、トランスフェクトされた細胞と同一である細胞または培養物であり得る。従って、化合物に対するトランスフェクトされた細胞の応答が、同じ反応条件下で、同じ化合物に対する「コントロール」細胞または培養物の応答(またはその欠如)と比較される。
従って、本発明の別の実施態様に従って、試験化合物が、ATタンパク質のアゴニストまたはアンタゴニストとして作用し得るかどうかを評価するためのバイオアッセイが提供される。ここで、上記のバイオアッセイは、以下を包含する:
(a)以下を含む細胞を培養する工程:
ATタンパク質またはその機能的に改変された形態を発現するDNA、
ここで、上記の培養工程は、ATタンパク質のAc-CoA輸送活性を調節するその能力が決定されていることが求められる少なくとも1つの化合物の存在下で行われ、そしてその後
(b)Ac-CoAのレベルにおける増大または低下のいずれかについて上記の細胞をモニターする工程。
細胞内小器官への放射標識されたAc-CoAの輸送のような、Ac-CoAの取り込みを測定する当該分野で周知の方法が、ATタンパク質のアゴニストおよびアンタゴニストを同定するために本明細書中で記載されるバイオアッセイにおいて使用され得る。例えば、実施例VIで記載される方法は、哺乳動物宿主細胞中で発現される、組換えATタンパク質、またはその変異体および/もしくはそのアナログのAc-CoA輸送活性を評価するために使用され得る。
本明細書中で使用される場合、「ATタンパク質のAc-CoA輸送活性を調節する能力」は、細胞内膜を通過するATタンパク質のAc-CoA輸送活性を誘導する(アゴニスト)か、または阻害する(アンタゴニスト)かのいずれかの能力を有する化合物をいう。
本発明の別の実施態様において、試験化合物が本発明のATタンパク質のアンタゴニストとして作用し得るかどうか、または上記のATタンパク質の機能的に改変された形態であるかどうかを評価するためのバイオアッセイは、以下の工程を包含する:
(a)以下を含む細胞を培養する工程:
ATタンパク質またはその機能的に改変された形態を発現する、DNA,
ここで、上記の培養工程は、以下の存在下で行われる:
漸増濃度の少なくとも1つの、ATタンパク質のAc-CoA輸送能力を阻害するその能力を決定することを求められている化合物、および
固定された濃度のAc-CoA;
そして、その後の
(b)上記化合物の濃度の関数として細胞内小器官へ輸送されたAc-CoAのレベルを上記細胞中でモニターし、それによってAT輸送活性を阻害する上記化合物の能力を示す工程。
上記のアンタゴニストバイオアッセイの工程(a)において、培養工程はまた、以下の存在下で行われる:
固定された濃度の少なくとも1つの、ATタンパク質のAc-CoA輸送活性を阻害するその能力を決定することが求められる化合物、
漸増濃度のAc-CoA。
本明細書中で使用される場合、句「細胞内小器官」は、例えば、ゴルジ体、小胞体、ミトコンドリアなどをいう。本発明のバイオアッセイでの使用が意図される宿主細胞として、CV-1細胞、COS細胞、HeLa細胞などが挙げられる。本発明のバイオアッセイを行うための現在好ましい宿主細胞は、実施例VIに記載されるようなHeLa細胞である。
本発明のなお別の実施態様において、ATタンパク質によって媒介されるAc-CoA輸送活性を調節するための方法もまた意図される。上記の方法は以下の工程を包含する:
上記のバイオアッセイによって同定されたアゴニストまたはアンタゴニストの有効な調節量とATタンパク質とを接触させる工程。
異常な神経細胞の分化、異常な神経細胞の移動、神経芽細胞腫、または黒色腫を処置するための方法もまた、本明細書中で意図される。上記の方法は、本明細書中で記載される方法によって同定される有効量の化合物(アゴニストまたはアンタゴニスト)を投与する工程を包含する。このような化合物は、代表的には、生物学的に受容可能な組成物中で投与される。
従って、本発明は、本明細書中で記載される治療方法を実施するために有用な治療用組成物を意図する。本発明の治療用組成物は、AT-1調節剤とともに生理学的に適合性のキャリア、または有効成分としてその中に溶解されたかまたは分散された、本明細書中で記載されるような坑AT-1抗体を含む。好ましい実施態様において、治療組成物は、治療目的で哺乳動物またはヒト患者に投与される場合、免疫原性ではない。
本明細書中で使用される場合、用語「薬学的に受容可能な」、「生理学的に受容可能な」、およびその文法上のバリエーションは、それらが組成物、キャリア、希釈剤、および試薬をいう場合、互換的に使用され、そして吐き気、めまい、胃の不調などのような所望されない生理学的影響の産生を伴わずに哺乳動物に投与され得ることが示される。
その中に溶解されたかまたは分散された有効成分を含有する薬理学的組成物の調製は、当該分野で周知である。代表的には、このような組成物は、液体の溶液または懸濁物のいずれかとして注射可能なものとして調製される;しかし、使用の前に液体中で、溶液または懸濁物に適切な固形の形態もまた、調製され得る。調製物はまた、乳濁物でもあり得る。
有効成分は、薬学的に受容可能であり、そして本明細書中で記載される治療方法での使用に適切な量で有効成分と適合性である賦形剤と混合され得る。適切な賦形剤は、例えば、水、生理食塩水、デキストロース、グリセロール、エタノールなど、およびそれらの任意の2つ以上の組み合わせである。さらに、所望される場合は、組成物は、主要ではない量の補助物質(例えば、有効成分の有効性を増強する、湿潤剤、または乳化剤、pH緩衝剤など)を含み得る。
本発明の治療用組成物として、本明細書中の成分の薬学的に受容可能な塩を含み得る。薬学的に受容可能な非毒性の塩として、例えば、以下のような無機酸を用いて形成される、酸添加塩(ポリペプチドの遊離のアミノ基を用いて形成される)が挙げられる:塩酸、臭化水素酸、過塩素酸、硝酸、チオシアン酸、硫酸、リン酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、乳酸、ピルビン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、アントラニル酸、ケイ皮酸、ナフタレンスルホン酸、スルファニル酸など。
遊離のカルボキシル基を用いて形成される塩はまた、例えば以下のような無機塩基から誘導され得る:水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カリウムなど;および例えば以下のような有機塩基から誘導される:モノ-、ジ-、およびトリ-アルキルアミンならびにトリ-アリールアミン(例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、メチルアミン、ジメチルアミンなど)、および必要に応じてエタノールアミン(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミンなど)で置換される。
生理学的に寛容なキャリアは、当該分野で周知である。例示的な液体のキャリアは、有効成分および水に加えて他の物質を含まないか、または緩衝液(例えば、生理学的pHのリン酸ナトリウム、生理学的な生理食塩水、またはその両方(例えば、リン酸緩衝化生理食塩水))を含む、滅菌の水溶液である。なおさらに、水溶性のキャリアは、1つ以上の緩衝塩、および塩(例えば、塩化ナトリウムおよび塩化カリウム、デキストロース、ポリエチレングリコール、および他の溶質)を含み得る。
液体の組成物はまた、水に加えて液体層を含み得、そして水を排除するために液体層を含み得る。例示的なさらなる液体層として、グリセリン、植物油(例えば、綿実油)、および水-油エマルジョンが挙げられる。
本明細書中で記載されるように、「有効量」は、例えば、本発明のATタンパク質のAc-CoA輸送活性を調節するための、所望される治療効果を達成するように計算された予め決定された量である。必要とされる投与量は、特定の処置とともに、および所望される処置の期間とともに変化する;しかし、約10μg〜約1mg/kg体重/日の間の投与量が治療的処置に使用されることが予測される。本明細書中以下で議論されるような、デポー製剤または長期持続形態中でこのような化合物を投与することが、特に有用であり得る。治療有効量は、生理学的に受容可能な組成物中で投与される場合、代表的には、AT調節剤または本明細書中で同定される化合物の量である。そして約0.1μg/mlから約100μg/ml、好ましくは、約1.0μg/mlから約50μg/ml、より好ましくは、少なくとも約2μg/ml、および通常は5から10μg/mlの血漿濃度を達成するために十分である。治療用の本発明の坑AT抗体が、当業者の知識に従って、比例する適切な量で投与され得る。
本明細書中で言及される全ての米国特許および全ての刊行物が、それらの全体を本明細書中で参考として援用するように引用される。本発明はここで、以下の限定的ではない実施例を参照して、さらに詳細に記載される。
実施例
他に特に記載されない限りは、本発明は、例えば以下に記載されるような標準的な手順を使用して行った:Maniatisら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor, New York, USA(1982);Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual(第2版)、Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, USA(1989);Davisら、Basic Method in Molecular Biology, Elsevier Science Publishing, Inc., New York, USA(1986);またはMethods in Enzymology:Guide to Molecular Cloning Techniques第152巻、S.L. BergerおよびA.R. Kimmerl編、Academic Press Inc., San Diego, USA(1987)。
実施例I
本明細書中で使用される抗体についての記載
C系列ポリシアロガングリオシドのNeuNAcα2-8NeuNAcα2-8NeuNAcα2-3Galβ1-R構造を有するGT3に特異的なモノクローナル抗体(mAb)M6703を、Hirabayashiら、1988, J. Biochem., 104:973-979(本明細書中で参考として援用される)に記載されるように調整した。GD3との反応が示されたmAb R24(Pukelら、1982, J. Exp. Med., 155:1133-1147、本明細書中で参考として援用される)を、アメリカンタイプカルチャーコレクションから入手した(ATCC #HB-8445)。9-O-アセチル化ジシアロガングリオシドを認識するmAb D1.1を、Levineら、1984, J. Neuroscience, 4:820-831(本明細書中で参考として援用される)に記載されるように確立し、そして9-O-アセチル化GT3と反応するmAB 493D4は、S. Fujita博士(Mitsubishi Kasei Institute of Life Sciences)より提供された。AT-1タンパク質の合成のN末端の14アミノ酸ペプチド(配列番号2のアミノ酸1〜14)に対するポリクローナル抗体を、周知の方法を使用して調製した。
安定にトランスフェクトされたレシピエント細胞の構築
この実施例は、ガングリオシドを産生するが、それらの9-O-Ac誘導体は産生しないトランスフェクトされた細胞株を得るための方法を提供する。この手順の目的は、ガングリオシドGD3およびGT3を発現するが、それらの9-O-アセチル化誘導体は発現しない細胞株を産生することである。9-O-アセチル化ガングリオシドの発現のために必要とされる新規の因子をクローニングするために、前駆体ガングリオシドを発現するが、対応する9-O-アセチル化ガングリオシドを発現しないレシピエント細胞を使用することが必要であった。研究した特異的ガングリオシドは、NeuAcα2-8NeuAcα2-3Galβ1-4Glcβ1-1’Cer(本明細書中以後、「GD3」)、9-O-Ac-GD3(末端のノイラミン酸の9位でアセチル化されている)、NeuAcα2-8NeuAcα2-8NeuAcα2-3Galβ1-4Glcβ1-1’Cer(本明細書中以後、「GT3」)、および9-O-Ac-GT3(末端のノイラミン酸の9位でアセチル化されている)であった。
細胞株COS-1/GD3+(ガングリオシドGD3を安定に発現するが、9-O-Ac-GD3は発現しない)を、Nakayamaら(本明細書中で参考として援用される、J. Biol. Chem., 271:3684-3691(1996))によって以前に記載されているように調製した。そして、HeLa/GT3+(ガングリオシドGD3およびGT3を安定に発現するが、9-O-Ac-GD3または9-O-Ac-GT3は発現しない)を、以前に記載されているように(Nakayamaら、前出、1996)調製した。
実施例II
AT-1をコードするcDNAの単離
哺乳動物発現ベクターに基づくcDNAライブラリーpcDNAI-SK-MEL-28(9-O-AD-GD3+(9-O-Ac-GD3+)を発現するヒト黒色腫SK-MEL-28細胞から単離したポリ(A)+RNAを使用して構築した)を、Invitrogen(San Diego, CA)より購入した(本明細書中で参考として援用されている、1996年1月16日に発行された米国特許第5,484,590号もまた参照のこと;本明細書中で参考として援用されている、BierhuzenおよびFukuda、Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A., 89:9326-9330(1992)を参照のこと)。
約1.2×107個のCOS-1/GD3+細胞を、リポフェクトアミン(Life Technologies, Inc.)を使用して20μgのpcDNAI-SK-MEL-28でトランスフェクトした。60時間後、9-O-Ac-ガングリオシドを産生するトランスフェクトした細胞を、9-O-Ac-GD3に特異的に結合するモノクローナル抗体D1.1(本明細書中で参考として援用される、Levineら、J. Neuros., 4:820-831(1984))を使用して間接的な免疫蛍光によって染色した。蛍光標識した細胞を、FACStarセルソーター(Becton Dickinson)を使用して蛍光活性化された細胞の分別を使用して単離した。
9-O-Ac-GD3についてポジティブに染色されたCOS-1/GD3+細胞を回収し、そしてプラスミドDNAを、Hirt手順(本明細書中で参考として援用される、Hirt, J. Mol. Biol., 26:365-396(1967))を使用して単離した。プラスミドDNAを、アンピシリンおよびテトラサイクリンの存在下で、宿主細菌MC1061/P3に形質転換し、そして例えば、Sambrookら(Molecular Cloning:A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, N.Y.(1989))に記載される周知の方法を使用して、細菌宿主から単離した。
単離しプールしたプラスミドを、姉妹選択(sibling selection)(米国特許第5,484,590号を参照のこと)に供した。簡潔には、単離したプラスミドを、活性なプールが連続的に小さくなる、COS-1/GD3+細胞を使用する姉妹選択に供した。トランスフェクトした細胞を、モノクローナル抗体D1.1を使用して間接的な免疫蛍光顕微鏡法によってスクリーニングした。ポジティブに染色された細胞を回収し、そしてプラスミドDNAを抽出した。続く回の姉妹選択後、9-O-Ac-GD3の発現に必要とされる因子をコードする単一のプラスミドpcDNAI-AT-1を、単離した。この因子を、AT-1(配列番号1)と命名した。
選択したクローニングした細胞に由来するプラスミドを単離し、そして挿入物のヌクレオチド配列を両方向で決定した。ヌクレオチド配列を、配列番号1(GenBank登録番号D88152)に示す。
AT-1をコードするcDNAは、60,906Daの計算分子量を有する549アミノ酸のポリペプチド(配列番号2)をコードする1650塩基対を有するオープンリーディングフレームを含む。タンパク質および核酸のデータベース(GenBank, EMBLおよびSwiss-Prot)に対する相同性検索は、任意の既知のタンパク質とは有意な相同性を有さないことを示した。このことは、AT-1によってコードされるタンパク質が新規であることを示す。AT-1ポリペプチド配列のヒドロパシー分析(KyteおよびDoolittle(J. Mol. Biol., 157:105-132(1982))は、このポリペプチドがいくつかの可能性のある膜貫通ドメインを含むことを示した。(図1を参照のこと)。同様の分析を、プログラムPsort(Nakaiら、Genomics, 14:897-911(1992)およびTmpred(HofmannおよびStoffel, Biol. Chem. Hoppe-Seyler, 347:166(1993))を使用して行った。これらの2つの分析は、AT-1ポリペプチドが、6から10個の膜貫通ドメインを有するIIIa型膜タンパク質構造を有することを示した。AT-1ポリペプチドは、アミノ酸残基144から165で膜貫通ドメイン中にロイシンジッパーモチーフを含む。ロイシンジッパーモチーフがしばしば、他のトランスポータータンパク質中に見出されることが注目されるはずである(例えば、Eckhardtら、1996、PNAS, USA, 93:7572-7576;Miuraら、1996、J. Biochem(Tokyo)、120:236-241;Abeijonら、1996, PNAS, USA, 93:5963-5968を参照のこと)。
実施例III
ガングリオシドのO-アセチル化に対するAT-1の影響を特徴づける発現アッセイ
COS-1/GD3 + 細胞
COS-1/GD3+細胞を、pcDNAI(擬似トランスフェクション)またはpcDNAI-AT-1で一時的にトランスフェクトした。トランスフェクションの60時間後、トランスフェクトした細胞を固定し、そしてmAb R24(抗GD3)またはmAb D1.1(抗-9-O-アセチル化ジシアロガングリオシド)とともにインキュベーションすることによって、別々に免疫染色し、続いて、mAb R24についてはローダミン結合抗マウスIgG、またはmAb D1.1についてはフルオレセインイソチオシアネート結合抗マウスIgMとともにインキュベーションした。擬似トランスフェクタントとAT-1トランスフェクタントとの間のR24反応性において有意な差異は存在しなかったが、9-O-アセチル化GD3の発現は、AT-1トランスフェクタント中でmAb D1.1で強く検出された。弱い穿刺染色しか、擬似トランスフェクタントにおいて検出されなかった。これらの結果は、本発明のAT-1タンパク質がGD3の9-O-アセチル化を媒介する(影響を与える)ことを示す。
HeLa/GT3+細胞
