JPH04182498A - ポリペプチド - Google Patents
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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。
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Description
「産業上の利用分野」
本発明はヒl−T N F変換体として新規なポリペプ
チドを提供することに係り、ポリペプチド自身、それを
含む医薬組成物、その製造方法、その遺伝子組換えDN
A及びプラスミド、形質転換微生物細胞などに関する。 「従来の技術」 TNF (腫瘍壊死因子)は、1975年にCarsw
ellらにより、予めBacillus Calmet
te Guerin(BCG)に感染され、エンドトキ
シンで処理したマウスの血清中に存在することか見出さ
れた生理活性物質であり(Proc、 Natl、 A
cad、 Sci、 USA 723666(1975
)) 、1984年にPenn1caらにより、ヒトT
NFのcDNAをクローニングしヒトTNF蛋白質の全
−次構造(アミノ酸配列)か明らかにされた(Natu
re 312.724 (1984)) 。TNFは腫
瘍細胞に対する細胞傷害活性、移植腫瘍に対する出血性
壊死、増殖の抑制なと特異的な抗腫瘍作用を有するか、
最近では高脂血症、血圧低下、発熱などの副作用も生じ
うろことか報告されており、薬効、副作用なとでより優
れたものを見出すべく研究、開発かなされている。例え
は特開昭61−40221、同63−119692 、
特開平1−277488各号公報では遺伝子操作技術に
よりヒトTNF蛋白質中の特定のアミノ酸を欠失したり
、他のアミノ酸に置換したり或は付加したりしてヒトT
NF蛋白質を提供している。 「発明の開示」 本発明者らはヒトTNF蛋白質のアミノ酸配列において
29番目のアルギニンを他のアミノ酸に置換したところ
、抗腫瘍活性か高く、副作用の低い文献未記載のヒトT
NF変換体ポリペプチドが得られることを見出し、その
知見に基いて発明を完成した。 本発明は、配列表配列番号lで示した1番目のSerか
ら155番目のLeuまでで表わされるアミノ酸配列に
おいて29番目のArgか他のアミノ酸により置換され
た配列を有するポリペプチドに係る。また当該ポリペプ
チドをコードするDNAを含む組換えプラスミド、この
組換えプラスミドにより形質転換された微生物細胞、こ
の微生物細胞によるポリペプチドの製造方法、医薬組成
物、前記アミノ酸配列のN末端にメチオニンの結合した
ポリペプチド並びに配列表配列番号2で示した1番目の
Tから465番目のGまでで表わされる塩基配列におい
て85〜87番目のArgをコードするCGCを他のア
ミノ酸をコードするコドンにより置換された配列を有す
るDNAにも係る。 本明細書全般を通じてアミノ酸、ポリペプチド、塩基、
それらの配列を表わすとき下記のリストのものを用いる
。 アミノ酸: 塩基: また本明細書で使用した略号は次のとおり意味する。 dGTP:デオキシグアノシン三リン酸(Deoxy
guanosine triphosphate)S
D S : Sodium dodecyl 5ulf
ateB P B : Bromophenol Bl
ue(ブロモフェノールブルー) DTT ニジチオスレイトール(Di thiothr
eitol)PMS F : Phenylmethy
lsulfonyl FluorideCPG樹脂:
Controlled−Pore Glass樹脂本発
明において29番目のArgを置換する他のアミノ酸と
してはA+A’a、 Cys、 Asp、 Giu、
Phe。 Gly、 His、 (βe、 Lys、 Leu、
Met、 Asn、 Pro、Gln、 Ser、 T
hr、Val、Trp又はTyrか挙げられるか、Gl
n、 Set、 Pro、 Lys、 Asp、、Hi
s、 Val又はLeuか望ましい。 次に本発明についてその実施態様を詳しく記載するか、
本発明に係る遺伝子操作技術については多くの文献によ
り記載されている方法や手段を適宜調整し乍ら適用する
。その文献を参考までに以下に列挙する。 T、Maniatis et al、(1982):
Mo1ecular Cloning。 Co1d Spring Harbor Labora
tory、 R,Wu et al。 (1983):λ(ethods in Enzymo
logy、 100及び+01、R,Wu et a
l、 (1987): Methods in Enz
ymology。 153、 154及び155 本発明のポリペプチドは種々の方法、手段、機械を用い
て製造することかできるか、代表的な製造方法を下記す
る。 (1) ヒトTNF遺伝子の取得 ヒトTNF遺伝子の塩基配列及びアミノ酸配列は前述の
とおり、Penn1caらにより明らかにされており、
その塩基配列を適宜変更してヒトTNF遺伝子を配列表
配列番号3のようにデサインする。 その際、宿主細胞(大腸菌なと)に適したコドンを選択
するのか望ましく、また後述のDNA断片の連結による
クローン化並びに変換体作製のための遺伝子改変か容易
に実施できるように適当な位置に適当な制限酵素切断部
位を配置するのか望ましい。勿論ヒトTNF遺伝子の上
流には翻訳開始コドン(ATG)を、下流には翻訳終止
コドン(TAA、TGA又はTAG)をそれぞれ読み取
り枠に合致させるように設置する必要かあり、また翻訳
開始コドンの上流並びに翻訳終止コドンの下流にそれぞ
れ適当な制限酵素切断部位を設置してベクターへの適用
性、クローン化の簡便性を図るのか好ましい。 ヒトTNF遺伝子は玉鎖・下鏡それぞれについて幾つか
のオリゴヌクレオチドに分けて化学合成し、ブロックご
とに順次適切に連結する方法により作製できる。例えば
配列表配列番号3及び同4においては、ヒ)TNF遺伝
子の各鎖を約50塩基程度ずつ10本のオリゴヌクレオ
チドに分け、合計20本化学合成する。その合成方法と
してはジエステル法(H,G、 Khorana、”S
ome RecentDeveloprnents i
n Chemistry of Phosphate
Estersof Biological rnter
esじ、 John Wiley and 5ons。 Inc、、 New York(1961))、l・ジ
エステル法f:R,L。 Letsinger et at、 J、 Am、
Chem、 Soc、、 89. 4801(
1,967))及びホスファイ1〜法〔八1. D、
Matteucciet al、 Tetrahedr
on Lett、、 21.719 (1980))か
挙げられるか、全自動DNA合成機を用いたホスファイ
ト法か操作性などから好んで用いられる。 合成されたオリゴヌクレオチドは例えば逆相クロマトカ
ラムを用いた高速液体クロマトグラフィー、ポリアクリ
ルアミドゲルを用いた電気泳動なとの通常の精製方法に
より精製される。その後、オリゴヌクレオチドは例えば
T4ポリヌクレオチ1〜キナーセを用いてリン酸化し、
アニール化した後T4DNAリガーセを用いて連結する
。ここではオリゴヌクレオチドを幾つかのブロックに分
け、所望のヒトTNF遺伝子配列か得られるように順次
連結し、制限酵素て切断又はT4DNAポリメラーセに
よる平滑化後、電気泳動なとにより精製する。得られた
DNA断片について例えはpUc8、同9、同18、同
19 (J、 Messing et al、 Gen
e。 19、259 (1982))のようなプラスミドベク
ターに組み込み、常法によりコンピテントセルを形質転
換してクローン化する。得られたクローンより公知の方
法に従ってプラスミドDNAを抽出精製し、ベクターに
挿入されたDNA断片の塩基配列が目的の遺伝子配列を
達成したか否かを点検する。達成できたヒトTNF遺伝
子の各部分について、それぞれを含むプラスミドベクタ
ーより制限酵素を用いて切り出し、再度前記ベクターに
連結後組み込み、クローニングすることにより目的の完
全長のヒトTNF遺伝子を有するプラスミドベクターを
得る。かくして得られたプラスミドベクターを制限酵素
で切断後、ゲル電気泳動法によって分離精製することに
より所望のヒトTNF遺伝子を得ることかできる。 一方、前述の方法に対してはTNFを発現しているヒト
細胞由来のmRNAよりヒトTNFをコードするcDN
Aを作製し、そのcDNAを使用する方法を適宜組合せ
てもよい。 (2) ヒトTNF発現ベクターの構築前記(1)で
得られたヒl−T N F遺伝子は適切に発現ベクター
に挿入してヒトTNF発現ベクターを構築する。発現ベ
クターは翻訳開始コドン(ATG)の上流に転写プロモ
ーター領域並びに翻訳シグナルであるSD(シャイン・
ダルガーノ)配列を有し、翻訳終止コドン(TAA、T
GA又はTAG)の下流に転写ターミネータ−領域を有
する必要がある。また、転写プロモーターとしては、t
rpプロモーター、lacプロモーター、tacプロモ
ーター、PLプロモーター、PH05プロモーター、A
DClプロモーターなどが使用でき、転写ターミネータ
−としては、trpターミネータ−1rrnBターミネ
ータ−1ADC[ターミネータ−などか使用できる。こ
のような発現ベクターは、例えばpKK223−3(フ
ァルマシア) 、pPL−1ambda (同左)など
の市販品の中から容易に入手できるがこれらを改良して
発現性或は取扱性をより高度化したものを使用してもよ
い。 (3) ヒトTNF変換体発現ベクターの構築ヒトT
NF変換体ポリペプチドをコードするDNAの作製方法
としては例えば次の方法が挙げられる。 (i)前記(1)ヒトTNF遺伝子の取得で記載した方
法に準じて化学的に合成したオリゴヌクレオチドを適切
に連結することにより作製する。この方法によればアミ
ノ酸、ポリペプチドなどの置換、付加又は欠失の改変は
自在である。 (ii)前記(1)で作製したヒトTNF遺伝子を適当
な制限酵素で切断し、遺伝子内の特定領域を除去した後
、変異を導入した塩基配列を有する合成オリゴヌクレオ
チド(例:上下鏡をアニール化して連結した二本鎖DN
A断片)又は適当な他の遺伝子を組み込む。この方法に
よって前記(i)の場合と同様、改変を自在に行なうこ
とかできる。−(ii)変異を導入した塩基配列を有す
る合成オリゴヌクレオチドをプライマーとして用いDN
A鎖を延長することにより、変換体ポリペプチド遺伝子
を作製する(部具特異的変異法(T、 A、 Kunk
elet al、 Methods in Enzym
ology、 154.367 (1987)〕)。こ
の方法は10塩基対を越える比較的長いDNA鎖の付加
及び挿入には適用し難いが、その他の改変は前記(i)
の場合と同様に行うことができる。特に任意のアミノ酸
を置換することに適している。 本発明では(ii)の部位特異的変異法か好適であるの
で、以下これを中心に説明する。 先ず部位特異的変異法を行なうにあたり、鋳型DNAを
作成する。前記(1)で得られたヒトTNF遺伝子を、
Messingら(Methods in Enzym
ology。 153 、3 (1987))によって開発された一重
鎖プラスミドDNA調製用プラスミドベクター(ptJ
c118、pUc119など)に連結し、大腸菌株に導
入する。得られた形質転換体の中より目的のプラスミド
を有するクローンを選択する。 このプラスミドをdut−及びung−変異大腸菌株(
CJ236株など)に導入し、遺伝子内にウラシルを取
り込ませ、大腸菌株にM13KO7なとの変異型へルバ
ーファージを感染させて目的の一重鎖プラスミドDNA
を取得する。 一方、本発明に係る変換導入部位及びその前後の塩基配
列を存する約15〜50塩基のオリゴヌクレオチド・ブ
ライマーを化学合成する。このブライマーと前述の工程
で得られるウラシル導入−重鎖ブラスミドDNAとをア
ニール化した後、例えばT4DNAポリメラーゼ及びT
4DNAリガーゼを用いて、二本鎖化する。鋳型である
ウラシルを含むDNA鎖を不活性化し変異導入頻度を高
めるために、二本鎖となったプラスミドをυn g +
の大腸菌株に導入する。前述のブライマーをプローブと
して用いコロニー・ハイブリダイゼ゛−ジョンを行ない
、目的の変換体ポリペプチドをコードするDNAを含む
プラスミドを有するクローンを、得られた形質転換体中
より選択する。 前述で得られるプラスミドから制限酵素切断処理により
ヒトTNF変換体ポリペプチドをコードするDNA断片
を切り出し、前記(2)の場合と同様に発現ベクターに
挿入して目的のヒトTNF変換体発現ベクターを構築す
ることかできる。 発現ベクターを大腸菌株のような宿主細胞へ導入するこ
とについては例えば塩化カルシウム法により作製した大
腸菌株のコンピテントセルを用いる公知の方法(Mol
ecular Cloning、 T、 Maniat
iset al、 (1982) )に従って行なう。 宿主細胞としては大腸菌、枯草菌、酵母なとの微生物細
胞か使用てきるか、なかでも大腸菌としてはJλ183
、JM103などのE、 coli K−12株の変異
種か挙げられる。 (4) ヒトTNF変換体ポリペプチドの取得本発明
においては前記(3)で記載の形質転換された微生物細
胞を培養し、目的のヒl−T N F変換体ポリペプチ
ドを培養物中に産生、蓄積させて分離する。微生物細胞
、特に大腸菌の培養方法としては従来から知られている
方法、例えは大腸菌か要求する栄養素を含んだ培養液に
大腸菌を接種し、普通32〜37°Cで約12〜24時
間振どう又は攪拌することにより短時間に大量に培養す
る方法か使用できる。培地は例えばL培地、M9培地な
と〔前記Mo1ecular Cloning参照〕か
使用でき、必要に応じてアンピシリンなとの抗生物質を
添加したり、培養開始時或は培養中にlacプロモータ
ー、tacプロモーターなとの転写プロモーターの効率
を高めるためにイソプロピル−β−D−チオガラクI・
ピラノシドを添加することもできる。 本発明のヒ)TNF変換体ポリペプチドは培養後、普通
、微生物細胞の集合体をトリスバッファーに懸濁させた
状態で超音波処理することにより破砕処理を施し、遠心
分離操作を行ない菌体残渣を除去することにより得られ
る。更に、かくして得られたものは核酸・エンドトキシ
ン除去剤処理、フィルターによるろ過、陰イオン交換ク
ロマトグラフィーその他従来からの蛋白質の分離精製方
法を組み合わせることにより、−層積製することができ
る。 本発明のヒトTNF変換体ポリペプチドはヒトTNFの
持つ抗腫瘍作用と同様の作用を存し、しかもヒトTNF
に比し優れた抗腫瘍活性を示し、副作用も軽減するので
抗腫瘍剤、医薬の活性成分として有効である。本発明の
ヒトTNF変換体ポリペプチドは、なかでも、前記アミ
ノ酸配列で第29番目のArgがGj7n、 LysS
Asp、 His又はVafにより置換されたものか好
ましい。その医薬組成物の製剤に当っては薬理上許容さ
れる担体又は希釈剤とともに医薬組成物に製剤すること
かできる。 本発明の医薬組成物の剤型としては、外用剤、経口投与
剤、注射剤などがあげられ、それぞれの剤型にあった投
与方法で投与される。 実施例1 (ヒトTNF遺伝子のデザイン)既に報告さ
れているCPenn1caら、前出〕ヒトTNF構造遺
伝子のアミノ酸配列を基に、ヒトTNF遺伝子の塩基配
列について遺伝子構築及び変換体作製の便宜上、配列表
配列番号3のDNA塩基配列をデザインした。ここでは
適当な間隔て制限酵素切断部位を組み込み、またプラス
ミドベクターと容易に連結できるように翻訳開始コドン
(ATG)の上流に制限酵素EcoRIによる切断部位
を、翻訳終止コドン(TAA及びTGA)の下流には制
限酵素HindIIIによる切断部位をそれぞれ設けた
。 実施例2(オリゴヌクレオチドの化学合成)前記実施例
1でデザインされたDNAは、自動DNA合成機(アプ
ライド・バイオシステムズ、モデル381A)を用いて
