JPH09173087A - Atpおよび核酸に結合し、ヘリカーゼおよびatpアーゼの性質を有すると推定される蛋白質 - Google Patents
Atpおよび核酸に結合し、ヘリカーゼおよびatpアーゼの性質を有すると推定される蛋白質Info
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Abstract
TPアーゼの性質を有し、レフルノミドの影響下でその
mRNAおよびその翻訳産物が増大した程度まで発現す
る蛋白質に対する遺伝子を含むDNAの提供。 【解決手段】 このDNAは (a) 表2に表されるDNA配列を含み、(b) 表
3に表されるDNA配列を含み、(c) (a)または
(b)に表されるDNA分子とストリンジェントな条件
下でハイブリダイズし得るDNA配列を含み、または、
(d) 遺伝子コードの縮合を考えると(a)、(b)
または(c)に表されるDNA分子とは異なるが、
(a)、(b)または(c)に表されるDNA分子によ
り対応して発現される蛋白質の発現を可能にするDNA
配列を含む。
Description
リカーゼ(helicase)およびATPアーゼ(ATPase)の性質
を有すると推定される蛋白質の同定並びに分子生物学的
および生化学的性状決定に関し、その調製方法および薬
理学的に関連する試験系における使用に関する。
Aのスプライシング、スプライセオームの集合、リボソ
ームの集合、蛋白質の翻訳といった多くの細胞の現象に
おける本質的な調節過程であり、一般的な表現では「R
NAレベルにおける遺伝子発現の調節」として要約する
ことができる。RNAヘリカーゼと推定される、いわゆ
る「DEADボックス」蛋白質ファミリーは特徴的なア
ミノ酸モチーフであるAsp−Glu−Ala−Asp
(一文字表記ではDEAD)に因んで命名されたが、こ
の文脈において、(特にmRNAの二次および三次元構
造の調節に対し)重要な役割を果たす。このファミリー
やサブファミリーに属する各蛋白質は、その特異的な機
能と細胞内の局在において相違するが、それに加えて、
それぞれが類似した生化学的な性質を示すところの特徴
的な配列相同性を有する(F. V.Fuller-Pace, Trends i
n Cell Biology,Vol.4, 1994, 271-274)。DEAD蛋
白質の特徴的な蛋白質配列は進化の過程において高度に
保存されてきた(S.R. Schmid and P. Lindner, Molecu
lar and Cellular Biology, Vol.11, 1991, 3463-347
1)。この蛋白質ファミリーの各蛋白質は、様々なウィル
ス、バクテリア、酵母、昆虫、軟体動物、下級脊椎動物
から哺乳動物に至るまで見いだされており、おびただし
い数の細胞機能を担っている。例えば、酵母サカロミセ
ス・セルビシエのような比較的単純な生物でさえDEA
Dボックス蛋白質ファミリーおよびそのサブファミリー
に属する多くの蛋白質を発現するという事実は、これら
の蛋白質の各々が特定のRNA群やRNAファミリーの
特異的な相互作用に貢献していることが考えられるとの
事実を示している(I. lost and M. Dreyfus, Nature V
ol. 372, 1994, 193-196)。例えば、elF−4Aのよ
うな翻訳因子と前−mRNAスプライシング過程に関与
する蛋白質が、特異的なRNA標的配列と構造を認識す
ることが判明してきた。にもかかわらず、現在のとこ
ろ、認識やATPアーゼ/RNAヘリカーゼ反応にDE
AD蛋白質を必要とする特徴的なRNA配列の構造と合
成に関する情報は、ほんの僅かしかない(A. Pause and
N. Sonenberg,Current Opinion in Structural Biolog
y Vol.3, 1993, 953-959)。
在も連続して数が増え続け、遺伝子発現の転写後の調節
のための様々な反応に関与する酵素のクラスである。極
めて多くの異なった細胞DEADボックス蛋白質がある
ために、特異的なRNAヘリカーゼが、例えば、ウィル
ス蛋白質、熱ショック蛋白質、抗体やMHC蛋白質、レ
セプター、RNA等の特定のクラスの遺伝子産物に指定
されていることが期待される。この事実は、この蛋白質
ファミリーに属する各蛋白質が、活性化合物を開発する
上での興味ある薬理学的標的であることを支持してい
る。
スは、DEAH(一つの特異的なアミノ酸置換を有す
る)およびDEXH蛋白質(主要モチーフにおいて二つ
のアミノ酸置換を有し、Xは任意の所望アミノ酸たり得
る)ファミリーであり、これらも、DNAおよびアミノ
酸ゲノムの複製、再結合、修復および発現に重要な役割
を果たす(Gorbalenya, A. E., Koonin, E. V., Dochen
ko, A. P., Blinov, V.M., 1989:Nucleic Acids Res.
17, 4713-4729)。
ァミリーは、しばしば、ヘリカーゼ・スーパーファミリ
ーIIとして要約される(Koonin, E. V., Gorbalenya,
A. E., 1992:FEBS 289, 6-8)。それらはすべて7つの
高度に保存された領域に分割される。概して、現在ま
で、70以上の蛋白質が、この連続して増え続けている
スーパー・ファミリーIIに属している。DEAD、DE
AHおよびDEXHファミリーを模式的に図示すると
(Schmid, S. R., Lindner P., 1991:Molecular andCe
llular Biology 11, 3463-3471)、これらのファミリー
間の類似性が示される(これら領域間の数字はアミノ酸
(AA)の距離を示している。Xは任意の所望のアミノ
酸である。機能が知られている場合は、その領域に付し
てある)。
T)は、アミノ末端に保存されている領域であり、ヌク
レオチドに結合する多くの蛋白質や、DNAB(プリモ
ゾームの一部)、UvrD(エンドヌクレアーゼ)、伸
長因子1および転写終結因子RhoのようなDNAおよ
びRNAと相互作用する他の蛋白質にも生じる(FordM.
