JPH01503753A - 豚のマイコプラズマ感染診断に有用なポリペプチド及びそれを製造するための組換えdna法 - Google Patents
豚のマイコプラズマ感染診断に有用なポリペプチド及びそれを製造するための組換えdna法Info
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- JPH01503753A JPH01503753A JP62504592A JP50459287A JPH01503753A JP H01503753 A JPH01503753 A JP H01503753A JP 62504592 A JP62504592 A JP 62504592A JP 50459287 A JP50459287 A JP 50459287A JP H01503753 A JPH01503753 A JP H01503753A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
豚のマイコプラズマ感染診断に
有用なポリペプチド及びそれを
製造するための組換えDNA@
発明の背景
本発明は、動物、特に豚でのマイコプラズマに対する抗体の存在を測定する診断
に有用なポリペプチドに関する。また本発明は、このポリペプチドを製造するた
めの組換えDNA法及び該組換え法に有用なりNA配列を含む組換えファージク
ローンに関する。
豚のウィルス性肝炎、感染性肝炎、前葉肝炎、風土病ウィルス肝炎、マイコプラ
ズマ肝炎などとして知られている風土性の豚肝炎によって死に到ることはまれで
あるが、しかしながらこれらの疾患はしばしば重篤な症状となり、それによって
体重の減少が起る。
元来、これらの疾患はウィルスによって引き起こされると考えられてはいたが、
1965年にこれらの病原体はHycoplasma 5uiDneulOni
aeとしても知られているHyCOplaS+aa hyopneumonia
eであることが明らかにされた。
これらの疾患は、感染した豚から排出される浮遊微生物が他の豚の轡へ浸入して
豚から豚へと伝染するものである。マイコプラズマは肺くの先端及び6葉に生息
し、紫色または灰色の組tIii変を生ぜ、しめ、・呼吸1困灘及び体重減少を
引き起こす。H,hyopreuloniaeによる一次感染に続いて、バクテ
リア病原体(Pa5teurel la及びBordatella種)並びに他
のマイコプラズマ種(H,hyorhinus及びM、 floculare)
による第二次感染が起こる。
マイコプラズマは、バクテリアよりもそのsiは簡単で少さいがウィルスよりは
1M9@な原核111w1の1つである。
ウィルスとは違って、マイコプラズマはしばしば真核細胞と一緒に見出されるが
それ自身独自に存在することができる。マイコプラズマは、細胞壁ではなく細胞
膜と結合する。マイコプラズマはその長さが約750.000塩基対の非常に小
さなゲノムを有している。
マイコプラズマによって引き起こされる疾患は致命的となることはあまりないが
、それによって、家畜として市場へ供給される動物の成長が抑制され体重減少が
引き起こされる。従って、マイコプラズマに感染した動物は、感染していない動
物に比べて、市場に供給される際には経済的価値が低下したものとなる。
このように豚肝炎によって経済的に重要な結果が生じるため、豚でのHycop
lasma hyopneumoniae感染の存在を診断するテスト法がめら
れていた。
本発明者は、Hycop+asma hyopneumoniae及びある種の
他のマイクプラズマの感染の診断に有用なポリペプチドを見出した。このポリペ
プチドをin VitrO診断に用いることによって、感染した豚の血清におけ
るある種のマイコプラズマに対する・抗舊の存在を測定することができる。
また本発明は、これらのポリペブチ1ドの利用を促進するための、該ポリペプチ
ドの製造用の組換えDNA法に関する。この組換えDNA法は、本明細書におい
て記載される各種の組換えファージクローン中に含有されるDNA配列を利用す
るものである。
発明の要旨
本発明の目的は、豚のマイコプラズマ感染、特にHycoplasma hyo
pneumoniae感染の診断に有用なポリペプチドを提供することにある。
本発明の他の目的は、これらポリペプチドの製造のための組換えDNA法を提供
することにある。
本発明の他の目的及び利点は以下の記載によって明らかにされており、また本発
明の実例からも明らかとなるであろう。これらの利点及び目的は、請求の範囲に
おいて指摘されている手段及び組合わせによって實現され達成される。
本発明の目的を達成するため、そしてまた本発明の目的により、プロティンA、
B、C,D及びEが記載されいる。これらの蛋白質の一部分に対応するDNAが
、本発明において同定される各種のラムダファージ中に含まれている。
更には、マイコプラズマ表面蛋白と類似したポリペプチドを製造するための組換
えDNA法についても記載される。この蛋白質は、HyCOplaSIla h
yopneuion;ae及び他のある種のマイコプラズマに感染した豚の血清
にさらした時に、診断用免疫複合体を創製する能力を有している。
本発明の組換えDNA法は、
(2)マイコプラズマによって産生されるポリペプチドが有する抗原特性と類似
した抗原特性を有するポリペプチドを宿主微生物に産生させることの出来るDN
A配列を?A製し:
0該DNA配列のためのオペレーションエレメントを含有するベクターであって
、宿主1甥に導入されそこで複製することの出来るベクターに、該DNA配列を
クローニングし:
(へ)かくして得られる該DNA配列及びオペレーションエレメントを含むベク
ターを、抗原性ポリペプチドを発現することの出来る宿主微生物中に導入し:ゆ
該ベクターの増幅及びポリペプチドの発現に適当な条件下で該宿主微生物を培養
し:
(e)次いで、
(1)ポリペプチドを回収する、及び
!iilポリペプチドの構造を推定して、マイコプラズマによって産生されるポ
リペプチドが有する抗原特性と類似した抗原特性を有するポリペプチドを同定す
る、ことをいずれかの順序で行なう:ことからなる。
上記した一般的記述及び以下に述べる詳細な記載は例示にすぎず、クレームされ
た本発明を限定するものではない。
好ましい態様の詳細な配ト
以下に本発明の好ましい態様について詳細に記述する。
これらの記載並びに図面及び実例によって本発明の詳細な説明される。
上記したように、本発明は、特に、豚のマイコプラズマ感染のin VitrO
診断に有用なポリペプチドに関する。
実質的に精製されたこれらの蛋白は、肝組織中に存在した時には免疫応答を誘導
することが出来ると考えられる各種のHycoplassa hyopneum
oniae蛋白と類似した蛋白である。類似抗原に対しても感染した豚では免疫
応答が誘導されることから、感染した豚の血清中には、本発明のポリペプチドの
1つもしくはそれ以上を認識する抗体が含まれているものと考えられる。しかし
て、本発明のそれぞれのポリペプチドあるいはその組合わせが、豚の血清中での
各種のマイコプラズマ種に対する抗体の存在を測定するin VitrO診断法
に用いる要素となり得る。
本明細書において蛋白、抗原又はポリペプチドに関連して用いる“類似”と言う
用品は、天然のマイコプラズマ蛋白の感染に応答して産生される抗体を検出する
能力を有するポリペプチドを意味する。類似の抗原特性を有するポリペプチドは
、天然のマイコプラズマ蛋白に対しである程度の相同性を有していると考えられ
る。本明細書において用いる“類似”ポリペプチドとは、天然のマイコプラズマ
蛋白によって誘導される免疫応答よりも強いあるいはそれと同じあるいは弱い免
疫応答を誘導することの出来るポリペプチドを意味する。
以下に示す実質的に純粋な形態の蛋白がin vitro診断に有用であること
が本発明者によって見出された。かかる蛋白としては、H,hyopneumo
niaeの105kd蛋白であるプロティンA、 M、 hyopneumon
iaeの90 kdl白であるプロティンB 、 H,hyopneuioni
aeの85kd蛋白であるプロティンC,H,hyopneumoniaeの7
0kd蛋白であるプロティンD1及びH,hyopneumoniaeの43k
d蛋白であるプロティンEがある。これらの蛋白の分子量は絶対的な値ではない
。
プロティンA、B、C,D及びEのそれぞれは、マイコプラズマの表面上に存在
する蛋白の1つである。インタクトのマイコプラズマ細胞をプロテアーゼくトリ
プシン)でわずかに処理した場合には、これらの蛋白のそれぞれがプロテアーゼ
消化に対して感受性を示し、従ってこれらの蛋白は細胞表面上に存在しているこ
とが示唆される。
更には、これらの蛋白のそれぞれが、マイコプラズマで感染した豚の血清中に存
在する抗体の少なくとも1つに結合することの出来る抗原デターミナントとして
