JPH07503617A - Tat由来の輸送ポリペプチド - Google Patents

Tat由来の輸送ポリペプチド

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 TAT由来の輸送ポリペプチド この出願は、1992年8月21日に出願した同時係属出願第07/934、3 75号の一部継続出願である。
発明の技術分野 本発明は、ポリペプチドおよび核酸のような生物学的に活性なカーゴ分子の、細 胞の細胞質および核へのインビボおよびインビトロでの送達に関する。本発明の カーゴ分子の細胞内送達は、1つ以上の旧v tatタンパク質を含み、カーゴ 分子に共有結合する新規の輸送ポリペプチドの使用により達成される。本発明の 輸送ポリペプチドは、天然に存在するtatタンパク質のtat塩基性領域(ア ミノ酸49−57)の存在、tatシスティンに冨む領域(アミノ酸22−36 )の不在、およびtatエクソン2コード化カルボキシ末端ドメイン(アミノ酸 73−86)の不在に特徴がある。従来のtatタンパク質に見出されるシステ ィンに富む領域の不在により、本発明の輸送ポリペプチドは見せかけのトランス 活性化(trans−activation)およびジスルフィド凝集の問題を 解決する。また、本発明の輸送ポリペプチドのサイズの減少により、カーゴ分子 の生物学的活性の妨害が最小となる。
発明の背景 生物学的細胞は、一般的に、タンパク質および核酸を含む高分子に対して不透過 性である。いくつかの小分子は、非常に低い割合で生細胞に進入する。インビボ で細胞内に高分子を送達する方法がないことが、細胞内の作用部位を有するおそ らく多くのタンパク質および核酸の、治療用、予防用、および診断用の使用の障 害となってきた。従って、組換えDNA技術を用いて今日まで生成されたほとん どの治療用、予防用、および診断用の候補は、細胞外環境中または標的細胞の表 面上で作用するポリペプチドである。
種々の方法が、インビトロで細胞中に高分子を送達するために開発された。この ような方法のリストには、エレクトロポレーション、リポソームによる膜融合、 DNAをコートしたマイクロプロジェクタイル(o+1croprojecti le)を用いる高速注入(bofflbardのent)、リン酸カルシウム− DNA沈降とのインキュベーション、DEAE−デキストラン仲介形質転換、改 変ウィルス核酸の注入、および単細胞への直接マイクロインジェクションが含ま れる。これらのインビトロの方法は、典型的には全細胞群の一部分にのみ核酸分 子を送達し、そしてこれらは多くの細胞に傷害を与える傾向にある。インビボで の細胞への高分子の実験的な送達は、リン酸カルシウム沈降、およびリポソーム を摩擦塗布(scrape loading)することで達成された。しかし、 これらの技術は、今日までインビボでの細胞送達への有用性に限界を示してきた 。さらに、インビトロでの細胞でさえ、このような方法は、タンパク質の送達に 対する有用性をかなり制限する。
生物学的に活性なタンパク質の無傷細胞へのインビトロおよびインビボでの効果 的な送達のための一般的な方法が必要である。(L、A、5ternson、  rポリペプチド送達に対する障害」。
^nn、 N、Y、 Acad、 Sci、、 57.19−21頁(1987 ))。リポペプチドの化学的付加(P、 I(offmannら、「バクテリア のりボタンバク質および合成リポペプチドアナログによるヒトおよびマウス粘着 細胞の刺激J、I+nmunobio1..177、158−70頁(1988 ))、あるいは、ポリリシンまたはポリアルギニンのような塩基性ポリマー ( 1−C,Chenら、「ポリーL−リシンアルブミンおよび西洋ワサビペルオキ シダーゼの複合体化:タンパク質の細胞取り込みを増強する新規の方法J、 P roc、 Natl、 Acad、 Sci、 USA、75゜1872−76 頁(1978))は、高く信頼できることあるいは一般的に有用であることを証 明しなかった(後述の実施例4参照)。葉酸が、輸送部分として用いられた(C ,P、 Lean+onおよびLow、 r生細胞への高分子の送達:葉酸レセ プターのエンドサイトシスを活用する方法J、Proc、 Natl、Acad 、 Sci、 USA、 88.5572−76頁(1991))。その証拠は 、葉酸複合体のインターナリゼーションについては示されたが、細胞質送達につ いては示されなかった。インビボで高レベルの循環葉酸塩がある場合、この系の 有用性は十分に示されなかった。シュードモナス外毒素もまた輸送部分として用 いられた(T、1. Pr1orら、「バルナーゼ(Barnase) )キシ ンニシュードモナス外毒素Aおよびバルナーゼを組合せた新規のキメラ毒素J、  Ce1l、 64. 1017−23M (1991))。しかし、この系の 有効性および一般適用性は公開された著述からは明らかではない。
ヒト免疫不全ウィルス複製(rHIVJ)のtatタンパク質は、細胞へのカー ゴタンパク質の送達についての可能性を示す(PCT出願番号70911099 58で公開)。しかし、全長のtatタンパク質の化学的特性のため、生物学的 に活性なカーゴの送達における有効な使用のための一般適用法は、当該分野で教 示されていない。
tatは、特定の旧V遺伝子をトランス活性化する旧Vコード化タンパク質であ り、ウィルス複製に必須である。全長の旧■−1tatタンパク質は86アミノ 酸残基を有する。[(+vtat遺伝子は2つのエクソンを有する。tatアミ ノ酸1−72はエクソン1にコードされ、アミノ酸73−86はエクソン2にコ ードされる。全長のtatタンパク質は、2つのりシンおよび6つのアルギニン を含む塩基性領域(アミノ酸49−57)、ならびに7つのシスティン残基を含 むシスティンに富む領域(アミノ酸22−37)を特徴とする。精製したtat タンパク質は、培養で増殖するヒト細胞により、周囲の培地から取り込まれる( A、D、 FrankelおよびC,0゜Pabo汀ヒト免疫不全ウィルス由来 のtatタンパク質の細胞取り込み」、廁旦、 55. 1189−93頁(1 988))。当該分野では、tatタンパク質のシスティンに富む領域(凝集お よび不溶性を引き起こす)が、tatタンパク質の細胞取り込みに要求されるか どうかは知られていない。
PCT特許出願番号W091109958(r’958出願」)ハ、パビローマ ウィルスE2トランス活性化リプレッサーのポリペプチドに遺伝子的に融合した 旧V tatタンパク質のアミノ酸1−67からなる異種タンパク質が、培養細 胞により取り込まれることを開示している。しかし、カーゴポリペプチドの生物 学的活性の保持(E2トランス活性化の抑制)は、ここでは示されていない。
゛958出願に教示されるように、カーゴタンパク質の細胞送達に用いる場合、 tatタンパク質の使用は実用上の困難さの可能性を含む。これらの実用上の困 難さは、tatタンパク質のシスティンに冨む領域に関わるタンパク質の凝集お よび不溶性を含む。さらに゛958出願では、カーゴタンパク質へのtatタン パク質の化学的架橋の実施例は提供されていない。この化学的架橋は、カーゴタ ンパク質へのtatの遺伝的融合が、tatタンパク質、カーゴタンパク質、ま たはその両方の適切な折り畳みを干渉する位置で重要であり得る。加えて′95 8出願とFrankelおよびPabo(前出)との両方が、細胞毒性であるク ロロキンと組み合わせるtat輸送タンパク質の使用を教示している。
従って、生細胞の細胞質および核への生物学的に活性なカーゴ分子の安全で、有 効な送達のための一般的に適用し得る手九吸曳11 本発明は、(1)標的の細胞または細胞核に本来進入し得ない、あるいは(2) 有用な割合で標的細胞に本来進入し得ない、生物学的に活性な、tatではない 、タンパク質、核酸、および他の分子を、有効な細胞質および核に送達するため の方法および生成物を提供することにより、上記の問題を解決する。本発明のカ ーゴ分子の細胞内送達は、HIV tatタンパク質の1つ以上の部分を含み、 そしてそのカーゴ分子に共有結合している、新規の輸送タンパク質の使用により 達成される。さらに詳細には、本発明は、新規の輸送ポリペプチド、これらの輸 送ポリペプチドの作製方法、輸送ポリペプチド−カーゴ複合体、輸送ポリペプチ ド−カーゴ複合体を含む薬学的組成物、予防用組成物、および診断用組成物、お よび、tat関連輸送ポリペプチドを用いる細胞へのカーゴの送達方法に関する 。
本発明の輸送ポリペプチドは、tat塩基性領域のアミノ酸配列(天然に存在す るtatタンパク質のアミノ酸49−57)の存在;システィンに富む領域のア ミノ酸配列(天然に存在するtatタンパク質のアミノ酸22−36)の不在、 およびtatエクソン2コード化カルボキシ末端ドメイン(天然に存在するta tタンパク質のアミノ酸73−1116)の不在を特徴とする。このような輸送 ポリペプチドの好ましい実施態様は、tat37−72(配列番号=2)、ta t37−58(配列番号:3)、tat38−58GGC(配列番号:4)、t atCGG47−58(配列番号=5)、tat47−58GGC(配列番号= 6)、およびtatΔcys(配列番号ニア)である。輸送ポリペプチドがカー ゴ部分に遺伝子的に融合する場合に、アミノ末端メチオニンを加えなければなら ないが、スペーサーアミノ酸(例えば、CysGlyGlyまたはGlyGly Cys)を加える必要はないことが当業者により知られている。従来のtatタ ンパク質に存在するシスティンに富む領域の不在により、本発明の輸送タンパク 質は、ジスルフィド凝集の問題を解決する。このジスルフィド凝集は、カーゴの 生物学的活性の損失、輸送ポリペプチド−カーゴ複合体の不溶性、またはその両 方を生じ得る。また、本発明の輸送ポリペプチドのサイズの減少により、カーゴ の生物学的活性の妨害が都合よく最小となる。輸送ポリペプチドのサイズを減少 するさらなる利点は、カーゴ分子当たり複数の輸送ポリペプチドの結合に関わる 、本発明の実施態様で、取り込み効果を増強することである。
本発明の輸送ポリペプチドは、化学的架橋または遺伝的融合によりカーゴ分子に 都合良く結合し得る。本発明の好ましい実施態様に従って、輸送ポリペプチドお よびカーゴ分子は化学的架橋される。唯一の末端システィン残基は、化学的架橋 の好ましい手段である。本発明の他の好ましい実施態様番ご従って、輸送部分の カルボキシ末端はカーゴ部分のアミノ末端に遺伝子的に融合される。本発明の特 に好まい)実施態様は、JB106であり、これは、アミノ末端メチオニンに次 いで、tat残基47−58、次いでHPV−16E2残基245−365から なる。
多くの場合、本発明の新規の輸送ポリペプチドは、クロロキン関連の毒性を都合 良く避ける。本発明の1つの好ましくS実施態様に従って、生きているヒトまた は動物中に輸送ポリペプチド−カーゴ複合体を導入した後、生物学的に活性なカ ーゴが種々の器官および組織の細胞中に送達される。上言己の特性により、本発 明は、細胞質または核の作用部位を有するタンパク質、核酸、および他の分子に 関わる生物学研究および病気の治療に道を開く。
図面の簡単な説明 図1は、HrV−1tatタンパク質のアミノ酸配列(配列番号:1)を示す。
図2は、輸送ポリペプチド−シュードモナス外毒素リボシル化ドメイン複合体を 用いた細胞取り込み実験の結果をまとめる(黒塗り、非複合体;斜線、複合体) 。
図3は、輸送ポリペプチド−リボヌクレアーゼ複合体を用いた細胞取り込み実験 の結果をまとめる(黒四角、輸送部分を含まないリボヌクレアーゼ−3MCC; 黒丸、tat37−72−リボヌクレアーゼ;黒三角、tat38−58GGC −リボヌクレアーゼ;黒菱形、tatCGG38−58−リボヌクレアーゼ−白 画角、tatCGG47−58−リボヌクレアーゼ)。
図4は、プラスミドpAFIE2の構築を模式的に示す。
図5は、プラスミドpET8c123の構築を模式的に示す。
図6は、プラスミドpET8c123ccssの構築を模式的に示す。
図7は、輸送ポリペプチドE2リプレッサー複合体を用いた細胞取り込み実験の 結果をまとめる(白菱形、tat37−72に架橋したE2.123、クロロキ ンを含まない;黒菱形、tat37−72に架橋したE2.123、クロロキン を含む;白丸、tat37−72に架橋したE2.123ccss、りoロキン を含まない;黒丸、tat37−72に架橋したE2.123CC3S、クロロ キンを含む)。
図8は、プラスミドpTATΔcysの構築を模式的に示す。
図9は、プラスミドpFTE5旧の構築を模式的に示す。
図10は、プラスミドpTATΔcys−249の構築を模式的に示す。
図11は、プラスミドpJB106の構築を模式的に示す。
図12は、タンパク質JB106の完全なアミノ酸配列を示す。
図13は、JB106(四角)、Txl(E2CCSS(菱形)、および)IE 2.123(丸)に関するE2抑制アッセイの結果をまとめる。このアッセイは 、実施例14に記載したように、クロロキンを含まずに、CO37細胞中で行っ た。
免監叫圧豊亙盈■ 本明細書に記載の発明をさらに十分理解し得るために、次に詳細な説明を記載す る。
本明細書中では、次の用語が用いられる二アミノ酸−一ペプチド、ポリペプチド 、またはタンパク質のモノマー単位。20種のタンパク質アミノ酸(L−異性体 )は:アラニン(「^1aJまたは「A」)、アルギニン(rArgJまたは「 R」)、アスパラギン(「^snJまたは「N」)、アスパラギン酸(rAsp Jまたは「D」)、システィン(rcysJまたは「C」)、グルタミン(rG lnJまたは「Q」)、グルタミン酸(rGluJまたは「E」)、グリシン( rGlyJまたは「G」)、ヒスチジン(rHisJまたは「H」)、イソロイ シン(rlleJまたは「I」)、ロイシン(rLeuJまたは「L」)、リシ ン(rLyS」または「に」)、メチオニン(rMetJまたは「M」)、フェ ニルアラニン(rPheJまたは「F」)、プロリン(rProJまたは「P」 )、セリン(rserJまたは「S」)、トレオニン(rThr」または「T」 )、トリプトファン(rTrpJまたは「W」)、チロシン(rTyrJまたは 「Y」)、およびバリン(rValJまたは「V」)である。本明細書で用いら れる用語アミノ酸はまた、タンパク質アミノ酸のアナログ、ならびに、タンパク 質アミノ酸のD−異性体およびそのアナログを含む。
カーゴー−tatタンパク質またはそのフラグメントではない分子であって、( 1)本来標的細胞に進入し得ないか、または(2)本来標的細胞に有用な割合で 進入し得ない分子。(本出願中で用いられる「カーゴ」は、本来のすなわち複合 体化前の分子か、輸送ポリペプチド−カーゴ複合体のカーゴ部分のいずれかをい う。)「カーゴ」の例は、ポリペプチド、核酸、および多糖のような小分子およ び高分子を含むが、それに限定されない。
化学的架橋−一2つ以上の前もって形成された分子の共有結合。
カーゴ複合体−一部なくとも1つの輸送ポリペプチド部分および少なくとも1つ のカーゴ部分を含む分子であって、輸送ポリペプチドとカーゴ分子との遺伝的融 合または化学的架橋のいずれかにより形成された分子。
遺伝的融合−一それぞれのタンパク質をコードする隣接したDNA配列の遺伝子 発現を通じて、2つ以上のタンパク質のポリペプチド骨格を介するそれらの共直 線性の共有結合。
高分子−一ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、または核酸のような分子。
ポリペプチド骨格そのサイズに関係なく、20種のタンノくり質アミノ酸(上記 )のいずれかから本質的になる任意のポリマー。「タンパク質」がしばしば比較 的大きなポリペプチド(こついて用いられ、「ペプチド」はしばしば小さいポリ ペブチ1二ついて用いられるが、当該分野におけるこれらの用語の使用は重複し 、そして多様である。本明細書中で用いられる用語「ポリペプチド」は、他に記 載のない限り、ペプチド、ポリペプチド、およびタンパク質をいう。
リポータ−遺伝子−一その発現が、目的の細胞の事象の発生に依存する遺伝子で あり、そしてその発現が遺伝的に形質転換された宿主細胞中で都合良く観察され 得る、遺伝子。
リポータ−プラスミドー−1つ以上のリポータ−遺伝子を含むプラスミドベクタ ー。
小分子−一高分子以外の分子。
スペーサーアミノ酸−一化学的架橋に用いられる輸送部分とアミノ酸残基との間 に含まれるアミノ酸(好ましくは/b分子の側鎖を有する)(例えば、分子の柔 軟性を提供し、立体障害を避けるための)。
標的細胞−一カーゴが輸送ポリペプチドにより送達される細胞。「標的細胞」は 、インビボまたはインビトロの(為ずれ力)での、ヒト細胞を含む任意の細胞で あり得る。
輸送部分または輸送ポリペプチドーー共有結合したカーゴを標的細胞へ送達し得 るポリペプチド。
本発明は、一般的に治療用、予防用、または診断用の、タンパク質、核酸、およ び多糖のような、小分子および高分子(本来標的細胞に有用な割合で進入し得な い)の細胞内送達に適用可能である。しかし、本発明の他の実施態様は、臨床応 用に限定されないことが認められるべきである。本発明は、医学研究および生物 学研究に都合良く適用され得る。本発明の研究応用において、カーゴは薬物また はリポータ−分子であり得る。本発明の輸送ポリペプチドは、単独でまたは輸送 ポリペプチド複合体化キットの一部のとしてのいずれかで、研究機関用の試薬と して用いられ得る。
標的細胞は、インビボ細胞、すなわち生きている動物またはヒトの器官または組 織を構成する細胞であり得る。標的細胞はまた、インビトロ細胞、すなわち培養 した動物細胞、ヒト細胞、または微生物であり得る。
本発明の実施における使用のための薬物およびリポータ−分子の選択には広い自 由範囲がある。リポータ−分子の選択において考えられる要因は請求められる実 験の情報の型、非毒性、検出の利便性、検出の定量可能性、および入手可能性を 含むが、それに限定されない。多くのこのようなリポータ−分子は当業者に公知 である。
下記の実施例から認められるように、呈色アッセイに存在する酵素をモデルカー ゴとして用いて、本発明の輸送ポリペプチドの使用可能性、および有用な特性を 示した。これらの酵素カーゴは、感度、利便性、細胞取り込みの可視検出、を提 供する。さらに、カーゴの酵素活性が保持される場合にのみ可視的な解読が生じ るので、これらの酵素は、本発明の輸送ポリペプチド−カーゴ複合体中のカーゴ 部分の生物学的活性の保持に関する感度の高いおよび信頼できる試験を提供する 。本発明の好ましい実施態様は、西洋ワサビペルオキシダーゼ(rHRPJ)を 輸送ポリペプチド−カーゴ複合体のカーゴ部分として含む。本発明の実施のため の特に好ましいモデルカーゴ部分はβ−ガラクトシダーゼである。
モデルカーゴタンパク質はまた、細胞内のそれらの作用部位によって選択され得 る。下記の実施例6および7に記載したように、シュードモナス外毒素(rPE J)由来の^DPリボシル化ドノドメインび膵リボヌクレアーゼを用いて、本発 明の輸送ポリペプチドによる適切に折り畳まれたカーゴタンパク質の細胞質送達 を確認した。
全長のシュードモナス外毒素はそれ自身で細胞に進入し得、^DPリボシル化反 応によりリポソームを不活性化し、従って細胞を殺す。^DPリボシル化ドノド メインて知られているシュードモナス外毒素タンパク質の一部は細胞に進入し得 ないが、細胞と接触した場合、リポソームを不活性化する能力を維持する。従っ て、輸送ポリペプチド−PE ADPリボシル化ドノドメイン複合体り誘発され た細胞の死は、輸送ポリペプチドによるカーゴの細胞質送達に関する試験となる 。
本発明者らは、リボヌクレアーゼを用いて本発明の輸送ポリペプチドによる適切 に折り畳まれたカーゴタンパク質の細胞質送達を確認した。RNAによる方法の タンパク質合成は、RNAを消化するりボヌクレアーゼに感度が高い。しかし、 リボヌクレアーゼはそれ自身で細胞に進入し得ない。従って、輸送ポリペプチド −リボヌクレアーゼ複合体によるタンパク質合成の阻害は、生物学的に活性なり ボヌクレアーゼの細胞内送達に関する試験となる。
もちろん、与えられたカーゴ分子の細胞質への送達に次いで、同カーゴ分子の核 へのさらなる送達が続き得る。核送達は細胞質のいくつかの部分を横断すること を必然的に含む。
パピローマウィルスE2リプレッサーのタンパク質は、本発明の輸送ポリペプチ ドにより標的細胞の核へ送達され得る高分子薬物の例である。パピローマウィル スE2タンパク質はホモダイマーとして通常存在するが、パピローマウィルスゲ ノムの転写および複製の両方を制御する。E2タンパク質のカルボキシ末端ドメ インは、DNA結合活性および二量体化活性を含む。トランスフェクトされた哺 乳類細胞中の種々のE2アナログまたはE2カルボキシ末端フラグメントをコー ドするDNA配列の短い発現が、全長のE2タンパク質によるトランス活性化を 阻害する(J、 Barsoumら、「パピローマウィルスE2リプレッサーの 作用機構: DNA結合の不在における抑制J、 JJirol、。
66、3941−3945頁(1992))。培養哺乳類細胞の成長培地に添加 したE2リプレッサーは細胞に進入しない。従って、E2リプレッサーは、これ らの細胞ではE2のトランス活性化を阻害しない。しかし、本発明の輸送ポリペ プチドのE2リプレッサーへの複合の結果、成長培地から生物学的活性を示す培 養細胞へのE2リプレッサーの移動が生じ、リポータ−遺伝子のE2依存性の発 現を抑制する。
インビトロおよびインビボで、−木端および二本鎖の核酸が細胞に進入する割合 は、本発明の輸送ポリペプチドを用いて都合良く増強され得る。実施例11(下 記)に示すように、核酸へのポリペプチドの化学的架橋の方法は当該分野で周知 である。本発明の好ましい実施態様では、カーゴは一重鎖アンチセンス核酸であ る。アンチセンス核酸は、それらと相補的である配列の細胞の発現を阻害するの に有用である。本発明の他の実施態様において、カーゴは核酸結合タンパク質に 認識される結合部位を含む二本鎖の核酸である。このような核酸結合タンパク質 の例はウィルス性のトランスアクティベーターである。