J., Anton, I. A. Lane, D. P., 1988:Nature 332, 7
36-738)。
クスであり、ヘリカーゼや核酸依存性ATPアーゼの他
のファミリーにおける、DEAH、DEXHまたはDE
XXである。この領域はATPアーゼBモチーフを現し
ている。反応メカニズムにおいて、最初のアスパラギン
酸は水分子を介してMg2+に結合する(Pai, E. F.,Kre
ngel, U., Petsko, G. A., Gody, R. S., Katsch, W.,
Wittinghofer, A., 1990:EMBO J. 9, 2351-2359)。M
g2+は、次いで、そのヌクレオチドβ−およびγ−りん
酸と複合体を構成し、ATPアーゼ活性の発現に必須で
ある。elF−4AのDEAE領域の最初の二つのラジ
カルの置換は、ATPの加水分解とRNAヘリカーゼ活
性を阻害するが、ATPの結合は阻害しない(Pause,
A., Sonenberg, N., 1992:EMBO J. 11, 2643-2654)。
DEAD領域は、RNAヘリカーゼ活性をATPアーゼ
活性と結びつける。
ATとすることもある)である。この領域の突然変異の
結果、RNAヘリカーゼ活性は抑制されているが、他の
生化学的性質は保持されている(Pause A. & Sonenberg
N., 1992)。それ以降のカルボキシ末端領域はHRIG
RXXR領域であり、RNAの結合とATPの加水分解
に必要である。
ヘリカーゼは薬理学的活性を有する化合物として魅力あ
る標的であることが分かる。すでに知られているよう
に、例えば、ヒトや動物、植物に疾病を起こし得る特定
の病因ウィルスにおいては、そのゲノムにおいてそれら
ウィルスが、正確な複製に必要である自分自身のRNA
ヘリカーゼを所持しているので(E. V. Koonin, 199
1)、植物の保護における使用が示唆されている(F. V.
Fuller-Pace, Trends in Cell Biology, Vol. 4, 199
4, 271-274)。
は、免疫系に存在する機能の損傷を引き起こすことな
く、抗炎症および免疫抑制の性質を示す(HWA 486:R.
R. Bartlett, G. Campion, P. Musikic, T. Zielinski,
H. U. Schorlemmer in:A. L.Lewis and D. E. Furst
(editors), Nonsteroidal Anti-inflammatory Drugs, M
echanisms and Clinical Uses;C. C. A. Kuechle, G.
H. Thoenes, K. H. Langer, H. U. Schorlemmer, R. R.
Bartlett, R. Schleyerbach, Transplant Proc.1991,
23:1083-6;T. Zielinski, H. J. Mueller, R. R. Bar
tlett, Agents Action 1993, 38:C80-2)。細胞の活性
化、幼若化、分化および細胞協働のような多くの活性
は、自己免疫疾患において観察されるが、レフルノミド
やその活性代謝物、A77 1726により調節され
る。
研究は、ピリミジン代謝の影響を示している。レフルノ
ミドは極めて迅速にA77 1726体に変換されるの
で、両者の名前は本出願人においては相互に同意語とし
て用いられる。このように、例えば、「レフルノミド抵
抗性」と「A77 1726抵抗性」はその意義におい
て同一である。
学的過程において重要な役割を果たす。DNAおよびR
NAの構造単位として、これらは遺伝子情報の担い手と
なる。ピリミジンの生合成は、ジヒドロオロチン酸エス
テル(dihydroorotate)からオロチン酸エステル(orotat
e)への不可逆的な酸化からなるが、これは酵素ジヒドロ
オロテートデヒドロゲナーゼ(DHODH)により触媒
される。概して、6つの酵素がウリジン・一りん酸(U
MP)のde novo合成に必要とされている。UMPは、
他のピリミジン、すなわち、シチジンとチミジンの合成
に中心的な役割を果たす。このようにDHODHの阻害
はピリミジンのde novo合成の阻害につながる。特に影
響を受けるのは免疫細胞であり、これらはヌクレオチド
に対する要求性が極めて高いが、副ルート(サルベージ
回路)によってはこのde novo合成は僅かにカバーされ
るだけである。放射能標識したフルノミド類縁体を用い
結合を調べる研究により、酵素DHODHのA77 1
726が作用すると考えられる位置が同定され、故に、
レフルノミドによるDHODHの阻害は、観察される免
疫調節活性の解明の重要な出発点である。
的な細胞内の部位を同定するために、レフルノミド抵抗
性の細胞株が開発されてきた(実施例1を参照)。この
抵抗性は、極めて幼若化された細胞株A20.2J(マ
ウスB細胞リンフォーマ)において、A77 1726
に対し誘導されてきた。この物質の濃度は無血清培養系
においてステップ・ワイズに増加され、最終的にA20
Rと命名された安定なサブラインの確立につながった。
A20R細胞株は、元の細胞株A20.2Jよりも30
〜40倍高い濃度のレフルノミドに対し寛容であった
(ED50 4μMに比較してED50 130μM)。
高いがしかし毒性を示さない濃度の抗幼若化化合物レフ
ルノミドで処理することにより、従来知られていなかっ
た推定上のRNAヘリカーゼの発現が刺激され、これに
より細胞が、物質の効果にもかかわらず、おそらくは存
在する転写物を効率的に使用することにより幼若化が可
能になることが見いだされてきている。それ故、本発明
は、後に安定した細胞株において活性化合物に関連する
選択圧によりDEAHボックス蛋白質として特徴づけら
れる推定上のRNAヘリカーゼを生成し、対応する蛋白
質を同定し、従来使用されておりかつ文献から公知の方
法で蛋白質全体、蛋白質の部分、および、蛋白質分解ま
たはペプチド合成により得られるペプチド配列に対する
モノクローナルおよびポリクローナル抗体を調製し、そ
の機能的酵素に対しての精製工程を実施し、従来使用さ
れておりかつ文献から公知の方法に従いこの蛋白質に対
する遺伝子または遺伝子サブ配列を単離かつクローニン
グし、好適な発現系でその遺伝子または遺伝子のサブ配
列を発現し、ならびに、分子生物学的にかつ生化学的に
そのものを構造的かつ機能的に特徴づけるとの目的を有
していた。
ゼを供給することにより、新規な、抗発癌性、抗アテロ
ーマ性動脈硬化症、免疫抑制、抗炎症、抗ウィルス、抗