、ホスファイト法にて化学合成した。合成は配列表配列
番号4て示した塩基配列を存するU−1〜IO及びL−
1〜IOの20本のオリゴヌクレオチドに分割して行い
、合成されたオリゴヌクレオチドのCPG樹脂(フナコ
シ社販売)からの切り出し及び保護基脱離は、アプライ
ド・バイオシステムズ社のマニュアルに従った。 各オリゴヌクレオチドの分離精製は逆相クロマ1、カラ
ムを用いたHPLC(高速液体クロマトグラフィー)又
は7Mウレアを含むポリアクリルアミドゲル電気泳動(
ゲル濃度IO〜20%)により行った。 HPLC法については、ヌクレオジル5C18カラム(
φ4.6X150mm:ケムコ社販売)を用いた逆相ク
ロマトグラフィーによって、アセトニトリルを含むトリ
エチルアミノ酢酸(100mN0バツフアー(pH7,
0)で溶出することにより分離精製した。上記溶出は、
アセ)・二)・ジルの直線濃度勾配を5〜35%(30
分)とし、約15分のピークを回収した。 ポリアクリルアミドゲル電気泳動法に関しては、各合成
オリゴヌクレオチド試料を電気泳動により分離し、紫外
線シャドウィング法による泳動パターンの観察結果より
目的の大きさのバンド部分を切り出し、そのポリアクリ
ルアミドゲル断片を約1〜2mm’の大きさに切りきざ
み、約2mffの溶出バッファ −(0,5M NHJ
Ac及びImM EDTA )を加え、37°Cて一晩
振とうした。各オリゴヌクレオチドを含む溶出バッファ
ーを回収し、フェノール抽出(50%フェノール150
%クロロホルム溶液使用)、イソブタノール抽出を行い
、エタ、7−ル沈殿操作により各オリゴヌクレオチドの
精製試料とした。 合成・精製したオリゴヌクレオチドの一部について、マ
キサム・ギルバード法(A、M、Maxam et a
l。 Methods in Enzymology、654
99 (i980) ]により、目的の塩基配列を有し
ていることを確認した。 以下(実施例3.4及び5)の遺伝子組換えに係わる操
作において、制限酵素及び他の関連酵素の反応条件等は
、おもにMo1ecular Cloning (前出
)記載の方法に準じた。なお、上記酵素等はおもに宝酒
造より入手しており、宝酒造のマニュアルも参考にした
。 実施例3(合成オリゴヌクレオチドの連結によるヒトT
NF遺伝子の構築) (1)まず第1図に従ってヒトTNF遺伝子の構築を試
みた。 前記実施例2で得られる合成オリゴヌクレオチドを3つ
のグループ(U及びL−1〜4、U及びL−5〜7並び
にU及びL−8〜10)に分けてクローニングを行った
。すなわち、U−2,3,4,6,7,9及びIO並び
にL−1,2,3,5,6,8及び9の各オリゴヌクレ
オチド(l−2μ ヌクレオチドキナーセ(宝酒造)を用いて、それぞれ別
々にリン酸化する。リン酸化反応は10μβの水溶液中
(50mM Tris−H(、j7 pH 7.6、1
0mMMgCff2、0. 1mM Spermidi
ne, 0. 1mM EDTA, 10mMDTT及
び1mM ATP)、37°Cて1時間行い、反応終了
後、70°Cて10分間処理することによりT4ポリヌ
クレオチトキナーセを失活させた。新たに、l−2μ 及び10の各オリゴヌクレオチドをそれぞれ別々に含む
上記と同組成の水溶液lOμβを用意し、それぞれU及
びLの同じ番号同士で各オリゴヌクレオチド(U−1〜
10及びL−1〜10)水溶液を混合しく20μp)、
100°Cて5分間煮沸後徐冷することによりアニール
化した。次に、得られた10本のアニーリング体(二本
6! D N A断片)を、各グループごとに連結反応
のための水溶液(66mM Tris−HCβpH7.
6、6. 6mM MgCβ2、10m!,l DTT
, 1mM ATP及び100μg/mff BSA)
に添加しく総液量120〜160μA)、40°Cに加
温後徐冷によるアニール化の後、700ユニツトのTJ
DNAリガーゼ(宝酒造)を加えて、16°Cで15
時間連結反応を行った。反応終了後、各反応液をポリア
クジルアミドゲル電気泳動(ゲル濃度6%)により分離
し、エチジウムブロマイド染色法による泳動パターンの
観察結果より目的の大きさ(176bp, 150 b
p及び153 bp)のバント部分を切り出し、エレク
トロ・エリコーション法により目的とする3本のDNA
断片を回収した。更に、回収した各試料に対してフェノ
ール抽出(50%フェノール150%クロロホルム溶液
使用)、イソブタノール抽出を行い、エタノール沈殿操
作により目的のDNAを精製した。上記方法に準じて、
精製した3本の二本鎖DNA断片をそれぞれ別々にその
5′末端をT4ポリヌクレオチドキナーゼを用いてリン
酸化し、連結反応のための水溶液中にて混合の後、40
°Cの加温によりアニール化を行い、T4DNAリガー
ゼを加えて連結した。エタノール沈殿操作によりこの連
結DNAを回収し、1mMDTT及び100μg/艷B
SAを含む50μβのハイ・ソルトバッフ7− (50
mM Tris−HCA pH7,5,100mM
NaCA、10mM l+Igci’ 2)に溶解させ
、154ニツトの制限酵素EcoRI (宝酒造)及び
15ユニットの制限酵素Hind m (宝酒造)を添
加して、37°Cで2時間切断反応を行った。反応終了
後、上記方法に準じて、ポリアクリルアミドケル電気泳
動(ゲル濃度4%)により目的とするDNA断片(約4
80bp)を分離精製した。 一方、プラスミドベクターptJc9 (九州大学遺
伝情報実験施設より分与)の5μgを、前記の方法に準
じて、制限酵素EcoRI及びHind IIIで切断
し、アガロースゲル電気泳動(ケル濃度1%)により約
2.7KbpのDNA断片を分離精製した。 先に精製した約480bpのDNA断片(ヒトTNF遺
伝子を含む)とこのpUc9断片を、前記の方法に準じ
て、20μlの連結反応液中にて混合し、350ユニツ
トのT4 DNAリガーゼを添加し、16°Cて3時間
連結反応を行った。塩化カルシウム法(Molecul
ar Cloning参照〕により作製したE、col
i K12 JM83株(九州大学遺伝情報実験施設に
より分与)のコンピテントセルを、上記連結反応液によ
り常法に従って形質転換した(MolecularC1
oning参照〕。 得られたアンピシリン耐参照口−ンより、公知の方法を
用いてプラスミドを調製し、前記の方法に準じて、制限
酵素(EcoRI及びHindllI)処理後、アガロ
ースケル電気泳動によりその泳動パターンを解析するこ
とにより、ヒトTNF遺伝子のplJc9ベクターへの
挿入を調べた。その結果、約250bpの遺伝子の挿入
か確認てき、そのクローンについて挿入された遺伝子の
塩基配列をダイデオキシ法CF、Sanger、 5c
ience、 214.1205 (1981))によ
り調べたところ、EcoRI部位から下流に約130b
pとHindI[部位から上流に約90bpの目的とす
るヒトTNF遺伝子の塩基配列を有する遺伝子断片であ
ることか確認された。このクローン及びプラスミドをそ
れぞれpUA41/JM83及びpUA41と命名した
。 (2)引き続き、第2図に従ってヒトTNF遺伝子の構
築を試みた。 前記(1)工程でのクローニングでヒトTNF遺伝子の
塩基配列において未達成な領域周辺を2つのグループ(
U及びL−3〜6並びにU及びL−6〜9)に分け、前
記(1)工程と同様にして、各オリゴヌクレオチドをリ
ン酸化し、アニール化した後、T4 DNAリガーゼに
より連結した。前記方法に準じて、ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動(ゲル濃度696)により分離精製し、得
られた2本のDNA断片(201bp及び200bp)
をそれぞれ別々に100μAの67m111 Tris
−HCA’ (pH8,8)、6.7mλ(MgCβ2
.16.6mM (NH4)2SO4,6,7μA(E
DTA、 1mM DTT、 200 ug/ml
BSA及び各330μMデオキシリボヌクレオチド三
リン酸(dATP、 dGTP、 dCTP及びTTP
)水溶液にて溶解し、2〜5ユニツトのT4 DNAポ
リメラーゼ(宝酒造)を添加し、37°Cて30分間反
応することによりDNA断片の両末端を平滑化した。反
応終了後、68°Cで10分間処理することによりT4
DNAポリメラーゼを失活させ、エタノール沈殿によ
り目的の2本のDNA断片を回収した。 一方、5μgのpUc9ベクターをl mM DTT及
び100μg/m1BSAを含む50μβのミデイアム
・ソルトバッフy −(10mM Tris−HC,i
? pH7,5,50+n1lNaC(!及びl0mM
MgCl 2)に溶解させ、15ユニツトの制限酵素
HincII (宝酒造)を添加し、37°Cで2時間
の反応後、エタノール沈殿により回収した。得られた切
断・開環したpUC9ベクターに、先に平滑化後回収し
た2本のDNA断片をそれぞれ別々に、前記方法に準じ
て、T4 DNAリガーゼを用いて組み込み、E、co
li K−12JM83株を形質転換した。得られたそ
れぞれのクローンについて、前記(1)工程と同様にし
て、挿入されたDNAの塩基配列を調べ、目的の塩基配
列であることを確認した。これらのクローンをそれぞれ
pLIA42/Jλ(83及びpUA43/J入(83
と命名し、プラスミドをp[JA42及びptJA43
と命名した。 上記(1)工程で得られたpUA41を制限酵素Eco
R1(ハイ・ソルトバッファ−)及び5acI(宝酒造
、ロウ・ソルトバッファー)、制限酵素Hae II(
宝酒造)及び旧ndIII(ミデイアム・ソルトバッフ
ァー)て、上記(2)工程で得られたpLIA42を制
限酵素Sac I (ロウ・ソルトバッファー)及びH
pa I(宝酒造二KCβバッファー)で並びにp[J
A43を制限酵素Hpa I及びHaeII (K(J
7バツフアー)で、前記方法に準じて、それぞれ切断し
た。ロウ・フルトバッフy −(10mM Tris−
HCj? pH7,5及び10mM hc(! 2)
とハイ・ソルトバッファー又はKClバッフy −(2
0mM Tris−HCIpH8,5,100mM K
CJ7及び10mM MgCj72)の組み合わせにつ
いては、切断反応を2回に分け、反応の間にエタノール
沈殿操作を行うことにより対応した。pUA41からの
ECORl−8ac I DNA断片(127bp)及
びHaeII−HindI[DNA断片(80bp)、
pUA42からのSac I −Hpa I DNA断
片(147bp)並びにpLIA43からのHpa I
−HaeII DNA断片(126bρ)を、前記方
法に準じて、それぞれポリアクリルアミドゲル電気泳動
(ゲル濃度6%)により分離精製した。 一方、5μgのptJc19プラスミドベクター(九州
大学遺伝情報実験施設より分与)を、前記の方法に準じ
て、制限酵素EcoRI及びHindI[Iで切断し、
約2.7 kbpのDNA断片をアガロースゲル電気泳
動(ゲル濃度1%)により分離精製した。先に精製した
4本のDNA断片を図示(第2図)したように順次添加
し、前記方法に準じて、T4 DNAリガーゼを用いて
連結して行き、最後に上記の精製pUc19ベクター(
約2.7Khp断片)に絹み込み、JM83株を形質転
換した。この形質転換体に含まれるプラスミドDNAに
ついて、前記方法に準じて、挿入されたDNAの塩基配
列を調へたところ、目的とする完全長(約480bp)
のヒ)TNF遺伝子を含むプラスミドベクター(約3.
2 Kbp)を有するクローンであることが確認できた
。このクローンを pUA44/JM83と命名し、プ
ラスミドをpUA44と命名した。 実施例4(ヒトTNF発現ベクターの構築)(1)
大腸菌taCプロモーターを有する発現ベクターpKK
223−3 (ファルマシア社より入手)をより扱い
やす(する目的で以下の改良を試みた。 i)発現ベクターを低分子量化する。 1i)制限酵素BamHIの切断部位を唯一とする。 1ii)tacプロモーターの方向をアンピシリン耐性
遺伝子の方向と逆向きにする。 第3図にその方法を図示した。 プラスミドベクターpBF?322 (九州大学遺伝
情報実験施設より分与)の5μgを、実施例3の方法に
準じて、制限酵素EcoRI及び旧ndIIIで切断後
、その両末端をT4 DNAポリメラーセを用いて平滑
化した。実施例3の方法に準してアガロースゲル電気泳
動(ゲル濃度1%)により約4.4 KbpのDNA断
片を分離精製し、その開環部位に1100nのBglI
Iリンカ−(制限酵素BglII切断部位を含む10b
pの二重鎖DNA断片・宝酒造より入手)をT4 DN
Aリガーゼを用いて挿入連結した。 前記実施例3の方法に準じて得た形質転換体のなかより
、そのプラスミドについて制限酵素による切断の可否を
調へることにより、目的の制限酵素EcoRI及び旧n
dlI[切断部位を欠き、制限酵素Bg1■切断部位を
新生したプラスミドpBR9333(約4.4Kbp’
)を有するクローンを得た。 上記で得たプラスミドpBR9333の5μgを、実施
例3の方法に準して、ハイ・ソルトバッフ了−に溶解し
、制限酵素BglI[(宝酒造)及びPvu K(宝酒
造)で切断し、複製起点を含む約2.3KhpのDNA
断片をアガロースゲル電気泳動(ゲル濃度1%)により
分離精製した。一方、発現ベクターpKK223−3(
約4.6 kbp’)の5μgを上記同様ハイ・フルト
バッファーに溶解し、制限酵素BamHI (宝酒造)
及び5caI(宝酒造)で切断した。制限酵素BamH
Iによる切断反応は、添加酵素量を通常の約1/2とし
、反応時間を5〜30分間とする部分切断により行った
。切断処理後、tacプロモーター及びrrnBT+T
2ターミネータ−等を含む約1.]、KbpのDNA断
片を上記同様アガロースゲル電気泳動により分離精製し
た。先に精製した複製起点を含む約2.3kbpのDN
A断片に上記の約1.IKbpのDNA断片を前記に準
じてT4 DNAリガーゼを用いて挿入連結し、実施例
3の方法に準じて、塩化カルシウム法により作製したE
、coli K−12JM103株(九州大学遺伝情報
実験施設)のコンピテントセルに導入した。得られた形
質転換体の中より、目的とするtacプロモーター等を
含む発現ベクター(約3.4 Kbp)を有するクロー
ンを選択し、この発現ベクターを1)KKIOI と命
名した。 (2)第4図に従って、次の工程を説明する。 前記(1)工程で得た発現ベクターpKKI01の5μ
gを、前記方法に準じて、制限酵素EcoRI及びHi
nd■で切断し、複製起点及び転写調節領域等を含む約
3.4 kbpのDNA断片をアガロースケル電気泳動
(ケル濃度1%)により分離精製した。また、前記実施
例3て得られたヒトTNF遺伝子を含むプラスミドpU
A44 (約3.2 kbp)を、同様にして、制限酵
素EcoRI及びHindI[て切断し、ヒトTNF遺
伝子全域を含む約480bρのDNA断片をアガロース
ゲル電気泳動により分離精製した。このヒ)TNF遺伝
子全域を含むDNA断片を、前記方法に準じて、先に発
現ベクターpKK101より精製した約3.4kbpの
DNA断片にT4 DNAリガーゼを用いて挿入連結し
、前記の方法に準じてE、 coliK−12JMI0
3株に導入した。得られた形質転換の中より目的のヒト
TNF発現ベクター(約3.9Kbp)を有するクロー
ンを選択し、この発現ベクターをpKF4102と命名
した。 実施例5(ヒトTNF変換体発現ベクターの構築)(1
) 第5図に従って説明する。 前記実施例3て得られたプラスミドptJA44を前記
方法に準じて制限酵素EcoRI及びHindIIIて
切断し、ヒトTNF遺伝子(全域を含む約480bp’
)のDNA断片をアガロースゲル電気泳動により分離精
製した。一方Messingら(Methods in
Enzymology。 153、3 (1987) 3によって開発された一重
鎖ブラスミドDNA調製用プラスミドベクターpUc1
19(宝酒造より入手)を、同様にして制限酵素Eco
R■及びHindI[で切断し、IG領領域含む約3.
