JPH07509319A - Mhc分子上のペプチドモチーフの決定 - Google Patents
Mhc分子上のペプチドモチーフの決定Info
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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】
MHC分子上のペプチドモチーフの決定本発明は、主要組織適合遺伝子複合体(
MHC)の分子上のペプチドモチーフもしくは一エピトープの決定法並びに決定
されたペプチドモチーフ、及び診断剤又は治療剤を製造するためのその使用に関
する。
細胞障害性Tリンパ球(CTL)は、抗原ペプチドエピトープを、MHC−コー
ドされる分子と結合して認識する。この現象は、MHC拘束と称される(文献;
1〜5)。ヒトMHCクラヌI分子、HLA−2及びA w 68の結晶学は、
重鎖のα1−及びα2−ドメインによって形成されるスリット (Spil+)
を生じる(文献:3.6)。このスリットは、抗原ペプチドエピトープの結合部
位であると思われている。それというのも、双方の結晶は、MHC配列と適合せ
ず、かつこのスリットに接して存在している大きさのペプチド構造を有するから
である(文献、6)。
これらのペプチドは細胞内タンパク質に由来し、かつ細胞表面に存在しているの
で、細胞障害性Tリンパ球が異常な特徴に関して細胞を試験することを可能にす
ると考えられている。T細胞エピトープを表出する、予めMHC=会合された(
assoz iie+le)ペプチドを、普通の又はウィルス感染した細胞から
抽出した(文献。
2.4,5.7.8)、相当する方法で、MHCクラスII拘束T細胞により認
識される抗原も、合成ペプチドにより模倣され得(文献; 9)、MHC−会合
された抗原ペプチドを、MHCクラスII分子がら溶離したく文献510)。T
細胞受容体、ペプチド及びMHC分子からなる3分子複合体く文献:11)の真
中のその位置に基づいて、T細胞エピトープは、特異的免疫系の中心点であり、
かつ従って、その発生の法則性の理解並びに決定法に対する多くの必要性がある
(文献、12〜15)。
本発明による課題は、
(a)MHC分子を含有する細胞の溶解により細胞抽出物を得、
(b)MHC分子を、その上に存在するペプチド混合物と共に、免疫沈降により
細胞抽出物から分離し、(c)ペプチド混合物を、MHC分子及びその他のタン
パク質成分から分離し。
(d)個々のペプチド又は/及びその混合物を配列決定し、かつ
(e)殊に混合物の配列決定又は一連の個々のペプチドの配列決定からの得られ
た情報から、対立遺伝子特異性ゝブチドモチーフ(allelspezifis
che Pep+idmoliV)を引き出す、
クラスI又はIIの主要組織適合遺伝子複合体(MHC)の対立遺伝子特異性ペ
プチドモチーフの決定法により解決され、その際、次のものからなる群から選択
される分子上のペプチドモチーフ。
を決定することを特徴とする。
本発明方法により、MMC分子がそれに従ってペプチドを選択しかつ提示する法
則性を有する、ペプチドモチーフが決定される。
本発明方法は、クラスIのMHC分子を用いても、クラスIIのMHC分子を用
いても実施することができ、その際、クラスlのMMC分子が有利である。ペプ
チドモチーフ HLA−A、HLA−B及びHLA−Cは、クラスIのMHC分
子のリガンドである。ペプチドモチーフ HLA−DR,HLA−DQ及びHL
A−DPは、クラスIIのMHC分子のリガンドである。
本発明方法によるM)(C分子の免疫沈降の際に、それぞれ所望のMHC分子に
特異的である適当な抗体を使用する。H−2に’−又はH−2Dゝ−分子の決定
のために1例えばに1特異性抗体(文献、25)又はDb特異性抗体(文献、2
6)を使用する。有利には、モノクローナル抗体を使用するが、相当する精製さ
れたポリクローナル抗血清の使用も可能である。本発明により使用することがで
きる抗体は、当業者によく知られた標準技術を用いて新たに製造することができ
る。
本発明で使用することができる抗体の例は、ATCC(Ame「1can Ty
pe Cu1ture Co11ection、 +2301 Pa+klsv
n D+ive、Roekville、 MD20852)の「カタログ・オプ
・セル・ライング・バイブリド−マス(Calslogoc oi CeIf
Line+ and Hyd+idomas)J中に記載されているHLA抗原
に対する全ての抗体を包含するが、これらに限定されない。有利な例(ATCC
命名法)は、HB82.117.166.54.122.164.95.1.2
0.116.118.94,152.178.56.115.157.119.