菌性および抗バクテリア活性を有する化合物が見いださ
れる。これらは、例えば、アルツハイマー病、癌、リュ
ーマチ、関節炎、アテローマ性動脈硬化症、骨多孔症、
急性および慢性感染症、自己免疫性疾患、糖尿病および
組織移植後の後遺症のような疾患に罹った宿主全体の効
率的な治療に対し緊急に必要とされている。
結合し推定上のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質を
有し、そのmRNAはレフルノミドまたは類似の作用を
有する化合物の影響下で発現が増大し、哺乳動物細胞
株、好適には特にヒト細胞株またはマウス細胞株A2
0.2Jの誘導体に由来し、特に好適には表2または表
3のアミノ酸配列またはその部分を含む蛋白質である。
のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質を有する蛋白質
またはその一部をコードし、特に表2のDNA配列を有
するDNAである。この発明の主題は、さらに、ストリ
ンジェントな条件下、特に68℃で、エキイプレスHy
b溶液(クローンテック)中にて表2のDNA配列また
はその一部にハイブリダイズDNAである。
ラフにおいて記載されたDNA分子の遺伝コードの縮合
のため異なっているが、前の3個のパラグラフにおいて
記載されたDNA分子を用いての発現に対応するその蛋
白質の発現を可能にするDNAである。
のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質を有する蛋白質
をコードするDNAまたはその一部を含み、本発明の別
の主題である好適な宿主細胞で該蛋白質の発現に好適な
ベクターに関する。同様に、本発明は、前述したDNA
分子より誘導され得るRNAに細胞条件下でハイブリダ
イズするアンチセンスRNAを発現するアンチセンス発
現ベクターに関する。
宿主細胞による蛋白質発現および慣用手段を用いてのこ
れに続く蛋白質の単離による、核酸に結合し推定上のヘ
リカーゼおよびATPアーゼの性質を有する蛋白質の調
製方法に関する。
糖、リューマチ、関節炎、アテローマ性動脈硬化症、骨
多孔症、急性および慢性感染症、自己免疫性疾患、糖尿
病および組織移植の後遺症のための、抗発癌性、抗アテ
ローマ性動脈硬化症、免疫抑制、抗ウィルス、抗菌性お
よび抗バクテリア作用に関して新規な物質を見いだし、
または、すでに公知の物質を同定するための試験系また
はアッセイ系における、核酸に結合し推定上のヘリカー
ゼおよびATPアーゼの性質を有する蛋白質、特に、遺
伝子操作により調製される蛋白質の使用に関する。
に影響を与え得るRNAまたは蛋白質に結合し得る、核
酸に結合し推定上のヘリカーゼおよびATPアーゼの性
質を有する適量の蛋白質が遺伝子操作法で発現され、そ
の得られた蛋白質が結晶化され、その三次元構造が慣用
方法を用いて解明され、それから「分子生物学」の慣用
方法を用いて、そのATP結合部位、基質結合部位また
はこれらの機能的なエピトープにおいて、核酸に結合し
推定上のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質を有する
蛋白質と好適に反応する特異的な阻害剤が開発されるよ
うにデザインすることができる。RNAヘリカーゼ活性
の試験は、合成オリゴリボヌクレオチドがマトリックス
上に固定化され、相補的な標識オリゴリボヌクレオチド
とハイブリダイズされ、その後核酸に結合し推定上のヘ
リカーゼおよびATPアーゼの性質を有する蛋白質が、
そのヘリカーゼ活性の可能な調節因子の存在下または非
存在下で、マトリックスで固定化されていない、一定か
つ測定可能な量の標識オリゴリボヌクレオチドを拡散す
るといった、当業者に知られた方法で行うことができ
る。このようなアッセイはミクロタイタープレート上で
も行うことができ、この手段によれば多くの調節因子の
作用が効率よく試験することができる。
TPアーゼの性質を有する蛋白質の調節因子の他のアッ
セイは、核酸に結合し推定上のヘリカーゼおよびATP
アーゼの性質を有する組換蛋白質の発現により、レフル
ノミド非抵抗性細胞にレフルノミド抵抗性を付与し、そ
れに続きレフルノミド含有培養液中で抵抗性となった細
胞の生存率に対し蛋白質調節因子の効果を測定するもの
である。
TPアーゼの性質を有する蛋白質の調節因子の別のアッ
セイは、核酸に結合し推定上のヘリカーゼおよびATP
アーゼの性質を有する蛋白質のATPアーゼまたはスプ
ライシングの性質の効果が可能な調節因子により試験さ
れる、ATPアーゼまたはスプライシングの試験であ
る。
白質の、この蛋白質に特異的に結合するRNAの単離と
そのオリゴリボヌクレオチド配列の決定のための使用で
あり、好適には、該蛋白質またはその一部をマトリック
スに連結し、このように調製したアフィニティー・マト
リックスを、RNA混合液から、連結した蛋白質または
その一部に特異的に結合するRNAを濃縮するために用
いることによる、特に好適には、さらに追加的に、この
ように濃縮したRNA分子をPCRリンカーとともに提
供し、PCR濃縮を行い、このように得られたPCR断
片を解析することによる使用である。
上のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質を有する蛋白
質をコードする遺伝子の選択マーカーとしての使用であ
り、好適にはベクターの構成成分としての使用である。
この発明のこの主題において使用とは、A20.2J細
胞のゲノムDNAと比較してのA20R細胞のゲノムD
NAのサザン・ブロット解析において、核酸に結合し推
定上のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質を有する蛋
白質をコードする遺伝子が増幅されたとの観察からな
る。レフルノミドまたはレフルノミド類縁体による観察
された遺伝子増幅は、この遺伝子に例示されるように、
なかんづく、細胞の選択および遺伝子治療における使用
を見いださなければならない。これらの実施例におい
て、相対的な抵抗性の形成の発現および発現増幅の発現
の両方が何らかの影響を有する。
イゼーションとは、この出願では、68℃、エキスプレ
スHyb溶液(クロンテック)中でのハイブリダイゼー
ションの意味と理解される。これに続く洗浄は、実施例
6に示されたように実施される。
好適な宿主細胞で、恒常的にまたは慣習的な方法による
誘導の後に、異種性の遺伝子発現と複製の(いずれも高
い効率での)能力を有するベクターである。アンチセン
ス発現ベクターとは、好適な宿主細胞(上記参照)で、
恒常的または慣習的な方法による誘導の後のいずれかを