HeLa/GT3+細胞を、pcDNAI(コントロール)またはpcDNAI-AT-1のいずれかでトランスフェクトし、そして続いて、9-O-Ac-GT3に結合するmAb 493D4で免疫染色した。HeLa/GT3+/AT-1でトランスフェクトされた細胞は、9-O-Ac-GT3についてポジティブに染色されたが、HeLa/GT3+/pcDNAIコントロール細胞は、検出可能な染色を示さなかった。HeLa/GT3+/AT-1細胞の染色を、アルカリ処理(0.1NのNaOHで15分間、室温)によって消した。これらの結果は、本発明のAT-1タンパク質がGT3の9-O-アセチル化を媒介する(影響を与える)ことを示す。
安定にトランスフェクトされたHeLa/GT3 + /AT-1細胞の確立
HeLa/GT3+細胞を、pcDNA-I-AT-1およびpSV2HyB(10:1)で同時トランスフェクトし(後者の発現は、ハイグロマイシンBに対する耐性を付与する)、次いで、ハイグロマイシンB耐性について選択した。トランスフェクトした細胞を、上記に議論したように、mAb 493D4での免疫蛍光染色によって9-O-Ac-GT3の存在についてスクリーニングした。1つの安定にトランスフェクトしたクローンを単離し、そしてHeLa/GT3+/AT-1と命名した。
全細胞内ガングリオシドの定量
AT-1でトランスフェクトした細胞がO-アセチル化ガングリオシドを合成することを確認するために、全ガングリオシドをHeLa/GT3+細胞から、ならびにそれらの一時的なおよび安定なAT-1トランスフェクタントから単離した。HeLa/GT3+細胞が単純なガングリオシド、GM3、GD3、GT3、および少量の推定のGQ3のみを含むことを見出し、これによって、これらを、薄層クロマトグラフィーを使用してAT-1でのトランスフェクション後のガングリオシド組成を試験するために理想的であるとした。
分析的薄層クロマトグラフィーを、予めコーティングした薄層クロマトグラフィープレート(Kieselgel 60, Merck)で行った。使用した溶媒系は、クロロホルム、メタノール、12mMのMgCl2を含有する水(5:4:1、容量比)であった。ガングリオシドをレゾルシノール/HCl試薬によって可視化した。5×105個のトランスフェクトした細胞からのガングリオシドの単離およびTLC-免疫染色を、Hirabayashiら、J. Biol. Chem. 104:973-979(1988)に記載されるように行った。細胞から精製されたガングリオシドを、プラスチックプレート(Polygram Sil G, Nagel, Doren, Germany)上に載せ、そして上記と同じ条件下で展開させた。プレートを、mAb、続いてペルオキシダーゼ結合ヤギ抗マウスIgG抗体での免疫染色に供した。ペルオキシダーゼ活性を、4-クロロ-1-ナフトール/H2O2で可視化した。ガングリオシドを、アルカリ処理による脱アセチル化後に同時に分析した。
結果は、O-Ac-GT3および推定のO-Ac-GQ3の発現が、AT-1で安定にトランスフェクトされた細胞中で強くポジティブであったことを示す。再度、ガングリオシドをアルカリ加水分解に供した場合には、ポジティブなスポットは観察されなかった。HeLa/GT3+およびHeLa/GT3+/AT-1細胞が類似の総ガングリオシド量を含むことに注目することが重要である。また、中性のガングリオシドおよび非アセチル化ガングリオシドの組成において目に見える差異は、薄層グロマトグラフィー分析を使用して検出されなかった。
実施例IV
AT-1 mRNAのノーザンブロット分析
種々のヒト組織中のAT-1 mRNAの発現を、ノーザンブロット分析によって試験した。安定にトランスフェクトされたHeLa細胞から調製したポリ(A)+RNAのサンプルを、2.2Mのホルムアルデヒドを含有するアガロースゲル中で電気泳動し、そしてナイロンフィルター(Hybond TM-N、Amersham)に移した。ヒトグリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ(G3PDH)cDNAとのハイブリダイゼーションを、コントロール実験として行った。これらのブロットを、マルチプライムDNA標識システム(Amersham)による[α-32P]dCTPでの標識後に、AT-1のゲル精製したcDNA挿入物とハイブリダイズさせた。
3.3および4.3kbの大きさを有するAT-1の2つの主要な転写物を、心臓、脳、胎盤、肺、肝臓、骨格筋、腎臓、およびすい臓を含む、試験した全ての組織中で検出した。興味深いことに、すい臓組織は、試験した組織の中でも最も強いシグナルを発現した。すい臓において、ランゲルハンス島は、mAb 493D4およびmAb D1.1を使用して、O-アセチル化されたシアロ糖結合体を発現することが、免疫組織化学的染色によって示された。2.7および3.4kbの大きさを有するAT-1の2つの転写物は、AT-1でトランスフェクトされたHeLa細胞中で強く発現され、そして擬似トランスフェクトされたHeLa細胞中でかろうじて検出された。
実施例V
AT-1タンパク質の免疫組織化学的局在
HeLa/GT3+/AT-1細胞中でのAT-1タンパク質の細胞内局在を研究するために、本発明者らは、合成ペプチド(AT-1のN末端に対応する配列番号2のアミノ酸残基1〜14)に対する特異的抗体を調製した。安定にトランスフェクトされた細胞HeLa/GT3+/AT-1およびHeLa/GT3+/pcDNAIを固定し、サポニンで透過性にし、そしてAT-1タンパク質に特異的な親和性精製したウサギ抗AT-1抗体とともにインキュベートした。続いて、フルオレセインイソチオシアネート結合抗ウサギIgGとともにインキュベートした。
抗AT-1抗体を使用するHeLa/GT3+/AT-1細胞のウェスタンブロット分析によって、54kdの主要なポジティブバンドおよび58kdの弱い反応性スポットを明らかにした。親和性精製した抗AT-1ペプチドを使用する免疫蛍光分析は、このAT-1タンパク質が細胞質(小胞体、ゴルジ体、およびミトコンドリアを含む)に局在化されることを示した。この特異的染色は、予備免疫IgGを用いて、またはペプチド抗原の存在下では観察されなかった。
実施例VI
半インタクトな細胞へのAc-CoAの取りこみ
培養された細胞からの小胞体またはゴルジ膜画分を調製することが困難であったので、細胞中のAc-CoAトランスポーター活性を、Bhakdiら(本明細書中で参考として援用されている、Infect. Immun., 47:52-60(1985));KuncanおよびSchlegel(本明細書中で参考として援用されている、J. Cell Biol., 67:160-173(1993));ならびに、(本明細書中で参考として援用されている、Kainら(J. Biol. Chem., 268:19640-19649(1993))の方法を使用して、半インタクトな、透過性にしたHeLa細胞を使用して試験した。ストレプトリジンO(本明細書中以後、「SLO」、GIBCO BRL)での処理によって、細胞内膜にいかなる損傷を与えることもなく、細胞の原形質膜に孔を生成する。これによって、原形質膜を通じてのAc-CoAの様な大きな分子の通過を可能にし、次いで、それらの細胞内の結果は以下のとおりであり得る。
培養した細胞をトリプシン処理によって回収し、そしてPBSおよびカルシウム非含有マグネシウム非含有Hepes(HCMF:0.14MのNaCl−5mMのKCl−6mMのGlc−0.3mMのNa2HPO4−10mMのHepes、pH 7.4)で連続して洗浄した。HCMF中で希釈した活性化したストレプトリジンO(SLO, GIBCO BRL)での28℃にて20分の処理後、細胞を洗浄し、そしてトランスポーター緩衝液(TB:25mMのHepes−KOH−75mMのKOAc−2.5mMのMgOAc−5mMのEGTA−1.8mMのCaCl2、pH 7.2)中の[Ac-14C]Ac-CoAとともに、種々の時間で室温にてインキュベートした。反応を、氷冷TBの添加によってクエンチした。上清を遠心分離によって除去した後、ペレットをTBで3回洗浄し、1%のSDSで可溶化し、そして放射能を計数した。
図2に示すように、半インタクトな細胞を[Ac-14C]Ac-CoA(35μM)とともにインキュベートした場合、放射能の取りこみの増大が、AT-1でトランスフェクトした細胞中で明らかに実証された。この効果は、擬似トランスフェクタントでは見られなかった。トランスポーターCoA(350μM)のインヒビターの添加の際に、放射能の取りこみは、コントロールの60%にまで減少した。これらの結果は、AT-1がAc-CoAトランスポーターをコードすることを強力に示唆する。
本発明は、上記に提供される実施例を参照して記載されているが、種々の改変が、本発明の精神を逸脱することなく行われ得ることが理解されるはずである。従って、本発明は、請求の範囲によってのみ限定される。
配列表
(1)一般的情報:
(i)出願人:ザ バーンハム インスティチュート アンド 理化学研究所(RIKEN)
(ii)発明の名称:アセチルコエンザイムAトランスポータータンパク質のファミリーをコードする核酸、およびそれに関連した産物
(iii)配列数:2
(iv)連絡住所:
(A)名称:キャンベル アンド フローラズ エルエルピー
(B)番地:ラ ホヤ ビレッジ ドライブ 4370, スイート 700
(C)市:サンディエゴ
(D)州:カリフォルニア
(E)国:アメリカ合衆国
(F)郵便番号:92122
(V)コンピューター読み出し形態:
(A)媒体型:フロッピー ディスク
(B)コンピューター:IBM PC 互換用
(C)OS:PC-DOS/MS-DOS
(D)ソフトウェア:パテントイン リリース #1.0, バージョン #1.30
(vi)現在の出願データ:
(A)出願番号:
(B)出願日:
(C)分類:
(viii)代理人/事務所情報:
(A)氏名:ラモス, ロバート ティー.
(B)登録番号:37,915
(C)照会/記録番号:FP-LJ 2436
(ix)電話回線情報:
(A)電話:(619)535-9001
(B)テレファックス:(619)535-8949
(2)配列番号1の情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:2682塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖の数:両形態
(D)トポロジー:両形態
(ii)配列の種類:cDNA
(ix)配列の特徴:
(A)特徴を表す記号:CDS
(B)存在位置:388..2035
(xi)配列:配列番号1:

Figure 0004451497
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Figure 0004451497
Figure 0004451497
(2)配列番号2の情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ:549アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(D)トポロジー:直鎖状
(ii)配列の種類:タンパク質
(xi)配列:配列番号2:
Figure 0004451497
Figure 0004451497
Figure 0004451497
不利益にならない開示または新規性喪失の除外に関する陳述
「アセチル基によるシアル酸の修飾によるシアロスフィンゴ脂質の多様性およびアセチル化を担う新規の膜タンパク質のcDNAクローニング(Diversity of Sialosphingolipids With Modification Of Sialic Acid By Acetyl Group And Molecular Cloning Of A cDNA Encoding A Novel Membrane Protein Responsible For Acetylation)」と題された抄録は、1996年8月13〜16日の複合糖質発現についての分子細胞生物学国際シンポジウム(International Symposium on Molecular And Cell Biology Of Glycoconjugate Expression)での登録後すぐに配布された非公式の抄録小冊子に取り込まれた。This invention was made with government support under grant numbers R01 CA 48737 and P01 CA 71932 awarded by the National Cancer Institute of the National Laboratory. The government has certain rights in the invention.
Field of Invention
The present invention relates generally to molecular biology and enzymology, and more specifically to nucleic acids encoding transporter proteins that regulate the transport of acetyl coenzyme A (Ac-CoA) across the membrane.
Background of the Invention
The diversity and complexity of the sugar chain structure in membrane gangliosides is partly caused by the appearance of several different species of sialic acid molecules. N-acetylneuraminic acid and N-glycolylneuraminic acid are the most ubiquitous sialic acids in gangliosides in the brain, but their O-acetylated forms are also LD1, B-series gangliosides (GD3 And GT1b), as well as C-series (NeuAca2-8NeuAca2-8NeuAca2-3Gal-R) gangliosides are found as minor components. Some biological properties are postulated to be related to the modification of sialic acid by O-acetylation. For example, the expression of 9-O-acetylated ganglioside is clearly associated with neuronal differentiation and migration (Stallcup et al.,Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol.48: 761-773 (1983)). 9-O-acetylated GD3, detected by D1.1 antibody in rat brain, was found to be localized in the germ cell region but disappear from post-mitotic cells. This is absent in normal adult brain and migration (Stallcup et al.,Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol.48: 761-773 (1983)). In rat brain, 9-O-acetylated GD3 detected by D1.1 antibody was found to be localized in the germ cell region but disappear from post-mitotic cells. This is absent in the normal adult brain (Levine et al.,J. Neuros.4: 820-831 (1984)). However, in weaver mice, sustained expression of 9-O-acetylated gangliosides in the adult brain was associated with a deletion in cerebellar granule cell migration (Johnstone et al.,J. Neurochem.51: 1655-1657 (1988)). Attachment of the O-acetyl group at the sialic acid residue causes a significant effect on enzymes of sialic acid metabolism such as sialidase. The effect is also seen on virus binding, cell adhesion, and immunogenicity of ganglioside sialic acid residues (for review, Varki,Glycobiology2: 25-40 (1992)).
Despite its importance, the O-acetylation mechanism is not well understood at the molecular and genetic level. A series of studies conducted by Varki's group showed that the generation of O-acetylated gangliosides is not a simple process, but in the same Golgi segment, acceptor ganglioside GD3, acetyl-CoA (Ac-CoA) transporter, acetyltransferase Show that co-localization is required (Varki,Glycobiology2: 25-40 (1992)). In fact, the detection of in vitro acetyltransferase activity is extremely difficult and once the intact cell membrane preparation has been treated with detergents, it has been shown that transfer activity is rapidly lost (Varki and Diaz). ,J. Biol. Chem.260: 6600-6608 (1985)).
Thus, there is a need to isolate and characterize other protein factors involved in the formation of O-acetylated gangliosides. The present invention fulfills this need and also provides related advantages.