59.105.165.1414.180.103.110.109.151及
び104を包含する。カタログ中に記載されているマウス−H−2抗原に対する
全ての抗体は、同様に、本発明で使用することができる。固相に結合された抗体
による免疫沈降は、殊に有利に行なわれる。固相に結合された抗体は、当業者に
公知の方法で、例えば抗体と、ブロムシアン活性化されたセファロース4B(フ
ァルマシア(Pha+macia) L K B )とを結合させることにより
製造することができる。本発明で使用するための抗体に結合させることができる
他の固相の例は、アガロース、セルロース、セファデックス、プロティンA−セ
ファロース及びプロティン−G−セファロースを包含するが、これらに限定され
ない。免疫沈降の有利な方法は、臭化シアン活性化されたセファロース4B(例
1参照)から製造された小球に結合している抗体を用いる、吸着クロマトグラフ
ィーである。
MHC分子及びその他のタンパク質成分からの、決定すべきペプチド混合物の分
離は、クロマトグラフィー法により、特に逆相HPLCにより行なうのが有利で
ある。その際、トリフルオロ酢酸/H2O−トリフルオロ酢酸/アセトニトリル
−勾配で分離を行なうことは、有利であることが判明した。MHC分子からペプ
チド混合物を分離するための本発明により使用することができる他の方法は、イ
オン交換、ゲル濾過、電気焦点泳動、高性能毛管電気泳動(HPCB)及びゲル
電気泳動を包含するが、これらに限定されない。分離を実施するためのもう1つ
の方法は超遠心分離であり、その際、3000 D a又は5000Da又は1
0000Daの透過性を有する膜を使用する。 HPL、Cを用いる分離が、有
利に実施される。
ペプチド混合物のクロマトグラフィー分離の際に、多くの場合に、単独のペプチ
ド種を単離することができる。従って、本発明方法の工程(d)は、ペプチド混
合物の配列決定(これにより、それぞれのMHC分子上に存在するペプチドモチ
ーフに関する共通配列が決定される)又は/及び明確なペプチドの配列決定より
なる。
ペプチドモチーフの決定に関する出発物質として、正常細胞、腫瘍細胞も、ウィ
ルス又は他の病原体により感染した細胞も、並びに試験管内で(in vill
a)培養したヒト又は動物の細胞も使用することができる。本発明で使用するこ
とができる正常細胞は、新しい細胞、例えば抹消血液リンパ球、肺臓、肺、胸腺
の細胞又はMHC分子を発現する他の組織の細胞を包含するが、これらに限定さ
れるものではない。本発明で使用した腫瘍細胞系は、腫瘍細胞EL4及びP81
5を包含するが、同様に、これらに限定されるものではない。本発明で使用する
ことができるウィルス感染した細胞は、これらに限定されるものではないが、エ
プスタイン−バール−ウィルス(Epslein−Bg++−Virus)によ
り形質転換されたヒトB細胞であるJY細胞を包含する。本発明方法により決定
されたペプチドモチーフは、次の基本原理に相当する:
a)これらは、MHCクラス1分子の場合には、アミノ酸8.9.10又は11
個、並びにMHCクラスII分子の場合には、アミノ酸8〜15個の対立遺伝子
特異性ペプチドの長さを有し、
b)これらは、2個のアンカー位置(Anke+posilion)(「アンカ
ー位置」なる呼称は1位置が単独のアミノ酸残基の強いシグナルを示すか、又は
位置が非常によく類似した側鎖を有する僅かなアミノ酸残基で占められる場合に
使用する)を有し、そのうち、1個のアンカー位置は、常にC末端に存在し、か
つしばしば脂肪性であり、かつ
C)ペプチドは、もちろん、正常の、ウィルス感染した、他の方法で感染した、
又は遺伝子を用いて形質転換された、又は抗原を負荷した細胞のMHC分子上に
提示される。
MHCクラス■分子82に’、H2にゝ、)(2D’及びHLA−A2からの自
己ペプチド混合物の配列決定は、クラス1分子のそれぞれにより提示される、そ
れぞれ異なる対立遺伝子特異性ペプチドモチーフを示す。
K’、Dゝ及びA2により提示されたペプチドは9量体である一方、K′提示ペ
プチドは8量体であり、その際、相当するペプチドモチーフは、単独のアミノ酸
残基又はよく類似した側鎖を有する僅かな数のアミノ酸残基で占められている、
2個のアンカー位置を含有する。これらのアンカー位置は、異なるモチーフの場
合には、同じ位置に存在せず、これらは、例えば位置5及び9 (D’)又は位
置2及び8(K’、A2)又は位置5及び8 (K’)に存在しうる。全てのモ
チーフのC末端アンカー残基は、疎水性アミノ酸である。アンカー位置に存在し
ないアミノ酸残基は、かなり可変性であってよいが、いくつかは特に特定のアミ
ノ酸で占められ、例えば、K′モチーフの位置4にPro、に’モチーフの位置
3にTyrが見られ、かつ疎水性残基は、D1モチーフの位置3及びA2モチー
フの位置6で使勢である。H2−L″のためには、アンカー残基は、位置2のプ
ロリンであった。
本発明方法により得られた結果は、MHCクラスI分子で結晶学的に見られたス
リットの構造に非常に良好に相当する(文献:3.6)。異なるMHCクラスI
対立遺伝子は、このスリットのところの、異なるポケット(Ta+chen)の
存在により異なっている。このことは、おそらく、ポケットが、それぞれ異なる
アミノ酸を収容しうろことに起因する。従って、MHC結晶中の対立遺伝子特異
性ポケットと対立遺伝子特異性アンカー残基の側鎖とは、おそらく相補的構造を
示す。
本発明のもう1つの課題は、診断剤又は治療剤の製法における、本発明によるペ
プチドモチーフの使用である。このペプチドモチーフの可能な使用範囲は、MH
C分子の診断学的証明である。MHC分子は、ペプチドのその個々の特異な結合