問わず、所望のアンチセンスRNAを発現するベクター
である。
詳述するが、本発明はこれらに限定されない。 図1:SAD−PAGE(12%アクリルアミド)。左
の3つのゲル・トレースはクマシー・ブルー染色ゲルか
ら、右の3つのゲル・トレースは銀染色したゲルからの
ものである。M:マーカー(ベーリンガー・マンハイム
社のコンビテック);A20.2J:正常A20細胞;
A20R:100μMレフルノミドに抵抗性のA20細
胞。クマシー・ブルー染色ゲルにおいて、それぞれのケ
ースで100μgの蛋白質がゲル・ポケットに供され
た。銀染色したゲルにおいてはそれぞれのケースで5μ
gだった。矢印は、抵抗性A20細胞において増大され
た程度にまで発現されている蛋白質を表す。
PLCは、実施例1fで示された条件に従い実施され
た。溶出図において実施例1gのペプチド1〜6に対応
する6つのピークが連続的に番号が付されている。波長
206nmにおける相対的な吸収単位はY軸に示され、分
単位の時間がX軸に示されている。
に比較して正常A20.2J細胞におけるレフルノミド
影響下での推定上RNAヘリカーゼの発現の経時変化。
ハイブリダイゼーションは放射能標識されたDNAプロ
ーブA20−5/−6bを用いて実施され、その配列は
推定上のRNAヘリカーゼのDEAHサブファミリーの
DEADボックス蛋白質の保存領域を含んでいた。使用
された分子量マーカーは、ベーリンガー・マンハイム社
からのRNA鎖長スタンダードIだった。1番目のトラ
ックにはA20Rの完全RNA、2番目のトラックには
A20.2Jの完全RNAが供されたが、いずれもA7
7 1726で対応する細胞を処理しなかった。3番目
から6番目のトラックには、5μMのA77 1726を
用い、様々な長さで対応する細胞をインキュベートした
(1時間、8時間、16時間、24時間)、A20.2
Jの完全RNAが供されている。各バッチに完全RNA
20μgが供された。 図4:コントロールとして図3と同様のブロットがβ−
アクチン標本とハイブリダイズされた。
いてレフルノミドを除去した場合の推定上RNAヘリカ
ーゼの発現に対するノザン実験。コントロールは、10
0μMレフルノミドでインキュベートされたA20R細
胞のRNA(トラック1)だった。ハイブリダイゼーシ
ョンは、DNAプローブA/20−5/6bを用いて実
施された。トラック2、3、4、5、6、7および8
は、それぞれ、1、2、3、4、5、14日および5か
月間レフルノミド無添加でインキュベートしたA20R
細胞からの完全RNA 15μgを含んでいた。 図6:β−アクチン標品を用いた図5のものと同じブロ
ットのコントロールのハイブリダイゼーション。ブロッ
トは常に適切な定量評価とともに示される。
なるヒト組織よりのポリ(A)RNAを用いたノザン・
ブロット。トラック1〜8は、左から右方向へ、心臓、
脳、胎盤、肺、肝臓、骨格筋、腎臓、膵臓からの組織を
含む。RNAは、変性1.2%強度のアガロース・ゲル
上で電気泳動的に分離され、正に荷電したナイロン・メ
ンブレン上にブロットされ、UV架橋により固定され、
ハイブリダイゼーションは、A20−5/6b DNA
プローブを用いて実施された。ブロットの下に適切な定
量的評価が示される。
期配列決定と制限酵素マッピングの結果。クローン1か
ら4は重複し、挿入物の中にhs1/hs2配列を有す
る。1/3と2は共通のSphI切断部位を有する。c
DNA4は完全にcDNA2中に存在する。クローン5
は、サイズ(6.5kb)、制限酵素切断およびhs1/
hs2 cDNAがないという点で他のクローンと異な
る。(B)cDNA配列における相同性ドメイン。相同
性ドメインが組み立てられ、ドメイン間のアミノ酸の距
離が示されている。9つのDEAHボックスの相同性ド
メインが示されている。ドメインNLSはT抗原からの
「核局在部位」に相同性がある。
いる、A20Rからの135kDa蛋白質のサブ領域のプ
ライマーの構築。それぞれのケースの上の文字列は、一
文字表記のアミノ酸を特徴づける;この下にヌクレオチ
ド配列が示されている。かっこ内に記載されたアミノ酸
配列は、そのC末端より開始してリストされており、こ
こでもたらされたプライマー配列に相補的なDNA配列
に由来している。それぞれのケースにおいて、縮合した
遺伝コードがもたらされている。そのコドンの三番目の
塩基はしばしば明確でないので、それぞれのケースで対
応するAAに対し適切な塩基を得るために、すべての可
能な塩基の混合物が合成された。Nはすべての4塩基
(G、A、T、C)に対する略号である。Iはイノシン
に対する略号であり、プリンとピリミジン塩基とともに
塩基対に入る。R=A、G;Y=T、C;S=G、C.
A20−2、A20−3、A20−4およびA20−5
は、上流に位置する縮合プライマーである。A20−6
aおよびA20−6bは下流に位置するプライマーであ
る。上流および下流に位置するプライマーと他のプライ
マーとの平均距離は約600ヌクレオチドである。6の
下に示されるプライマーA−20−6bの場合には、1
6番目のヌクレオチドは不注意でNと同等とされ、故に
ここでは対応する相補的ストランドはイソロイシン(A
TT、ATC、ATA)およびメチオニン(ATG)の
両方をコードすることになる。この事実は実施されたP
CRの成功には影響を与えなかったが、このように、表
2の配列中の最後より6番目のアミノ酸としてメチオニ
ンは誤っており、イソロイシンが正しいように考えられ
る。(B)ヒトcDNAクローンB185に由来するプ
ライマー;7=下流のプライマー;8=上流のプライマ
ー。
の推定上のRNAヘリカーゼのサブ領域の配列決定。塩
基配列(1−612)の下に、対応するアミノ酸配列が
一文字表記で記載されている。最後より6番目のアミノ
酸としてメチオニンではなくイソロイシンが正しい;説
明として、表1の説明を参照されたい。ここで示された
DNA断片は、ハイブリダイゼーション実験のためにA
20−5/−6bとして用いられた。
ード領域の配列。マウスの配列に相同であるとの見地か
ら、1番目のリーディング・フレームは正しいことが判
明した。コード配列は位置148と3831の間に存在
し、1227アミノ酸の配列を生ずる(*=ストッ
プ)。 表4:DEAHボックス蛋白質に見られるヒト蛋白質の
類似性。
育成およびA20R細胞交差−抵抗性をチェックするた
めの幼若化試験は、自分で調製した無血清培地で実施さ
れた。10リッター用のイスコブ培地(バイオクロム、
ベルリン)の乾燥培地は、二度蒸留した水10リッター
