JP4565891B2 - Novel protein having cell recognition and cytotoxic activity derived from Bacillus thuringiensis A1470 strain and gene encoding the same - Google Patents

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Description

本発明は、微生物由来の新規なタンパク質およびそれをコードする遺伝子に関する。詳細には、バチルス・チューリンジエンシス(Bacillus thuringiensis:以下、「BT」と略することがある)A1470株由来である、細胞認識および細胞障害活性を有する新規な組み換えタンパク質およびそれをコードする遺伝子に関する。   The present invention relates to a novel protein derived from a microorganism and a gene encoding the same. More specifically, the present invention relates to a novel recombinant protein having cell recognition and cytotoxic activity derived from Bacillus thuringiensis (hereinafter abbreviated as “BT”) A1470 strain and a gene encoding the same. .

バチルス・チューリンジエンシスは、1901年に日本人研究者の石渡繁胤氏によって蚕の病原細菌として発見された。以来、本細菌が生産する毒素タンパク質は、微生物殺虫剤として幅広く農業害虫、衛生害虫の防除に利用されてきた。   Bacillus thuringiensis was discovered in 1901 by a Japanese researcher Shigego Ishiwatari as a pathogenic bacterium of the moth. Since then, the toxin protein produced by this bacterium has been widely used as a microbial insecticide for the control of agricultural and sanitary pests.

これまでの研究によって、殺虫活性を持つ結晶性タンパク質は、アルカリによる可溶化後、必要に応じてプロテアーゼ処理によって活性化され、昆虫に対する毒性を発揮することが知られている。殺虫活性を持つ結晶性タンパク質は、
(1)プロテアーゼによって活性化された状態において昆虫細胞に選択的な破壊活性を示すCryタンパク質(通常、活性化形態では分子量60〜75kDa)および
(2)昆虫の細胞に対して非選択的な破壊活性を有し、かつ赤血球の溶血活性を有するCytタンパク質(通常、活性化形態では分子量22〜30kDa)
に分類されることが明らかになっている。
It has been known by studies so far that crystalline proteins having insecticidal activity are activated by protease treatment as necessary after solubilization with alkali and exhibit toxicity against insects. Crystalline proteins with insecticidal activity
(1) Cry protein (usually having a molecular weight of 60 to 75 kDa in the activated form) which shows selective destruction activity to insect cells in the state activated by protease, and (2) non-selective destruction to insect cells. Cyt protein having activity and erythrocyte hemolytic activity (normally in the activated form, molecular weight 22-30 kDa)
It is clear that it is classified as

細胞認識タンパク質としてのバチルス・チューリンジエンシスの結晶性タンパク質は、Cryタンパク質に代表される選択性の高さ、多様性の豊富さ、および原核生物由来のタンパク質であるが故の遺伝子改変のし易さという、抗体などの他の細胞認識タンパク質にない優れた特徴を持っている。しかしながら、その用途は、今のところ昆虫細胞を標的とした殺虫剤としての利用に限定されている。また、殺虫活性を有する結晶性タンパク質を発現している菌株は、BTのうちわずか30〜40%にすぎず、BT菌株が生産する殺虫活性を有しない結晶性タンパク質の持つ性質については、これまで不明であった。   Crystalline protein of Bacillus thuringiensis as a cell recognition protein is highly selective, typified by Cry protein, and is prokaryotic-derived protein. In other words, it has excellent characteristics not found in other cell recognition proteins such as antibodies. However, its use is currently limited to use as insecticides targeting insect cells. In addition, only 30 to 40% of BT strains expressing crystalline protein having insecticidal activity. Regarding the properties of crystalline protein that does not have insecticidal activity produced by BT strain, It was unknown.

本発明者らは、土壌、耕地土壌、森林土壌,養蚕農家塵埃、貯穀塵埃、病死昆虫、植物、淡水等から分離された約2000株のバチルス・チューリンジエンシス菌株(50種のH血清型と未知の血清型に属している)を用いて、活性が不明であった結晶性タンパク質の中に、アルカリによる可溶化後にプロテアーゼによって活性化されると、脊椎動物細胞(癌細胞を含む)を選択的に認識および破壊する一群の新規タンパク質が存在することを世界に先駆けて明らかにした(非特許文献1および非特許文献2)。殺虫活性を持たず、分子量が20〜70kDaであり、かつ赤血球の溶血活性を有しないこのタンパク質は、特許文献1に記載されている。   We have about 2000 Bacillus thuringiensis strains (50 H serotypes) isolated from soil, arable land, forest soil, sericulture farm dust, stored grain dust, sick and dead insects, plants, fresh water, etc. Vertebrate cells (including cancer cells) are selected when activated by proteases after solubilization with alkali among crystalline proteins whose activity has been unknown, belonging to unknown serotypes) The world's first clarified that there is a group of novel proteins that are recognized and destroyed (Non-patent Documents 1 and 2). This protein which does not have insecticidal activity, has a molecular weight of 20 to 70 kDa, and does not have erythrocyte hemolytic activity is described in Patent Document 1.

バチルス・チューリンジエンシスA1470株由来の細胞認識および細胞障害活性を有するタンパク質については、特許文献2に記載されている。
特開平11−222498号公報 特開2003−284568号公報 ミズキ(Mizuki, E.)、オオバ(Ohba, M.)、アカオ(Akao, T.)、ヤマシタ(Yamashita, S.)、サイトウ(Saitoh, H.)およびパーク(Park, Y.S.)、“ジャーナル・オブ・アプライド・マイクロバイオロジー(Journal of Applied Microbiology)”, 1999, 86, p.477-486 ミズキ(Mizuki, E.)、パーク(Park, Y.S.)、サイトウ(Saitoh, H.)、ヤマシタ(Yamashita, S.)、アカオ(Akao, T.)、ヒグチ(Higuchi, K.)およびオオバ(Ohba, M.)、“クリニカル・アンド・ダイグノスティック・ラボラトリー・イムノロジー(Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology)”, 2000, 7, p.625-634
A protein having cell recognition and cytotoxic activity derived from Bacillus thuringiensis A1470 strain is described in Patent Document 2.
JP-A-11-222498 JP 2003-284568 A Mizuki, E., Ohba, M., Akao, T., Yamashita, S., Saitoh, H. and Park, “Journal Of Applied Microbiology ”, 1999, 86, p.477-486 Mizuki, E., Park, YS, Saitoh, H., Yamashita, S., Akao, T., Higuchi, K. and Ohba , M.), “Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology”, 2000, 7, p.625-634.

バチルス・チューリンジエンシス菌が産生する一群の毒素タンパク質については未だ解明されていないものが多数存在しており、それらのうちから医学的に有用な活性を有するものを探索し、ヒトの疾患の治療等に役立てる必要性が依然として存在する。   There are many unexplained groups of toxin proteins produced by Bacillus thuringiensis, and we search for those with medically useful activity to treat human diseases. There is still a need to help.

本発明者らは、バチルス・チューリンジエンシス菌の中でも特にバチルス・チューリンジエンシスA1470株に由来し、脊椎動物細胞(癌細胞を含む)に対して選択的な細胞認識および細胞障害活性を有する新規タンパク質を見出し、そのアミノ酸配列およびそれをコードする核酸配列を決定するとともに、そのような細胞認識および細胞障害活性を有するタンパク質および該タンパク質の前駆体タンパク質を遺伝子組み換え技術により作製した。   The present inventors derived from Bacillus thuringiensis A1470 strain among Bacillus thuringiensis strains, and have novel cell recognition and cytotoxic activity selective to vertebrate cells (including cancer cells). A protein was found, its amino acid sequence and nucleic acid sequence encoding it were determined, and a protein having such cell recognition and cytotoxic activity and a precursor protein of the protein were prepared by a gene recombination technique.

本発明は、その第一の側面において、バチルス・チューリンジエンシスA1470株由来で分子量が34kDaである、細胞認識および細胞障害活性を有するタンパク質の前駆体タンパク質を提供する。   In the first aspect, the present invention provides a precursor protein of a protein having cell recognition and cytotoxic activity, which is derived from Bacillus thuringiensis A1470 strain and has a molecular weight of 34 kDa.

本発明の前駆体タンパク質は、配列番号1に示すヌクレオチド配列によりコードされるアミノ酸配列を有するのが好ましい。好ましくは、本発明の前駆体タンパク質は、配列番号2に示すアミノ酸配列を有する。さらに、本発明の前駆体タンパク質は、配列番号2に示すアミノ酸配列において1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換、付加または挿入されたアミノ酸配列を有していてよい。   The precursor protein of the present invention preferably has an amino acid sequence encoded by the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1. Preferably, the precursor protein of the present invention has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. Furthermore, the precursor protein of the present invention may have an amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted, added or inserted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.

本発明の前駆体タンパク質は、バチルス・チューリンジエンシスA1470株に由来するものである。同株は、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(日本国茨城県つくば市東1−1−1 中央第6)に受託番号FERM BP−8344にて平成14年3月20日に寄託してある。   The precursor protein of the present invention is derived from the Bacillus thuringiensis A1470 strain. The stock was deposited on March 20, 2002, under the accession number FERM BP-8344 at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Deposit Center (Chuo 6-1-1, Tsukuba City, Ibaraki, Japan). It is.

本発明は、その第二の側面において、上記34kDaの前駆体タンパク質から得られる、細胞認識および細胞障害活性を有する活性化タンパク質を提供する。当該活性化タンパク質は分子量が26kDaであり、上記前駆体タンパク質をアルカリで可溶化後にプロテアーゼ(プロテイナーゼKなど)で活性化することにより得ることができる。   In the second aspect, the present invention provides an activated protein having cell recognition and cytotoxic activity obtained from the 34 kDa precursor protein. The activated protein has a molecular weight of 26 kDa, and can be obtained by solubilizing the precursor protein with an alkali and then activating with a protease (such as proteinase K).