天然に存在する旧v−1tatタンパク質(図1)は、16個のアミノ酸の内7 個がシスティンである領域(アミノ酸22−37)を有する。これらのシスティ ン残基は、他のtatタンパク質分子のシスティンに富む領域におけるシスティ ン残基、およびカーゴタンパク質または複合体のカーゴ部分におけるシスティン 残基とで、互いにジスルフィド結合を形成し得る。このようなジスルフィド結合 形成は、カーゴの生物学的な活性の損失を引き起こす。さらに、カーゴ部分にジ スルフィド結合の可能性がない場合でさえ(例えば、カーゴタンパク質がシステ ィン残基を持たない場合)、輸送ポリペプチド間のジスルフィド結合の形成が、 輸送ポリペプチド、輸送ポリペプチド−カーゴ複合体、またはその両方の凝集お よび不溶性を引き起こす。
tatシスティンに富む領域は、カーゴタンパク質の細胞送達に対する天然に存 在するtatタンパク質の使用において、おそらく重大な問題の原因となる。
システィンに富む領域は、tatのインビトロでの二量体化に必要であり、そし て旧V DNA配列のトランス活性化に必要である。従って、tatシスティン に富む領域の除去は、tatの本来の活性(すなわち旧Vの転写および複製の誘 導)を除くのにさらに有利である。しかし、当該分野は、tatタンパク質のシ スティンに富む領域が細胞取り込みに要求されるかどうか教示していない。
本発明は、この領域が本明細書中に記載された輸送タンパク質に存在しないため 、tatシスティンに富む領域に関連する問題が解決される実施態様を含む。こ れらの実施態様において、輸送ポリペプチドまたは輸送ポリペプチド−カーゴ分 子複合体の細胞取り込みは依然として起こる。本発明の好ましい実施態様の1つ の群では、システィンに富む領域の前のアミノ酸配列が、システィンに富む領域 に続くアミノ酸配列に直接融合される。このような輸送ポリペプチドはtatΔ cysと呼ばれ、一般式(tatl −21) −(tat38− n)を有し 、ここでnはカルボキシ末端残基の数、すなわち49−86である。好ましくは 、nは58−72である。下記の実施例から認められるように、tatタンパク 質のシスティンに富む領域の前のアミノ酸配列が細胞取り込みに必要である。好 ましい輸送ポリペプチド(または輸送部分)は、tatタンパク質のアミノ酸3 7−72からなり、そしてtat37−72(配列番号=2)と呼ばれる。化学 的架橋に有用であるので、輸送ポリペプチドのアミノ末端のtat残基37のシ スティンの保持が好ましい。
tatΔcysポリペプチド、tat37−72、および本発明の他の実施態様 の利点は、以下を含む: a)tatタンパク質の本来の活性、すなわち旧Vの転写の誘導が除かれる; b)輸送ポリペプチドのダイマーおよび高マルチマーが避けられる; c)E、coli中でのtatΔcys遺伝的融合の発現レベルが改善され得る ; d)いくつかの輸送ポリペプチド複合体は、溶解度の増加、および取扱いの容易 さに優れていることを示す;そして、e)いくつかの融合タンパク質は、カーゴ 部分による活性が、システィンに富む領域を含む融合物に比較して増加すること を示す。
多(の化学的架橋法が知られており、本発明の輸送ポリペプチドのカーゴ高分子 への複合体化におそらく適用可能である。多(の公知の化学的架橋法は非特異的 である(すなわち、輸送ポリペプチドまたはカーゴ高分子の任意の特定部位に結 合するポイントに向けられない)。つまり、非特異的架橋剤の使用は、機能部位 または立体的にプロ・ンクされて0る活性部特表千7−503617 (8) 位に作用し得、複合タンパク質を生物学的に不活性化する。
本発明の実施において、結合特異性を増加する好ましい試みは、架橋するポリペ プチドの1つまたは両方で1回のみまたは数回見出される官能基に直接化学結合 することである。
例えば、多くのタンパク質の中で唯一チオール基を含むタンパク質アミノ酸であ るシスティンはほんの数回生じる。また、例えば、ポリペプチドかりシン残基を 含まない場合、第一アミンに特異的な架橋剤はそのポリペプチドのアミノ末端に 選択的である。結合特異性を増加するこの試みを首尾よく利用するには、ポリペ プチドがこの分子の生物学的活性を損失することなく変化し得る、この分子の領 域に適格な非常に良い反応性残基を有することが必要である。
下記の実施例に記載したように、架橋反応におけるその関与が、生物学的活性を 妨害しそうなポリペプチド配列部分で起こる場合、システィン残基を置換し得る 。システィン残基を置換する場合、ポリペプチドの折り畳みで生じる変化を最小 にすることが一般的に望ましい。ポリペプチドの折り畳みにおける変化は、置換 体がシスティンと化学的におよび立体的に似ている場合に最小になる。これらの 理由で、セリンがシスティンの置換体として好ましい。下記の実施例に記載した ように、システィン残基は架橋の目的のためにポリペプチドのアミノ酸配列に導 入され得る。システィン残基が導入される場合は、アミン末端またはカルボキシ 末端で、あるいはその近辺での導入が好ましい。このようなアミノ酸配列の改変 には、目的のポリペプチドが化学合成で生成されるのかまたは組換えDNAの発 現で生成されるのかに関わらず、従来の方法が適用される。
架橋剤は、ホモニ官能性(hon+obifunctionaLすなわち同じ反 応を行う2つの官能基を有する)であり得る。好ましいホモ二官能性架橋剤は、 ビスマレイミドヘキサン(rBMHJ)である。
BMHは、緩和な条件(pH6,5−7,7)でスルフヒドリル含有化合物と特 異的に反応する2つのマレイミド官能基を含む。2つのマレイミド基は炭化水素 鎖でつながっている。従って、BlaHはシスティン残基を含有するポリペプチ ドの不可逆的な架橋に有用である。
架橋剤はまた、ヘテロニ官能性(heterobifunctional)であ り得る。ヘテロ三官能性架橋剤は2つの異なる官能基、例えばアミン反応基およ びチオール反応基を有し、フリーのアミンおよびチオールをそれぞれ有する2つ のタンパク質を架橋する。ヘテロ三官能性架橋剤の例は、スクシンイミジル4− (N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−■−カルポキシレー1− (rsl lccJ)、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステ ル(rMBsJ)、およびスクシンイミド4−(+)−マレイミドフェニル)ブ チレート(rSMPBJ)、MBSの延長した鎖のアナログである。これらの架 橋剤のスクシンイミジル基が第一アミンと反応し、チオール反応性マレイミドと 反応して、システィン残基のチオールと共有結合を形成する。
架橋剤はしばしば水中では低い溶解度を有する。スルホン酸基のような親水性部 分を架橋剤に加えて水への溶解度を改善し得る。スルホ−MBSおよびスルホ− 3MCCは水溶性に改変された架橋剤の例である。
多くの架橋剤は細胞内の条件下で本来切断されない複合体を生じる。しかし、い くつかの架橋剤はジスルフィドのような共有結合を含み、それは細胞内の条件下 で切断可能である。
例えば、ジチオビス(スクシンイミジルプロピオネート)(「DSPJ)、トラ ウド試薬(Traut’s reagent)、およびN−xクランイミジル3 −(2−ピリジルジチオ)プロピオネート(rSPDPJ)は周知の切断可能な 架橋剤である。切断可能な架橋剤の使用で、標的細胞への送達後、カーゴ部分を 輸送ポリペプチドから分離し得る。直接的なジスルフィド結合もまた有用であり 得る。
n−γ−マレイミドブチリルオキシースクシンイミドエステル(rGMBsJ) 、およびスルホ−GMBSのような、い(つかの新規の架橋剤は免疫原性が低い 。本発明のいくつかの実施態様において、このような低い免疫原性は有利であり 得る。
上記に記載したものを含む多くの架橋剤は市販で入手可能である。これらの使用 のための詳細な指示は市販者から容易に入手可能である。タンパク質の架橋およ び複合体の調製における一般的な参考文献は、S、S、 long、 Chem istr of Protein Con’u ation and Cros s−Linkin 、 CRCPress(1991)である。
化学的架橋はスペーサーアームの使用を含み得る。スペーサーアームは、分子内 柔軟性を提供するかまたは複合部分間の分子内距離を調節し、それにより生物学 的活性の保持の助けになり得る。スペーサーアームは、スペーサーアミノ酸を含 むポリペプチド部分の形態であり得る。あるいは、スペーサーアームは、「長鎖 5PDPJ(Pierce Chei+、 Co、、 Rockford、IL 、カタログ番号21651 H)におけるように架橋剤の一部であり得る。
本発明の薬学的組成物は、治療用、予防用、または診断用であり得、そして種々 の形態であり得る。これらは、例えば、固体、半固体、および液体の投与剤形( 例えば、錠剤、火剤、散剤、液剤または懸濁剤、噴霧剤、リポソーム、坐剤、注 入可能なおよび浸透可能な溶液、ならびに持続性放出剤型)を含む。好ましい形 態は、意図する投与形態、および治療用、予防用、または診断用の適用に依存す る。本発明の輸送ポリペプチド−カーゴ分子複合体は、従来の投与経路(例えば 、経口、経皮、血管内、筋肉内、病巣内(intralesional)または 噴霧経路)により投与され得る。好ましくは、組成物はまた当業者に公知の従来 の薬学的に受容可能なキャリアおよびアジュバントを含む。
一般的に、本発明の薬学的組成物は、例えばαインターフェロンのような薬学的 に重要なポリペプチドに用いられたのと類似の方法および組成物を用いて、処方 および投与され得る。従来の投与量は、含まれる特定のカーゴに依存して変化す ることが理解される。
本発明の方法および組成物は、ヒトを含むあらゆる生物に適用され得る。本発明 の方法および組成物はまた、動物およびヒトに子宮内で適用し得る。
本発明の多くの薬学的な適用のために、カーゴ分子が成長培地から培養細胞へよ りむしろ、体液から体の組織の細胞へ移動することが必要である。従って、培養 細胞を含む下記の実施例に加えて、本発明者らは、生きている動物への輸送ポリ ペプチド−カーゴタンパク質複合体の静脈注射の後の、種々の哺乳類の器官およ び組織の細胞へのモデルカーゴタンパク質の送達を証明する実施例を提供した。
これらのカーゴタンパク質は、インビボでの細胞への送達後に生物学的活性を示 した。
次の実施例に記載したように、本明細書で提供されたアミノ酸およびDNA配列 情報を用いて、本発明の輸送ポリペプチドを、化学合成または組換えDNA法に より生成し得る。公知のアミノ酸配列を有するポリペプチドの化学合成または組 換えDNA生成の方法は周知である。ポリペプチドまたはDNAの合成のための 自動化装置は市販で入手可能である。宿主、クローニングベクター、DNA発現 制御配列、およびオリゴヌクレオチドリンカーもまた市販で入手可能である。
周知の技術を用いて、当業者は本明細書中に記載の好ましい輸送ポリペプチドの アミノ酸配列に、小さい追加、削除、または置換を容易に行い得る。しかし、こ のような変更は本発明の範囲内であると理解されるべきである。
さらに他のウィルス、例えば旧V−2(M、Guyaderら、「ヒト免疫不全 ウィルス2型のゲノムの構成およびトランス活性化」。
Nature、 326.662−669頁(1987))、ウマ伝染性貧血ウ ィルス(R,Carrollら、「ウマ伝染性貧血ウィルス/ヒト免疫不全ウィ ルス1型工遺伝子キメラの発生によるレンチウィルスtat機能性ドメインノ同 定J、 J、Virol、、 65.3460−67頁(1991)、およびシ ミアン免疫不全ウィルス(1,、Chakrabartiら、「マカク由来のシ ミアン免疫不全ウィルスの配列およびその他のヒトおよびシミアンレトロウィル スとの関係J、Nature、 328.543−47頁(1987);S、  K、Aryaら、「新規なヒトおよびシミアン旧V関連レトロウィルス保有機能 トランスアクティベーター(tat)遺伝子JNature、 328.548 −550頁(1987乃由来のタンパク質が知られている。これらのtatタン パク質由来であり、モしてtat塩基性領域の存在およびtatシスティンに富 む領域の不在を特徴とするポリペプチドが、本発明の範囲内にあることが理解さ れるべきである。
本明細書に記載の発明がさらに十分理解され得るために、次の実施例を記載する 。これらの実施例は単に例示の目的であり、いかようにも本発明を限定するよう に解釈されるべきではないことが理解されるべきである。これらの実施例を通し て、全ての分子クローニング反応は、他に記載のない限り、J、 5aInbr ookら、Mo1ecular C1onin :^Laborator Ma nual、第2版、 Co1d Spring Harbor Laborat ory(1989)の方法に従って行った。
火JJ引よ ”ポリペプチドの お び 紅且L1B プラスミドpTat72を、tat由来輸送ポリペプチドの細菌での生成および 輸送ポリペプチド−カーゴタンパク質融合物をコードする遺伝子の構築のための 開始クローンとした。本発明者らは、^tan Frankel(The Wh itehead In5titute for Biomedical Re5 earch、 Cambridge、 M^)からプラスミドpTat72(F rankelおよびPaboに記載、前出)を得た。プラスミドpTat72は 、旧V−1tatのアミノ酸1位から72位をコードする合成遺伝子の挿入によ り、F、IF、 5tudierら([クローニングした遺伝子の直接発現への T7 RN^ポリメラーゼの使用J、 Methods Enz mol、。
185、60−90頁(1990))のpET−3d発現ベクターから得た。t at=+−ド領域は、E、coliコドン用法を使用し、イソプロピルβ−D− チオガラクトピラノシド(rlPTGJ)で誘導可能なバクテリオファージエフ ポリメラーゼプロモーターにより運ばれる。IPTG誘導後、tatタンパク質 は総E、coliタンパク質の5%を構成した。
UのTatl−72の tatl−72タンパク質を発現するE、 col iを、lO容量の25Io M Tris−HCI(pH7,5)、InM EDT^中に懸濁した。細胞を フレンチプレスで溶解し、10,000Xgで1時間遠心分離にかけ不溶性の残 渣を除いた。上清液をQセファロースファーストフロー(Pharmacia  LKB、 Piscataway、 NJ)イオン交換カラム(20+nl樹脂 /60cl溶解物)にのせた。tatタンパク質を沈殿させる0、531 Na Ctで素通り画分を処理した。50.2o−ター中35.0OOrpfIで1時 間遠心分離することで塩析したタンパク質を集めた。6Mグアニジン−HClで 沈殿を溶解し、50.2o−ター中35.00Orl)Illで1時間遠心分離 することにより清澄化した。清澄化した試料を、611グアニジン−1(C1, 501r1M リン酸ナトリウム(pH5,4)、10oMDTTで平衡化した ^、5アガロースゲル濾過カラムにのせた。次いで、同緩衝液で試料を溶出した 。tatタンパク質含有ゲル濾過画分を、C4逆相HPLCカラムおよびローフ 5%のアセトニトリル、0.1%トリフルオロ酢酸でグラディエンドをかけて溶 出した。
これらの手順を用いて、E、coli培養物1リットル(推定で1リットル当り 6gの細胞)当り約20ngのtatl−72タンパク質を生成した。これは、 全体の約50%の回収率を示した。
5DS−PAGE分析で、tatl−72ポリペプチドは1OkDの1本のバン ドに移動した。精製したtatl−72ポリペプチドは、取り込み/トランス活 性化アッセイで活性であった。このポリペプチドをtat−反応性組織のプラス ミノーゲン活性化因子(rtP八」)リポータ−遺伝子を含むヒト肝癌細胞の培 地に加えた。O,l1Mクロロキンの存在下で、精製tatl−72タンパク質 (100ng/ml)は約150倍のtP八へ現を誘導した。
・7.1ぺ ゛の ″′ 種々の輸送ポリペプチドの化学合成のために、市販の自動化システム(^ppl ied Biosystems 430A型合成機)を用いて、システム製造者 の推奨する手段に従った。HF処理によりブロック基を除去し、従来の逆相)I PLC法により合成ポリペプチドを単離した。全ての合成ポリペプチドの完全性 はマススペクトル分析により確認された。
火土■ニ ーガラ トシダーゼ ム SMCCの^。
β−ガラクトシダーゼのアセチル化(システィンスルフヒドリル基をブロックす る)のために、6.4Bの市販で入手したβ−ガラクトシダーゼ(Pierce  Chem、 Co、、カタログ番号32101G)を、200μm050m1 !のリン酸緩衝液(p)l 7.5)に溶解した。この200μmのβ−ガラク トシダーゼ溶液に、30Iogのヨード酢酸を4+nLの50ff1Mリン酸緩 衝液(pH7,5)に溶解することにより調製した、ヨード酢酸を10μm添加 した。(引き続く実験において、ヨードアセトアミドがヨード酢酸の好適な代替 物であるがわかった。)この反応を、室温で60分間進行させた。次いで、反応 混合物を小G−25(Parfflacia LKB、 Piscataway 、 NJ)ゲル濾過カラムにのせ、モしてボイドボリュームを集めることにより 、未反応のヨード酢酸からアセチル化β−ガラクトシダーゼを分離した。
アセチル化β−ガラクトシダーゼのアミン基のSMCC活性化に先立って、G− 25カラムから集めた酵素の2a+1を、Centric。
n 10(Amicon、 Danvers、 MA)限外濾過装置中で、0. 3+nlまで濃縮した。濃縮したアセチル化β−ガラクトシダーゼに、15μm のジメチルホルムアミド(rDMFj)中に溶解した19μgのスルホ−SMC C(Pierce Chem、 Co、、カタログ番号22322G)を添加し た。
反応を室温で30分間進行させた。次いで、小G−25ゲル濾過カラムを通過さ せることにより、β−ガラクトシダーゼ−SMCCを、DMFおよび未反応のS MCCから分離した。
輸送ポリペプチドのβ−ガラクトシダーゼへの化学的架橋のために、β−ガラク トシダーゼ−3laCC溶液を、200μmの501リン酸緩衝液(pH7,5 )に溶解した、100μgの輸送ポリペプチド(tat172、tat37−7 2、tat38−58GGC,tat37−58、tat47−58GGC1ま たはtatCGG47−58)と混合した。反応を室温で60分間進行させた。
次いで、反応混合物をS−200FIRゲル濾過カラム上にのせ、そしてボイド ボリュームを集めることにより、輸送ポリペプチド−β−ガラクトシダーゼ複合 体を単離した。
このようにして得た輸送ポリペプチド−β−ガラクトシダーゼ複合体は、ウサギ 抗tatポリクローナル抗体を用いて実施した従来のウェスタンプロットおよび ELIS^分析で、tatに対してアッセイされたとき陽性の結果を生じた。ウ ェスタンプロットおよびELIS八分析へ一般的論議は、E、 Harlowお よびD・Lane、 Antibodies: A Laborator Ma nual、 Co1d Spring Harbor Laboratory  (198B)を参照のこと。スパO−ス(Superose) 6 (Phar macia LKB、 Piscataway、 NJ)を用いたゲル濾過分析 は、輸送ポリペプチド−β−ガラクトシダーゼ複合体が、約540.000ダル トンの分子量を有することを示した。輸送ポリペプチド−β−ガラクトシダーゼ 複合体の比活性は、0−ニトロフェニル−β−D−ガラクトピラノシド(rON PGJ)を用いてアッセイしたとき、β−ガラクトシダーゼ出発物質の比活性の 52%であった。0NPGアッセイ手法は、Sambrookら(前出)の16 .66−16.67頁に詳細に記載されている。
−ガー シ −ゼ ム の ”入 複合体を、100μMクロロキンの存在下または非存在下で、HeLa細胞(A TCC番号CCL2)の培地に、20 μg/a+1で添加した。細胞を、37 ℃75.5%、COtで、4−18時間インキュベートした。細胞を、リン酸緩 衝化生理食塩水(rPBSJ)中の、2%ホルムアルデヒド、0.2%グルタル アルデヒドを用いて4°Cで5分間おいて固定化した。次いで、細胞をPBS中 で’l mM MgCl2で3回洗浄し、そしてそれらを37℃でX−galを 用いて染色した。X−galは、β−ガラクトシダーゼによる切断に際し青色の 生成物を生じる、無色のβ−ガラクトシダーゼ基質(5−ブロモ−4−クロロ− 3−インドリルローガラクトシド)である。用いたX−gal染色溶液は、5v Mフェリシアン化カリウム、5 mMフェロシアン化カリウム、および2 mM  MgC1zを含むPBSのlnlあたり、1 mgのX−gal(Bio−R ad、 Richmond、 C^、カタログ番号170−3455)を含有し た。
染色した細胞を、400倍までの倍率で顕微鏡検査した。このような顕微鏡検査 は、抜染色および細胞質染色を示した。
tat37−72−β−ガラクトシダーゼ複合体またはtatl−72−β−ガ ラクトシダーゼ複合体を添加した細胞は、暗青色に染色された。β−ガラクトシ ダーゼ活性は、15分程度の展開時間後に観察され得た。比較のために、β−ガ ラクトシダーゼ活性が、β−ガラクトシダーゼ遺伝子のトランスフェクションに より細胞内に導入されたときは、少なくとも6時間の染色展開時間が、通常、必 要とされることに注目すべきである。
クロロキン処理細胞中で、核染色の強度は、よりわずかに大きかったが、クロロ キン非存在下で核染色が見られた。複合体を形成していないβ−ガラクトシダー ゼで処理されたコントロール細胞は、検出可能な染色を示さなかった。