に溶解した。 18.95gのNaCl 11.43gのNaHCO3 700mgのKCl 10mlの35%強度のNaOH溶液 0.5mlの1モルメルカプトエタノール溶液 がその後溶液に添加され、培地は無菌的に濾過された
(すべての物質は、リーデル・デ・ヘーンより求め
た)。使用の前に、32mgのヒト・ホロ−トランスフェ
リン、1gの牛アルブミン、1.5mlの脂質(すべての
物質はシグマ社より求めた)は、1リッターのイスコブ
培地に添加された。
JはマウスB細胞リンフォーマA20(ATCC TI
B−208)のサブラインであり、ATCCにおいて細
胞株LS102.9(ATCC HB−97)の融合細胞
株として記載される。この細胞は高い幼若化(倍化時間
約10時間)および77 1726(レフルノミドの主
代謝物)に対する高い感受性(細胞幼若化50%阻害が
2μM物質)により区別される。この細胞は非付着性−
成長細胞株として培養が容易である。 抵抗性育成の記載:A20.2J細胞は、初めに1μMの
A77 1726(幼若化の50%阻害以下の濃度)含
有イスコブ培地において5日間培養し、細胞増殖と細胞
の生存率がチェックされた。毎2日または3日ごとに、
細胞は同じ濃度のA77 1726が添加された新鮮培
地に継代された。5日間培養した後、細胞の増殖と低い
死亡率(最大30%の死亡細胞)が観察され、A77
1726の濃度はステップ・ワイズに増加された。細胞
の幼若化が低下しない限り最後の継代における濃度が使
用された。1年間培養した後、100μMのA77 17
26存在下で恒常的な幼若化を示し、出発細胞株A2
0.2Jと形態学的に差がない、安定な、抵抗性サブラ
インA20Rが確立された。
間、6ウエルプレート(グライナー)中の5mlのイスコ
ブ培地でインキュベートされた。一つのウエルは正の比
較値として設けられた。 −A20.2J:イスコブ培地中の細胞 −A20R:イスコブ培地+100μM A77 172
6中の細胞 様々な濃度の被験物質が残りのウエルの細胞へピペット
注入された。インキュベーション時間の後に、細胞はウ
エル中に再懸濁され、100μlの細胞懸濁液が採ら
れ、1%強度のエオシン溶液(リーデル・デ・ヘーンよ
り求めたエオシン(黄色)1gが無菌の等張生理食塩水
100mlに溶解された)に希釈された。細胞数はノイバ
オアー計測機により計測され、(エオシンにより染色さ
れた)死亡細胞の画分が決定された。幼若化の物質−誘
導変化がそれぞれの正のコントロールとの比較により算
定された。
丸底ミクロタイター・プレート中(ヌンク社)に、イス
コブ培地中で容量100μlとなるように注入された。
被験物質は、所望の試験濃度の2倍濃度で供され、この
溶液100μlが各細胞溶液に注入された。プレートは
37℃および10%で48時間インキュベートされた。
幼若化は分裂細胞のDNAの放射能標識により決定し
た。これを行うため、インキュベーション終了後、25
μlの3H−チミジン(10μCi/ml;比活性29Ci/mm
ol;アマーシャム社)が各ウエルに添加され、混合液は
さらに16時間インキュベートされた。この試験を評価
するために、セル・ハーベスター(スカトロン)により
プレートの各溶液はガラス・ファイバー・フィルター
(ファルマシア)上に集められ、未吸収の3H−チミジ
ンは別の廃液フラスコに集められ、細胞のDNAに結合
した放射活性のみが測定された。フィルターはプラスチ
ックのバックで熱シールされ、10mlのシンチレーター
(ファルマシア)を添加した後、測定のための計測カセ
ット中でシールされた。測定はベータ・カウンター(ワ
ラックから求めたベータ・プレート・システム120
6)にて実施された。試験1で示された通り、被験物質
の幼若化における変化は、それぞれの正のコントロール
に対して算定された。
公知の抗幼若化物質は(幼若化試験2で記載されたよう
に)A20R細胞およびA20.2J細胞に対するその
抗幼若化の性質をみるため、様々な濃度で試験された。
次に表で、これらの物質の両細胞に対する算定された阻
害濃度が示される。出発物質株A20.2J細胞と比較
して、A20R細胞で抗幼若化物質に対する一般的に高
い抵抗性が存在するか示されなければならない。 被験物質 A20.2Jの%阻害 A20Rの%阻害 メトトレキセイト(0.15μM) 75.9 65.2 シスプラチン(10μM) 44.7 91.1 シクロスポリンA(0.25μM) 69.9 77.5 ミコフェノール酸(0.15μM) 89.8 76.8
関連する物質への交差抵抗性 抗幼若化物質に対するA20Rの一般的な抵抗性は存在
しなかったので、A77 1726の構造的に関連する
類縁体がA20.2J細胞と同じようにA20R細胞に
関しても同様の幼若化阻害を有するかについてチェック
しなくてはならない。幼若化試験1によりこれが調べら
れた。以下の表において、比較IC50値(細胞の幼若化
を50%阻害する物質濃度)が示される。被験物質 A20.2JのIC50値 A20RのIC50値 A77 1726 2〜3μM 130μM X92 0715 8μM 120μM X91 0279 10μM 120μM X91 0325 10μM 75μM A20R細胞は、構造的に関連するA77 1726類
縁体に対する交差−抵抗性が徐々に減少することを示
し、構造特異的な抵抗性を示唆している。
差−抵抗性 レフルノミドの作用メカニズムに対する初期の研究は、
ブレキナー(デュポン−メルク)にとの類似性を示して
いる。この理由から、ブレキナーはA20Rに対する交
差−抵抗性の研究に追加的に加えられた。A20.2J
およびA20R細胞のブレキナー・ナトリウム塩に対す
るIC50値は幼若化試験1により決定された。 要約すると、A20R細胞は、その成長の挙動に関し
て、A77 1726の類縁体およびブレキナー、すな
わち、DHODHを阻害する物質に対し交差−抵抗性を
示すといえる。
動による分離により、上記135kDa(蛋白質の検定マー
カーを用いて決定した)の分子量を有する蛋白質が、抵
抗性細胞株で過剰発現していることが示された(図1参
照)。最初の疑念は、この事実に関与するものはMDR
(multi-drug resistance:複合的−薬剤 抵抗性)現象
ではないかということだった。MDR(multi-drug res
istance:複合的−薬剤 抵抗性)は構造的に関連のない
抗幼若化物質に対する細胞の抵抗性として定義される。
腫瘍細胞は、ATR依存性細胞毒性物質を細胞からポン
プのようにくみ出す原形質膜糖蛋白質の過剰発現により
反応する。これらのMDR蛋白質(135−180kD)
を過剰発現することにより、細胞は抗幼若化物質が比較
