JP4545936B2 - UDP−N−アセチルグルコサミン:ガラクトース−β1,3−N−アセチルガラクトサミン−α−R/N−アセチルグルコサミン−β1,3−N−アセチルガラクトサミン−α−R(GlcNAcからGalNAcへ)β1,6−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ、C2/4GnT - Google Patents
UDP−N−アセチルグルコサミン:ガラクトース−β1,3−N−アセチルガラクトサミン−α−R/N−アセチルグルコサミン−β1,3−N−アセチルガラクトサミン−α−R(GlcNAcからGalNAcへ)β1,6−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ、C2/4GnT Download PDFInfo
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Description
(技術分野)
本発明は一般に、遊離オリゴ糖として見出され、またはタンパク質および糖脂質に共有結合したグリカンの生合成に関する。本発明はさらに特に、コア(core)3およびコア1タイプのO−グリカン類の2−アセトアミド−2−デオキシ−D−ガラクトサミン(GalNAc)のC6に存在するヒドロキシ基にN−アセチルグルコサミンを付加するUDP−N−アセチルグルコサミン:N−アセチルガラクトサミンβ1,6−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ(Core−β1,6−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ)をコードする核酸の一族に関する。本発明はさらに特に、C2/4GnTと命名したO−グリカン β1,6−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ一族の第三員をコードする遺伝子、C2/4GnTをコードするDNAに対するプローブ、C2/4GnTをコードするDNAを含むDNA構築物、C2/4GnTを生成するための組換えプラスミドおよび組換え方法、C2/4GnT発現用の細胞を安定して形質転換またはトランスフェクションするための組換え方法、ならびに患者におけるDNA多型性を確認する方法に関する。
【0002】
(発明の背景)
O−結合したタンパク質グリコシル化は、N−アセチルガラクトサミニルトランスフェラーゼの一族がN−アセチルガラクトサミンのセリンまたはスレオニン残基への付加を触媒する初期段階を包含する(1)。O−グリカン鎖の引き続く集合は、次の数段階の順次的生合成反応または交互的生合成反応を包含する;i)UDP−Gal:GalNAcα−Rβ1,3Gal−トランスフェラーゼ活性による単純ムチン型コア1構造体の形成;ii)UDP−GlcNAc:Galβ1,3GalNAcα−Rβ1,6GlcNAc−トランスフェラーゼ活性によるコア1の複合型コア2構造体への変換;iii)UDP−GlcNAc:GalNAcαβ1,3GlcNAc−トランスフェラーゼ活性による複合ムチン型コア3の直接形成;およびiv)UDP−GlcNAc:GlcNAcβ1,3GalNAcα−Rβ1,6−GlcNAc−トランスフェラーゼ活性によるコア3のコア4への変換。1,6−GlcNAc分枝の形成(反応iiおよびiv)は、分化および悪性形質転換(malignant transformation)に際して生成される構造体を導くO−結合したタンパク質グリコシル化の鍵となる制御現象であると考えることができる(2〜6)。一例として、O−グリカン中のGlcNAcβ1,6GalNAc分枝の増加した形成が、T−細胞活性化中、白血病発病中、およびヴィスコット−アルドリッチ(Wiskott-Aldrich) 症候群およびAIDSなどの免疫不全の場合に見出されている(7;8)。コア2分枝は、腫瘍進行および転移に役割を演じることがある(9)。これに対して、かなりの癌は、正常細胞型に見出される複合O−グリカンから早過ぎて生成された単純ムチン型O−グリカン、例えばT[トムセン−フリーデンリーチ(Thomsen-Friedenreich)抗原、Gal1−3GalNAc 1−R]、Tn(GalNAc 1−R)、およびシアロシル(sialosyl)−Tn(NeuAc2−6GalNAc 1−R)への変化を示す(10)。これにかかわる分子上の基礎は、乳癌について広く研究されており、この研究で、コア2β6GlcNAc−トランスフェラーゼの特異的ダウンレギュレーションがムチンMUCIにおける複合型O−グリカンの見出される欠落に対応することができることが示された。従って、O−グリカンコア集合体は、シアリル−Tおよびシアリル−Tnを形成するシアリルトランスフェラーゼおよびCore−β1,6−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼの発現レベルにおける逆行変化により制御することができる。
【0003】
興味深いことに、腫瘍の転移可能性は、コア2β6GlcNAc−トランスフェラーゼ活性の増加した発現と相関関係を有している(5)。コア2β6GlcNAc−トランスフェラーゼ活性の増加は、セレクチン媒介接着の変更による腫瘍転移に関与することができるシアリル−LeX を担持するポリN−アセチルラクトサミンの増加したレベルを付随する(4;11)。このO−グリカンコア集合の制御は、図1に概略が示されている鍵酵素の活性の発現により調整される。しかしながら、翻訳後修飾、トポロジイ、または基質に対する競合を包含する後成学的因子はまた、このプロセスで役割を演じる(11)。
【0004】
複合O−グリコペプチド構造のサブセットのインビトロ生合成は現在、GalNAcα1−O−Ser/Thrにβ1−3架橋でN−アセチルグルコサミンを付加してコア3を形成する酵素、およびβ1−6N−アセチルグルコサミン分枝の順次的付加によるコア4の形成を触媒する酵素が入手できないことにより妨害されている。この構造体は、コア4ベースの複合型O−グリカンの引き続く形成に寄与する酵素を必要とする(図1)。分枝したO−グリカンの伸長に必要な多くの別の酵素は入手することができ、本明細書に記載されているコア2/4酵素は現在、コア4ベース構造体の合成を可能にしている。
【0005】
C2/4GnTをコードする遺伝子への接近は、オリゴ糖、糖タンパク質および糖スフィンゴタン脂質に対するコア2またはコア4−ベースO−グリカン修飾の生成に用いられるグリコシルトランスフェラーゼの生成を可能にする。この酵素は、例えば医薬用途、もしくはこれらまたはその他に対するコア2またはコア4ベースO−グリカンを合成的に付加して特定の酵素としての性質、免疫原性またはその他の生物学的および/または物理的性質を有する適当にグリコシル化された糖結合体を生成させるために必要であるその他の商業的用途で使用することができる。
【0006】
従って、UDP−N−アセチルグルコサミン:ガラクトースβ1,3−N−アセチルガラクトサミン−α−R/N−アセチルグルコサミン−β1,3−N−アセチルガラクトサミン−α−R(GlcNAcまたはGalNAc)β1−6−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼおよびこれらの酵素をコードする遺伝子の主要構造にかかわる技術の必要性が存在している。本発明は、この必要性に適合し、また別の追加の利益をさらに提供する。
【0007】
(発明の要旨)
本発明は、cDNAおよびゲノムDNAを包含する、ヒトUDP−N−アセチルグルコサミン:N−アセチルガラクトサミン−β1,6N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ(C2/4GnT)をコードする単離した核酸を提供する。C2/4GnTは、コア3−−Rサッカライド誘導体とのその活性により例示されるような、C2GnTに比較して、より広いアクセプター基質特異性を有する。C2/4GnTの完全ヌクレオチド配列は、配列番号(SEQ ID NO) :1および図2に記載されている。
【0008】
