JPH05506145A - Self-polymerization expression system based on modified potyvirus coat protein - Google Patents
Self-polymerization expression system based on modified potyvirus coat proteinInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 23、核酸配列が宿生細胞のゲノムに組み込まれているか、又は染色体外要素に 担持されている請求項21に記載の宿生細胞。[Detailed description of the invention] 23. The nucleic acid sequence is integrated into the genome of the host cell or is attached to an extrachromosomal element. 22. A host cell according to claim 21, wherein the host cell is carried.
明 細 書 修飾ポチウイルス外被タンパク質に基づく自己ポリマー化発現系本発明はポリペ プチドに関し、より詳細には天然に存在するアミノ酸配列が外来ポリペプチドと 胃き換わっているポチウイルス外被タンパク賀、そのポリマー又はその凝集体、 及びそれらを含有するワクチンに関する。本発明はさらに、突然変異ポチウイル ス外被タンパク質をコードする遺伝子配列、それを含有するベクター、及びその ベクターを含有する宿生細胞に関する。Specification A self-polymerizing expression system based on a modified potyvirus coat protein. With respect to polypeptides, more specifically, if the naturally occurring amino acid sequence is a foreign polypeptide, potyvirus coat protein, its polymer or its aggregate, and vaccines containing them. The present invention further provides mutant potyviruses. A gene sequence encoding the protein coat protein, a vector containing the same, and a vector containing the same. Relating to host cells containing vectors.
遺伝子的に操作されたサブユニットワクチンは安全であり、信頼性があり、かつ また通常の生ワクチン又は弱毒ワクチンよりも安価である。いずれの型のワクチ ンでも、提示する分子の最終的な構造が宿主免疫応答の誘発の有効性にとって重 要である。宿主保護免疫原性タンパク質又は免疫優先エピトープのみの多重コピ ーを含有するウィルス様粒子は可溶性形態にて提示される同じものよりも遥かに 有効であろう。現在では、免疫学の手法は、感染物質からの保護に加え、生殖能 力の制御及び産生挙動を改善する操作を正常な内分秘の機能に行わしめるために 適用されている。ホルモン及び小さなポリペプチド分子は貧弱な免疫原であるこ とがしばしばあるが、これらの分子に対する免疫応答は、この小さな分子の多重 コピーをそれら自身において又は関連するリンホカインと組み合わさって提示す るポリマー化ウィルス様担体タンパク質によって増大され得るようである。Genetically engineered subunit vaccines are safe, reliable, and It is also cheaper than normal live or attenuated vaccines. Any type of vaccine Even in cases where the final structure of the molecule presented is critical to its effectiveness in eliciting a host immune response. It is essential. Multiple copies of host protective immunogenic proteins or immune-preferred epitopes only Virus-like particles containing It would be effective. In addition to protecting against infectious agents, immunological techniques now provide protection against reproductive health. In order to perform operations that improve force control and production behavior to normal secret functions. Applied. Hormones and small polypeptide molecules are known to be poor immunogens. The immune response to these molecules is often due to the multiplexing of these small molecules. Copies presented on their own or in combination with associated lymphokines It appears that this can be augmented by polymerized virus-like carrier proteins.
従来は、高分子量のポリマー化構造にすべてが編成され得るB型肝炎ウィルス( 1−5)、ポリオウィルス(6)、Ty要素(7)、タバコモザイクウィルスの 外被タンパク質(8)、又は原核生物のビリン(9)及びフラゲリン(10)の キャブンドタンパク質などの担体分子が免疫優先エピトープを提示するワクチン として使用されていた。しかし、担体分子の自己編成の性質を破壊することなく 付加できる外来配列の付加及びその大きさに関連して利用できる部位は、これら すべての系において制約を受けている。さらに、二十面体ウィルス様粒子(HB V、ポリオ、TY)における編成された固有の構造は、宿主の免疫系の誘発を容 易ならしめるのに必須である重要な免疫優先エピトープの適切な表面暴露を妨げ る場合が時にある。Traditionally, hepatitis B virus ( 1-5), poliovirus (6), Ty element (7), tobacco mosaic virus coat protein (8) or prokaryotic villin (9) and flagellin (10). Vaccines in which a carrier molecule, such as a cabundo protein, presents an immune-preferred epitope was used as. However, without destroying the self-organizing nature of the carrier molecules, The available sites related to the addition and size of foreign sequences that can be added are as follows. All systems are subject to constraints. In addition, icosahedral virus-like particles (HB Organized unique structures in V, polio, and TY) are resistant to triggering of the host's immune system. Preventing proper surface exposure of important immune-preferred epitopes that are essential for There are times when
34の植物ウィルス群の中で最も大きな、175ウイルスからなるポチウィルス (potyviruses)は長く、湾曲する桿状の粒子である(第1図)。各 ウィルス粒子は、1Qkb長の1末鎖+極性RNAゲノムを包む、約2000コ ピーの単一種の外被タンパク質から構成されている。Pottyviruses are the largest of the 34 plant virus groups and consist of 175 viruses. (potyviruses) are long, curved, rod-shaped particles (Figure 1). each Viral particles are approximately 2000 pieces, each containing one terminal strand with a length of 1Qkb + a polar RNA genome. It is composed of the coat protein of a single species of P. pea.
トリプンンにより穏やかに処理した6つのポチウイルスを免疫構造分析すること により、外被タンパク質のN及びC末端領域がウィルス粒子の表面に暴露された (11)。Immunostructural analysis of six potyviruses gently treated with trypunine. exposed the N- and C-terminal regions of the coat protein to the surface of the virus particle. (11).
インビトロ試験により、高塩濃度又は低p)((6,0以下)又は高pH(9, 0以上)の条件下ではポチウイルス属のタイプの一員であるジャガイモYウィル スが外被タンパク質−モノマーに解離し得ることが示された。次いで、これらは 、塩濃度とpHをTA節することにより、ウィルスゲノムの存在又は不存在下に 正確な大きさの長い湾曲する桿状体に再会合できる(12.13)。これは、7 −8mの外被タンパク質モノマーがリング様構造を形成し、またこれらのリング の幾つかはRNAの存在又は不存在下にそれぞれ、完全な長さのウィルス様粒子 又は積み重なったリング粒子(stacked ring particles )を形成するよう編成すると考えられる。In vitro tests have shown that high salt concentrations or low p) ((below 6,0) or high pH (9, Potato Y virus, a type member of the genus Potyvirus, It has been shown that the protein can be dissociated into coat protein monomers. These are then , in the presence or absence of the viral genome by adjusting the salt concentration and pH. They can reassemble into long curved rods of the correct size (12.13). This is 7 -8m coat protein monomers form ring-like structures, and these rings Some of them are fully-length virus-like particles in the presence or absence of RNA, respectively. or stacked ring particles ).
さらl二、幾つかのポチウイルスの比較試験では、外被タンパ久質(263−3 30アミノ酸残基)は種々のN末端領域及び高度に保存されたコア及びC末端領 域から構成されていることが示された(11,14)。N末端領域はその長さが 顕著に変動しく30−177アミノ酸残基)、かつその配列も変動するが、他方 、外被タンパク質のコア(216−218アミノ酸残基)及びC末端領域(18 −20アミノ酸残1&)の長さは類似しており、かつ著しい配列相同性(65% )を有している(14)。Furthermore, in some comparative studies of potyviruses, the envelope protein (263-3 30 amino acid residues) with various N-terminal regions and highly conserved core and C-terminal regions. It was shown that it is composed of two regions (11, 14). The length of the N-terminal region is 30-177 amino acid residues), and its sequence also varies, but on the other hand , the core (216-218 amino acid residues) and C-terminal region (18 -20 amino acid residues 1&) are similar in length and have significant sequence homology (65% ) (14).
本発明は、外被タンパク質モノマーが編成又はポリマー化して高分子量のポリマ ー化構造又は凝集体になる該モノマーの本質的な編成能又はポリマー化能に影響 を与える二となく、ポチウイルスの外被タンパク質のタンパク質N及び/又はC 末端領域を外来ポリペプチドと置き換えることができる、という知見に基づくも のである。The present invention is characterized in that coat protein monomers are organized or polymerized into high molecular weight polymers. -affecting the intrinsic organizing ability or polymerization ability of the monomer to form an aggregated structure or aggregates. Proteins N and/or C of the coat protein of potyvirus give This is based on the knowledge that the terminal region can be replaced with a foreign polypeptide. It is.
本発明は1つの態様として、N−末端及び/又はC−末端ドメインが外来ポリペ プチドと置換又は部分的に1換されたボチウイルス外被タンパク質を提供するも のである。In one aspect, the present invention provides that the N-terminal and/or C-terminal domain Botyvirus coat proteins substituted or partially substituted with peptides are also provided. It is.
また、本発明の別の態様は、N−末端及び/又はC−末端領域が外来ポリペプチ ドと置換又は部分的に置換されているポチウイルスの外被タンパク質のポリマー 又は高分子量凝集体を提供するものである。Another aspect of the present invention is that the N-terminal and/or C-terminal regions are foreign polypeptides. Polymer of potyvirus coat protein substituted or partially substituted with Or it provides a high molecular weight aggregate.
外被タンパク質のN又はC−末端ドメイン全体は外来性のタンパク質ポリペプチ ドと置換することができる。これらは突然変異外被タンパク質と呼ぶことができ る。あるいは、その選択された一部が外来ポリペプチド配列と置換されてもよい 。置換された外来ポリペプチド配列は欠失したN又はC−末端配列と同じ数のア ミノ酸を含有でき、又はそれよりも多いもしくは少ない数のアミノ酸を含有する ことができる。例えば、177アミノ酸のN−末端ドメインを有するポチウイル ス外被タンパク質では、その177アミノ酸ドメイン全体を欠失させ、177ま での数の又はそれよりも多い数のアミノ酸の外来ポリペプチド配列又は配列群と 置き換えることができる。好ましくは、ポチウイルスの可変性のN−末端領域内 にアミノ酸置換を生じさせる(前記のように、種々のポチウイルス株は3〇−1 77アミノ酸のN−末端ドメインを有している)。外被タンパク質のN−及び/ 又はC−末端ドメインを含有する外来ポリペプチド配列は、1つ又はそれ以上の 細菌、ウィルス又は寄生虫抗原、その一部又はその繰り返し物、又はそれらの種 々の組合わせ物の全部又は一部を含有することができる。外来ポリペプチド配列 の本体は本発明を限定するものとはならない。これらはさらに、正常な内分泌機 能の免疫学的調節を誘発するためにペプチドホルモン、成長因子、サイトカイン 又はリンホカインのすべて又はその一部を含有することができ、又は免疫応答を 増大させるために、他のタンパク質、ペプチド、ポリペプチド又は感染物質抗原 を含有することができる。同様に、外来ポリペプチド配列が含有するアミノ酸の 数は、得られる突然変異外被タンパク質にポリマー化又は凝集して高分子量形態 になる能力が保持されている限り重要でない。「ポリペプチド」なる用語は、本 明細書ではその最も広い意味で使用しており、例えば50個までのアミノ酸を有 するペプチド、及び50から1×106個又はそれ以上のアミノ酸を有するポリ ペプチド又はタンパク質を意味している。ペプチドとポリペプチドとの相違はア ミノ酸の数のみに基づく恣意的なものであることは明らかである。The entire N- or C-terminal domain of the coat protein contains a foreign protein polypeptide. can be replaced with These can be called mutant coat proteins. Ru. Alternatively, selected portions thereof may be replaced with foreign polypeptide sequences. . The substituted foreign polypeptide sequence contains the same number of amino acids as the deleted N- or C-terminal sequence. Can contain amino acids, or contain more or less amino acids be able to. For example, potyvirus with an N-terminal domain of 177 amino acids In the Japanese coat protein, the entire 177 amino acid domain was deleted; a foreign polypeptide sequence or sequence group of amino acids of or greater than Can be replaced. Preferably within the variable N-terminal region of the potyvirus. (As mentioned above, various potyvirus strains It has an N-terminal domain of 77 amino acids). N- and/or coat protein or a foreign polypeptide sequence containing a C-terminal domain may contain one or more Bacterial, viral or parasitic antigens, parts or repeats thereof, or species thereof It can contain all or part of a combination of each. foreign polypeptide sequence The main body of the invention is not limited to this invention. These are also normal endocrine mechanisms. Peptide hormones, growth factors, and cytokines to induce immunological regulation of or may contain all or some of the lymphokines, or may stimulate the immune response. to increase other protein, peptide, polypeptide or infectious agent antigens. can contain. Similarly, the number of amino acids contained in a foreign polypeptide sequence The resulting mutant coat protein is polymerized or aggregated into a high molecular weight form. unimportant as long as the ability to become The term "polypeptide" In the specification, it is used in its broadest sense, e.g., having up to 50 amino acids. and polypeptides having from 50 to 1 x 106 or more amino acids. means a peptide or protein. The difference between peptides and polypeptides is It is clear that it is arbitrary based only on the number of amino acids.