的高い濃度で存在するときでも生存することができる。
分泌ポンプとしてのMDR蛋白質の機能は、カルシウム
・チャンネル・ブロッカーにより阻害され、細胞内にお
けるその物質の蓄積につながる。文献公知のカルシウム
・チャンネル・ブロッカーおよびMDR−関連物質は、
抵抗性細胞株がMDR蛋白質を過剰発現していたかをチ
ェックするため両方の細胞株に加えられた。使用された
カルシウム・チャンネル・ブロッカーはベラパミルであ
り、使用されたMDRの基質はダウノルビシンおよびド
キソルビシンだった。この結果は幼若化の%阻害として
下記の表に示され、試験2の援用により決定された。
A20R細胞は、MDRの発現の増大により、高い受容
性を示さない。A77 1726がMDRにより輸送さ
れた分子か否かをチェックするため、同じ試験溶液が選
ばれた。 ベラパミル(μM) A20.2J+1.6μM A77 1726 A20R+62.5μM A77 1726 0 16.4% 10.3% 100 14.3% 6.4% 200 12.5% 9.9% 400 7.9% 13.9% 細胞株の場合は、A77 1726がMDR蛋白質によ
り輸送されていないことを決定するのは可能だった。
al.:Acta Biol. Med. Germ. 34, pp. 1441-1461) 原理:希釈された蛋白質溶液は、ナプトール・ブルー/
ブラック/メタノール/酢酸を用いて付色されたペレッ
トとして沈殿し、洗浄し、0.1M NaOH中に採取
し、吸光度が620nmで測定された。蛋白質濃度はBS
A(BSA:牛血清アルブミン)溶液を用いて検定曲線
により計算された。 注意:この蛋白質の決定は、界面活性剤(SDS、Noni
det等)によっては影響を受けず、同様にβ−メルカプ
トエタノールの存在も妨害しない。ペレットのプラスチ
ック表面への付着が強く、洗浄溶液を流し出す際のペレ
ットの不溶化による蛋白質の損失を避けるために、本来
のエッペンドルフR 容器が使用されるべきである。
1週間だけ保存可能である。 「ポポフ2溶液」 50ml氷酢酸 +450mlメタノール 「ポポフ3溶液」 4mlポポフ1 +36ml ポポフ2、その後濾過 検定曲線のプロット: BSA溶液の調製:シグマ社からの牛アルブミン(98
から99%純度)が5%強度のSDS溶液で1mg/ml濃
度にて調製された。比較的多量の溶液が調製され、−2
5℃で1mlずつ保存される。1mlが解かされ、サーモ・
ミキサー(エッペンドルフ・サーモミキサー5436)
にて95℃で10分間強く振られた。冷却後、以下の希
釈が行われた。 BSA溶液の10μl+5%強度SDS溶液の990μl BSA/mlの
0.010mg BSA溶液の25μl+5%強度SDS溶液の975μl BSA/mlの
0.025mg BSA溶液の50μl+5%強度SDS溶液の950μl BSA/mlの
0.050mg BSA溶液の75μl+5%強度SDS溶液の925μl BSA/mlの
0.075mg BSA溶液の100μl+5%強度SDS溶液の900μl BSA/ml
の0.100mg BSA溶液の150μl+5%強度SDS溶液の850μl BSA/ml
の0.150mg BSA溶液の200μl+5%強度SDS溶液の800μl BSA/ml
の0.200mg BSA溶液 なし +5%強度SDS溶液の1000μl ブランク
値 8溶液すべてについて200μlがそれぞれ2回ずつ使
用され(2度反復実験)、600μlの「ポポフ3」と
混合され、簡単にかつ強く混合された(ボルテック
ス)。
ルフ)にて毎分14000回転で5分間遠心し、上清が
除去された。ペレットは毎回750μlの「ポポフ2」
で3回洗浄し、遠心した。最後の遠心操作後に、ペレッ
トは1mlのNaOHに採取され、620nmのブランク値
に対するプラスチック・キュベット(d=1cm)で測定
された吸光度が測定された(コントロンから求めた分光
光度計)。 一連の測定例:BSA濃度(mg/ml) 620nmの吸光度 0 0 0.010 0.0459 0.025 0.1154 0.050 0.2442 0.075 0.4025 0.100 0.4964 0.150 0.6856 0.200 0.9534 この評価における相関係数:蛋白質濃度/吸光度は、経
験によれば、0.995〜0.999(この例では0.9
98)であった。
定:1mlのPBS緩衝液中の107A20細胞(A20
細胞なる述語は、A20.2JおよびA20Rを意味す
る)は、ベンチ・トップ遠心機(エペンドルフ・モデル
5415C)にて毎分104回転で5から10秒遠心し
た。上清が除かれ、ペレットは1mlの5%SDS溶液と
混合し、混合液はピペットで数回吸い上げられて均一化
され、サーモミキサーで約95℃で10分間強く振ら
れ、その後冷却された。この溶液から: 20μlは980μlの5%SDS溶液と混合された−5
0倍希釈 50μlは950μlの5%SDS溶液と混合された−2
0倍希釈 この混合液はサーモミキサーで約95℃で10分間強く
振られ、その後冷却された。各溶液200μlが2度反
復実験のために2回採取され、600μlの「ポポフ溶
液3」と混合され、上述のBSAと同様に処理された。
すでに記載された検定曲線を援用し、評価がなされた。 測定結果: 希釈 620nmの吸光度 蛋白質濃度×希釈率(mg/ml) 50-fold 0.0972 0.915 20-fold 0.1800 0.720 結果:A20細胞は、約800μg蛋白質を含む。
製 1mlのPBS緩衝液に存在する107 A20細胞は、ベ
ンチ・トップ遠心機(エッペンドルフ・モデル5415
C)にて毎分104 回転で5から10秒遠心した。 b.1) 直接溶解 上清が除かれ、ペレットは400μlのサンプル・バッ
ファーに混合され、ピペットで数回吸い上げられて均一
化され、混合液は強く振られ(ボルテックス・シェーカ
ー)、前述のサーモミキサーまたは水浴槽で95℃で5
から10分間強く振られた。この極めて粘着性の溶液の
蛋白質濃度は約2mg/mlだった。クマシー・ブルー染色
ゲルに対しては80から100μgの蛋白質に対応す
る、この溶液の40から50μl/サンプル・バッグが
必要である。Ag染色ゲルに対して、ここで記載された
溶液は次に1:20に希釈され、従って40から50μ
lが4から5μg/サンプル・ポケットの蛋白質濃度に対
応する。 サンプル・バッファーの組成: ミリポアH2O 2.7ml グリセロール、98%強度 10.0ml 0.25Mトリス/1Mグリシン 9.0ml 25%SDS溶液 6.8ml 0.1%ブロモフェノール・ブルー溶液 2.5ml 2−メルカプトエタノール 4.0ml
