JP6866974B2 - 新規なエンドリシンポリペプチド - Google Patents
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Description
配列番号2と少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するポリペプチド、又は
配列番号1と少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、配列番号1の156〜199番目のアミノ酸の領域において少なくとも5、10、20、30、又は40アミノ酸のトランケーションを有するポリペプチド
を含む。
エンドリシンポリペプチドの産生を促す条件下において本発明による宿主細胞を培養するステップ、
任意選択で培養液中からエンドリシンポリペプチドを分離し、精製するステップ、及び
任意選択でエンドリシンポリペプチドを凍結乾燥するステップ
を含む。
i)キレート化合物を含む緩衝液に対する透析、及び
ii)2価金属イオン、好ましくはCo2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Mn2+及びZn2+からなる群から選択される2価金属イオンを含む緩衝液に対する透析
のステップを含む。
配列番号2と少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するポリペプチド、又は
配列番号1と少なくとも80%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、配列番号1の156〜199番目のアミノ酸の領域において少なくとも5、10、20、30、又は40アミノ酸のトランケーションを有するポリペプチド
を含む。
エンドリシンポリペプチドの産生を促す条件下において本発明による宿主細胞を培養するステップ、
任意選択で培養液中からエンドリシンポリペプチドを分離し、精製するステップ、及び
任意選択でエンドリシンポリペプチドを凍結乾燥するステップ
を含む。
i)キレート化合物を含む緩衝液に対する透析、及び
ii)2価金属イオン、好ましくはCo2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Mn2+及びZn2+からなる群から選択される2価金属イオンを含む緩衝液に対する透析
のステップを含む。
宿主細胞の、及び/又は宿主細胞の細胞内区画の、細胞内pHを増大させる有効量の薬剤の投与、及び
有効量の殺細菌剤の投与
を含む。上記方法は本明細書において本発明による方法と称され、
本方法においてはpHの増大によって非複製細胞内細菌が活性化され、活性化された細胞内細菌は殺細菌剤によって死滅させられることが好ましい。そのような治療方法は、欧州特許第15158880.3号に記載されている。殺細菌剤は、本発明による方法によって得られるエンドリシンポリペプチド、又は本発明によるポリヌクレオチド、又は本発明による核酸構築物、又は本発明による発現構築物、又は本発明による宿主細胞、又は本発明による組成物であることが便利である。本発明によるエンドリシンポリペプチドは、細胞内細菌が潜んでいる細胞の中にエンドリシンポリペプチドが進入することを可能にするタンパク質導入ドメインを含むことが好ましい。タンパク質導入ドメインは、欧州特許第15158880.3号に広範に記載されている。
本明細書において「配列同一性」は、配列を比較することによって決定される、2つ以上のアミノ酸(ペプチド、ポリペプチド、又はタンパク質)配列又は2つ以上の核酸(ヌクレオチド、ポリヌクレオチド)配列の間の関係として定義される。当技術において「同一性」は、場合によって配列の鎖間の一致によって決定されるアミノ酸又はヌクレオチド配列の間の配列の関連性の程度をも意味する。2つのアミノ酸配列の間の「類似性」は、1つのペプチド又はポリペプチドのアミノ酸配列又はその保存されたアミノ酸置換体を第2のペプチド又はポリペプチドの配列と比較することによって決定される。好ましい実施形態においては、同一性又は類似性は、本明細書において特定された配列番号の全体にわたって計算される。「同一性」及び「類似性」は、これだけに限らないが、Computational Molecular Biology,Lesk,A.M.,編、Oxford University Press,New York,1988;Biocomputing: Informatics and Genome Projects,Smith,D.W.,編、Academic Press,New York,1993;Computer Analysis of Sequence Data,Part I,Griffin,A.M.,Griffin,H.G.,編、Humana Press,New Jersey,1994;Sequence Analysis in Molecular Biology, von Heine,G.,Academic Press,1987;及びSequence Analysis Primer,Gribskov,M.,Devereux,J.,編、M Stockton Press,New York,1991;及びCarillo,H.,Lipman,D.,SIAM J.Applied Math.,48:1073(1988)に記載されたものを含む公知の方法によって容易に計算することができる。
細菌株、培養条件、ファージ及びプラスミド