本発明の26kDaの活性なタンパク質は、配列番号4に示すアミノ酸配列を有する。この配列番号4に示すアミノ酸配列は、本発明の前駆体タンパク質の有するアミノ酸配列である配列番号2のアミノ酸残基2〜アミノ酸残基246に対応するものである。本発明の26kDaの活性なタンパク質は、当該アミノ酸配列において1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換、付加または挿入されたアミノ酸配列を有していてよい。   The 26 kDa active protein of the present invention has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 corresponds to amino acid residues 2 to 246 of SEQ ID NO: 2, which is the amino acid sequence of the precursor protein of the present invention. The 26 kDa active protein of the present invention may have an amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted, added or inserted in the amino acid sequence.

本発明の活性化タンパク質は、特定の脊椎動物細胞(癌細胞を含む)に対して選択的な細胞認識および細胞障害活性を有し、とりわけ白血病細胞、肝癌細胞、子宮癌細胞および大腸癌細胞からなる群より選択される少なくとも1つの細胞に対して特異的に細胞認識および細胞障害活性を示す。   The activated protein of the present invention has selective cell recognition and cytotoxic activity against specific vertebrate cells (including cancer cells), especially from leukemia cells, liver cancer cells, uterine cancer cells and colon cancer cells. It specifically exhibits cell recognition and cytotoxic activity against at least one cell selected from the group consisting of:

本発明は、その第三の側面において、本発明の34kDaの前駆体タンパク質をコードするDNAを提供する。本発明の34kDaの前駆体タンパク質をコードするDNAは、配列番号1に示すヌクレオチド配列を有する。本発明の該DNAは、配列番号1に示すヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAをも包含する。   In its third aspect, the present invention provides a DNA encoding the 34 kDa precursor protein of the present invention. The DNA encoding the 34 kDa precursor protein of the present invention has the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1. The DNA of the present invention also includes DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA having a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1.

本発明は、その第四の側面において、本発明の26kDaの活性化タンパク質をコードするDNAを提供する。本発明の26kDaの活性化タンパク質をコードするDNAは、配列番号3に示すヌクレオチド配列を有する。この配列番号3に示すヌクレオチド配列は、本発明の前駆体タンパク質をコードするヌクレオチド配列である配列番号1のヌクレオチド残基4〜ヌクレオチド残基738に対応するものである。本発明の該DNAは、配列番号3に示すヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ細胞認識および細胞障害活性を有するタンパク質をコードするDNAを包含する。   In its fourth aspect, the present invention provides a DNA encoding the 26 kDa activation protein of the present invention. The DNA encoding the 26 kDa activation protein of the present invention has the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3. The nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 corresponds to nucleotide residue 4 to nucleotide residue 738 of SEQ ID NO: 1, which is a nucleotide sequence encoding the precursor protein of the present invention. The DNA of the present invention includes a DNA that hybridizes with a DNA having a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 under stringent conditions and encodes a protein having cell recognition and cytotoxic activity. To do.

本発明の34kDaの前駆体タンパク質をコードするDNAおよび26kDaの活性化タンパク質をコードするDNAは、バチルス・チューリンジエンシスA1470株由来であるのが好ましい。   The DNA encoding the 34 kDa precursor protein of the present invention and the DNA encoding the 26 kDa activation protein are preferably derived from the Bacillus thuringiensis A1470 strain.

本発明は、その第五の側面において、本発明の34kDaの前駆体タンパク質をコードするDNAまたは26kDaの活性化タンパク質をコードするDNAを含む組み換えベクターを提供する。   In its fifth aspect, the present invention provides a recombinant vector comprising DNA encoding the 34 kDa precursor protein of the present invention or DNA encoding a 26 kDa activation protein.

本発明は、その第六の側面において、本発明の組み換えベクターにより形質転換した宿主細胞を提供する。   In its sixth aspect, the present invention provides a host cell transformed with the recombinant vector of the present invention.

本発明は、その第七の側面において、本発明の26kDaの活性化タンパク質を含む医薬組成物を提供する。   In its seventh aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising the 26 kDa activated protein of the present invention.

本発明は、その第八の側面において、本発明の26kDaの活性化タンパク質を含む抗癌剤を提供する。   In its eighth aspect, the present invention provides an anticancer agent comprising the 26 kDa activating protein of the present invention.

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明者らは、バチルス・チューリンジエンシスA1470株から本発明の34kDa前駆体タンパク質をコードする遺伝子をクローニングし、当該34kDa前駆体タンパク質の遺伝子を大腸菌に組み込んで組換え34kDaタンパク質を調製した。
また、天然のバチルス・チューリンジエンシスA1470株から本発明の26kDa活性化タンパク質を単離精製することにも成功した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The present inventors cloned a gene encoding the 34 kDa precursor protein of the present invention from Bacillus thuringiensis A1470 strain, and prepared the recombinant 34 kDa protein by incorporating the gene of the 34 kDa precursor protein into E. coli.
In addition, the 26 kDa activating protein of the present invention was also successfully isolated and purified from natural Bacillus thuringiensis A1470 strain.

本発明の34kDa前駆体タンパク質をアルカリで可溶化後にプロテアーゼ処理すると26kDaの活性なタンパク質が得られる。すなわち、26kDaのタンパク質は、34kDaの前駆体タンパク質を加水分解したときに得られる大きな断片である。詳細には、34kDa前駆体タンパク質のC末端側断片が開裂されたときの大きな断片が26kDaタンパク質である。本発明の34kDa前駆体タンパク質は配列番号2に示すアミノ酸配列を有するが、この前駆体タンパク質から得られる26kDaの活性タンパク質は配列番号4に示すアミノ酸配列(配列番号2のアミノ酸残基2〜アミノ酸残基246に対応するアミノ酸配列)を有する。   When the 34 kDa precursor protein of the present invention is solubilized with alkali and then treated with protease, a 26 kDa active protein is obtained. That is, the 26 kDa protein is a large fragment obtained when the 34 kDa precursor protein is hydrolyzed. Specifically, the large fragment when the C-terminal fragment of the 34 kDa precursor protein is cleaved is the 26 kDa protein. The 34 kDa precursor protein of the present invention has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, but the 26 kDa active protein obtained from this precursor protein has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 (amino acid residues 2 to 2 of SEQ ID NO: 2). Amino acid sequence corresponding to group 246).

バチルス・チューリンジエンシスA1470株からの本発明の34kDa前駆体タンパク質をコードする遺伝子のクローニングは、以下のようにして行った。
特開2003−284568号公報に記載の32kDaタンパク質をコードする遺伝子をクローニングする際に、当該32kDaタンパク質をコードする遺伝子とともに本発明の34kDaタンパク質をコードする遺伝子を得ることができる。すなわち、実施例に記載するように、32kDaタンパク質をコードする遺伝子をクローニングする際に得られるpSHAN32.1プラスミド中に6.6kbのDNAフラグメントが含まれ、このDNAフラグメント中に本発明の34kDaタンパク質をコードする遺伝子が含まれることが見出された。
Cloning of the gene encoding the 34 kDa precursor protein of the present invention from Bacillus thuringiensis A1470 strain was performed as follows.
When cloning the gene encoding the 32 kDa protein described in JP-A-2003-284568, a gene encoding the 34 kDa protein of the present invention can be obtained together with the gene encoding the 32 kDa protein. That is, as described in the Examples, a 6.6 kb DNA fragment is contained in the pSHAN32.1 plasmid obtained when cloning the gene encoding the 32 kDa protein, and the 34 kDa protein of the present invention is contained in this DNA fragment. It was found that the encoding gene was included.

この34kDaタンパク質遺伝子の5’および3’末端ヌクレオチド配列をもとにプライマーを作製してPCRにより増幅し、得られたPCR産物を所定の制限酵素で処理後に発現ベクターに導入し、ついで適当な宿主細胞、たとえば大腸菌BL21細胞を形質転換することができる。   Primers are prepared based on the 5 ′ and 3 ′ terminal nucleotide sequences of this 34 kDa protein gene, amplified by PCR, and the resulting PCR product is treated with a predetermined restriction enzyme and then introduced into an expression vector, and then an appropriate host. Cells such as E. coli BL21 cells can be transformed.

本発明のタンパク質を遺伝子組み換え技術により製造するための組換えベクターおよび発現ベクターとしては、原核および/または真核細胞の各種宿主細胞内で複製保持または自律増殖できるものであれば特に限定されず、プラスミドベクターやウイルスベクター等が包含される。当該組換えベクターは、当該技術分野において入手可能な公知のクローニングベクターまたは発現ベクターに、本発明のタンパク質をコードするDNAを適当な制限酵素およびリガーゼ、あるいは必要に応じてさらにリンカーもしくはアダプターDNAを用いて連結することにより調製することができる。このようなベクターとしては、大腸菌由来のプラスミドとして、たとえばpBR322、pBR325、pUC18、pUC19など、酵母由来プラスミドとして、たとえばpSH19、pSH15など、枯草菌由来プラスミドとして、たとえばpUB110、pTP5、pC194などが挙げられる。バチルス・チューリンジエンシス由来プラスミドとして、pHT3101、pHT315などが挙げられる。また、ウイルスとして、λファージなどのバクテリオファージや、SV40、ウシパピローマウイルス(BPV)等のパポバウイルス、モロニーマウス白血病ウイルス(MoMuLV)等のレトロウイルス、アデノウイルス(AdV)、アデノ随伴ウイルス(AAV)、ワクシニアウイルス、バキュロウイルスなどの動物および昆虫のウイルスが例示される。   The recombinant vector and expression vector for producing the protein of the present invention by genetic recombination technology are not particularly limited as long as they can be replicated and autonomously propagated in various prokaryotic and / or eukaryotic host cells. A plasmid vector, a viral vector, etc. are included. The recombinant vector is a known cloning vector or expression vector available in the technical field, and a DNA encoding the protein of the present invention is used with an appropriate restriction enzyme and ligase, or, if necessary, a linker or adapter DNA. Can be prepared by linking them together. Examples of such vectors include E. coli-derived plasmids such as pBR322, pBR325, pUC18, and pUC19, yeast-derived plasmids such as pSH19 and pSH15, and Bacillus subtilis-derived plasmids such as pUB110, pTP5, and pC194. . Examples of the plasmid derived from Bacillus thuringiensis include pHT3101 and pHT315. Moreover, bacteriophage such as λ phage, papovirus such as SV40, bovine papilloma virus (BPV), retrovirus such as Moloney murine leukemia virus (MoMuLV), adenovirus (AdV), adeno-associated virus (AAV), Animal and insect viruses such as vaccinia virus and baculovirus are exemplified.