1つもしくはそれ以上の特異的部分を有している。これらの抗原性を有する特異
的部分が、それぞれ単独であるいは他との組合せで、in vitro診断法に
用いる要素となることが出来る。
これらの蛋白部分をコードするDNA配列は、本発明によって同定されたラムダ
0t11クローン上に含まれている。全蛋白をコードするDNA配列は、このク
ローンが得られた同じgt11ライブラリー中に含まれており、そのようなりN
A配列を含むクローンの同定及び単離法は以下に記述する。
ポリペプチドA(105kd)をコードする遺伝子部分は、1.5キロベースの
マイコプラズマDNAの挿入配列を含むラムダQt11クローンR60b上に含
まれている。この断片は、践挿入配列ではなくフランキングベクター配列を切断
する制限酵素Kpn1及び5ac1を用いて切り出すことが出来る。ラムダQt
11クローンのKDnl/5ac1挿入断片をプラスミドベクターDSEV6に
挿入することによって、対応する発現プラスミドR60b−aを構築することが
出来る。
ポリペプチドB(90kd)をコードする遺伝子部分は、0.45キロベースの
マイコプラズマDNAの挿入配列を含むラムダQtl 1クローンしMMCI−
9上に含まれている。この断片は、該挿入配列ではなくフランキン1を用いて切
り出すことが出来る。
ポリペプチドC(85kd)をコードする遺伝子部分は、0.5キロベースのマ
イコプラズマDNAの挿入配列を含むラムダotl 1クローンR69上に含ま
れている。
この断片は、該挿入配列ではなくフランキングベクター配列を切断する制限酵素
KDn1及び3ac1を用いて切り出すことが出来る。ラムダQt11クローン
のKDn1/5ac1挿入断片をプラスミドベクター1)SEV6に挿入するこ
とにより、対応する発現プラスミドR69bを構築することができる。
ポリペプチドD(70kd)をコードする遺伝子部分は、3.2キロベースのマ
イコプラズマDNAの挿入配列を含むラムダQt11クローン86−4上に含ま
れている。
この断片は、該挿入配列ではなくフランキングベクター配列を切断する制限酵素
KDn1及び5auIを用いて切り出すことが出来る。ラムダ0t11クローン
のKDn1/5au1挿入断片をプラスミドベクターDSEV6に挿入すること
によって、対応する発現プラスミド86−4Gが構築される。
ポリペプチドE(43kd)をコードする遺伝子部分は、0.5キロベースのマ
イコプラズマDNAの挿入配列を含むラムダot11クローンP1上に含有され
ている。
この断片は、該挿入配列ではなくフランキングベクター配列を切断する制限酵素
KDn1及び5aC1を用いて切り出すことが出来る。ラムダQt11クローン
のKpn1/5ac1挿入断片をプラスミドベクターpsEV6に挿入すること
により、対応する発現プラスミドP1Gを構築することが出来る。
各種の方法を用いて、蛋白あるいは抗原デターミナントをコードするDNAを発
現することが出来る。特に、に)tl 1クローンに含まれているDNALt@
乳動物系で発現できると考えられる。
他の好ましい態様においては、目的とするDNAをQt11ファージクローン上
に含まれているDNAから切り出し、適当な形態で微生物系に挿入することも妃
えられる。この態様では、抗原性ポリペプチドは以下の工程からなる方法によっ
て調製することができる。
即ち、
(2)マイコプラズマによって産生きれるポリペプチドが有する抗原特性と類似
した抗原特性を有するポリペプチドを宿主微生物に産生させることの出来るDN
A配列を調製し;
0該DNA配列のためのオペレーションエレメントを含有するベクターであって
、宿主微生物中に導入されそこで複製することの出来るベクターに、該DNA配
列をエレメントを含むベクターを、抗原性ポリペプチドを発現することの出来る
宿主微生物中に導入し:ゆ該ベクターの増幅及びポリペプチドの発現に適当な条
件下で該宿主微生物を培養し;
(e)次いで、
1i)ポリペプチドを回収する、及び
1ii1ポリペプチドの構造を推定して、マイコプラズマによって産生されるポ
リペプチドが有する抗原特性と類似した抗原特性を有するポリペプチドを同定す
る、ことをいずれかの順序で行なう:ことからなる方法によって調製することが
出来る。
H,hνopneus+oniaeは原核生物であるため、イントロンについて
考慮することなくゲノムDNAを用いることが出来る。しかしながら、少なくと
も1つのマイコプラズマ種は、通常のストップコドンLJGAを、蛋白合成での
トリプトファンコドンとして利用していることが見出されている。H,hyop
neus+oniaeの場合にもこの事実があてはまるとすれば、他の系(例え
ばE、 coli )で発現させてこのコドンがストップコドンとして読まれる
場合には、蛋白合成が未成熟の段階で終止するものと思われる。目的とする蛋白
を合成する際にこのようなことが起こるか否かは、適当なtRNAサプレッサー
株中で発現ベクターを生育せしめることによって決定することが出来る。
未成熟の段階で蛋白合成が終止する場合には、UGAコドンを含む領域について
DNA配列決定し、部位特異的突然変異により適当なコドンと置換することによ
って、この問題を解決することが可能である。この手法は、当業者にとっては容
易に達成できるものと思われる。
上記の方法によって調製されたDNAは、意図する発現系に用いるのに適当な発
現ベクター中に挿入される。
本発明の態様においては、本明細書で記載される抗原性ポリペプチドをコードす
るDNA配列を1つもしくはそれ以上含むベクターであれば、他の公知のあるい
は現在は未だ見出されていないベクターのいずれも用いることが出来る。特に、
このようなベクターは、以下に示す特性の全部またはいくつかを有していること
が好ましい。
即ち、
(1)宿主生物の配列を最低限の数で含有している:121意図する宿主生物中
にて安定である;(3)意図する宿主生物中に高コピー数で存在することが出来
る:
(41m1節可能なプロモーターを有している;(5)抗原性ポリペプチドが挿
入される部分から離れた装置に、選択マーカーをコードするDNA配列の少なく
とも1つを有している;
(6)ベクターに組込まれる。
以下に挙げるクローニングベクターが全てではないが、これらのクローニングベ
クターは上2した特性を有するように容易に修正することが出来、従って本発明
において好ましく使用される。そのような修正については、文献及び本明i占の
記載から実業もは容易に実施できるものと思われる。
表 ■
E、 coli pUc8 多くの選択レブリコーンについてpUc9 特徴付
けがされている。Haniatis。
pBR322T、et at、(1982) 、 Mo1ecularDGW7
cloning:A La1x+ratory 1%nual Co1dp
I a c ISpring Harbor Laboratory。
BR325
BACLLLljS DUB 110 Genetics and Biote
chnology ofB、 5ubtilis psAO501[Jcill
i、 GanesanとHoch、 eds、。
B、aIIyloliquefaciens psA2100 1984.^c
ademic Press。
B、 stearothermophillus p3[)61)BD8
T127
PSEUDO)[1NAS RS F 1010 Xanthomonas、
AgrohacteriumなどのP、 aenJ(liriO3a Rms
149 グラムネガティブバクテリアの広範P、 putida pKT209
囲宿主に有用ないくつがのベクター。
K2
5a727
CLOSTRIDIUHpJIJ 12 E、 coli及びC,圓rfrin
gens用シャC,perfringens pJtJ7 トルベクタープラス
ミドベクターのDJUIO構築、5quires、 c、 et al、 (1
984)DJLJI 6 Journal Bacteriol 159 :
465−pJU13 471゜
5ACCHAROHYCES YEp24 BotSteinとDavis、
Ho1ecularS、 cerevisiae Y I D 5 Biolo
gy of the Yeast 5accharo−YRpl 7 myce
s、5trathern、 Jones、及びBroach、eds、、198
2. Cot(ISpring Harbor Laboratory。
以上のクローニングベクターに加えて、上記した特性を有するクローニングベク
ターは他にもあり、また今後見出されるものもある。それらのベクターも本発明
において用いることが出来る。これらのベクターも本発明で用いる一連のクロー
ニングベクターの範囲内のものである。これらのベクター中には、必要なオペレ
ーションエレメントとともに抗原性ポリペプチドをコードするDNA配列が挿入
