JPH03504439A - 免疫グロブリンEのための高アフィニティー受容体のγサブユニットをコードするcDNA - Google Patents
免疫グロブリンEのための高アフィニティー受容体のγサブユニットをコードするcDNAInfo
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- JPH03504439A JPH03504439A JP1511445A JP51144589A JPH03504439A JP H03504439 A JPH03504439 A JP H03504439A JP 1511445 A JP1511445 A JP 1511445A JP 51144589 A JP51144589 A JP 51144589A JP H03504439 A JPH03504439 A JP H03504439A
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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】
免疫グロブリンEのための高アフィニティー受容体のγサブユニットをコードす
るcDNA本発明は、マスト細胞と好塩基性球上の免疫グロブリンE(IgE)
のための高アフィニティー受容体のγサブユニット用のcDNAの単離と配列に
関する。更に、本発明は、受容体のα、βおよびγサブユニットのcDNAが同
時に共トランスフェクシヨンされている時の受容体の発現にも向けられている。
発明の背景
IgHの高アフィニティー受容体は、マスト細胞と好塩基性球上に専ら見出され
ている。
この受容体:FcεR1は、アレルギーで重要な役目を果たしている。多価のア
レルゲンが受容体に結合したIgHに結合すると、その結果起こる受容体の凝集
は、アレルギー症の原因となるメジエイターを遊離する。
下記の表1から見られるように、FctRlは非共有的に接合したサブユニット
の四量体二車量のIgHに結合するαサブユニット、単量のβサブユニットそし
てジスルフィド結合したγサブユニットの二量体〔エイッチ、メツツガ−他(H
,Metzger et al)、アニュアル、レビューウ、オブ、イミュノロ
ジー(Ann、 Rev、 Immunol、)、4・419−470(198
6))
表 1
IgEの高アフィニティー受容体の一次構造号ブコニフト 数/受容体 残
基数 特 徴β 1243 高嫌水性であるαおよびβサブユニ
ットの相補的DNA (CDNA)は、最近単離されている〔ジェイ、−ビー、
キネット他himizu et al、Proc、 Natl、 Acad、
Sci、USA>85:1907−1911(1988): ジェイ、コーチ
ャン他、核酸研究(J、 Kochanet al、 Nucl、 Ac1ds
Res、)16:3584(+988)を参照。〕。
しかし、現在迄、γサブユニットの単離と特定は開示されていないし、トランス
フェクションした細胞によりIgE−結合を発現することは出来なかった〔ジェ
イ。
−ピー、キネット他、バイオケミストリー(J、 −P、 Kinetズ他、プ
ロセス、ナショナル、アカデミ−サイエンス、ニーニスニー(A、Shimiz
u et al、Proc、 Natl、 Acad、 Scj、 USA)8
5:1907−+911(198B)を参照。〕。
IgEの高アフィニティーを持つ受容体(FcεR1)は、マスト細胞、好塩基
性球および関連細胞上に専ら見出される。FcεR1と結合したIgEの、抗原
による凝集は、ヒスタミンとセロトニンのような予め形成されているメジエータ
−の両方の遊離の引金になり、並びにロイコトリエンの合成を刺激する。これら
のメジエータ−の遊離は、アレルギー状態をもたらす。
もっともよくその特徴が知られているFcεR1はラットの好塩基性の白血病(
RBL)の細胞系のそれである。これは3個の異なるサブユニットから成る=(
1) I g Eとの結合部位を含む、40−50キロダルトン(Kcl)の糖
タンパク質のα鎖、(2)一本鎖の33Kdのβ鎖および(3)二本の7〜9K
dのジスルフィド結合したγ鎖。
ヒトFcεR1は完全にクローン化および単離されていない。単に、ラットのF
cεR1のαサブユニットのためにコードしている遺伝子がクローン化されその
配列が決められている〔キネット他、バイオケミストリー(Kinet、et
al、、Biochemistry、26:4605(1987)を参照〕。
本発明はヒトFCERIのαサブユニットのクローニング、配列および発現を包
含する。
免疫グロブリンのFc領域に結合している受容体(「Fc受容体J)は膜を通過
するそれらの伝達を媒介し、抗原抗体複合体により誘発されるいろいろな細胞活
動を刺戟する。幾つかのFc受容体のcDNAは特定されている。受容体〔高分
子免疫グロブリンの受容体(1)、マクロファージとリンパ球上のFc受容体(
2)、そしてマスト細胞と好塩基性球上の高アフィニティーFc受容体(3−5
))の3種は共通の特徴を持っている:!17ちそれらの免疫グロブリンに結合
する部分は2個以上の免疫グロブリン様のドメイン(@城)を持つ。
高アフィニティーFc受容体は、多数のサブユニットから成ると知られているF
c受容体のみである。免疫グロブリンに結合するアルファ鎖に加えて、これはβ
鎖と2個のジスルフィド結合したγ鎖を含む。トランスフェクションした細胞の
表面上にαサブユニットのcDNAを発現することは今までは出来なかった(3
.4)。恐らく、他の多数のサブユニットの受容体と同様に、表面で発現するに
は他の一個以上のサブユニットが一緒に合成されなければならないのであろう(
7,8)。
この受容体の作用機構におけるβとγサブユニットの役目も興味あるものである
。
この報告書では、βサブユニットをコードしているCDNAの単離と配列を、我
々は記述する。トポロジカル模型を持つと暗示するポリペプチド配列は実験的に
一部分試験された。
発明の概略
本発明の一般的な目的は、FcεR1のγサブユニットのCDNAを単離し、特
定しそしてクローン化することである。
本発明の別の目的は、その構造的特徴の多くを説明してFcεRIの模型(mo
del)を提供することである。
更に、本発明の別の目的は、α、βおよびγサブユニットのためのcDNAが同
時に共トランスフェクションされた時にFcεR1の発現を行うことである。
本発明のこれらの、そして他の目的は;下記の記述からこの技術分野の熟練者に
は明瞭になるであろう。そしてこの目的は、γサブユニットのcDNAクローン
の単離とCO37細胞にIgE受容体のcDNAの発現の成功により実施できた
。トランスフェクションしたC087細胞上でのIgEの表面結合は、3種全て
のサブユニットのcDNAの同時の共トランスフェクションを要求することが見
出された。
本発明は、IgEのためのヒト高アフィニティー受容体(ヒトFcERI)のα
サブユニットに該当するポリペプチドをコードしているDNA配列を包含する。
本発明は、ヒトFcεR1のαサブユニットに該当するポリペプチドも包含する
。
本発明は、ヒトFcεR1ポリペプチドのαサブユニットを発現する能力のある
原核または真核微生物の発現ctR1ポリペプチドのαサブユニットを生産する
これら微生物の培養、並びに固相合成法、もしくは必要な遺伝子配列が適合性の
ある原核または真核有機体に適当なりNAベクターにより挿入される組換えDN
A技術によるかのどちらかを介してヒトFcεR1ポリペプチドのαサブユニッ
トを生産する工程をも包含する。
図面の簡単な説明
図1は、ラットのFcεR1のγサブユニットのヌクレオチド配列とそれが予測
するアミノ酸配列を示す。推定上のトランスメンブラン領域に下線を付しである
。
アミノ酸残基には、成熟タンパク質の最初の残基から番号を付しである。5′残
基から残基1迄にはマイナスの符号を付してあって、ゲー、フtン ヘイイン(
G、 vanHeijne)の領域に該当する推定上のシグナルペプチドをコー
ドしている残基を包含する〔核酸の研究(Nucleic Aaids Res
、)、14:4683−4690(1980)を参照〕。N−末端とC−末端の
切断部位を矢印により示した。
カバー(cover)かつ配列しであるトリプシンペプチドは括弧((+)して
ある。アステリックで最初のトリプシンペプチドの配列における曖昧な残基を示
している。
図2A−2Cは、FcεR1の予測される配列の水透過性(hydropath
icjty)のプロットである:αサブユニット(図2A)、βサブユニット(
図2B)およびγサブユニット(図C)である。水透過性(hydropath
jcity)のュアル レビュー オブ バイオフィジカル ケミスト2l−3
53(1986)) 。
連続している「窓」中の20個のアミノ酸の水透過性(hydropathic
ity)値の総計がそれに該当する10個目のアミノ酸の位置にプロットされて
いる。
図3A−3Dは、トランスフェクションしたCO37細胞とRBL細胞によるI
gBロゼツトの形成を示している。
(図3A)CO37細胞はα、βおよび7cDNAのコード部分により共トラン
スフェクションされており、TNPで誘導された赤血球に暴露する前に、マウス
の抗−DNPのIgHに感作させる。
(図3C)陽性の対照としてRBL細胞を同様にロゼツト形成のために試験した
。
(図3Bと図3D)マウスの抗=DNPのIgEを添加する前に、ラットのIg
E(抗−DNP活性がない)と共にCO37細胞(図3B)またはRBL細胞(
図3D)を予め保温する。
図4は、IgEのための高アフィニティー受容体四量体の模型を示している。ポ
リペプチドはその充分にプロセシングした形で示しである。αサブユニットの大
きい細胞外部分が上部の初めの部分に、そしてその残部が右に位置するように示
しである。αサブユニットの右方向にその4個のトランスメンプレイン部分と共
にβサブユニットが示してあり、そしてその右にγ鎖が示しである。 α鎖中の
システィン26と68およびシスティン107と151は、それらがジスルフィ
ド結合するように対になっており、これはFcγ受容体における同族の−550
(1988))。推定上のトランスメンプレイン部分は全てが21個の残基から
なるものとして示され、α−へリックスの構造であると期待されてよい。アミノ
酸には単−綴りのコードが使用されている〔エム、ディホーフ他、タンパク質の
配列と構造の地図、補、3.デイホーフ編集、363−373.ナショナル・バ
イオメジカル研究団体、ワシントン(M、Dayhoff et al、 in
At1as of Protein 5equence and 5truc
ture、 5upp1.3. ed、 M、 Dayhoff、363−37
3. Natl、 Bjomed、 Res、 Fndtn、、 Washin
gtonD、c、)を参照〕。N−末端から数えて各10番目の残基に斜線を施
した。
図5は、ヒトFcεR1のαcDNAのヌクレオチド配列と予測したアミノ酸配
列を示している。
図6は、ラットのFcεR1のαサブユニット(R)、ヒトのFcERIのαサ
ブユニット(A)、およびマウスのFcεR1(M)のαサブユニットの同族体