特に、本発明は、目的の宿主細胞内で機能的なプロモーターの制御下に本発明のタンパク質をコードするDNAが配置された発現ベクターを提供する。使用されるベクターとしては、原核および/または真核細胞の各種宿主細胞内で機能して、その下流に配置された遺伝子の転写を制御し得るプロモーター領域(たとえば宿主が大腸菌の場合、trpプロモーター、lacプロモーター、lecAプロモーター等、宿主が枯草菌の場合、SPO1プロモーター、SPO2プロモーター、penPプロモーター等、宿主が酵母の場合、PHO5プロモーター、PGKプロモーター、GAPプロモーター、ADHプロモーター等、宿主が哺乳動物細胞の場合、SV40由来初期プロモーター、MoMuLV由来ロングターミナルリピート、アデノウイルス由来初期プロモーター等のウイルスプロモーター)と、該遺伝子の転写終結シグナル、すなわちターミネーター領域を含有し、該プロモーター領域と該ターミネーター領域とが、少なくとも1つの制限酵素認識部位、好ましくは該ベクターをその箇所のみで切断するユニークな制限部位を含む配列を介して連結されたものであれば特に制限はないが、形質転換体選択のための選択マーカー遺伝子(テトラサイクリン、アンピシリン、カナマイシン、ハイグロマイシン、ホスフィノスリシン等の薬剤に対する抵抗性を付与する遺伝子、栄養要求性変異を相補する遺伝子等)をさらに含有していることが好ましい。さらに、本発明のタンパク質をコードするDNAが開始コドンおよび終止コドンを含まない場合には、開始コドン(ATGまたはGTG)および終止コドン(TAG、TGA、TAA)を、それぞれプロモーター領域の下流およびターミネーター領域の上流に含むベクターが使用される。   In particular, the present invention provides an expression vector in which a DNA encoding the protein of the present invention is placed under the control of a promoter functional in the target host cell. Examples of the vector used include a promoter region that functions in various host cells of prokaryotic and / or eukaryotic cells and can control transcription of a gene located downstream thereof (for example, trp promoter when the host is E. coli, When the host is Bacillus subtilis, such as lac promoter, lectA promoter, etc. When the host is a yeast, SPO1 promoter, SPO2 promoter, penP promoter, etc. When the host is yeast, PHO5 promoter, PGK promoter, GAP promoter, ADH promoter, etc. When the host is a mammalian cell SV40-derived early promoter, MoMuLV-derived long terminal repeat, adenovirus-derived early promoter, and the like, and a transcription termination signal of the gene, that is, a terminator region, There is no particular limitation as long as the region and the terminator region are linked via a sequence containing at least one restriction enzyme recognition site, preferably a unique restriction site that cleaves the vector only at that site, It further contains a selection marker gene for selection of transformants (a gene that confers resistance to drugs such as tetracycline, ampicillin, kanamycin, hygromycin, phosphinothricin, a gene that complements auxotrophic mutations, etc.) Preferably it is. Further, when the DNA encoding the protein of the present invention does not contain an initiation codon and a termination codon, the initiation codon (ATG or GTG) and the termination codon (TAG, TGA, TAA) are respectively located downstream of the promoter region and the terminator region. A vector containing upstream of is used.

宿主細胞として細菌を用いる場合、一般に発現ベクターは上記のプロモーター領域およびターミネーター領域に加えて、宿主細胞内で自律複製し得る複製可能単位を含む必要がある。また、プロモーター領域は、プロモーターの近傍にオペレーターおよびShine-Dalgarno(SD)配列を包含する。   When a bacterium is used as a host cell, the expression vector generally needs to contain a replicable unit capable of autonomous replication in the host cell in addition to the promoter region and terminator region described above. The promoter region includes an operator and a Shine-Dalgarno (SD) sequence in the vicinity of the promoter.

形質転換体の培地中に本発明のタンパク質を分泌させる場合において、本発明のタンパク質をコードするDNAがシグナルペプチドのコード配列を含まない場合は、ベクターとして、開始コドンに続いて適当なシグナルコドンをさらに含む分泌発現用ベクターを用いるのが好ましい。   When the protein of the present invention is secreted into the medium of the transformant and the DNA encoding the protein of the present invention does not contain a signal peptide coding sequence, an appropriate signal codon is used as a vector after the initiation codon. Furthermore, it is preferable to use a secretory expression vector.

本発明のタンパク質をコードするDNAがゲノムDNAから単離され、本来のプロモーターおよびターミネーター領域を含む形態で得られる場合には、本発明の発現ベクターは、目的の宿主細胞内で複製保持または自律増殖できる公知のクローニングベクターの適当な部位に該DNAを挿入することにより調製することができる。   When the DNA encoding the protein of the present invention is isolated from genomic DNA and obtained in a form containing the original promoter and terminator region, the expression vector of the present invention can be replicated or autonomously propagated in the target host cell. It can be prepared by inserting the DNA into an appropriate site of a known cloning vector.

本発明はまた、上記の発現ベクターで宿主細胞を形質転換して得られる形質転換体を提供する。本発明で用いられる宿主細胞としては、前記の発現ベクターに適合し、形質転換され得るものであれば特に限定されず、当該技術分野において通常使用される天然の細胞あるいは人工的に樹立された変異細胞または組換え細胞など種々の細胞(たとえば、細菌(大腸菌、枯草菌、乳酸菌、バチルス・チューリンジエンシスまたはその変異株等(好ましくは、毒素タンパク質を生産しないバチルス・チューリンジエンシス株)、酵母(サッカロマイセス属、ピキア属、クリベロマイセス属等)、動物細胞または昆虫細胞など)が例示されるが、原核生物細胞がより好ましい。また、本発明のタンパク質を発現するのに適したバチルス・チューリンジエンシス変異株を、当業者は自ら作製することができる。たとえば、毒素タンパク質を生産するバチルス・チューリンジエンシス株からキュアリングを行い、プラスミドDNAを除くことによって、毒素タンパク質を生産しないバチルス・チューリンジエンシス株が得られる。当業者は、上記手法を用いて、毒素タンパク質を生産せずに本発明のタンパク質を生産する任意のバチルス・チューリンジエンシス株を取得することができる(詳細については、Gonzalez, J. M. et al. PLASMID 5, 351-365(1981)を参照のこと)。   The present invention also provides a transformant obtained by transforming a host cell with the above expression vector. The host cell used in the present invention is not particularly limited as long as it is compatible with the above-described expression vector and can be transformed. Natural cells or artificially established mutations usually used in the art Various cells such as cells or recombinant cells (for example, bacteria (E. coli, Bacillus subtilis, lactic acid bacteria, Bacillus thuringiensis or mutants thereof (preferably a Bacillus thuringiensis strain that does not produce toxin protein), yeast ( Saccharomyces genus, Pichia genus, Kriveromyces genus), animal cells or insect cells, etc.), but prokaryotic cells are more preferred, and Bacillus thuringiensis mutations suitable for expressing the protein of the present invention Strains can be created by those skilled in the art, for example, producing toxin proteins. A Bacillus thuringiensis strain that does not produce toxin protein can be obtained by curing from the C. thuringiensis strain and removing the plasmid DNA. In addition, any Bacillus thuringiensis strain that produces the protein of the present invention can be obtained (for details, see Gonzalez, JM et al. PLASMID 5, 351-365 (1981)).

発現ベクターの宿主細胞への導入は従来公知の方法を用いて行うことができる。たとえば、細菌の場合は、Cohenらの方法(Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 69,2110 (1972))、プロトプラスト法、コンピテント法等によって、酵母の場合は、Hinnenらの方法(Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 75, 1927 (1978))、リチウム法等によって、動物細胞の場合は、Grahamの方法(Virology, 52, 456 (1973))等によって、また昆虫細胞の場合は、Summersらの方法(Mol. Cell. Biol.3,2156-2165 (1983) )等によって、それぞれ形質転換することができる。   The expression vector can be introduced into a host cell by a conventionally known method. For example, in the case of bacteria, the method of Cohen et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 69,2110 (1972)), protoplast method, competent method, etc., and in the case of yeast, the method of Hinnnen et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 75, 1927 (1978)), in the case of animal cells, Graham's method (Virology, 52, 456 (1973)), etc. In some cases, transformation can be performed by the method of Summers et al. (Mol. Cell. Biol. 3, 2156-2165 (1983)).

本発明は、本発明の34kDa前駆体タンパク質または26kDaタンパク質をコードするDNAを提供する。本発明のDNAは、配列番号2に示すアミノ酸配列(本発明の前駆体タンパク質)をコードするヌクレオチド配列を有するもの、配列番号1に示すヌクレオチド配列を有するもの、配列番号1に示すヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするもの、配列番号4に示すアミノ酸配列(本発明の活性化タンパク質)をコードするヌクレオチド配列を有するもの、配列番号3に示すヌクレオチド配列を有するもの、および配列番号3に示すヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ細胞認識および細胞障害活性を有するタンパク質をコードするものを包含する。本発明の26kDaタンパク質をコードするDNAは配列番号3に示すヌクレオチド配列を有し、このヌクレオチド配列は配列番号1に示すヌクレオチド配列のヌクレオチド残基4〜ヌクレオチド残基738に対応するものである。   The present invention provides a DNA encoding the 34 kDa precursor protein or 26 kDa protein of the present invention. The DNA of the present invention has a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 (precursor protein of the present invention), has a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1, and is complementary to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1. One that hybridizes under stringent conditions with DNA having a typical nucleotide sequence, one that has a nucleotide sequence that encodes the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 (the activated protein of the present invention), and nucleotide sequence that shows SEQ ID NO: 3 And those that hybridize with DNA having a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 under stringent conditions and encode a protein having cell recognition and cytotoxic activity. The DNA encoding the 26 kDa protein of the present invention has the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3, and this nucleotide sequence corresponds to nucleotide residue 4 to nucleotide residue 738 of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1.