2KbpのDNA断片をアガロースゲル電気泳動により
分離精製した。このIG領領域M13ファージDNAの
intergenic region)の存在により、
プラスミドpUC119はへルバーファージM13KO
7感染後優先的に一本鎖DNAとなりファージ粒子に包
み込まれ菌体外に放出される。上記で精製したヒトTN
F遺伝子全域を含む約480bpのDNA断片とIG領
領域含む約3.2KbpのpUc119断片を前記に準
じてT4 DNAリガーゼを用いて連結し、前記実施例
3の方法に準じてE、 coli K−12JM83株
に導入した。 得られた形質転換体の中より、目的のプラスミド(約3
.7Kbp)を有するクローンを選択し、このクローン
をptJc 119−hTNF/JM83と命名し、プ
ラスミドをpUc 119−hTNFと命名した。 上記で得たプラスミドpUc119−hTNFを、その
DNA内にウラシルを取り込ませ保持するために、前記
実施例3の方法に準じて、塩化カルシウム法により作製
した大腸菌CJ236株(dat−、ungつのコンピ
テントセルに導入した。CJ236株は、デオキシウリ
ジン三リン酸分解酵素遺伝子に欠失変異(dut”)を
持つため競合反応が生じ、チミンの替わりに一部ウラシ
ルを取り込んだDNAを作ることかでき、更にung−
変異によりウラシルN−グルコシラーゼか欠損しており
、そのウラシルをDNA中に保持してお(ことかできる
。このCJ236株はバイオ・ラドより入手した。上記
導入により得られたクローン(ptJc119−hTN
F/CJ236)をヘルパーファージM13KO7(宝
酒造より入手)の感染後、100μg / meアンピ
シリン、70μg/mlカナマイシン及び30μg /
mlクロラムフェニコールを含む2XYTブロース(
1,6%トリプトン、1%酵母エキス及び0.5%Na
C!!pH7,6)にて培養することにより、目的のウ
ラシルを導入した一重鎖ブラスミドDNA (約3.7
Kbases)をファージ粒子に包み込んだ形で菌体外
に放出させた。放出させたファージ粒子を培養上清より
回収し、−重鎖ファージDNAの調製方法に準じて、目
的の一重鎖ブラスミドDNAを調製した。 (2)次に第6図に従って説明する。 プラス鎖オリゴヌクレオチドを用いてヒトTNF遺伝子
に対し変異導入を行うために、配列表配列番号5で示し
たプライマー4134、同月35、同4205、同43
91.同4392、同4398、同4409及び同44
10をデザインした。このオリゴヌクレオチドの化学合
成及び精製は前記実施例2の方法に準じて行った。 ヒトTNF遺伝子への部位特異的変異導入はバイオ・ラ
ドのシステム(Muta−GeneTMin vitr
。 mutagenesis kit)に準じて行った。す
なわち、上記で作製した約0.5μgのプライマーの5
′末端を前記方法に準じてT4ポリヌクレオチドキナー
ゼによりリン酸化した一部と、先に調製したウラシル導
入−重鎖ブラスミドDNA (ptJc 119−hT
NF)の約200ngとの間て、10μlのアニーリン
グ・バッファ (20mM Trys HCl pH
7,4,2mMK+gCff2及び50 mh! Na
Cff )中にてアニーリング(約70°Cに加温後徐
冷)を行った。アニーリング終了後、10倍シンセシス
・バッファー〔5mM各デオキシリボヌクレオチド三リ
ン酸(dATP、 dGTP、 dCTP及びTTP
)、10mM ATP、100mA(Tris−HCl
pH7,4,50mM MgCj’ 2及び20mM
DTT )を171O容量加え、1ユニツトのT4
DNAポリメラーセ及び2〜4ユニツトのT4 DNA
リガーゼを用いて二本鎖化反応(37°C190分間)
を行った。TEバッフ−r−(10mM Tris−H
Cl pH7,5及び1mM EDTA)を約8容量加
え、凍結することにより反応を停止した。 前記実施例3の方法に準じて、塩化カルシウム法により
作製したE、coli K−12TGI株(ung”
:アマシャム社)のコンピテントセルに、上記反応液
を処理し二本鎖DNAを導入した。ung+株にヘテロ
二本鎖DNAを導入することにより、鋳型であるウラシ
ルを含むDNA鎖は不活性化され複製の対象とならない
。そのため変異の導入頻度は50%を上回る高効率なも
のとなる。得られた形質転換体の中より、変異導入のた
めに使用したプライマーをプローブとしたコロニー・ハ
イブリダイゼーション法を用いて、目的の変換体DNA
を含むプラスミド(約3.7Kbp)を有するクローン
を選択した。選択されたクローンについて、そのプラス
ミドの変異導入部位周辺の塩基配列をダイデオキシ法C
F、 Sanger :前出〕により調へ、デザイン通
りの変換体DNAに変異していることを確認した。 これらのプラスミドをそれぞれpUc1]、9−F41
34、pUc119−F4135、ptJc119−F
4205、pLIc 119−F4391、ptJc1
19−F4392 、pUc119−F4398、pU
c119−F4409及びp(JC119−F4410
と命名した。 変異導入により得られた目的のヒl−T N F変換体
遺伝子を、実施例4のヒトTNF発現ベクターの構築方
法に準じて、tacプロモーターを存する発現ベクター
pKK101に組み込みヒトTNF変換体発現ベクター
を構築した。ヒトTNF変換体遺伝子(約480bp)
は、上記で得られた約3.7KbpのプラスミドpLl
c119−F4134 、ptJc119−F4135
.1)UC119−F4205、pLlc1]9−F4
391、pUc119−F4392、plJcl 19
−F4398 、pUc119−F4409及びpoc
l 19−F4410より、前記方法に準じて、それ
ぞれ制限酵素EcoRI及びHindI[による切断後
分離精製した。目的とするそれぞれのヒトTNF変換体
発現ベクター(pKF4134、pKF4135 、p
KF4205 、pKF4391 、 pKF4392
、pKF4398 、pKF4409及びpKF4
410)は、ヒトTNF発現ベクター(pKF4102
)と同様、宿主としてE。 coli K−12JM103株を用いて取得した。 上記8種類の変換体発現ベクターは、発現誘導により、
以下に示す変換を有する新規生理活性ポリペプチドを大
腸菌内に生産する。 ベクターpKF4134 :配列表配列番号lて示した
29番目のArgかGAnに変換 されたポリペプチドF4134を コードする。 ベクターpKF4135 :配列表配列番号1で示した
29番目のArgかSetに変換 されたポリペプチドF4135を コードする。 ベクターpKF4205 :配列表配列番号1て示した
29番目のArgかProに変換 されたポリペプチドF4205を コードする。 ベクターpKF4391 :配列表配列番号1て示した
29番目のArgがLysに変換 されたポリペプチドF4391を コードする。 ベクターpKF4392 :配列表配列番号1で示した
29番目のArgかAspに変換 されたポリペプチドF4392を コードする。 ベクターpKF4398 :配列表配列番号1て示した
29番目のArgかHisに変換 されたポリペプチドF4398を コードする。 ベクターpKF440’9 :配列表配列番号1て示し
た29番目のArgかVafに変換 されたポリペプチドF4409を コードする。 ベクターpKF4410・配列表配列番号1て示した2
9番目のArgかLeuに変換 されたポリペブチl’ F4410を コードする。 実施例6(ヒトTNF及びヒトTNF変換体の大腸菌に
よる発現及び精製) 実施例4て得られたヒ1−TNF発現ヘクター(pKF
4]02)及び実施例5て得られたヒl−T N F変
換体発現ベクター(pKF4134、pKF4135、
pKF4205、pKF4391、pKF4392、p
KF4398、pKF4409及びpKF4410)を
有するE、 coli K−12Ju103株を、25
〜50μg / mlアンピシリン及び0.001%ビ
タミンB1を含むM9培地(0,6%Na2HPO<、
0.3%KH2PO4,0,05%Na(J? 、O
,I%NHaCf 、 2mMλIgs04.0.2%
クルコース及びO,1mM CaCf’ 2’) 20
mlに接種し、37°C118時間振どう培養を行っ
た。この培養液20m1を上記培地jリッ)〜ル中に加
え、37°C12〜3時間振どう培養を行った。次いて
イソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド(IP
TG’)を最終濃度1 mMとなるように添加し、更に
37°C118時間振どう培養を続けた。 遠心分離操作による大腸菌菌体の回収後、TPバッ”)
7− (10mM Tris−HCl2 pH8,0
及び100μM PMSF)を用いて菌体の洗浄を行っ
た。洗浄後、菌体グラム当たりlO容量(ml )のT
Pバッファーに菌体を懸濁させ、超音波発生装置(ヒー
ト・システムズ;モデルW−225)を用いて菌体を超
音波破砕処理した。得られた懸濁液を遠心分離すること
により、菌体残渣を除去し上溝両分を回収した。この超
音波破砕処理以降の精製工程は、おもに低温下(0°C
〜4°C)で行った。 この上清を0.45μmフィルターにてろ過した後、セ
パビーズFP−DA]3 (三菱化成工業)を用いた陰
イオン交換クロマトグラフィー(カラムサイズ。 φ2.5 X 1.5 cm及び流速:0.5mf/分
)で分画し、後記5DS−ポリアクリルアミドゲル電気
泳動及びL929細胞を用いた後記実施例7の方法に準
じて活性の有無を検定することによって活性画分を得た
。溶出にはNaClを含むTPバッファーを用い、Na
C、e濃度を0.05 Mから0.1M、0.2M、0
.5Mへと段階的に上げ、ヒトTNF並びにヒトTNF
変換体F4134及び同F4135はO,IMNaCI
!で、ヒトTNF変換体F 4205は0.5 MNa
C!で、ヒトTNF変換体F4391、同F 4392
、F 4398、同F 4409及び同F4410は0
.2 M NaCAでそれぞれ溶出した。更に大腸菌菌
体由来のエンドトキシン等を除去するために、核酸・エ
ンドトキシン除去剤C−9(栗田工業製造、大日本製薬
販売)処理を添付マニュアルに準じて行った。かくして
、ヒトTNF及びヒトTNF変換体の一段階精製試料を
得た。この試料を使用して、後記実施例7及び8の抗腫
瘍活性の評価を行った。 上記試料を0.20μmフィルターにてろ過した後、F
PLCシステムによる制御下のモノQ@ (HR10/
10及びHR515)プレパックカラム(ファルマシア
LKBバイオテクノロジー社製)を用いた陰イオン交換
クロマトグラフィーで、NaCβを含むTPQバッフy
−(20mM Tris−HCf2pH8,0及びl
OμM PMSF)によって溶出し、分画を後記5DS
−ポリアクリルアミドゲル電気泳動及びL929細胞を
用いた後記実施例7の方法に準じて活性の有無を検定す
ることによって活性画分を得た。溶出方法は、FPLC
システムの制御下で下記プログラムに従って行った。各
試料における最終ステップは、精製純度を上げるために
5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動において単一
バンドとなるまで数回繰り返した。 第1ステップ:モノQ■(HR515)カラム使用(流
速:1m11分) 0〜2分;OMNaCJ? 2〜15分; O−0,15M NaCj7直線濃度直
線濃度−配置5〜20分 15−0.5 M NaCl
!直線濃度勾配20〜30分; 0.5 M NaCJ
?上記方法に従った活性画分の分画結果(NaCJ?濃
度及び保持時間)は、ヒトTNF変換体F4134か0
.35M、18.0分及び同F4135か0.3 M、
18.0分てあった。 第2ステツプ・モノQ■(HR10/10)カラム使用
(流速=4mρ/分) 0〜5分;0−0.2MNaCff直線濃度勾配5〜1
6分; 0.2 M Na(4216〜20分; 0.
2−0.5 M NaCp直線濃直線濃度勾配2橿〜2
4 上記方法に従った活性画分の分画結果(NaCA濃度及
び保持時間)は、ヒトTNFか0.2M、5.3分、ヒ
トTNF変換体F 4205が0.2M、4.8分、同
F4391か0.2M,4.2分、同F 4392が0
.2M、4、5分、同F 4398か0.2M、4.5
分、同F 4409か0、2M、4.4分及び同F44
10が0.2M、4.5分てあった。 第3ステップ:モノQ @ (HR 515)カラム使
用(流速:1m(!/分) 0〜2.5分; O −0. 2 M NaCA直線濃
度勾配2、5〜8分; 0. 2 M NaCf8〜1
0分; 0. 2 −0. 5 M NaCA直線濃度
勾配lO〜12分;0.5MNaCβ 上記方法に従った活性画分の分画結果( NaC7濃度
及び保持時間)は、ヒトTNFか0.2M、3.7分、
ヒトTNF変換体F4134か0.2M、3.7分、同
F4135か0.2M,3.7分、同F 4205が0
.2M。 3、1分、同F 4391が0.2M,3.4分、同F
4392か0、2M,3.2分、同F 4398か0
.2M,3.3分、同F 4409が0.2M、3.2
分及び同F 4410が0.2M。 3、4分てあった。 第4ステップ:モノQ■(HR 515)カラム使用(
流速:1m11分) 0〜6分; 0 −0. 1 5M NaCf直線濃度
勾配6〜11分; 0. 1 5 −0. 2 M N
aCf直線濃度勾配置1〜13分; 0. 2 −0.