を示している。3件の間で互いに同一のものは四角で囲んである。番号lの位置
は、各々のタンパク質の予測した成熟N−末端に該当する。
図7は、完全な生理的に活性なPcεR1のα鎖(pHAI、pHAl I)ま
たは溶解性の、分泌型の生理的に活性のFcεR1のα鎖(pHAS I、pH
AS I I)の合成を指針している真核発現ベクターの構成を示すフローチャ
ートである。
図8は、溶解性の、生理的に活性のFcεR1のα鎖(これはアミノ酸残基24
−204から成る)の合成を指針している原核発現ベクターの構成を示すフロー
チャートである。
図9は、βcDNAの制限酵素切断地図と、それによりそれらが配列される戦略
を示す。空白の長方形はβサブユニットをコードすると予測されている配列を示
す:直線は5′と3′の非翻訳領域を示す。
・上方のスキームは、Pst I切断部位を含む1.5キロ塩基(k b)のク
ローンを示す。
下方のスキームは、Cia Iの切断部位を含む2.4キロ塩基のクローンを示
す。後者の3′領域はスラッジで示したように端部を切断しである。その非翻訳
領域はそのクローンの残りの部分と同様に完全に配列した。
制限酵素切断部位は、矢印により示しである:Hf、Hjnd l; Hh、
Hhal l;A1. Alu 1; Hp、 Hpn; Ay、 A
vaII; Aa、 Ace 1; Ec、 EcoR1;Hd、 )f
ind III 。
水平方向の矢印はジデオキシヌクレオチド・チェイン−ターミネーション法(d
ideoxynucleoHde chain−termjnation法)に
よる配列を示す。
図1〇八は、βサブユニットをコードしているcDNAのヌクレオチドと推測し
たアミノ酸配列を示している。矢印の頭部(マ)の所で始まって、代わり得る配
列(β)が6個のクローンで観察される。推定上のトランスメンプレイン−ドメ
インに下線を付しである。アミノ酸の配列が直接に決定されたサブユニットβの
トリプンンペブチドは括弧(<〉)で括っである。推定上の末端近くのポリ八シ
グナルには下線を付しである。
図10Bは、βc D N Aの欠失型(deleted form)のヌクレ
オチ[・配列の続きを示している。連結する3′はA()で示しである。
図11A−11Cは、βサブユニットをコードしているcDNAの発現を示して
いる。
図11Aは、in vivoとin vitroにおける翻訳生成物の比較であ
る。RBL細胞を[I6S] ンステインを含有する培地中で生育する。細胞の
洗剤抽出物をmAbβ(JRK)と沈澱しそして、激しく洗浄した後、試料緩衝
液で抽出し電気泳動する(列1)。この実験では、受容体を完全に解離するのに
充分に高い濃度の洗剤を使用する。
βcDNAからの転写物を[”Sl メチオニンを含有する培地中で1n\・i
troで処理した(列2,3.および5)。対照の試験は、cDNAを含有し
ていなかった(列4)。免疫沈澱物を洗浄した後、βサブユニットへのモノクロ
ナール抗体と反応させた。特定の洗浄した沈澱物を試料緩衝液に溶解し、電気泳
動じた。
列2と4.mAbβ(HRK) ;列3.mAbβ(NBI 列5 不適切な
モノクロナール抗体[mAb(LB)]、還元条件下、その上で試料を分析した
12.5%のポリアクリルアミドゲルのオートラジオグラフィーを示しである。
図11Bは、βサブユニットのNH,−末端ペプチドへの一つのニピトープのロ
ー力すゼーンヨン(lacalization)である。T7 ポリメラーゼ
を使用する転写の前にβcDNAを含むベクターをHha 1で切断した。得ら
れたmRNAを、[3Ss] メチオニンで標識したβサブユニットのNB2−
末端ペプチド(アミノ酸 1−21)を生成すべく翻訳した。混合物をmAbβ
(JRK) (列1)と不適切なmAb(LB) (列2)と反応させる。
沈澱物を非還元条件下、1796ゲル上分析した。
図110は、βサブユニットのC00H−末端断片のにサブクローンしたそして
抽出物を作製した。タンパク質を人におけるのと同しに電気泳動し、ニトロセル
ロース紙に移した。続いて、後者を、アルカリホスファターゼ−抱合のヤギの抗
−マウスIgE(Fc)でデブロプした(’developed)モノクロナー
ル抗体mAbβ(NB)と反応させそして常法でデブロプした(clevelo
ped)(+4)。イミュノプロットの下半分の拡大図を示す。列1.挿入しな
い形質転換体からの抽出物0列21間違った方向に挿入された形質転換体からの
抽出物:列3.正しい方向に挿入された形質転換体からの抽出物。
図11Dは、E、 Co11の発現H】口d1断片により誘導されたポリクロナ
ール抗体とのβサブユニットの反応性を示している。精製したIgE−受容体複
合体を電気泳動し、ニトロセルロース紙に移し、そして抗体そして次いで適当な
アルカリンホスファターゼ−抱合抗−免疫グロブリン抗体と反応させる。列1
mAbβ(JRK) ;列2mAbβ(NB) :列3 断片へに対する免疫
血清1列5 断片Bに対する免疫血清;列1と6 列3と5における免疫血清に
それぞれ対応する免疫血清1列7と8,2番目の抗体だけである。このゲルは標
準分子量無しに使用した。
図12はβサブユニットの予測した配列の水透過性(hydropathici
ty)を示している。インゲルマン他(Engelman et al)(2
1)により推薦されている方法と水透過性(hydropathjcity)の
尺度を使用した。連続している「窓J中の20個のアミノ酸の水透過性(hyc
lropathicity)の正味値がそれに該当する10個目のアミノ酸の位
置にプロットされている。水への移行のための> 20 kcal (1cal
=4、18J)の正味の自由エネルギーはトランスメンプレインの断片を暗示し
ている(21)。
発明の詳細な説明
本発明は、IgEのための高アフィニティー受容体(FcεR1)のγサブユニ
ットのcDNAの単離、特定およびクローニングに関する。更に、本発明はFc
εR1の模型にも直接向けらnており、この模型はその知られた構造状の特徴の
多(を説明する。FcεRIの3個全てのcDNAが同時に共トランスフェクシ
ョンされているときは、本発明によってCO37細胞の表面上に受容体の発現が
実施される。IgE結合の発現の成功はIgE−受容体の相互作用の詳細な解析
を可能にしそしてかくして治療的に有効な抑制剤の開発を可能にする。
γサブユニットのcDNAを単離そして特定するために、γサブユニットのcD
NAは、オリゴヌクレオチド試料を使用してラットの好塩基性球の白血病(RB
L)細胞から調製したγgtllライブラリーから単離した〔ジエイ、−ピー、
キネット他、バイオケミストリー(J、−P、Kinet et al、Bio
chemistry) 26 : 4605−4610(1987)を参照〕。
4個のペプチド配列をFcεR1γサブユニットのトリプシン切断で同定した。
そして、ペプチドの2個を2個のオリゴヌクレオチドを合成するのに使用した(
図1)。これらの2個の試料を使用して重複してライブラリーをスクリーンし、
重複するプラーク(plaque)を同定した。3個の分離したプラークを精製
し、サブクローンし、0.6−0.7キロ塩基(kb)の同様の挿入物を含んで
いることを見い出した。
図1は、γcDNAの完全なヌクレオチドの配列、推測したアミノ酸の配列およ
び4個の原始的(original) )リブシンペプチドの配列における位置
を示している。配列(図2C)の解析は、18残基のN−末端嫌水性ングナルペ
プチドと推定上のトランスメンプレイン領域が細胞質内領域から5個の残基の短
い細胞外部分を分離していることを示している。以前の研究により予測されるよ
うに、N−末端をプロセスしたγサブユニットは2個のシスティン残基を含有す
るがメチオニン残基とトリプト2575(1987)を参照。〕。
成分の分析は、γサブユニットが一個のヒスチジン基を含んでいるようであるこ
とを暗示している〔ジー、アルカラズ他、バイオケミストリー(G、Alcar
az et al、 B胆吐■n旦、2726:2569−2575(198
7)を参照。)。
しかし、最近のIIsメチオニンと3Hヒスチジンを使用する受容体の生合成的
二重標識法は受容体に同伴するγサブユニットにはヒスチジンの痕跡が取り込ま
れないことを明瞭に示している。3個の独立のクローンからの読み取り枠の各々
はC−末端から6個のヒスチジン残基を予測しているので、γサブユニットはヒ
スチジンを含有する断片を切り落とすC−末端プロセシングを経ていると期待さ
れる。更に、このヒスチジンの直前のペプチドは回収されるので(図1)C−末
端部分はりジン63(Lys 63)で切断すると予想される。充分にプロセシ
ングしたγの予測される分子量は従って7139Daであり、これはドデシル硫
酸−尿素ゲル上で還元したγの精製品で得られた値と近接している〔ジー、アル
カラズ他、バイオケミストリー(G、Alearaz et al、 Bio
chemistr )26:2569−2575(1987)を参照。〕。
γサブユニット(図1)の7量体または9量体ペプチドに対するポリクロナール
抗ペプチド抗体を製造し、RBL細胞のIgE−受容体との反応性を試験した。
両方の精製した抗ペプチド抗体は、部分的に精製したγサブユニットの未還元2
量体および還元したモノマーと、ウェスタン−プロット検定法で反応した。
更に、RBL細胞からのまたは部分的に精製した受容体の調製物のいずれからで
もの受容体結合した+1J IgEを定量的に沈澱した。これらの事実を纏め
ると、本発明に従って単離されたcDNAはFcεR1の7サブユニツトをコー
ドしていることは疑いのない事実である。
COS 7細胞の表面上での受容体の発現を実施するために、γcDNAの領域
と以前に単離したαとβcDNAのコード領域を、CO3−7細胞中にトランス
フェクシヨンする前に、第1にSV40プロモーターで作動する発現ベクターp
sVL中に別々にサブクローンする。
IgE−結合をIgEロゼツト検出法を使用することによりトランスフェクシヨ
ンした細胞の表面上に検出した(実施例3を参照。)。 図3人は、α、βおよ
びγサブユニットで共トランスフェクシヨンした細胞によるIgE−結合活性を
示している。実質的に、陽性対照として使用されたRBL細胞の全ては、ロゼツ
トを形成した(図3C)。ロゼツトは、ラットのIgHによるブレインキュベー
ション(prejncubatjon)により完全に阻止されるが(図3BとD
)、ヒトIgE(図示せず)では阻止されなかった。これは、ラットのFcER
Iの種特異性と一致する〔クルスズスキー他、ジェイ、イーエックスビー、エム
イーデー、 (J、Exp、Med、)139:600−616(1974Ig
E結合活性の表面発現に対する必要条件を研究するために、下の表2に示される
ように3種のサブユニットのためのcDNAの異なる組合せで細胞をトランスフ
ェクションした。
表 2
トランスフェクション試験
上の表は本出願の提出時までに本発明者等により行われた全てのトランスフェク
ション試験から出されたデータをまとめている。α、βおよびγを同時に共トラ
ンスフェクションした場合にIgB結合の5量2%発現が通常達成されるように
、トランスフェクション試験の成功率は高められた。