Summary of the Invention
According to the present invention, an isolated mammalian acetyl coenzyme A transporter (AT) protein is provided. These AT proteins, or fragments thereof, are useful as immunogens to generate anti-AT antibodies or in therapeutic compositions containing such proteins and / or antibodies. The AT proteins of the present invention are also useful in bioassays to identify agonists and antagonists thereto.
According to the present invention, an isolated nucleic acid encoding a novel AT protein is also provided. Further provided are vectors comprising the nucleic acids of the invention, probes that hybridize to the nucleic acids of the invention, host cells transformed with the nucleic acids of the invention, antisense oligonucleotides to the nucleic acids of the invention, and related compositions. Is done. The nucleic acid molecules described herein can be incorporated into a variety of recombinant expression systems known to those of skill in the art to readily produce isolated recombinant AT protein. In addition, the nucleic acid molecules of the invention are useful as probes for assaying for the presence and / or amount of an AT gene or mRNA transcript in a given sample. The nucleic acid molecules described herein, and oligonucleotide fragments thereof, are also useful as primers and / or templates in PCR reactions for amplifying nucleic acids encoding AT proteins. Also provided are transgenic non-human mammals that express the proteins of the invention.
Antibodies that are immunoreactive with the AT protein of the invention are also provided. These antibodies are useful in diagnostic assays to determine the level of AT protein present in a given sample (eg, tissue sample, western blot, etc.). Antibodies can also be used to purify AT protein from crude cell extracts and the like. Furthermore, these antibodies are believed to be therapeutically useful in vivo to modulate the biological effects of AT proteins.
Also provided are methods and diagnostic systems for determining the level of AT protein in various tissue samples. These diagnostic methods can be used to monitor the level of therapeutically administered AT protein or fragment thereof to facilitate maintenance of a therapeutically effective amount. These diagnostic methods can also be used to diagnose physiological disorders resulting from abnormal levels or abnormally structured AT proteins.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the hydrophobic hydrophilicity plot of SEQ ID NO: 2 (encoding AT-1), analyzed using the Kyte and Doolitte method with a window size of 10. Shaded and black squares indicate the transmembrane domains predicted by the Tmpred and Psort programs, respectively.
FIG. 2A shows [Ac-14C] Time-dependent uptake of radioactivity from Ac-CoA into semi-intact cells. White circle is HeLa / GT3+/ pcDNAI and black circle are HeLa / GT3+/ AT-1 is shown.
FIG. 2B shows [Ac-14C] shows the effect of CoA on time-dependent uptake of radioactivity from semi-intact cells from Ac-CoA.
Detailed Description of the Invention
According to the present invention, isolated mammalian acetyl coenzyme A transporter (AT) proteins, polypeptides, and fragments thereof encoded by the nucleic acids of the present invention are provided. As used herein, the phrase “AT” refers to a mammalian family, preferably human, isolated and / or capable of transporting acetyl coenzyme A (Ac-CoA) across a membrane. Refers to substantially pure protein. The AT proteins of the present invention are further characterized by having the ability to indirectly promote acetylation of sialic acid residues of gangliosides GD3 and GT3. The AT proteins of the present invention include naturally occurring allelic variants thereof encoded by mRNA produced by alternative splicing of the primary transcript, and further include at least one such as, for example, immunogenicity Including active fragments thereof that retain one natural biological activity.
In another embodiment of the invention, the AT proteins referred to herein are those polypeptides that are specifically recognized by antibodies that also specifically recognize the AT protein (preferably human); This includes the sequence set forth in SEQ ID NO: 2. The isolated AT protein of the present invention is free of cellular components and / or contaminants normally associated with the natural in vivo environment.
The proteins of the invention are further characterized by being expressed in at least the following cells: heart, brain, placenta, lung, liver, skeletal muscle, kidney, and pancreas. The highest level of expression was detected in pancreatic tissue. Two major mRNA transcripts of AT protein with a size of 3.3 and 4.3 kb were detected in all tissues tested (observed by Northern blot assay). Two mRNA transcripts with a size of 2.7 and 3.4 kb were strongly expressed in AT-1 transfected HeLa cells and were hardly detected in mock transfected HeLa cells. Thus, splice variant cDNA transcripts encoding AT family proteins are clearly contemplated by the present invention.
The predicted amino acid sequence of AT-1 (SEQ ID NO: 2) is a neurotransmitter (for review see Hucho and Tsetlin,J. Neurochem.66: 1781-1792 (1996)), glucose (Davies et al.,Biochem. J.266: 799-808 (1990)), ammonia (Marini et al.,EMBO J.12: 3456-3463 (1994)), and nucleotide-sugars (Eckhardt et al.,Proc. Natl. Acad. Sci. USA93: 7572-7576 (1996); Miura et al.J. Biochem.120: 236-241 (1996); and Abeijon et al.,Proc. Natl. Acad. Sci. USA93: 5963-5968 (1996)), with multiple transmembrane domains typically observed in many transporters. Most transporter proteins contain 6 to 12 hydrophobic sequences that are thought to form a transmembrane α-helix. In the case of AT-1 protein, the presence of at least 6 transmembrane domains is predicted by Psort analysis.
In addition, AT-1 protein was originally found to be involved in dimerization of transcription factors (Landschulz et al.,Science240: 1759-1964 (1988)), including the leucine zipper motif. A very recent study is CMP-NeuAc (Eckhardt et al.,Proc. Natl. Acad. Sci. USA93: 7572-7576 (1996)), UDP-Gal (Miura et al.,J. Biochem.120: 236-241 (1996)), and UDP-GlcNAc (Abeijon et al.,Proc. Natl. Acad. Sci. USA93: 5963-5968 (1996)), nucleotide-sugar transporter proteins such as transporters also have this structure, indicating that these proteins are homodimers in the Golgi membrane. Suggest that it exists. Recently, rat liver Golgi PAPS transporter (Mandon et al.,Biochem. Biophy. Res. Commun.225: 932-938 (1996)) have also been shown to be homodimers, but it is not known whether a leucine zipper structure is present in this particular transporter protein. Thus, it is contemplated herein that AT-1 protein can function as a homodimer with multiple transmembrane domains. However, the molecular weight of AT-1 protein is substantially larger than that of transporters for CMP-NeuAc, UDP-Ga1, and UDP-GlcNAc, indicating that AT-1 protein is a novel AT transporter. It suggests that it may mean a member of the family.
All nucleotide-sugar transporters identified so far have been found to be localized to the Golgi membrane (Miura et al.,J. Biochem.120: 236-241 (1996); Abeijon et al.,Proc. Natl. Acad. Sci. USA93: 5963-5968 (1996); and Bhakdi et al.Infect. Immun.47: 52-60 (1985)). Immunohistochemical studies using antibodies specific for AT-1 have demonstrated that AT-1 protein is diffusely present in the cytoplasm, including the endoplasmic reticulum, Golgi, and possibly the mitochondrial membrane. This observation shows that the AT protein family does not function as an acetyltransferase, since acetyltransferase has been shown to be enriched in the Golgi membrane (Varki,Glycobiology, 2: 25-40 (1992) and Varki and Diaz,J. Biol. Chem.260: 6600-6608 (1985)). Furthermore, the results of in vitro assays using semi-intact cells (see, eg, Example VI and FIG. 2) indicate that AT-1 functions to transport Ac-CoA across the membrane. Indicates a member of a protein family (eg, Ac-CoA transporter).
Homology searches against protein and nucleic acid databases (GenBank, EMBL and Swiss-Prot) were performed on the nucleic acid and amino acid sequences homologous to the AT-1 and amino acid sequences set forth in SEQ ID NO: 1. Although no significant homology with known proteins was detected, the homology search identified two putative proteins with a high degree of homology: having 560 amino acids with 35% amino acid sequence identity. Caenorhabditis elegans T26C5.3 [EMBL, accession number, having 632 amino acids with 47% amino acid sequence identity; and the putative protein of S. cerevisiae [accession numbers Z36088 (EMBL) and P38318 (Swiss Prot)]; Z50859]. Thus, since the AT-1 protein appears to be universal and evolutionarily conserved, and the appearance of sialic acid has not been reported in these two organisms, the AT protein family is It does not appear to function as a sialic acid acetyltransferase. AT-1 transcripts are more widely distributed than O-acetylated gangliosides, supporting the assumption that molecules other than AT-1 protein direct regulation of O-acetylated GD3 expression. The results described herein show that the AT-1 protein functions as an Ac-CoA transporter, and this plays an important role in acetylation processes other than sialic acid acetylation processes in gangliosides. It strongly suggests that it can be achieved.
The use of the terms “isolated” and / or “purified” as a modifier of DNA, RNA, polypeptide, or protein herein and in the claims is the DNA so designed. It is meant that RNA, polypeptide, or protein is produced in such a form by the human hand and is thus separated from their natural in vivo cellular environment. As a result of this human intervention, it is herein described that the recombinant DNAs, RNAs, polypeptides, and proteins of the present invention are not DNAs, RNAs, polypeptides, or proteins as they naturally occur. In the method described in 1. above.
As used herein, “mammal” refers to various species from which the AT protein of the invention is derived (eg, human, rat, mouse, rabbit, monkey, baboon, cow, pig, sheep, dog). , Cats, etc.).
The presently preferred AT protein of the present invention comprises an amino acid sequence that is substantially the same as the protein sequence set forth in SEQ ID NO: 2, as well as a biologically active modified form thereof. One skilled in the art will recognize that multiple residues of the above sequences will leave other chemically, sterically and / or electronically similar residues without substantially altering the biological activity of the resulting protein species. Recognize that a group can be substituted. In addition, larger or smaller polypeptide sequences (eg, splice variants, active fragments of AT, etc.) comprising substantially the same sequence as SEQ ID NO: 2 herein are contemplated.
As used herein, the term “substantially the same amino acid sequence” is at least about 70% identical to a reference amino acid sequence and is comparable in the proteins defined by the reference amino acid sequence. An amino acid sequence that retains the characteristics of functional and biological activity. Preferably, proteins having “substantially the same amino acid sequence” have at least about 80%, more preferably 90% amino acid identity with respect to the reference amino acid sequence; more than about 95% amino acid sequence identity is particularly preferred . However, polypeptides (or as used herein) that occur as splice variants that contain less than the stated level of sequence identity or are modified by conservative amino acid substitutions or by degenerate codon substitutions. The previously mentioned nucleic acids) are also included within the scope of the present invention. A preferred AT protein disclosed herein is human AT-1 (SEQ ID NO: 2).
The term “biologically active” or “functional” as used herein as a modifier of an AT protein of the invention, or a polypeptide fragment thereof, is a functional attribute attributable to AT. A polypeptide that exhibits at least one of the characteristics. For example, one biological activity of AT is the ability to transport acetyl coenzyme A (Ac-CoA) across cell membranes, preferably intracellular organelle membranes (eg, Golgi membrane, endoplasmic reticulum membrane, mitochondrial membrane, etc.). It is. Yet another biological activity of AT is the ability to indirectly promote acetylation of sialic acid residues of gangliosides GD3 and GT3.
Another biological activity of AT is the ability to act as an immunogen for the production of polyclonal and monoclonal antibodies that specifically bind to AT. Therefore, the nucleic acid of the present invention encoding AT is specifically recognized by an antibody that also specifically recognizes an AT protein (preferably human) containing the sequence (At-1) set forth in SEQ ID NO: 2. Encodes a polypeptide. Such activity can be assayed by any method known to those of skill in the art. For example, test polypeptides encoded by AT cDNA can be used to generate antibodies, which are then assayed for their ability to bind to a protein comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 2. If the antibody binds to the test polypeptide and a protein comprising the sequence set forth in SEQ ID NO: 2 with substantially the same affinity, the polypeptide retains the required biological activity.
The AT protein of the present invention can be obtained by a variety of methods well known in the art (eg, recombinant expression systems, precipitation, gel filtration, ion exchange chromatography, reverse phase chromatography, and affinity chromatography described herein). Etc.). Other well-known methods are Deutscher et al.Guide to Protein Purification: Methods in Enzymology182 (Academic Press, (1990)), which is incorporated herein by reference. Alternatively, an isolated polypeptide of the invention can be obtained using well-known recombinant methods, for example, as described in Sambrook et al. (Supra, 1989).
Examples of means for preparing the polypeptides of the present invention include suitable host cells (eg, bacterial cells, yeast cells, amphibian cells (ie, oocytes), or mammals) using methods well known in the art. Expressing nucleic acids encoding AT in animal cells) and again recovering the expressed polypeptide using well-known methods. The AT polypeptides of the invention can be isolated directly from cells transformed with an expression vector as described herein. The polypeptides, biologically active fragments, and functional equivalents thereof of the present invention can also be produced by chemical synthesis. For example, synthetic polypeptides can be generated using Applied Biosystems, Inc. model 430A or model 431A automated peptide synthesizer (Foster City, Calif.) Using chemical products provided by the manufacturer.
Also encompassed by the term AT is an active fragment or polypeptide analog thereof. The term “active fragment” refers to a peptide fragment that is part of a full-length AT protein, provided that this part has an activity that is characteristic of the corresponding full-length protein. For example, an active fragment of an AT protein (eg, a cytoplasmic domain) can have an activity such as the ability to bind Ac-CoA or mediate membrane transport of Ac-CoA after binding to Ac-CoA. . The characteristics of active fragments of AT proteins that elicit an immune response are useful for obtaining anti-AT antibodies. Thus, the present invention also provides active fragments of the AT protein of the present invention, which fragments can be identified using the assays described herein.
The term “polypeptide analog” refers to an amino acid substantially identical to a sequence specifically set forth herein, wherein one or more residues thereof is conservatively substituted with a functionally similar residue. Any polypeptide having a residue sequence and exhibiting the ability to mimic AT as described herein is included. Examples of conservative substitutions include substitution of another nonpolar residue with one nonpolar (hydrophobic) residue (eg, isoleucine, valine, leucine, or methionine), with one polar (hydrophilic) residue Substitution with another polar residue (eg, between arginine and lysine, between glutamine and asparagine, between glycine and serine), another basic residue (eg, lysine, arginine, or histidine) Substitution of one basic residue, or substitution of another acidic residue with one acidic residue (eg, aspartic acid or glutamic acid).
As used herein, the phrase “conservative substitution” also includes the use of chemically derived residues in place of non-derivatized residues, provided that such polypeptides are: Shows the required binding activity. The phrase “chemical derivative” refers to a polypeptide of interest having one or more residues chemically derivatized by reaction of a functional side group. Such a derivatized molecule is, for example, a free amino group that is derivatized to form an amine hydrochloride, p-toluenesulfonyl group, carbobenzoxy group, t-butyloxycarbonyl group, chloroacetyl group, or formyl. Including those molecules that form groups. Free carboxyl groups can be derivatized to form salts, methyl and ethyl esters, or other types of esters or hydrazides. Free hydroxyl groups can be derivatized to form O-acyl or O-alkyl derivatives. The imidazole nitrogen of histidine can be derivatized to form N-im-benzyl histidine. Also included as chemical derivatives are those peptides that include one or more naturally occurring amino acid derivatives of the 20 standard amino acids. For example, 4-hydroxyproline can replace proline; 5-hydroxylysine can replace lysine; 3-methylhistidine can replace histidine; homoserine can replace serine; and ornithine can , Lysine may be substituted. The polypeptides of the present invention also have one or more additions and / or deletions of residues as compared to the sequences of the polypeptides set forth herein as long as the required activity is maintained. Any polypeptide having is included.