5 M NaCA+直PAa度勾配置3〜15分;
0. 5 M NaCA上記方法に従った活性画分の分
画結果( NaCf濃度及び保持時間)は、ヒトTNF
が0.16M、6.5分、ヒトTNF変換体F4135
が0.16M、6.7分、同F 4205か0. 17
M, 7. 1分、同F4391か0. 15M。 5、4分、同F 4392か0.16M, 6.7分、
同F 4398が0、 16M, 5. 8分、同F
4409か0.16M, 7.8分及び同F4410か
0.17M, 7. 5分てあった。 かくしてヒトTNF及びヒトTNF変換体の精製試料を
得た。この試料を使用して後記実施例7の抗腫瘍活性の
評価を行った。 上記精製の過程および精製試料について5DS−ポリア
クリルアミドゲル電気泳動を行い、ヒトTNF及び変換
体ポリペプチドの発現および精製の確認をした。各試料
をl O mM DTTを含有するLaemml i’
sサンプル・バッフy −(62.5mM Tris
−HCI pH 6.8、2%SO3 、0.01%B
PB及び10%グリセロール)に加え、Laernml
i (Nature, 227。 680 (1970))の方法に準じ、15%の分離用
ゲルを用いて泳動を行った。電気泳動終了後、分離用ゲ
ル中の蛋白質をクマシー・ブリリアント・ブルーで染色
することにより確認した。第7図にその結果の〜部を示
した。それぞれの発現ベクターによるヒトTNF及び変
換体ポリペプチドの発現量はほぼ同程度であり、得られ
た染色ゲルをクロマト・スキャナー(島津、C5−92
0型)にかけてその発現効率を算出したところ、大腸菌
総菌体蛋白質の約20%であった。また、最終精製試料
は、得られた染色ゲルにおいて単一バンドであった。そ
の泳動位置より、ヒhTNF及び変換体ポリペプチドの
分子量を算出し第1表に示した。 なお、蛋白質の物性の一つとして、ヒトTNF及び変換
体ポリペプチドの等電点をアンフオライン(LKB社製
)を用いた等電点ゲル電気泳動法により測定し、得られ
た結果を第1表に示した。 第1表 ヒ1〜TNF及び変換体ポリペプチドの等電点
及び分子量 ヒトT N F 5.6 1
7.0F4134(29Arg−Gln) 5.3
17.0F 4135(”Arg +5er)
5.3 17.0F4205(”Arg−
Pro) 5.2 17.0F4391(”
Arg+Lys) 5.6 17、OF 4
392(”Arg4Asp) 5.0 17
.0F4398(”Arg−His) 5.2,5.
4” 17.0F4409(”Arg−”Vaf
) 5.2 17.0F4410(”Arg
−”Leu) 5.2 17.0実施例7
(in vitro抗腫瘍活性の評価)実施例6で得ら
れたヒトTNF及びヒトTNF変換体ポリペプチドの一
段階精製試料及び精製試料について、マウス由来結合組
繊細胞L 929(ATCCCCLI)に対する細胞傷
害活性をAggarwalら〔J、Biol、 Che
m、、 260.2345 (1985) )の方法に
準じて求めた。すなわち、96ウエルの組織培養用のマ
イクロプレート(コーニング社製)に3X10’細胞1
0.1mA’/ウェルてL929細胞を植え、5%炭酸
ガス存在下37°Cて一晩培養した。培地としては、1
0%のウシ胎児血清を含むDulbeccoによって修
飾されたイーグルのミニマム・エッセンシャル培地(D
ME培地、シグマ社製)を用いた。 翌日、最終濃度1μg/ml!のアクチノマイシンDを
添加した上記培地に培地を交換し、この培地にて段階希
釈した試料を各ウェルに処理した(総培地量0.1mJ
)。更に20時間の培養後、0,5%クリスタル・バイ
オレット溶液(0,5%クリスタル・バイオレット/2
0%メタノール)にてプレートに付着した生細胞を染色
(室温、15分間)した。l rnM CaCA’
2及び1mN口1gcβ2を含むリン酸バッフy −P
BS (10mM Na−K phosphate 、
0.8%NaCi及び0.02%KCA’)で充分洗
浄した後、30%エタノールを含む0.0IN塩酸溶液
0.1mj?を用いてプレートに残ったクリスタル・バ
イオレットを抽出し、その吸光度(492nm)をEI
Aリーダー(バイオ・ラド社製、モデル2550)で測
定した。 この吸光度は生存細胞数に比例する。そこで、試料無処
理ウェルの吸光度の50%の値に相当する吸光度を示す
ウェルにおける試料の最終希釈率を求め、この試料希釈
率の逆数をその試料の1mA7当たりのユニット数(ユ
ニット/mA)と定義する。 上記方法に準じて求めたL929細胞傷害活性(ユニッ
ト/ m I! )から各試料の比活性(ユニット/■
・protein)を算出するために、各試料の蛋白定
量を行った。定量はBradford法(Anal。 Biochem、、 72.248 (1976))に
準じ、標準試料としてウシ血清アルブミンを用いて蛋白
濃度(■/rnA)を求めた。これらの結果より、ヒト
TNF及びヒトTNF変換体試料について算出した比活
性を第2表に示した。 第2表 ヒトTNF及び変換体ポリペプチドのL929
細胞傷害活性 一段階精製試料 精製試料 ヒトTNF 2.7x1078.0xlO7
F4134 1.3X1071.0XI07F
4135 4.7X10@1.1X107F4
205 1.5X10’ 3.0XIO
3F4391 1.6X1073.4X107
F4392 8.9X10’ 1.1X
107F4398 6.0X10’ 7
.7X106F4409 2.9xlO”
6.7xlO’F4410 ]、0X1
079.5X10’上記第2表からヒトTNF変換体ポ
リペプチドはヒトTNFと同様のL929細胞に対する
細胞傷害活性作用を有することかわかる。ただし、ヒト
TNF変換体F 4205はかなり低い細胞傷害性を示
した。 実施例8 (in vivo抗腫瘍活性の評価)実施例
6で得られたヒトTNF及びヒトTNF変換体の一段階
精製試料について、マウス可移植線維芽肉腫MethA
腫瘍に対する抗腫瘍治療活性を求めた。試験は、生理食
塩水に懸濁したlXl0’細胞/ 0.2 rnlのM
ethA腫瘍細胞(佐々木研究所より分与)をBALB
/cマウス(雄、5週令、チャールズ・リバー)の背中
部皮下に移植し、8日後腫瘍径が6〜10mmに達した
のを確認し、生理食塩水にて段階希釈した試料(0,2
mj’/マウス)を尾静脈より投与することにより行な
った。致死量を最高投与量とし、数段階の希釈により各
投与試料を作製した。 投与後約2週間、腫瘍増殖等の観察を続けた。 腫瘍増殖については、腫瘍容積(腫瘍塊の長径×短径2
/2)を計測し、試料投与臼(0日)の腫瘍容積に対す
る腫瘍容積率を求め、この値か2又は5となる試料投与
臼からの日数(D2又はD5)を算定する。そして、コ
ントロール群(生理食塩水投与)に対する比率を算出し
、D2%コントロール値及びD5%コントロール値を求
めた。その値か大きい程、腫瘍増殖能か低下しており高
い抗腫瘍活性を示すことを意味する。 上記に準じて得られた結果を第3表に掲載した。 その結果、ヒトTNF変換体F 4134、同F439
LF 4392、同F 4398及び同F 4409は
ヒトTNFに比し、死亡率か0%のときの投与量で高い
腫瘍容積率を示しており、マウス移植Meth A腫瘍
に対する抗腫瘍治療効果か高いことかわかる。
チドを提供することに係り、ポリペプチド自身、それを
含む医薬組成物、その製造方法、その遺伝子組換えDN
A及びプラスミド、形質転換微生物細胞などに関する。 「従来の技術」 TNF (腫瘍壊死因子)は、1975年にCarsw
ellらにより、予めBacillus Calmet
te Guerin(BCG)に感染され、エンドトキ
シンで処理したマウスの血清中に存在することか見出さ
れた生理活性物質であり(Proc、 Natl、 A
cad、 Sci、 USA 723666(1975
)) 、1984年にPenn1caらにより、ヒトT
NFのcDNAをクローニングしヒトTNF蛋白質の全
−次構造(アミノ酸配列)か明らかにされた(Natu
re 312.724 (1984)) 。TNFは腫
瘍細胞に対する細胞傷害活性、移植腫瘍に対する出血性
壊死、増殖の抑制なと特異的な抗腫瘍作用を有するか、
最近では高脂血症、血圧低下、発熱などの副作用も生じ
うろことか報告されており、薬効、副作用なとでより優
れたものを見出すべく研究、開発かなされている。例え
は特開昭61−40221、同63−119692 、
特開平1−277488各号公報では遺伝子操作技術に
よりヒトTNF蛋白質中の特定のアミノ酸を欠失したり
、他のアミノ酸に置換したり或は付加したりしてヒトT
NF蛋白質を提供している。 「発明の開示」 本発明者らはヒトTNF蛋白質のアミノ酸配列において
29番目のアルギニンを他のアミノ酸に置換したところ
、抗腫瘍活性か高く、副作用の低い文献未記載のヒトT
NF変換体ポリペプチドが得られることを見出し、その
知見に基いて発明を完成した。 本発明は、配列表配列番号lで示した1番目のSerか
ら155番目のLeuまでで表わされるアミノ酸配列に
おいて29番目のArgか他のアミノ酸により置換され
た配列を有するポリペプチドに係る。また当該ポリペプ
チドをコードするDNAを含む組換えプラスミド、この
組換えプラスミドにより形質転換された微生物細胞、こ
の微生物細胞によるポリペプチドの製造方法、医薬組成
物、前記アミノ酸配列のN末端にメチオニンの結合した
ポリペプチド並びに配列表配列番号2で示した1番目の
Tから465番目のGまでで表わされる塩基配列におい
て85〜87番目のArgをコードするCGCを他のア
ミノ酸をコードするコドンにより置換された配列を有す
るDNAにも係る。 本明細書全般を通じてアミノ酸、ポリペプチド、塩基、
それらの配列を表わすとき下記のリストのものを用いる
。 アミノ酸: 塩基: また本明細書で使用した略号は次のとおり意味する。 dGTP:デオキシグアノシン三リン酸(Deoxy
guanosine triphosphate)S
D S : Sodium dodecyl 5ulf
ateB P B : Bromophenol Bl
ue(ブロモフェノールブルー) DTT ニジチオスレイトール(Di thiothr
eitol)PMS F : Phenylmethy
lsulfonyl FluorideCPG樹脂:
Controlled−Pore Glass樹脂本発
明において29番目のArgを置換する他のアミノ酸と
してはA+A’a、 Cys、 Asp、 Giu、
Phe。 Gly、 His、 (βe、 Lys、 Leu、
Met、 Asn、 Pro、Gln、 Ser、 T
hr、Val、Trp又はTyrか挙げられるか、Gl
n、 Set、 Pro、 Lys、 Asp、、Hi
s、 Val又はLeuか望ましい。 次に本発明についてその実施態様を詳しく記載するか、
本発明に係る遺伝子操作技術については多くの文献によ
り記載されている方法や手段を適宜調整し乍ら適用する
。その文献を参考までに以下に列挙する。 T、Maniatis et al、(1982):
Mo1ecular Cloning。 Co1d Spring Harbor Labora
tory、 R,Wu et al。 (1983):λ(ethods in Enzymo
logy、 100及び+01、R,Wu et a
l、 (1987): Methods in Enz
ymology。 153、 154及び155 本発明のポリペプチドは種々の方法、手段、機械を用い
て製造することかできるか、代表的な製造方法を下記す
る。 (1) ヒトTNF遺伝子の取得 ヒトTNF遺伝子の塩基配列及びアミノ酸配列は前述の
とおり、Penn1caらにより明らかにされており、
その塩基配列を適宜変更してヒトTNF遺伝子を配列表
配列番号3のようにデサインする。 その際、宿主細胞(大腸菌なと)に適したコドンを選択
するのか望ましく、また後述のDNA断片の連結による
クローン化並びに変換体作製のための遺伝子改変か容易
に実施できるように適当な位置に適当な制限酵素切断部
位を配置するのか望ましい。勿論ヒトTNF遺伝子の上
流には翻訳開始コドン(ATG)を、下流には翻訳終止
コドン(TAA、TGA又はTAG)をそれぞれ読み取
り枠に合致させるように設置する必要かあり、また翻訳
開始コドンの上流並びに翻訳終止コドンの下流にそれぞ
れ適当な制限酵素切断部位を設置してベクターへの適用
性、クローン化の簡便性を図るのか好ましい。 ヒトTNF遺伝子は玉鎖・下鏡それぞれについて幾つか
のオリゴヌクレオチドに分けて化学合成し、ブロックご
とに順次適切に連結する方法により作製できる。例えば
配列表配列番号3及び同4においては、ヒ)TNF遺伝
子の各鎖を約50塩基程度ずつ10本のオリゴヌクレオ
チドに分け、合計20本化学合成する。その合成方法と
してはジエステル法(H,G、 Khorana、”S
ome RecentDeveloprnents i
n Chemistry of Phosphate
Estersof Biological rnter
esじ、 John Wiley and 5ons。 Inc、、 New York(1961))、l・ジ
