JPH08509127A - セルロース結合ドメイン - Google Patents

セルロース結合ドメイン

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JPH08509127A JP6523460A JP52346094A JPH08509127A JP H08509127 A JPH08509127 A JP H08509127A JP 6523460 A JP6523460 A JP 6523460A JP 52346094 A JP52346094 A JP 52346094A JP H08509127 A JPH08509127 A JP H08509127A
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ショセヨヴ,オーデッド
シュピーグル,イタイ
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ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティー オブ カリフォルニア
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Abstract

(57)【要約】 結晶性セルロースおよびキチンに対して高い親和性を有するセルロース結合ドメイン(CBD)、その分子クローニング法、ならびに組換え体によるその生産を開示する。CBDと第2のタンパク質を含む融合産物も同様に記載する。CBDと融合産物の両方に対しては、薬剤送達(ドラッグデリバリー)、アフィニティー分離、診断技術を含めて多様な用途が意図される。

Description

【発明の詳細な説明】 セルロース結合ドメイン 本願は、1993年4月14日出願の米国特許出願第08/048,164号一部継続出願であ る。 1. 本発明は、著しく高い親和性を持って可逆的な様式で水不溶性形態(結晶形態 を含む)のセルロースおよびキチンと結合するセルロース結合ドメイン(CBD )に関する。CBDが自然界で結合している他のタンパク質を実質的に含まない 、単離された本発明のCBDは、例えば多様な物質、特に生物学的に活性な分子 のセルロースへのバイオ固定化において有用である。CBDおよび興味のある第 2のタンパク質から含んでなる融合産物もまた、それらの調製方法における応用 とともに開示される。これらの融合タンパク質は、分離、精製および診断法への 適用を含む広範な用途を持つ。 2.発明の背景 2.1.タンパク質の固定化 生物学的に活性なタンパク質を含む化学物質の固定化は、産業にとって非常に 重要である。近年種々の固定化方法が開発されてきた。しかし、これらの方法の 殆どは固相マトリックスの化学修飾を必要とする。典型的には、これらの修飾は マトリックスにリガンドを共有結合させることを必要とし、これは多くの場合リ ガ ンドの活性喪失ならびに、マトリックスを薬剤または食品加工に使用する前に除 去しなければならない有毒な有機化合物の包含を引き起こす。広く使用されてい る製品の典型的な例はプロテインA−セファロース(Sepharose)である。この 非常に高価な製品は、アフィニティークロマトグラフィーによるIgGの精製、お よび多くの診断的プロトコールに使用されている。 キメラタンパク質、すなわち結合ドメインと共に機能性ドメイン(触媒的また は他の)を有するタンパク質の使用は比較的新しいが、タンパク質精製法におい て特に非常に有用であることがすでに立証されている。例えば、グルタチオンS- トランスフェラーゼ遺伝子融合系は、グルタチオンS-トランスフェラーゼのC末 端に融合した興味のある遺伝子を発現するように設計されている。組換えタンパ ク質はグルタチオン-セファロースカラムを用いるアフィニティークロマトグラ フィーによって精製される。 機能性ドメインおよび結合ドメインを有するキメラタンパク質の別の例は、大 腸菌およびスタフィロコッカス・アウレウス(Staphylococcus aureus)の両方 の細胞において融合タンパク質の高レベルな発現を可能とするように設計された プロテインA遺伝子融合ベクターである。B.Nilssonら,(1985)EMBO J.4(4 ):1075-1080。プロテインAのIgG結合ドメインは、IgG-セファロースカラムを 用いる融合タンパク質の迅速な精製方法を提供する。IPTG-セファロースまたは 金属キレートクロマトグラフィーによって精製されるβ-ガラクトシダーゼ融合 タンパク質、またはNi-樹脂カラムを使用するヒスチジン六量体融合タンパク質 に基づいて類似の系が開発されている。これらの方法はすべてコストの高い 化学修飾および、多くの場合、高毒性化合物の使用を要する高価なマトリックス 、例えばセファロース、アクリルビーズまたはガラスビーズ等を使用している。 それに対し、セルロースは優れた物理的特性を有し、かつ安価であり、したがっ てタンパク質固定化のための魅力的な固相マトリックスを提供する。 2.2.セルロース セルロースは、ワインおよびフルーツジュースの処理に使用される酵素である エンド-β-グルコシダーゼの固定化に非常に有用であった(Shoseyovら,J.Agr ic.Food Chem.38:1387-1390[1990])。しかし、固定化はセルロースの化学 修飾を必要とし、充填カラムを含む用途には不適当なふわふわした圧縮性の素材 をもたらす。 リガンドを化学修飾という手段によらないで結合させる(例えば「バイオ固定 化する(bioimmobilize)」)ことが可能なセルロース基質は、できあがった固 相マトリックスが天然で、かつ非毒性(「きたない化学修飾」を必要としなかっ た)であるという利点を有するであろう。できあがった固相マトリックスが比較 的安い価格とともにその物理的特性を保持するならば、さらに有利であろう。現 在、セルロースの価格はグルタチオン-セファロースおよびIPTG-セファロースの 価格の100〜500倍安く、セルロースを食品および医薬品産業において安全に使用 できる魅力的で安価なマトリックスにしている。最近、Greenwoodら(FEBS Lett .224(1):127-131[1989])はセルロモナス・フィミ(Cellulomonas fimi) エンドグルカナーゼのセルロース結合領域を酵素アルカリ ホスファターゼに融合させた。組換え融合タンパク質は、ホスファターゼ活性お よびセルロースに結合する能力の両方を保持していた。参照としてここに組み入 れるKilburnらの米国特許第5,137,819号をも参照されたい。 不運なことに、セルロモナス・フィミのセルロース結合領域はセルロースに対 して比較的低い親和性を示す。例えば、融合タンパク質の30%以上が0.5M NaClに 溶かした50mM Tris-HCl(pH7.5)によって洗い流される。セルロモナス・フィミ セルロース結合領域の第2の不利な点は、セルロモナス・フィミ結合領域に結合 するとセルロース繊維が破壊されることである(Dinら,Bio/Technology 9:1096 -1098[1991])。したがって、たとえセルロモナス・フィミ結合領域は直接的 なセルラーゼ活性を示さないかもしれないにせよ、セルロース基質繊維のこの破 壊は(これは固相マトリックスの形態における物理的変化に殆ど等しい)同様に 問題であり、望ましくない(さらに後述の第7.3節の議論を参照されたい)。 2.3.セルラーゼ 多くのセルラーゼおよび他の加水分解酵素、例えばキチナーゼ等はその基質に 対し高い親和性を有する(Shoseyovら,PNAS USA 87:2192-2195[1990];Cabib ,Methods Enzymol.161,pp.460-462[1988])。結晶性セルロースとセルラ ーゼの間の強い結合はセルラーゼの結晶性セルロース分解能に直接関わっており (Klyosov,Biochemistry 29:10577-10585[1990])、他方セルラーゼの無定形 セルロース分解能にとって強い結合は必要でない、という ことが以前に示されている。 Shoseyovら(PNAS USA 87:2192-2195[1990])はクロストリジウム・セルロ ボランス(Clostridium cellulovorans)由来のセルロース「複合体」の精製を 報告している。このセルロース「複合体」はカルボキシメチルセルロースだけで なく結晶性セルロースに対してもセルラーゼ活性を示す。そしてこの「複合体」 は数個の異なるペプチドから成る大きなタンパク質複合体である。触媒酵素が結 晶性セルロースを分解するためには、明白な酵素活性を全く持たない、大きい( 約200kDの)主要セルロース結合タンパク質(CbpA)が触媒酵素と協同しなけれ ばならないことが判明した。しかし、CbpAによるこのような協同は、無定形セル ロースの酵素的分解には不要である。Shoseyovら(PNAS USA 89:3483-3487[199 2])は、CbpA内の4つの別個な「推定上の」セルロース結合ドメインの記述を 含め、CbpA遺伝子のクローニングおよびDNA配列決定を報告している。 2.4.熱ショックタンパク質(HSP) 熱ショックタンパク質(HSP)は、種々のストレス状態にある原核および真核 種に生ずる。HSPはその分子質量に基づいて相同的タンパク質から成るいくつか のファミリーにグループ分けされる。 評価の際に無比の高レベルの配列保存を保持した60 kD HSP(hsp 60)ファミ リーは、自己免疫疾患における可能性のある抗原として興味の中心である。W.V an Eden(1991)Immunol.Rev.121:1,W.Van Eden,Thole R.Van der Zee,A .Noordzij,J.D.A.Van Einbden,E.J.HensenおよびI.R.Cohen(1988)Natur e 331:171;M.B.J.Billingham,S.Carney,R.BulterおよびM.J.Colston(1990 )J.Exp.Med.171:339参照。 hsp 60への応答は調節T細胞の制御を受けるという実験的証拠がある。T細胞反 応性が、少なくとも部分的には哺乳動物の内因性HSPに向けられていることが示 唆された。B.Hermanら,(1991)Eur.J.Immuno.21:2139参照。 hsp 60タンパク質ファミリーをコードする遺伝子がクローン化され、ヒト結核 菌、癩菌、ウシ結核菌BCG、大腸菌、チャイニーズハムスター、ラット、マウス およびヒト細胞を含む多数の異なる種から配列決定された。V.Meraら,(1986 )Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.83:7013;S.Jindalら,(1989)Mol.Cell .Biol.9:2279;O.J.Pickettsら,(1989)J.Biol.Chem.264:12001;T.M. Shinnick(1987)J.Bacteriol.169:1080;T.M.Shinnickら,(1989)Infect .Immun.56:446;T.J.VennerおよびR.S.Gupta(1990)Nucl.Acids.Res.18 :5309参照。 後に記述するように、本発明によれば熱ショックタンパク質(HSP)、その一 部分、抗-HSP抗体またはその一部分をCBD-融合産物に使用することができる 。 ミコバクテリアおよびヒトのhsp 60への免疫応答は、ヒトおよび動物モデルに おける自己免疫糖尿病の発症に関係があるとされてきた。 種々の系におけるhsp 60ファミリーのタンパク質は、免疫優性の抗原であるの みならず、新規に合成されたポリペプチド鎖の適正な折りたたみ、および時には それらのオリゴマータンパク質複合体への構成において「分子の付き添い役(ch aperon)」の役割を 果たすことが示されている。S.M.Hemmingsenら,Nature 333:330;R.J.Ellis (1990)Sem.Cell Biol.1:1-9参照。 マウスを用いたインスリン依存性糖尿病(IDDM)のモデル系において、インス リン炎の発症時にhsp 60抗原に応答するTリンパ球が検出できる。そして、これ らTリンパ球はベータ細胞hsp 65交差反応性抗原をも認識できるようである。D. Eliasら,(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.87:1576-1580参照。 かくして、セルロース、特に結晶性セルロースに対して高い、しかし可逆的な 親和性を示すが、セルラーゼ活性も、また結晶性セルロース基質の繊維を破壊す る能力も示さない(すなわち、「無定形化する」作用を示さない)セルロース結 合タンパク質を発見するという要求が充足されずに残っている。 3.発明の要約 本発明者らはここに新規なセルロース結合ドメイン(CBD)タンパク質の同 定、分子クローニング、およびセルロース結合特性を記述する。また、CBDお よび興味のある第2のタンパク質からなる融合産物の生産のための発現系の構築 も開示される。 本発明は、CBDはそれが自然界で結合している他のタンパク質またはポリペ プチドから独立して機能できるという発見に関するものである。さらに、予期せ ぬことに、CBDは結晶性セルロースおよびキチンに対して高い親和性を有し、 約1.5μMから約0.5μMの範囲の、好ましくは約1.4μMから約0.8μMの範囲のKd 値を持つことが判明した。特に、結晶性セルロースの種々のサンプルに対して、 CBDは約1.2μM以下のKdを持つ。CBDはセ ルラーゼ活性を殆ど全く持たないという点で、そして、極めて驚くべきことに、 CBDは形態を変更するような特性を全く示さない(すなわち、無定形化する作 用を全く示さない)という点で、さらに特徴付けることができる。また、CBD および第2のタンパク質からなるCBD-融合産物は、CBDのセルロースへの 旺盛な結合能力を保持することが判明した。 本発明はまた、以下の発見にも関連している。すなわち、CBDは広いpH範囲 にわたって、かつ異なる緩衝条件のもとでセルロースとの絶対結合を示す;大量 のCBDが結晶性セルロースに結合する;および水に暴露してもCBDはセルロ ースから解離されない、という発見である。著しく対照的に、主要CbpAタンパク 質およびセルロモナス・フィミ由来の結合領域は、水に暴露されると容易にセル ロースから解離される。実際、CBDをセルロースから解離するには6Mグアニ ジン-HCl、6M尿素または非イオン性界面活性剤等の変性溶液への暴露が必要で ある。したがって、CBDタンパク質は、セルロースへの結合において、それが 自然界で結合している他の残りのタンパク質から全く独立して機能し、反応する 。 したがって、本発明は高い親和性をもってセルロースと結合可能な単離された CBDタンパク質であって、それが自然界で結合している他のタンパク質を実質 的に含まないCBDタンパク質を提供する。 本発明の一つの態様において、CBDタンパク質は図1に記載のアミノ酸配列 を含んでなる。本発明の別の態様において、CBDタンパク質は図1に記載のア ミノ酸配列と少なくとも70%、好 ましくは80%の相同性を有するアミノ酸配列を含んでなる。本発明の他の側面に おいては、図1に記載の核酸と少なくとも60%、好ましくは70〜80%の相同性を有 する核酸が意図される。 本発明のさらに別な態様において、CBDタンパク質はセルロースに対して高 い結合親和性を持つ。より好ましくは、本発明のCBDは約1.5μM以下の、最も 好ましくは1.0μM以下のKdを持つ。 さらに別の態様において、本発明は高い親和性を持ってセルロースと結合可能 なCBDタンパク質および第2のタンパク質から成るCBD融合タンパク質を提 供する。ここで上記のCBDタンパク質が天然に存在するタンパク質である場合 は、このCBDタンパク質はそれが自然界で結合している他のタンパク質を実質 的に含まない。本発明の特定の態様において、第2のタンパク質はプロテインA である。本発明の別な態様において、第2のタンパク質はHSPタンパク質である 。本発明のさらに別な態様において、CBDに融合させる第2のタンパク質は2 つまたはそれ以上のポリペプチド領域から成ってもよい。例えば、CBDを抗体 の可変部L鎖(VL)および可変部H鎖(VH)、またはそれらの機能性部分と融 合させることができる。 本発明のさらに別な態様は、CBDまたはCBD融合産物の生産方法を提供す る。CBD単独にもCBD融合産物にも適用可能であるが本明細書ではCBD融 合産物用として記述されている具体的な生産手順は、以下の工程を含んでなるこ とができる。すなわち、CBDおよび第2のタンパク質を含んでなるCBD融合 産物をコードする核酸を提供し、ここで上記CBDは高い親和性を 持ってセルロースまたはキチンと結合可能であり、かつそれが自然界で結合して いる他のタンパク質を実質的に含まず;宿主細胞を上記核酸でトランスフェクト し、または上記核酸を宿主細胞に導入するために等価の手段を使用し;そして、 (2)形質転換された宿主細胞をCBD融合タンパク質の発現に適切な条件下で 培養する。上記の方法において、第2のタンパク質はさらにN末端アミノ酸およ びC末端アミノ酸を含んでもよい。宿主細胞のトランスフェクションは、電気穿 孔法、注入、塩化カルシウム沈殿法およびレトロウイルスによる導入を含むがこ れらだけに限定されない、当業者に周知の多数の方法によって行なうことができ る。更に、上記の核酸は宿主細胞のゲノムに組み込むことも、また、組み込まな いことも可能である。 本発明のさらに別な側面において、CBD融合産物の精製方法が提供される。 この方法は、セルロース及び組換え融合産物とを含んでなる不溶性結合体を形成 させるのに適当な条件下で、組換えCBD融合産物を含む混合物を有効量のセル ロースと接触させ;不溶性のセルロース-CBD融合産物結合体を混合物から単 離し;上記セルロース-CBD融合産物結合体からCBD融合タンパク質を回収 する、ことを含んでなる。 本発明の特定の態様においては、本発明のCBD融合タンパク質の精製方法は 、CBD融合産物の第2タンパク質のN末端アミノ酸の上流にある開裂部位をコ ードする核酸の提供をさらに含む。 本発明の別の態様においては、本発明のCBD融合タンパク質の精製方法は、 CBD融合タンパク質の第2タンパク質のC末端アミノ酸の下流にある開裂部位 をコードする核酸の提供をさらに 含む。 本発明のさらに別の態様においては、本発明のCBD融合タンパク質の精製方 法は、CBD融合タンパク質の第2タンパク質のN末端アミノ酸の上流にある第 1開裂部位およびCBD融合タンパク質の第2タンパク質のC末端アミノ酸の下 流にある第2開裂部位をコードする核酸の提供をさらに含む。 同様に、CBDはこれを含有する混合物を有効量のセルロースと接触させるこ とにより精製される。その結果生ずる不溶性のCBD-セルロース結合体を単離 し、次にこの複合体を解離剤で処理すると、精製CBDが得られる。 本発明の別な側面は、高い親和性を持ってセルロースと結合可能なCBDタン パク質であって、それが自然界で結合している他の核酸を実質的に含まないCB Dタンパク質をコードする単離された核酸を提供する。本発明のタンパク質をコ ードする核酸は、cbd遺伝子と相同性を有する配列に関してcDNAまたはゲノ ムライブラリーをスクリーニングする際にプローブとして有用でありうる。 さらなる態様において、本発明は本発明のCBDをコードする核酸を含有する 宿主細胞を提供する。 本発明の付加的側面は、測定対象物質の検出のための診断用キットに関する。 