ジスル ゛に ot″ ム 各β−ガラクトシダーゼテトラマーは、輸送ポリペプチドのシスティン残基への 直接ジスルフィド結合に使用され得る12のシスティン残基を有する。tat3 7−72のスルフヒドリルを還元および次いで保護するために、1.8 i+g (411nl0ole)のtat37−72を、l+nlの、50ffll!リ ン酸ナトリウム(pH8,0)、15011M Nacl、2nM EDT^に 溶解し、そしてこの溶液を、Reduce−1mmカラム(Pierce Ch eTn、 Co−1Rockford、 IL)にかけた。室温で30分後、t at37−72を、カラムから、同緩衝液の1の1のアリコート(aliqou ts)を用いて、O,1nlのloml[5,5°−ジチオ−ビス(2−ニトロ 安息香酸)(rDTNBJ)を含むチューブに溶出した。還元tat37−72 ポリペプチドを3時間DTNBの存在下で静置した。次いで、9 r+lのセフ ァデックスG−10カラム(Phari+acia LKB、 Piscata way、 NJ)上のゲル濾過により、tat37−72−TNBから未反応の DTNBを除去した。5+ngのβ−ガラクトシダーゼを、0.5clの緩衝液 に溶解し、そしてそれを、9 mlのセファデックスG−25カラム(Phar fflacia LKBSPiscataway、 NJ)上で脱塩し、3.8 (1$cβ−ガラクトシダーゼ/nl緩衝液を得た。脱塩したβ−ガラクトシダ ーゼ溶液の0.51111のアリコートを、0.25+nlまたは0.5o1の tat37−72−TNBii製液と混合し、そして室温で30分間おいて、直 接ジスルフィド架橋反応を進行させた。9 inlのセファクリルS−200カ ラム上のゲル濾過により、未反応のtat37−72−TNBを、β−ガラクト シダーゼ複合体から除去した。架橋反応の程度を、遊離したTNBに起因する4 12r+a+での吸光度を測定することにより間接的にモニターした。このよう にして生成された直接ジスルフィド複合体を、細胞に取り込ませた(データは示 さず)。
5PDP いた 口 t゛ ム ヘテロ2官能性の架橋試薬(rSPDPJ)を用いた。この試薬は、切断可能な ジスルフィド結合を含み、以下の間に架橋を形成する=(1)β−ガラクトシダ ーゼの第一アミン基、およびtatl−72(代謝的に111Sで標識された) のシスティンスルフヒドリル;または(2)ローダミンで標識されたβ−ガラク トシダーゼの第一アミン基、およびtat37−72のアミノ末端システィンス ルフヒドリル。
tatl−72複合体化のために、5IIIgのβ−ガラクトシダーゼを、0、 5nlの、501!IM リン酸ナトリウム(pH7,5)、150IM Na C1,2am MgC1t中に溶解し、そして9a+1のセファデックスG−2 5カラム(Pharmacia LKB、 Piscataway、 NJ)上 でβ−ガラクトシダーゼを脱塩した。脱塩したβ−ガラクトシダーゼを、室温で 2時間、88倍モル過剰のヨードアセトアミドで処理し、フリーのスルフヒドリ ル基をブロックした。未反応のヨードアセトアミドをゲル濾過により除去した後 、ブロックされたβ−ガラクトシダーゼを、10倍モル過剰の5PDPを用いて 室温で処理した。2時間後、限外濾過([l1trafree 30、Mill ipore、 Bedford、 M^)により緩衝液を交換した。次いで、4 倍モル過剰の標識されたtatl−72を添加し、そして架橋反応を、−晩、室 温で進行させた。未反応のtatl−72を、9II11のセファクリルS−2 00カラム上のゲル濾過により除去した。標識されたtatl−72の既知の比 活性を用いると、β−ガラクトシダーゼテトラマーあたり、1.1のtatl− 72ポリペプチドが架橋されていると計算された。0NPGアツセイを用いて、 複合β−ガラクトシダーゼはその酵素活性の100%を保持することが分かった 。細胞に取り込まれた放射活性およびX−gal染色の測定を用いて、複合体が 、培養FleLaHeLa細胞まれたことを実証した。
tat37−72複合体化のために、ヨードアセトアミド処理(100:lヨー ドアセトアミドモル過剰)の前に、室温で1時間、ローダミンマレイミドの5= 1のモル比でβ−ガラクトシダーゼを標識したことを除いて、上記段落中で記載 の手順を用いた。架橋反応では、20:lの5PDP比、およびl0=1のta t37−72比を用いた。この複合生成物は、約5つのローダミン分子を有しく [IV吸光度による)、そしてβ−ガラクトシダーゼテトラマーあたり約2個の tat37−72部分を有する(ゲル濾過による)と推定された。この手順から の複合体は、初期β−ガラクトシダーゼ酵素活性の約35%を保持した。X−g al染色およびローダミン蛍光を用いて、5PDP複合体が培養されたHeLa 細胞に取り込まれることを実証した。
K五孤ニ ーガラ シ −ゼ ム いた 複合体の半減期測定および生体分布分析のために、200μgの、SMCC−β −ガラクトシダーゼ(コントロール)またはtatl−72−β−ガラクトシダ ーゼのいずれかを静脈(rrVJ)注射により、Ba1b/cvウス(Jack son Laboratories)の尾静脈に、クロロキンと共にまたはなし で、注射した。30分までの間隔で血液試料を集めた。30分後、動物を殺し、 そして組織化学的分析のために器官および組織を取り出した。
0NPGアツセイにより血液試料中のβ−ガラクトシダーゼを測定した。0NP Gアツセイ手順は、Sambrookら(前出)の16.66−16、67頁に 詳細に記載されている。β−ガラクトシダーゼおよびtatl−72−β−ガラ クトシダーゼは、速やかに血流から浄化された。それらの半減期は、3−6分と 推定した。これらの実験的比較は、tatl−72輸送ポリペプチドの複合体化 は、血液からのβ−ガラクトシダーゼのクリアランス速度にほとんどまたは全く 影響しないことを示した。
輸送ポリペプチド−β−ガラクトシダーゼ複合体の細胞取り込みを検出するため に、殺した動物(前出)から、薄い凍結組織切片を調製し、実施例2(前出)に 記載されたように固定化を行い、そしてそれらを標準X−gal染色法に供した 。肝臓、膵臓および心臓が強く染色された。肺および骨格筋はより弱く染色され た。脳、膵臓、および腎臓は、検出可能な染色を示さなかった。高出力の顕微鏡 検査により、組織への血液供給を取り囲む内皮細胞であると思われる細胞、そし て幾つかの場合には、核の強い染色が示された。
大JL医」− 一ガー シ −ゼーポI ル ニン ム ゛ −ガー シ −ゼーポ+1シン  ム い ・験 本発明のtat由来輸送ポリペプチドの有効性と塩基性アミノ酸単純ポリマーの 有効性とを比較するために、市販で入手可能なポリアルギニン(Sigma C hem Co、、St、 Louis、 MO,カタログ番号P−4663)お よびポリリシン(Sigmaカタログ番号P−2658)を、上記の実施例2に 記載したように、β−ガラクトシダーゼに複合体化した。この複合体を、クロロ キンと共におよびなしで、HeLa細胞の培地に、■−30μg/nlで添加し た。複合体とのインキュベーションに続いて、上記の実施例2に記載したように 、細胞を固定化し、染色し、そして顕微鏡検査した。
ポリリシン−β−ガラクトシダーゼ複合体では、低レベルの表面染色が得られた が、核染色は得られなかった。ポリアルギニン−β−ガラクトシダーゼ複合体で は、強い全体の染色が得られたが、tatl−72−β−ガラクトシダーゼ複合 体およびtat37−72−β−ガラクトシダーゼ複合体より弱い核染色を示し た。ポリアルギニン−β−ガラクトシダーゼ複合体の細胞表面結合と、実際のイ ンターナリゼーションを区別するために、固定化および染色手順の前に、細胞を トリプシン(一種のプロテアーゼ)で処理した。トリプシン処理は、ポリアルギ ニン−β−ガラクトシダーゼ処理細胞のX−gal染色の大部分を除去し、よっ てポリアルギニン−β−ガラクトシダーゼ複合体は、実際にインターナリゼーシ ョンしているよりはむしろ、細胞の外側表面に結合していたことが示された。対 照的に、tatl−72または37−72−β−ガラクトシダーゼ複合体に曝さ れた細胞は、トリプシン処理にかかわらず染色され、よってβ−ガラクトシダー ゼのカーゴは、細胞の内側にあり、そしてトリプシン消化から保護されたことが 示された。複合体化していないβ−ガラクトシダーゼで処理されたコントロール 細胞は、検出可能な染色を示さなかった。
K11 °ワサビペルオ シ −ゼ ム 化生皿l且 tatl−72−HRP複合体およびtat37−72−HRP複合体を生成す るために、市販の入手可能なHRPのカップリングキット(1+nmunopu re?レイミド活性化)IRP%Pierce Cheffl、 Co、、カタ ログ番号31498G)を用いた。キット中で提供されるHRPは、フリーの一 8H基に選択的に反応性の形態にある。(システィンは、20のタンパク質アミ ノ酸のなかで、フリーの一3H基を有する唯一のアミノ酸である。) tatl −72を含む輸送ポリペプチド−1’lRP複合体実験では、上記の実施例1に 記載したように、tatl−72出発物質を、E、coli中で産生じ、そして それをHPLCにより精製した。精製tat l−72(TF^/アセトニトリ ル中に溶解した)の200μgを凍結乾燥し、そして100μmの100+nM  HEPES緩衝液(pH7,5)、0.5nM EDTA中に再溶解した。5 0μmのtatl−72溶液またはtat37−72溶液を、250mM )リ エタノールアミン(pH8,2)中の50μmのInnunopure HRP (750tt gの酵素)に添加した。反応を室温で80分間進行させた。これ らの条件下で、約70%のHRPが化学的にtatl−72分子に結合した。結 合反応の程度は、5DS−PAGE分析によりモニターした。
HRP ム の ゛入 複合体を、100μMのクロロキンの存在下または非存在下で、HeLa細胞の 培地に20μg/mlで添加した。細胞を、37℃75.5%C02で、4−1 8時間インキュベートした。HRP染色を、4−クロロ−1−ナフトール(Bi o−Rad、 Richfflond、 CA、カタログ番号170−6431 )および過酸化水素)IRP基質を用いて展開した。引き続く実験で、4−クロ ロ−1−ナフトールをジアミノベンジジン(SigmaChem、 Co、、S t、 Louis、 MO)に置き換えた。
輸送ポリペプチド−11RP複合体を添加した細胞は、細胞結合HRP活性を呈 示した。短時間複合体に曝すことにより、小さな斑点状の染色パターンを得、こ れは多分、エンドサイト−シス小胞(endocytic vesicle)中 のHRPを反映している。より長くインキュベーションを行った後、核および細 胞質染色の拡散を観察した。複合体化していないHRPで処理されたコントロー ル細胞は、検出可能な染色を示さなかった。
尖m PE ADPリボシルヒトメイン ム E、coli中で、シュードモナス内毒素(rPEJ)を、その全長形態、およ びそのADPリボシル化ドノドメイン態の両方で、クローニングし、そして発現 させた。輸送ポリペプチド−PE複合体を、遺伝的融合および化学的架橋の両方 で生成した。
ヱiム主上11 プラスミドpTat70(Apal)を構築するため、Baff1H1およびE c。
R1でpTat72を消化し、そして以下の合成オリゴヌクレオチドからなる二 本鎖のリンカ−を挿入することにより、tatオープンリーディングフレーム中 に唯一の^pa1部位を挿入した二番号:9)。
リンカ−は、tatのC末端であるLysG 1nstopをGlyProSt opと置換した。リンカ−はまた、PE配列中の天然に存在する^pa1部位に より、tat配列のPE ADPリボシル化ドノドメインコード配列フレームが あった、融合に適した唯一の^pa1部位を付加する。プラスミドpTat70 PE(配列番号:10)を構築するために、プラスミドCD4(181)−PE (392)から、PE ADPリボシル化ドノドメインードする^pal−Ec oRIフラグメントを取り出した。プラスミドCD4(181)−PE(392 )の構築は、G、 finklerら(rCD4−シュードモナス外毒素ハイブ リッドタンパク質:構造設計および細胞インターナリゼーションの特徴付けによ る効力および治療側面の調節」、^IDs Re5earch and Hum an Retroviruses、 7.393−401頁(1991))に記 載されている。^pal−EcoRI7ラグメントを、ApalおよびEcoR Iで消化したpTat70(Apal)中に挿入した。
プラスミドpTat8PE(配列番号=11)を構築するために、pTat70 PEから214塩基対のNde I−^pa+フラグメントを取り出し、そして それを、Nde+および^pal付着末端を有しtat残基1−4および67− 70をコードしそして以下の合成オリゴヌクレオチドからなる、二本鎖のリンカ −と置換した: ハエト」4口り製 pTat8−PE構築物の発現は、tatタンパク質のアミノ酸ト4および67 −70に融合したPE ADPリボシル化ドノドメインポリペプチドじた。pT at8−PE発現産物(rtat8−PEJ)を、以下に記載の化学的架橋実験 において、PE A叶すボシル化ドメイン部分(および複合体化していないコン トロール)として取り扱った。8つのtatアミノ酸に対するコドンは、便宜上 選択されたクローニング手順からの人工構築物である。このPE ADPリボシ ル化ドノドメイン合した、8つのtatアミノ酸は、輸送活性を有さなかった( 図2)。
tat8−PEの精製のために、50rnMトリスー HCI(pHa、 O) 、2m1iEDT^の20 ff1l中に、4.5gのpTat8−PE−形質 転換E、coliを懸濁した。フレンチプレスで細胞を溶解し、そしてS^60 0ローター中で、10.00Orpmで1時間の遠心分離により不溶性残渣を除 去した。大部分のtat8−PEは上清液中にあった。この上清液を、3+nl のQ−セファ0−スフアーストフo −(Pharmacia LKB、 Pi scataway、 NJ)イオン交換カラムにのせた。試料をのせた後、カラ ムを50nli )リス−HCI(pH8,0)、2 mM EDTAで洗浄し た。
カラムの洗浄後、1100o、 200a+M、および400+nMのNaC1 を含む同一の緩衝液を用いて、ステップグラディエント溶出を行つた。
tat8−PEは、200 mM NaC1で溶出した。イオン交換クロマトグ ラフィーに続いて、さらに、スーパーデックス(superdex)75FPL Cカラム(Phari+acia LKB、 PiscatavaySNJ)上 でのゲル濾過によりtat8−PEをさらに精製した。ゲル濾過カラムを、50 JHEPES(pH7,5)を用いて平衡化した。次いで、試料を加え、平衡化 緩衝液を用いて0.34m1/分で溶出を行った。1.5分の画分を集め、そし て−70℃でtat8−PE画分を貯蔵した。
n遷」1匹束碧 PE ADPリボシル化ドノドメインシスティン残基を有さないので、輸送ポリ ペプチド−tat8−PE複合体化にスルホ−3MCC(Pierce Che rl、 Co、、Rockford、 ILカタログ番号22322 G)を用 いた。複合体化は、2工程反応手順で行った。第1番目の反応工程では、tat 8−PE(釦g/il)を、lonMスルホ−8IICCを有する50nll  1(EPES(pH7,5)中、室温で40分間処理した。(スルホ−S!IC Cヲ、1ソ旺PE5Sp)l 7.5中(7)100IMストック溶液として反 応液に添加した。) tat8−PE−スルホ−3MCCを、未反応のスルホ− 8MCCから、25 fi+M HEPES (pH6,0)、25mM Na C1で平衡化したPGDGカラム(Bio−Rad、 Richnond、 C ^)上のゲル濾過により分離した。第2番目の反応工程で、tat8− PE− スルホ−3IICC(1゜5+ng/ml 1oOn+M HEPES (pH 7,5)、ld EDTA)を、精製tat37−72(600IM最終濃度) と、室温で1時間反応させた。架橋反応を停止するために、システィンを添加し た。架橋反応生成物を、5DS−PAGEにより分析した。約90%のtat8 −PEが、これらの条件下で、tat37−72輸送ポリペプチドに架橋した。
複合生成物の約半分が、1つの輸送ポリペプチド部分を有し、そして約半分が、 2つの輸送ポリペプチド部分を有した。
PEADPl、:シル の ・セ PEリボシル化ドメインは、輸送ポリペプチドへの複合体化後、その生物学的活 性(すなわち、破壊的なリポソーム改変)を保持したことを確かめるために、輸 送ポリペプチド−PE八へPリボシル化複合体のインビトロ(すなわち、無細胞 )翻訳に対する効果を試験した。各インビトロ翻訳実験のために、新鮮な翻訳調 合液(cocktail)を調合し、そしてそれを氷上で保存した。インビトロ 翻訳調合液は、200μlウサギ網状赤血球溶解液(Promega、 Mad isonSll)、2μl 1Oi11 ZnC1*(必要に応じて)、メチオ ニンを除り20のタンパク質アミノ酸混合物の4μm、および20μm8″S− メチオニンを含んでいた。9μlの翻訳調合液に、1〜1000 ngの輸送ポ リペプチド−PE複合体(好適にはlμlの容量で)またはコントロールを添加 し、そしてこの混合液を、30°Cで60分間プレイシキュベートした。次いで 、0.5μlのBMV RNAを各試料に添加し、そして、30℃でさらに60 分間インキュベートした。試料あたり50%グリセロールの5μmを添加した後 、試料を一70℃で貯蔵した。5DS−PAGE法により、インビトロ翻訳反応 生成物を分析した。SDSゲル上の各レーンあたり、2μmの各翻訳反応混合物 (適切な容量の5DS−PAGE試料緩衝液を添加して)をのせた。電気泳動後 、フルオログラフィーにより、18Sを含むインビトロ翻訳生成物を可視化した 。
上記段落中に記載した手法を用いて、tat170輸送ポリペプチドに遺伝子的 に融合されたPE ADPリボシル化ドノドメイン生物学的活性を有さない、す なわち、インビトロ翻訳を阻害しないことが分かった。これに対し、同一の手順 を用いて、tat37−72輸送ポリペプチドに化学的に架橋されたPE AD Pリボシル化ドノドメイン完全な生物学的活性を保持した、すなわち、複合体化 していないPE ADPリボシル化ドノドメインコントロール同様インビトロ翻 訳活性を阻害したことが分かった(図2)。
PE ADP Iボシル の 1 ・・セtat37−72−PE ADPリボ シル化ドノドメイン複合体わるさらなる試験において、複合体を、100μ菖ク ロロキンの存在下または非存在下で、培養FIeLa細胞に添加した。次いで、 細胞抽出物中のトリクロロ酢酸(rTcAJ)沈澱性の放射活性により示される ように、インビボタンパク質合成を測定することにより細胞毒性をアッセイした 。
この細胞毒性アッセイは以下のように行った。tleLa細胞層を破壊し、細胞 を遠心分離し、そしてそれらを培養液に2.5x lo’/lll+1の密度で 再懸濁した。24ウエルプレートを用いるときウェルあたり0.5n+1の懸濁 液を、または48ウエルプレートを用いるときウェルあたり0.25m1の懸濁 液を用いた。細胞を沈降させるために少なくとも4時間放置した後、100μl のPBS中に溶解した、複合体または複合体化していないコントロールをウェル に添加した。これら細胞を、複合体またはコントロールの存在下で、37°01 60分インキュベートし、次いで、各細胞に0.5+nlの新鮮培地を添加し、 そしてさらに5−24時間細胞をインキュベートした。このインキュベーション に続いて、各ウェルから培地を除去し、そして約0.5mlのPBSで1回細胞 を洗浄した。次いで、lμCiのS″S−メチオニン(Amersham1イン ビボ細胞標識グレードSJ、 1015)を、ウェルあたり100μlあたり添 加し、これら細胞を2時間インキュベートした。
2時間後、放射活性培地を除去し、そして細胞を3回踏5%TCAを用いて、そ して次いで1回PBSを用いて洗浄した。100μmの0.5 M NaOHを 各ウェルに添加し、そして少なくとも45分間、細胞溶解そしてタンパク質溶解 が起こるように放置した。次いで、50μmのl M I(C1を各ウェルに添 加し、そして各ウェルの全内容物を、放射活性の液体シンチレーション測定のた めにシンチレーション液に移した。
クロロキンの非存在下では、輸送ポリペプチド−PE ADPリボシル化ドノド メイン複合体いた処理に応じて(複合体化していないPE ADPリボシル化ド ノドメインいた処理に応じてではなく)細胞タンパク質合成の、明瞭な投与量依 存性の阻害があった。これらの結果は図2に要約される。tat37−72に複 合体化されたとき、PE八へPリボシル化ドメインは、tatl−72に複合体 化したときより3〜lO倍効果的に輸送されるようであった。
さらに、輸送ポリペプチドtat3B−58GGC,tat37−58、tat 47−58GGC,およびtatCGG−47−58もまた、PE ADPリボ シル化ドノドメイン合体化した。これら複合体のすべては、生物学的に活性なP E ADPリボシル化ドノドメイン胞取り込みの結果をもたらした(データ示さ ず)。