により特徴付けられるので、け識基(Ma+kie+ungsg+uPPe)の
ペプチドによる結合証明を行なうことができ、その際、標識基として、例えばビ
オチン基又は蛍光基をペプチドに結合させる。
当業者に公知の他の標識を、同様に、本発明で使用することができる。この標識
は、これらに限定されるものではないが、例えばペプチドのチロシン残基に結合
した】311又は+251、又は3H又は14C(双方は、合成の間にペプチド
中に取り込まれる)のような放射性標識を包含する。標識のペプチドへの結合は
、当業者に公知の方法により達成することができる。標識は、特に、非アンカー
位置(Nichl−^nkerposilionen)で行なう。このような方
法で分かった、自己免疫疾患の発生と、疾病特異性ペプチドモチーフでのMHC
分子の発現との間の相関関係を、診断学的に使用することができる。本発明のペ
プチド配列の試験管内での診断学的使用の例は、これらに限定されないが、次の
ものを包含する+MHC分子の結合特異性の測定、M)(C分子の結合特異性と
疾病との相関関係付け、及び興味深いMHC分子をペプチド−バンク(試験した
モチーフに合うペプチドの混合物)のHPLC−フラクションで発現する。適肖
な細胞のインキュベーションによる未知の起源のT細胞エピトープの配列の決定
、及び天然のT細胞エピトープと、T細胞エピトープとして認識された合成ペプ
チドとのクロマトグラフィー比較により行なわれる。T細胞により認識されたペ
プチドの決定(Natu「e 348:252−254(1990))。
本発明のもう1つの課題は、免疫系の障害又は腫瘍疾病を治療するための医薬の
製法における本発明によるペプチドモチーフの使用である。殊に、本発明のペプ
チドモチーフは、自己免疫疾患における干渉(予防及び治療)のために1例えば
一定のMMC分子の遮断並びにT細胞のペプチド特異的非反応性(Nichl−
Reskl目11iel)の誘導により使用することができる。更に、移植拒絶
反応及び移植片対宿主反応(Gri日−vezus−1−10+1−Resk+
1onen)における干渉が、同様の方法で可能である。更に1本発明によるペ
プチドは、腫瘍細胞に対するT細胞の誘導又は強化もしくは増強のために、殊に
腫瘍疾病に対するワクチン化及び存在する腫瘍疾病の治療のために、試験管内及
び生体内で(in vivo)使用することができ、その際、殊に、いわゆる移
植片対白血病作用(G+all−veIsus−Leukaemii−Elfe
kl) (Sull iv!n等、N、Engl、J、Med、320:828
〜834)を利用することができる。本発明によるペプチドは、同様に、感染方
法(infeklioese Mi口el)又は腫瘍に関して特異的であるM)
l 0g合ペプチドを生体内で使用することにより、感染性又は悪性疾病に対す
るT細胞応答を強化するために使用することができる。二者選択的に、T細胞は
、患者から得ることができ、その数を、試験管内で、ペプチドの使用及びサイト
カイン、例えばインターロイキン2、インターロイキン4又はインターロイキン
6を包含する適当な成長条件の使用により増加させ、かつ引き続き、患者に戻す
ことができる。本発明によるペプチドは、更に、T細胞により攻撃可能な抗原を
発現する、次のものを包含するがこれらに限定されない全ての腫瘍、黒色腫、乳
癌、ウィルス起源の腫瘍、例えばバーキットリンパ腫(Bu+kil+slym
phom)、及びヒト乳頭腫ウィルスによるような腫瘍、例えば頚部ガン腫及び
他の生殖器(anogenilale)腫瘍を治療するために使用することがで
きる。T細胞受容体分子又は抗体分子に起因するペプチドは、更に、免疫y4節
釣機構の目的とする処置のために、殊に、自己免疫疾病及び移植拒絶反応並びに
移植片対宿主反応の治療のために使用することができる。予防のための、本発明
によるタンパク質の生体内使用において、その使用は、これらに限定されるもの
ではないが、次のものを包含する;感染性又は悪性疾病に対するペプチドワクチ
ンとして、及び組換え接種物質(ウィルス、例えばワクシニア菌又はバクテリア
、例えばサルモネラ又はマイコバクテリアを含む)及び組換えバクテリア(例え
ばE、コリ)又は他の細胞(酵母−2昆虫−、マウス−又はヒト細胞を含む)の
使用により製造されたタンパク質を含む他の全ての種類の接種物質中への本発明
によるタンパク質の導入のための適当なT細胞エピトープに関する本発明で集め
られた情報の使用。
本発明のペプチドの用量又は濃度は、当業者により常法で決めることができる。
これらは、生体内で、10μg〜1gの範囲で予想することができる。試験管内
濃度は、1フ工ムトモル〜1マイクロモルの範囲で予想することができる。生体
内投与は、これらに限定されないが、皮下、筋向、静脈内、腸管内及び経口法を
包含する。
治療的使用において、本発明によるペプチドモチーフにt目当し、N−又は/及
びC−末端で親油性もしくは両親媒性基、殊に親油性ペプチド−へリンクスと共
有結合するペプチドが有利である。このような基の例は、トリバルミトイル−5
−グリセリルシステイニル−セリルセリンである。
本発明を、次の例により、図1及び図2と結び付けて明らかにする。
図は、次のものを表す:
図18は、P815ライゼート(Lyssa+)からなる抗に1抗体を用いて分
離した物質のHPLC特徴、図1bは、1aからのクロマトグラムの一部拡大部
分(フラクション15〜35)。
図1cは、1b中の矢印を付した部分の自己ペプチドの再クロマトグラフィー。
図2は、M M C分子及びそのリガンド。
例I
P815腫瘍細胞(H−2に″)10〜20X109をベレット化し、かつ0.