一面において、本発明は、配列番号:1および図2に記載されているヌクレオチド496−1812のヌクレオチド配列またはその配列保守変異体または機能保守変異体を包含する単離核酸を包含する。また、配列番号:1および図2に記載されている配列を有する核酸またはその断片、もしくはその配列保守または機能保守変異体とハイブリド形成可能な単離核酸を提供し、この核酸は、好ましくは中間緊縮条件下に、最も好ましくは高緊縮条件下に、C2/4GnT配列とハイブリド形成することができる。一態様において、当該DNA配列は、メチオニン(アミノ酸No.1)からロイシン(アミノ酸No.438)までの配列番号:2および図2に示されているアミノ酸配列をコードする。もう一つの態様において、当該DNA配列は、配列番号:2および図2に示されているアミノ酸配列のフェニルアラニン(No.31)からロイシン(No.438)までの配列を包含するアミノ酸配列をコードする。
【0009】
関連態様において、本発明は、C2/4GnTDNA配列を包含する核酸ベクターを提供し、このベクターは、これらに制限されないものとして、C2/4GnTDNA配列が転写調節要素に、ポリアデニル化配列とともに、またはこれを伴わずに、操作可能状態で結合しているベクターを包含する。これらのベクターを含有するベクターはまた、これらに制限されないものとして、過渡的に、安定して、発現性細胞を提供する。C2/4GnT−誘導DNA配列を含有するウイルス(バクテリオファージを包含する)がまた、提供される。本発明はまた、C2/4GnTポリペプチドの生成方法を包含する。細胞ベースの方法には、これらに制限されないものとして、C2/4GnTをコードする単離DNA分子、またはC2/4GnTをコードするDNA配列を含有するDNA構築物のホスト細胞中への導入;C2/4GnT発現に適する条件下におけるホスト細胞の成長;およびホスト細胞により生成されるC2/4GnTの単離が包含される。C2/4GnTの新しい安定な発現性を備えたホスト細胞の創造方法は、C2/4GnTをコードする単離DNA分子またはその酵素的に活性な断片(例えば、配列番号:2および図2に示されているアミノ酸配列のアミノ酸31〜438を含むポリペプチド等)のホスト細胞中への導入、もしくはC2/4GnTをコードするDNA配列を含有するDNA構築物またはその酵素的に活性な断片のホスト細胞中への導入;適当な培地におけるホスト細胞の選別および成長;およびC2/4GnTを発現する安定してトランスフェクトされた細胞の確認を包含する。この安定なトランスフェクトされた細胞は、適度のガラクトシル化度を有するペプチドまたはタンパク質の組換え製造用に、およびC2/4GnT酵素の製造に触媒として使用するために必要であることがある。一例として、正常または病的状態の細胞にかかわらず、トランスフェクションにより修飾されたそれらのグリコシル化パターンを有する真核細胞またはこのような細胞の一部を使用し、例えばワクチン接種の免疫原などの糖ペプチドおよび糖タンパク質の特別の炭水化物形態(glycoforms)を誘導することができる。
【0010】
さらにもう一つの態様において、本発明は、これらに制限されないものとして、配列番号:2および図2に記載の配列を有するポリペプチド、配列番号:2および図2に記載のアミノ酸31−438の配列を有するポリペプチド、および第二の配列(これは融合ポリペプチド中のC2/4GnT酵素活性の保守に適合するいずれかの配列であることができる)にフレームとして融合している、少なくとも配列番号:2および図2に記載のアミノ酸31−438からなる融合ポリペプチドを包含する単離C2/4GnTポリペプチドを提供する。適当な第二配列には、これらに制限されないものとして、親和性リガンドまたは反応性基が包含される。
【0011】
本発明のもう一つの態様において、例えば患者の血液細胞から分離されたゲノムDNAを用いるC2/4GnT遺伝子のコード領域(エクソンIII)における変異のスクリーニング方法が開示される。一態様において、この方法は、患者からのDNAの分離、コードエクソンIIIのPCR増幅、増幅されたエクソンDNA断片のDNA配列決定、およびそこからの病気に伴うC2/4GnT遺伝子の潜在的構造欠損の確認を包含する。
【0012】
(発明の詳細な説明)
本明細書に引用されている全部の特許出願、特許および参考刊行物は、その全体を引用して、ここに組み入れる。対立する場合、定義を包含する本明細書の記載は、管理しようとするものとである。
【0013】
定義:
1.本明細書で用いられるものとして、「核酸」または「ポリヌクレオチド」は、いずれかの長さのプリン−およびピリミジン−含有ポリマーを表わし、ポリリボヌクレオチドまたはポリデオキシリボヌクレオチド、もしくは混合ポリリボ−ポリデオキシリボ−ヌクレオチドであることができる。これには、一本鎖および二本鎖分子、すなわちDNA−DNA、DNA−RNAおよびRNA−RNAハイブリド、ならびに基体(bases) をアミノ酸幹鎖に共有結合することによって形成される「タンパク質核酸」(PNA)が包含される。この用語にはまた、修飾基体を含有する核酸が包含される(下記参照)。
【0014】
2.本明細書で用いられるものとして、「相補DNAまたはcDNA」は、mRNA鋳型に存在する配列から酵素により合成されたDNA分子または配列、もしくはこのようなDNA分子のクローンを表わす。「DN構築物」は、別段では天然に存在しない様相で組合わされ、並列されているDNAの区分を含有するように修飾されている一本鎖または二本鎖であるDNA分子またはこのような分子のクローンである。非制限的例として、イントロンを有していないcDNAまたはDNAは、外生DNA配列に、またはこの配列内に隣接して挿入される。
【0015】
3.プラスミド、またはさらに一般的に、ベクターは、ホスト細胞中に挿入された場合、その複製を提供することができる遺伝情報を含有するDNA構築物である。プラスミドは一般に、ホスト細胞で発現させる少なくとも1つの遺伝子配列、およびこのような遺伝子発現を促進する配列を含有する。これには、プロモーターおよび転写開始部位が包含される。これは、線状または閉鎖円形分子であることができる。
【0016】
4.「核酸」は、1つのアミノ酸の少なくとも一本の鎖を、明確に緊縮条件下にもう1つの核酸にアニーリングすることができる場合、相互に「ハイブリド形成することができる」。ハイブリド形成の緊縮は、例えばa)ハイブリド形成および/または洗浄が行われる温度、およびb)ハイブリド形成および洗浄溶液のイオン強度および極性(例えば、ホルムアミド)、ならびにその他のパラメーターにより決定される。ハイブリド形成は、ハイブリド形成の緊縮度に応じて、2つの核酸が実質的に相補配列を含有することを要する。しかしながら、ミスマッチは、調整することができる。代表的に、高緊縮度で2つの配列をハイブリド形成すると(例えば、0.5X SSCの水性溶液中、65℃において)、配列はそれらの全体配列に比較して、幾分高度の相補性を示す必要がある。中間緊縮度の条件(例えば、2X SSCの水性溶液中、65℃において)および低緊縮度度(例えば、2X SSCの水性溶液中、55℃において)は、相当して、ハイブリド形成配列間で総合的相補性が低いことが要求される(IX SSCは、0.05M NaCl、0.015Mクエン酸Naである)。
【0017】
5.本明細書で用いられるものとして、「単離された」核酸またはポリペプチドは、その元の環境(例えば、天然産生である場合、その天然環境)から分離された部分を表わす。単離された核酸またはポリペプチドは、これが元から付随していた細胞部分の約50%よりも少ない部分、好ましくは約75%よりも少ない部分、最も好ましくは約90%よりも少ない部分を含有する。
【0018】
6.「プローブ」は、標的領域の配列を有するプローブ中の少なくとも1つの配列の相補性度により標的領域とハイブリド構造を形成する核酸を表わす。
【0019】
7.指定配列「から誘導される」核酸は、指定配列の領域に相当する核酸配列を表わす。この用語は、当該配列と相同性または相補性である配列、および「配列−保守変異体」(sequence-conservative variants)および「機能保守変異体」(function-conservative variants)を包含する。配列−保守変異体は、指定コドン一に存在する1つまたは2つ以上の分子の変化が当該位置にコードされたアミノ酸の未改変をもたらすものである。C2/4GnTの機能保守変異体は、ポリペプチド中の指定アミノ酸残基が、天然ポリペプチドの総合的形状および酵素活性(基質特異性を包含する)を改変することなく変更されているものである。これらの変化には、これらに制限されないものとして、類似の物理−化学的性質 (例えば、酸性、塩基性、疎水性など)を有するものとのアミノ酸の置き換えが包含される。