このキットは、(a)(i)高い親和性を持ってセルロースと結合可能なCBDで あって、それが自然界で結合している他のタンパク質を実質的に含まないCBD 、および(ii)測定対象物質と結合可能な第2のタンパク質、を含んでなるCB D融合産物;(b)検出可能な標識;ならびに(c)セルロースを含む。こ のような診断用キットにおいて、セルロースをキチンと置換することが可能であ る。本発明の特定の態様において、CBD融合産物の第2のタンパク質はプロテ インA、HSPタンパク質、HSP抗体、HSP-関連タンパク質、ペプチド、またはその 抗原部分でありうる。「ペプチド」という用語は、2〜20アミノ酸から成る分子 を含むものである。ここに開示する診断用キットのCBD融合産物は、第2のタ ンパク質にアフィニティー結合している、測定対象物質と結合可能なリガンドを さらに含むことができる。「リガンド」という用語は、任意の非共有結合手段に よって第2の分子に結合可能な任意の分子を意味する。例えば、一次IgGはCB Dと融合しているプロテインAにアフィニティー結合させることができる。そし て、このIgGは特定のタンパク質、ペプチドまたはホルモンのリガンドとして働 く。 本発明の別な側面において、試験試料中の興味のある物質の存在を検出するイ ムノアッセイ法が開示される。この方法は、(a)測定対象物質を含有する可能 性のある試験試料を、(i)高い親和性を持ってセルロースと結合可能であり、 かつ自然界で結合している他のタンパク質を実質的に含まないCBD、および( ii)測定対象物質と結合可能な第2のタンパク質を含んでなるCBD融合産物の 十分な量と共に、測定対象物質のCBD融合産物第2タンパク質への結合を可能 とする条件下でインキュベートし;(b)上記工程(a)で使用した量のCBD融 合産物と結合させるのに有効量のセルロースを加え、不溶性のセルロース-CB D融合産物結合体をもたらし;(c)その不溶性セルロース-CBD融合産物結合 体を未結合成分から分離し;(d)不溶性セルロース-CBD融 合産物結合体を、十分な量の、測定対象物質と結合可能な検出しうる標識と共に インキュベートし;そして(e)上記工程(d)の不溶性セルロース-CBD融合 産物結合体を未結合成分から分離し、標識の存在または不在を確認して、試験試 料中における測定対象物質の存在または不在の指示を提供する、ことを含んでな る。 また、試験試料中における測定対象物質の検出のための別な方法が開示される 。この方法は、(a)測定対象物質を含有する可能性のある試験試料を、その測 定対象物質を固定化することのできる不溶性マトリックスと接触させ;(b)不 溶性マトリックスを(i)高い親和性を持ってセルロースと結合可能であり、か つ自然界で結合している他のタンパク質を実質的に含まないCBD、および(ii )固定化された測定対象物質と結合可能な第2のタンパク質を含んでなるCBD 融合産物の十分な量と共に、固定化された測定対象物質のCBD融合産物第2タ ンパク質への結合を可能とする条件下でインキュベートし;(c)上記工程(b) の不溶性マトリックスを未結合成分から分離し;(d)上記工程(c)の不溶性マ トリックスを、測定対象物質またはCBD融合産物と結合可能な検出しうる標識 とともに、上記標識の測定対象物質またはCBD融合産物との結合を可能とする 条件下でインキュベートし;そして(e)上記工程(d)の不溶性マトリックスを 未結合成分から分離し、標識の存在または不在を確認して、試験試料中における 測定対象物質の存在または不在の指示を提供する、ことを含む。 この方法は、さらに(i)上記工程(c)の不溶性マトリックスを、セルロース のCBD融合産物への結合を可能としセルロース-CBD融合産物結合体を形成 させる条件下で、十分な量のセルロ ースと接触させ、そして(ii)上記工程(i)の不溶性マトリックスを未結合セ ルロースを含む未結合成分から分離する、ことを含むことができる。この方法は 、測定対象物質またはセルロース-CBD融合タンパク質結合体、特に該複合体 のセルロースに結合可能な標識を使用できる。試験試料は、血液、尿、精液、唾 液、粘液、涙、膣分泌物を含むがこれらだけに限定されない体液、等でありうる 。通常は、セルロースをキチンに置き換えることができる。また、不溶性マトリ ックスは電気泳動ゲルブロットであってもよい。 本発明の特定の態様において、上記の方法はあるタンパク質またはペプチドの 検出のために設計される。したがって、CBD融合産物の第2タンパク質は上記 タンパク質またはペプチドに対する抗体であり得る。この抗体はモノクローナル 抗体であっても、またはポリクローナル抗体であってもよい。または、本発明の CBD融合産物を興味のある抗体に直接、またはリンカー部分を介して、結合さ せることができる。 測定対象物質は、タンパク質、ペプチド、ホルモン、核酸または他のプローブ の標的となりうる分子と結合したビオチニル化プローブをさらに含むことができ る。この場合、好ましい第2タンパク質はストレプトアビジンである。標識が酵 素を含む場合、この方法は十分な量の上記酵素の基質を加えることをさらに含む 。この基質は酵素によって検出可能な化合物に変換される。 このアッセイは、競合的な様式で実施することも可能である。 したがって、前述の方法は以下のように修正できる。すなわち、工程(d)は不 溶性セルロース-CBD融合産物結合体を標識化され た測定対象物質から成る検出可能な標識(該標識は測定対象物質に結合しないま ま残るCBD融合産物の任意の第2タンパク質と結合可能である)の十分量と共 にインキュベートすることによって実施され、また工程(e)は上記工程(d)の 不溶性セルロース-CBD融合産物結合体を未結合成分から分離し、試験試料か ら観察されるシグナルを対照試料から観察されるシグナルと比較することによっ て実施される。 本発明の好ましい態様において、CBD融合産物はディップスティック(dip stick)に包含される。したがって、試験試料中における測定対象物質の検出に 有用な、CBD融合産物を含有するディップスティックの提供もまた本発明の目 的である。上記CBD融合産物は、(i)高い親和性を持ってセルロースと結合 可能であり、かつ自然界で結合している他のタンパク質を実質的に含まないCB D、および(ii)測定対象物質と結合可能な第2のタンパク質から成る。好まし くは、上記第2のタンパク質は、プロテインA、HSPタンパク質、HSP抗体、交差 反応性HSP-関連タンパク質またはペプチドまたはその抗原部分、酵素、ホルモン 、抗原及び抗体から成る群より選択される。 同様に、下記のものからなるシグナル増幅系を提供することもまた本発明の目 的である。すなわち、(a)(i)高い親和性を持ってセルロースと結合可能で あり、かつ自然界で結合している他のタンパク質を実質的に含まないCBD、お よび(ii)さらに測定対象物質と結合可能なキメラプローブと結合可能である第 2のタンパク質、を含んでなる第1のCBD融合産物;および(b)(i)高い 親和性を持ってセルロースと結合可能であり、かつ自然界 で結合している他のタンパク質を実質的に含まないCBD、および(ii)基質に 作用し検出可能な化合物を生成することが可能な酵素、を含んでなる第2のCB D融合産物である。 別の態様においては、下記のものから成るシグナル増幅系が提供される。すな わち、(a)(i)高い親和性を持ってセルロースと結合可能であり、かつ自然 界で結合している他のタンパク質を実質的に含まないCBD、および(ii)さら に測定対象物質と結合可能なキメラプローブと結合可能である第2のタンパク質 、を含んでなるCBD融合産物;および(b)高い親和性を持ってセルロースと 結合する能力を保持し、かつ自然界で結合している他のタンパク質を実質的に含 まない、標識化CBDである。 これらのシグナル増幅系はそのキメラプローブを含むことができ、さらにセル ロースヌトリクス、好ましくは玉石−粉砕した(pebble-milled)セルロースを 含むことができる。 これらのシグナル増幅系は、細胞または組織由来の核酸を同定するために設計 された系、および同定された核酸の長さをどちらの方向にも伸長するために設計 された、欠失配列のオリゴヌクレオチド特異的熱周期的DNA増幅を採用した系 を含むことができる。上記のDNA増幅においては、DNA特異的プライマーと 縮重的な、ベクター特異的またはオリゴ-dT-結合第2オリゴヌクレオチドの組み 合わせが、特異的合成を開始させるのび使用できる。 最後に、薬剤を伴うCBDであって、該CBDは高い親和性を持ってセルロー スと結合する能力を保持し、かつそれが自然界で結合している他のタンパク質を 実質的に含まないCBDから成る薬剤送達(ドラッグデリバリー)系を提供する ことが本発明のさ らなる目的である。このような薬剤送達系において、薬剤は直接またはリンカー 部分を介してCBDに結合されている。多くの結合方法が存在し、当分野の技術 では公知である。例えば、シクロヘキシルカルボジイミド等のアシル活性化剤が 存在し、これはアミドまたはエステル結合を形成するために使用できる。したが って、アミノ基または水酸基等の求核基を有する薬剤はCBDのカルボキシ末端 に結合されうる。一つの態様において、このような薬剤送達系は、興味のある薬 剤がセルロースに結合したCBDからゆっくり放出される徐放性薬剤送達系であ り得る。 一つの態様において、送達すべき薬剤は抗真菌剤である。好ましい薬剤は、ア ンホテリシンB、ナイスタチン、およびウンデシレン酸を含むがこれらだけに限 定されない。薬剤は一般的にはクロトイマゾール等のイミダゾールであってよい 。このような薬剤送達系を、腹腔内、経口、局所または吸入投与が可能な組成物 に組み込むことが意図されている。特に、投与経路は鼻腔内、経眼および膣内を 含むがこれらだけに限定されない。さらに、上記組成物は個体、ゲル、液体また はエーロゾル形態でありうる。 本明細書に記述する薬剤送達系は、細胞膜がセルロース性またはキチン性物質 を含有する酵母、真菌等の感染または疾患を引き起こす病原体に薬剤を運んでい くのに有用である。このような病原体は、アスペルギルス・フミガツス(Asperg illus fumigatus)、カンジダ(Candida)またはモニリア(Monilia)属のメン バー、または表皮細胞を含むが、これらだけに限定されない。本発明の薬剤送達 系を使用することにより、疾患または感染の効果的治療に必要とされる用量が大 幅に減少することが予測され、したがっ て抗真菌剤または抗真菌症剤(これらは典型的には非常に毒性でもある)の有効 性が改善されるであろう。したがって、副作用が最小限となる、または、より良 くは除去されることが望まれる。 本発明の別な側面は、植物組織の成長を加減(modify)するCBDの能力に関 する。このような能力は、例えば花粉管の成長および/または根の成長を促進す ることが望ましいことがある農業にその用途を見いだす。さらに、高濃度のCB Dは根の成長を阻害する能力を有するので、望ましくない植物(例えば雑草類) の発育を予防するのに有用である。別の例では、CBDはキノコ等の真菌類の増 殖を促進するのに用途を見いだす。ここではCBDはキチンに結合して、発生中 の担子器果つまり子実体の増殖および/または発生を刺激する。 本発明のさらに別な側面は、昆虫の外骨格または他の部分(中部栄養管を含む )のキチンに結合するCBDの能力に関する。このような能力は、生物殺虫剤と してのCBDの使用にその用途を見いだす。そこでは、CBDは害虫防除に有用 な微生物、例えばバシラス・チュリンジエンシス(Bacillus thuringiensis)( BT)もしくはBT毒素遺伝子を発現する他の微生物等、またはキチナーゼを分泌す る微生物または真菌に連結されている。CBDは上記の微生物を昆虫のキチン含 有部分に結合させるように働く。そして、昆虫の体内では微生物が産生した毒素 または酵素がその有害昆虫に死をもたらす。キチナーゼ活性を示す微生物にはエ ンテロバクター(Enterobacter)属およびストレプトミセス(Streptomyces)属 由来の細菌株、ならびにアスペルギルス(Aspergillus)属、 ペニシリウム(Penicillium)属およびトリコデルマ(Trichoderma)属由来の真 菌株、等が含まれる。本発明のこの態様の一様式において、CBD-微生物複合 体は、害虫による体内侵入(infestation)が疑われる、またはその危険にされ されている植物部分に直接塗布することができる。あるいは、CBD-微生物複 合体は、害虫が蔓延する圃場内または害虫に侵入された植物上に設置された餌場 (bait station)に固定することができる。本発明のこの態様の別な様式におい ては、CBD-微生物複合体は、木材を破壊する害虫による侵入を予防または防 除するため、木材またはセルロースに基づく製品に塗布される。例えば、CBD -微生物複合体は電柱または木材またはセルロースに基づく建築材に塗布され、 そこではCBD成分は侵入してくる害虫にしっかり結合し、そして複合体の微生 物はその害虫を防除するのに有効である。 本発明のさらに別な側面は、生物による改善法(bioremediation)または毒性 環境汚染物質の分解に有用な真菌類を含む、真菌類に見いだされるキチンに結合 するCBDの能力に関する。この態様の一つの様式によれば、第2成分が環境汚 染物質を分解する酵素であるCBD融合タンパク質が使用される。CBD-酵素 融合タンパク質はセルロース基質上に固定化されうる。そしてこの装置は、地上 水または地下水の流れの中に置くことにより、例えば酵素的分解によって環境か ら汚染物質を除去するのに使用できる。本発明のこの態様の別な様式によれば、 CBDは生物仲介(biomediation)に有用な酵素、すなわち殺菌剤等の環境汚染 物質を分解する酵素を分泌する真菌に結合される。次に、CBD-真菌複合体は セルロース基質に固定化され、DDTを含む殺菌剤等または 伐採あるいは製材作業で残された木を含有する製品等の環境汚染物質を酵素的に 分解するための有用な装置を提供する。一つの例証的な例においては、リグニン ペルオキシダーゼ、マンガンペルオキシダーゼを産生し、殺菌剤DDTを分解する 白色腐朽菌(例えばフェネロキーテ・クリソスポリウム[Phanerochaete chryso sporium])にCBDを結合させる。このCBD-真菌複合体は、例えばDDT等の 殺菌剤を環境から除去する生物による改善法に有用である。 4.図面の説明 図1:CBDのヌクレオチド配列(第1行、元の配列;第2行、相補体)およ び推定されるアミノ酸配列。 図2:CBDをコードする遺伝子断片の調製およびクローニング。 A.N末端シグナルペプチドを含有するCbpAの一次構造、独特なCBD領域、 4個の親水性繰り返し配列(白矢印)、および9個の疎水性繰り返し配列(黒矢 印)の分析。 B.cbpA遺伝子にそったPCRプライマーの配置。明確を期するため、PCRプライ マー配列およびCBDの隣の領域のcbpA DNA配列をここに含める。PCR産物は 下線を付したNcoIおよびBamHI部位を含有する。また、遺伝子断片のATG開始コド ンがNcoI部位内に位置し、TAG終始コドンがBamHI部位に隣接することに注意され たい。 C.pET-8cベクター中にクローン化されたCBD遺伝子断片を含有するpET-C BDの図。上記ベクターは、誘導性CBD産生に 必要な転写および翻訳シグナルを含有する。 図3:CBDタンパク質の発現および精製。 pET-8cを含む細胞由来の全細胞タンパク質(レーン2)、pET-CBDを含む細 胞由来の全細胞タンパク質(レーン3)、溶解したpET-CBD細胞由来の細胞質 ゾル断片(レーン4)、溶解したpET-CBD細胞由来の、塩酸グアニジンで可溶 化した膜/封入体断片(レーン5)、AvicelTMペレットの最終PC緩衝液洗浄(レ ーン6)、および精製CBDタンパク質を15%アクリルアミドゲルに負荷した。 各レーンには、各画分の全タンパク質の0.005%を負荷された。ただし、レーン6 は10倍の濃度である。前もって染色した分子量マーカー(レーン1、8)は、約 2.6,5,12.7,18.1,29および44kDaの移動度を有する。 図4:CBD-AvicelTM結合の経時変化。CBD(2.0μmol全タンパク質)お よびAvicelTM(1mg/ml)を第7節に後述するように平衡化した。ただし、様々 なタイムポイントで採取された試料を提供するのに、より大きい合計容量が用い られた。各タイムポイントの試料は、第7節に後述するように洗浄し、アッセイ した。下記図9の表Iも参照されたい。 図5:AvicelTMに結合するCBDの二重相互プロット。0.5mg AvicelTMは黒塗 りの四角で表され(B)、1mg AvicelTMは黒塗りの円で表され(J)、2mgは黒 塗りの三角で表されている(H)。挿入図:PCmax対使用したAvicelTMの量。ア ッセイ容量は1.0mlであった。 図6:AvicelTMに結合するCBDのスキャッチャード(Scatchard)プロット 。3つの量のAvicelTMについての[PC]/[P]対PC が示されている。[PC]/[P]は無次元の比として表現され、[PC]はμMを単 位として示される。1mg AvicelTMは黒塗りの円で、2mgAvicelTMは白抜きの円 で、3mgは黒塗りの四角で表されている。 図7:CellulonTMに結合するCBDの二重相互プロット。インキュベーション 混合物は1mlあたり0.5mgのCellulonTMを含有していた。 図8:CBD-ProtA融合タンパク質はセルロース及びIgGの両方に結合する。 1Mの酢酸はCBD-ProtA:IgG「結合」を選択的に解離するが、CBD-ProtA: セルロース「結合」は解離しない。 図9:CBDタンパク質の不溶性基質への吸着。 図10:CBDの過剰発現および精製。 図11:標識化CBDが、CBD融合産物が結合しているセルロースまたはキ チンを検出するシグナル増幅系の図。次に、測定対象物質はキメラプローブに結 合される。 図12:測定対象物質が3成分からなるCBD融合産物、つまりCBD-プロ テインA(IgG)に結合されるシグナル増幅系の図。 図13:ゲル電気泳動を用いた試料の検出によって示されるCBD-ProtA-セ ルロースによるIgGの精製。レーンaはヒト血清である。レーンbはCBD-Prot A-セルロースに結合しなかったヒト血清タンパク質である。レーンcはIgGのプ ロテインAへの結合が起こった後の、PBSによる最初の試料洗浄であり、未結合タ ンパク質を示す。レーンdは酢酸による洗浄によって回収されたIgG画分をであ る。 図14Aおよび14B:CBDで処理したセルロース繊維は無 傷のままである、すなわちCBDはセルロースを破壊する無定形化活性を持たな いことの立証。図14AはCBDで処理した綿繊維を示す。図14BはCBDで 処理していない綿繊維(対照)を示す。 図15:pH値およびNaCl濃度がCBD-ProtAのセルロースへの結合力に及ぼす 効果の立証。 図16:CBDのアスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)への結合の 立証。レーンaはCBDの存在下のアスペルギルス・ニガーである。レーンbは CBDの不在下のアスペルギルス・ニガーである(対照)。レーンcはCBD単 独である。 図17:CBDのスポドプテラ・リットラリス(Spodoptera littoralis)へ の結合の立証。レーンaはCBDの不在下でのスポドプテラ・リットラリスの中 部栄養管膜である(対照)。