火嵐勇ユ リボヌ レアーゼ ム 化坐五呈」 7、2ff1gのウシ膵臓リボヌクレアーゼASType12A(Sigma  Chem、 Co、、St、 Louis、 MO、カタログ番号R5500) を、200μIPBS(pi(7,5)中に溶解した。このリボヌクレアーゼ溶 液に、1゜4 mg、のスルホ−3MCC(Pierce Chem、 Co、 、RockfordSIL、カタログ番号223228)を添加した。ポルテッ クスで撹拌した後、反応を室温で1時間進行させた。未反応のS肛Cを、リボヌ クレアーゼ−3MCCから、反応混合液を9+nlのPBDGカラム(Bio− Rad、Richmond、 C^)を通過させ、そして0.5m1画分を集め ることにより除去した。ボイドボリュームのピーク画分(リボヌクレアーゼ−3 MCC複合体を含む)を、280nfflでのUV吸光度をモニターすることに より同定した。プールしたりボヌクレアーゼーSMCC含有画分を5つの等量の アリコートに分けた。4つのりボヌクレアーゼー3MCCアリコートの各々に、 以下のtat残基に相当する化学合成輸送ポリペプチドを添加した: 37−7 2(r37−72」)、 3B−58、プラス、カルボキシ末端のGGC(r3 8−58GGCJ) ; 37−58(rCGG37−58J) ;または47 −58、プラス、アミノ末端(rCGG47−58」)のCGG0輸送ポリペプ チドリボヌクレアーゼ複合体化反応を、室温で2時間、そして次いで4°Cで一 晩進行させた。lo−20%グラディエンドゲル上の5DS−PAGEにより反 応生成物を分析した。架橋効率は、輸送ポリペプチドtat3B−58GGC, tat37−58、およびtatCGG47−58に対しては約60%、そして tat37−72に対しては40%であった。改変種の中では、72%が1つの 、そして25%が2つの輸送ポリペプチド置換体を含んでいた。
Tat37−72− ’ボヌ し −ゼ ム の ゛入細胞を、10%のドナー 子ウシ血清およびペニシリウム/ストレプトマイシンを補充したダルベツコの改 変イーグル培地において、組織培養インキュベーター中、37°Cで維持した。
細胞の取り込みア、ツセイのために、24ウエルプレート中に106細胞をプレ ートし、それらを−晩培養させた。これらの細胞をダルベツコのPBSで洗浄し 、そして80μ輩クロロキンを含む300μlのPBS中に溶解したりポヌクレ アーゼ複合体を、0.1O120,40、および80μg#nl濃度で添加した 。37°Cで1.25時間のインキュベーションの後、750μmの成長培地を 添加し、そしてさらに細胞試料を一晩インキユベートした。−晩のインキュベー ションの後、細胞をPBSを用いて1回洗浄し、そしてそれらを311Sメチオ ニン(1μCi/ウエル)を含む、メチオニンなしの最小必須培地(Flow  LabsX250μl/ウェル)中で1時間インキュベートした。放射活性メチ オニンを用いた1時間のインキュベーションの後、この培地を除去し、そして細 胞を3回、5%TCA(l ml/ウェル/洗浄)で洗浄した。次いで、ウェル あたり250μmの0.5M NaOHを添加した。室温で1時間後、各ウェル の内容物の200μmをシンチレーションバイアルにピペットで移し、100μ mのIM HCIおよび4a+1のシンチレーション液を添加した。各バイアル の内容物を完全に混合した後、液体シンチレーションカウンティングにより、各 試料中の放射活性を測定した。
細胞取り込みの結果を図3に要約する。輸送ポリペプチドtat3B−58GC ,Cは、tat37−72と同様に、またはわずかに良好に機能した。輸送ポリ ペプチドtatCGG47−58は減少した活性を有した(データ示さず)。こ のポリペプチドが減少した取り込み活性を有したか否か、またはりボヌクレアー ゼへの塩基性領域の近接が酵素活性を妨害したか否かは不明である。
カチオン交換クロマトグラフィ(BioCAD、 perfusion chr ow+atography 5ystea+、PerSeptive Bios ystew+s)を用いて、1つまたは2つの輸送ポリペプチド部分を有するリ ボヌクレアーゼ複合体を精製した。
良直五l ンバ ナーゼΔインヒビ − ヘ勝 化茎庭呈1 タンパク質キナーゼAインヒビター(rPKAl」)ペプチド(アミノ酸20個 )をBachem Ca1ifornia(Torrence、 CA)から購 入した。
PKAIの輸送ポリペプチドへの化学的架橋のために、スルホ−菖BS(1h+ Mで)またはスルホ−SMPB(15mMで)のいずれかを使用した。
これらの架橋試薬はいずれも、チオール基および一級アミン基に対してヘテロニ 官能性である。PKAIにはりシン残基およびシスティン残基がないので、スル ホ−輩BSおよびスルホ−SMPBはいずれも、選択的にPKAIのアミノ末端 への架橋を標的にする。PKA1を2 mg/mlの濃度で、50nMのHEP ES(pH7,5)、251MのNaC1と共に、室温で50分間、これらの架 橋試薬のいずれかと反応させた。スルホ−1!BS反応混合物は、スルホ−MB Sを1h+M、およびDMFを20%含有していた。スルホ−SMPB反応混合 物は、スルホ−SMPBを15+nll、およびジメチルスルホキシド(rDM sOJ)を20%含有していた。このPKAI−架橋剤付加物を、C4カラムを 用いる逆相[(PLCによって精製した。0.1%のトリフルオロ酢酸を含有す るアセトニトリルの20〜75%の勾配を用いて、04カラムから試料を溶出さ せた。凍結乾燥によって付加物からアセトニトリルおよびトリフルオロ酢酸を除 去し、そしてこの付加物を25c+MのHEPES(pH6,0)、25m1l のNaC1に再溶解した。tatl−72またはtat37−72を添加し、そ してIMのBEPES(pH7,5)を添加して100mMにすることによって 、反応混合物のpi(を7.5に調整した。その後、架橋反応を室温で60分間 進行させた。
輸送ポリペプチド二PKへ■比を変えることによって、架橋の程度を調節した。
5DS−PAGEによって架橋反応生成物を分析した。tat37−72を用い たときは、単一の新たな電気泳動バンドが架橋反応で生成した。この結果は、1 分子のtat37−72が、1分子のPKA Iに付加することと一致した。t atl−72を用いたときは、6個の新たな生成物が架橋反応で生成した。この 結果は、tatl−72に複数のシスティン残基が存在する結果として、tat l−72ポリペプチド1個あたりに複数のPKAI分子が付加することと一致す る。PKAIをモルで大過剰に架橋反応に添加したとき、tatl−72の1個 につき5個または6個のPKA 1部分を有する複合体だけを得た。
PKAI こついてのインビ ロlン ・・セPKA Iの生物学的活性の保持 について、スルホ−MBSによって架橋した複合体を試験するために、インビト ロのリン酸ア・ンセイを用いた。このアッセイでは、ヒストンVを、PKAI( またはPKAI複合体)の存在または非存在下の、タンパク質キナーゼへによる リン酸化の基質として供した。次いで、5O8−PAGEを用いて、リン酸化の 程度におけるPKAIに依存する差異をモニターした。それぞれの反応において 、PKA IまたはPKAI複合体の墓を変えて、タンパク質キナーゼへ(Si gma)の触媒サブユニット5単位と、37°Cで30分間インキュベートした 。ア・ンセイ反応混合物は、2411IMの酢酸ナトリウム(pH6,0)、2 5+++MI7)MgC15,1100IのDTT、50μCiの[γ−32p コATP、および2μgのヒストン■を全反応容積40μm中に含有していた。
このアッセイを用いて、tatl−72またはtat37−72に複合体化体イ ヒしたPKAIは、非結合PKA Iと同様に、リン酸化を阻害することを見出 した(データは示さない)。
綴10二り土ヱー PKAIおよび輸送ポリペプチド−PKA I複合体の細胞取り込みを試験する ために、cAMP応答性発現制御配列の制御下にあるクロラムフェニコールアセ チルトランスフェラーゼ(rcATJ)リポータ−遺伝子を含有する培養細胞を 用いた。このようにCAT活性を測定することによってタンパク質キナーゼAの 活性を間接的に定量した。このアッセイは、J、 R,Groveらによって詳 細に説明されている(「組換えタンパク質キナーゼインヒビターを用いた、予備 結合(Probind)cAMP関連遺伝子発現」、Mo1ecular As  eats of Ce1lular Re ulation Vol、6.  P、CohenおよびJ、G、Folkes!5Elsevier 5cien tific、 Aa+5terdaIn、 pp、173−95 (1991乃 。
このアッセイを用いて、PKAIまたは輸送ポリペプチド−PK^■複合体の全 てに活性がないことを見出した。この結果は、PKA 1部分が、細胞中に入る 際、急速に分解を受けているかもしれないということを示唆した。
PKAI Tat37−72− −−− シ −ゼ の本発明者らは、以前に、 tat37−72−β−ガラクトシダーゼの細胞取り込みがクロロキンに依存性 がないことを見出した(上記実施例2)。それ故に、急速分解に対してPKAI を保護することができるように、PKAIをtat37−72−β−ガラクトシ ダーゼに架橋した。
β−ガラクトシダーゼを、室温で30分間、20ffiliのDTT(還元剤) で処理し、そしてMES緩衝液(pH5)中のG50カラムでのゲル濾過によっ てDTTを除去した。還元したβ−ガラクトシダーゼをSMPB活性化したPK AI(上記)とpH6,5で60分間反応させた。
残存するフリーのスルフヒドリル基をブロックするために、N−エチルマレイミ ドまたはヨードアセトアミドを添加した。
5DS−PAGE分析は、β−ガラクトシダーゼの少なくとも95%が結合した ことを示した。結合したβ−ガラクトシダーゼ生成物の約90%が、サブユニッ トあたり1個のPKAIを含有し、そして約lO%が2個のPKAIを含有して いた。PKA I−β−ガラクトシダーゼ複合体を10倍モル過剰のスルホ−3 MCCで処理した。
次に、このPKAI−β−ガラクトシダーゼ−3MCCをtatl−72と反応 させた。5DS−PAGE分析によって、PKAI−β−ガラクトシダーゼ:  tatl−72の比は、1:0.5であるように思われた。最終生成物的100 μgを生成した。沈殿の問題のために、溶液中の最終生成物の濃度は、100μ g/nlに制限された。
去JL医J− Eelプレーサ−ム 輸送ポリペプチド−E2リプレッサー複合体の細胞取り込みおよびE2リプレッ サー活性を試験するために、E2依存性のリポータ−プラスミドおよびE2発現 プラスミドを、SV40で形質変換されたアフリカミドリザル(African  green i′1onkey)腎臓(rcO37J)細胞に、同時にトラン スフェクトした。次に、トランスフェクトした細胞を、輸送ポリペプチド−E2 リプレ・ノサー複合体(遺伝子融合または化学的架橋によって作製した)、また は適切なコントロールに曝した。以下に記載の抑制アッセイは、本質的にBar soufflらによって説明されて(する(前出)。
・・セイ 己 CO37細胞をアメリカンタイプカルチャーコレクション、R。
ckville、 MD(ATCC番号CRL 1651)から得た。このCO 37細胞を、10%の胎仔ウシ血清(JRHBiosciences、 Len exa、 KS)および4mMグルタミン(「成長培地」)を含むダルベツコの 改変イーグル培地(GrBCO,Grand l5land、 NY)で増殖さ せた。細胞のインキュベーション条件は、37℃でC0y5.5%であった。
・・セ −スミ′ E2依存性リポータ−プラスミド、すなわちpXB332hGHは、切形SV4 0初期プロモーター(3個の上流E2結合部位を有する)によって作動する、ヒ ト成長ホルモンリポータ−遺伝子を含有していた。このhG[lリポータ−プラ スミド、すなわちpXB332hGFIをBarsouIoらの記載(前出)に 記載のように構築した。
完全長のHPV E2遺伝子の発現のために、プラスミドpAtlE2(図4) を構築した。プラスミドpAHE2は、上流のSV40エンハンサ−によって増 強されたアデノウィルス主要後期プロモーターに作動可能に連結されたRPV株 16からのE2遺伝子を有する。
プラスミドpHPV1B(pBR322中にクローン化された完全長のBPV1 6ゲノム)からFIPV E2遺伝子を単離した。この遺伝子は、M、Durs tら、「子宮頚癌から得た乳頭腫ウィルスDNAおよび種々の地理的領域から得 た癌生体検査試料におけるその罹患率」、?roc、Natl、Acad、 S ci、USA、80、pp、 3812〜15(1983)に、Tthllll  −Aselフラグメントとして記載されている。HPv16ゲノムにおいて、 Tthllllはヌクレオチド2711で切断し、そしてAselはヌクレオチ ド3929で切断する。D N AポリメラーゼIクレノウ反応で、Tthll ll−^selフラグメントの末端を平滑化し、そしてBam旧リンカ−(Ne w England Biolabs、カタログ番号1021)を連結した。こ のリンカ−を有するフラグメントをBamHI切断プラスミドpBG331に挿 入して、プラスミドpAHE2を作製した。
プラスミドpBG331は、SV40ポリアデニル化シグナルの下流のBam旧 部位がないこと以外は、pBG312(R,L、 Cateら、[ミュータ−( 1[ullerian)阻害物質のための、ウシおよびヒト遺伝子の単離、なら びに動物細胞でのヒト遺伝子の発現」、Ce1l、45゜685−98頁(19 86))とrifl シテ、プロモーターと5v40イントロンとの間のBam 旧部位が唯一になる。pBG312をBan旧で部分的に消化し、線状化したプ ラスミドをゲル精製し、DNAポリメラーゼIクレノウ処理によって平滑末端を 形成し、自己連結させ、そして所望の、Baff1旧部位が欠失したプラスミド をスクリーニングすることによって、所望でないBam旧部位を除去した。
E21 し、・サー ンパ の、こ E2リプレッサータンパク質の一つ、E2.123は、アミン末端に付加したM etValを有するHPV16 E2のカルボキシ末端の121個のアミノ酸か らなっていた。また、E2.123CC5Sと呼ばれる、E2.123ノ変異体 を用イタ。E2.123ハ、Hpvt6E217) 7 ミ/酸位置251.2 81.300、および309にシスティン残基を有する。E2゜123ccss では、位置300および309でシスティン残基をセリンに変え、そして位置2 99でリシン残基をアルギニンに変えた。位置300および309のシスティン 残基を置換し、その結果、シス−ティン依存性の化学的架橋がE2リプレッサー のアミノ末端部分では起こるが、E2の最小のDNA結合/二量体化ドメインで は起こらない。最小のDNA結合ドメインでの架橋は、リプレッサーの生物学的 活性を妨害する可能性があると考えた。
プラスミドpET8cm123(図5l配列番号:14)の構築のために、プラ スミドp)IPV16をテンプレートとして用いて、標準的なポリメラーゼ連鎖 反応(rPCR])手法によって必要なりNAフラグメントを生成した。(PC R手法の一般的な議論については、5anbrookら、上述の14章を参照。
自動化されたPCR装置および化学物質が市販されている。)E^52(374 個の塩基対のE2−123フラグメントの5°末端のためのPCRオリゴヌクレ オチドプライマー)のヌクレオチド配列は、配列表の配列番号=15に記載して いる。
E^54(E2−1237ラグメントの3′末端のために用いられるPCRオリ ゴヌクレオチドプライマー)のヌクレオチド配列は、配列表の配列番号:16に 記載している。このPCR産物をNco IおよびBam旧を用いて消化し、そ して得られたフラグメントを、Ncol/Bam旧で消化した発現プラスミドp ET8c(Studierら、前出)にクローン化して、プラスミドpET8c m123を作製した。
異なる5′オリゴヌクレオチドPCRプライマーを用いた、同様の手順を用いる ことによって、HPV16 E2のカルボキシ末端の83gのアミノ酸に対する コドンに直ちにつながる、メチオニンコドンおよびアラニンコドンを含む、25 0個の塩基対のフラグメント(rE2−85J)を得た。E^57(すなわちC 2−85を生成するためのPCR5’プライマー)のヌクレオチド配列は、配列 表の配列番号=34に記載している。
C2,+23CC3Sの細菌による産生のための、プラスミドpET8cm12 3CC3S(図6;配列番号:17)を構築するために、PCR手法によッテ、 882 bp Pstl−Eagl DN^フラグメントを合成した。PCRテ ンプレートは、pET8cm 123であった。PCRプライマーの一つ(37 4、140と呼ぶ)は以下のように3個のアミノ酸の変化の全てをATCTTA MG (配列番号 =18)もう一つのPCRプライマー374.18は、以下 の配列を有していたこのPCR反応生成物をPstlプラスEaglを用いて消 化し、そして882 bpフラグメントを標準手法で単離した。最終工程は、3 切片(3−piece)結合でのpET8cm123ccssの生成であり、図 6に示されるように、pET8cm 123から得られた3424 bp Ec oRI−Eag■フラグメントと、882 bp PCRフラグメントおよび6 74−bp Pstl−EcoRI pEτ8cm1237ラグメントとを結合 ゛した。I)NA配列分析によって構築を確認した。C2,123およびC2, 123ccssタンノくり質の産生のために、5tudierによる記載(前出 )に記載されたように、E、coliのBL21(DE3)pLysS株で、プ ラスミドpET8cm 123およびpET8cm123ccssを発現させた 。
C21し・・サー ンパ の 3.6gの凍結したpET8cm123−形質転換E、coli細胞を解凍゛し 、そしテコれらの細胞を、25!IM(7) ) !J スー[IC1(ptl  7.5)、0.5IIMのEDTA、 2.5mMのDTT、およびプロテア ーゼインヒビター(1a+ソのPMSF、3mMのベンズアミジン、50gg/ 11の、ペプスタチン八、IOμg/ff11ノアブロチニン)を含む35a+ ll:懸濁した。10.000psiでフレンチプレスを2回通過させることに よって、これらの細胞を溶解した。Sへ600ロータを用いて、12.00Or pmで1時間、溶解物を遠心分離した。C2,123タンパク質は、上滑液の中 に存在した。この上清液に、MES緩衝液(pH6)を25oMまで、旺S緩衝 液(pH5)を10+nllまで、そしてNaC1を125oMまで添加した。
次に、この上清液を、2mMのSセファロースファーストフローカラムに6 m l/時間で付与した。カラムに付与した後、カラムを50ff1Mのトリス−H CI(pH7,5)と1+++MのDTTとを用いて洗浄した。その後、50a +Mのトリス−HCI(pH7,5)、IIoMのDTT中の200Il+M、  300mM、 400+oM、 500a+M、 700nM、 オよび10 001000EI NaC1を用いた、ステップグラディエント溶出(2ml/ ステップ)を行っ・り。C2,1231Jプレツサータンハク質は、500Io Mオヨヒ7ooIIIMノNaC1画分中に溶出された。5DS−PAGE分析 によって、C2,123リプレーノサーの純度は95%を超えていることが示さ れた。
3.0gの凍結したpET8cm 123CC3S−形質転換E、coli細胞 を解凍し、そしてこれらの細胞をpET8cm123−形質転換細胞に対して用 いたのと同じ緩衝液(上記)30i1に懸濁した。細胞溶解、不溶性の細胞残渣 の除去、ならびにMES緩衝液およびNaC1の添加もまた、C2−123の精 製について記載されたように行った。C2゜123CC3Sのための精製手順は 、MES緩衝液およびNaC1の添加の後は異なった。なぜなら、手順のこの時 点で、沈殿がC2,123ccssと共に生成したからである。この沈殿を遠心 分離によって除去し、そして沈殿と上清液はいずれも実質的なC2リプレッサー 活性を有することを見出した。それ故に、これらを両方とも精製工程にかけた。
上清液を2mMのSセファロ−スフアースドアo−カラム(Pharmacia  LKB、Piscataway、 NJ)に6ffll/時間で付与した。カ ラムに付与した後、このカラムを50a+誠のトリス−)ICI(p[17,5 )、lff1MのDTTを用いて洗浄した。カラムの洗浄後、50a+Mのトリ ス−HCI(pH7,5)、1mMのDTT中の300a+M、 400a+M 、500+nM、 700+nM、および1000n+MのNaC1を用いて、 ステップグラディエント溶出(2ml/ステップ)を行った。C2゜123CC 3Sタンパク質は、700mMのNaC1で溶出した。5DS−PAGE分析に よって、この純度は95%を超えていることが示された。
C2,123CC3Sノ沈Rを、25a+M(7) ト’J ス−HCI(pH 7,5)、125+n&h7)NaC1,1mMのDTT、および0.5ff1 MのEDTAを含む7.5mMに溶解した。
溶解した物質を2t+lのSセファロースファーストフローカラムにのせ、そし てC2,123および沈殿しなかったC2.123ccssについて記載したよ うにカラムを洗浄した。3QOmM、 5QOa+11.700IIIM、およ び11000ff1のNaC1を用いて、ステップグラディエント溶出(2al l/ステップ)を行った。C2リプレッサーは、500〜700mMのNaC1 画分で溶出した。5DS−PAGE分析によって、その純度は98%を超えてい ることが示された。C2,123およびC2,123ccSSタンパク質の精製 後直ちに、グリセロールを最終濃度15%(v/v)まで添加し、そして瞬間凍 結(液体窒素)アリコートを一70℃で保存した。111g/mlでの吸光係数 り、Sを用いて、280nw+におけるUV吸収によって、精製C2リプレッサ ーを定量した。
皮ヱ皿l1 実施例1の記載の通りに、tatアミノ酸37−72からなる輸送ポリペプチド の化学合成を行った。ポリペプチド(5mg/cl)を、1OIIIllIのM ES!li衝液(pH5,0)、50a+MのNaC1,0,5mMのEDTA (吸光係数はIII+1/mlで0.2)に溶解した。この輸送ポリペプチド溶 液に、ビスマレイミドヘキサン(rBMHJ)(Pierce Cheflic al Co、、 Rockford、IL、カタログ番号22319G)ストッ ク溶液(6,25a+g/fll DMF)を最終濃度1.25+ng/nlに なるように、そしてpH7,5のHEPESIIi衝液ストック溶液液ストック 溶液濃度100+oMになるように加えた。室温で30分間、このBMtlをタ ンパク質と反応させた。次に、10mMの1lEs(pH5)、501MのNa C1,0,5iMのEDTAで平衡化したG−1oカラム上でゲル濾過すること によって、タンパク質−BM[(を未反応のBMHから分離した。輸送ポリペプ チド−8M[(複合体のアリコートを一70℃で保存した。