【0020】
8.「ドナー基質」(donor substrate) は、例えばCore−β1,6−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼにより認識され、また当該トランスフェラーゼにかかわるN−アセチルグルコサミニル部分に関与する分子を表わす。C2/4GnTの場合、ドナー基質は、UDP−N−アセチルグルコサミンである。「アクセプター基質」(acceptor substrate)は、好ましくは糖類またはオリゴ糖分子であり、例えばN−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼにより認識され、また当該トランスフェラーゼにより触媒される修飾にかかわる標的である、すなわちN−アセチルグルコサミニル部分を受容する分子を表わす。C2/4GnTの場合、アクセプター基質は、これらに制限されないものとして、配列Gal 1−3GalNAc、GlcNAc、1−3GalNAcまたはGlc 1−3GalNAcを包含するオリゴ糖、糖タンパク質、O−結合したコア1−およびコア3−グリコペプチド、およびグリコスフィンゴ脂質を包含する。
【0021】
本発明は、UDP−N−アセチルグルコサミン;N−アセチルグルコサミン1,6−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ(C2/4GnT)をコードするゲノムDNAおよびcDNAを含む単離DNA分子を提供する。
【0022】
C2/4GnTは、ESTデータベース配列情報の分析により確認し、またESTおよび5´RACEcDNAクローンに基づきクローン形成した。このクローニング戦略は簡単に要約すると、下記のとおりである:1)TSHC27(配列番号:3)およびTSHC28(配列番号:4)で指定されるEST配列情報から誘導されるオリゴヌクレオチドの合成;2)5´RACEcDNAの市販マラトン−リーディ(Marathon-Ready)を用いるcDNA末端(5´RACE)の順次的5´−迅速増幅;3)5´RACEcDNAのクローニングおよび配列決定;4)C2/4GnTに相当する新規cDNA配列の確認;5)Colo205ヒト細胞系mRNAを用いる可逆性転写−ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)による発現構築物の構築;6)Sf9[スポドプテラ フラギペルダ(Spodoptera frugiperda) ]細胞におけるC2/4GnTをコードするcDNAの発現。さらに詳細に言えば、哺乳動物UDP−N−アセチルグルコサミン;β−N−アセチルガラクトサミンβ1,6−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ一族の新規第二員をコードする代表的DNA分子の単離は、下記の引き続く操作を包含する。
【0023】
C2GnT に相同の DNA の同定
ヒトC2GnT配列(12)のコード配列についてのデータベース検索を、The National Center for Biotechnology Information, USAにおけるdbESTデータベースに対してBLASTnおよびtBLASTnアルゴリズムを用いて実施した。BLASTnアルゴリズムはquery遺伝子(95%の同一性)を表すESTを同定するために使用し、一方tBLASTnは同一ではないが類似のEST配列の同定に使用した。50〜90%のヌクレオチド配列同一性を有するESTはquery配列とは異なるとみなした。数個の見かけ上短い配列モチーフを有し、システイン残基が類似のスペースで配置されている1個のESTを選択し、さらに配列を解析した。
【0024】
ヒト C2/4GnT のクローニング
C2GnTに相同な候補に由来するESTクローン178656(5’EST GenBank 受入番号AA307800)はAmerican Type Culture Collection, USAから入手した。このクローンの配列の決定から、C2GnTと有意な配列類似性を有する部分オープンリーディングフレームが明らかになった。ヒトC2GnTおよびウシ相同体のコード領域は以前に1つのエキソン中に組織化されていることが見出されている(13および未発表の観察)。C2/4GnT ESTから得られる5’および3’配列は不完全であるが、単一のエキソン中に位置すると思われるので、オープンリーディングフレームの欠けている5’および3’部分はゲノムP1クローンの配列決定によって得られた。P1クローンはヒト包皮P1ライブラリー(DuPont Merck Pharmaceutical Co. ヒト包皮線維芽細胞P1ライブラリー)からプライマーペアTSHC27(5’-GG AAGTTCATACAGTTCCCAC-3’)(配列番号:3)およびTSHC28(5’-CCTCCCATTCAACATCTTGAG-3’)(配列番号:4)によるスクリーニングで得られた。2つのゲノムクローンC2/4GnT, DPMC-HFF#1-1026(E)およびDPMC-HFF#1- 1091(F1)はGenome System Incから入手した。P1ファージからのDNAはGenome System Incが推薦するようにして調製した。C2/4GnT遺伝子の全コード配列は両クローン中に提示され、自動配列決定装置(ABI377, Perkin-Elmer)を用いて完全に配列を決定した。確認のための配列決定は、ヒトCOLO205癌細胞系からの総cDNAについて、センスプライマーTSHC54(5’-GCAGAATTCATGGTTCAATGGAAGAGACTC-3’)(配列番号:7)およびアンチセンスプライマー(5’-AGCGAATTCAGCTCAAAGTTCAGTCCCATAG-3’)(配列番号:5)を用いたPCR(95℃15秒, 55℃20秒および68℃30秒の30サイクル)によって得られたcDNAクローンについて実施した。混成配列は438アミノ酸の候補タンパク質をコードする1314塩基ペアのオープンリーディングフレームを、Swiss Institute for Experimental Cancer Research(ISREC)(http://www.isrec.isb-sib.cn/soft ware/TMPRED.form.html)においてTmpred-アルゴリズムによって予測されるタイプIIドメイン構造とともに含有した。翻訳開始部位および5’-UTRを包含するC2/4GnT mRNAの5’末端の配列は、ヒトCOLO 205癌細胞系からの総cDNAとアンチセンスプライマーTSHC48(5’-GTGGGAACTGTATGAA-3’)(配列番号:6)(図2)を用い、cDNA末端の5’迅速増幅によって得た。
【0025】
C2/4GnT の発現
C2/4GnTのアミノ酸残基31-438をコードするように設計された発現構築体を、P1 DNAおよびプライマーペアTSHC55(5’-CGAGAATTCAGGTTGAAGTGTGACTC-3’)(配列番号:8)およびTSHC45(配列番号:5)(図2)を用いるPCRで調製した。PCR産物をpAcGP67A(PharMingen)のEcoRI部位にクローン化し、挿入体を完全に配列決定した。pAcGP67-C2/4GnT-solはBaculo-Gold(登録商標)DNA(PharMingen)で以前に記載されたように(14)コトランスフェクトした。組換えバキュロウイルスは、血清含有メジウム中で増殖させたSf9細胞中2回連続増幅後に得られ、ウイルスの力価は酵素活性をモニタリングして24-ウエルプレート中での滴定により評価した。pAcGP67-C2/4GnT-solによるSf9細胞のトランスフェクションにより、非感染細胞または対照構築体で感染させた細胞と比較してGlcNAc-トランスフェラーゼの活性に著しい上昇が生じた。C2/4 GnTはO-連結コア1(Galβ1-3GalNAcα1-R)およびコア3構造(GlcNAcβ1-3GalNAcα1-R)のジサッカライド誘導体で有意な活性を示した。これに反して、アクセプター基質としてのラクト-N-ネオテトラロースならびにGlcNAcβ1-3Gal-Meでは活性は全く認められず、C2/4GnTはIgnT-活性をもたないことが指示された。さらに、α-D-GalNAc-1-para-ニトロフェニルでも活性は検出されず、C2/4GnTがコア6(GlcNAcβ1-6GalNAcα1-R)(表1)を形成しないことが指示された。酵素活性の基質阻害は20mMまでのコア1-para-ニトロフェニルまたはコア3-para-ニトロフェニルの高いアクセプター濃度で観察されなかった。C2/4GnTはUDP-GlcNAcに対して厳密なドナー基質特異性を示し、UDP-GalまたはUDP-GalNAcでは活性は検出されなかった(データは示していない)。
