【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
51、細菌たる請求項50の単細胞宿主。
52、(a)IL−6活性を有する第1ペプチド部分と、第1ペプチド部分と単
細胞宿主によって発現され得る第3タンパク質部分との間の化学的に開裂可能な
ペプチドリンクを有する第2ペプチド部分と、を有する合成工性雑種タンパク質
をコードするヌクレオチド配列を有する組換え遺伝子であって、宿主内で複製、
転写、および翻訳をされることができるものを含有している単細胞宿主微生物を
培養し、(b)上記宿主によって生成された三つに分かれたタンパク質を特定し
、
(c)第2ペプチド部分を化学的に又は酵素的に開裂させ、そして
(d) IL−6活性を有する第1ペプチド部分を取り出す、という工程を特徴
とするI L−6活性を持つペプチドを生成する方法。
53、第2ペプチド部分が、タンパク分解酵素に反応するペプチドリンクを有す
る請求項52に記載の方法。
54、第2ペプチド部分がコラーゲナーゼ惑応部位を有する請求項53に記載の
方法。
55、第2ペプチド部分がエンテロキナーゼ感応部位を有する請求項53に記載
の方法。
56、第2ペプチド部分が因子Xa感応部位を有する請求項53に記載の方法。
57、第3タンパク質部分が、β−ガラクトシダーゼ配列又はその部分を有する
請求項53に記載の方法。
58、第3タンパク質部分が、TrpE遺伝子生成物を有する請求項53に記載
の方法。
59、第1ペプチド部分は、スルフヒドリル結合を形成できなく、第2ペプチド
部分はコラ−ゲナーゼ感応部位を有するペプチドから成り、第3タンパク質部分
は、β−ガラクトシダーゼ酵素活性を持つタンパク質から成ることを特徴とする
請求項53に記載の方法。
ao、第1ペプチド部分は、スルフヒドリル結合を形成できなく、第2ペプチド
部分はエンテロキナーゼ感応部位を有するペプチドを有し、第3タンパク質部分
はTrpE遺伝子生成物またはその部分であるタンパク質を有する請求項59に
記載の方法。
61、第1ペプチド部分は、スルフヒドリル結合を形成できなく、・第2ペプチ
ド部分は因子Xa感応部位を有するペプチドを有し、第3タンパク質部分はTr
pE遺伝子生成物またはその部分であるタンパク質を有する請求項59に記載の
方法。
52、illペプチド部分はスルフヒドリル結合を形成できなく、第2ペプチド
部分はエンテロキナーゼ感応部位を有するペプチドを有し、第3タンパク質部分
はβ−ガラクトシダーゼ配列またはその部分を持つ請求項59に記載の方法。
63、第1ペプチド部分はスルフヒドリル結合を形成できなく、第2ペプチド部
分は因子Xa感応部位を有するペプチドを有し、第3タンパク質部分は、β−ガ
ラクトシダーゼ配列またはその部分を有する請求項59に記載の方法。
64、第1ペプチド部分が第2ペプチド部分からの開裂後に、その第2ペプチド
部分からの残基アミノ酸を保持しないものである請求項59に記載の方法。
65、上記工性雑種タンパク質が上記宿主生物によって生成された全タンパク質
の少なくとも約20%を有するものである請求項52〜64のいずれか1つに記
載の方法。
66、上記宿主生物が原核生物である請求項52〜64のいずれか1つに記載の
方法。
67、上記宿主生物が細菌である請求項66に記載の方法。
68、上記宿主が細菌である請求項65に記載の方法。
69、上記第1ペプチド部分がスルフヒドリル結合を持たないものである請求項
52〜64のいずれか1つに記載の方法。
70、上記第1ペプチド部分が、第5図に示されたI L−6アミノ酸配列を有
する請求項52〜64のいずれか1つに記載の方法。
71、上記工性雑種タンパク質が、上記宿主生物によって生成された全タンパク
質の少なくとも約20%を有する請求項70に記載の方法。
72、アクセツションナンバーATCC40516(p340)を有する組換え
プラスミド。
73、アクセツションナンバーATCC40517(p367)を有する組換え
プラスミド。
74、IL−6活性を有する第1ペプチド部分と、開裂可能なペプチドを有する
第2ペプチド部分と、及び選ばれた宿主生物によって発現され得る第3タンパク
質部分と、を有する実質的に純粋な組換えタンパク質。
75、請求項1の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
76、請求項2の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
77、請求項3の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
78、請求項4の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
79、請求項5の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
80、請求項6の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
81、請求項7の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
82、M3項8の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
83、請求項9の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
84、請求項10の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
85、請求項11の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
86、請求項12の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
87、請求項13の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
88、請求項14の遺伝子によってコードされた組換えタンパク質。
89、第8b図に示すrL−68よびコラーゲンアミノ酸配列を有する組換えタ
ンパク質。
90、請求項75〜88のいずれか1つのタンパク質の化学的または酵素的な開
裂生成物である所のI L−6活性を有する組換えタンパク質。
91、システィンを含有せず、請求項75〜78のいずれか1つに記載のタンパ
ク質の化学的又は酵素的な開裂の生成物であって、開裂後に第2ペプチド部分か
ら導出される残基アミノ酸を保有しないことを特徴とするI L−6活性を有す
る組換えタンパク質。
92、IL−6活性を有し、かつ実質的に不溶性である合成ペプチド。
93、スルフヒドリル結合を形成し得ない請求項59項に記載のペプチド。
94、第5!のIL−6アミノ酸配列を有し、該配列はシスティン、あるいはそ
の同族体、類似体、又はそれらの活性部分を含有していないものである合成ペプ
チド。
95、配列がシスティンを含有していない第5図のI L−6アミノ酸配列を有
する合成ペプチドであって、コラーゲンリンカ−のアミノ酸が、部分的に又は全
体的に削陳されていることを特徴とする合成ペプチド。
96、配列がシスティンを含有していない第5図のI L−6アミノ酸配列を有
する合成ペプチドであって、コラーゲンリンカ−のアミノ酸とそのコラーゲンを
IL−6タンパク質にブリッジするセリン残基の全部が削陳されている合成ペプ
チド。
97、請求項94乃至96のいずれか1つに記載の合成ペプチドであって、N−
末端配列の第2アミノ酸としてグリシンの代わりにプロリンを有している合成ペ
プチド。
981?求項94乃至97のいずれか1つに記載の合成ペプチドであって、N−
末端配列に最初のメチオニンを欠いている合成ペプチド。
99.アミノ酸の削腺、置換、挿入、逆位、付加又は交換により請求項94乃至
98のいずれか1つに記載のペプチドの誘導体である合成ペプチド。
100、アミノ酸29からアミノ酸212までの天然I L−6のアミノ酸配列
の部分から成る合成ペプチドであって、上記配列はシスティンを含むが、上記ア
ミノ酸29はグロリンの代わりにグリシンであることを特徴とする合成ペプチド
。
101、最初のメチオニン残基を有する請求項100に記載の合成ペプチド。
102、請求項92乃至101の合成ペプチドをコードするヌクレオチド配列を
有する組換え遺伝子。
103、請求項102の組換え遺伝子を有するベクター。
104、請求項102の組換え遺伝子を有する単細胞宿主。
105、ff請求項10のベクターを有する単細胞宿主。
106、宿主中に抗体生成を刺激する方法であって、該宿主に請求項90〜10
1のいずれか1つのペプチドの有効量を、有効な抗原と共に投与する方法。
107、請求積項90〜101いずれか1つに記載のペプチドの有効量を、宿主
に投与することを含む、宿主におけるウィルス感染を予防または処置する方法。
108、請求項90〜101のいずれか1つに記載のペプチドの有効量を、宿主
に投与することを含む、宿主における肝性タンパク質の生成を刺激する方法。
109.請求項90〜]、 Olのいずれか1つに記載のペプチドの肴効量を、
宿主に投与することを含む、宿主における天端B細胞の分化を刺激する方法。
1108請求項90〜101のいずれか1つに記載のペプチドの有効量を、宿主
に投与することを含む、宿主における造血幹細胞を刺激する方法。
111、請求項90〜101のいずれか1つに記載のペプチドの有効量を、宿主
に投与することを含む、免疫抑制宿主を処置する方法。
112、請求項90〜101のいずれか1つに記載のペプチドと反応する単一ク
ローン性抗体の有効量を、宿主に投与することを含む免疫グロブリン生成におけ
る機能障害を含む病気状態を処置する方法。
113、薬学的に受容可能な担体と組合せた請求項90〜101のいずれか1つ
に記載のペプチドの有効量を含有する薬学的製剤。
114、請求項113に記載の製剤において、上記ペプチドが、少なくとも1つ
の他のシトカイン[cytokine]又は造血成長因子と結合されていること
を特徴とする製剤。
115.請求項114に記載の製剤において、上記シトカイン又は造血成長因子
が、エリスロボエチン、インターロイキン及びコロニー刺激因子から選ばれてい
る製剤。
116、請求項114に記載の製剤において、上記インターロイキンが、IL−
1,IL−2又ハr L −3テあッテ、上記コロニー刺激因子が、G−C3F
、GM−C5F、又はM−C5Fであることを特徴とする製剤。
117、 請求積項114〜116記載のシトカイン又は造血成長因子と開時的
又は連続的に共同投与して治療に使用する請求項90〜1011項のいずれか1
つに記載の合成ペプチド。
118、請求項113に記載の製剤において、上記ペプチドが感染防御抗原の有
効量と組合わされて、アジュバントとして存在していることを特徴とする製剤。
119、誘導可能なプロモータである第1部分と、ミニシストロン配列である第
2部分と、停止コドンを欠くタンパク質を有するDNA7ラグメントを挿入する
ためのクローニング部位である第3部分と、開裂可能なペプチドのヌクレオチド
配列である第4部分と、該第4部分の開裂可能なペプチドに関してフレーム内に
あるβ−ガラクトシダーゼのヌクレオチド配列である第5部分と、をコードして
いる核酸配列を有する組換え核酸ベクターであって、上記核酸配列の@3部分ク
ローニング部位が、β−ガラクトシダーゼの第5部分に翻訳読取り相外にあるこ
とを特徴とする組換え核酸ベクター。
120、第8b図に示されたDNA配列を有する請求項119に記載のベクター
。
121、m3項92〜101のいずれか1つに記載のペプチドをコードしている
DNA配列を有する請求項1〜14のいずれか1つに記載の組換え遺伝子。
122、ff墓項121に記載の遺伝子を有する組換えベクター。
123、請求項122に記載のベクターを含んでいる単細胞宿主。
124、p340プラスミドを有する組換えベクター。
125、突然変異体IAB DNA配列を有する組換え請求項125のベクター
によって生成されたペプチド。
127.1L−5活注を有するペプチドをコードしているDNA配列であって、
上記ペプチドは突然変異体IABによって形成された配列を有することを特徴と
するDNA配列。
128、請求項127のDNA配列によってコードされたペプチド。
129.1L−6活性を有するペプチドであって、上記ペプチドは含有アミノ酸
残基4−23が除去された天然IL−6配列を有することを特徴とするペプチド
。
130、請求項129のペプチドをコードするDNA配列。
明細書
合成インターロイキン−6
1、はじめに
本発明は、遺伝子及び組換え成熟インターロイキン−6(以下IL−6)である
それら遺伝子のコードされたタンパク質、並びにT L−6活性を保持する合成
システィンフリータンパク質に関する。これらのタンパク質は、開裂部位及び担
体DNAの部分と共に、インターロイキン−6又はその修飾された合成態のいず
れかから成るトリハイブリッド融合タンパク質のアミノ酸又はカルボキシ末端ペ
プチド部分として、単細胞宿主内に発現される。この組換え融合タンパク質は、
開裂部位に対して特異的なタンパク分解酵素で、生体外で精製され消化されるも
ので、I L−6の働きを持つペプチドを雇主させる。そのペプチドは、担体D
NAによって発現された大きなβ−ガラクトシダーゼタンパク質から容易に分離
される。精製されたペプチドは、免疫グロブリン及び肝性タンパク質を含むタン
パク質の生成を刺激するため使用することができ、また、ウィルス感染を防止す
るためにも使用され得る。そのタンパク質は、また、アジュバントとしてワクチ
ン調剤に添加することもできる。
2、発明の背景
2.1.ペプチド レギュレータ
遠隔細胞の代謝活性を調節する生理的作用物は、1909年、英国の科学者Ba
ylissとStarlingerによって、ホルモンと命名された。これらの
作用物は、アミノ酸誘導体、ステロイド及びペプチドから成る。さらに最近では
、細胞の増殖を活発にし及び/又は抑制する種々のペプチドが特定され、刺激因
子又は成長因子と名付けられている。そのような細胞因子に対する別の一般名称
は、シトカイン[cytokinelであるが、さらに正確な名称は、リンパ球
によって生成されるリンフ才力インという起源細胞である。りンフオカインは、
また、免疫系における細胞の増殖を調節する分子のインターロイキンに属する。
免疫系によって生成される他のペプチドは、特別な抗ウイルス性の作用をもたら
す。そのようなペプチドはインターフェロンと呼ばれる。
インターフェロンと見なすためには、因子は、RNA及びタンパク質の両方の合
成を含んでいる細胞代謝性プロセスを介して抗ウイルス性活動に作用するタンパ
ク質でなければならない。
(インターフェロン命名法委員会、 1980.Nature 86(2):1
10)2.2 インターロイキン−6
インターロイキン−6(IL−6)は、多くの研究者によって、IFNβ2A、
BSF−2,H3P、G−C5F、C5−309、HPGF、あるいは26KD
aタンパク質として選択的に述べられたペプチドに対して与えられた用語である
。今日IL−6として知られているこれらのオリジナル因子には、l)インター
7 z O7−β2 (Zi1berstein他、1986.EMBOJ、5
:2529)又はポリ(r I)ポリ(rC)刺激繊維芽細胞において初めて検
出された26kDaタンパク質(Haegeman他、 1986.Eur、J
、Bioche+*、159:625) 、 2) B細胞刺激因子−2(BS
F−2)と名付けられた強力なT細胞誘導リン7オカイン(Hirano他、1
986、Nature 324ニア3) 、 3) B細胞ハイブリドーマ/プ
ラスマ細胞腫成長因子(HPGF又はHGF)と呼ばれる繊維芽細胞生168:
543;Tosato他、1988.5cience 239:502) 、及
び4)肝細胞刺激因子(H3P)と呼ばれるペリ7工ラルブラ7ド単球タンパク
質(Gauldie他、 1987.Proc、Natl、Acad、Sci、
84ニア251)がある。
!L−6ペプチドの機能は、基本的には、人類病理学における炎症及び免疫応答
の両方に対するものである。これらの機能は、多様であり、試験される細胞の型
に依存する。r L−8は、白血球、上皮細胞、繊維芽細胞を処理したIL−1
、肝細胞、血管内皮細胞、噴門粘液腫組織、ある種の膀胱癌、ある種のけい部癌
細胞及びダリア細胞において、発現される。I L−6は、抗体生成細胞の増殖
及び分化をもt;らすよう、B細胞とT細胞の相互作用において含まれるペプチ
ドの一種である。I L−6は、活性化されたB細胞における免疫グロブリンの
分泌を非常インターフェロンとしてI L−6の初期特定に対して応答し得る抗
ウイルス性活動に関して、I L−6の本質的発現を与えた組換えT L−6プ
ラスミドでの中国ハムスター卵巣細胞の変化は、媒体内のペプチドの検出におい
てだけでなく、抗ウイルス性活動の検出においても生じた(Zi 1berst
ein他、1986.EMBOJ、5:2529)
天然I L−6が抗ウイルス性活動を有すか否かについて、科学誌で討論された
。抗ウイルス性の特別な活動はWeissenbach等によって初めて報告さ
れた(1980.Proc、Natl、Acad、Sci、77:7152);
また、この科学者グループのメンバーは、彼らの標本ニおける抗ウイルス性活動
について報告を続けた(Content他、1985、Eur、J、Bioch
em、152:253;May他、1988.J、Biol、Chen、263
ニア760を参照)。抗ウイルス性活動に対して報告された値は、5−10 X
10 ’U/mgタンパク質から1−3 X 10 ”U/mgと同程度の低
い値までの範囲である。反対に、多数の他の研究者は、彼等の精製された組換え
I L−6標本に関連して、大きな抗ウィルI L−6は、INFの活動を抑制
させることが明らかとなり?=(Kohase等、]987.Mo1.Ce1l
Biol、z:273)。しかし、EBVで影響を受けた人のB−リンパ芽球
細胞の成長を刺激する(TosatO等、1988.5cience 239:
502)。また、人の脚線細胞及び1978球の成長をも刺激する(Lots等
、1988.J、Exp、Med、167(s):1253)する成長因子とし
て特定された。IL−3と結合して、rL−6は、造血剤始原細胞の増殖を支え
(Van Damme等、 1987.Proc。
Natl、Acad、Sci、84:9035)、さらに、傷や感染に応答して
、肝細胞タンパク質のサブセットの合成を調節する(Gauldie等、198
7゜Proc、Natl、Acad、Sci、84ニア251 ;Andus等
、1987.FEBS Lett、22]:]8)。それ自体の作用の増大、及
びIL−1,TNF、TFNB。
及びPDGFのような他のペプチドレギュレータとの相互作用が、生体恒常性調
節に必要な複合シトカイン網において中心的役割を演するという示唆があった(
Kohase等、1987.Mo1.Ce1l Bio+、7:273;Sah
gal等、1987.5cience 235ニア31;B111iau、l9
87.fununol、Today 8:84; 5porn and Rob
erts、1988.Nature 332:217)2.3.インターロイキ
ン−6タンパク質のDNA配列異なる生物的活動に基づいて、多くの研究者によ
って初めて特徴づけられた因子の基本構造を比較することによって、それらのア
ミノ酸配列の同一性が明らかにされ、それらのペプチドをインターロイキン−6
(IL−6)として再命名することになった。ポリ(rl)(rC)又はシクロ
へキシミド及びアクチノマイシンDのいずれか一方で処理した繊維細胞は、IF
Nβ2と呼ばれる抗ウイルス性活性を導くことのできるタンパク質に対してコー
ドされた1 45mRNA分子を生成した(Weissenbach等、 19
80.Proc、Natl、Acad、Sci 、77:7152;英国特許第
2.063゜882号)。この導かれたmRNA7ラクシタンのc D N A
コピーから生成されt;クローンは、IFNβl、IFN7σA、IFN7σ、
及びT F N a Dとは明らかに異なったIFNβ2部分配列を与えた(C
hernajovsky等、1984.DNA 3:297;Rsvel等、1
983゜Interferon 5:2051.Gresser edlAca
demic Press、N、Y、)。多くのcDNAクローンから誘導された
完全なIFNβ2配列は、Slヌクレアーゼマツピングによって明らかにされた
m RN A) 開始部位、TATAボックス、ポリアゾニレ−シコン部位、A
TG開始配列に加えて、212アミノ酸長タンパク質を形成した(Zilber
stsin等、l986.EMBOJ、5:2529;ローヨッパ特許0220
574Al、公開日1987年5月6日)。IFNβ2配列の別の解析において
、May等、 1986.Proc、Natl、Acad、Sci、83:89
57もまた、Zilberstein等、1986.EMBOJ、5:2529
;の部分cDNAクローンではなく、全長c D N スクリーンを用いて、
その212アミノ酸タンパク質配列を形成した。これらの研究者達は、IFNβ
2がTNFによって導かれたことについても留意した。
それらの26kDaタンパク質は、検出可能な抗ウイルス性活性を有しなかった
が、Flaegemann等、 1986.Eur、J、Biochem、15
9:625は、シクロへキシミド又はインターロイキン−1での処理によって繊
維芽細胞内に導かれたそれらの26kDaタンパク質の配列が、Zi 1ber
stein等、1986.EMBOJ、5:2529;のIFNβ2と同一であ
うたことを認めた。そのタンパク質の5′末端は、cDNAクローンコレクシ1
ンにおいて失われていたので、26 kDaペプチドの内部cDNA配列との相
補性を試験する人遺伝子ライブラリィのスクリーンは、人遺伝子の5′末端領域
内の162bpイントロンのDNA配列と同様に、完全な212アミノ酸配列を
与えたゲノミッククローンを生み出しt;。3309個別ペプチド配列を含んで
いるタンパク質データベース内のタンパク質との大きな類似性を見い出せなかっ
た。
別の研究(Hirano等、1986.Nature 324ニア3)において
、BSF−2タンパク質が、その因子を構造的に生成しf=人のT細胞株から精
製され、かつHTLV−1ウイルスを用いて確立された。
9個のペプチドフラグメントからのアミノ酸配列データが、cDNAライブラリ
ィを探すために使用された合成オリゴマーを精製するために必要な情報を与えt
;。cDNAクローンは、精製I L−6タンパク質のアミノ末端のごとく配列
された。成熟タンパク質配列の端部は、核酸配列から予測された212アミノ酸
プレペプチドが、天然成熟BSF−2(TL−6)タンパク質を精製するために
開裂される28アミノ酸長信号ペプチドを含んだことを示すpro−va 1−
pro−proであった。
完全BSF−2(IL−6)ゲノミックDNAの続いての配列解析は、染色体セ
グメントが、5個のエクソン及び4個のイントロンを含んでいることを証明した
(Yasukawa等、1987.EMBOJ−6:2939)。BSF−2(
IL−6)遺伝子の組織は、2つの遺伝子が比較されると、G−C5Fの組織と
まさに類似していた。
HG F (Brakenhoff等、1987.J、I+++muno1.1
39=4116)の配列の完成後、HGFとT L−6の同一性が確認された。
さらに、(HGF、IFNβ2.26KDaタンパク質すなわちBSF−2など
の)IL−6遺伝子の全ての報告された解析における配列差の検討によって、僅
かな単塩基変化が明らかにされた。ペプチド読取りフレーム内で生ずる2つ変化
のいずれもアミノ酸変化を生じない、まI;、Van Damme等、1988
.J、Immunol、140:15314は、HGFのアミノ末端配列が、I
FNβ2.26KDaタンパク質及びBSF−2と同一であったことに注目した
。
C1ark他(国際出願番号PCT/US87101611 、公開番号WO3
8100206゜1988年1月14日公開)もまた、T L−6のcDNA配
列を報告している。
2.4.IL−6におけるシスティン残基の保存会てのシスティン残基位置は、
2つのタンパク質、すなわちBSF−2(IL−6)及びG−C9F間に保存さ
れる。この類似性に注目して、Hirano等、1986.Nature 32
4ニア3は、分子内のジスルヒド結合がBSF−2(IL−6)及びG−C5F
の構造に重要だろうことを示唆した。それらの示唆は、多くの成長因子すなわち
、BSF−2(IL−6)がG−C5Fと遠く関連することを明らかにしたイン
ターロイキンとインターフェロンの個人のデータベースにおけるBSF−2(T
L−6)配列と他の配列との比較に基づいていた。しかし、ナシ羅ナル・バイオ
メディカル・リサーチ基礎データベース又は遺伝子配列データバンクとの比較で
は、それらのデータバンクにおける他のタンパク質との大きな類似性が明らかに
されなかつt;。
システィンの保存は、また、Van 5nick等、198B、Nat1.Ac
ad、Sci、83:9679によって示唆された。彼らはマウスのHP−1を
配列し、人I L−6に関して保存された相同体を見出した。彼らは、まt二、
HP−1,1L−6及びG−C5Fのシスティンの位置を調べ、システィン位置
が3つのペプチド内で保存されたことに注目しt二。
Yasukava等によって上述されたように、BSF−2(TL−6)遺伝子
内のエキソン及びイントロンの組織は、2つの遺伝子が比較されたとき、G−C
SFの組織とまさに類似したものであった。この発見は、2つのタンパク質のそ
れぞれ改革的歴史である(kishimoto、 1987. J、CI in
、 I+nmuno1.7(5):343参照)。
タンパク質内のシスティンの存在は、タンパク質が細菌宿主において組換え生成
されるとき、プロセス上の問題を引き起こす。微生物的に生成されたシスティン
含有タンパク質は、タンパク質生成物の精製を非常に複雑にする多量体を形成す
る傾向がある。組換えタンパク質の還元や再酸化など、競りかの付加的精製ステ
ップが、適切な構造状態のタンパク質を得るために必要である。化学的に等価な
中性アミノ酸によって同時置換して、1以上のシスティンを除去することが、I
L−6分子の単離及び精製を簡単にするために好ましい。しかし、微生物的に
活発な分子からシスティンを連続的に除去することは、通常形成されたジスルヒ
ド結合の存在しない三次元構造が実質的に変えられ得るという点で、予測できな
い。1以上のこれらの残基が、所望の活動を保持するために必要不可欠であるこ
とが度々ある。
! L−6のシスティ〉が保存されているので(上記参照)、天然システィン残
基は、I L−6などのシトカインに対して特に臨界的であることが期待される
。さらに、他のシトカインの生物的活動が、システィンが除去される場合に影響
を受けるであろうと報告されている。例えば、3つの内の1つのシスティン残基
のみが、IFN−βの生物的活動に影響を与えることなく除去され得る。(米国
特許第4.737.462号 参照)。同様に、I FNIllの4個のシステ
ィンの内の1個のみが、活動を完全に喪失することなく除去され得る(Mark
等+ 1984.Proc、Natl、Acad、sci、81:5662)。
2.51組換えタンパク質としての
天然インターロイキン−6の生成
2.5.1.組換えDNA技術ならびに遺伝子発現組換えDNA技術は、DNA
ビークル(ベクター)内に特別なりNA配列を挿入し、宿主細胞内で複製できる
組換えDNA分子を形成することを含む。一般に挿入されたDNA配列は、受容
株DNAビークルに対して異物である。すなわち、挿入されたDNA配列及びD
NAベクターは、全く遺伝情報を交換しない生態から導かれる。または挿入され
たDNA配列は、全体的に又は部分的に合成的に作られ得る。燈つかの組換えD
NA分子の構成を可能にする一般的方法が開発された。
構成に対して使用された方法に関係無く、組換えDNA分子は、宿主細胞と両立
可能であらねばならない。すなわち、それは、宿主細胞内で自律複製できるか、
又は1または2以上の宿主細胞染色体中に安定的に一体化されうるものでなけれ
ばならない。組換えDNA分子は、また、所望の組換えDNA分子を選択できる
識別機能も有していることが好ましい。さらに、もし全ての適切な複製、転写、
及び翻訳の信号が、組換えベクター上に正確に配列されるなら、異物遺伝子は、
例えば微生物発現プラスミドの場合には変形微生物細胞において、あるいは、複
製の適切なオリジンを有する組換えプラスミドを有するか又は組換えウィルスで
感染された自由細胞株若しくは宿主において、正しく発現される。
異なる遺伝子信号及び処理結果は、DNA転写やメツセンジャーRNA (mR
NA)翻訳などの遺伝子発現レベルを制御する。
DNAの転写は、RNAポリメラーゼの結合を指示し、それによってm RN
A合成を促進させるDNA配列であるプロモータの存在に依存する。真核性プロ
モータのDNA配列は、原核性プロモータのDNA配列とは異なっている。さら
に、真核性プロモータ及び付随する遺伝子信号は、認められないか、又は原核性
系では機能しない。また、さらに、原核性プロモータは認められず、真核性細胞
において機能しない。
同様に、yK楼性内のmRNAの翻訳は、真核性の信号とは異なる適切な原核性
信号の存在に依存する。原核性内のmRNAの十分な翻訳は、mRNA上のSh
ine−Dalgarn。
(S−D)配列と呼ばれるリポソーム結合部位を必要とする(Shine、J、
及びDalgarno、L、、1975.Nature 254:34)。この
配列は、タンパク質のアミノ末端メチオニンをコードする、通常AUGである開
始コドンの前に配置されているmRNAの短ヌクレオチド配列である。S/D配
列は、165rRNA(リポソーマルRNA)の3′末端に対して相補的であり
、リポソームの正しい位置付けを与えるように、r RN Aと二重化すること
によって、mRNAのリポソームへの結合をおそらく促進させるものである。
165リポソームRNA及びmRNA間の相補性の数少ないヌクレオチドから成
る5hine/Da1garno配列は、リポソーム結合部位の重要な特徴とし
て特定されたが(Shine及びDalgarno、1975.Nature
254:34;5teitz、1980.リポソームにおける構造、機能、及び
遺伝学、 ed、chambliss等、Baltimore、Md、。
University Park Press pp、479−495)、コン
ピュータ解析によって、AUG開始コドンを取囲んでいる約百個のヌクレオチド
が、翻訳開始信号の適切な予測によって支持されるように、リポソーム/ m
RN A相互作用に含まれることが示された(Stomer等。
1982、Nucl、Ac1ds Res、10:2971;Gold等、 1
984.Proc、Natl、Acad、Sci、81ニア061)。特定のタ
ンパク質の最大翻訳に対して、何が現実に最良かつ完全なリポソーム結合部位を
与えるのかの予測は、なされ得なイ(Joyce等、 1983.Proc、N
atl、Acad、Sci、80: 1830 参2bp配列のそれらの特徴化
に8いて組換え発現ベクターの発展中に、完全なリポソーム/ m RN A相
互作用領域の重要性を認識した(スコナー等の第1図、1986.Proc、N
atl、Acad、Sci、USA83:8506)。「ミニシストロン」配列
の第1のシストロンにおける1つの塩基欠失は、全細胞タンパク質の0.4%か
ら24%まで下流組換えタンパク質Met −[Ala)bGHの生成を増大さ
せるに十分であっ!;(図4.pcZ145と比較しl;pCZ l 43 、
5choner等、 id、を参照)。
代替として、2つの塩基挿入もまた、第2シストロンによってコードされたコー
ドするペプチドの大きな発現をもたらした。
制御実験は、発現の差が翻訳の差によることを示した。これは、これらの構成の
mRNAレベルが、(約507オールドであった)発現しt;タンパク質差と比
較して(37オールド違い以下の)必然的に同一であったためである。結論は、
ミニシストロン配列の第1シストロンの翻訳を終わらせる停止コドンの位置が、
組換えタンパク質のコードされた配列を含んでいる、第2シストロンの翻訳効率
に影響を与えたいということであった。
それらの働きの最も重要なものは、組換えタンパク質のコードされた配列にすぐ
先行する配列の1つ又は2つの塩基変化が、下流発現に非常に大きな効果を持ち
得ることを示した。
クローン化遺伝子の好結果の発現は、DNAの充分な転写、mRNAの翻訳そし
である場合には、タンパク質の翻訳後の修飾を要する。発現ベクターが、適切な
宿主における活性プロモータの制御下で遺伝子を発現するため、及びタンパク質
生成を増大させるため、使用された。
2.5.2 組換えインターロイキン−6の非細菌的生成
Weissenbach等、 1980.Proc、Acad、Sci、77:
7152は、卵母細胞内のcDNAを翻訳し、生体外において組換えTFNβ2
を作ったが、Zi 1berstein等、1986.EMBOJ、、q:25
29は、生体内のIFNβ2A (I L−6)cDNA発現の第1例を報告し
ている。異なる一次クローンの融合したcDNAを含有している抑制フラグメン
トは、psVcIFB2プラスミドを生成するために、SV40初期プロモータ
の下流に置かれt;。このプラスミドにおいて、完全IFNβ2 A c D
N A配列及びオリジナルクローニングベクターの幾つかの隣り合うヌクレオチ
ドは、5V4Q初期プロモータ及びTアンチダンRNAのヌクレオチドに続いた
。IFNβ2A配列は、Tアンチゲン分割領域及びポリアゾニレ−シコン部位を
導いた。中国ハムスター卵巣細胞(CHO)組織培養細胞及びメトトレキセート
増幅選択へのステップ終了後、〔S″S〕とラベルされたCHO細胞クローンが
、非飽和量の抗体を用いて、イムノプレシテーシaンによる放射性IFNβ2タ
ンパク質生成のためにスクリーンされた。同じ研究において、全IFNβ2Ac
DNA配列がT7 RNAポリメラーゼプロモータに融合された所のプラスミド
構成が、生体外で転写され、続いてラビットの網状赤血球溶解産物内で転写され
たmRNAを生成した。溶解産物のイムノプレシビテーションに続いて適切な大
きさのIFNβ2(IL−6)タンパク質が、5DS−ポリアクリルアミド ゲ
ル上に検出され得る。
BSF−2(I L−6) は、SV40初期プロ% −タニ隣り合うBSF−
2の完全コード領域を含んでいるグラスミドの形質移入の後、CO37細胞内で
機能的に発現された(Hirano等。
1986、Nature 324ニア3)、 B S F −2活性は、イムノ
アフイニティゲル方法を用いて、転写した細胞からの媒体の精製及び濃縮の後、
検出され得る。この方法を用いて生成された組換えIL−6は、FAO細胞内の
フィブリノーゲン及びアルブミンmRNAの調節を解析するために使用された(
Andus等、1987.FEBS Letts、z2i:18)。
C1ark等(国際出願番号wo88100206 、1988年1月14日公
開)は、TL−6CDNA配列が、SV40エンハンサ−1主要アデノイド遅れ
プロモータ、DHFRコード配列、SV40遅れメツセージポリ−A付加部位及
びVA r遺伝子を含むp91023Bプラスミド中に結合されたところのpC
5F309の構造を述べている。CoS細胞がこのプラスミドを用いて形質転換
されるとき、IL−6造血刺激活動がlO〜4希釈の調節された組織培養細胞媒
体で回復され得る。この型の組換え標本は、F23.I TgG2a抗−〔マウ
スT細胞しセプターBチェーン可変領域セグメント8.1.8.2及び8.3〕
−マウス抗体と結合したConA又はアガロースビードのいずれかの存在下I;
、T細胞増殖へのI L−6の効果の解析に使用された(Garman等。
1987、Proc、Natl、Acad、Sci 84ニア629)。組換え
X L−6の標本は、またインターロイキン−2を存在させて、マウスの胸腺細
胞からLy−21細胞溶解性のリンパ球の分化へのI L−6の効果を研究する
のに使用された(Takai等、1988.J、Immunal、140:50
B)。
組換えT L−6のより高い細胞生成の代替方法は、ラビットの網状赤血Bt二
おけるIL−6mRNAの翻訳による(Poupart等。
1987、EM130 J、6:1219)、又は酵母におけるcDNA発現に
よる(La Pierre等、l988.J、Exp、Med、I67:794
) r L −6m RN Aのカエル(Xenopus)卵母細胞への注入後
の生体外合成を含む(WeissenbachlF 、 1980 、 Pro
c、Nat 1. Acad、Sc i、77: 7152 ;Cou l i
e等、198V.E
ur、J、Immunol、17: 1453:Poupart等、1987.
