JPH0284181A - 癌抑制遺伝子、その単離法、それがコードするペプチド、及び抗体 - Google Patents

癌抑制遺伝子、その単離法、それがコードするペプチド、及び抗体

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JPH0284181A
JPH0284181A JP23573788A JP23573788A JPH0284181A JP H0284181 A JPH0284181 A JP H0284181A JP 23573788 A JP23573788 A JP 23573788A JP 23573788 A JP23573788 A JP 23573788A JP H0284181 A JPH0284181 A JP H0284181A
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cells
amino acid
cdna
gene
gene sequence
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JP23573788A
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Yoji Igawa
井川 洋二
Akira Noda
亮 野田
Hitoshi Kitayama
仁志 北山
Yoshinori Sugimoto
喜憲 杉本
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、癌抑制遺伝子、その単離法、それがコードす
るペプチド及びそのペプチドに対する抗体に関する。
〔発明の背景〕
癌がある種の細胞機能の欠損によって起こるらしいとい
うことは古くから知られている。例えば癌細胞と正常細
胞を融合させると、癌としての性質が消えることがしば
しば観察される。また、遺伝性の癌においては、特定の
遺伝子の欠落が原因となっているものが知られている。
つまり、正常細胞の中には、癌の性質を抑える遺伝子(
「癌抑制遺伝子」)が存在し、その“不活性化″が発癌
に結びつくと考えられる。
一方、1980年代前半に発見されはじめ、現在も活発
に研究が進められているいわゆる「癌遺伝子」は、これ
らとは逆に“活性化”した時に細胞に癌の性質を与える
ものであるが、上述のような情況証拠から、これらの遺
伝子だけでは癌を説明しつくすことはできないという事
が分かる。しかし、「癌抑制遺伝子」の実体については
、主に技術的な困難さ一活発に増えている細胞集団の中
から増え方の遅いまれな細胞を取り出すことの困難さ−
からその解明が遅れており、これまでにわずか2〜3の
候補が単離されているに過ぎない。
本発明者は、癌遺伝子の1つ“ras”を与えると、著
しい形態変化を起こし、完全に癌化(トランスフォーム
)してしまうNIH/3T3というマウス細胞を材料と
して用い、この癌化細胞にDNA感染法(トランスフェ
クション)で遺伝子を導入した時に、形態の正常化した
細胞(フラット・リバータント)が出現するかどうか(
第1図)という検出法により、癌抑制作用を持つような
遺伝子の探索を試みた(第2図)。
その結果、ヒ)[k芽細胞の中で働いている全遺伝子の
中から、癌抑制作用を持つ一つの新しい遺伝子(Kre
v −1)を単離することに成功し、本発明を完成する
に至ったものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の第1の目的は、癌抑制遺伝子およびその単離法
を提供することである。
本発明の第2の目的は、癌抑制遺伝子がコードするペプ
チドを提供することである。
本発明の第3の目的は、癌抑制遺伝子がコードするペプ
チドに対する抗体を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の癌抑制遺伝子は、下記のアミノ酸配列(I)〜
(XII)から成る群から選ばれるアミノ酸配列で表さ
れるペプチドをコードする遺伝子である。
KYDPTIEDSY RKQVEVDCOQ C)札EILDTAG リジン アスパラギン酸 グリシン システィン チロシン アラニン イソロイシン メチオニン アルギニン グルタミン酸 アスパラギン セリン V: バリン P; プロリン W: トリプトファン H: ヒスチジン Q: グルタミン T: スレオニン (X■)7ミ/酸配列(I) !、:オイrG12、Q
 + 3、A S 9またはT”を任意のアミノ酸(以
下に示す20種類のアミノ酸)と置換したもの。
本願明細書中、アミノ酸は以下の略記号を用いて表示す
る。
ロイシン フェニルアラニン 本発明は、また、上記アミノ酸配列(I)〜(XI[)
から成る群から選ばれるアミノ酸配列で表わされるペプ