本発明において、「ストリンジェントな条件」とは、塩基配列において約60%以上、好ましくは約70%以上、より好ましくは約75%以上、さらに好ましくは約80%以上、さらにより好ましくは約85%以上、約90%以上、約95%以上、約96%以上、約97%以上、約98%以上、最も好ましくは約99%以上の相同性を有するDNAがハイブリダイズし得る条件をいう。ストリンジェンシーは、ハイブリダイゼーション反応や洗浄の際の塩濃度および温度等を適宜変化させることにより調節することができる。相同性の程度は、たとえば、National Center for Biotechnology Information(NCBI)のBLAST検索をデフォルトで使用することによって算定される。   In the present invention, “stringent conditions” refers to about 60% or more, preferably about 70% or more, more preferably about 75% or more, more preferably about 80% or more, even more preferably about 85% in nucleotide sequence. % Or more, about 90% or more, about 95% or more, about 96% or more, about 97% or more, about 98% or more, and most preferably about 99% or more. The stringency can be adjusted by appropriately changing the salt concentration, temperature, etc. during the hybridization reaction or washing. The degree of homology is calculated, for example, by using the BLAST search of the National Center for Biotechnology Information (NCBI) by default.

本発明のタンパク質は、本発明のタンパク質を天然に産生する細胞、すなわちバチルス・チューリンジエンシスA1470株、および本発明のタンパク質を発現するDNAをコードする発現ベクターを含有する形質転換体から得ることができる。本発明のタンパク質は、上記のようにして調製される発現ベクターを含む形質転換体を培地中で培養し、得られる培養物から本発明のタンパク質を回収することによって製造することができる。また、本発明のタンパク質は、本発明のタンパク質を天然に産生する細胞であるバチルス・チューリンジエンシスA1470株を培養し、得られる培養物から本発明のタンパク質を回収することによって得られる。かくして回収したタンパク質は、アルカリ緩衝液での可溶化後にプロテアーゼによって処理することにより活性化することができる。   The protein of the present invention can be obtained from a transformant containing a cell that naturally produces the protein of the present invention, ie, Bacillus thuringiensis A1470 strain, and an expression vector encoding a DNA that expresses the protein of the present invention. it can. The protein of the present invention can be produced by culturing a transformant containing the expression vector prepared as described above in a medium and recovering the protein of the present invention from the obtained culture. The protein of the present invention can be obtained by culturing Bacillus thuringiensis A1470 strain, which is a cell that naturally produces the protein of the present invention, and recovering the protein of the present invention from the obtained culture. The protein thus recovered can be activated by treatment with a protease after solubilization with an alkaline buffer.

形質転換体の培養に使用する培地は、形質転換体の生育に必要な炭素源,無機窒素源もしくは有機窒素源を含んでいることが好ましい。炭素源としては、たとえばグルコース、デキストラン、可溶性デンプン、ショ糖などが、無機窒素源もしくは有機窒素源としては、たとえばアンモニウム塩類、硝酸塩類、アミノ酸、コーンスチープ・リカー、ペプトン、カゼイン、肉エキス、大豆粕、バレイショ抽出液などが例示される。また所望により他の栄養素[たとえば、無機塩(たとえば塩化カルシウム、リン酸二水素ナトリウム、塩化マグネシウム)、ビタミン類、抗生物質(たとえばテトラサイクリン、ネオマイシン、アンピシリン、カナマイシン等)など]を含んでいてもよい。   The medium used for culturing the transformant preferably contains a carbon source, an inorganic nitrogen source or an organic nitrogen source necessary for the growth of the transformant. Examples of the carbon source include glucose, dextran, soluble starch, and sucrose, and examples of the inorganic or organic nitrogen source include ammonium salts, nitrates, amino acids, corn steep liquor, peptone, casein, meat extract, large Examples include soybean cake, potato extract and the like. Further, other nutrients [for example, inorganic salts (for example, calcium chloride, sodium dihydrogen phosphate, magnesium chloride), vitamins, antibiotics (for example, tetracycline, neomycin, ampicillin, kanamycin, etc.)] may be included as desired. .

培養は当該技術分野において知られている方法により行われる。下記に宿主細胞に応じて用いられる具体的な培地および培養条件を例示するが、本発明における培養条件はこれらに限定されるものではない。   Culturing is performed by methods known in the art. Specific media and culture conditions used according to the host cells are exemplified below, but the culture conditions in the present invention are not limited to these.

宿主細胞が細菌、放線菌、酵母、糸状菌等である場合には、たとえば上記栄養源を含有する液体培地が適当である。好ましくは、pHが5〜8の培地である。宿主細胞が大腸菌の場合には、好ましい培地としてLB培地、M9培地(Miller. J., Exp. Mol. Genet, p.431, Cold Spring Harbor Laboratory, New York (1972))等が例示される。培養は、必要により通気・攪拌をしながら、通常14〜43℃で約3〜24時間行うことができる。宿主細胞が枯草菌の場合には、必要により通気・攪拌をしながら、通常30〜40℃で約16〜96時間行うことができる。宿主細胞がバチルス・チューリンジエンシスまたはその変異株(好ましくはバチルス・チューリンジエンシスBFR1)の場合には、好ましい培地としてはCYS培地(Yamamoto, T., ACS Symp. Ser. 432, 46-60 (1990))が挙げられる(この場合、培養は、たとえば、寒天平板上で20℃で96時間行う)。宿主細胞が酵母の場合には、培地として、たとえばBurkholder最少培地(Bostian. K.L. et al, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77, 4505 (1980))が挙げられ、pHは5〜8であることが望ましい。培養は通常約20〜35℃で約14〜144時間行なわれ、必要により通気や攪拌を行うこともできる。   When the host cell is a bacterium, actinomycete, yeast, filamentous fungus or the like, a liquid medium containing the above nutrient source is suitable, for example. Preferably, the medium has a pH of 5-8. When the host cell is Escherichia coli, preferred media include LB medium, M9 medium (Miller. J., Exp. Mol. Genet, p. 431, Cold Spring Harbor Laboratory, New York (1972)) and the like. The culture can be performed usually at 14 to 43 ° C. for about 3 to 24 hours with aeration and stirring as necessary. When the host cell is Bacillus subtilis, it can be performed usually at 30 to 40 ° C. for about 16 to 96 hours with aeration and stirring as necessary. When the host cell is Bacillus thuringiensis or a mutant strain thereof (preferably Bacillus thuringiensis BFR1), CYS medium (Yamamoto, T., ACS Symp. Ser. 432, 46-60 ( (In this case, the culture is performed, for example, on an agar plate at 20 ° C. for 96 hours). When the host cell is yeast, examples of the medium include Burkholder's minimal medium (Bostian. KL et al, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77, 4505 (1980)), and the pH is 5-8. It is desirable to be. The culture is usually carried out at about 20 to 35 ° C. for about 14 to 144 hours, and if necessary, aeration and agitation can be performed.

宿主細胞が動物細胞の場合には、培地として、たとえば約5〜20%のウシ胎仔血清を含む最少必須培地(MEM)(Science, 122, 501 (1952))、ダルベッコ改変最少必須培地(DMEM)(Virology, 8, 396 (1959))、RPMI1640培地(J. Am. Med. Assoc., 199, 519 (1967))、199培地(Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 73, 1 (1950))等を用いることができる。培地のpHは約6〜8であるのが好ましく、培養は通常約30〜40℃で約15〜72時間行なわれ、必要により通気や攪拌を行うこともできる。   When the host cell is an animal cell, the medium is, for example, a minimum essential medium (MEM) containing about 5 to 20% fetal calf serum (Science, 122, 501 (1952)), Dulbecco's modified minimum essential medium (DMEM) (Virology, 8, 396 (1959)), RPMI 1640 medium (J. Am. Med. Assoc., 199, 519 (1967)), 199 medium (Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 73, 1 (1950 )) Etc. can be used. The pH of the medium is preferably about 6 to 8, and the culture is usually carried out at about 30 to 40 ° C. for about 15 to 72 hours, and if necessary, aeration and stirring can be performed.

本発明のタンパク質の精製は、通常使用される種々の分離技術を適宜組み合わせることにより行うことができる。たとえば、塩析、溶媒沈澱、透析、限外濾過、ゲル濾過、非変性PAGE、SDS−PAGE、イオン交換クロマトグラフィー、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、逆相高速液体クロマトグラフィー、等電点電気泳動などの公知の分離方法を適当に選択して行うことにより得ることができる。   The protein of the present invention can be purified by appropriately combining various commonly used separation techniques. For example, salting out, solvent precipitation, dialysis, ultrafiltration, gel filtration, non-denaturing PAGE, SDS-PAGE, ion exchange chromatography, hydroxylapatite chromatography, affinity chromatography, reverse phase high performance liquid chromatography, isoelectric focusing It can be obtained by appropriately selecting a known separation method such as electrophoresis.

本発明に従って得られた34kDaの組換えタンパク質は、アルカリで可溶化後にプロテアーゼ(プロテイナーゼKなど)で37℃にて1〜2時間インキュベートすることにより活性化されて26kDaの活性化タンパク質を生成する。   The 34 kDa recombinant protein obtained according to the present invention is activated by incubating with a protease (such as proteinase K) at 37 ° C. for 1-2 hours after solubilization with alkali to produce an activated protein of 26 kDa.