エステル法f:R,L。 Letsinger et at、 J、 Am、
Chem、 Soc、、 89. 4801(
1,967))及びホスファイ1〜法〔八1. D、
Matteucciet al、 Tetrahedr
on Lett、、 21.719 (1980))か
挙げられるか、全自動DNA合成機を用いたホスファイ
ト法か操作性などから好んで用いられる。 合成されたオリゴヌクレオチドは例えば逆相クロマトカ
ラムを用いた高速液体クロマトグラフィー、ポリアクリ
ルアミドゲルを用いた電気泳動なとの通常の精製方法に
より精製される。その後、オリゴヌクレオチドは例えば
T4ポリヌクレオチ1〜キナーセを用いてリン酸化し、
アニール化した後T4DNAリガーセを用いて連結する
。ここではオリゴヌクレオチドを幾つかのブロックに分
け、所望のヒトTNF遺伝子配列か得られるように順次
連結し、制限酵素て切断又はT4DNAポリメラーセに
よる平滑化後、電気泳動なとにより精製する。得られた
DNA断片について例えはpUc8、同9、同18、同
19 (J、 Messing et al、 Gen
e。 19、259 (1982))のようなプラスミドベク
ターに組み込み、常法によりコンピテントセルを形質転
換してクローン化する。得られたクローンより公知の方
法に従ってプラスミドDNAを抽出精製し、ベクターに
挿入されたDNA断片の塩基配列が目的の遺伝子配列を
達成したか否かを点検する。達成できたヒトTNF遺伝
子の各部分について、それぞれを含むプラスミドベクタ
ーより制限酵素を用いて切り出し、再度前記ベクターに
連結後組み込み、クローニングすることにより目的の完
全長のヒトTNF遺伝子を有するプラスミドベクターを
得る。かくして得られたプラスミドベクターを制限酵素
で切断後、ゲル電気泳動法によって分離精製することに
より所望のヒトTNF遺伝子を得ることかできる。 一方、前述の方法に対してはTNFを発現しているヒト
細胞由来のmRNAよりヒトTNFをコードするcDN
Aを作製し、そのcDNAを使用する方法を適宜組合せ
てもよい。 (2) ヒトTNF発現ベクターの構築前記(1)で
得られたヒl−T N F遺伝子は適切に発現ベクター
に挿入してヒトTNF発現ベクターを構築する。発現ベ
クターは翻訳開始コドン(ATG)の上流に転写プロモ
ーター領域並びに翻訳シグナルであるSD(シャイン・
ダルガーノ)配列を有し、翻訳終止コドン(TAA、T
GA又はTAG)の下流に転写ターミネータ−領域を有
する必要がある。また、転写プロモーターとしては、t
rpプロモーター、lacプロモーター、tacプロモ
ーター、PLプロモーター、PH05プロモーター、A
DClプロモーターなどが使用でき、転写ターミネータ
−としては、trpターミネータ−1rrnBターミネ
ータ−1ADC[ターミネータ−などか使用できる。こ
のような発現ベクターは、例えばpKK223−3(フ
ァルマシア) 、pPL−1ambda (同左)など
の市販品の中から容易に入手できるがこれらを改良して
発現性或は取扱性をより高度化したものを使用してもよ
い。 (3) ヒトTNF変換体発現ベクターの構築ヒトT
NF変換体ポリペプチドをコードするDNAの作製方法
としては例えば次の方法が挙げられる。 (i)前記(1)ヒトTNF遺伝子の取得で記載した方
法に準じて化学的に合成したオリゴヌクレオチドを適切
に連結することにより作製する。この方法によればアミ
ノ酸、ポリペプチドなどの置換、付加又は欠失の改変は
自在である。 (ii)前記(1)で作製したヒトTNF遺伝子を適当
な制限酵素で切断し、遺伝子内の特定領域を除去した後
、変異を導入した塩基配列を有する合成オリゴヌクレオ
チド(例:上下鏡をアニール化して連結した二本鎖DN
A断片)又は適当な他の遺伝子を組み込む。この方法に
よって前記(i)の場合と同様、改変を自在に行なうこ
とかできる。−(ii)変異を導入した塩基配列を有す
る合成オリゴヌクレオチドをプライマーとして用いDN
A鎖を延長することにより、変換体ポリペプチド遺伝子
を作製する(部具特異的変異法(T、 A、 Kunk
elet al、 Methods in Enzym
ology、 154.367 (1987)〕)。こ
の方法は10塩基対を越える比較的長いDNA鎖の付加
及び挿入には適用し難いが、その他の改変は前記(i)
の場合と同様に行うことができる。特に任意のアミノ酸
を置換することに適している。 本発明では(ii)の部位特異的変異法か好適であるの
で、以下これを中心に説明する。 先ず部位特異的変異法を行なうにあたり、鋳型DNAを
作成する。前記(1)で得られたヒトTNF遺伝子を、
Messingら(Methods in Enzym
ology。 153 、3 (1987))によって開発された一重
鎖プラスミドDNA調製用プラスミドベクター(ptJ
c118、pUc119など)に連結し、大腸菌株に導
入する。得られた形質転換体の中より目的のプラスミド
を有するクローンを選択する。 このプラスミドをdut−及びung−変異大腸菌株(
CJ236株など)に導入し、遺伝子内にウラシルを取
り込ませ、大腸菌株にM13KO7なとの変異型へルバ
ーファージを感染させて目的の一重鎖プラスミドDNA
を取得する。 一方、本発明に係る変換導入部位及びその前後の塩基配
列を存する約15〜50塩基のオリゴヌクレオチド・ブ
ライマーを化学合成する。このブライマーと前述の工程
で得られるウラシル導入−重鎖ブラスミドDNAとをア
ニール化した後、例えばT4DNAポリメラーゼ及びT
4DNAリガーゼを用いて、二本鎖化する。鋳型である
ウラシルを含むDNA鎖を不活性化し変異導入頻度を高
めるために、二本鎖となったプラスミドをυn g +
の大腸菌株に導入する。前述のブライマーをプローブと
して用いコロニー・ハイブリダイゼ゛−ジョンを行ない
、目的の変換体ポリペプチドをコードするDNAを含む
プラスミドを有するクローンを、得られた形質転換体中
より選択する。 前述で得られるプラスミドから制限酵素切断処理により
ヒトTNF変換体ポリペプチドをコードするDNA断片
を切り出し、前記(2)の場合と同様に発現ベクターに
挿入して目的のヒトTNF変換体発現ベクターを構築す
ることかできる。 発現ベクターを大腸菌株のような宿主細胞へ導入するこ
とについては例えば塩化カルシウム法により作製した大
腸菌株のコンピテントセルを用いる公知の方法(Mol
ecular Cloning、 T、 Maniat
iset al、 (1982) )に従って行なう。 宿主細胞としては大腸菌、枯草菌、酵母なとの微生物細
胞か使用てきるか、なかでも大腸菌としてはJλ183
、JM103などのE、 coli K−12株の変異
種か挙げられる。 (4) ヒトTNF変換体ポリペプチドの取得本発明
においては前記(3)で記載の形質転換された微生物細
胞を培養し、目的のヒl−T N F変換体ポリペプチ
ドを培養物中に産生、蓄積させて分離する。微生物細胞
、特に大腸菌の培養方法としては従来から知られている
方法、例えは大腸菌か要求する栄養素を含んだ培養液に
大腸菌を接種し、普通32〜37°Cで約12〜24時
間振どう又は攪拌することにより短時間に大量に培養す
る方法か使用できる。培地は例えばL培地、M9培地な
と〔前記Mo1ecular Cloning参照〕か
使用でき、必要に応じてアンピシリンなとの抗生物質を
添加したり、培養開始時或は培養中にlacプロモータ
ー、tacプロモーターなとの転写プロモーターの効率
を高めるためにイソプロピル−β−D−チオガラクI・
ピラノシドを添加することもできる。 本発明のヒ)TNF変換体ポリペプチドは培養後、普通
、微生物細胞の集合体をトリスバッファーに懸濁させた
状態で超音波処理することにより破砕処理を施し、遠心
分離操作を行ない菌体残渣を除去することにより得られ
る。更に、かくして得られたものは核酸・エンドトキシ
ン除去剤処理、フィルターによるろ過、陰イオン交換ク
ロマトグラフィーその他従来からの蛋白質の分離精製方
法を組み合わせることにより、−層積製することができ
る。 本発明のヒトTNF変換体ポリペプチドはヒトTNFの
持つ抗腫瘍作用と同様の作用を存し、しかもヒトTNF
に比し優れた抗腫瘍活性を示し、副作用も軽減するので
抗腫瘍剤、医薬の活性成分として有効である。本発明の
ヒトTNF変換体ポリペプチドは、なかでも、前記アミ
ノ酸配列で第29番目のArgがGj7n、 LysS
Asp、 His又はVafにより置換されたものか好
ましい。その医薬組成物の製剤に当っては薬理上許容さ
れる担体又は希釈剤とともに医薬組成物に製剤すること
かできる。 本発明の医薬組成物の剤型としては、外用剤、経口投与
剤、注射剤などがあげられ、それぞれの剤型にあった投
与方法で投与される。 実施例1 (ヒトTNF遺伝子のデザイン)既に報告さ
れているCPenn1caら、前出〕ヒトTNF構造遺
伝子のアミノ酸配列を基に、ヒトTNF遺伝子の塩基配
列について遺伝子構築及び変換体作製の便宜上、配列表
配列番号3のDNA塩基配列をデザインした。ここでは
適当な間隔て制限酵素切断部位を組み込み、またプラス
ミドベクターと容易に連結できるように翻訳開始コドン
(ATG)の上流に制限酵素EcoRIによる切断部位
を、翻訳終止コドン(TAA及びTGA)の下流には制
限酵素HindIIIによる切断部位をそれぞれ設けた
。 実施例2(オリゴヌクレオチドの化学合成)前記実施例
1でデザインされたDNAは、自動DNA合成機(アプ
ライド・バイオシステムズ、モデル381A)を用いて
、ホスファイト法にて化学合成した。合成は配列表配列
番号4て示した塩基配列を存するU−1〜IO及びL−
1〜IOの20本のオリゴヌクレオチドに分割して行い
、合成されたオリゴヌクレオチドのCPG樹脂(フナコ
シ社販売)からの切り出し及び保護基脱離は、アプライ
ド・バイオシステムズ社のマニュアルに従った。 各オリゴヌクレオチドの分離精製は逆相クロマ1、カラ
ムを用いたHPLC(高速液体クロマトグラフィー)又
は7Mウレアを含むポリアクリルアミドゲル電気泳動(
ゲル濃度IO〜20%)により行った。 HPLC法については、ヌクレオジル5C18カラム(
φ4.6X150mm:ケムコ社販売)を用いた逆相ク
ロマトグラフィーによって、アセトニトリルを含むトリ
エチルアミノ酢酸(100mN0バツフアー(pH7,
0)で溶出することにより分離精製した。上記溶出は、
アセ)・二)・ジルの直線濃度勾配を5〜35%(30
分)とし、約15分のピークを回収した。 ポリアクリルアミドゲル電気泳動法に関しては、各合成
オリゴヌクレオチド試料を電気泳動により分離し、紫外
線シャドウィング法による泳動パターンの観察結果より
目的の大きさのバンド部分を切り出し、そのポリアクリ
ルアミドゲル断片を約1〜2mm’の大きさに切りきざ
み、約2mffの溶出バッファ −(0,5M NHJ
Ac及びImM EDTA )を加え、37°Cて一晩
振とうした。各オリゴヌクレオチドを含む溶出バッファ
ーを回収し、フェノール抽出(50%フェノール150
%クロロホルム溶液使用)、イソブタノール抽出を行い
、エタ、7−ル沈殿操作により各オリゴヌクレオチドの
精製試料とした。 合成・精製したオリゴヌクレオチドの一部について、マ
キサム・ギルバード法(A、M、Maxam et a
l。 Methods in Enzymology、654
99 (i980) ]により、目的の塩基配列を有し
ていることを確認した。 以下(実施例3.4及び5)の遺伝子組換えに係わる操
作において、制限酵素及び他の関連酵素の反応条件等は
、おもにMo1ecular Cloning (前出
)記載の方法に準じた。なお、上記酵素等はおもに宝酒
造より入手しており、宝酒造のマニュアルも参考にした
。 実施例3(合成オリゴヌクレオチドの連結によるヒトT
NF遺伝子の構築) (1)まず第1図に従ってヒトTNF遺伝子の構築を試
みた。 前記実施例2で得られる合成オリゴヌクレオチドを3つ
のグループ(U及びL−1〜4、U及びL−5〜7並び
にU及びL−8〜10)に分けてクローニングを行った
。すなわち、U−2,3,4,6,7,9及びIO並び
にL−1,2,3,5,6,8及び9の各オリゴヌクレ
オチド(l−2μ ヌクレオチドキナーセ(宝酒造)を用いて、それぞれ別
々にリン酸化する。リン酸化反応は10μβの水溶液中
(50mM Tris−H(、j7 pH 7.6、1
0mMMgCff2、0. 1mM Spermidi
ne, 0. 1mM EDTA, 10mMDTT及
び1mM ATP)、37°Cて1時間行い、反応終了
後、70°Cて10分間処理することによりT4ポリヌ
クレオチトキナーセを失活させた。新たに、l−2μ 及び10の各オリゴヌクレオチドをそれぞれ別々に含む
上記と同組成の水溶液lOμβを用意し、それぞれU及
びLの同じ番号同士で各オリゴヌクレオチド(U−1〜
10及びL−1〜10)水溶液を混合しく20μp)、
100°Cて5分間煮沸後徐冷することによりアニール
化した。次に、得られた10本のアニーリング体(二本
6! D N A断片)を、各グループごとに連結反応
のための水溶液(66mM Tris−HCβpH7.