a.酵素ソースは感染したHigh Five(登録商標)細胞の部分精製メジウムであ った(「実験操作」の項参照)。非感染細胞または無関係な構築体で感染さ せた細胞で得られたバックグランド値を差し引いた。
b.Mc, メチル;Nph, ニトロフェニル
【0026】
対照にはpAcGP67-GalNAc-T3-solが包含された(15)。動態論的性質はHigh Five(登録商標)細胞に発現した部分精製酵素で測定した。部分精製は(16)に本質的に記載されたようにAmberlite IRA-95, DEAE-SephacrylおよびCM- Sepharose上連続クロマトグラフィーによって行った。
【0027】
ヒト臓器のノーザンブロット解析
健康なヒト成人臓器(Clontech)からのmRNAを含有するヒト多重組織ノーザンブロットをC2/4GnT-プローブでプロービングした。16の臓器からのmRNAでのノーザン解析は、胃腸管の臓器におけるC2/4GnTの発現を示し、結腸および腎臓では高転写レベルが、小腸および膵臓では低レベルが観察された(図4A)。正常にC2/4GnTを発現する組織に由来する癌細胞におけるC2/4GnTの発現の変化を検討するため、ヒト腺癌細胞系のパネルにおけるmRNAレベルを測定した。C2/4GnT転写レベルの解析から、膵臓細胞系における発現に差異が明らかにされた。すなわち、Capan-1およびAsPC-1は転写体を発現したが、PANC-1, Capan-2およびBxPC-3では発現されなかった(図4B)。選択された細胞中では、HT-29のみがC2/4GnTの転写体を発現した。優勢な転写体のサイズは約2.4キロベースであり、これはヒトC2GnTの3つの転写体中最も小さい転写体のサイズ(12)2.1キロベースに相当する。さらに、健康な結腸粘膜からのmRNAには約3.4キロベースおよび6キロベースの転写体が得られた(図4A)。他の2つの転写体はC2/4GnTの3.3キロベースおよび5.4キロベースの転写体に類似する可能性があるが、まだ特性は明らかにされていない。C2GnTの多重転写体は、3’UTRの長さに影響するポリアデニル化シグナルの異なる使用によって起こることが示唆される。
【0028】
C2/4GnT 遺伝子のゲノム構成
本発明はまた、C2/4GnTをコードする単離ゲノムDNA分子を提供する。プライマーペアTSHC27(5’-GGAAGTTCATACAGTTCCCAC-3’)(配列番号:3)およびTSHC28(5’-CCTCCCATTCAACATCTTGAG-3’)(配列番号:4)でのスクリーニングによりヒトゲノム包皮P1ライブラリー(DuPont Merck Pharmaceu tical Co. ヒト包皮線維芽細胞P1ライブラリー)は400 bp の産物を生じるコードエキソンに位置した。C2/4GnT, DPMC-HFF#1-1026(E2)およびDPMC- HFF#1- 1091(F1)のための2つのゲノムクローンはGenome System Incから入手した。P1クローンは部分配列決定し、C2/4GnT mRNAの5’-非翻訳領域におけるイントロンを図6に示すように同定した。同定されたすべてのエキソン/イントロン境界はGT-ACコンセンサス規則に合致する。
【0029】
C2/4GnT 遺伝子の染色体位置
本発明はまた、C2/4GnT遺伝子の染色体位置を開示する。単離P1ファージクローンDPMC-HFF#1-1091(F1)を用いた中期染色体に対する蛍光インシトウハイブリダイゼーションは蛍光シグナルを15q21.3に示した(図7;20の中期を評価)。他の染色体部位には特異的なハイブリダイゼーションは観察されなかった。
【0030】
C2/4GnT遺伝子は胃腸管の臓器において選択的に発現する。本発明のC2/4GnT酵素はO-グリコシル化能力を表すことが示され、C2/4GnT遺伝子はインビボにおける正しい/完全なO-グリコシル化に当然必須であるものと解釈される。酵素の不足または完全な酵素の欠落を生じるC2/4GnT遺伝子における構造的な欠陥は、したがって、細胞または臓器を、無傷のC2/4GnT遺伝子をもつ細胞または臓器に見られるようにO-グリコシル化によりカバーされなかったタンパク質/ペプチドに曝すことになる。構造的欠陥の可能性についてコードエキソンを走査する方法は以下の実施例6に記載する。プロモーター領域を含めてC2/4GnT遺伝子の非コード領域における欠陥の特性を類似の方法で使用することができる。
【0031】
DNA, ベクターおよび宿主細胞
本発明の実施に際しては、分子生物学、微生物学、組換えDNAおよび免疫学における多くの慣用技術が使用される。このような技術は周知であり、たとえばSambrookら, 1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 第2版, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York; DNA Cloning: A practical Approach, IおよびII巻, 1985(D.N.Glover編); Oligonucleotide Synthesis, 1984(M.L.Gait編); Nucleic Acid Hybridization, 1985(Hames & Higgins); Transcription and Translation, 1984(Hames & Higgins編);Animal Cell Culture, 1986(R.I.Freshney編); Immobilized Cells and Enzymes, 1986(IRL Press); Perbal, 1984, A Practical Guide to Molecular Cloning, the series, Methods in Enzymology(Academic Press, Inc.); Gene Transfer Vectors for Mammalian Cells, 1987(J.H.Miller & M.P.Calos編, Cold Spring Harbor Laboratory), Methods in Enzymology, 154および155巻(Wu & Grossman, それぞれWu編);Immunochemical Methods in Cell and Molecular Biology 1987(Mayer & Waler編, Academic Press, London); Scopes, 1987, Protein Purification: Principles and Practice, 2版(Springer-Verlag, NY.)およびHandbook of Experimental Immunology, 1986, I-IV巻(Weir & Black編)に完全に説明されている。
【0032】
本発明は配列番号:1および図2に掲げたように本明細書に開示された核酸配列のすべてまたは部分からなる単離核酸フラグメントを包含する。フラグメントは長さ少なくとも約8ヌクレオチド、好ましくは長さ少なくとも約12ヌクレオチド、最も好ましくは長さ少なくとも約15〜20である。本発明はさらに、2×SSC, 50℃の緊縮条件下、配列番号:1および図2に掲げたヌクレオチド配列にハイブリダイズ可能な配列からなる単離核酸を包含し、好ましくは、核酸は2×SSC, 65℃ でハイブリダイズ可能であり、とくに好ましくは、0.5×SSC, 65℃でハイブリダイズ可能な単離核酸である。
【0033】
核酸は細胞から直接単離することができる。別法として、本発明の核酸を産生させるためには、化学的に合成された鎖またはゲノム材料を鋳型として、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法を使用することができる。PCRに使用されるプライマーは本明細書に提供された配列情報を用いて合成することが可能であり、さらに、組換え発現のために与えられたベクター中への導入を容易にするため所望により、適当な新しい制限部位が導入されるように設計することができる。