EMBOJ、6:1219)。 2゜5.39組換えインターロイキン−6の細
菌的生成りラーク等(@際出願番号WO38100206、1988年1月14
日公開)は、pcsF309を使用してE、coliにおける組換え■L−6の
発現及び生成を報告した(受入れ番号ATCC67153として1986年7月
]りEI寄託)。しかし、そこで報告された好適な実施例は、pcsF309の
配列を選択的に調整し、a)その信号ペプチドリーダ配列及びその3′ ノンコ
ード配列を削除し、そしてb)温度感応C+抑制因子との関連で、タンパク質コ
ード配列を温度誘導PLプロモータに結合させている。プラスミドpAL309
cm781を含むこの菌株はATCCに寄託されなかった。この菌株では、細菌
的に発現されたタンパク質が、初めに可溶化され、その後再びフォールドされな
ければならなかった不溶化形態で生成された(彼らの特許出願の実施例V参照)
。代替的には、pAL−5ec−IL−6−181と呼ばれるプラスミドがsP
Lプロモータ制御下で、IL−6のcDNA配列を合成信号ペプチドリーダ配列
に結合することによってIL−6を生成するように構成された。温度感応C1抑
制因子菌株におけるPLプロモータの高温誘導の後、T L−6が、信号ペプチ
ドが途去される等質タンパク質として変形細胞の周縁質から隔離された。純粋タ
ンパク質の産出は、報告されなかった。
Brakenhof f等、1987.J、Immuno1.139:4116
は、7個の特別なIL−6cDNAクローンのいずれか1個を含有している異な
るE、coli菌株において、HGFすなわちハイブリドーマ成長因子(IL−
6)の発現を報告した。媒体は、I L−6を生成するクローンを特定するため
に、! L−6活性に対しスクリーンされた。その活動は、クローン間で少なく
ともs、oo。
7オールド変化した。最も活性な構成(クローン7)は、ペプチドの第1の43
アミノ酸を失っていたが、その構成は、次に活性なりローンの20倍以上の活性
を生成した。HGF(IL−6)の完全なアミノ酸コード領域を含有する構成は
、最も小さな活性を示した(例えば、ATGスタート部位からポジション−62
で始まるクローン■5は、l 0.000kU/mlを持ったクローン7に比べ
て1 、7 kU/mlの活性を示した)。活性を検出するために、組換えIL
−6は、初めにクローン7及び15のシトソリツクタンパク質から分離された。
活性は、個々の5DS−PAGE切片の溶離後にのみ分析された。活性が検出さ
れてさえも、T L−6タンパク質は何も、ゲルタンパク質プロフィールにおい
て明らかにされなかった。
Tosato等、l988.5cience 239:502は、E、coli
において生成された組換えI L−6を用いて、免疫悠置後に抗血清の生成を報
告している。しかし、抗血清生成方法並びに組換えIL=6タンパク質合成及び
生成は公表されなかった(調整原稿中に文献lOとされているものを参照のこと
)。
組換えBSF−2(IL−6)は、pTBCD−12を用いてE、coliにお
いて生成された(旧rano等、1988.1mmunol Letters
17:41)。このプラスミドの誘導は、組換えI L−6ペプチドがI L−
2ペプチドに融合されている融合タンパク質の生成をもたらした。カリクレイン
及びアミノペプチダーゼ−Pを用いてのプロテアーゼ消化は、成熟!L−6タン
パク質を得るために必要であった。しかし、説明を可能にさせるこれ以外の手順
の詳細はどこにも公表されていない(上記調整原稿参照)。
May等、 1989. J、Biol 、chem、263ニア760では、
182アミノ酸の!L−6ペプチド部分に融合された原核性リーダペプチドの3
4アミノ酸を含んでいる生成物を生成するために、REV発現ベクター(Rep
ligen corp、cambridge、MA)におけるIL−6cDNA
の融合の後に、細菌内にI L−6の不溶化形態を生成することが報告されてい
る。発現タンパク質は、Tris塩基化バッファにおける8M尿素、5mM D
TT及び10mMβ−メルカプトエタノールで溶解された不溶化ペレット内に取
り出された。融合生成物は、溶解バッファを持つ塩の勾配を用いているDEAE
−セファローズ コラムのクロマトグラフィによって続いて、原核性リーダペプ
チドに対するモノクローン抗体を持つイムノアフイニティ・久ロマトグラフイ、
又はモノQコラム(Pharmac ia)を持つFPLCのいずれかによって
、多数の他のE、coliペレットタンパク質から部分的に精製された。精製タ
ンパク質の産出は報告されていない。DEAE−セファローズピーク7ラクシ羅
ンは、FS−4細胞培養及び水胞性0炎ウィルスにおいて、サイト7アテイツク
効果低減分析を用いて、0−5 110/mlの抗ウイルス性活動を示した。組
換え融合されたI L−6タンパク質は、ポリクローン抗血清を精製するために
、ラビットに注射された。そのポリクローン抗血清は、人の単核細胞において、
TNF及び又はI L−6のシクロへキシミド誘導後の繊維芽細胞FS4細胞に
おいて、天然T L−6タンパク質を特徴づけるために使用された。FS4細胞
媒体を持つ抗血清のインキュベージコンは、CESS細胞内の免疫グロブリンの
誘導を妨げた。
多くの研究者は、E、coli内に作られt;組換えI L−6タンパク質を報
告したが、組換えI L−6精製の方法論については開示がなかった(Taga
等、 1987.J、Exp、Med、166(4):967;Gauldie
等、1988.Proc、Natl、Acad、Sci、84ニア251;Lo
tg等、1988.J、Exp、Med、 167(3) : 1253 ;M
uraguch i等、1988.J、Exp、Med、167(2):332
:Re1s等、 1988 、 J 、 Immuno l 、 140(5)
:1566)。
2.5.4.組換えインターロイキン−6の高生産困難性
細菌内に天然I L−6の生成を可能にする報告は見当たらないが(セクション
2.5.3を参照)、細菌内の天然タンパク質の高生産は、組換えDNA生物工
学法を用いても成功しなかった(Asagoe等、1988.Biotechn
ology 6:806) (本願の5.1.も参照)。Asagoeの研究は
、上述の2.5.3 、に報告された構成に近いプラスミド構成を用いて誘導細
胞エキス内で検出可能なタンパク質として天然I L−6を生成することはでき
ないことを報告している。不成功のAsagoeの発現プラスミドは、P TA
Cプロモータ及びATGスタート配列を持つフレーム内で、かつそれに隣接する
成熟旭理BSF−2(IL−6)タンパク質コード配列を含んでいた。そのプラ
スミドは、種々の菌株背景において解析されたが、I L−6タンパク質は融合
後に検出されなかった。多量の不溶化組換えI L−6活性が、次の1)〜3)
の状態にある多雑種融合タンパク質を含有しているプラスミドの誘導後にのみ、
Asagoeによって生成された。すなわち、1)P71.プロモータ及びAT
Gスタート部位が大成長ホルモンコード配列に融合された、2)大成長ホルモン
配列がXa因子ペプチド認識部位(i le−glu−gly−arg)を生成
するオリゴヌクレオチド配列に融合された、モして3)Xa因子認識部位が、そ
の後、glu−phe−met−BSF−2配列又はala−BSF−2コ一ド
配列のいずれかに融合された。
したがって、この組換えIL−6(すなわちBSF−2)ペプチドは、この構造
における大成長ホルモン/Xa因子配列/BSF−2ハイブリッド融合生成物の
カルボキシ末端部分であった。一方のペプチド構造内にglu−phe−met
−BSF−2として、又は他方にala−BSF−2ペプチドとして存在してい
る組換えI L−6活動は、8M尿素までの融合タンノ(り質の溶解化後にのみ
精製され得た。Xa因子を持つ融合タンパク質の開裂は、粗放透析による精製融
合タンパク質を再フォールドすることを要した。融合タンパク質標本がXa因子
によって不完全に消化されただけであったので、再7オールドされたプロセスは
、不完全であった。
Xa因子開裂は、他の部分開裂生成物に加えて、無傷融合タンパク質、組換えI
L−6ペプチド、及び大成長ホルモンペプチドを含んでいる異種起源混合物を
生成した。精製生成物内にT L−6活性を得るために、Xa因子/開裂混合物
が、6Mグアニジニウム塩酸基で変性されなければならなかった。組換えIL−
6ペプチドのクロマトグラフィ精製後に、それは、再7オールドされた活性ペプ
チドを回収するために、さらに組数透析を受ける。glu−phe−met−B
SF−2又はala−BSF−2のいずれかである結果としての組換えペプチド
は、B細胞刺激因子分析におけるそれらの活動に対してのみ試験される。その生
成プロセスに対して報告された生産高は、約5%であった(精製活動の3+ng
が、最初の100mgの融合タンパク質から回収されたが、そのうち58mgは
I L−6ペプチドである。したがって、3158−5.17%)。
従って、今なお、I L−6の高生産を与える便利で、比較的安価な方法が必要
とされている。哺乳類細胞を用いる組換え方法は、かなり高価となる傾向がある
。細菌精製は低コストではあるが、変換細菌においてI L−6を生成するため
の従前の試みは、商業的に好適な生産法をもたらさなかった。
本発明は、高いタンパク質生産すなわち、代替的には全部の細胞質ゾルタンパク
質の約20%を与える、細菌におけるIL−6を生成する方法、及びDNA構成
を提供する。本発明は、また、天然r L−6分子の生物的活動を保持するシス
ティン7リー形態のI L−6を提供するものである。
3、発明の概要
本発明は、タンパク質のそれぞれの活性ペプチドフラグメントと罰様に、細菌に
よって生成された組換え合成システィン7リーT L−6タンパク質の経済的生
成に関するものである。生成されるタンパク質は、システィン含有又はシスティ
ンフリーのいずれかであり、I L−6生物的活動を保持する。細菌培養は、高
百分率すなわち一般に全可溶性細胞質ゾルタンパク質の少なくとも20%はどの
組換えタンパク質を発現する。組換えI L −6タンパク質は、ペレットから
タンパク質を溶解させるために、8M尿素又はβ−メルカプトエタノールのよう
な粗い変性剤での処置を必要としない。本明細書及び特許請求の範囲を通して使
用されているように、「実質的に水に可溶である」という句は、この特性を示す
。
本発明では、I L−6は、3部分の融合タンパク質を発現させることによって
、単細胞宿主内に組換え生成される。その融合タンパク質は、第1、第2及び第
3ペプチド部分から構成され、第1ペプチド部分は、T L−6活性を有し、第
2ペプチド部分は、化学的にあるいは酵素的に開裂可能な配列を有し、その配列
は第1ペプチド部分を第3ペプチド部分に結び付は七いる。また、第3ペプチド
部分は、単細胞宿主によって発現され得、かつ好ましくは検出可能な機能を有す
るタンパク質又はその部分である。それらの3つのペプチド部分は、便宜上「第
1」「第2」又は「第3」と呼ばれるが、タンパク質のプロモータ制御発現に関
して、特定の順序になっているものとして読まれるべきではない。第1及び第3
ペプチド部分の位置は交換可能である。
第3ペプチド部分は、タンパク質または胤細胞宿主細胞が作ることができるタン
パク質の部分を与える。第3ペプチドを発現する担体DNAの存在は、真核性T
L−6タンパク質の生成を容易にする。その検出可能な機能において、(例え
ば、酵棄的活性)、@3ペプチドが容易に特定されかつ隔離される手段を与える
。所望の生物的活性を持つ第1ペプチ)′部分は、第2ペプチド部分の開裂によ
って融合タンパク質の残部から分離される。その後、組換えI L−6ペプチV
は、高性能液体クロマトグラフィ(HP L C)などによる公知の方法によっ
てタンパク質混合物から分*=a、そして精製され、r L−6アツセイにおい
て活性である純粋なタンパク質を産出する。本発明は、後述のベクターで交換さ
れた単細胞宿主に加えて、融合タンパク質をコードしているヌクレオチド配列、
これらのヌクレオチド配列から成る組換えベクターをも考慮している。
特別な実施例では、T L−6活性を有する合成ペプチVが、セリン残基によっ
て置き換えられた未変性I L−6配列の全4個のシスティンで精製される。特
にことわっていない場合には、合成システィンフリーI L−6又は組換えシス
ティンフリー丁L−6という用語が、セリン残基によって置き換えられた未変成
I L−6配列の全4個のシスティンを持つT L−6活性の合成ペプチドを指
すものとして本明細書及び特許請求の範囲において使用される。そのようにして
精製されたペプチドは、驚くほどにその生物的活性を保持する。例えば、I L
−6のシスティンシリ−形態は、肝細胞活動化及びB細胞刺激を示すことがわか
った。本発明のタンパク質は、抗ウィルス活性を有し、細胞のウィルス感染を防
止し得る。システィンフリー合成タンパク質は非発熱性であり、あるいは少なく
とも未変性I L−6タンパク質よりも非常に小さな発熱性のものである。
本発明のタンパク質は、また、IL−67ミノ末端から27個のアミノ酸残基ま
でを削除し、及び/又はアミノ末端に50個までアミノ酸襞基を加え、及び/ま
たはI L−6配列のカルボキシ末端に350個までアミノ酸を加え、かつ、適
切な生物的活性を保持している異なるシスティン7り−及びシスティン含有IL
−6ベプチVをも含んでいる。従って、驚くことには、また多くの他の生物的挙
動のペプチドとは違って、塩基IL−6配列が、実質的な活動を大きく失うこと
なしに修飾することがでさる。従って、本発明は、I L−6活性を保持する、
トランケートされ伸びた、システィン7り−又はシスティン含有ペプチドに加え
て、そのシスティンフリーペプチドをコードする遺伝子配列を包含している。
本発明の方法は、I L−6を調製するための公知の組換え法の改良であり、本
発明では、組換え/ベクターシステムにおいて商業酌量のT L−6を調製する
手段を提供するものである。
Asagoeによって述べられたものなど、前述のIL−6融合タンパク質構成
は、大量のタンパク質の発現を得るのに成功してい 、ないし、それらは機能的
タンパク質を得るために、膨大な粗放精製工程及び再フォールド工程を必要とす
る。しかし、この粗雑な変性剤での処理は本方法では必要なく、また、融合タン
パク質又は開裂タンパク質のいずれかの再7オールドも必要としない。
これらの組換え宿主を培養することによって精製されたペプチドは、免疫系治療
細胞活性へのそれらの刺激効果において特徴的I L−6活性を保持する。本発
明は、また、請求の範囲に記載された合成I L−6ペプチドの投与によって、
免疫応答の全体的モジュレータ1ンに加えて、ウィルス性疾患、免疫不全、及び
肝性疾患の治療法についても考慮している。
3.1.定義
A T CC: American Type Cu1ture Co11ec
tionbp : 塩基対
BSF−2: B細胞刺激因子
cDNA : 相補的DNA
CHO: 中国ハムスター卵巣
C5F : コロニー刺激因子
DHFR: ジヒドロ葉酸レダクターゼDNase : デオキシリポ核酸分解
酵素ELISA : 酵素結合イミューノソーベント アッセイG−C5F :
顆粒球コロニー刺激因子HGF : 肝細胞成長因子
HPGF: ハイブリドーマ プラマサイトーマrPlamacytomaコ成
長因子
HPLC: 高速液体クロマトグラフィH5F : 肝細胞刺激因子
IGF : インシュリン類似成長因子IgG、IgM : 免疫グロブリンG
、免疫グロブリフMIL−1,IL−3又はIL−6: インターロイキン−1
,インターロイキン−3又はインターロイキン−61PTG : イソプロピル
チオガラクトシドINF : インターフェロン
kDa : キロダルトン
kb : キロベース
LB : ルリア ブロスjLuria Broth]m RN A : メッ
センジJF−RNAPAGE : ポリアクリルアミド ゲル 電気泳動PBS
: リン酸塩緩衝生理食塩水
PDGF : 血小板誘導成長因子
Po l y (r IXrC):リポシトシン鎖で2重化されたりポイノシン
鎖を持つRNA
PL : ラムダの左のプロモータ
PR: ラムダの右のプロモータ
PtAc’Ptvc : )リプトファンと乳との結合の合成プロモータ
RNase : リボ槙酸分解酵素
’3DS : 硫酸ドデシル基ナトリウムS−D配列 : シャインーダルガー
ノr、sh 1ne−Da Igano]配列SH: スルフヒドリル
TNF : 1111壊死因子
X−gal: ブロモ−クロロ−インドリル−β−D−ガラクトピラノシド
YT : 酵母−トリプトン成長因子
4、 51. The unicellular host of claim 50, which is a bacterium. 52, (a) a first peptide portion having IL-6 activity;
a second peptide portion having a chemically cleavable peptide link between it and a third protein portion capable of being expressed by a cellular host; (b) identifying the tripartite proteins produced by said host; (c) ) chemically or enzymatically cleavage the second peptide portion; and (d) removing the first peptide portion having IL-6 activity. Method. 53. The second peptide portion has a peptide link that reacts with proteolytic enzymes.
53. The method of claim 52. 54. The method of claim 53, wherein the second peptide moiety has a collagenase-measuring site. 55. The method of claim 53, wherein the second peptide portion has an enterokinase-sensitive site. 56. The method of claim 53, wherein the second peptide moiety has a Factor Xa sensitive site. 57. The method according to claim 53, wherein the third protein portion has a β-galactosidase sequence or a portion thereof. 58. The method of claim 53, wherein the third protein portion comprises a TrpE gene product. 59. The first peptide portion cannot form a sulfhydryl bond, the second peptide portion consists of a peptide having a collagenase sensitive site, and the third protein portion consists of a protein having β-galactosidase enzyme activity. 54. The method according to claim 53. ao, the first peptide portion is incapable of forming a sulfhydryl bond, the second peptide portion has a peptide having an enterokinase-sensitive site, and the third protein portion has a protein that is a TrpE gene product or a portion thereof. 59. 61, the first peptide moiety cannot form a sulfhydryl bond, and the second peptide moiety
60. The method of claim 59, wherein the third protein portion comprises a peptide having a Factor Xa sensitive site and the third protein portion comprises a protein that is the TrpE gene product or a portion thereof. 52. The method of claim 59, wherein the peptide portion is incapable of forming sulfhydryl bonds, the second peptide portion has a peptide having an enterokinase-sensitive site, and the third protein portion has a β-galactosidase sequence or a portion thereof. . 63, the first peptide part cannot form a sulfhydryl bond, and the second peptide part cannot form a sulfhydryl bond.
The second protein part has a peptide with a factor Xa sensitive site, and the third protein part has a
60. The method of claim 59, comprising a lactosidase sequence or portion thereof. 64. The method of claim 59, wherein the first peptide moiety retains no amino acid residues from the second peptide moiety after cleavage from the second peptide moiety. 65. The engineered hybrid protein comprises at least about 20% of the total protein produced by the host organism.
How to put it on. 66. The method according to any one of claims 52 to 64, wherein the host organism is a prokaryote. 67. The method of claim 66, wherein said host organism is a bacterium. 68. The method of claim 65, wherein said host is a bacterium. 69. The method according to any one of claims 52 to 64, wherein the first peptide moiety does not have a sulfhydryl bond. 70, the first peptide portion has the IL-6 amino acid sequence shown in FIG.
65. A method according to any one of claims 52 to 64. 71. The engineered hybrid protein is a total protein produced by the host organism.
71. The method of claim 70, having at least about 20% of the quality. 72, recombinant plasmid with accession number ATCC40516 (p340). 73, recombinant plasmid with accession number ATCC40517 (p367). 74, a first peptide portion having IL-6 activity, a second peptide portion having a cleavable peptide, and a third protein capable of being expressed by the selected host organism.
a substantially pure recombinant protein having a quality portion; 75. A recombinant protein encoded by the gene of claim 1. 76. A recombinant protein encoded by the gene of claim 2. 77. A recombinant protein encoded by the gene of claim 3. 78. A recombinant protein encoded by the gene of claim 4. 79. A recombinant protein encoded by the gene of claim 5. 80. A recombinant protein encoded by the gene of claim 6. 81. A recombinant protein encoded by the gene of claim 7. 82, recombinant protein encoded by the M3 term 8 gene. 83. A recombinant protein encoded by the gene of claim 9. 84. A recombinant protein encoded by the gene of claim 10. 85. A recombinant protein encoded by the gene of claim 11. 86. A recombinant protein encoded by the gene of claim 12. 87. A recombinant protein encoded by the gene of claim 13. 88. A recombinant protein encoded by the gene of claim 14. 89, a recombinant protein with the rL-68 and collagen amino acid sequences shown in Figure 8b.
protein. 90, chemical or enzymatic opening of the protein of any one of claims 75 to 88.
A recombinant protein with IL-6 activity that is a cleavage product. 91, containing no cysteine, the protein according to any one of claims 75 to 78.
the product of chemical or enzymatic cleavage of a peptide, which after cleavage leaves a second peptide moiety
IL-6 activity characterized by not possessing residue amino acids derived from
recombinant protein. 92, a synthetic peptide that has IL-6 activity and is substantially insoluble. 93. The peptide of claim 59, which is not capable of forming sulfhydryl bonds. 94, 5th! The IL-6 amino acid sequence is cysteine or its amino acid sequence.
Synthetic peptides that do not contain homologs, analogs, or active moieties of
Chido. 95, having the IL-6 amino acid sequence of Figure 5, which does not contain cysteine.
A synthetic peptide in which the amino acids of the collagen linker are partially or completely
A synthetic peptide characterized by being physically reduced. 96, having the IL-6 amino acid sequence of Figure 5, which does not contain cysteine.
It is a synthetic peptide in which all of the amino acids of the collagen linker and the serine residue that bridges the collagen to the IL-6 protein have been deleted.
Chido. 97, the synthetic peptide according to any one of claims 94 to 96, having proline instead of glycine as the second amino acid in the N-terminal sequence.
Petite. 981? 98. A synthetic peptide according to any one of claims 94 to 97, which lacks the first methionine in the N-terminal sequence. 99. 99. A synthetic peptide which is a derivative of the peptide according to any one of claims 94 to 98 by deletion, substitution, insertion, inversion, addition or exchange of amino acids. 100, a synthetic peptide consisting of a portion of the amino acid sequence of natural IL-6 from amino acid 29 to amino acid 212, which sequence contains cysteine, but does not contain the above amino acid.
A synthetic peptide characterized in that amino acid 29 is glycine instead of gloline. 101. The synthetic peptide of claim 100 having an initial methionine residue. 102. A recombinant gene having a nucleotide sequence encoding the synthetic peptide of claims 92 to 101. 103. A vector comprising the recombinant gene of claim 102. 104. A unicellular host carrying the recombinant gene of claim 102. 105, ff. A unicellular host carrying the vector of claim 10. 106. A method of stimulating antibody production in a host, comprising administering to said host an effective amount of the peptide of any one of claims 90-101 together with an effective antigen. 107. A method for preventing or treating a viral infection in a host, comprising administering to the host an effective amount of the peptide according to any one of claims 90 to 101. 108. A method of stimulating hepatic protein production in a host comprising administering to the host an effective amount of a peptide according to any one of claims 90 to 101. 109. 91-], A method of stimulating differentiation of apical B cells in a host, the method comprising administering to the host a snack-effective amount of the peptide according to any one of OL. 1108. A method of stimulating hematopoietic stem cells in a host, comprising administering to the host an effective amount of a peptide according to any one of claims 90-101. 111. A method of treating an immunosuppressed host comprising administering to the host an effective amount of a peptide according to any one of claims 90-101. 112, a single compound reacting with a peptide according to any one of claims 90 to 101.
in immunoglobulin production comprising administering to a host an effective amount of a human antibody.
A method of treating disease conditions involving functional impairments. 113. A pharmaceutical formulation containing an effective amount of a peptide according to any one of claims 90 to 101 in combination with a pharmaceutically acceptable carrier. 114. The formulation of claim 113, wherein the peptide comprises at least one
A preparation characterized in that it is combined with other cytokines or hematopoietic growth factors. 115. 115. The formulation of claim 114, wherein the cytokine or hematopoietic growth factor is selected from erythroboetin, interleukin, and colony stimulating factor.
formulation. 116. The formulation of claim 114, wherein the interleukin is IL-1, IL-2 or HarL-3, and the colony stimulating factor is G-C3F, GM-C5F, or M-C3F. A formulation characterized in that it is C5F. 117. The synthetic peptide according to any one of claims 90 to 1011, which is used for treatment by co-administering periodically or continuously with the cytokine or hematopoietic growth factor according to claims 114 to 116. 118. The formulation according to claim 113, wherein the peptide has an infectious protective antigen.
A formulation characterized in that, in combination with an effective amount, it is present as an adjuvant. 119, a first part that is an inducible promoter, a second part that is a minicistronic sequence, a third part that is a cloning site for inserting a DNA7 fragment with a protein lacking a stop codon, and a cleavable peptide. A recombinant nucleic acid vector having a nucleic acid sequence encoding a fourth portion that is a nucleotide sequence of β-galactosidase and a fifth portion that is a nucleotide sequence of β-galactosidase in frame with the cleavable peptide of the fourth portion. @3 partial clone of the above nucleic acid sequence
The loning site is located outside the translational reading phase in the fifth part of β-galactosidase.
A recombinant nucleic acid vector characterized by: 120. The vector of claim 119 having the DNA sequence shown in Figure 8b. 121. The recombinant gene according to any one of claims 1 to 14, which has a DNA sequence encoding a peptide according to any one of items 92 to 101. 122, ff. A recombinant vector having the gene described in Section 121. 123. A unicellular host comprising the vector of claim 122. 124, recombinant vector carrying p340 plasmid. 125, a peptide produced by a recombinant vector of claim 125 having a mutant IAB DNA sequence. A DNA sequence encoding a peptide having a 127.1L-5 activity, characterized in that said peptide has a sequence formed by a mutant IAB. 128, a peptide encoded by the DNA sequence of claim 127. 129.1 A peptide having L-6 activity, characterized in that the peptide has a natural IL-6 sequence from which amino acid residues 4-23 have been removed. 130, a DNA sequence encoding the peptide of claim 129. Description Synthetic Interleukin-6 1. Introduction The present invention provides genetic and recombinant mature interleukin-6 (hereinafter referred to as IL-6), proteins encoded by those genes, and synthetic cysteine that retains TL-6 activity. Concerning free protein. These proteins have cleavage sites and carriers.
interleukin-6 or any of its modified synthetic forms, together with parts of the body's DNA.
The amino acid or carboxy-terminal chain of the trihybrid fusion protein consisting of either
Expressed in a unicellular host as a peptide moiety. This recombinant fusion protein can be purified and digested in vitro with a proteolytic enzyme specific for the cleavage site.
Therefore, we use a peptide that has the function of IL-6. The peptide is easily separated from the large β-galactosidase protein expressed by the carrier DNA. Purified peptides contain proteins including immunoglobulins and hepatic proteins.
It can be used to stimulate protein production and can also be used to prevent viral infections.
It can also be used to The protein can also be used as an adjuvant in vaccines.
It can also be added to the preparation. 2. Background of the invention 2.1. Peptide Regulators Physiological agents that regulate the metabolic activity of distant cells were named hormones by British scientists Bayliss and Starlinger in 1909. These agents consist of amino acid derivatives, steroids and peptides. More recently, various peptides that activate and/or suppress cell proliferation have been identified, and stimulating factors have been identified.
They are called growth factors. Another common name for such a cellular factor is cytokinel, but the more accurate name is the cell of origin, lymphocytes, which are produced by lymphocytes. Lymphokines also belong to the interleukins, molecules that regulate cell proliferation in the immune system. Other peptides produced by the immune system provide special antiviral effects.
vinegar. Such peptides are called interferons. To be considered an interferon, a factor must be a combination of both RNA and protein.
Proteins that exert antiviral activity through cellular metabolic processes that include
It must be of good quality. (Interferon Nomenclature Committee, 1980. Nature 86(2):1 10) 2.2 Interleukin-6 Interleukin-6 (IL-6) has been classified by many researchers as IFNβ2A, BSF-2, H3P, The term given to peptides selectively described as G-C5F, C5-309, HPGF, or the 26KDa protein. These original factors, known today as IL-6, included l) inter7zO7-β2 (Zi1berstein et al., 1986. EMBOJ, 5
:2529) or poly(rI)poly(rC)-stimulated fibroblasts.
(Haegeman et al., 1986.Eur. Hirano et al., 1
986, Nature 324 Near 3), 3) B-cell hybridoma/plasma
Fibroblast cell growth factor called lasma cell growth factor (HPGF or HGF) 168:
543; Tosato et al., 1988.5science 239:502), and
and 4) a peripheral monocyte protein called hepatocyte-stimulating factor (H3P).
quality (Gauldie et al., 1987. Proc, Natl., Acad, Sci. 84 Near 251). ! The function of L-6 peptide is basically against both inflammatory and immune responses in human pathology. These functions are diverse and depend on the cell type being tested. rL-8 is found in IL-1 treated leukocytes, epithelial cells, fibroblasts, hepatocytes, vascular endothelial cells, cardia myxoma tissue, certain bladder cancers, certain groin cancer cells, and dahlia cells. , expressed. IL-6 is a peptide involved in the interaction of B and T cells to induce proliferation and differentiation of antibody-producing cells.