突然変異された外被タンパク質のポリマー化又は高分子量形態は、高分子量凝集 体に編成するのに適した条件下、例えば10−100 iM Na P O4、 pH7゜2、及び100mM NaC44℃にて、突然変異外被モノマーを混合 することにより形成される。The polymerized or high molecular weight form of the mutated coat protein can lead to high molecular weight aggregation. Under conditions suitable for organization into a body, e.g. 10-100 iM NaPO4, Mix mutant coat monomers at pH 7°2 and 100mM NaC at 44°C. It is formed by
既述のように、外被タンパク質は3つの領域又はドメイン、即ちN−末端、コア 及びC−末端によって特性化される。種々のポチウイルス株のコアドメインは、 相当の配列相同性(65%)及び類似した長さく216−218アミノ酸)を有 している。本発明により具体化される外被タンパク質のコアドメインは、ポチウ イルス、又は1つもしくはそれ以上のアミノ酸の置換、挿入もしくは欠失により 生成されるそのポチウイルス突然変異体の既知の1つのコアドメインであってこ のような突然変異コアドメインが天然の(非突然変異の)ポチウイルスドメイン と同じようにポリマー化又は高分子量凝集体に編成できるコアドメイン、に相当 している。As previously mentioned, the coat protein has three regions or domains: the N-terminus, the core and C-terminus. The core domain of various potyvirus strains is have considerable sequence homology (65%) and similar length (216-218 amino acids). are doing. The core domain of the coat protein embodied by the present invention is virus, or by one or more amino acid substitutions, insertions or deletions. One known core domain of the potyvirus mutants generated is A mutant core domain like the natural (non-mutated) potyvirus domain corresponds to a core domain, which can be polymerized or organized into high molecular weight aggregates in the same way as are doing.
本発明は別の目的として、ポチウイルス外被タンパク質又はそのポリマー又は高 分子量凝集体であってその外被タンパク質のN−末端及び/又はC−末端ドメイ ンが1つ又はそれ以上の細菌、ウィルス又は寄生虫抗原、その一部又はその繰り 返し物、及び/又はそれらの組合わせ物と置換又は部分的に置換されているもの を、製薬的、獣医学的又は農芸学的に許容され得る担体と共に含有するワクチン を提供するものである。製薬的及び獣医学的担体は同−又は異なってよ(、食塩 水、グルコース、緩衝液、水、及び当業者に既知の他の担体又はそれらの組合わ せ物が例示され、これらは例えば、オソル(Osol)ら編のRemingto n’ s Pharmaceutical 5ciences 16版、 19 80.マツチ・パブリッシングCo、に記載されており、これらは引用によって 本明細書に包含される。農芸学的に許容され得る担体は、水、シリカ及び当業者 に周知である他の材料又はそれらの組合わせ物を含有することができる。Another object of the present invention is to provide potyvirus coat proteins or polymers or polymers thereof. Molecular weight aggregates comprising the N-terminal and/or C-terminal domains of the coat protein. one or more bacterial, viral or parasitic antigens, parts thereof, or repeats thereof; Items that have been replaced or partially replaced with returned items and/or combinations thereof. together with a pharmaceutically, veterinarily or agriculturally acceptable carrier. It provides: The pharmaceutical and veterinary carriers may be the same or different (e.g., saline). Water, glucose, buffers, water, and other carriers or combinations thereof known to those skilled in the art. These include, for example, Remingto, edited by Osol et al. n's Pharmaceutical 5 Sciences 16th edition, 19 80. Matsushi Publishing Co., these are cited by Included herein. Agronomically acceptable carriers include water, silica and those skilled in the art. may contain other materials or combinations thereof that are well known in the art.
本発明はまた、ポチウイルス外被タンパク質をコードする核酸配列であって、そ のN及び/又はC−ドメインをコードするヌクレオチド配列が1つ又はそれ以上 の外来ポリペプチド、その一部又はその繰り返し物をコードする1つ又はそれ以 上のヌクレオチド配列によってその全部又は一部が置換されていることを特徴と する核酸配列に関する。このヌクレオチド配列はDNA又はRNAであり、1本 鎖又は2本鎖のいずれでもよい。外来ポリペプチドは上記で定義したウィルス、 細菌及び/又は寄生虫の抗原、ホルモン、成長因子、サイトカイン又はリンホカ イン、又は免疫応答を惹起させる他のタンパク質に相当し得る。The present invention also relates to a nucleic acid sequence encoding a potyvirus coat protein, which one or more nucleotide sequences encoding the N and/or C-domains of one or more foreign polypeptides encoding a foreign polypeptide, a portion thereof, or a repeat thereof. characterized in that all or part of it is replaced by the above nucleotide sequence. Concerning nucleic acid sequences. This nucleotide sequence is DNA or RNA, and one It may be either a strand or a double strand. The foreign polypeptide is a virus as defined above, bacterial and/or parasitic antigens, hormones, growth factors, cytokines or lymphocytic or other proteins that elicit an immune response.
DNA配列は、外被タンパク質を細菌又は他の宿主細胞から分泌できるようにそ の5′末端又は外被タンパク質をコードする配列の上流に先導配列を包含するこ とができ、またRNAポリメラーゼとのインキュベートにより下流配列の転写を 駆動するプロモーターを包含できる。「プロモーター」なる用語は本明細書では その最も広い意味で使用しており、RNAポリメラーゼと結合し、次いでその下 流のDNA配列を転写させることのできるあらゆるDNA配列を意味する。本発 明に使用するのに適切であるプロモーターには細菌、真核生物、又はウィルスプ ロモーター、又は寄生虫起源のプロモーターが挙げられるが、これらは単なる例 示である。このようなプロモーターの唯一の基準は、既述したような、連結され た下流配列を転写できることである。The DNA sequence is such that the coat protein can be secreted from bacteria or other host cells. including a leader sequence at the 5' end of or upstream of the coat protein encoding sequence. transcription of downstream sequences by incubation with RNA polymerase. A driving promoter can be included. The term "promoter" is used herein as In its broadest sense, it binds to RNA polymerase and then It refers to any DNA sequence that can be transcribed. Main departure Promoters that are suitable for specific use include bacterial, eukaryotic, or viral promoters. promoters, or promoters of parasitic origin, but these are just examples. This is an indication. The only criteria for such promoters is the linked This means that downstream sequences can be transcribed.
本発明はさらに、ポチウイルスの外被タンパク質をコードする核酸配列を含有し ているベクターであって、そのN及び/又はC−ドメインをコードするヌクレオ チド配列が1つ又はそれ以上のポリペプチド、その一部又はその繰り返し物をコ ードする1つ又はそれ以上の核酸配列によって全部又は一部が置換されているこ とを特徴とするベクターを提供する。このベクターはDNA又はRNAいずれの 形態でもよく、1本鎖又は2本鎖のいずれでもよい。本発明のベクターは共有結 合により閉じた環、例えばプラスミド、又は線状もしくは非環状のDNA又はR NAの形態をとることができる。本発明に包含されるベクターは選択マーカー、 1つ又はそれ以上のプロモーター、及び所望のヌクレオチド配列を挿入するため の1つ又はそれ以上の制限エンドヌクレアーゼ開裂部位を含有しているのが一般 的であろう。The invention further comprises a nucleic acid sequence encoding a potyvirus coat protein. a vector encoding the N- and/or C-domain sequence that encodes one or more polypeptides, portions thereof, or repeats thereof. be replaced in whole or in part by one or more nucleic acid sequences encoding Provided is a vector characterized by the following. This vector can be either DNA or RNA. It may be in any form, either single-stranded or double-stranded. The vector of the present invention is covalently linked. a closed circle, e.g. a plasmid, or a linear or non-circular DNA or R It can take the form of NA. Vectors encompassed by the present invention include a selection marker, for inserting one or more promoters and desired nucleotide sequences; generally contain one or more restriction endonuclease cleavage sites. That would be the point.
「選択マーカー」なる用語は本明細書ではその最も広い意味で使用しており、ベ クター上に担持又はコードされているあらゆる化学的又は生化学的マーカーを意 味する。適当な検出可能なマーカーには、抗生物質に対する耐性又は、適当な基 質を提供した場合に検出反応を起こすことのできる酵素又は化学物質がある。The term "selectable marker" is used herein in its broadest sense; any chemical or biochemical marker carried or encoded on the vector. Taste. Suitable detectable markers include resistance to antibiotics or There are enzymes or chemicals that can cause a detection reaction when provided with a substance.
これには例えば、アンピシリン、ストレプトマイシン、ペニシリン、テトラサイ クリン、カナマイシンなどに対する耐性、及びβ−ガラクトシダーゼ、アルカリ ホスファターゼ又はウレアーゼなどが挙げられる。This includes, for example, ampicillin, streptomycin, penicillin, tetracycline, Resistance to clin, kanamycin, etc., and β-galactosidase, alkaline Examples include phosphatase and urease.
上記のベクターは適当な宿主細胞において発現ベクターとして機能することがで き、従って本明細書に記載するように突然変異外被タンパク質が宿主細胞から周 囲の培養培地に排出され、又は宿主細胞自身の中に取り込まれ、その細胞溶解に より遊離される。従って、本発明のさらなる目的は、外被タンパク質のN及び/ 又はC−末端ドメインが既述のように1つ又はそれ以上の外来ポリペプチドによ って全部又は一部が置換されていることを特徴とするボチウイルスの外被タンパ ク質をコードする発現ベクターを中に包含している宿主細胞を提供することにあ る。The above vectors can function as expression vectors in suitable host cells. Therefore, as described herein, the mutant coat protein is removed from the host cell. It is excreted into the surrounding culture medium or taken up into the host cell itself and is involved in its cell lysis. more liberated. Therefore, a further object of the present invention is to or the C-terminal domain is mediated by one or more foreign polypeptides as described above. Botivirus coat protein characterized in that all or part of The purpose of the present invention is to provide a host cell containing an expression vector encoding a protein. Ru.
適当な宿主細胞としては、E、coli (大腸菌)、パンラス(Basill us)又はシュードモナス(Pseudomonas)などの細菌、S、セレビ シアエ(S、 cerevisiae)、K luyueromyces Ia ctis%P 1chiaなどの酵母、及び/又は真菌、植物又は哺乳動物細胞 などの高等真核生物細胞などが挙げられる。発現ベクター又は宿主細胞自身の正 確な性質又はタイプは本発明にとって重要でな(、上記の突然変異外被タンパク 質をコードする適当な発現ベクターを複製できるあらゆる望ましい宿主細胞を使 用することができる。適当な宿主細胞は当業者に周知の方法によって容易に決定 でき、望ましい宿生細胞において適切なベクターが複製のために構築される。Suitable host cells include E. coli, Basill Bacteria such as S. us) or Pseudomonas, S. cerevisiae S. cerevisiae, K. luyueromyces Ia yeast such as ctis%P1chia, and/or fungal, plant or mammalian cells Examples include higher eukaryotic cells such as. expression vector or host cell itself The exact nature or type is not important to the invention (the above mutant coat protein Any desired host cell capable of replicating a suitable expression vector encoding the quality can be used. can be used. Suitable host cells are readily determined by methods well known to those skilled in the art. and a suitable vector is constructed for replication in the desired host cell.
以下に図面及び実施例を記載して本発明をさらに説明するが、これらは単なる例 示であって、本発明の限定を意図するものではない。The present invention will be further explained with reference to drawings and examples, which are merely examples. This is an illustration and is not intended as a limitation of the invention.