The present invention also provides an acceptable carrier and any isolated, purified AT polypeptide, active fragment or polypeptide analog thereof, or purified mature protein and active fragment thereof alone. Alternatively, a composition is provided that includes each in combination. These polypeptides or proteins can be obtained recombinantly, chemically synthesized, or purified from natural sources. As used herein, the term “acceptable carrier” refers to any standard pharmaceutical carrier (eg, phosphate buffered saline solution, water, and emulsion (eg, oil / Water, or water / oil emulsions), as well as various types of wetting agents).
According to another embodiment of the present invention, there are provided isolated nucleic acids encoding the AT (acetyl-coenzyme A transporter) protein of the present invention, and fragments thereof. The nucleic acid molecules described herein are useful for producing the proteins of the present invention when such nucleic acids are incorporated into a variety of protein expression systems known to those skilled in the art. Furthermore, such nucleic acid molecules or fragments thereof can be labeled with easily detectable substituents to assay the presence and / or amount of an AT gene or mRNA transcript in a given sample, and hybridization probes Can be used as The nucleic acid molecules described herein, and fragments thereof, are also useful as primers and / or templates in PCR reactions for amplifying genes encoding the proteins of the invention described herein. is there.
The term “nucleic acid” (also referred to as a polynucleotide) includes ribonucleic acid (RNA) or deoxyribonucleic acid (DNA), probes, oligonucleotides, and primers. The DNA can be either complementary DNA (cDNA) or genomic DNA (eg, a gene encoding an AT protein). One means of isolating nucleic acids encoding AT polypeptides is to probe mammalian genomic libraries with natural or artificially designed DNA probes using methods well known in the art. That is. DNA probes derived from the AT gene are particularly useful for this purpose. DNA and cDNA molecules encoding AT polypeptides can be obtained from complementary genomic DNA from mammals (eg, humans, mice, rats, rabbits, pigs, etc.) or other animal sources by methods described in more detail below. Can be used to obtain cDNA, or RNA, or to isolate related cDNA or genomic clones by screening cDNA or genomic libraries. Examples of nucleic acids are RNA, cDNA, or isolated genomic DNA that encodes an AT polypeptide. Such nucleic acids can include, but are not limited to, nucleic acids having substantially the same nucleotide sequence as set forth in SEQ ID NO: 1 (at least nucleotides 388-2034 of SEQ ID NO: 1), or splice variant cDNA sequences thereof. Not.
As used herein, the phrase “splice variant” or “alternatively spliced” when used to describe a particular nucleotide sequence encoding a receptor of the present invention means A cDNA sequence that results from the well-known eukaryotic RNA splicing process. The RNA splicing process involves the removal of introns from eukaryotic primary RNA transcripts and the binding of exons to produce cytoplasmic mature RNA molecules. Methods for isolating splice variant nucleotide sequences are well known in the art. For example, one of skill in the art can use a nucleotide probe derived from a cDNA encoding the AT of SEQ ID NO: 1 to screen a cDNA library or a genomic library as described herein.
In one embodiment of the invention, the cDNA encoding the AT protein of the invention disclosed herein comprises substantially the same nucleotide sequence as set forth in SEQ ID NO: 1. In another embodiment of the invention, the cDNA molecule encoding the protein of the invention comprises the same nucleotide sequence as nucleotides 388-2034 of SEQ ID NO: 1.
As used herein, the term “substantially the same nucleotide sequence” refers to a reference polynucleotide that has sufficient identity to hybridize to a reference nucleotide under moderately stringent hybridization conditions. It has DNA. In one embodiment, the DNA having substantially the same nucleotide sequence as the reference nucleotide sequence encodes an amino acid sequence substantially the same as the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, or a larger amino acid sequence comprising SEQ ID NO: 2. To do. In another embodiment, a DNA having “substantially the same nucleotide sequence” as the reference nucleotide sequence has at least 60% identity with respect to the reference nucleotide sequence. DNA having at least 70% identity, more preferably at least about 90%, even more preferably at least 95% identity to the reference nucleotide sequence is preferred.
The present invention also includes nucleic acids that differ from the nucleic acid set forth in SEQ ID NO: 1 but have the same phenotype. Nucleic acids with similar phenotypes are also referred to as “functionally equivalent nucleic acids”. As used herein, the phrase “functionally equivalent nucleic acid” functions in substantially the same manner and produces the same protein product as the nucleic acids disclosed herein. Includes nucleic acids characterized by significant and unimportant sequence modifications. In particular, a functionally equivalent nucleic acid encodes a polypeptide that is the same as a polypeptide disclosed herein, or a polypeptide having a conservative amino acid modification, or a larger polypeptide comprising SEQ ID NO: 2. Encodes the peptide. For example, conservative modifications include the replacement of a nonpolar residue with another nonpolar residue, or the replacement of a charged residue with a similarly charged residue. These modifications include those recognized by those skilled in the art as modifications that do not substantially alter the tertiary structure of the protein.
Further provided is a nucleic acid encoding an AT polypeptide that does not necessarily hybridize to the nucleic acid of the invention under the specified hybridization conditions due to the degeneracy of the genetic code. A preferred nucleic acid encoding an AT polypeptide of the present invention is comprised of nucleotides that encode substantially the same amino acid sequence as set forth in SEQ ID NO: 2 (ie, AT-1).
Thus, exemplary nucleic acids encoding the AT protein of the present invention can be selected from:
(A) DNA encoding the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2;
(B) DNA that hybridizes to the DNA of (a) under moderately stringent conditions, wherein the DNA encodes biologically active AT; or
(C) a DNA degenerate with respect to either (a) or (b) above, wherein the DNA encodes a biologically active AT.
Hybridization refers to the binding of complementary strands of nucleic acids (ie, sense: antisense strand, or probe: target-DNA) to each other via hydrogen bonding, similar to the naturally occurring binding in chromosomal DNA. . The level of stringency used to hybridize a given probe with target-DNA can be readily varied by those skilled in the art.
The phrase “stringent hybridization” is used herein to refer to conditions under which a polynucleic acid sequence hybrid is stable. As is known to those skilled in the art, the stability of a hybrid depends on the melting point of the hybrid (Tm). In general, the stability of a hybrid is a function of sodium ion concentration and temperature. Typically, the hybridization reaction is performed under conditions of lower stringency and then varies but performs a higher stringency wash. Reference to hybridization stringency relates to such washing conditions.
As used herein, the phrase “moderately stringent hybridization” refers to about 60% identity, preferably about 75% identity, more preferably about 85% identity to the target DNA. Refers to conditions that allow target-DNA to bind to complementary nucleic acids having identity; greater than about 90% identity to target-DNA is particularly preferred. Preferably, moderately stringent conditions include: hybridization at 42 ° C. in 50% formamide, 5 × Denhardt's solution, 5 × SSPE, 0.2% SDS, followed by washing at 42 ° C. in 0.5 × SSPE, 0.2% SDS Is a condition that is equivalent to.
The phrase “high stringency hybridization” refers to conditions that permit hybridization of only those nucleic acid sequences that form stable hybrids at 0.018 M NaCl at 65 ° C. (ie, the hybrid is 0.018 at 65 ° C. If not stable in M NaCl, it is not stable under high stringency conditions as intended herein. High stringency conditions can be provided, for example, by hybridization in 50% formamide, 5 × Denhardt's solution, 5 × SSPE, 0.2% SDS at 42 ° C., followed by washing in 0.1 × SSPE and 0.1% SDS at 65 ° C. .
The phrase “low stringency hybridization” refers to hybridization in 10% formamide at 37 ° C., 5 × Denhardt's solution, 6 × SSPE, 0.2% SDS, followed by washing in 1 × SSPE, 0.2% SDS at 50 ° C. An equivalent condition. Denhardt's solution and SSPE (eg, Sambrook et al.,Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989), as well as other suitable hybridization buffers, are well known to those skilled in the art.
As used herein, the term “degenerate” refers to a codon that differs from a reference nucleic acid (eg, SEQ ID NO: 1) by at least one nucleotide, but encodes the same amino acid as the reference nucleic acid. For example, the three nucleotides “UCU”, “UCC”, “UCA”, and “UCG” are degenerate with respect to each other because all four of these codons encode the amino acid serine.
Preferred nucleic acids encoding the polypeptides of the invention will hybridize to substantially the entire sequence of the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 under moderately stringent, preferably high stringency conditions.
Site-directed mutagenesis of any region of AT cDNA is contemplated herein for the production of mutant AT cDNA. For example, the Transformer Mutagenesis Kit (available from Clontech) can be used to construct various missense and / or nonsense mutations on AT cDNA, and so forth.
Nucleic acids of the invention can be obtained by various methods well known in the art, such as those described herein using PCR amplification using oligonucleotide primers from various regions of SEQ ID NO: 1. Can be generated.
According to a further embodiment of the present invention, an optionally labeled AT-encoding cDNA or fragment thereof is stored in a library (eg, cDNA, genome, etc.) for additional nucleic acid sequences encoding related novel mammalian AT proteins. ). The construction of mammalian cDNA and genomic libraries, preferably human libraries, is well known in the art. Screening of such cDNA or genomic libraries is first initiated under low stringency conditions, including adjustments to temperatures below about 42 ° C, formamide concentrations below about 50%, and low salt concentrations. The
In one embodiment, the probe-based screening conditions comprise a temperature of about 37 ° C., a formamide concentration of about 20%, and about 5 × standard saline citric acid (SSC; 3M sodium chloride, 0.3M sodium citrate). 20 × SSC, pH 7.0). Such conditions allow the identification of sequences that have a substantial degree of similarity to the probe sequence without requiring complete homology. The phrase “substantial similarity” refers to sequences that share at least 50% homology. Preferably, hybridization conditions are selected that allow identification of sequences having at least about 70% homology with the probe, but distinguish against sequences having a low degree of homology with the probe. As a result, a nucleic acid is obtained having a nucleotide sequence substantially the same (ie, similar) as nucleotides 388-2034 of SEQ ID NO: 1.
As used herein, a nucleic acid “oligonucleotide”, also referred to herein as a probe or primer, is a single-stranded DNA or RNA, or analog thereof, which is SEQ ID NO: At least 14, preferably at least 20, more preferably at least 50 consecutive, the same as (or complementary to) any 14 or more consecutive bases optionally described It has a nucleotide sequence including a base. Preferred regions for constructing the probe include the 5 'and / or 3' coding region of SEQ ID NO: 1. Furthermore, the complete cDNA encoding a region of the AT protein of the present invention, or the complete sequence corresponding to SEQ ID NO: 1 (AT) can be used as a probe. Probes can be labeled by methods well known in the art and used in various diagnostic kits, as described hereinafter.
As used herein, the terms “label” and “indicating means” in various grammatical forms are either directly or indirectly involved in the production of a detectable signal. Refers to single atoms and molecules. Any label or indicating means may be linked to the nucleic acid probe, expressed protein, polypeptide fragment, or antibody molecule of the invention. These atoms or molecules can be used alone or in combination with further reagents. Such labels are well known per se in clinical diagnostic chemistry.
The labeling means can be a fluorescent labeling agent that chemically binds to the antibody or antigen without denaturation to form a fluorescent dye (dye) that is a useful immunofluorescent tracer. For the description of immunofluorescence analysis technology, see DeLuca, “Immunofluorescence Analysis”,Antibody As a Tool, Edited by Marchalonis et al., John Wiley & Sons, Ltd., 189-231 (1982), which is incorporated herein by reference.
In one embodiment, the indicating group is an enzyme (eg, horseradish peroxidase (HRP), glucose oxidase, etc.). In another embodiment, the radioactive element uses a labeling agent. Linkage of labels to substrates (ie, nucleic acid probes, antibodies, polypeptides, and protein labels) is well known in the art. For example, the antibodies of the invention can be labeled by metabolic uptake of a radiolabeled amino acid provided in the culture medium. For example, Galfre et al.Meth. Enzymol.73: 3-46 (1981). Conventional means of coupling by protein binding or activated functional groups are particularly applicable. For example, Aurameas et al.Scand. J. Immunol.8: Addendum 7: 7-23 (1978), Rodwell et al.Biotech.3: 889-894 (1984) and U.S. Pat. No. 4,493,795.
Also provided are antisense oligonucleotides having sequences that can specifically bind to any portion of mRNA encoding an AT polypeptide so as to prevent translation of the mRNA. An antisense oligonucleotide can have a sequence that can specifically bind to any portion of the sequence of a cDNA encoding an AT polypeptide. As used herein, the phrase “specifically binds” refers to complementary nucleic acid sequences through the recognition of complementary nucleic acid sequences and through the formation of hydrogen bonds between complementary base pairs. Includes the ability of nucleic acid sequences to form double helix segments. An example of an antisense oligonucleotide is an antisense oligonucleotide comprising a chemical analog of nucleotides.
An amount of the above-described antisense oligonucleotide that is effective to reduce expression of the AT polypeptide by specifically binding to mRNA encoding the AT polypeptide so as to cross the cell membrane and prevent translation , As well as compositions comprising an acceptable hydrophobic carrier that can pass across the cell membrane are also provided herein. Suitable hydrophobic carriers are described, for example, in US Pat. Nos. 5,334,761; 4,889,953; 4,897,355, and the like. Acceptable hydrophobic carriers that can pass across the cell membrane may also include structures that bind to receptors specific for the selected cell type and are thereby taken up by cells of the selected cell type. The structure can be part of a protein known to bind to a cell type specific receptor.
Antisense oligonucleotide compositions are useful for inhibiting translation of mRNA encoding the polypeptides of the present invention. Synthetic oligonucleotides, or other antisense chemical structures, are designed to bind to and inhibit mRNA translation encoding AT polypeptides, and to express AT-related genes in tissue samples or subjects Useful as a composition to inhibit.
According to another embodiment of the present invention, a kit for detecting the presence of an AT nucleic acid sequence is provided, comprising at least one oligonucleotide (eg, a probe or antisense oligonucleotide according to the present invention). Such kits can be used to detect mutations, duplications, deletions, rearrangements, or aneuploidies in the AT gene.
The present invention provides a means for regulating the level of expression of these polypeptides by using synthetic antisense oligonucleotide compositions (hereinafter referred to as SAOCs) that inhibit the translation of mRNAs encoding AT polypeptides. I will provide a. Synthetic oligonucleotides designed to recognize and selectively bind to mRNA, or other antisense chemical structures, are complementary to a portion of the AT coding strand or the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 To be built. SAOCs are designed to be stable in the bloodstream or stable in laboratory cell culture conditions for administration to a subject by injection or by direct tumor site uptake. SAOC recognizes SAOC by, for example, designing the small, hydrophobic SAOC chemical structure, allowing SAOC to cross the cell membrane, or by the physical and chemical properties of SAOC It is designed to be able to cross the cell membrane to enter the cytoplasm of the cell by a specific transport system in the cell that transports to the cell. In addition, SAOCs only bind to and take up SAOCs within selected cell populations, targeting them to specific selected cell populations by targeting them as recognized by specific cell uptake mechanisms. Can be designed for administration to.
For example, SAOCs can be designed to bind to receptors found only in certain cell types, as described above. SAOC is also designed to recognize and selectively bind to a target mRNA sequence that may correspond to a sequence contained within the sequence shown in SEQ ID NO: 1. SAOC binds to the target mRNA sequence and inhibits translation of the mRNA target sequence, for example, by inducing the digestion of mRNA by RNase I digestion, or by preventing the binding of translational regulators or ribosomes, or Inactivate the target mRNA sequence either by degradation of the target mRNA or by chemical modification, either by inclusion of other chemical structures (eg ribozyme sequences or reactive chemical groups) Designed. SAOC has been shown to be capable of such properties when directed against mRNA targets (Cohen et al.,TIPS, 10: 435 (1989) and Weintraub,Sci. American, January (1990), page 40; both of which are incorporated herein by reference).