【0034】
本発明の核酸は天然のヒト調節配列によって隣接されるかまたはプロモーター、エンハンサー、応答エレメント、シグナル配列、ポリアデニル化配列、イントロン、5'- および3'-非翻訳領域等を包含する異種配列を伴っていてもよい。核酸はまた、本技術分野で周知の多くの手段によって修飾されていてもよい。このような修飾の非限定的な例には、メチル化、「キャップス」、天然に存在するヌクレオチドの1または2以上の類縁基による置換、たとえば非電荷連鎖での修飾(たとえば、メチルホスホネート、ホスホトリエステル、ホスホロアミデート、カルバメート等)および荷電連鎖での修飾(たとえば、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート等)での修飾のようなヌクレオチド間の修飾がある。核酸は1個または2個以上の共有結合で付加した残基たとえばタンパク質(たとえば、ヌクレアーゼ、トキシン、抗体、シグナルペプチド、ポリ-L-リジン等)、インターカレーター(たとえば、アクリジン、ソラレン等)、キレーター(たとえば、金属、放射性金属、鉄、酸化金属等)およびアルキレーターを含有することができる。核酸はメチルもしくはエチルホスホトリエステル、またはアルキルホスホロアミデート連鎖の形成によって誘導体化することもできる。さらに、本発明の核酸配列は直接または間接的に検出可能なシグナルを提供することができる標識で修飾することもできる。標識の例には放射性同位元素、蛍光分子、ビオチン等が包含される。
【0035】
本発明によれば、有用なプローブは図2に掲げた配列中からの配列のすべてまたは部分からなる長さ少なくとも8ヌクレオチドのプローブ配列から構成され、またはそれらの配列保存性もしくは機能保存性変異体、それらの相補体、および上述のような標識体である。
【0036】
本発明は開示された配列またはそれらの誘導体もしくはフラグメントからなる核酸ベクターを提供する。プラスミドおよび菌ベクターが様々な真核および原核宿主における複製および/または発現のために記載され、遺伝子療法ならびに単にクローニングもしくはタンパク質発現のために使用することができる。
【0037】
組換えクローニングベクターは、クローニングまたは発現のために1個または2個以上の複製系、宿主における選択のための1個または2個以上のマーカーたとえば抗生物質抵抗性、および1個または2個以上の発現カセットを包含することが多い。挿入コード配列は、標準方法による合成、天然のソースからの単離、またはハイブリドとしての調製等で得られる。コード配列の転写調節エレメントおよび/またはアミノ酸コード配列へのリゲーションは既知の方法によって達成される。適当な宿主細胞は、任意の適当な方法たとえばエレクトロポレーション、CaCl2仲介DNAの取り込み、菌の感染、マイクロインジェクション、マイクロプロジェクタイルまたは他の確立された方法によって適宜、トランスフォーム/トランスフェクト/インフェクトされる。
【0038】
適当な宿主細胞には、細菌、古細菌、菌とくに酵母、ならびに植物および動物細胞、とくに哺乳動物細胞が包含される。とくに興味があるのはSaccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Pichia postoris, Hansenula poly morpha, Neurospora, SF9細胞, C129細胞, 293細胞およびCHO細胞, COS細胞, HeLa細胞, ならびに不死化哺乳動物骨髄性およびリンパ性細胞系である。好ましい複製システムには、M13, ColE1, 2, ARS, SV40, バキュロウイルス、ラムダ、アデノウイルス等が包含される。多くの転写開始および終結調節領域が単離されていて、様々な宿主において異種タンパク質の転写および翻訳に有効であることが示されている。これらの領域の例、単離方法、操作の様式等は本技術分野において周知である。適当な発現条件下に、宿主細胞は組換えによって産生されるC2/4GnT由来ペプチドおよびポリペプチドのソースとして用いることができる。
【0039】
ベクターにはまた、C2/4GnTコード領域に操作性に連結した転写調節エレメント(すなわち、プロモーター)が包含される。プロモーターはオペレータータンパク質および/またはリボソーム結合部位を任意に含有する。大腸菌と適合性の細菌プロモーターの非限定的な例には、β-ラクタマーゼ(ペニシリナーゼ)プロモーター、ラクトースプロモーター、トリプトファン(trp)プロモーター、アラビノースBADオペロンプロモーター、ラムダ由来P1プロモーターおよびN遺伝子リボソーム結合部位、ならびにtrpおよびlacUV5プロモーターの配列から誘導されるハイブリドtacプロモーターがある。酵母プロモーターの非限定的な例には、3-ホスホグリセレートキナーゼプロモーター、グリセロアルデヒド-3ホスフェートデヒドロキナーゼ(GAPDH)プロモーター、ガラクトキナーゼ(GAL1)プロモーター、ガラクトエピメラーゼ(GAL10)プロモーター、(CUP)銅cchおよびアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)プロモーターが包含される。哺乳動物細胞に適当なプロモーターには、ウイルスプロモーターに限定されるものではないが、シミアンウイルス40(SV40)、ルーサス肉腫ウイルス(RSV)、アデノウイルス(ADV)、およびウシパピローマウイルス(BPV)が包含される。哺乳動物細胞はまた、ターミネーターおよびポリA付加配列を要求し、発現を増大させるエンハンサー配列も包含される。遺伝子の増幅を生じる配列も望ましい。さらに、細胞からの組換え産物の分泌を容易にする配列も包含され、それらに限定されるものではないが、細菌、酵母、および動物細胞のたとえば分泌シグナル配列および/またはプロホルモンプロ領域配列も包含される。
【0040】
野生型または変異体ポリペプチドをコードする核酸は組換え法によって細胞に導入することもできる。たとえば、このような配列は細胞に導入することが可能で、この場合、内因性遺伝子またはその遺伝子と実質的な相同性を有する配列の部位に相同組換えが行われる。他の組換えに基づく方法、たとえば非相同組換えまたは相同組換えによる内因性遺伝子の欠失も使用できる。
【0041】
本発明の核酸は、たとえば他の種または関連臓器におけるC2/4GnTの検出のためのプローブとして、またペプチドまたはポリペプチドの組換え製造のための鋳型として使用することができる。本発明のこれらのおよび他の実施態様は以下にさらに詳細に説明する。
【0042】
ポリペプチドと抗体
本発明は単離されたペプチドと開示されたゲノム配列によりコードされたポリペプチドを包含する。ペプチドは好ましくは少なくとも5つの残基の長さである。
【0043】
タンパク質をコードする配列を含む核酸はそのままの細胞中で又は無細胞翻訳系でポリペプチドの組換発現を指示するために用いることができる。既知の遺伝子コードは、望ましくはある宿主有機体中でのより効率的な発現用に仕立てられ、望ましいアミノ酸配列をコードするオリゴヌクレオチドを合成するために用いることができる。Matteucciら、1981、J.Am.Chem.Soc.103:3185のホスホラミダイト固体支持法、Yooら、1989、J.Biol.Chem.764:17078の方法、又は他の周知の方法をこのような合成に用いることができる。得られたオリゴヌクレオチドは適当なベクターに挿入し、適合性の宿主有機体中で発現することができる。
【0044】
本発明のポリペプチドは、配列番号2に開示された配列の機能保存性の変種を包含するものであるが、生来の又は異種の有機体又は細胞(細菌、菌類、昆虫、植物及び哺乳類細胞を包含するがこれらには限定されない)から単離してもよく、その中にタンパク質をコードする配列が導入され、発現される。さらに、ポリペプチドは組換融合タンパク質の部分であってもよい。
【0045】