チド、およびこのペプチドに対する抗体を提供するもの
である。
上記アミノ酸配列(I)〜(XI[)で表されるペプチ
ドをコードする癌抑制遺伝子は、たとえば次の工程A〜
Dを含む方法により単離することができる。
A、腫瘍細胞又はトランスフォーム細胞に動物細胞選択
マーカーを持ったcDNA発現ライブラIJ−DNA7
’ラスミドヲトランスフエクシヨン又はそれに準ずる方
法により導入する工程。
B、 選択マーカーを用いて、cDNAプラスミドを取
込んだ細胞を選別する工程。
欧 腫瘍細胞としての性質の失われた細胞クローンを単
離する工程。
D、 工程Cで得られた細胞より、cDNAを抽出し、
これを含むプラスミドを構築し、このプラスミドを大腸
菌体内に導入してクローニングし、癌抑制活性を有する
クローンを選別する工程。
上記工程は、ASB、CSDの順、またはA1C5BS
Dの順に行われる。
工程Cの、腫瘍細胞としての性質が失われた細胞クロー
ンを単離する方法としては、たとえば次のような方法が
ある。
(イ)培養器壁(プラスチック!りへの付着性の増加し
たものを選ぶ。
(0)低濃度血清下で、細胞傷害性薬剤(たとえば、ブ
ロモデオキシウリジン、フロロデオキシウリジン、コル
ヒチン等)を作用させる。
(ハ)浮遊培養下で、上記の薬剤を作用させる。
(ニ)腫瘍細胞を選択的に凝集させるレクチン(たとえ
ば、コンカナバリンA)を作用させる。
(ネ)グルタミン類似体くたとえばDON (6−ジア
シー5−オキソノルロイシン))を作用させる。
(へ)温熱処理をする。
()))!Jプシン等の蛋白分解酵素にて長時間処理す
る。
(チ)ウアバインで処理する。
上記方法のうち(イ)が最も好ましい。
ペプチド(1) は、活性化ras遺伝子により癌化し
た細胞の悪性な形質を抑制する遺伝子の産物として本発
明者が同定したものである。この蛋白はras蛋白と部
分的に相同性を持つため、その類似性が癌抑制効果に寄
与していると考えられる。
ペプチド(I[I)、(■)は、ras蛋白においてG
TPのリン酸基と、ペプチド(VI)、(■)、(IX
)はras蛋白においてGTPのグアニンと、ペプチド
(V)はras蛋白において標的蛋白と結合する部位に
それぞれ相当する。ペプチド(VI)、(X)は、ra
s蛋白において蛋白の活性化に関係し、ペプチド(XI
)は、このペプチド(I) において、ras蛋白と比
べ最も違いの大きい部分である。
従って、これらのペプチド断片は、それぞれペプチド(
1)全体の持つ癌抑制活性の一部又は全部を担っている
可能性が有る。こうした、ペプチドは、合成することも
可能であるが、DNAを用いて組換えDNA技術により
生産することもできる。また、これらのペプチドに対す
る抗体は、診断や、類似の癌抑制蛋白の発現に有用であ
ると予想される。
本発明の癌抑制遺伝子Krev −1のDNA配列を第
7図に示す。
この癌抑制遺伝子)(rev−1について、以下、実施
例を示し更に詳細に説明する。
実施例1 癌抑制遺伝子(K匹−1)の単離 (1)フラット・リバータントの取得 動物細胞用選択マーカーを含むpCD2ベクター系(文
献1)を用いて常法どおり作製したヒト正常線維芽細胞
cDNA発現ライブラリーDNAプラスミドを5μg/
106細胞の比率で、カーステン(Kirsten)マ
ウス肉腫ウィルスでトランスフォームしたNIH/3T
3細胞(第1図(a)参照)にリン酸カルシウムによる
トランスフェクション法(文献2)にて導入した。
この細胞を、約1週間、1 mg/ m1!のG418
(ゲンタマイシン)ヲ含ムタルベツコMEM培養液(1
0%仔牛血清を含む)中で培養し、DNAプラスミドを
取込んだ細胞を選択した。その後プラスチック製ペトリ
皿の底面に付着性の強くなった細胞を選別するために、
培養液をピペットにて、細胞コロニーにふきつけ、容易
に底面より脱離するものを生理食塩水又は培養液で数回
ベトリ皿で洗う事によって除去し1.上記0418を含
む培養液中にてさらに3日間培養を続けた。
上記処理後にミ生育してきたコロニーを顕微鏡下で観察
し、形態的に正常に近くなった(扁平で付着性の強くな
った)細胞のコロニーをクローニング・シリンダーにて
単離した。その後、数回の再クローニングを繰返し、純
粋な単一クローン細■包、すなわちフラット・リバーラ
ントR16株(第1図ら)参照)を得た。
(2)フラット・リバーラントR16株からのcDNA
の回収 フラット・リバーラントR16株より、常法(文献3)
に従って全D N Aを抽出し、制限酵素Sal  I
によって完全に切断し、0.5〜2μg1500μlの
D N A濃度において、リガーゼ処理する事により、
DNA断片を環状化させた。
このDNAプラスミド混合物を、大腸菌(AG−1株)
 (Strategene社)にハナハン(Hanah