に液体窒素に約1分間浸され、−80℃で保存された。
溶解する際、この極度に冷凍された細胞ペレットにサン
プル・バッファーが直接添加された。
%、12%、4から22.5%PAA)。シャープなバ
ンドに関する最良の結果は、PAA含量が4から10%
のグラディエント・ゲルを使用して得られた。これに必
要な技術/溶液は以下に記載される。分離ゲル 4から10%のAAのグラディエント・ゲルのゲル溶液
の組成(約24ml): 成分 4%AA溶液 10%AA溶液 水 7ml − グリセロール − 6.1g ストック溶液1 1.6ml 4ml 3Mトリス、pH8.8 3ml 3ml 10%APS 80μl 40μl 10%SDS 120μl 120μl TEMED 10μl 10μl ストック溶液1:30%アクリルアミド/0.5%−N,
N′−メチレンビスアクリルアミド クロスリンキング:1.7% APS:過硫酸アンモニウム採取ゲル 二つのゲルに対する3.8%AAのゲル溶液の組成(約
10.5%)成 分 水 3.7ml ストック溶液2 4.0ml 0.5MトリスpH6.8 2.5ml 10%APS 200μl 10%SDS 100μl TEMED 12μl ゲルは公知の標準的な方法に従い脱気され、適切な架橋
の後、垂直の電気泳動層に固定された。クマシーブルー
/銀−染色ゲルに対し、b)に記載されたA20標品そ
れぞれ40μl=各サンプル・ポケットごと80μg/4
μgが供された。
リンガー・マンハイムから求めた「コンビテック」マー
カーであり、その分子量範囲は、還元されたサンプル・
バッファー中で170から14kDであった。 電気泳動操作バッファーの組成: ミリQH2Oを用いて使用前に希釈 SDS 0.1% トリス 50mM グリシン 200mM 操作条件:17×18×0.1cmのゲルを使用した場合
35mA/ゲル(電圧400V)で約5時間
法)
(振盪テーブルで)ゆっくり振盪しながら実施された。
撮影/スキャニング/乾燥またはブラスチック・バッグ
中での熱シーリングの前に、ゲルは2倍希釈された蒸留
水の中で数時間からオーバー・ナイトでインキュベート
された。 保存:熱シールされたゲルは、可能な限り遮光し、室温
で保存されるか、冷蔵庫(T:>0℃)で面を重ねて保
存される。
16kDの間)では、抵抗性A20細胞においては、より
強く発現される蛋白質のバンドが検出された。これはク
マシー・ブルーと銀染色の両方で観察できた(図1参
照)。 分子量についての結論 8個の検出スタンダードのうち、4から10%ゲル中の
個々の蛋白質の泳動距離が分子量の対数に関連して図示
された。このように公知の泳動距離を有する前述の蛋白
質バンドの分子量を算定することが可能であった。トー
タルの泳動距離は11.2cmであった。
ている。相関係数は0.977であった。算定される分
子量はMr135kDであった。
価 バイオ・イメージR システム(ミリポア、エシュボー
ン)の上で、抵抗性A20細胞(A20R)についての
クマシー・ブルーで染色されたPAAゲル(4から10
%)のバンドの定量は「ホール・バンド・メニュー」に
て実施された。5つの評価されたトラックにおける結果
は、蛋白質の内容が異なっていた。 蛋白質の全量(μg) IOD=光学密度、135kD蛋白質バンドの(%) 80 1.07 80 1.03 60 1.05 60 1.04 40 1.32 このように、抵抗性A20細胞における135kD蛋白質
の比率は約1%であった。正常A20細胞(A20.2
J)においては、80μgの蛋白質を供与した場合でもこ
のバンドを定量的に決定することは、それが抵抗性細胞
に比較してまったくほんの僅かしか検出できないので、
不可能であった。 SDS−PAGEを用いて得られた他の情報:あるサン
プルにおいては、a)に記載したサンプル・バッファー
はメルカプト・エタノールを加えないように修正され
た。この条件下で、S−S架橋により形成された蛋白質
はサブ・ユニットに分かれなかった。 結果:135kD蛋白質の分子量には変化がなかった。
縮 一般に配列決定に必要な蛋白質の量は、100pmolとさ
れており、それは約14μgの蛋白質に対応している。
注意深い評価により(マーカーの濃度に比較して)、1
35kDa蛋白質の濃度は80μgの全供与量上0.3μgと
評価された。全部で104本の135kDaのバンドを有
する16のゲル(PAA 4から10%)が調製され
た。供与された蛋白質の全量は、常に80μgであっ
た。
の切断 SDS−PAGEおよびクマシー・ブルーの後、ゲル・
バンドが切り出され、H2Oを何回も交換することによ
り一日以内中性になるまで洗浄された。ゲル断片は(針
のない注射器で)32μmの篩いに圧力をかけて通され
た。細かいパスタ状のゲルは真空の遠心機で、ほぼ乾燥
状態になるまで脱水・乾燥した。次に酵素/緩衝液が加
えられ、10倍量のエンドプロティナーゼLYS−C
(ベーリンガー・マンハイム)が添加された。反応液は
37℃で6から7時間インキュベートされ、次に、1ml
の60%アセトニトリル/0.1%TFAを使用して数
時間37℃で溶出した。上清はピペットで採取され、溶
出操作は室温でオーバーナイトで繰り返された。上清は
ピペットで採取され初めの上清と合わされ、0.02μm
フィルター(メルク社より求めたアナトップR)を通し
て濾過され、真空の遠心機で脱水・乾燥した。HPLC
に注入する前に、残留物は10から20%の蟻酸で希釈
された。
質配列分析(ベックマン分析機) ペプチド1 KLG DI MGVK KE(配列番号:
1) ペプチド2 KLG DI MGVK KETEPDK(配
列番号:2) ペプチド3 KLIVTSATMDA EK (配列番
号:3) ペプチド4 DATSDLAIIARK(配列番号:4) ペプチド5 KIFQ K(配列番号:5) ペプチド6 TP Q EDYV E AAV(配列番号:
6) ペプチド1〜6に対応するピークは図2に記されてい
る。
ンクを用いての比較 あるケースにおいて得られたペプチド配列は、カエノロ
ハビチチス・エレガンス(Caenorhabtitis elegans)の
遺伝子配列から得られた、機能が未知である蛋白質に高
い相同性を示した。この配列に対応しないアミノ酸が印
を付されている(g項参照)。ペプチド3のC. elegans
との極端に強い相同性(文献より、このSATボックス
はバクテリアから哺乳動物までのDEADボックス蛋白
質において高度に保存されていることが知られてい
る)。並びにペプチド4およびペプチド2との対応がな
いかまたは極めて少ないことは本発明に対応する蛋白質