ポリペプチド精製の方法は当業界において周知であり、分離用非連続ゲル電気泳動、等電点電気泳動、HPLC、逆相HPLC、ゲルろ過、イオン交換及び分画クロマトグラフィー、並びに向流分配を包含するが、これらに限定されない。ある目的のためには、タンパク質が精製を容易にする付加的な配列タグ(制限的な例ではないが、例えばポリヒスチジン配列のような)を含んでいる組換系においてポリペプチドを生産することが好ましいこともある。ポリペプチドは次いで適当な固相マトリクス上でクロマトグラフィーにより宿主細胞の粗溶解物から精製することができる。あるいは、タンパク質又はそれに由来するペプチドに対して産生された抗体を精製試薬として用いることができる。他の精製方法も可能である。
【0046】
本発明はまたポリペプチドの誘導体及び類縁体(ホモログ)も包含する。ある目的のためには、ペプチドをコードする核酸配列を、置換、付加又は欠失により機能的に等価な分子、すなわち機能保存性変種を与えるように変更してもよい。例えば、配列中の一つ以上のアミノ酸残基を、例えば正に荷電されたアミノ酸(アルギニン、リジン及びヒスチジン);負に荷電されたアミノ酸(アスパラギン酸及びグルタミン酸);極性中性アミノ酸;及び非極性アミノ酸のような、同様の性質を持った他のアミノ酸により置換することができる。
【0047】
単離されたポリペプチドは例えばリン酸化、硫酸化(sulfation)、アシル化、又は他のタンパク質修飾により修飾することができる。それらはまた検出可能なシグナルを発することのできる標識で直接に又は間接的に修飾することもでき、この標識には放射性同位元素や蛍光性化合物が包含されるがこれらには限定されない。
【0048】
本発明はC2/4GnT由来の免疫原性成分を特異的に認識する抗体を包含する。このような抗体はC2/4GnTの検出及び精製のための試薬として用いることができる。
【0049】
本発明に係るC2/4GnT特異的抗体ポリクローナル及びモノクローナル抗体を包含する。抗体はC2/4GnT成分での免疫化により動物宿主内で引き出すことができ、又は免疫細胞のインビトロ免疫化により形成することができる。抗体を引き出すために用いられる免疫原性成分はヒト細胞から単離されるか、又は組換系で産生される。抗体はまた適当な抗体コードDNAでプログラムされた組換系で産生することもできる。あるいは抗体は精製された重鎖及び軽鎖の生化学的再構成により構築することもできる。抗体には、ハイブリッド抗体(すなわち二つのセットの重鎖/軽鎖の組合せを含み、その各々が異なる抗原を認識する)、キメラ抗体(すなわち重鎖、軽鎖、又はその両方のいずれかが融合タンパク質である)、及び一価抗体(すなわち第二の重鎖の定常領域に結合した重鎖/軽鎖複合体からなる)が包含される。また、抗体のFab’及びF(ab)2断片を包含するFab断片も包含される。上記のタイプの抗体及び誘導体のすべてを製造する方法は当業界で周知である。例えば、ポリクローナル血清を製造し処理する技術は、Mayer及びWalker、1987、Immunochemical Methods in Cell and Molecular Biology(細胞分子生物学における免疫化学方法)(Academic Press、ロンドン)に開示されている。
【0050】
本発明の抗体は、分離用ディスクゲル電気泳動、等電点電気泳動、HPLC、逆相HPLC、ゲルろ過、イオン交換及び分画クロマトグラフィー、並びに向流分配を包含するがこれらには限定されない標準的な方法により精製することができる。抗体の精製方法は例えば、The Art of Antibody Purification(抗体精製の技術)、1989、Amicon Division、W.R.Grace&Co.に開示されている。一般的なタンパク質精製方法は、Protein Purification: Principles and Practice(タンパク質精製:原理と実際)、R.K.Scopes編、1987、Springer−Verlag、ニューヨーク、NY。
【0051】
抗C2/4GnT抗体はそれが標準的方法で標識されている、いないにかかわらず、免疫アッセイの基礎として用いることができる。用いられる特定の標識は用いられる免疫アッセイのタイプに依存するであろう。用いることのできる標識の例としては、32P、125I、3H及び14Cのような放射性標識;フルオレセイン及びその誘導体、ロダミンおよびその誘導体、ダンシル及びウンベリフェロン;ルシフェリア、2,3−ジヒドロフタラジンジオン類のようなケミルミネッセント発光体(chemiluminescers);ホースラディッシュパーオキシド、アルカリホスファターゼ、リゾチーム、及びグルコース−6−ホスフェートデヒドロゲナーゼのような酵素が包含されるが、これらに限定されない。
【0052】
抗体は、そのような標識で公知の方法によりタグ付けし得る。例えば、アルデヒド、カルボジイミド、ジマレイミド、イミデート、サクシンイミド、ビスジアゾ化ベンザジン等が、蛍光、ケミルミネッセンス又は抗体標識でのタグ付けのために用いられる。包含される一般的な方法は、当該技術分野において周知であり、例えば、チャン(Chan)(編集)、1987年、「イムノアッセイ:実践ガイド(Immunoassay:Practical Guide)」、アカデミック・プレス(Academic Press)社、オーランド、フロリダ州に記載されている。
【0053】
コア2 O−グリカンは、セレクチン結合を通じて細胞−細胞接着現象に関与し、コア2 ベータ6GlcNAc−トランスフェラーゼ活性がセレクチンリガンドの合成のために必要とされる(11)。従って、コア2 ベータ6 GlcNAc−トランスフェラーゼ活性は、ガンの転移を包含する、セレクチン媒介の細胞運輸(trafficking)において腫瘍な役割を果たしている。少なくとも2種の異なるコア2シンターゼが存在するため、これらのうちどちらが異なる細胞種におけるO-グリカンの合成、及び疾患に関与するのか同定する必要がある。コア2シンターゼ活性の個々の又は全ての阻害剤の開発は、細胞及び組織におけるコア2 O-グリカンを減少させ又は排除するのに役立ち、従って、これらのリガンドが関与する生物学的事象を阻害するのに役立ち得る。コア2 ベータ6GlcNAc−トランスフェラーゼ遺伝子の転写及び/又は翻訳の阻害もまた同様の効果を与え得る。そのような効果を有する化合物は、抗炎症活性を有する医薬として及び/又はガンの成長及び拡散の治療のために使用し得る。
【0054】
以下の例は、本発明の範囲を制限せずに本発明をさらに例証するように意図されている。
【0055】
例1
A: ESTデータベースの配列情報の分析によるC2/4GnTに相同なcDNAの同定
データベース検索は、ヒトC2GnT配列のコード配列により、BLASTn及びtBLASTnアルゴリズムを用いて、米国の国立バイオテクノロジー情報センター(National Center for Biotechnology Information,USA)のdbESTデータベースに対して行った。BLASTnアルゴリズムを疑わしい遺伝子(95%の同一性)を表すESTsの同定に用い、他方、tBLASTnを同一ではないが、類似のEST配列の同定に用いた。50〜90%のヌクレオチド配列同一性を有するESTsは疑わしい配列とは異なると考えた。ESTsの各セットについての全ての配列情報の複合を編集し、ヒトC2GnTとの配列の類似性について分析した。
【0056】
B:C2/4GnTのクローニング及び配列決定
C2GnTの推定される相同体から誘導されたESTクローン178656(5’EST GenBank受け入れ番号AA307800)が米国のアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(American Type Culture Collection)から得られた。当該クローンの配列決定により、C2GnTと顕著な配列類似性を有する部分的な読み取り枠が明らかにされた。ヒトC2GnTのコード領域及び、ウシ相同体は、以前、一つのエキソン(13)及び (出版されていない観察)中に組織されていることが解った。C2/4GnT ESTから得られ得る5’及び3’配列は不完全であるが、一つのエキソン中に位置する可能性が高いので、読み取り枠中の失われた5’及び3’部分はゲノムP1クローンの配列決定により得られた。P1クローンはヒト包皮ゲノムP1ライブラリー(デュポン メルク ファーマシューティカル(Dupont Merck Pharmaceutical)社 ヒト包皮繊維芽細胞P1ライブラリー)から、TSHC27(5’−GGAAGTTCATACAGTTCCCAC−3’)(配列番号3)及びTSHC28(5’−CCTCCCATTCAACATCTTGAG−3’)(配列番号4)のプライマーペアによるスクリーニングにより得られた。