ノーザンブロッティングにより評価されるように成功したトランスフェクション
は全ての組合せに対して達成されたが、しかしロゼツト形成性細胞は1そろいの
cDNAの共トランスフェクション後に検出されるだけだった。これらの結果は
、βおよびγサブユニットがIgE結合性αサブユニットの表面発現に必要とさ
れることを示す。さらに、全体がそろった受容体だけが原形質膜に到達すること
が示される。この現象はまたその他の系においても観察されており(M、 Mc
Phaul等、 Proc、 Natl。
Acad、 Sci、 usA 83:8863−8867 (1986);
Y、 Minami等。
Proc、 Natl、 Acad、 Sci、 usA 84:2
6118−2692 (1987)) 、そしてポリマー性膜タンパク質に
対して一般に適用され得る。
αからβおよびγ、の容易な分離性(B、 Rivnay等。
Biochemistry 21:6922−6927 (1982))は、概
念的にγ。
およびβをFcεR1のサブユニットとみなすべきか、または「受容体関連」タ
ンパク質とみなすべきかについて永続的な不明確さを生じさせた(後者の例は胸
腺誘導リンパ球上の抗原受容体と会合するCD3複合体である(H,C1eve
rs等、 Ann、 Rev、 Jmmunol、 6:629−662(19
88))。
FcεR1のためのサブユニットモデルは、例えばα、βおよびγ、の同調生合
成および異化に基づいて支持されてきた( R,Quarto等、 MoLec
、 ImmunoL、 22:1045−1052 (1985) )。本発明
により得られたトランスフェクションされた細胞に関する新しいデータは、αβ
γ、がFcERIの最小限の構造である最も確実な証拠を提供する。
四量体FcεR1受容体に対する本モデルは図4に示されている。このモデルに
おいて、発現された受容体を構成する589個のアミノ酸残基の各々は丸で示さ
れている。図中、細胞の外部は上部にあり、受容体が埋め込まれている原形質膜
は中央部にあり、そして細胞の内部は下部方向にある。各々のポリペプチド鎖(
左側にあるα、中央部にあるβ鎖および右側にある2本のγ鎖)は1つまたはそ
れ以上のトランスメンブレン断片を含む。
α鎖は2つの鎖内ジスルフィドループを含むと信じられており、そしてこれらの
ループの配列は免疫グロブリンとかなりの相同性を示す(J、 −P、 Kie
t等、 Biochernistry 26:4605(1987); A、
Shimjzu等、 Proc、 NatL、 1.cad、 Sci、
USA 85:1907(1988); J、 Kochan等、 Nucle
ic Ac!ds Res、 16:3584(198B)) 。従ッテ、αサ
フユニットハ免疫グロブリンスーパーファミリーのもう一つの構成員である(A
、 Williams:L Ann、 Rev、 ImmunoL、 6:38
1(1988))。α鎖の細胞外およびトランスメンブレン断片は1gGを結合
するFc受容体の免疫グロブリン結合鎖とかなりの相同性を示すが(J、 Ra
vetch等、 5cience 234:178(1986) ) 、Lかし
細胞内細胞質尾部は全く異なっている。α鎖の細胞外部分に共有結合している炭
水化物残基は図4に示されていない。N−結合炭水化物に対する7つの可能な部
位があるが(J、 −P、 Kjet等、 Biochemistry 26:
4605(1987); A、 Shimizu等、 Proc、 Nat
L、 Acad。
Sci、 usA 85:1907(198B)) 、Lかしソノ中ノ細胞ニヨ
リ実際に使用されている部位はまだ決定されていない。研究はこれら炭水化物が
この鎖によるIgEの結合に必須でないことを示す(B、 Hempstead
等、 J、 Biol、 Chem、 256:10717(1981))。
β鎖は4つのトランスメンブレン断片を含み(J、 −P。
Kiet等、 Proc、 NatL、 Acad、 Sci、 IJsA 8
5:6483(1988))、そしてモノクローナル抗体でのこれまでの研究(
J、 −P。
Kiet等、 Proc、 NatL、 Acad、 Sci、 (JSA 8
5:6483(198B); J、 R5vera等、 MoL、 Immun
oL、 25:647(198B))はアミノ末端およびカルボキシル末端がそ
れぞれ59および43残基の長さであり、これが原形質膜の細胞質表面から突出
していることを示す。同様にγ鎖は長い細胞内伸長を有するが、しかし外部への
露出はご(限られている。
本モデルによれば、個々のサブユニットの推定上のトランスメンブレンドメイン
は各々の水通過性プロットから推定される(図2参照、その中で水輸送のための
〉20kcal/molの真の自由エネルギーはトランスメンブレン断片または
リーダーペプチドを示唆する(D、 Engelman等。
Ann、 Rev、 Biophys、 Biophys、 Chew、 15
:321−353(1986乃。
これらのプロットはα、βおよびγのだめのそれぞれ1.4および1個の疎水性
ドメイン(すなわち全体の受容体のための7個のトランスメンブレンドメイン)
を示唆する。Gタンパク質と相互作用する受容体のファミリーの構成員もまた7
個のトランスメンブレンドメインを含む(r、 Herskowitz等、 C
e1l 50:995−996(1987) ) 。このファミリーはβおよび
αアドレナリン産生、ムスカリン受容体およびロドプシンを包含する。FcER
Iとこれらの受容体との間の配列相同性は見ら出されないけれども、FcεR1
とGタンパク質との相互作用はこの受容体により活性化された生化学的経路の少
なくともいくつかを説明することが主張された( S、 Cockcroft等
+ Natuγe 314:534−536(1985))。αおよびβサブユ
ニットのトポロジー、特にβサブユニットのC〜およびN−末端部分の細胞質局
在はJ、 −P、 Kiet等、 Biochemistry 26:4605
(1987)およびA、 Shimizu等、 Proc、 Natl、
Acad、 Sci。
IJsA 85:1907−i911(1988)で論議されている。2つの証
拠は図4に示されるようなγ−二量体のトポロジーを支持する:γは倒立小胞上
で酸化的にヨウ素化されるが無傷の細胞上ではされず(D、 Holowka等
、 J、 BioL、 Chem。
259:3720−3728(1984)) 、そして生体内において、γはト
レオニン残基上でホスホリル化される(R,Quarto等。
Hot、 ImmunoL、 23:1215−1223(1986)) 、関
連する残基はγの小さい推定上の細胞質外断片には存在しないが、推定上の細胞
質尾部、すなわち2個のチロシンおよび4個のトレオニン残基上に全て存在する
。
受容体のトポロジーを試験するだめのその他の手段として、3種のサブユニット
の推定上の細胞外および細胞内断片はG、 van He1jjne、 Bio
chim、 Biophys、 Acta 947:307−333(198B
)により示唆されているように塩基性残基の相対含量が分析された。彼は塩基残
基/全残基の比率が被試験断片の長さの関数として変化するが、しかし一般には
膜タンパク質の転移(細胞外)断片におけるより非転移(細胞内)断片における
方が実質的に高いことを見出した。下の表3は本モデルに対して計算された比率
と「公知の」膜タンパク質(G、 von He1jine、 Biochir
m。
Biophys、 Acta 947:307−333(1988) )に基づ
いて予測される比率との良好な一致を示すものであり、それにより本明細書で提
示したトポロジーモデルに対して別の支持を与える。
本モデルはサブユニットの構造に関していくつかの重要な特徴を明らかにしてい
る。βと、γの二量体とは互いに相互作用し;界面活性剤溶液中でそれらはお互
いから分離する前にユニットとしてαから分離しく J、 Rivera等、
Hot、 ImtaunoL、 25:647−661(1988)) 、そし
て時にはβとγ二量体は互いにジスルフィド結合されているのが観察される(J
、 −P、 Kiet等、 Eiocheraistry 22:5729−5
732(1983) )。この結合のための最も可能性高いものは、トポロジー
的に近似していることが予想されるγ−くともγ−cys26残基がγ二量体中
でジスルフィド結合されていることが必要であろう。受容体生合成に関する予備
的なデータはαおよびβが互いに相互作用することを示唆する。
PcεR1の機能的特性は種々のFcγRのそれに広範囲にわたり類似している
。PcγRは免疫グロブリンのFc領域の相同断片に結合することが明らかであ
り(B、 He1m等、 Nature 331:180−183(198B)
; A、 Duncan等、 Nature 332:563−564(198
8)) 、そして受容体上の結合部位が免疫グロブリン様ドメインを有する相同
ポリペプチドに見出されることが明らかである( J、 −P、 Kiet等、
Biochemistry 26:4605−4610(1987); J、
Ravetch等。
5cience 234ニア18−725(1986) ) 、両タイプの受容
体は細胞活性化を引き起こすために凝集することが必要であり、そして研兜によ
れば、後者は広範囲に類似する第2のメツセンジャーの生成を含むことが明らか
である(HoMetzger等、 Ann、 Rev、 Irtrraun
ol、 4:419−470(1986); N、 Hogg、 Irnwru
nol、 ’roday 9:185−187(1988) ) 6それ故にF
cεR1が4つのポリペプチド鎖、7つのトランスメンブレン断片および5つの
細胞質断片からなるのに対し、FCγRはより単純な構造、すなわちα様サブユ
ニットのみで類似の機能を果たすようにみえることは驚きである。
極端な場合はトランスメンブレン断片および細胞内断片さえも欠くようにみえる
FcγR11lの場合である( P、 5elvaray等、 Nature
333:565−567(1988); D、 Simmons等、 Natu
re 333:568−570(198B); T、 Huizinga等。
Nature 333:667−669(1988)) 、 F C7受容体の
付加的な構成成分は遠(に放され得ることが示曖された。可能性として、そのよ
うな構成成分はFceRlのβおよびγサブユニットに比べ、受容体の可溶化の
際により容易に失われる(J、−P、 Kinet等、 Biochemist
ry 24:4117−4124(1985) )。そのような仮想的成分がβ
もしくはγまたは両方に相同であると予想することは道理にかなっている。後者
の成分のための遺伝子プローブの有用性(±この可能性の十分な探究を可能にし
ないであろう。
本発明に従って達成されたIgE結合の発現における成功は重要な治療上の意味
を有する。FctRlにより刺激されたマスト細胞および好塩基性球の粒崩壊は
アレルギーの多くの徴候の原因となる。この失調が高い頻度で得られれば、Ig
B結合の特異的阻害剤の発見により多くの治療上の利益が得られることが気体さ