5%ノニデソト(Nonide+)P2O250m1と共に、フェニルメチルス
ルホニルフルオリド(PMSF>0.1ミリモル/1を有するリン酸塩緩衝され
た塩溶液(PBS)中で、30分間、4℃で撹拌した。上澄を、250gで5分
間及び1、50000 g及び4℃で30分間で遠心分離し、次いで、吸着クロ
マトグラフィー装置に導いた。この吸着クロマトグラフィー装置は、それぞれ約
1 m lの層容量を有するカラム3mからなった。カラム物質は、製造元の記
録によりブロムシアン活性化されたセファロース4 B (Pha+macii
LKB)から製造された、抗体に結合したもしくはグリシンに結合した小粒か
らなった。
抗体とシテ、K1特異性抗体2020−8−43(I 2a、kappa:25
)又はD1特異性抗体B2B22−249(I 2s、kappa;26)それ
ぞれ5mgを小球1mlに結合させた。
細胞抽出物の上澄を、先ず、グリシンに結合した小球を有するカラムに、次いで
、抗に″小球を有する相当するカラムに、かつ次いで、偽沈降(Scheinp
+ae+ipi+alion)のために抗り′小球上に導いた。
小球を、全ての3つのカラムから除去し、かつ0゜1%トリフルオロ酢酸と共に
15分間渦動させた(文献、7)、上z■を真空遠心分離により乾燥させ、かっ
逆相HPLCにより、スーパーパック(Supe+pac)PepSカラム(C
2/C18; 5pm粒子、4.0X250 m m、ファルマシア(Pha+
macia) L K B )及びファルマシアLKB装置の使用下で分離した
(文献、4)。溶離剤 溶液A H2O中の0.1%トリフルオロ酢酸(v/v
)、溶液B アセトニトリル中の0.1%トリフルオロ酢酸。
図18及びb中に示したクロマトグラフィー分離のために、次の勾配を使用した
0〜5分、A100%
5〜40分、360%まで直線的に増大40〜45分、B60%
45〜50分、BO%まで減少
流速 1m1/分、フラクション量: 1 m lや個々のフラクションを集め
、かつ真空遠心分離により乾燥させた。
図1は、免疫沈降され、かつトリフルオロ酢酸処理されたに′分子のHPLC分
離を示す。図1aは、抗に’ (実線)もしくは抗Dh(点線)を用いてP81
5−ライゼートから沈降させた、TFA処理した物質のHPLC特徴を示す。フ
ラクション20〜28の間で、目標対立遺伝子特異性ペプチド混合物である不均
一物質が、僅かな量溶離する。
フラクション20〜28は、K1バッチ(^n5iN)からも、偽沈降によって
も集められた。双方のバンチを、エドマン分解法の使用下で自動的に配列決定し
た(Edmann等、Eu+、J、Biochem、I:8O−91(1967
)) 、このエドマン分解を、オンラインPTH−アミノ酸分析機12OA(A
pplied Biosyslemx、Foster C1ty、CA、944
04.LIS^)を備えたタンパク質ンークエンサー477人中で実施した。ガ
ラス繊維フィルターを、バイオプレーン・プラス(BioP+ene Plus
) 1 m gで被覆し、かつ前循環(ptae+yk1口ie+l)させなか
った。この配列決定を、標準プログラム BEGIN−1及びNORMAL−1
(Applied Bioiy++ems)の使用下に実施した。システィンは
修飾されず、かつ従って確認されなかった。
エドマン法は、それぞれクロマトグラフィーにより同定されるN末端の逐次誘導
体化及びアミノ酸除去(^minosaurenentlernung)を包含
する。ペプチドの錯体温合物を配列決定することは異例であるので、配列決定装
置から直接得られたデータを提示する。第18及びb表は、K′から溶離したペ
プチドに関する、2種の配列決定試験からの結果を示す。第1c表は、P815
−ライゼートのD1特異性抗体での偽溶離の配列決定結果を示す。K1から溶離
したペプチドは、1〜9の各位置にはっきりとしたアミノ酸型を1個有する一方
、偽溶離した物質は、それぞれの残基の吸収量を減少しながら、それぞれのサイ
クルにおいて、例外なく、同じ形のアミノ酸型を示す。K′がら溶離したペプチ
ドにおいては、前又は前の前のサイクルと比較して50%より多いピークが絶対
量で示され、重要とみなされ、かつ下線を引いた。最初の位置は、評価すること
が困難である。それというのも、前のサイクルが存在せず、かつ更に、HPLC
−プール(Poo l)中に存在する、全ての遊離アミノ酸がこの位置で確認さ
れるからである。第2の位置に関して、以前のサイクルと比較してその頻度が明
らかに高い単独の残基は、チロシン(例えば第1a表で60.9pmolから8
75゜6pmolに)である。(僅かな)ピークを示す他の単独の残基は、Ty
rに類似した側鎖を有するフェニルアラニンである。このことは、位置2のチロ
シン残基を考慮して、天然のに′拘束インフルエンザーエピトープ(TYQRT
RALVの配列を有する)と他のに′拘束ペプチドとを比較することから得られ
る仮定を裏付けする。これに反して、続く位置3〜8に関して特徴的である、定
義されたアミノ酸残基は存在しない。個々の位置において、14個までの種々異
なる残基が見つけられる。位置9には、Ile及びLeuが見つけられる。位置
10にシグナルピークはなく、このことは、大抵のに′−結合した自己ペプチド
が9個より長い残基でないことを示唆している。従って、天然のに′拘束インフ
ルエンザーペプチドは、ノナペプチド(Nonapep+id) (文献、4〉
である。この結果から由来する共通配列型を、第1c表中に示す。大抵、目に付
くのは、位置2のTy r、及び位置9のIle又はLeuであり、他の全ての
位置には、より多数の残基が見られる。このモチーフと、K4拘束エピトープを
含有するペプチド配列との比較は、そのほとんどかに″拘束共通モノマーモチー
フに良好に合致することを示す(第1d表)。
図1bのフラクション29中で矢印を付したピーク及び偽沈降の相当するフラク