図面の説明 第1図は、リシルエンドペプチダーゼ(lysyl endopeptidas e)による処理、ギ酸の存在下における解離、及び水に対する透析、次に10m M NaPO,pH7゜2+100mM NaC1を含有する緩衝液に対する透 析の後における、(a)野生型JGMV粒子、(b)トリプシンで処理したJG MV粒子、及び(c)再構築JGMV粒子の各電子顕微鏡写真を示すものである 。棒(Bar)=0. 05μmである。Drawing description Figure 1 shows lysyl endopeptidase (lysyl endopeptidase). e), dissociation in the presence of formic acid and dialysis against water, then 10 m M NaPO, pH 7°2 + permeability to buffer containing 100mM NaCl (a) wild-type JGMV particles, (b) trypsin-treated JG after analysis. Shows electron micrographs of MV particles and (c) reconstructed JGMV particles. . Bar = 0. It is 05 μm.
第2図は、遠位NIb遺伝子(15)のC−末端領域に加えて、JGMV外被タ ンパク質のヌクレオチド配列(四角の括弧内)を示す。5゛及び3゛末端にそれ ぞれ存在するBgllI及び5caI制限酵素の認識配列には下線を施している 。矢印はトリプシン開裂部位を示す。Figure 2 shows the C-terminal region of the distal NIb gene (15) as well as the JGMV envelope region. The protein nucleotide sequence (in square brackets) is shown. It at the 5゛ and 3゛ ends The recognition sequences of BgllI and 5caI restriction enzymes are underlined. . Arrows indicate trypsin cleavage sites.
第3図は、外被タンパク質のN−末端領域に構築された部位特異的な変化を示す 。3a図は外被タンパク質のN、コア及びC末端領域及びNib遺伝子のC末端 領域を示す。QSはポリタンパク質のタンパク質分解的開裂部位を示す。N1コ ア及びC末端領域の境界をなすトリプシン(KK DKD及びERHT)及びリ シルエンドペプチダーゼ(KK DKD)部位を示している。*は翻訳終止コド ンた外被タンパク質のN末端領域の部分を示している(MCS:多重クローニン グ部位)。翻訳開始コドンらしい部分(M)も示している。cp−>は、外被タ ン/<り質コード化領域の始まりを示している。Figure 3 shows site-specific changes made in the N-terminal region of the coat protein. . Figure 3a shows the N, core and C-terminal regions of the coat protein and the C-terminus of the Nib gene. Indicates the area. QS indicates the proteolytic cleavage site of the polyprotein. N1 co Trypsin (KK, DKD and ERHT) and Ri The silendopeptidase (KKDKD) site is shown. * is the translation stop code The N-terminal region of the coat protein (MCS: multiple cloning protein) is shown. area). A portion (M) that appears to be a translation initiation codon is also shown. cp-> is the envelope data Indicates the beginning of the quality coding area.
第4a図は、E、coli発現ベクターpTTQ19 : CPを、関連する制 限酵素部位と共に示している。ptacは合成tacプロモーターを、CPは外 被タンパク質を、rrnB 112はE、coli rrnBオペロン転写ター ミネータ−を、LacIqはLacリプレツソン遺伝子(represson gene)を、LacZはβ−ガラクト/ダーゼα−断片遺伝子を、Oriは複 製起点を、AMPはアンピシリン耐性遺伝子を、それぞれ表している。Figure 4a shows the E. coli expression vector pTTQ19:CP with the relevant control Shown with restriction enzyme site. ptac is a synthetic tac promoter, CP is an external rrnB 112 is the E. coli rrnB operon transcriptional protein. LacIq is the Lac represson gene (represson). gene), LacZ contains the β-galacto/dase α-fragment gene, and Ori contains the complex gene. AMP represents the origin of production, and AMP represents the ampicillin resistance gene, respectively.
第4b図は、酵母発現ベクターpAAH5: CPを、関連する制限酵素部位と 共に示している。PはADCIプロモーター、CPは外被タンパク質、TはAD Clターミネータ−1Oriは細m複製起点、AMPはアンピシリン耐性遺伝子 、LEU2はS、セレビシアエ・ロイシン2遺伝子、2μは酵母複製起点、をそ れぞれ表している。Figure 4b shows the yeast expression vector pAAH5:CP with relevant restriction enzyme sites. Both are shown. P is ADCI promoter, CP is coat protein, T is AD Cl terminator-1Ori is a small origin of replication, AMP is an ampicillin resistance gene , LEU2 is S, S. cerevisiae leucine 2 gene, 2μ is yeast replication origin, and each represents.
第5図は、トリプシン処理JGMV粒子の精製した変性断層(truncate d) CPコアに対して惹起させたポリクローナル抗血清JG:コアASをプロ ーブとして用いている、(a) E、coli及び(b) S、セレビシアエに て発現されたCPの免疫プロット分析を示している。バンドは西洋ワサビペルオ キシダーゼ反応によって視覚化した。Figure 5 shows the purified truncate of trypsin-treated JGMV particles. d) Polyclonal antiserum JG raised against CP core: (a) E. coli and (b) S. cerevisiae used as a tube. Immunoplot analysis of CP expressed in The band is horseradish peruo Visualized by oxidase reaction.
(a) レーンl、2はJGMVから精製した凍結乾燥cp、レーン3はE、c oliDHI、レーン4はDHI/pTTQ19、レーン5.6はDHI/pT TQ19:CP、レーン7はサイズ標品、レーン8.9は4℃にて保存した精製 JGMV試料、をそれぞれ示している。レーン2.6及び9はリシルエンドペプ チダーゼで処理した抽出物を含有している。実線及び白抜きの矢印はそれぞれ完 全長のCP及びそのN末端を欠(CPを示している。(a) Lanes 1 and 2 are freeze-dried cp purified from JGMV, lane 3 is E and c oliDHI, lane 4 is DHI/pTTQ19, lane 5.6 is DHI/pT TQ19: CP, lane 7 is size standard, lane 8.9 is purified stored at 4°C JGMV samples are shown, respectively. Lanes 2.6 and 9 are lysyl endopep. Contains extract treated with tidase. Solid lines and white arrows indicate complete The full-length CP and its N-terminus are deleted (CP is shown).
(b) レーン1は凍結乾燥CPル−ン2.6はサイズ標品、レーン3はJHR YI−5D/pAAH5、レーン4.5はJHRYl−5D/pAAH5:CP ル−ン7.8は4℃にて保存したJGMV、をそれぞれ示している。レーン5及 び7はリシルエンドペプチダーゼで処理した試料を含有している。(b) Lane 1 is lyophilized CP Rune 2.6 is the size standard, Lane 3 is JHR YI-5D/pAAH5, lane 4.5 is JHRYl-5D/pAAH5:CP Rune 7.8 shows JGMV stored at 4°C. Lane 5 and 7 contain samples treated with lysyl endopeptidase.
第6図は、S、セレビシ7工JHRYI−5D/pAAH5:CP由来のCP材 料のショ糖密度勾配における沈降分離を示している。Figure 6 shows CP material derived from S. Cerevishi 7JHRYI-5D/pAAH5:CP. Figure 2 shows the sedimentation separation of samples on a sucrose density gradient.
’ (a)(b) 第3番目の画分ごとの試料を免疫プロッティングにより分析 した。垂I 直矢印間の横線によって示した最初のショ糖勾配の両分(a)をプ ールし、2番目の勾配(b)にて遠心した。矢印間の横線によって示した第2の 勾配の画分をプールし、透析した。レーン1はJGMV、レーン2はサイズ標品 を示している。ゲル(b)中の最後のレーンは、第1の勾配から得たプール試料 を05,0OOrp園で1時間遠心することにより生成されたベレットの試料部 分を含有している。(c)) は精製の間に得られた幾つかの代表的な画分のク ーマシーブルー染色ゲル、及び(d)はその免疫プロットである。レーン1はJ GMV粒子タ粒子タンパク−ン2、L 10はサイズ標品、レーン3は全抽出物 、レーン4は3000rpmの遠心後における上清画分、レーン5は第3b図の 右レーンに類似するもの、レーン6は第2の勾配由来のプール画分、レーン7. 8はそれぞれ、第2の勾配由来のプール画分を100.0OOrp■にて遠心し た後のベレット画分及び上清画分、レーン9はJHRYI−5D/pAAH5由 来の全抽出物、をそれぞれ示している。白抜き矢印は完全長のCPバンドを示す 。’ (a) (b) Analyze samples for each third fraction by immunoplotting did. Vertical I Plot both segments (a) of the initial sucrose gradient indicated by the horizontal lines between the straight arrows. and centrifuged on the second gradient (b). the second indicated by the horizontal line between the arrows; Gradient fractions were pooled and dialyzed. Lane 1 is JGMV, lane 2 is size standard It shows. The last lane in gel (b) is the pooled sample from the first gradient. Sample part of pellet produced by centrifuging for 1 hour at 05,0OOrp Contains minutes. (c)) is a cross-section of some representative fractions obtained during purification. - Massie blue stained gel, and (d) its immunoplot. Lane 1 is J GMV particle protein 2, L10 is the size standard, lane 3 is the total extract , lane 4 is the supernatant fraction after centrifugation at 3000 rpm, lane 5 is the supernatant fraction of Fig. 3b. Similar to the right lane, lane 6 is the pooled fraction from the second gradient, lane 7. 8, the pooled fractions derived from the second gradient were centrifuged at 100.0 OOrp. The pellet fraction and supernatant fraction after the treatment, lane 9 is from JHRYI-5D/pAAH5. The total extracts of each species are shown, respectively. Open arrow indicates full length CP band .
第7図は、E、coli (aSb及びe)及びS、セレビシアエ(c)由来の PVLPの電子顕微鏡写真を示す。植物から精製したJGMV粒子はパネルdに 示している。E、coli由来のPVLP及び[JGMVをギ’#(60%)変 性し、次いで100冨M NaC1を含有する10mMリン酸緩衝液pH7,2 に対して透析(4℃)した後に再編成した]PVLPのJG:ASでデコレート したものをそれぞれパネルe及びfに示す。パネルb−fでは、bar=0.0 5μmである。Figure 7 shows the results from E. coli (aSb and e) and S. cerevisiae (c). An electron micrograph of PVLP is shown. JGMV particles purified from plants are shown in panel d. It shows. E. coli-derived PVLP and [JGMV modified by G'# (60%) and then 10mM phosphate buffer containing 100M NaCl pH 7.2. Decorated with JG:AS of PVLP, which was reconstituted after dialysis (4°C) against The results are shown in panels e and f, respectively. In panels b-f, bar=0.0 It is 5 μm.
第8図は、E、coli発現ベクターpGEX3 : CoPcを、関連する制 限酵素部位と共に示すものである。tac Pは合成tacプロモーターを、5 j26はグルタチオン−s−トランスフェラーゼ(G S T) Schist osom japonicumを、■は多重クローニング部位及び第Xa因子開 裂部位を、C0PCは外被タンパク質のコア及びC−末端領域をそれぞれ示して いる。残りの略語は前記と同意義である。Figure 8 shows the E. coli expression vector pGEX3:CoPc with the relevant control It is shown together with the restriction enzyme site. tac P is the synthetic tac promoter, 5 j26 is glutathione-s-transferase (GST) Schist osom japonicum, ■ indicates multiple cloning site and factor Xa opening. C0PC indicates the core and C-terminal regions of the coat protein, respectively. There is. The remaining abbreviations have the same meanings as above.
第9図は、E、coli DHlにて発現されたs j26(GST)−CoP cの5DS−P A G E (a)及びウェスターンプロット(b)の分析結 果を示している。得られたニトロセルロースプロットを抗血清(JG:コア、 As)によってプローブした。Figure 9 shows sj26(GST)-CoP expressed in E. coli DHl. Analysis results of 5DS-P AGGE (a) and Western plot (b) of c It shows results. The obtained nitrocellulose plot was analyzed with antiserum (JG: core, probed by As).
MW、分子量マーカー; V−J GMV ; 355. +o、音波処理E、 coli抽出物の10.000rpm上清画分から得た精製GST−CoPcの 5及び10ul:3p”。MW, molecular weight marker; V-J GMV; 355. +o, sonication E, Purified GST-CoPc obtained from the 10.000 rpm supernatant fraction of E. coli extract. 5 and 10ul: 3p”.
’、 IO,10,00Qrpmヘレット画分カら得た精製GST−CoPcの 2.5及び10ur: 3T、DHI/pGEX3 : CoPc由来の総タン パク質抽出物、XT。', IO, 10,00 Qrpm Purified GST-CoPc obtained from Heret fraction 2.5 and 10 ur: 3T, DHI/pGEX3: CoPc-derived total tan Protein extract, XT.