6、6. 6mM MgCβ2、10m!,l DTT
, 1mM ATP及び100μg/mff BSA)
に添加しく総液量120〜160μA)、40°Cに加
温後徐冷によるアニール化の後、700ユニツトのTJ
DNAリガーゼ(宝酒造)を加えて、16°Cで15
時間連結反応を行った。反応終了後、各反応液をポリア
クジルアミドゲル電気泳動(ゲル濃度6%)により分離
し、エチジウムブロマイド染色法による泳動パターンの
観察結果より目的の大きさ(176bp, 150 b
p及び153 bp)のバント部分を切り出し、エレク
トロ・エリコーション法により目的とする3本のDNA
断片を回収した。更に、回収した各試料に対してフェノ
ール抽出(50%フェノール150%クロロホルム溶液
使用)、イソブタノール抽出を行い、エタノール沈殿操
作により目的のDNAを精製した。上記方法に準じて、
精製した3本の二本鎖DNA断片をそれぞれ別々にその
5′末端をT4ポリヌクレオチドキナーゼを用いてリン
酸化し、連結反応のための水溶液中にて混合の後、40
°Cの加温によりアニール化を行い、T4DNAリガー
ゼを加えて連結した。エタノール沈殿操作によりこの連
結DNAを回収し、1mMDTT及び100μg/艷B
SAを含む50μβのハイ・ソルトバッフ7− (50
mM Tris−HCA pH7,5,100mM
NaCA、10mM l+Igci’ 2)に溶解させ
、154ニツトの制限酵素EcoRI (宝酒造)及び
15ユニットの制限酵素Hind m (宝酒造)を添
加して、37°Cで2時間切断反応を行った。反応終了
後、上記方法に準じて、ポリアクリルアミドケル電気泳
動(ゲル濃度4%)により目的とするDNA断片(約4
80bp)を分離精製した。 一方、プラスミドベクターptJc9 (九州大学遺
伝情報実験施設より分与)の5μgを、前記の方法に準
じて、制限酵素EcoRI及びHind IIIで切断
し、アガロースゲル電気泳動(ケル濃度1%)により約
2.7KbpのDNA断片を分離精製した。 先に精製した約480bpのDNA断片(ヒトTNF遺
伝子を含む)とこのpUc9断片を、前記の方法に準じ
て、20μlの連結反応液中にて混合し、350ユニツ
トのT4 DNAリガーゼを添加し、16°Cて3時間
連結反応を行った。塩化カルシウム法(Molecul
ar Cloning参照〕により作製したE、col
i K12 JM83株(九州大学遺伝情報実験施設に
より分与)のコンピテントセルを、上記連結反応液によ
り常法に従って形質転換した(MolecularC1
oning参照〕。 得られたアンピシリン耐参照口−ンより、公知の方法を
用いてプラスミドを調製し、前記の方法に準じて、制限
酵素(EcoRI及びHindllI)処理後、アガロ
ースケル電気泳動によりその泳動パターンを解析するこ
とにより、ヒトTNF遺伝子のplJc9ベクターへの
挿入を調べた。その結果、約250bpの遺伝子の挿入
か確認てき、そのクローンについて挿入された遺伝子の
塩基配列をダイデオキシ法CF、Sanger、 5c
ience、 214.1205 (1981))によ
り調べたところ、EcoRI部位から下流に約130b
pとHindI[部位から上流に約90bpの目的とす
るヒトTNF遺伝子の塩基配列を有する遺伝子断片であ
ることか確認された。このクローン及びプラスミドをそ
れぞれpUA41/JM83及びpUA41と命名した
。 (2)引き続き、第2図に従ってヒトTNF遺伝子の構
築を試みた。 前記(1)工程でのクローニングでヒトTNF遺伝子の
塩基配列において未達成な領域周辺を2つのグループ(
U及びL−3〜6並びにU及びL−6〜9)に分け、前
記(1)工程と同様にして、各オリゴヌクレオチドをリ
ン酸化し、アニール化した後、T4 DNAリガーゼに
より連結した。前記方法に準じて、ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動(ゲル濃度696)により分離精製し、得
られた2本のDNA断片(201bp及び200bp)
をそれぞれ別々に100μAの67m111 Tris
−HCA’ (pH8,8)、6.7mλ(MgCβ2
.16.6mM (NH4)2SO4,6,7μA(E
DTA、 1mM DTT、 200 ug/ml
BSA及び各330μMデオキシリボヌクレオチド三
リン酸(dATP、 dGTP、 dCTP及びTTP
)水溶液にて溶解し、2〜5ユニツトのT4 DNAポ
リメラーゼ(宝酒造)を添加し、37°Cて30分間反
応することによりDNA断片の両末端を平滑化した。反
応終了後、68°Cで10分間処理することによりT4
DNAポリメラーゼを失活させ、エタノール沈殿によ
り目的の2本のDNA断片を回収した。 一方、5μgのpUc9ベクターをl mM DTT及
び100μg/m1BSAを含む50μβのミデイアム
・ソルトバッフy −(10mM Tris−HC,i
? pH7,5,50+n1lNaC(!及びl0mM
MgCl 2)に溶解させ、15ユニツトの制限酵素
HincII (宝酒造)を添加し、37°Cで2時間
の反応後、エタノール沈殿により回収した。得られた切
断・開環したpUC9ベクターに、先に平滑化後回収し
た2本のDNA断片をそれぞれ別々に、前記方法に準じ
て、T4 DNAリガーゼを用いて組み込み、E、co
li K−12JM83株を形質転換した。得られたそ
れぞれのクローンについて、前記(1)工程と同様にし
て、挿入されたDNAの塩基配列を調べ、目的の塩基配
列であることを確認した。これらのクローンをそれぞれ
pLIA42/Jλ(83及びpUA43/J入(83
と命名し、プラスミドをp[JA42及びptJA43
と命名した。 上記(1)工程で得られたpUA41を制限酵素Eco
R1(ハイ・ソルトバッファ−)及び5acI(宝酒造
、ロウ・ソルトバッファー)、制限酵素Hae II(
宝酒造)及び旧ndIII(ミデイアム・ソルトバッフ
ァー)て、上記(2)工程で得られたpLIA42を制
限酵素Sac I (ロウ・ソルトバッファー)及びH
pa I(宝酒造二KCβバッファー)で並びにp[J
A43を制限酵素Hpa I及びHaeII (K(J
7バツフアー)で、前記方法に準じて、それぞれ切断し
た。ロウ・フルトバッフy −(10mM Tris−
HCj? pH7,5及び10mM hc(! 2)
とハイ・ソルトバッファー又はKClバッフy −(2
0mM Tris−HCIpH8,5,100mM K
CJ7及び10mM MgCj72)の組み合わせにつ
いては、切断反応を2回に分け、反応の間にエタノール
沈殿操作を行うことにより対応した。pUA41からの
ECORl−8ac I DNA断片(127bp)及
びHaeII−HindI[DNA断片(80bp)、
pUA42からのSac I −Hpa I DNA断
片(147bp)並びにpLIA43からのHpa I
−HaeII DNA断片(126bρ)を、前記方
法に準じて、それぞれポリアクリルアミドゲル電気泳動
(ゲル濃度6%)により分離精製した。 一方、5μgのptJc19プラスミドベクター(九州
大学遺伝情報実験施設より分与)を、前記の方法に準じ
て、制限酵素EcoRI及びHindI[Iで切断し、
約2.7 kbpのDNA断片をアガロースゲル電気泳
動(ゲル濃度1%)により分離精製した。先に精製した
4本のDNA断片を図示(第2図)したように順次添加
し、前記方法に準じて、T4 DNAリガーゼを用いて
連結して行き、最後に上記の精製pUc19ベクター(
約2.7Khp断片)に絹み込み、JM83株を形質転
換した。この形質転換体に含まれるプラスミドDNAに
ついて、前記方法に準じて、挿入されたDNAの塩基配
列を調へたところ、目的とする完全長(約480bp)
のヒ)TNF遺伝子を含むプラスミドベクター(約3.
2 Kbp)を有するクローンであることが確認できた
。このクローンを pUA44/JM83と命名し、プ
ラスミドをpUA44と命名した。 実施例4(ヒトTNF発現ベクターの構築)(1)
大腸菌taCプロモーターを有する発現ベクターpKK
223−3 (ファルマシア社より入手)をより扱い
やす(する目的で以下の改良を試みた。 i)発現ベクターを低分子量化する。 1i)制限酵素BamHIの切断部位を唯一とする。 1ii)tacプロモーターの方向をアンピシリン耐性
遺伝子の方向と逆向きにする。 第3図にその方法を図示した。 プラスミドベクターpBF?322 (九州大学遺伝
情報実験施設より分与)の5μgを、実施例3の方法に
準じて、制限酵素EcoRI及び旧ndIIIで切断後
、その両末端をT4 DNAポリメラーセを用いて平滑
化した。実施例3の方法に準してアガロースゲル電気泳
動(ゲル濃度1%)により約4.4 KbpのDNA断
片を分離精製し、その開環部位に1100nのBglI
Iリンカ−(制限酵素BglII切断部位を含む10b
pの二重鎖DNA断片・宝酒造より入手)をT4 DN
Aリガーゼを用いて挿入連結した。 前記実施例3の方法に準じて得た形質転換体のなかより
、そのプラスミドについて制限酵素による切断の可否を
調へることにより、目的の制限酵素EcoRI及び旧n
dlI[切断部位を欠き、制限酵素Bg1■切断部位を
新生したプラスミドpBR9333(約4.4Kbp’
)を有するクローンを得た。 上記で得たプラスミドpBR9333の5μgを、実施
例3の方法に準して、ハイ・ソルトバッフ了−に溶解し
、制限酵素BglI[(宝酒造)及びPvu K(宝酒
造)で切断し、複製起点を含む約2.3KhpのDNA
断片をアガロースゲル電気泳動(ゲル濃度1%)により
分離精製した。一方、発現ベクターpKK223−3(
約4.6 kbp’)の5μgを上記同様ハイ・フルト
バッファーに溶解し、制限酵素BamHI (宝酒造)
及び5caI(宝酒造)で切断した。制限酵素BamH
Iによる切断反応は、添加酵素量を通常の約1/2とし
、反応時間を5〜30分間とする部分切断により行った
。切断処理後、tacプロモーター及びrrnBT+T
2ターミネータ−等を含む約1.]、KbpのDNA断
片を上記同様アガロースゲル電気泳動により分離精製し
た。先に精製した複製起点を含む約2.3kbpのDN
A断片に上記の約1.IKbpのDNA断片を前記に準
じてT4 DNAリガーゼを用いて挿入連結し、実施例
3の方法に準じて、塩化カルシウム法により作製したE
、coli K−12JM103株(九州大学遺伝情報
実験施設)のコンピテントセルに導入した。得られた形
質転換体の中より、目的とするtacプロモーター等を
含む発現ベクター(約3.4 Kbp)を有するクロー
ンを選択し、この発現ベクターを1)KKIOI と命
名した。 (2)第4図に従って、次の工程を説明する。 前記(1)工程で得た発現ベクターpKKI01の5μ
gを、前記方法に準じて、制限酵素EcoRI及びHi
nd■で切断し、複製起点及び転写調節領域等を含む約
3.4 kbpのDNA断片をアガロースケル電気泳動
(ケル濃度1%)により分離精製した。また、前記実施
例3て得られたヒトTNF遺伝子を含むプラスミドpU
A44 (約3.2 kbp)を、同様にして、制限酵
素EcoRI及びHindI[て切断し、ヒトTNF遺
伝子全域を含む約480bρのDNA断片をアガロース
ゲル電気泳動により分離精製した。このヒ)TNF遺伝
子全域を含むDNA断片を、前記方法に準じて、先に発
現ベクターpKK101より精製した約3.4kbpの
DNA断片にT4 DNAリガーゼを用いて挿入連結し
、前記の方法に準じてE、 coliK−12JMI0
3株に導入した。得られた形質転換の中より目的のヒト
TNF発現ベクター(約3.9Kbp)を有するクロー
ンを選択し、この発現ベクターをpKF4102と命名
した。 実施例5(ヒトTNF変換体発現ベクターの構築)(1
) 第5図に従って説明する。 前記実施例3て得られたプラスミドptJA44を前記
方法に準じて制限酵素EcoRI及びHindIIIて
切断し、ヒトTNF遺伝子(全域を含む約480bp’
)のDNA断片をアガロースゲル電気泳動により分離精
製した。一方Messingら(Methods in
Enzymology。 153、3 (1987) 3によって開発された一重
鎖ブラスミドDNA調製用プラスミドベクターpUc1
19(宝酒造より入手)を、同様にして制限酵素Eco
R■及びHindI[で切断し、IG領領域含む約3.
2KbpのDNA断片をアガロースゲル電気泳動により
分離精製した。このIG領領域M13ファージDNAの
intergenic region)の存在により、
プラスミドpUC119はへルバーファージM13KO
7感染後優先的に一本鎖DNAとなりファージ粒子に包
み込まれ菌体外に放出される。上記で精製したヒトTN
F遺伝子全域を含む約480bpのDNA断片とIG領
領域含む約3.2KbpのpUc119断片を前記に準
じてT4 DNAリガーゼを用いて連結し、前記実施例
3の方法に準じてE、 coli K−12JM83株
に導入した。 得られた形質転換体の中より、目的のプラスミド(約3
.7Kbp)を有するクローンを選択し、このクローン
をptJc 119−hTNF/JM83と命名し、プ
ラスミドをpUc 119−hTNFと命名した。 上記で得たプラスミドpUc119−hTNFを、その
DNA内にウラシルを取り込ませ保持するために、前記
実施例3の方法に準じて、塩化カルシウム法により作製
した大腸菌CJ236株(dat−、ungつのコンピ
テントセルに導入した。CJ236株は、デオキシウリ
ジン三リン酸分解酵素遺伝子に欠失変異(dut”)を
持つため競合反応が生じ、チミンの替わりに一部ウラシ
ルを取り込んだDNAを作ることかでき、更にung−
変異によりウラシルN−グルコシラーゼか欠損しており
、そのウラシルをDNA中に保持してお(ことかできる
。このCJ236株はバイオ・ラドより入手した。上記
導入により得られたクローン(ptJc119−hTN
F/CJ236)をヘルパーファージM13KO7(宝
酒造より入手)の感染後、100μg / meアンピ
シリン、70μg/mlカナマイシン及び30μg /
mlクロラムフェニコールを含む2XYTブロース(