され、これらの修正されたベクターは本発明の範囲内のものであり、以下により
詳細に記載する組換えDNA法に用いることが出来る。
本明細書で用いる“オペレーションエレメント”とは、それらに限定されるもの
ではないが、少なくとも1つのブロモ−ター、少なくとも1つのリポソーム結合
配列及び少なくとも1つの転写ターミネータ−を含むことを意味する。好ましく
はこの“オペレーションエレメント”は、更に、少なくとも1つのオペレーター
、蛋白を細胞外へ分泌するための少なくとも1つのリーダー配列、少なくとも1
つのレギュラー配列、及びベクターDNAの転写並びにそれに続く翻訳に必要な
あるいは好適な他のDNA配列を含むことを意味する。
上記に挙げたクローニングベクターに加えて、E、 coliベクター系も1つ
の好ましいクローニングベクターである。更には、広馳囲のグラム陰性菌におい
て自己複製するいくつかのプラスミドベクターも、Pseudo■onas K
M主のクローニングベクターとして好ましいものである。これらについては、T
a1t、 R,C,。
C1ose、 T、 J、、 Lundquist、 R,C,、Hagiya
、 H,。
Rodriguez、 R,L、、及びにado、 C,1,、Biotech
nology。
HaV、1983. pD、 269−275 :Panopoulos、 N
。
J、、 Genetic Engineering in the Plant
5ciences。
Praeger Publishers、 New York、 pp、163
−185 。
<1981):及びSakaguchi、 K、、Current Topic
1nHicrobiolooy and Immunolooy96 : 3
1−45. (1982)に記載されており、これらのそれぞれを本明細書に引
用する。
プラスミドR8FIOIO及びその誘導体を用いるのが1つの特に好ましい構築
例であり、これらは、Bagdasarian、 H,、Bagdasaria
n、 H,H,、Co1eian、 S、、及びTimm1s、に、N、、 P
laslds of Medical、 Envirorventaland
Co!1lercial Importance、 Ti1lliS、に、N、
及びPuhler、 A、、 eds、、 Elsevier、 North
HollandBiomedical Preso 、 (1979)に記載さ
れており、本明細書に引用する。R8F1010の利点としては、比較的小さく
かつ高コピー数のプラスミドであって、E、 coli及びPseudomon
as種の両者に導入されて安定に維持されるという利点が挙げられる。この系で
は、Escherichiaについて記載したようにTac発現系を用いるのが
好ましい。何故なら、Sakaguchi、 K、、 CurrentTopi
cs in Hicrobiology and I+ununolooy 9
6 : 31−45 (1982):及びGray、 G、L、、 HcKeo
wn、に、A、。
Jones、A、J、S、、 Seeburg、 P、H,、とHeyneke
r、 H,L、。
Bio /Technoioay、Feb、 1984. pp、161−16
5に記載されているように、Pseudow+onas RNAポリメラーゼは
E、 coli trpプロモーターをよく認識することが出来ると考えられる
ためである。これら2つの文献の記載は本川lB書に引用する。また、ブロモ−
ターを例えばE、 coliもしくはp、 aeroginosa trpプロ
モーターに変換することによって転写活性を更に高めることも出来る。
好ましい態様においては、抗原性ポリペプチドの合成を誘導するベクターでp、
aeruginosaを形質転換する。
抗原性ポリペプチドは、細胞内生成物として得られる。
あるいはリーダー配列と結合した生成物として得られ、その後ブOセツシングを
受けて細胞外へ分泌される。この態様においては、リーダー配列は、好ましくは
、べ−ターラクタマーゼ、0+apAプロテイン及びPseudomonasの
カルボキシペプチダーゼG2のリーダー配列からなる群より選ばれる。vA訳は
、宿主の8発現蛋白のいずれの開始部位とも密接に関連しており、それと同様に
E、 coli蛋白のいずれのa訳開始とも密接に関連しており、それによって
抗原性ポリペプチドの細胞内発現が誘導される。
宿主Pseudo■onas種のレストリクジョンマイナス株が利用出来ない場
合には、E、 coliから単離されたプラスミド構築体で形質転換してもその
効率は低い。従って、宿主を形質転換する前に、Bagdasarian、 H
,、et at、。
Plasmids of Medical、Environmental an
d CommercialImportance、DD、411−422 、T
imm1sとPuhlereds 、、Elsevier /North Ho
1land BiomedicalPress(1979)に記載されているよ
うに、Pseudomonasクローニングベクターを他の種のγ−m+株に通
すのが望ましい。この文献の記載を本明細書に引用する。
更に、Bacillus宿主の好ましい発現系は、クローニングベクターとして
プラスミドpLJB110を用いる系である。他の宿主ベクター系では、Bac
illusにて本発明の抗原性ポリペプチドを細胞内蛋白あるいは分泌蛋白とし
て発現することが出来る。本発明の態様においてはこれら両者の系を用いること
が出来る。Dubnau。
D、、 Gryczan、 T、、 Contente、 S、、及び5hiv
akuvar、 A。
G、、Genetic Engineering、Vol、2 、Setlow
とHo1lar++jer eds、、Plenus Press、New Y
ork、New York。
po、115−131.(1980)に記載されているように、Bacillu
sとE、coliの両者においてIIIIjすることの出来るシャトルベクター
を、各種の遺伝子を横築しテストするのに利用することが出来る。これら文献の
記載を本川IBlに引用する。抗原性ポリペプチドを8.5ubtilisにて
発現せしめて分泌させるために、抗原性ポリペプチドをコードする領域にアルフ
ァアミラーゼのシグナル配列を連結するのが望ましい。l1ll胞内のポリペプ
チドを合成するためには、アルファアミラーゼのリーダー配列のリポソーム結合
部位にポータプルDNA配列を連結することが考えられる。
これらの構築体の転写は、好ましくは、アルファアミラーゼプロモーター又はそ
のyk誘導体よって誘導される。
この誘導体は、天然アルファアミラーゼプロモーターのRNAポリメラーゼ認識
配列を含み、更に18Cオペレーターも含むものである。ベニシリナーゼ遺伝子
ブOモーター及びiaCオペレーターから構築される同様のハイブリッドプロモ
ーターが、Yansura、 D、G、及びHenner、 Genetics
and Biotechnology of Bacilli。
Ganesan、A、T、及びHoch、 J、A、、 eds、、 Acad
emicpress 、 DD、249−263.(1984)に記載されてい
るような調節された形態で、Bacillus宿主中にて機能することが示され
ている。この文献の記載を本朝m書に引用する。オacIQの18C工遺伝子も
調節を行なうために使うことが出来る。
C1ostridiu−にて発現せしめるための1つの好ましい構築体は、5q
uires、 C,H,et at、 J、 Bacteriol、159 :
465−471 (1984)に記載されているプラスミドpJU12を用いて
得られる構築体であり、これは、J、 Bacteriol、 159 : 4
60−464 (1984)に記載されたHeefner、 D、L、 et
al、の方法によってC,perfringensに導入することが出来る。こ
れらの文献のklを本明細書に引用すゐ。テトラサイクリン耐性遺伝子のプロモ
ーターによって転写がyh導される。他の宿主に用いる上記したベクターの場合
と同様に、tert 遺伝子のシャインダルガノ配列と翻訳とが密接に関連して
いる。
酵母に導入された外来DNAは、各種の方法により、例えばBotstein、
D、、及びDavis、 R,W、、 TheMolecular Biol
ogy of the Yeast Saccharomyces。
Co1d Spring Harbor Laboratory 、5trat
her、n、J’ones及びBroach、 eds、、 DD、 607−
636 (1982)に記載された方法で維持することが出来る。この文献の記
載は本川allに引用する。5accharoiyces属の宿主生物に用いる
1つの好ましい発現系は、2ミクロンプラスミド中に抗原性ポリペプチド遺伝子