ションを、高い溶解性下に新たにクロマトグラフィーにかけたが、その際、フラ
クション容量は05mlであった(図1c)。急激な特異的ピークは、直接配列
決定により決定されたアミノ酸配列5YFPEITHIを有するペプチドであっ
た。合成5YFPEITHIペプチドとの天然細胞ペプチドの同一性は、共溶能
(Coelution)によりHPLCでit明された(図1c)。この配列は
、フラクション20〜28のプールからの共通モチーフに合致しく図1a、b)
、このことにより、特異なに1拘束ペプチドモチーフ(第1d表)の存在が証明
される。
リ ==四Siばヨ五: を劃を千ヨ=; 荘=ニス=二=二=とパtドEl”
:”l”’ ”iil菟に不一===;スにコ窩;1 北矧=ミ贈:+;;:
民;芯ヨ六ロミに 勢82=器2二ω屓 ;=91本;、lドCT、2其園コヨ
=七 雲二に;二=警コニ、r p−、q旺ミtミニ;i=:線; v21:;
: ;、;ニドI=ロス第1d表
優性アンカー残基 Y I
弱イK F A A V HP H
A HENI)(E
RVSDMDK
S RDIYEV
公知のエピトープ* タンパク質源 文献箇所TYQRTRALV インフルエ
ンザ PR8NP 147−154 4,29SYFPEITHI 自己ペプチ
ド P815IYATVAGSL インフルエンザ JAP HA 523−5
49 30,31VYQILAIYA インフルエンザ JAP HA 523
−549 30,31TYSTVA3SL インフルエンザ PH1)1^ 5
18−528 32LYQNvGTYv インフルエンザ JAF )IA 2
02−221 30,31RYLENGKETL HLA−^24170−+8
233 33RYLKNGKETL HLA−Cw3170−186 34*■
(1拘束T細胞エピトープを含有することで知られているペプチドは、そのTy
r残基により一致された。
1評にブロヤシングされろことが知られているペプチドには下線を引いた。
例2
に″及びD1分子からのペプチドの溶離E L 4−It!瘍細胞(ト(−2’
)かものデタージエントーライゼー) (De+e+gtnt−Lysate)
を、例えば例1で記載したようなにゝ特異性及びDゝ特異性抗体を用し\て免疫
沈降させた。Dl−抗体としてはB22−249(例1参照)を、及びに1−抗
体としてはK 9−178(IgG 2a、K、27)を使用した。MHC分子
から解離したペプチドを、逆相HP LCにより分離した。Kゝ−もD′−物質
も、例1からのに6−物質lこいくらか相当する特徴を有して溶離されたが、そ
の際。
フラクション20〜28の間で溶離された不均一物質は明らかな相違を生じた。
D″拘束ペプチドモチーフ
D’バッチからの集めたフラクション20〜28を配列決定した(第2a、b表
)。位置2〜41ま、多くの残基を含有した。これに反して、サイクル51ま、
Asnに関する強いシグナルを示した。従って、D′カ)ら溶離された自己ペプ
チドの位置5の優勢残基1ま、Asnである6Aspに関する弱いシグナルは、
配列決定条件下でAsnがAspへ加水分解すること;こ起因する。位置6〜8
は、異なる証明可能な残基5〜14個を含有した。位置9は、Metに関する強
いシグナルを有し、IIeに関する中間のシグナル及びLeuに関する弱いシグ
ナルを有した(全て疎水性)。(Dゝ拘束エピトープ中のMet又はlieの条
件は、既に記載されている。17参照。)位置10にはシグナルがなく、このこ
とは、Dレー提示された自己ペプチドがノナペプチドでおることを示唆している
。この結果により決定された共通モチーフを第2C表中に示す。
このモチーフと、天然のDb拘束ペプチド及びD−拘束エピトープを含有する他
のペプチドとの比較は、位置5のAsnが、D1拘束ペプチドモチーフの不変の
アンカー残基でありうることを示す、Dゝ拘束エピトープの他の残基は、2つめ
のアンカー位置のように見える位置9(Met、IIeヌはL e ’uを有す
る)以外、著しく異なっている。
> E i;昂丁畦1トコ !を回を発=次> ミ ニ器:口;に1ヨ:: :
F2二=にl:l EココHと ぎ=;矧:市lス芯 まス孫1孔■E七の3
=北:に1モ七 i読畦z7コ担::゛よト韮■貴:== 4=牙旺北;;
、ζ ト黛:丁七= 8゜−r # +m :I。、。。
+1qlqη〜−1Φ−O−
第2C表
Dゝ拘束ペプチドモチーフ
位 置
優性アンカー残基 N M
強い MIK L I
LE F
Q
v ■
弱い AAGD ADFL
NQ T YEH
ID TQK
公知のエピトープ タンパク質源 文献箇所ASNENMETM インフルエン
ザNP 366−374154 4,2SGPSNTPPE I アデノウィル
ス(^denovirus) EIA 38SGVENPGGYCL リンパ球
性脈絡髄膜炎ウィルス(Lymphozyten(、horiomeningi
tis Virus) GP 272−293 39SAINNY、、、 シミ
アンウィルス(Simian Virus)40 T 193−211 40
Kh拘束ペプチドモチーフ
に’バッチからの集めたフラクション20〜28を配列決定した(第3a、b表
)。位置3は、T ”/ rに関する強いシグナル及びProに関する弱いシグ
ナルを有する。位置4は、5個の残基に関する弱いシグナルを示した。Phe及
びTyrに関する強いシグナルが、これらの双方の残基を位置5で優勢にする。
次の双方の位置は、5個もしくは3個のシグナルを含有する。位置8はLueに
関する強いシグナル、Metに関する中間のシグナル及びIle及びValに関
する弱いシグナルを示した。位置9は、何かの残基に関するピークは示さず、こ
のことは、8量体である(文献;5)公知のに′拘束天然のペプチドの長さと一
致する。
K”拘束共通モチーフの分析及びエピトープとの比較は、2個のアンカー位置を