According to yet another embodiment of the present invention, there is provided a method for recombinantly producing the AT protein of the present invention by expressing the above nucleic acid sequence in a suitable host cell. Recombinant DNA expression systems that are suitable for producing the AT proteins described herein are well known in the art. For example, the above nucleotide sequence can be incorporated into a vector for further manipulation. As used herein, a vector (or plasmid) is a discrete element used to introduce heterologous DNA into cells for either heterologous DNA expression or replication. Say.
Suitable expression vectors are well known in the art and include vectors capable of expressing such DNA operably linked to regulatory sequences (eg, promoter regions capable of controlling the expression of the DNA). Thus, an expression vector refers to a recombinant DNA or RNA construct (eg, a plasmid, phage, recombinant virus, or other vector that results in expression of the inserted DNA upon incorporation into a suitable host cell). Suitable expression vectors are well known to those of skill in the art and include vectors that are replicable in eukaryotic and / or prokaryotic cells as well as vectors that remain episomal or integrate into the host cell genome. In addition, the vector may include appropriate packaging signals that allow the vector to be packaged by many viral virions (eg, retroviruses, herpesviruses, adenoviruses) resulting in the formation of a “viral vector”. .
As used herein, a promoter region refers to a segment of DNA that controls transcription of DNA to which the DNA is operably linked. The promoter region contains specific sequences that are sufficient for RNA polymerase recognition, binding, and transcription initiation. In addition, the promoter region includes sequences that regulate this recognition, binding, and transcription initiation activity of RNA polymerase. These sequences can be cis-acting or responsive to trans-acting factors. A promoter can be constitutive or regulated depending on the nature of the regulation. Exemplary promoters contemplated for use in the practice of the present invention include the SV40 early promoter, cytomegalovirus (CMV) promoter, mouse mammary tumor virus (MMTV) steroid inducible promoter, Moloney murine leukemia virus (MMLV) promoter Etc.
As used herein, the term “operably linked” refers to DNA and regulatory and effector nucleotide sequences (eg, promoters, enhancers, transcription and translation stop sites, and other signal sequences). A functional relationship with For example, an operable linkage of DNA to a promoter refers to a physical and functional relationship between the DNA and the promoter, whereby transcription of such DNA specifically recognizes and binds to the DNA. And initiated from the promoter by the RNA polymerase that transcribes.
As used herein, expression refers to the process by which polynucleic acids are transcribed into mRNA and translated into peptides, polypeptides, or proteins. Where the polynucleic acid is derived from genomic DNA, expression can include splicing of mRNA when an appropriate eukaryotic host cell or organism is selected.
Prokaryotic transformation vectors are well known in the art and include pBlueskript and phage λZAP vectors (Stratagene, La Jolla, Calif.) And the like. Other suitable vectors and promoters are disclosed in detail in US Pat. No. 4,798,885, issued Jan. 17, 1989, the disclosure of which is hereby incorporated by reference in its entirety.
Other suitable vectors for transformation of E. coli cells include the pET expression vector (see Novagen, US Pat. No. 4,952,496) (eg, pETlla, which is a T7 promoter, T7 terminator, inducible E. coli). E. coli lac operator, and lac repressor gene; and pET12a-c, which contains the T7 promoter, T7 terminator, and E. coli ompT secretion signal). Another suitable vector is pIN-IIIompA2 (Duffaud et al.,Meth. In Enzymology153: 492-507, 1987), which includes the lpp promoter, the lacUV5 promoter operator, the ompA secretion signal, and the lac repressor gene.
Exemplary eukaryotic transformation vectors include a cloned bovine papillomavirus genome, a murine retrovirus cloned genome, and a eukaryotic cassette (eg, the pSV-2 gpt system (Mulligan and Berg ,Nature277: 108-114 (1979)), Okayama-Berg cloning system (Mol. Cell Biol., 2: 161-170, (1982)), as well as the Genetics Institute (Science228: 810-815 (1985)) is available, which provides substantial assurance of the expression of at least some of the proteins of interest in transformed eukaryotic cell lines. Provide sex.
For transfection of mammalian cells, particularly preferred base vectors containing regulatory elements that can be ligated to DNA encoding the AT of the present invention are cytomegalovirus (CMV) promoter-based vectors (eg, pcDNA1 (Invitrogen , San Diego, CA)), MMTV promoter-based vectors (eg, pMAMNeo (Clontech, Palo Alto, Calif.), And pMSG (Pharmacia, Piscataway, NJ), and SV40 promoter-based vectors (eg, pSVβ (Clontech, Palo Alto, CA).
According to another embodiment of the present invention, there is provided a “recombinant cell” comprising a nucleic acid molecule (ie, DNA or mRNA) of the present invention. Methods for transforming suitable host cells, preferably bacterial cells, and more preferably E. coli cells, and methods applicable for culturing this cell containing a gene encoding a heterologous protein are generally described in the art. Are known. For example, Sambrook et al.Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd edition), Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, USA (1989).
An exemplary method for introducing (transducing) an expression vector containing a nucleic acid of the invention into a host cell to produce a transduced recombinant cell (ie, a cell containing a recombinant heterologous nucleic acid) is described in the art. (For review, Friedmann,Science244: 1275-1281 (1989); Mulligan,Science260: 926-932 (1993), each of which is hereby incorporated by reference in its entirety). Exemplary methods of transduction include, for example, infection with viral vectors (see, eg, US Pat. Nos. 4,405,712 and 4,650,764), calcium phosphate transfection (US Pat. Nos. 4,399,216 and 4,634,665). Dextran sulfate transfection, electroporation, lipofection (see, eg, US Pat. Nos. 4,394,448 and 4,619,794), cytofection, particle bead bombardment, and the like. The heterologous nucleic acid can optionally contain sequences that permit its extrachromosomal (ie, episomal) maintenance, or the heterologous DNA can be caused to integrate into the host genome (stable maintenance in the host). As an alternative means to ensure).
Host organisms intended for use in the practice of the present invention include organisms in which recombinant production of heterologous proteins has been performed. Examples of such host organisms include bacteria (eg, E. coli), yeasts (eg, Saccharomyces cerevisiae, Candida tropicalis, Hansenula polymorpha, and P. pastoris; eg, US Pat. Nos. 4,882,279, 4,837,184, 4,929,555, and 4,855,231), mammalian cells (eg, HEK293, CHO, and Ltk)-Cell) and insect cells. A presently preferred host organism is a bacterium. The most preferred bacterium is E. coli.
In one embodiment, the nucleic acid encoding the AT protein of the invention is transferred to mammalian cells in vivo or in vitro using suitable viral vectors well known in the art (eg, retroviral vectors, adenoviral vectors, etc.). Can be delivered either. Furthermore, where it is desired to limit or reduce the in vivo expression of the AT of the invention, the introduction of the antisense strand of the nucleic acid of the invention is contemplated.
Virus-based systems offer the advantage that relatively high levels of heterologous nucleic acid can be introduced into various cells. Suitable viral vectors for introducing AT nucleic acids of the invention encoding AT proteins into mammalian cells (eg, vascular tissue zones) are well known in the art. Examples of these viral vectors include herpes simplex virus vectors (eg, Geller et al., Science, 241: 1667-1669 (1988)), vaccinia virus vectors (eg, Piccini et al., Meth. In Enzymology, 153: 545-563 ( 1987); cytomegalovirus vectors (Mocarski et al., Viral Vectors, Y. Gluzman and SH Hughes, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, 1988, pp. 78-84), Moloney murine leukemia virus vectors (Danos et al., PNAS, USA, 85: 6469 (1980)), adenoviral vectors (eg, Logan et al., PNAS, USA, 81: 3655-3659 (1984); Jones et al., Cell, 17: 683-689 (1979); Berkner, Biotechniques, 6: 616-626 (1988); Cotten et al., PNAS, USA 89,: 6094-6098 (1992); Graham et al., Meth. Mol. Biol., 7: 109-127 (1991)), adeno-associated virus. Vectors, retroviral vectors (eg, US Pat. Nos. 4,405,712 and 4 , 650,764) etc. Particularly preferred viral vectors are adenoviral vectors and retroviral vectors.
For example, in one embodiment of the invention, an adenovirus-transferrin / polylysine-DNA (TfAdpl-DNA) vector complex (Wagner et al., PNAS, USA, 89: 6099-6103 (1992); Curiel et al., Hum. Gene Therapy, 3: 147-154 (1992); Gao et al., Hum. Gene Ther., 4: 14-24 (1993)) is used to introduce heterologous AT nucleic acids into mammalian cells. Any plasmid expression vector described herein can be used in the TfAdpl-DNA complex.
As used herein, a “retroviral vector” refers to a well-known gene transfer plasmid having an expression cassette that encodes a heterologous gene present between two retroviral LTRs. Retroviral vectors typically allow retroviral vectors or RNA to be transcribed using a retroviral vector as a template that is packaged into a viral virion in an appropriate packaging cell line. Including a suitable packaging signal (see, eg, US Pat. No. 4,650,764).
Retroviral vectors suitable for use herein include, for example, US Pat. No. 5,252,479, and WIPO publications WO 92/07573, WO 90/06997, WO 89/05345, WO 92/05266, and WO 92 / 14829 (incorporated herein by reference). These provide a description of methods for efficiently introducing nucleic acids into human cells using such retroviral vectors. Examples of other retrovirus vectors include mouse mammary tumor virus vectors (for example, Shackleford et al., PNAS, USA, 85: 9655-9659 (1988)).
In accordance with yet another embodiment of the present invention, there are provided anti-AT antibodies having specific reactivity with the AT polypeptides of the present invention. Active fragments of antibodies are included within the definition of “antibody”. The antibodies of the present invention can be produced by methods known in the art using AT polypeptides, proteins, or portions thereof as antigens. For example, polyclonal and monoclonal antibodies are described in the art, for example, as described in Harlow and Lane, Antibodies; A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory (1988)), incorporated herein by reference. It can be produced by known methods. The AT polypeptides of the present invention can be used as immunogens in generating such antibodies. Alternatively, synthetic peptides can be prepared (using commercially available synthesizers) and used as immunogens. Amino acid sequences can be analyzed by methods well known in the art to determine whether they encode the hydrophobic or hydrophilic domains of the corresponding polypeptide. Altered antibodies (eg, chimeric, humanized, CDR-grafted, or bifunctional antibodies) can also be produced by methods well known in the art. Such antibodies can also be produced by hybridoma, chemical synthesis, or recombinant methods, for example, as described in Sambrook et al., Supra, and Harlow and Lane, supra. Both anti-peptide and anti-fusion protein antibodies can be used. (See, eg, Bahouth et al., Trends Pharmacol. Sci. 12: 338 (1991); Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley and Sons, NY (1989), incorporated herein by reference). )
The antibodies thus produced are used, inter alia, in diagnostic methods and systems for detecting the level of AT protein present in mammals (preferably humans, body samples (eg tissue or blood)). obtain. Such antibodies can also be used for immunoaffinity purification or affinity chromatography purification of the AT protein of the invention. In addition, kono methods are contemplated herein for detecting the presence of AT polypeptides either on the surface of cells or intracellularly (eg, in the nucleus). The method comprises contacting a cell with an antibody that specifically binds to an AT polypeptide under conditions that allow binding of the antibody to the AT polypeptide, detecting the presence of an antibody bound to AT, and Thereby detecting the presence of a polypeptide of the invention on the surface or in the cell. For detection of such polypeptides, the antibodies can be used for in vitro diagnostic methods or in vivo diagnostic imaging methods.
Useful immunological procedures for in vitro detection of target AT polypeptides in a sample include immunoassays using detectable antibodies. Such immunoassays include, for example, ELISA, Pandex microfluorimetric assay, agglutination assay, flow cytometry, serum diagnostic assay, and immunohistochemical staining procedures well known in the art. The antibody can be made detectable by various means well known in the art. For example, a detectable marker can be directly or indirectly attached to the antibody. Useful markers include, for example, radioactive nucleotides, enzymes, fluorophores, chromogens, and chemiluminescent labels.
The anti-AT antibodies of the present invention may be used herein to modulate the activity of AT polypeptides in living animals, humans, or biological tissues or fluids isolated therefrom. Intended. The term “modulation” refers to the ability of a compound to increase (eg, via an agonist) or inhibit (eg, via an antagonist) the biological activity of an AT protein (eg, the Ac-CoA transport activity of AT). . Accordingly, the carrier and a naturally occurring ligand or other AT binding protein contain an amount of antibody having specificity for an AT polypeptide effective to block binding to the AT polypeptide of the invention. Compositions are contemplated herein. For example, a monoclonal antibody directed to an epitope of an AT polypeptide molecule that is present on the surface of a cell and has an amino acid sequence substantially the same as the amino acid sequence of a cell surface epitope of an AT polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: Can be useful for this purpose.
The invention further provides a transgenic non-human mammal capable of expressing an exogenous nucleic acid encoding an AT polypeptide. As used herein, the phrase “exogenous nucleic acid” is not native to the host or is present in a host other than its natural environment (eg, one of the genetically engineered DNA constructs). Part) refers to a nucleic acid sequence. In addition to naturally occurring levels of AT, the AT proteins of the invention can be overexpressed, underexpressed, or expressed in an inactive mutant form in a transgenic mammal (eg, Any of the known knockout transgenics).
Also provided is a transgenic non-human mammal capable of expressing a nucleic acid encoding an AT polypeptide that has been mutated so that it does not have normal activity (ie, does not express native AT). The invention also includes a genome comprising an antisense nucleic acid complementary to a nucleic acid encoding an AT polypeptide, wherein the genome is arranged to be transcribed into an antisense mRNA complementary to the mRNA encoding the AT polypeptide. A transgenic non-human mammal is provided. This antisense nucleic acid hybridizes to the mRNA, thereby reducing its translation. The nucleic acid can further include an inducible promoter and / or tissue specific regulatory elements so that expression can be induced or restricted to specific cell types. An example of a nucleic acid is DNA or cDNA having a coding sequence substantially the same as the coding sequence shown in SEQ ID NO: 1. An example of a non-human transgenic mammal is a transgenic mouse.
Animal model systems that illustrate the physiological and functional roles of AT polypeptides are also provided and are produced by creating transgenic animals. Here, the expression of the AT polypeptide is altered using various techniques. Examples of such techniques include the production of a normal or mutant version of a nucleic acid encoding an AT polypeptide by microinjection, retroviral infection, or other means well known to those skilled in the art. Insertion into an appropriate fertilized embryo. (See, eg, Hogan et al., Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory, (1986)).
Also contemplated herein is the use of a variant or normal version of homologous recombination of an AT gene with a natural locus in a transgenic animal to modulate the regulation or structure of an AT polypeptide. (See Capecchi et al., Science, 244: 1288 (1989); Zimmer et al., Nature, 338: 150 (1989); these are incorporated herein by reference). Homologous recombination techniques are well known in the art. Homologous recombination cannot replace a natural (endogenous) gene with a recombinant or mutated gene to express a natural (endogenous) protein, but for example, altered expression of an AT polypeptide. The resulting animal is capable of expressing the mutant protein.