1,6%トリプトン、1%酵母エキス及び0.5%Na
C!!pH7,6)にて培養することにより、目的のウ
ラシルを導入した一重鎖ブラスミドDNA (約3.7
Kbases)をファージ粒子に包み込んだ形で菌体外
に放出させた。放出させたファージ粒子を培養上清より
回収し、−重鎖ファージDNAの調製方法に準じて、目
的の一重鎖ブラスミドDNAを調製した。 (2)次に第6図に従って説明する。 プラス鎖オリゴヌクレオチドを用いてヒトTNF遺伝子
に対し変異導入を行うために、配列表配列番号5で示し
たプライマー4134、同月35、同4205、同43
91.同4392、同4398、同4409及び同44
10をデザインした。このオリゴヌクレオチドの化学合
成及び精製は前記実施例2の方法に準じて行った。 ヒトTNF遺伝子への部位特異的変異導入はバイオ・ラ
ドのシステム(Muta−GeneTMin vitr
。 mutagenesis kit)に準じて行った。す
なわち、上記で作製した約0.5μgのプライマーの5
′末端を前記方法に準じてT4ポリヌクレオチドキナー
ゼによりリン酸化した一部と、先に調製したウラシル導
入−重鎖ブラスミドDNA (ptJc 119−hT
NF)の約200ngとの間て、10μlのアニーリン
グ・バッファ (20mM Trys HCl pH
7,4,2mMK+gCff2及び50 mh! Na
Cff )中にてアニーリング(約70°Cに加温後徐
冷)を行った。アニーリング終了後、10倍シンセシス
・バッファー〔5mM各デオキシリボヌクレオチド三リ
ン酸(dATP、 dGTP、 dCTP及びTTP
)、10mM ATP、100mA(Tris−HCl
pH7,4,50mM MgCj’ 2及び20mM
DTT )を171O容量加え、1ユニツトのT4
DNAポリメラーセ及び2〜4ユニツトのT4 DNA
リガーゼを用いて二本鎖化反応(37°C190分間)
を行った。TEバッフ−r−(10mM Tris−H
Cl pH7,5及び1mM EDTA)を約8容量加
え、凍結することにより反応を停止した。 前記実施例3の方法に準じて、塩化カルシウム法により
作製したE、coli K−12TGI株(ung”
:アマシャム社)のコンピテントセルに、上記反応液
を処理し二本鎖DNAを導入した。ung+株にヘテロ
二本鎖DNAを導入することにより、鋳型であるウラシ
ルを含むDNA鎖は不活性化され複製の対象とならない
。そのため変異の導入頻度は50%を上回る高効率なも
のとなる。得られた形質転換体の中より、変異導入のた
めに使用したプライマーをプローブとしたコロニー・ハ
イブリダイゼーション法を用いて、目的の変換体DNA
を含むプラスミド(約3.7Kbp)を有するクローン
を選択した。選択されたクローンについて、そのプラス
ミドの変異導入部位周辺の塩基配列をダイデオキシ法C
F、 Sanger :前出〕により調へ、デザイン通
りの変換体DNAに変異していることを確認した。 これらのプラスミドをそれぞれpUc1]、9−F41
34、pUc119−F4135、ptJc119−F
4205、pLIc 119−F4391、ptJc1
19−F4392 、pUc119−F4398、pU
c119−F4409及びp(JC119−F4410
と命名した。 変異導入により得られた目的のヒl−T N F変換体
遺伝子を、実施例4のヒトTNF発現ベクターの構築方
法に準じて、tacプロモーターを存する発現ベクター
pKK101に組み込みヒトTNF変換体発現ベクター
を構築した。ヒトTNF変換体遺伝子(約480bp)
は、上記で得られた約3.7KbpのプラスミドpLl
c119−F4134 、ptJc119−F4135
.1)UC119−F4205、pLlc1]9−F4
391、pUc119−F4392、plJcl 19
−F4398 、pUc119−F4409及びpoc
l 19−F4410より、前記方法に準じて、それ
ぞれ制限酵素EcoRI及びHindI[による切断後
分離精製した。目的とするそれぞれのヒトTNF変換体
発現ベクター(pKF4134、pKF4135 、p
KF4205 、pKF4391 、 pKF4392
、pKF4398 、pKF4409及びpKF4
410)は、ヒトTNF発現ベクター(pKF4102
)と同様、宿主としてE。 coli K−12JM103株を用いて取得した。 上記8種類の変換体発現ベクターは、発現誘導により、
以下に示す変換を有する新規生理活性ポリペプチドを大
腸菌内に生産する。 ベクターpKF4134 :配列表配列番号lて示した
29番目のArgかGAnに変換 されたポリペプチドF4134を コードする。 ベクターpKF4135 :配列表配列番号1で示した
29番目のArgかSetに変換 されたポリペプチドF4135を コードする。 ベクターpKF4205 :配列表配列番号1て示した
29番目のArgかProに変換 されたポリペプチドF4205を コードする。 ベクターpKF4391 :配列表配列番号1て示した
29番目のArgがLysに変換 されたポリペプチドF4391を コードする。 ベクターpKF4392 :配列表配列番号1で示した
29番目のArgかAspに変換 されたポリペプチドF4392を コードする。 ベクターpKF4398 :配列表配列番号1て示した
29番目のArgかHisに変換 されたポリペプチドF4398を コードする。 ベクターpKF440’9 :配列表配列番号1て示し
た29番目のArgかVafに変換 されたポリペプチドF4409を コードする。 ベクターpKF4410・配列表配列番号1て示した2
9番目のArgかLeuに変換 されたポリペブチl’ F4410を コードする。 実施例6(ヒトTNF及びヒトTNF変換体の大腸菌に
よる発現及び精製) 実施例4て得られたヒ1−TNF発現ヘクター(pKF
4]02)及び実施例5て得られたヒl−T N F変
換体発現ベクター(pKF4134、pKF4135、
pKF4205、pKF4391、pKF4392、p
KF4398、pKF4409及びpKF4410)を
有するE、 coli K−12Ju103株を、25
〜50μg / mlアンピシリン及び0.001%ビ
タミンB1を含むM9培地(0,6%Na2HPO<、
0.3%KH2PO4,0,05%Na(J? 、O
,I%NHaCf 、 2mMλIgs04.0.2%
クルコース及びO,1mM CaCf’ 2’) 20
mlに接種し、37°C118時間振どう培養を行っ
た。この培養液20m1を上記培地jリッ)〜ル中に加
え、37°C12〜3時間振どう培養を行った。次いて
イソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド(IP
TG’)を最終濃度1 mMとなるように添加し、更に
37°C118時間振どう培養を続けた。 遠心分離操作による大腸菌菌体の回収後、TPバッ”)
7− (10mM Tris−HCl2 pH8,0
及び100μM PMSF)を用いて菌体の洗浄を行っ
た。洗浄後、菌体グラム当たりlO容量(ml )のT
Pバッファーに菌体を懸濁させ、超音波発生装置(ヒー
ト・システムズ;モデルW−225)を用いて菌体を超
音波破砕処理した。得られた懸濁液を遠心分離すること
により、菌体残渣を除去し上溝両分を回収した。この超
音波破砕処理以降の精製工程は、おもに低温下(0°C
〜4°C)で行った。 この上清を0.45μmフィルターにてろ過した後、セ
パビーズFP−DA]3 (三菱化成工業)を用いた陰
イオン交換クロマトグラフィー(カラムサイズ。 φ2.5 X 1.5 cm及び流速:0.5mf/分
)で分画し、後記5DS−ポリアクリルアミドゲル電気
泳動及びL929細胞を用いた後記実施例7の方法に準
じて活性の有無を検定することによって活性画分を得た
。溶出にはNaClを含むTPバッファーを用い、Na
C、e濃度を0.05 Mから0.1M、0.2M、0
.5Mへと段階的に上げ、ヒトTNF並びにヒトTNF
変換体F4134及び同F4135はO,IMNaCI
!で、ヒトTNF変換体F 4205は0.5 MNa
C!で、ヒトTNF変換体F4391、同F 4392
、F 4398、同F 4409及び同F4410は0
.2 M NaCAでそれぞれ溶出した。更に大腸菌菌
体由来のエンドトキシン等を除去するために、核酸・エ
ンドトキシン除去剤C−9(栗田工業製造、大日本製薬
販売)処理を添付マニュアルに準じて行った。かくして
、ヒトTNF及びヒトTNF変換体の一段階精製試料を
得た。この試料を使用して、後記実施例7及び8の抗腫
瘍活性の評価を行った。 上記試料を0.20μmフィルターにてろ過した後、F
PLCシステムによる制御下のモノQ@ (HR10/
10及びHR515)プレパックカラム(ファルマシア
LKBバイオテクノロジー社製)を用いた陰イオン交換
クロマトグラフィーで、NaCβを含むTPQバッフy
−(20mM Tris−HCf2pH8,0及びl
OμM PMSF)によって溶出し、分画を後記5DS
−ポリアクリルアミドゲル電気泳動及びL929細胞を
用いた後記実施例7の方法に準じて活性の有無を検定す
ることによって活性画分を得た。溶出方法は、FPLC
システムの制御下で下記プログラムに従って行った。各
試料における最終ステップは、精製純度を上げるために
5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動において単一
バンドとなるまで数回繰り返した。 第1ステップ:モノQ■(HR515)カラム使用(流
速:1m11分) 0〜2分;OMNaCJ? 2〜15分; O−0,15M NaCj7直線濃度直
線濃度−配置5〜20分 15−0.5 M NaCl
!直線濃度勾配20〜30分; 0.5 M NaCJ
?上記方法に従った活性画分の分画結果(NaCJ?濃
度及び保持時間)は、ヒトTNF変換体F4134か0
.35M、18.0分及び同F4135か0.3 M、
18.0分てあった。 第2ステツプ・モノQ■(HR10/10)カラム使用
(流速=4mρ/分) 0〜5分;0−0.2MNaCff直線濃度勾配5〜1
6分; 0.2 M Na(4216〜20分; 0.
2−0.5 M NaCp直線濃直線濃度勾配2橿〜2
4 上記方法に従った活性画分の分画結果(NaCA濃度及
び保持時間)は、ヒトTNFか0.2M、5.3分、ヒ
トTNF変換体F 4205が0.2M、4.8分、同
F4391か0.2M,4.2分、同F 4392が0
.2M、4、5分、同F 4398か0.2M、4.5
分、同F 4409か0、2M、4.4分及び同F44
10が0.2M、4.5分てあった。 第3ステップ:モノQ @ (HR 515)カラム使
用(流速:1m(!/分) 0〜2.5分; O −0. 2 M NaCA直線濃
度勾配2、5〜8分; 0. 2 M NaCf8〜1
0分; 0. 2 −0. 5 M NaCA直線濃度
勾配lO〜12分;0.5MNaCβ 上記方法に従った活性画分の分画結果( NaC7濃度
及び保持時間)は、ヒトTNFか0.2M、3.7分、
ヒトTNF変換体F4134か0.2M、3.7分、同
F4135か0.2M,3.7分、同F 4205が0
.2M。 3、1分、同F 4391が0.2M,3.4分、同F
4392か0、2M,3.2分、同F 4398か0
.2M,3.3分、同F 4409が0.2M、3.2
分及び同F 4410が0.2M。 3、4分てあった。 第4ステップ:モノQ■(HR 515)カラム使用(
流速:1m11分) 0〜6分; 0 −0. 1 5M NaCf直線濃度
勾配6〜11分; 0. 1 5 −0. 2 M N
aCf直線濃度勾配置1〜13分; 0. 2 −0.
5 M NaCA+直PAa度勾配置3〜15分;
0. 5 M NaCA上記方法に従った活性画分の分
画結果( NaCf濃度及び保持時間)は、ヒトTNF
が0.16M、6.5分、ヒトTNF変換体F4135
が0.16M、6.7分、同F 4205か0. 17
M, 7. 1分、同F4391か0. 15M。 5、4分、同F 4392か0.16M, 6.7分、
同F 4398が0、 16M, 5. 8分、同F
4409か0.16M, 7.8分及び同F4410か
0.17M, 7. 5分てあった。 かくしてヒトTNF及びヒトTNF変換体の精製試料を
得た。この試料を使用して後記実施例7の抗腫瘍活性の
評価を行った。 上記精製の過程および精製試料について5DS−ポリア
クリルアミドゲル電気泳動を行い、ヒトTNF及び変換
体ポリペプチドの発現および精製の確認をした。各試料
をl O mM DTTを含有するLaemml i’
sサンプル・バッフy −(62.5mM Tris
−HCI pH 6.8、2%SO3 、0.01%B
PB及び10%グリセロール)に加え、Laernml
i (Nature, 227。 680 (1970))の方法に準じ、15%の分離用
ゲルを用いて泳動を行った。電気泳動終了後、分離用ゲ
ル中の蛋白質をクマシー・ブリリアント・ブルーで染色
することにより確認した。第7図にその結果の〜部を示
した。それぞれの発現ベクターによるヒトTNF及び変
換体ポリペプチドの発現量はほぼ同程度であり、得られ
た染色ゲルをクロマト・スキャナー(島津、C5−92
0型)にかけてその発現効率を算出したところ、大腸菌
総菌体蛋白質の約20%であった。また、最終精製試料
は、得られた染色ゲルにおいて単一バンドであった。そ
の泳動位置より、ヒhTNF及び変換体ポリペプチドの
分子量を算出し第1表に示した。 なお、蛋白質の物性の一つとして、ヒトTNF及び変換
体ポリペプチドの等電点をアンフオライン(LKB社製
)を用いた等電点ゲル電気泳動法により測定し、得られ
た結果を第1表に示した。 第1表 ヒ1〜TNF及び変換体ポリペプチドの等電点
及び分子量 ヒトT N F 5.6 1
7.0F4134(29Arg−Gln) 5.3
17.0F 4135(”Arg +5er)
5.3 17.0F4205(”Arg−
Pro) 5.2 17.0F4391(”
Arg+Lys) 5.6 17、OF 4
392(”Arg4Asp) 5.0 17
.0F4398(”Arg−His) 5.2,5.