れる。そのような阻害剤の発見はヒト受容体へのヒトIgHの結合のための実際
的な試験管内アッセイの欠如により妨害されていた。例えば、IgE誘導ペプチ
ドの阻害能の最近の評価はめんどうで危険性のある操作である皮膚試験(B、
Hel+o等、 Nature 331:180−183(1988))により
決定されなければならなかった。
本発明がトランスフェクションしたげっ歯頚の受容体の発現を達成することは、
ヒトFcεR1が同様に発現され得ることを示す。また、現在ヒトαサブユニッ
トをコードするcDNAだけが単離されているから(A、 Shimj zu等
、 Proc、 Hate、 Acad、 Sci、 USA 85:
1907(198B);J、 Kochan等、 Nucleic Ac1ds
Res、 16:3584(1988))、げっ歯頚のβおよびγ鎖をコード
するcDNAとの共トランスフェクションで発現され得ることが期待される。
ヒトとラットのαサブユニットの比較を下の表4にまヒトとラットのアルファ鎖
の特性の比較細胞外 180 181 49トランスメンブレン
21 21 67+細胞内 31 20 23全体
232 222 473にネWt ave。
上の表から、ヒトとラットのアルファ鎖には約47%の全体の相同性があり、予
測されたトランスメンブレンドメインにはほぼ70%の相同性があることがわか
る。
実際に、トランスメンブレンドメインが厳密に試験される場合、完全に同一であ
る10個の連続残基の範囲がある。連続残基のこの範囲は上の表で下線が付けら
れている。
トランスメンブレン断片は、βおよびγ鎖と最も相互作用しそうなα鎖の領域で
あるから、ラットのβおよびγ鎖と一緒にトランスフェクションされるならばヒ
トα鎖は発現され得ることが期待された。これは、本発明者等がヒトαならびに
ラットβおよびγサブユニットと同時にトランスフェクションされたCO8細胞
によりヒトIgE結合を発現させることができたような場合であることを証明し
た。もちろん、自然にトランスフェクションされた細胞系を有することは有利で
あろうし、そしてそのような系のためにヒトβおよびγサブユニットを利用する
ことを欲するであろう。本発明者等はトランスフェクションされたものの製造が
容易であるように、これらのサブユニットのコード性配列を同定する方法を入手
している。従って、金利用可能な材料でもって、試験管内でのヒトIgE結合の
ペプチド阻害剤を探究することは既に実際的である。薬剤の実際の大量スクリー
ニングに適当なアッセイを行うには現在の作業のわずかな拡張だけが必要とされ
る。
もちろん遺伝的作業はアッセイより多くのものを提供し、同様に重要であろう。
直接突然変異により、さらに、重要な結合領域に関するその他の情報の発見が可
能になるであろう。この情報を用いて合理的な薬剤設計が可能になることが期待
される。受容体自体の機能を阻害すること、すなわち受容体の活性化を生じる初
期の生化学的シグナルと相互作用することが可能になることがさらに期待される
。
本発明を以下の実施例において詳細に説明する。これらの実施例は説明のための
ものであり、本発明を制限するものではない。
実施例1
トランスフエンクション実験
表2に係る上記トランスフェクション実験において、FcRIの3つのサブユニ
ット(図3)ととしてcDNAsの異なる組み合わせでCO5−7細胞をトラン
スフェクションした。表2に示されている各トランスフェクションについてロゼ
ツト分析(rosetHng assay)を行った。ノザン・プロッティング
によるmRNAの評価を一度だけ行ったC2x107細胞で)。表2中のアスタ
リスクでマークされている実験にインヒビターが細胞に加えられている(特異マ
ウス抗−DNP IgEの添加の30分前に非特異ラットIgE 50g/
mfを細−胞に加えた。)
実施例2
γサブユニットのためのcDNAの単
離および特徴づけ
アルカラッツ(G、Alcaraz et al、)等「バイオケミストリー(
Biochemistry) J第26巻、第2569〜2575頁(1987
年)に記載のTNP−リジンビーズ(TNP−1ysine beads)を用
いるアフィニティクロマトグラフィーによりFcεR1を精製した。溶出液は、
シアノゲンブロミドによりモノクロナール抗−β(JRK)に結合したセファロ
ース4Bビーズに適用した〔ジェイ、リベラ等(J、 R4vereta1.)
rモレキュラー イムノロジー(Mol、 Immun−ol、) J 25:
647−661(1988)) 、 p H8のホウ酸塩緩衝液中のCHAPS
2m/でビーズを洗浄した後、合わせた物質を65°CにてpH6,5の0
.1%ドデシル硫酸ナトリウム燐酸塩緩衝液で溶出した。次いでFcεR1から
のサブユニットを、HPLCサイズクロマトグラフィーで分離し、βおよびγ含
存画分を回収し、還元し、アルキル化しそしてトリプシンで消化した〔ジェイ、
ビー、キネット等(J、−P、 Kinet et al、) rバイオケミ
ストリー(Biochemistry)J 26 : 4605〜4610(1
987)) 、得られたポリペプチドを、〔ジェイ、ピー、キネット等(J。
−P、 Kjnet et al、) rバイオケミストリー(Bioche
mistr−y) J 26 : 4605〜4610(1987))のように
HPLC逆相クロマトグラフィーにより分離した。βおよびγ消化からのクロマ
トグラムを比較し、そして非重複γペプチドの配列が分析された〔ジェイ、ピー
、キネット等(J、 −P。
Kinet et al、) rバイオケミストリー(Biochemist
ry)J26 : 4605〜4610(1987))。
オリゴヌクレオチドプローブをペプチド3(残基41ないし47)およびペプチ
ド4(残基54ないし62)の配列に従って合成した。その配列は、であった。
γgtllライブラリーをスクリーニングし、サブクローンを精製しそして正ク
ローンを配列するために用いられる方法は当該技術分野で公知である( J、
−P。
Kinet et al、 Biochemistry 26 : 4605〜
4610(1987))。
ペプチド3およびペプチド4はまた、ペプチド合成薬AB1431Aを用いても
合成された。合成ペプチドの純度は、HPLC逆相クロマトグラフィー、アミノ
酸組成および質量分析により評価された。ペプチドは、m−マレイミドベンゾイ
ル−N−ヒドロキシコハク酸イミドエステル(P、−T、 Liu et al
、 Biochemistry 18: 690−697(1979))を5
=1のモル比で用いてオボアルブミン(OVa−1bumin)にか、またはシ
アノゲンブロミドでセファロース4Bに結合された。ウサギをオボアルブミン結
合ペプチドで免疫化し、抗血清を集め、その抗ペプチド抗体をセファロース4B
結合ペプチドを用いるアフィニティクロマトグラフィーにより精製した。抗ペプ
チド抗体を、ウェスタン・プロッティング法によりFcεR1の7サブユニツト
との反応性について、およびそれらの免疫沈澱+!J、−1g1:受容体コンプ
レックス成形能について試験した〔ジェイ、リベラ等(J、 Rivera e
t al、) r%レキュラー イムノロジー(Mo1.Immunol、)
J 25:647−661(1988))。
本発明方法を用いて得られたラットPcεR1のγサブユニットのヌクレオチド
配列ならびに予測されるアミノ酸配列を図1に示す。
実施例3
トランスフェンクシタンしたCO37細胞及びRBL細胞によるIgEロゼツト
の生成acDNAの810bp EcoRI−Sty I限定断片、βcDNA
の965bp EcoRI−EcoRV限定断片、および7cDNAの965b
p EcoRl−Dde I限定断片を一時発現ベクター(trans−4en
t expression vector)p S V L (Pharmae
ia社、スウェーデン国アップサラ)の3mal側に別々にサブクローン化した
。これらの限定断片は、個々に適当なサブユニットの完全コード化配列と非翻訳
配列(untranslated−seqences)の可変部分を含む。唯一
の外来配列はイニシャルリンカ−(initial 1inker)に属する出
発EcoRI認識配列であった。次いで、培養したC0S7サル腎細胞を次いで
標準燐酸カルシウム沈澱技術〔エル、デービス等(L、Davis et al
)、 rベーシック メソッヅ インモレキュラー バイオロジー(Basi
c Methods in Mo1e−cular Biology/分子の生
物学における基本方法)」エル、デービス(1,[1avi s)纒、エルセヴ
イア−(Elsevjer)出版、二ニーヨーク(1986) ]により、DN
A40μgでトランスフェクションした。48時間後、トランスフェクションし
た細胞(図8のパネルAおよびB)ならびにRBL細胞(図3のパネルCおよび
D)を、IgE結合の表面発現(surface expression)につ
いて、IgEロゼツト分析により試験した。細胞(5x1g−s細胞7田l)を
室温で、非特異ラットIgE 50μg/’mfと共に(パネルBおよびD)
かまたは無しに(パネルAおよびC)80分間、次いで抗−DNP−1gE
5μg/fn1と共に培養する〔エフ、ティ、ルイ等(F、−T、 Lu1et
al、)、 rジャーナル オブ イムノロジー(J、 Immun。
−1,)1247272B−2736(1980) )。次いで該細胞を、公知
方法〔エム、リッテンベルグ等(M、Rittenberg et al)rP
eoc、 Sac、 Exp、 Biol、Med、 J 132:572−
581(1969)〕により2,4.6−ドリニトロベンゼンスルホン酸で変質
させた雄牛赤血細胞でロゼッティングした。結果を図3に示す。
本発明はある特別の具体例に関して記載されているけれども、本発明の精神を逸
脱すること無く多くの改良および変更が当該技術分野の専門化によりなされ得る
ことは明らかである。従って、本発明の真の精神および範囲内に含まれる全ての
そのような改良および変更をカバーすることが従属クレームにより意図されてい
る。
ヒトFcERIのαサブユニットに相当するポリペプチドについてコードされた
DNA配列を図5に示す。このDNAは、当該技術分野の専門化によく知られて
いる方法に従い、対応ラットFceRI DNAでヒトの末梢血液白血球cD
NAライブラリーを調べることにより説明される。ハイブリッド化により得られ
たcDNAは次いで標準的技術を用いてサブクローン化した。これらのcDNA
インサートは限定酵素分析により図化され、そして更にサブクローン化され配列
が分析された。結果は、ヒトFcERI αサブユニットについてコード化さ
れた約1.200塩基のDNA配列であった。
最近の組換えDNA操作の適用において、宿主細胞中で模写できる組換えDNA
分子を生成するために、特定のDNA配列は適当な媒介物に挿入される。プラス
ミドと呼ばれる環状二重−標準DNA分子はしばしばベクターとして使用され、
そしてそのような組換えDNA形態の調製にはDNAを特定の塩基配列部位で分
断する限定エンドヌクレアーゼ酵素の使用を伴う。プラスミド中でおよび挿入さ
れるべき外米DNA断片中で限定酵素により一度切断されると、2種のDNA分