an)の方法(文献4)に従ってトランスフォームし、
100μg/mlアンピシリンに耐性な大腸菌クローン
を選択した。これらのクローン中より、カナマイシン(
12,5μg /mり耐性のクローンをさらに選び(8
クローン)、それらの大腸菌クローンよりプラスミドD
NAを常法(アルカリ法、文献3)により抽出した。プ
ラスミドDNAは種々の制限酵素による切断地図を作る
事により各クローン間の大まかな構造の異同を検討し、
代表的な6クローンについて以下の活性検定を行った。
その結果、これらのうちの1つのクローンが腫瘍細胞を
フラット・リバータントにする能力を有することを見出
した。このプラスミドをpKrev−1と命名した。こ
れを含有する大腸菌AG−1<pKrev−1)は昭和
63年9月20日工業技術院微生物工業技術研究所にA
G−1(pKrev−1)として寄託され、その微生物
受託番号は微工菌寄第10289号(FERMP−10
289)である。
上記工程(1)、(2)の概略を第2図に示す。
(3)活性検定 カーステン肉腫ウィルス・トランスフォームNIH/3
T3細胞(DT株)5X10’をコラーゲン・コートし
た60mmペトリ皿にプレートシ、翌日、5μgの各プ
ラスミド・クローンDNAをリン酸カルシウム法(文献
2)にて、トランスフェクトする。16〜24時間後に
、25%グリセロールを含む培養液で1゛分間、細胞を
処理し、さらに約24時間培養を続ける。
この後、細胞をトリプシン処理により、ペトリ皿より、
はがし1 mg/ m10418を含む培養液15−を
含む100叩ぺ) IJ皿にプレートしなおす。
約24時間後、及び3〜4日後に同じ組成の培地で大検
えをし、その後毎日細胞コロニーの形態を観察する。
pKrev−1プラスミドでトランスフェクトしたもの
の場合、全コロニーの4〜10%が、扁平な形態を示し
、他のコロニーも増殖がやや遅く、皿の底面への付着性
が、コントロールに比べ一般に増していた。
扁平なコロニーをクローン化し、その性質を調べると、
正常な細胞の性質に近くなっており、Krev −1遺
伝子の発現量も高い事が見出された(表1、第3図参照
)。
表1 トランスフェクト細胞の生育特性NIHne。
DTne。
pKrev I I I T/Fl 扁平 19 癌化 10 扁平 23 によりトランスフ 扁平 18 扁平 17 癌化 15 癌化 15 一部扁平  16 0.5 ?2     10−30 0.9    4−10 エクトしたちの 5.4    4−10 4.8    4−10 17.3    6−8 15.8    5−10 5゜8   7−9 *増殖能を有する細胞の数に対する軟寒天培地中のコロ
ニーの数の比率 木*1個の細胞(はぼ球形)の直径を1単位としたとき
のコロニーの直径の大きさ トランスフォーム(癌化)した細胞(DTneo”)は
、増殖速度が速く (倍化時間(10時間)が短い)、
軟寒天培地中でコロニー形成能を持っている(72%)
。これに対してフラット・リバータフトR16株は、正
常細胞(N I Hneo”)と同様に、増殖速度は遅
く(倍化時間23時間)、軟寒天培地中でコロニーは、
はとんど形成しない(0,9%)。F1〜T/F1は、
Krev −ICDNAをDT細胞にトランスフェクト
して得られた細胞クローンであるが、形態が正常に近い
もの(Fl、F2)では、トランスフォーム細胞(DT
細胞)の性質が著しく抑制されている。この実験は2回
繰り返したが、同様の結果が得られた。なおNIH/3
T3、DT細胞のいずれにもneo遺伝子(G418耐
性遺伝子)を導入し、それぞれN I Hneo”5D
TneoRとしてコントロールとした。
第3図は、表1で述べたKrev −1)ランスフェク
ト細胞りローン内での)(rev −1遺伝子のコピー
数(左パネル)及びmRNA!(中央パネル)を調べた
結果を示したものである。右パネルは、実験に用いた全
RNA量が一定である事を示すコントロール実験である
。表1の結果と合わせると癌形質の抑制とKrev −
1遺伝子の発現との間に相関性がある事が判る。
すなわち、Aは、各細胞のDNA20μgを、制限酵素
BanHIで切断し、0.6%アガロース電気泳劾後、
DNAを変性させ、ニトロセルロース膜に吸着させ、3
2pでラベルした)(rev −1cDNAと常法(文
献3)に従ってハイブリダイズ(2本鎖形成)し、その
後、X線フィルムに感光させたものである。またBは、
各細胞の全RNAl0μgを、ホルムアルデヒドを含む
アガロースゲル(文献3)で電気泳動した後、ニトロセ
ルロースにRNAを吸着させ、Aと同様の処理をしたも
のである。β−ACTINは、電気泳動に使ったRNA
の量及び質をチエツクするために、そのコントロールと
して上で使ったニトロセルロース膜を洗浄後、再び32
pでラベルしたβ−ACTIN  cDNAとハイブリ