In contrast to homologous recombination, microinjection adds a gene to the host genome without removing the host gene. Microinjection can produce transgenic animals that can express both endogenous and exogenous AT proteins. Inducible promoters can be linked to the coding region of the nucleic acid to provide a means to regulate the expression of the transgene. Tissue specific regulatory elements can be linked to the coding region to allow tissue specific expression of the transgene. Transgenic animal model systems are useful for in vivo screening of compounds for the identification of specific reagents (ie, agonists and antagonists that activate or inhibit protein responses).
The nucleic acids, oligonucleotides (including antisense) of the present invention, vectors comprising the same, transformed host cells, polypeptides, and combinations thereof, as well as the antibodies of the present invention, the compounds of the AT polypeptides of the present invention Can be used to screen compounds in vitro to determine whether they act as potential agonists or antagonists. These in vitro screening assays provide information regarding the function and activity of the AT polypeptides of the present invention. This can lead to the identification and design of compounds that can specifically interact with one or more types of polypeptides, peptides, or proteins.
In accordance with yet another embodiment of the invention, a method is provided for identifying compounds (eg, antibodies, binding reagents, etc.) that bind to an AT polypeptide. For example, the AT proteins of the present invention can be used in competitive binding assays. Such an assay can apply a large number of compounds to rapid screening to determine which compounds, if any, can bind to the AT protein. Subsequently, more detailed assays have been found to bind to further determine whether such compounds act as modulators (eg, agonists or antagonists) of the proteins of the invention. Can be used.
AT is considered a gene that, when deficient, responds to abnormal neuronal differentiation and / or migration. In addition, abnormal levels (eg, higher or lower levels) of AT protein of the present invention, or abnormally acting AT protein, may prevent breast cancer and cancers from ectoderm origin such as neuroblastoma and melanoma. It is thought to be related to human tumors including.
Accordingly, in another embodiment of the invention, a bioassay for identifying a compound that modulates the activity of an AT polypeptide of the invention is provided. According to this method, a membrane bound to an AT polypeptide of the invention is contacted with Ac-CoA in the presence and absence of a test compound; the activity of the AT protein is monitored following contact with the test compound. , And those substances that cause either increased or decreased transport of Ac-CoA across membranes with AT proteins are identified as functional reagents for modulating AT polypeptides.
In accordance with another embodiment of the present invention, a transformed host cell (either intact or semi-intact cell) that recombinantly expresses an AT polypeptide of the present invention is combined with a test compound. And then its modulating effect is mediated by AT of Ac-CoA (eg, radiolabeled Ac-CoA as described in Example VI) in the presence and absence of the test compound. It can be assessed against the presence of the compound by comparing transport or by comparing the response of a test cell or control cell (ie, a cell that does not express an AT polypeptide).
As used herein, a compound or signal that “modulates” an activity of an AT polypeptide of the invention alters the activity of the AT polypeptide, so that the activity of the AT polypeptide of the invention is A compound or signal that differs in the presence of a compound or signal than in the absence of the compound or signal. In particular, such compounds or signals include agonists or antagonists. Agonists include compounds or signals that activate or increase the function of the AT protein. Alternatively, an antagonist includes a compound or signal that inhibits or otherwise reduces and interferes with the function of the AT protein. Typically, the effect of an antagonist is observed as a block of protein activity induced by an agonist. Antagonists include competing and non-competitive antagonists. Competitive antagonists (or competitive blockers) interact with or near sites specific for Ac-CoA transport. A non-competitive antagonist or blocker inactivates the function of the polypeptide by interacting at a site different from the Ac-CoA transport region of the AT protein of the present invention.
As will be appreciated by those skilled in the art, assay methods for identifying compounds that modulate AT activity generally require comparison with controls. One type of “control” is a cell or culture that has undergone substantially the same treatment as a test cell or test culture exposed to a compound, characterized in that the “control” cell or culture is not exposed to the compound. It is. For example, the type of “control” cell or culture can be a cell or culture that is identical to the transfected cell, except for a “control” cell or culture that does not express the native protein. Thus, the response of the transfected cell to the compound is compared to the response (or lack thereof) of the “control” cell or culture to the same compound under the same reaction conditions.
Thus, according to another embodiment of the present invention, a bioassay is provided for assessing whether a test compound can act as an agonist or antagonist of an AT protein. Here, the bioassay described above includes:
(A) culturing cells comprising:
DNA expressing AT protein or functionally modified form thereof,
Here, the above culturing step is carried out in the presence of at least one compound whose ability to modulate the Ac-CoA transport activity of the AT protein has been determined, and thereafter
(B) monitoring the cells for any increase or decrease in the level of Ac-CoA.
Methods well known in the art for measuring uptake of Ac-CoA, such as the transport of radiolabeled Ac-CoA into intracellular organelles, are used herein to identify agonists and antagonists of AT proteins. Can be used in the bioassays described in. For example, the method described in Example VI can be used to assess the Ac-CoA transport activity of a recombinant AT protein, or a variant and / or analog thereof, expressed in a mammalian host cell. .
As used herein, “ability to modulate Ac protein's Ac-CoA transport activity” induces (agonist) or inhibits AT protein's Ac-CoA transport activity across the intracellular membrane. Refers to a compound that has either ability to (antagonist).
In another embodiment of the invention, a bioassay for assessing whether a test compound can act as an antagonist of the AT protein of the invention or is a functionally modified form of the AT protein described above. Includes the following steps:
(A) culturing cells comprising:
DNA expressing AT protein or functionally modified form thereof,
Here, the above culture step is carried out in the presence of:
Increasing concentrations of at least one compound that is sought to determine its ability to inhibit the Ac-CoA transport ability of an AT protein; and
A fixed concentration of Ac-CoA;
And then
(B) monitoring the level of Ac-CoA transported into the organelle as a function of the concentration of the compound in the cell, thereby indicating the ability of the compound to inhibit AT transport activity.
In step (a) of the above antagonist bioassay, the culturing step is also performed in the presence of:
At a fixed concentration of at least one compound that is required to determine its ability to inhibit the Ac-CoA transport activity of an AT protein;
Increasing concentrations of Ac-CoA.
As used herein, the phrase “intracellular organelle” refers to, for example, the Golgi apparatus, endoplasmic reticulum, mitochondria and the like. Host cells intended for use in the bioassay of the present invention include CV-1 cells, COS cells, HeLa cells and the like. Currently preferred host cells for performing the bioassays of the present invention are HeLa cells as described in Example VI.
In yet another embodiment of the invention, a method for modulating Ac protein-mediated transport activity mediated by AT protein is also contemplated. The above method includes the following steps:
Contacting the AT protein with an effective modulating amount of an agonist or antagonist identified by the bioassay described above.
Also contemplated herein are methods for treating abnormal neuronal differentiation, abnormal neuronal migration, neuroblastoma, or melanoma. The above methods involve administering an effective amount of a compound (agonist or antagonist) identified by the methods described herein. Such compounds are typically administered in a biologically acceptable composition.
Accordingly, the present invention contemplates therapeutic compositions useful for practicing the therapeutic methods described herein. The therapeutic composition of the present invention is a physiologically compatible carrier with an AT-1 modulator, or anti-AT as described herein dissolved or dispersed therein as an active ingredient. Includes -1 antibody. In preferred embodiments, the therapeutic composition is not immunogenic when administered to a mammalian or human patient for therapeutic purposes.
As used herein, the terms “pharmaceutically acceptable”, “physiologically acceptable”, and grammatical variations thereof refer to compositions, carriers, diluents, and reagents. When used, it is used interchangeably and indicates that it can be administered to a mammal without producing unwanted physiological effects such as nausea, dizziness, stomach upset and the like.
The preparation of a pharmacological composition that contains active ingredients dissolved or dispersed therein is well known in the art. Typically, such compositions are prepared as injectables, either as liquid solutions or suspensions; however, suitable for solutions or suspensions in liquid prior to use. Solid forms can also be prepared. The preparation can also be an emulsion.
The active ingredient can be mixed with excipients that are pharmaceutically acceptable and compatible with the active ingredient in amounts suitable for use in the therapeutic methods described herein. Suitable excipients are, for example, water, saline, dextrose, glycerol, ethanol, etc., and combinations of any two or more thereof. In addition, if desired, the composition may contain minor amounts of auxiliary substances such as wetting or emulsifying agents, pH buffering agents, etc. that enhance the effectiveness of the active ingredient.
The therapeutic composition of the present invention may include pharmaceutically acceptable salts of the components herein. Pharmaceutically acceptable non-toxic salts include, for example, acid addition salts (formed using the free amino group of the polypeptide), formed using inorganic acids such as the following: hydrochloric acid , Hydrobromic acid, perchloric acid, nitric acid, thiocyanic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, propionic acid, glycolic acid, lactic acid, pyruvic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, maleic acid, fumaric acid, anthranilic acid Cinnamic acid, naphthalene sulfonic acid, sulfanilic acid and the like.
Salts formed using free carboxyl groups can also be derived from inorganic bases such as, for example: sodium hydroxide, ammonium hydroxide, potassium hydroxide, etc .; and derived from organic bases such as, for example: Mono-, di-, and tri-alkylamines and tri-arylamines (eg, triethylamine, diisopropylamine, methylamine, dimethylamine, and the like), and optionally ethanolamines (eg, ethanolamine, diethanolamine, etc.) Is replaced by
Physiologically tolerant carriers are well known in the art. Exemplary liquid carriers are free of other ingredients in addition to the active ingredient and water, or are buffered (eg, sodium phosphate at physiological pH, physiological saline, or both (eg, A sterile aqueous solution containing phosphate buffered saline)). Still further, the water-soluble carrier can include one or more buffer salts, and salts such as sodium chloride and potassium chloride, dextrose, polyethylene glycol, and other solutes.
Liquid compositions may also include a liquid layer in addition to water, and may include a liquid layer to exclude water. Exemplary additional liquid layers include glycerin, vegetable oils (eg, cottonseed oil), and water-oil emulsions.
As described herein, an “effective amount” is pre-calculated to achieve a desired therapeutic effect, eg, to modulate the Ac-CoA transport activity of an AT protein of the invention. It is a determined amount. The required dosage will vary with the particular treatment and with the duration of treatment desired; however, dosages of between about 10 μg to about 1 mg / kg body weight / day are used for therapeutic treatment. Is predicted. It may be particularly useful to administer such compounds in a depot or long-lasting form, as discussed herein below. A therapeutically effective amount, when administered in a physiologically acceptable composition, is typically the amount of an AT modulator or a compound identified herein. And achieve a plasma concentration of about 0.1 μg / ml to about 100 μg / ml, preferably about 1.0 μg / ml to about 50 μg / ml, more preferably at least about 2 μg / ml, and usually 5 to 10 μg / ml. Enough for. The therapeutic anti-AT antibodies of the present invention can be administered in proportionally appropriate amounts according to the knowledge of the skilled artisan.
All US patents and all publications mentioned in this specification are incorporated by reference in their entirety. The invention will now be described in further detail with reference to the following non-limiting examples.
Example
Unless stated otherwise, the invention was performed using standard procedures such as those described below: Maniatis et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor. New York, USA (1982); Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd edition), Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, USA (1989); Davis et al., Basic Method in Molecular Biology. Elsevier Science Publishing, Inc., New York, USA (1986); or Methods in Enzymology: Guide to Molecular Cloning Techniques vol 152, edited by SL Berger and AR Kimmerl, Academic Press Inc., San Diego, USA (1987).
Example I
Description of antibodies used in this specification
Monoclonal antibody (mAb) M6703 specific for GT3 having the structure of the C-series polysialoganglioside NeuNAcα2-8NeuNAcα2-8NeuNAcα2-3Galβ1-R was prepared as described in Hirabayashi et al., 1988, J. Biochem., 104: 973-979 Which was incorporated by reference in its entirety). MAb R24 (Pukel et al., 1982, J. Exp. Med., 155: 1133-1147, incorporated herein by reference), which was shown to react with GD3, was obtained from the American Type Culture Collection ( ATCC # HB-8445). MAb D1.1 that recognizes 9-O-acetylated dysialoglioside is described in Levine et al., 1984, J. Neuroscience, 4: 820-831 (incorporated herein by reference). MAB 493D4 established and reacted with 9-O-acetylated GT3 was provided by Dr. S. Fujita (Mitsubishi Kasei Institute of Life Sciences). Polyclonal antibodies against the N-terminal 14 amino acid peptide of the synthesis of AT-1 protein (amino acids 1-14 of SEQ ID NO: 2) were prepared using well-known methods.
Construction of stably transfected recipient cells
This example provides a method for obtaining transfected cell lines that produce gangliosides but not their 9-O-Ac derivatives. The purpose of this procedure is to produce cell lines that express gangliosides GD3 and GT3 but not their 9-O-acetylated derivatives. To clone the novel factors required for the expression of 9-O-acetylated gangliosides, use recipient cells that express the precursor ganglioside but do not express the corresponding 9-O-acetylated ganglioside It was necessary to do. The specific gangliosides studied were NeuAcα2-8NeuAcα2-3Galβ1-4Glcβ1-1'Cer (hereinafter referred to as “GD3”), 9-O-Ac-GD3 (terminal 9-position of neuraminic acid). NeuAcα2-8NeuAcα2-8NeuAcα2-3Galβ1-4Glcβ1-1'Cer (hereinafter referred to as “GT3”), and 9-O-Ac-GT3 (which is acetylated at the 9-position of terminal neuraminic acid) )Met.
Cell line COS-1 / GD3+(Which stably expresses ganglioside GD3, but does not express 9-O-Ac-GD3) was developed by Nakayama et al. (J. Biol. Chem., 271: 3684-3691 (incorporated herein by reference)). 1996)). And HeLa / GT3+(Stable expression of gangliosides GD3 and GT3 but not 9-O-Ac-GD3 or 9-O-Ac-GT3) as previously described (Nakayama et al., Supra, 1996) Prepared.
Example II
Isolation of cDNA encoding AT-1
CDNA library based on mammalian expression vector pcDNAI-SK-MEL-28 (9-O-AD-GD3+(9-O-Ac-GD3+) Isolated from human melanoma SK-MEL-28 cells expressing poly (A)+(Built using RNA) was purchased from Invitrogen (San Diego, Calif.) (US Pat. No. 5,484,590, issued January 16, 1996, incorporated herein by reference). See; Bierhuzen and Fukuda, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 89: 9326-9330 (1992), incorporated herein by reference).
1.2 × 107COS-1 / GD3+Cells were transfected with 20 μg pcDNAI-SK-MEL-28 using Lipofectamine (Life Technologies, Inc.). After 60 hours, the transfected cells producing 9-O-Ac-ganglioside are treated with monoclonal antibody D1.1 that specifically binds to 9-O-Ac-GD3 (incorporated herein by reference, Levine et al., J. Neuros., 4: 820-831 (1984)) and stained by indirect immunofluorescence. Fluorescently labeled cells were isolated using fluorescence activated cell sorting using a FACStar cell sorter (Becton Dickinson).
COS-1 / GD3 stained positive for 9-O-Ac-GD3+Cells were harvested and plasmid DNA was isolated using the Hirt procedure (Hirt, J. Mol. Biol., 26: 365-396 (1967), incorporated herein by reference). Plasmid DNA is transformed into the host bacterium MC1061 / P3 in the presence of ampicillin and tetracycline and is well known as described, for example, in Sambrook et al. (Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, NY (1989)). The method was used to isolate from a bacterial host.