子は、リガーゼとして知られている酵素により共存結合的に結合されるかもしれ
ない。そのような組換えDNA分子の一般的な製造方法は、コーニン等(Coh
en et al、)の米国特許第4,237、224号、コリンズ等(Col
Hns et al、)の米国特許第4゜304、863号およびマニアティス
(ManiatjS et al、)の「モレキュラー クローニング、ア ラ
ボラトリ−マニュアル(Molecular Cloning: A Lab
oratory Manual)41982年、コールド スプリング ハーバ
−ラボラトリ−(Co1d Spring Harbor Laborator
y )に記載されている。それは現技術水準の多くを示しているので、これらの
文献は本明細書に参照文献として組み入れられる。
一度調整された組換えDNA分子は、多くの条件がそろった場合のみ、挿入され
た遺伝子配列により特定された生成物を産生ずる。真っ先に要求されることは、
組換え分子が宿主細胞に適合し、従って宿主細胞中で自発的な複製ができること
である。ごく最近の操作で宿主有機体として大腸菌(E、Co11.)が使用さ
れているのは、それが広範な組換えプラスミドと適合するからである。使用され
るベクター/宿主細胞系に依存して組換えDNA分子は、形質転換、形質導入ま
たはトランスフェクションにより宿主中に導入される。
宿主細胞中の組換えプラスミドの存在の検知は、プラスミドマーカー活性、例え
ば抗生物質耐性の使用を通じて都合良く行われる。このようにアンピシリン(a
mpjcil−1in)分解酵素の産生についてコード化されているプラスミド
を持つ宿主は、アンピシリン含存培地中で宿主を発育させることによって変化し
ない細胞から選択することができる。他の利点は、抗生物質耐性マーカーと捉え
られることであり、そこではプラスミドが第二の抗生物質分解活性をコード化し
ており、その部位では選択された限定エンドヌクレアーゼがそれをカットし外来
遺伝子配列が挿入されている。それで、適当な組換えプラスミドを含有する宿主
細胞は、次いで第一の抗生物質には耐性であるが第二番目には感受性であること
により特徴づけられる。
宿主細胞中への組換えプラスミドの単なる挿入、および改良された宿主の単離は
それ自体、存意義な量の望む遺伝子生成物が産生されることを明確にしない。こ
の事が起こるために、外来遺伝子配列が、プロモーターと呼ばれるDNA転写用
プラスミド中の単一領域に適当な関係で融合されていなければならない。代わり
に、外来DNAが、宿主に認識されるほどの長さのそれ自身のプロモーターを持
ってよい。その起源がとうであれ、そのプロモーターは、RNAポリメラーゼの
結合を指向し、それ故にDNAのメツセンジャーRNA (mRNA)への転写
を“促進”するDNA配列である。
多量のm RN Aを提供できる強い促進が与えられると、最終的に望む遺伝子
生成物の産生は、mRNAから蛋白質への翻訳の有効性に依存するであろう。こ
れは、他方では、mRNAへのりボゾームの結合の有効性に依存する。大腸菌(
E、 Co11. )において、mRNA上のりボゾームー結合部位は開始コド
ン(AUG)と上流側シンーダルガルノ(Shine−Dalgarno) (
S D )配列を含む。3〜9のヌクレオチドとAUGコドンから配置された3
〜11のヌクレオチドを含むこの配列は、大腸菌(E、Co1j、)16Sリボ
ゾームのRNA(rRNA)の3′末端に補足されている〔シンおよびダルガル
ノ(Shjne and Dalllarno)、 rネイチャー(Natu
re)J 254 : 34 (1975)) 、明らかに、mRNAへのり
ボゾームの結合は、mRNA中のSD配列と16SrRN人3′−末端での配列
との間に塩基対を作ることにより容易化される。遺伝子発現を最高にする観点で
は、ロバーツおよびラウェル(Robertsand Lauer)の「メソッ
ド イン エンズイモロジ−(Met−hod in Enzymology)
J第68巻、第473頁(+979)を参照。
現在までの組換えDNA分野における操作の多くは、大腸菌(E、 Co11.
)のようなバクテリア発現系の使用に焦点が当てられている。しかし、バクテ
リア細胞の使用は多くの望ましくない面を存する。例えば大腸菌中で産生される
多くの蛋白質およびポリペプチドは性質空間(per−iplasmic 5p
ace)中に蓄積する。かくして、これらの遺伝子生成物の回収は、細胞の粉砕
を必要とし、その操作は、望む生成物が多くの他の大腸菌(E、 Co11.
)の細胞成分から精製されなければならないので、役に立たずに重大な精製問題
を導く。またバクテリアは、多くの興味ある遺伝子生成物の合成を終了させるの
に必要なグリコジル化を行うこと、または多くの真核蛋白質の適箔な形態と生物
学的活性に必須の特定ジスルフィド結合を生じることができない。
バクテリア発現系におけるこれらの欠点を克服するために、遺伝子技術者の注目
は、望ましいポリペプチドおよび蛋白質を作るだけでなく、そのうえ遺伝子発現
のコントロールを研究すべく、組換えDN人用の真核宿主細胞にだんだんと注が
れている。酵母および哺乳動物細胞のような細胞は、望むの遺伝子生成物を培地
中に分泌することができ、また実質的なグリコジル化プロセスを行うことができ
る。しかし、組換えDNAクローン化および発現のための哺乳動物細胞の使用は
また、克服されなければならない技術的障害の主役を勤める。例えばバクテリア
において相当存用であることが証明されている内因性プラスミドは、より高度な
真核細胞により複製されなければならない。
一つのアプローチは、より程度の真核酵母Saeeharomy−ces ce
revisjaeを使用することであり、それは大腸菌(E、 Col i、
)と同じように育成し、巧みに扱うことができる。酵母クローニング系は市販さ
れており、そのような毛の使用を通じて酵母でのヒトインターフェロン遺伝子の
効果ある発現が達成された〔ハイツェマン等(Hjtze−man et al
、)、 rネイチ−?−(Nature)(London)J 293 ニ
ア13 (1981))。インターフェロン遺伝子はイントロンを含まないが、
酵母細胞は、イントロンを含まない少なくとも1つの異種哺乳動物遺伝子にてウ
サギβ−グロブリン遺伝子を正確に転写しないことが見出された〔ベッグス等(
Beds et al、)、 rネイチ+ −(Nature)(Londo
n)J283:835(1980) )。
他のアプローチにおいて、外来遺伝子は哺乳動物細胞中に直接摂取手段により挿
入される。これはクローン化遺伝子の燐酸カルシウム共−沈澱によりなし遂げら
れ、その操作では一般的に約1〜2%の細胞がDNAを取り込むように誘導され
る。しかしながら、そのような低レベルの摂取は、非常に低い発現レベルの所望
遺伝子生成物しか産生じない。チミジンキナーゼ遺伝子を欠く哺乳動物細胞(t
k−細胞)が見出される場合、共−形質転換(co−transformati
on)により、より良好な結果を得ることができる。選択的HA T (hyp
oxanthine−aminopterin−thymidine)培地中で
発育できるTk−細胞は、tk遺伝子を含む内因性DNA (例えば単純ヘルペ
スウィルスのDNA)を取り込むことにより、燐酸カルシウム共−沈澱を通じて
この失われた酵素活性を回復することができる。tkDNAに共存結合的に結紮
された、或はそれと単に混合された他のDNAもまた細胞により取り込まれ、し
ばしば共−発現されるであろう〔スキャンゴス等(Scangos et al
、) rジーン(Gene)J 14 : 1(1981))。
第三のアプローチにおいて、哺乳動物細胞中に他の遺伝子を導入するためのベク
ターとしてウィルスゲノムが使用されてきており、そしてシミアンウィルス40
(Sim−ian virus 40)、乳頭腫ウィルスおよびアデノウィル
スゲノムに基づく系が記載されている〔ピー、ダブリュ。
ジェイ、リグビー(P、W、J、 Rigby)、“ウィルスレブリカントから
誘導されたベクター系を用いる真核細胞中でのクローン化遺伝子の発現(Exp
ression of C1oned Genesin Eukaryotic
Ce1ls Using Vector SystemSDerivedfr
om Viral Replicants)″ 「ジエネティック エンジニア
リング(Genetic Engineering) J第3巻中;アール。
ウィリアムソン(R,Willianson)編、アカデミツク プレス(Ac
ademic Press)、二ニーヨーク、pp、 83〜141(1982
)、レビューとして、参照)。しかしながら、これらの系は限定された宿主細胞
範囲の欠点で悩まされる。更にこれらの系でのウィルスの複製は宿主細胞を死へ
と導く。レトロウィルスDNA制御エレメントの使用は、これらのライスルベク
ターの欠点の多(を避ける。
ゴーマン等(Gorman et al、) (プロセス ナショナルアカデ
ミ−サイエンス ニーニスニー(Proe、 Natl。
Aead、 Sci、 USA、 ) 79:6777(1982) )は、例
えばロウス肉腫ウィルス(Rous sarcoma virus)長末端リピ
ート(LTR)が、CV−1サル腎細胞、ニワトリ胚フィブロブラスト、中国ハ
ムスター卵巣細胞、ヒーラ細胞およびマウスNIH/3T3細胞を含めた種々の
細胞中に、DNA媒介トランスフェクションによって導入され得る強いプロモー
ターであることを発表している。
本発明はまた、ヒトFcER1のαサブユニットに相当するアミノ酸配列のポリ
ペプチドを含む。
ヒトFcεR1α鎖用の組換えDNAクローンは、多量のα鎖ポリペプチドの合
成を図る目的でこれらのコード他用配列を適当な真核発現ベクター中に導入する
ために使用された。α−サブユニットにとって真核細胞上に発現されるためには
その遺伝子がβもしくはγの、または他のサブユニットのそれと複合化されるこ
とが必要であろう。分泌形の発現にとってはこれは不必要かもしれない。適当な
真核発現ベクターの全て、例えば上記に示されているものが使用され得る。真核
細胞中のヒトFcεR1の蛋白質の発現は、それがヒトFcεR1に相当する蛋
白質と結合している成熟1gEを合成する結果となろう。発現ベクターは次いで
標準的技術により適当な真核細胞中に導入され得る。蛋白質の合成は、これら細
胞にヒトIgEまたはラットIgEが結合する能力を証明することによりモニタ
ーされる。
ヒトFcERIαポリペプチドはまた、公知方法により原核細胞中に発現され得
る。ヒトFcεR1α鎖用の組換えcDNAクローンは、α鎖から誘導されるポ
リペプチドと結合しているIgEが多量に合成されることを1指して、適当な原
核発現ベクター中に導入される。この発現ベクターは次いで適当は宿主中に形質
転換されてよ(、次いでヒトIgEに結合できる蛋白質の発現がモニターされる
。
ヒトFcεR1α鎮の完全なまたは部分的なアミノ酸配列に相当するペプチドは
また、例えばメリフィールド(Merrifield)、 rジャーナルオフ
アメリカンケミカル ソサイエテイ(Journal of the Amer