ダイズさせたものである。
(4)構造決定 Krev −1c DNAを、Bluescrtptベ
クター(Strategene社、TOYOBO:]−
ド番号212201〜212204)にサブ・クローニ
ングし、常法に従って塩基配列を決定した(Strat
egene社、カタログ参照)。この塩基配列を第7図
に示す。反応は5equenase (U S 8社)
を用いて行った。
Krev −1cDNAには唯一の、長いオーブン・リ
ーディング・フレームが有り、そのアミノ酸配列と、c
−Ha−rasl蛋白のアミノ酸配列とを比較して第4
図に示した。
実施例2 Krev−1蛋白(ペプチド(I))の大腸菌を用いた
発現 pAR2106ベクターにKrev −1cDNAのR
sa I −Rsa I断片(1,25Kb)  (第
7図の矢印で示す)を組込み、大腸菌BL21株内でI
PTG (イソプロピル−β−D−チオガラクトピラノ
シド)処理により、発現させた(文献5)。プラスミド
の構築の際、天然Krev −1蛋白の内N−末端の4
個のアミノ酸が失なわれ、その代りに14個の新たなア
ミノ酸が加わるような構造の遺伝子に改変されたく第5
図参照)。
実施例3 Kreシー1蛋白に対する抗体 Krev −1蛋白アミノ酸配列(第4図)の内、C末
端より16個のアミノ酸(Tlli9〜L”’)に対応
するオリゴペプチドを常法により合成し、(アプライド
・バイオシステム社製ペプチド合成機使用)、ヘモシア
ニンを担体として、ウサギに免疫し、抗血清を得た。こ
の抗血清は、ウェスタン・ブ0−/ト(Western
 blot)分析法にて、K rev−1cDNAの構
造から予想される分子量(約21.000)の蛋白を検
出できる(第6図)。
三角印のバンドがペプチドによる吸収や、抗血清の希釈
によって、消える事から、この抗体はKrev −1蛋
白に特異的な反応性を持つ事が判る。
文献 1) C,Chen & HoOkayama : M
ol、 Ce11.Biol、 7 。
2745−2752.1987゜ 2) M、 Wigler et al、 : Pro
c、 Natl、 Acad、5ciUSA 76、1
373−1376、1979゜3) T、 Mania
tis et al、  : in !Jolecul
ar Cloning(New York : Co1
d Spring Harbor Lab、)、 19
g2゜4) D、 Hanahan : JoMol、
 Biol、166 、557−580゜1983゜ 5) F、W、 5tudier & B、 A、 M
offatt : J、 !、(ol。
Biol、189.113−130.1986゜6) 
W、N、 Burnette : Ann、Bioch
em、112.195−203、1981゜ 〔発明の効果・有用性〕 本発明の癌抑制遺伝子は、腫瘍細胞を正常細胞に復帰さ
せる能力がある。また、)(rev −1遺伝子の作る
蛋白質には、癌遺伝子rasの作る蛋白質と構造上一部
似た部分があり、進化共通の祖先から由来したものであ
る可能性が示されたく第4図)つまり、「癌抑制遺伝子
」のうちの少なくとも−部は、癌遺伝子と良く似たもの
であることがはじめて示唆されたので、癌化の分子機構
を解明する上で重要な知見と考えられる。また、本発明
の癌抑制遺伝子の単離法は今後さらに別の「がん抑制遺
伝子」の単離にも適用することができる。
本発明のペプチド(I)は正常細胞内に存在する蛋白で
あるが、癌細胞中では量的又は質的に変化している可能
性が有る。従って、そうした変化を調べるための試薬と
して、ペプチド(I)〜(XI)に対する抗体は有用で
あると予想される。また、これらの抗体を用いて、さら
に新しい関連癌抑制蛋白を見出せる可能性が有る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、NIH/3T3細胞(a)とフラット・リバ
ータントラ)を示す写真である。 第2図は、cDNA発現ライブラリーのトランスフェク
ションによるフラット・リバータントの単離法の概略を
示す図面である。 第3図は、)(rev −1)ランスフエクト細胞りロ
ーン内でのKrev−1遺伝子のコピー数(左パネル)
及びmRNA量(中央パネル)を調べた結果を示す電気
泳動図である。 第4図は、Krev −1蛋白(ペプチド(I))とc
−Ha−rasl蛋白のアミノ酸配列を比較して示すも
のである。Krev −1蛋白のアミノ酸配列中の(−
)は、c−Ha−ras1蛋白のアミノ酸と同一である
ことを示す。 第5図は、大腸菌体内で発現させるために修飾されたK
rev −1蛋白のN−末端のアミノ酸配列を示すもの
である。 第6図は、Krev −1蛋白のC−末端16個の合成
オリゴペプチドに対する抗血清の反応性を示す電気泳動