レーンbはCBDの存在下でのスポドプテラ・リッ トラリスの中部栄養管膜である。 図18:CBDのヘリオチス・アルミゲラ(Heliothis armigera)への結合の 立証。レーンaはCBDの不在下でのヘリオチス・アルミゲラの中部栄養管膜で ある(対照)。レーンbはCBDの存在下でのヘリオチス・アルミゲラの中部栄 養管膜である。 図19:花粉管の成長に及ぼすCBDおよびBSA(対照)の効果の立証。 図20Aおよび20B:白色蛍光光沢剤(ホタル石)によって染色された花粉 管の結晶性細胞壁成分に及ぼすCBDの効果の立証。図20Aは、先端部に輝く 色が存在しないことによって示されるように、CBDで処理した花粉管は非結晶 性の花粉管先端を つくり出したことを示す。図20Bは、輝く色によって示されるように、対照の 花粉管先端がより多くの結晶性細胞壁成分を含有することを示す。 図21Aおよび21B:CBDで処理した花粉管の金-免疫標識化の立証。図 21Aは、CBDで処理した花粉において、金-標識は花粉管に沿っているが、 先端部の集中的な暗点によって示されるように、むしろ先端部に著しい。図21 Bは、対照つまりCBD処理をしていない花粉を示す。 図22:アラビドプシス・タリアナ(Arabidopsis thaliana)の苗の成長に及 ぼすCBDの効果の立証。異なる文字は、根の長さの数値間の十分な有意差(p ≦0.05)を示す。 図23:CBDで処理したアラビドプシス・タリアナの苗の金-免疫標識化の 立証。この図は、金標識化は根に限定され、茎には全く標識が見られないことを 示している。 図24:白色蛍光光沢剤(ホタル石)を用いたアラビドプシス・タリアナの苗 の染色の立証。この図は根のみが染色されるていることを示し、入手しやすいセ ルロースを示している。 5.発明の詳細な説明および定義 本発明は高い親和性を持って、かつ可逆的な様式でセルロースと結合可能なセ ルロース結合ドメイン(CBD)タンパク質の同定に向けられている。本発明の CBDは、例えば、生物学的に活性な分子のセルロースへのバイオ固定化に使用 することができる。本発明のCBDは第2のタンパク質と融合させてCBD融合 タンパク質を形成させることができる。CBD融合タンパク質におけるCBDタ ンパク質の存在は、セルロースと共にインキュベートすることによる容易で選択 的なCBD融合タンパク質の精製を可能とする。第2のタンパク質の例は、プロ テインA、プロテインG、ストレプトアビジン、アビジン、Taqポリメラーゼお よび他のポリメラーゼ、アルカリホスファターゼ、RNアーゼ、DNアーゼ、種 々の制限酵素、ペルオキシダーゼ、エンド−1,4−β−グルカナーゼ、エンド −1,3−β−グルカナーゼ、キチナーゼ等のグルカナーゼ、β−およびα−グ ルコシダーゼ、β−およびα−グルコロニダーゼ、アミラーゼ、グルコシル−ト ランスフェラーゼ、ホスホ−トランスフェラーゼ、クロラムフェニコール−アセ チル−トランスフェラーゼ等のトランスフェラーゼ、β−ラクタマーゼおよび他 の抗生物質を修飾または分解する酵素、ルシフェラーゼ、エステラーゼ、リパー ゼ、プロテアーゼ、バクテリオシン、抗生物質、酵素阻害剤、異なる増殖因子、 ホルモン、受容体、膜タンパク質、核タンパク質、転写および翻訳因子、ならび に核酸を修飾する酵素を含む。特に、CBDタンパク質を抗体または抗原決定基 に融合させ、診断用キットおよびイムノアッセイに有用なCBD融合タンパク質 を形成させることが可能で ある。 したがって、例えば、CBDおよびHSPエピトープを利用することにより特定 の抗体(例、熱ショックタンパク質[HSP]抗体)の存在に関して体液を試験す ることが可能である。逆に、CBD−HSP抗体融合タンパク質を使用して、HS Pタンパク質、交差反応性HSP-関連タンパク質、またはその抗原部分を検出する ことが可能である。 「CBD」または「CBDタンパク質」または「セルロース結合ドメインタン パク質」という用語は、図1に記載のアミノ酸配列を含んでなるタンパク質を指 し、その機能性相同体および機能性誘導体が高い親和性を持って、かつ可逆的な 様式でセルロースと結合する能力を有するならば、該機能性相同体および機能性 誘導体をも包含する。本発明のCBDは、それが自然界で結合している他のタン パク質(例えば、先に論じた主要CbpAタンパク質の残り)を実質的に含まな い形で提供される。さらに、例えば向上させた生物学的特性を有するCBDを作 成するため、または結合および発現レベルを変えるため、ポリペプチド内の前も って決めておいた1つまたはそれ以上のアミノ酸残基を置換、挿入、または除去 することができる。本発明の範囲内に入る望ましいCBDタンパク質のいくつか は、場合により天然に存在する分子の共有または非共有修飾を持つことができる 。この修飾にはグリコシル化修飾が含まれるが、それだけに限定されない。組換 えDNA技術の使用により、アミノ酸残基の欠失、置換および/または挿入を有 する本発明のCBDタンパク質は、基礎となっている核酸を変更することによっ て調製できる。本発明のCBDをコード するDNAにおいてなされるかもしれない修飾または変異は、読み枠を変えては ならず、また、好ましくは二次mRNA構造をもたらし得る相補領域を作り出さ ない(ヨーロッパ特許公報EP 75,444号参照)。 本発明のCBDタンパク質は、図1に記載のアミノ酸配列と少なくとも70% 、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%、そして最も 好ましくは少なくとも95%の相同性を有するタンパク質である。「X%の相同 性」という表現は、タンパク質の全長にわたってX%の相同性を有する配列に限 定することを意図するものではない。70%の相同性もまた、図1のCBDタン パク質内の同定された機能性領域において存在するX%の相同性を含むことが意 図されている。機能性領域の一例は、高い親和性を持って、かつ可逆的な様式で セルロースと結合する能力を有する、明確に定められた一組のアミノ酸であろう 。このようなタンパク質相同体は、本明細書において「CBD機能性相同体」と も呼ばれる。本発明の一つの態様において、このような機能性領域は約100個の アミノ酸を持つことができる。本発明の別の態様において、このような機能性領 域は約50個のアミノ酸を持つことができる。本発明の最も望ましいCBDタンパ ク質は、図1に記載のアミノ酸配列を含んでなるタンパク質である。 本明細書に使用される「CBD機能性誘導体」という用語は、高い親和性を持 って、かつ可逆的な様式でセルロースと結合する能力を保持し、また好ましくは 長さが約2から約160アミノ酸、より好ましくは約25から約125アミノ酸、最も好 ましくは約50から約100アミノ酸である、図1に記載のCBDタンパク質アミノ 酸 配列の任意の「断片」、「変異体」、「類似体」または「化学誘導体」を指す。 「断片」という用語は、図1に記載のCBDタンパク質から誘導されるCBD タンパク質で、天然に存在する配列を持つタンパク質を指すのに使用されている 。このような断片は、全長タンパク質のタンパク質分解開裂によって作成するこ とができる。または、このような断片はCBDタンパク質をコードするDNA配 列を適切に修飾し、C末端、N末端の1つまたはそれ以上の部位で、かつ天然に 存在する配列内で、1つまたはそれ以上のアミノ酸を欠失させることにより組換 え手段によって取得される。CBDタンパク質の断片は、機能性誘導体に相違な いこと、つまり機能性誘導体の有効性を確認するため、高い親和性を持って、か つ可逆的な様式でセルロースと結合する能力についてスクリーニングすることが できる。 本明細書で使用される「変異体」という用語は、天然に存在する分子のアミノ 酸配列、グリコシル化パターン、または他の特徴が共有的または非共有的に修飾 されている分子と定義され、突然変異体を含むことが意図される。本発明の範囲 内にある変異体のいくつかは、もし最終構築物が高い親和性を持って、かつ可逆 的な様式でセルロースと結合するという所望の能力を持つならば、アミノ酸置換 、欠失、および/または挿入を有する。CBDタンパク質におけるアミノ酸置換 は、関与する残基の極性、電荷、可溶性、疎水性、親水性、および/または両親 媒性における類似性に基づいてなされる。例えば、負に荷電したアミノ酸はアス パラギン酸およびグルタミン酸を含む;正に荷電したアミノ酸は、リ シンおよびアルギニンを含む;非荷電の極性ヘッド(頭部)基または非極性ヘッ ド(頭部)基を持ち、類似した親水性値を有するアミノ酸は、ロイシン、イソロ イシン、バリン;グリシン、アラニン;アスパラギン、グルタミン;セリン、ト レオニン;フェニルアラニン、チロシンを含む。C末端、N末端の1つまたはそ れ以上の部位において、かつ天然に存在するCBD配列内に、付加的アミノ酸を 有するタンパク質もまた、もしその変異体が高い親和性を持って、かつ可逆的な 様式でセルロースと結合する能力を保持するならば、変異体の定義のうちに含ま れる。 本明細書に使用される「化学誘導体」という用語は、天然に存在するCBDタ ンパク質または変異体CBDタンパク質を化学的に修飾することにより作成され るCBDタンパク質を指す。化学修飾の実例は、アルキル基、アシル基、または アミノ基によるHの置換であろう。 本明細書に使用される「高い親和性を持ってセルロースと結合する」という句 は、約1.5から約0.5、好ましくは約1.4から約0.8のKd値(μM単位)を持ってセ ルロースと結合するCBDタンパク質の能力を指す。より好ましくは、高親和性 結合は、約1.1以下、最も好ましくは約1.0以下のKd値を持って結晶性セルロー スと結合する本発明のCBDタンパク質の能力を指す。 本明細書に使用される「可逆的な様式でセルロースと結合する」という句は、 6M尿素、6Mグアニジン-HCl等の解離剤または溶液、および他の変性試薬(非イ オン性界面活性剤を含む)によって、セルロース-CBDタンパク質結合体から解離 されるCBDタンパク質の能力を指す。しかし、好ましくは、解離されたCBD または融合産物が再構成されるのを可能とするような変性試薬が用いられる。例 えば、変性タンパク質を下記第6.1.4,7.1.1,7.2.1および8.1.4節に記載の再生 条件下に置くことによって、6M尿素または6Mグアニジン-HClによる処理からC BDを再構成することが可能である。 本明細書に使用される「CBD融合タンパク質」という用語は、少なくとも2 つのタンパク質、すなわちCBDタンパク質および第2のタンパク質が合体する ことを指す。本発明のいくつかの態様において、第2のタンパク質は第3のタン パク質に融合または結合させることができる。本発明において、第2のタンパク 質の例は核酸修飾酵素、プロテアーゼ等の酵素、ホルモンまたはホルモン前駆体 、ポリペプチド、ペプチド、抗体、抗原、それらの抗原決定基および変異体を含 む。本発明のいくつかの好ましい態様において、第2のタンパク質はプロテイン Aである。本発明の別の好ましい態様において、第2のタンパク質はHSPタン パク質である。本発明の一つの好ましい態様は、CBDタンパク質と、プロテイ ンAまたは抗-HSP組換えIgGを含んでなる融合タンパク質である。本発明のCB D融合タンパク質は第2のタンパク質の上流に、好ましくはN末端に隣接して酵 素的または化学的開裂部位を含有しおよび/または第2のタンパク質の下流に、 好ましくはC末端に隣接して酵素的または化学的開裂部位を含有することが可能 で、これによって開裂剤の使用により第2のタンパク質をCBD融合タンパク質 から回収する手段を提供する。 本明細書に使用される「CBD融合タンパク質-セルロース結合体」という用 語は、セルロースがCBD融合タンパク質のCB Dタンパク質に結合する時に形成される複合体を指す。 「核酸」は、5'と3'がホスホジエステル結合で結ばれている一連の核酸から成 る、RNAまたはDNA配列であるヌクレオチド配列を指す。核酸がDNAであ るならば、ヌクレオチド配列は1本鎖または2本鎖である。CBDをコードする 核酸とは、高い親和性を持ってセルロースと結合可能なCBDタンパク質をコー ドし、そのようなCBDタンパク質をコードする核酸配列と相補的であるか、ま たはそのようなCBDタンパク質をコードする核酸配列にハイブリダイズし、ス トリンジェント条件下でもそこに安定に結合したままであるRNAまたはDNA である。 「本発明のCBDタンパク質をコードする核酸」という句は、コードされるC BDが高い親和性を持ってセルロースに結合する能力を保持しさえすれば、ゲノ ム、cDNA、合成および半合成に由来する核酸であって、その起源または操作 により、それが天然において関連しているポリヌクレオチドのいかなる部分も伴 わず、またそれが天然において連結していたポリヌクレオチド以外のポリヌクレ オチドに連結可能な上記核酸を含み、また、リボヌクレオチド、デオキシリボヌ クレオチド、ヌクレオチド類似体、またはそれらの組合せの1本または2本鎖ポ リマーを含む。上記の「本発明のCBDタンパク質をコードする核酸」という句 は、核酸によってコードされるCBDが高い親和性を持って、かつ可逆的な様式 でセルロースと結合する能力を保持しさえすれば、当分野の技術で公知の種々の 修飾をも含む。これらの修飾には以下のものが含まれるが、これらだけに限定さ れない。すなわち、放射性および化学標識、メチル化、キャップ、荷電結合(例 :ホスホ ロチオエート、ホスホロジチオエート、等)および非荷電結合(例:メチルホス ホネート、ホスホトリエステル、ホスホルアミダイト、カルバマイト、等)によ る修飾ならびにペンダント(pendant)部分を含有する修飾、等のヌクレオチド 間修飾、挿入剤、キレート化剤、等である。 CBDをコードする核酸は、本発明のCBDタンパク質またはCBD融合タン パク質を発現可能な組換え発現ベクターの構築のために使用することができる。 核酸構築物は、もしそれが転写および翻訳制御情報を含むヌクレオチド配列を含 有し、そしてその配列がヌクレオチドコード配列に「機能しうる形で連結されて いる」ならば、タンパク質を発現することができる。「機能しうる形で連結され ている」という表現は、制御DNA配列および発現すべきDNA配列が転写およ び最終的な翻訳を可能とするような方法で結合されている連結を指す。 CBD融合タンパク質発現ベクターを構築する際は、CBDタンパク質と第2 のタンパク質のオープンリーディングフレームが無傷で、CBD融合タンパク質 の翻訳が起こることを可能とするように、CBDタンパク質をコードする核酸を 第2のタンパク質をコードする核酸に連結または結合する。CBD核酸は、高い 親和性を持って、かつ可逆的な様式でセルロースと結合するセルロース結合ドメ インを産生する、またはCBDをコードするmRNAを産生する種々の細胞源か ら得ることができる。CBDをコードする核酸の好ましい供給源は、クロストリ ジウム・セルロボランス(Clostridium cellulovorans)である。CBDをコー ドする核酸は、第6.1節に記載の方法にしたがって取得することができ る。 本発明のCBDタンパク質をコードする核酸は、細胞源由来の単離され精製さ れたDNAから、またはゲノムクローニングによって得ることができる。クロー ンのcDNAまたはゲノムライブラリーは、周知の技法を用いて調製することが できる。また、CBDをコードする特定の核酸について、その遺伝子の任意の部 分に対して実質的に相補的なヌクレオチドプローブを用いて上記ライブラリーを スクリーニングすることができる。CBDタンパク質をコードする保存されたヌ クレオチド領域の検出を所望するならば、ヌクレオチドプローブは種から種へと 保存されてきたCBDヌクレオチド配列に基づくものでなければならない。CB Dタンパク質をコードする独特のヌクレオチド領域の検出を所望するならば、ヌ クレオチドプローブは独特のCBDヌクレオチド配列に基づくものでなければな らない。または、cDNAあるいはゲノムDNAをPCRクローニングの鋳型とし て適切なオリゴヌクレオチドプライマーと共に使用することができる。発現ベク ターの構築のため、全長クローン、すなわち所望のCBDタンパク質の全コード 領域を含有するクローンを選択することができる。または、オーバーラップする 複数のcDNAを共に連結して完全なコード領域を形成することが可能である。 または、当分野の技術で標準的とされている技法を使用して、CBDをコードす るDNAを全体として、または部分的に合成することができる。 多くのベクターが入手可能であり、適切なベクターの選択は1)それが核酸増 幅に使用されるべきものか、または核酸発現に使用されるべきものか、2)ベク ターに挿入される核酸の大きさ、お よび3)ベクターによって形質転換される宿主細胞、によるであろう。各ベクタ ーはその機能(核酸の増幅または核酸の発現)およびそれが適合する宿主細胞に よって種々の構成要素を含有する。 「宿主細胞」という用語は、培養によって増殖可能であり、かつCBDタンパ ク質またはCBD融合タンパク質を発現可能な細胞を指す。本発明の宿主細胞は 、in vitro培養下の細胞を包含し、原核、真核および昆虫細胞を含む。挿入配列 の発現を変調する、または遺伝子産物を所望の特定の様式で修飾またはプロセシ ングする宿主細胞株を選択することができる。あるプロモーターからの発現は、 ある誘導物質(例えばメタロチオネインプロモーターに対する亜鉛およびカドミ ウムイオン)の存在下で促進されうる。したがってCBDタンパク質またはCB D融合タンパク質の発現を制御することができる。もしCBDタンパク質または CBD融合タンパク質が宿主細胞にとって致命的であるならば、その発現を制御 する能力は重要である。タンパク質産物の修飾(例えばリン酸化)およびプロセ シング(例えば開裂)は、タンパク質の機能にとって重要である。異なる宿主細 胞は、翻訳後プロセシングおよびタンパク質修飾のための特徴的で特異的な作用 機構をそれぞれ持っている。発現されたCBDタンパク質またはCBD融合タン パク質の正しい修飾およびプロセシングを確実にするための適切な細胞系または 宿主系の選択が可能である。好ましくは、宿主細胞はタンパク質分解酵素の分泌 量が最小限のものでなければならない。 本発明において、高い親和性を持ってセルロースと結合可能な本発明のCBD タンパク質またはCBD融合タンパク質をコード する核酸を含有する宿主細胞が提供される。本発明のCBDタンパク質のクロー ニングおよび発現のために好ましい宿主細胞は、原核細胞である。原核細胞は、 大量の核酸の迅速な生産、部位特異的突然変異誘発に使用する1本鎖核酸鋳型の 生産、多数の突然変異体の同時スクリーニング、および創出された突然変異体の 核酸の配列決定には特に有用である。本発明のCBDタンパク質のクローニング および発現のために有用な原核細胞の一例は、Stratageneより入手可能な大腸菌 の菌株XL1-blueである。CBD融合タンパク質のクローニングおよび発現のため に有用な原核細胞のもう一つの例は、スタフィロコッカス・アウレウス(Staphy lococcus aureus)である。CBDタンパク質またはCBD融合タンパク質のク ローニングおよび発現のために有用な系のさらに別な例は、Invitrogen Corpora tion(San Diego,CA)より入手可能なPichia発現キットである。 当業者は、CBDタンパク質およびCBD融合タンパク質の組換え発現のため に、種々の発現ベクター/宿主系を等しくよく使用しうる。このような系は、以 下のものを含むがそれらだけに限定されない。