4” 17.0F4409(”Arg−”Vaf
) 5.2 17.0F4410(”Arg
−”Leu) 5.2 17.0実施例7
(in vitro抗腫瘍活性の評価)実施例6で得ら
れたヒトTNF及びヒトTNF変換体ポリペプチドの一
段階精製試料及び精製試料について、マウス由来結合組
繊細胞L 929(ATCCCCLI)に対する細胞傷
害活性をAggarwalら〔J、Biol、 Che
m、、 260.2345 (1985) )の方法に
準じて求めた。すなわち、96ウエルの組織培養用のマ
イクロプレート(コーニング社製)に3X10’細胞1
0.1mA’/ウェルてL929細胞を植え、5%炭酸
ガス存在下37°Cて一晩培養した。培地としては、1
0%のウシ胎児血清を含むDulbeccoによって修
飾されたイーグルのミニマム・エッセンシャル培地(D
ME培地、シグマ社製)を用いた。 翌日、最終濃度1μg/ml!のアクチノマイシンDを
添加した上記培地に培地を交換し、この培地にて段階希
釈した試料を各ウェルに処理した(総培地量0.1mJ
)。更に20時間の培養後、0,5%クリスタル・バイ
オレット溶液(0,5%クリスタル・バイオレット/2
0%メタノール)にてプレートに付着した生細胞を染色
(室温、15分間)した。l rnM CaCA’
2及び1mN口1gcβ2を含むリン酸バッフy −P
BS (10mM Na−K phosphate 、
0.8%NaCi及び0.02%KCA’)で充分洗
浄した後、30%エタノールを含む0.0IN塩酸溶液
0.1mj?を用いてプレートに残ったクリスタル・バ
イオレットを抽出し、その吸光度(492nm)をEI
Aリーダー(バイオ・ラド社製、モデル2550)で測
定した。 この吸光度は生存細胞数に比例する。そこで、試料無処
理ウェルの吸光度の50%の値に相当する吸光度を示す
ウェルにおける試料の最終希釈率を求め、この試料希釈
率の逆数をその試料の1mA7当たりのユニット数(ユ
ニット/mA)と定義する。 上記方法に準じて求めたL929細胞傷害活性(ユニッ
ト/ m I! )から各試料の比活性(ユニット/■
・protein)を算出するために、各試料の蛋白定
量を行った。定量はBradford法(Anal。 Biochem、、 72.248 (1976))に
準じ、標準試料としてウシ血清アルブミンを用いて蛋白
濃度(■/rnA)を求めた。これらの結果より、ヒト
TNF及びヒトTNF変換体試料について算出した比活
性を第2表に示した。 第2表 ヒトTNF及び変換体ポリペプチドのL929
細胞傷害活性 一段階精製試料 精製試料 ヒトTNF 2.7x1078.0xlO7
F4134 1.3X1071.0XI07F
4135 4.7X10@1.1X107F4
205 1.5X10’ 3.0XIO
3F4391 1.6X1073.4X107
F4392 8.9X10’ 1.1X
107F4398 6.0X10’ 7
.7X106F4409 2.9xlO”
6.7xlO’F4410 ]、0X1
079.5X10’上記第2表からヒトTNF変換体ポ
リペプチドはヒトTNFと同様のL929細胞に対する
細胞傷害活性作用を有することかわかる。ただし、ヒト
TNF変換体F 4205はかなり低い細胞傷害性を示
した。 実施例8 (in vivo抗腫瘍活性の評価)実施例
6で得られたヒトTNF及びヒトTNF変換体の一段階
精製試料について、マウス可移植線維芽肉腫MethA
腫瘍に対する抗腫瘍治療活性を求めた。試験は、生理食
塩水に懸濁したlXl0’細胞/ 0.2 rnlのM
ethA腫瘍細胞(佐々木研究所より分与)をBALB
/cマウス(雄、5週令、チャールズ・リバー)の背中
部皮下に移植し、8日後腫瘍径が6〜10mmに達した
のを確認し、生理食塩水にて段階希釈した試料(0,2
mj’/マウス)を尾静脈より投与することにより行な
った。致死量を最高投与量とし、数段階の希釈により各
投与試料を作製した。 投与後約2週間、腫瘍増殖等の観察を続けた。 腫瘍増殖については、腫瘍容積(腫瘍塊の長径×短径2
/2)を計測し、試料投与臼(0日)の腫瘍容積に対す
る腫瘍容積率を求め、この値か2又は5となる試料投与
臼からの日数(D2又はD5)を算定する。そして、コ
ントロール群(生理食塩水投与)に対する比率を算出し
、D2%コントロール値及びD5%コントロール値を求
めた。その値か大きい程、腫瘍増殖能か低下しており高
い抗腫瘍活性を示すことを意味する。 上記に準じて得られた結果を第3表に掲載した。 その結果、ヒトTNF変換体F 4134、同F439
LF 4392、同F 4398及び同F 4409は
ヒトTNFに比し、死亡率か0%のときの投与量で高い
腫瘍容積率を示しており、マウス移植Meth A腫瘍
に対する抗腫瘍治療効果か高いことかわかる。
1!:)1155
翫fり番号 2
配列の長さ、465
配列の型 核酸
鎖の数 −重鎖
トポロジー 直鎖状
配列の種類:他の核酸合成りNA
「す
TCATCT[’CTCGAACCCCGAG TGA
CAAGCCT GTAGCCCATG ’[’l”G
TAGCAAA CCCTCMGCTCTCAGAGA
TA ACCAACTAGT GGTGCCATCA
GAGGGCCU ACCTGATCTA CTCTC
AGGTCCTCTrCAAGG GTCMGGCTG
CCCATCCACCCATGTGCTCCTCAC
CCACACCATCAGCCGCATCGCCGTC
T CCTACCAGACCAAGGTrAACCTC
CTCTCTG CTATrAAGAG CCCCTG
CCAGAGGGAGACCCCCGAGGGCGCA
GAGGCCAAG CCCTGGTATG AGCC
CATCTA TCTGGGAGGGGTCTTTCA
ACTGGAGAAGGG TGACCGACTCAG
CGCTGAGA TCAATCGGCCCGACTA
TCTCGACTrTGCCG AGTCTGGGCA
G(γ「CTACTrT GGGATCAITG C
CCTG配列番号 、3 翫1りの長さ・474 配列の梨 、核 酸 鎖の数 二本鎖 トポロジー、直鎮状 配列の種石:他の核酸合成りNA 配列 〔注1〕番号 開始コドン(’ATC)からの番号
〔注2〕マ又はム オリゴヌクレオチド作製のための切
断位置註3〕制限酵素、ヒトTNF遺1に子構築のため
に設けたIl駅酵素切新部位 〔注4〕英小文字 ヒトTNF遺伝子のプラスミl’ベ
クターへの連結のために設けた制限酵素切断塩基九ノ1
1配列番号 :4 配列の長さj27(U−1)、50(U−2)、49(
U−3)、50(U−4)、50(U−5)、52(U
−6)、48(U−7)、49(tJ−8)、51(U
−9)、53 (U−10)、29(L−1)、52(
L−2)、50(L−3)、50(L−4)、49(L
−5)、49(L−6)、51 (L−7)、49(L
−8)、51(L−9)、49 (L−10) 配列の型 ・核酸 鎖の数 ニー重鎖 トポロジー、直鎖状 配列の種類・他の核酸合成りNA 翫jり番号 =5 配列の長さ:21 (プライマー4134)2+(ブラ
イマー4]35) 21(プライマー4205) 21(ブライマー4391) 21(プライマー4392) 21(プライマー4398) 21 (ブライマー4409) 21(ブライマー4410) 配列の型 :核酸 鎖の数 ニー重鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸合成りNA 〔注二*変異導入塩基〕 (発明の効果) 本発明によれば、ヒトTNFのアミノ酸配列において2
9番目のアミノ酸を他のアミノ酸に変換することにより
、ヒトTNFに比し、抗腫瘍活性が高く副作用の低い新
規なヒトTNF変換体か提供される。
CAAGCCT GTAGCCCATG ’[’l”G
TAGCAAA CCCTCMGCTCTCAGAGA
TA ACCAACTAGT GGTGCCATCA
GAGGGCCU ACCTGATCTA CTCTC
AGGTCCTCTrCAAGG GTCMGGCTG
CCCATCCACCCATGTGCTCCTCAC
CCACACCATCAGCCGCATCGCCGTC
T CCTACCAGACCAAGGTrAACCTC
CTCTCTG CTATrAAGAG CCCCTG
CCAGAGGGAGACCCCCGAGGGCGCA
GAGGCCAAG CCCTGGTATG AGCC
CATCTA TCTGGGAGGGGTCTTTCA
ACTGGAGAAGGG TGACCGACTCAG
CGCTGAGA TCAATCGGCCCGACTA
TCTCGACTrTGCCG AGTCTGGGCA
G(γ「CTACTrT GGGATCAITG C
CCTG配列番号 、3 翫1りの長さ・474 配列の梨 、核 酸 鎖の数 二本鎖 トポロジー、直鎮状 配列の種石:他の核酸合成りNA 配列 〔注1〕番号 開始コドン(’ATC)からの番号
〔注2〕マ又はム オリゴヌクレオチド作製のための切
断位置註3〕制限酵素、ヒトTNF遺1に子構築のため
に設けたIl駅酵素切新部位 〔注4〕英小文字 ヒトTNF遺伝子のプラスミl’ベ
クターへの連結のために設けた制限酵素切断塩基九ノ1
1配列番号 :4 配列の長さj27(U−1)、50(U−2)、49(
U−3)、50(U−4)、50(U−5)、52(U
−6)、48(U−7)、49(tJ−8)、51(U
−9)、53 (U−10)、29(L−1)、52(
L−2)、50(L−3)、50(L−4)、49(L
−5)、49(L−6)、51 (L−7)、49(L
−8)、51(L−9)、49 (L−10) 配列の型 ・核酸 鎖の数 ニー重鎖 トポロジー、直鎖状 配列の種類・他の核酸合成りNA 翫jり番号 =5 配列の長さ:21 (プライマー4134)2+(ブラ
イマー4]35) 21(プライマー4205) 21(ブライマー4391) 21(プライマー4392) 21(プライマー4398) 21 (ブライマー4409) 21(ブライマー4410) 配列の型 :核酸 鎖の数 ニー重鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸合成りNA 〔注二*変異導入塩基〕 (発明の効果) 本発明によれば、ヒトTNFのアミノ酸配列において2
9番目のアミノ酸を他のアミノ酸に変換することにより
、ヒトTNFに比し、抗腫瘍活性が高く副作用の低い新
規なヒトTNF変換体か提供される。
第1図及び第2図は合成オリゴヌクレオチドの連結によ
るヒトTNF遺伝子の構築方法を、第3図及び第4図は
ヒトTNF発現ベクターの構築方法を並びに第5図及び
第6図は部位特異的変異法によるヒトTNF変換体の遺
伝子の作製方法をそれぞれ説明するための図であり、第
7図は大腸菌により発現されたヒトTNF及びヒトTN
F変換体の精製試料の電気泳動結果を示す図である。 第 1 図 U−I U−2U−3U−4U−5U−6U−7U
−8U−9U−1OL−I 1−2 L−3L−4
L−5L−6L−71−81−91−101連 結 、1EcoRl & Hindlll i肖イヒp
Uc9に組み込む UA41 〔、王) O−5’末端リン酸化(−)・−
ノ/(+) lリン酸化 !リン酸化 獲得したりD−ン pLIc9に組み込む pl
Jc9に組み込む 獲得したクローンpUA41
pUA42 pUA43
pUA41第4図 pKKIol pLIA44EcoRI
Hindlll 1゜ pKF4102 第 5 図 第6図 第 7 図 (A) 1、蛋白質分子量マーカー 2、超音波破砕総画体 3、超音波破砕上清 4、ヒトTNF/−段階精製試料 5、ヒトTNF/精製試料 手続補正書(自発) 平成3年6月14日 特許庁長官 深 沢 亘 殿1、事件
の表示 平成2年特許願第311130号2、発
明の名称 ポリペプチド 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 〒550大阪市西区江戸掘−下目3番22号5
、補正の内容 明細書の44頁の4行目のr5. 3Jをr6. 6J
に、5行目 のr4. 8Jをr6. OJに、6行目
の「4.2」をr5.3Jに、7行目の2か所の「4゜
5」をいずれもr5.6Jに、8行目のr4. 4J及
び同r4.5Jをr5.5J及びr5.6Jにそれぞれ
補正する。 以上
るヒトTNF遺伝子の構築方法を、第3図及び第4図は
ヒトTNF発現ベクターの構築方法を並びに第5図及び
第6図は部位特異的変異法によるヒトTNF変換体の遺
伝子の作製方法をそれぞれ説明するための図であり、第
7図は大腸菌により発現されたヒトTNF及びヒトTN
F変換体の精製試料の電気泳動結果を示す図である。 第 1 図 U−I U−2U−3U−4U−5U−6U−7U
−8U−9U−1OL−I 1−2 L−3L−4
L−5L−6L−71−81−91−101連 結 、1EcoRl & Hindlll i肖イヒp
Uc9に組み込む UA41 〔、王) O−5’末端リン酸化(−)・−
ノ/(+) lリン酸化 !リン酸化 獲得したりD−ン pLIc9に組み込む pl
Jc9に組み込む 獲得したクローンpUA41
pUA42 pUA43
pUA41第4図 pKKIol pLIA44EcoRI
Hindlll 1゜ pKF4102 第 5 図 第6図 第 7 図 (A) 1、蛋白質分子量マーカー 2、超音波破砕総画体 3、超音波破砕上清 4、ヒトTNF/−段階精製試料 5、ヒトTNF/精製試料 手続補正書(自発) 平成3年6月14日 特許庁長官 深 沢 亘 殿1、事件
の表示 平成2年特許願第311130号2、発
明の名称 ポリペプチド 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 〒550大阪市西区江戸掘−下目3番22号5
、補正の内容 明細書の44頁の4行目のr5. 3Jをr6. 6J
に、5行目 のr4. 8Jをr6. OJに、6行目
の「4.2」をr5.3Jに、7行目の2か所の「4゜
5」をいずれもr5.6Jに、8行目のr4. 4J及
び同r4.5Jをr5.5J及びr5.6Jにそれぞれ
補正する。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、配列表配列番号1で示した1番目のSerから15
5番目のLeuまでで表わされるアミノ酸配列において
、29番目のArgが他のアミノ酸により置換された配
列を有することを特徴とするポリペプチド。 2、29番目に置換される他のアミノ酸がグルタミン、
セリン、プロリン、リジン、アスパラギン酸、ヒスチジ
ン、バリン又はロイシンである請求項1のポリペプチド
。 3、配列表配列番号1で示した1番目のSerから15
5番目のLeuまでで表わされるアミノ酸配列において
29番目のArgが他のアミノ酸により置換された配列
を有するポリペプチドをコードするDNAを含むことを
特徴とする組換えプラスミド。 4、前記組換えプラスミドがpKF4134、pKF4
135、pKF4205、pKF4391、pKF43
92、pKF4398、pKF4409又はpKF44
10である請求項3の組換えプラスミド。 5、配列表配列番号1で示した1番目のSerから15
5番目のLeuまでで表わされるアミノ酸配列において
29番目のArgが他のアミノ酸により置換された配列
を有するポリペプチドをコードするDNAを含む組換え
プラスミドにより形質転換された組換え微生物細胞。 6、前記組換え微生物細胞が大腸菌である請求項5の組
換え微生物細胞。 7、配列表配列番号1で示した1番目のSerから15
5番目のLeuまでで表わされるアミノ酸配列において
29番目のArgが他のアミノ酸により置換された配列
を有するポリペプチドをコードするDNAを含む組換え
プラスミドにより形質転換された組換え微生物細胞を培
地中で培養し、当該アミノ酸配列を有するポリペプチド
を産生し分離することを特徴とするポリペプチドの製造
方法。 8、配列表配列番号1で示した1番目のSerから15
5番目のLeuまでで表わされるアミノ酸配列において
29番目のArgが他のアミノ酸により置換された配列
を有するポリペプチドを有効成分として含有することを
特徴とする医薬組成物。 9、配列表配列番号1で示した1番目のSerから15
5番目のLeuまでで表わされるアミノ酸配列において
29番目のArgが他のアミノ酸により置換され、かつ
そのN末端にMetを有する配列を有することを特徴と
するポリペプチド。 10、配列表配列番号2で示した1番目のTから465
番目のGまでで表わされる塩基配列において85〜87
番目のAgrをコードするCGCを他のアミノ酸をコー
ドするコドンにより置換された配列を有することを特徴
とするDNA。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2311130A JPH04182498A (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | ポリペプチド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2311130A JPH04182498A (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | ポリペプチド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04182498A true JPH04182498A (ja) | 1992-06-30 |
Family
ID=18013494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2311130A Pending JPH04182498A (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | ポリペプチド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04182498A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7056695B2 (en) | 2000-03-02 | 2006-06-06 | Xencor | TNF-α variants |
US7101974B2 (en) | 2000-03-02 | 2006-09-05 | Xencor | TNF-αvariants |
US7244823B2 (en) | 2000-03-02 | 2007-07-17 | Xencor | TNF-alpha variants proteins for the treatment of TNF-alpha related disorders |
US7446174B2 (en) | 2001-03-02 | 2008-11-04 | Xencor, Inc. | Protein based TNF-α variants for the treatment of TNF-α related disorders |
US7662367B2 (en) | 2000-03-02 | 2010-02-16 | Xencor, Inc. | Pharmaceutical compositions for the treatment of TNF-α related disorders |
US7687461B2 (en) | 2000-03-02 | 2010-03-30 | Xencor, Inc. | Treatment of TNF-α related disorders with TNF-α variant proteins |
-
1990
- 1990-11-16 JP JP2311130A patent/JPH04182498A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7056695B2 (en) | 2000-03-02 | 2006-06-06 | Xencor | TNF-α variants |
US7101974B2 (en) | 2000-03-02 | 2006-09-05 | Xencor | TNF-αvariants |
US7244823B2 (en) | 2000-03-02 | 2007-07-17 | Xencor | TNF-alpha variants proteins for the treatment of TNF-alpha related disorders |
US7662367B2 (en) | 2000-03-02 | 2010-02-16 | Xencor, Inc. | Pharmaceutical compositions for the treatment of TNF-α related disorders |
US7687461B2 (en) | 2000-03-02 | 2010-03-30 | Xencor, Inc. | Treatment of TNF-α related disorders with TNF-α variant proteins |
US7446174B2 (en) | 2001-03-02 | 2008-11-04 | Xencor, Inc. | Protein based TNF-α variants for the treatment of TNF-α related disorders |
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