ican Ch−emic−al 5ociety ) J 85.2149
(1963)に一般的に記載されている固相合成(solid phase 5
ynthesis)手段により合成され得る。この方法で合成されたペプチドは
完全なαサブユニットであってよく、または、より小さなαサブユニットの活性
部分に相当する断片であってもよい。
1、アレルギ一応答を防ぐための拮抗質として、または薬物スクリーニング分析
における試薬としてポリペプチドまたはその断片を使用すること。
2、療法としてポリペプチドを使用すること。
3、患者のIgEレベルをモニターするためにポリベブチドを使用すること。
4.上記目的のために使用されるであろうポリペプチドを合成するためにDNA
配列を使用すること。
5 診断上の分析に有用なりNAプローブを作るcDN人配列配列成するために
DNA配列を使用すること。
本発明は以下の実施例と関連して更に詳述されるが、それらは例示の目的でのみ
示されている。
実施例1.ヒトFcεRI アルファ c DNAクローンの分離・
RNAは、チルブライン(Chirgwin)等、バイオケミスト5)に記載さ
れたKU812細胞から抽出され、そしてポリA+RN人はアヴイヴ(Aviv
)等、 P、N、A、S、 Ll、S、A、。
69、1408(1972)の方法に従って、オリゴ−dTクロマトグラフィー
によって分離される。
cDN人合成はキネット(Kinet)等、バイオケミストリー(Bioche
mistry)+26. 2569 (1987)に既に記載されたように行わ
れる。得られたcDN人分子はEcoRIリンカ−(1inkers)に連結さ
れ、制限酵素EcoRIで切断され、大きさを分別され、そしてヤング(You
ng)等、サイエンス(5cience) +222.778(1983)で述
べられたようなλgtll EcoRIアーム(arms)に連結される。
λgtllDNAを含んだcDNA挿入は、バクテリオファージ ラムダ 粒子
中にパッケージされ、YIO90上で増幅される。全量1.2xlO’の独立c
DNAクローンが得られる。cDNパライブラリ−は150mm”のプレート(
プレートあたり106)のY1090上に培養され、ニトロセルロース製のフィ
ルターに転写される。cDNAライブラリーフィルターはコーチャン(にoch
an)等、 ’atL−(Cell):44.689(1986)に於けるが如
くニックトランスレート(nick translated)されたCDNAフ
ラグメントを使用して、インサイチュ−ハイブリダイゼーション(in 5it
u hybridization)によってスクリーニングされる。CDNAフ
ラグメントは、ヌクレオチド119−781に相当するラットFcεR1アルフ
ァ cDNAから得られる。正のプラクは同定され、精製され、そしてcDNA
挿入は、標準手法を使用して、pOEMベクター〔プロメガ バイオチク(Pr
omega Biotech)、マジソン(Madjson)、ライスコンシン
(Wisconsin) )中にサブクローンされる。cDNA挿入は、制限酵
素分析によってマツプされ、pGEM誘導体中にサブクローンされ、そしてプロ
メガ バイオチク(マジソン。
ライスコンシン)のGem5eq二重ストランド(strands)D N人配
列システムプロトコールに従って、サンガー (Sanger)等、P、N、A
、S、ニア4.5463(1977) (7)ジデオキシヌクレオチド法を使用
して配列される。
DNAシークエンスはcDNAクローンpLJ663(ヌクレオチド1−115
1)の両ストランド、およびクローンpLJ587(ヌクレオチド658−11
98)の各末端の300bpを同定する。2つのcDNAクローン間のDNAシ
ークエンスの矛盾は観察されなかヒトFcεR1アルファ cDNAのシーフェ
ンスは第5図に示されている。ヒトFcεR1アルファポリペプチド用の予測さ
れるアミノ酸シークエンスは、ヌクレオチド107−109でメチオニンから始
まり、ヌクレオチド875−877でアスパラギンで終了する以下のヌクレオチ
ドシーフェンスを示す。
予測される十分に発達してN末端の部位は、ヘイジン(Heijne)、ヨー口
ジャーナル オブ バイオケム(EurJournal of Bioche
m):133,17及び核酸研究(Nuc]eic Aaid Re5earc
h):14,4683(1986)に述べられた規則に従って、ヌクレオチド1
82−184でバリンがあることを同定する。
これは25アミノ酸シグナル ペプチドを予測する。
cDNADNAシーフェンスは、ヒトFcεRI アルファ鎖が179−残基
の細胞外部分(アミノ酸残基26−204)と2個の相同性ドメイン(14から
25残部は同一である;残部80−104および163−190)、20−残基
のトランスメンプレインセグメント(残基205−224)及び8塩基性アミノ
酸を含む33残基の細胞質ドメインを含むこと示す。
全体的にみて、ヒトとラットFcεRI アルファシーフェンスの間に49%
の同一性、そしてヒトFcεR1アルファとマウスFcGRアルファの間に37
%の同一性がある(第6図)。
相同性のもっとも高いレベルは、一般のアスパラギン酸残基を取り囲む9個のア
ミノ酸が同一であるトランスメンプレイン部分の範囲内である。
実施例2.真核生物細胞におけるヒトFcεR1アルファの完全な及び可溶性形
態の発現
ヒトFcεR1アルファ鎖のための組み換えcDN人を使用して、これらのコー
ドしているシーフェンスを、アルファ鎖の完全な及び可溶性形態の両方を大量に
合成することを指示するため、適当な真核生物発現ベクターに導入することがで
きる。
表面の発現のためには、アルファサブユニットをベータまたはガンマ サブユニ
ットと複合化する必要があるだろう。これに対して、アルファサブユニットの分
泌された形態の真核生物発現のためには、これは必要としないであろう。この目
的のための適当なベクターは、クレノ(Cu1len)、 (1987)、酵素
学における方法(Methods inEnzymolog)’) 152.ア
カデミツクプレス(Academic Press)、 684で既に記載され
ているpBc12BIである。
完全なアルファ鎖をコードする発現ベクターの組み立ては、以下のように単離さ
れつる(第7図):独特なりglll−Ssplフラグメント(ヌクレオチド6
5−898)はpLJ663から単離され、Bglll末端はDNAポリメラー
ゼ ■クレノー断片で充填され、そして旧nd111−BamHI または旧n
dlll−3amlのどちらか(末端はDNAポリメラーゼ Iクレノー断片で
充填されることによって平坦になる)で制限されたpBC12B ]に連結され
る。
2つの異なる構造を試みる理由は、前者が3′インドロンを含むのに対して、後
者は含まないからである。イントロンの存在または不存在は、これらのベクター
によってトランスフェクションされた細胞中で合成されたアルファタンパク質の
レベルに影響するかもしれない。
アルファ鎖の可溶性形態をコードする発現ベクターの組み立ては、上記の発現ベ
クターのアルファ鎖中(pHAl、pHAII、第7図)、コード領域のヌクレ
オチド719−721で末端コドンを導入することによってなし遂げられる。
これはヒトアルファ鎖の分泌可溶性形態の合成で得られた推定されたトランスメ
ンブラン、および細胞質領域を除くだろう。末端コドンの導入は、モリナガ(M
orinaga)等、バイオ チク(Bio、 Tech、 ) :2.636
(1984)に概説されたようにオリゴヌクレオチドに指示された部位での特殊
な突然変移誘発によってなし遂げられる。
オリゴヌクレオチドのシーフェンスは5°AAGTASTGGCTATGATT
TTTTATCCCATTG3′であろう。得られた発現ベクターはpHAsI
及びpHAs11(第7図)であり、これらはアミノ酸1−204に相当する先
端を切ったアルファタンパク質の合成を指示するであろう。
真核生物細胞におけるこのプロティンの発現は、十分に発達した、アミノ酸残基
26−204を包含するIgE結合部分の合成に於いて得られるであろう。
その後、発現ベクターは、CHOまたはCoSのような適当な真核生物細胞にク
レノ(Cu1len)、 (1987)、酵素学における方法(Methods
in Enzymology) 152.アカデミツクプレス(Academ
ic Press)、 ニーニーヨーク、684で記載された標準手法によって
、0418またはメメトレキサート耐性のような選択マーカーの存在下で、導入
される。
メメトレキサート耐性の選択マーカーが付加された利点を持つため、発現のレベ
ルは、より高いレベルの薬物に細胞を導入することによって増幅される。
タンパク質の合成は、これらの細胞(完全なアルファ鎖の場合)に結合するため
に、またはアルファ鎖の可溶性形態に場合にこれらの細胞から分泌されたタンパ
ク質がベータが存在してもしなくてもIgEと結合する能力を持つことを証明す
るために、ヒトIgE(またはラッ)IgE)の能力を表示することによってモ
ニターされる。
実施例3.原核生物細胞におけるヒトFcεR1アルファの可溶性形態の発現
ヒトFcεR1アルファ鎖のための組み換えcDN人クコクローン用して、これ
らのコードしているシーフェンスを、アルファ鎖から誘導された可溶性(膜の無
い範囲)IgE結合ポリペプチドを大量に合成を指示するため、適当な原核生物
発現ベクターに導入することができる。
この目的のための適当なベクターは、クロール(Crowl)等、ジーン(Ge
ne):38.31(1985)に記載されたpEV−1である。
可溶性アルファ鎖をコードする発現ベクターの構成は、第8図に示されているよ
うに単離することができる:独特なMstll−Ssplフラグメント(ヌクレ
オチド195−898)はpLJ663から単離され、Mst■1末端はDNA
ポリメラーゼ lクレノー残基で充填され、そしてEcoRIで制限されたPE
V−1に結合し、末端はクレノー(第8図、pEVA)で充填される。
十分に発達したアルファ鎖のN末端は、オリゴヌクレオチドに指示された位置で
の特殊な突然変移誘発によって再構成される。
オリゴヌクレオチドのシーフェンスは5’ GAATTAATATGGTCCC
TCAGAAACCTAAGGTCTCCTG3’である。発現ベクターpEv
Aへのこのシーフェンスの導入は、EV−1ベクターのメチオニン残基ヲアミノ
酸残基27−204 (pEVHA、第8図)によって引続くバリン−26(ア
ルファ鎖の予測される十分に発達したN末端)の隣に位置させる。
可溶性の形態のFcBRIアルファの再構成は、オリゴヌクレオチドに部位を指
示された突然変移誘発によってなし遂げられる。オリゴヌクレオチドのシーフェ
ンスは、5′ −八AGTACTGGCTATGATTTTTTATCCCAT
TG−3°であろう。
発現ベクターへのこのシーフェンスの導入は、トランスメンプラン領域の開始ち
ょうど前にポリペプチドの合成を終わらせる。発現ベクターpEVHASによっ
て符号化されたタンパク質は、アミノ酸残基26−204に相当するアルファ鎖
の可溶性形態の合成を正確に指示するべきである。
その後、発現ベクターは適当な宿主に形質転換される。