C2/4GnTに関する二つのゲノムクローン、DPMC−HFF#1−1026(E2)及びDPMC−HFF#1−1091(F1)が、ゲノム システムズ(Genome Systems)社から得られた。P1ファージからのDNAを、ゲノム システムズ社からの推奨のとおり調製した。C2/4GnT遺伝子の全コード配列は両方のクローンにおいて表され、自動化配列決定(ABI377、パーキン−エルマー(Perkin−Elmer))により全配列決定した。ヒトCOLO205ガン細胞系由来の全cDNAにおけるセンスプライマーTSHC54(5’−GCAGAATTCATGGTTCAATGGAAGAGACTC−3’)(配列番号7)及びアンチセンスプライマーTSHC45(5’−AGCGAATTCAGCTCAAAGTTCAGTCCCATAG−3’)(配列番号5)を用いるPCR(95℃で15秒間;55℃で20秒間;68℃で2分30秒間の30サイクル)により得られたcDNAクローンにおいて、確認的な配列決定を行った。複合配列は、スイス・インスチチュート・フォー・エクスペリメンタル・キャンサー・リサーチ(Swiss Institute for Experimental Cancer Research(ISREC))(http://www.isrec.isb-sib.ch/software/TMPRED_form.html)のTMpred アルゴリズムにより予測されたタイプIIドメイン構造を有する438アミノ酸の推定タンパク質をコードする1314塩基対の読み取り枠を含んでいた。翻訳開始部位及び5’−UTRを包含するC2/4GnTのmRNAの5’−末端の配列が、ヒトCOLO 205ガン細胞系からの全cDNAを用いたアンチセンスプライマーTSHC48(5’−GTGGGAACTGTATGAACTTCC−3’)(配列番号6)(図2)でのcDNA末端の5’高速増幅(94℃で20秒間;52℃で15秒間;及び72℃で2分間の35サイクル)により得られた。
【0057】
例2
A:Sf9細胞におけるc2/4GnTの発現
C2/4GnTのアミノ酸残基31−438をコードするように設計された発現構築物をP1DNA、およびプライマー対TSHC55 (5'-CGAGAATTCAGGTTGAAGTGTGACTC-3')(配列番号8)およびTSHC45(配列番号5)(図2)を用いてPCRにより調製した。PCR生成物をpAcGP67A(ファルミンゲン、PharMingen)のEcoRI部位にクローン化し、挿入物を完全にシークエンスした。プラスミドpAcGP67−C214GnT−solおよびpAcGP67−C2GnT−solをBaculo−Gold(TM、商標)DNA(ファルミンゲン)で前記のごとく(14)コントランスフェクションした。血清含有メジウム中で生育させたSf9細胞において二回の連続増幅後に組換えバクロ−ウィルス(Baculo-virus)を得、そしてウィルスの力価を酵素活性をモニターしながら24−ウエルプレートでの滴定により測定した。対照はpAcGP67−GalNAc−T3−solを含む(15)。
【0058】
B:C2/4GnT活性の分析
100mM MES(pH8.0)、10mMEDTA、10mM2−アセトアミド−2−デオキシ−D−グルコノ−1,5−ラクトン、180μM UDP−〔14C〕−GlcNAc(6,000cpm/nmol)(アマーシャム ファルマシア バイオテク、Amersham Pharmacia Biotech)および指示濃度の受容体基質(シグマ アンド トロント リサーチ ラボラトリー、Sigma and Toronto Research Laboratories Ltd.,構造については表I参照)を含む50μlの反応混合物中において感染細胞からの培養上清を用いて標準アッセイを行なった。100mMMEs(pH7)、5mMEDTA、90μMUDP−〔14C〕−GlcNAc(3,050cpm/nmol)(アマーシャム ファルマシア バイオテク)および指示濃度の受容体基質を含む50μlの反応混合物中で半精製C2/4GnTをアッセイした。反応生成物をダウエックス(Dowex)AG1−X8クロマトグラフィーで定量した。
【0059】
例3
C2/4GnTの限られた器官の発現パターン
全RNAを本質的に記載(17)のごとくヒト結腸および膵アデノカルチノーマセルライン AsPC−1、BxPC−3、Capan−1、Capan−2、COLO357、HT−29およびPANC−1から単離した。25μgの全RNAを前記(17)のごとく1%変性アガロースゲル電気泳動にかけ、ニトロセルロースに移した。溶性C2/4GnTのcDNA断片をハイブリダイゼーションのプローブとして使用した。このプローブは〔α32P〕dCTPおよびオリゴヌクレオチド標識キット(アマーシャム ファルマシア バイオテク)を用いてランダムにプライマー標識された。膜を前記のごとく(15)42℃で一夜プローブで調べ、2×SSC、0.1%SDSで42℃でそれぞれ30分間2回、および0.1×SSC、0.1%SDSで52℃でそれぞれ30分間2回洗浄した。ヒトマルチプル組織ノーザーンブロット、MTNIおよびMTNII(CLONTECH)、を上記のごとくブローブで調べ、2×SSC、0.1%SDSで室温でそれぞれ10分間2回、1×SSC、0.1%SDSで55℃でそれぞれ10分間2回、そして0.1×SSC、0.1%SDSで55℃で10分間1回洗浄した。
【0060】
例4
C2/4GnTのコード領域のゲノム構造
ヒトゲノムクローンを、プライマー対TSHC27 (5'-GGAAGTTCATACAGTTCCCAC-3')(配列番号3)および TSHC28(5'-CCTCCCATTCAACATCTTGAG-3')(配列番号4)でスクリーニングすることによりヒト包皮ゲノムP1ライブラリー(デュポン メルク ファーマシューティカル社、Dupont Merck Pharmaceutical CO.,ヒト包皮線維芽細胞P1ライブラリー)から得た。C2/4GnT、DPMC−HFF#1−1026(E2)およびDPMC−HFF#1−1091(F1)の二つのゲノムクローンをゲノムシステムズ社(Genome Systems Inc.)から得た。P1ファージからのDNAをゲノムシステムズ社の推奨のごとく調製した。C2/4GnT遺伝子の全コード配列が両クローンにおいて提示され、自動配列決定装置(ABI377、パーキン−エルマー)を用いて完全に配列決定された。イントロン/エクソン境界はgt/agルールに対して最適化したcDNA配列と比較して決定した(ブレスナッハおよびシャンボン、Breathnach and Chambon, 1981)。
【0061】
例5
C2/4GnTの染色体位置測定:中期染色体へのインシトウ ハイブリダイゼーション
P1DNAをバイオ−ニックシステム(bio-NICK system)(ライフテクノロジー、Life Technologies)を用いてビオチン−14−dATPで標識した。標識したDNAをニシン精子DNAの存在下エタノール沈殿した。沈殿したDNAを溶かし、80℃で10分間変性し、次いで37℃で30分間インキュベートし、熱変性染色体スプレッドに加え、37℃で湿室中で一夜ハイブリダイゼーションを行なった。ハイブリダイゼーション後洗浄(50%ホルムアミド、2×SSC42℃)および脱脂ドライミルク粉末でブロッキング後、ハイブリダイズしたプローブを、アビジン−FITC(ベクター ラボラトリーズ、Vector Laboratories)、次いでウサギ−抗−FITC(ダコ、Dako)およびマウス−抗−ウサギFITC(ジャクソン イミュノリサーチ、Jackson Immunoresearch)を用いる二つの増幅工程により検出した。染色体スプレッドは、青色染料DAPIを有する色あせ防止(antifade)溶液中にマウントされた。
【0062】
例6
C2/4GnT遺伝子のDNA多型の分析
図8に記載のプライマー対をコードエクソンIIIの個々の配列のPCR増幅に用いた。各PCR生成物をサブクローンし、適当な挿入物を含む10クローンの配列が決定され、各個体の両対立遺伝子が特徴づけられるということを確かにする。
【0063】
上記から、本発明の特定の態様が例示の目的で記載されているが、本発明の意図および範囲を逸脱することなく種々の修正がなされうるということは明らかであろう。
【0064】
(参考文献)
【0065】