輸送ポリペプチド−Bill(複合体のC2リプレッサーへの架橋のために、E 2リプレッサータンパク質をその保存緩衝液から取り出した。このE2リプレッ サータンパク質を、251MのMES(pH6,0)、0.511MのEDTA の3容量で希釈し、そして樹脂1o1あたりタンパク質5mgで、Sセファロー スファーストフロー(Pharmacia LKB、Piscataway、  NJ)にバッチ式でロードした。タンパク質をロードした樹脂のスラリーをカラ ムに注いだ後、このカラムを25nklのMES(pH6,0)、0.5a+M のEDTA、 250a+ilのNaC1で洗浄した。次に、8001MのNa C1を含有する同じ緩衝液を用いて、結合したE2リプレッサータンパク質をカ ラムから溶出した。
E2リプレッサーを含有する溶出液を、25IMのMES(pH6,0)、0゜ 5nMのEDTAを用いて、lI[1g/III■まで希釈した。E2リプレッ サータンパク質およびBMH活性化輸送ポリペプチドを有するバッチのそれぞれ を用いて行った、試験的な架橋の研究から、1a+gのE2リプレッサータンパ ク質を0.6HのBMEI活性化輸送ポリペプチドで処理することで、E2リプ レッサーホモダイマー1個あたり輸送分子1個の所望の組み込みを生ずることを 確認した。代表的には、2nlのE2リプレッサー(1ff1g#+1)を、3 00μmのtat37−72− tlMFl(4ff1g/nl)および200 μmのIMのHEPESCpH7,5)と混合した。この架橋反応を、室温で3 0分間進行させた。
2−メルカプトエタノールを最終濃度14+++Mまで添加することによって、 架橋反応を停止させた。5DS−PAGE分析によって、架橋の程度を測定した 。tat37−72− E2リプレッサー複合体のアリコートを一70°Cで保 存した。同一の手順を用いて、tat37−72輸送ポリペプチドを1lPVE 2123リプレツサータンパク質および1(PVE2 CC3Sリプレッサータ ンパク質に架橋した。
E21 し・・サー Δ の ′ E2抑制アッセイには、CO37細胞にトランスフェクトしたプラスミドの一過 性発現を用いた。E2抑制アッセイの手順は、Barsoua+らの記載の手順 (前出)と同様であった。2つの別々のトランスフェクション(rEPIJおよ びrEP2J)において、エレクトロポレーション(electroporat ion)によって4 X 10’個のC087細胞(採収時で約50%集密度) をトランスフェクトした。トランスフェクションEPlでは、20 tt gノ pXB332hGH(+)ポータープラスミド)プラス380μgの超音波処理 したサケ精子キャリアDNA(PharInacia LKB、 Piscat away、 NJ)を用いた。トランスフェクションEP2では、20μgのp XB332hGEIプラス30μgのpAHE2(E2トランスアクティベータ ー)および3sergのサケ精子キャリアDNAを用いた。Bio−Rad G ene Pu1serを用いて、270ボルト、960μFDで、約11ミリ秒 のパルス時間で、エレクトロポレーションを行った。エレクトロポレーションに 続いて、6ウエルの皿(6−well dish)に、ウェル1個当たり2 X  10’個の細胞を接種した。エレクトロポレーション後5時間で、成長培地を 吸引し、細胞を成長培地と共に洗浄し、そして1.5nlの新鮮な成長培地をそ れぞれのウェルに加えた。この時点で、クロロキン(rCQJ)を最終濃度80 μMまで添加した(または、ブランク溶液をコントロールに添加した)。次に、 tat37−72架橋したE2、123(rTxHE2J)またはtat37− 72架橋したE2.123ccss(rTx[IE2cC3SJ)を添加した。
これらの輸送ポリペプチド−カーゴ複合体の最終濃度は、細胞成長培地で6.2 0または60μg/a+1であつ試料の同定 EPl、2 80 0 EP2.14 80 60 TxHE2CC5S18時間インキュベーションし た後、培地を除去し、そして先行する18時間のインキュベーションの場合と同 じ濃度のクロロキンおよび輸送ポリペプチド−カーゴ複合体を含有する、新鮮培 地を1.5ml添加した。この培地斐換は、リプレッサーが細胞内に入る前に存 在し得る任意のhGHを除去するためであった。培地皮換後24時間で、細胞を 採収し、そして生存度を調べるために細胞計数を行った。次に、成長培地の希釈 していない試料上で、5eldonの方法(Protocols in Mo1 ecular Biolo34. Green Publishing As5 ociates、New York、pp、9.7.19.7.2 (1987 )に記載)に従って、Allegro f(uman Growth Horf flone−過性遺伝子発現システムキット(Nichols In5titu te、 San Juan Capistrano、 CA)を用いて、hGH についてアッセイした。全ての試料について、アッセイバックグラウンド(すな わち、添加された非調整培地にあるアッセイ成分)をhGI(cpII+から引 き算した。タンパク質取り込み試験において、クロロキンが存在する(r(+) CQJ)か、または欠如している(r(−)CQJ)かによって、与えられたタ ンパク質処理について別々の抑制率計算を行った。抑制率を以下の式に従って計 算した:ここで: BKG=リポータ−のみのトランスフェクションにおけるh GHcpm(例えば、(−)CQに対するEPl、 1および0)CQに対する EPl、 2) ; ^CT=リポーターおよびトランスアクティベーターのトランスフェクションに おけるhGHcpmであり、これには、リプレッサー複合体は添加されなかった (例えば、(−)CQに対するEP2.1および(÷)CQに対するEP2.8 ) ;REP=リポータ−およびトランスアクティベーターのトランスフェクシ ョンにおけるhGHcpfflであり、これには、リプレッサー複合体が添加さ れた(例えば、(−)CQに対するEP2.2〜2.7および0)CQに対する EP2.9〜2.14)。
代表的なE2抑制アッセイのデータを、表11に示す。表Iによって、表■1に 挙げられた種々の試料が同定される。図7は、表Hに示した結果を図式的に描い ている。
以二巴■「二」ニー EP2.1 15,161 15,011 11,203 −−EP2.8 1 5,120 14,970 9719 、 −−E2リプレッサー(E2.12 3またはE2.123ccss)のいずれかに架橋した輸送ポリペプチドtat 37−72は、培養した哺乳動物細胞で、E2依存性の遺伝子発現を、投与量に 依存して阻害した(表11、図7)。この実験を4回繰り返して同様の結果を得 た。この効果は、他のtat37−72複合体は、pXB332hGHのE2誘 導に効果かない(データは示さず)という点で、E2に特異的である。また、t at37−72x)lE2複合体は、リポータ−のhGH発現レベルに効果がな く、ここでは、hGH遺伝子の発現は、E2には応答しない構成性プロモーター によって駆動された。ccss突然変異を有するE2リプレッサーは、野生型ア ミノ酸配列を有するリプレッサーよりも、より大きな程度で抑制した。これは期 待されたとおりであった。なぜなら、輸送ポリペプチドの野生型リプレッサーの 最後の2個のシスティンのいずれかへの架橋によって、リプレッサー活性が低下 したり、または奪われてしまう可能性があるからである。クロロキンは、抑制活 性のためには不要であった。しかし、クロロキンは、全ての試験において抑制を 増強した。これらの結果を、表口および図7に要約する。
tatアミノ酸38−72に直接に融合したtatアミノ酸1−21からなる輸 送ポリペプチドの細菌による産生のために、発現プラスミドpTATΔcysを 構築した(図8;配列番号=20)。プラスミドpTATΔcysを構築するた めに、従来のPCR技術を、PCRテンプレートとしてのプラスミドpTAT7 2と共に用いた。PCRに用いたオリゴヌクレオチドプライマーの1つは、37 4.18(配列番号二19)であり、これはtatコード配列の上流のEag  1部位をカバーしている。(本発明者らはまた、プラスミドpET8cm 12 3ccssの構築にオリゴヌクレオチド374.18を用いた。実施例9を参照 のこと。)他方のPCRのオリゴヌクレオチドプライマーの374.28は、t atコード配列内のEag1部位をカバーしており、そしてアミノ酸22−37 をコードするtat DNA配列の欠失を有する。374゜28のヌクレオチド 配列は以下である:TTTACGGCCG TAAGAGATACCTAGGG CTTT GGTGATGAACGCGGT(配列番号・21)。PCR産物を Eaglで消化し、生じる762塩基対フラグメントを単離した。Eaglフラ グメントをpTAT72のEagl切断により生成した4057塩基対ベクター に挿入した。DNA配列分析により構築を確認し、5tudierら(前出)の 方法によりtatΔcysポリペプチドを発現させた。5DS−PAGE分析に より、tatΔaysポリペプチドが正確な大きさであることが示された。
tatΔcysタンパク質の精製のために、4.5gのpTATΔcys形質転 換E、co1i細胞を融解し、35+nlの20+nM MES(pH6,2) 、0.5mM EDTA中にこの細胞を再懸濁した。この細胞をフレンチプレス により10.000psiで2回通過により溶解した。Sへ600ロータにおい て、10.000rpfflで1時間遠心分離することにより、不溶性の残渣を 除去した。、この上清を15+nl/時で5ml Sセファロースファーストフ ローカラムにかけた。50o+M トリス−FICI(pH7゜5)、0.釦M  DTTでカラムを洗浄した。次いで、300mM、 400IM。
500oM、 700mM、および950+nMの%aC1を含む同じ緩衝液で ステップグラディエント溶出(2ml/ステップ)を行った。tatΔcysタ ンパク質は950+nM NaC1画分中に溶出した。
tatΔcys輸送ポリペプチドをローダミンイソチオシアネートに複合し、そ れを細胞取り込みに対して直接アッセイすることにより試験した。結果は陽性で あった(tatl−72での関連実験での結果に類似する)。
TATΔc 5−249’ −If’ム天然E2リプレッサータンパク質のアミ ノ末端に遺伝子的に融合したtatΔcys輸送ポリペプチド(すなわち、BP V−I E2のカルボキシ末端の249アミノ酸)の細菌による発現のために、 プラスミドpTATΔ、cys−249を以下のように構築した。プラスミドp TAT72(FrankelおよびPabo、前出)およびpXB314(Ba rsouiら、前出)からプラスミドpFTE501(図9)を構築した。プラ スミドpXB314カラ、2497 ミ/酸+7)BPV−I E21Jプレッ サーヲコードするNcol−3peI DNAフラグメントを単離した。(Nc olはヌクレオチド296位で切断し、そして5pelはpXB314のヌクレ オチド1,118位で切断する。)このフラグメントの末端をDNAポリメラー ゼIクレノウ処理により平滑化し、市販により入手可能なりgl 11リンカ− (New England Biolabs、カタログ番号1090)を加えた 。
このリンカ−を有するフラグメントをBaa+旧切断(完全消化)プラスミドp TAT72に挿入した。pTAT72では、Bam旧切断部位がtatコード領 域内でその3′末端近くに存在し、第二のBa1Hr切断部位はtat遺伝子の わずかに下流に存在する。8glllリンカ−は、フレームが合って、tatお よびE2コード配列を連結し、これらはセリン残基に続(tatタンパク質の最 初の62アミノ酸およびBPV−I E2タンパク質の最後の249アミノ酸の 融合物をコードする。本発明者らはこの細菌発現プラスミドをpFTE501と 称した(図9)。プラスミドpTATΔcys−249C図1O:配列番号:2 2)を構築するために、プラスミドpTAT cys由来の762塩基対のEa glフラグメント(これはシスティンの欠失を含むtatの部分を含む)をプラ スミドpFTE501の4812塩基対Eaglフラグメントに挿入した。
tatΔcs−29の tatΔcys−249を発現する5gのE、coliを融解し、プロテアーゼ インヒビター(1,25ff1M PMSF、 3mMベンズアミジン、50μ g/の1ペプスタチンA、50μg/のlアプロチニン、4μg/nl E64 )を加えた、40ノ1の25mM トリスHCI(pH7,5)、25mM N aC1,0,5mM EDTA、 5 IIIM DTT、中にこの細胞を再懸 濁した。この細胞を10.000psiでフレンチプレスのセルを2回通過させ ることにより溶解した。5A600ロータにおいて、12.00Orpa+で1 時間遠心分離をかけることにより、不溶性の残渣を除去した。可溶画分からta tΔays−249を精製した。この上清を2m1Sセフア0−スフアーストフ ローカラム(Pharrnacia LKB、 Piscataway、 NJ )に流速6の1x時で加えた。カラムを、25InMトリスHC1(pH7,5 )、25m1l NaC1,0,5++M EDTA、1 ffIW DTTで 洗浄し、i。
OIIIM、 200nM、 300nJ 400IM、500mM、 600 +nM、および800nMのNaclを含む同じ緩衝液で連続的な塩濃度ステッ プで処理した。
TatΔcys−249を600−800a+M塩画分で回収した。このピーク 画分をプールし、グリセロールを15%まで加え、アリコートを一70℃で貯蔵 した。
灸交i土ヱユ土イ tatΔcyS−E2リプレッサー融合タンパク質の細胞取り込みを分析するた めに、間接免疫蛍光法を用いた。HeLa細胞を6ウ工ル組織培養皿中でカバー ガラス上に50%集密で植え付けた。
−晩インキユベートした後、tatΔcys−E2リプレッサー融合タンパク質 (1μg/ff1l最終濃度)およびクロロキン(0,111M最終濃度)を加 えた。6時間後、融合タンパク質/クロロキン含有成長培地を除去し、細胞をP BSで2回洗浄した。洗浄した細胞を室温で3.5%ホルムアルデヒド中に固定 化した。固定化した細胞を、1 mM MgCl2/ O,1mM CaC1x を含有するPBS(rPBs+J)中で0.2%Triton X−100/  2%ウシ血清アルブミンCrBs^」)で室温で5分間透過処理した。透過処理 した細胞をブロックするために、2%BSAを含有するPBSで、これら細胞を 4℃で1時間処理した。
このカバーガラスを、各ウェル中で20μmの一次抗体溶液と共に4°Cで1時 間、2%BSAを含有するPBS+のt:too希釈でインキュベートした。− 次抗体は、BPV−I E2リプレッサーに対するウサギポリクローナル抗体( E2の精製カルボキシ末端85アミノ酸を注射することにより生成される)、ま たはtatに対するウサギポリクローナル抗体(tatタンパク質の精製アミノ 末端72アミノ酸を注射することにより生成される)のいずれかであった。PB Sf中の0.2%Tween−20/ 2%BSA中で、i : too希釈で 4℃で30分間、二次抗体を加えた。
二次抗体は、ローダミン複合ヤギ抗ウサギIgG(Cappel no。
2212−0081)であった。細胞を二次抗体とインキュベートさせた後、こ の細胞をPBS+中0.2%Tween−20/ 2%BSAで洗浄し、90% グリセロール、25ff1Mリン酸ナトリウム(p)I 7.2)、150mM NaC1中でカバーガラスを乗せた。ローダミンフィルターを有する蛍光顕微鏡 で細胞を試験した。
TatΔcs ムの、胞 tatΔcys−E2リプレッサー融合タンパク質の顕著な細胞取り込みを、t at抗体またはE2抗体のいずれかを用いて観察した。
複合体化していないtatタンパク質にさらしたコントロール細胞では、tat 抗体による細胞内蛍光を観察したが、E2抗体では観察されなかった。複合体化 していないE2リプレッサーとtatタンパク質またはtatΔcysとの混合 物にさらしたコントロール細胞では、tat抗体による蛍光を観察したが、E2 抗体では観察されなかった。これにより、tatは、tatタンパク質に複合体 化したときにのみE2リプレッサーの取り込みを仲介することが証明された。複 合体化していないtatタンパク質と同様に、細胞全体にtatΔcys−E2 リプレッサー融合タンパク質を観察したが、これは細胞内小胞中に密集していた 。これらの結果は、完全にシスティン残基を欠失しているtat由来ポリペプチ ドが、動物細胞中に異種タンパク質(すなわち、輸送ポリペプチド−カーゴタン パク質の遺伝的融合)を運搬し得ることを示す。
上記と同様の手順で、tatΔcysとRPV E2のC末端123アミノ酸と の遺伝的融合物を作製した。成長培地に加えたとき、この融合ポリペプチドは、 C087細胞においてE2依存性遺伝子発現の抑制を示した(データは示さず) 。
K直匠旦 アンチセンス第1ゴデオ シ レオチ゛ ム自動化DNA/ RNAシンセサイ ザー(Applied Biosystemsモデル394)を用いて、DNA ホスホロチオネートアナログ(長さ4−18ヌクレオチド)を合成した。このア ナログはそれぞれ5°末端にフリーアミノ基を含む。このアミン基は市販の修飾 ヌクレオチド(アミノリンク2、Applied Biosystei+s)を 用いて、オリゴヌクレオチドに結合した。このオリゴヌクレオチドは、ヒト成長 ホルモンおよびCATメツセンジャーRNAの領域に由来のセンス鎖およびアン チセンス鎖に相当した。
各架橋反応のために、200μgのオリゴヌクレオチドを100μmの25n+ Mリン酸ナトリウム緩衝液(pH7,0)中に溶解した。次いで、10μmのス ルホ−3MCCの50mMストック溶液を加え、反応を室温で1時間進行させた 。25%M HEPES(pi(6,0)中のPBDGカラム(Bio−Rad )での反応混合物のゲル濾過により未反応のスルホ−3MCCを除去した。オリ ゴヌクレオチド−スルホ−3MCC付加物を減圧下で乾燥した。この手順におけ るオリゴヌクレオチドの回収率は、58〜95%の範囲であった。輸送ポリペプ チドとの反応のために、各オリゴヌクレオチド−スルホ−3MCC付加物を50 μmの0.5+nM EDTA中に再溶解し、この溶液を50μgの凍結乾燥し た輸送ポリペプチドを含有する試験管に移し、そして反応を室温で2時間進行さ せた。反応産物を5DS−PAGEにより分析した。
夾ifL浮 仄μ」[[体 一″クンム 1 市販のマウスIgG1 a+Ab抗チューブリン(AIIIersham)を得 て、プロティンAを用いて従来法により腹水からそれを精製した。
精製抗体をローダミンイソチオシアネートで、1.2モルローダミン1モル^b で標識した。固定化し透過処理したHeLa細胞を標識抗体にさらすと、顕微鏡 検査により鮮やかに染色された微小管が明らかになった。ローダミン標識で十分 であるが、抗マウスFITCで抗体シグナルを増強した。
本質的に実施例2に記載された手順(前出)で、250μgの抗体をスルホ−S MCCのlo:1モル過剰と反応させた。次いで、48μgの(”S−標識)t atl−72を加えた。tatl−72: Abのモル比は2゜7:1であった 。放射活性の取り込みによると、tatl−72は、抗体に0.6:lの比で架 橋した。
tatl−72−^b複合体の取り込みの分析のために、複合体をカバーガラス 上で増殖した細胞を浸している培養液(10μg/ml)に加えた。細胞におい て蛍光の斑点パターンを観察した。斑点パターンは、複合体の小胞体への局在化 を示し、従って細胞質送達に関しては決定的ではない。
複合抗体の免疫反応性を示すために、この抗体がチューブリンに結合する能力を 試験した。精製チューブリンを臭化シアン−活性化セファロース4B(Sign +a Che+n、 Co、、 St、 Louis。
MO)に結合させた。放射活性複合体の試料をチューブリンカラム(およびセフ ァロース4Bコントロールカラム)にかけ、結合した複合体の量を測定した。コ ントロールカラムよりもアフィニティーマトリックスに対してより大きい放射活 性が結合し、チューブリン結合活性を示した。
−1ンム 2 別の架橋実験において、抗チューブリンラットモノクローナル抗体1gG2a( Serotec)を得、プロティンGを用いて従来法により腹水からそれを精製 した。この抗体をCaps緩衝液(pH10)で溶出した。精製抗体は、チュー ブリン結合アッセイで陽性であった。tatl−72をローダミンイソチオシア ネートとl:lのモル比で反応させた。反応産物は、0.63のA a**/  A xao比を示し、tatl−721モルに対し色素的0.75モルの置換を 示した。未反応の色素をtatl−72−ローダミンからG−25ゲル濾過(P harmacia LKB、 Piscataway、 NJ)により分離した 際、反応において150μgのtatl−72から52μgのみを回収した。
tatl−72−ローダミンのアリコートを、細胞取り込み実験での使用(コン トロールとしての)のために保存し、残りをSMCC(20:1)と反応させた 0、 4mgの抗体に加えた。反応混合物は、意図された5:lではなく約1= 1の比のtatl−72:Abを含んでいた。
(続く実験では、5:lの比は沈殿を生じ、満足しない結果となることがわかっ た。)架橋反応を4°Cで一晩進行させた。次いで、モル過剰のシスティンを加 え、残存するマレイミド基を−ブロックし、このようにして架橋反応を停止させ た。反応混合物を遠心分離し、存在する沈殿物をすべて取り除いた。