It is a type of de. IL-6 confers essential expression of IL-6 with respect to its antiviral activity, which may be responsive to the initial identification of IL-6 as an interferon with the secretion of immunoglobulins in activated B cells. Recombinant T L-6
Changes in Chinese hamster ovary cells with lasmids in detecting peptides in the medium
as well as in the detection of antiviral activity (Zi 1berstein et al., 1986. EMBOJ, 5:2529).The question of whether natural IL-6 has antiviral activity has been debated in scientific journals. It was done. Special antiviral activity was first reported by Weissenbach et al.
(1980. Proc, Natl. Acad, Sci. 77:7152); members of this group of scientists also continued to report on antiviral activity in their specimens (Content et al., 1985, Eur. J, Bioch em, 152:253; May et al., 1988. J, Biol, Chen, 263 near 760). Reported values for antiviral activity range from 5-10 X 10'U/mg protein to as low as 1-3 X 10'U/mg protein.
The range is up to a low value. Conversely, a number of other researchers have shown that, in conjunction with their purified recombinant IL-6 preparations, large antiviral IL-6 suppresses INF activity. = (Kohase et al., ]987.Mo1.Cel Biol, z:273). However, it stimulates the growth of B-lymphoblast cells in people affected by EBV (TosatO et al., 1988.5science 239:
502). It is also a growth factor that also stimulates the growth of human leg line cells and 1978 bulbs (Lots et al., 1988.J, Exp, Med, 167(s):1253).
was identified. In combination with IL-3, rL-6 supports the proliferation of hematopoietic progenitor cells (Van Damme et al., 1987. Proc. Natl. Acad. Sci. 84:9035) and also in response to wounding and infection. , regulates the synthesis of a subset of hepatocyte proteins (Gauldie et al., 1987° Proc, Natl. Acad, Sci., 84 Near 251; Andus et al., 1987. FEBS Lett, 22:]8). increase in its own action, and
and IL-1, TNF, and TFNB. and interactions with other peptide regulators such as PDGF contribute to homeostatic regulation.
There have been suggestions that it plays a central role in the complex cytokine network required for cell division (Kohase et al., 1987. Mo1. Ce1l Bio+, 7:273; Sah gal et al., 1987. fununol, Today 8:84; 5porn and Rob erts, 1988. Nature 332:217) 2.3. Interloiki
Based on the different biological activities, many researchers have
By comparing the basic structures of factors that were first characterized as
The identity of the amino acid sequences was revealed, leading to the renaming of the peptides as interleukin-6 (IL-6). Fiber cells treated with either poly(rl)(rC) or cycloheximide and actinomycin D were coated against a protein capable of directing antiviral activity called IF Nβ2.
(Weissenbach et al. 1980. Proc. Natl. Acad. Sci. 77:7152; British Patent No. 2.063.882). The clones generated from this derived cDNA copy of mRNA7laccitan gave an IFNβ2 subsequence that was distinctly different from IFNβ1, IFN7σA, IFN7σ, and TFNaD (Chernajovsky et al., 1984 DNA 3:297; Rsvel et al., 1983° Interferon 5:2051. Gresser edlAca demic Press, N, Y,). The complete IFNβ2 sequence, derived from a number of cDNA clones, was revealed by Sl nuclease mapping. (Zilber stsin et al., 1986. EMBOJ, 5:2529; Rojoppa Patent 0220 574 Al, published May 6, 1987). In another analysis of the IFNβ2 sequence, May et al., 1986. Proc, Natl, Acad, Sci, 83:89 57 also Zilberstein et al., 1986. EMBOJ, 5:2529; a full-length cDN screen rather than a partial cDNA clone was used to generate the 212 amino acid protein sequence. These investigators also noted that IFNβ2 was induced by TNF. Although their 26 kDa protein had no detectable antiviral activity, Flaegmann et al., 1986. Eur, J. Biochem, 159:625.
The sequences of those 26 kDa proteins that were introduced into fibroblasts were described by Ziuberstein et al., 1986. EMBOJ, 5:2529;
I admitted that I sang it. The 5' end of the protein was lost in the cDNA clone collection, so the 26 kDa peptide was not compatible with the internal cDNA sequence.
A screen of a human gene library testing for complementation yielded a genomic clone that gave a complete 212 amino acid sequence, as well as the DNA sequence of a 162 bp intron within the 5' terminal region of the human gene. No significant similarities were found to proteins in the protein database containing 3309 individual peptide sequences. In another study (Hirano et al., 1986. Nature 324 Near 3), it was determined that the BSF-2 protein produced the factor constitutively and was purified from human T-cell lines.
was produced and established using the HTLV-1 virus. Amino acid sequence data from nine peptide fragments provided the information necessary to purify the synthetic oligomers used to probe the cDNA library. The cDNA clone was sequenced as amino terminus of purified IL-6 protein. The ends of the mature protein sequence indicate that the 212 amino acid prepeptide predicted from the nucleic acid sequence contained a 28 amino acid long signal peptide that was cleaved to purify the native mature BSF-2 (TL-6) protein. It was pro-va 1-pro-pro. Subsequent sequence analysis of the complete BSF-2 (IL-6) genomic DNA
(Yasukawa et al., 1987. EMBOJ-6:2939). The organization of the BSF-2 (IL-6) gene was exactly similar to that of G-C5F when the two genes were compared. After completion of the sequence of HG F (Brakenhoff et al., 1987.J, I+++ muno1.1 39=4116), the identity of HGF and T L-6 was confirmed. Furthermore, consideration of sequence differences in all reported analyzes of IL-6 genes (such as HGF, IFNβ 2.26 KDa protein or BSF-2) revealed that only a few
Kana single base changes were revealed. Neither of the two changes that occur within the peptide reading frame result in an amino acid change; Van Damme et al., 1988. J. Immunol, 140:15314, noted that the amino-terminal sequence of HGF was identical to the IFNβ 2.26 KDa protein and BSF-2. C1ark et al. (International Application No. PCT/US87101611, Publication No. WO3 8100206, published January 14, 1988) also reported that the cDNA sequence of TL-6 was
Reporting columns. 2.4. Conserved cysteine residue positions in IL-6 The cysteine residue positions are conserved between the two proteins, namely BSF-2 (IL-6) and G-C9F.
It will be done. Noting this similarity, Hirano et al., 1986. Nature 324 Near 3 suggested that intramolecular disulfide bonds may be important in the structure of BSF-2 (IL-6) and G-C5F. Those suggestions are supported by a number of growth factors, namely, an inhibitor that revealed that BSF-2 (IL-6) is distantly related to G-C5F.
It was based on a comparison of the BSF-2 (TL-6) sequence with other sequences in the tarleukin and interferon personal databases. However, in comparison with the National Biomedical Research Basic Database or Gene Sequence Data Bank,
have not revealed significant similarities with other proteins in their databank; Cysteine conservation has also been described in Van 5nick et al., 198B, Nat1. Acad, Sci, 83:9679. They sequenced mouse HP-1 and found a conserved homolog with respect to human IL-6. They examined the position of cysteine in Matt, HP-1, 1L-6, and G-C5F and noted that the cysteine position was conserved within the three peptides. As described above by Yasukava et al., the organization of exons and introns within the BSF-2 (TL-6) gene was exactly similar to that of G-C SF when the two genes were compared. . This discovery is based on the fact that two proteins
Each is a revolutionary history (see Kishimoto, 1987.J, CI in, I+nmuno1.7(5):343). The presence of cysteine in proteins poses processing problems when the proteins are produced recombinantly in bacterial hosts. Microbially produced cysteine-containing proteins tend to form multimers that greatly complicate the purification of protein products.
There is a tendency to Competitive additional purification steps such as reduction and reoxidation of recombinant proteins
step is necessary to obtain the protein in the proper structural state. Removal of one or more cysteines with simultaneous substitution by a chemically equivalent neutral amino acid is preferred to facilitate isolation and purification of the IL-6 molecule. However, the continuous removal of cysteine from microbially active molecules is difficult because the normally formed disulfide
unpredictable in that the three-dimensional structure in the absence of bonding can be substantially altered.
stomach. One or more of these residues is essential to retain the desired activity.
There are many times. ! Since the cysteine of L-6 is conserved (see above), natural cysteine residues are expected to be particularly critical for cytokines such as IL-6. Additionally, it has been reported that the biological activities of other cytokines will be affected if cysteine is removed. For example, only one cysteine residue out of three can be removed without affecting the biological activity of IFN-β. (See U.S. Pat. No. 4,737,462). Similarly, IFNIll's four systems
Only one of the pins can be removed without complete loss of activity (Mark et al. + 1984. Proc, Natl. Acad, sci. 81:5662). 2.51 Production of Natural Interleukin-6 as a Recombinant Protein 2.5.1. Recombinant DNA Technology and Gene ExpressionRecombinant DNA technology involves the insertion of special NA sequences into a DNA vehicle (vector) to form a recombinant DNA molecule that can replicate within a host cell. Generally, the inserted DNA sequence is foreign to the recipient strain DNA vehicle. That is, the inserted DNA sequences and DNA vectors are derived from organisms that do not exchange any genetic information. Alternatively, the inserted DNA sequence may be wholly or partially synthetically produced. A general method has been developed that allows for the construction of recombinant DNA molecules. Regardless of the method used for construction, recombinant DNA molecules must be compatible with the host cell. That is, it must be capable of autonomous replication within the host cell or stably integrated into one or more host cell chromosomes. Preferably, the recombinant DNA molecule also has an identification function that allows selection of a desired recombinant DNA molecule. Furthermore, if all the appropriate replication, transcription, and translation signals are correctly sequenced on the recombinant vector, the foreign gene can be transmitted in a modified microbial cell, e.g.
is correctly expressed in a free cell line or host that has a recombinant plasmid with the appropriate origin or is infected with a recombinant virus. Different genetic signals and processing results control gene expression levels, such as DNA transcription and messenger RNA (mRNA) translation. Transcription of DNA depends on the presence of a promoter, a DNA sequence that directs the binding of RNA polymerase, thereby promoting mRNA synthesis. eukaryotic pro
The DNA sequence of a motor is different from that of a prokaryotic promoter. Sara
Additionally, eukaryotic promoters and associated genetic signals are either absent or non-functional in prokaryotic systems. Furthermore, prokaryotic promoters are not recognized and do not function in eukaryotic cells. Similarly, translation of mRNA within the yK complex depends on the presence of appropriate prokaryotic signals that are distinct from eukaryotic signals. Sufficient translation of mRNA within prokaryotes is the Shine-Dalgarn on mRNA. (S-D) sequence (Shine, J. and Dalgarno, L., 1975. Nature 254:34). This sequence is an open sequence, usually an AUG, that encodes the amino-terminal methionine of the protein.
It is a short nucleotide sequence of mRNA that is placed before the start codon. S/D distribution
The column is complementary to the 3' end of the 165 rRNA (liposomal RNA) and likely facilitates the binding of the mRNA to the liposomes by duplexing with the rRNA to provide correct positioning of the liposomes. be. 165 liposomal RNA and mRNA consist of a few complementary nucleotides.
The 5hine/Dalgarno sequence is an important feature of the liposome binding site.
(Shine and Dalgarno, 1975. Nature 254:34; Teitz, 1980. Structure, function, and genetics in liposomes, ed. Chambliss et al., Baltimore, Md., University Park Press pp. 479-495) , con
Computer analysis showed that approximately 100 nucleotides surrounding the AUG start codon are involved in the liposome/mRNA interaction, as supported by a good prediction of a translation initiation signal (Stomer et al. et al. 1982, Nucl, Ac1ds Res, 10:2971; Gold et al., 1
984. Proc, Natl, Acad, Sci, 81 Near 061). specific type
No prediction can be made as to what will actually provide the best and most complete liposome binding site for maximal protein translation (see Joyce et al., 1983. Proc, Natl. Acad, Sci. 80:1830). Their characterization of 2bp sequences During the development of recombinant expression vectors, the complete liposome/mRNA phase
The importance of the interaction region was recognized (FIG. 1 of Skorner et al., 1986. Proc, Natl. Acad, Sci, USA 83:8506). A single base deletion in the first cistron of a "minicistronic" sequence accounts for 0.4% of all cellular proteins.
increased the production of the downstream recombinant protein Met-[Ala)bGH by 24%.
That's enough! (Fig. 4. Compare with pcZ145; see pCZ143, 5choner et al., id). Alternatively, a two base insertion can also be inserted into the code encoded by the second cistron.
This resulted in significant expression of the peptide that encoded the protein. Control experiments showed that the differences in expression were due to differences in translation. This is because the mRNA levels of these constructs (which were approximately 507 years old) were expressed and compared to protein differences.
This is because they were necessarily the same (with a difference of less than 37 olds). The conclusion was that the position of the stop codon that terminates translation of the first cistron of a minicistronic sequence may influence the translation efficiency of the second cistron, which contains the encoded sequence of the recombinant protein. . The most important of these actions showed that changes of one or two bases in the sequence immediately preceding the coding sequence of a recombinant protein can have a profound effect on downstream expression. Successful expression of the cloned gene requires sufficient transcription of the DNA, translation of the mRNA, and, in some cases, post-translational modification of the protein. Expression vectors were used to express the gene under the control of an active promoter in a suitable host and to increase protein production. 2.5.2 Non-bacterial production of recombinant interleukin-6 Weissenbach et al., 1980. Proc, Acad, Sci, 77:
7152 translated cDNA in oocytes and produced recombinant TFNβ2 in vitro, but Zi 1berstein et al., 1986. EMBOJ, q:2529 reports the first example of IFNβ2A (IL-6) cDNA expression in vivo. Suppression fragments containing fused cDNAs of different primary clones
was placed downstream of the SV40 early promoter to generate the psVcIFB2 plasmid. This plasmid contains the complete IFNβ2 A c DNA sequence and several adjacent nucleotides of the original cloning vector.
The code was followed by the nucleotides of the 5V4Q early promoter and T antidan RNA. The IFNβ2A sequence led to the T antigen partition region and the polyazonyresicon site. Chinese Hamster Ovary Cells (CHO) Tissue Culture Cells and Methotrexate After completion of the steps to amplification selection, CHO cell clones labeled [S″S] were radioactivated with immunopresitase a using non-saturating amounts of antibody. IFNβ2ta
Screened for protein production. In the same study, a plasmid construct in which the entire IFNβ2Ac DNA sequence was fused to the T7 RNA polymerase promoter generated mRNA that was transcribed in vitro and subsequently transcribed in rabbit reticulocyte lysates. Immunoprecipitation of the lysate followed by appropriate
5DS-polyacrylamide gel
can be detected on the file. BSF-2 (IL-6) was functionally expressed in CO37 cells after transfection of Grasmid containing the complete coding region of BSF-2 flanked by SV40 early proteins (Hirano et al. BSF-2 activity can be detected after purification and concentration of media from transferred cells using immunoaffinity gel methods. Recombinant IL-6 produced using this method was used to analyze the regulation of fibrinogen and albumin mRNA in FAO cells (Andus et al., 1987. FEBS Letts, z2i:18). C1ark et al. (International Application No. wo88100206, published on January 14, 1988)
), the TL-6 CDNA sequence contains the SV40 enhancer-1 major adenoid delayed promoter, DHFR coding sequence, SV40 delayed message poly-A addition site, and
The structure of pC 5F309, which has been ligated into the p91023B plasmid containing the VA r gene. When CoS cells are transformed with this plasmid, IL-6 hematopoietic stimulating activity is expressed in regulated tissue culture cell media at a dilution of 10~4.
It can be recovered by the body. This type of recombinant specimen is F23. ITgG2a anti-[mouse
Sceptor B chain variable region segments 8.1.8.2 and 8.3] - in the presence of either ConA conjugated to mouse antibodies or agarose beads; IL-6 to T cell proliferation; (Garman et al. 1987, Proc, Natl, Acad, Sci 84 Near 629). Preparations of recombinant
was used to study the effect of IL-6 on the differentiation of Ly-21 cytolytic lymphocytes from lymphocytes (Takai et al., 1988.J, Immunal, 140:50B). Alternative methods for higher cellular production of recombinant T L-6 are by translation of IL-6 mRNA in rabbit reticulocyte Bt2 (Poupart et al. 1987, EM130 J, 6:1219) or by cDNA expression in yeast.
(La Pierre et al., 1988.J, Exp, Med, I67:794) and involves in vitro synthesis of rL-6m RNA following injection into frog (Xenopus) oocytes (Weissenbachl F, 1980, Proc. Nat 1. Acad, Sci, 77: 7152; Coulie et al., 198 V. Ur, J. Immunol, 17: 1453: Poupart et al., 1987. EMBOJ, 6: 1219). 2゜5.39 Recombinant interleukin-6 details
Bacterial production Lark et al. (@ International Application No. WO38100206, published January 14, 1988) reported the expression and production of recombinant L-6 in E. coli using pcsF309 (1986 as accession number ATCC67153). Deposited with EI in July 2013). However, the preferred embodiment reported therein selectively modulates the sequence of pcsF309 and includes a) its signal peptide leader sequence and its 3'
b) in the context of the temperature-sensitive C+ repressor;
The code sequence is linked to the temperature-inducible PL promoter. This strain containing plasmid pAL309 cm781 was not deposited with the ATCC. In this strain, bacterially expressed proteins are first solubilized and then unfolded.
(See Example V of their patent application). Alternatively, a plasmid called pAL-5ec-IL-6-181 is engineered to generate IL-6 by joining the IL-6 cDNA sequence to a synthetic signal peptide leader sequence under the control of the sPL promoter. Configured. Temperature sensitive C1 suppression
After high-temperature induction of the PL promoter in a factor-limiting strain, T L-6 is activated by the signal peptide.
It was isolated from the periplasm of modified cells as a homologous protein. Pure Ta
No protein production was reported. Brakenhof et al., 1987. J, Immuno1.139:4116 is a unique gene containing any one of seven special IL-6 cDNA clones.
reported the expression of HGF, or hybridoma growth factor (IL-6), in E. coli strains. To identify clones that produce IL-6, the medium is tested! Screened for L-6 activity. Its activity is less among clones.
Tomo s, oo. 7 old changed. Although the most active construct (clone 7) was missing the first 43 amino acids of the peptide, that construct produced more than 20 times more activity than the next active clone. Constructs containing the complete amino acid coding region of HGF (IL-6) showed the least activity (e.g., clone 5, starting at position -62 from the ATG start site, compared to clones with l0.000 kU/ml). showed an activity of 1.7 kU/ml compared to 7). To detect activity, recombinant IL-6 was first isolated from the cytosolic proteins of clones 7 and 15. Activity was analyzed only after elution of individual 5DS-PAGE sections. activity detected
Even though the TL-6 protein was not present in the gel protein profile, no
It was not made clear. Tosato et al., 1988.5science 239:502 reported the generation of antiserum after immunization using recombinant IL-6 produced in E. coli.
I'm telling you. However, the antiserum generation method and recombinant IL=6 protein synthesis and production were not published (see reference 10 in the coordinated manuscript). Recombinant BSF-2 (IL-6) was injected into E. coli using pTBCD-12.
(formerly rano et al., 1988.1 mmunol Letters 17:41). Derivation of this plasmid resulted in the production of a fusion protein in which the recombinant IL-6 peptide was fused to the IL-2 peptide. Protease digestion with kallikrein and aminopeptidase-P matures! L-6 tongue
It was necessary to obtain the desired quality. However, the details of the other steps that would allow for the explanation have not been published anywhere (see the adjusted manuscript above). May et al., 1989. J, Biol, chem, 263 near 760, of 182 amino acids! After fusion of the IL-6 cDNA in the REV expression vector (Repligen corp, Cambridge, MA) to generate a product containing 34 amino acids of the prokaryotic leader peptide fused to the L-6 peptide moiety. It has been reported that an insoluble form of IL-6 is produced in bacteria.
Ru. The expressed protein was captured in an insolubilized pellet dissolved in 8M urea, 5mM DTT and 10mM β-mercaptoethanol in Tris-based buffer.
was taken out. The fusion product is purified by prokaryotic leader peptide followed by chromatography on a DEAE-Sepharose column using a salt gradient with lysis buffer.
It was partially purified from a number of other E. coli pellet proteins by either immunoaffinity chromatography with a monoclonal antibody directed against the enzyme, or FPLC with a monoQ column (Pharmacia). Refined Ta
No protein production has been reported. DEAE-Sepharose Peak 7 Lacsilane showed antiviral activity of 0-5 110/ml in FS-4 cell culture and vesicular inflammation virus using the cyto7 attack effect reduction assay. The recombinant fused IL-6 protein was injected into rabbits to purify the polyclonal antiserum. The polyclonal antiserum inhibited fibroblast FS4 cells after cycloheximide induction of TNF and/or IL-6 in human mononuclear cells.
was used to characterize the native TL-6 protein. Incubation of antisera with FS4 cell media prevented the induction of immunoglobulins within CESS cells. Many researchers have reported that recombinant IL-6 protein produced in E. coli.
However, the methodology for recombinant IL-6 purification was not disclosed (Taga et al., 1987. J, Exp, Med, 166(4):967; Gauldie et al., 1988. Proc, Natl. Acad, Sci. , 84 Near 251; Lo tg et al., 1988. J, Exp, Med, 167(3): 1253; Muraguchi et al., 1988. J, Exp, Med, 167(2): 332: Rels et al., 1988, J , Immunol, 140(5):1566). 2.5.4. Difficulties in high production of recombinant interleukin-6 Although no reports have been found that enable the production of natural IL-6 in bacteria (see section 2.5.3), high production of the natural protein in bacteria is difficult. , recombinant DNA biotechnology
(Asagoe et al., 1988.Biotechnology 6:806) (see also 5.1. of this application). Asagoe's study used a plasmid configuration close to that reported in section 2.5.3, above.
It is not possible to produce natural IL-6 as a detectable protein within the cell extract.
It is reported that there is no. The unsuccessful Asagoe expression plasmid contained the mature Asagoe BSF-2 (IL-6) protein coding sequence in frame with and adjacent to the PTAC promoter and ATG start sequence. That plastic
The Smid was analyzed in various strain backgrounds, but no IL-6 protein was detected after fusion. Large amounts of insolubilized recombinant IL-6 activity were produced by Asagoe only after induction of plasmids containing hybrid fusion proteins in the following conditions 1)-3). That is, 1) P71. 2) the promoter and ATG start site were fused to the large growth hormone coding sequence; 2) the large growth hormone sequence was fused to an oligonucleotide sequence that generated a Factor Xa peptide recognition site (ile-glu-gly-arg); 3) The factor Xa recognition site
It was then fused to either the glu-phe-met-BSF-2 sequence or the ala-BSF-2 cod sequence. Therefore, this recombinant IL-6 (ie, BSF-2) peptide was the carboxy-terminal portion of the large growth hormone/Factor Xa sequence/BSF-2 hybrid fusion product in this structure. Present as glu-phe-met-BSF-2 in one peptide structure or as ala-BSF-2 peptide in the other.
Recombinant IL-6 activity could only be purified after solubilization of the fusion protein up to 8 M urea. Cleavage of the fusion protein with factor
It was necessary to refold the combined protein. The reaging process was incomplete because the fusion protein preparation was only incompletely digested by Factor Xa. Factor Xa cleavage produced a heterologous mixture containing the intact fusion protein, recombinant IL-6 peptide, and large growth hormone peptide in addition to other partial cleavage products. In order to obtain T L-6 activity in the purified product, the Factor Xa/cleavage mixture had to be modified with 6M guanidinium hydrochloride groups. After chromatographic purification of the recombinant IL-6 peptide, it was reconstituted as an active peptide.
To recover the titanate, undergo further series dialysis. The resulting recombinant peptides, either glu-phe-met-B SF-2 or ala-BSF-2, are tested only for their activity in the B cell stimulator assay. that life
The reported yield for the synthesis process was approximately 5% (3+ng of purification activity was recovered from the initial 100 mg of fusion protein, of which 58 mg is IL-6 peptide. 3158-5.17%). Therefore, there remains a need for a convenient and relatively inexpensive method that provides high production of IL-6. Recombinant methods using mammalian cells tend to be quite expensive. Although bacterial purification is low cost, previous attempts to produce IL-6 in transformed bacteria have not resulted in commercially suitable production methods. The present invention provides high protein production, or alternatively total cytosolic protein production.
Provided are methods and DNA constructs for producing IL-6 in bacteria that yield approximately 20% of the quality. The present invention also provides a system that retains the biological activity of the natural rL-6 molecule.
The IL-6 is provided in a Tin7 Lee format. 3. Summary of the Invention The present invention provides a method for treating bacteria with each active peptide fragment of a protein.
Economical Production of Recombinant Synthetic Cystine 7-Lee T L-6 Protein Produced Accordingly
It is about growth. The proteins produced are cysteine-containing or cysteine-containing.
is free of IL-6 and retains IL-6 biological activity. Bacterial cultures express a high percentage of any recombinant protein, generally at least 20% of the total soluble cytosolic protein. Recombinant IL-6 protein does not require treatment with harsh denaturants such as 8M urea or β-mercaptoethanol to dissolve the protein from the pellet. As used throughout this specification and claims.
As used, the phrase "substantially soluble in water" indicates this property. In the present invention, IL-6 is produced recombinantly in a unicellular host by expressing a three-part fusion protein. The fusion protein is composed of a first, second and third peptide portion, the first peptide portion having T L-6 activity and the second peptide portion being chemically or enzymatically cleavable. The peptide has a sequence that connects the first peptide moiety to the third peptide moiety. Additionally, the third peptide moiety can be expressed by a unicellular host and preferably has a detectable function.
protein or part thereof. These three peptide moieties, referred to as "first," "second," or "third" for convenience, are related to the promoter-controlled expression of the protein.
and should not be read as being in any particular order. The positions of the first and third peptide moieties are interchangeable. The third peptide portion is a protein or a protein that the seed cell host cell can make.
Give it some crunchy parts. The presence of carrier DNA expressing the third peptide facilitates production of eukaryotic TL-6 protein. In its detectable features (e.g.
(e.g., enzymatic activity), provides a means by which peptides can be easily identified and isolated. The first peptide moiety with the desired biological activity is obtained by cleavage of the second peptide moiety.
is separated from the rest of the fusion protein. Thereafter, the recombinant IL-6 peptiV was purified by known methods such as high performance liquid chromatography (HPLC).
minutes*=a from the protein mixture and purified, r L-6 assay.
yields pure protein that is fully active. The present invention can be replaced with the vectors described below.
In addition to isolated unicellular hosts, nucleotide sequences encoding fusion proteins and recombinant vectors comprising these nucleotide sequences are also considered. In a particular embodiment, the synthetic Pepti V with TL-6 activity is
All four cysteines of the native IL-6 sequence were replaced. Special
synthetic cysteine-free IL-6 or recombinant cysteine-free IL-6.
The term Tinfree Ding L-6 refers to a synthetic peptide of T L-6 activity that has all four cysteines of the native IL-6 sequence replaced by serine residues.
It is used in this specification and claims as such. Peptides so purified surprisingly retain their biological activity. For example, the cysteine form of IL-6 has been shown to exhibit hepatocyte activation and B cell stimulation.
It was. The protein of the present invention has antiviral activity and prevents viral infection of cells.