DHI/pGEX3由来の総タンパク質抽出物。Total protein extract from DHI/pGEX3.
東10図は、E、coliにより発現されたGST−CoPc融合タンパク質の 自己編成により得られた桿状形態のボチウィルス様粒子(PVLP)の電子顕微 鏡写真である。Bar=Q、05u。Figure 10 shows the GST-CoPc fusion protein expressed by E. coli. Electron microscopy of rod-shaped PVLPs obtained by self-assembly This is a mirror photo. Bar=Q, 05u.
第11図は、発現ベクターpGEX3 :L: CoPcを、関連する制限酵素 部位と共に示したものである。Lは18アミノ酸長のリンカ−(ヒンジ)配列を 、C。Figure 11 shows the expression vector pGEX3:L:CoPc combined with the relevant restriction enzymes. It is shown with the parts. L is an 18 amino acid long linker (hinge) sequence. ,C.
Pcは外被タンパク質のコア及びC末端領域を、■は多重クローニング及び第X a因子開裂部位をそれぞれ示している。残りの略語は前記と同意義である。Pc represents the core and C-terminal region of the coat protein, ■ represents the multiple cloning and The a-factor cleavage site is indicated. The remaining abbreviations have the same meanings as above.
第12a図は、E、coli DHlにて発現されたGST−L−CoPcを抗 血清JG:コアAs及びGSTに対する抗血清(G S T、 As)によりプ ローブした5DS−PAGE及びウェスターンプロット分析の結果を示している 。対応するクーマシーゲルも示している。レーン: Jg、JGMV;MW、分 子量マーカーエ3p、音波処理したE、coli抽出物の10,000rpmペ レット画分から精製したDH1/pC;EX3 :CoPc−タンパク質;3s 、10,000rpm上清から精製したDHI/pGEX3 : CoPc−タ ンパク質;50p、10.OOOrpmベレットから精製したDHI/pGEX 3 : L: CoPc−タンパク質;50s、10゜000 rpm上清から 精製したDH1/pGEX3 :L:CoPc−タンパク質;GSTSE、co liから精製したGSTの試料。Figure 12a shows the anti-GST-L-CoPc expressed in E. coli DHl. Serum JG: Plasma with antiserum against core As and GST (GST, As) Shows the results of lobed 5DS-PAGE and Western plot analysis. . The corresponding Coomassiegel is also shown. Lane: Jg, JGMV; MW, min 10,000 rpm Pepsi of molecular marker A3p, sonicated E. coli extract. DH1/pC purified from the let fraction; EX3: CoPc-protein; 3s , DHI/pGEX3 purified from 10,000 rpm supernatant: CoPc-ta Protein; 50p, 10. DHI/pGEX purified from OOOrpm pellet 3: L: CoPc-protein; 50s, 10゜000 rpm from supernatant Purified DH1/pGEX3:L:CoPc-protein; GSTSE, co A sample of GST purified from li.
第13図は、E、coliにて発現されたGST−L−CoPcの自己編成によ り得られた粒子の電子顕微鏡写真を示すものである。GST−CoPcの自己編 成により得られた粒子及びE、coliにて発現された完全長の外被タンパク質 も例示しているo Bar= 0. 05 a TrL。Figure 13 shows the self-assembly of GST-L-CoPc expressed in E. coli. This figure shows an electron micrograph of the particles obtained. GST-CoPc self edition Particles obtained by synthesis and full-length coat protein expressed in E. coli Also exemplified is o Bar=0. 05a TrL.
実施例I N及びC末端の存在しない外被タンパク質モノマーのポチウィルス様粒子へのポ リマー化 リシルエンドペプチダーゼ又はトリプシンで穏やかに処理したJGMV(ジョン ソン・ブレイス・モザイクウィルス、ポチウイルスのグループに属す)では、リ シルエンドペプチダーゼが68番目のアミノ酸残基以後を開裂してN末端を欠失 させ(68a a)、またトリプシンが68番目のアミノ酸及び268番目のア ミノ酸残基以後を開裂してN(68a a)及びC末端(18a a)を除去す ることがそれぞれこれまでに示されている(11)。その粒子の残りの部分は2 18アミノ酸長であり、外被タンパク質のコア部分と呼ばれる。形態学的には、 酵素で処理したこの粒子は電子顕微鏡下において非処理のJGMV粒子と類似し ているようであり(第1図a及びb)、このことはN及びC末端がウィルスの形 態学的安定性にとうて必要でないのかもしれないことを示唆している。Example I Portion of N- and C-terminally absent coat protein monomers into potyvirus-like particles Rimmerization JGMV (John Son Blais mosaic virus, belonging to the group of potyviruses), Sylendopeptidase cleaves after the 68th amino acid residue and deletes the N-terminus. (68a a), and trypsin was added to the 68th amino acid and the 268th amino acid. Cleavage after the amino acid residue removes the N (68a a) and C-terminus (18a a). It has been previously shown that each of these two methods (11) The remaining part of the particle is 2 It is 18 amino acids long and is called the core part of the coat protein. Morphologically, The enzyme-treated particles were similar to untreated JGMV particles under an electron microscope. (Figure 1 a and b), which means that the N and C termini are in the shape of the virus. This suggests that it may not be necessary for ecological stability.
ポチウイルス様粒子(PVLP)にポリマー化するのに外被タンパク質のコア部 分のみで十分であるのか否かを決定するため、リシルエンドペプチダーゼ又はト リプシンで穏やかに処理した野生型JGMV粒子を、ギ酸(60%V/V)の存 在下にインキュベートして分解(脱編成)させた。次いで、解離させたタンパク 質を水、次いで10mM NaPO4pH7,2及び100mM NaC1を含 有する緩衝液(4℃)に対して54時間透析した。電子顕微鏡分析により、断固 したタンパク質が再編成してボチウイルス様粒子を形成していることが示された (第1図C)。この粒子は積み重なるリング構造を持って長(湾曲しており、ゲ ノムが存在せずに編成されるポチウイルスの特性を示した(12.13)。The core of the coat protein is used to polymerize into potyvirus-like particles (PVLP). Lysyl endopeptidase or Wild-type JGMV particles gently treated with lipsin were incubated in the presence of formic acid (60% V/V). The cells were then incubated in the presence of a host to disassemble (disassemble) them. Then, the dissociated protein water, then 10mM NaPO4 pH 7.2 and 100mM NaCl. The cells were dialyzed for 54 hours against a buffer solution (4°C). Determined by electron microscopy analysis These proteins were shown to rearrange to form botivirus-like particles. (Figure 1C). These particles have a stacked ring structure, are long (curved, and have a geometries). demonstrated the property of potyviruses being organized in the absence of a nomome (12.13).
実施例2 完全長のJGMV外被タンパク質のE、coliにおけるクローニング、発現及 びポリマー化 完全長の外被タンパク質及び還位核封入タンパク質(NIb)のC末端部分をコ ードしている合成cDNA断片は既にクローンされ、配列決定されている(15 、第2図、第3a図)。この配列をコードしているBglII−5caI断片を 多目的E、co1iベクターpT3T718U(ファルマシア)にクローンし、 pT3T718U: BglII −Sca Iを得た。多くのポチウイルスに 関する精製外被タンパク質のアミノ酸配列分析によって、ポリタンパク質のタン パク質分解プロセッシングがQSSQG又はQA残基間に起こり、外被タンパク 質はNIbから分離されることが決定された。外被タンパク質配列のみを含有す るクローンを発現させるため、オリゴヌクレオチド突然変異によってアミノ酸Q (CAG)をM(ATG)に変化させた。−8から一13位にBa■H1制限エ ンドヌクレアーゼ開裂部位を導入し、同時に酵母における効率的な転写開始のた めに一3位に塩基Aを導入するため、43a+erのブライ? −[5’ GA AGATGTGGTGGAT弱AGAAΔATATGGC^α;CATTGAG G^TG3’ ]■■ 計した(jFIab図)。バイオ・ラド(Bio−Rad)から推奨されている 操作法に従って、E、coliのRZ 1032(dat−ung’)株から単 離したpT3T718U:BgllI−3caIの1本鎖DNAを使用し、オリ ゴヌクレオチド突然変異を行った。塩基変化は、制限酵素及びDNA配列分析に より確認した。この構築物をSCMBI−1と命名した。完全長の外被タンパク 質をコードするBamHI−BalI断片をSCMBl−1から単離し、pol IKによって充填し、pTTQ19(アメルシャン)のpot I K充填Ba mHI−ScaI部位にクローンし、pTTQ19 : CPを生成させた(第 3d図、第4図)。pTTQ19はIPTG誘導tacプロモーターを含有して いる。pTTQ19 :CPでは、外被タンパク賀遺伝子のクローニングに使用 されるBamHI−5Ila1部位の上流に存在する多重クローニング部位から 生成される12個、及びNlb遺伝子のC−末端領域由来の4個である16アミ ノ酸がN末端に付加されているであろう(第3図a及びd)。Example 2 Cloning, expression and expression of full-length JGMV coat protein in E. coli and polymerization Co-terminus of full-length coat protein and reduced nuclear inclusion protein (NIb) The synthetic cDNA fragment encoding the code has already been cloned and sequenced (15 , Fig. 2, Fig. 3a). The BglII-5caI fragment encoding this sequence was cloned into the multipurpose E, coli vector pT3T718U (Pharmacia), pT3T718U: BglII-ScaI was obtained. To many potyviruses Amino acid sequence analysis of purified coat protein related to polyprotein Proteolytic processing occurs between QSSQG or QA residues and coat protein It was determined that the quality was separated from NIb. Contains only coat protein sequences In order to express clones that (CAG) was changed to M(ATG). -8 to 113th place Ba■H1 limit error nuclease cleavage site and at the same time for efficient transcription initiation in yeast. In order to introduce base A to the 13th position, 43a + er's bly? -[5' GA AGATGTGGTGGATweakAGAAΔATATGGC^α;CATTGAG G^TG3’]■■ (jFIab diagram). Recommended by Bio-Rad According to the operating instructions, a single cell was isolated from the RZ 1032 (dat-ung') strain of E. coli. Using the single-stranded DNA of pT3T718U:BgllI-3caI, Gonucleotide mutations were performed. Base changes can be detected using restriction enzymes and DNA sequence analysis. I confirmed it more. This construct was named SCMBI-1. full-length coat protein The BamHI-BalI fragment encoding the pol quality was isolated from SCMBl-1 and Filled with IK, pTTQ19 (Amersian) pot IK filled Ba Cloned into mHI-ScaI site to generate pTTQ19:CP (No. Figure 3d, Figure 4). pTTQ19 contains an IPTG-inducible tac promoter There is. pTTQ19: Used in CP to clone the coat protein gene From the multiple cloning site located upstream of the BamHI-5Ila1 site 16 amino acids, 12 produced and 4 derived from the C-terminal region of the Nlb gene. The amino acid would have been added to the N-terminus (Figure 3a and d).
ポチウイルス外被タンパク質のための細胞不含の編成系を構築するため、標準的 な手法(16)に従って発現ベクターpTTQ19:CPによりE、coli DHIを形質転換した。LB+アンピシリン(37℃)中で発育させたE、co li DHI/pTTQ19:CPの一晩培養物を新たな培地で1=50に希釈 し、1時間発育させ、IPTG500μM(終濃度)を加えてさらに37℃で9 0−120分間インキュベートすることにより誘発させた。培養物1冨l(約O D、。。=0.52)をベレット化し、ローディング緩衝液(6011M トリ ス−HelpH7,5,2%SDS、10%グリセリン、5%β−メルカプトエ タノール、0.001%ブロモフェノール・ブルー)100μ!中に再懸濁し、 3分間煮沸し、10−20μm部分量を5DS−PAGE分析に使用した(17 )。分離したタンパク質をニトロセルロース膜に電気泳動により移した。この膜 を標準的な免疫プロッティング操作(18)により加工し、JGMV外被タンパ ク質の精製したコア部分によって惹起させたウサギポリクローナル抗血清(JG :コアAS)によってプローブした。西洋ワサビペルオキシダーゼ[5ilen us]又はアルカリホスファターゼ[Prosega]反応によってバンドを視 覚化した。BRLから得た前染色されたタンパク質分子量マーカー(範囲14, 000−200,000)を使用した。To construct a cell-free assembly system for the potyvirus coat protein, standard E. coli using the expression vector pTTQ19:CP according to the method (16) DHI was transformed. E, co grown in LB + ampicillin (37°C) li DHI/pTTQ19:CP overnight culture diluted 1=50 in fresh medium After growing for 1 hour, 500 μM of IPTG (final concentration) was added and further incubated at 37°C for 9 hours. Induction was achieved by incubating for 0-120 minutes. 1 volume of culture (approximately O D. . = 0.52) and loaded with loading buffer (6011M Tri S-Hel pH 7,5, 2% SDS, 10% glycerin, 5% β-mercaptoester Tanol, 0.001% bromophenol blue) 100μ! resuspended in Boiled for 3 min and a 10-20 μm aliquot used for 5DS-PAGE analysis (17 ). Separated proteins were electrophoretically transferred to nitrocellulose membranes. this membrane was processed using standard immunoplotting procedures (18) to detect JGMV envelope proteins. Rabbit polyclonal antiserum (JG : core AS). Horseradish peroxidase [5ilen Bands can be visualized by [Us] or alkaline phosphatase [Prosega] reaction. I woke up. Prestained protein molecular weight markers obtained from BRL (range 14, 000-200,000) was used.