本明細書において「細胞障害活性」とは、特定の細胞を特異的に破壊する能力をいう。たとえば、実施例に記載されるMTTアッセイにより測定した場合に、特定の細胞に対してたとえば、約2μg/ml以下、好ましくは約1μg/ml以下、より好ましくは約0.5μg/ml以下、さらにより好ましくは約0.25μg/ml以下のEC50(μg精製タンパク質/ml)を示す場合に、「細胞障害活性」を有するものとみなされる。また、MTTアッセイ以外の方法によって測定する場合には、特定の細胞に対する細胞障害活性が、ネガティブコントロールに対する細胞障害活性よりも有意に高い場合に、その細胞に対して細胞障害活性を有するものとみなされる。ネガティブコントロールとしては、本発明のタンパク質が細胞障害活性を示さない任意の細胞が挙げられるが、たとえば、Jurkat細胞、K562細胞、HeLa細胞、UtSMC細胞、HC細胞、A549細胞、MRC−5細胞、Vero細胞、COS−7細胞、CHO−K1細胞およびNIH3T3細胞から任意に選択される細胞をネガティブコントロールとして用いることができる。 As used herein, “cytotoxic activity” refers to the ability to specifically destroy specific cells. For example, for a particular cell, for example, about 2 μg / ml or less, preferably about 1 μg / ml or less, more preferably about 0.5 μg / ml or less, as measured by the MTT assay described in the Examples. More preferably, it is considered to have “cytotoxic activity” if it exhibits an EC 50 (μg purified protein / ml) of about 0.25 μg / ml or less. When measuring by a method other than the MTT assay, if the cytotoxic activity against a specific cell is significantly higher than the cytotoxic activity against a negative control, the cell is considered to have cytotoxic activity against that cell. It is. Examples of the negative control include any cells in which the protein of the present invention does not exhibit cytotoxic activity. For example, Jurkat cells, K562 cells, HeLa cells, UtSMC cells, HC cells, A549 cells, MRC-5 cells, Vero Cells arbitrarily selected from cells, COS-7 cells, CHO-K1 cells and NIH3T3 cells can be used as a negative control.

また、本発明のタンパク質は、特定の細胞を特異的に認識し、かつ破壊することによって、特定の細胞に対して特異的な細胞障害活性を示す。従って、本発明のタンパク質は、特異的な「細胞認識活性」を有する。たとえば、免疫沈降アッセイ、BIAcoreを用いた相互作用解析により測定した場合に、特定の細胞に対する細胞認識活性が、ネガティブコントロールに対する細胞認識活性よりも有意に高い場合に、その細胞に対して細胞認識活性を有するものとみなされる。ネガティブコントロールとしては、本発明のタンパク質が細胞認識活性を示さない任意の細胞が挙げられる。当業者は、ネガティブコントロールとして使用し得る細胞を適宜選択することができる。   In addition, the protein of the present invention specifically recognizes and destroys specific cells, thereby exhibiting specific cytotoxic activity against specific cells. Therefore, the protein of the present invention has specific “cell recognition activity”. For example, when the cell recognition activity for a specific cell is significantly higher than the cell recognition activity for a negative control, as measured by an immunoprecipitation assay, interaction analysis using BIAcore, the cell recognition activity for that cell Is considered to have The negative control includes any cell in which the protein of the present invention does not show cell recognition activity. Those skilled in the art can appropriately select cells that can be used as a negative control.

本発明の26kDaタンパク質は、とりわけ、ヒト由来の白血病T細胞(好ましくはMOLT−4細胞)、前骨髄性白血病細胞(好ましくはHL60細胞)、リンパ腫細胞(好ましくはU−937DE−4細胞)、子宮癌細胞(好ましくはSawano細胞およびTCS細胞)、肝癌細胞(好ましくはHepG2細胞)および大腸癌細胞(好ましくは結腸癌細胞、より好ましくはCACO−2細胞)、並びにラット由来の癌細胞(好ましくはPC12細胞)を特異的に認識し、これら細胞に対して細胞障害活性を示す。   The 26 kDa protein of the present invention includes leukemia T cells (preferably MOLT-4 cells) derived from human, promyelocytic leukemia cells (preferably HL60 cells), lymphoma cells (preferably U-937DE-4 cells), uterus, among others. Cancer cells (preferably Savano cells and TCS cells), liver cancer cells (preferably HepG2 cells) and colon cancer cells (preferably colon cancer cells, more preferably CACO-2 cells), and rat-derived cancer cells (preferably PC12). Cells) are specifically recognized and exhibit cytotoxic activity against these cells.

上記のように、本発明の26kDaタンパク質は、とりわけ特定のヒト由来癌細胞を特異的に認識し、これら癌細胞に対して選択的に細胞障害活性を示すことから、抗癌剤として用いることができる。従って、本発明は、本発明の26kDaタンパク質を有効成分として含む医薬組成物、とりわけ抗癌剤を包含する。本発明の抗癌剤の適用症としては、白血病、好ましくは異常なT細胞に起因する白血病、前骨髄性白血病、リンパ腫、子宮頸癌、子宮癌、肝臓癌、結腸癌等が挙げられる。   As described above, the 26 kDa protein of the present invention specifically recognizes specific human-derived cancer cells and selectively shows cytotoxic activity against these cancer cells, and therefore can be used as an anticancer agent. Therefore, the present invention includes a pharmaceutical composition comprising the 26 kDa protein of the present invention as an active ingredient, particularly an anticancer agent. Applicable diseases of the anticancer agent of the present invention include leukemia, preferably leukemia caused by abnormal T cells, promyelocytic leukemia, lymphoma, cervical cancer, uterine cancer, liver cancer, colon cancer and the like.

本発明の医薬組成物または抗癌剤は、有効成分としての本発明の26kDaタンパク質を通常の薬理学的に許容しうる賦形剤または担体と混合することにより調製することができる。本発明の医薬組成物または抗癌剤は、適宜、散剤、錠剤、ペレット剤、カプセル剤、坐剤、液剤、乳濁液、懸濁液、エアロゾル剤、スプレー剤、その他の使用に適した剤形であってよい。有効成分である本発明の26kDaタンパク質の治療上有効な用量は、その精製度、活性および投与法、並びに処置すべき個々の患者の年齢、健康状態、体重、性別および疾患の種類によっても相違するが、当業者は、それらの因子を考慮して、用量を適宜決定することができる。   The pharmaceutical composition or anticancer agent of the present invention can be prepared by mixing the 26 kDa protein of the present invention as an active ingredient with a usual pharmacologically acceptable excipient or carrier. The pharmaceutical composition or anticancer agent of the present invention is suitably in a dosage form suitable for powders, tablets, pellets, capsules, suppositories, liquids, emulsions, suspensions, aerosols, sprays, and other uses. It may be. The therapeutically effective dose of the 26 kDa protein of the invention, which is the active ingredient, will also vary depending on its purity, activity and mode of administration, and the age, health, weight, sex and type of disease of the individual patient to be treated. However, those skilled in the art can appropriately determine the dose in consideration of these factors.

本発明の26kDa活性化タンパク質を抗癌剤として使用する場合、本発明のタンパク質単独でも有効であるが、効果を増強するために他の抗癌剤との複合体(共有結合性でも非共有結合性でもよい)や併用剤としても使用することができる。たとえば、免疫グロブリンと抗癌剤との複合体が報告されているが、本発明のタンパク質も同様に、他の抗癌剤との複合体として使用することができる。また、本発明のタンパク質は、放射性同位体(たとえば、131I)で標識することができる。たとえば、131Iで標識した抗CD20モノクローナル抗体での治療によって、B細胞リンパ腫患者において非常に良好な結果が得られたことが報告されているが、本発明のタンパク質も同様に131Iで標識すると癌細胞に対する破壊効果が増強される。また、本発明のタンパク質は、毒素(たとえば、リシン)との複合体として使用することもできる。たとえば、抗CD5抗体とリシンA鎖との複合体によってT細胞リンパ腫の患者において顕著な効果が確認されたとの報告があるが、本発明のタンパク質も同様にリシンA鎖との複合体として使用することができる。 When the 26 kDa activating protein of the present invention is used as an anticancer agent, the protein of the present invention alone is effective, but a complex with another anticancer agent (covalent or noncovalent) may be used to enhance the effect. It can also be used as a combination agent. For example, although a complex of an immunoglobulin and an anticancer agent has been reported, the protein of the present invention can also be used as a complex with another anticancer agent. In addition, the protein of the present invention can be labeled with a radioisotope (eg, 131 I). For example, it has been reported that treatment with 131 I-labeled anti-CD20 monoclonal antibody has yielded very good results in patients with B-cell lymphoma, but the protein of the invention is also labeled with 131 I The destructive effect on cancer cells is enhanced. The protein of the present invention can also be used as a complex with a toxin (for example, ricin). For example, there is a report that a remarkable effect was confirmed in a T cell lymphoma patient by a complex of an anti-CD5 antibody and ricin A chain, but the protein of the present invention is also used as a complex with ricin A chain. be able to.

上記特徴に加え、本発明のタンパク質は、非常に選択性が高いため薬物送達システムにも利用することができる。たとえば、本発明のタンパク質は、他の物質との融合によって、特異的な指向性をその物質に付与することができる。本発明のタンパク質は優れた選択性を有することから、免疫グロブリン(抗体)と同様にターゲッティング療法に使用できることが理解されるであろう。   In addition to the above features, the protein of the present invention can be used in drug delivery systems because of its very high selectivity. For example, the protein of the present invention can impart specific directivity to the substance by fusion with another substance. It will be appreciated that the proteins of the invention have excellent selectivity and can be used in targeting therapy as well as immunoglobulins (antibodies).