It can be stopped. Cysteine-free synthetic proteins are non-pyrogenic or less
Both are much less pyrogenic than native IL-6 protein. The protein of the present invention also contains 27 amino acid residues from the amino terminus of IL-67.
and/or add up to 50 amino acid fold groups to the amino terminus, and/or
or add up to 350 amino acids to the carboxy terminus of the IL-6 sequence and
It also contains different cysteine- and cysteine-containing IL-6 peptides that retain significant biological activity. Therefore, it is surprising that many other biological
Unlike dynamic peptides, the base IL-6 sequence can be modified without significant loss of net activity. Accordingly, the present invention encompasses truncated, extended cysteine- or cysteine-containing peptides that retain IL-6 activity, as well as gene sequences encoding such cysteine-free peptides. The method of the present invention is an improvement on known recombinant methods for preparing IL-6, and the present invention provides a means to prepare commercial quantities of T L-6 in a recombinant/vector system. It is. The aforementioned IL-6 fusion protein constructs, such as those described by Asagoe, have been successful in obtaining expression of large amounts of protein, or they require extensive crude purification steps and re-purification steps to obtain functional protein. Requires folding process
Ru. However, treatment with this crude modifier is not necessary in the present method, and
There is no need for reconstitution of either proteins or cleaved proteins. Peptides purified by culturing these recombinant hosts retain characteristic IL-6 activity in their stimulatory effect on immune system therapeutic cell activity. Main departure
The patent also provides methods for treating viral diseases, immunodeficiencies, and hepatic diseases, as well as global modulators of immune responses, by administering the claimed synthetic IL-6 peptides. I am considering it. 3.1. Definition AT CC: American Type Culture Co11ectionbp: Base pair BSF-2: B cell stimulating factor cDNA: Complementary DNA CHO: Chinese hamster ovary C5F: Colony stimulating factor DHFR: Dihydrofolate reductase DNase: Deoxylipo Nucleic acid degradation enzyme ELISA: Enzyme Binding Immunosorbent Assay G-C5F: Granulocyte Colony Stimulating Factor HGF: Hepatocyte Growth Factor HPGF: Hybridoma Plamacytoma Composition
Long factor HPLC: High performance liquid chromatography H5F: Hepatocyte stimulating factor IGF: Insulin-like growth factor IgG, IgM: Immunoglobulin G, immunoglobulin MIL-1, IL-3 or IL-6: Interleukin-1, Interleukin-3 or interleukin-61PTG: isopropyl thiogalactoside INF: interferon kDa: kilodalton kb: kilobase LB: Luria Broth]m RNA: message
Senji JF-RNAPAGE: Polyacrylamide gel electrophoresis PBS: Phosphate buffered saline PDGF: Platelet-inducing growth factor Poly (rIXrC): RNA duplicated with lipocytosine chains or having poinosine chains PL: Lambda Left promoter PR: Right promoter of lambda PtAc'Ptvc: )Synthetic promoter for the binding of liptophan to milk RNase: Riboformate degrading enzyme '3DS: Dodecyl sulfate group sodium S-D sequence: Shine-Dalgar
Nor, sh 1ne-Da Igano] Sequence SH: Sulfhydryl TNF: 1111 necrosis factor X-gal: Bromo-chloro-indolyl-β-D-galactopyranoside YT: Yeast-tryptone growth factor 4,
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
@1図は、p360の構成図である。プラスミドp360は、E、coliにお
けるほぼ22〜23KDaのタンパク質として、システィン7り一合成T L−
6類似のペプチドを発現するように構成されたプラスミド発現ベクターである。
オリゴヌクレオチド737 FAGCTGA TTA AAT AAG GAG
GAA TAA CCA TGG CTG C^3′]及び738 [Gcc
ATG GTT ATT CCT CCT TAT TTA ATC3′]が
融合され、Stratagene 5ysterasから購入した7アジミドで
あるpBS(+)のT(ind III−Pst Tフラグメントで置き換えら
れ、pBS0を形成した。ペプチド終止コドンを含有するプラスミドp337−
1から合成システィン7リーIL−6類似ペプチドに対する配列が、pBS0の
Nco T−Ec。
R17ラグメントを置き換え、プラスミドp360を生成した。p360におい
て、ミニシストロン配列を介して及び合成システィンフリーT L−6類似配列
を介しての誘導性乳プロモータからの発現は、E、coliのエキスにIL−6
の大きさのペプチドを生成できない(発現したタンパク質のゲルにつき第3図を
参照)
IF5図は、p369の構造図である。ペプチド終止コドンを含有していない、
プラスミドp365の合成システィン7リーI L−6類似ペプチドの配列を含
有している7ラグメントは、プラスミドp369を形成するために、(第1図に
記載された)pBS0のNco I−Bam Hlフラグメントを置換したこの
構造である。ここで、合成システィンフリーrL−611似ペプチド配列は、β
−ガラクトシダーゼのα−補体フラグメントに対するフレーム中で融合された。
p369の乳プロモータの誘導は、合成I L−6類似ペプチドと、β−ガラク
トシダーゼのσ−補体部分との間の融合生成物である検出可能なペプチドを生産
できない(発現したタンパク質のゲルにつき第3図を見よ)。
第3図は、合成システィン7リーI L−6ペプチドの配列を含んでいるプラス
ミド構成の発現及び非発現である。異なるプラスミドを持っているE、coli
細胞の培養液がI PTGで誘導された。細胞培養液のサンプルが溶解され、5
Ds−ポリアクリルアミドゲル中で電気泳動された。このゲルは、タンパク質を
目に見えるようにするために、コオマジーブルーで染められた。列a及びbは、
同一培養液の異なる管からの複製分別部分である。列1a及びbは、プラスミド
p369を有する細胞からのものである。予想されている誘導タンパク質は、β
−ガラクトシダーゼのσ−補体部分及び合成I L−6類似ペプチドの融合タン
パク質である。その融合を表している大きな分子重量タンパク質は存在しない。
列2a及びbは、プラスミドp367すなわち、合成I L−6類似ペプチド/
コラーゲン/β−ガラクトシダーゼの融合生成物に対する好結果の発現ベクター
を有する細胞からのものである。ゲルのおよそ! 30 kDA位置における多
量の高分子重量融合タンパク質に留意されたい。
22〜23μDaすなわち非グリコジル化I L−6の大きさのペプチドを生家
すると予想された列3a及びbは、プラスミド2360を有する細胞からのもの
である。矢印は予想される小さなペプチドの位置を示す。
$4図は、p340−1の構成図である。p340−1構成の工程については、
5.2で述べる。オリゴヌクレチド237は、[AAT TCT AAT AC
G ACT CACTAT AGG GTA AGG AGG TTT AAC
CAT TAT GGA GAT CTG 3′]であった。オリゴヌクレチド
238は、 FGAT CCA CAT CTCCAT GGT TAA AC
CTCCTTA CCCTAT AGTGAG丁CG TAT TAG 3’]
であっに。オリゴヌクレオチド703は[C^丁GTA TCG ATT AA
A TAA GGA GGA ATA ACC3’lであっt;。オリゴヌクレ
チド704は、ECAT GGG TTA TTCCTCCTT ATT TA
ATCG ATA 3すであった。P TRCは、ハイブリッドプロモータトリ
プトファン/乳である。rTe rmJは、先行する開始メチニオニンフドンと
同一の読取り枠内にある終止コドンを表す。
AP、は、バクテリオ7アージ ラムダからの右方向グロモータを表す。Amp
’は、pBR322からのアンピリジン抵抗標識を表す。Oriは、pBR32
2からのDNA複製のプラスミドオリジンを表す。β−galは、E、coli
のβ−ガラクトシダーゼ遺伝子領域を表す。
第5図は、合成組換体T L −6遺伝子及びその予測されたアミノ酸配列の完
全ヌクレオチド配列(5’−3’)である。融合された遺伝子のコード配列は、
ヌクレオチド3(Met)で始まる。組換体T L−6タンパク質のアミノ酸配
列は、ヌクレオチド557(Met)まで延び、そこで、それはセリン残基を介
して融合タンパク質のコラーゲンリンカ−に融合される。*印は、天然c D
N A配列において見いだされる。TGA停止コドンの位置を示す。修飾アミノ
酸残基は、その配列よりも下方箇所に示されている。
第6図は、合成システィン7リーI L−6類似ペプチドの遺伝子の集合である
。合成オリゴヌクレチドは、アニーリングされ、連結されて合成遺伝子の4つの
合成二重鎖サブフラグメントを形成する。p333に含まれる挿入物は、2対の
相補的オリゴヌクレチドを連結することによって形成された。ここで、それぞれ
は、内向きの5塩基5′相補的オ一バハング部を有する(図5のヌクレオチド5
9−63)。4111成p334は、残基162−167及び220−225で
結合された3対のアニーリングされたオリゴヌクレチドから構成された。p33
1の組立てられた相補的オーバハング部は、ヌクレオチド312−315及び3
5g−361に位置していた。構成p332は、位置457−461及び512
−517で連結された。
合成7ラグメントは(斜線を引かれたボックスで示される)合成4−6塩基オ一
バハング部経由で、環状ベクターの多重クローニング部位に挿入することによっ
て、修飾されたpBSM l 3 +Stratogeneベクター中にクロー
ンされた。合成システィン7リーrt−−6111似遺伝子のコード配列は黒で
示されている。空白のボックスは、修flpBs M13+配列を表す。7ラグ
メントは適当な酵素で消化し、アガロースゲルから電気溶出によって所望の結合
を精製し、そして再び連結することによって、組み立てられた。p337の終止
コドンの除去は、セリン残基及び両立性Eco RIオーバハング部(Rr)を
含有している第2合成7ラグメントを置き換えることによって行われた。構成p
365を得るためのこのフラグメントの連結は、他のBg111部位の付加及び
Eco RI部位の喪失をもたらした。ヌクレオチド564は、p365の挿入
物を発現ベクターのコラーゲンりン力−と融合させるために必要なりg111部
位に含まれた最終塩基の位置を特定する。制限部位は次のようにして特定される
。すなわちB、Bam HI;Bg、Bal II;RI、Eco RT ;R
V、Eco RV;H,HinD III:N、Neo Its、Stu I;
X、Xba I。
第7図は、プラスミドp367の構成、すなわち合成システィン7リーI L−
6ペグチドを調製するために好都合な発現ベクターを示す図である。p367を
構成する工程は、本文の5゜2、〜5.5.に説明されている。
第8a図は、T L−6配列(指定されたHSF)の位置を示す組換体プラスミ
ドp367のプラスミドマツプである。
(Nco I−Bgl II)挿入物に含有された組立て合成システイン7リー
組換体r L−6遺伝子が、ベクターのNco IとBam II制限部位との
間に導入された。空白のボックス(C)は、組換体T L−6がβガラクトシダ
ーゼに融合される所の60アミノ酸コラーゲンリンカ−の配置を示す。完全融合
遺伝子ノ発現は、130kDaハイブリツドタンパク質を調製する。
第8b図は、合成システィン7リーI L−6類似ペプチド(指定されたHSF
)の配列位置を示している組換体プラスミドp367のプラスミドマツプである
。示されたベクターは、本文5、で説明されているようにpJG200の多大に
修飾された変形例である。(Nco I−BGI II)挿入物に含有された組
立て合成I L−6類似遺伝子は、ベクターのNco IとBam HI制限部
位との間に導入された。空白のボックス(C)は、60アミノ酸コラーゲンリン
カ−の配置を示す。そのりンカーを介して合成I L−6類似ペプチドがβ−ガ
ラクトシダーゼに融合される。完全な融合遺伝子の発現は、およそ130kDa
のハイブリッドタンパク質を調製する(誘導されたE、c。
11におけるプラスミドの発現につき第3図を見よ)。第9図は、合成システィ
ン7リーT L−6タンパク質精製のNaD。
dsO,−PAGE分析である。精製の様々な段階で集められたサンプルは、図
示の如く還元条件下で10%ポリアクリルアミド−NaDodSO,ゲルで電気
泳動化された。タンパク質分子重量標識は、列Mに示されている。IOLバッチ
培養液で成育されたE、coli細胞は、リゾチームを加えて溶解され、その後
、簡単に音波処理された(列1)。普通でない疏水性融合タンパク質は、PBS
−5arkosylでの可溶化後に、硫酸アンモニウム沈降反応を繰り返すこと
によって精製された(列2)。その後、部分的に精製されt;融合タンパク質が
コラ−ゲナーゼで消化され、23kDa組換体TL−6成分を放出した(列3)
。開裂した、可溶性β−ガラクトシダーゼの多くを40%硫酸アンモニウムにお
ける沈降反応によって取り腺いた後、合成T L−6が、硫酸アンモニウム濃度
を70%飽和まで増した上で、薄嗅としてほぼ均質の状態で回収された(列4)
。
逆相HPLCが、精製の最終段階で使用された。タンパク質が、54%アセトニ
リルで溶出されている単一ピークフラクションにおいて回収された(列5)。
110図は、本文5.2.から5.8.に記載された方法によって作られた合成
システィンフリー組換体!L−6によるフィブリノーゲン合成の刺激作用である
。集密的FAZA細胞の単層が10−’Mデキサメタシンの存在下で、精製され
た組換体システィン7リーT L−6の濃度を!えて処理された。刺激作用の5
時間後、細胞媒体が取り出され、ドツト・プロット装置を用いてニトロセルロー
ス膜でフィルタにかけた。分泌フィブリノーゲンレベルは、−次抗体として多ク
ローン性フィブリノーゲン抗血清を、そして二次抗体としてアルカリリン酸塩共
役抗−IgG抗血清を、それぞれ用いて、固相イムノアッセイによって判別され
た。墳界抗体は、色素基質(BCI P及びNBT)をプロットに加えることに
よって、目で観察された。分泌したタンパク質の濃度は、レーザデンジトメトリ
を走査し、精製ラットフィブリノーゲン基準の希釈度に対する信号強度の比較で
決定されt二。
第11図は、B細胞鑑別定量法である。CH12,LX細胞(2XIO’細胞/
ウエル)は、本文5.2.から5.8.に述べられる方法によって作られる、組
換体合成システィン7リーIL−8の種々の濃度での処理前に、抗jl[(SR
BC)の存在下または不存在下で共に培養された。48時間後に処理されたCH
12,LX分別部分が、モルモット補体を含む5RBCの新たに洗浄された懸濁
液と混合され、37℃でインキュページ田ンするためにカニンガム室に移された
。30分後に、細胞は、室温に戻され、溶血ブレークが作れるようにされた。ア
ッセイの結果は、(y軸にPfcとして示された)百万個の生きた細胞ごとにブ
レーク形成コロニーとして表される。正の刺激制御としてアッセイに含まれた細
菌リポ多糖体は、IO,726pfc/細胞百万個の応答をした。示された結果
は、二重アッセイの平均値を表す。
第12a図及び第12b図は、pTrpE/EK/cfIL−6の構成の概念図
である。その構成の詳細は本文の5.10゜1、で述べられている。
第13図は、様々な成長因子及びそれらの組合せによる前駆細胞の刺激作用につ
いての時間−コロニーアッセイをグラフで示すものである。
第14図は、液体培養7日間経過後の非粘着性細胞の数である。このアッセイは
、実施例11に述べられている。
第15図は、? t d、1におけるイムクo −7[tmclonel対工ン
ドーゲン[Endogeni I L −6である。
第16図は、7 t d、1におけるイムクローン対bmTL−6である。
第17図は、7td、1を用いているイムクローン対ゲンザイム’、Genzy
rne3 T L −6である。
第18図は、エンテロキナーゼ部位から、システィン7リーIL−6のアミノ末
端配列を介して、3つの停止コドンが続くIL−6の天然カルボキシ末端までの
pTrpE/EK/cfI L−6における配列である。
5、発明の詳細な説明
5.1.最初の発現構成
細菌細胞内でインターロイキン−6の高レベルを発現させる最初の試みは、検出
不可能か、または商業的に無効な量のタンパク質を製造する二とに終わった。商
業的にも有用な量のタンパク質を製造する試みは、プラスミドp360の合成と
なった。
この発現ベクターにおいては、p337−1からの合成システィン7リーTL−
6配列が、オリゴ737 [AGCTGATTAAATAAGGAccAArA
AccATccctcc人−3゛3とオリゴ738 EGCCATGGTTAT
TCCTCCTT^TTTAATC−3’ Eとの融合によって製造されたミニ
シストロン配列からのすぐ下流に挿入された。この構造では、合成IL−6ペプ
チドは1つの終止コドンを有しており、β−ガラクトシダーゼタンパク質には融
合されていなかった。誘導は、非グリフシル化の合成I L−6ペクチドを22
KDaより僅かに多量に生成することが期待されていた。プラスミドp360の
構造は図解的に第1図に示されているが、しかしながら、測長することは出来な
い。p360を有する細胞にI PTGを加えることにより合成I L−6ペプ
チrの発現を誘導することは、検出可能なペプチドを何等生じなかった(第3図
において、矢印箇所ではタンパク質が列3a、3bに欠落している)。
同様に、第2図に示された構成のプラスミドp369を有する株の誘導は、ここ
では合成I 1.−6に類似のペプチドがβ−ガラクトシダーゼのアルファー相
補7ラグメントと共にフレーム内で融合されているが、何等の検出可能なタンパ
ク質も生じなかった(*3図の列1aとbを参照)。
合成!L−6を製造しようとしたこれらの不成功であった試みは、以下に述べら
れる成功した合成システィン7リーIL−6/コラーゲン/β−ガラクトシダー
ゼ融合タンパク質(第3図の列2aと2bにおける大量の130KDaのタンパ
ク質を参照)の製造と比較することができる。
5.2.IL−6発現ベクターの構造
5.2.1.最初のベクターpJG200プラスミドpJG200は、成功した
I L−6発現ベクターを製造するために修飾された出発物質であった。最初の
プラスミドのpJG200は、ターゲットのシストロンを含有しており、このシ
ストロンが、正しい読み取りフレーム内で、タンパク分解酵素感応リンカ−ペプ
チドをフードするDNAの一片を介して検出可能な活性を持つ標識ペプチドに融
合された(Germino and Ba5tia、 1984. Proc、
Natl、 Acad、 Sci、 USA 81:4692: Germi
no et al、、 1983. Proc、 Natl、 Acad、 S
et、 []SA 80:6848)。オリジナルのベクターpJG200にお
けるプロモータはファージラムダのP、プロモータでありl=。このプロモータ
に隣合ってc+857不耐熱性抑制因子があり、リポソーム結合部位と7アージ
ラムダのcro遺伝子のAUGイニシエータの二部連鎖とがこれに統いている。
Germino and Ba5tiaはチキンpro−2コラーゲン遺伝子の
三重螺旋領域を含む7ラグメントを、正しい翻訳相においてコラーゲン配列が乳
Zβ−ガラクトシダーゼ遺伝子配列に融合されたベクターを製造するために、A
TGイニシエータの次のBam H1抑制部位中に挿入した。1個のBam H
1抑制部位が再生され、そしてプラスミドR6に複製イニシエータタンパク質コ
ード配列を挿入するt二めに使われt二。
プラスミドpJG200は、R6に複製イニシエータタンパク質を、ハイプリン
ト融合生成物として発現し、続いてCl857抑制因子を不活性にしてP、プロ
モータからの転写を始めることを可能にする温度変化が起こった。隣接してAT
Gイニシエータを備えかつ7レームにおいてコラーゲン/β−ガラクトシダーゼ
融合体(非挿入ベクター)を備えた親ベクター、と、R6に複製イニシエータタ
ンパク質を含むpJG200の双方力、フレームに8いてATGイニシエータコ
ドン(5’ )、!:コラーゲン/β−ガラクトシダーゼ融合物(3’)(挿入
ベクター)とに連鎖し、プラスミドによって変形された細菌細胞内でβ−ガラク
トシダーゼ活性を生じる。その結果、挿入物と共にプラスミドを有する株は、挿
入物を含まない親ベクターを有する株から区別することが出来ない。
5.2.2.P、Cl857抑制因子とcroアミノ末端の除去
本発明における最初のpJG200の改造は、P、プロモータと、Cl857抑
制因子と、融合タンパク質のATG開始部位を提供するeraタンパク質のアミ
ノ末端とを有するEc。
RI−BamHI7ラグメントを除去して置き換えることであった。オリゴヌク
レオチドリンカーがp258プラスミドを製造するために挿入された。これは、
Eco RI部位を保持し、また、Ncol、BglllそしてBam HT抑
制エンドヌクレアーゼによって認識される追加のDNA配列をもコードする。こ
の変形により、コラーゲン/β−ガラクトシダーゼ融合を持つフレームから外れ
る新規なATG開始コドンを提供した。結果として、p258プラスミドで変形
した細胞内では、β−ガラクトシダーゼ活性はない。加えるに、この変形により
croタンパク質ア二アミノ末端去され、それ故、ATG開始コドンに隣接して
挿入されt;結果的に生成の如何なる組換え融合物も、それらのアミノ末端にc
roをコードするアミノ酸を持たないようになる。反対に、オリジナルなpJG
200ベクターから発現された組換えタンパク質は、全てがcroをコードする
アミノ酸をそれらのアミノ末端に持つことになる。
5− 2− 3− ptAcプロモータ、5hine Da1garno配列及
びATGコドンの追加I L−6発現ベクターを構成する第2工程においては、
プラスミドp277を製造するために、抑制7ラグメント、すなわちpKK23
3−2のEco R1−Nco +7ラグメント(Pharmacia Bio
chemicals、 Milvaukee、 Wl)がプラスミドp258の
Eco RI−Nco I抑制部位に挿入された。その結果p277プラスミド
はpKK233−2のP yAc (P ticとしても知られている)プロモ
ータと、1acZリポソ一ム結合部位と、そしてATG開始コドンとを備えた。
このp277プラスミドにおいて、ターゲットのタンパク質配列の挿入は、IP
TGを誘導することができるプロモータから適切な株を背景にその転写をするこ
とを可能にする。この適切な株の背景が、誘導されていないP TkCプロモー
タからの転写を禁止するに十分な乳抑制因子タンパク質を提供している。細胞は
小量の化学物質IPTGの添加によって誘導され得ることから、p277プラス
ミドは、例えばpJG200のP、プロモータのように誘導するのに温度変化を
要求するプロモータに比べて十分商業的な利点を有する。温度誘導可能なプロモ
ータを含む商業量の細胞培養の誘導は、さもなくば、誘導のために必要な熱変化
を発生するため大量の細胞や媒体の加熱を要求する。例えば、P、プロモータに
よる誘導は、pJG200プロモータを禁止するCl857抑制因子を不活発に
するために、温度の変化を要求する。
プロモータを変換することによる付加的な利益は、細胞が高温あるいは温度変化
に1されないということである。高温あるいは温度変化は、熱シヨツク反応と、
宿主タンパク質と同様に組換えタンパク質を低下させる能力のある熱ショック反
応タンパク質分解酵素を生じる(Grossman et al、 1984.
Ce1l 38:383;Baker et al、、 1984. Pro
c、 Natl、 Acad、 Sci、 81:6779を参照)。
5.2.4.リポソーム結合部位の改良p277発現ベクターは、29の塩基対
を挿入することによってさらに変形された。すなわち、5゛CATG丁ATCG
ATTAAATAAGGAGGAATAAC3’をプラスミドp340を製造す
るためにp277のNco 丁部位に挿入した。この配列は、ショックナーの「
ミニシストロン」配列(本文2.5.1.に記載)の一部に関連している。もっ
ともそれとは異なる。それらの29の塩基対を含むことにより、リポソマル/
m RN A相互反応のための最適な5hine/Da1garno部位を提供
する。最後のp340ベクターは、商業的調製に必要とされる高生産性に適した
、高度に誘導可能なプロモータを含み、そして、翻訳改良のための改良された合
成リポソーム結合部位領域を有しており、そして、フラグメントを挿入するため
の可視的インジケータを提供することを意味していることから、pJG200と
は十分に異なるものである。
ベクターp340−1の構成における工程は@4図に示す。
5.3.インターロイキン−6の配列の変形合成システィン7リー組換えT L
−6の発現に使用されるコードの配列はヒトI L−6のc D N A配列に
基づいている。このコード配列は、11対の相補的合成オリゴヌクレオチド対を
用いて構成された。一方で、遺伝子のサブ7ラグメントの適当な組立を可能にし
、他方で、その組立られt:遺伝子の効果的な発現を確保するために、幾らかの
突然変異がオリゴヌクレオチド合成中に組換えI L−6コ一ド配列中に誘導さ
れた。ヌクレオチド配列の修飾は、遺伝子のサブフラグメントを連鎖するために
使用する新規な抑制部位を誘導するように設計されており、コード配列内に、天
然のI L−6タンパク質配列に関して合成遺伝子のアミノ酸組成を変えないよ
うに組み込まれた。この修飾は:i)天然のI L−6遺伝子内に通常見られる
28アミノ酸信号配列をコードする5゛末端118ヌクレオチドをメチオニンコ
ドン(ヌクレオチド3−5)で置き換えること、ii)天然I L −,6タン
パク質配列中の[Pro3残基を合成IL−6配列中の[G1y!(ヌクレオチ
ド6−8)で置き換えること、1ii)合成I L −6タンパク質のコラーゲ
ンリンカ−との融合を行うため、通常TAG停止コドンをセリンコドン(ヌクレ
オチド558−560)で置き換えること;そして、iv)ジスル7アイド結合
を形成することができない合成I L−6タンパク質を製造するために、4つの
内向システィン残基をセリン(ヌクレオチド135−137,153−155.
222−224.252−254)で置き換えることを含んでいる。修飾された
合成システィンフリータンパク質の配列を第5図に示す。当業者であれば、合成
ペプチドの配列における他の変形も本発明において有用であるということを認識
するであろう。企図された発明は、ペプチド配列の他のアミノ酸、あるいは、D
NA配列の他のヌクレオチドの変形を含むものである。
5.4.オリゴヌクレオチドの合成と組立合成オリゴマーの組立は3つの工程に
よって行われた。最初に、相補的オーバーハング部を持つオリゴヌクレオチドが
アニーリングされ、そして、4つの別々の2重鎖7ラグメントを生成するために
連結され、その1つは4つのオリゴヌクレオチド(l鎖に2個)、他の3つは6
個のオリゴヌクレオチド(l鎖に3個)からそれぞれ構成された。組立前に、合
成オリゴマーはT4ポリヌクレオチドキナーゼのlO単位でキナーゼ化された。
連結反応中の連結を防止するため、いずれかの鎖の5°末端オリゴマーはリン酸
化されなかった。これらの2重鎖オリゴヌクレオチドのサブセットは、4つのサ
ブフラグメントを調製する!こめに個別のアニーリングと連結反応において組み
立てられ、それぞれは、組換え合成システィン7リーIL−6のコード配列の約
1/4を成した。
修飾されたプラスミドは、DNAの増幅を可能にし各オリゴマーの配列を蘭単に
するように構成された。pBS M13+クローンベクター(Stratage
ne社)は28塩基オリゴヌクレオチドアダプター(5°AGCTTCCATG
GTCGCGAC丁CGAGCTGCA−3’ )をその複合クローニング領域
のHi n d I11部位とPst1部位との間に挿入することによって修飾
された。その結果、企図されたp287である修飾プラスミドは、もはやその最
初の5ph1抑制部位は含まず、Nco I、 Nru I、モしてXho I
の追加部位をコードする。合成オリゴマーは、DNA増幅とジデオキシヌクレオ
チド配列化による配列照合1saquence verificaf−1On’
4を可能にするため、変形されたpBS M13+ベクターp287に個別にク
ローンされた。組立てられたフラグメントを変形されたベクターに挿入すること
によって、組換えプラスミドp333、pBS4、p331.モしてpBS2を
製造し、それぞれは、それぞれアミノからカルボキシ末端に進化する合成システ
ィン7リーI L−6タンパク質フード領域の部分を含んでいた。連結反応に続
いて、それぞれのプラスミドDNAは、個別に、的確なE、coli JMIO
Iに変形された。
組立の第2のステップは、アミノとカルボキシルを合成システィン7リーI L
−6の半分にコードする2つのベクターを構成することである。これらは、N−
末端コードベクターp336を製造するpBS3とpBS4の挿入を連結反応さ
せることによって、そして、C末端コードベクターp335を形成するpBS2
とp331の挿入物を結合することによって行われた。
この構成の第3及び最終のステップにおいては、挿入物が次いで結合され、組換
え合成システィン7リーT L−6遺伝子の配列を完全にコードする。プラスミ
ドp335から分離された挿入物は、pBS6に連結反応させられる。結果とし
て生じたプラスミドp365は、変形されたpBS M13+ベクターp287
のNco1部位とEco R1部位との間に挿入された合成T L−6の完全な
コード配列を含んでいた。この構成は第6図に示されている。
5.59合成TL−6/コラーゲン/
β−ガラクトシダーゼ融合生成物を
発現するp367ベクターの構成
組立てられたシスティンフリー組換えI L−6遺伝子は、p365によって励
起され、開始メチオニンを取り囲むNeo 1部位と、図7に示されたコラーゲ
ンリンカ−に隣接するBamH1部位との間でプラスミドル340中に挿入され
る。第8図に測長なしに概略図示されている結果として生じたベクターp367
が、E、Co11 JMIOIを変形するために使用された。組換えコロニーは
抗生物質の抵抗に基づき、X−Ga1の存在下における青色着色現象によって選
択された。挿入D N Aのサイズは、ミニライゼート抽出によって確認され、
次いでポリアクリルアミドゲルの電気泳動が行われた。
合成システィン7リーI L−6と、60アミノ酸コラーゲンリンカ−と、モし
てβ−ガラクトシダーゼとから構成される3部分から成る融合タンパク質が、形
質転換された細菌内で製造された(第3図、第9図参照)。遺伝子配列から予測
されたように、修飾IL−6発現プラスミドを有するアンピシリン耐性形質転換
細胞が、誘導剤I PTGと発色性β−ガラクトシダーゼ基質X−Ga1との添
加によって、青色コロニーを生じた。
I PTG誘導形質転換細胞による融合タンパク質の合成は、Promega
Biotec社から得られるモノクロナール抗β−ガラクトシダーゼ抗体を使用
してE、coliライゼート全体のウェスタンプロット分析を行うことにより独
立に確認された。ウェスタンプロットで使用されたこのモノクロナール抗β−ガ
ラクトシダーゼ抗体は、見かけの分子重量13,000kDaのバンドを認めた
。
5.6.修飾インターロイキン−6の
融合タンパク質の大量誘導
プラスミドp367を含む形質転換JMIOIが、Magnaferm fer
mentor(New Brunswick 5cientific)を使用し
てIOLバ7チ培養器内で膚冑された。細胞は、100 ug/mlのアンピシ
リンを含んだ2xYTにおいて成育され、5mMのイソプロピルチオ−B−D−
ガラクトピラノサイド(I PTG%S i gma)の添加によってA355
−1.5で誘導された。接種後8〜12時間で、細胞数とβ−ガラクトシダーゼ
活動が最大レベルに達し、細胞は5000 xgの遠心力でペレット化され、マ
イナス20℃で冷凍され、必要となるまで保存された。
5.7.融合タンパク質の精製
冷凍されたE、coli細胞ベレットは、100g(含水重量)の分別部分に、
TNSNSパー77− (30mM Tris、CI、pH7,4:30mM
NaC1,0,05%ラウロイルサルコシンナトリウム)で洗浄することにより
処理された。洗浄された細胞は、1.5mMのEDTAと0 、5 mg/ml
のリゾチームを含む450+n+のTNS中で分離された。浮遊物を氷上で30
分インキユベーシゴンした後、完全な分離が、細胞を3サイクルの冷凍−溶解と
短い音波処理とにさらすことによって確保された。β−ガラクトシダーゼ活性を
剥奪された溶解性タンパク質は、TNS中で3回繰り返して洗浄し、次いで20
分間の10,000 xgの遠心分離にかけることで取り除かれた。約40g重
量の最終ベレットは、10%サルコシルの60m1中で再懸濁され、リン酸でバ
ッファされたサリーン(PBS)で2.4リツトルに希釈された。非溶融性物質
は、遠心分離で取り除かれ、上澄みはリン酸アンモニウムの飽和溶剤に対して4
0%に希釈された。抽出物を氷上で30分培養しt;後、沈降したタンパク質は
、再び遠心分離によって回収され、付加的な2度のリン酸アンモニウム沈降にさ
らされt;。最終抽出物は、20mM Tris、CI、 pH7,4と150
mM NaCIの20mM中で再懸濁され、4mlの分別部分に分けられ、マイ
ナス20℃で、次の処理の準備をするまで保存された。
5.8.融合タンパク質の開裂と合成システィンフリーインターロイキンI L
−6の精製
組み換え合成システィンフリーI L−6タンパク質が、逆相のHPLCを使用
して相同体へと精製された。溶解された抽出物(4ml)が、集合物を分散する
ために短く音波処理され、前処理されたコラゲナーゼに付加され、そして室温で
455分間インキュページンされた。開裂されたβ−ガラクトシダーゼの大部分
は、飽和したリン酸アンモニウムの0.5ボリユームを付加することによって取
り除かれ、氷上で30分間インキュベーションして非溶融性物質をペレット化し
た。開裂されt;組換えシスティンフリーIL−6は、上澄みの全量を飽和した
リン酸アンモニウムで13m1sにすることによって濃縮され、氷上で30分間
インキュベーションし、そして非溶融性タンパク質を浮遊薄膜に詰めるために遠
心分離した。液体はチューブを破裂させることによって排水し、そして残った薄
膜はTrisバッフアサリーン0.5m1s中で再懸濁された。
再懸濁されt;組換えシスティンフリーI L−6が、60%のアセトニトリル
と、0.1%のトリフルオロ酢酸の等量を加えることによって、逆相HPLC用
に準備された。非溶融性物質はペレット化され、澄んだ上澄みが250mm、4
.6闘のTD逆相コラム(Vydac、 218Tp、 clg、10μm−A
11tech As5ociates)上に、0.5から1mlの注入体積で載
せられた。移動相は、溶剤A(0゜1トリフルオロ酢酸)に対して溶剤B(60
%のアセトニトリルと0.1%のトリフルオロ酢酸)の変化する濃度で構成され
た。流速は0−5m1−’分で、5分間に25%から80%のBへ、そして54
分で80%から100%のBへ、2つの連続的な直線勾配をプリバーするように
システムがプログラムされt;。54%のアセトニトリルでコラムから溶解され
単一のビーク留分に集められ!=タンパク質は、精製された合成システィン7り
−インターロイキンー6ペプチドであり、これは5DS−PAGEに続いて23
kDaで移動した。精製工程は第9図に示し、それぞれの工程で得られた生産物
は表1に示す。
・ト
23kDaタンパク質の同一性を確認するため、HPLCで精製された物質が、
N−末端自動タンパク質配列を指示するようにされた。7凹の逐次分解[5eq
uential degradation3後に特定されたアミノ酸残基(MG
VPPGED)は、合成組換えンステインフリ−I L−6遺伝子から誘導され
た組換えタンパク質の予測されたN−末端アミノ酸成分と一致した。タンパク質
配列の確認によって、その製品は末端メチオニン残基を持つ組換えシスティン7
リーI L−6タンパク質の小さなフラクシヨンを含有することが明らかにされ
た。
ある実施例では、単離された活性7ラクシヨンが、アミノ末端メチオニン含有と
アミノ末端メチオニン弗素をの合成システィン7リーIL−6タンパク質の混合
物から構成された。アミノ酸配列解析は、その混合物の1つの製品において、そ
の混合物の90%がアミノ末端でメチオニン非含有であり、10%がアミノ末端
メチオニンを含んでいることを示した。この実施例では、システィンフリータン
パク質の活性標本は、次の点で天然IL−6とは異なる。l)分子内ジスルヒド
結合が発生せず、2)生物工学タンパク質において位置lにあるメチオニンアミ
ノ酸が天然の処理されていないタンパク質の信号配列アミノ酸1−28を置換し
、3)生物工学タンパク質、すなわちグリシン内のアミノ酸2が天然のI L−
6タンパク質内にあるプロリンアミノ酸を置換し、4)カルボキシ末端が、付加
アミノ酸を含むことである。
コラゲナーゼは一般的に配列P−Y−G−P内のYの後で開裂する。ここでYは
中性アミノ酸である。Keil等、FEBS Letters 56:292−
296(1975)を見よ。IL−6配列を持つ融合タンパク質の本例では、Y
によって表わされた中性アミノ酸は、バリンである。従って、コラゲナーゼを持
つ融合タンパク質の消化後にp367ベクターによってコードされた融合タンパ
ク質によって生成されたタンパク質のカルボキシ末端は、主に19.。
P−G−P−V−G−P−V及び/又は、、、P−G−P−Vであると思われる
。もし充分なコラゲナーゼが充分に論理的条件下で存在する場合には、カルボキ
シ末端は1.、、P−G−P−■に違いない。もし、第5図における第3アミノ
酸(すなわちV)で始まり、端部(すなわちM)から14番目のアミノ酸で終わ
るアミノ酸配列がペプ(pep)と呼ばれるとすれば次のペプチドが本発明によ
って考えられる。
G−pep−5DPGPVGPV C9ンパク質工)G−pep−3DPGPV
、 (タンパク質If)MG−pep−5DPGPVGPV (タンパク質■
)MG−p e p−5DPGPV (タンパク質■)この標本は、本文の7.