E、coli DHI/pTTQ19 : CP由来のタンパク質抽出物を5D S−PAGE及びウェスターン・プロット分析にかけると、CPがE、coli にて合成されていることが示された。ここでは、抗血清JG:コアASと反応す る主要な2つのバンドが存在した。このうち大きい方のノくラドは天然のCP( 34kDa)よりも若干大きいが、これはおそらくN末端に16個のアミノ酸が 付加されているからであろう(第3a図)。また、大きさが比較的小さな多(の コアタンパク質特異的なバンドも存在しており、これは植物伝播ウィルス調製物 に認められるような完全長外被タンパク質の部分分解によって生成したものと推 定される(11)。比較的小さなタンパク質はさらに、遺伝子発現の際の翻訳の 内部開始又は前成熟終止によっても生じているようでもあった。E、coli DHI又は外被タンパク質のコード化領域が存在しない発現ベクターpTTQ1 9を含有するE、coli DHI由来のタンパク質抽出物を含むレーンでは、 外被タンパク質特異的なバンドは検出されなかった(第5a図)。E. coli DHI/pTTQ19: 5D protein extract derived from CP When subjected to S-PAGE and Western plot analysis, CP was found to be It was shown that it was synthesized in Here, antiserum JG: reacts with core AS. There were two major bands. The larger of these, Nokurado, is a natural CP ( 34kDa), which is probably due to the 16 amino acids at the N-terminus. This is probably because it is added (Figure 3a). Also, the size is relatively small. A core protein-specific band is also present, which is associated with plant-transmitted virus preparations. It is presumed that it is produced by partial degradation of the full-length coat protein, as observed in (11). Relatively small proteins also play a role in translation during gene expression. It also appeared to occur by internal initiation or prematuration termination. E.coli Expression vector pTTQ1 lacking DHI or coat protein coding region In the lane containing the protein extract from E. coli DHI containing 9, No coat protein-specific band was detected (Fig. 5a).
E、coliにおいて発現された外被タンパク質が折り畳まれて正確なモノマー を形成し、又は外被タンパク質のコア部分の開裂に抗する態様でまさにポチウイ ルス様粒子に編成されているか否かを試験するため、タンパク質抽出物をリシル エンドペプチダーゼ処理にかけた。E、coli由来のスフェロプラスト100 μl(以下、参照のこと)を、リシルエンドペプチダーゼjfako Chem icals、 ダラス、テキサス]2−3μgの存在又は不存在下に室温で30 分間インキュベートした。滅菌水中の精製JGMV粒子、及びギ酸にて前もって 変性させ、透析し、凍結乾燥しておいた精製外被タンパク質を対照として使用し た。TLAloo−20−ターを使用するベックマンTL−100超遠心機によ り、酵素処理した試料を100.0OOGで8分間4℃において遠心した。得ら れたペレットをローディング緩衝液中に再懸濁し、5DS−PAGE及びウェス ターン・プロッティング法により分析した。得られた結果は外被タンパク質の部 分がその酵素開裂に対して耐性であることを示した(第5a図のレーン5及び6 )。このバンドの大きさは26kDaであり、酵素で処理した精製JGMV粒子 と同じであった(第5a図、レーン7及び8)。このことは、E、coliにて 発現される外被タンパク質の形態がJGMV粒子の構造と類似していることを示 すものである。このことはさらに、N−末端領域が表面暴露し、かつ野生型粒子 と同様にタンパク質分解的攻撃を受け易いように外被タンパク質モノマー及びリ ングが折り畳まれている可能性さえも示している。酵素を用いない精製JGMV は、完全長の長さに相当する34kDaのバンド(第5a図、レーン8)、及び 外被タンパク質の多重形態に相当し得る比較的大きなバンド、及び4℃の保存時 にウィルス粒子が部分的に分解したことから生成された外被タンパク質に相当し 得る比較的小さなバンド(26kDa又はそれ以下)を含有している。他方、酵 素で処理したJGMV粒子(jlISa図、レーン7)は、26kDaの大きさ の主要バンド、非開裂又は部分的開裂の外被タンパク質の少量の多重形態、及び 酵素による過剰開裂に起因する26kDa以下の少量の外被タンパク質を含有し ている。The coat protein expressed in E. coli is folded into correct monomers. or in a manner that resists cleavage of the core part of the coat protein. Protein extracts were lysed to test whether they are organized into rus-like particles. It was subjected to endopeptidase treatment. 100 spheroplasts from E. coli μl (see below) was added to lysyl endopeptidase jfako Chem icals, Dallas, Texas] at room temperature in the presence or absence of 2-3 μg. Incubated for minutes. Purified JGMV particles in sterile water and pretreatment with formic acid. Purified coat protein, which had been denatured, dialyzed, and lyophilized, was used as a control. Ta. in a Beckman TL-100 ultracentrifuge using a TLAloo-20-tar. The enzyme-treated samples were centrifuged at 100.0 OOG for 8 minutes at 4°C. Obtained The pellet was resuspended in loading buffer, subjected to 5DS-PAGE and The analysis was performed using the turn plotting method. The results obtained are based on the coat protein part. (lanes 5 and 6 in Figure 5a). ). The size of this band is 26 kDa, and the purified JGMV particles treated with the enzyme (Fig. 5a, lanes 7 and 8). This is true for E. coli. We show that the morphology of the expressed coat protein is similar to the structure of JGMV particles. It is something. This further indicates that the N-terminal region is surface-exposed and that wild-type particles Similarly, coat protein monomers and lipids are susceptible to proteolytic attack. This suggests that the folding may even be folded. Purified JGMV without enzymes a 34 kDa band corresponding to the full length (Fig. 5a, lane 8), and Relatively large bands that may correspond to multiple forms of coat protein, and when stored at 4°C. It corresponds to the coat protein produced from the partial decomposition of virus particles. Contains a relatively small band (26 kDa or less) obtained. On the other hand, fermentation The JGMV particles (jlISa diagram, lane 7) treated with a major band of , minor multiple forms of uncleaved or partially cleaved coat protein, and Contains a small amount of coat protein of less than 26 kDa due to excessive enzymatic cleavage. ing.
E、coli由来のタンパク質抽出物を部分的に精製し、外被タンパク質を含有 する画分を豊富にした。誘導した培養物100麿lから細胞を得、それをミック ス1[20%ショ糖、100mM1−リス−HC1pH8,0,10■M ED TA]4mlに再懸濁し、5wg/mlリゾチーム80μlを加え、室温で5− 10分間インキュベートした後、氷上で15分間インキュベートした。得られた スフェロプラストを滅菌水1mlに再懸濁し、それをセファロースS−1000 カラムクロマトグラフイーにかけた。あるいは、スフェロプラストをミックスI I[1001Mトリス−H(JpH8,20%ショ糖、105M MgC111 1μg/翼lDNアーゼ、及びljg/mi’RNアーゼ10.4ml中に再懸 濁し、さらに水で最終容量2鳳lまで希釈し、次いでカラム分離する。カラムは 280nmにおける吸光度によってモニターした。ピーク画分を採取し、50K rp■で80分間スピンダウンさせ、5DS−PAGE及びウニスターン・プロ ッティング法により分析した。電子顕微鏡分析のため、ウィルス試料又はE、c oli由来の抽出物の一部をFormvar炭素−被覆グリッド上に載せた。こ のグリッドをリン酸緩衝液30滴及び脱イオン水60滴で洗浄した。得られたグ リッドを1%酢酸ウラニル(pH4)でネガティブに染色し、Joel電子顕微 鏡で観察した。外被タンノくり賀を含有するブール画分の電子顕微鏡観察により 、多(のポチウイルス様粒子の存在が示された。これらの粒子は長く湾曲し、異 質の長さを有しているが、すべてがlln型の幅であった(箪7図a、b)。こ の粒子は、RNAが存在せずに編成されるポチウイルス外被タンパク質モノマー の特徴である積み重なったリング構造(stacked−ring 5truc ture)を有していた(12)。抗血清被覆グリッド上にウィルス粒子を捕ら える免疫電子顕微鏡を、E、coli DHI/pTTQ19 : CP由来の 粗製の抽出物に適用した。この操作でも、精製画分にて観察されたものと同様の ポチウイルス様粒子の存在が認められた。外被タンパク質のコード化領域が存在 しない発現ベクターpTTQ19を含有している株由来のタンパク質抽出物では 、このような構造は認められなかった。最後に、抗血清による装飾試験(dec oration test)にて、解離JGMV外被タ外被タンパクツモノマー 成によって誘導される粒子と類似してし)るE、coliから誘導した粒子を、 抗血清JG:AS(精製JGMV粒子に対して惹起させた抗血清)でデコレート (装飾)した(第7e、f図)。Partially purified protein extract from E. coli containing coat protein enriched the fraction. Cells were obtained from 100 liters of the induced culture and mixed. 1 [20% sucrose, 100mM 1-Lith-HC1 pH 8, 0, 10 M ED Resuspend in 4 ml of 5 wg/ml lysozyme, add 80 μl of 5 wg/ml lysozyme, and resuspend at room temperature. After incubation for 10 minutes, it was incubated on ice for 15 minutes. obtained Resuspend the spheroplasts in 1 ml of sterile water and transfer them to Sepharose S-1000. It was subjected to column chromatography. Alternatively, mix spheroplasts I I[1001M Tris-H (JpH8, 20% sucrose, 105M MgC111 Resuspend in 10.4 ml of 1 μg/wing lDNase and ljg/mi'RNase. The mixture is turbid, further diluted with water to a final volume of 2 liters, and then column separated. The column is Monitored by absorbance at 280 nm. Collect peak fractions and incubate at 50K Spin down for 80 minutes at The analysis was carried out using the fitting method. For electron microscopy analysis, virus samples or E,c A portion of the extract from Oli was loaded onto a Formvar carbon-coated grid. child The grid was washed with 30 drops of phosphate buffer and 60 drops of deionized water. The obtained graph The lid was negatively stained with 1% uranyl acetate (pH 4) and subjected to Joel electron microscopy. I observed it in the mirror. By electron microscopy observation of the boule fraction containing the mantle tannocuriga , the presence of multiple potyvirus-like particles was demonstrated. These particles were long, curved, and All of them had lln-type width (Fig. 7 a, b). child The particles are composed of potyvirus coat protein monomers assembled in the absence of RNA. The stacked ring structure (5truc) is a feature of ture) (12). Capture virus particles on antiserum-coated grids E. coli DHI/pTTQ19: CP-derived Applied to crude extract. This procedure also produced similar results to those observed in the purified fraction. The presence of potyvirus-like particles was observed. Coding region for coat protein exists In protein extracts from strains containing the expression vector pTTQ19 that do not , such a structure was not observed. Finally, a decoration test (dec (oration test), the dissociated JGMV coat protein monomer Particles derived from E. coli that are similar to those derived by Decorate with antiserum JG:AS (antiserum raised against purified JGMV particles) (decoration) (Fig. 7e, f).