すなわち、所望のCBDコード配 列を含有する組換えバクテリオファージDNA、プラスミドDNAまたはコスミ ドDNA発現ベクターによって形質転換された細菌;所望のCBDコード配列を 含有する組換え酵母発現ベクターによって形質転換された酵母、等の微生物;所 望のCBDコード配列を含有する組換えウイルス発現ベクター(例えばバキュロ ウイルス)によって感染させられる昆虫細胞系;組換えウイルス発現ベクター( 例えばカリフラワーモザイクウイルスCaMV;タバコモザイクウイ ルス、TMV)によって感染させた、または所望のCBDコード配列を含有する 組換えプラスミド発現ベクター(例えばTiプラスミド)によって形質転換され た植物細胞系;または、組換えウイルス発現ベクター(例えばアデノウイルス、 ワクシニアウイルス)によって感染された動物細胞系である。上記動物細胞系に は、DM染色体中で安定的に増幅される(例えばCHO/dhfr,CHO/グルタミンシン セターゼ)、または不安定に増幅される(例えばマウス細胞系)CBD核酸の多 数コピーを含有するように工学的に操作された細胞系が含まれる。 ベクターの構成要素は一般的には以下のものを1つまたはそれ以上含むが、そ れらだけに限定されない。すなわち、シグナル配列、複製起点、1つまたはそれ 以上のマーカー遺伝子、エンハンサーエレメント、プロモーター、および転写終 結配列である。これらのベクターの発現エレメントは強度および特異性において 様々である。使用する宿主/ベクター系によって、多数の適切な転写および翻訳 エレメントの任意のものが使用できる。例えば、原核細胞系を使用してクローニ ングを行う場合は、原核細胞ゲノムから単離されたプロモーター(例えば、細菌 トリプトファンプロモーター)が使用できる。組換えDNAまたは合成技法によ り作成されたプロモーターもまた挿入配列の転写を引き出すために使用できる。 シグナル配列はベクターの構成要素であり得る。または、それはベクターに挿 入されるCBD核酸配列一部であり得る。シグナル配列はCBD配列に先立つ天 然に存在する配列であってもよいし、または天然に存在しない配列であってもよ い。シグナル配列 は宿主細胞によって認識され、処理されるものでなければならない。複製起点は 、宿主生物の独自の複製開始部位を指す。クローニングおよび発現ベクターは、 選択マーカーとも呼ばれる選択遺伝子を含有することが望ましい。この遺伝子は 、選択培地で培養されている形質転換宿主細胞の生存または増殖に必要なタンパ ク質をコードする。この選択遺伝子を含有するベクターによって形質転換されな かった宿主細胞は、その培地では生存できない。典型的な選択遺伝子は、抗生物 質または他の毒素(例えばアンピシリン)に対する耐性を付与する;栄養要求性 欠陥を補う;または複合培地から得ることができない重要な栄養素を供給するタ ンパク質をコードする。選択機構の一例は、宿主細胞の増殖を阻止する薬剤を使 用する。異種遺伝子によって首尾よく形質転換される細胞は、薬剤耐性を付与す るタンパク質を発現し、したがって選択摂生(regimen)に生き残る。 発現およびクローニングベクターは通常、宿主生物によって認識される、そし て興味のあるポリペプチドをコードする核酸に機能しうる形で連結されるプロモ ーターを含有する。プロモーターは、特定の核酸配列(例えば、プロモーターが そこに機能しうる形で連結しているCBDタンパク質またはCBD融合タンパク 質をコードする配列等)の転写および翻訳を制御する構造遺伝子(一般に約100 〜1000bp)の開始コドンの上流(5')に位置する非翻訳配列である。このような プロモーターは典型的には誘導性および構成的という2つのクラスに分類される 。誘導性プロモーターは、培養条件の何らかの変化(例えば、ある栄養素の存在 または不在)または温度変化に応答して、自らの制御下で増大したレベ ルの核酸からの転写を開始させる。現在、宿主細胞となる可能性のある種々の細 胞により認識される多数のプロモーターが周知である。これらのプロモーターは 、制限酵素による切断によってプロモーターを供給源の核酸から除去し、単離し たプロモーター配列をベクターに挿入することにより、興味のあるポリペプチド をコードする核酸に機能しうる形で連結される。天然に存在するプロモーター配 列および多くの異種プロモーターの両方が、興味のあるポリペプチドの増幅およ び/または発現を引き出すのに使用できる。しかし、異種プロモーターの方が好 ましい。なぜなら、異種プロモーターは一般に天然に存在するプロモーターと較 べてより大量の転写、および発現された興味のあるポリペプチドのより高い収率 を可能とするからである。一般に、宿主細胞に適合する種から誘導されるプロモ ーターおよび制御配列を含有するプラスミドベクターがこれらの宿主とともに使 用される。このベクターは普通、複製部位および、形質点肝細胞において表現型 的選択を提供可能なマーカー配列を担持する。例えば、大腸菌は典型的にはある 大腸菌種から誘導したプラスミドであるpBR322を用いて形質転換される( Bolivarら,Gene 2:95[1972])。pBR322プラスミドはアンピシリンおよ びテトラサイクリン耐性遺伝子を含有し、したがって形質転換細胞を同定するた めの容易な手段を提供する。pBR322プラスミドまたは他の細菌プラスミド は、組換えDNA構築に通常使用されるプロモーターおよび他の制御エレメント をも含有するか、または含有するように変更されなければならない。 原核宿主と共に使用するのに適切なプロモーターの例は、β- レクタマーゼおよびラクトースプロモーター系(Changら,Nature 275:615[197 8];およびGoeddelら,Nature 281:544[1979])、アルカリホスファターゼ、 トリプトファン(trp)プロモーター系(Goeddel,Nucleic Acids Res.8:4057 [1980]およびEPO特許出願公報第36,776号)およびtacプロモーター(H.de Bo erら,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.80:21-25[1983])等のハイブリッドプ ロモーターを含む。しかし、他の機能性細菌プロモーターが適切である。それら のヌクレオチド配列は一般公知であり、それによって当業者がプロレラクシン( prorelaxin)をコードする核酸(Siebenlistら,Cell 20:269[1980])に、必 要とされる任意の制限部位を供給するたリンカーまたはアダプターを用いてそれ らのプロモーターを機能しうる形で連結するのを可能とする。細菌系に使用する ためのプロモーターもまた、プロレラクシンをコードする核酸に機能しうる形で 連結されるShine-Dalgarno(S.D.)配列を含有する。 原核宿主細胞に使用される発現ベクターは転写の終結およびmRNAの安定化 のために必要な配列をも含有する。 上に掲げた構成要素の1つまたはそれ以上を含有し、また所望のコード配列お よび制御配列を含む適切なベクターの構築は、標準的連結技法を使用する。単離 したプラスミドまたは核酸断片を開裂し、整え(tailored)、必要とするプラス ミドを作成するのに望ましい形に再連する。 本発明の実施において特に有用なのは、CBDタンパク質をコードする核酸の 原核細胞による発現を提供する発現ベクターである。一般に、発現は、宿主が発 現ベクターの多数コピーを蓄積し 、次にその発現ベクターによってコードされる所望のポリペプチドを高レベルで 合成するように、宿主中で効率的に複製可能な発現ベクターの使用を伴う。 宿主細胞は、上に記載の本発明の発現またはクローニングベクターによりトラ ンスフェクトおよび好ましくは形質転換されて、プロモーターを誘導し、形質転 換細胞を選択し、または所望の配列をコードする遺伝子を増幅するのに適切なよ うに修正された常用の栄養培地で培養される。 「形質転換」は、染色体外因子として、または染色体への組み込みにより、核 酸を複製可能なように生体に導入することを意味する。別途記載しない限り、本 明細書において宿主細胞の形質転換に使用する方法はCohen,F.N.ら、Proc.Nat l.Acad.Sci.U.S.A.69:2110(1972)に記述される塩化カルシウムを用いるカ ルシウム処理法である。 構築されたプラスミドにおける正しい配列を確認する分析のために、連結混合 物を使用して大腸菌K12菌株294(ATCC 31446)を形質転換し、成功した形質転換 細胞を場合に応じてアンピシリンまたはテトラサイクリン耐性によって選択する 。形質転換細胞由来のプラスミドを調製し、制限酵素により分析し、および/ま たはMessingら、Nucleic Acids Res.9:309(1981)の方法またはMaxamら、Meth ods in Enzymology 65:499(1980)の方法によって配列決定する。 宿主細胞を本発明の発現ベクターにより形質転換して、プロモーターを誘導し 、形質転換細胞を選択し、または遺伝子を増幅するのに適切なように修正された 常用の栄養培地で培養することが できる。温度、pH等の培養条件は、発現のために選択された宿主細胞について以 前に使用された条件であり、当業者には明らかであろう。 本発明のポリペプチドを産生するのに使用される原核細胞は、Sambrookら(19 89)Electrophoresis buffers in Molecular Cloning(Nolan,C.編),Cold Sp ring Harbor Laboratory Press,NY,pp.B.23-24;Sambrookら(1989)Bacteri al Media in Molecular Cloning(Nolan,C.編),Cold Spring Harbor Laborat ory Press,NY,pp.A.1-4に総説されている適切な培地で培養される。 本発明のCBDタンパク質またはCBD融合タンパク質を産生する宿主細胞の 選択は、少なくとも4つの一般的アプローチにより同定できる: (a)DNA-DNA,DNA-RNAまたはRNAアンチセンスRNAハイブリダイゼーション: 本発明のCBDタンパク質をコードする核酸の存在は、CBDコード配列に相同 的なヌクレオチドを含むハイブリダイゼーションプローブおよび/またはPCR反 応用プライマーを用いた核酸ハイブリダイゼーションによって検出可能である; (b)「マーカー」遺伝子機能の存在または不在:本発明のCBDタンパク質 をコードする核酸を持つ宿主細胞の選択は、特定のマーカー遺伝子機能(例えば 抗生物質への耐性)の存在または不在に基づいて同定および選択することができ る。例えば、CBDコード配列をクローニングまたは発現ベクターのマーカー遺 伝子配列内に挿入する場合は、上記コード配列を含有する組換え体はマーカー遺 伝子機能の不在によって同定することができる。ま たは、マーカー遺伝子はCBDコード配列の発現を制御するために使用されるの と同一のまたは異なるプロモーターの制御下で、CBD核酸配列と縦列配置する ことができる。誘導または選択に応答してのマーカーの発現は、CBDコード配 列の発現を示す。 (c)宿主細胞におけるCBDタンパク質またはCBD融合タンパク質mRN A転写産物の発現によって測定される転写レベルの評価:CBDコード領域の転 写活性は、ハイブリダイゼーションアッセイによって評価できる。例えば、ポリ アデニル化RNAを単離し、CBDコード配列またはその特定部分に相同的なプ ローブを用いるノーザンブロット法により分析することが出来る。または、宿主 細胞の全核酸を抽出し、そのようなプローブへのハイブリダイゼーションをアッ セイすることができる;および (d)イムノアッセイ、および高い親和性を持って、かつ可逆的な様式でセル ロースと結合するタンパク質の能力によって測定されるCBDタンパク質または CBD融合タンパク質の検出。CBDタンパク質の発現は、例えばウェスタンブ ロット法またはRIAs等のイムノアッセイによって、免疫学的にアッセイする ことができる。CBDタンパク質の発現は、発現されたタンパク質の高い親和性 を持って、かつ可逆的な様式でセルロースと結合する能力によってアッセイする ことができる。 「細胞」および「細胞培養物」という表現は相互に取り換え可能に使用されて おり、このような呼称はすべて子孫および先祖を含む。故意の、または意図しな い突然変異により、すべての子孫はDNAの内容において正確に同一ではないか もしれないこともまた理解される。上記細胞においてスクリーニングされたもの と 同一の機能または生物学的活性を有する突然変異体子孫は、上記の表現に含まれ る。 本明細書中で使用する「ストリンジェントな条件」の用語は、(1)洗浄のた めに低いイオン強度及び高い温度、例えば、0.015M NaCl/0.0015 Mクエン酸ナト リウム/0.1% SDSを50℃で使用するか、(2)ハイブリダイゼーションの間、ホル ムアミドのような変成剤、例えば、50%(vol/vol)ホルムアミドを0.1%ウシ血清 アルブミン/0.1%フィコール/0.1%ポリビニルピロリドン/50mMリン酸ナトリウム バッファー、pH6.5と、750mM NaCl、75mMクエン酸ナトリウムとを42℃で使用す るか、あるいは(3)50%ホルムアミド、5 x SSC(0.75M NaCl,0.075Mピロリン 酸ナトリウム、5 x デンハート溶液、超音波処理したサケ精子DNA(50μg/ml) 、0.1% SDS、及び10%硫酸デキストランを42℃で、0.2 x SSC及び0.1% SDS中42℃ での洗浄とともに使用する、ハイブリダイゼーション条件を示すものである。 本明細書で使用する「復元(recovery)」の用語は、一定の条件下でセルロー ス-CBDタンパク質結合体からCBDタンパク質を放出するセルロースCBDタンパク質 複合体の能力をいうものであり、上記条件としては、放出剤、例えば6M尿素又 は6Mグアニジン-HClのような変成剤の使用を含む。セルロース-CBDタンパク質 結合体からCBDタンパク質を放出する能力を有する任意の放出剤を使用して、CDB タンパク質を復元することができる。好ましくは、CBDは一時的にだけ変成され 、放出剤での処理により不可逆的に分解されないものである。従って、7.1.1、7 .2.1あるいは8.1.4の項に記載したように、CBDは溶出タンパク質の再構成により 復元される。 本明細書で使用される「開裂剤」の用語の使用は、CBDタンパ ク質又はCBD融合タンパク質を特異的に開裂し、所望により特定の成分、例えばC BD融合タンパク質の第2タンパク質を放出又は切り出すのに使用される試薬を示 すものである。ここで適当な開裂剤としては、酵素、例えばエンドプロテアーゼ 、プロホルモンコンバーターゼ、例えばPC1、PC2、フリン、Kex2、ズブチリシン 、又はその変異体、並びに化学的試薬、例えば有機及び無機酸、ヒドロキシルア ミン、N-ブロモスクシンイミド、及びシアノゲンブロミド等が挙げられる。種々 のタンパク質分解酵素によって触媒されるペプチド結合の加水分解は、The Enzy mes,3rd Edition,Boyer,Ed.,Academic Press,Vol.III[1971];Meth.En zymology.,Vol.XIX,Perlman and Lorand,Ed.,New York:Academic Press[ 1970];Meth.Enzymol.,Vol.XLV,Lorand,Ed.,New York:Academic Press [1976];Drapeau,J.Biol.Chem.,253:5899-5901[1978]及びDrapeau,Met h.Enzymology.,47:89-91[1977]に教示されている。化学的試薬の広範なリス トについては、Witcop,Advances in Protein Chemistry,Anfinsen et al.,ed .,16:221-321,Academic Press,New York[1961],p.226の表III等を参照さ れたい。ここで適当なその他の開裂剤は、開裂についての所望の接合、及び試薬 がCBD融合タンパク質の還元又は酸化された形態に作用し得るかどうかを考慮し て、当業者に理解されるであろう。CBD融合タンパク質の開裂に使用する条件は 使用した開裂剤に依存することとなり、条件は使用する開裂剤を与えられた当業 者により容易に理解されるであろう。 本発明のCBD融合タンパク質は、融合タンパク質の第2タンパク質が融合タン パク質の内部アミノ酸である場合には、所望の位 置、即ち上流、好ましくはCBD融合タンパク質の第2タンパク質のN-末端に隣接 する位置、もしくは下流、そして好ましくは第2タンパク質のC-末端に隣接する 位置、又はその両方において所望の開裂剤により開裂を得るのに必要なコドンを 含むように設計され構築されている。 本明細書で使用される「グリコシル化」及びその文法的な変形は、一連の糖残 基をタンパク質に付加して糖タンパク質を生成する、翻訳後の改変工程を示すも のである。グリコシル化は、哺乳類細胞の細胞質、細胞質内網状構造、又はゴル ジ体で起こり得る。あるいは、グリコシル化は、合成的方法、例えば適当なグリ コシル供与体を与えることによって得ることができる。例えば、Kahne,et al. J.Am.Chem.Soc.,111:6881-2[1989]を参照。 本発明は、本発明のCBD融合タンパク質を使用することによる、試験試料中、 特に組織抽出物又は血清もしくは尿のような生物学的流体等の生物学的試料中の 対象となるタンパク質の診断的検出にも係わる。生物学的試料は好ましくは哺乳 類起源のものであり、最も好ましくはヒト起源のものである。哺乳類の生物学的 試料中で検出されるべき好ましい対象のタンパク質は、HSPタンパク質、HSP抗体 、交差反応性HSP関連タンパク質、あるいはその抗原性部分である。哺乳類の生 物学的試料中のHSP抗体の存在は、例えば、インシュリン依存性糖尿病(IDDM) を予測させるもの、又はそれを示すものとなり得る。本発明の1つの態様におい ては、CBDタンパク質A融合タンパク質は第3のタンパク質、IgG抗体、例えばIg G抗-HSPを含み、これは当分野で周知の種々の免疫アッセイ形式を使用して、生 物学的試料中の抗原、例えばHSPの存在を 検出するのに使用される。あるいは、CBD融合タンパク質の第2のタンパク質は 抗原決定基であるエピトープを含み、これはその抗原決定基を認識する抗体の検 出において有用である。好ましいエピトープはHSPタンパク質である。 タンパク質Aは、Staphylococcus aureusの細胞壁中に発見されたタンパク質 であり、IgG分子のFc部分に結合し、従ってこの抗体を沈降させる。タンパク質 Aは、免疫アッセイ、例えばRIA又はELISAにおいて有用性を有し、これらの免疫 アッセイにおいて抗体又は抗原−抗体複合体を単離するのに使用される。 本発明においては、タンパク質AはCBD融合タンパク質の好ましい第2のタン パク質である。CBD-タンパク質A融合タンパク質は、抗体又は抗体−抗原複合体 の存在を検出し、又はその量もしくは濃度を測定する、診断的免疫アッセイにお いて有用である。 本発明のCBD-タンパク質A複合体タンパク質は、セルロース及びCBD-融合タン パク質を含み、CBD融合タンパク質成分がセルロース、及び第2の成分(例えば 抗体−抗原複合体又は抗体のIgGの両方)に結合する能力を有する診断キットに おいても有用である。本発明のCBD融合タンパク質は、抗体又は抗原決定基、即 ちエピトープのアフィニティ精製のための手段としても有用である。