を保持する発現系である。
2ミクロン環状プラスミドの利点は、比較的菖い]ピー数を有しており、またc
ar 株に導入した時に安定であるという点である。これらのベクターは、複製
オリジンと少なくとも1つのpBR322の抗生物質耐性マーカーを有している
のが好ましく、それによって、[。
coli中にて複製し選択することが可能となる。更に、これらのプラスミドは
、2ミクロン配列と酵母LEU2遺伝子を有しているのが望ましく、それによっ
てLEU2変異株にて複製し選択することが出来る。
酵母GAL1遺伝子の調節可能なプロモーターを、抗原性ポリペプチドの転写を
誘導するために用いるのが好ましい。酵母でのDNA配列の翻訳は、酵母アルフ
ァファクターの分泌を誘導するリーダー配列と密接に関連している。酵母にて融
合蛋白が合成されて、プロセッシングを受けて、目的とする抗原性ポリペプチド
が分泌される。あるいはまた、メチオニル抗原性ポリペプチドが翻訳されて細胞
内に産生される。
表1及び水明m書に記載した個々のクローニングベクター及び系から明らかなよ
うに、本発明の好ましいベクター中には各種のオペレーションエレメントが存在
することができる。必要とされるオペレーションエレメントはいずれであっても
、当業者に公知の方法、特に本明細書に記載した方法を用いてベクターに加える
ことができる。
実際には、これらのベクターは、容易に単能し組立てそして交換することの出来
るように構築することが可能である。上記したエレメントと抗原性ポリペプチド
コード領域とを組合わせて、多くの機能的遺伝子を一緒にして組立てることが出
来る。更には、多くのエレメントは一種以上の宿主に通用することが出来る。
ベクターには、少なくとも1つの選択マーカー及び抗原性ポリペプチドをコード
するDNAの転写を開始させることの出来る少なくとも1つのプロモーターとと
もに、宿主微生物によって認識される少なくとも1つの複製オリジンを導入する
ことが出来る。更には、ベクターには、レギュレーター(“オペレーター”)と
して機能するDNA配列及びレギュレーター蛋白をコードするDNA配列を含有
させることも出来る。好ましい態様においては、ベクターには、更に、リポソー
ム結合部位、転写ターミネータ−及びリーダー配列を含有させることが出来る。
レギュレーターは、ある環境条件下では抗原性ポリペプチドをコードするDNA
配列の発現を抑刊し、他のある環境条件下では抗原性ポリペプチドをコードする
DNA配列の転写を行なわせ次いでその発現を行なわせることが出来る。特に、
例えばイソプロピルチオベーターd−ガラクトシドの非存在下ではDNA配列の
発現が起こらないように、レギュレーターセグメントをベクター中に導入するの
が望ましい。この場合には、目的とするDNA配列を保持する形質転換微生物が
所望の濃度に到達するまで生育し、その後に抗原性ポリペプチドの発現が開始さ
れる。この態様においては、所望の濃度に達した後に、DNA配列の発現を誘導
する物質を加えることによって、抗原性ポリペプチドの発現が誘導される。
更に他のオペレーションエレメントとしては、これらに限定されるものではない
が、リポソーム結合部位及び異種蛋白の発現に必要な他のDNA配列がある。こ
れらのオペレーションエレメントは、先行文献及び本川mlの記載を参照して当
業者ならば容易に選択出来るものと思われる。オペレーションエレメントの一般
的な例については、B、 Lewin、 Genes、 Wiley & 5o
ns 、 New York(1983)に記載されており、この文献の記載を
本川s!1gに引用する。適当なオペレーションエレメントの例が、この文献に
記載されているベクターに用いられており、それらベクターの基本的な特徴につ
いての説明からオペレーションエレメントがよく理解されるものと思われる。
本発明の1つの好ましい態様においては、抗原性ポリペプチドをコードするDN
A配列の直前に更に他のDNA配列を置くことが出来る。かかるDNA配列とし
ては、トランスレーショナル力ツブラーがあり、このDNA配列は、抗原性ポリ
ペプチドRNAのリポソーム結合部位に隣接した所にリポソームが位置するよう
にするRNAをコードするDNA配列である。
クローニングベクターに必要な全ての成分を合成し及び/又は単mlするに際し
ては、当業者に一般的に公知の方法によってベクターを組立てることが出来る。
ベクターの構築は当業者が実施することの出来るものであって、過度の実験を必
要としないで実現可能なものである。例えば、5choner et al、、
Proceedings of the NationalAcademy
of 5ciences U、S、A、、 81 : 5403−5407 (
1984)に記載されているようにして、DNA配列を適当なりローニングベク
ターに連結することが出来る。この文献の記載を本明細書に引用する。
本発明のクローニングベクターを構築するに際しては、抗原性ポリペプチドをコ
ードするDNA配列及びそれに付随したオペレーションエレメントを高コピー数
で各ベクターに挿入することに注意すべきである。このような場合には、宿主生
物によって、ベクター当りより多くの量の抗原性ポリペプチドが産生きれる。ベ
クター中に挿入されるDNA配列のコピー数は、得られるベクターが宿主微生物
中に導入されてそこで複製し転写されることが出来るような大きさであれば何ん
ら制限を受けない。
クローニングベクターは、薬剤耐性マーカーあるいは宿主微生物によって選択特
性の発現を引き起こす他のマーカーなど選枦マーカーを含んでいるのが好ましい
。薬剤耐性マーカーあるいは他のマーカーは、形質転換体の選択を促進するため
に用いられる。クローニングベクター中の選択マーカーを利用して、培養培地中
の混入微生物が増殖するのを抑制することが出来る。表現型が生存するのに必要
な条件下で培養することによって、形質転換微生物を純粋培養することが出来る
。
好ましい態様においては、コード領域の3′末端を再構築して3′非翻訳配列を
組立てるのが望ましい。3′非翻訳配列には、mRNAを安定化させるあるいは
その転写を促進する配列、及びベクターを安定化させる強力な転写終止シグナル
を提供する配列などがある。シグナルは、Gentz、 R,、Langner
、 A、、 Chang 、 A、C,Y、。
Cohen、 S、H,、及びBujard、 H,、proc、 Natl、
^cad、 Sci。
υ5A78:4936−4940(1981)に記載されているようにして同定
することができ、この文献の記載を本明細書に引用する。
かくして得られるベクターを適当な宿主微生物中に導入する。外来DNAを取り
込みそれらの遺伝子及びそれに付随したオペレーションエレメントを発現する能
力があればいずれの微生物であっても宿主微生物として用いることが出来る。宿
主微生物は、嫌気生物、通性嫌気生物あるいは好気生物が好ましい。本発明に用
いるのに特に好ましい宿主生物は酵母とバクテリアである。酵出としては、例え
ば5accharosyces属の酵母、特にSaccharow+yces
cerevisiueが挙げられる。
バクテリアとしては、Bacillus、 Escherichia及びPse
udosonas属が挙げられる。他の好ましい宿主生物は、前記した表1に記
載されている。本発明の他の好ましい態様においては、宿主微生物として、Ba
cillussubtilis、Escherichia coli、 PSe
udOIOnaSaeruginosaなどが用いられる。
宿主生物を選R後に、当業者に公知の一般的方法を用いて該宿主生物中にベクタ
ーを導入する。かかる方法の例は、R,Il、 Davis et al、、
Advanced BacterialGenetics、Co1d Spri
ng Harbor Press 、 Co1d SpringHarbor、
New York (1980)に記載されており、この文献の記載を本用m
書に引用する。1つの態様に60では、温度を調節して、上記したオペレーショ
ンエレメントを用いた遺伝子の発現を調節することが出来るため、形質転換を低
温で行なうのが好ましい。他の態様にお(Xでは、モル浸透圧レギュレーターを
ベクターに挿入した場合には、形質転換時の塩S度を調節して、合成遺伝子のコ
ントロールを確実に行なうことが必要である。
組換え抗原性ポリペプチドを酵母にて発現する場合には、最初にクローニングベ
クターをEscherichia coli中に導入して、そこでベクターを複
製させて増幅した後に、ベクターを単離して精製し、次いで該ベクターをWg母
に導入して、そこで最終的に抗原性ポリペプチドを発現するのが好ましい。
抗原性ポリペプチドの発現に適当な条件下で宿主微生物を培養する。培養条件は
、一般的に、用いる宿主生物に特異的であり、そのような条件は、宿主生物の生
育条件に関する文献を参照して容易に決定することができる。