8及び9において述べられた実施例で使用されている。
アミノ末端におけるメチオニンの有無、及びカルボキシ末端におけるG−P−V
の有無は、I L−6の活性に影響しない。
5.99合合成システィン7リーIL−6の代替製法前述した所は、本発明の合
成システィンフリーI L−6ペプチドが製造される有用な方法の唯一の特別な
例である。しかし、当業者であれば、他の単細胞宿主と同様に他のベクター構造
もまた本発明の方法で有効であることを認識する。一般的に言えば、例えば、専
門家は、挿入した遺伝子の転写及び翻訳を得るために、その遺伝子は、選択され
た宿主細胞と両立し得るプロモータの制御下に置かれなければならないと認識す
るであろう。
プロモータは、RNAポリメラーゼが付加されて転写を開始するDNAの領域で
ある。選択されたプロモータは、宿主細胞生物から単離されたもののいずれの1
つでもよい。例えば、通常使用される宿主系であるE、coliは、それと関連
したり、そのバクテリオファージと関連したり、あるいはそのプラスミドと関連
する上aC又はrecAプロモータのような多数のプロモータを持っている。ま
た、λ7アージPL及びP8プロモータなどの合成又は組換え的に生成されたプ
ロモータは、それに隣接するDNAのセグメントの高レベル生成を指示するため
に使用することができる。また、類似のプロモータも、他の細菌及び真楼性細胞
に特定された。
遺伝子の充分な転写及び翻訳を達成するには信号もまた必要である。例えば、E
、coli mRNAでは、リボンーム結合部位は、翻訳開始コドン(AUG又
はGUG)及び16SリポソームRNAの3°末端の塩基に相補的な他の配列も
含む。
これら後者の配列(Shine−Dalgarnoすなわち5−D)の蜆ツかは
、E、coli及び他の適切な宿主細胞型において特定された。宿主細胞系と両
立し得るいかなる5D−ATG配列も採用り旦遺伝子又はN遺伝子の5D−AT
G配列、又はE、co+±トリプトファンE、D、C,B又はA遺伝子を含むが
、それらに制限されるわけではない。
DNAフラグメントを生体外でクローンベクターに挿入する方法は数多く存在す
る。DNAリガーゼは、二重DNAチェーンにおける隣り合うヌクレオチド間に
単一鎖ニックを封する酵素である。この酵素は、従って、ある抑制酵素によって
生成されたアニーリングした相補末端をしっかり継ぐために使用される。代替案
として、DNAリガーゼが、プラントエンド7ラグメント間のホスホジェスタ結
合の形成を触媒反応させるために使用され得る。最後に、酵素末端デオキシヌク
レオチディル・トランスファラーゼが、7ラグメントの末端にホモポリメリック
3′−単一鎖テールを形成するために採用され得る。オリゴ(dA)配列を1個
体群の3′末端にそして複数のオリゴ(dT)ブロックを第2個体群の3′末端
に加えることによって、2つの型の分子がアニーリングされ、ジメリックサーク
ルを形成する。これらの方法のいずれも、レギュレータをベクターの特定部位に
結び付けるために使用され得る。従って、システィン7り−又はシスティン含有
のI L−6融合タンパク質に対する配列コードは、ベクタープロモータ及びレ
ギュレータに対して特別な関係で選択ベクターに結び付けられる。従つて、その
配列は、ベクターATG配列に関して正しい読み取りフレーム内にある。採用さ
れるベクターは、典型的には、アンピシリン抵抗性又はテトラサイクリン抵抗性
などの標識機能を有するもので、その結果、形質転換細胞を特定することができ
る。採用された方法では、公知の発現ベクター又はその誘導体のいずれかが用い
られ、最も頻繁に使用されるものは、pBR322゜pAC105,pVA 5
.pACYC177、pKH47゜pACYC184,pUB ilo、pmB
9.pBR325゜cot El、pSClol、pBR313,pML21.
R5F2124.pCRI又はRp4などのプラスミドベクターか、あるいはラ
ムダgt11.ラムダgt−WES−ラムダB、チェーン28.チェーン4.ラ
ムダgt−I−ラムダ BC,ラムダ−gt−1ラムダ B、M13mp7.M
13mp8.M13mp9 ;SV40及びアデノウィルスベクター;そして
酵母ベクターである。そのベクターは、選択した宿主細胞系との両立性で選択さ
れる。細菌、特にE、coliは、合成I L −6ペプチドの高生産生成に非
常に有効であり、好ましい宿主であることがわかったが、本発明はそのようなも
のに制限されるものではない。本発明では、宿主として、培養可能ないかなる単
細胞生物も考慮している。例えば、酵母やインセクトなどの真核性宿主である。
また、哺乳類細胞もI L−6生成に対して有能な宿主である。宿主細胞の選択
に基づいて、適切な発現系の選択が専門家の知識内で行われる。
当業者であれば、ここに述べられた融合タンパク質の変形もまた可能であること
がわかる。例えば、第1及び第3ペプチドの順序を逆にしても良い。その結果、
第3ペプチドセグメントはアミノ末端に配置され、I L−6活動を持つペプチ
ドに対する配列コードは、カルボキシ末端にある。第2の開裂可能なペプチド部
分は、それら2つのセグメントのリンクとして残されている。
これらのセグメントのそれぞれの特定もまた変えられ得る。
例えば、実質的な変形は、基本的なT L−6ペプチド配列内部及びその周囲で
可能である。特に興味ある観察は、アミノ末端の実質的部分が、活性を失うこと
なく、システィン含有及びシスティンフリーのI L−6配列の両方の活性を結
果として2−37オールド増加した状態で、削除され得るということである。
しかし、その配列における最終の20残基の除去は、システィン7り−及びシス
ティン含有形とともに、活性の完全な喪失をもたらす。またI L−6のカルボ
キシ末端上の付加アミノ酸残基の存在は、分子の生物的活動に影響を与えない、
IL−6の公知の配列のアミノ酸が、化学的に等価なアミノ酸で置き換えられ
得ることは、当業者によって容易に理解され得る。換言すれば、全体として分子
の活動に影響を与えることなく、「沈黙の変更」がアミノ酸配列になされ得る。
例えば、示されたように、全てのシスティン残基セリン残基で置換することは、
精製したI L−6分子に生物的活動を保持させ得る。システィンに対する置換
などの代替選択は、バリン、プロリン、インロイシン及びグリシン、セリン又は
チロリンなどの他の中性アミノ酸である。例えばアスパラギン酸及びグルタミン
酸などの負に荷電した残基は、リシンやアルギニンなどの正に荷電した残基と同
じように、相互交換可能である。トリプトファン、フェニルアラニン、ロイシン
、イソロイシン、バリン及びアラニンを含んでいる疎水性残基もまた交換可能で
ある。生物的活動が保持されるかどうかを決めるための結果としての分子の試験
及びアミノ酸置換、削除、又は付加は、余計な実験を必要とせず、当業者の能力
の範囲内で実施可能である。
開裂リンカ−ペプチド配列の特定もまた、単なる設計事項であり、化学的、酵素
的手段を用いて実行され得る。採用された配列は、化学的に開裂され得るところ
のものであり、I L−6の生物活性を持つペプチドは、融合タンパク質の残部
から解放され得る。好適な実施例では、開裂可能な配列は酵素的に分解可能[d
egradable]なものである。コラ−ゲナーゼ感受配列は、はんの−例で
ある。他の部位は、エンテロキナーゼ−又は因子Xa−開裂可能部位を含んでい
るものである。例えば、エンテロキナーゼは、配列As p−As p−As
p−Ly sにおけるリシンの後を開裂する。因子Xaは、配列11e−Glu
−GIy−Argを有する部位、および、アルギニンの後の開裂に特異的である
。その他の有効な開裂部位は、配列Leu−Va]−Pro−Arg−Gly−
5er−Proを認識するトロンビンの部位である。トロンビンは、ArgとG
lyの残基を開裂する。べつな酵素開裂可能部位もまた、臭化シアンによって開
裂可能な部位を含むように選択され得る。臭化シアンは、ペプチド配列内のメチ
オニン残基をアタックする。
不可欠ではない好ましいことは、開裂されるとき、I L−6配列に付いている
最小数の残基を残すリンカ−配列を選択することである。従って、解放されたI
L−6活性ペプチドの末端は、できるだけ未変性の配列に近い。ある実施例に
おいては、IL−6活性部分が、融合タンパク質のカルボキシ末端の位置にある
。また、開裂部位は、天然pro−val−proアミノ末端ペプチド配列を残
し得るタンパク質分解酵素に対して特別効果がある。そのような開裂部位の例は
、エンテロキナーゼによって開裂されるものである。
第3ペプチド配列の特定法もまた種々ある。3部分構成のこの部分は、次ぎの2
つの目的を果たす。(1)選ばれた宿主内に発現され得る正しく選択したタンパ
ク質用途は、I L−6活性を有するペプチドの生成を強いプロモータの制御下
に置き、それらのペプチドの精製を容易にすること、及び(2)それは融合タン
パク質を精製する変換クローンを特定するために便利な手段を提供し得る。例え
ば、上述の検討においては、β−ガラクトシダーゼをコードしている完全配列が
使用された。このタンパク質は適当な基質を加えることによって、視覚検出でき
る手段を与える。
代替案として、残っている部分が宿主細胞によって容易に発現される場合には、
第3ペプチド部分は、そのようなタンパク質の7ラクシヨンであり得る。この部
分は、また、必ずしも視覚的に検出可能である必要のないペプチドであり得る。
しかし、その存在は、例えば、融合タンパク質の期待分子重量の計算又は検出可
能なマーカをベクター内に挿入するなどの別の手段で検出され得る。原核性宿主
内の使用に対する他の有用な代替配列は、trpE遺伝子生成物、又はその部分
である(Kleid atal、5cience 214:1125(129,
1981)。付加選択は、ヒト細菌ウィルスのcro遺伝子に対してコードする
配列又はβ−ガラクトシダーゼに対してコードする1acZ配列よりはIac遺
伝子の他の部分を含む。当業者であれば、請求の範囲に記載された融合タンパク
質の第3ペプチド部分に対して基本を与える付加的選択を認識することができる
。
5、lO代替DNA構成
次の例は、3部分融合タンパク質の第1及び第3ペプチド部分の位置が逆転され
ているDNA構成の標本を示している。また、代替リンカ−及び第3ペプチド部
分が表されている。この構成を用いているI L−6タンバク質の生成量もまた
大きなものであり、全可溶性細胞タンパク質の約1−20%の範囲にある。
5.10.l TrpE−エンテロキナーゼ開裂部位−IL−6突然変異タンパ
ク質融合タンパク質(a)酵素的開裂部位を従え、天然I L−6ペプチドのC
末端及びN末端部及びセリンによって置換された全4個のシスティンを有する合
成I L−6ペプチド配列を直後に従えた、TrpE遺伝子、アントラニレート
シンターゼの生成をコードする融合タンパク質は、新しい組換えプラスミドpT
rpE/EK/cfIL6によって発現される。pTr pE/EK/c f
I L6を製造するために、(本文5.5及び第6図に述べられた)プラスミド
p365は、(5’Nco1部位から14塩基を配置されているEcoRII部
位を切るために)酵素EcoRIIで、また(BglII’ として第13図に
示されているBglllを切るために)Bglllで消化される。プラスミドは
、37℃で2時間、10+ugプラスミドについて5ユニツトの各酵素で消化さ
れる。0.492Kb EcoRII/Bgl 117ラグメントは電子溶出な
どの標準手順によって隔離される。この0゜492Kb7ラグメントは配列Aと
呼ばれる。この配列A及びこのセクションの次ぎのテキストに記される次の配列
は、第12図の説明を参照する。
(b)プラスミドp365の付加部分標本(約10μg)は、25mM Tri
s HCl、100mM MgC1x、10mg/ m I B S A及び2
mM BMEのバッファにおいてpH7゜5で、上述の如< Hind Ill
及びBglllで消化される。BgI 11’として第13図において参照され
たBg111部位及び新規なHindl11部位を切ることから生ずる大きな(
3,0Kb)7ラグメントは、配列Bと呼ばれる。
(C)合成二重−鎖オリゴヌクレオチド(配列C)が作られ、配列A及び配列B
に結ばれる。オリゴヌクレオチドは、重なり合っているHind Ill及びB
e11部位で開始し、天然In、−6の第1の3アミノ酸、Pro−Va I−
Pro (PVP)をすぐ後に従えたエンテロキナーゼ開裂部位を含んでいるア
ミノ酸の配列をコードし、EcoR11部位で終わる。オリゴヌクレオチドの配
列は、
Be1I DC5its
5’AG CTT CAT CAに GCG GA、T CCG GAA GG
T にG’l’ AGCQCCAC(:ACQCAAAslA Cu cxc
ccc GTA GにCcrr cca cca xcc crc crc c
rc ctc 1rnPVP3’
CCG Grr CCG
ccc CAA GOCcc’r cc s”Eco尺11
オリゴヌクレオチドの各鎖は、分離して作られ、37〜Cで30分間適切な反応
バッファにおいて1m M r A T Pの存在でポリヌクレオチドキナーゼ
で処理され、85〜Cまで5分間加熱してアニーりングされ、続いて25〜Cま
でゆっくり冷却される。
配列Cを配列A及びBに結合させるため、およそ1Igの合成システィン7リー
I L−6EcoRT I/Bg I I 7ラグメント(配列A)が、200
ngの合成オリゴヌクレオチド(配列C)と共潤沈降反応させられ、そして、p
365のHindlll/BgllIベクター成分(配列B)に結合させられる
。結合は、20mM Th1s Hcl、pH7,6,0,5mM rATP、
lomM Mgc12.5mM DTTを含有する20μ1反応体積において、
16℃で夜通し実行される。新プラスミドはpABCである。pABCは、反応
混合物の5μm部分部分管応答能のあるHB I O1細菌に加えることによっ
てクローン化される。アンピシリン抵抗コロニーが、37℃での夜通しのインキ
ュベーション後に選択される。
(d)p365において発現された組換え合成システィン7リーIL−6遺伝子
の3′端部は、メチオニンで終わるI n、−6カルボキシ末端をコードするた
めに、再構成される。
これを実行するため、次のオリゴヌクレオチドが上述の如く合成される。
5’ GA TCT TTCAAA GAA TTCCTG CAG TCCT
C(: CTG CGT GCT CTG C0丁31 入 入入GTTτ C
TT λAG CACGTC入GG 入GGG入CGTλCG入 CACGCA
cAG ATG TAA TGλ、τ入G GTA C3’GTCτAC入TT
λCT 入TC5’左から右へ読み比す、このヌクレオチドは、Bg111部
位で始まり、365のBglll’に従うI L−6の天然アミノ酸をコードし
、そして3個の停止コドン及びKpnI部位(配列D)をすぐ後に従えるメチオ
ニン残基で終わる。
(e) pABC(ステップC)は、Hindlll及びBglll(配列E)
で消化される。
(f) (A、 Tzajaloff、コロンビア大学、ニューヨーク市から出
されている)PTH23は、Htndl11部位を含むポリアンカーに隣接しか
つそれに関するその3°端部における読み出しフレームにある(アントラニレー
トシンターゼ成分)TrpEのアミノ天端337アミノ酸をコードする遺伝子を
含むアンピシリン抵抗プラスミドである。TrpEオペロンは、Miller及
びReznikoff、eds、The 0peron、Co1d Sprin
g Harbor Laboratory。
pp、263−302(1978)に見出される。trpE及び1acZの全て
又は一部をコードする他のD N A源は、容易に利用可能である。
そのような他のD N A源は、例えばPouves等、 Clonong V
ectors、 A Laboratory Manual、 Elsevie
r、 1985に見出せる。例えば、t rpE配列は、Provels等のマ
ニュアル内の次の特定コードを有すプラスミドから分離され得る。
二〇/1gPATH23は、37℃で2時間、それぞれ5ユニツトのBindl
l+及びKpn lで消化される。大きな7ラグメントは、ゲルクロマトグラフ
ィ、次に電子溶出及びエタノール沈降反応によって分離される(配列F)。
(g)およそ200ngの配列りは、およそ1μgの配列Eと混合される。その
結果の混合物は、配列Fを存在させて、エタノールで共同沈降反応させられ、上
述の如く結合される。その結果の7ラグメントは、pTrpE/EK/Cf I
L−6と呼ばれる。
(h)応能力のあるE、coli宿主細胞は、pTrpE/EK/cfIL−6
で変換される。例えば、E、coli H8101菌株が、一実施例において変
換用宿主細胞として使用される。アンピシリン抵抗コロニーが集められる。これ
らのコロニーは、TrpEセグメント、エンテロキナーゼによって認識されかつ
開裂されるアミノ酸セグメント、及びPVPで始まりMで終わっている、天然I
L−6のカルビキシ及びアミノ酸末端の双方にターミニ:termini3を
有する合成システィンフリーI L−6アミノ酸配列から成る融合タンパク質を
発現する。
5.10.2 ベーターガラクトシダーゼ−エンテロキナーゼ開裂部位−合成シ
スティン7り−I L−6突然変異タンパク質融合タンパク質TrpEエンテロ
キナーゼ−開裂部位合成システィン7り−IL−6融合タン融合タンパ酸質るた
めの、5.10.1に述べられたプロトコルは、pEx−1ベクターがステップ
fでPATH23と置換されることを途いて、次の通りである。pEx−1はB
amHI及びKpnIで消化される。BamHI及びBclIは、両立し得る抑
制部位を有する。結果としての構成は、クローニングポリアンカーを従えた熱誘
導性β−ガラクトシダーゼ遺伝子を含む。切り取った遺伝子は、およそ48Kd
のベータガラクトシダーゼタンパク質であるペプチドを生成する(Stanle
yJ、に、及びLuzio、J、P、、1984.EMBOJ、Vol、3.p
p1429−1434)。結果としての構成は、pβga I/EK/c f
I L−6と呼ばれる。他のベータガラクトーゼDNA源は、5.2.1.で述
べられたpHg2000を含む。融合タンパク質は、pβgal/EK/cfl
L 6及び熱誘導によって、E、coli薗株N99において複製される。N9
9及びN4830は、Pharmaciaから利用可能である。融合タンパク質
は、公知の方法を用いてエンテロキナーゼによって開裂される。
エンテロキナーゼで、エンテロキナーゼ認識部位を有するタンパク質を開裂する
ことは、慣例的なやり方である。例えば、Hopp等、 Biotechnol
ogy 6:12l2O4−1210(198を参照。
5.10.3.因子Xa開裂部位を持つ融合タンパク質因子Xa部位は5.20
.1.及び2.のステップCを調整することによってエンテロキナーゼ部位を置
換される。5.10.1゜のステップCで示された合成オリゴヌクレオチド(配
列C)は、Asp、Asp−Asp、Asp、LysをコードするDNA配列か
ら成る。このDNA配列は、因子Xa開裂認識部位IIe、Giu、Gly、A
rgをコードするように調整される。
その結果である構成は、pβga l/Xa/c f I L−6と呼ばれる。
プラスミドpTrpE/EK/cf IL−6及びpβga l/Xa/c f
I L−6は、5−10−1−及び5.10.2゜に述べられた如くに発現さ
れる。その結果である融合タンパク質は、因子Xaで開裂される。その因子は、
公知の方法によってその認識部位内のargの後を開裂する。例えば、Naga
l&Thogerson 、〜ature 309:810−812(1984
)。
5.1t、合成システィンフリータンパク質の活動分析5、i 1.1. 肝細
胞刺激分析
FAZA 967ラツト肝細胞が、10%NuSerum(Collabora
tive Rsearch)、ペニシリン、及びストレプトマイシンで補足され
たDMEM/F i 2で成長された。分析は、48ウエルグレート内で成熟さ
れた一日おいt;合流性単層上で実行された。
5.2から5.8に述べられた方法によって作られるように、システィン7り一
組換えI L−6、及び他の調整媒体を用いて処理する前に、細胞が107Mデ
キサメタシンを含むセラムフリー媒体で洗浄された。処理された細胞は、次に分
析の間甲セラムフリー/デキサメタシン媒体内に維持された。細胞は、細胞培養
インキュベータ内で37℃で5時間システィン7り一組換えr L−6及び他の
調整媒体を存在させて、インキュベートされた。処理後、細胞の上澄みが取り途
かれ、−20℃に保管された、すなわち次のごとくフィブリノーゲンに対して直
接分析された。細胞上澄みの2倍の連続希釈液が、分割96−ウニルマイクロタ
イタプレート内に準備され、ドツト−プロット装置(Bio−Rad)を用いて
、0.45γmニトロセルロースフィルタ上に点滴された。フィブリノーゲンの
レベルは、固相酵素結合免疫学的検定によって決定された。フィブリノーゲンは
、(スタッフォード大学、Crabtree Dr、Gerald Rから入手
した)ラビット抗−ラントフイブリノーゲンボリクローン抗血清の1:1000
希釈液を用いて検出された。第二次抗体は、親和精製アルカリ リン酸塩−共役
のやぎ抗−ラビット抗血清であった(Promega Biotec)。バウン
ド抗体は、基質二にローブルーテトラゾリウム(N B T)及び5−ブロモ−
4−クロロ−3−インドリル−リン酸塩、p−)ルイジン塩(BCTP;Si
gma)を加えて、目に見えるようにされた。PMAから得られた上澄みで処理
された細胞からなる正の制御は、MRC−5繊維芽細胞を刺激した。分析の定量
化は、レーザデンジトメトリを走査することによって実行された。CVan 5
nick 像、Proc。
Nat’1.And、Sci、tlSA 83:9679−9683.1986
)において、IL−6配列からのアミノ酸残基の種々の欠失が試験された。表3
は、組換えシスティン含有I L−6(mge n)の等量と比較した百分率活
動として表されたこれらの結果を示している。試験されたI L−6配列は、全
てシスティン含有のものである。プラスミドp478は、p478においては、
IL−6配列内のシスティンが置換されなかったということを途いて、プラスミ
ドp367と同一のプラスミド構成である。I L−6活性タンパク質7ラクシ
望ンは、コラゲナーゼを有する融合タンパク質から切り取られたIL−6ペプチ
ド(表2におけるrp478J分断)である。従って、試験された各欠失突然変
異(mu t a tion)に対するこのペプチドフリクシコンは、IL−6
ペプチド配列のカルボキシ端子に加えられた分離アミノ酸を有するシスティン含
有I L−6ペプチドの混合物である。さらに、試験されたタンパク質は、融合
タンパク質自体(’p478未分断」)である。p478によって生成された野
性型システィン含有天然I L−6配列融合タンパク質は、コロニー(p f
c)を形成している鷹接溶血ブラックが決定された。
5、11.3 生体外骨髄分析
5.2〜5.8で述べられた方法に従って作られた合成システィン7リーI L
−6もまた、技術的に認められた生体外の試験において、治療に対して有用性を
持つことがわかった。骨髄細胞を取り扱ったフルオロウラシルに関するI L−
6の効果に関するデルタ(Δ)分析では、合成システィンフリーI L−6が、
始原細胞に関して良好な刺激活動を有することが認められた。これらの分析に対
するプロトコルは、第1mに見出せる。
合成システィンフリーI L−6が、IL−1と結合されるとき、さらにまた、
これらの2つのシトカインがM−CSF又はIL−3のいずれか一方と結合され
るときにも、特に効果的な刺激が観察された。Δ値を表に示したものが、表2で
ある。時間−コロニー分析のグラフ表示が第13図に示されている。
5.11.4 欠失突然変異の77D1分析生物活動を定量化するためにI L
−6依存マウス雑種細胞株の増殖を用いている7TD1分析
5.11.2B細胞分化分析
マウスのB−細胞り0−7CH12,LX (N”、d”LY−10)が成育さ
れ、5%の熱不活性の胎治性つシセウム、30ONg/mlグルタミン、004
mM 2−メルカプトエタノール及びひつじの赤血球のホス7アチジルコリン成
分(SRBC)に対して効果的な抗生物質CH12,LX細胞ベアサーフイスI
gMを含有しているRPM11640内に維持された。
分化分析は、Co5tar 24−ウェルプレート内の2m1B−細胞媒体中で
、5.2から5.8で述べた方法によって作られるように、種々の濃度の合成シ
スティンフリーIL−6の有無で2×lO″ B−細胞を培養することによって
実行された。5RBCCASA 生物生成物、Einstor−5alem、N
Cは、使用前にRPM11640で3回洗浄された。lXl0’赤血球が、各試
験培養中に含まれた。5ONg / m lのりポポリサッカリド(Dirco
)を用いている分裂促進因子−刺激されたB−細胞から成る正の制御が、5%C
O8の雰囲気中で37℃でインキュベートされた。CHi 2 。
LX培養内でそれから生成される正常されたシスティン含宵■L−6ペプチド(
r478478分断比較して、IL−6(3%活動)の生物活動を保持する。そ
の478分断エプチド[eptide]は、それに対して9個の欠失突然変異が
試験され、それだけでも試験において100%活性である。従って、表3では、
478分断が、コラゲナーゼを有する融合タンパク質から開裂されたr L−6
をもった野性型プラスミド発現システィン含有I L−6融合タンパク質を参照
し、表3の478未分断は、未分断融合タンパク質を参照する。突然変異IAB
は、metが第8b図にある類似I L−6システインフリーペプチドに対する
ペプチド配列のアミノ酸番号1であるシスティン含有IL−6ペプチド内で、ア
ミノ酸4〜23を欠失させることによって生成される欠失突然変異である。突然
変異2AB、3AB他全てのものは、欠失されたアミノ酸残基と名付けられた第
2欄で表3に特定されているように、その配列内の適切な位置にある対応する2
0個のアミノ酸欠失を参照する。
表2
液体培養における 液体培養における相東作用コロニー刺激活動
媒 体 IL−I IL−61L−1+LI−6読出し値 読出し値 読出し値
読出し値C5A C5A C3A C5A
G I G 5G 7G 149
媒体 M sM7M2M27
GM I GM 15 CM 4 GM 37IL−311L−35IL−31
1L−315csc19G17G344
G−C5FMIM7MM3M65
(G) GM I GM 25 GM 7 GM 58IL−311L−311
1L−341L−322GIC140G32G518
C5F−I M I M 29M 2M 97GM)GMIGM43GM9GM
99
IL−31IL−328IL−331L−337G I G 122G 362
G 704GM−C3F M I M 55 M 19 M 236(GM)
GM I GM 54 GM 53 GM 157IL−311L−3341L
−3371L−385G 14 G 509 G 186 G 1781G−C
5F M 15M 208M 136M 675GM 19 cM 129 G
M 132 GM 415IL−324IL−3102IL−362IL−31
31表3
除去された 7TD1定量における
突然変異名 アミノ酸残基 活動
IAB 4−23 280%
2AB 24−43 0.001
3AB 44−63 0.000
4AB 64−83 0.0003
5AB 84−103 0.0003
6AB l 04−123 0.0067AB 124−143 (0,000
0)8AB 144−163 (0,0000)9AB l 64−183 (
0,0000)478 切断 100%
478 非切断 3%
6、実施例:材料と方法
6.1 抑制酵素消化の条件
酵素は、New England Biolabsの市販品から入手し、製造元
により指定された方法で、消化処理をおこなう。
6.2 バクテリアの遺伝的傾向およびプラスミドE、 coli JMIOI
(P−L Pharmacia)は、論文(Hannan 、 1983 、
J。
urnal of Mo1ecular Biology、 Vol、 166
、 P、557)に記載された方法で変換した。プラスミドpKK233−2は
、P−L Pharmaciaから得られる。プラスミドpBStは、ストラド
ジーン(Stratogene)から得られる。他のプラスミドの構成は、上記
の論文に記載された通りである。
6.3 オリゴヌクレオチド集合
オリゴヌクレオチドは、CHDリン酸アミドとAmerican Bi。
netics社のテトラシルとから合成した。オリゴヌクレオチドは、製造元(
New England Biolabs)により指定された方法で、T4ポリ
ヌクレオチド移転酵素Iこより移転された。移転は、65℃に加熱することによ
り、止められた。オリゴヌクレオチドの混成物は、15分間85℃でアニーリン
グ処理したのち、温度を室温にまで下げられた。アニーリング処理されたオリゴ
ヌクレオチドは、+0 U T4リガーゼにより結合され、結合物は、6%のポ
リアクリラミドゲル中で分離され、分離後は、電気溶離によって回復された。
6.4DNA配列
挿入されたフラグメントとオリゴヌクレオチドのDNA配列は、Sanger他
(1977、Proc、 Natl、 Acad、 Sci、 Vol、74
p、5463記載)によるチェインターミネーション法(Chain 丁erm
inati。
n Method)に、Biggen他(1983,Proc、 Natl、
Acad、 Sci、 Vat。
80、 P、3963記11りとHattori、 5akakaj(1986
,Anal、 Biochem。
Vol、]52. p、232記載)およびBanker他(1988年出版、
Methods Enzymlogy)の方法を改良して取り込むことにより
めた。
6.5 タンパク質プロット分析
50.17L(7)細胞培養に等価なサンプルを、Laemlli(1970,
Nature Vol、227. p、680記載)の方法による条件を緩和し
たもののもとで、8%NaDodSO4−ポリアクルラミドゲルに溶かしこんだ
。ゲルのプロットを複製するために、ゲルは、クーマシーブルー(Coomas
ie Blue)で着色、あるいは、ニトロセルロースの2つの層の上での電気
プロット法により処理された。あらかじめ1色された分子量マーカ(B RL)
を用いて、変換を観測した。ブロンドは、0.25%のゼラチンで保護したのち
、市販のβ−ガラクトシダーゼに対するPromega Biotecb社製造
の抗体全製造て、インキュベート培養した。クロスリ アクティングバンド(c
ross reacting band)は、ホスフェターゼを結合し、化学親
和力を増した、7.500倍希釈のPromega BiotecM社製造のひ
つじ一抗マウスIgG抗血清により、可視化しI;。
6.6 細胞の溶解と工性雑種アッセイ細胞の溶解は、Germino他(Pr
oc、 Natl、 Acad、 Sci、 1983゜Vol、80. p−
6848記1り)方法ニ基づキ実行シタ。E、coliは、遠心分離により抽出
し、セルベレットは、濃度0.05mo1/L%pH8のトリ塩化水素と濃度0
.05mol/LのEDTAと1mg/m+の比でリゾザイムを溶解した15%
サッカロースとを合わせた溶液甲に、溶液の115容積を占めるように浸した。
室温で15分間おいたのち、溶解物を一70℃で凍結させ、急激に37℃に温度
上昇させた後、超音波を加えてDNA連鎖を切断した。三性雑種融合タンパク質
をクロマトリックアッセイにより定量し、基盤に0−ニトロフェニール−β−D
−ガラクトピラノサイドを用い、β−ガラクトシダーゼ活性をめた。
6.7 融合タンパク質のコラゲナーゼ消化融合タンパク質の消化に先立ち、コ
ラゲナーゼ調合試薬中のタンパク質加水分解活動を抑制するため、Lecroi
sey他(1975゜FEBS Lett、 Vol、59. p、167記載
)の方法に従い、β −ヒドロキシ−マークリベンゾエイトを加えた。Achr
omobacter Iophagus (EC3,4−24,8; Boeh
ringer Mannheim社)のコラゲナーゼ一単位を、pH7,4、濃
度100mMのトリ塩化水素、濃度250mMの塩化ナトリウム、濃度1mMの
塩化カルシウムおよび濃度40μg/mlのβ −ヒドロキシ−マークリベンゾ
エイトに、緩衝剤ともに溶解した。溶解したコラゲナーゼは、容積15m1のシ
リコン塗布したポリプロピレン製チューブに移し、室温で30分間培養した。溶
解した細胞抽出液(4ml)に超音波を加え、一つ一つの細胞に分離し、溶解し
たコラゲナーゼに加え、室温でさらに45分間培養した。開裂したβ−ガラクト
シダーゼの大部分は、飽和硫化アンモニウムを容積の50%加え、氷温で30分
間培養し、非溶解物質を凝集させることにより、途去された。開裂した組替え合
成システィン7リーr L−6は、うわずみ液に飽和硫化アンモニウム溶液13
m1Sを加え、氷温で30分間培養後、遠心分離により非溶解性のタンパク質を
液表面に薄膜として浮遊させた。チューブ内の液体は、吸引して衆去し、残され
た薄膜を[Tris buffered]塩0゜5mlに浸した。
7、実施例:肝細胞の刺激
システィン7り一合成I L−6は、パラグラフ5.2および5.8に記載され
た方法に従って調合すれば、図11に示すように、肝細胞を刺激する。肝細胞に
対する刺激力は、上述のパラグラフ5.9.2に記載された分析法に従って定量
した。システィンフリー合成IL−6のもつ、肝細胞に対する刺激力は、その濃
度が10−8Mの時に起こり、その量は、104U/mgである。この刺激量は
、May他(1988,J、Biol、 Chem、 Vol、263゜p、7
760記載)による測定結果の100倍である。我々のFAZA細胞で観測され
た、フィブリノーゲン合成のレベルは、PMA誘導の繊維芽細胞から得られた培
養を用いた実験結果と同様である。1.uM以下の濃度では、ペプチドは、肝細
胞数を減らす効果を与え、結果として、測定可能なフィブリノーゲンの量を減少
させる作用をおよぼす。
8、実施例:B細胞分化
パラグラフ5.2および5.8に記載された方法に従って合成されたシスティン
7リーIL−6タンパク質の機能性を評価するための最も感度の高い方法は、B
−細胞分化分析法である。
溶血プラーク分析法は、合成I L−6がB−細胞の甲でIg分泌を誘発する力
を評価するものである。溶血プラーク分析法は、細胞レベルで分化、増殖を調べ
る方法としては、優れたものである。(Gronowicz他、 1976、
EUR,J、 Tmmunol、 Vol、6. p、588記載)。我々のタ
ンパク質(合成IL−6)は、濃度的0゜log/m+で、最大の刺激能力をも
つことが、図12に示されるように、判明した。この値は、自然の!L−6を用
いた他の実験結果と同様な値である。他の実験結果は、以下文献に記載されてい
る。(Van 5nick他、 1986. Proc、 Matl、 Aca
d、 Sci。
Vol、 83. p、9679; Brakenhoff他+ 1987.