実施例3 J匹對加」競二魁上ど2臼世μ藷1匹M堕豊ム乙コμクローニング、構成発現及 びポリマー化完全長外被タンパク質をコードするBa層H1−BalI断片(第 3a、b図)を既述のプラスミドSCMBI−1から単離し、pollKにより 充填し、pAAH5のpolIK充填Hindm部位にクローンし、pAAH5 : CPを生成させた(第4b図)。発現ベクターpAAH5は、構成的に発現 されるADCIプロモーター及びADCIターミネータ−を含有する大腸菌/酵 母シャトルプラスミドである(20)。発現ベクターpAAH5:CPをS、セ レビシアエJHYR1−5Dα、Ieu2−3.112、his4−519、u ra3−52、trpl、pep4−3に導入した。酵母細胞は、プラスミドの 選択及び維持のために適当なアミノ酸/ヌクレオチドの存在又は不存在下に、Y EPD又は最小培地中で30℃において発育させた。酵母の形質転換には、It oら(21)に記載されている操作法を使用した。Example 3 ``J's addition'' ``Competition two, upper 2nd generation, 1 animal M fallen Toyomu otsuko μ cloning, structural expression and A Ba-layer H1-BalI fragment (No. Figures 3a, b) were isolated from the previously described plasmid SCMBI-1 and transformed with pollK. Filled in and cloned into the polIK filled Hindm site of pAAH5, pAAH5 : CP was generated (Figure 4b). Expression vector pAAH5 is constitutively expressed E. coli/enzyme containing the ADCI promoter and ADCI terminator This is the mother shuttle plasmid (20). Expression vector pAAH5:CP is S, SE Levisiae JHYR1-5Dα, Ieu2-3.112, his4-519, u It was introduced into ra3-52, trpl, and pep4-3. Yeast cells contain plasmids Y in the presence or absence of appropriate amino acids/nucleotides for selection and maintenance. Grown at 30°C in EPD or minimal medium. For yeast transformation, It The procedure described in O et al. (21) was used.
酵母発現外被タンパク質を分析するため、酵母選択培地(ヒスチジン、ウラシル 及びトリプトファンを含有する最小培地)中で増殖させた初期から中期の対数増 殖期(ODaae= 0. 2−1. 5)細胞10 10 ChI!をペレッ ト化し、1.2Mソルビトールで洗浄し、溶液1(0,9Mソルビトール、O, LM EDTApH8,0,14■Mβ−メルカプトエタノール、及び10ch g/xiチモリアーゼ(zymolyase) 100 T) 1−10 m l中に再懸濁し、37℃で30−45分間インキュベートしてスフェロプラスト を生成させた。このスフェロプラストをチモリアーゼを含有しない溶液Iで洗浄 し、滅菌水又は溶解性ローディング緩衝液(2%SDS、1.5mM PMSF 、100++/++j! トラシロール(trasylol)、10%β−メル カプトエタノール、15%グリセリン及び0.05%ブロモフェノールブルー) 0.1−1gA中に再懸濁することにより細胞溶解した。その部分量を使用し、 5DS−PAGE分析した。酵母では、合成された殆どの外被タンパク質が約3 QkDaの大きさのバンドになるための特異的な開裂を受けているようであった (第5b図、レーン4)。それにもかかわらず、完全長の外被タンパク質に相当 する34kDaのバンドを認めることができた。この特異的な開裂は、チモリア ーゼ処理スフェロプラストを使用するタンパク質の抽出の際に起こっているよう であり、ガラスピーズと共に細胞をホモジナイズすることによりタンパク質を抽 出した場合にはそれが防止された(下記参照のこと)。しかし、完全長の外被タ ンパク質がさらに部分分解されることにより生成されたと予想される、より小さ な大きさの外被タンパク質特異的な多(のバンドが存在した。酵母抽出物をリシ ルエンドペプチダーゼにより処理すると、酵母にて発現される外被タンパク質分 子は酵素開裂に対して部分的に耐性であり(第5b図、レーン4及び5)、従っ て大腸菌におけるように、正しく折り畳まれた七ツマー形態の、又はまさにポチ ウイルス様形態のいずれかの構造をとっていることが示された。Yeast selective medium (histidine, uracil) was used to analyze yeast-expressed coat proteins. early to mid-logarithmic gain grown in minimal medium containing tryptophan and Reproductive phase (ODaae=0.2-1.5) cells 10 10 ChI! Pellet solution 1 (0.9M sorbitol, O, LM EDTA pH8,0,14■Mβ-mercaptoethanol and 10ch g/xi Zymolyase 100T) 1-10m Spheroplasts were resuspended in 100 ml of spheroplasts and incubated for 30-45 min at 37°C. was generated. Wash the spheroplasts with zymolyase-free solution I. and sterile water or soluble loading buffer (2% SDS, 1.5mM PMSF) , 100++/++j! Trasylol, 10% β-mel captoethanol, 15% glycerin and 0.05% bromophenol blue) Cells were lysed by resuspending in 0.1-1 gA. Using that portion amount, 5DS-PAGE analysis. In yeast, most coat proteins synthesized are approximately 3 It appeared to undergo specific cleavage to form a QkDa sized band. (Figure 5b, lane 4). Nevertheless, it corresponds to the full-length coat protein. A 34 kDa band could be recognized. This specific cleavage as occurs during protein extraction using enzyme-treated spheroplasts. Proteins can be extracted by homogenizing cells with glass peas. (See below). However, full-length mantle Smaller proteins expected to be produced by further partial breakdown of proteins There were a large number of coat protein-specific bands of a certain size. When treated with endopeptidase, the coat protein expressed in yeast The offspring were partially resistant to enzymatic cleavage (Fig. 5b, lanes 4 and 5) and therefore a correctly folded heptad shape, or just a bulge, as in E. coli. It was shown to have a virus-like structure.
酵母からボチウイルス様粒子を単離するため、JHYRI−5D/pAAH5: CPの一晩培養物を酵母選択培地1リツトル中に希釈し、30℃においてさらに 18時間発育させてOD、。。=1.2とした。細胞を1xPBs(リン酸過緩 衝化食塩水、pH7,3,0xoid)で1回洗浄し、IXPBS3t/中に再 懸濁し、ガラスピーズ(0,45−0,50露菖)6g及びO−2M PMSF (フェニルメチルスルホニル 砕した。得られた細胞抽出物を3 0 0 0rp鳳で5分間遠心し、上清を新 たな試験管に移し、得られたペレットをさらにIXPBS3諺/で抽出し、遠心 し、そして2つの上溝両分に0.2M PMSFIOμlをさらに加えてプール した。アダムス(Adams)ら(22)及びミュラー(iluller)ら( 23)によって記載されている方法に大賞的に従い、得られた抽出物を10−4 0%シヨ糖密度勾配遠心にかけた。その上部から画分を採取し、ウェスターン・ プロッティング法によって分析した(第6図a,b)。無傷の外被タンパク質を 大量に含有する両分をプールし、第2のショ糖密度勾配遠心にかけた。2つのシ ョ糖勾配遠心の後、外被タンパク質を含有する部分的精製画分を得た(第6図c ,d)。外被タンパク質を含有する画分をプールし、100mM NaClを含 有する10鳳Mリン酸緩衝液pH7. 2に対して4℃で48時間透析し、又は 超遠心によって直接分析した。TLAloo−20−ターを使用するベックマン TL−100遠心装置により100−50Oμl量を100.OOOGで8分間 遠心(4℃)した。得られたペレットを電子顕微鏡分析のため、ローディング緩 衝液又はIXPBS又はTEN緩衝液(LowM トリス−pH7.5、2mM EDT.A,100mM Na(J)中に再懸濁した。EM分析により、上記 のE.coli産生粒子と同様の構造を有するポチウイルス様粒子が認められた (第7c図)。また、E.coliから誘導した粒子と同様に、酵母由来の粒子 も免疫電子顕微鏡試験にて抗血清被覆グリッド上に捕獲され、抗血清装飾試験に てJG:ASでデコレートされ得た。To isolate botivirus-like particles from yeast, JHYRI-5D/pAAH5: The overnight culture of CP was diluted into 1 liter of yeast selection medium and further grown at 30°C. OD after 18 hours of development. . = 1.2. Cells were washed with 1x PBs (phosphate chloride). Wash once with buffered saline, pH 7.3, 0xoid) and re-incubate in IXPBS3t/ Suspend 6 g of glass peas (0,45-0,50 irises) and O-2M PMSF (Phenylmethylsulfonyl Shattered. The obtained cell extract was centrifuged at 3000 rpm for 5 minutes, and the supernatant was freshly drained. The resulting pellet was further extracted with IXPBS3 and centrifuged. Then, add 0.2M PMSFIO μl to both upper grooves and pool. did. Adams et al. (22) and Muller et al. The method described by (23) was followed extensively and the resulting extract was 10-4 It was subjected to 0% sucrose density gradient centrifugation. Collect the fraction from the upper part of the Western It was analyzed by the plotting method (Fig. 6 a, b). intact coat protein Both bulk-containing aliquots were pooled and subjected to a second sucrose density gradient centrifugation. two shi After sucrose gradient centrifugation, a partially purified fraction containing coat protein was obtained (Fig. 6c). , d). Fractions containing coat protein were pooled and diluted with 100 mM NaCl. 10M phosphate buffer with pH 7. Dialyzed against 2 at 4°C for 48 hours, or Directly analyzed by ultracentrifugation. Beckman using TLAloo-20-tar A volume of 100-50 μl was divided into 100 μl using a TL-100 centrifuge. 8 minutes at OOOG It was centrifuged (4°C). The resulting pellet was loaded slowly for electron microscopy analysis. solution or IXPBS or TEN buffer (Low M Tris-pH 7.5, 2mM EDT. A, resuspended in 100mM Na(J). By EM analysis, the above E. Potyvirus-like particles with a structure similar to E. coli-produced particles were observed. (Figure 7c). Also, E. Particles derived from yeast as well as particles derived from E. coli were also captured on antiserum-coated grids in immunoelectron microscopy and were used in antiserum decoration tests. It could be decorated with JG:AS.
実施例4 GEX3 : CoPcの構築、E.coiiにおけるGST−CoPcの発現 及びポリマー化 融合外被タンパク質がポチウイルス様粒子にポリマー化できる能力を依然として 保持できているか否かを試験するため、天然の重要でないN末端領域に代わって 外来配列を含有しているJGMV外被タ外被タンパク質のようにして構築した。Example 4 GEX3: Construction of CoPc, E. Expression of GST-CoPc in coii and polymerization The ability of the fusion coat protein to polymerize into potyvirus-like particles remains In order to test whether the retention of A JGMV coat protein was constructed containing foreign sequences.
ここに使用している外来配列は、Schistosoma japonicum 由来の26kDaの宿主−保護抗原であるGST(グルタチオン−S−トランス フェラーゼ)である。GSTは住血吸虫症に対する保護を提供できることが示さ れている(24、25)。オリゴヌクレオチド突然変異実験では、5’ CGG GTGGAACGAATTCTACAATG ACAAAGAAGGATAAG G3’の39merプライマーを使用し、翻訳開始ATG及びEcoRI制限酵 素開裂部位をpT3T718U:Bglll−ScaIにおけるN末端トリプシ ン/リシルエンドペプチダーゼ開裂部位(KK DKD)の上流のそれぞれ9及 び21塩基領域に導入した(第3図a及びC)。得られた構築物をSCMEA7 −1と命名した。The foreign sequence used here is Schistosoma japonicum. GST (glutathione-S-trans), a 26 kDa host-protective antigen derived from ferase). GST has been shown to be able to provide protection against schistosomiasis. (24, 25). In oligonucleotide mutation experiments, 5' CGG GTGGAACGAATTCTACAATG ACAAAGAAGGGATAAG Translation initiation ATG and EcoRI restriction enzyme using G3' 39mer primer The primary cleavage site was created using the N-terminal tryptic cleavage site in pT3T718U:Bglll-ScaI. 9 and 9 upstream of the lysyl endopeptidase cleavage site (KK and DKD), respectively. and into the 21 base region (Fig. 3a and C). The resulting construct was SCMEA7 It was named -1.