Isolated and pooled plasmids were subjected to sibling selection (see US Pat. No. 5,484,590). Briefly, isolated plasmids are transformed into COS-1 / GD3, where the active pool is continuously reduced.+The cells were subjected to sister selection using cells. Transfected cells were screened by indirect immunofluorescence microscopy using monoclonal antibody D1.1. Positively stained cells were collected and plasmid DNA was extracted. After subsequent rounds of sister selection, a single plasmid pcDNAI-AT-1 encoding the factor required for 9-O-Ac-GD3 expression was isolated. This factor was named AT-1 (SEQ ID NO: 1).
Plasmids from selected cloned cells were isolated and the nucleotide sequence of the insert was determined in both directions. The nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 1 (GenBank accession number D88152).
The cDNA encoding AT-1 contains an open reading frame having 1650 base pairs encoding a 549 amino acid polypeptide (SEQ ID NO: 2) having a calculated molecular weight of 60,906 Da. Homology searches against protein and nucleic acid databases (GenBank, EMBL and Swiss-Prot) showed no significant homology with any known protein. This indicates that the protein encoded by AT-1 is novel. Hydropathy analysis of the AT-1 polypeptide sequence (Kyte and Doolittle (J. Mol. Biol., 157: 105-132 (1982)) has shown that this polypeptide contains several possible transmembrane domains. (See FIG. 1.) Similar analyzes were performed for programs Psort (Nakai et al., Genomics, 14: 897-911 (1992) and Tmpred (Hofmann and Stoffel, Biol. Chem. Hoppe-Seyler, 347: 166 (1993)) These two analyzes showed that the AT-1 polypeptide has a type IIIa membrane protein structure with 6 to 10 transmembrane domains. One polypeptide contains a leucine zipper motif in the transmembrane domain at amino acid residues 144 to 165. It should be noted that leucine zipper motifs are often found in other transporter proteins (eg, Eckhardt 1996, PNAS, USA, 93 7572-7576; Miura et al., 1996, J Biochem (Tokyo), 120:. 236-241; Abeijon et al, 1996, PNAS, USA, 93: 5963-5968 see).
Example III
Expression assay characterizing the effect of AT-1 on O-acetylation of gangliosides
COS-1 / GD3 + cell
COS-1 / GD3+Cells were transiently transfected with pcDNAI (mock transfection) or pcDNAI-AT-1. Sixty hours after transfection, the transfected cells are fixed and immunostained separately by incubation with mAb R24 (anti-GD3) or mAb D1.1 (anti-9-O-acetylated dicialogangioside) This was followed by incubation with rhodamine-conjugated anti-mouse IgG for mAb R24 or fluorescein isothiocyanate-conjugated anti-mouse IgM for mAb D1.1. Although there was no significant difference in R24 reactivity between pseudotransfectants and AT-1 transfectants, the expression of 9-O-acetylated GD3 was found in AT-1 transfectants Strongly detected with mAb D1.1. Only weak puncture staining was detected in pseudo-transfectants. These results indicate that the AT-1 protein of the present invention mediates (influences) 9-O-acetylation of GD3.
HeLa / GT3 + cells
HeLa / GT3+Cells were transfected with either pcDNAI (control) or pcDNAI-AT-1 and subsequently immunostained with mAb 493D4 binding to 9-O-Ac-GT3. HeLa / GT3+Cells transfected with / AT-1 stained positive for 9-O-Ac-GT3, but HeLa / GT3+The / pcDNAI control cells showed no detectable staining. HeLa / GT3+The staining of / AT-1 cells was eliminated by alkaline treatment (0.1N NaOH for 15 minutes at room temperature). These results indicate that the AT-1 protein of the present invention mediates (influences) 9-O-acetylation of GT3.
Stablely transfected HeLa / GT3 + / AT-1 cell establishment
HeLa / GT3+Cells were co-transfected with pcDNA-I-AT-1 and pSV2HyB (10: 1) (the latter expression confers resistance to hygromycin B) and then selected for hygromycin B resistance. Transfected cells were screened for the presence of 9-O-Ac-GT3 by immunofluorescence staining with mAb 493D4 as discussed above. One stably transfected clone was isolated and HeLa / GT3+It was named / AT-1.
Quantification of total intracellular gangliosides
To confirm that cells transfected with AT-1 synthesize O-acetylated gangliosides, all gangliosides were HeLa / GT3+Isolated from cells and from their transient and stable AT-1 transfectants. HeLa / GT3+We found that the cells contained only simple gangliosides, GM3, GD3, GT3, and a small amount of putative GQ3, which allowed them to be combined with ganglioside composition after transfection with AT-1 using thin layer chromatography. Ideal for testing.
Analytical thin layer chromatography was performed on precoated thin layer chromatography plates (Kieselgel 60, Merck). The solvent system used was chloroform, methanol, 12 mM MgCl.2(5: 4: 1, volume ratio). Gangliosides were visualized with resorcinol / HCl reagent. 5 × 10FiveIsolation of gangliosides from individual transfected cells and TLC-immunostaining was performed as described in Hirabayashi et al., J. Biol. Chem. 104: 973-979 (1988). Ganglioside purified from cells was mounted on plastic plates (Polygram Sil G, Nagel, Doren, Germany) and developed under the same conditions as described above. Plates were subjected to immunostaining with mAb followed by peroxidase-conjugated goat anti-mouse IgG antibody. Peroxidase activity was measured using 4-chloro-1-naphthol / H2O2Visualized with. Gangliosides were analyzed simultaneously after deacetylation by alkali treatment.
The results show that the expression of O-Ac-GT3 and putative O-Ac-GQ3 was strongly positive in cells stably transfected with AT-1. Again, no positive spots were observed when gangliosides were subjected to alkaline hydrolysis. HeLa / GT3+And HeLa / GT3+It is important to note that / AT-1 cells contain similar total ganglioside content. In addition, no visible differences in the composition of neutral and non-acetylated gangliosides were detected using thin layer chromatographic analysis.
Example IV
Northern blot analysis of AT-1 mRNA
The expression of AT-1 mRNA in various human tissues was examined by Northern blot analysis. Poly (A) prepared from stably transfected HeLa cells+Samples of RNA were electrophoresed in an agarose gel containing 2.2M formaldehyde and transferred to a nylon filter (Hybond ™ -N, Amersham). Hybridization with human glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (G3PDH) cDNA was performed as a control experiment. These blots were analyzed with [α- by multiprime DNA labeling system (Amersham)32After labeling with P] dCTP, it was hybridized with a gel-purified cDNA insert of AT-1.
Two major transcripts of AT-1 with a size of 3.3 and 4.3 kb were detected in all tissues tested, including heart, brain, placenta, lung, liver, skeletal muscle, kidney, and pancreas . Interestingly, pancreatic tissue developed the strongest signal among the tissues tested. In the pancreas, islets of Langerhans were shown by immunohistochemical staining to express O-acetylated sialoglycoconjugates using mAb 493D4 and mAb D1.1. Two transcripts of AT-1 having a size of 2.7 and 3.4 kb were strongly expressed in AT-1 transfected HeLa cells and barely detected in mock transfected HeLa cells.
Example V
Immunohistochemical localization of AT-1 protein
HeLa / GT3+In order to study the intracellular localization of AT-1 protein in / AT-1 cells, the inventors have synthesized amino acids 1 to 2 of SEQ ID NO: 2 corresponding to the N-terminus of AT-1. Specific antibodies against 14) were prepared. Stably transfected cells HeLa / GT3+/ AT-1 and HeLa / GT3+/ pcDNAI was immobilized, permeabilized with saponin, and incubated with an affinity purified rabbit anti-AT-1 antibody specific for AT-1 protein. Subsequently, it was incubated with fluorescein isothiocyanate-conjugated anti-rabbit IgG.
HeLa / GT3 using anti-AT-1 antibody+Western blot analysis of / AT-1 cells revealed a major positive band of 54 kd and a weak reactive spot of 58 kd. Immunofluorescence analysis using affinity-purified anti-AT-1 peptide showed that this AT-1 protein was localized in the cytoplasm (including endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, and mitochondria). This specific staining was not observed with preimmune IgG or in the presence of peptide antigen.
Example VI
Ac-CoA incorporation into semi-intact cells
Since it was difficult to prepare endoplasmic reticulum or Golgi membrane fractions from cultured cells, the Ac-CoA transporter activity in the cells was determined by reference to Bhakdi et al. (Incorporated herein by reference, Infect. Immun., 47: 52-60 (1985)); Kuncan and Schlegel (J. Cell Biol., 67: 160-173 (1993), incorporated herein by reference); Using semi-intact, permeabilized HeLa cells using the method of Kain et al. (J. Biol. Chem., 268: 19640-19649 (1993)), incorporated herein by reference. Treatment with streptolysin O (hereinafter “SLO”, GIBCO BRL) produces pores in the plasma membrane of the cell without any damage to the intracellular membrane. This allows the passage of large molecules such as Ac-CoA through the plasma membrane and then their intracellular The results may be as follows.
Cultured cells were harvested by trypsinization and PBS and calcium-free magnesium-free Hepes (HCMF: 0.14 M NaCl-5 mM KCl-6 mM Glc-0.3 mM Na2HPOFourWashed continuously with -10 mM Hepes, pH 7.4). After treatment with activated streptolysin O (SLO, GIBCO BRL) diluted in HCMF for 20 minutes at 28 ° C., the cells were washed and transporter buffer (TB: 25 mM Hepes-KOH-75 mM KOAc-2.5 mM MgOAc-5 mM EGTA-1.8 mM CaCl2[Ac- in pH 7.2)14C] Ac-CoA was incubated at room temperature for various times. The reaction was quenched by the addition of ice cold TB. After removing the supernatant by centrifugation, the pellet was washed 3 times with TB, solubilized with 1% SDS, and radioactivity was counted.
As shown in FIG. 2, semi-intact cells are expressed as [Ac-14When incubated with C] Ac-CoA (35 μM), increased radioactivity uptake was clearly demonstrated in cells transfected with AT-1. This effect was not seen with pseudo-transfectants. Upon addition of transporter CoA (350 μM) inhibitor radioactivity uptake was reduced to 60% of control. These results strongly suggest that AT-1 encodes an Ac-CoA transporter.
Although the invention has been described with reference to the examples provided above, it should be understood that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Accordingly, the invention is limited only by the claims.
Sequence listing
(1) General information:
(I) Applicant: The Burnham Institute and RIKEN (RIKEN)
(Ii) Title of invention: Nucleic acids encoding a family of acetyl coenzyme A transporter proteins, and related products
(Iii) Number of sequences: 2
(Iv) Contact address:
(A) Name: Campbell and Flora LLP
(B) Address: La Jolla Village Drive 4370, Suite 700
(C) City: San Diego
(D) State: California
(E) Country: United States
(F) Zip code: 92122
(V) Computer readout form:
(A) Media type: floppy disk
(B) Computer: IBM PC compatible
(C) OS: PC-DOS / MS-DOS
(D) Software: Patent In Release # 1.0, Version # 1.30
(Vi) Current application data:
(A) Application number:
(B) Application date:
(C) Classification:
(Viii) Agent / office information:
(A) Name: Ramos, Robert Tee.
(B) Registration number: 37,915
(C) Inquiry / Record number: FP-LJ 2436
(Ix) Telephone line information:
(A) Phone: (619) 535-9001
(B) Telefax: (619) 535-8949
(2) Information of SEQ ID NO: 1:
(I) Sequence features:
(A) Length: 2682 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Number of chains: both forms
(D) Topology: Both forms
(Ii) Sequence type: cDNA
(Ix) Sequence features:
(A) Symbols representing features: CDS
(B) Location: 388..2035
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 1:
Figure 0004451497
Figure 0004451497
Figure 0004451497
Figure 0004451497
(2) Information of SEQ ID NO: 2:
(I) Sequence features:
(A) Length: 549 amino acids
(B) Type: Amino acid
(D) Topology: Linear
(Ii) Sequence type: protein
(Xi) Sequence: SEQ ID NO: 2:
Figure 0004451497
Figure 0004451497
Figure 0004451497
Statement regarding exclusion of disclosure or loss of novelty that is not disadvantageous
“Diversity of Sialosphingolipids With Modification Of Sialic Acid By Acetyl Group And Molecular Cloning Of A cDNA Encoding A Novel Membrane Protein The abstract entitled “Responsible For Acetylation” is shortly after registration at the International Symposium on Molecular And Cell Biology Of Glycoconjugate Expression on August 13-16, 1996. Incorporated in an unofficial abstract booklet distributed to.

Claims (31)

ヒトアセチルコエンザイムAトランスポーター(AT)タンパク質をコードする単離された核酸であって、該核酸は、以下:
(a)配列番号1に示すアミノ酸配列をコードするDNA;
(b)該(a)のDNAに対して高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAであって、該(b)のDNAは、生物学的に活性なATをコードする、DNA;
(c)配列番号2のアミノ酸配列のタンパク質において、1または数個のアミノ酸の置換、付加または欠失を有する配列番号2のアミノ酸配列から誘導されるタンパク質をコードし、かつ、ATの生物学的活性を有するDNA、
からなる群より選択される、核酸。
An isolated nucleic acid encoding a human acetyl coenzyme A transporter (AT) protein, the nucleic acid comprising:
(A) DNA encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1;
(B) DNA that hybridizes to the DNA of (a) under highly stringent conditions, wherein the DNA of (b) encodes a biologically active AT;
(C) encodes a protein derived from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 having one or several amino acid substitutions, additions or deletions in the protein of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and the biological of AT Active DNA,
A nucleic acid selected from the group consisting of:
請求項1に記載の核酸であって、該核酸が、配列番号1のヌクレオチド388〜2034のATコード部分に、高いストリンジェンシーの条件下でハイブリダイし、かつ、ATの活性を有するヒトタンパク質をコードする、核酸。The nucleic acid according to claim 1, wherein the nucleic acid encodes a human protein that hybridizes to the AT coding portion of nucleotides 388 to 2034 of SEQ ID NO: 1 under conditions of high stringency and has AT activity. Nucleic acid. 請求項1に記載の核酸であって、該核酸のヌクレオチド配列が、AT-1をコードし、および配列番号1に記載のヌクレオチド388〜2034と、同じである、核酸。2. The nucleic acid of claim 1, wherein the nucleic acid sequence encodes AT-1 and is the same as nucleotides 388-2034 of SEQ ID NO: 1. 請求項1に記載の核酸であって、該核酸がcDNAである、核酸。The nucleic acid according to claim 1, wherein the nucleic acid is cDNA. 請求項1に記載の核酸を含む、ベクター。A vector comprising the nucleic acid of claim 1. 請求項1の核酸を含む、組換え細胞。A recombinant cell comprising the nucleic acid of claim 1. オリゴヌクレオチドであって、配列番号1に記載されるヌクレオチド配列の核酸の配列と、特異的にハイブリダイズし得る少なくとも50の連続するヌクレオチドからなる、オリゴヌクレオチド。An oligonucleotide, the sequence of nucleotides in a nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, comprising at least 50 contiguous nucleotides capable of specifically hybridizing an oligonucleotide. 請求項7に記載のオリゴヌクレオチドであって、該オリゴヌクレオチドが、検出可能なマーカーで標識される、オリゴヌクレオチド。8. The oligonucleotide of claim 7, wherein the oligonucleotide is labeled with a detectable marker. AT cDNA配列の存在を検出するためのキットであって、請求項8に記載の少なくとも1つのオリゴヌクレオチドを含む、キット。A kit for detecting the presence of an AT cDNA sequence, comprising at least one oligonucleotide according to claim 8. 単離されたアセチルコエンザイムAトランスポーター(AT)タンパク質であって、該タンパク質は、
(a)配列番号2に示すアミノ酸配列を有し、膜を横切ってアセチルCoAを輸送する能力によって特徴付けられる、タンパク質;または
(b)配列番号2のアミノ酸配列において1または数個のアミノ酸の置換、付加もしくは欠失を有し、かつ、膜を横切ってアセチルCoAを輸送する活性を有する(a)のタンパク質から誘導されるタンパク質
である、タンパク質。
An isolated acetyl coenzyme A transporter (AT) protein comprising:
(A) a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and characterized by the ability to transport acetyl CoA across the membrane; or (b) substitution of one or several amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 A protein which is a protein derived from the protein of (a) having an addition or deletion and having the activity of transporting acetyl-CoA across the membrane.