4−20%ポリアクリルアミドグラディエントゲルを用いて電気泳動を行い、還 元条件下および非還元条件下で上清液を分析した。また、この手順により沈殿ペ レットを分析した。抗体−tatl−72(ローダミンなし)からの上溝液では 、4−20%ゲルではほんのわずかしか物質は観察されなかった。しかし、抗体 −tatl−72−〇−ダミン複合体実験からの上清液では、還元試料について 、抗体よりも相対的に大きな分子員のバンドを観察した。抗体は、tatl−7 2に約l:lの比で複合体化したと思われた。
複合体2で行った細胞取り込み実験(複合体1に関して上述した手順)では、複 合体lで得た結果と同様の結果を得た。複合体をローダミン蛍光または二次抗体 に結合したフルオレセインにより可視化したとき、小胞体内で複合体が観察され た。
(以下余白) 実mユ 輸送ポリペプチドtat37−72を、E2の4つの異なるリプレッサー型に化 学的に架橋した。これらの実験に用いた4つのE2リプレッサ一部分ハ、BPV −1(rE2.103J)ノカルボキシ末端103残基(すなわち、308−4 10) ; BPV−1(rE2.249J)(7) カルボキシ末端249残 基(すナワち、162−410) ; RPV−16(rHE2J)(7)カル ボキシ末端121残基(すナワち、245−365) ; オヨびRPV−16 ノカルボキシ末端121残基であり、ここでは、300位および309位でシス ティン残基をセリンに変えており、そして299位でリシン残基をアルギニンニ 変えた(rHE2ccssJ)。EIE2オよびI(E2CC3S(7)組換元 産生および精製、ソノ後+7) EIE2およびHE2CC3sノtat37− 72へ(D架橋により、それぞれTxHE2およびTxHE2CC3Sの形成を 実施例9に記載している(上記)。tat37−72へE2.103およびE2 .249を化学的に架橋(TxE2.103およびTxE2.249と名付けた 複合体を生ずる)するために、TxHE2およびTxHE2CC3Sを作製する ために用いた同じ方法を用いた(実施例9、前出)。
E、 coli中でプラスミドpET−E2.103からタンパク質E2.10 3を発現させた。実施例9(上記)および図5に記載した、pET8cm123 を生成するのに用いた手順と類似のPCRクローニング手順により、pET−E 2.103を得た。pET8cm123の構築におけるように、PCRで生成し たNcol−Ba+nHI E27ラグメントをNcol−Bat旧で切断した pET8cに連結した。E2フラグメントに対するPCR鋳型は、プラスミドp co−E2であった()lavley−Nelsonら、EMBOJ、、7巻、 525−31頁(1988) ;米国特許第5.219.990号)。pco− E2かうE27ラグメントを生成するのに用いたオリゴヌクレオチドプライマー は、EA21(配列番号:36)、およびE^22(配列番号:37)であった 。プライマーE^21は、BPY−I E2のカルボキシ末端101残基に対す るコード領域の5゛側に隣接するアラニンコドンが続くメチオニンコドンを付加 するNco1部位を導入した。
E、 coli中でプラスミドpET8cm249からタンパク質E2.249 を発現させた。プラスミドpXB314(図9)の1362bpのNcol−B aIIIHIフラグメントをNcol−Bai旧で切断したpET8c(図5) に挿入することにより、pET8cm249を構築した。
TATΔc 5−BPV E2’−、ムTATΔcys−249に加えて、幾つ かの他のTATΔcys−BPV−I E2リプレッサー融合体を試験した。プ ラスミドpTATΔcys−105は、tat残基1−21および38−67、 その後ろにBPV−1のカルボキシ末端tOS残基をコードしていた。プラスミ ドpTATΔcys−161は、tat残基1−21および3B−62、その後 ろにBPV−1のカルボキシ末端161残基をコードしていた。プラスミドpT ATΔcys−105およびpTATΔcys−161を、中間体プラスミドの pFTE103およびpFTE403からそれぞれ構築した。
pFTE103およびpFTE403(およびpFTE501)を、Ban旧で 切断した(完全消化)ベクターpTAT72に異なる挿入物を連結することによ り生成した。
pFTE103への挿入フラグメントを得るために、pXB314から929塩 基対のPlel−Bam旧フラグメントを単離し、そしてそれを合成オリゴヌク レオチドFTE、 3(配列番号=23)および合成オリゴヌクレオチドFTE 、4(配列番号:24)からなる二本鎖リンカ−に連結した。このリンカ−は、 tat残基61−67をコードしており、そして5′末端でBa111旧突出部 、および3′末端でPlel突出部を有した。pXB3314由来のリンカ−を 有するフラグメントをBaff1旧で切断しりpTAT721:連結し、pFT E103を得た。pFTE4o3への挿入フラグメントを得るために、pXB3 14をNcolおよび5pelで消化し、フレノウ処理し平滑末端を生成し、そ してそれ自身で二重らせんであるGAAGATCTTC(New Englan d Biolabs、 Beverly、 M^、カタログ番号No、1090 )(配列番号=35)からなるBgirlリンカ−を連結した。得られた822 −塩基対フラグメントを電気泳動により精製し、次いで、それをBam旧で切断 したpTAT72ベクターに連結してpFTE403を得た。
tat残基22−37を欠失するために、それによってpFTE103からプラ スミドpTATΔcys−105を、およびpFTE403からpTATΔcy s−161を得、pFTE501からプラスミドpTATΔcys−249を得 るために用いた同一の方法(上に記載)を用いた。
TATΔcs−HPvE2°−、ム tatΔCYS輸送部分(tat残基1−21.38−72)に続< HPV− 16のカルボキシ末端85残基または121残基からなる融合タンパク質をコー ドする、プラスミドpTATΔcys−HE2.85およびpTATΔcys− IF2.121をそれぞれ構築した。
pTATΔcys−)IF5.85およびp T A TΔcys−FIE2. 121の構築における出発プラスミドは、それぞれpET8cm85およびpE T8cm123であった(両者とも上に記載)。pET8cm85およびpET 8cm123をBgl[IおよびNcolで消化し、そして、それぞれの場合に 、ベクターとして用いるために大きなフラグメント(pET8cm85がら47 69塩基対またはpET8cm123から4880塩基対)を単離した。両方の ベクターとも、Nco1部位からE2コード領域が始まる。両方のベクターに、 プラスミドpTATΔcys由来の220bpのBglll−Aatl 1フラ グメントおよび合成フラグメントを挿入した。BgLIi^atllフラグメン トの5′末端は、T7プロモーターの上流であり、そしてtatΔcysの最初 の40残基(すなわち、残基1−2L 38−56)をコードする。アニールし たオリゴヌクレオチド374.67(配列番号:25)および374.68(配 列番号=26)からなる合成フラグメントは、tat残基57−72をコードし 、5°末端に^at11突出部、および3゛末端にNeo I突出部を有する。
−・ ムのJBシV−ズ プラスミドpJB106は、融合タンパク質をコードしく図12)(配列番号: 38)、そこではアミノ末端メチオニン残基の後にtat残基47−58、次イ テ、I(Pv−16E2残基245−365カ続く。pJB106を得るために 、図11に図式で表現したように、3つの断片の連結を行った。プラスミドpE T8cをNco +およびBal1′l旧で消化することにより、4602塩基 対ベクターフラグメントを生成した。
1つの挿入物は、pET8cm123由来の359塩基対のMspl−Baa+ 旧フラグメントであり、HPV−16E2残基248−365をコードしていた 。
他の挿入物は、アニールしたオリゴヌクレオチド対の374.185(配列番号 、27)および374.186(配列番号=28)からなる合成フラグメントで あった。合成フラグメントは、アミノ末端メチオニンおよびtat残基47−5 8、プラスHPV16残基245−247(すなわち、ProAspThr)を コードした。合成フラグメントは、5°末端でNeo I突出部および3°末端 でMspl突出部を有した。
pTATΔcysに用いた方法と類似の方法(上記および図8に記載)でPCR 欠失クローニングにより、プラスミドpJBl17(配列番号=59)、pJ8 118(配列番号二60)、pJB119(配列番号二61)、pJB120( 配列番号:62)、およびpJB122(配列番号:63)を得た。
pTATΔcys−IF2.121のセグメントを欠失することにより、プラス ミドpJB117およびpJB118を構築した。pTATΔcys−161の セグメントを欠失することにより、プラスミドpJB119およびpJB120 を構築した。4つのクローニングすべてにおいて、PCRプライ7−374.1 22(配列番号=29)を用いて、tat−E2コード領域下流のBindll [部位をカバーした。それぞれの場合において、別のプライマーがtatΔcy sコード配列の開始部のNde 1部位がtatΔcysのはじめの残基に対す る欠失コドン(すなわち、pJBl17およびpJB119に対する残基2−2 1および38−46 、およびpJBl18およびpJB120に対する残基2 −21)にまたがった。残基2−21の欠失には、プライマー379.11(配 列番号:30)を用いた。残基2−21および38−46の欠失には、プライマ ー379.12(配列番号:31)を用いた。PCR反応に続き、PCR産物を Nde [およびHindlllで消化した。次いで、得られた制限酵素切断フ ラグメントをベクターpTATΔcys−HE2.121にクローニングした。
このベクターは、前もってNde IプラスFlindll[で切断して、40 57塩基対のレセプターフラグメントとして生成していた。このように、以下の アミノ酸残基からなる融合タンパク質をコードする発現プラスミドを構築した: JB117=Tat47−72−)BPVI6 E2245−365 ;JB1 18=Tat38−72−BPVI6 E2245−365 ;JBl19=T at47−62−BPVI E2250−410 ;およびJB120=Tat 38−62−BPVI E2250−410゜tat残基5’1−72に対する コドンをpJBL18から欠失することにより、tat残基38−58に統(B PVI6 E2残基245−365(すなわち、E2カルボキシ末端121アミ ノ酸)をコードするpJB122を構築した。プライマー374.13(配列番 号:32)を用いてPCRにより二の欠失を行った。このプライマーは、tat コード領域内のAat11部位をカバーし、そしてプライマー374.14(配 列番号=33)は、Tat−E2遺伝子下流の唯一のHindl11部位の少し 下流の^at11部位をカバーする。PCR産物をAatllで消化し、そして 得られた制限酵素切断断片フラグメントを単離した。pJB122構築最終工程 において、単離したAatロフラグメントをAatllで消化したベクターpJ B118に挿入した。
上記の5つのpJB構築物すべてにおいて、tatコード配列1、翻訳開始のた めのメチオニンコドンが先行して(すること1二注目すべきである。
Tat−E2 ム ンパ の 1 全ての場合において、E、 coliを用いてtat−E2遺伝子融合物を発現 させた。tat−E2タンパク質精製のための一般的な手順は、以下の初期工程 を包含する:細胞のペレット化;プロテアーゼインヒビターーー一般的に1 t nW PMSF、 4μg/幻I E64.50 μg/mlアプロチニン、5 0 μg/nlペプスタチン(pepstatin)A、および3%Mベンズア ミジン(benzamidine)を含む8−1O容量の溶菌緩衝液(25+n M トリス(pi(7,5)、25mM NaC1、InM DTT、0.5a +M EDTA)に細胞を再懸濁;フレンチプレス(12,000psiの2回 通過)で細胞を溶解:および溶解液を10.000−12.000Xgで4°C で1時間遠心分離する(FTEタンパク質を除く)。
特にtat−E22全タンパク質の精製において、さらに行った工程を以下に記 載する。
E2.103お びE2.249−一溶解液の遠心分離の後、ファーストSセフ ァ0−ス力ラムに上清をロードし、そしてIMのNaC1でE2.103または E2−249タンパク質を溶出した。次いで、100a+M HEPES(pH 7,5)、0.1mM EDTAおよびl mM DTTで平衡化したP60ゲ ル濾過カラムでのクロマトグラフィーにより、E2.103およびE2.249 をさらに精製した。
FTE103−一溶解液を10.000x gで4℃で10分間遠心分離した後 、ペレットを6M尿素に再懸濁し、そして固体のグアニジン−HClを最終濃度 が7Mになるように添加することにより、FTε103タンパク質(沈殿した) を回収した。懸濁液を遠心分離した後、6ソグアニシン、50ff1M リン酸 ナトリウム(pH5,4)、10+++Ill DTT中でA、 5Mゲル濾過 カラムでのクロマトグラフィーにより、上tllからFTE103を精製した。
クーマジー染色したSDSポリアクリルアミド電気泳動ゲル上で、l 9kDa の見かけの分子量を有するバンドの出現に従って、ゲル濾過カラムからFTE1 03含有画分を集めた。
FTE403−− FTE403の精製手順は、25kDaの見かけ分子量を有 するFTE403がゲル濾過カラム上を移動した以外は、FTE103に対する 手順と本質的に同じである。
FTE501−一溶解液を10,0OOx gで30分間遠心分離した後、ベレ ットを6M尿素に再懸濁し、固体のグアニジン−HClを最終濃度が6Mになる ように添加し、モしてDTTを濃度がl Oa+Mになるように添加した。37 °Cで30分後、10,000x gで30分間の遠心分離により、溶液を清澄 にした。次いで、6Mグアニジン−HCl、5h+M リン酸ナトリウム(pH 5,4)、101M DTT中で^、5Mアガロースゲル濾過カラムに試料をロ ードし、そしてクーマジー染色したSDSポリアクリルアミド電気泳動ゲル上で 、40kDaの見かけの分子量を有するバンドの出現に従って、ゲル濾過カラム からFTE501含有画分を集めた。ゲル濾過精製したFTE501を、C+s 逆相1(PLCカラムにロードし、そして0.1%のトリフルオロ酢酸中の0− 75%のア七ト二トリルのグラディエンドで溶出した。40kDaの見かけの分 子量を有するFTE501タンパク質を、単一ピーク中に集めた。
kQ匹巨」並−一溶解液の遠心分離の後、上清を25+nM トリス(pH7, 5)、0.5d EDTAで平衡化したQ−セファロースカラムにロードした。
Q−セファロースカラムの通過液を、l!ESCpH6,0)を最終濃度が30 a+Mになるように添加して約pH6,0に調節した後、Q−セファロースカラ ム通過液を、25mM MES(pH6゜0)で平衡化したS−セファロースカ ラムにロードした。25a+MMES(pH6,0)中の連続的なNaC1濃度 ステップの適用により、S−セファロースカラムからtatΔcys−105を 回収した。TatΔcys−105は、800−1000ff1M NaC1で pH6,0の緩衝液中に溶出した。
TatΔcs−161,−一溶解液の遠心分離の後、上清を25a+M )リス (pH7,5)、0.5Il1M EDTAで平衡化したS−セファロースカラ ムにロードした。25+nM I−リス(pH7,5)中のNaC1濃度ステッ プグラディエントの適用により、S−セファロースカラムからtatΔcys− 161を回収した。TatΔcys−161は、500−7001r1M Na C1でpH7,5の緩衝液中に溶出した。
Tat6匹L4甘 −一溶解液の遠心分離の後、上清を25a+Mトリス(pH 7,5)、0.5+nM EDTAで平衡化したQ−セファロースカラムにロー ドした。25ff1Mトリス(pH7,5)中のNaC1ステツプグラデイエン トの適用により、S−セファロースカラムからtatΔcys−249を回収し た。TatΔcys−249は、NaC1ステツプグラデイエントの600−8 00a+Mの部分に溶出した。
TatΔcs−HE2.85お びTatΔcS−I(E2.121−一溶解液 の遠心分離の後、上清をQ−セファロースカラムにロードした。通過液をS−セ ファロースカラムにロードした。NaC1ステップグラディエントの適用により 、S−セファロースカラムからtatΔcys−)IF5.85またはtatΔ cys−IF2.121を回収した。両タンパク質は、I M NaC1で溶出 した。
)IPV E2オ び)IPV E2CC3S −一実施例9参照(上記)。
朋」−一溶解液の遠心分離、および上清の回収後、NaC1を300mM1Mま で添加した。25InM HEPES(p)17.5)で平衡化したS−セファ ロースカラムに、NaC1を添加した上溝をロードした。
25ffiIIHEPES(pH7,5)、1.5+oM EDTA、 l m M DTT中の連続的な塩濃度ステップでカラムを処理した。JB106タンパ ク質を、1舗NaC1でS−セファロースカラムから溶出した。
旦上ローー溶解液の遠心分離、および上清の回収後、NaC1を300i+Mま で添加した。JB117が30011IM NaC1で沈殿するので、JBl1 7上清を100i+M NaC1まで希釈し、そしテS−セファ o −Xカラ ムにタンパク質をバッチ式でロードした。JB117を、25怒菖 トリス(p H7,5)、0.3ffilllDTT中のI M NaC1でS−セファロー スカラムから溶出した。
挫上■−−溶解液の遠心分離、および上清の回収後、NaC1を3001Mまで 添加した。25+nM l−リフ!、CpH7,5)で平衡化したS−セファロ ースカラムに、NaC1を添加した上清をロードした。
JB118タンパク質は、25mM l−リス(pH7,5)、0.3d DT T中の1M NaC1でS−セファロースカラムから溶出した。
旭119ユ肛観、痰uK」−μa町皿−−溶解液の遠心分離、および上溝の回収 後、NaC1をJB119およびJB121に対しては150mMまで、そして JB120およびJB122に対しては200IIIMまで添加した。25II IMトリス(pH7,5)で平衡化したS−セファロースカラムに、NaC1を 添加した上清をロードした。JBl19、JBI20、JBL21、およびJB 122は、251トリス(pH7,5)、0.3dDTT中の1 ’4 NaC 1でS−セファロースカラムから溶出した。
K1叢土I E2 jアーセイー・ 的 ム t、t−E2融合タンパク質を、全長の乳頭腫ウィルスE2タンノくり質により 、転写活性化の阻害(「抑制」)に対して試験した。
CO37細胞中での一時的な共トランスフェクションアッセイで、E2抑制を測 定した。本アッセイにおいて使用したCO37細胞は、はんの短い期間だけ培養 で維持した。CO37細胞を13継代で馴化Cthaw比、そして25継代まで だけそれらの細胞を使用した。
長い期間増殖させると、E2の転写活性化の低レベル化を招き、そして抑制およ び再現性が減少した。抑制アッセイおよび抑制活性の計算方法は、実施例9(上 記)に記載しである。複合体TxE2.103、TxE22.249、FTE1 03、FTE202、FTE403、およびFTE501について、BPV−1 6E2 トランスアクティベーターに、等量のBPV−L E2)ランスアクテ ィベーターを置換した。従って、BP’/−16E2発現プラスミドpAHE2 でトランスフェクションする代わりに、BPV−I E2発現プラスミドpXB 323でトランスフェクトした。これは米国特許第5.219.990号に全て 記載されて(する。
遺伝的融合タンパク質JB106は、首尾一貫して最も強力なtat−E2リプ レッサー複合体であった。JB106とTxHE2CC8Sとを比較した抑制ア ッセイのデータを表II+に示す。図13は、表II+にある結果をグラフで表 している。
JB1061こ加えて、幾つかの他のtat−E2リプレ・ソサー複合体力(、 顕著な抑制を生じた。表H’に示したように、TxHE2、TxHE2CC5S 、 JB117、JB118、JB119、JB120、およびJB122は、 ++の範囲の抑制レベルを示した。
(以下余白) 】二=ユ 会 Bkqd−158cp!11、 表IVは、tat−E2リプレッサーアッセイの結果を要約している。同様のア ッセイでtat−E2リプレッサー複合体全部を試験したが、同じアッセイで複 合体を全て同時には試験しなかった。従って、抑制活性のレベルを半定員的に、 +++、++、+、+/−1または−として表した。+++は強い抑制、−は検 出可能な抑制がないことを示す。図13は、表IVで用いた抑制活性評価システ ムを図示している。JB106は、++十活性レベルの例である。TxHE2C C3Sは、+十活性レベルの例である。
負のコントロールであるHE2.123は、−活性レベルの例である。
+活性レベルは、TxHE2CCSSとHE2.123との間で観測される活性 の中間である。活性が+/−と表示される2つの複合体は、幾つかのアッセイで は弱い(が検出可能な)活性を有し、他のアッセイでは検出可能な活性がない。
(以下余白) 遣=匡 ム乙二L! n!塁員 m菟 注五と二土TX!2.10コ コアー72 8P V−1308−4LO+TxΣ2.249 コアー72 BPV−1162−4 10TxHΣ2 コアー72 HPV−16245−365++TxHΣ2CC 5S 3フーフ2 HPV−16245−365→F丁]:103 1−6フ  BPV−1:106−410 −Fτに208 1−62 BPV−1311− 410−FTE40コ 1−62 BPV(250−410−FTE501 1 −62 BPV−1162−410−、TBILO647−58RPV−162 45−365←→JEli) 47−72 RPV−16245−365→J’ B11B 3B−72)tPV−16245−365++、rBl19 47− 62 BPV−1250−440++:rB120 コ8−62 BPV−12 50−410++Jm22 3g−58HPV−16245−365++アミノ 末端領域(すなわち、残基1−21)およびシスティンに富む領域(すなわち、 残基22−37)を有する4つの複合体FTEIO3、FTE403、FTE2 08、およびFTE501は、完全に抑制欠失である。