示す:位置5のTyr又はPhe (双方とも類似の芳香族gIl+鎖を有する
)及び位置8のLeu、Met、Ile又はVan(全て同様の疎水性側鎖を有
する)。
>エ 雲’?”l旺1器=−こ 器≦1”−i:’!=::、= 2ii”i”
:lミ;===器ス1ミ=11−;;言言コ四二;:;
の戊 =さ1ゞ 1−
I!、i :;ijス鼾OH::: :冊=姥コニ:ニーi 、i 陳ド:5
:::コ10= ■:f=;北:第3C表
Kb拘束ペプチドモチーフ
位 置
1234567B
優性アンカー残基 F L
強い゛ Y “
公知のエピトープ タン)<り質源 文献箇所RGYVYQG° yk(lao
n*”)−4/l/X (Vesicular Stomatitis5Vi
rus) Nl’ 52−59
SIINFEKL オノ(ルブミン (Ovalbumin) 258−276
41例3
HLA−A2.1拘束ペプチドモチーフHLA−A2.1−MHC分子(文献;
45)を有するヒトJY細胞のデタージェントーライゼートを、A2特異性抗体
(BH3,2、I gG2b、文献箇所28)を用いて免疫沈降させた。A2分
子から解離されたペプチドを、HPLCにより分離した。フラクション20〜2
8を集め、かつ前記のように配列決定した(第4表)。2つめの位置は、Leu
に関する強いシグナル及びMetに関する中間のシグナルを有した。
位置3〜5には、それぞれ6〜8個の残基が見られた。
位置6は、Val、Leu、lie及びThrを有した。引き続く2つの位置は
、それぞれ3個のシグナルを示した。位置9は、強いVal−及び弱いLeu−
シグナルを示した。位置10は、1つの残基のピークも示さず、このことは、A
2拘束エピトープがノナペプチドであることを示唆している。位置2のLeu又
はMet及び位置9のVal又はLeuは、アンカー残基であるように見える。
A2拘束エピトープを有する公知のペプチドのいくつかが、モチーフと一致しう
る一方、これは、他のものにおいては部分的に可能であるに過ぎない(第4c表
)。A2分子の多くの変法の現存は、いくつかのペプチドとモチーフとのこの劣
悪な一致の原因である。
〉コ ニ基壮ポ=慕顕 薯t=弓市二艶とξ 雲芥1コヨa礼= =3士;)器
)3:・と 誓北訃縣=七 :嬰:;器に2
C−;=ミi葺草北旺 i本市ミ芸黛:11 北ヨ芯冗スフ、: 4. :ヨa
北舎■:、2証 b芹1tg二二= ユニ 啄!コニ3::第4C表
HLA−A2.1拘束ペプチド (HLA−A* 0201 )位 置
優性アンカー残基 1. V
強い MEVK
弱い I AGIIAEL
L YPKLYS
F FDYTH
公知のエピトープ タンパク質源 文献箇所I LKEPV)(GV 1(IV
逆転写酵素461−485 43FLQSRPEPT HIVGagタンパク
質 446−460 46AMQMLKE、、 )IIV Gagタンパクi
193−203 46P I APGQMRE HIV Gagタンパク質 2
19−233 46QMKDCTERQ HIVGagタンパク質 418−4
43 46第 5 表
HLA−A*0205拘東ペプチドモチ一フ位 置
a)A*0205 123456789優性アンカー残基 L
他 V Y G V I Q K
IKIL
第 6 表
H−2に’拘束ペプチドモチーフ
位 置
優性アンカー残基 E 1
強い K
弱い V QLANT
S
第 7 表
H−2K”’拘束ペプチドモチーフ
位 置
優性アンカー残基 工
強い EK
弱い QNPA R
例4
次のペプチドモチーフ。
8誌−Al、 HLA−A3. ELA−All、 H助−A24. HニーA
31゜HLA−A33. EILA−B7. HLA−B8. Hl、A−B☆
2702. ELA−B☆3501. HLA−B会3503゜FILA−B3
7. HLA−B3O,l’1LA−B”3901. RLA−B”3902.
FILA−B”5101゜)IT、A−B会5102. HLA−B會510
3. HLA−B脅5201. HLA−B5O,HLA−B2O。
HLA−B61. HLA−B62. HLA−B7O,HLA−Cw會030
1. HLA−Cw會0401゜HLA−Cw*0602. HXJ、−Cw舎
0702. RLA−Cw4. HLA−Cw6. IllムA−Cw7. H
LA−DRBI会0101. DRBI會1201. FILA−DR4w14
. HLA−DRl7. HLA−DRw52. HLA−DP誓2. HLA
−DPB1壷0401. HLA−DQBI☆0301. HLA−DQQ10
!(鳳−DRl、 H詰−DR3及びHLA−DR5
これらのペプチドモチーフの決定を、例1〜3に相当して行なった。第8〜24
表中に、結果を記す。
ペプチドモチーフ HLA−A、B及びCは、MHCクラヌI−リガンドである
。
ペプチドモチーフ HLA−DR,DQ及びDPは、MHCクラスII−リガン
ドである。
HLAクラスI−リガンドのエピトープ予測のためのMHCクラスI−リガンド
において使用される。しかしながら、前記したアンカー残基の他に、同様の特徴
を有するものを使用することもできる(例えば、疎水性アミノ酸を他の疎水性の
ものに代替することができる)。アンカーの間のアミノ酸の数は一般的に一定で
あるが、1個又は2個の他のアミノ酸が導入されていてもよい。
補助アンカー(Hillsanke+) :これらは、有利に(しかしながら必
須ではない)使用され;複数の補助アンカーが記載されている場合、一般的に、
少なくともその一部が使用される。
タンパク質配列に関するエピトープ予測の際、有利には次のようにして行なう。
タンパク質配列を、正しい間隔のアンカー残基について探す。こうして見つけら
れた部分配列(リガンド候補(Kandidaten) )を正しい位置の補助
アンカー残基の存在に関して試験し、これによりリガンド候補の数を制限する。
残った候補から、有利なアミノ酸残基の他のものを含有するものを選択する。