請求項10に記載のATタンパク質であって、該タンパク質のアミノ酸配列が、配列番号2に記載のタンパク質配列において1または数個のアミノ酸の置換、付加もしくは欠失を有し、かつ、膜を横切ってアセチルCoAを輸送する活性を有する(a)のタンパク質から誘導されるタンパク質である、タンパク質。11. The AT protein according to claim 10, wherein the amino acid sequence of the protein has one or several amino acid substitutions, additions or deletions in the protein sequence of SEQ ID NO: 2 and crosses the membrane. A protein derived from the protein (a) having an activity of transporting acetyl CoA. 請求項11に記載のATタンパク質であって、配列番号2に記載のヒトAT-1タンパク質配列と同じアミノ酸を有する、タンパク質。12. The AT protein of claim 11, wherein the protein has the same amino acid as the human AT-1 protein sequence of SEQ ID NO: 2. 請求項10に記載のATタンパク質であって、該タンパク質は、以下:
(a)配列番号1に示すヌクレオチド配列のDNA;または
(b)(a)のDNAに対して、高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAであって、該DNAは、膜を横切ってアセチルCoAを輸送する活性を有するATタンパク質をコードする、DNAからなる群より選択される、ヒトAT-1であるヌクレオチド配列によってコードされる、タンパク質。
11. The AT protein of claim 10, wherein the protein is:
(A) a DNA having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1; or (b) a DNA that hybridizes under highly stringent conditions to the DNA of (a), the DNA crossing the membrane A protein encoded by a nucleotide sequence that is human AT-1, selected from the group consisting of DNA, that encodes an AT protein having activity to transport acetyl-CoA.
請求項13に記載のATタンパク質であって、該タンパク質が、ヒトATであり、および配列番号1に記載されるヌクレオチド配列によってコードされる、タンパク質。14. The AT protein of claim 13, wherein the protein is human AT and is encoded by the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1. 請求項10に記載のATタンパク質であって、該タンパク質が、
(a)配列番号1に記載されるヌクレオチド388〜2034;および
(b)(a)のヌクレオチド配列に対して、高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列であって、該ヌクレオチド配列は、膜を横切ってアセチルCoAを輸送する活性を有するATタンパク質をコードする、ヌクレオチド配列からなる群より選択される、
ヌクレオチド配列によってコードされる、タンパク質。
The AT protein according to claim 10, wherein the protein is
A nucleotide sequence that hybridizes under highly stringent conditions to the nucleotide sequence of (a) nucleotides 388-2034 set forth in SEQ ID NO: 1; and (b) (a), the nucleotide sequence comprising: Selected from the group consisting of nucleotide sequences encoding an AT protein having activity of transporting acetyl CoA across the membrane,
A protein encoded by a nucleotide sequence.
前記タンパク質は、配列番号1に示すヌクレオチド388−2034と同じヌクレオチド配列によってコードされるものである、請求項1に記載のATタンパク質。2. The AT protein of claim 1, wherein the protein is encoded by the same nucleotide sequence as nucleotides 388-2034 set forth in SEQ ID NO: 1. ATタンパク質の発現のための方法であって、該方法が、該ATタンパク質の発現に適切な条件下で、請求項6に記載の細胞を培養する工程を包含する、方法。A method for expression of an AT protein, the method comprising culturing the cell of claim 6 under conditions suitable for the expression of the AT protein. 請求項10に記載のATタンパク質との特異的反応性を有する、単離された抗ATタンパク質抗体。An isolated anti-AT protein antibody having specific reactivity with the AT protein according to claim 10. 請求項18に記載の抗体であって、該抗体が、モノクローナル抗体である、抗体。The antibody according to claim 18, wherein the antibody is a monoclonal antibody. 請求項18に記載の抗体であって、該抗体が、ポリクローナル抗体である、抗体。The antibody according to claim 18, wherein the antibody is a polyclonal antibody. ATタンパク質をコードする外因性核酸を発現する、トランスジェニック非ヒト哺乳動物であって、該外因性核酸は、
(a)配列番号1に示すアミノ酸配列をコードするDNA;
(b)該(a)のDNAに対して高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAであって、該(b)のDNAは、生物学的に活性なATをコードする、DNA;
(c)配列番号2のアミノ酸配列のタンパク質において、1または数個のアミノ酸の置換、付加または欠失を有する配列番号2のアミノ酸配列から誘導されるタンパク質をコードし、かつ、ATの生物学的活性を有するDNA、
からなる群より選択される、核酸である、トランスジェニック非ヒト動物。
A transgenic non-human mammal expressing an exogenous nucleic acid encoding an AT protein, wherein the exogenous nucleic acid is
(A) DNA encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1;
(B) DNA that hybridizes to the DNA of (a) under highly stringent conditions, wherein the DNA of (b) encodes a biologically active AT;
(C) encodes a protein derived from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 having one or several amino acid substitutions, additions or deletions in the protein of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and the biological of AT Active DNA,
A transgenic non-human animal that is a nucleic acid selected from the group consisting of:
請求項21に記載のトランスジェニック非ヒト哺乳動物であって、前記ATタンパク質をコードする核酸が、配列番号1に示すヌクレオチド配列に対して、高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、ATタンパク質の活性を有し、およびそのように発現される該ATタンパク質が、ネイティブなATでない、トランスジェニック非ヒト哺乳動物。The transgenic non-human mammal according to claim 21, wherein the nucleic acid encoding the AT protein hybridizes to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 under highly stringent conditions, A transgenic non-human mammal having the activity of and wherein the AT protein so expressed is not native AT. 請求項21に記載のトランスジェニック非ヒト哺乳動物であって、該トランスジェニック非ヒト動物が、マウスである、トランスジェニック非ヒト哺乳動物。The transgenic non-human mammal according to claim 21, wherein the transgenic non-human mammal is a mouse. 哺乳動物ATタンパク質をコードする核酸を同定するための方法であって、該方法が、以下の工程:
請求項7に記載のオリゴヌクレオチドと、核酸を含有するサンプルとを接触する工程であって、該接触する工程が、高いストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件下で達成される、工程、および
それにハイブリダイズする化合物を同定する工程、
を包含する、方法。
A method for identifying a nucleic acid encoding a mammalian AT protein, the method comprising the following steps:
8. The step of contacting the oligonucleotide of claim 7 with a sample containing nucleic acid, wherein the contacting step is achieved under high stringency hybridization conditions and hybridizes thereto. Identifying a compound;
Including the method.
サンプル中のヒトATタンパク質の存在を検出するための方法であって、該方法が、請求項18に記載の抗体と、試験サンプルとを接触する工程、抗体−AT複合体の存在を検出する工程、およびそれによって、該試験サンプル中のヒトATタンパク質の存在を検出する工程、を包含する、方法。A method for detecting the presence of a human AT protein in a sample, the method comprising contacting the antibody of claim 18 with a test sample, detecting the presence of an antibody-AT complex. And thereby detecting the presence of human AT protein in the test sample. AT核酸の増幅のための1本鎖DNAプライマーであって、該プライマーが、配列番号1に記載の核酸配列の少なくとも14連続し、かつ50連続を超えないヌクレオチドからなる、プライマー。A primer which is a single-stranded DNA primer for amplification of AT nucleic acid, the primer consisting of at least 14 consecutive nucleotides of the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and not exceeding 50 consecutive nucleotides. 試験化合物が、請求項10に記載のATタンパク質に対するアゴニストまたはアンタゴニストとして作用し得るか否かを評価するためのバイオアッセイ方法であって、該バイオアッセイ方法が、以下の工程:
(a)ATタンパク質またはその機能的に改変された形態を発現するDNAを含む細胞を培養する工程であって、
ここで該培養する工程が、ATタンパク質のAc-CoA輸送活性を調節する能力が決定されようとする、少なくとも1つの化合物の存在下で行われる、工程、およびその後
(b)Ac-CoAのレベルの増加または減少のいずれかについて、該細胞をモニターする工程、
を包含する、バイオアッセイ方法
A bioassay method for assessing whether a test compound can act as an agonist or antagonist for the AT protein according to claim 10, wherein the bioassay method comprises the following steps:
(A) culturing a cell containing DNA expressing an AT protein or a functionally modified form thereof,
Wherein the culturing step is performed in the presence of at least one compound to which the ability to modulate the Ac-CoA transport activity of the AT protein is to be determined, and then (b) the level of Ac-CoA Monitoring the cells for either an increase or a decrease in
A bioassay method .
試験化合物が、膜を横切ってアセチルCoAを輸送する能力を有することにより特徴付けられる請求項10に記載のATタンパク質、または該ATタンパク質の機能的に改変された形態についてのアンタゴニストとして作用し得るか否かを評価するためのバイオアッセイ方法であって、該バイオアッセイ方法が、以下の工程:
(a)ATタンパク質またはその機能的に改変された形態を発現するDNAを含む細胞を培養する工程であって、
ここで該培養する工程が:
ATタンパク質のAc-CoA輸送活性を阻害する能力が決定されようとする、漸増濃度少なくとも1つの化合物、および
一定濃度のAc-CoA
の存在下で行われる、工程;ならびにその後、
(b)該細胞において、該化合物の濃度の関数として細胞内オルガネラに輸送されるAc-CoAのレベルを、モニターし、それによってAT輸送活性を阻害する該化合物の能力を示す工程、
を包含する、バイオアッセイ方法
Can the test compound act as an antagonist for the AT protein of claim 10, or a functionally modified form of the AT protein, characterized by having the ability to transport acetyl CoA across the membrane? A bioassay method for evaluating whether the bioassay method comprises the following steps:
(A) culturing a cell containing DNA expressing an AT protein or a functionally modified form thereof,
Where the culturing step is:
Increasing concentrations of at least one compound to which the ability of AT protein to inhibit Ac-CoA transport activity is to be determined, and a constant concentration of Ac-CoA
Carried out in the presence of; and thereafter
(B) monitoring the level of Ac-CoA transported to intracellular organelles as a function of the concentration of the compound in the cell, thereby indicating the ability of the compound to inhibit AT transport activity;
A bioassay method .
試験化合物が、膜を横切ってアセチルCoAを輸送する能力を有することにより特徴付けられる請求項10に記載のATタンパク質、または該ATタンパク質の機能的に改変された形態についてのアンタゴニストとして作用し得るか否かを評価するためのバイオアッセイ方法であって、該バイオアッセイ方法が、以下の工程:
(a)ATタンパク質またはその機能的に改変された形態を発現するDNAを含む細胞を培養する工程であって、
ここで該培養する工程が、
ATタンパク質のAc-CoA輸送活性を阻害する能力が決定されようとする、一定濃度の少なくとも1つの化合物、および
漸増濃度のAc-CoA
の存在下で行われる、工程;ならびにその後、
(b)該細胞において、該化合物の濃度の関数として細胞内オルガネラに輸送されるAc-CoAのレベルを、モニターし、それによってAT輸送活性を阻害する該化合物の能力を示す工程、
を包含する、バイオアッセイ方法
Can the test compound act as an antagonist for the AT protein of claim 10, or a functionally modified form of the AT protein, characterized by having the ability to transport acetyl CoA across the membrane? A bioassay method for evaluating whether the bioassay method comprises the following steps:
(A) culturing a cell containing DNA expressing an AT protein or a functionally modified form thereof,
Here, the step of culturing comprises
A fixed concentration of at least one compound, and increasing concentrations of Ac-CoA, whose ability to inhibit the Ac-CoA transport activity of an AT protein is to be determined
Carried out in the presence of; and thereafter
(B) monitoring the level of Ac-CoA transported to intracellular organelles as a function of the concentration of the compound in the cell, thereby indicating the ability of the compound to inhibit AT transport activity;
A bioassay method .
試験化合物が、膜を横切ってアセチルCoAを輸送する能力を有することにより特徴付けられる請求項10に記載のATタンパク質、または該ATタンパク質の機能的に改変された形態についてのアゴニストとして作用し得るか否かを評価するためのバイオアッセイ方法であって、該バイオアッセイ方法が、以下の工程:
(a)ATタンパク質またはその機能的に改変された形態を発現するDNAを含む細胞を培養する工程であって、
ここで該培養する工程が、
ATタンパク質のAc-CoA輸送活性を増加する能力が決定されようとする、漸増濃度の少なくとも1つの化合物、および
一定濃度のAc-CoA
の存在下で行われる、工程;ならびにその後、
(b)該細胞において、該化合物の濃度の関数として細胞内オルガネラに輸送されるAc-CoAのレベルを、モニターし、それによってAT輸送活性を増加する該化合物の能力を示す工程、
を包含する、バイオアッセイ方法
Can the test compound act as an agonist for the AT protein of claim 10, or a functionally modified form of the AT protein, characterized by having the ability to transport acetyl CoA across the membrane? A bioassay method for evaluating whether the bioassay method comprises the following steps:
(A) culturing a cell containing DNA expressing an AT protein or a functionally modified form thereof,
Here, the step of culturing comprises
Increasing concentrations of at least one compound to which the ability of AT protein to increase Ac-CoA transport activity is to be determined, and a constant concentration of Ac-CoA
Carried out in the presence of; and thereafter
(B) monitoring the level of Ac-CoA transported to intracellular organelles as a function of the concentration of the compound in the cell, thereby indicating the ability of the compound to increase AT transport activity;
A bioassay method .
試験化合物が、膜を横切ってアセチルCoAを輸送する能力を有することにより特徴付けられる請求項10に記載のATタンパク質、または該ATタンパク質の機能的に改変された形態についてのアゴニストとして作用し得るか否かを評価するためのバイオアッセイ方法であって、該バイオアッセイ方法が、以下の工程:
(a)ATタンパク質またはその機能的に改変された形態を発現するDNAを含む細胞を培養する工程であって、
ここで該培養する工程が、
ATタンパク質のAc-CoA輸送活性を増加する能力が決定されようとする、一定濃度の少なくとも1つの化合物、および
漸増濃度のAc-CoA
の存在下で行われる、工程;およびその後、
(b)該細胞において、該化合物の濃度の関数として細胞内オルガネラに輸送されるAc-CoAのレベルを、モニターし、それによってAT輸送活性を増加する該化合物の能力を示す工程、
を包含する、バイオアッセイ方法
Can the test compound act as an agonist for the AT protein of claim 10, or a functionally modified form of the AT protein, characterized by having the ability to transport acetyl CoA across the membrane? A bioassay method for evaluating whether the bioassay method comprises the following steps:
(A) culturing a cell containing DNA expressing an AT protein or a functionally modified form thereof,
Here, the step of culturing comprises
A fixed concentration of at least one compound, and increasing concentrations of Ac-CoA, whose ability to increase the Ac protein's Ac-CoA transport activity is to be determined
Carried out in the presence of; and thereafter
(B) monitoring the level of Ac-CoA transported to intracellular organelles as a function of the concentration of the compound in the cell, thereby indicating the ability of the compound to increase AT transport activity;
A bioassay method .
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