本発明によるポリペプチドの過剰発現のために、基本的には国際公開第2013/169102号に従って大腸菌XL1BlueMRF及び大腸菌Sureを用いた。プラスミドの選択のための100μg/mlのアンピシリン及び30μg/mlのテトラサイクリンを含むLB−PE培地中、30℃で両方の株を培養した。
クローニングのため、Sambrook、Maniatisら(1989)による標準的手技を用いた。
タンパク質の過発現及び部分的精製は、基本的には他の研究者(Loessnerら、1996、Schmelcherら、2010)によって既に記述されたように行った。簡単に述べると、プラスミドを有する大腸菌を、600nmにおける光学密度(OD600nm)が0.4〜0.6になるまで250mlの修飾LB培地(15g/lのトリプトース、8g/lのイースト抽出物、5g/lのNaCl、pH7.8)で増殖させ、1mMのIPTGで誘導した。細胞を30℃で4時間、又は20℃で18時間、さらにインキュベートして、4℃に冷却し、遠心分離によって回収した。細胞ペレットを5mlの固定化緩衝液(50mMのNaH2PO4、500mMのNaCl、5mMのイミダゾール、0.1%のポリソルベート20、pH7.4)に懸濁した。可溶性組み換えタンパク質を含む細胞質大腸菌内容物を、1200psiで操作するFrench Pressure Cell Press(1200psi、SLM Aminco、Urbana、IL、U.S.)に2回通すことによって放出させた。その他の後処理ステップには、不溶性の細胞破片の遠心分離による除去、濾過滅菌(0.2μm PES膜、Millipore)、及び低密度Ni−NTA Superflow樹脂(Chemie Brunschwig AG、Basel、Switzerland)を充填したMicroBiospin(Bio−Rad、Hercules、CA、U.S.)カラムを用いる固定化金属アフィニティクロマトグラフィー(IMAC)精製が含まれていた。Ni−NTA固定化タンパク質は、カラム体積の5〜10倍の固定化緩衝液によるカラム上の重力流で洗浄した。次いでタンパク質画分を溶出緩衝液(50mMのNaH2PO4、500mMのNaCl、125mMのイミダゾール、0.1%のポリソルベート20、pH7.4)で溶出し、透析緩衝液(50mMのNaH2PO4、100mMのNaCl、0.1%のポリソルベート20、pH7.4)を2回交換して透析した。タンパク質濃度はNanoDrop ND−1000分光光度計によって、Vector NTIソフトウェア(Invitrogen、Carlsbad、CA、U.S.)による一次アミノ酸配列から計算した280nmにおける比吸光度について補正して決定し、純度はSDS−PAGEによって推定した。アリコートを50%のグリセロールと混合して−20℃で保存した。
IMACで精製したタンパク質を、300mlの凍結乾燥用緩衝液(50mMのリン酸塩又はTris、500mMのスクロース、200mMのマンニトール、pH7.4)のアリコートの3回交換によって透析し、液体窒素の気相中で凍結した。凍結乾燥は−40℃、75mTorrの真空下で60分行い、続いて5時間で−10℃まで昇温し、同じ真空レベル、−10℃でさらに60分行った。最終ステップとして、10時間で温度を25℃まで上昇させた。溶菌分析について試験する前に、水の添加によって試料を再構成した。
溶菌活性分析のための基質細胞を595nmにおける光学密度(OD595)が0.4になるまで増殖させ、PBST pH7.4で2回洗浄し、PBS緩衝液pH7.4を含む15%のグリセロールに再懸濁し、同時に100倍に濃縮した。細胞は−20℃に保存した。結合活性又は溶菌活性の分析においてさらに用いるため、細胞を融解し、PBS pH7.4で洗浄し、OD595が1±0.05になるまで希釈した。標準的な溶菌活性分析においては、タンパク質試料を等モル量まで希釈し、透明な96ウェル組織培養試験プレート(SPL life sciences、Pocheon、Korea)に分注した。基質細胞を最終体積まで添加し、595nmにおける光学密度(OD595)の低下を37℃で約1時間、記録した。
カゼインペプトン大豆粉ペプトン培地(CASO培地(Carl Roth、Germany))中のエンドリシンの2倍連続希釈物(2000nM〜4nM)を、滅菌した透明な96ウェルプレートに100μl/ウェルで分注した。黄色ブドウ球菌NewboldをCASO培地中で中間対数期(OD600約0.5)まで増殖させ、新鮮なCASO培地で約1E+6cfu/mlまで希釈した。次いで細胞をエンドリシン含有ウェルに分注し、エンドリシン濃度1000nM〜2nM、約10E+5cfu/ウェルとした。96ウェルプレートに蓋を被せ、30℃で20時間インキュベートした。ゲルスキャナーを用いて画像を取得した。陽性対照としてエンドリシンを含まないCASO培地を用いた。陰性対照として黄色ブドウ球菌細胞を含まないCASO培地を用いた。
最小阻止濃度分析による本発明のエンドリシンポリペプチドの比活性の決定
配列番号2のアミノ酸配列を有するエンドリシンポリペプチドであるXZ.700の比活性を、配列番号1のアミノ酸配列を有する参照エンドリシンポリペプチドであるSA.100の比活性と比較した。結果を図1に示す。2〜3E+5cfuの黄色ブドウ球菌Newboldを200μlのフォーマットでStaphefektの連続希釈に曝すことによってMIC値を得た。CASO培地中で20時間インキュベーションした後に画像を取得した。3つの独立した分析においてSA.100のMIC値は62.5nMであり、XZ.700のMIC値は15.6nMであった。即ち、XZ.700のMIC値はSA.100のMIC値の4分の1と小さく、XZ.700の比活性が4倍大きいことを示した。