文献としては、例えばBergey’s Manual ofDetermin
ation Bacteriology、 8th、 Ed、、 Willia
ms &Wilkins Company、 Baltimore、 Mary
landがあり、この文献の記載を本用m書に引用する。
DNA配列の発現を調節するのに必要な条件は、ベクター中に存在するあるいは
ベクター中に挿入されたオペレーションエレメントに依存しており、このような
条件はいずれも形質転換及び培養期間中に実施されるものである。
1つの態様においては、抗原性ポリペプチドをコードするDNA配列の発現を抑
える条件下で、高深度になるまでill胞を生育せしめる。、最適細胞濃度に到
達した時に、培養条件を、DNA配列の発現に好適な条件に変更する。
宿主細胞が生育して最過渡度に近づいた後にある一定期間接、抗原性ポリペプチ
ドの産生が起こり、発現に必要な条件となった後ある期間経過後に、得られる抗
原性ポリペプチドを回収する。
転写ターミネータ−を用いることによってベクターが安定化される。特に、Ge
ntzet al、、 Proc、 Natl、 Acad。
Sci、USA 78:4936−4940<1981)に2載された配列を本
発明に用いることが出来る。この文献の記載を本明細書に引用する。
本発明の教示を他の特定の問題に適用するのは、木用my、の記載を参照すれば
当業者は容易に行なうことが出来るものと考えられる。以下の実施例において、
本発明で得られる生成物の例、及びそれを製造し単離する代表的工程が記載され
ている。これらの実施例をより良く理解するために用いた参考文献の記載を本明
細書に引用する。
例
ここに引用した文献は、その全てを本明細書に引用する。
H,hyopneumoniaeによって発現される抗原活性を有する蛋白用の
クローンを得るために必要な原理に基づいて、ゲノム発現ライブリーを構築した
。原核生物DNAはイントロンを含んでいないので、cDNAライブラリーを構
築する必要がない。ゲノムサイズが小さいため、H0hyopneumonia
eゲノムを得るには比較的少数のクローンしか必要としない。H,hyopne
u■oniaeのゲノムサイズから、両方の方向性を有しかつ三つの全リーディ
ングフレーム中の全ての1oobp領域を99%の可能性で含むには、個々の組
換え体を1.4X10”個必要であると計算した。
ラムダgt11では、ペプチドをコードするりO−ン化DNA断片は、それをフ
ァージのベーターガラクトシダーゼ遺伝子のカルボキシ末端の近くのユニークE
C0RI部位に挿入した場合には、融合蛋白として発現される。ベーターガラク
トシダーゼ遺伝子に外来DNAを挿入することによって、遺伝子が不活性化され
、そのためインディケータ−プレート上で組換えファージを同定することが出来
る。
H,hyopneumoniaeゲノム発環ライブラリーは4つの工程によって
得ることが出来る。最初に
H,hyopneumon;ae3胞からゲノムDNAを得る。第2に、超音波
処理してランダム断片を作成し、次いでファージT4ポリメラーゼである内部E
C0RIメチラーゼで平滑末端とし、次いで末端にEC0RIリンカ−を連結し
て、過剰のリンカ−を切り出す。第3に、得られる断片をラムダGlt11ベク
ターD N A (Vector CloninaSystems 、 San
Diego 、CAから購入)ニ連結し、1nVitrOパツケージングを行
なう。最後に、in VitrOパッケージ組換えファージを増幅する。
1 、 HvCOplafil hyopneulOniae m胞からゲノム
DNAの5liJ製
約1011個の凍結したH、 hy0pneLIloniae!$1胞を溶解し
て、ポリエチレンチューブに移した。細胞容Sは0.8dであった。これにプロ
テインナーゼに溶液[0,075M Tris DH8So、 17M EDT
A DH8;0.15% TritonX 100 :及び400119/dブ
OテインナーゼK (Boehringer Hannheis Bioche
micals。
Indianapolis、 Indiana ) ]の1111を加えた。細
胞をプロテインナーゼKl液とともに65℃で30分間インキュベートした。フ
ェノール2.0dを混合物に加え、4℃で200分間っくりと振とうした。次い
で、サンプルを4℃で、500 rp−で、5分間Beckman J A 2
00−ターで遠心した。水層を大きな突のあいたプラスチックピペットで除いた
。水層にクロロホルムとイソアミルアルコールの24:1載合物2dを加えて、
4℃で20分掻上うし、次いでチューブを5分間静置して層を分離させ、大きな
突のあいたプラスチックピペットで水層を取って抽出した。
次いで水層を、フェノール次いで上記したクロロホルムとイソアミルアルコール
の混合で再抽出した。得られる水層に3,0M酢酸ナトリウムストック溶液の水
層1/10容量を加えて0.3M酢酸ナトリウムとなるように調整した。2.5
倍容量の冷却したエタノールを加えて、DNAを沈殿させた。エタノールをゆっ
くりと混合して、大量の粘稠な核酸を得、それを小さなガラス棒を用いて巻取っ
た。次いでこの物質を70%エタノールで2回リンスして、風乾した。乾燥した
核酸をTEバッファー0.5dに加えて4℃で16時間振とうして再懸濁した。
H,hyopneumoniae DNAItl物から混入RNAを除去するた
めに、核酸をRNase Aで処理した。スボOゾイト核11[J物の5710
ミリリツトルを、65℃で30分間2.5u9/ld RNaseA(Mile
s Laboratories。
Elkhart、1ndiana )で処理した。水層に7.5Mストック溶液
の0.75倍容量を加えて3.2M酢酸アンモニウムに調整した。0.54倍容
量のイソプロパツールを加えて、DNAを沈殿させた。イソプロパツールを混合
して粘稠な大量のペレットを得、それを巻取って80%エタノールで2回リンス
した。風乾後、DNAをTEバッファー0.2IIllに再懸濁した。
得られたH、 hyopneumoniae[) N Aを7ガロースゲルを用
いた電気泳動に付し、次いでエチジウムブロマイドでゲルを発色せしめて分析し
た。この結果から、得られたDNAは高分子量であってRNAをほとんど含まな
いことが明らかとなった。DNA濃度を、260nmでの吸光度に基いて測定し
た。精製DNA90μ9が得られた。
2、超音波処理したH、 hyopneusoniaeゲノム断片の調製
H,hyopneulOniaeのゲノムから得た断片を、ポリペプチドの転写
翻訳が行なわれるリーディングフレーム上に並べるために、超音波処理によって
可能なすべてのフレームに対応するランダム断片を作成することを決めだ。
低パワーにセットしたDranson 5onifierll胞粉砕器200(
7)先端に付いたブローブチH,hyopneusoniaeD N Aを超音
波処理した。全量200μlのDNA80μ9を3回の3秒バーストで超音波処
理した。これによって、0.3−23kbの大きさの断片を得た。1.3−4.
4kbの大きさの断片が最も多く含まれていた。
超音波処理によって得られる断片の末端を、T4−DNAポリメラーゼ(New
England Biolabs; Beverly。
HaSS)を用いて平滑末端とした。反応は331H1−リスアセテートρ87
.8[66mM酢酸カリウム、1QtH酢酸マグネシウム、0.1η/Idウシ
血清アルブミン、0.5■Hジチオスレイトール及びdATPSdGTP、dC
TP、dTTPのデオキシヌクレオチドトリホスフェートのそれぞれを0.1■
H]中で実流した。超音波処理DNA65μ9とT4ポリメラーゼ20ユニット
を37℃で1時間反応させた。サンプルを10分間68℃に加熱して反応を止め
た。TEで平衡化したBiogel P 30 (Bio Rad )カラムに
反応混合物を通して、過剰の塩を除いた。
内部EC0RI部位を有するH、 hyopneumoniaeゲノムDNA断
片を保護するために、このDNAを修正することが必要であった。断片化したH
、 hyopneusoniaeD N AをS−アデノシルメチオニンの存在
下で、その供給者の勧める条件下で、EC0RIメチラーゼ(New Engt
andBiolabs )と反応させた。反応混合物をフェノールで抽出するこ
とによって、上記メチラーゼを不活性化し、残渣フェノールをエーテル抽出によ
って除去した。次いで、混合物を酢酸ナトリウムで0.3Mに調整し、2.5倍
容量のエタノールを加えた。−70℃で30分間放置後、沈殿したDNAを遠心
してベレット化した。このDNAをTEバッファーに再懸濁した。
短かいオリゴヌクレオチドEcoRIリンカ−(NewEngland B11
abs)を、平滑末端を有する断片に連結させた。連結反応は、6618 Tr