好ましい本 発明の抗原決定基は、HSPタンパク質、その関連タンパク質又は抗原部分である 。CBD融合タンパク質の好ましい第2のタンパク質はHSPタンパク質又は抗-HSP I gGを含む。本発明においては、CBD-HSPエピトープ融合タンパク質は、ヒト哺乳 動物の血清中に見られるHSP抗体の量を測定するように設計された免疫アッセイ において有用である。 本発明の別の態様においては、CBD-融合タンパク質は、セルロース又はキチン に結合する能力を有するCBD成分と、その触媒活性を有する酵素である第2成分 とを含む。この態様のCBD-融合タンパク質は、セルロース又はキチンの固体基体 上での酵素触媒反応を可能とする手段としての有用性を有する。上記したように 、CBD-酵素融合タンパク質は、標準的な化学的方法により精製CBDを精製酵素調 製物に結合するか、あるいは組換え技術によるCBD及び酵素をコードする核酸の 発現により調製することができる。本発明のこの態様の1つの例においては、CB D-融合タンパク質の第2の成分はヘパリナーゼ酵素である。CBD-ヘパリナーゼは 、セルロース基体上に固定されることができ、ヘパリンの成分糖部分への変換を 触媒する。 また別の本発明の形態は、CBDの植物組織の成長を改変させる能力に関する。 そのような能力は、農業、例えば花粉管及び/または根の成長を促進することが 望ましいような場合に用途がある。さらに、高濃度のCBDは根の成長を阻害する 能力を有するので、望ましくない植物、例えば「雑草」植物の発達を阻害するの に有用である。他の例においては、CBDは真菌類、例えばキノコの成長を促進す る用途があり、この場合CBDはキチンに結合し、発生中の子実体の増殖及び/ま たは発達を刺激する。 また別の本発明の形態は、昆虫の外骨格又は中腸を含むその他の部分のキチン に結合するCBDの能力に関する。そのような能力は、CBDを生物的殺虫剤として使 用することに用途があり、この場合CBDは、昆虫有害生物をコントロールするの に有用な微生物、例えばBacillus thuringiensis(BT)もしくはその他のBTトキ シ ン遺伝子を発現する微生物、又はキチナーゼを分泌する真菌に結合される。CBD は微生物を昆虫のキチン部分に結合するように機能し、微生物が生産したトキシ ン又は酵素により昆虫有害生物を死亡させる。本発明のこの態様の1つの形態に おいては、CBD-微生物複合体を、昆虫有害生物が蔓延しやすい、又はその危険が ある植物の部分に直接施用するか、あるいはCBD-微生物複合体を、昆虫有害生物 が蔓延する圃場に置かれる誘引餌置場又は昆虫有害生物が蔓延する植物上に固定 することができる。本発明のこの態様の別の1つの形態においては、CBD-微生物 複合体を、木材又はセルロースをベースとする製品に施用して、木材を破壊する 昆虫有害生物の蔓延を防止しコントロールする。例えば、CBD-微生物複合体を、 電信柱、木材又はセルロースをベースとする構造の部材に施用すると、CBD成分 は侵入する昆虫にしっかりと結合し、複合体の微生物が有効に昆虫有害生物を制 御する。 本発明のさらに別の形態は、有毒な環境汚染物質の生物学的改善又は分解に有 用な真菌類を含む真菌類に見られるキチンに結合するCBDの能力に関する。この 態様の1つの形態によれば、第2の成分が環境汚染物質を分解する酵素であるCB D融合タンパク質を使用する。CBD-酵素融合タンパク質は、セルロース基体又は 酵素分解により環境から汚染物質を除去するのに使用される装置に固定すること ができ、例えば該装置を地上水又は地下水の流れの中に置くことにより汚染物質 を除去する。本発明のこの態様の代替的な形態によれば、生物学的仲介に有用な 酵素、即ち殺虫剤のような環境汚染物質を分解する酵素を分泌する真菌にCBDを 結合する。CBD-真菌複合体はその後セルロース基体上に固定され、DD Tのような殺虫剤、又は伐採、製材作業から出た木材含有生成物等の環境汚染物 質を酵素的に分解するのに有用な装置が提供される。1つの具体的な例において は、CBDは白腐れ病菌、例えばPhanerochaete chrysosporiumと複合化され、これ はリグニンパーオキシダーゼ、マンガンパーオキシダーゼを生成し、殺虫剤DDT を分解する。CBD-真菌複合体は、例えばDDTのような殺虫剤を環境から除去する 生物学的改善手段として有用である。 本明細書中で使用する「抗体」は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体 (MAb)、人体に適合化された又はキメラ化された抗体、単鎖抗体、抗−イディ オタイプ(抗-Id)抗体、及び上記のもののいずれかのエプトープ結合フラグメ ントを包含することを意味するものである。エピトープは抗原性分子の抗原決定 基をいうものである。 IgGの用語は、抗体の種類を示すものである。IgGは2つの軽鎖と2つの重鎖を 含むテトラマーであり、全免疫グロブリンの80%を占める。 本明細書で使用する「検出可能な標識」の用語は、直接的に又は間接的に検出 可能な信号を与えるあらゆる標識をいうものであり、例えば、酵素、放射活性標 識分子、蛍光剤、粒子、化学発光物質、酵素基質又は補因子、酵素阻害剤、磁気 粒子等を含む。本発明において検出可能な標識として有用な酵素の例は、アルカ リホスファターゼ及び西洋わさびパーオキシダーゼである。種々の方法により検 出可能な標識を対象のタンパク質に結合することができ、例えば、西洋わさびパ ーオキシダーゼのような酵素を対象のタンパク質に結合するための4,4'-ジフル オロ-3,3'-ジニトロ - フェニルスルホンのような2官能試薬の使用がある。結合された酵素は基質と 反応させられ、検出可能な反応生成物を生成する。 CBDタンパク質を含む検出可能な標識を使用することにより対象の物質のフェ ムトグラム量の検出を可能とする信号増幅方法も本発明の範囲内に含まれるもの である。この方法においては、第1のCBDタンパク質はCBD融合産物の部分であり 、これはセルロース-CBD融合産物結合体を形成するのに適した条件下にセルロー ス繊維とともにインキュベートされる。過剰な標識化CBD、例えば西洋わさびパ ーオキシダーゼ若しくはアルカリホスファターゼのような酵素、又は蛍光剤もし くは化学的染料に融合又は結合したCBDは、過剰な標識化CBDの結合を可能とする のに適した条件下にセルロース-CBD融合産物結合体とともにインキュベートされ る。過剰な標識化CBDのセルロース-CBD融合産物結合体に対する結合は、対象の 物質の非常に小さい量の検出を実質的に可能とする。本発明の信号増幅方法にお いては、好ましいセルロース繊維は小石で粉砕した(pebble-milled)セルロー ス繊維である。小石で粉砕したセルロース繊維は種々の化学染料で染色すること ができ、あるいはセルロースと結合するほたる石(calcofluor)と混合すること ができ、UV照射時に強く明るい青い蛍光を生成する。 第1のCBDタンパク質が、セルロース-CBD融合産物結合体の形成に適した条件 下にセルロース繊維とインキュベートされるCBD融合産物の部分であり、結合体 に温度循環的増幅反応が起こされる、固相ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)も本発 明の範囲内に含まれる。 ストレプトアビジン/ビオチン検出系を使用することも本発明 の範囲に含まれる。ビオチンはストレプトアビジンと強固で実質的に付加逆的な 複合体を形成することができる。本発明のこの形態においては、ストレプトアビ ジンに融合したCBDタンパク質を含むCBD融合産物が与えられる。当分野の技術者 には日常的なものと考えられる技術によりヌクレオチドまたはタンパク質をビオ チニル化して、対象の物質に結合することができるビオチニル化キメラプローブ を形成する。このビオチニル化プローブを対象の物質とインキュベートし、CBD- ストレプトアビジンをビオチニル化プローブとインキュベートし、検出可能な標 識を使用してビオチニル化プローブ、従って対象の物質を測定する。検出可能な 標識は信号増幅法において上記したようなものであってもよく、あるいは蛍光剤 又は染料のような任意の標識であってもよい。 CBDの融合相手がモノクローナル抗体であるCBD融合産物を治療的又は診断的に 使用することも本発明の範囲内にあるものである。例えば、(i)高いアフィニ ティでセルロースに結合でき、それと自然において関連しているその他のタンパ ク質を実質的に含まないCBD、及び(ii)抗原と結合できるモノクローナル抗体 を含むCBD融合産物を、薬剤/セルロース複合体又はイメージング剤/セルロー ス複合体を前記抗原を生成する癌細胞に指向させる方法に使用することができる 。この態様においては、CBD-モノクローナル抗体(あるいは類似の抗体フラグメ ント、scFvフラグメント又はその抗原結合部位)融合産物を哺乳動物に投与する 。CBD融合産物の投与と同時に又はその後に、薬剤/セルロースまたはイメージ ング剤/セルロース複合体を投与する。薬剤/セルロースまたはイメージング剤 /セルロース複合体の抗原の部位に局所 化されたCBD-融合産物に対する結合は、薬剤またはイメージング剤を所望の治療 的又は診断的活性に関連した部位に向かわせる。 6.実施例:推定セルロース結合ドメインのクローン化 のための実験方法 6.1. 材料及び方法 6.1.1. 細菌株及びプラスミド StrateGene(La Jolla,CA)からのE.Coli Xl1Blue株を全てのクローン化実 験に使用した。E.Coli BL21(DE3)及びpET-8cは記載されたものであった(Stu dier et al.,J.Mol.Biol.189:113-130[1986])。 6.1.2. 材料 PCバッファー、pH7は50mM KH2PO4、10mM Na33C6H5O7(クエン酸ナトリウム) 及び1mM NaN3を含むものであった。TEDGバッファー(Chang et al.,J.Bacter iol.172:3257-3263[1990])は、10mMトリス、pH7、0.1mM EDTA、0.1mMジチオ トレイトール及び5% v/vグリセロールを含むものであった。トリスはpH7におい て低いバッファー能力しか有していないが、水素イオンが生成されずまた使用さ れないのでこのバッファーが適している。制限エンドヌクレアーゼはBRL(Bethe sda,MD)からのものであった。その他の全ての使用した化学物質は、市販され ているものの最も rp.(Philadelphia,PA)からのものであった。吸着綿はSeamless 繊維はWeyerhaeuser(Tacoma,WA)からのものであった。カニ甲羅からの顆粒状 キチンはSigmaから入手できる。その他の全ての結合基体はSigma Chemical Co. ,St.Louis,MOから購入した。多糖類のそれぞれは使用の前にPCバッファーで 2回洗浄した。多 ら供給されたままのその乾燥重量を示すものである。上記の3種の結合基体は大 きな粒子径を有しておりアッセイを阻害するものであった。ニゲランはその固体 を熱水に溶解して再結晶し、濾過 Woodミニミルで5分間処理することにより小さくした。 6.1.3. 推定セルロース結合ドメインのクローン化 推定CBD(CbpA残基28-189)に隣接するcbpAの領域(Shoseyov et al.,PNAS U SA 89:3483-3487(1992))に相補的なDNAプライマーをGene Assembler Plus(P harmacia)により合成した。フォワードプライマーはNcoI制限部位(認識配列: CCATGG)とともに遺伝子フラグメントを有するフレーム内のATGを含んでおり、 これはpET-8cベクタークローン化部位中にクローン化されたときに翻訳開始コド ンとして機能する。リバースプライマーは停止コドンとBamHI部位を含んでいた 。20pmolの各プライマー、200μM dNTPを使用し、1ng cbpA DNA[(Shoseyov e t al.,1992,上出)のようにベクターpGEMEX-1(Promega)中にクローン化した もの]を鋳型として使用して、全容量100μlでポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を 行った。TaqポリメラーゼはAmershamからのものであり、製造者の推奨するバッ ファー条件を使用した。PCRはこれ までに記載されたように40サイクル行った(Innis et al.,Optimization of PC Rs,PCR Protocols Ed.Innis et al.,Pub.Academic Press,San Diego,pp. 3-12[1990])。PCR生成物をフェノール/クロロホルム抽出により精製し、そ の後エタノール沈降を行い、70%エタノールで洗浄し、次いで真空下に乾燥し、2 7μlの蒸留水中に再懸濁した。次にDNAをNcoI及びBamHIにより切断し、TBAバッ ファー中の2.5%低融点アガロース(Nuseieve GTG,FMC)ゲル上に流した(Sambr ook et al.(1989)Electrophoresis buffers,Molecular Cloning(Nolan,C .ed.),Cold Spring Harbor Laboratory Press,NY,pp.B.23-24)。エチジ ウムブロミドで染色されたDNAバンドを長波長紫外光で可視化し、ゲルから切断 した。ベクターのプラスミドpET-8cは、1μgのpET-8c DNAをNcoI/BamHIで切断 し、直鎖化されたDNAバンドをゲルから切断することにより製造した。ベクター 及び挿入DNAを、100ngのベクターDNA及び300ngの挿入物を使用してTakara Ligat ionキットで連結した。連結されたプラスミドを使用してコンピテントなE.Coli XL1-Blue株を形質転換し、これを100μg/mlアンピシリン及び12.5μg/mlテトラ サイクリンを含むLBプレート(Sambrook et al.(1989)Bacterial Media,Mol eculaer Cloning(Nolan,C.ed.),Cold Spring Harbor Laboratory Press,N Y,pp.A.1-4.)上にプレート化した。37℃における一晩のインキュベートの後 、コロニーを選択し、アンピシリン及びテトラサイクリンを含む液体LB培地中で 増殖させた。各培養物からのプラスミドDNAをこれまでに記載されたようにして 回収し(Sambrook et al.(1989),Molecular Cloning(Nolan,C.ed.),Co ld Spring Harbor Laboratory Press,NY)、制限酵素で消化して前記遺伝子フラグメントの挿入を 確認した。挿入配列を、Shoseyov et al.(1992)PNAS USA 89:3483-3487に報 告されたものと同じ方法を使用したDNA配列決定により確認した。 6.1.4. CBDの発現 過剰発現ベクター(pET-CBD)により、E.Coli株BL21(DE3)中で17kDa CBDを 過剰生産することが可能となる。CBDは封入小体中に少なくとも70mg/リットルま で蓄積された。しかし、約20mg/リットルの追加的な量の水溶性CBDが前記E.Col iの水溶性超音波抽出物から回収できた。透明にした抽出物を(Sigmacell 20) セルロースと混合し、次にCBD-セルロース複合体を1M NaCl溶液及び蒸留水で洗 浄し、非特異的なタンパク質を除去し、その後6Mグアニジン-HClにより純粋なCB Dを溶出した。CBDは室温におけるゆっくりとした透析により完全に復元され、セ ルロースに結合するその能力を回復した(図10、レーン2)。 7.実施例:CBDタンパク質の精製 7.1. CBDタンパク質の製造 7.1.1. CBDタンパク質の精製 前記挿入物を含むプラスミドDNAを使用してE.Coli BL21(DE3)を形質転換し た。プラスミドを含む培養物を37℃においてアンピシリン(100μg/ml)を含むN ZCYM(Sambrook et al.(1989),Molecular Cloning(Nolan,C.ed.),Cold Spring Harbor Laboratory Press,NY)培地中でKelett読み取り量160(グリー ンフィ ルター)まで振盪しながら増殖させた。この時点で、1mMの最終濃度までIPTGを 加えた。4時間後、遠心分離により細胞を回収し、10μg/mlのRNアーゼAと1μg /mlのDNアーゼIを含む、50mMリン酸/12mMクエン酸pH7(PC)バッファー中に再懸 濁し、氷上でBiosonic II ソニケーターで最大出力により45秒間超音波処理し、 15秒間冷却期間をとり、これを全部で4回繰り返すことにより溶解した。1L細 胞培養物の不溶性フラクションを遠心分離(12,000g、4℃で30分)で回収し、 20mlの6MグアニジンHCl中に再懸濁した。これをときどき攪拌してペレットを分 散させながら30分間氷上に保持した。不溶性断片を遠心分離(12,000g、4℃で 30分)で除去した。TEDG復元バッファーで可溶性グアニジンHCl抽出物を400mlの 全容量まで4℃で2時間かけて徐々に希釈した。80%飽和まで硫酸アンモニウム を添加した。4℃で4時間の後、沈降したタンパク質を遠心分離(12,000g、4 ℃で30分)で回収し、40mlのPCバッファー中に再懸濁し、PCバッファーに対して 透析した。 以下のようにしてセルロース上のアフィニティークロマトグラフィーによりCb pAのCBDタンパク質フラグメントをさらに精製し により溶液からCBDタンパク質を除去した。各添加の後、懸濁液を平衡に達する ようにした(室温で1時間ゆっくりと回転させる)。その後次の添加の前に遠心 分離によりセルロースを回収して除いた。3グラムのセルロースを1M NaCl/PC バッファーで1回、PCバッファーで2回洗浄した。10mlの6M尿素で3回洗浄する ことにより、精製したCBDをセルロースから溶出した。尿素フ ラクションを集め、PCバッファー(4℃〜ほぼ室温)に対して透析した。最終的 な精製フラクション中のタンパク質濃度を、MicroBCAタンパク質アッセイキット (Pierce,Rockford,IL)により、ウシ血清アルブミン(BSA)標準を使用して 、比色法で分析した。 7.1.2. CBD-セルロース解離定数及びセルロース結合能の測定 CBDタンパクの試料(典型的には0〜100μg)を、1mg/mlBSAと所望量のセ ルロースを補充したPCバッファー(典型的にはPCバッファー中に10mg/mlセルロ ース及び1mg/ml BSAを含むストックスラリーから添加された1mg)を含む1.5ml 容量のマイクロフュージ管に入れた。可能性のある競合物、例えばセロビオース (4mg/ml)あるいはカルボキシメチルセルロース(CMC,4mg/ml)を、PC/BSA バッファー中の20mg/mlストック溶液の200μlを加えることにより含有させた。 最終容量は常に1mlとした。バッファーのpHは特に記載しない限り7.0とした。 他のpHでの実験のために、濃HClまたはNaOHを添加することによりPC/BSAバッフ ァーを調整した。 37℃において垂直方向に1時間回転させることにより(30RPM)アッセイ管を 混合した。その後試料をマイクロフュージ管中で1分回転させてセルロース及び セルロース−タンパク複合体を沈殿させた。