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限られるものではない。
なお、以下の実施例において、HeLa細胞(ヒト子宮頸部癌細胞)、Sawano細胞(ヒト子宮内膜腺癌細胞)、TCS細胞(ヒト角化型扁平上皮癌細胞)、HepG2細胞(肝臓癌細胞)、MOLT−4細胞(ヒト白血病T細胞)、Jurkat細胞(ヒト白血病T細胞)、HL60細胞(ヒト前骨髄性白血病細胞)、MRC−5細胞(ヒト胎児肺由来正常繊維芽細胞)、A549細胞(ヒト肺癌細胞)、CACO−2細胞(ヒト結腸癌細胞)、COS−7細胞(アフリカミドリザル腎由来細胞)、K562細胞(慢性骨髄性白血病細胞)、CHO細胞(ハムスター卵巣由来細胞)、PC12細胞(ラット褐色腫由来細胞)、U937DE−4細胞(ヒトリンパ腫由来細胞)Vero細胞(アフリカミドリザル腎由来細胞)およびNIH3T3細胞(マウス胎児由来繊維芽細胞)は理化学研究所から、UtSMC細胞(ヒト正常子宮平滑筋細胞)は宝酒造株式会社から、HC細胞(ヒト正常肝細胞)はセルシステムズ社からそれぞれ購入した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
In the following examples, HeLa cells (human cervical cancer cells), Sawano cells (human endometrial adenocarcinoma cells), TCS cells (human keratinized squamous cell carcinoma cells), HepG2 cells (liver cancer cells) ), MOLT-4 cells (human leukemia T cells), Jurkat cells (human leukemia T cells), HL60 cells (human promyelocytic leukemia cells), MRC-5 cells (human embryonic lung-derived normal fibroblasts), A549 cells (Human lung cancer cells), CACO-2 cells (human colon cancer cells), COS-7 cells (African green monkey kidney-derived cells), K562 cells (chronic myeloid leukemia cells), CHO cells (hamster ovary-derived cells), PC12 cells (Rat melanoma-derived cells), U937DE-4 cells (human lymphoma-derived cells) Vero cells (African green monkey kidney-derived cells) and NIH3T3 cells (ma Scan embryonic fibroblasts) from the Institute of Physical and Chemical Research, from UtSMC cells (normal human uterine smooth muscle cells) Takara Shuzo Co., Ltd., HC cells (human normal liver cells) were purchased from each cell Systems Incorporated.

実施例1[バチルス・チューリンジエンシスA1470株からの26kDaタンパク質の調製]
バチルス・チューリンジエンシスA1470株(受託番号FERM BP−8344)(以下、「BT A1470株」と略す)が胞子形成時に作る封入体を収集し、これに可溶化緩衝液(50mM炭酸ナトリウム(pH10.5)、10mM DTT、1mM EDTA)を加えて37℃で1時間インキュベートした。これを7,000×gにて20分遠心し、上清を得た。こうして得た上清を0.45μmのフィルターに通して不溶物を濾過後、1N塩酸でpH9.2に調製し、1mg/mlのプロテイナーゼK(和光純薬製;ロットナンバーPAQ7953)を終濃度で50μg/mlになるように加えて37℃で1.5時間インキュベートした。100mM PMSFを終濃度で1mMになるように添加してプロテイナーゼKによるプロセッシングを停止させ、同時に氷冷し、もう一度0.45μmのフィルターにかけた。このサンプルをResource Qカラム(アマシャムバイオサイエンス社の陰イオン交換クロマトグラフィーカラム)に通して(running bufferは50mM Glycine NaOH、pH10.8を使用)、素通りする画分を収集した。この画分を10mM Hepes、10mM DTT(pH7.8)で透析し、Resource Sカラム(アマシャムバイオサイエンス社の陽イオン交換クロマトグラフィカラム)に通して(running bufferは10mM Hepes、10mM DTT、pH7.8を使用)、素通りする画分を収集した。この画分が精製された26kDaタンパク質である。こうして得た26kDaタンパク質をPVDF膜に転写し、オートマチックアミノ酸シークエンサーModel 473A(アプライドバイオシステム社)を用いてN末側のアミノ酸配列を決定した。
Example 1 [Preparation of 26 kDa protein from Bacillus thuringiensis A1470 strain]
Inclusion bodies formed at the time of sporulation by Bacillus thuringiensis A1470 strain (accession number FERM BP-8344) (hereinafter abbreviated as “BT A1470 strain”) were collected, and solubilized buffer (50 mM sodium carbonate (pH 10. 5), 10 mM DTT, 1 mM EDTA) was added and incubated at 37 ° C. for 1 hour. This was centrifuged at 7,000 × g for 20 minutes to obtain a supernatant. The supernatant thus obtained was passed through a 0.45 μm filter, insoluble matter was filtered, adjusted to pH 9.2 with 1N hydrochloric acid, and 1 mg / ml proteinase K (manufactured by Wako Pure Chemicals; lot number PAQ7953) at a final concentration of 50 μg. / ml and incubated at 37 ° C. for 1.5 hours. Processing with proteinase K was stopped by adding 100 mM PMSF to a final concentration of 1 mM, and at the same time, ice-cooled and applied again to a 0.45 μm filter. This sample was passed through a Resource Q column (Amersham Biosciences anion exchange chromatography column) (running buffer used 50 mM Glycine NaOH, pH 10.8), and the fraction passed through was collected. This fraction was dialyzed with 10 mM Hepes and 10 mM DTT (pH 7.8) and passed through a Resource S column (Amersham Biosciences cation exchange chromatography column) (running buffer with 10 mM Hepes, 10 mM DTT and pH 7.8). Used), and the fractions passed through were collected. This fraction is a purified 26 kDa protein. The 26 kDa protein thus obtained was transferred to a PVDF membrane, and the amino acid sequence on the N-terminal side was determined using an automatic amino acid sequencer Model 473A (Applied Biosystems).

実施例2[34kDaタンパク質をコードするDNAを含む形質転換体の調製]
BT A1470株由来の32kDaタンパク質をPVDF膜(Bio-Rad,Hercules, Ca, U.S.A.)に転写し、プロテインシーケンサーModel 473A(Applied Biosystems, Foster, CA, U.S.A.)を用いてN末端配列を決定した。このN末端の10個のアミノ酸配列(AlaIleIleAsnLeuAlaAsnGluLeuAla:配列番号5)を、20-mer縮重オリゴヌクレオチドプローブ(GAAATT(A)TATGGT(A)ATGCAATA:配列番号6)(32kDa F2オリゴヌクレオチド)の設計に使用した。このオリゴヌクレオチド配列は、32kDaタンパク質N末端配列のE(10番目)からY(16番目)に対応している。
Example 2 [Preparation of transformant containing DNA encoding 34 kDa protein]
The 32 kDa protein derived from BT A1470 strain was transferred to a PVDF membrane (Bio-Rad, Hercules, Ca, USA), and the N-terminal sequence was determined using a protein sequencer Model 473A (Applied Biosystems, Foster, CA, USA). This N-terminal 10 amino acid sequence (AlaIleIleAsnLeuAlaAsnGluLeuAla: SEQ ID NO: 5) was used to design a 20-mer degenerate oligonucleotide probe (GAAATT (A) TATGGT (A) ATGCAATA: SEQ ID NO: 6) (32 kDa F2 oligonucleotide). used. This oligonucleotide sequence corresponds to E (10th) to Y (16th) of the 32 kDa protein N-terminal sequence.

さらに、このタンパク質のN末端以外のアミノ酸配列をClevelandら(Cleveland DW, Fischer SG, Kirschner MWおよびLaemmli UK (1977) Peptide mapping by limited proteolysis in sodium dodecyl sulfate and analysis by gel electrophoresis, J. Biol. Chem., 252(3), 1102-1106)の方法によって決定した。このタンパク質を、Staphylococcus aureus V8 protease(Roche Diagnostics, Mannheim, Germany)で処理し、得られた内部ペプチドを15% SDS-PAGEで分離した。分離した内部ペプチドのうち1つのN末端配列を上記の方法で決定した。始めの19個のアミノ酸配列(GlyAlaValThrAsnGluAsnLysTyrThrLeuAspAlaThrGlnAspPheArgAsp:配列番号7)を、20-mer縮重オリゴヌクレオチドプローブ(GTATATTTATTTTCATTT(A)GT:配列番号8)(32kDa R2オリゴヌクレオチド)の設計に使用した。このオリゴヌクレオチド配列は、上記19個のアミノ酸配列のT(10番目)からT(4番目)に対応している。   Furthermore, the amino acid sequence other than the N-terminus of this protein was obtained from Cleveland et al. (Cleveland DW, Fischer SG, Kirschner MW and Laemmli UK (1977) Peptide mapping by limited proteolysis in sodium dodecyl sulfate and analysis by gel electrophoresis, J. Biol. Chem. , 252 (3), 1102-1106). This protein was treated with Staphylococcus aureus V8 protease (Roche Diagnostics, Mannheim, Germany) and the resulting internal peptides were separated by 15% SDS-PAGE. The N-terminal sequence of one of the separated internal peptides was determined by the method described above. The first 19 amino acid sequences (GlyAlaValThrAsnGluAsnLysTyrThrLeuAspAlaThrGlnAspPheArgAsp: SEQ ID NO: 7) were used for the design of a 20-mer degenerate oligonucleotide probe (GTATATTTATTTTCATTT (A) GT: SEQ ID NO: 8) (32 kDa R2 oligonucleotide). This oligonucleotide sequence corresponds to T (10th) to T (4th) of the 19 amino acid sequences.

次に、32kDa F2オリゴヌクレオチドおよび32kDa R2オリゴヌクレオチドを用いて、BT A1470株の全プラスミドについてPCRを行なった。その結果、400bpのPCR産物が得られ、これを精製した。次いで、精製400bp PCR産物をECL nucleic acid labeling system (Amersham Pharmacia Biotech, Uppsala, Sweden)によってペルオキシダーゼで標識し、プローブを作製した。次いで、BT A1470株に含まれる全てのプラスミドDNAを抽出し、このプラスミドDNAを制限酵素(ClaI)処理によってフラグメントに切断した。ペルオキシダーゼで標識したプローブは、上記フラグメントのうち約6.6kbのClaIフラグメントに特異的にハイブリダイズした。   Next, PCR was performed on all plasmids of BTA1470 strain using 32 kDa F2 oligonucleotide and 32 kDa R2 oligonucleotide. As a result, a 400 bp PCR product was obtained and purified. The purified 400 bp PCR product was then labeled with peroxidase by the ECL nucleic acid labeling system (Amersham Pharmacia Biotech, Uppsala, Sweden) to produce a probe. Next, all plasmid DNA contained in BTA1470 strain was extracted, and this plasmid DNA was cleaved into fragments by treatment with restriction enzyme (ClaI). The peroxidase-labeled probe specifically hybridized to the approximately 6.6 kb ClaI fragment of the above fragments.