本発明は好ましい具体例に関連して記載されるが、本発明の範囲を特に述べられ
た形態に、制限するものではないが、これに反して、記載されたクレームによっ
て定義されているように本発明の意図および範囲内に含まれるような代替物、変
成物、および等個物(equivalents)は包含される。
物質及び方法
ポリアクリルアミドゲルから電気溶出したβサブユニットは、(9)で記載した
如く製造した。トリブンン含有ペプチドは、高圧液体クロマトグラフィーにより
分離し、次いで前の(3)の如く配列を分析した。
cDNAのクローニング及び配列分析
グアニジニウムイソシアネート法(10)によりラットの好塩基球白血病(RB
L)’細胞から抽出したRNAは、オリゴ(dT)−セルロースカラム(11)
上で分画し、次いでpuc−9及びへgillライブラリー(11,12)を構
成するために使用した。
3略語RBL、 ラットの好塩基球白血病。
本文中に記載した配列分析法は、EMBL中に記載されている方法である。ジエ
ンバンク データ ベースアンタイン ジエネシス(GenBank data
base Untein Genesis) + マウンテン ビュー(Mo
untainνiew)、CA、及びBur、 Mo1. Biol、 Lab
、 、 ハイダイベルク アセッシタン(Heideiberg Access
ion) N(11038−39゜コロニーは、モデル380A自動DNA合成
装置〔アプライド バイオンステムズ(Applied Biosystems
、 フォスター シティ−(Foster CHy ) 、 CA)により製
造したオリゴヌクレオチドを使用して前の(3)の如くスフ−リーニングした。
cDNA挿入体をpGEM−4又はpGEM−32にサブクローン化し、次いで
その結果得られた二重螺旋DNAを供給者〔プロメガ バイオチク マデイソン
(Promega Biotec、 Madison ) )により推薦された
方法に従って、Gem5eq/RT配列分析系を用いて配列分析した。この方法
により予め配列分析された領域に相当する20−merのオリゴヌクレオチドを
、入手困難な他の重複配列を生じさせるだめのプライマーとして使用した。幾つ
かの例において、DNA配列分析は供給者〔ユナイテッド スティン バイオケ
ミカル(United 5tates Biochemical ) 、 ク
リーブランド(Cueνeland ) )により推薦された如き配列分析法を
使用して行った。
試験管内転写及び翻訳において、βサブユニット及びその種々の突然変異又は截
形形態をpGEM−4又はpGEM−3Z転写ベクター(プロメガ バイオチク
)の何れかにサブクローン化した。未標識化RNA5は、供給者により推薦され
た如きSF3又はT7ボリメラーゼの何れかを使用して合成した。キャップ形成
反応は(13)で報告したように行った。RNアーゼを含まないDNNアーゼを
用いた鋳型の消化後、RNAをフェノール/クロロフォルムを用いて抽出し次い
でエタノールから3回沈澱させることにより更に精製した。次いで、このRNA
を供給者(プロメガ バイオチク)により推薦されたように、〔3″S〕メチオ
ニンの存在下でラビット網状赤血球の微生物製ヌクレアーゼ処理分離体を用いて
翻訳した。翻訳生成物を、洗剤(3−(3−(コラミドプロピル)ジメチルサム
ーモニオ)−I−プロパンスルフォネート20mMを用いて希釈した:ボレート
ー緩衝化塩類(pH8)中には、m1当たりアプロチニン30μm、m1当たり
フェニルメチルースルフオニルフルオリド175μg、m1当たりロイペプチン
10μg、及びm1当たりペプスタチン5μgが含まれ、そして(14)におい
て記載したようなモノクローナル抗体を用いて免疫沈澱化される。
レセプターの内部標識化
標識化アミノ酸及びモノサッカライドの生物合成的結合は、(15)において記
載した。ゲル上での精製及び分析並びに1gE−レセプター複合体のイムノブロ
ッティングに関しては、(14)において記載した。
RNA トランスファーブロッティング全RNAのうちの30μgを、2%ホル
ムアルデヒドを含む1%アガロースゲルに溶解し、次いでニトロセルロースフィ
ルター(11)に滲ませた。このフィルターに、(11)において記載したよう
にβcDNAの制限フラグメント(ヌクレオチド1−174)を混合し、次いで
65℃でクエン酸ナトリウム15mM(NaC1/1.5mM)を用いて洗浄し
た。
抗体−
所望の制限フラグメント(16,17)を含む発現ベクターを用いて翻訳された
ニスチェリチア コリ(Escherichia coli)を、培養し且つ誘
導させ、次いで再配列プロティンのために富化されたフラクションを(17)に
おいて記載したように製造した。ナトリウムドデシルサルフェート(N a D
o d S O4)中のポリアクリルアミドゲルにより分離後、形質転換−特
定プロチインを溶出し、次いでラビットを免疫化するために使用した。プロティ
ン約100μgを、完全フロインドアジュバント中で注射した;これに続いて、
完全アジュバント中でプロティン25μgを付加免疫注射した。モノクローナル
抗−β抗体mABβ(JRK)及びmA(NB)(後者は、デヴイッド ハロウ
カ(David Halowka ) 、 コーネル大学(Corneil U
niversity)から提供された遺伝子〕の単離及び特性付けは、(14)
において記載した。
完全なβ鎖を配列分析するための繰り返しの試みは不成功だったので、我々はト
リプシンの温浸物からペプチドを単離した。初期の温浸物から単離されたペプチ
ド(NCLI)は配列Tyr−Glu−Glu−Leu−His−Vai−Ty
r−Ser−Pro−1ie−Tyr −3er−Ala−Leu−Glu−A
sp−Yhrを有していた。後の温浸物からの同じペプチドは、NH,末端にお
ける付加的なロイシン及びC0OH末端におけるアルギニンを示した。3種の他
のペプチド(各々相当な収率で単離された)の配列分析を、続く図中に示す。
ペプチド1について得られた初期の配列分析は、32倍縮重の2種の26−ma
rオリゴヌクレオチド:5′TCATA−3’を構成するために使用した。RB
L細胞のmRNAから構成されたAGT11ライブラリーは、これらのオリゴヌ
クレオチドの1=1混合物を用いてスクリーニングした。6種の正のクローンは
、同じ制限パターンを与える。最も長い挿入体を含むクローンは、図1の上部に
示す手順に従って配列分析した。この配列はヌクレオチド46−48及び55−
57 (これらは、各々246又は243残部のポリペプチドを与えるであろう
(図2人)〕における可能な出発コドンを予言する。
分子量約27000の予言されたMは、ポリアクリルアミドゲル(18)により
分析した場合には、βサブユニットの見掛けの分子量よりもほぼ20%小さい。
更に、枠内に止まっているコドンは出発コドンの明らかな上流側ではなかった。
真の出発コドンはまだ別の5′であったという可能性を除外するために、我々は
制限フラグメント(ヌクレオチド7−474)及び合成オリゴヌクレオチドプロ
ーブ(ヌクレオチド3−32)を用いてcDNAライブラリーを再スクリーニン
グした。28種の付加的なりローンを単離し、次いでそれらの制限パターンを調
べた。20種は元のクローンと同じであった。5′末端における6種の付加的な
ヌクレオチド(ヌクレオチド1−61図2A)のみを同定した。初期の終止が6
種のコドンにおいて認められ、その他はヌクレオチド375(図2B)と同一の
配列を存していた。1種の2.4’−kbクローンは、アデニンにより置換され
たシチジン243を有していた。この置換はPstIサイトを廃止し、そしてヌ
クレオチド470に新規なC1alサイトを創造する。更にこれにより、Ala
−140はAsp−140になるであろう(図2A)。最後に、1種のクローン
は5′方向に約850の塩基対(b p)により延長された。図2人に示す配列
分析を用いた結合はAATAAAACAAAAAAAAAAAA人TG(新規に
生じたATGの最後の2種のヌクレオチドは、以前の配列のヌクレオチド8及び
9に相当する)であった。このクローンは2種の独立したcDNAの結紮から生
じたらしい。puc−9ライブラリーのスクリーニングは、3種のクローンを明
らかにした。しかしながら、これらの配列はヌクレオチド84を越えて5′を全
く延長しなかった。
RNA トランスファーブロッティングRNA )ランスファーブロッティング
を、PstIフラグメントプローブ(ヌクレオチドl−474)を使用して高緊
縮下で行った。RBL細胞は、約2.7kb及び1.75kbにおいて二つの大
きなバンド(上部バンドは下部バンドの約2倍の強度を有している)を与えた。
1.2kbにおける小さなバンドも認められた。高親和性1gEレセプターを発
現しない種々の細胞;ラット下垂体系統GH3(アメリカン タイプ カルチャ
ー コレクション(American Type Cu1ture Co11e
ction) NIICCL82.I)、ラットグリア細胞系統C6(NCLC
CLl 07) 、マウスライディッヒ細胞系統1−10(NIILCCL83
) 、及びとりわけマウス単球系統J774(kTIB67)及びラットリンパ
腫“NTD’ (14)を用いて、負の結果を得た。
試験管内発現
PstIサイトを含むβクローンをT7RNAポリメラーゼを用いて試験管内で
転写し、次いで得られたmRNAを(”S)メチオニンの存在下でラビット網状
赤血球の分離体を用いて翻訳した。非フラクション化翻訳物質は、RNAが省略
されたか又は互変性RNA (ブロウム(Brome )モザイクウィルス)が
置換された(データは示されていない)対照と比較して、M約32000におい
て大きな成分を示す。NaDodSOn中のポリアクリルアミドゲル上に放射性
物質を沈澱させたモノクローナル抗−β抗体mAbβ(JRK)及びmAbβ(
NB)(14)(図3A、 レイン2及び3)・・・・しかし、不適切な抗体
(レイン5)ではない・・・・は、M32000において大きなバンドを示した
。このバンドは、標識化RBL細胞(レインl)の抽出物からのmAbβ(JR
K)により沈澱させられた上部の二重バンドと同一の移動性を有していた。再現
性は良(なかったけれども、オートラジオダラムは試験管内で合成された物質も
試験管外で合成されたβ鎖中に見られた低分子量成分を含んでいたということを
示した。試験管内で合成されたプロティンの移動度は、以前にβサブユニットを
用いて観察された如く還元により不変であった。C1aIサイトを含むクローン
(これは、最初のATGコドンを欠く)は、ゲル上の移動度がPstIサイトを
含むクローンの移動度と区別できなかったプロティンの合成に導く。他方、新規
に生しだ八TG(上記)を含む変体クローンは、見掛けM33500を有する幾
分か大きなプロティンの合成に導く(データは示されていない)。βサブユニッ
トのN H2−末端21アミノ酸のだめの転写コード化の試験管内翻訳は、mA
bβ(JRK)により沈澱可能な生成物を導く(図3B)。
イー、コリ(E、coli)発現
2種のHindIフラグメント(A、 ヌクレオチド106−98:B、
ヌクレオチド499−787)を、イー、コリ発現ベクター中に個々にサブクロ