SCMEA7−1由来のEcoRI断片をp G E X 3 [Airadコ の唯一のEcoR1部位にクローニングすることにより、pGEX3 : Co Pcを生成させた(CoPcは外被タンパク質及び外被タンパク質のC°末端領 域を意味する)。この断片は外被タンパク質のコア領域(218aa)及びN末 端から7個のアミノ酸、C末端から18個のアミノ酸、及び短い長さの3′非翻 訳領域をすべて含有している。pGEX3 :CoPc構築物(第8図)は、G STと置き換えられたそのN−末端61aaを含有するJGMV−CPから構成 されるが、多重クローニング部位及び第Xa因子開裂部位(24bp)によって それとは分離している。The EcoRI fragment derived from SCMEA7-1 was By cloning into the unique EcoR1 site of pGEX3:Co Pc was generated (CoPc is the coat protein and the C° terminal region of the coat protein). area). This fragment consists of the core region (218 aa) and the N-terminus of the coat protein. 7 amino acids from the end, 18 amino acids from the C-terminus, and a short length of 3' untranslated Contains all translation areas. pGEX3: CoPc construct (Figure 8) Consists of JGMV-CP containing its N-terminal 61aa replaced with ST However, the multiple cloning site and factor Xa cleavage site (24 bp) It is separate from that.
E.coli DHI/pGEX3 : CoPc由来のタンパク質抽出物をS OS−PAGE及びウェスターンプロット分析することにより、非常に高いレベ ルのGST−CoP融合タンパク質の発現が認められた。これは約54kDaの 大きさであり、クーマシーゲル染色により容易に視覚化することができた(第9 a図)。ウェスターンプロット分析では、この融合タンパク質が抗血清JG:コ アAs及び、精製GSTに対して惹起された抗血清(G S T. A s ) と反応した。GST−CoPc融合タンパク質を還元グルタチオンアガロース吸 着を使用して精製した(24〕。GSTそれ単独とは異なり、音波処理E.co li抽出物の10.OOOrpmベレット画分中には非常に高いパーセンテイジ のGST−CoPcが見いだされ、このことはGSTがGST単独の場合とは異 なる物理的形態を有することを示している。E. coli DHI/pGEX3: Protein extract derived from CoPc was Very high level analysis by OS-PAGE and Western plot analysis Expression of the GST-CoP fusion protein was observed. This is about 54kDa size and could be easily visualized by Coomassie gel staining (No. 9 Figure a). Western blot analysis showed that this fusion protein Antiserum raised against As and purified GST (GST.As) reacted. GST-CoPc fusion protein was absorbed into reduced glutathione agarose. (24). Unlike GST alone, sonicated E.co 10. of li extract. A very high percentage in the OOOrpm pellet fraction GST-CoPc was found, which means that GST is different from GST alone. This indicates that it has a physical form.
GST−CoPc融合タンパク質(還元グルタチオンアガロース吸着を使用して 精製)は免疫原性であり、これはニューシーラント白色ウサギにて抗血清が有効 に産生されたことから証明される。GST-CoPc fusion protein (using reduced glutathione agarose adsorption) Purified) is immunogenic, and the antiserum is effective in New Sealant white rabbits. This is proven by the fact that it was produced in
電子顕微鏡分析により、多(の雑種GST−Codeモノマーが編成されて積み 重なったリングを形成し、その結果ボチウイルス様粒子となることが認められた (第10図)。しかし、この粒子は、天然の粒子又は、Il::、coli及び 酵母における完全長の外被タンパク質の発現によって生成される粒子と比較して 、数としては少なく、長さが短< (2 0 0nm)、また幅が広い(22u )。背景には、使用した条件下では容易に積み重なることのできないリングにな りかねない凝集が存在していたのである。Electron microscopy analysis shows that hybrid GST-Code monomers are organized and stacked. It was observed that the virus forms overlapping rings, resulting in botivirus-like particles. (Figure 10). However, the particles may be natural particles or Il::, coli and compared to particles produced by expression of full-length coat protein in yeast. , the number is small, the length is short (200 nm), and the width is wide (22u ). The background is made of rings that cannot be easily stacked under the conditions used. There was agglomeration that could have caused the problem.
実施例5 pGEX3 : L :CoPcの構築、E.coliにおけるGST−L−C oPcの発現バク質(GSTの場合)の正しい本来のコンホメーションに折り畳 んでそれを採用ポチウイルス様粒子となるのを妨げる外来タン(り質(G S T)の可能性を最小限にするための、湾曲するヒンジ様構造を提供することがで きる。Example 5 pGEX3:L: Construction of CoPc, E. GST-L-C in coli Expression of oPc (in case of GST) folds into correct native conformation Therefore, we adopted it as a foreign protein (GS) that prevents it from becoming a potyvirus-like particle. T) can provide a curved hinge-like structure to minimize the possibility of Wear.
pGEX3 : L : CoPc(第11図)は以下のようにして構築した: aa(SGGGG)’をコードする51塩基長の2つの相補的オリゴ7−(5’ AAT。pGEX3:L:CoPc (Figure 11) was constructed as follows: Two complementary oligos 7-(5') of 51 bases encoding aa(SGGGG)' AAT.
TCC,GGA、 GGC,GGT、 GGC,TCA、 GGc、 GGT、 GGA、 GGC,TCG、 GGT、 GGC,GGCRGGT、 TCT 、 3’ )T アラて、それぞれEcoRI粘着末端を有するものを合成した ;これらのオリゴマーを精製し、等モル量で混合してアニーリングし、85℃の 水浴中でインキュベートし、次いで徐々に室温にまで冷却した。次いで、51b p断片をpGEX3のEcoRI部位にクローンした。CoPcをEcoRIで 部分的に切断した。サザーンハイブリダイゼーションし、次いで5DS−PAG Eによって陽性クローンをスクリーニングすることにより、この51bp挿人体 をGST及びCoPc間のEcoR1部位に含有するクローン(pGEX3 : L : CoPc)を選択した。リンカ−(ヒンジ)の付加的な17アミノ酸 に当たるだけGST−CoPcよりも大きな約2kDaの05丁−L−CoPc 融合バンドはJG:コア、As及びGST、As抗血清のが、GST−CoPc 融合タンパク質から得られる粒子よりも全体的に若干大きな僅かなボチウイルス 様粒子の存在が示された。TCC, GGA, GGC, GGT, GGC, TCA, GGc, GGT, GGA, GGC, TCG, GGT, GGC, GGCRGGT, TCT , 3') T array, each with EcoRI sticky end was synthesized. ; these oligomers were purified, mixed in equimolar amounts, annealed, and incubated at 85°C. Incubate in a water bath and then gradually cool to room temperature. Then 51b The p fragment was cloned into the EcoRI site of pGEX3. CoPc with EcoRI Partially severed. Southern hybridization followed by 5DS-PAG By screening positive clones by E. A clone (pGEX3: L: CoPc) was selected. Additional 17 amino acids of linker (hinge) 05-L-CoPc of about 2 kDa, which is larger than GST-CoPc by just hitting The fusion band is JG: core, As and GST, As antiserum is GST-CoPc A few botiviruses that are slightly larger overall than the particles obtained from the fusion protein. The existence of similar particles was shown.
実施例6 HTVエピトープ及び酵母の銅メタロチオネインを含有する外被タンノ(り質の 一末端ドメインに挿入した。酵母及びE、coliにおいて融合タン/(り質を 発現させた。Example 6 Coat tannos containing HTV epitopes and yeast copper metallothioneins. inserted into one terminal domain. Fusion protein in yeast and E. coli It was expressed.
同様に、酵母由来の銅メタロチオネインタンパク質をポチウィルス外被タンパク 賀のN−末端ドメインに挿入し、酵母において発現させた。Similarly, yeast-derived copper metallothionein protein was used as potyvirus coat protein. and expressed in yeast.
参考文献 1、 Valenzuela、P、、Co1t、D、、Medina−3elb y、i[、A、、Kuo、C,H,、Van 〜est、 G、、 Burke 、 R,L、、 Bull、 P、、 Urdea、 M、S、及びGrave s、 P、V。References 1. Valenzuela, P., Colt, D., Medina-3elb y,i[,A,,Kuo,C,H,,Van~est,G,, Burke , R, L, , Bull, P, , Urdea, M, S, and Grave s, P, V.
の酵母における抗原操作・雑種B型肝炎表面抗原−単純ヘルペス1gD粒子の合 成及び編成(^ntigen engineering in yeast:5 ynthesis and assembly of hybrid hepa titis B 5urface antigen−herpes simpl ex IgD particles)、 Bio/Technolog3’ 3 (1985) 323−326゜2、 Rutgers、T、、Cabezo u、T、、Harford、N、、Vanderbruge、D、、Descu rieux、 M、、 Van 0pstal、 O,、Van fijned aele、 F、、 Hauser、 P、、 Voet。Antigen Manipulation in Yeast - Hybrid Hepatitis B Surface Antigen - Synthesis of Herpes Simplex 1gD Particles Construction and organization (^ntigen engineering in yeast: 5 synthesis and assembly of hybrid hepa titis B 5 surface antigen-herpes simple ex IgD particles), Bio/Technolog3’3 (1985) 323-326°2, Rutgers, T., Cabezo u, T., ,Harford, N., ,Vanderbrugge, D., ,Desc. rieux, M,, Van 0pstal, O,, Van fijned aele, F,, Hauser, P, Voet.
P、及びDe filde、 M、の種々の形態のB型肝炎ウィルスエンベロー プ粒子の酵母における発現(Expression of different forms of hepatitis B virusenvelope proteins in yeast) In Zukerman、 AJ。Hepatitis B virus envelope of various forms of P, and Defilde, M. Expression of different particles in yeast forms of hepatitis B virusenvelope proteins in yeast) In Zukerman, AJ.
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B、 ta Crainic、 R,、Van der *erf、 S、及び 5treeck、 R,E、、雑種B型肝炎表面抗原粒子に発現されるバリオウ ィルス中和エピトープ(^poliovirus neutralizatio n epitope expressed on hybrid hepati tis B 5urface antigen particles) 、5c ience 233 (1986) 472−4755、 C1arke、B、 E、、Newton、S、E、、Caroll、A、R,、Francis、M 、J、、^ppelyard、 G、、 5yred、 A、D、、 High field、 P、E、、 Rowlands、 D、J、及びBrown、 F、、 B型肝炎外被タンパク質との融合後におけるペプチドエピトープの免疫 原性の改善(Improved immunogenicity of a p eptide epitape after fusion to hepat itis B core protein:l 、Nature 330(19 87) 381−384゜ 8、 Evans、 DJ、、 McKeating、 J、、 1lered ith、 1.M、、 Burke、 K、L、、 Kat窒■ k、 K、、 John、 A、、 Ferguson、 M、、 Minor 、 P、D、、 feiss、 RlA、及び^1mand、 J、?、広範な 反応性のHIV−1中和抗体を誘起する操作ポリオウイルスギンザメ (An engineered poliovirus chimaera elici ts broadly reactive HIV−1neutralizin g ar+tibodies) 、Nature、 339 (1989) 3 85−388゜7、 AdaIIls、S、E、、Davrson、L、GuH ,に、、Kingsman、S、M、及びKingsman、 A、J、雑種H 4vウィルス様粒子の酵母における発現(丁he expression of hybrid Hid−TY virus−1ike particles in yeast) 、Nature329 (1987) 6g−71 8、Hayes、 J、R,、Cunningham、 J、、 5eefri ed、 AJ、、 Lennick、 M、、 Garvin、 R,T、及び 5hen、 S、H,、タバコモザイクウィルスの外被タンパク質の自己編成性 を使用する、遺伝子的に操作されたポリオワクチン候補物質の開発(Devel opa+ent of a genetically engineered candidate poliovaccine employing the self−assembly properties of the tob acco mosaic virus coat protein) 、 Bi o/Technology 4 (1986) 637−641゜ 9、Jennings、P、A、、B111s、M、M、、Irving、D、 0.及びMattick、 J、S、。B, ta Crainic, R,, Van der *erf, S, and 5treeck, R, E, Variou expressed on hybrid hepatitis B surface antigen particles Virus neutralization epitope (^poliovirus neutralization) n epitope expressed on hybrid hepati tis B 5 surface antigen particles), 5c ience 233 (1986) 472-4755, C1arke, B. E., Newton, S.E., Carroll, A.R., Francis, M. , J, , ^ppelyard, G, , 5yred, A, D, , High field, P. E., Rowlands, D. J., and Brown, F. Immunization of peptide epitopes after fusion with hepatitis B coat protein Improved immunogenicity of ap eptide epitape after fusion to hepat itis B core protein:l, Nature 330 (19 87) 381-384° 8, Evans, DJ, McKeating, J, 1lered ith, 1. M, Burke, K, L, Kat Ni k, K, John, A, Ferguson, M, Minor , P, D, , feiss, RlA, and ^1mand, J,? , extensive Engineered poliovirus that induces reactive HIV-1 neutralizing antibodies (An engineered poliovirus chimaera elici ts broadly reactive HIV-1neutralizin g ar + tibodies), Nature, 339 (1989) 3 85-388°7, AdaIIls, S.E., Davrson, L., GuH. , , Kingsman, S, M, and Kingsman, A, J, Hybrid H Expression of 4v virus-like particles in yeast hybrid Hid-TY virus-1ike particles in yeast), Nature329 (1987) 6g-71 8, Hayes, J.R., Cunningham, J., 5eefri ed, A.J., Lennick, M., Garvin, R.T., and 5hen, S, H, Self-assembly property of coat protein of tobacco mosaic virus Development of genetically engineered polio vaccine candidates using opa+ent of a genetically engineered candidate poliovaccine employing the self-assembly properties of the tob acco mosaic virus coat protein), Bi o/Technology 4 (1986) 637-641゜ 9, Jennings, P. A., B111s, M. M., Irving, D. 0. and Mattick, J.S.