バッファーを除去した後、1mlの PCバッファー中に再懸濁することによりペレットを洗浄した。洗浄液を遠心分離 により分離し、捨てた。ペレットを最終的な1mlのPCバッファー中に再懸濁した 。([C]及び[PC]は同程度に濃縮されているので、遠心分離工程により平衡 が乱されることはないと考えられる。) 非特異的吸着はなくペレット中の液体容量は10μlであるとして、アッセイ管 中の最初のBSA(約1mg/ml)のうち約0.1μgのみが洗浄工程の後に残存した。こ の残留BSAによる発色も全て0 CBD対照管により考慮した。このよく混合された懸 濁液のアリコート(150μl)をMicroBCAキットによるタンパク測定のために採 取した。試料容量をPCバッファーで0.5mlにし、これに0.5mlのBCA作用試薬を加 えたこと以外は、製造者の指示に従った。アッセイ混合物を60℃で30分間インキ ュベートした。タンパク濃度を透明にされた上清から562nmにおいてShimadzu 160U分光光度計で比色測定により測定した。CBDタンパク質を加えなかったアッ セイ管を使用して、セルロース及び残留BSAにより起こった少量の発色を補正し た。データをBSA標準と比較し、各試料においてセルロースに結合したタンパク 質の量を測定するために作成した希釈物を収容するように調整した。このアッセ イの実用的な検出限界は約0.2μg/mlであった。希釈物についての補正の後には 、これはアッセイ管中のセルロースに結合したCBDの約0.034nmolに相等する。遊 離のCBDタンパク質濃度[P]は、結合タンパク質濃度[PC]を管に加えた全CBD [P]1から差し引くことにより決定した。 [P]=[P]c-[PC] (1) 系は単純な平衡相互反応(Segel,1975)を想定することにより分析した。 ここで解離定数Kdは以下のように定義される。 データは、セルロースの異なる固定レベル(式4)及びWにおける1/[PC]対 1/[P]の二重逆数プロット、 及び[PC]/[P]対[PC]のScatchardプロット、 により分析した。 セルロースは可溶性の成分ではなく、[C]は単位容量当たりのバッファーに 露出されたセルロース表面上の結合部位の濃度を示すことに留意しなければなら ない。同様に、[PC]は単位容量当たりの結合部位−タンパク質複合体の濃度を 示す。DeltaGraphProfessionalプロットアプリケーション(Deltapoint,Inc., Montere y,CA)を使用して、最小自乗法によりデータの点に直線を合わせた。各点は、 同じ結合アッセイ管からの3回の独立したタンパク質アッセイの平均とした。実 験は2回ずつ行った。Kd及びPCmax/gセルロースを求めるために少なくとも2種 の異なるセルロースの量を使用した。これらの値を平均して表I、図9に挙げた 値を得た。 セルロースに対するCBDの結合についての温度の影響を測定する実験を行った 。200μlのCBD(40μg)を300μlの50mM PCバッファーpH6、1M NaCl(最終濃 度)及び1mgのセルロースに加えた。CBD/セルロース混合物のいくつかの混合物 を異なる温度(16〜60℃)でときどき攪拌しながら1時間インキュベートし、そ の後10,000gで5分間遠心分離した。ペレットを1M NaClを含むPCバッファーpH 6で2回洗浄した。40μlの6Mグアニジン-HClを懸濁したペレットに加え、室温 でさらに30分間インキュベートした。遠心分離の後、20μlの試料を780μlのddH2 O中に希釈し、Bio Radキットを使用してタンパク質濃度を測定した。 7.1.3. その他の多糖類に対する結合の測定 イに使用して、これらがCBDタンパクの基体となるかどうかを調べた。すべて の場合について、使用した方法は、セルロースに対する結合を測定するのに使用 したものと同じものとした。キチンはMicroBCAアッセイにおいて非常に高いバッ クグラウンドを示し、これは60℃でのインキュベート時間に比例して増加し、発 色時間は15分に減少した。キチンの高いバックグラウンドのために、 まったく異なる2つの濃度のみを使用した。 7.2. 結 果 7.2.1. ビンディングアッセイ用CBDの精製 CbpA(残基28〜189)の推定CBD領域を選択的に生成させるために 、CbpAの塩基67〜86及び558〜579に相補的なオリゴヌクレオチド プライマーをデザインした(図1)。図2に示すように、これらプライマーを、 PCR産物の一端にNcoI部位とATG開始コドンを作り、他端にTAG停止 コドンとその後に続くBamHI部位を作るために、ミスマッチを有するように デザインした。次いで、この遺伝子断片をT7RNAポリメラーゼ発現プラスミ ドpET−8c内にクローン化して、プラスミドpET−CBDを得た。Studie r,F.とB.A.Moffatt(1986)J.Mol.Biol.189:113-130を参照のこと。このク ローン化遺伝子断片はCBDのN末端でメチオニンをコードするが、CBDaa 配列の残りはCbpAの残基28〜189に対応する。このタンパク質断片は1 7634の分子量を有する。その挿入はDNA配列分析により証明された。CB Dタンパク質をpET−CBDを収容する大腸菌BL21(DE3)細胞により 産生させた。IPTGを添加すると、この宿主株はpETベクター内のT7プロ モーターを認識するT7RNAポリメラーゼを産生する。このcbd遺伝子断片 は誘発可能なプロモーターの制御下にあったので、誘発後にCBDタンパク質が 大量に合成された(図3)。4時間産生後、溶解した細胞からの可溶性抽出物は 少量のCBDタンパク質しか含有しなかったが、殆どは不溶性画分中に見出され た。このタンパク質は、濃塩酸グアニジンに容易に溶けるものであり、TEDG 緩衝液中にゆっくり希釈すること により復元された。このようにして調製したタンパク質は あることを証明するものである。この画分は殆どCBDタンパク質であるが、記 載したアッセイはこのタンパク質が高純度であることを必要とする。この純度は 、第7.1.1.節に記載した単一セルロース−アフィニティー結合工程により 提供される。アフィニティー精製CBDタンパク質は、クマシーブリリアントブ ルーで染色すると、アクリルアミドゲル上で単一バンドとして現れる。1Lの培 養液から採取した細胞から約70mgのCBDタンパク質を回収することができ る。 7.2.2. セルロースへのCBDの結合 の時間的推移及び温度の作用 過程の幾つかの特徴を明らかにしている: 度(即ち、[P]O)で、1.2μM複合体の平坦域値(即ち、[PC])は6 0分で達成される。別の実験では、このセルロースサンプルの最大CBD結合能 力は、2.1μモル×g-1であることが証明されたが、これは2.1μM全セル ロース部位の有効濃度に(即ち、[C]O)に相当する。平衡が達成されたと仮 定すると(このこと以下で証明された)、[P][C]/[PC]として定義さ れるKdは約0.6μMである。 (b)可逆的Bi Uni反応(Cepellos & Bielski,1980;Wilkinson,1980)に ついての積分速度式から計算される会合についての二次速度定数(k1)は約2 .7×104-1×分-1 (50〜60分の数ポイントについての平均値)である。k1dとして計算され た複合体の解離についての速度定数(k-1)は、1.6×10-2×分-1(t1/2 =43分)であった。複合体解離についてのこの比較的長いt1/2で、結合CB Dを大きく損失することなくC+PCペレットを1回洗浄することができた。( 初期ペレットの再懸濁及び再遠心分離は1分未満で終了した。この間に3%未満 の結合CBDが失われたであろう。)インキュベーションを長くした後では、測 定される[PC]は下り坂となり、18時間後には最大値の約50%のレベルま で低下することも認められた。この減衰は、タンパク質が徐々に変性することに より起こるらしい。これら作用から生じる人為的結果を少なくするために、我々 は平衡が“完了”すると考えられる最短インキュベーション時間を用いた。(6 0分を越える結合のあらゆる更なる増加は実験誤差により打ち消されるであろう 。)セルロースへのCBD結合は4.5±0.5mg/gセルロースであり、約 16〜約60℃の温度範囲によっては影響を受けなかった。 7.2.3. CBD−セルロース結合親和性 及び結合能力の分析 典型的な診断プロットを示す。実験誤差の範囲内でこれらプロッは一次であり、 約0.6μMのKd及び2.1μモルCBD結合 のg当たり約37mgのCBDタンパク質に相当する。この診断プロットの一次 性は、1タイプだけのCBD−セルロース相互作用が起こっていることを示唆し ている。 調べた。表1、つまり図9は、それぞれの基質について見出されたKd及びPCm ax の値を示す。Sigmacell 20及び50は、微結晶型のセルロースとして記載されて おり、これら物質もCBD 維(アセトバクター・キシリナム)(Acetobactor xylinum)からの結晶性セル ロース)の如き高度に結晶型のセルロースは、実質的により多くのCBD(基質 g当たり6.4μmol CBDまで)に結合することができる。しかしながら、よ り処理が進んでいるために天然結晶型をあまり含有していない繊維状及び微粒子 状セルロースは、より少量のCBDにしか結合しないことが分かった。CBD− セルロース解離定数は全ての型のセルロースについて大体同様であったが、PCmax は30倍幅で変動した。 7.2.4. 結合部位競合性 するかどうか確認するために、セロビオース(β−1,4結合グルコース二量体 )及びCMC(セルロースの可溶性誘導体)を イに含めた。表1、つまり図9に示すように、Kd又はPCmaxにおいて有意差は 認められず、これら可溶性炭水化物はAvicel 7.2.5. 解離定数へのpHの影響 C.セルロボランス(cellulovorans)は、pH7当たりでしか生育しない中 性好性の微生物である(Sleatら,1984)ので、 殆どの結合アッセイについてこのpHを用いた。しかしながら、他の実験で5. 0〜8.0の範囲にかけてのpHではKd及びPCmaxは大して変化しなかったこ とが証明された。加えて、pH3.5程度の酸性又はpH9.5程度の塩基性の PC緩衝液は、 ることが注目された。 7.2.6. 他のポリサッカライドへのCBDの結合 CBDの結合特異性を調べた。これらのうち、キチンだけがCBDペプチドの測 定可能な結合を示した(表1、図9)。キチン− た。 7.3. 結 果 我々の結果は、CbpAがセルロース結合を担うドメインを含有すること、及 びこのドメインがCbpAの残りの部分から独立に機能することを示している。 精製手順で変性及び復元工程を用いたので、その精製タンパク質が機能性である という事実は、CBDタンパク質配列がそのタンパク質断片の正確な折り畳みに とって十分なものであることを示している。 我々は、アッセイ試験管へのCBDの非特異性結合が平衡結合実験を行うのに 問題となることが分かったので、CBDとセルロースを過剰BSAの存在下で平 衡にするアッセイを開発した。BSAは、試験管との非特異性CBD相互作用を 効果的に排除する。平衡に達した後、セルロース及びセルロース−タンパク質複 合体を集めて洗浄してから、結合したタンパク質をアッセイする。先 に記載したように、CBD−セルロースの解離はゆっくりしているので、速やか な洗浄工程の間に検出可能な量が離れることはない。 結合したCBDをタンパク質アッセイにより直接測定し、そして第7.1.2.節の 等式1に示す通りにその結合したCBDを総CBDから差し引くことにより遊離 のCBDを計算した。この方法は、低い親和性でセルロースに非特異的に吸着さ れたあらゆるCBD分子がこの洗浄工程で除去されるので、CBDとセルロース 表面との間の特異的な高親和性相互作用をより正確に反映するデータをもたらす という利点を有する。図5に示すように、このタイプのアッセイを用いて収集し たデータは(実験誤差の範囲内で)一次診断プロットを生じる。二重逆数プロッ トは、可逆的Bi Uni系について結合親和性及び結合能力を決めるのに便利で慣用 的な方法である。このアッセイの妥当性は、用いたセルロースの量と共にPCma x が一次的に増加する一方で、Kdはセルロース量に非依存的であるという観察結 果により支持される。表1、つまり図9は、幾つかの型のセルロースと他の炭水 化物とで得られたデータを示す。これら結果は、“結晶性”と記載されたタイプ のセルロースが、それらの結晶性の多くを失ってしまった高度処理セルロースよ りも高いCBD結合能力を有することを示している。セルロースサンプルのPCmax はセルロースのタイプが相違すると大きく変動するが、Kdは一定のままであ るという事実は、我々がCBDとセルロースとの間で起こる1つのタイプの強い タンパク質−セルロース相互作用を測定したことを示している。より高度に処理 されたセルロースのより低いPCmaxは、そのサンプ ル中の潜在的タンパク質相互作用部位のより少ない数を反映しているので、その サンプルの結晶性と相関するように思われる。理論により限定されることを望ま ないが、この結果は、結晶性セルロースには、それを結合基質として受容性にす る幾つかの格別な特徴があるのに対して、非晶質セルロースにはそれが欠けてい るということを示していよう。 CBDの基質特異性の特徴を更に明らかにするために、我々はセルロース結合 への添加可溶性基質(セロビオース又はCMC)の作用を測定した。過剰のセロ ビオース又はCMCは、表1、つ 何の作用も有さなかった。この競合性の欠如は、CBD認識部位が簡単なグルコ ース又はセロビオース部分の繰り返し体よりもっと複雑な何かに特異的であるこ とを示唆しており、そして更には、おそらく、セルロース鎖の特別な三次元配置 が必要であろうことを示唆している。 結晶性セルロースに対するCBDの特異性は、キチンに堅く結合することが知 られているキチナーゼ、つまりN−アセチルグルコサミンのβ−1,4結合での ポリマーを思い起こさせる。セルロースと同じく、キチンは、供給源及びそれの 単離に際して用いられる精製方法に依って種々の型をとる(Cabib(1988)Metho ds Enzymol.161:460-462;Blackwell(1988)Methods Enzymol.161:435-442) 。キチナーゼのアフィニティー精製に用いられるキチンは、鎖がアンチパラレル に配列しているα−キチンである。この型のキチンは結晶性で、天然結晶性セル ロース(しばしばセルロースIといわれる)の構造と類似の構造を有する。セル ロー スIは、セルロース鎖がアンチパラレル配置にあるセルロースIIとは対照的に、 セルロース鎖がパラレルな束に配列した型である。苛酷な条件下でセルロースI を処理するとその分断が起こってセルロースIIができる。両方の型とも、広範囲 の水素結合形成のために結晶性である。我々が単離したCBDはあまり処理され ていない型のセルロース、即ち、大きなセルロースIに結合するので、我々はC BDが類似の結晶構造を有するとはいえ鎖の方向が反対のα−キチンに結合する かどうかを見ることに興味を持った。驚いたことに、我々は、CBDがキチンを 結合基質として受け入れ、セルロースと非常に類似するKdを有することを見出 した。Xylan(β−1,4キシロース)、ニゲラン(α−1,4及びα 75(α−1,3分枝を有するα−1,6グルコース)(Coutinhoら,(1992)Mo l.Microbiol.6:1243-1252)も試験したが、CBDはそれらのいずれに対して もこのアッセイ条件下で測定可能な結合を示さなかった。キチンはこれら基質の うちで唯一結晶性であるので、我々は、このことは基質中の結晶性の重要性を証 明するものであると考える。 確かにこれが硬い基質結合の利益の一部であるが、最近の研究(Dinら,(199 1)Bio/Technol.9:1096-1099)は、単離した非酵素性CBDによるセルロース への結合が非加水分解的にセルロース繊維の分断を起こすことを示した。タンパ ク質−セルロース結合が結晶の表面の近くの鎖間水素結合の度合いを低下させ、 続いてこれらセルロース鎖を広範に水和すると考えられる。その結末は結晶性の 低下である。“非晶質性誘発”といわれるこの過程 は、より多くのセルロース繊維をエンド−β−1,4−グルカナーゼにとって接 近可能にする。我々が発見したように、CBDはかかる非晶質性誘発的作用を示 さない。 7.4. アスペルギルス・ニガー、スポドプテラ・リトラリス、 及びヘリオチス・アルミゲラへのCBD結合 アスペルギルス・ニガー菌糸(約20mg)を400μl CBD(120μ g)と共に20mMトリス−HCl(pH7)中で室温で1時間インキュベート した。この菌糸を同緩衝液で2回洗浄してから、β−メルカプトエタノール及び SDSを含有するSDS−PAGEサンプル適用緩衝液に再懸濁した。その混合 液を5分間煮沸してタンパク質をSDS−PAGEにより分析した。図16は、 CBDがアスペルギルス・ニガーの菌糸に結合することを示す。 スポドプテラ・リトラリス(Spodoptera littoralis)及びヘリオチス・アル ミゲラ(Heliothis armigera)(農業における主要昆虫病原体)の中腸膜を顕微 鏡で分離した。約20mgを400μl CBD(120μg)と共に20mM トリス−HCl(pH7)中で室温で1時間インキュベートした。このキチン含 有膜を同緩衝液中の1M NaClで1回洗浄してからNaClなしの同緩衝液 で2回洗浄し、次いで、β−メルカプトエタノール及びSDSを含有するSDS −PAGEサンプル適用緩衝液に再懸濁した。この混合液を4分間煮沸してタン パク質をSDS−PAGEにより分析した。その結果を図17及び18に示す。 これら結果は、CBDがスポドプテラ・リトラリス及びヘリオチス・アルミゲラ の中腸膜に結合することを示している。 8.CBD−ProtA遺伝子の構築 及び大腸菌内でのその発現 8.1. 材料及び方法 8.1.1. 酵素及び化学物質 化学物質は、他に断らない限りSigma Chemicals Inc.から購入した。制限酵 素はNew England Biolabs,Inc.から購入した。TaqポリメラーゼはPromega ,Inc.から購入した。 8.1.2. プラスミド及び細菌 CbpAを保有するプラスミドpCB1(Shoseyovら,1992)を用いてPCR 法によりCbdを増幅した。発現ベクターpRIT2(Nilssonら,(1985)EMB O J.4(4):1075-1080)をこの融合遺伝子の構築に用いた。最初の形質転換は 、大腸菌株XL1−Blue(Strategene)を用いて行った。CBD−Prot Aの発現は温度感受性レプレッサー含有株2097内で行った。また、大腸菌株 N4830−1も温度感受性レプレッサーc1857を保有するので大腸菌株2 097と同等である。この大腸菌株N4830−1は、Pharmacia,Inc.から入 手できる。 8.1.3. CBD−ProtAのクローニング 鋳型としてCbpA遺伝子を用いてCBDをPCR増幅した。プライマーA( N末端プライマー;5'-GGGGGAATTCCATGGCAGCGACAT-3')はEcoRI部位を含有 し、プライマーB(C末端プライマー;5'-GGGGGGATCCTATGGTGCT-3')は停止コ ドンとその後に続くBamHI部位を含有する。プロテインA遺伝子のC末端部 分に“インフレイム(in frame)”融合したプラスミドpRIT2内でのEco RI/BamHI500bpDNAのクローニング を無理にさせることができるようにこれらプライマーをデザインして合成した。 