J、 Immunol、 Vol、 139、 p、4116; Poupar
t他、1987. EMBOJ、 Vol、 6. p、1219; Kish
imoto、 1985.Ann、 Rev、 Im+ouno1. Vol、
3. p、133) 43 p M以下の濃度では、合成されたシスティンフリ
ーI L−6は、分化するB−細胞の数を減少させる作用を及ぼす。
9、実施例ニジスティンフリーI L−6のもつ生物学的活性
自然のシスティン7リーI L−6タンパク質の3種類の異なった活性力をもつ
アッセイにより、システィン7リーI L−6は生物学的活性力をもつことが判
明した。本発明によると、ペプチド連鎖を活性形態にするために必要なのは、ペ
プチドの基本配列であることが示される。 ワクチンは、しばしば、各種のアジ
ュバントの組合せの中で形成、増殖される。アジュバントは、免疫原を単独で用
いた場合に比べ、より少量の抗原を用いてより高く長期間に及ぶ免疫効果を与え
ることを促す作用がある。アジュバントの作用機構は、複雑である。アジュバン
トの作用機構には、シトカインI L−6のような細胞シトカインや、7アゴシ
トーシス(phagocytos is)の生成を促進する機構、その他線網内
細胞の活動をはじめ、抗原の遅発や減成などが含まれる。アジュバントの例とし
ては、Freudアジュバント、Adjuvant 65 (ピーナツ油、マン
ニードモノオリエート[mannide m。
nooleate3とモノステアリン酸アルミを含む)や、リゾレシチン、プル
ロニツクボリオルスjpluronic polyols]、ポリアニオン、ペ
プチド、油エマルジ2ンおよび水酸化アルミやリン酸アルミなどの金属ゲル等の
表面活性物質がある。Fraudアジュバントは、非代謝性鉱油を含み発癌性が
あるため、入用のワクチン材料としては今は用いられていない。
本発明によるペプチドのような精製合成されたI L−6は、免疫反応を変化さ
せるため、すなわちアジュバントとして作用させるため、ワクチン原料に加える
ことができる。この免疫装置に用いられる生体は、マウス、ギニアビッグ、ウサ
ギ、鶏、ウマ、羊、山羊、ウシ、チンパンジーやその他の霊長類やひとなとであ
る。T L−6などのペプチンを用いたアジュバントとしてのワクチンの生体内
への注入は、経口、皮膚注射、筋肉注射、腹膜注射、静脈注射、皮下注射、鼻嗅
やその他の免疫経路を通じて行なわれる。精製されたI L−6活性ペプチドは
、主免疫のための抗原として用いられ、IL−6単一クーロン性抗体を作る。こ
のような抗体は、更に、I L−6保有体として用いられ、免疫グロブリン生成
における機能障害が起こっているような場合の装置に有効である。この機能障害
には、多重性骨髄障害や自己免疫障害がある。−例として、上記の単一クーロン
性抗体を関節注射して、リューマチ性の関節炎の治療に使用することが可能であ
る。
システィンフリーあるいは、システィン含有のペプチドのような精製された合成
I L−6は、適当な濃度に調整し、ほかの適切はシトカインペプチドやワクチ
ンを加えて、一体化した薬剤として用いることが可能である。I L−6活性を
もつペプチドは、また、ワクチン材料のアジュバントやそれ自体を薬剤として用
い、リポゾームの中に組み入れることも可能である。また、I L−6活性をも
つペプチドは、免疫治療に用いられる抗体に加えることも可能である。
更に、他の実施例として、I L−6活性をもつペプチドは、免疫刺激薬剤とし
ても用いることが可能である。−例として、I L−6活性をもつペプチドは、
造血細胞の刺激や、特に、病気や薬あるいは放射線被爆による免疫不全の場合の
細胞の抗体生成機能の活性化に有効である。また、これらのペプチドは、免疫機
能不全状態にあるエイズ患者の治療にも有効である。また、肝機能の不全の場合
の、肝性タンパク質の生成を促す効果もある。また、これらのペプチドは、体外
で抗体を誘導するための試薬としても用いられたり、培養体の成長因子の特性を
調整するためにも用いることが可能である。更に、他の実施例としては、これら
のペプチドは、他の抗ビールス剤と組み合わせることにより、HIVやHBVな
どのウィルス性疾患の予防や治療に役立てることができる。更に、他の実施例と
して、IL−6活性をもつペプチドは、単独あるいはほかの精製されたシトカイ
ンと組み合わせて、白血病などの病気でB−細胞の分化を中断させるのに有効で
ある。また、システィンフリーあるいは、システィン含有のペプチドのような精
製された合成IL−6は、ペプチドの任意の部分に有効に作用する抗体を誘導す
る際にも、用いることが可能である。
10、実施例ニジスティンフリーI L−6及び他の成長因子の生体内骨髄茎部
細胞の増殖と分化に与える効果(デルタ分析)デルタ分析は、種々の成長因子に
より引き起こされる骨髄茎部細胞中の高増殖性固体群の発生の有無を確かめるた
めに行なわれる。マウスには、増殖性ポテンシャルの低い細胞を消滅させるため
に、57フ化ウラシルを投与する。
高増殖性固体群の細胞は、成長因子のもとで、12日間、第一の半固形アガロー
ス培養体の中で培養される。成長因子は、インターロイキン−1(rL−1)、
インターロイキン−6(IL−6)及び、IL−1とr L−6のl:1混合体
である。BM茎部細胞は、他の成長因子が存在しない状態で、これらの成長因子
のそれぞれのもとで成長し、さらに、白血球コロニー刺激因子(G−C5F)、
マクロファージコロニー刺激因子(M−C3F) 、出血Mマクロファージコロ
ニー刺激因子(GM−C3F)8よびインターロイキン−3(IL−3)の成長
因子の存在のもとでも成長する。これらの成長因子により増殖するコロニーの数
は、二重層アガロースクローン定量分析法により定量測定され、第16図では、
“初期コロニー分析”のデータで示されている。第16図のグラフの縦軸は、マ
ウスへの57フ化ウラシル投与後24時間後の、マウス骨髄細胞数2.3X10
5を1本位として、形成された全コ ロニー数を示している。
最初の4本の棒グラフデータは、他の成長因子が存在しない状態での、システィ
ンフリーのIL−1、I L−6およびIL−1とI L−6のl:l混合体の
、コロニー増殖への効果を示している。次の、4本の棒グラフデータは、G−C
5F単独、G−C5FとシスティンフリーのIL−1、I L−68よびIL=
1とI L−6の1:1混合体との組合せの、4通りのコロニー増殖への効果を
示している。更に、次の、3組の4本の棒グラフデータは、M−C9F%GM−
C5FおよびI L−6単独、M−C5F、GM−C5FおよびI L−6とシ
スティンフリーのIL−1、IL−68よびIL−1とIL−6の1:1混合体
との組合せの、12通りのコロニー増殖への効果を示している。分析の結果、シ
スティンフリーのIL−i、IL−68よびIL−1とI L−6の1=1混合
体が、M−C3Fと組み合わされた時に、IL−3、GM−CSFおよびG−C
3Fとの組合せ以上に、コロニー形成を促進することがわかる。
分離分析では、高増殖性固体群細胞は、上記と同様の成長因子のもとでさらに液
体培養体の中で、培養される。着性しなかった細胞の数を7日後に計数した結果
を、第15図に示す。第15図では、′7=間液体培養後の非着性細胞数”のデ
ータで示されている。第′i6mのグラフの縦−は、培養液1mlあt;りの、
全非着性細胞数を示している。最初の5組の4Xの棒グラフデータは、第16図
に示した“コロニー分析”の対応する棒グラフデータと点種の傾向を示している
。全非着性細胞数の最大値は、IL−1とr L−6の1:1混合体が、I L
−3、GM −CS F 8よびM−C5Fと組合せられた時に現われる。
液体培養甲の細胞は、取り出し、洗浄され、再び、各成長因子のもとでWl形ア
ガロース培養体の中で培養され、二重層アガロースクローン定量分析法により定
量測定される。この、第2回=のアガロースクローン定量分析は、′読出分析“
と呼ばれる。デルタ値は、“読出分析”により計数された骨髄細胞コロニー数を
、“初期コロニー分析“により計数された骨髄細胞コロニー数で割った値である
。デルタ値の計算結果を、表2に示す。」 デルタ分析の結果は、“読出分析”
に適用された各々の成長因子のうち、どの成長因子が液体培養の際に相乗効果を
もたらすかを表している。液体培養を用いた場合には、コロニー形成を促進する
ために加えられたシトカインの効果は、IL−1またはrL−6を単独に与えた
場合よりも、IL、−1とI L−6の1:1混合体を与えた場合に顕著に現わ
れる。IL−1またはI L−6を凰独に与えた場合よりも、IL−1とIL−
6の1:1混合体を与えた場合に、シトカインの効果が顕著に現われることは、
さらに、液体培養にG−C5FSGM−C5F、M−C5F8よびIL−3を加
えた場合に、相乗効果をもたらす。この相乗効果は、“読出分析”にG−C3F
を用いた際に、最も顕著に現われる。また、GM−CSFとIL−3を液体培養
口で、IL−1またはI L−6と組み合わせて使用した場合には、I L−6
の方が、Ir−−1i=hべてより高いデルタ値をもたらす。しかし、C3F−
1を液体培養甲で、■LlまたはI L−6と組み合わせて使用した場合には、
IL−1の方が、I L−6に比べてより高いデルタ値をもたらす。
これらの分析結果より、IL−1とI L−6の混合体を分離分析で液体培養口
で、IL−3と組み合わせて使用し、読出分析では、G−C5Fを用いるのが最
も最良の分析方法であると思われる。 以上の分析結果は、システィンフリーの
I L−6を他の成長因子と組み合わせて使用することが、骨髄移植やガン治療
の際の、重要な手段となることを示している。高いデルタ値は、種々の成長因子
のある組合せが、茎部細胞の増殖と消滅に結びつく可能住を示唆している。この
ような、成長因子の特徴は、生体口での骨髄の増殖と分化を制御するうえで必須
な要件である。
デルタ分析の手順
1)BDFIマウスに、体重iKgあたり150 m gの57フ化ウラシルを
投与する。
2)5フツ化ウラシルを投与した24時間後に、マウスを殺し、骨髄を取り出す
。
3)骨髄細胞を、20%胎子ウシ血清(F B S)と抗生物質(gentan
icin)を含むIMDM溶液で洗浄する。
4)骨髄細胞を、二重層アガロースクローン法で培養する。20%FBSを含む
IMDM溶液の成長因子を、0.5%アガロース中の35mm径のベトリ皿の上
に、付着させる。骨髄細胞は、−皿あたり、O−5mIcpに2.5X104か
ら2X105の細胞数になるよう、層を重ねる。この方法が、“初期クーロン分
析”である。細胞は、12日間、約7%以下の酸素濃度中に、37℃で保存する
。
5)骨髄細胞を、24個の穴の開いたプレート上で、1mlの液体培養(20%
胎子ウシ血清(F B S’)と抗生物質(gentamicin)を含むIM
DM溶液)中で増殖する。細胞を、1mlあたり細胞数2.5X105を初期値
として、7日間培養する。
6)7日間培養後、非着性骨髄細胞のみを取り出す。細胞数を計数した後、:5
ytospin] 1air置を施し、冷やしたFBS溶液51で、不要な細胞
を洗い流し、全ての成長因子を途去する。
7)非着性骨髄細胞を希釈し、クローンアガロース培養に付着させる。培養体を
、約7%以下の酸素濃度の十分湿った雰囲気中に、7日から12日間、37℃で
保存する。この培養方法が、“読出分析”である。
8)デルタ値を、“読出分析”により計数された骨髄細胞コロニー数を、“初期
コロニー分析”により計数された骨髄細胞コロニー数で割った値としてめる。
11、例ニアtd、1成育アッセイにおけるI L−6の市販品との比較
p367を含む細胞から誘導された融合体を精製して得られたシスティンフリー
I L−6ペプチドの生物学的挙動は、7td、1分析法を用いた市販品(流通
試薬)のシスティン含有IL−6と比較されている。(Van 5tick他、
1986. Proc、 Nat’l。
Acad、 Sci、 USA Vol、83. p、9679−9683)こ
れらの市販品は、E。
col誘導型I L−6を生み出す、ボーリンゲル マンハイム、非岨換え生成
物である工ンドーゲン及び、イースト誘導型I L−6を生み出すゲンサイムで
ある。細胞を含む誘導p367から精製した、リンを緩衝剤として加えた塩中の
システィンフリー合成ペプチドを、ボーリンゲル マンハイムのIL−6,!−
比峻すると、ボーリンゲル マンハイムのIL−6は、IIEl 713Hに示
すように、低濃度では、高い活性力を示し、一方、高濃度では、低い活性力を示
す。最も高い活性力は、システイン7リー合IRr L−6が示す。
システィン7り一合成I L−6ペプチドとエンドーゲンのIL−6とを比較す
ると、第16図に示すように、システィンフリー合成rL−6ペプチドのほうが
、分析されたO、lngから50ngまでの全ての濃度にわたって、より高い活
性力をもつことがわかった。同様に、システィン7り一合成IL−6ペプチドと
ゲンサイムのI L−6とを比較すると、第18図に示すように、システィンフ
リー合成I L−6ペプチドのほうが、分析された0、1ngから50ngまで
の全ての濃度にわたって、より高い活性力をもつことがわかった。
7td、l成長分析法の説明
3.50分析法は、96個の穴をもつ培養プレートで行なわれる。r L−6の
活性度をもつペプチドは、HGF単位で計数される。100GFHは、約I P
CT−GF単位に相尚する。
7td、1特性をもつ約2000の細胞を、5%−酸化炭素の高湿度雰囲気中で
、I L−6活注をもつペプチドの希釈液を含む培養液200μmの甲で培養す
る。84時間経過後、4時間にわたり、テトラゾリウム塩(tetrazori
um 5alt)3− (4。
5 ジメ チルチアシル(dimethylthiazol)−2y ) 2
。
5−ジメチル7オルマザン(dimethylformazan)プロミド(b
r。
m1de) (M T T )を注入し、5分間遠心分離後うわずみ液を取り出
す。7オルマザン結晶をDMSOIOo 1μに溶解し、培養プレートを波長5
70nmの光に投影する。反射光の強さは、生きている細胞の数に比例する。H
GF単位で測定されるIL−6の量は、反射光の最大強度の50%を与えるのに
必要な希釈液の量の逆数の関係にある。
7td、1成長分析法の試薬
希釈液は、10%胎児性ウシセラムを含む、RPMI1640である。補助希釈
液は、10%胎児性ウシセラムを含む、RPM11640.0.1mMの2−メ
ルカト エタノールjmercatoetnanoi]と抗生物質を含む溶液で
ある。ラベル試薬は、PBSlmLにMTT 5 m gを溶解したものである
。
FIG、 2
特徴:
t?Cプロモータ 1〜275
ミニシストロン 27G〜:(06
組換えI+、−G :(OG〜1161コラーゲン 8G3〜1041
1IQ:::ではp367配列の一部のみが示されている。
FIG、9
Ml 2345M
FIG、 10
゜工し−ら 櫃(力【 (ルLン
&cFL4−c/2.うX10” +1tji、=rnp1. ><let/b
’)ft夕F々x io−/4入フロ〜ン ン償
FIG、 )5
7 fd、 7 t=1.+ta Bh u−IFIG、+6
国際調査報告
txt+m+m+++++ ass工1h61、にゴ用郭910ξ21
Figure @1 is a configuration diagram of p360. Plasmid p360 was introduced into E. coli.
As a protein of approximately 22-23 KDa that synthesizes cysteine
6 is a plasmid expression vector constructed to express similar peptides.
Oligonucleotide 737 FAGCTGA TTA AAT AAG GAG
GAA TAA CCA TGG CTG C^3'] and 738 [Gcc
ATG GTT ATT CCT CCT TAT TTA ATC3']
fused with 7azimide purchased from Stratagene 5ysteras.
Replaced with T (ind III-Pst T fragment of a certain pBS(+))
to form pBS0. Plasmid p337-containing a peptide stop codon
The sequence for the synthetic cysteine 7-ley IL-6 analog peptide from pBS0
Nco T-Ec.
The R17 fragment was replaced to generate plasmid p360. p360 smell
via minicistronic sequences and synthetic cysteine-free TL-6 analog sequences.
Expression from the inducible milk promoter via the E. coli extract of IL-6
(See Figure 3 for a gel of the expressed protein.)
reference)
The IF5 diagram is a structural diagram of p369. does not contain a peptide stop codon,
Synthesis of plasmid p365 containing the sequence of cysteine 7 Lee I L-6 analogous peptide.
To form plasmid p369, the 7 fragments containing (see Figure 1)
This replaced the Nco I-Bam Hl fragment of pBS0 (as described).
It is a structure. Here, the synthetic cysteine-free rL-611-like peptide sequence is β
- fused in frame to the α-complement fragment of galactosidase.
Induction of the milk promoter of p369 was induced using synthetic IL-6-like peptides and β-galactin.
Produces a detectable peptide that is a fusion product between the σ-complement portion of tosidase
(See Figure 3 for the expressed protein gel).
FIG.
Expression and non-expression of mid configuration. E. coli carrying different plasmids
Cultures of cells were induced with IPTG. A sample of cell culture medium is lysed and
Electrophoresed in Ds-polyacrylamide gel. This gel contains protein
To make it visible, it was dyed Coomassie blue. Columns a and b are
Duplicate fractions from different tubes of the same culture. Columns 1a and b are plasmid
From cells with p369. The predicted induced protein is β
- A fusion protein of the σ-complement part of galactosidase and a synthetic I L-6-like peptide
It's a good quality. There are no large molecular weight proteins representing the fusion.
Columns 2a and b represent plasmid p367, i.e., synthetic IL-6-like peptide/
Successful expression vectors for collagen/β-galactosidase fusion products
It is from cells with . Approximately of gel! 30 kDA position
Note the amount of high molecular weight fusion protein.
A peptide of the size of 22-23 μDa, i.e. non-glycosylated IL-6, was
As expected, columns 3a and b are from cells with plasmid 2360.
It is. Arrows indicate the predicted position of small peptides.
Figure $4 is a configuration diagram of p340-1. Regarding the process of p340-1 configuration,
5. This will be explained in Section 2. Oligonucleotide 237 is [AAT TCT AAT AC
G ACT CACTAT AGG GTA AGG AGG TTT AAC
CAT TAT GGA GAT CTG 3′]. oligonucleotide
238 is FGAT CCA CAT CTCCAT GGT TAA AC
CTCCTTA CCCTAT AGTGAG CG TAT TAG 3’]
Oh ni. Oligonucleotide 703 is [C^Ding GTA TCG ATT AA
A TAA GGA GGA ATA ACC3'l;. oligonucle
Chido 704 is ECAT GGG TTA TTCCTCCTT ATT TA
It was ATCG ATA 3. PTRC is a hybrid promoter tree
It is putophane/milk. rTe rmJ with the preceding initiation methinenymphdon
Represents a stop codon that is in the same reading frame.
AP represents the rightward glomotor from Bacterio 7Age Lambda. Amp
’ represents the ampyridine resistance label from pBR322. Ori is pBR32
Represents the plasmid origin of DNA replication from 2. β-gal is E, coli
represents the β-galactosidase gene region.
Figure 5 shows the complete synthetic recombinant TL-6 gene and its predicted amino acid sequence.
Full nucleotide sequence (5'-3'). The coding sequence of the fused gene is
Begins with nucleotide 3 (Met). Amino acid sequence of recombinant TL-6 protein
The column extends to nucleotide 557 (Met), where it is linked via a serine residue.
and then fused to the collagen linker of the fusion protein. *marked is natural cD
Found in the NA sequence. The location of the TGA stop codon is shown. modified amino
Acid residues are shown below the sequence.
Figure 6 is a set of genes for synthetic cysteine 7 Lee I L-6 similar peptides.
. The synthetic oligonucleotides are annealed and linked to form the four synthetic genes.
Form synthetic duplex subfragments. p333 contains two pairs of inserts.
formed by ligating complementary oligonucleotides. Here, each
has an inward 5 base 5' complementary overhang (nucleotide 5 in Figure 5).
9-63). 4111 p334 contains residues 162-167 and 220-225.
It was composed of three pairs of annealed oligonucleotides joined together. p33
The assembled complementary overhangs of 1 are nucleotides 312-315 and 3
It was located at 5g-361. Configuration p332 is located at positions 457-461 and 512
-517.
The synthetic 7 fragment (indicated by the shaded box) is the synthetic 4-6 base monomer.
by inserting into the multiple cloning site of a circular vector via the barhang region.
and cloned into the modified pBSM13+Stratogene vector.
was downloaded. The coding sequence of the synthetic cysteine 7 Lee rt--6111-like gene is shown in black.
It is shown. Blank boxes represent modified flpBs M13+ sequences. 7 lugs
The membrane is digested with appropriate enzymes and the desired conjugates are removed by electroelution from an agarose gel.
assembled by purifying and religating. Termination of p337
Removal of the codon removes a serine residue and a compatible EcoRI overhang region (Rr).
A second synthesis was carried out by replacing the containing 7 fragment. configuration p
The ligation of this fragment to obtain 365 involved the addition of another Bg111 site and
resulting in the loss of the EcoRI site. Nucleotide 564 is the insertion of p365
The g111 part is required to fuse the protein with the collagen phosphor of the expression vector.
Identify the position of the final base included in the position. Restriction sites are identified as follows.
. That is, B, Bam HI; Bg, Bal II; RI, Eco RT; R
V, Eco RV; H, HinD III: N, Neo Its, Stu I;
X, Xba I.
FIG. 7 shows the structure of plasmid p367, i.e., synthetic cysteine 7-ly IL-
FIG. 6 shows a convenient expression vector for preparing 6-pegtides. p367
The constituent steps are 5.2 and 5. of the main text. 5. is explained in.
Figure 8a shows the recombinant plasmid showing the location of the TL-6 sequence (designated HSF).
This is a plasmid map of p367.
(Nco I-Bgl II) Assembled synthetic cysteine 7-ly contained in the insert
The recombinant rL-6 gene is located between the Nco I and Bam II restriction sites of the vector.
introduced in between. The blank box (C) indicates that the recombinant TL-6 is β-galactosida.
Figure 2 shows the configuration of a 60 amino acid collagen linker as it is fused to the enzyme. complete fusion
Gene expression produces a 130 kDa hybrid protein.
Figure 8b shows the synthetic cysteine 7 Lee I L-6 analog peptide (designated HSF
) is a plasmid map of recombinant plasmid p367 showing the sequence position of
. The vectors shown were derived from pJG200 as described in text 5.
This is a modified example. (Nco I-BGI II) Groups contained in the insert
The newly synthesized I L-6 analogous gene is inserted into the Nco I and Bam HI restriction regions of the vector.
It was introduced between the Blank box (C) is 60 amino acid collagen phosphorus
This shows the location of the car. Synthetic IL-6-like peptide is connected to β-glucose via the linker.
Fused to lactosidase. Expression of the complete fusion gene is approximately 130 kDa
Prepare a hybrid protein (induced E, c.
(See Figure 3 for expression of plasmids in 11). Figure 9 shows the synthetic system
7 Lee T L-6 protein purification with NaD.
dsO,-PAGE analysis. Samples collected at various stages of purification are shown in Figure
10% polyacrylamide-NaDodSO gel under reducing conditions as shown.
migrated. Protein molecular weight labels are shown in column M. IOL badge
E. coli cells grown in culture were lysed by adding lysozyme, and then
, briefly sonicated (column 1). Unusual hydrophobic fusion proteins are
- After solubilization with 5arkosyl, repeat the ammonium sulfate precipitation reaction.
(column 2). The fusion protein is then partially purified.
Digested with collagenase to release the 23 kDa recombinant TL-6 component (row 3)
. Most of the cleaved soluble β-galactosidase was dissolved in 40% ammonium sulfate.
Synthetic T
was increased to 70% saturation and recovered in an almost homogeneous state with a faint odor (row 4).
.
Reversed phase HPLC was used in the final stages of purification. Protein is 54% acetonyl
was recovered in a single peak fraction eluting with rill (column 5).
Figure 110 is from text 5. 2. From 5. 8. synthetic made by the method described in
Cysteine-free recombinant! This is the stimulating effect of fibrinogen synthesis by L-6.
. A monolayer of confluent FAZA cells was purified in the presence of 10-'M dexamethacin.
The concentration of recombinant cysteine 7-ley T L-6! and processed. Stimulant action 5
After an hour, the cell media was removed and the nitrocellulose was plotted using a dot plot device.
filtered through a gas membrane. Secreted fibrinogen levels are
roan fibrinogen antiserum and alkaline phosphate as a secondary antibody.
determined by solid-phase immunoassay using anti-IgG antisera, respectively.
Ta. Tombstone antibodies are produced by adding chromogenic substrates (BCIP and NBT) to the plot.
Therefore, it was observed visually. The concentration of secreted proteins was determined by laser densitometry.
and comparison of signal intensity against dilution of purified rat fibrinogen standards.
Decided t2.
FIG. 11 is a B cell differential quantification method. CH12, LX cells (2XIO' cells/
Well) is the main text 5. 2. From 5. 8. A set made by the method described in
Anti-jl [(SR
BC) were co-cultured in the presence or absence of. CH treated after 48 hours
12. The LX fractionated portion contains a freshly washed suspension of 5RBCs containing guinea pig complement.
and transferred to the Cunningham chamber for incubation at 37°C.
. After 30 minutes, cells were returned to room temperature and allowed to make a hemolytic break. a
The results of the assay are expressed in blocks per million live cells (denoted as Pfc on the y-axis).
Represented as rake-forming colonies. The sample included in the assay as a positive stimulus control.
Fungal lipopolysaccharide gave a response of IO, 726 pfc/million cells. Results shown
represents the average value of duplicate assays.
Figures 12a and 12b are conceptual diagrams of the structure of pTrpE/EK/cfIL-6.
It is. For details of its structure, see 5. It is stated in 10゜1.
Figure 13 shows the stimulation of progenitor cells by various growth factors and their combinations.
Fig. 3 is a graphical representation of the time-colony assay.
FIG. 14 shows the number of non-adhesive cells after 7 days of liquid culture. This assay is
, as described in Example 11.
Figure 15 is? Imc o -7 [tmclonel vs. engineering in td, 1
It is Endogeni IL-6.
FIG. 16 is immunoclone pair bmTL-6 at 7td,1.
Figure 17 shows immunoclones using 7td, 1 versus Genzyme', Genzy.
rne3 TL -6.
Figure 18 shows the amino terminal of cysteine 7-ley IL-6 from the enterokinase site.
through the end sequence to the natural carboxy terminus of IL-6 followed by three stop codons.
This is the sequence in pTrpE/EK/cfI L-6.
5. Detailed description of the invention
5. 1. Initial expression configuration
Initial attempts to express high levels of interleukin-6 within bacterial cells
This resulted in producing quantities of protein that were either impossible or commercially ineffective. quotient
Attempts to produce commercially useful amounts of the protein involved the synthesis of plasmid p360.
became.
In this expression vector, the synthetic cysteine 7-ley TL-
6 sequences are oligo737 [AGCTGATTAAAATAAGGAccAArA
AccATccctcc person-3゛3 and oligo738 EGCCATGGTTAT
Mini manufactured by fusion with TCCTCCTT^TTTAATC-3'E
It was inserted immediately downstream from the cistron sequence. In this structure, the synthetic IL-6 peptide
has one stop codon, and the β-galactosidase protein has a fusion.
It was not matched. Induction of non-glyphsylated synthetic I L-6 peptide at 22
It was expected that it would be produced in slightly larger amounts than KDa. plasmid p360
The structure is shown diagrammatically in Figure 1, but it is not possible to measure the length.
stomach. Synthetic I L-6 peptide can be produced by adding I PTG to cells with p360.
Inducing the expression of Chir did not result in any detectable peptide (Fig. 3).
, proteins are missing from columns 3a and 3b at the arrow points).
Similarly, the induction of a strain carrying plasmid p369 with the configuration shown in FIG.
Now, synthesis I1. A peptide similar to -6 is present in the alpha phase of β-galactosidase.
Although fused in frame with the complement 7 fragment, it does not contain any detectable tampering.
No thickening was observed (see columns 1a and b in Figure 3).