BT A1470株プラスミドのフラグメント(5〜7kb)をpBluescript SK(+)のClaI部位に挿入した。標識プローブを用いて、このプラスミドで形質転換した大腸菌(Escherichia coli)DH5αに対するハイブリダイゼーションを確認した。この大腸菌DH5αは、pSHAN32.1プラスミドを含んでいた。このプラスミドは6.6kb DNAフラグメントを有し、その中に32kDaタンパク質の他、ORF1および本発明の34kDaタンパク質の遺伝子が含まれていた。   A BT A1470 strain plasmid fragment (5-7 kb) was inserted into the ClaI site of pBluescript SK (+). Hybridization to Escherichia coli DH5α transformed with this plasmid was confirmed using a labeled probe. This E. coli DH5α contained the pSHAN32.1 plasmid. This plasmid had a 6.6 kb DNA fragment, which contained the gene for ORF1 and the 34 kDa protein of the present invention in addition to the 32 kDa protein.

この34kDaタンパク質遺伝子の5’および3’末端ヌクレオチド配列をもとに34kDa F1オリゴヌクレオチド(GGTGGATCATATGGCGATTAT:配列番号9)および34kDa R1オリゴヌクレオチド(CTAGCTCGAGCTGAAGAGATACCACAGGGTCAA:配列番号10)を設計した。その2種オリゴヌクレオチドを用いて、pSHAN32.1を鋳型としてPCRを行った。その結果、5’末端には制限酵素NdeI、3’末端には制限酵素XhoIの認識配列を付加した34kDaタンパク質のヌクレオチド配列がPCR産物として得られた。次いで、このPCR産物を制限酵素NdeIおよびXhoIで処理し、同じ制限酵素で処理された発現ベクターpET30a(+)(Stratagene、La Jolla, CA)に挿入した結果、プラスミドpSHAN34.2を得た。次いで、このプラスミドpSHAN34.2を大腸菌 BL21(Stratagene、La Jolla, CA)に形質転換して、大腸菌BL21(pSHAN34.2)株を得た。   Based on the 5 'and 3' terminal nucleotide sequences of this 34 kDa protein gene, 34 kDa F1 oligonucleotide (GGTGGATCATATGGCGATTAT: SEQ ID NO: 9) and 34 kDa R1 oligonucleotide (CTAGCTCGAGCTGAAGAGATACCACAGGGTCAA: SEQ ID NO: 10) were designed. PCR was performed using the two oligonucleotides using pSHAN32.1 as a template. As a result, a nucleotide sequence of a 34 kDa protein with a restriction enzyme NdeI added at the 5 'end and a restriction enzyme XhoI added at the 3' end was obtained as a PCR product. This PCR product was then treated with restriction enzymes NdeI and XhoI and inserted into the expression vector pET30a (+) (Stratagene, La Jolla, Calif.) Treated with the same restriction enzymes, resulting in plasmid pSHAN34.2. This plasmid pSHAN34.2 was then transformed into E. coli BL21 (Stratagene, La Jolla, Calif.) To obtain the E. coli BL21 (pSHAN34.2) strain.

実施例3[形質転換体からの34kDaタンパク質の調製]
実施例2で得た大腸菌株をLB培地に植えて、37℃で振とうしながら1晩培養した。これを8,000×g、15分の遠心分離で集菌し、-20℃で凍結した。集菌し凍結した大腸菌を溶解液(50mM Tris-HCl(pH8)、25%Sucrose、1mM EDTA)10mLに分散し、10mg/mLリゾチームを0.5mL入れて、室温で30分放置し、その後超音波破砕機で3分間処理し、10mL界面活性剤液(0.2M NaCl、1%デオキシコール酸ナトリウム、1%Nonidet P-40)を入れて室温で30分間放置した。これを8,000×gで30分遠心分離すると目的のタンパク質を含む封入体を回収できた。1%TritonX-100、1mM EDTA液20mLで洗浄し、8,000×gで15分遠心分離する操作を2回繰り返し、蒸留水で3回洗浄した。こうして得た目的のタンパク質を含む封入体を50mM Na2CO3(pH10.8)、10mM DTTおよび1mM EDTAからなるアルカリ緩衝液240μlを加えて37℃で1時間可溶化した。次に遠心分離により目的タンパク質を含む上清を回収した。
Example 3 [Preparation of 34 kDa protein from transformants]
The E. coli strain obtained in Example 2 was planted in LB medium and cultured overnight at 37 ° C. with shaking. The cells were collected by centrifugation at 8,000 × g for 15 minutes and frozen at −20 ° C. E. coli collected and frozen is dispersed in 10 mL of lysate (50 mM Tris-HCl (pH 8), 25% Sucrose, 1 mM EDTA), 0.5 mL of 10 mg / mL lysozyme is added and left at room temperature for 30 minutes. The mixture was treated with a crusher for 3 minutes, 10 mL of a surfactant solution (0.2 M NaCl, 1% sodium deoxycholate, 1% Nonidet P-40) was added and left at room temperature for 30 minutes. When this was centrifuged at 8,000 × g for 30 minutes, inclusion bodies containing the target protein could be recovered. The procedure of washing with 20 mL of 1% TritonX-100 and 1 mM EDTA solution and centrifuging at 8,000 × g for 15 minutes was repeated twice and washed with distilled water three times. The inclusion body containing the target protein thus obtained was solubilized at 37 ° C. for 1 hour by adding 240 μl of an alkaline buffer consisting of 50 mM Na 2 CO 3 (pH 10.8), 10 mM DTT and 1 mM EDTA. Next, the supernatant containing the target protein was recovered by centrifugation.

実施例4[34kDaタンパク質からの活性化タンパク質の調製]
実施例3で得た上清を0.45μmのフィルターに通して不溶物を濾過後、1N塩酸でpH9.2に調製し、これに最終濃度が30μg/mlとなるように1mg/mlのプロテイナーゼK(和光純薬製;ロットナンバーPAQ7953)を加え、37℃で1.5時間インキュベートした。その後、100mMのPMSFを最終濃度で1mMになるように加えてプロテイナーゼKによるプロセシングを停止させた。1N HClによって溶液のpHを中性付近に戻し、フィルターでの濾過によって除菌して、活性化タンパク質溶液を得た。
Example 4 [Preparation of activated protein from 34 kDa protein]
The supernatant obtained in Example 3 was passed through a 0.45 μm filter, the insoluble material was filtered, adjusted to pH 9.2 with 1N hydrochloric acid, and 1 mg / ml proteinase K to a final concentration of 30 μg / ml. (Wako Pure Chemicals; lot number PAQ7953) was added and incubated at 37 ° C for 1.5 hours. Thereafter, 100 mM PMSF was added to a final concentration of 1 mM to stop proteinase K processing. The pH of the solution was returned to near neutral with 1N HCl and sterilized by filtration through a filter to obtain an activated protein solution.

実施例5[SDS-PAGE電気泳動およびウエスタンブロッティング]
実施例2で得た大腸菌BL21(pSHAN34.2)株が発現するタンパク質について調べるため、同大腸菌株が生産するタンパク質のプロフィールをプロテイナーゼK処理前および処理後で比較した。
(1)SDS-PAGE電気泳動
15%泳動ゲルおよび4%濃縮ゲルを用いてSDS-PAGE電気泳動を行った。分子量マーカーは、Bio-Rad社製(250, 150, 100, 75, 50, 37, 25, 15および10kDa)を用い、実施例3で得たタンパク質溶液および実施例4で得た活性化タンパク質溶液を泳動した。結果を図1に示す(Std:分子量マーカー;レーン1:プロテイナーゼK処理前;レーン2:プロテイナーゼK処理後)。
Example 5 [SDS-PAGE electrophoresis and Western blotting]
In order to examine the proteins expressed by the Escherichia coli BL21 (pSHAN34.2) strain obtained in Example 2, the profiles of the proteins produced by the Escherichia coli strain were compared before and after the proteinase K treatment.
(1) SDS-PAGE electrophoresis
SDS-PAGE electrophoresis was performed using 15% electrophoresis gel and 4% concentrated gel. The molecular weight markers used were Bio-Rad (250, 150, 100, 75, 50, 37, 25, 15 and 10 kDa), and the protein solution obtained in Example 3 and the activated protein solution obtained in Example 4 were used. Was run. The results are shown in FIG. 1 (Std: molecular weight marker; lane 1: before proteinase K treatment; lane 2: after proteinase K treatment).

(2)ウエスタンブロッティング
さらに、プロテイナーゼK処理後のタンパク質についてウエスタンブロッティングを行なった。電気泳動したタンパク質をPVDF膜(Bio-Rad, Hercules, CA, U.S.A.)に転写し、一次抗体(実施例1で得た活性型精製タンパク質を用いて調製)および二次抗体(アルカリフォスフォターゼ標識抗ウサギIgG)を用いて活性タンパク質を検出した。
(2) Western blotting Furthermore, Western blotting was performed on the protein after proteinase K treatment. The electrophoresed protein is transferred to a PVDF membrane (Bio-Rad, Hercules, CA, USA), and the primary antibody (prepared using the activated purified protein obtained in Example 1) and the secondary antibody (alkaline phosphatase label) The active protein was detected using anti-rabbit IgG).