PCR条件は、次のように手を加えただけでInnisとGelfand(1990)により記載 された通りであった:2ng鋳型DNA(cbpA)及び1mM MgCl2を 反応混合液中に用いた。反応はプログラム可能な熱制御装置(M & JResearch In c.)を用いて行った。標準的なDNA操作は、Molecular Cloning(Nolan,C.編 ),Cold Spring Harbor Laboratory Press,NYのSambrookら(1989)に従って 行った。そのPCR増幅産物をEcoRI及びBamHIで消化して、予想50 0bpDNA断片(図1)をQIAEXゲル抽出キット(Qiagen Inc.)を用いて1. 5%アガロースゲルから単離した。このEcoRI/BamHI断片をEcoR I/BamHI直鎖化pRIT2内にT4リガーゼを用いて連結した。この連結 混合液を用いてXL1−Blueコンピテント細胞を形質転換し、形質転換コロ ニーを100mg/Lアンピシリンを含有するLBアガープレート上で選択した 。うまく行ったDNA挿入体含有構築体をpCBD−ProtA1と名付けた。 8.1.4. CBD−ProtAの発現及び精製 この融合タンパク質の発現を他の文献(Nilssonら(1985)EMBO J.4(4):10 75-1080)に記載された通りに行った。50mg/Lアンピシリンを含有する4 0ml LBに、pCBD−ProtA1を含有する大腸菌株2097の一晩培 養液400μlを接種した。この培養液を30℃で100Klett(グリーンフィルタ ー)まで増殖させてから45分間で42℃までシフトさせ、次いで40℃で更に 2時間増殖させた。2,000gで10分間の遠 心分離により細胞を採取して10mlの20mMトリス−HCl緩衝液(pH7 )中に再懸濁した。W−385音波破砕器(Heat Systems-Ultrasonic,Inc.) を用いて最大出力で1分間した後に30秒間冷却するのを3回繰り返して細胞を 溶解した。その溶解産物を遠心分離(4,000gで10分間)により透明にし て500mgのセルロース粒子(Sigmacell 20,20ミクロンの平均粒子サイズ )を添加した。その懸濁液を室温で10分間インキュベートして遠心分離した( 2,000gで10分間)。上澄み液を除去してペレットを5mlの1M Na Clで1回洗浄して非特異的結合タンパク質を除去し、10mlの脱イオン水で 2回洗浄した。5mlの6Mグアニジン−HClによりCBD−ProtAをセ ルロースから離した。次いで、遠心分離(2,000g,10分間)後にその溶 液を20mMトリス−HCl緩衝液(pH7)に対して透析した。Laemmli(197 0)に従って12.5%SDS−PAGE上でタンパク質を分析した。 8.1.5. CBD−ProtAの結合分析 IgGへのCBD−ProtAの結合を次のようにして確認した:PBS(食 塩加リン酸緩衝液,pH7.4)で予め洗浄したウサギIgG(H+L)-Sepha rose(8mg/ml,Bio-Makor Inc.)の100μl懸濁液を1mlの単離CB D−ProtA(50μg/ml)と混合した。この混合液を8℃で1時間イン キュベートしてから遠心分離(2,000g,5分間)した。上澄み液を除去し てペレットを500μlのPBSで2回洗浄した。次いで、このCBD−Pro tAを200μlの1M酢酸で溶離させた。そのペレットを15μlのサンプル 適用緩衝液(SA B;125mMトリス−HCl(pH6.8)、4%SDS、20%グリセロー ル及び0.002%ブロモフェノールブルー)と混合し、異なる画分の15μl サンプルを15μlのSABと混合してから、5分間煮沸してSDS−PAGE 上で分析した。 セルロースへのCBD−ProtAの結合を次のようにして確認した:20m gのセルロース(Sigmacell 20)を200μlの単離CBD−ProtA(50 μg/ml)と混合した。この混合液を室温で15分間インキュベートしてから 2,000gで5分間遠心分離した。ペレットを200μlの1M酢酸で洗浄し てそのペレットを40μlのSAB中に再懸濁した。このセルロース懸濁液を( 15μlのSABと混合した)15μlの酢酸洗浄液と一緒に煮沸してSDS− PAGE上で分析した。 8.1.6. 結 果 CBD−ProtAは大腸菌内で発現することができ、そしてセルロースを用 いて1工程精製で精製できることが分かった。その融合タンパク質は45kDa の予想サイズを有する(図8)。CBD−ProtAは、セルロースだけでなく IgGに対してもその親和性を保持した。1M酢酸はCBD−ProtA:Ig G結合を解き放すがCBD−ProtA:セルロース結合を解き放さないことが 分かった。 この発現ベクターを用いて、我々は1リッターの培養液当たり6mgのCBD −ProtAを生産した。T7過剰発現系での我々の経験で、我々は純粋なCB Dの量の10倍を越える量(70mg/l)を生産することができた(図10) 。 9.CBD−HSP融合タンパク質のクローニング CBD−HSP融合タンパク質のクローニングの例:HSP遺伝子の増幅のた めのPCRプライマーを、プラスミドSJ60を鋳型として用いて調製する。こ のベクターは、Jindalら(1989),Mol.Cell.Biol.9:2279により記載された 。これらプライマーは、HSPのN末端においてKpnI部位を含有し、C末端 において停止コドンとその後に続くBamHI部位を含有するであろう。 HSPのN末端部分へのCBDのC末端部分の翻訳上の融合を可能にするため に、我々はcbd遺伝子の3’末端においてKpnI部位を導入する。この導入 は、鋳型としてpET−CBDを用い、そして次のプライマーを用いるcbdの PCR増幅により行われる。 増幅したDNAをNcoI及びBamHIで消化してから、NcoI/Bam HIで予め消化したpET8cベクター内に連結する。次いで、この連結混合液 を用いてXL1Blueを形質転換し、この新たなプラスミドをpET−CBD Kと名付ける。このプラスミドをKpnI及びBamHIで消化して、先程のK pnI/BamHI制限HSP−PCR増幅断片を連結し、XL1Blue内に 形質転換し、そしてこの構築物を確認した後、CBD−HSPの過剰産生のため にBL21(DE3)を形質転換するのに用いることになる。 10.NH2−VH−VL−CBD−CO2の構築 組換え抗体に融合したCBDを、所望のVH−VLを“Recombinant Phase Anti body System”(Pharmacia Inc.)を用いてクローニングすることにより完成す る。得られたVH−VLを保有するpCANTAB5プラスミドを、次のプライマ ーを用いるPCR増幅の鋳型として用いる。 これらプライマーは、VH−VLの5’末端においてNcoI部位を導入し、3 ’末端においてKpnI部位を導入する。この増幅断片をNcoI及びKpnI で(必要なら部分的に)消化して、以下でCBDのC末端融合体の発現ベクター に用いる。 VH−VLのC末端部分へのCBDのN末端部分の翻訳上の融合を可能にするた めに、我々はcbd遺伝子の3’末端においてKpnI部位を導入する。この導 入は、鋳型としてpET−CBDを用い、そして次のプライマーを用いるcbd のPCR増幅により行われる。 これらプライマーは、cbd遺伝子の5’末端においてKpnI部位をNco I部位の後ろに導入し、3’末端において停止コドンとその後に続くBamHI 部位を維持する。この増幅DNAをNcoI及びBamHIで消化してから、N coI/BamHIで予め消化したpETScベクター内に連結する。この連結 混合液を用いてXL1Blueを形質転換し、この新たなプラスミ ドをpET−KCBDと名付ける。このプラスミドをNcoI及びKpnIで消 化してから、先程のNcoI/KpnI制限VH−VL増幅断片を連結し、SL1 Blue内に形質転換し、そしてこの構築物を確認した後、VH−VL−CBD融 合タンパク質の過剰産生のためにBL21(DE3)を形質転換するのに用いる 。 上の開示内容及び当該技術分野で広く知られている事柄からみて、当業者には CBD及び既知配列の第2タンパク質を含む多種多様なCBD融合産物を調製で きることが分かるであろう。 11.CBD−ProtAセルロースによるIgG精製 この例は、IgGの精製にCBDを使用できることを証明するものである。ヒ ト血清(500μl,食塩加リン酸緩衝液(PBS)(pH7.4)で1:10 に希釈したもの)をCBD−ProtA−セルロース(4μg/mg)の20m g懸濁液に添加した。この混合液を8℃で1時間インキュベートしてから未結合 タンパク質を素早い遠心分離により除去して500μlのPBSで2回洗浄した 。IgGを200μlの1M酢酸洗浄(室温で15分間)により回収したがCB D−ProtAはセルロースに結合したままであった。 12.CBDの特性決定 この例は、CBDがセルロースを分断しないことを証明するものである。CB Dはセルロース分断/非晶質性誘発活性を持たない。約1mgのCBDを10m gの2つの異なるタイプのセルロ l緩衝液(pH7)中で37℃で一晩インキュベートした。これ らセルロースサンプルを金コーティング走査電子顕微鏡で観察した。図14A及 び14Bは、CBD処理セルロース繊維がコントロール、つまり未処理コットン に比べて無傷のままであることを明瞭に示している。 セルロースへのCBD−ProtAの結合能力へのpH及びNaCl濃度の作 用を調べた。450μlのCBD−ProtA(100μg)を、550μlの 異なる緩衝液(異なるNaCl濃度、即ち、0、0.25、0.5、1M Na Clを含有する50mMクエン酸リン酸緩衝液)、1mgのセルロース(Sigmac ell 20)、及び1mgのBSAを含有する試験管に添加した。これら試験管を時 折混合しながら37℃で1時間インキュベートして10,000gで5分間遠心 分離した。ペレットをそれらの対応する緩衝液で2回洗浄した。40μlの6M グアニジン−HClをこのペレットに添加して懸濁し、更に室温で30分間イン キュベートした。遠心分離後、20μlのサンプルを780μlのddH2Oで 希釈し、BioRadキットによりタンパク質濃度を出した。図15は、低pH値でN aClの濃度を高くしてゆくとセルロースへのCBD−ProtAの結合が70 mg/gセルロースまで増してゆくことを示している。 13.CBDは植物組織の成長を修飾する 13.1. 材料及び方法 13.1.1. 植物材料 桃の花(Prunus persica cv.テキサス州)をRehovot近郊の果樹園から得た。 開花の初日に花から採取した葯を花糸から切り離して30℃で少なくとも24時 間脱水した。放たれた花粉を すぐに用いたか又は−20℃で貯蔵した。アラビドプシス・タリアナ(Arabidop sis thaliana)の種子を大学のストックから得た。 13.1.2. in vitroでの花粉発芽 花粉粒子を各エッペンドルフ試験管中の100μlの成長培地の液体培養液中 で発芽させた。これら成長培地は次のようにして作った:桃花粉粒子を15%( w/v)スクロース、100μg/ml H3BO3、200 12μg/ml MgSO4・7H2O及び200μg/ml Ca(NO32・4H2Oを含有す る成長培地中で発芽させた。異なる濃度のCBD又はBSAをこれら試験管に添 加した。各試験管内の花粉粒子の量は約1000であった。各処理について3回 の繰り返しを行った。暗室内で25℃で一晩インキュベーションした後、各検体 中の最少100花粉粒子の集団中の花粉を調べた(処理当たり300)。 13.1.3. 種子発芽 アラビドプシス・タリアナの種子を蒸留水で洗浄した。処理当たり約100個 の種子を2cm径10cm長のガラス製培養管中の1mlの蒸留水中に浸した。 これら培養管を温度が25℃で一定で明期/暗期それぞれが16/8時間の光周 期である成長室内に入れた。4日後、実生苗、若枝、根及び根毛(各苗において 最も長いもの)の長さを測定して、異なる処理の植物器官への作用を調べた。 13.1.4. 組織化学的観察 CBD有り又は無しで成長させた桃花粉管を10,000gで1分間沈降させ ることにより成長培地を洗い落とし、0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)中の 4%グルタルアルデヒドを用いて 一晩固定した。花粉管を同緩衝液で洗浄してから、同じ容量の同緩衝液中の4% グルタルアルデヒド中に注意して再懸濁させて4℃で一晩保持した。花粉管を再 度沈降させて、同緩衝液で洗浄し、蒸留水で洗浄してから白色蛍光増白剤(calc ofluor,0.1MK3PO3中0.1%)で染色し、結晶性細胞壁成分を指示させ た。蛍光光学顕微鏡(RA Zeiss Oberkochen)により顕微鏡観察を行った。沈降 させることなく溶液を交換した以外は同じようにしてアラビドプシス苗を処理し た。 桃花粉管及びアラビドプシス苗を免疫金銀染色(IGGSS)により検査して セルロースへのCBD結合を指示させた。この植物材料をまずPBST(食塩加 リン酸緩衝液TWEEN2TM)中の4%グルタルアルデヒドで一晩固定した。これら 検体をPBSTで1時間洗浄し、1%スキムミルク中に1時間浸してから、PB STで1:500に希釈したポリクローナルウサギ抗CBD抗体と共に1時間イ ンキュベートした。これら検体をPBSTで3×10分間洗浄してから、PBS Tで1:100に希釈した5nmの金粒子と結合したヤギ抗ウサギIgGと共に 1時間インキュベートした。これら検体をPBSTで2×10分間洗浄し水でも う一度洗浄した。この反応の最終発色のために銀染色キット(BioCell Research Laboratories)を用いた。これら検体をこのキットの合一溶液に約10分間浸 してから多量の蒸留水で洗浄した。これら検体を光学顕微鏡で観察した。 13.2. 結 果 13.2.1. 花粉管成長へのCBDの作用 図19は、BSA(コントロールタンパク質)と比較したCB Dの花粉管長への作用を示す。異なる文字は、各花粉管長値間の統計的に有意な 差(p≦0.05)を示す。CBDが花粉管成長を促すことが明らかになった。 BSAは、おそらく浸透圧作用により花粉管成長を阻害したのであろう。その点 で、50μg/mlにおける結果が最も有意である。そこでは、CBD処理花粉 粒子が50μg/ml BSAで処理した花粉粒子の花粉管のサイズのほぼ2倍 の花粉管を生成した。 CBDの作用様式を確認しようと、花粉管(CBD処理及びコントロール)を 白色蛍光増白剤(calcofluor)で染色して、結晶性細胞壁成分を指示させた。図 20A及び20Bは、CBD処理花粉管が非結晶性花粉管先端部を生成したこと を証明しており、それはその先端域に明色が存在しないことにより示される。そ の先端域に硬質結晶性細胞壁が存在しないことで伸長を容易にするという潜在性 を有する。CBD処理花粉管の金免疫標識(図21A及び21Bを参照のこと) は、CBDは花粉管に沿って結合したが、先端域における強い暗色点により示さ れるように、好ましくはその先端域において結合したことを証明した。やはり、 先端域に硬質結晶性細胞壁が存在しないということを強く示したのがCBDの結 果であった。セルロース線維が形成されながらCBDに入り込み、それによって 結晶化過程が阻害されるというメカニズムが考えられる。 13.2.2. 根及び根毛成長へのCBDの作用 アラビドプシス・タリアナ苗の根の成長へのCBDの作用を確認した(図22 )。低濃度ではCBDは根の伸長を促した。高濃度ではCBDは根の長さを劇的 に短くしたのに反して、同じ濃度 (100μg/ml)のBSAは何の作用も有さなかった。異なる文字は、根の 長さの各値間の統計的に有意な差(p≦0.05)を示す。若枝の長さへの作用 は類似の傾向を明らかにしたが、各処理間の差は根についてほど劇的ではなく、 統計的に有意なものではなかった。CBD処理アラビドプシス・タリアナ苗の金 免疫標識(図23)は、金標識が根に限られたものであって若枝上には標識が見 られないことを示した。白色蛍光増白剤(calcofluor)でアラビドプシス・タリ アナ苗を染色して根だけが染色されることが示されたが、これは接近可能なセル ロースであることを示している(図24)。若枝に明色が存在しないのは、染色 剤がろう状の小皮を浸透できないことを示しており、何故CBDが根に有効で若 枝にはそうでなかったかを明らかにしている。 高濃度(1×10-6〜1×10-4μg/ml)のCBDによる根の伸長への阻 害作用は、セルロースフィブリルの立体障害により説明することができ、かくし てエンド−グルカナーゼ若しくはキシログルカントランスフェラーゼの如き酵素 又は硬質セルロースフィブリル網状構造を解きほぐすことにより細胞伸長を調節 する他のタンパク質の接近を阻止するのであろう。低濃度では、CBDは細胞壁 の結晶性を低下させることも、またキシログルカンセルロース相互作用を妨害す ることもでき、かくしてセルロース網状構造の架橋を阻止するのであろう。 これら結果は、この用途において、セルロースを不溶性固体マトリックスとし て用いるタンパク質及び酵素のアフィニティー精製についてのCBD融合タンパ ク質の有用性を明瞭に証明している。更には、このCBD融合産物は、上の開示 内容からみて当業 者にとって明らかであろう広範囲の潜在的用途を与えるものであり、それらには アフィニティー分離法及び診断用キットにおける用途が含まれるがこれらに限定 されない。 14.微生物の寄託 次のものをメリーランド州ロックビルの12301パークロウン(Parklawn) ドライブのアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCC)に19 93年4月12日に寄託し、以下に示した受託番号が割り当てられた。 ここに記載しかつ特許請求する発明は、ここに開示した具体的態様によって範 囲を限定されてはならない。というのは、これら態様は本発明の幾つかの側面の 説明として意図されたものだからである。あらゆる均等な態様がこの発明の範囲 内のものとして意図されている。事実、ここに示しかつ説明したものに加えて本 発明の種々の修飾が、これまでの記載から当業者に明らかになるであろう。かか る修飾も添付の請求の範囲内に属することが意図されている。 ヌクレオチド及びペプチドに付与された全ての塩基対及びアミノ酸残基の番号 及びサイズはおおよそのものであり説明を目的として用いられている。 多くの文献をここに引用したが、その全開示内容はそっくりそのまま参照によ りここに組み入れられるものとする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI C07H 21/04 9452−4B C12P 21/02 C C07K 14/00 8310−2J G01N 33/564 C12N 1/21 9455−4C A61K 37/02 C12P 21/02 9455−4C 37/48 //(C12N 1/21 9455−4C 37/24 C12R 1:19) G01N 33/564 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AU,BB,BG,BR,BY,CA, CN,CZ,FI,GE,HU,JP,KG,KP,K Z,LK,LV,MD,MG,MN,MW,NO,NZ ,PL,RO,RU,SD,SI,SK,TJ,UA, US,UZ (72)発明者 ショセヨヴ,オーデッド イスラエル国 72910 シムソン カルメ ヨゼフ ディー.エヌ.ハエレズ スト リート 5番地 (72)発明者 シュピーグル,イタイ イスラエル国 12335 ノース ガリレア キブッツ アミアド (番地なし) (72)発明者 ゴールドスタイン,マーク エー. アメリカ合衆国 95616 カリフォルニア 州 デイヴィス,#227 レイク ヴール ヴァード,1959番地 (72)発明者 ドイ,ロイ エイチ アメリカ合衆国 95616 カリフォルニア 州 デイヴィス,レモン レーン 1520番 地