Synthesis! These unsuccessful attempts to produce L-6 are discussed below.
Successfully synthesized cysteine 7-ly IL-6/collagen/β-galactosidar
fusion protein (large amount of 130 KDa protein in rows 2a and 2b of Figure 3).
(see quality).
5. 2. Structure of IL-6 expression vector
5. 2. 1. The first vector pJG200 plasmid pJG200 was successfully
This was the starting material modified to produce the IL-6 expression vector. the first
The plasmid pJG200 contains the target cistron;
The strone is inserted into the proteolytic enzyme-sensitive linker peptide in the correct reading frame.
fused to a labeled peptide with detectable activity through a piece of DNA that hoods the peptide.
(Germino and Ba5tia, 1984. Proc,
Natl, Acad, Sci, USA 81:4692: Germi
no et al., 1983. Proc, Natl, Acad, S
et, []SA 80:6848). To the original vector pJG200
The promoter used is the P promoter of phage lambda and l=. This promoter
Adjacent to the c+857 thermostable suppressor, there is a liposome-binding site and a 7-arge
This is connected to the AUG initiator bipartite chain of the lambda cro gene.
Germino and Ba5tia is a chicken pro-2 collagen gene.
7 fragments containing the triple helical region, the collagen sequence is milked in the correct translation phase.
To produce a vector fused to the Zβ-galactosidase gene sequence, A
inserted into the Bam H1 repression site next to the TG initiator. 1 Bam H
1 repression site is regenerated and plasmid R6 is loaded with a replication initiator protein cofactor.
t2 is used to insert the code array.
Plasmid pJG200 contains replication initiator protein in R6 and hyperpurin
Cl857 repressor is subsequently inactivated to generate P, protein.
A temperature change occurred that allowed transfer from the motor to begin. Adjacent to AT
Collagen/β-galactosidase with G initiator and in the 7 frame
the parent vector with the fusion (non-insertion vector) and the replication initiator in R6.
Bilateral power of pJG200 containing protein, 8 in frame and ATG initiator taco
Don (5’),! : Collagen/β-galactosidase fusion (3’) (insert
vector) and β-galactin in bacterial cells transformed by the plasmid.
Generates tosidase activity. As a result, strains carrying the plasmid along with the insert
cannot be distinguished from strains with a parent vector that does not contain the vector.
5. 2. 2. P, Cl857 inhibitor and removal of cro amino terminus
The first modification of pJG200 in the present invention was to modify P, the promoter, and the Cl857 repressor.
regulatory factor and the amino acid of the era protein that provides the ATG initiation site for the fusion protein.
Ec with a terminal end.
The RI-BamHI7 fragment was removed and replaced. Oligonuku
A leotide linker was inserted to produce the p258 plasmid. this is,
Retains the Eco RI site and also contains Ncol, Bgll and Bam HT inhibitors.
It also encodes additional DNA sequences that are recognized by the regulatory endonuclease. child
deformation causes the collagen/β-galactosidase fusion to fall out of frame.
provided a novel ATG initiation codon. As a result, the p258 plasmid is transformed
There is no β-galactosidase activity in these cells. In addition, this transformation
The cro protein is diamino-terminal and therefore adjacent to the ATG start codon.
inserted t; any resulting recombinant fusions have c at their amino terminus.
It no longer has the amino acid encoding ro. On the contrary, the original pJG
All recombinant proteins expressed from 200 vectors encode cro.
They will have amino acids at their amino termini.
5-2-3-ptAc promoter, 5hine Dalgarno sequence and
and addition of ATG codon In the second step of constructing the IL-6 expression vector,
To produce plasmid p277, the suppressor 7 fragment, pKK23
3-2 Eco R1-Nco +7 Ragment (Pharmacia Bio
chemicals, Milwaukee, Wl) of plasmid p258.
It was inserted into the EcoRI-NcoI suppression site. As a result, p277 plasmid
is the PyAc (also known as Ptic) promo of pKK233-2.
data, a 1acZ liposome binding site, and an ATG initiation codon.
In this p277 plasmid, insertion of the target protein sequence is carried out by IP
Its transcription in an appropriate strain background from a promoter capable of inducing TG.
and make it possible. This appropriate strain background will allow the uninduced PTkC promoter to
The protein provides sufficient milk repressor protein to inhibit transcription from the protein. The cells are
p277 plus, as it can be induced by the addition of small amounts of the chemical IPTG.
Mid, for example, P of pJG200, induces temperature changes like the promoter.
It has significant commercial advantages over demanding promoters. temperature inducible promo
Induction of cell cultures in commercial quantities containing
Requires heating of large amounts of cells and media to generate For example, P, promoter
induction of pJG200 inactivates the Cl857 repressor, which inhibits the pJG200 promoter.
In order to do so, a change in temperature is required.
An additional benefit of converting the promoter is that cells are exposed to high temperatures or changes in temperature.
This means that it will not be 1. High temperatures or temperature changes can cause thermal shock reactions and
Heat shock reaction capable of reducing recombinant proteins as well as host proteins
produce proteolytic enzymes (Grossman et al., 1984.
Ce1l 38:383; Baker et al., 1984. Pro
c, Natl. Acad. Sci. 81:6779).
5. 2. 4. The p277 expression vector with improved liposome binding site has a 29 base pair
was further modified by inserting . That is, 5゛CATG ATCG
ATTAAAATAAGGAGGAATAAC3' to produce plasmid p340.
It was inserted into the Nco site of p277 in order to This arrangement is based on Shockner's
"Minicistron" sequence (Main text 2. 5. 1. (described in ). More
It is different from that. By including those 29 base pairs, liposomal/
Provides optimal 5hine/Da1garno site for mRNA interaction
do. The final p340 vector is suitable for the high productivity required for commercial preparation.
, contains a highly inducible promoter, and has an improved synthesis for improved translation.
has a synthetic liposome binding site region and for inserting fragments.
pJG200 and
are sufficiently different.
The steps in the construction of vector p340-1 are shown in Figure @4.
5. 3. Variant synthesis of interleukin-6 sequence Cysteine 7 Lee recombination TL
The sequence of the code used for the expression of IL-6 is the cDNA sequence of human IL-6.
Based on. This coding sequence encodes 11 pairs of complementary synthetic oligonucleotides.
It was constructed using On the other hand, it allows for the proper assembly of sub7 fragments of the gene.
, on the other hand, in order to ensure effective expression of the assembled t:gene, some
Mutations were introduced into the recombinant IL-6 code sequence during oligonucleotide synthesis.
It was. Nucleotide sequence modifications to link gene subfragments
It is designed to induce novel suppression sites for use, and is designed to induce novel suppression sites for use within the coding sequence.
Do not change the amino acid composition of the synthetic gene with respect to the natural IL-6 protein sequence.
It was incorporated into the sea urchin. This modification: i) is normally found within the natural IL-6 gene
The 5'-terminal 118 nucleotides encoding the 28 amino acid signal sequence were replaced with methionine.
(nucleotides 3-5), ii) natural IL-,6 tan
Synthesize the [Pro3 residue in the IL-6 protein sequence with the [G1y! (nucleochi
6-8); 1ii) synthetic IL-6 protein collagen;
To perform fusion with a linker, the TAG stop codon is usually replaced with a serine codon (nucleonin).
558-560); and iv) disulfide bond.
In order to produce a synthetic IL-6 protein that cannot form a
The inward cysteine residues are serine (nucleotides 135-137, 153-155.
222-224. 252-254). qualified
The sequence of the synthetic cysteine-free protein is shown in FIG. A person skilled in the art can synthesize
It is recognized that other variations in the sequence of peptides are also useful in the present invention.
will. The contemplated invention is that other amino acids in the peptide sequence, or
Other nucleotide variations of the NA sequence are included.
5. 4. Oligonucleotide synthesis and assembly Assembly of synthetic oligomers involves three steps.
Therefore, it was done. First, an oligonucleotide with complementary overhangs is
annealed and to generate four separate duplex 7 fragments.
connected, one of which has 4 oligonucleotides (2 in the l strand), the other 3 with 6
oligonucleotides (3 in the l chain). Before assembly,
The oligomers were kinased with 10 units of T4 polynucleotide kinase.
To prevent ligation during the ligation reaction, the 5°-terminal oligomer of either chain is phosphoric acid.
was not converted into A subset of these double-stranded oligonucleotides consists of four
Prepare buff fragments! Assembled in separate annealing and ligation reactions.
each containing approximately the coding sequence of recombinant synthetic cysteine IL-6.
Achieved 1/4.
The modified plasmid allows the amplification of the DNA and the unique sequence of each oligomer.
configured to do so. pBS M13+ clone vector (Strage
ne) is a 28 base oligonucleotide adapter (5°AGCTTCCATG
GTCGCGAC-CGAGCTGCA-3') and its composite cloning region
modified by inserting between the Hind I11 site and the Pst1 site of
It was done. As a result, the modified plasmid, which is the intended p287
Does not include the first 5ph1 repression site, Nco I, Nru I, and Xho I
Code additional parts of. Synthetic oligomers are used for DNA amplification and dideoxynucleoly
Sequence verification by sequencing 1sequence verificaf-1On'
4 into the transformed pBS M13+ vector p287.
Loaned. Inserting the assembled fragment into the transformed vector
Recombinant plasmids p333, pBS4, p331. and pBS2
each is a synthetic system that evolves from an amino to a carboxy terminus.
It contained part of the protein food region of In7LeI L-6. Following the ligation reaction
and each plasmid DNA was individually isolated from the correct E. coli JMIO
It was transformed into I.
The second step of assembly is to synthesize amino and carboxyl cysteine 7 Lee IL
- Construct two vectors that code for half of 6. These are N-
The inserts of pBS3 and pBS4 were ligated to produce the terminal encoding vector p336.
pBS2 and forming the C-terminal encoding vector p335.
and p331 inserts.
In the third and final step of this construction, the insert is then ligated and the recombinant
It completely encodes the sequence of the synthetic cysteine TL-6 gene. Plasmi
The insert separated from p335 is ligated into pBS6. As a result
The resulting plasmid p365 is a modified pBS M13 + vector p287.
Complete synthesis of synthetic T L-6 inserted between Nco1 site and Eco R1 site of
It contained a code sequence. This configuration is shown in FIG.
5. 59 Synthetic TL-6/Collagen/
β-galactosidase fusion product
Construction of p367 vector for expression
The assembled cysteine-free recombinant IL-6 gene is stimulated by p365.
Neo 1 site raised and surrounding the starting methionine and the collagen shown in Figure 7.
inserted into plasmid 340 between the BamH1 site adjacent to the linker.
Ru. The resulting vector p367 is schematically illustrated without length measurements in FIG.
was used to transform E, Co11 JMIOI. The recombinant colony
Based on antibiotic resistance, selection is based on the blue coloring phenomenon in the presence of X-Ga1.
selected. The size of the insert DN A was confirmed by minilysate extraction;
Polyacrylamide gel electrophoresis was then performed.
Synthetic cysteine 7-ly I L-6, 60 amino acid collagen linker, and
A three-part fusion protein consisting of β-galactosidase and
produced in transformed bacteria (see Figures 3 and 9). Prediction from gene sequence
Ampicillin-resistant transformation with modified IL-6 expression plasmids as described
The cells were treated with the addition of the inducer I PTG and the chromogenic β-galactosidase substrate X-Ga1.
Upon addition, blue colonies were produced.
I Synthesis of fusion proteins by PTG-induced transformed cells was performed using Promega
Using monoclonal anti-β-galactosidase antibody obtained from Biotec
by Western blot analysis of the entire E. coli lysate.
It was confirmed exactly. This monoclonal anti-β-ga used in Western blots.
For the lactosidase antibody, a band with an apparent molecular weight of 13,000 kDa was observed.
.
5. 6. modified interleukin-6
Large-scale induction of fusion proteins
Transformed JMIOI containing plasmid p367 was transformed into Magnaferm fer
Using mentor (New Brunswick 5 scientific)
The IOL was placed in an incubator. Cells were treated with 100 ug/ml ampicillin
5mM isopropylthio-B-D-
A355 by the addition of galactopyranoside (I PTG% Si gma)
-1. It was induced at 5. 8-12 hours after inoculation, cell number and β-galactosidase
When the activity reaches maximum level, the cells are pelleted by centrifugation at 5000 x g and
The samples were frozen at 20°C and stored until needed.
5. 7. Purification of fusion proteins
The frozen E. coli cell pellets were divided into 100 g (wet weight) fractions.
TNSNS Par77- (30mM Tris, CI, pH7,4:30mM
By washing with NaCl (1,0,05% sodium lauroylsarcosine)
It has been processed. The washed cells were prepared by 1. 5mM EDTA and 0, 5mg/ml
was isolated in 450+n+ TNS containing lysozyme. floating matter on ice
After incubation for 3 minutes, complete separation of cells was achieved by 3 cycles of freeze-lyse.
ensured by short sonication and exposure. β-galactosidase activity
The stripped soluble proteins were washed three times in TNS and then washed for 20
It was removed by centrifugation at 10,000 x g for minutes. Approximately 40g weight
The final pellets were resuspended in 60 ml of 10% Sarkosyl and buffered with phosphoric acid.
2. on Saleen (PBS) which was offered. Diluted to 4 liters. non-melting substance
is removed by centrifugation, and the supernatant is dissolved in a saturated solvent of ammonium phosphate at 4%
Diluted to 0%. The extract was incubated on ice for 30 min; after which the precipitated proteins were
, recovered by centrifugation again and subjected to two additional ammonium phosphate precipitations.
I was forced to;. The final extract was mixed with 20mM Tris, CI, pH 7.4 and 150
Resuspend in 20mM of mM NaCI, divide into 4ml aliquots,
Eggplants were stored at 20°C until ready for further processing.
5. 8. Fusion protein cleavage and synthesis cysteine-free interleukin IL
-6 purification
Recombinant synthetic cysteine-free I L-6 protein using reverse phase HPLC
and purified into homologs. The dissolved extract (4 ml) disperses the aggregates.
Add to the pretreated collagenase, sonicate briefly, and at room temperature.
Incubated for 455 minutes. Most of the cleaved β-galactosidase
is 0.0% of saturated ammonium phosphate. It can be removed by adding 5 volumes.
Remove and incubate on ice for 30 minutes to pellet unmelted material.
Ta. cleaved; recombinant cysteine-free IL-6 saturated the entire volume of supernatant.
Concentrate by making 13mls with ammonium phosphate and keep on ice for 30min.
incubate and transport the non-melting proteins into a floating film.
The heart was separated. The liquid drains by bursting the tube and the remaining thin
The membrane was Tris-buffered Atherene 0. Resuspended in 5mls.
Resuspended; recombinant cysteine-free IL-6 was dissolved in 60% acetonitrile.
And 0. for reverse-phase HPLC by adding an equal volume of 1% trifluoroacetic acid.
was prepared. The non-melting material is pelletized and the clear supernatant is 250 mm, 4
.. 6-way TD reversed phase column (Vydac, 218Tp, clg, 10μm-A
11tech As5ociates), 0. Load with an injection volume of 5 to 1 ml.
I was forced to do so. The mobile phase was a mixture of solvent A (0°1 trifluoroacetic acid) and solvent B (60°
% acetonitrile and 0. 1% trifluoroacetic acid)
Ta. The flow rate was 0-5 ml min, from 25% to 80% B in 5 min, and 54
From 80% to 100% B in minutes, to pre-bar two consecutive linear gradients
The system is programmed. Dissolved from the column with 54% acetonitrile
Collected into a single beak distillate! = Protein is purified synthetic cysteine 7
- interleukin-6 peptide, which was subjected to 5DS-PAGE followed by 23
It migrated in kDa. The purification process is shown in Figure 9, and the products obtained in each process are shown in Figure 9.
is shown in Table 1.
·to
To confirm the identity of the 23 kDa protein, the HPLC purified material was
The N-terminus was made to automatically indicate the protein sequence. Sequential decomposition of 7 concave [5eq
Amino acid residues (MG
VPPGED) is derived from the synthetic recombinant protein free-I L-6 gene.
The results were consistent with the predicted N-terminal amino acid composition of the recombinant protein. protein
Sequence confirmation indicates that the product is a recombinant cysteine 7 with a terminal methionine residue.
It was revealed that it contains a small fraction of L-6 protein.
Ta.
In some embodiments, the isolated active 7-lactone contains an amino-terminal methionine.
Synthesis of amino-terminal methionine fluoride cysteine 7-ley IL-6 protein mixture
composed of things. Amino acid sequence analysis shows that in one product of the mixture,
90% of the mixture is amino-terminated and methionine-free; 10% is amino-terminated and methionine-free.
It was shown to contain methionine. In this example, cysteine-free tan
The active preparation of protein differs from natural IL-6 in the following respects. l) Intramolecular disulfide
2) the methionine amino acid at position l in the bioengineered protein
amino acid replaces the signal sequence amino acids 1-28 of the natural, unprocessed protein.
, 3) bioengineered protein, i.e. amino acid 2 in glycine is the natural IL-
6) Substitute the proline amino acid in the protein, and 4) add the carboxy terminus.
Contains amino acids.
Collagenases generally cleave after the Y in the sequence PYGP. Here Y is
It is a neutral amino acid. Keil et al., FEBS Letters 56:292-
See 296 (1975). In this example of a fusion protein with the IL-6 sequence, Y
The neutral amino acid represented by is valine. Therefore, it has collagenase.
The fusion protein encoded by the p367 vector after digestion of the two fusion proteins.
The carboxy terminus of proteins produced by proteinaceous proteins is mainly 19. .
It appears to be P-G-P-V-G-P-V and/or, P-G-P-V.
. If sufficient collagenase is present under sufficiently logical conditions, carboxylic acid
The terminal end is 1. ,,It must be P-G-P-■. If the 3rd amino acid in Figure 5
Begins with an acid (i.e. V) and ends with the 14th amino acid from the end (i.e. M)
If the amino acid sequence is called pep, then the following peptides are
That's what I can think of.
G-pep-5DPGPVGPV C9 protein engineering) G-pep-3DPGPV
, (Protein If) MG-pep-5DPGPVGPV (Protein ■
) MG-pe p-5DPGPV (Protein ■) This specimen is described in 7. of the main text.
8 and 9.
Presence or absence of methionine at the amino terminus and G-P-V at the carboxy terminus
The presence or absence of IL-6 does not affect the activity of IL-6.
5. 99 Synthetic Synthetic Cystine 7-Lee IL-6 Alternative Manufacturing Method
Only one special feature of the useful method by which the synthetic cysteine-free I L-6 peptide is produced.
This is an example. However, those skilled in the art will appreciate that other vector constructs as well as other unicellular hosts can be used.
It is recognized that the methods of the present invention are also useful. Generally speaking, for example, specialized
In order to obtain transcription and translation of the inserted gene, the gene is selected.
recognize that the protein must be placed under the control of a promoter that is compatible with the host cell.
There will be.
A promoter is a region of DNA where RNA polymerase is added to initiate transcription.
be. The selected promoter is any one isolated from the host cell organism.
Any time is fine. For example, the commonly used host system, E. coli, is associated with
associated with that bacteriophage, or associated with that plasmid.
It also has a number of promoters, such as the aC or recA promoters. Ma
In addition, synthetic or recombinantly produced promoters such as the λ7age PL and P8 promoters
Romota directs high-level production of segments of DNA adjacent to it
It can be used for. Similar promoters are also found in other bacteria and bacterial cells.
was identified.
Signals are also required to achieve sufficient transcription and translation of genes. For example, E
, coli mRNA, the ribbonome binding site is located at the translation initiation codon (AUG or
GUG) and other sequences complementary to the 3° terminal base of 16S liposomal RNA.
include.
What is the origin of these latter sequences (Shine-Dalgarno or 5-D)?
, E. coli and other suitable host cell types. host cell system and both
Any possible 5D-ATG sequence can be used to create the 5D-AT of the 1st gene or N gene.
G sequence, or E, co+±tryptophan E, D, C, B or A genes.
, but not limited to them.
There are many methods for inserting DNA fragments into cloning vectors in vitro.
Ru. DNA ligase binds between adjacent nucleotides in a double DNA chain.
It is an enzyme that seals single-strand nicks. This enzyme is therefore inhibited by certain inhibitory enzymes.
Used to firmly splice the generated annealed complementary ends. Alternative proposal
As a DNA ligase, the phosphogesta link between the plant-end 7 fragments
can be used to catalyze the formation of compounds. Finally, the enzyme terminal deoxynucleotide
leotidyl transferase is homopolymeric at the end of the 7-ragment.
It can be employed to form a 3'-single stranded tail. One oligo (dA) array
at the 3' end of one population and multiple oligo(dT) blocks at the 3' end of a second population.
By adding , the two types of molecules are annealed and form a dimeric circle.
form a le. Both of these methods target the regulator to a specific site on the vector.
Can be used for tying. Therefore, cysteine 7- or cysteine-containing
The sequence code for the IL-6 fusion protein of
bound to the selection vector in a special relationship to the regulator. Therefore, that
The sequences are in the correct reading frame with respect to the vector ATG sequence. Adopted
The vectors used are typically ampicillin-resistant or tetracycline-resistant.
As a result, transformed cells can be identified.
Ru. The method employed uses either known expression vectors or derivatives thereof.
and the most frequently used ones are pBR322゜pAC105, pVA 5
.. pACYC177, pKH47゜pACYC184, pUB ilo, pmB
9. pBR325゜cot El, pSClol, pBR313, pML21.
R5F2124. Plasmid vectors such as pCRI or Rp4, or
Muda gt11. Lambda gt-WES-Lambda B, chain 28. Chain 4. La
Muda gt-I-Lambda BC, Lambda-gt-1 Lambda B, M13mp7. M
13mp8. M13mp9; SV40 and adenovirus vector; and
It is a yeast vector. The vector is selected for compatibility with the chosen host cell system.
It will be done. Bacteria, especially E. coli, are not capable of producing high yields of synthetic IL-6 peptide.
Although always found to be effective and preferred hosts, the present invention
It is not limited to. In the present invention, any culturable cell can be used as a host.
Cellular organisms are also considered. For example, eukaryotic hosts such as yeast and insects.
Mammalian cells are also competent hosts for IL-6 production. Host cell selection
Based on this, the selection of an appropriate expression system is done within the knowledge of an expert.
Those skilled in the art will appreciate that variations of the fusion proteins described herein are also possible.
I understand. For example, the order of the first and third peptides may be reversed. the result,
The third peptide segment is located at the amino terminus and is a peptide with IL-6 activity.
The sequence code for the code is at the carboxy terminus. second cleavable peptide portion
is left as a link between those two segments.
The specificity of each of these segments may also be varied.
For example, substantial modifications can be made within and around the basic T L-6 peptide sequence.
It is possible. A particularly interesting observation is that a substantial portion of the amino terminus loses activity.
without binding the activity of both cysteine-containing and cysteine-free IL-6 sequences.
As a result, it can be deleted with an increase of 2-37 olds.
However, removal of the final 20 residues in the sequence
Together with tin-containing forms, it results in a complete loss of activity. Also, IL-6 carbo
The presence of additional amino acid residues on the oxy-terminus does not affect the biological activity of the molecule,
Amino acids of the known sequence of IL-6 are replaced with chemically equivalent amino acids.
can be easily understood by those skilled in the art. In other words, the molecule as a whole
"Silent changes" can be made to the amino acid sequence without affecting its activity.
For example, as shown, replacing all cysteine residues with serine residues
Purified IL-6 molecules can retain biological activity. Substitution for cysteine
Alternative choices such as valine, proline, inleucine and glycine, serine or
and other neutral amino acids such as tyroline. For example aspartic acid and glutamine
Negatively charged residues such as acids are similar to positively charged residues such as lysine and arginine.
As such, they are interchangeable. Tryptophan, phenylalanine, leucine
Hydrophobic residues including , isoleucine, valine and alanine are also interchangeable.
be. Testing of the resulting molecule to determine whether biological activity is retained
and amino acid substitutions, deletions, or additions are within the ability of those skilled in the art without undue experimentation.
It is possible to implement within the scope of.
Identification of the cleavable linker peptide sequence is also a matter of design only, and chemical and enzymatic
It can be carried out using technical means. Where the adopted sequence can be chemically cleaved
The biologically active peptide of IL-6 is derived from the rest of the fusion protein.
can be freed from. In a preferred embodiment, the cleavable sequence is enzymatically degradable [d
egradable]. The collagenase-sensitive sequence is an example of cancer.
be. Other sites include enterokinase- or Factor Xa-cleavable sites.
It is something that For example, enterokinase has the sequence As p-As p-As
Cleave after the lysine in p-Lys. Factor Xa has the sequence 11e-Glu
- site with GIy-Arg and specific for subsequent cleavage of arginine
. Other useful cleavage sites include the sequence Leu-Va]-Pro-Arg-Gly-
This is the site of thrombin that recognizes 5er-Pro. Thrombin is Arg and G
Cleave the ly residue. Another enzyme-cleavable site is also opened by cyanogen bromide.
Can be selected to include a cleavable site. Cyanogen bromide replaces methane within a peptide sequence.
Attacks onine residues.
A non-essential preference is that when cleaved, the IL-6 sequence is attached to
The goal is to choose a linker sequence that leaves the minimum number of residues. Therefore, the released I
The terminus of the L-6 active peptide is as close to the native sequence as possible. In one example
In this case, the IL-6 active portion is located at the carboxy-terminus of the fusion protein.
. The cleavage site also leaves the native pro-val-pro amino-terminal peptide sequence.
has a special effect on proteolytic enzymes that can Examples of such cleavage sites are
, which is cleaved by enterokinase.
There are also various methods for identifying the third peptide sequence. This part of the three-part structure consists of the following two parts.
serve one purpose. (1) Correctly selected proteins that can be expressed in the chosen host
For protein purposes, production of peptides with IL-6 activity is carried out under the control of strong promoters.
(2) it is a fusion protein that facilitates the purification of those peptides;
This may provide a convenient means for identifying transformed clones that produce protein. example
For example, in the above study, the complete sequence encoding β-galactosidase was
used. This protein can be visually detected by adding an appropriate substrate.
give you the means to do so.
Alternatively, if the remaining portion is readily expressed by the host cell,
The third peptide moiety can be a heptadon of such a protein. This section
Minutes can also be peptides that do not necessarily need to be visually detectable.
However, its presence can be detected, e.g. by calculating the expected molecular weight of the fusion protein.
can be detected by other means, such as by inserting into the vector a marker capable of prokaryotic host
Other useful alternative sequences for use within the trpE gene product, or portions thereof, are
(Kleid atal, 5science 214:1125(129,
1981). Additional selection encodes against the cro gene of a human bacterial virus.
sequence or the Iac sequence encoding for β-galactosidase.
Contains other parts of the gene. A person skilled in the art will understand that the claimed fusion protein
Additional choices can be recognized that provide a basis for the quality of the third peptide moiety.
.
5. IO alternative DNA composition
The following example shows that the positions of the first and third peptide portions of a three-part fusion protein are reversed.
This shows a sample of the DNA composition of In addition, an alternative linker and a third peptide part
minutes are shown. The amount of IL-6 protein produced using this configuration is also
It is large, ranging from about 1-20% of total soluble cellular protein.
5. 10. l TrpE-enterokinase cleavage site-IL-6 mutant protein
protein fusion protein (a) following the enzymatic cleavage site, the C of the native IL-6 peptide
Synthesis with terminal and N-terminal parts and all 4 cysteines replaced by serine
The TrpE gene, anthranilate, immediately followed the L-6 peptide sequence.
The fusion protein encoding the production of synthase was created using the new recombinant plasmid pT.
Expressed by rpE/EK/cfIL6. pTr pE/EK/c f
In order to manufacture IL6, (Main text 5. 5 and 6) plasmids
p365 has an EcoRII region located 14 bases from the 5'Nco1 site.
(to truncate) the enzyme EcoRII, also shown in Figure 13 as (BglII')
(to cut Bgll as indicated). The plasmid is
Digested with 5 units of each enzyme for 10+ug plasmids for 2 hours at 37°C.
It will be done. 0. 492Kb EcoRII/Bgl 117 fragment is not electron eluted
Isolated by standard procedures. This 0°492Kb7 fragment is sequence A.
Called. This array A and the next array described in the next text of this section
Refer to the explanation of FIG. 12.
(b) Additional aliquots (approximately 10 μg) of plasmid p365 were added to 25 mM Tri
s HCl, 100mM MgClx, 10mg/mI B S A and 2
HindIll as described above in a buffer of mM BME at pH 7.5.
and Bglll. Referenced in Figure 13 as BgI 11'
The large (
The 3,0 Kb)7 fragment is referred to as sequence B.
(C) A synthetic double-stranded oligonucleotide (sequence C) is made, with sequence A and sequence B
tied to. The oligonucleotides overlap HindIll and B
Starting at the e11 site, the first three amino acids of native In, -6, Pro-Va I-
An access point containing an enterokinase cleavage site followed closely by Pro (PVP).
It encodes a amino acid sequence and ends with an EcoR11 site. Oligonucleotide arrangement
The row is
Be1I DC5its
5'AG CTT CAT CA GCG GA, T CCG GAA GG
T to G’l’ AGCQCCAC (:ACQCAAAslA Cu cxc
ccc GTA G Ccrr cca cca xcc crc crc c
rc ctc 1rnPVP3'
CCG Grr CCG
ccc CAA GOCcc’r cc s”Eco shaku11
Each strand of oligonucleotide is made separately and subjected to appropriate reaction for 30 min at 37°C.
Polynucleotide kinase in the presence of 1mMrATP in buffer
annealed by heating to 85~C for 5 minutes, followed by annealing to 25~C.
is slowly cooled down.
To join sequence C to sequences A and B, approximately 1 Ig of synthetic cysteine 7-lead
I L-6 EcoRT I/Bg I I 7 fragment (sequence A) is 200
ng synthetic oligonucleotide (sequence C), and p
365 Hindll/BgllI vector component (sequence B)
. Binding: 20mM Th1s Hcl, pH 7, 6, 0, 5mM rATP,
lomM Mgc12. In a 20μl reaction volume containing 5mM DTT,
Run overnight at 16°C. The new plasmid is pABC. pABC is a reaction
By adding 5 μm fractions of the mixture to HB I O1 bacteria capable of responding.
is cloned. Ampicillin-resistant colonies appeared in the ink overnight at 37°C.
selected after validation.
(d) Recombinant synthetic cysteine 7-ley IL-6 gene expressed in p365
The 3' end of I is methionine-terminated, to encode the -6 carboxy terminus.
It will be reconfigured for this purpose.
To accomplish this, the following oligonucleotides are synthesized as described above.
5' GA TCT TTCAAA GAA TTCCTG CAG TCCT
C (: CTG CGT GCT CTG C0 31 Input GTTτ C
TT λAG CACGTC entered GG entered GGG entered CGTλCG entered CACGCA
cAG ATG TAA TGλ, τ-in G GTA C3’GTCτAC-in TT
λCT Input TC5' Read from left to right, this nucleotide is Bg111 part
starts at position 365 and encodes the natural amino acid of IL-6 according to Bglll'.
, and a methion immediately followed by three stop codons and a KpnI site (sequence D).
Ends with a nin residue.
(e) pABC (step C) is Hindllll and Bgllll (sequence E)
is digested.
(f) (A, Tzajaloff, from Columbia University, New York City)
PTH23 is located adjacent to the polyanchor containing the Htndl11 site.
in the readout frame at its 3° end with respect to the
Tosynthase component) The gene encoding the top 337 amino acids of TrpE is
ampicillin resistance plasmid containing. The TrpE operon has been described by Miller and
and Reznikoff, eds, The 0peron, Co1d Spring
g Harbor Laboratory.
pp. 263-302 (1978). All of trpE and 1acZ
or other DNA sources encoding portions are readily available.