is EIH7,6,5iNMgC12,5mHジチオスレイトール、101H
ATPからなる反応液中で5−10μMリンカーと反応させて実施した。T4D
NAリガーゼ(P、 L。
Biocheaicals)を加えて、14℃で16時間反応させた。
反応混合物を70℃で10分間加熱して連結反応を停止させた。
次いで塩化ナトリウムを加えて0.1Mとし、過剰のEC0RIを加えて、反応
混合物を37℃で数時間インキュベートした。70℃で1o分間加熱してEC0
RIを不活性化した。
3、ラムダQt11への断片の結合及び組換えDNAのインビトロパッケージン
グ
ホスファターゼ処理しEC0RIで開裂したラムダ0t11DNAを、H,hy
opneuo+oniae[) N AのI製断片と混合した。これらのDNA
をT4DNAリガーゼ(P。
L、Biochemicals)を用いて14℃で1晩で連結させた。
連結反応混合物の少量のアリコートを採取して、ゲル電気泳動で分析して、連結
反応をモニターした。混合物を70℃で5分間加熱して、次いでラムダin V
itrOパッケージング用抽出物(Vector Cloning Syste
ms、 5anDieΩo、CA)と混合した。室温で60分間パッケージング
反応を行ない、次いでクロロホルムを滴下してバクテリアの生育を抑えた。この
混合物を分析した所、1.5×105個の組換え体からなるライブラリーが得ら
れた。
4 、 H,hyopneumoniae発現ライブラリーの増幅パッケージし
たファージをラムダオイルで希釈して、Young、 R,とDavis、 R
,、5cience222 : 778−782 (1983)に記載された方
法に従って、E、 coli株Y1088に吸着させた。この株でライブラリー
の増幅を行なうことによって、ベーターガラクトシダーゼ遺伝子は発現されず、
従って、宿主E、 coli @胞に有害なコード配列を含むファージはいずれ
も発現されず、またライブラリーから失なわれることもない。ライブラリーを増
幅することによって、1JIIe当り6X10”個のファージを有するストック
が得られた。
1M NaCj (20114Tris pH8,5mMEDTA)の10−4
0%シュクロースグラジェントを用いた密度勾配遠心法により、過剰のリンカ−
を除いてDNA断片のサイズ分画を行なった。最高温度のグラジェントにDNA
を付して、Beckman SW41 ローター中で26、OOOrpmで15
℃で24時−間回転させた。
0.3d!のフラクションを集めた。これらを水性ゲル電気泳動に付してエチジ
ウムブーロマイドで発色させて、それぞれのフラクション中の断片の標本の大き
さを分子量マーカーと比較した。1−6kbの範囲の断片を多く含むフラクショ
ンを集めて、透析し、Centricon 30(Aiicon)で澹縮した。
■、一般的方法
A、ラムダ(ll]t11の抗体スクリーニングH,hyopneumonia
e発現ライブラリーYoungとうavis、 5cience222 : 7
78−782 (1983)に記載された方法に従って、宿主生物として[。
coliY1090を用いて、150jlI11プレート当り5゜000−20
.000フアージの濃度で、ラムダQ t 11 : H,hyopneumo
niae発現ライブラリーをプレートした。得られるプレートを37℃又は42
℃で4時間インキュベートし、次いで、10118 1PTGに浸して風乾した
ニトロセルロースフィルター(BA−85,5chleicher and 5
chvell)でカバーした。37℃で1晩インキユベーシヨン後、TBS (
1018Tris−HCjpH8,0,150mHNaCj)rバッチ洗浄(3
×10分間)した。TBS及び2%ウシ血清アルブミン()ラクションV、 M
iles Laboratories、 Elkhart、IN)中で60分間
フィルターをインキュベートすることによって、フィルター上の非特異的蛋白結
合部位をブロックした。
次いで、フィルターのそれぞれをあるいはベアーで、−次抗体(例えば免疫豚血
清、高免疫うビット抗マイコプラズマ血清、マウスモノクローナル抗マイコプラ
ズマ抗体)の10−20mと2時間インキュベートした。この−次抗体は、2%
ウシ血清アルブミン(BSA)を加えたTBSで1:200(モノクローナルの
場合にに500)に希釈して用いた。0.1%NP−40(Sigma )を含
むTBSでフィルターを洗浄した(3X10分間)。
次いで、それぞれのフィルターを単独であるいはベアーで、TBS及び2%ウシ
血清アルブミンで1:500に希釈した二次抗体(例えばパーオキシダーゼ結合
ヤギ抗ラビットI Q G 、 Cappel Laboratories )
の溶液1O−20dと60分間インキュベートした。TBSでバッチ洗浄しく3
X10分間) 、200dTBS、2.5ae過酸化水素及び4−クロロ−1−
ナフトールの361F/dメタノール溶液からなる混合溶液中で発色せしめた。
フィルターを水に移して発色を停止させた。ポジティブ発色プラークを上記した
ようにして抗体で数回再スクリーニングして純粋なプラークを得た。
B、蛋白に結合した抗体の溶出
ニトロセルロース膜への固定化
ポリアクリルアミドゲル上に、あるいは寒天プレート特表千1−503753
(1Q)
から得たファージプラークのレプリカ上に分離された蛋白のウェスタンプロット
トランスファーのように、蛋白をニトロセルロース膜に固定化する時に、固定化
される蛋白を特異的に認識する抗体を結合させることが可能である。固定化され
る蛋白と特異的に結合しない抗体は溶液中に残りまた容易に洗い流すことが出来
る。従って特異的に結合する抗体のみを残すことが出来る。
結合した抗体は、抗体抗原複合体を解離することの出来る低pHバッファー(5
mMグリシン、pH2,3,0,58NaC1,0,5%Tween 20.0
.01%BSA)でフィルターをリンスすることによって溶出することが出来る
。溶出した抗体を、例えば、終濃度50mHTrisHCjで直ぐに中和すれば
、その活性をほぼ完全に保持出来、従って各種の分析に用いることが出来る。
1、マイコプラズマ蛋白の決定
挿入クローンの対応材は
精製した組換えクローンのプラークレプリカから溶出された抗体を用いて、どの
マイコプラズマ蛋白がクローンに対応しているかを決定することが出来る。組換
えクローンのプラークレプリカに結合した抗体を溶出し、この抗体を用いてマイ
コプラズマ蛋白のウェスタンプロットをプローブすることによって、組換えクロ
ーン中でコードされている蛋白を決定することが出来る。
1つの#fi製組換えクローンから得た5、000−10゜000個のプラーク
を100#ll+プレート上にプレートし、プラークリフトを行なった。リフト
フィルターをTBSで洗浄しく3X10分1ffi) 、TBS及び10%BS
Aで1時間インキュベーションして非特異的蛋白結合部位をブロックした。フィ
ルターをTBSで洗浄した(3×10分間)。フィルターディスの中央から5M
4のストリップを切り取った。ポリクローナル抗マイコプラズマ血清をこのスト
リップに結合させ、洗浄して、ウェスタンプロット溶出液により溶出させた。次
いで溶出した抗体を用いて、マイコプラズマ蛋白のウェスタンプロットをプ抗原
反応性を有する多数のH,hyopneusoniae組換えファージクローン
を、発現ライブリー中で同定した。ラムダC1t11溶原菌は限られた量の融合
蛋白した産生じないと考えられたので、ミリグラムのオーダーで融合蛋白を産生
ずるプラスミド発現ベクターをla築した。
A、DSEV4
Dr、 L、 Guarente (M I T )からプラスミドpLG2を
得た(Guarente、 L、、 Ce1l、 20 : 543−553(
1980))。このベクターはpBR322誘尋体であって、3′末端近くに唯
一のEcoRI部位を有する野生型ベーターガラクトシダーゼ遺伝子に加えて、
ラムダc+ti iと同様に、1acオペレーターとプロモーター配列を有して
いる。更にプラスミドpLG2は18Cレプレツサー遺伝子を持っている。ラム
ダotllから得たH、 hyopneus+oniae[) N A挿入配列
をこのベクターのECoRI部位に移して、ファージ中で最初に同定されたもの
と同一の融合蛋白を得た。
発現用に用いる前に、プラスミド−pLG2を修正して余分なEcoRI部位を
除いた。EC0RI制限酵素でプラスミドE)LG2を部分消化してこのプラス
ミドを線状化した。このプラスミドDNAを分離用アガロースゲルに付して、線
状DNAバンドをゲルから溶出させた。
溶出したDNAを、酢酸ナトリウムを加えてその溶液を0.3Mとし2.5倍容
吊のエタノールを加えて沈殿させた。遠心してDNAをベレット化し、TEバッ
ファーに再懸濁させた。dATPとdTTPの存在下でE、 coli DNA
ポリメラーゼIのクレノー断片とDNAとを混合して、EC0RI粘看末端を充