図である。 第7図はKrev −1遺伝子のDNA配列を示す図面
である。矢印はRsaiによる切断部位を示す。 7面の浄書(内容に変更なし) 第1図 (b) 第2図 NLH/373細胞 トランスフォーム細胞 フラット・リバータント cDNAの回収 (″−″′″N虜讐訂肯蒜:*79つ 正常後Il!lll1lK(フラット・リパータント)
1′″−)へ′:    A  C)でO〜   ア0
C4)    ぐρ (刀Δ ω  σ第 図 MASMTGGQQMGRDflKLVVVG−−−一
 組換え Krev−1蛋白MTBYKLVVVG−−
−−天  然 Krev−1蛋白第 c−Ha−rasl Kr+ぴ−1 ■ MTBYKLVVVG  AGGVGKSALT  I
QLICINftFVD  BYDPTIBDSY  
RKQVVIDGBTR−−−−−−L−5−−−−−
−−−−V−FV−Gl−B K−−一−−−−−−−
−−−−BV−CGQc−Ha−rasl Krev−1 CLLDILDTAG  QBBYSAMRDQ  Y
MRTGBGFLCVFAINNTにSF  BDIH
QYREOI−M−8−−−−−−T−OFT−−−−
L−KN−C1−AL  −YS−TAQST−N−L
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SAKTし一−−−TB−−− −I−−−−−−−−
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−3−−−3c−Ha−LLIl   149   R
GGVBDAFYT  LνRBI  RQHK  L
RKLNPPDBS  SGPGCMSCK  CVL
SにU泣−1151KIN−N!l!I−D−一−Q−
N−にTP VεKKKPにKKS       CL
LL正常血清 ′IO ?憂、5 種、4

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記のアミノ酸配列( I )〜(XII)から成る
    群から選ばれるアミノ酸配列で表されるペプチドをコー
    ドする癌抑制遺伝子。 ( I )【遺伝子配列があります】 (II)【遺伝子配列があります】 (III)【遺伝子配列があります】 (IV)【遺伝子配列があります】 (V)【遺伝子配列があります】 (VI)【遺伝子配列があります】 (VII)【遺伝子配列があります】 (VIII)【遺伝子配列があります】 (IX)【遺伝子配列があります】 (X)【遺伝子配列があります】 (X I )【遺伝子配列があります】 (XII)アミノ酸配列( I )においてG^1^2、G
    ^1^3、A^5^9またはT^6^1を任意のアミノ
    酸と置換したもの。
  2. (2)請求項(1)記載のアミノ酸配列( I )〜(X
    II)から成る群から選ばれるアミノ酸配列で表わされる
    ペプチド。
  3. (3)請求項(2)記載のペプチドに対する抗体。
  4. (4)下記の工程A〜Dを、A、B、C、DまたはA、
    C、B、Dの順に連結してなる請求項(1)記載の癌抑
    制遺伝子の単離法。 A、腫瘍細胞又はトランスフォーム細胞に、動物細胞用
    選択マーカーを持ったcDNA発現ライブラリーDNA
    プラスミドをトランスフェクション又はそれに準ずる方
    法により導入する工程。 B、選択マーカーを用いて、cDNAプラスミドを取込
    んだ細胞を選別する工程。 C、腫瘍細胞としての性質が失われた細胞クローンを単
    離する工程。 D、工程Cで得られた細胞より、cDNAを抽出し、こ
    れを含むプラスミドを構築し、大腸菌体内に導入してク
    ローニングし、癌抑制活性を有するクローンを選別する
    工程。
JP23573788A 1988-09-20 1988-09-20 癌抑制遺伝子、その単離法、それがコードするペプチド、及び抗体 Pending JPH0284181A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004040302A1 (ja) * 2002-10-30 2004-05-13 Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. RAPL・Rap1相互作用制御
US8256317B2 (en) 2007-01-19 2012-09-04 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Transmission device and power seat slide device for vehicle

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