HL AクラスII−リガンドのエピトープ予測のための注釈
アンカー HLAクラスIIモチーフは、3個又は4個のアンカーを有する。し
かしながら、個々のリガンドは、このアンカーをしばしば2個だけ使用する。お
そらく、殊に強く結合するリガンドは全てのアンカーを使用し、かつおそらく、
欠落したアンカー残基は、他の有利な残基における一致により補われうる。
これを明らかにするために、リガンド例において。
適合するアンカー残基に二重の、他の有利な残基に一重の下線を引いた。
第39〜47表中の対立遺伝子特異性モチーフは、相対的な位置(第1のアンカ
ー=相対位置1)で示されている。それというのも、アミノ酸残基の数は、クラ
ス11リガンドにおけるN末端と第1のアンカーとの間で変化可能であるからで
ある(クラスニーリガンドと対比)。第48〜50表中、モチーフは、亙互笠久
位置で示されている。
タンパク質配列内のエピトープ予測における処置法は、クラスIと同様であるが
、最初から、配列を、少なくとも2個のアンカー残基(その内、1つはアンカー
1)との一致に関して探す。この方法で、多くのりガント候補が得られる場合、
更に制限するために他の有利な残基を比較し、かつ最後に、(非対立遺伝子特異
性(nichl 1llel−spe+1fischen))プロセシングモチ
ーフ(Pro+c+sierungmo+iv) (絶対位1f2もしくは12
〜16からのタンパク質)に関して試験する。
試験したH L Aクラス11−リガンドの長ユ位置2において、一つの非常に
強いPro−シグナルが存在する。他のPro−シグナルはC末端の領域に存在
する。これらのPro−シグナルは、天然クラス11リガンドの有利な標識であ
るように思われる。従って、HL AクラスII−!Jリガンドプロセシングモ
チーフは、次のようになる
絶対位置
1234561B91o 11 12 13 14 15 16 17p pp
ppp
第39〜47表中では、一般的に、第1のアンカーは、MM位置3〜5又は4〜
6の範囲に存在する。
図2の上部は、クラスII−及びクラスニーリガンドの簡単な比較を示す。クラ
スエニーリガンド(左)は、対立遺伝子特異性ポケットによるMHC−スリット
中に固定されている。スリットの双方の末端は開いていて、すなわちリガンド(
12〜25残基、平均15〜16残基)は外側にたれていてよい。N末端から2
つめの残基は、おそらく、アミノペプチダーゼ活性の結果として、しばしばPr
oである。図2から分かるように、このPro残基は、MH,Cスリットとの結
合に関与しない。すなわち、合成的MHCII−結合ベブチドモチーフは、Pr
o残基を含有していなくてもよく、これは、特に、最初のアンカー残基を用いて
初めて開始される。N末端と最初のアンカーとの間の距離は、多数のリガンドの
ための残基5±1個である。、I&後のアンカーとC末端との間の距離は一定で
はない。クラスIのリガンド(右)に対する主な相違は、スリット内でのペプチ
ド末端のしっかりとした結合及び良好に定義されたリガンドの長さである。
図2の下部は、クラス11リガンドのそのレセプターへの仮説的結合を示す。リ
ガンドは、長く延びた方向でのペプチドバンクボーンとして示されている。最初
の疎水性アンカーは、スリットのα−末端に、最後のアンカーは、反対の末端に
存在する。2っめのアンカーは、α−及びβ−ドメインが出会うほぼ真中にある
。従って、最初と最後のアンカーとの開の距離は、スリットの長さに一致する。
種々異なる対立遺伝子における最初のアンカーの相対的に保存された特性(疎水
性/芳香性)は、DNA遺伝子における強化された多型性の欠如を再び起こしう
る一方、2つめの及び最後のアンカーは、多型性のβ鎖の影響にさらされている
。
第8表
圧にんjプ丘ヱ
位置
123456ヱ89
他の有利な残基 L PGO
Y1
位置
12345f178910
F
第10表、 とし駐へm力=2−
位置
12塁4567891011
F
Y
I
他。有利jな残基 A NPPILRRRRDGI VI KD
DFMYN
リガ7Fの例 人 V M K P E A ε KRKAVI LPPLSP
YFK
第11表: 凪と反1七辷2
位置
D QE
他の有利な残基 εP NK
位置
12345旦789
他の有利な残基 KTKPPNNL
第16表
−a72モー
位置
他の有利な残基 K FGf I YKPKVLV
KEYVD
VRTE
MDFR
リガンドの例 5RDKTI I MWORLTKHTKF
KRKKAYADF
KRGI LTLKY
GRFGVONRY
GRFKLI VLY
位置
M
L
I
OMK
第18表:一−一
位置
1Q3456789
NHVT
HI
1197 工1本り輩ヨユ
位置
位置
アンカー残基 F
PDPVTNN
WELAK R
YSVERT
第21表:0.−
位置
P
1234fi6789
■
$231! + □
位置
アンカー残基もしくは A F
補助アンカー残基 P I
Y FKAKE
■
リガンドの例 YPFKPPKV
DAHI YLNHI
TGYLNTVTV
XAYALNHTL
第24表 aシュ−ユαヒ艷=工2−
位置
12旦455789
T
位置
12旦4567
他の有利な残基 FFEGI
N
■
第26表° −1千−フ
位置
IQ345678
他の有利な残基 VMI LMKK
LFI、I FNE
リガンドの例 TGYLNTVTV
VQTI MPQL
第27表 風と木1ぢ辷1
位置
1234旦6789
Ω
位置
他の有利な残基 人PLKLK
VKI NYR
NTI
リガンドの例 KESTLHL
EATLR
YEI HDGMNL
位置
3M W
K
第30表: 比ム追越jプユヱ
位置
1234互6789
1mの有利なflM I MKP GVVYVAELTTV
GFGLT
DT11
鷹δ旧士二
位置
1234561旦
■
第32!′″′ Ω2鵠ぶΣ二輩し工Z−位置