填した。70℃で10分間加熱して不活性化させた後、T4DNAリガーゼ(P
、L、 Biochemicals )を加えて、4℃で16時間インキュベー
トした。次いで、連結したDNAを用いてE、 coli AMAI 004を
形質転換した( Ca5adaban。
H,、et al、、 HethOdS in rnzyw+o+ooy100
: 293(1983))。
ベーターガラクトシダーゼ活性(X−GAL)用の発色性基質の存在下で、アン
ピシリンプレート上で形質転換体を選択した。ベーターガラクトシダーゼ活性を
有する形質転換体を、EC0RIでそのDNAを開裂することによってスクリー
ニングした。ベーターガラクトシダ−ゼ遺伝子のアミン末端近くに唯一のECo
RI部位を有するプラスミドpSEV4を、形質転換体から同定しその特徴付け
を行なった。
プラスミドDSEV4は、ベーターガラクトシダーゼ遺伝子のアミノ末端近くに
ユニークEC0RI部位を有している。プラスミド1)SEV4は、ベーターガ
ラクトシダーゼ遺伝子に加えて、野生型の1acオペレーター、プロモーター及
びリプレッサーを有している。I PTGで60分a:1Rst、た所、ベータ
ーガラクトシダーゼ活性が300倍に上昇した。プラスミドpSEV4を含む誘
導しない細胞は、全細胞蛋白当り約1000ユニツトを産生し、他方、I PT
Gで誘導した細胞は、全細胞蛋白当り約300.000ユニツトを産生じた。誘
導IB胞及び非誘導I胞の蛋白をゲル分析した所、yk導細胞によってベーター
ガラクトシダーゼが過剰に産生されることが示された。このrn浜なプラスミド
DSEV4を用いて、融合蛋白として多数のH,hyopneumoniae抗
原を発現せしめた。
B、pSEV6
ラムダQt11から得たDNA挿入配列を直接プラスミド発現ベクターに分極化
カセットサブクローニングを行なうことが可能となるように、DSEV4を用い
てベクターを構築した。、EcoRI挿入配列はDSEVA中にいずれの方向で
もサブクローニングすることが出来るので、それぞれのpsEV4を抗原反応の
ためにサブクローニング出来る。I)SEV6を用いて分極サブクローニングを
行なうことにより、余分な分析をする必要がなくなる。
DSEV4をマツビツングした所、ベーターガラクトシダーゼ遺伝子のユニーク
EcoRI部位の5′側の1aCオペロン中に5つ“の制限酵素部位を有してい
た。
これらの部位のうち3つの部位はユニーク部位であり、他の2つの部位は、!a
CI遺伝子とpBR322由来amp’遺伝子との間の余分なりNAを除去する
ことによってユニーク部位とした。EcoRIとNCoI部位の3′側に唯一の
有用な制限酵素部位が見出されたので、化学合成ポリリンカーを用いてこの領域
に更に制限酵素部位を挿入した。
osEV6を2工程で構築した。最初に、余分なりNAをl去り、rpsEV4
を約5.700bDEか<L。
た。S p h I IJ限酢素でプラスミドDSEV4を開裂し、この酵素を
70℃で10分間加熱して不活性化した。次いで得られるDNAをAatI[で
部分消化し、得られる消化物を分離用アガロースゲルを用いた電気泳動に付した
。ゲルから7.620bpの断片を切り出し電気溶出させた。
溶出したDNAに2.5倍容量のエタノールを加えて一70℃で30分間インキ
ュベートして、0.3M酢酸ナトリウム溶液からDNAを沈殿させた。Br1n
lvanマイクロ遠心機で15分間ベレット化することによりDNAを濃縮し、
ペレットをTEバッファー中に再懸濁した。
AatI[消化によって生じる粘着末端を、T4DNAポリメラーゼ(Hew
England Biolabs )を加えて平滑末端とした。T4DNAポリ
メラーゼを加熱して不活性化し、T4DNAリガーゼ(p、 L、 Bioch
micals )を加えて、DNAIIj片の平滑末端を連結させた。連結した
DNAを用いてコンピテントAMA1004 E、 coliを形質転換したe
l−ac 形質転換体を用いて7.620bpプラスミドの存在をスクリーニン
グした。過当な構造を有するプラスミドとして、プラスミドDSEV5を同定し
その特徴付けを行なった。
W卑怯によりpsEV5からDNAを精製し、次いで制限酵素NC0Iで開裂し
た。これにより、ベーターガラクトシダーゼ遺伝子の3′側のユニーク部位が開
裂される。オリゴヌクレオチドアダプター分子によりNCoI部位が作成され、
またBQjI[とKpnI部位を有するオリゴヌクレオチドアダプター分子を化
学的に合成した。このアダプター分子の配列は以下の通りである。
5’−GTAAGGAGGA^TAACATATGGAATTCGAG−3’3
’−ACGTCATTCCTCCTTATTGTATACCTTAAGCTCC
TAG−5゜T4DNAリガーゼ(P、L、 Biochemicals )を
用いて、このオリゴヌクレオチドを、NcoIで開裂した。5EV5に連結した
。得られるDNAを用いてコンピテントE、 coli AMA 1004を形
質転換した。得られる1aC+形質転換体のDNAについて、ユニークKC)n
I及びNco I部位の存在をスクリーニングした。
このスクリーニングにより、意図する配列を全て含むプラスミドが同定された。
このプラスミドpSEV6を、各種の抗原反応性融合蛋白の発現用に用いた。
■、動物テスト用のクローン化抗原の精製ベーターガラクトシダーゼ用の基質ア
ナログを用いたアフィニティークロマトグラフィーにより、あるいは古典的な蛋
白m製法により、ベーターガラクトシダーゼ:H,hyOpneLIIIOni
ae抗原融合蛋白を精製した。
A、抽出物の精製
50μg/meアンピシリンを含むturiaブロース(pH7,5>21に、
組換えプラスミドの1つを保持するE、 coli AMA 1004を1晩培
養したちの10−20〆を接種した。IB胞を37℃で、対数増殖期の中期<A
6oo=0.2>まで生育させた。インプロピルチオガラクトシド(l PTG
)を終瀧度1+aHで加えて、融合蛋白の形成を誘導した。細胞を2時間生育せ
しめ、次いで4℃で15分閤5000XGで遠心してnI胞を採取した。これに
続く全ての操作は4℃で実施した。
a胞をブレーキングバッファー(50*HTris −HCl、pH7,5,2
50+HNaC1,10mMVIQCI 、5%グリセロール、111Hフェニ
ルメチルスルホニルフルオライド(PMSF))20−に4℃で再懸濁せしめ、
50°00×Gで15分間再び遠心した。細胞をブレーキングバッファー2O−
40dに再懸濁した。
この時点で細胞を凍結し、必要に応じて一20℃で保存した。
不凍結の細胞又は溶解した細胞を、20.000psiでFrenchプレッシ
ャーセル(Agmi、co)に2回通して破壊した。30.0OOXGで30分
間遠心して細胞破片を除いた。1oo、0OOxGで30分間超遠心して抽出物
を更に分画した。終濃度20−40%飽和濃度で硫酸アンモニウムを加えて融合
蛋白を沈殿させた。融合蛋白を沈殿させるのに必要な最適濃度は個々の蛋白によ
って変動するので、例えば、HeDDel、 L、、 HethOdS inE
nzymology、1 : 570−576 (1955)に記載された方法
を用いて実験的に決定しなければならない。
沈殿溶液を1Rflll攪拌し、30.0OOXGで15分間遠心して沈殿を採
取した。ペレットをスターティングバッファー(50sHTris−HCj、E
IH7,5,25011HNaCj、10sHMgCj 、1eHジチオスレイ
トール(DTT)及び0.1%■「目onX−100>1O−15dに溶解し、
500+dのスターティングバッファーに対して透析した。
1.アフィニティーtaitJ法
5teerSとCuatrecaSaS、Methods in Enハll0
IOQV、34 :350−358 (1974)に記載された方法に基づいて
、ベーターガラクトシダーゼアフィニティーカラムを用いた。アフィニティー樹
脂(p−アミノフェニル−ベーター−D−チオガラクトピラノ シドーアガ0−
ス、Sigma社から入手)を、直径1.51Jのカラムに15cの長さで詰め
た。使用前に、スターティングバッファー(5018Tris−HCJ、CH7
,5,2501114NaCj、10sHMGCj 、1.0mMジチオスレイ
トール(DTT>及び0.1Triton−X 100)のカラム10倍容量で
洗浄した。使用後に、溶出バッファー(0,1ナトリウムボレート、pH10,
0,250sHNaC1,1mHD T T )で十分に洗浄することにより、
あるいは6Mグアニジン塩酸塩の50mHTris −HC1(pH7,5)溶
液で洗浄することによってカラムを再生することが出来る。洗浄後に、スターテ
ィングバッファーのカラム10倍容量で再び平衡化する。
アフィニティークロマトグラフィーを行なうために、透析した材料を流速的0.