Such other DNA sources include, for example, Pouves et al., Clonong V
ectors, A Laboratory Manual, Elsevie
r, 1985. For example, the trpE sequence can be
can be isolated from plasmids with the following specific codes in the manual:
20/1g PATH23 was treated with 5 units of Bindl each for 2 hours at 37°C.
Digested by l+ and Kpn l. Large 7-ragment gel chromatograph
and then separated by electronic elution and ethanol precipitation (Sequence F).
(g) Approximately 200 ng of Sequence E is mixed with approximately 1 μg of Sequence E. the
The resulting mixture was co-precipitated with ethanol in the presence of sequence F and
Combined as described above. The resulting 7 fragments were pTrpE/EK/CfI
It is called L-6.
(h) Competent E. coli host cells are pTrpE/EK/cfIL-6
It is converted with . For example, in one example, the E. coli H8101 strain
Used as a replacement host cell. Ampicillin resistant colonies are collected. this
These colonies are recognized by TrpE segment, enterokinase and
The amino acid segment that is cleaved and the natural I starting with PVP and ending with M
Add termini3 to both the carboxy and amino acid ends of L-6.
A fusion protein consisting of a synthetic cysteine-free I L-6 amino acid sequence with
manifest.
5. 10. 2 Beta-galactosidase-enterokinase cleavage site-synthetic site
Stin7ri-I L-6 mutant protein fusion protein TrpE entero
Kinase-cleavage site synthesis cysteine-7-IL-6 fusion protein protein
Meno, 5. 10. The protocol described in 1. pEx-1 vector
It is as follows, except that f is replaced with PATH23. pEx-1 is B
Digested with amHI and KpnI. BamHI and BclI are compatible inhibitors.
It has a control part. The resulting configuration consists of a thermally induced polyanchor followed by a cloning polyanchor.
Contains the conducting β-galactosidase gene. The cut gene is approximately 48Kd.
produces a peptide that is a beta-galactosidase protein (Stanle
yJ, N., & Luzio, J.P., 1984. EMBOJ, Vol. 3. p
p1429-1434). The resulting configuration is pβga I/EK/c f
It is called IL-6. Other sources of beta-galactose DNA include 5. 2. 1. Described in
Contains an estimated pH of 2000. The fusion protein is pβgal/EK/cfl
L6 and heat induction replicates in E. coli strain N99. N9
9 and N4830 are available from Pharmacia. fusion protein
is cleaved by enterokinase using known methods.
Enterokinase cleaves proteins that have an enterokinase recognition site
That is the conventional method. For example, Hopp et al.
ogy 6:12l2O4-1210 (see 198.
5. 10. 3. The fusion protein factor Xa site with the factor Xa cleavage site is 5. 20
.. 1. and 2. Place the enterokinase site by adjusting step C of
will be replaced. 5. 10. Synthetic oligonucleotide (sequence) shown in Step C of 1°
Column C) is a DNA sequence encoding Asp, Asp-Asp, Asp, Lys.
It consists of This DNA sequence includes Factor Xa cleavage recognition sites IIe, Giu, Gly, A
Adjusted to code rg.
The resulting configuration is called pβga l/Xa/c f I L-6.
Plasmid pTrpE/EK/cf IL-6 and pβga l/Xa/cf
I L-6 is 5-10-1- and 5. 10. It was expressed as described in 2゜.
It will be done. The resulting fusion protein is cleaved with factor Xa. The factor is
Cleave after arg within the recognition site by known methods. For example, Naga
L & Thorgerson, ~ture 309:810-812 (1984
).
5. 1t, Activity analysis of synthetic cysteine-free protein 5, i1. 1. Liver details
Cell stimulation analysis
FAZA 967 rat hepatocytes were treated with 10% NuSerum (Collabora
tive research), penicillin, and streptomycin.
It was grown in DMEM/Fi2. Assay matures within 48 wells
The test was carried out on confluent monolayers.
5. 2 to 5. 8, as made by the method described in Section 8.
Cells were incubated at 107M before treatment with recombinant IL-6 and other conditioning media.
Washed with serum-free medium containing xamethacin. The treated cells are then separated.
The intestine was maintained in serum-free/dexamethacin medium during analysis. cells cell culture
Cystine 7ri, recombinant rL-6 and other
Incubated in the presence of conditioning medium. After treatment, the cell supernatant is removed.
It was stored at -20°C, i.e. directly against fibrinogen as follows.
was directly analyzed. A 2-fold serial dilution of the cell supernatant was divided into 96-unyl microtiters.
prepared in an itaplate and using a dot-plot device (Bio-Rad).
,0. It was dripped onto a 45γm nitrocellulose filter. of fibrinogen
Levels were determined by solid-phase enzyme-linked immunoassay. Fibrinogen is
, (obtained from Stafford University, Dr. Crabtree, Gerald R.
1:1000 of rabbit anti-rant fibrinogen voriclone antiserum
Detected using diluted solution. The secondary antibody was an affinity purified alkaline phosphate-conjugated
Goat anti-rabbit antiserum (Promega Biotec). Boun
This antibody uses two substrates, low blue tetrazolium (NBT) and 5-bromo-
4-chloro-3-indolyl-phosphate, p-)luidine salt (BCTP; Si
gma) was added to make it visible. Treated with supernatant obtained from PMA
A positive control consisting of cells stimulated MRC-5 fibroblasts. Quantification of analysis
densitometry was performed by scanning laser densitometry. CVan 5
Nick statue, Proc.
Nat’1. And, Sci, tlSA 83:9679-9683. 1986
), various deletions of amino acid residues from the IL-6 sequence were tested. Table 3
is the percentage activity compared to an equivalent amount of recombinant cysteine-containing IL-6 (mge n).
These results are shown expressed as dynamics. The IL-6 sequences tested were all
It contains cysteine. Plasmid p478, in p478,
Given that the cysteine in the IL-6 sequence was not replaced, plasmid
It has the same plasmid structure as p367. I L-6 active protein 7 lac
Desired is the IL-6 peptide excised from the fusion protein with collagenase.
(rp478J disruption in Table 2). Therefore, each deletion mutation tested
This peptide flixicon against mutation is IL-6
cysteine-containing with a separate amino acid added to the carboxy terminal of the peptide sequence.
It is a mixture of L-6 peptides. Furthermore, the proteins tested were fused
The protein itself ('p478 uncleaved'). Fields generated by p478
The sex-type cysteine-containing natural I L-6 sequence fusion protein is
The hemolytic black forming c) was determined.
5, 11. 3 In vitro bone marrow analysis
5. 2-5. Synthetic cysteine 7ly IL made according to the method described in 8.
-6 has also demonstrated therapeutic utility in technically accepted in vitro tests.
I found out that I have it. IL regarding fluorouracil treated with bone marrow cells-
A delta (Δ) analysis of the effect of synthetic cysteine-free IL-6 showed that
It was found to have good stimulatory activity on progenitor cells. For these analyses,
The protocol for doing so can be found in section 1m.
When synthetic cysteine-free IL-6 is combined with IL-1, furthermore,
These two cytokines are bound to either M-CSF or IL-3.
Particularly effective stimulation was also observed when The Δ values are shown in Table 2.
be. A graphical representation of the time-colony analysis is shown in FIG.
5. 11. 4 Analysis of deletion mutant 77D1 to quantify biological activity
-7TD1 analysis using growth of a 6-dependent mouse hybrid cell line
5. 11. 2B cell differentiation analysis
Mouse B-cells 0-7CH12, LX (N", d"LY-10) are grown
5% heat-inactive embryonic tricytheum, 30ONg/ml glutamine, 004
mM 2-mercaptoethanol and sheep red blood cell phos-7 atidylcholine formation
Antibiotics effective against (SRBC) CH12, LX Cell Bear Surfice I
Maintained within RPM 11640 containing gM.
Differentiation analysis was carried out in 2m1B-cell media in Co5tar 24-well plates.
,5. 2 to 5. Synthetic systems of various concentrations, as made by the method described in 8.
By culturing 2×1O″ B-cells in the presence or absence of stain-free IL-6.
It has been executed. 5RBCCASA Biological Product, Einstor-5alem, N
C was washed three times with RPM11640 before use. lXl0' red blood cells were
included in the experimental culture. 5ONg/ml Glue Popolysaccharide (Dirco
A positive control consisting of mitogen-stimulated B-cells using 5% C
Incubated at 37°C in an O8 atmosphere. CHi 2.
The normal cysteine-containing L-6 peptide produced therefrom in LX culture (
The r478478 split compared preserves the biological activity of IL-6 (3% activity). So
The 478-interrupted eptide has 9 deletion mutations.
Tested and alone 100% active in the test. Therefore, in Table 3,
478 fragment was cleaved from the fusion protein with collagenase rL-6
Wild-type plasmid expressing cysteine-containing IL-6 fusion protein
However, 478 uncleaved in Table 3 refers to the uncleaved fusion protein. mutant IAB
is for the analogous I L-6 cysteine-free peptide whose met is in Figure 8b.
Within the cysteine-containing IL-6 peptide, which is amino acid number 1 of the peptide sequence,
It is a deletion mutation generated by deleting amino acids 4-23. suddenly
Mutations 2AB, 3AB and all others are caused by the deleted amino acid residue named
The corresponding 2 in the appropriate position within the array as specified in Table 3 in column 2.
Reference 0 amino acid deletion.
Table 2
Soto effect colony stimulating activity in liquid culture in liquid culture
Media IL-I IL-61L-1+LI-6 Read value Read value Read value
Read value C5A C5A C3A C5A
G I G 5G 7G 149
Medium M sM7M2M27
GM I GM 15 CM 4 GM 37IL-311L-35IL-31
1L-315csc19G17G344
G-C5FMIM7MM3M65
(G) GM I GM 25 GM 7 GM 58IL-311L-311
1L-341L-322GIC140G32G518
C5F-I M I M 29M 2M 97GM)GMIGM43GM9GM
99
IL-31IL-328IL-331L-337G IG 122G 362
G 704GM-C3F M I M 55 M 19 M 236 (GM)
GM I GM 54 GM 53 GM 157IL-311L-3341L
-3371L-385G 14G 509G 186G 1781G-C
5F M 15M 208M 136M 675GM 19 cM 129 G
M 132 GM 415IL-324IL-3102IL-362IL-31
31 table 3
In the quantification of removed 7TD1
Mutation name Amino acid residue Activity
IAB 4-23 280%
2AB 24-43 0. 001
3AB 44-63 0. 000
4AB 64-83 0. 0003
5AB 84-103 0. 0003
6AB 1 04-123 0. 0067AB 124-143 (0,000
0)8AB 144-163 (0,0000)9AB l 64-183 (
0,0000) 478 Cut 100%
478 Non-cutting 3%
6. Examples: Materials and methods
6. 1 Conditions for inhibited enzyme digestion
Enzymes were obtained commercially from New England Biolabs and manufactured by the manufacturer.
Perform the digestion process according to the method specified by.
6. 2. Genetic tendency of bacteria and plasmid E, coli JMIOI
(P-L Pharmacia) is a paper (Hannan, 1983,
J.
Urnal of Molecular Biology, Vol, 166
, P, 557). Plasmid pKK233-2 is
, P-L Pharmacia. Plasmid pBSt is a Strad
Obtained from Stratogene. Other plasmid configurations are listed above.
As described in the paper.
6. 3 Oligonucleotide assembly
Oligonucleotides were CHD phosphoric acid amide and American Bi.
It was synthesized from Netics' tetrasil. Oligonucleotides were purchased from the manufacturer (
T4 polyester according to the method specified by New England Biolabs).
It was transferred by nucleotide transferase I. Transfer is done by heating to 65°C.
I was stopped. The oligonucleotide mixture was annealed at 85°C for 15 minutes.
After processing, the temperature was lowered to room temperature. Annealed oligo
The nucleotides were ligated by +0U T4 ligase and the conjugate was
They were separated in a clear acrylamide gel and recovered by electroelution after separation.
6. 4DNA sequence
The DNA sequences of the inserted fragments and oligonucleotides are from Sanger et al.
(1977, Proc, Natl, Acad, Sci, Vol. 74
Chain termination method (described on page 5463)
inati.
n Method), Biggen et al. (1983, Proc, Natl.
Acad, Sci, Vat.
80, P, 3963, 11ri and Hattori, 5akakaj (1986
, Anal, Biochem.
Vol.]52. p. 232) and Banker et al. (published in 1988,
By improving and incorporating the methods of
I met.
6. 5 Protein plot analysis
50. A sample equivalent to 17L(7) cell culture was prepared by Laemlli (1970,
Nature Vol, 227. Relaxing the conditions according to the method described in p. 680)
It was dissolved in an 8% NaDodSO4-polyacrylamide gel under
. To replicate the gel plot, the gel was coated with Coomassie blue (Coomas
ie Blue) or electrostatically on two layers of nitrocellulose.
Processed by plotting method. Molecular weight marker (BRL) colored in one color in advance
The transformation was observed using Blonde is 0. After protection with 25% gelatin
, manufactured by Promega Biotecb for commercially available β-galactosidase
All antibodies were prepared and incubated. Crossli Acting Band (c
ross reacting band) binds the phosphatase and reacts with the chemical parent
7. Increased Japanese power. 500 times diluted Promega manufactured by BiotecM.
Visualized with Tsujiichi anti-mouse IgG antiserum.
6. 6 Cell lysis and engineered hybrid assay Cell lysis was performed as described by Germino et al. (Pr.
oc, Natl, Acad, Sci, 1983° Vol, 80. p-
6848-1) Execution based on method. E. coli was extracted by centrifugation.
However, Cervelet has a concentration of 0. 05 mo1/L% hydrogen trichloride at pH 8 and concentration 0
.. 15% Lysozyme dissolved in a ratio of 0.05 mol/L EDTA and 1 mg/m+
115 volumes of the solution were immersed in the solution A combined with saccharose.
After 15 minutes at room temperature, the lysate was frozen at -70°C and rapidly raised to 37°C.
After raising the temperature, ultrasonic waves were applied to cut the DNA chain. Trisexual hybrid fusion protein
was quantified by chromatric assay, and 0-nitrophenyl-β-D was used as a base.
- β-galactosidase activity was determined using galactopyranoside.
6. 7 Collagenase digestion of fusion protein Prior to digestion of the fusion protein,
Lecroi
sey et al. (1975゜FEBS Lett, Vol. 59. Listed on p. 167
β-Hydroxy-markribenzoate was added according to the method of ). Achr
omobacter Iophagus (EC3,4-24,8; Boeh
One unit of collagenase (Mannheim) was added at pH 7.4 and concentrated.
Hydrogen trichloride at a concentration of 100mM, sodium chloride at a concentration of 250mM, and sodium chloride at a concentration of 1mM.
Calcium chloride and β-hydroxy-markribenzo at a concentration of 40 μg/ml
Both the buffer and the buffer were dissolved in 8. Dissolved collagenase was added to a 15 ml cylinder.
The cells were transferred to a polypropylene tube coated with Recon and incubated at room temperature for 30 minutes. melt
Apply ultrasound to the dissolved cell extract (4 ml) to separate and lyse individual cells.
Collagenase was added to the cells and incubated for an additional 45 minutes at room temperature. cleaved β-galacto
Most of the sidase was prepared by adding 50% of the volume of saturated ammonium sulfide for 30 minutes at ice temperature.
The undissolved material was removed by incubation and flocculation. cleaved recombination
Synthetic cysteine 7 Lee r L-6 is a saturated ammonium sulfide solution 13
After adding m1S and incubating on ice for 30 minutes, unsoluble proteins were removed by centrifugation.
It was suspended as a thin film on the surface of the liquid. The liquid in the tube is removed by suction and left behind.
The thin film was soaked in 0.5 ml of [Tris buffered] salt.
7. Example: Stimulation of hepatocytes
Cystine 7-Li-1 Synthesis IL-6 is described in paragraph 5. 2 and 5. listed in 8
When prepared according to the method described above, it stimulates hepatocytes as shown in FIG. to liver cells
The stimulation force for the above paragraph 5. 9. Quantitated according to the analytical method described in 2.
did. The stimulating power of cysteine-free synthetic IL-6 on hepatocytes is due to its concentration.
It occurs when the temperature is 10-8 M and the amount is 104 U/mg. This amount of stimulation is
, May et al. (1988, J. Biol. Chem., Vol. 263゜p, 7
This is 100 times as large as the measurement result obtained by 760 (described in 760). observed in our FAZA cells.
In addition, the level of fibrinogen synthesis was determined in the culture media obtained from PMA-induced fibroblasts.
The results are similar to the experimental results using nutrients. 1. At concentrations below uM, the peptide
Has the effect of reducing the number of cells and, as a result, reduces the amount of measurable fibrinogen
It has the effect of causing
8. Example: B cell differentiation
Paragraph 5. 2 and 5. Cystine synthesized according to the method described in 8.
The most sensitive method to assess the functionality of the 7ly IL-6 protein is B.
- Cell differentiation analysis method.
The hemolytic plaque analysis method evaluates the ability of synthetic IL-6 to induce Ig secretion in the instep of B-cells.
This is to evaluate the Hemolytic plaque analysis examines differentiation and proliferation at the cellular level.
This is an excellent method. (Gronowicz et al., 1976,
EUR, J, Tmmunol, Vol, 6. p. 588). Our Ta
Protein (synthetic IL-6) has maximum stimulatory potential at a concentration of 0°log/m+.
As shown in FIG. 12, one thing was found out. This value is natural! Use L-6
This value is similar to other experimental results. Other experimental results are described in the literature below.
Ru. (Vannick et al., 1986. Proc, Matl, Aca
d.Sci.
Vol, 83. p, 9679; Brakenhoff et al. + 1987.
J, Immunol, Vol. 139, p. 4116; Poupar
t et al., 1987. EMBOJ, Vol. 6. p, 1219; Kish
imoto, 1985. Ann, Rev, Im+ouno1. Vol.
3. p, 133) At concentrations below 43 pM, the synthesized cysteine free
-IL-6 has the effect of reducing the number of differentiating B-cells.
9. Biological activity of Example Nijistin Free I L-6
Natural Cystine 7 Lee I L-6 protein with 3 different activation powers
Assays have shown that Cysteine 7 Lee IL-6 is biologically active.
I made it clear. According to the invention, all that is required to bring the peptide chain into the active form is
It is shown that this is the basic sequence of putide. Vaccines are often administered to various species of horse mackerel.
formed and multiplied in a combination of adjuvants. Adjuvants are used to treat immunogens alone.
This method uses a smaller amount of antigen to provide a higher and longer-lasting immune effect than would otherwise be the case.
It has the effect of encouraging The mechanism of action of adjuvants is complex. Adjuvant
Its mechanism of action includes cellular cytokines such as cytokine IL-6 and 7-ago receptors.
Mechanisms that promote the production of phagocytoses, and other mechanisms within the wire network
This includes cell activity, as well as delayed onset and degradation of antigens. As an example of adjuvant
Freud adjuvant, Adjuvant 65 (peanut oil, man
Needed monooleate [mannide m.
(contains nooleate3 and aluminum monostearate), lysolecithin, and
pluronic polyols], polyanions,
Peptide, oil emulsion, and metal gels such as aluminum hydroxide and aluminum phosphate, etc.
There are surface active substances. Fraud adjuvant contains non-metabolizable mineral oil and is carcinogenic.
Therefore, it is no longer used as a commercial vaccine material.
Purified and synthesized IL-6, such as the peptide according to the present invention, alters the immune response.
added to vaccine raw materials to act as an adjuvant
be able to. The living organisms used in this immunization device are mice, Guinea Big, and rabbits.
chickens, horses, sheep, goats, cows, chimpanzees and other primates and humans.
Ru. In vivo use of vaccines as adjuvants using peptins such as TL-6
Injections can be administered orally, cutaneously, intramuscularly, peritoneally, intravenously, subcutaneously, or nasally.
and other immune routes. The purified IL-6 active peptide is
, used as the antigen for the main immunization to generate IL-6 monoclonal antibodies. child
Antibodies such as
This is effective for devices where there is a malfunction in the system. This dysfunction
include multiple bone marrow disorders and autoimmune disorders. - As an example, the single coulomb above
Antibodies can be injected into joints and used to treat rheumatoid arthritis.
Ru.
Purified synthetics such as cysteine-free or cysteine-containing peptides
Adjust IL-6 to an appropriate concentration, and add other suitable cytokine peptides and vaccines.
It is possible to use it as an integrated drug by adding other ingredients. IL-6 activity
The peptides can also be used as adjuvants in vaccine materials or as drugs themselves.
However, it is also possible to incorporate it into liposomes. It also stimulates IL-6 activity.
The peptides can also be added to antibodies used for immunotherapy.
Furthermore, as another example, peptides with IL-6 activity can be used as immunostimulatory agents.
It can also be used. - For example, a peptide with IL-6 activity is
Stimulation of hematopoietic cells, especially in cases of immunodeficiency due to disease, drugs, or radiation exposure.
It is effective in activating the antibody production function of cells. In addition, these peptides
It is also effective in treating AIDS patients who are in a state of incompetence. Also, in case of liver dysfunction
It also has the effect of promoting the production of hepatic proteins. Additionally, these peptides can be used in vitro.
It is also used as a reagent to induce antibodies in culture, and to evaluate the characteristics of growth factors in cultures.
It can also be used for adjustment. Furthermore, as other examples, these
This peptide can be used in combination with other antiviral agents to fight against HIV, HBV, etc.
It can be used to prevent or treat any viral disease. Furthermore, other embodiments and
Therefore, peptides with IL-6 activity can be used alone or in combination with other purified cytokines.
In combination with cancer, it is effective in disrupting B-cell differentiation in diseases such as leukemia.
be. In addition, cysteine-free or cysteine-containing peptides such as
The produced synthetic IL-6 induces antibodies that effectively act on any part of the peptide.
It can also be used when
10. Example Nijistin-free I L-6 and other growth factors in vivo bone marrow stalk
Effects on cell proliferation and differentiation (Delta analysis)Delta analysis
In order to confirm the occurrence of a highly proliferative population in bone marrow stem cells caused by
It is held for the purpose of In mice, it is used to eliminate cells with low proliferative potential.
Then, uracil 57 fluoride is administered.
The cells of the highly proliferative solid population were grown on a first semi-solid agar plate for 12 days under growth factors.
cultured in a culture medium. Growth factors include interleukin-1 (rL-1),
Interleukin-6 (IL-6) and a 1:1 mixture of IL-1 and rL-6
It is. BM stem cells absorb these growth factors in the absence of other growth factors.
and leukocyte colony stimulating factor (G-C5F),
Macrophage colony stimulating factor (M-C3F), bleeding M macrophage colo
Growth of knee-stimulating factor (GM-C3F) 8 and interleukin-3 (IL-3)
It also grows in the presence of factors. Number of colonies grown by these growth factors
was quantitatively measured by double-layer agarose clone quantitative analysis method, and in Figure 16,
As shown in the data of “Initial Colony Analysis”. The vertical axis of the graph in Figure 16 is
Number of mouse bone marrow cells 24 hours after administration of 57 uracil fluoride to mice. 3X10
It shows the total number of colonies formed, with 5 being the number one.
The first four bar graph data represent cysteine in the absence of other growth factors.
of free IL-1, IL-6 and l:l mixture of IL-1 and IL-6.
, showing an effect on colony growth. The following four bar graph data are G-C
5F alone, G-C5F and cysteine-free IL-1, IL-68 and IL=
The effects of the combination of 1:1 mixture of IL-6 and IL-6 on colony growth in four ways were investigated.
It shows. Furthermore, the following three sets of four bar graph data are M-C9F%GM-
C5F and IL-6 alone, M-C5F, GM-C5F and IL-6
Stinfree IL-1, IL-68 and 1:1 mixture of IL-1 and IL-6
It shows the effect of 12 combinations of 1 and 2 on colony growth. As a result of the analysis,
Stinfree IL-i, IL-68 and 1=1 mixture of IL-1 and IL-6
When the body is combined with M-C3F, IL-3, GM-CSF and G-C
It can be seen that colony formation is promoted more than the combination with 3F.
In isolation assays, highly proliferative solid population cells are further hydrated under the same growth factors as above.
It is cultivated in a body culture. Results of counting the number of cells that did not attach after 7 days
is shown in FIG. In Figure 15, the data for '7 = number of non-adherent cells after inter-liquid culture' is shown.
shown in the data. The vertical line of the graph of 'i6m' is 1 ml of culture solution;
Total non-adherent cell numbers are shown. The first five sets of 4X bar graph data are shown in Figure 16.
Shows the corresponding bar graph data and trends in point species from the “Colony Analysis” shown in
. The maximum number of total nonadherent cells was determined by the 1:1 mixture of IL-1 and rL-6.
-3, appears when combined with GM-CS F8 and M-C5F.
The cells in the liquid culture shell were removed, washed, and again grown in the Wl form under each growth factor.
cultured in agarose culture and determined by double-layer agarose cloning quantitative analysis.
Quantity measured. This second quantitative analysis of agarose clones is called ``readout analysis''.
It is called. The delta value indicates the number of bone marrow cell colonies counted by “readout analysis”.
, divided by the number of bone marrow cell colonies counted by “initial colony analysis”
. Table 2 shows the calculation results of the delta values. ” The result of delta analysis is “read analysis”
Which growth factors have a synergistic effect during liquid culture?
It represents what it brings. Promotes colony formation when using liquid culture
The effect of cytokines added to IL-1 or rL-6 alone
This was more noticeable when a 1:1 mixture of IL,-1 and IL-6 was given than when
It will be done. IL-1 and IL-6 compared to giving IL-1 or IL-6 to
The fact that the effect of cytokine is noticeable when a 1:1 mixture of 6 is given is that
Furthermore, G-C5FSGM-C5F, M-C5F8 and IL-3 were added to the liquid culture.
When combined, synergistic effects can be achieved. This synergistic effect is effective for “readout analysis” with G-C3F.
This is most noticeable when using . In addition, GM-CSF and IL-3 were cultured in liquid.
When used orally in combination with IL-1 or IL-6, IL-6
yields a higher delta value for all Ir--1i=h. However, C3F-
When using 1 in liquid culture A in combination with ■Ll or IL-6,
IL-1 yields higher delta values compared to IL-6.
Based on these analysis results, a mixture of IL-1 and IL-6 was separated and analyzed in a liquid culture port.
Therefore, it is best to use G-C5F in combination with IL-3 and for readout analysis.
also appears to be the best analytical method. The above analysis results indicate that cysteine-free
The use of IL-6 in combination with other growth factors may be useful in bone marrow transplantation and cancer treatment.
This shows that it can be an important tool when High delta values are associated with various growth factors
This suggests that certain combinations may lead to proliferation and extinction of stem cells. this
These characteristics of growth factors are essential for controlling bone marrow proliferation and differentiation in the living mouth.
This is a requirement.
Delta analysis steps
1) BDFI mice were given 150 mg of 57 uracil fluoride per iKg of body weight.
Administer.
2) 24 hours after administering uracil pentafluoride, kill the mouse and remove the bone marrow.
.
3) Bone marrow cells were treated with 20% fetal bovine serum (FBS) and antibiotics (gentan).
Wash with IMDM solution containing icin).
4) Culture bone marrow cells by double-layer agarose cloning. Contains 20% FBS
The growth factor in the IMDM solution was adjusted to 0. on a 35 mm diameter vetri dish in 5% agarose
Attach it to. Bone marrow cells were added to 0-5 mIcp per dish. 5X104?
Stack the layers so that the number of cells is 2×105. This method
Cells were stored at 37°C in an oxygen concentration of approximately 7% or less for 12 days.
.
5) Place bone marrow cells in 1 ml liquid culture (20%
IM containing fetal bovine serum (FBS’) and antibiotics (gentamicin)
Grow in DM solution). Cells were added at 2.0 cells per ml. Initial value is 5X105
Culture for 7 days.
6) After culturing for 7 days, remove only non-adherent bone marrow cells. After counting the number of cells: 5
ytospin] 1 air, and remove unnecessary cells with chilled FBS solution 51.
to remove all growth factors.
7) Dilute non-adherent bone marrow cells and allow them to adhere to clonal agarose cultures. culture body
, at 37°C for 7 to 12 days in a sufficiently humid atmosphere with an oxygen concentration of approximately 7% or less.
save. This culture method is "readout analysis."
8) The delta value, the number of bone marrow cell colonies counted by the “readout analysis”, the “initial
It is calculated as the value divided by the number of bone marrow cell colonies counted by "colony analysis".
11. Comparison of IL-6 with commercial products in example near td, 1 growth assay
Cysteine-free products obtained by purifying fusions derived from cells containing p367
The biological behavior of I L-6 peptide was determined using a commercially available product (distributed product) using the 7td, 1 analysis method.
Reagent) has been compared with cysteine-containing IL-6. (Van 5tick et al.
1986. Proc, Nat'l.
Acad, Sci, USA Vol, 83. p, 9679-9683)
These commercially available products are E.
Bollinger Mannheim, non-recombinant production that produces col-inducible I L-6
It is a gencyme that produces the yeast-induced IL-6 and the yeast-derived IL-6.
be. purified from induced p367 containing cells in phosphorus-buffered salt.
Cysteine-free synthetic peptide, Bollinger Mannheim's IL-6,! −
Comparatively speaking, Bollinger Mannheim's IL-6 is shown in IIEl 713H.
As shown, at low concentrations, it shows high activation power, while at high concentration, it shows low activation power.
vinegar. The highest activity is shown by the cysteine heptad combination IRr L-6.
Comparison of cysteine 7-lyl synthetic I L-6 peptide and endogen IL-6.
As shown in Figure 16, the cysteine-free synthetic rL-6 peptide
, higher activity across all analyzed concentrations of O, lng to 50ng.
It turns out that he has sexual powers. Similarly, cysteine 7-ri-1 synthetic IL-6 peptide and
When compared with Gencyme's IL-6, as shown in Figure 18, the system strength is
Lee synthetic I L-6 peptide was analyzed from 0, 1 ng to 50 ng.
was found to have higher activity across all concentrations.
7td, l growth analysis method description
3. The 50 assay is performed in culture plates with 96 wells. r of L-6
Peptides with activity are counted in HGF units. 100GFH is approximately IP
Comparable to CT-GF unit.
Approximately 2000 cells with 7td.1 characteristics were incubated in a humid atmosphere of 5% carbon oxide.
, cultured on a 200 μm instep with a culture solution containing a diluted peptide with IL-6 active injection.
Ru. After 84 hours, tetrazolium salt (tetrazolium salt) was added for 4 hours.
um 5 alt) 3- (4.
5 Dimethylthiazol-2y) 2
.
5-dimethylformazan bromide (b)
r.
m1de) (MTT) and centrifuged for 5 minutes, then remove the vasa.
vinegar. 7 Dissolve ormazan crystals in 1μ of DMSOIO, and place the culture plate at wavelength 5.
Project onto 70 nm light. The intensity of reflected light is proportional to the number of living cells. H
The amount of IL-6 measured in GF gives 50% of the maximum intensity of reflected light.
The relationship is the reciprocal of the amount of diluent required.
7td, 1 growth assay reagents
The diluent is RPMI 1640 containing 10% fetal bovine serum. Auxiliary dilution
The solution is RPM 11640. containing 10% fetal bovine serum. 0. 1mM 2-me
with a solution containing ethanol and antibiotics.
be. The label reagent is 5 mg of MTT dissolved in 1 mL of PBS.
.
FIG. 2
Features:
T? C promoter 1-275
Minicistron 27G~: (06
Recombinant I+, -G: (OG~1161 collagen 8G3~1041
In 1IQ::: only part of the p367 sequence is shown.
FIG.9
Ml 2345M
FIG. 10
゜Koshira Box (Power [(Run Lun)
&cFL4-c/2. x10”+1tji,=rnp1. ><let/b
’) ft evening F2 x io-/4-pack fluoron compensation
FIG,)5
7 fd, 7 t=1. +ta Bh u-IFIG, +6
international search report
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