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、ムシン型O−グリカンコア構造の生合成経路を示す。以下の略号を使用する。
GalNAc−T:ポリペプチドαGalNAc−トランスフェラーゼ; ST6GalNAcI:ムシンα2,6−シアリルトランスフェラーゼ; C1β3Gal−T:コア1β1,3ガラクトシルートランスフェラーゼ; C2GnT: コア2β1,6GlcNAc−トランスフェラーゼ; C2/4GnT:コア2/コア4β1,6GlcNAc−トランスフェラーゼ; C3GnT:コア3β1,3GlcNAc−トランスフェラーゼ; ST3GalI:ムシンα2,3シアリルトランスフェラーゼ; β4Gal−T:β1,4ガラクトシルトランスフェラーゼ; β3Gal−T:β1,3ガラクトシルトランスフェラーゼ; β3GnT:エロンゲーションβ1,3GlcNAc−トランスフェラーゼ。
【図2】 図2は、C2/4GnT(受託番号♯ AF038650)遺伝子のDNA配列及びC/4GnTの予想アミノ酸配列を示す。アミノ酸配列は1文字コードで示す。推定トランスメンブレン領域を表す疎水性ドメインは、二重線を下に引いた。N−グリコシレーションの2つのコンセンサスモチィ―フは、星印で示した。発現構築物の調製のために用いたプライマーの位置は一重線を下に引いた。ポテンシャルポリアデニレーションシグナルは、太い線を下に引いた。
【図3】 図3は、ヒトC2GnT(受託番号♯ M97347)、ヒトC2/4GnT(受託番号♯ AF038650)及びヒトI−GnT(受託番号♯ Z19550)の配列を比較したものである。導入されたギャップはハイフンで示し、同じ残基はボックスで示した(全ての配列をブラック、2つの配列をグレイで示した)。予想トランスメンブレンドメインは、一重線を下に引いた。保存システインの位置は星印で示した。一つの保存N−グリコシレーション部位は丸く囲んだ。
【図4】 図4は、健常人組織及び胃癌患者のセルラインのノーザンブロッティング分析を示す。
パネルA:クローンテック社のMTN I及びMTN IIのマルチプルヒト組織ノーザンブロットを、C2/4GnT(91−1317ベースペア)の溶解性発現フラグメントに対応する32P−ラベル化プローブでプローブした。
パネルB:ヒト結腸及び膵臓癌患者セルラインの全RNAのノーザンブロットを、パネルAと同様にプローブしたものである。
【図5】 図5は、C2/4GnT生成物GlcNAcβ1−3(GlcNAcβ1−6)GalNAcα1−1pNphの1−D 1H−NMRスペクトラムの一部を示し、全ての非交換性モノサッカライドリングメチン及びエキソサイクリックメチレン共鳴を示す。GlcNAcβ1→3(β3)、GlcNAcβ1→6(β6)及びGalNAcα1→1(α)についての残基指示は、プロトン指示(1−6)に従った。β3−5(3.453ppm)を除いたこの領域のすべての共鳴は印を付けた。
【図6】 図6は、コア4β6GlcNAcトランスフェラーゼ生成物の1H−検出1H−13Cヘテロ核マルチプル結合相関(HMBC)スペクトラムの一部を示し、インターグリコシルH1−C1−O1−CxとC1−O1−Cx−Hxの相関(楕円で印を付けた交差ピーク)を示す。印を付けない交差ピークは、全てイントラ残基相関を示す。
【図7】 図7は、C2/4GnTのメタフェーズクロモゾームへの蛍光in situハイブリダイゼーションを示す。C2/4GnTプローブ(クローンDPMC−HFF♯1−109[F1]からのP1− DNA)はバンド15q21.3をラベル化した。
【図8】 図8は、C2/4GnT遺伝子のコードエクソンを増幅するために用いることのできる順相(TSHC78)及び逆相(TSHC79)PCRプライマーの模式図である。プライマーの配列も示す。TSHC78はSEQ ID NO:9及びTSHC79はSEQ ID NO:10を示す。
【配列表】
Claims (19)
- UDP−N−アセチルグルコサミン:配列番号2のアミノ酸配列を有するガラクトース−β1,3−N−アセチルガラクトサミン−α−R/N−アセチルグルコサミン−β1,3−N−アセチルガラクトサミン−α−Rβ1,6−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ(C2/4GnT)又は、そのフラグメントであって配列番号2の配列のアミノ酸31〜438からなるC2/4GnT活性を有するフラグメント、をコードする単離された核酸。
- 当該核酸がDNAである、請求項1記載の単離された核酸。
- 当該DNAがcDNAである、請求項2記載の単離された核酸。
- 当該核酸が、配列番号1中のヌクレオチド1〜2319のヌクレオチド配列;配列番号1中のヌクレオチド496〜1812のヌクレオチド配列;又は配列番号1中のヌクレオチド586〜1812のヌクレオチド配列からなる群から選択される、請求項1記載の単離された核酸。
- UDP−N−アセチルグルコサミン:配列番号2のアミノ酸配列を有するガラクトース−β1,3−N−アセチルガラクトサミン−α−R/N−アセチルグルコサミン−β1,3−N−アセチルガラクトサミン−α−Rβ1,6−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ(C2/4GnT)又は、そのフラグメントであって配列番号2の配列のアミノ酸31〜438からなるC2/4GnT活性を有するフラグメント、をコードする核酸配列を含む核酸ベクター。
- 当該配列が配列番号1中のヌクレオチド1〜2319のヌクレオチド配列を含む、請求項5記載のベクター。
- 当該C2/4GnTをコードする配列が操作によって転写制御因子に連結できる、請求項5記載のベクター。
- 請求項5記載のベクターからなる細胞。
- 請求項7記載のベクターからなる細胞。
- 当該細胞が当該ベクターで安定にトランスフェクトされている、請求項9記載の細胞。
- 当該細胞が酵素的に活性なC2/4GnTを生成する、請求項8記載の細胞。
- 当該細胞が菌、酵母、昆虫、トリ及び哺乳動物の細胞からなる群から選択される、請求項8記載の細胞。
- 当該細胞が菌、酵母、昆虫、トリ及び哺乳動物の細胞からなる群から選択される、請求項11記載の細胞。
- 当該細胞がSf9である、請求項13記載の細胞。
- 当該細胞がCHOである、請求項13記載の細胞。
- UDP−N−アセチルグルコサミン:配列番号2のアミノ酸配列を有するガラクトース−β1,3−N−アセチルガラクトサミン−α−R/N−アセチルグルコサミン−β1,3−N−アセチルガラクトサミン−α−Rβ1,6−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ(C2/4GnT)又は、そのフラグメントであって配列番号2の配列のアミノ酸31〜438からなるC2/4GnT活性を有するフラグメント。
- 少なくとも縁に第2の配列を融合させた配列番号2の配列のアミノ酸31〜438からなるC2/4GnT活性を保持した融合ポリペプチド。
- 酵素的に活性なC2/4GnTポリペプチドを生産する方法であって、
(i)宿主細胞にヒトC2/4GnTをコードする単離されたDNA分子またはC2/4GnTをコードするDNA配列からなるDNA構築物を導入し、
(ii)宿主細胞をヒトC2/4GnT発現に適した条件下で成長させ、及び
(iii)宿主細胞によって生成されたC2/4GnTを単離する
ことを含む方法であって、
当該C2/4GnTが、
(i)配列番号2の配列を有するポリペプチド、
(ii)配列番号2の配列のアミノ酸31〜438からなるポリペプチド、及び
(iii)少なくとも配列番号2の配列のアミノ酸31〜438の縁に第2の配列を融合させたものからなる融合ポリペプチドであって、当該第2の配列はアフィニティーリガンドまたは反応性の基からなる上記ポリペプチド、
からなる群から選択されている、
上記方法。 - (i)患者からDNAを単離する工程、
(ii)DNA中のC2/4GnTゲノムコード領域をPCRによって増幅する工程、及び
(iii)DNA配列変異の存在をDNAシーケンシング、一本鎖立体配座多型(SSCP)またはミスマッチ変異によって検出する工程、
を含む、配列番号1のヌクレオチド496〜1812を有するβC2/4GnT遺伝子のコード領域中のDNA配列変異を同定する方法。
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