間接的な免疫蛍光法によりFTE5旧が細胞に入ることを示したので、E2リプ レッサー活性は、一連のFTEにおいてはtat輸送ポリペプチドに結合した結 果として失われたようであると考えられている。データは、tat部分のシステ ィンに富む領域が無ければ、一般的にE2リプレッサー活性が増加することを示 す。さらに、tat−E2複合体中にシスティンに富む領域が無ければ、標的細 胞への輸送の損失もなく、E、 coli中でのタンパク質産生レベルが増加す るようであり、そしてタンパク質の溶解性が増加した。tatのアミノ末端領域 の欠失はまた、E2リプレッサー活性を増加させた。tat残基47−58のみ 有する融合タンパク質JB106は、最も強力なtat−E2リプレッサー複合 体であった。しかし、システィンに富む領域の不在により、複合体にE2リプレ ッサー活性が常に保存されているわけではない。
例えば、化学的複合体TxE2.249は、不溶性であり、そして細胞に対して 毒性である。このように、たとえtatのシスティンの無い部分の結合でさえ、 非機能的なE2リプレッサー複合体となり得る。
尖JLJ引上」− 口 なE2 Δ E2タンパク質へのtat部分の化学的結合は、DNA上のE2結合部位へのE 2タンパク質の結合が少なくとも20倍減少した(データは示さず)。従って、 実験を行って、tat輸送部分とE21Jプレッサ一部分との間の切断可能な架 橋を評価した。種々の切断可能な架橋方法を試験した。
一連の実験において、HPV E2−CC5Sタンパク質のシスティンスルフヒ ドリル基を、100mM HEPES(p)I 7.5)、500IIIM N aC1中のアルトリチオール(aldrithiol)で活性化した。ゲル濾過 クロマトグラフィーにより活性化E2リプレッサーを単離し、そしてそれをta t37−72で処理した。アルトリチオールで処理すると、急速にE2−CC3 S二量体が形成するので、低い架橋効率であった。この問題をさけるために、E 2−CC3Sを室温で8Mの尿素に入れて、そして変性条件下で23℃で60分 間、アルトリチオールで処理した。次いで、E2CC3S−アルトリチオール付 加物を再生し、それをゲル濾過クロマトグラフィーにより単離し、次いで、ta t37−72と反応させた。この手順で優れて架橋を得た。尿素方法の改変法を 用いて、E2C3SSおよびE2CC3Cもまたtat37−72に架橋した。
ここでは、ゲル濾過の代わりにS−セファロースクロマトグラフィーを用いて、 E2−アルトリチオール付加物を単離した。この改変により、付加物の回収率が 増加し、そして反応に用いたE2出発物質の約90%が架橋した。
切断可能なtat−E2複合体は、抑制アッセイにおいて活性を示した。しかし 、切断可能な複合体の抑制活性は、不可逆的に架橋した類似の複合体の抑制活性 よりわずかに低かった。
切断可能な複合体のわずかに低い活性は、細胞中でのタンパり質の半減期の反映 であり得る。Tatは細胞中で比較的安定である。E2タンパク質は、一般的に 細胞中では半減期は短い。
従って、tat部分と82部分との間の不可逆的架橋は、82部分を安定化し得 る。
犬立拠上1 純 ウィルス1プレーサ−ム 単純庖疹ウィルス(rH8VJ)は、急速な初期H3V遺伝子の発現を誘導する 転写アクティベーターのVP16をコードする。Fr1edcanらは、VPI 6のカルボキシ末端転写活性化ドメインを欠失することにより、HSV VP1 6リプレツサーを生成した(「先太のウィルストランスアクティベーターの発現 は、その同系のウィルスによる溶菌感染を選択的に妨害する」、Nature、  335゜452−54頁(1988))。類似の方法テH8V−2VP161 Jプレツサーを生成した。
輸送ポリペプチド−VP16リプレツサー複合体の、細胞取り込みおよびVP1 6リプレツサー活性を試験するために、VP16依存性リポータ−プラスミドお よびVP16リプレツサープラスミドを、CO37細胞に同時にトランスフェク トした。次いで、トランスフェクトした細胞を、輸送ポリペプチド−VP16リ ブレツサー複合体または適切なコントロールにさらした。以下に一記載の抑制ア ッセイは、実施例9において上記のE2抑制アッセイと類似であった。
VP16 −セイプースミ゛ VP16抑制アッセイのためのリポータ−構築物は、プラスミドp175kcA Tであり、これはG、 Waywardから入手した(P、0°Hareおよび G、 S、 )laywardの「単純庖疹ウィルス遅滞型初期および急速型初 期調部領域を包含する組換え遺伝子の発現および庖疹ウィルス感染によるトラン ス活性化」、J、 Virol、、 52゜522−31頁(1984)参照) 。プラスミド1)175kcATは、CATリポータ−遺伝子を作動させるHS V−11E175プロモーターを含む。
VP16抑制アッセイのためのHSV−21−ランスアクティベーター構築物は 、プラスミドpXB324であり、これはニワトリβ−アクチンプロモーターの コントロール下で、野生型H3V−2VP16遺伝子を含有していた。pXBl oo(P、 Hanら、rHIV−I Tatによる異種プロモーターのトラン ス活性化」、Nuc、 Ac1ds Res、、 19゜7225−29頁(1 991))のXho1部位とBam旧部位との間に、ニワトリβ−アクチンプロ モーターを含む280塩基対フラグメント、および野生型1(SV−2VP16 タンパク質全体をコードするプラスミドpC^5(0’HareおよびHayw ard、前出)由来の2318塩基対のBa1t1旧−EcoR[フラグメント を挿入してpXB324を構築した。
Tat−VP16 ’ レー −Δ ンパ細菌中で、tllV tatタンパク 質のアミノ酸47−58とそれに続< HSV VP16タンパク質のアミノ酸 43−412からなる融合タンパク質tat−VP16R,にF(配列番号:5 8)を産生じた。tat−VP16リプレツサー融合タ融合タンパ線質で産生ず るために、3つの断片を連結してプラスミドpET/1at−vP16R,GF を構築した。第1番目のフラグメントは、NcolおよびBgll+で消化した ベクターpET−3d(別の名称rpET−8cJ上記)であった(約4600 塩基対)。第2番目のフラグメントは、アニールして二本鎖DNA分子の形態に なった合成オリゴヌクレオチド374.219(配列番号:39)および374 .220(配列番号=40)からなる。合成フラグメントの5゜末端は、^TG 翻訳開始コドンを含むNco+突出部を有した。開始コドンに続いて、tat残 基47−58に対するコドンが存在した。
tatコドンのすぐ次は、フレーム(読み取り枠)が合ったVP16残基43− 47に対するコドンであった。合成フラグメントの3°末端は、HSV−2VP 16ノ:]トン4B−412’i−含む、pXB324R4由来(7)l134 塩基対のPvu I I −Bgl I +フラグメントである第3番目のフラ グメントと連結するための平滑末端であった。pXB324からpXB324R 4を誘導した(上記)。プラスミドpXB324R2は、pXB324R4の構 築における場合の中間体であった。
pXBlool:、HSV−2VP16(7) N 末端(7)4197 ミ/ 酸をコードするpXB324由来の1342塩基対のBaの旧−^atllフラ グメントを挿入してpXB324R2を構築した。フレームのあった停止コドン を提供するために、psV2−CAT由来の73塩基対Aatll−EcoRI フラグメントを用いた(C,M、 Gormanら、Mo1ecular &  Ce1lular Biol。
M、2. 1044−51頁(1982))。従ッテ、pXB324R2ハ、F ISV−2VP16の最初の419アミノ酸および停止コドンに先行するVP1 6でないさらに7つのアミノ酸をコードした。pXB324R4を構築するため に、pXB324R2由来の5145塩基対のMlul−EcoRI7ラグメン ト、および2つの挿入フラグメントを含有する3つの断片の連結を行った。1つ の挿入物は、VP16の最初の198残基をコードするpXB324R2由来の 115塩基対のMlul−Nsp17ラグメントであった。第2番目の挿入フラ グメントは、合成オリゴヌクレオチド374.32(配列番号:41)および3 74.33(配列番号:42)からなる二本鎖合成りNA分子であった。アニー ルしたとき、これらのオリゴヌクレオチドは、5 ’、N5pl付着末端および 3’EcoRI付着末端を形成した。この合成フラグメントは、終止コドンが続 (VP16残基399−412をコードしていた。このように、プラスミF p XB324R4ハ、VP167 ミ/酸413−419i:対すルコドン、およ び停止コドンに先行する7つの外部からのアミノ酸を欠くことにより、pXB3 24R2と異なった。
tat−VP16R,GF ム ンパ の 1tat−VP16R,CFに対す る遺伝子構築物を、E、 coli中で発現させた。遠心分離により形質転換さ せたE、 coliを集め;細胞を8−IO容量の溶菌緩衝液(25nM )リ ス(ptl 7.5)、25+nM NaC1,1mM DTT、 0.51n MEDT^、1 nM PMSF、 4 μg/ml E64.50 u g/ ilアプロチニン、50μg/nlペプスタチンA、および3+nMベンズアミ ジン)に再懸濁し;フレンチプレス中で細胞を溶菌しく12.000psiで2 回通過);そして、溶解液を10.000〜12.000 xgで4℃で1時間 、遠心分離した。溶解液を遠心分離した後、25ffIMトリス(pロア、5) 、0.5mM EDT^で平衡化したファーストローセファロースカラムに上清 をロードした。Q−セファロース通過液ヲ、2501111111ES(+)I (6,0)、0.1mM EDTA、 2a+11 DTTテ平衡化したファー ストS−セファロースカラムにロードした。tat4P16融合タンパク質を、 S−セファロースカラムから、251111 MES(pH6,0)、0.1m M EDTA、 2IM DTT中のNaC1の連続的な濃度ステップを用いて 回収した。tat−VP16融合タンパク質は、600−1000J NaC1 画分中に溶出した。
vP6 ・・セ HeLa細胞を、lウェル当たり106細胞で、24ウエル培養プレートに接種 した。翌日、DEAE−デキストラン法(B、 R,Cu1len、「クローン 化した遺伝子の機能的分析における真核生物発現技術の使用」、Meth En z n+o1.、 152巻、684頁(1987)に記載)を用いて、細胞を トランスフェクトした。DNAをトランスフェクションのために沈殿させ、そし てそれをloOmM NaC1、lonM )リス(pfl 7.5)中に約1 00μg/ll1lの濃度で再溶解した。各トランスフェクション用のDNA− DEAE混合液は以下からなる:最終体積100μmに対して、200ng p 175kcAT(+ / −1ng pXB324)または200ng psi −CAT(]ントロール)、1 mg/+ol DEAE−デキストラン、およ びPBS0細胞をこの混合液に37℃で15−20分間、培養プレートをときど き揺らしながらさらした。次いで、1a+1の新鮮DC培地(DMEM+ 10 %血清)を80dMクロロキンとともに各ウェルに添加した。細胞を37°Cで 2.5時間インキュベートした後、各ウェルから培地を吸引し、そしてそれをl O%DMSOを含有する新鮮DCで置き替えた。室温で2.5分後、DMSO含 有培地を吸引し、そしてそれをOl【0、または50 u g/fllの精製t at−VP16. CFを含有する新鮮DCで置き替えた。翌日、各ウェル中の 培地を同じ組成の新鮮培地で置き替えた。24時間後、HeLa細胞をl10f f1トリス(pH8,0)、1a+MEDT^、150mM NaC1中の0. 65%NP−40(界面活性剤)で溶解した。アッセイにおいて試料の標準化の ために、各抽出物中のタンパク質濃度を測定した。
tat−VP16. CFの濃度が50 u g#11の場合、細胞毒性がアッ セイを妨害した。10dg/nlの濃度では、tat−VPL6. GF融合タ ンパク質は、vpta−依存性のCAT発現をほとんど完全に抑制した。ここで は、観察し得る細胞の死滅はなく、そしてコントロール中ではVP16−依存性 でないCAT発現が約30%抑制された。このように、より少ない量の非特異的 抑制に加えて、vpts依存性のトランス活性化の特異的な抑制を観測した。
火1■引上j− °ポ1ペプ ドーDN^ ム DNA結合性転写因子による転写活性化は、その転写因子に対する結合部位を有 するDNAを細胞中に導入することにより阻害し得る。転写因子は導入されたD NAに結合するようになり、そして正常に機能するプロモータ一部位で結合しな い。この戦略は、NF−1cBによる転写活性化を阻害するのに用いた(Bie linskaら、「二本鎖ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドを用いる遺伝 子発現調節」、5cience、 250巻、997−1000頁(1990乃 。
Bielinskaらは、二本鎖DNAを細胞培養培地に入れた場合、投与量に 依存する阻害を観測した。輸送ポリペプチドtat37−72を、二本鎖DNA 分子に結合し、このような複合体が、DNAの細胞取り込みを増加することによ り阻害を増強し得るが否がを測定した。
NFL、 NF2、NF3およびNF4と命名した、それぞれヌクレオチド配列 (配列番号・43)、(配列番号:44)、(配列番号、45)および(配列番 号:46)を有する、4つの注文合成された397−のホスホロチオエートオリ ゴヌクレオチドを購入した。NFIおよびNF2は、野生型NF−にB結合部位 に相当する二重らせんを形成した。NF3およびNF4は、変異型NF−にB結 合部位に相当する二重らせんを形成した。
NFIおよびNF3を、約4111g/Inlの濃度で水に溶解した。次いで8 00μgのNFIおよびNF3を別々に、400μlの50ff1Mトリエタノ ールアミン(pH8,2)、50II+M NaC1,10d Traut試薬 に入れた。室温で50分間反応を進行させた。50a+M HEPES(pH6 ,0)、5001M Naclで平衡化したPGDGカラム(BioRad、  Richmond、 CA)上のゲル濾過により反応を停止して、過剰のTra ut試薬を除去した。260nrrIの吸収をモニターして、オリゴヌクレオチ ドを含有する画分を同定した。オリゴヌクレオチドの回収率は、約75%であっ た。次いで、Traut修#NF1とNF2とをアニールしく最終濃度0.55 mg/ff1l )、そしてTraut修飾NF3とNF4とをアニールした( 最終濃度0.50mg/ml)。最終的に、室温で60分間、lll11の11 00OHHEPES(pH7,5)中で、0.4a+gの各Traut修飾DN Aを0.6+ngのtat37−72−BMW(上記の実施例9に記載のように 調製した)と反応させた。ポリアクリルアミドゲル電気泳動、その後のゲルのエ チジウムプロミド染色により、架橋反応の進行をモニターした。一般に、これら の条件下で、約50%のDNAが修飾されたことを観察した。
これらの二本鎖DNA分子を、本質的にBielinskaら(前出)の方法に 従って、tat結合がある場合および無い場合についてNF−にB転写活性化の 阻害を試験した。Tat結合は、NF−にBにより著しく転写活性化を増強した 。
本明細書中に記載した方法により調製される組換えDNA配列は、アメリカンタ イプカルチャーコレクション、Rockville。
Marylandにおいて寄託されたカルチャーにより例示される。
pJB106とEscherichia co1iカルチャーは、1993年7 月28日に寄託され、モしてATCC受諾番号69368が与えられた。
本発明の多くの実施態様を記載したが、発明者らの基本的な構築物は改変され得 、本発明の方法および産生物を利用する他の実施態様を提供し得ることは明らか である。従って、本発明の範囲は実施例により提供された特定の実施態様により 規定されるのではなく添付の請求項により規定されるべきであることが理解され 得る。
(以下余白) (ii)発明の名称: TAT由来輸送ポリペプチド(iii)配列数:63 (2)配列番号、lの情報・ (lり配列のN類:タンパク質 (vi)起B、: (xl)配列:配列番号=1= (2)配列番号=2の情報: (11)配列の種類:ペプチド (xl)配列:配列番号:2: コ5 (2)配列番号:3の情報: (11)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号:3゜ −・(2)配列番号=4の情報= (11)配列の種類:ペプチド (xi)配列、配列番号:4・ (2)配列番号:5の情報: (11)配列の種類:ペプチド (xi)配列・配列番号=5= (2)配列番号・6の情報。
(11)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号=6= (2)配列番号ニアの情報: (11)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号ゴ: (2)配列番号二8の情報: (11)配列の種類、DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号:8: Q&Tl工C猷講Cαス0シ心Cπ六ゴCにテα7AGαmAA0 39(2) 配列番号:9の情報・ (ii)配列の種@ : DMA(ゲノム)(xi)配列・配列番号・9: 鮎iで=N−弱=国Aa−AGMAeOTGCff口工 39− (2)配列番 号:lOの情報: (11)配列の種fR: DMA(ゲノム)(xl)配列:配列番号、lO: CλTGGGGGkT CkTGτ^ACTCGCCτテGA丁CG TTGG GAACCG GAqCTGAA’N 入AGCCATACb720 ^AAeM (C’mACACCA QJLTII;C1:丁QCAce^AT CGCλ ^C入j!τiGCGIJM(:’FAT? 7W0 CTI:CCτGテ丁CATCCGCにτCCACCTCG丁丁G^ 丁子T〒 CτCCAG 入AσCCττへATOテcTcccrτCQ400 πATAIす、GCG(、GeCAT’CTTh AGGGCGGTTr 丁T TCI:’rl:TT’T QCτ(JCTTGA TGCb丁CI:GテG  2460 AτATACATAT ccAAcecaτCGkCCCGCQTCTGGAA CCATG GAAA(:^ccec cccτace^Gb4X40 (2)配列番号=11の情報: (11)配列の種類=DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号、11 τCAATAAτ^T TGAAAAAGGA^GAGτ^TIJGτATrC AACAT TTCCCTOTIJ CCCTrATTCCQ40 cフ1l−rrrCcc aearrrrccc テ!i テayコUCCC^  C^^ACK+cTGG ↑G^^^G丁^^^ コoOCT’l”!TCC T’lJ Ce!’T’ir丁GC丁C^CA丁CffCτテ τCCτGCG TTk TCCCCTG^rr erafrca^TAA 1920 WAffACe 02 GAII;CrGA丁ACCE(YCOCeC+: A (it:CGAACeA CCGkGCDCkG 1980GTCGCII:C TCC入CCC入^^GCG GτCCTCCCCG 入^^AT(:ACCC AGAGCCCτQCCt:G(:Ac煤FTGτ 3600 (:CTA8T? G(2TlffATMA GMGhC^GτCA丁A^C丁 aCGCcaxec^τ入G〒 ca丁Gcceccc 3U60 (2)配列番号 12の情報・ (ii)配列の種類=DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号、12゜ τA冗隷絋鉱C!=τゴa℃冗π項カ=29(2)配列番号:13の情報: (ii)配列の種類: DNA(ゲノム)(xi)配列:配列番号:13゜ C1:ACJU^GAA ^CGACcGGffl CCA 2コ(2)配列番 号:14の情報: (ii)配列の種類 DNA(ゲノム)(xi)配列・配列番号 14: πcccccpac TTxcTTcrcAcAAccxrcca hacAc ccyc cxGcryccc σπ買πcp、 660C^^CATGGGG  G^τC入τGτAA ercOccττC^ テロ;TTGGG^^ ce ca^GCTGk ^TO入AGQIi丁 フ20 CGAAACCOCCG^GGCAGCTG CGGTkAAGCT CATC AC;CC;TG GTccτG入入GC五人ATTCAC`CA 2コ4゜ (2)配列番号=15の情報 (ii)配列の種類・DNA(ゲノム)(xi)配列、配列番号 I5゜ (2)配列番号 16の情報 (11)配列の種類:DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号・l6 cGGGGATcc? CATATAGACA TMATCC2フ(2)配列番 号:17の情報・ (11)配列の種類 DNA(ゲノム)(xl)配列 配列番号 17: 入^Aτ入GAC^G λxc’rc^GA 丁kGG丁aceτCAC丁Gk ττ入AGC入TTgT入^C〒arc^G入CCA入入 P080 rAATAcA GAM?AGGTCT’TCCACA(:G(: TAGCC AGCAG cxrcCTGCO^ τaC^G^〒eolF 2700 G入入CATA^’rG σ1GCACGCCG CTGACTτCCG CC ττTCC^G入 errr^CG八^^ C^へce^^OCC2760 cCATTtAxe^ GG^(J丁五人τG τ^^^AC^丁入A 入KG τGC入へ丁τ Gττ八CへCτTAC^丁^TGAτ^f 4380 丁HAATCACAA eOTt:入C(JAY τjゴ℃丁CτCA JWT rんり五丁^Cαリリ講^CτAτrAcNn℃τC444O (2)配列番号=18の情報 (11)配列の種類=DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号、18: C!2ACACTOCA 1iATAcAATG TAGAATCCTT TT TMATC’L’A TAWAAAG ATCTτ^MG T9 (2)配列番号+19の情報。