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.図1に示したアミノ酸配列を含んでなる、単離されたセルロース結合ドメイ ン。 2.図1に示したアミノ酸配列の連続した部分に対して少なくとも80%のアミ ノ酸相同を有するアミノ酸配列を含んでなるセルロース結合ドメイン。 3.約1.5〜0.5μMの範囲のKdにより特徴づけられるセルロースまたは キチンに対する結合親和性を有する、請求項1に記載のセルロース結合ドメイン 。 4.前記のセルロースまたはキチンが結晶性である、請求項3に記載のセルロー ス結合ドメイン。 5.1.2μM以下のKdを有する、請求項4に記載のセルロース結合ドメイン 。 6.1.0μM以下のKdを有する、請求項4に記載のセルロース結合ドメイン 。 7.図1に示したアミノ酸配列の連続した部分に対して80%を越えるアミノ酸 相同を有する少なくとも約100個のアミノ酸を含んでなる、請求項2に記載の セルロース結合ドメイン。 8.図1に示したアミノ酸配列の連続した部分に対して80%を越えるアミノ酸 相同を有する少なくとも約50個のアミノ酸を含んでなる、請求項2に記載のセ ルロース結合ドメイン。 9.図1に示したアミノ酸配列の連続した部分に対して90%を越えるアミノ酸 相同を有する、請求項7に記載のセルロース結合ドメイン。 10.図1に示したヌクレオチド配列またはその相補配列を含んでなるセルロース 結合ドメインをコードする組換え核酸。 11.図1に示したヌクレオチド配列またはその相補配列の連続した部分に対して 少なくとも60%の相同を有する核酸配列を含んでなるセルロース結合ドメイン をコードする組換え核酸。 12.DNAポリヌクレオチドである、請求項10に記載の組換え核酸。 13.RNAポリヌクレオチドである、請求項10に記載の組換え核酸。 14.PCR反応においてcDNA合成を開始させることができる一対のプライマ ーを含んでなり、各プライマーが請求項12のポリヌクレオチドまたはその相補 鎖であることを特徴とするポリメラーゼ連鎖反応(PCR)キット。 15.図1に示したセルロース結合ドメインヌクレオチド配列またはその相補配列 の連続した部分に対して60%を越える相同を有する少なくとも約300ヌクレ オチドの配列を含んでなる組換え核酸。 16.図1に示したセルロース結合ドメインヌクレオチド配列またはその相補配列 の連続した部分に対して60%を越える相同を有する少なくとも約150ヌクレ オチドの配列を含んでなる組換え核酸。 17.図1に示したセルロース結合ドメインヌクレオチド配列またはその相補配列 の連続した部分に対して80%を越える相同を有する、請求項15または16に 記載の組換え核酸。 18.ATCCに寄託されたプラスミドpET−cellulose binding domain。 19.請求項1、2、8、9または10のセルロース結合ドメインをコードするヌ クレオチド配列を含む組換えベクター。 20.請求項19の組換えベクターでトランスフェクションされた宿主細胞。 21.ATCCに寄託されて受託番号69282を有する組換え大腸菌pET−ce llulose binding domain/BL21(DE3)。 22.図1のアミノ酸配列を含むセルロース結合ドメインおよび第2のタンパク質 を含むセルロース結合ドメイン融合タンパク質。 23.第2のタンパク質がプロテインA、ヘパリナーゼまたは環境汚染物質を分解 することができる酵素である、請求項22に記載のセルロース結合ドメイン融合 タンパク質。 24.第2のタンパク質がHSPタンパク質、HSP抗体、交差反応性HSP関連 タンパク質もしくはペプチド、またはその抗原部分である、請求項22に記載の セルロース結合ドメイン融合タンパク質。 25.第2のタンパク質が組換え抗体である、請求項22に記載のセルロース結合 ドメイン融合タンパク質。 26.セルロース結合ドメイン−VL−VHを含んでなる、請求項25に記載のセル ロース結合ドメイン融合タンパク質。 27.第2のタンパク質がホルモンである、請求項22に記載のセルロース結合ド メイン融合タンパク質。 28.第2のタンパク質が酵素である、請求項22に記載のセルロース結合ドメイ ン融合タンパク質。 29.第2のタンパク質がプロテインA、プロテインG、ストレプト アビジン、アビジン、Taqポリメラーゼ、非Taqポリメラーゼ、アルカリホ スファターゼ、RNアーゼ、DNアーゼ、制限酵素、ペルオキシダーゼ、グルカ ナーゼ、キチナーゼ、βおよびαグルコシダーゼ、βおよびαグルクロニダーゼ 、アミラーゼ、トランスフェラーゼ、β−ラクタマーゼ、非β−ラクタマーゼ抗 生物質修飾および分解酵素、ルシフェラーゼ、エステラーゼ、リパーゼ、プロテ アーゼ、バクテリオシン、抗生物質、酵素阻害剤、成長因子、ホルモン、受容体 、膜タンパク質、核タンパク質、転写および翻訳因子、および核酸修飾酵素より なる群から選ばれる、請求項22に記載のセルロース結合ドメイン融合タンパク 質。 30.ATCCに寄託されたプラスミドpcellulose binding domain−ProtAl。 31.請求項22または23のセルロース結合ドメイン融合タンパク質をコードす るヌクレオチド配列を含む組換えベクター。 32.ATCCに寄託されて受託番号75443を有する組換え大腸菌pcellulos e binding domain-ProtAl/2097。 33.セルロース結合ドメイン融合産物の生産方法であって、 (a)セルロース結合ドメインと第2のタンパク質を含むセルロース結合ド メイン融合産物をコードする核酸を用意し、その際、該セルロース結合ドメイン は高親和性でもってセルロースまたはキチンを結合することができかつ自然界で それと結合している他のタンパク質類を実質的に含んでおらず、また、該第2の タンパク質はN末端とC末端を含むものであり; (b)該核酸を用いて宿主細胞をトランスフェクションし;そして (c)セルロース結合ドメイン融合産物の発現に適した条件下で形質転換宿 主細胞を培養する; ことを含んでなる方法。 34.前記の核酸がセルロース結合ドメイン融合産物の第2のタンパク質のN末端 アミノ酸の上流にある開裂部位をさらにコードしている、請求項33に記載の方 法。 35.前記の核酸がセルロース結合ドメイン融合産物の第2のタンパク質のC末端 アミノ酸の下流にある開裂部位をさらにコードしている、請求項33に記載の方 法。 36.前記の核酸がセルロース結合ドメイン融合産物の第2のタンパク質のN末端 アミノ酸の上流にある第1開裂部位と、セルロース結合ドメイン融合産物の第2 のタンパク質のC末端アミノ酸の下流にある第2の開裂部位をさらにコードして いる、請求項33に記載の方法。 37.セルロース結合ドメイン融合産物の精製方法であって、 (a)組換えセルロース結合ドメイン融合産物を含む混合物と有効量のセル ロースとを、セルロースと組換えセルロース結合ドメイン融合産物からなる不溶 性の結合体を形成させるのに適した条件下で接触させ; (b)該不溶性セルロース-セルロース結合ドメイン融合産物結合体を単離し ;そして (c)該不溶性セルロース-セルロース結合ドメイン融合産物結合体からセル ロース結合ドメイン融合産物を回収する; ことを含んでなる方法。 38.前記のセルロースをキチンに置き換える、請求項37に記載の 方法。 39.前記の回収が、不溶性のセルロース-セルロース結合ドメイン融合産物結合 体を放出試薬にさらし、放出されたセルロース結合ドメイン融合産物をセルロー スまたはキチンから単離することを含む、請求項37または38に記載の方法。 40.前記の放出試薬が6M尿素または6Mグアニジン−HClを含むものである 、請求項39に記載の方法。 41.前記のセルロース結合ドメイン融合産物を第1もしくは第2の開裂部位また は両方の開裂部位を開裂することができる開裂試薬にさらすことをさらに含む、 請求項34、35または36に記載の方法。 42.前記の開裂試薬が酵素である、請求項41に記載の方法。 43.前記の開裂試薬が化学開裂試薬である、請求項41に記載の方法。 44.バクテリア宿主細胞である、請求項20に記載の宿主細胞。 45.哺乳動物宿主細胞である、請求項20に記載の宿主細胞。 46.測定対象物質を検出するための診断キットであって、 (a)(i)高親和性でもってセルロースに結合することができかつ自然界で 下記ドメインと結合している他のタンパク質類を実質的に含まないセルロース結 合ドメインと、(ii)測定対象物質を結合することができる第2のタンパク質、 を含むセルロース結合ドメイン融合産物; (b)検出可能な標識;および (c)セルロース; を含んでなる診断キット。 47.前記のセルロースをキチンに置き換える、請求項46に記載の診断キット。 48.前記の第2のタンパク質がプロテインAまたは酵素である、請求項46また は47に記載の診断キット。 49.前記の第2のタンパク質がHSPタンパク質、HSP抗体、交差反応性HS P関連タンパク質もしくはペプチド、またはその抗原部分である、請求項46ま たは47に記載の診断キット。 50.セルロース結合ドメイン融合産物が第2のタンパク質に親和結合されたリガ ンドをさらに含み、該リガンドが測定対象物質と結合することができる、請求項 46または47に記載の診断キット。 51.前記のリガンドが抗体である、請求項50に記載の診断キット。 52.被験サンプル中の測定対象物質の存在を検出するためのイムノアッセイ法で あって、 (a)測定対象物質を含みうる被験サンプルを、(i)高親和性でもってセル ロースに結合することができかつ自然界で下記ドメインと結合している他のタン パク質類を実質的に含まないセルロース結合ドメインと(ii)測定対象物質を結 合することができる第2のタンパク質とを含む十分量のセルロース結合ドメイン 融合産物とともに、該セルロース結合ドメイン融合産物の第2のタンパク質への 測定対象物質の結合を可能とする条件下でインキュベートし; (b)工程(a)で使用した量のセルロース結合ドメイン融合産物と結合する のに有効な量のセルロースを加えて、不溶性のセルロース-セルロース結合ドメ イン融合産物結合体を形成させ; (c)該不溶性セルロース-セルロース結合ドメイン融合産物結 合体を未結合成分から分離し; (d)該不溶性セルロース-セルロース結合ドメイン融合産物結合体を十分量 の検出可能な標識とともにインキュベートし、該標識は測定対象物質に結合でき るものであり;そして (e)工程(d)の該不溶性セルロース-セルロース結合ドメイン融合産物結 合体を未結合成分から分離し、被験サンプル中の測定対象物質の有無の指標とし て該標識の有無を測定する; ことを含んでなる方法。 53.被験サンプル中の測定対象物質の存在を検出する方法であって、 (a)測定対象物質を含みうる被験サンプルを、測定対象物質を固定化する ことができる不溶性マトリックスと接触させ; (b)該不溶性マトリックスを、(i)高親和性でもってセルロースに結合す ることができかつ自然界で下記ドメインと結合している他のタンパク質類を実質 的に含まないセルロース結合ドメインと(ii)固定化された測定対象物質を結合 することができる第2のタンパク質とを含むセルロース結合ドメイン融合産物の 十分量とともに、該セルロース結合ドメイン融合産物の第2のタンパク質への固 定化測定対象物質の結合を可能とする条件下でインキュベートし; (c)工程(b)の不溶性マトリックスを未結合成分から分離し; (d)工程(c)の不溶性マトリックスを、測定対象物質またはセルロース結 合ドメイン融合産物を結合することができる検出可能な標識とともに、測定対象 物質またはセルロース結合ドメイン融合産物への該標識の結合を可能とする条件 下でインキュベートし;そして (e)工程(d)の不溶性マトリックスを未結合成分から分離し、被験サンプ ル中の測定対象物質の有無の指標として該標識の有無を測定する; ことを含んでなる方法。 54.(i)工程(c)の不溶性マトリックスと十分量のセルロースとを、該セルロ ースをセルロース結合ドメイン融合産物へ結合させてセルロース-セルロース結 合ドメイン融合産物結合体を形成させる条件下で接触させ、そして(ii)工程( i)の不溶性マトリックスを、未結合セルロースを含む未結合成分から分離する ことをさらに含む、請求項53に記載の方法。 55.前記の標識が測定対象物質またはセルロース-セルロース結合ドメイン融合 産物結合体を結合することができる、請求項54に記載の方法。 56.前記の標識がセルロース-セルロース結合ドメイン融合産物結合体のセルロ ースに結合することができる、請求項55に記載の方法。 57.被験サンプルが体液を含むものである、請求項52、53または55に記載 の方法。 58.前記のセルロースをキチンに置き換える、請求項52または54に記載の方 法。 59.不溶性マトリックスが電気泳動ゲルブロットである、請求項53または54 に記載の方法。 60.測定対象物質がタンパク質またはペプチドであり、第2のタンパク質が該タ ンパク質またはペプチドに対する抗体である、請求項52、53または54に記 載の方法。 61.測定対象物質が抗体であり、第2のタンパク質がプロテインAである、請求 項52、53または54に記載の方法。 62.測定対象物質がタンパク質、ペプチド、ホルモン、核酸または他のプローブ 標的分子に結合されたビオチニル化プローブを含み、第2のタンパク質がストレ プトアビジンである、請求項52または54に記載の方法。 63.前記の標識が放射性同位元素、蛍光分子または酵素を含むものである、請求 項52、53または54に記載の方法。 64.前記の標識がセルロース結合ドメインとアルカリホスファターゼを含むセル ロース結合ドメイン融合産物を含むものである、請求項56に記載の方法。 65.前記の標識がセルロース結合ドメインと西洋ワサビペルオキシダーゼを含む セルロース結合ドメイン融合産物を含むものである、請求項56に記載の方法。 66.前記の酵素に対する十分量の基質を加えることをさらに含み、該基質が該酵 素によって検出可能な化合物に変換される、請求項64または65に記載の方法 。 67.工程(d)は不溶性セルロース-セルロース結合ドメイン融合産物結合体を標 識された測定対象物質からなる検出可能な標識とともにインキュベートすること により実施され、該標識は測定対象物質にまだ結合していないセルロース結合ド メイン融合産物の第2のタンパク質に結合できるものであり、そして工程(e) は工程(d)の不溶性セルロース-セルロース結合ドメイン融合産物結合体を未結 合成分から分離し、被験サンプルから観察されたシグナルと対照サンプルから観 察されたシグナルとを比較することによ り実施される、請求項52に記載の方法。 68.セルロース結合ドメイン融合産物がディップスティック(dipstick)に保持 されている、請求項52に記載の方法。 69.(i)高親和性でもってセルロースに結合することができかつ自然界で下記 ドメインと結合している他のタンパク質類を実質的に含まないセルロース結合ド メインと(ii)測定対象物質を結合することができる第2のタンパク質とを含む セルロース結合ドメイン融合産物を含んでなる、被験サンプル中の測定対象物質 を検出するのに有用なディップスティック。 70.第2のタンパク質がプロテインA、HSPタンパク質、HSP抗体、交差反 応性HSP関連タンパク質もしくはペプチドまたはその抗原部分、酵素、ホルモ ン、抗原および抗体よりなる群から選ばれる、請求項69に記載のディップステ ィック。 71.(a)(i)高親和性でもってセルロースに結合することができかつ自然界で 下記ドメインと結合している他のタンパク質類を実質的に含まないセルロース結 合ドメインと、(ii)測定対象物質と結合可能なキメラプローブを結合すること ができる第2のタンパク質、を含む第1のセルロース結合ドメイン融合産物;お よび (b)(i)高親和性でもってセルロースに結合することができかつ自然界で 下記ドメインと結合している他のタンパク質類を実質的に含まないセルロース結 合ドメインと、(ii)基質に作用して検出可能な化合物を生成することができる 酵素、を含む第2のセルロース結合ドメイン融合産物; を含んでなるシグナル増幅系。 72.(a)(i)高親和性でもってセルロースに結合することができかつ 自然界で下記ドメインと結合している他のタンパク質類を実質的に含まないセル ロース結合ドメインと、(ii)測定対象物質と結合可能なキメラプローブを結合 することができる第2のタンパク質、を含むセルロース結合ドメイン融合産物; および (b)高親和性でもってセルロースに結合する能力を保持しかつ自然界で下 記ドメインと結合している他のタンパク質類を実質的に含まない、標識されたセ ルロース結合ドメイン; を含んでなるシグナル増幅系。 73.前記のプローブをさらに含む、請求項71または72に記載のシグナル増幅 系。 74.ペブル粉砕(pebble-milled)セルロースをさらに含む、請求項71または 72に記載のシグナル増幅系。 75.前記のプローブがビオチニル化されており、第2のタンパク質がストレプト アビジンである、請求項71または72に記載のシグナル増幅系。 76.前記の酵素がアルカリホスファターゼおよび西洋ワサビペルオキシダーゼよ りなる群から選ばれる、請求項71または72に記載のシグナル増幅系。 77.前記の標識が放射性同位元素、蛍光分子または酵素を含むものである、請求 項72に記載のシグナル増幅系。 78.薬剤と結合させたセルロース結合ドメインを含んでなり、該セルロース結合 ドメインが高親和性でもってセルロースに結合する能力を保持し、かつ自然界で それと結合している他のタンパク質類を実質的に含まないことを特徴とする薬剤 送達系。 79.前記の薬剤がセルロース結合ドメインに直接またはリンカー成 分を介して結合されている、請求項78に記載の薬剤送達系。 80.前記の薬剤が抗真菌剤である、請求項78に記載の薬剤送達系。 81.前記の薬剤がアンホテリシンB、ニスタチン、ウンデシレン酸およびクロト リマゾールよりなる群から選ばれる、請求項78に記載の薬剤送達系。 82.前記の薬剤がイミダゾールである、請求項78に記載の薬剤送達系。 83.非経口的、経口的、局所的または吸入により投与することができる、請求項 78に記載の薬剤送達系。 84.鼻腔内、眼内または膣内に投与することができる、請求項78に記載の薬剤 送達系。 85.固体、ゲル、液体またはエアゾールの形態である、請求項78に記載の薬剤 送達系。 86.前記の薬剤がセルロース質またはキチン質の物質を細胞膜中に含む酵母また は真菌物質により引き起こされる疾患または感染症に対して有効である、請求項 78に記載の薬剤送達系。 87.前記の物質がアスペルギルス・フミガツス(Aspergillus fumigatus)、カ ンジダ(Candida)もしくはモニリア(Monilia)属の仲間、または表皮細胞であ る、請求項86に記載の薬剤送達系。
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