バクテリオデス・ノドサウスのふさ:外来ペプチドの産生のための構造サブユニ ットのプロティン・エンジニアリング(Fimbriae of Bacter iodes nodosous: Protein engineering of the 5tructural 5ubunit for the pr oductions of exogenous peptide、Prote in Engineering、 2 (1989) 365−369゜10、 fu、J、Y、、Newton、S、、Judd、A、、5tocker、B 、及びRobinson、 1.s。Bacteriodes nodosaurus tuft: structural subunit for the production of foreign peptides Fimbriae of Bacter protein engineering iodes nodosous: Protein engineering of the 5structural 5ubunit for the pr ductions of exogenous peptide, protect in Engineering, 2 (1989) 365-369°10, fu, J. Y., Newton, S., Judd, A., 5tocker, B. , and Robinson, 1. s.
、 サルモネラ株のワクチンによる雑種フラゲリンタンパク質を用いたB型肝炎 表面抗原の免疫原エピトープの発現(Expression of immun ogenic epitopes of hepatitis B 5urfa ce antigen with hybrid flagellin pro teins by a vaccine 5train of Salmone lla) 、Proc、 Natl、Acad、 Sci、 (USA) 86 (1989) 4726−4730゜11、5hukla、 D、D、、 5 trike、 F’、M、、 Tracy、 S、L、、 Gough、 K、 IIl、及びWarпB C11,ポチウイルスの外被タンパク質のN及びC末端は表面に位置し、そのN 末端は主要ウィルス特異的エピトープを含有する(The Nand Cter mini of the coat proteins of potyvir uses are 5urfacelocated and the N te rminus contains the ll1ajor virus 5p ecific ■ pitopes) 、J、 Gen、 Virol、69. (198g) 1 497−1508゜12、1IcDonald、J、G、及びBancroft 、 J、B、、ジャガイモYウィルス及びその外被タンパク質における編成試験 (^ssembly 5tudies on Potato Virus Y and its coat protein) 、J、 Gen、 Virol 、 35 (1977) 251−263゜ 13、 McDonald、J、G、、Beveridge、TJ、及びBan craft、 J、B、、湾曲ウィルス由来のタンパク質の自己編成(Self −assembly of protein froma flexuous virus) 、 Virology 69 (1976) 327−331゜ 14、5hukla、D、D 及びWard、 C,1,、ボチウィルス外被タ ンパク質の構造及びボチウィルスグループの分類への適用(Structure of portyviruses coat proteins and i ts applications in the taxonomy of t hepotyvirus group) 、Adv、 in Virus Re s、 36. (1989) 273−314゜15、 Gough、 K、H ,、Azad、 A、A、、 Hanna、 PJ、及び5hukla、 D、 D、、サトウキビのウィルスRNAのジョンソン・グラス株由来のキャプシド及 び核封入タンパク質遺伝子のヌクレオチド配列(Nucleotide 5eq uenceof the capsid and nuclear 1nclu sion protein genes from the Johnson Grass 5train of Sugar−cane Virus RNA ) 、J、 Gen、 ViroL (1987) 68.297−304゜ 16、31aniatis、T、、Fr1tsch、E、F、及びSambro ok、 J、 、 Mo1ecular cloning、A Laborat ory manual、 (1982) Co1d Spring Harbo r Laboratory、Co1d Spring Harbor、NY。, Hepatitis B using hybrid flagellin protein with Salmonella strain vaccine Expression of immunogenic epitopes on surface antigens ogenic epitopes of hepatitis B 5urfa ce antigen with hybrid flagellin pro teins by a vaccine 5 train of Salmone lla), Proc, Natl, Acad, Sci, (USA) 86 (1989) 4726-4730゜11, 5hukla, D, D,, 5 trike, F’, M,, Tracy, S, L,, Gough, K, IIl, and WarпB C11, the N and C termini of the potyvirus coat protein are located on the surface; The termini contain the major virus-specific epitopes (The Nand Cter mini of the coat proteins of potyvir uses are 5 surface located and the N te rminus contains the ll1ajor virus 5p ecific ■ pitopes), J, Gen, Virol, 69. (198g) 1 497-1508°12, 1IcDonald, J.G., and Bancroft. , J.B., Organizational studies in potato Y virus and its coat protein. (^ssembly 5tudies on Potato Virus Y and its coat protein), J, Gen, Virol , 35 (1977) 251-263゜ 13. McDonald, J. G., Beveridge, T. J., and Ban. craft, J.B., Self-assembly of proteins derived from curved viruses (Self -assembly of protein from flexible virus), Virology 69 (1976) 327-331゜ 14, 5 Hukla, D. D. and Ward, C.1., Botivirus Envelope Ta Structure of proteins and its application to classification of botivirus groups of portyviruses coat proteins and i ts applications in the taxonomy of ts hepotyvirus group), Adv, in Virus Re s, 36. (1989) 273-314゜15, Gough, K.H. , ,Azad, A., A., ,Hanna, P.J., and 5hukla, D. D. Capsid and sugarcane viral RNA derived from Johnson grass strain. Nucleotide sequence of nuclear inclusion protein gene (Nucleotide 5eq uence of the capsid and nucleus sion protein genes from the Johnson Grass 5 train of Sugar-cane Virus RNA ), J, Gen, ViroL (1987) 68.297-304° 16, 31aniatis, T., Frltsch, E. F., and Sambro. ok, J, Molecular cloning, A Laborat ory manual, (1982) Co1d Spring Harbo r Laboratory, Colorado Spring Harbor, NY.
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19、 5hukla、D、D、、丁ribbick、G、、Mason、T、 J、、Bevish、D、R,、Geysen。19, 5hukla, D., D., Ribbick, G., Mason, T. J., ,Bevish, D.R., ,Geysen.
H,II、及びWard、 C1f、9重複ペプチド断片の全体的免疫化学分析 による、植物ボチウイルスのウィルス特異的及びグループ特異的エピトープの局 在(Localization of virus−specific and group 5pecificepitopes of plant pot yvirus=s by 5yteIllatic i+u+unochemi cal an≠■ ysis of overlapping peptide fragment s) 、Proc、 Natl、Acad。H, II, and Ward, C1f, global immunochemical analysis of 9 overlapping peptide fragments. Location of virus-specific and group-specific epitopes of plant botiviruses by Localization of virus-specific and group 5 specificepitopes of plant pot yvirus=s by 5yteIllatic i+u+unochemi cal an≠■ ysis of overlapping peptide fragment s), Proc, Natl, Acad.
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Ce1l (1987) 49.111−119゜23、 11u11er、F 、、Druhl、に、B、、Fr1eide1.に、、Kovallik。Ce1l (1987) 49.111-119゜23, 11u11er, F , ,Druhl, in ,B, ,Frleide1. In,,Kovallik.
K、 V、及びC1riacy、 M、、サツカロマイセス・セレビノアエにお けるTY1タンパク質のプロセッシング及びTYIウィルス様粒子粒子成(Pr ocessing of TYI proteins and formati on of TYI virus−1ike particles in Sa ccharomyces cerevisiae) 、Mo1ec、 Gen、 Gent、207 (1987) 421−429゜ 24、 Sm1th、D、B、及びJohnson、 K、S、、 グルタチオ ン−8−トランスフェラーゼとの融合物として大腸菌にて発現されたポリペプチ ドの単一工程精製(Single−step purification of polypeptides expressed 1n25、 Sm1th、 D、B、、 Davern、 K、il、、 Board、 P、G、、 T u、 f、U、、 Garcia、 d、G。K., V., and C1riacy, M., in Satucharomyces cerebinoae. TY1 protein processing and TYI virus-like particle formation (Pr ocessing of TYI proteins and formati on of TYI virus-1ike particles in Sa ccharomyces cerevisiae), Mo1ec, Gen, Gent, 207 (1987) 421-429゜ 24. Sm1th, D. B., and Johnson, K. S., Glutathione Polypeptide expressed in Escherichia coli as a fusion with N-8-transferase Single-step purification of polypeptides expressed 1n25, Sm1th, D, B, , Davern, K, il, , Board, P, G, , T u, f, U,, Garcia, d, G.
及びl[1tchell、 G、F、、抵抗性WEHI 129/Jマウスによ って認識されるシストシーマ・ヤポニカムの分子量26.000抗原は、寄生虫 グルタチオン−5−トランスフェラーゼ(Mr、 26,000 antige n 。and l[1tcell, G, F, by resistant WEHI 129/J mice. The molecular weight 26,000 antigen of Cystocyma japonicum is recognized as a parasite. Glutathione-5-transferase (Mr, 26,000 antige n.
f Schistosoma japonicutm recognisded by resistant fEIIII 129/J 高P ce is a parasite glutathione−s−trans ferase) 、Proc、Natl、 Acad、 Sci、 (USA) 83 (1986) 8703−8707゜26、 Chaudhary、V 、に、、Queen、C,、Junghans、R,B、、Waldmann、 T、^、、Fitzerald、 DJ、及びPa5tan、 1.、シュード モナス外毒素と融合された2つの抗体可変ドメインから構成される組換え免疫毒 素(^recombinant i+a+aunotoxin consist ing of two antibody variable domains fused to Pseudomonas exotoxin) 、 Nat ure (1989) 339.394−397゜1\ +S 1 ′ 勺 く +−1℃ \−\−ゝ−ゝ− ― ― GST−L−CoPc GST−L−CoPcGST−Coρ〔完全長 〔P 要 約 書 N−末端及び/又はC−末端ドメインが、病原組織の抗原をコードし得る外来ポ リペプチドと置換、又は部分的に置換されているポチウィルス外被タンパク質、 及びそれをコードする核酸配列を開示するものである。ポチウィルス外被タンパ ク質は、抗原性の高分子量構造体又は凝集体に編成又はポリマー化する。従って 、ポチウイルス外被タンパク質又はその高分子量凝集体はヒト及び動物における ワクチンとして有用である。f Schistosoma japonicutm recognized by resistant fEIII 129/J high P ce is a parasite glutathione-s-trans ferase), Proc, Natl, Acad, Sci, (USA) 83 (1986) 8703-8707゜26, Chaudhary, V , ,Queen, C., ,Junghans, R.B., ,Waldmann,. T,^,, Fitzerald, DJ, and Pa5tan, 1. , pseudo Recombinant immunotoxin composed of two antibody variable domains fused to Monas exotoxin ^recombinant i+a+aunotoxin consist ing of two antibody variable domains fused to Pseudomonas exotoxin), Nat ure (1989) 339.394-397゜1\+S1' +-1℃ \-\-ゝ-ゝ- ― ― GST-L-CoPc GST-L-CoPcGST-Coρ [full length] [P Summary book The N-terminal and/or C-terminal domains contain a foreign port that may encode an antigen of the pathogenic tissue. potyvirus coat protein substituted or partially substituted with a lipeptidase; and the nucleic acid sequences encoding the same. Potyvirus coat protein Proteins organize or polymerize into antigenic, high molecular weight structures or aggregates. Therefore , potyvirus coat protein or its high molecular weight aggregates in humans and animals. Useful as a vaccine.
国際調査報告 0発 明 者 ワード、コリン・ウェスレイ オヒーストラリア連邦3103ビ クトリア、ノ(ルウイン、ウインメイ1)・アベニュー44番international search report 0 shots luminary Ward, Colin Wesley Federation of Oheastralia 3103B Kutoria, No. 44 Avenue (Lewin, Winmei 1)
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