ーン化し、次いて抽出物を誘導カルチャーから製造した。一つのイムノブロッテ
ィング実験結果を図30に示す。HindIフラグメントBを含むベクターを用
いて形質転換したバクテリアから抽出した物質は、mAbβ(NB)と反応性で
あるがしかしmAbβ(JRK)と反応性ではないM14000の成分を表わす
。別のNH,−末端Hindlフラグメント人を含む形質転換体からの抽出物は
、■
全(抗体とは反応しなかった(上記と比較)。フラグメントAにより生じたラビ
ット抗体は、イムノプロット上で2種のモノクローナル抗−β抗体が反応した位
置(図3D、 レイン1−3)で、精製されたレセプターと正確に反応し、次
いでRBL細胞の非フラクンタン化洗剤抽出物から完全な12′I−標識化1g
E−レセプター複合体を定量的に沈澱させる(データは示されていない)。
生物合成的混合
区別できるように標識化された2種の異なるアミノ酸の生物合成的混合を使用す
ることにより、我々はレセプターのサブユニット中のそれらの比率を決定した(
表1゜右部分)。互いに区別可能なアミノ酸4種の比率は、3種の潜在的グリコ
ジル化サイトを予言するβサブユニットのためのβcDNAから予言された比率
と充分に一致したので、我々は〔3H〕マンノース及び(”S)システィンを使
用する二重標識実験も行った。
* Alcaraz等(7)により報告されているように各アミルを示した(
表1.右部、欄4)。
L」
一ユニ・・トについてのcDNAコード本発明者かβサブユニットにつきコード
を単離したものはcDNAであるには十分な証拠がある。(i)cDNAのイン
ビi・口転写および訪導されたm RN Aの翻訳はゲル電気泳動による明確な
分子量が真正なβ鎖のそれと区別できないところの蛋白質を生成する(第3図)
。
(目)c D N Aはβ鎖のトリプシン消化酵素より単離された4個のペプチ
ドの配列(第2A図)そして直接分析および生合成組み入れとよく一致するとこ
ろの組成(表1)を予測しうる。 (iii)βサブユニツト上の側別のエピト
ープと反応性のある単クローン性抗体(14)はクローンされたcDNA (第
3A図)からインビトロ合成された蛋白質を沈殿させ、そしてそのうちの−はl
:、coliと表わされた蛋白質のフラグメントと反応する(第3B図)、(i
v)E、coli形質転換細胞により合成されたβサブユニットのフラグメント
に対して生じた多クローン性抗体は、イムノプロット(第3 C1,)上での鎖
とそして溶液中のIgE−受容体と反応する。
i葭ヱヱユ
クローンされたc D N A (no、1)の5°末端でのヌクレオチド配列
はそれ自体で読み取り枠の開始点゛を明瞭に限定するものでない、リーダー配列
は無くまた仮定開始コドンに先立つ枠内(in frame)終止コドンも無い
、加えて、該サブユニットはグリコジル化されていないけれども、cDNAから
演纏された分子量(M 27000)は、NaDodSO,ゲルにつき観測さ
れた分子量(M 32000)より実質的に低い、したがって、おそらく開始
コドンは逸してしまったと思われる。にもかかわらず、集合データはβサブユニ
ットについて十分なコーl〜配列か回復したという強力な証拠を提供する。(i
)二つの別個の文献のいずれにおいても、より&!l:長した5°配列を用いて
cDNAを表わそうとした更なる試みは失敗した。 (ii)5°延長研究によ
り生じた主な種は我々のクローンの多くが開始するところの点にて正確に終結し
た。 (iii) 5°末端での第二ATGフトンは公知の開始サイト(20)
の常識的特性と合致する。近くの5°ATGコドンにより先立たれることは異常
であるか、積でなく (20)、そしてヒトαサブユニットについて観察されて
いる(4.5) 、 (iv)eEに述べたように、第二ATGコドンのみを含
むcDNAから転写されたm RN Aのインビトロ翻訳は、真正なβ鎖から長
さにつき区別できないポリペプチドを与える。仮定開始コドンに対する開始コド
ン48ヌクレオチド5°を含む変態クローンは、βサブユニットの分子量よりも
適当に大きい明確な分子量を持ったポリペプチドのインビトロ合成を指図した(
結果)、従って、真正な鎖とクローン1からインビトロ合成された蛋白質との間
の明確な分子量の一致は意義あるものである。RNA転移プロットデータは、〜
2.7 kbのm RN A 、正確には本発明者が連鎖(第2[2)L、たc
DNAから予想されたものて、ユ200ヌクレオチドのポリ(^)テールを与え
るものを示す、以降の検討において本発明者は、β鎖は第二ATGによりコード
化されたメチオニン残基から始まり、そして、従って24コ残基の長さを有する
ことを前提とする。
ユニ・・トの の/嘱
分析された37個のクローンの中で、 C1a l制限サイトを含む単クローン
か唯一個のみuiaされた。このクローンはおそらくはクローニングの間に単塩
基突然変異から生じたものてありて正常に発生するm RN Aを表現しそうも
ない、逆に、欠失配列(第2図B)を示す6個のクローンが観察されそしておそ
らくはmRNAの真正な種を反映したものであろう、翻訳する場合、単トランス
メンブランセグメントのみを持つM、 14000蛋白質につきコードするであ
ろう。
L且!1
βサブユニットの配列はN−結合グルコシル化のための潜在的サイトを残基5.
151と154に含む、しかし、過去および新規の組み入れデータはβサブユニ
ツト中の炭水化物について確証を与えない(文献15および18.並びに表1)
、該配列は、以前に報告された配列に対して。
特にFc受容体またはFc結合因子と関連した配列に対して、異常な特徴と相同
を何等示さない。
ポロジ ル
水治療法分析は、βサブユニットがプラズマ膜を4回交差することを暗に示して
いる[!4図)、従って親水性のNH,およびCOOH末端は膜の同じ側にある
であろう、βcDNAのフラグメントの表現はmAbβ−(NB)かアミノ酸残
基149−243 (第3 C[])内で反応することそしてm A bβ(J
RK)が残基1−21(第3B図)を含むフラグメントと反応することを示して
いる。
いずれの抗体もそっくりそのままの細胞と目にみえるほどに反応しないが両者は
音波処理細胞と反応するので。
組み合わせた結果は、プラズマ膜のシトプラズマ側において研究されたNH,末
端およびC0OH末端と一致する。
初期の研究は、β鎖は膜が結合する(13)と同時にタンパク質加水分解に抵抗
する1 20000βl領域を含むと提言していた。またこの部分は内部二層標
識試薬(18゜22)により改質されそして化学架橋試薬を使用した場合(18
)αおよび/またはyサブユニットに結合しかつ同時にジスルフィド結合がβサ
ブユニットとy2サブユニットの間で起きた場合(23)yサブユニットに結合
するようになるところの該残基を含むものであプた。残りのもの、β、はその場
で(24,25)ホスホリル化するが決して分離したフラグメントとして陽性に
同定されないところのセリン残基を含むと思われた。 サブユニットについてc
DNAにより予測された配列は、NH,−末端59残基またはC00H−末端4
4残基のいずれか、あるいは両方の一部または全体が開裂してβlフラグメント
な生しることを暗に示していた。
コトランスフェクシタン
過渡表現のためのベクターを使用することによりαおよびβサブユニットの十分
な長さのコート配列をコトランスフェクシタンした。これまて、IgE結合サイ
トはトランスフェクトされた細胞の表面に現われなかった。
たぶんすべてのサブユニットは受容体の表面表現に達することか必要てあろう。
の にお番 ユニ・・ト?
マクロファージ上のIgHについて低アフイニテイを持りた受容体のβ研究は、
IgE−結合部分と化学的に架橋てきそして高アフィニティ受容体のβサブユニ
ット(26)と同様の明確な分子量を有するところの成分を明らかに示した。こ
の成分からプロテアーゼ消化により生じたペプチドはβサブユニットから放出さ
れたものと明らかに異なるか、他のFc受容体もまたこれまて検出を逃れてきた
(文献14も参照せよ、)ところのβ様サブユニ・ントを含むものであるという
可能性か起きてきた。これまで、a々はこれにつきRNA転移プロット実験から
高い説得力て導かれた確証を持っていなかった。特に、J774細胞は、その免
疫グロブリン−結合鎖がIgHについての高アフィニチイ受容体のα鎖(3)と
相当な相同を示すところのFc受容体を含むことが知られている。
しかし2本発明者は、用いた方法によりβ鎖についてmRNAを検出することか
てきなかった。同様に、NTDリンパ細胞は、それらかFc受容体を有しかつイ
ムノプロット上のmAbβ(JRK)(14)と反応する低分子量の成分を示す
けれども、負の結果を与えた。勿論我々は、Fc受容体かβ様サブユニットを有
することを除外することがてきない。
L1叉皿ユlユ
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残基数
鐙口
l+11+1
N1.OO−3Ce 1.0 +++Ce Ch
O110へ r++M co −■ ψ 門
0 ψ いψ ψ ト ト ω ロ
■ 0 − − −nt冨 *** *** *
** yas履Fiq−6
残基数
補正書の翻訳文提出書(特許法第184条の8)平成2年4月18日
1、特許出願の表示
PCT/US 89104628
Z発明の名称
免疫グロブリンEのための高アフィニティー受容体のγサブユニットをコードす
るcDNA3、特許出願人
名称 アメリカ合衆国
4、代理人
住所 東京都千代田区神田駿河台1の6お茶の水スクエアB館
1990年12、特許
請求の範囲
1、FcεR1のγサブユニット二量体の鎖に該当するアミノ酸配列をもつポリ
ペプチドをコードしているDNA断片。
2、ベクターと請求項1記載のDNA断片を包含する組換えDNA分子。
3、請求項2記載の組換えDNA分子を包含する形質転換した有機体。
4、FcεR1のγサブユニット二量体の鎖に該当するアミノ酸配列をもつポリ
ペプチドを生産する方法であって:
該ポリペプチドが生産されるような条件下で請求項3記載の形質転換した有機体
を培養し、次いで該ポリペプチドを単離する方法。
5、FcεR1のγサブユニット二量体の鎖に該当するアミノ酸配列をもつポリ
ペプチドであって、請求項4記載の方法により製造されたポリペプチド。
国際調査報告
Claims (6)
- 1.FcεRIのγサブユニット二量体の鎖に該当するアミノ酸配列をもつポリ ペプチドをコードしているDNA断片。
- 2.FcεRIのγサブユニット二量体の鎖に該当するアミノ酸配列をもつポリ ペプチド。
- 3.ベクターと請求項1記載のDNA断片を包含する紺換えDNA分子。
- 4.請求項1記載の組換えDNA分子を包含する形質転換した有機体。
- 5.FcεRIのγサブユニット二量体の鎖に該当するアミノ酸配列をもつポリ ペプチドを生産する方法であって; 該ポリペプチドが生産されるような条件下で請求項4記載の形質転換した有機体 を培養し、次いで該ポリペプチドを単離する方法。
- 6.免疫グロブリンEのための高アフィニティー受容体のβサブユニットをコー ドしているDNA配列。
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