以上の結果から、大腸菌BL21(pSHAN34.2)株がBT A1470株と同じ分子量(34kDa)のタンパク質を生産すること、さらに、この得られた34kDaタンパク質が、アルカリ緩衝液で可溶化され、次いでプロテイナーゼK処理後にBT A1470株と同様に活性型の26kDaタンパク質を生成することが明らかになった。   From the above results, it can be seen that the E. coli BL21 (pSHAN34.2) strain produces a protein having the same molecular weight (34 kDa) as the BTA1470 strain, and that the obtained 34 kDa protein is solubilized with an alkaline buffer, and then proteinase. It was revealed that after treatment with K, an active 26 kDa protein was produced in the same manner as BTA1470 strain.

実施例6[培養細胞の調製]
種々の細胞株を表1に示される条件で培養し、それら培養された各細胞について、2.2×105細胞/mlの濃度で96ウェルマルチウェルプレートに90μlずつ分注した。この96ウェルマルチウェルプレート中で細胞をさらに24時間培養し、次いで試験に用いた。
Example 6 [Preparation of cultured cells]
Various cell lines were cultured under the conditions shown in Table 1, and 90 μl of each cultured cell was dispensed into a 96-well multiwell plate at a concentration of 2.2 × 10 5 cells / ml. Cells were cultured in this 96-well multiwell plate for an additional 24 hours and then used for testing.

Figure 0004565891
Figure 0004565891

実施例7[種々の癌細胞に対する細胞障害効果の測定]
大腸菌組換え株由来の26kDaタンパク質の細胞障害活性を、MTT法による細胞生存率で測定し、EC50を計算した。まず、実施例4に記載の方法によって調製した活性型の26kDaタンパク質を得た。次に96ウェルマルチタイタープレートの各ウェル中の培養細胞に、26kDaタンパク質を終濃度で2μg/mlから1/2の段階希釈になるように添加した。細胞生存率の測定をタンパク質添加の20時間後に行なった。細胞生存率については、市販のCellTiter96TM試薬(プロメガ株式会社製)を用いてMTT法により測定した。EC50の計算結果を表2に示す。また、このうち本タンパク質が特に高い細胞傷害活性を示したCACO-2細胞とSawano細胞のMTT法による細胞生存曲線をそれぞれ図2と図3に示す。さらに本タンパク質がほとんど細胞傷害活性を示さなかったHC細胞に対する細胞生存曲線を図4に示す。
Example 7 [Measurement of cytotoxic effect on various cancer cells]
The cytotoxic activity of the 26 kDa protein derived from the E. coli recombinant strain was measured by the cell viability by the MTT method, and the EC 50 was calculated. First, an active 26 kDa protein prepared by the method described in Example 4 was obtained. Next, 26 kDa protein was added to the cultured cells in each well of the 96-well multititer plate so that the final concentration was from 2 μg / ml to 1/2 dilution. Cell viability was measured 20 hours after protein addition. The cell viability was measured by the MTT method using a commercially available CellTiter96 reagent (manufactured by Promega Corporation). The EC 50 calculation results are shown in Table 2. In addition, cell survival curves of CACO-2 cells and Sawano cells, in which the present protein showed particularly high cytotoxic activity, are shown in FIGS. 2 and 3, respectively. Further, FIG. 4 shows a cell survival curve for HC cells in which this protein hardly showed cytotoxic activity.

Figure 0004565891
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表2に示される結果から、本発明の26kDaタンパク質は、特定の細胞、とりわけ特定のヒト癌細胞を特異的に認識し、選択的な細胞障害性を示すことが明らかになった。   From the results shown in Table 2, it was revealed that the 26 kDa protein of the present invention specifically recognizes specific cells, particularly specific human cancer cells, and exhibits selective cytotoxicity.

本発明は、特定の細胞に対して選択的な細胞認識および細胞障害活性を有する新規なタンパク質およびその前駆体タンパク質を提供する。本発明の活性タンパク質は、特定の細胞、とりわけ特定のヒト癌細胞に対して選択的に細胞障害活性を示すことから、特定の癌を攻撃する抗癌剤として特に有用である。   The present invention provides novel proteins and precursor proteins thereof that have selective cell recognition and cytotoxic activity against specific cells. The active protein of the present invention is particularly useful as an anticancer agent that attacks a specific cancer because it selectively shows cytotoxic activity against specific cells, particularly specific human cancer cells.

本発明のバチルス・チューリンジエンシスA1470株由来タンパク質のプロテイナーゼK処理前および処理後におけるSDS−PAGE電気泳動の結果を示す。The result of SDS-PAGE electrophoresis before and after proteinase K treatment of the protein derived from Bacillus thuringiensis A1470 strain of the present invention is shown.

本発明の活性タンパク質で処理後のCACO−2細胞のMTT法による細胞生存曲線を示す。The cell survival curve by MTT method of the CACO-2 cell after processing with the active protein of this invention is shown.

本発明の活性タンパク質で処理後のSawano細胞のMTT法による細胞生存曲線を示す。The cell survival curve by MTT method of the Sawano cell after processing with the active protein of this invention is shown.

本発明の活性タンパク質で処理後のHC細胞のMTT法による細胞生存曲線を示す。The cell survival curve by MTT method of the HC cell after processing with the active protein of this invention is shown.

Claims (20)

バチルス・チューリンジエンシスA1470株由来で分子量が34kDaであり、配列番号1に示すヌクレオチド配列によりコードされるアミノ酸配列を有する、細胞認識および細胞障害活性を有するタンパク質の前駆体タンパク質。   A precursor protein of a protein having cell recognition and cytotoxic activity, derived from Bacillus thuringiensis A1470 strain, having a molecular weight of 34 kDa and having an amino acid sequence encoded by the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1. 配列番号2に示すアミノ酸配列または配列番号2に示すアミノ酸配列において1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換、付加または挿入されたアミノ酸配列を有する、細胞認識および細胞障害活性を有するタンパク質の前駆体タンパク質。 A precursor of a protein having cell recognition and cytotoxic activity having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or an amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted, added or inserted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 protein. バチルス・チューリンジエンシスA1470株が独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに受託番号FERM BP−8344として寄託されている、請求項1または2に記載の前駆体タンパク質。   The precursor protein according to claim 1 or 2, wherein Bacillus thuringiensis A1470 strain is deposited at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Deposit Center under the accession number FERM BP-8344. 遺伝子組み換え技術により得られる、請求項1ないし3のいずれかに記載の前駆体タンパク質。   The precursor protein according to any one of claims 1 to 3, which is obtained by a gene recombination technique. 配列番号4に示すアミノ酸配列または配列番号4に示すアミノ酸配列において1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換、付加または挿入されたアミノ酸配列を有する、細胞認識および細胞障害活性を有するタンパク質 A protein having cell recognition and cytotoxic activity, having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 or an amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted, added or inserted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 . 分子量が26kDaである、請求項5 に記載のタンパク質。 The molecular weight is 26 kDa. The protein according to 1. 請求項1ないし4のいずれかに記載の前駆体タンパク質からC末端側の断片が開裂されて得られたものである、請求項5または6に記載のタンパク質。 The protein according to claim 5 or 6 , which is obtained by cleaving a C-terminal fragment from the precursor protein according to any one of claims 1 to 4 . 細胞認識および細胞障害活性が、白血病細胞、肝癌細胞、子宮癌細胞および大腸癌細胞からなる群より選択される少なくとも1つの細胞に対して特異的である、請求項5ないしのいずれかに記載のタンパク質。 Cell recognition and cytotoxicity is specific for leukemic cells, hepatoma cells, at least one cell is selected from the group consisting of uterine cancer and colon cancer cells, according to any one of claims 5 to 7 Protein. 請求項1ないし4のいずれかに記載の前駆体タンパク質をコードするDNA。   DNA encoding the precursor protein according to any one of claims 1 to 4. 配列番号1に示すヌクレオチド配列を有する、請求項に記載のDNA。 The DNA according to claim 9 , which has the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1. 配列番号1に示すヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を有するDNAと90%以上の相同性を有するDNAがハイブリダイズし得る条件下でハイブリダイズし、かつ細胞認識および細胞障害活性を有するタンパク質の前駆体タンパク質をコードするDNA。 A precursor of a protein that hybridizes under conditions that allow hybridization of DNA having a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and DNA having 90% or more homology, and having cell recognition and cytotoxic activity encoding in body protein, DNA. 請求項5ないしのいずれかに記載のタンパク質をコードするDNA。 DNA encoding the protein according to any one of claims 5 to 8 . 配列番号3に示すヌクレオチド配列を有する、請求項12に記載のDNA。 The DNA according to claim 12 , which has the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3. 配列番号3に示すヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を有するDNAと90%以上の相同性を有するDNAがハイブリダイズし得る条件下でハイブリダイズし、かつ細胞認識および細胞障害活性を有するタンパク質をコードするDNA。 A protein that hybridizes under conditions where DNA having a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 and DNA having 90% or more homology can hybridize and has cell recognition and cytotoxic activity to, DNA. バチルス・チューリンジエンシスA1470株由来である、請求項ないし14のいずれかに記載のDNA。 The DNA according to any one of claims 9 to 14 , which is derived from Bacillus thuringiensis A1470 strain. バチルス・チューリンジエンシスA1470株が独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに受託番号FERM BP−8344として寄託されている、請求項15に記載のDNA。 The DNA according to claim 15 , wherein Bacillus thuringiensis A1470 strain is deposited at the Patent Organism Depositary of the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology under the accession number FERM BP-8344. 請求項ないし16のいずれかに記載のDNAを含む組み換えベクター。 A recombinant vector comprising the DNA according to any one of claims 9 to 16 . 請求項17に記載の組み換えベクターを含む宿主細胞。 A host cell comprising the recombinant vector according to claim 17 . 請求項5ないしのいずれかに記載のタンパク質を含む医薬組成物。 A pharmaceutical composition comprising a protein according to any one of claims 5 to 8. 請求項5ないしのいずれかに記載のタンパク質を含む抗癌剤。 Anticancer agent comprising a protein according to any one of claims 5 to 8.
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