12塁4Sfi789
第33表ニ
ーV モチーフ
位置
12345Ω789
第34表ニ
ーW6 2モチーフ
位置
1234互旦789
池の有利な残基 I PPPKARY
位置
1234:L旦789
M
他の有利な残基 RPDTAYE
DOE RMA
E
第38表:
瓜とぐd±ゴム
位置
強い po’x”を
弱い pN XTH入
特表千7−509319 (17)
第39表
−1モー
相対位置
有利な残基
有利な小さい残基 AA 5ASS
TS TGTT
PSP
−く
とロ −Z
4 − 口 =のA >C4C1,、wCA 凶> (b(:E =四く←
頃 >−ム く トド1b−0α匡H
昭 −と、、30Σとくト昂
ト ω〇二 Hz=zu>α〉
0 0 0F−I<E−400のム
ー Z 20(!:Gc−−JX
の〉錫と>ZJ2
第43表ニ
ー W モ −フ
相対位置
一101234b678910
A
第44表
圧ム山す収」ヱニヱ
相対位置
一10123456’789
M MM
v Y v
ε
T A
〇
−エロO7と匡 ← −
(へ) O:CZ*α くo←の Σ閃く−に4トー二一 4H目
0 <Of−の−−〉閃
″′:co關Σ
ρ×(ト)zo
←〉f
Oの
第46表
−0−。
相対位置
A A
有利な小さい残基 A
■
第47表ニ
ー W モチーフ
相対位置
アンカー残基 LFL
第48a表・
−DR1−
+2 3 4 5 1i 7 B 9 +O++1213+415161718
+920非常に強い 。
強い ε DrRLRN MT
rTHMNP C
弱い GDPQDNaSMQRAKrEGtYGMqTaMQl入 Q
iNAIsvQsa X
82Naat、al T
第48b表、
解釈
回込」81%力=1
+ 2345671+ 910旧213END M)4M
DKQ A^
第49a表。
−DR−
123456711QTo+1121コu+5I6非常に強い P
強い A RDDDRQRLLTrF’S入工 QrLQDKKNEYL)CT
P LL5KKr5KQLYyH
V rAtsQDE、rG
G工yYHTY入
HMQM NN
DTI P Ed
工RF GH
第49b表
解釈。
−D モチーフ
12コ4567It9tol+12131t15+6L、r L L Y r
E’
rLI FLLY
DDDQD
RQKKK)l:
E QQRR
1)DRIと同様
2)DRIと同様
3)位置3.4又は5に疎水性残基り、F、■、Y、M、A4)位置4.5.6
.7.8又は9に極性の/帯電した残基5)位置11.12又は13に疎水性残
基り、 F、 A、 Y第50a表
−DRモチーフ
123456789Toi+121314151617非常に強い P
EELQLLv εqYY
LGFLAdAM rI’
T工tKq EY V
YLYAM GV p
HXVHv hp
第50b表。
解釈
圧込」旦し±カニZ
1234567B9101112131415161716192118DD
λRRRNR
EEKNNN DE
NNnQqd EQ
エ エ
文献箇所
フラクションno。
手続ネ市正書(自発)
平成7年 5月11日
Claims (14)
- 1. (a)MHC分子を含有する細胞の細胞溶解により細胞抽出物を得、 (b)MHC分子を、その上に存在するペプチド混合物と共に、免疫沈降により 細胞抽出物から分離し、(c)ペプチド混合物を、MHC分子及びその他のタン パク質成分から分離し、 (d)個々のペプチド又は/及びその混合物を配列決定し、かつ (e)殊に混合物の配列決定又は一連の個々のペプチドの配列決定からの得られ た情報から、対立遺伝子特異性ペプチドモチーフを引き出す、 クラスI又はIIの主要組織適合遺伝子複合体(MHC)の分子上の対立遺伝子 特異性ペプチドモチーフの決定法において、 【配列があります】及び HLA−DR5 からなる群から選択される分子上のペプチドモチーフを決定することを特徴とす る、ペプチドモチーフの決定法。
- 2.免疫沈降のために、MHC分子に特異な抗体を使用することを特徴とする、 請求項1記載の方法。
- 3.固相に結合された抗体を使用することを特徴とする、請求項2記載の方法。
- 4.MHC分子及び他のタンパク質成分からのペプチド混合物の分離をクロマト グラフィーにより行なうことを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項 記載の方法。
- 5.分離を逆相HPLCにより行なうことを特徴とする、請求項4記載の方法。
- 6.分離をトリフルオロ酢酸/H2O−トリフルオロ酢酸/アセトニトリルー勾 配で行なうことを特徴とする、請求項5記載の方法。
- 7.請求項1から6までのいずれか1項記載の方法により得られるペプチドモチ ーフ。
- 8.診断剤又は活療剤を製造するための方法における請求項7記載のペプチドモ チーフの使用。
- 9.MHC分子の診断証明のための請求項8記載の使用。
- 10.ペプチドモチーフに相当するペプチドを、標識基、殊にビオチン基又は蛍 光基と結合させる、請求項9記載の使用。
- 11.免疫系の障害又は腫瘍疾病の治療のための請求項9記載の使用。
- 12.自己免疫疾患、移植拒絶反応又は/及び移植片対宿主反応の治療のための 請求項11記載の使用。
- 13.ペプチドモチーフに相当するペプチドを、N−又は/及びC−末端で親油 性もしくは両親媒性基、殊に更に親油性ペプチド−ヘリックスと共有結合するこ とを特徴とする、請求項8又は12記載の使用。
- 14.親油性もしくは両親媒性基はトリパルミトイル−S−グリセリルシステイ ニル−セリルセリンであることを特赦とする、請求項13記載の使用。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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