(ii)配列の種類 (+jlA(ゲノム)(xl)配列;配列番号・19・ Gαテαtα工 CC入πCCGGCGAτ^^τ 26(2)配列番号、20 の情報。
(i)配列の特色。
(ii)配列の種類: DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号=20: 丁C五人GA(:CTA CCMCTCτττ τ丁CCGkkGGT AAC TGGCT’TCAGcAGkGCACAにATACCAM@13110 T入CテC?eciT e?AGiGTAGCC1;TkGTτAGG CCA CCACττC^^C^^C?CTG TACCACel:bC1440 GGτ丁TGCGCA TMJCXCTTCτCCGCAkG八A TTCへT τcccτ C(JATτCTTG GAGτCX;TGk` コ060 τ℃XズmAl:Co ^GG丁GC:CXdX: GGCT丁CCATテ C ^GGTcG入ca 入入ccecccr ccxπC八lFcへ 31ス。
(2)配列番号:21の情fl: (11)配列の種類:DNA(ゲノム)(xi)配列:配列番号、21: 丁τ丁ACGOCCOTAAGAOATACCTAGGC;CT!’T GGT I:ATGA^c acca丁 4S(2)配列番号:22の情報: (11)配列の種類・DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号・22 πα+CCAACTTACTrC?CA CAACX;ATCGG J’GC; ACCGkM; GM:CTMC(に CTTT’TT’TbCA 660 CAACATGGGG G^τC^πτ^^ Cτcccc’r丁GA 丁CO τ丁GGO入A CCEGACCτG^ ^π入五人ce八■@)20 α議AACGCGC0100口(OCTG CGGτV講CCT CATCkG CGTG GTCGTGkAGCGATTCACAGA 2R40 TσWe 丁子C入丁cccca 丁eC^CCτCCτ 丁GAC丁TτC丁 CC入G^へace丁テ λ^τCτCTGGC240口cccccc^CG^  πcc丁CCGGCG丁λGへ〇〇λ7cc八G入τCτCCA τccCc ca入AA ττ入^丁八へ〇AC4O20 TCACT&TAGG GkGkCCAcAA !τTCCCT CTMAA^ TA八 丁子τ丁0ffi丁^ACrτ丁入^HA^lit@4080 (2)配列番号・23の情報: (1)配列の特色: (11)配列の種類、DNA(ゲノム)(xi)配列:配列番号=30: mm^^ GG^G^τAT入CkTkテロ!ffl入〒 eAecλ^AOC CC?^GGiATcτ c丁(2)配列番号:31の情報: (11)配列の種類:DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号、31: AC’!TTAAGAA にGAOATATACA?ATI:?ACCCCCG TkfiAMA CGT(WCAI:CG(2)配列番号・32の情報: (11)配列の種類 DNA(ゲノム)(xi)配列・配列番号:32: AAccTCI:TCA GeGAeG?C1:τCCACCAGkCk C( XeLa)講C(:CCTI:CCACA(:CAC(2)配列番号:33の情 N: (ii)配列の種類、DNA(ゲノム)(xl)配列 配列番号、33: 工Nよとπccxce’r−απαN−緑絋C(2)配列番号:34の鉱報 (11)配列の種類:DNA(ゲノム)(xl)配列、配列番号・34: (:?CQIJ?lJCTAI:CMCAC〒 ACACCC(2)配列番号: 35の情報 (11)配列の種類二DN^(ゲノム)(xi)配列:配列番号 35: Gλ^GA?+=7℃ (2)配列番号、36の情報: (11)配列の種類:DNA(ゲノム)(xi)配列:配列番号・36゜ ローmmCAπGTI:AC? CTCCCM(2)配列番号、37の情報: (ii)配列の種類:DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号、37 mcAATW AT’Cα講TeAG Ncπム(2)配列番号 38の情報: (11)配列の種類 タンパク質 (xi)配列:配列番号、38: Bar Ala Pro工is Lau Thr Ala Phs^an sa r Sir HLm Lye Gly Arg XLtaAsr+ C’ym  Asn Sey: Asn Thr The Pro エl@ Val HLm  L@u Lyll C1y Amp@^1m 5o 55 60 ; Amp Gin Ph@L*u Sey Gin VaL Lye XL・Pr o Lys↑hr !l@ The Val mar115 120 L2S (2)配列番号・39の情報: (11)配列の種類:DNA(ゲノム)(xl)配列、配列番号:39・ 0LTO′TAcIACCGTAAAAJIJC(Y(CTCAGCG ACC TeGτCCCCTOAC?CAGG CcC^G 55(2)配列番号:40 の情報: (if)配列の種類=DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号:40: CrGGGCCTGA CTCAGCI4ACGAOffCCOT(i A(! l;AQ:’!’!TT ffAcGCccσテA 51(2)配列番号 41 の情報・ (11)配列の種類・DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号=41= TCロチ−↑π=−πGGτCA ccccc−α℃工CC℃τCコαゴ紡G  46(2)配列番号 42の情報: (11)配列の種類:DNA(ゲノム)(xi)配列、配列番号・42゜ AAT?c′rTAGOTGGACAGGCG GCXiCGGOCI:、CT GNJJ−αtλ艶関uα請儲π(2)配列番号:43の情報: (11)配列の種類、DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号:43: GGGGACTTi’CC0CTCGGGACττ丁CCACGGG GO^C rTτCC(2)配列番号=44の情報: (ii)配列の種類・DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号=44: GGλ^^GTCCCC1!〒GC入^AG 丁eCCC^ccca ^^^G 丁CC:eC(2)配列番号:45の情報・ (ii)配列の種類=DNA(ゲノム)(xl)配列、配列番号:45゜ G〒f:X入Cテテ〒Cel:C1GiCTAe ’!?rCeACeGT C !AC’!”L’TCC(2)配列番号・46の情報・ (11)配列の種類・DNA(ゲノム)(xl)配列:配列番号、46゜ GC九M−τkQACCGτGG^^AQ τλG^C^Gαを入り4τAG^ C(2)配列番号、47の情報: (11)配列の種類:ペプチド (xl)配列、配列番号:47゜ (2)配列番号、48の情報: (11)配列の種類:ペプチド (xi)配列:配列番号=48゜ ?yr C1y Arg Lys Lye 119 Ar9 Gin Ar9  xrg Mq Pro Pro GLIユ510 (2)配列番号:49の情$11: (11)配列の種類:ペプチド (xl)配列:配列番号=49・ (2)配列番号:50の情報・ (ii)配列の種類:ペプチド (xl)配列:配列番号 50: (2)配列番号・51の情報: (ii)配列の種類二タンパク質 (xl)配列:配列番号:51・ (2)配列番号:52の情報二 (11)配列の種類・ペプチド (xl)配列:配列番号:52゜ (2)配列番号:53の情報。
(ii)配列の種類 ペプチド (xi)配列:配列番号・53: Ph@XLaτ’hr Lys Ala L@u Gly XL* Sar T yr Gly Arg Ly露Lys Arg ArgI S ユ0 15 (2)配列番号゛54の情報: (ii)配列の種gIl:タンパク質 (xl)配列:配列番号=54: G1nPh@LJusat+LnVaLLys)L@ProLy纏?M!is丁 )HzVJLIsir〒hr65 フ0 フS 80 Gly the M@t S@t Il@(2)配列番号:55の情報: (11)配列の種類:タンパク質 (xl)配列、配列番号、55: (2)配列番号:56の情報・ (if)配列の種類、タンパク質 (xl)配列:配列番号、56: (2)配列番号 57の情報 (i)配列の特色 (ii)配列の種類:タンパク質 (xl)配列 配列番号:57: Val Lys CTa Tyr Arg Phs kg ValLye Ly e ksn ill@ Arg Hls Arg ?yr1g0 185 19 0 (2)配列番号 58の情報・ (11)配列の種類 タンパク質 (xl)配列:配列番号・58゜ 工1・ 入sp Xis Arg Ala Hls Gly 入sp Val  Ala Phs Pro 2M IJIJ Pro Alazoo 105 1 10 VaL ^1m テhr sar (Lu Gly lLu S@r V龜1  hat 入rg GLu 11膳 ^1息テF Sirコ2S ココo 3コS hx as (2)配列番号、59の情報 (ii)配列の種類 タンパク質 (xl)配列:配列番号:59・ しILys Oys IJ%1社g Tyr )gg Phs Lys Lym  Hls CYIIテhr Leu ?yrチーIs ilo 91! th@me Sir Hls (2)配列番号・60の情報: (11)配列の種類・タンパク質 (Xl)配列:配列番号:60: Phs Lys I、ys ILLm Cys The Lau Tyr TM  kLm Val 1iar !Inc Thx ?rp釦P Wo0 105 110 Lau XLm Isr O1y丁ht JuJL JIJn GlnVal  Lys Cys Tyr Arg i’hae kIVanzoo 1os 工 10 (lu Glu Pro Val 丁’hr Lau Pro 入r9 Arg  Thr The Agn Mp Gly PM usas 90 95 Pb@ Jvwn jar 5@r Hls Lys Gly ^r9 工Le  Ajl’l Cys Mn Sat un TM τhrSo 5s 60 FIG、 I Met Glu Pro Val Asp Pro Arg Leu Glu  Pro Trp Lys His Pro Glyl 5 15 Ser Gln Pro Lys Thr Ala Cys Thr Asn  Cys Tyr Cys Lys Lys CysSer Tyr Gly A rg Lys Lys Arg Arg Gin Arg Arg Arg P ro Pro G1nGly Ser Gin Thr His Gin Va l Ser Leu Ser Lys Gln Pro Thr 5erFIG 、 2 80゜ タンパク質 (ug/ml) FIG、 12 MET TYRGLY ARG LYS LYS ARG ARG GLN A RG ARGARG PROPROASP THRGLY ASN PROCY S HIS THRTHRILE LEU THRALA PHE ASN S ERSERHIS LYS GLY ARGILE ASN CYS ’ASN  SERASN THRTHRPROILE VAL H1sLEU LYS  GLY ASP ALA ASN THRLEU LYS CYS LEU A RGVAL SERSERTHRTRP HIS TRP THRGLY HI S ASN VALM日−SERILE FIG、 13 フロントページの続き (51) Int、 C1,6識別記号 庁内整理番号C12N 5/10 C12P 21102 Z 9282−4B//(C12P 21102 C12R1:19) 8314−4C (81)指定間 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、PT、SE) 、0A(BF、BJ、CF、CG、 CI、 CM、 GA、 GN、 ML、  MR,NE、 SN。
TD、 TG)、 AT、 AU、 BB、 BG、 BR,BY。
CA、CH,CZ、DE、DK、ES、FI、GB、HU、JP、KP、KR, KZ、LK、LU、MG、MN、 MW、 NL、 No、 NZ、 PL、  PT、 RO,RU。
SD、SE、SK、UA、US、VN I A61K 37102 AED (72)発明者 ペピンスキー、アール、ブレイクアメリカ合衆国 マサチュー セッツ 02174 、アーリントン、フォルマス ロード 30

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.カルボキシ末端カーゴ部分とアミノ末端輸送部分とからなる融合タンパク質 であって、 (a)輸送分が: (i)HIV tatタンパク質のアミノ酸49−57の存在;(ii)HIV  tatタンパク質のアミノ酸22−36の不在;および、(iii)HIV  tatタンパク質のアミノ酸73−86の不在;で特徴付けられ、そして、 (b)カーゴ部分が輸送部分依存性の細胞内送達後に有意な生物学的活性を維持 する、融合タンパク質。
  2. 2.請求項1に記載の融合タンパク質であって、前記カーゴ部分が、治療用分子 、予防用分子、および診断用分子からなる群より選択される、融合タンパク質。
  3. 3.カルボキシ末端カーゴ部分とアミノ末端輸送部分とからなる融合タンパク質 であって、該カーゴ部分が、標的細胞に送達後に生物学的活性を維持するヒトパ ピローマウイルスE2リプレッサーからなり、そして該輸送部分が:(a)HI V tatタンパク質のアミノ酸47−58(配列番号:47);(b)HIV  tatタンパク質のアミノ酸47−72(配列番号:48);(c)HIV  tatタンパク質のアミノ酸38−72(配列番号:49);および、 (d)HIV tatタンパク質のアミノ酸38−58(配列番号:50);か らなる群より選択される、融合タンパク質。
  4. 4.請求項3に記載の融合タンパク質であって、前記輸送部分の前にアミノ末端 メチオニンがある、融合タンパク質。
  5. 5.請求項1から4のいずれかに記載の融合タンパク質であって、前記カーゴ部 分がヒトパピローマウイルスE2タンパク質のアミノ酸245−365(配列番 号:51)からなる、融合タンパク質。
  6. 6.融合タンパク質JB106(配列番号:38)。
  7. 7.融合タンパク質JB117(配列番号:59)。
  8. 8.融合タンパク質JB118(配列番号:60)。
  9. 9.融合タンパク質JB122(配列番号:63)。
  10. 10.カルボキシ末端カーゴ部分とアミノ末端輸送部分とからなる融合タンパク 質であって、該カーゴ部分が、標的細胞に送達後に生物学的活性を維持するウシ パピローマウイルスE2リプレッサーからなり、そして該輸送部分が:(a)H IV tatタンパク質のアミノ酸47−62(配列番号:52);および、 (b)HIV tatタンパク質のアミノ酸38−62(配列番号:53);か らなる群より選択される、融合タンパク質。
  11. 11.請求項10に記載の融合タンパク質であらて、前記輸送タンパク質の前に アミノ末端メチオニンがある、融合タンパク質。
  12. 12.請求項1、2、10、または11のいずれかに記載の融合タンパク質であ って、前記カーゴ部分が、ウシパピローマウイルスE2タンパク質のアミノ酸2 50−410(配列番号:56)からなるE2リプレッサーである、融合タンパ ク質。
  13. 13.融合タンパク質JB119(配列番号:61)。
  14. 14.融合タンパク質JB120(配列番号:62)。
  15. 15.輸送ポリペプチド部分とカーゴ部分とからなる共有結合した化学的複合体 であって: (a)複合体の輸送ポリペプチド部分が:(i)HIV tatタンパク質のア ミノ酸49−57の存在;(ii)HIV tatタンパク質のアミノ酸22− 36の不在;および、(iii)HIV tatタンパク質のアミノ酸73−8 6の不在;で特徴付けられ、そして、 (b)複合体のカーゴ部分が、輸送部分依存性の細胞内送達後に有意な生物学的 活性を維持する、融合タンパク質。
  16. 16.請求項15に記載の共有結合した化学的複合体であって、前記輸送ポリペ プチド部分が、HIV tatタンパク質のアミノ酸37−72(配列番号:2 )からなる、化学的複合体。
  17. 17.請求項16に記載の共有結合した化学的複合体であって、前記カーゴ部分 が: (a)ヒトパピローマウイルスE2タンパク質のアミノ酸245−365(配列 番号:51);および、 (b)ヒトパピローマウイルスE2タンパク質のアミノ酸245−365(ここ でアミノ酸300および309はシステインに置換している)(配列番号:55 )、 からなる群より選択される、化学的複合体。
  18. 18.輸送部分とカーゴ部分とからなる共有結合した化学的複合体であって、前 記輸送ポリペプチドが、HIV tatタンパク質のアミノ酸37−72(配列 番号:2)からなり、そして該カーゴ部分が: (a)ヒトパピローマウイルスE2タンパク質のアミノ酸245−365(配列 番号:51);および、 (b)ヒトパピローマウイルスE2タンパク質のアミノ酸245−365(ここ でアミノ酸300および309がシステインに置換している)(配列番号:55 )、からなる群より選択される、化学的複合体。
  19. 19.カルボキシ末端カーゴ部分とアミノ末端輸送部分とからなる融合タンパク 質であって、該カーゴ部分がHSV VP16タンパク質のアミノ酸43−41 2からなり、そして該輸送部分がHIV tatタンパク質のアミノ酸47−5 8からなる、融合タンパク質。
  20. 20.請求項19に記載の融合タンパク質であって、前記輸送部分の前にアミノ 末端メチオニンがある、融合タンパク質。
  21. 21.輸送ポリペプチド部分とカーゴ部分とからなる共有結合した化学的複合体 であって、該輸送ポリペプチド部分が、HIV tatタンパク質のアミノ酸3 7−72(配列番号:2)からなり、そして該カーゴ部分が: (a)オリゴヌクレオチドNF2(配列番号:44)にアニールするオリゴヌク レオチドNFI(配列番号:43)、および、(b)オリゴヌクレオチドNF4 (配列番号:46)にアニールするオリゴヌクレオチドNF3(配列番号:45 )、からなる群より選択される、化学的複合体。
  22. 22.請求項1から14、19、または20のいずれかに記載の融合タンパク質 の前記カーゴの細胞内送達のための使用。
  23. 23.請求項15から17、または21のいずれかに記載の共有結合した化学的 複合体の前記カーゴの細胞内送達のための使用。
  24. 24.薬学的に有効な量の請求項1から14のいずれかに記載の融合タンパク質 を含む薬学的組成物。
  25. 25.薬学的に有効な量の請求項19または20のいずれかに記載の融合タンパ ク質を含む薬学的組成物。
  26. 26.薬学的に有効な量の請求項15から18、または21のいずれかに記載の 共有結合した化学的複合体を含む薬学的組成物。
  27. 27.次の: (a)JB106(配列番号:38)、(b)JB117(配列番号:59)、 (c)JB118(配列番号:60)、(d)JB119(配列番号:61)、 (e)JB120(配列番号:62)、および、(f)JB122(配列番号: 63)、からなる群より選択される融合タンパク質をコードするヌクレオチド配 列を含む、DNA分子。
  28. 28.融合タンパク質tat−VP16R.GF(配列番号:58)をコードす るヌクレオチド配列を含むDNA分子。
  29. 29.請求項27に記載のDNA分子であって、前記融合タンパク質をコードす るヌクレオチド配列が、発現制御配列に作動可能に連結している、DNA分子。
  30. 30.請求項28に記載のDNA分子であって、前記融合タンパク質をコードす るヌクレオチド配列が、発現制御配列に作動可能に連結している、DNA分子。
  31. 31.請求項29に記載のDNA分子で形質転換した単細胞性宿主。
  32. 32.請求項30に記載のDNA分子で形質転換した単細胞性宿主。
  33. 33.次の、 (a)JB106(配列番号:38)、(b)JB117(配列番号:59)、 (c)JB118(配列番号:60)、(d)JB119(配列番号:61)、 (e)JB120(配列番号:62)、および、(f)JB122(配列番号: 63)、からなる群より選択される融合タンパク質を生成する方法であって、 該方法が以下の工程: (a)請求項31に記載の形質転換した単細胞性宿主を培養する工程;および、 (b)該培養から融合タンパク質を回収する工程、を包含する、方法。
  34. 34.HIV tatタンパク質のアミノ酸47−58に続くHSV VP16 タンパク質のアミノ酸43−412からなる融合タンパク質を生成する方法であ って、 該方法が以下の工程: (a)請求項32に記載の形質転換した単細胞性宿主を培養する工程;および、 (b)該培養から融合タンパク質を回収する工程、を包含する、方法。
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