配列番号2のアミノ酸配列を有するエンドリシンポリペプチドであるXZ.700の熱安定性及び比活性を、配列番号1のアミノ酸配列を有する参照エンドリシンポリペプチドであるSA.100の熱安定性及び比活性と比較した。簡単に述べると、200mMのSA.100及びXZ.700を10分間の熱曝露(X軸)に供し、続いて氷で冷却した。引き続いて濁度溶菌分析により、20℃におけるSA.100に関する相対活性を決定した。図2より、約55℃以上ではXZ.700の活性がSA.100よりやや低い一方、約55℃まではXZ.700の活性がSA.100よりも顕著に高いことが明らかに観察できる。室温においては、ZX.700の活性はSA.100よりも約70%高い。
XZ.700及びSA.100ポリペプチド配列(それぞれ配列番号1及び配列番号2)について、tools.immuneepitope.org/bcell/ウェブページを用い、パラメータをセンター位置4、ウィンドウサイズ7、閾値1.0として、免疫原性の予測を行った。結果を表1に示す。XZ.700には免疫原性ペプチド断片「VKELKHIYSNH」(SA.100の197番〜207番)が存在しないことが明らかである。
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Claims (17)
- ブドウ球菌属に特異的なエンドリシンポリペプチドであって、
配列番号2と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するポリペプチド、又は
配列番号1と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、配列番号1の156〜199番目のアミノ酸の領域において少なくとも5、10、20、30、又は40アミノ酸のトランケーションを有するポリペプチド
を含み、
配列番号1のアミノ酸配列を有するエンドリシンポリペプチドよりも増大した比活性及び/又は低減した免疫原性を有する、エンドリシンポリペプチド。 - 配列番号2のアミノ酸配列を有する、請求項1に記載のエンドリシンポリペプチド。
- 請求項1又は2に記載のエンドリシンポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。
- 請求項3に記載のポリヌクレオチドを含む核酸構築物。
- 請求項4に記載の核酸構築物を含む発現ベクター。
- 請求項3に記載のポリヌクレオチド、請求項4に記載の核酸構築物又は請求項5に記載の発現ベクターを含む宿主細胞。
- 請求項1又は2に記載のエンドリシンポリペプチドの産生のための方法であって、
前記エンドリシンポリペプチドの産生を促す条件下において請求項6に記載の宿主細胞を培養するステップ、
任意選択で培養液中から前記エンドリシンポリペプチドを分離し、精製するステップ、及び
任意選択で前記エンドリシンポリペプチドを凍結乾燥するステップ
を含む方法。 - 請求項1又は2に記載のエンドリシンポリペプチド、又は請求項7に記載の方法によって得られるエンドリシンポリペプチドの透析を含む、配列番号1のアミノ酸配列を有するエンドリシンポリペプチドよりも増大した活性を有する請求項1又は2に記載のエンドリシンポリペプチドを産生するための方法であって、前記透析が、
i)キレート化合物を含む緩衝液に対する透析、及び
ii)2価金属イオンを含む緩衝液に対する透析
のステップを含む、方法。 - 前記2価金属イオンを含む緩衝液が、Co 2+ 、Cu 2+ 、Mg 2+ 、Ca 2+ 、Mn 2+ 及びZn 2+ からなる群から選択される2価金属イオンを含む、請求項8に記載の方法。
- 請求項1若しくは2に記載のエンドリシンポリペプチド、又は請求項7、8若しくは9に記載の方法によって得られるエンドリシンポリペプチド、又は請求項3に記載のポリヌクレオチド、又は請求項4に記載の核酸構築物、又は請求項5に記載の発現ベクター、又は請求項6に記載の宿主細胞を含む組成物。
- 請求項1若しくは2に記載のエンドリシンポリペプチド、又は請求項7、8若しくは9に記載の方法によって得られるエンドリシンポリペプチド、又は請求項3に記載のポリヌクレオチド、又は請求項4に記載の核酸構築物、又は請求項5に記載の発現ベクター、又は請求項6に記載の宿主細胞を含む薬学的組成物であって、前記薬学的組成物が薬学的に許容される賦形剤をさらに含む、薬学的組成物。
- 追加的な活性成分をさらに含む、請求項10又は11に記載の組成物。
- 医薬としての使用のための請求項10、11又は12に記載の組成物。
- ブドウ球菌感染に伴う病状の治療における医薬としての使用のための請求項13に記載の組成物。
- 請求項1若しくは2に記載のエンドリシンポリペプチド、又は請求項7、8若しくは9に記載の方法によって得られるエンドリシンポリペプチド、又は請求項3に記載のポリヌクレオチド、又は請求項4に記載の核酸構築物、又は請求項5に記載の発現ベクター、又は請求項6に記載の宿主細胞、又は請求項10、11若しくは12に記載の組成物の、抗微生物剤としての使用(但し、ヒトへの使用を除く)。
- 食品添加物又は消毒剤としての、請求項15に記載の使用。
- 請求項1若しくは2に記載のエンドリシンポリペプチド、又は請求項7、8若しくは9に記載の方法によって得られるエンドリシンポリペプチド、又は請求項3に記載のポリヌクレオチド、又は請求項4に記載の核酸構築物、又は請求項5に記載の発現ベクター、又は請求項6に記載の宿主細胞、又は請求項10、11若しくは12に記載の組成物の、ブドウ球菌の検出のための使用。
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