2IJ!/minであらかじめ平衡化したアフィニティーカラムに付した。サン
プルをカラムに付した後、同じ流速でスターティングバッファー15d、次いで
約0.5m/1nの流速でスターティングバッファー30ae更に約1d/wi
nの流速でスターティングバッファー180Iiを用いてカラムを洗浄した。最
後に、同じ流速でTritOnを除いたスターティングバッファー120dでカ
ラムを洗浄した。流速的1m/winで溶出液(0,1+)−IJ’7ムボL/
−)−1llH10,O125OmHNaCj!11mHDTT)120mを用
いて、吸着した蛋白を溶出させた。フラクションを含むピーク蛋白を集めて、必
要に応じて、YM−30Ilを有するA11COn限界iii過1 (Mode
l 8050) ヲ用いて濃縮することも出来る。
2、超遠心による精製
いくつかの融合蛋白(例えばE)SEV4 : : CH2−13)に使用でき
る他の精製法は、上記した透析蛋白を用いることによって遺戒できる。透析した
材料を100゜000XGで30分間超遠心する。′#11合蛋白を含むペレッ
トを少量の透析用バッファー(50sHTris−HCj、tlH7,5,25
0sHNaC1,1018MGCj2及び1.0Mジチオスレイトール(DTT
)及び0.1MTriton −X 100 ) ニ’li解シタ。SDSポリ
アクリルアミドゲル電気泳動で調べた所、この方法によって得られる物質は、ア
フィニティーカラムによって得られるものほど純度は高くはなかった。
3、九逝
これらの方法によって得られる精製した物質について、Bio −Rad (R
ichmond、 CA)蛋白法を用イT g追考の指針に従って蛋白の分析を
実施した。またSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析も行なった。
蛋白を発色させることにより、あるいはウェスタンプロット分析によってゲルを
視覚化させた。簀rag、 W、P、 et al、。
^na1. Blockem、 118:197−203 (19B1)に記載
された銀染色により、あるいはBio−Rad蛋白染色によって、蛋白を発色さ
せることが出来る。Re1art。
J、 et at、、 PNAS(LISA)76 : 3116 (1979
)に記載された方法に従ってウェスタンプロット分析を実施することが出来る。
ウェスタンプロット分析では、溶解した蛋白バンドをニトロセルロースに移し、
ニトロセルロースペーパーをBSAでブロックし、次いで特異的抗体(抗ベータ
ーガラクトシダーゼ又は抗マイコプラズマ血清)でプローブする。洗浄後、適当
なパーオキシダーゼを結合した2次抗体でプロットをプローブし、次いでパーオ
キシダーゼ触媒反応によって発色させる。
各種の抗マイコプラズマ血清と反応性を有するものとしてピックアップされた組
換えH,hy0pnetllloniaeクローンは、特定のポリペプチドをコ
ードする全領域の1部しか含んでいない。何故なら、挿入配列はラムダQt11
のベーターガラクトシダーゼ遺伝子とともにフレーム中に存在している必要があ
りまたスクリーニングしたクローンの数が限られていたためである。ある場合に
は、免疫応答を最大にするためにあるいは調節するために、H,hyopneu
moniae抗原性ポリペプチドの全コード領域をクローン化することが重要で
ある。全長断片を含むり〇−ンの1111を行なう方法のアウトラインを以下に
示す。
H,hyopneuwoれiaeの挿入セグメントを融合蛋白として発現する必
要がない場合には、上記したラムダgti 1発現ライブラリーはシンプルゲノ
ムライブラリーと見ることが出来る。
特定の蛋白をコードする領域がベーターガラクトシダーゼ発現系とともにフレー
ム中にあったとしても、このようなりローンのいくつかはこの特定の蛋白をコー
ドする全領域を含んでいることがある。
このようなり0−ンは、抗体法によって既にピックアップされたクローンから得
たものであって特定のマイコプラズマ蛋白に対応することが既知のDNAハイブ
リダイゼーションプローブを用いることによって検出できる。
このようなりローンから得られる挿入断片を、E coliDNAポリメラーゼ
を用いてニックトランスレーションに付して、32P−ラベル化デオキシヌクレ
オチドを該DNA中に導入する。このラベル化DNAを放射活性プローブとして
用い、組換えラムダgt11ライブラリーからH,hyopneumoniae
相同性配列を選択する。この方法によって組換えライブラリーから選択されたフ
ァージが1i製プラークであり、DNAを調製し、そしてH,hyopneul
oniae特巽的挿入配列を各種のii+1限酵素を用いてマツピングする。得
られるマツプを、最初のクローンから得た同様のマツプと比較して、新しいゲノ
ムファージであることを確認する。
原核生物遺伝子にはイントロンが存在しないため、コードされる蛋白のサイズか
ら、全遺伝子が含まれているためにはラベル化DNAのいずれかの側にどの程度
の大ビさのDNAがなければならないかを決定することが出来るゎ全遺伝子は1
つのクローン中に含まれていないこともあるが、しかしながら当業者ならば全遺
伝子を得ることは可能である。Bender、 E、 et al、、 J、
Hot、 Biol。
168 : 17−33 (1983)に記載された方法を用いて、14. h
yopneulOniaeフランキングゲノムDNAを含むファージを単離して
s、 hyopneumoniaeゲノムにそって調べることによって全遺伝子
を得ることができる。この文献の記載を本明細書に引用する。
■0表面蛋白に対応するクローンの同 法マイコプラズマ細胞の表面上にさらさ
れている蛋白は、そのインタクト全細胞をトリプシンなどのプロテアーゼでわず
かに処理した時に、該酵素による消化に敏感であることが示されている(Kli
nkert、 H,、Herriann、 R,。
と5challer、 H,、(1985) 、 Infection and
Immunity 49 、329−335 ) 、クローンからの抗体の溶出
とこの技術を用いることによって、トリプシン感受性表面蛋白に特定のクローン
が対応しているか否かを迅速に決定することが出来る。トリプシン処理したマイ
コプラズマ細胞から得た全蛋白及びトリプシン処理をしないマイコプラズマ細胞
から得た全蛋白を、となり合わせたレーンに置いて、SDSポリアクリルアミド
スラブゲル電気泳動で分離スる。次いで、ウェスタンプロット法によって、蛋白
をニトロセルロース股に移す。上記した抗体溶出法により特異的りO−ンからア
フィニティーyitjしたポリクローナル血清から得られる抗体を用いて、この
プロットをプローブする。
トリプシン処理をしない@臣から得た蛋白のレーン中の結合抗体を染色すること
によって、クローンに対応するウェスタンプロット上の特異的マイコプラズマ蛋
白が現われ、特異的発色ハントとして示される。この蛋白がトリプシン感受性で
あれば、トリプシン処理した1[111から得た蛋白のレーン中の対応する位置
がブランクとなり、他方、トリプシン非感受性バンドは、未処理細胞中で発色さ
れる。
本発明の方法においては、各種の修正及び変更が当業者にとっては明らかであろ
う。そのような修正及び変更が木用Illの請求の範囲及びその均等物の範囲内
のものであれば、いずれもそれらは本発明によってカバーされるものである。
゛ 国際調査報告
Claims (7)
- 1.プロテインA、プロテインB、プロテインC、プロテインD及びプロテイン Eからなる群より選はれる本質的に純粋なMycoplasmahyopneu moniae蛋白。
- 2.フアージラムダ9t11クローンR60b。
- 3.フアージラムダ9t11クローンLMHCl−9。
- 4.フアージラムダ9t11クローンR69。
- 5.フアージラムダgt11クローン86−4。
- 6.フアージラムダgt11クローンP1。
- 7.抗原性応答を誘導することの出来るマイコプラスマポリペプチドと類似のポ リペプチドを製造するための組換えDNA法であつて、 (a)マイコプラズマによつて産生されるポリペプチドが有する抗原特性と類似 した抗原特性を有するポリペプチドを宿主微生物に産生させることの出来るDN A配列を調製し; (b)該DNA配列のためのオペレーションエレメントを含有するベクターであ つて、宿主微生物中に導入されそこで複製することの出来るベクターに、該DN A配列をクローニングし: (c)かくして得られる該DNA配列及びオペレーションエレメントを含むベク ターを、抗原性ポリペプチドを発現することの出来る宿主微生物中に導入し:( d)該ベクターの増幅及びポリペプチドの発現に選当な条件下で該宿主微生物を 培養し; (e)次いで、 (i)ポリペプチドを回収する、及び (ii)ポリペプチドの構造を推定して、マイコプラズマによつて産生されるポ リペプチドが有する抗原特性と類似した抗原特性を有するポリペプチドを同定す る、ことをいずれかの順序で行なう:ことからなる上記方法。
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-
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