は、DEADボックス蛋白質のクラスの新規な一例であ
るという事実を明確に確認するものである。
な実験を記載する。たとえば、「Molecular Cloning-A
Laboratory Manual, 2nd Edition by Sambrook at al.,
appearing in Cold Spring Harbor Laboratory Pres
s:分子クローニング−実験室マニュアル、第2版サム
ブルクら、コールド・スプリング・ハーバー・ラボラト
リー出版」にて記載された基本的な分子生物学的標準的
方法は公知のものとされる。このような方法とは、例え
ば、プラスミドDNAの調製、プラスミド微量調製、プ
ラスミド大量調製、アガロース・ゲルからのDNAの溶
出、濾過による溶出、吸着による溶出、DNAの酵素的
修飾、制限エンドヌクレアーゼによるDNAの切断、大
腸菌の形質転換、RNAの調製、一段階法を使用する
(チョムチンスキーの方法による)RNAの調製、ダイ
ナビーズRを使用するmRNAの調製、RNAのゲル電
気泳動、ノザン・ブロット、DNAの放射能標識、〔α
−32P〕dATPを使用する「ランダム・プライム」D
NAの標識、ダイデオキシ法によるDNAの配列決定、
全RNAからのcDNAの調製、核酸の非放射能標識、
ディゴキシゲニン(DIG)を使用する「ランダム・プ
ライム」DNAの標識、DIG−標識核酸の検出であ
る。
CR濃縮反応はペキン・エルマー・サイクラーにて実施
された。PCRの標識的な1回の反応液50μlに対
し、以下の組成成分が氷上にピペットで注入され、50
μlの鉱物油にコートされた。
れた。 第1段階:94℃、30秒間DNA 2本鎖の変性 第2段階:50℃、2分間DNA 1本鎖へのプライマ
ーの添加 第3段階:72℃、3分間DNA合成 最終サイクルにおいてDNAの合成は5分間実施され、
一回分の反応液は4℃に冷却された。分析のため、一回
の反応液の10μlは1から2%強度のアガロース・ゲ
ルにて分析された。
3、A20−4、A20−5(表1参照) 逆方向プライマー:A20−6a、A20−6b(表1
参照) マトリックス・A20R−全RNA 順方向および逆方向のプライマーは、それぞれ、PCR
反応でペアとして組み合わされた。一回の反応A20−
3/A20−6bは約630bpのcDNAの増幅につ
ながり、それはプライマーA20−3、A20−4およ
びA20−5の組み合わせとの特異性をチェックするた
めプライマーA20−6bにより再増幅された。強度を
増すため、再増幅には添加温度として55℃が選択さ
れ、35PCRサイクルだけが実施された。得られた断
片(名前:A20−5/−6b)をクローニングおよび
配列決定した後、表2に示される配列データが得られ
た。
クより求めた随時調製用エキスプレスHybR溶液であ
り、この溶液は、あらかじめ標識された遺伝子プローブ
(放射活性であろうが非放射活性であろうが)を、ハイ
ブリダイゼーション時間または1時間内に、担体フィル
ター上に存在する相補的DNA配列と結合させる。
リウム(pH7.0) 洗浄溶液1:2×SSC;0.5%SDS 洗浄溶液2:0.1×SSC;0.1%SDS 洗浄溶液3:2×SSC;0.1%SDS
ック)を使用する非放射標識遺伝子とのハイブリダイゼ
ーション エキスプレスHybR溶液は68℃まで温められ同時
に、沈殿物が残らないように撹拌された。膜(10×1
0cm)は30分間68℃で少なくとも5mlのエキスプレ
スHybR溶液中でハイブリダイゼーション・オーブン
で連続的に混和することによりプレ・ハイブリダイゼー
ションされた。放射標識されないDNAプローブは、5
mlの新鮮エキスプレスHybR溶液と混和された。次に
プレ・ハイブリダイゼーション溶液は、このエキスプレ
スHybR溶液と交換され、ブロットは1時間ハイブリ
ダイゼーション・オーブン中で68℃でインキュベート
された。インキュベートの後、20mlの洗浄溶液3(1
00cm2の膜に対して)を使用して30分間、室温での
洗浄が実施され、溶液は一度交換された。2番目の洗浄
工程は洗浄溶液2を使用し、50℃で30分間実施され
た。ここでも溶液は一度交換された。それから過剰の洗
浄溶液を膜にしたたらせ、その後この膜を化学蛍光検出
に直接使用することが可能だった。
ック)を使用した放射標識遺伝子プローブとのハイブリ
ダイゼーション 放射標識DNAプローブの場合と同様、ハイブリダイゼ
ーションが実施された。インキュベートの後、洗浄は洗
浄溶液1を用いて30から40分間、室温で溶液を数回
交換して行われた。2回目の洗浄工程は、50℃で40
分洗浄溶液2により行われた。この場合、溶液は一回交
換された。この後、過剰の洗浄溶液を膜にしたたらせ、
ブロットはプラスチック・フィルムに熱シールされた。
ブロットはエキスポージャー・カセット中で−70℃で
感光され、フォスフォイメージャー(バイオラド)で分
析された。RNAおよび使用されたハイブリダイゼーシ
ョン・プローブは、それぞれ図の説明分の中に記載され
ている。
のレフルノミドの影響下での推定上のRNAヘリカーゼ
のmRNAの経時変化 実験は図3および4およびその説明文に示されている。
すべての細胞(A20.2JおよびA20R)中で4.4
kDのサイズのバンドが観察された。A20R細胞は極め
て強いシグナルを発し、A20.2J細胞は極めて弱い
シグナルのみを発したが、しかるにこれらの細胞をA7
7 1726で1から8時間処理すると、このシグナル
はいくぶん強くなった。A77 1726はここで調べ
られたmRNAの形成を顕著に誘導しない。
定上のRNAヘリカーゼのmRNAの経時変化 実験は図55および6および説明文に示されている。A
77 1726を除去した場合、調べられたmRNAの
レベルは、観察された期間下がった(5か月まで)。
上のRNAヘリカーゼのmRNAレベル 実験は図7と対応する説明文に記載されている。調べら
れた組織におけるmRNAレベルがそれぞれ異なってい
ることが観察される。mRNAの発現はレフルノミド抵
抗性と相関があるので(3参照)、心臓や骨格筋のよう
な筋組織はレフルノミドに対する感受性が低い。
ンに対する相同性 レフルノミド−抵抗性A20R細胞において特異的に発
現された推定上のA20Rヘリカーゼのサブ領域からの
アミノ酸配列KLGDIMGVKKは、EMNEW(E
MBL−新登録)データパンクにおけるcDNAクロー
ンB185(ホモ・サピエンス)の登録に見いだされ
た。これにより、対応するヒトの推定上のRNAヘリカ
ーゼに対するcDNAに対応するcDNAを増幅するた
めのマトリックスとしてヒトcDNAパンクを使用する
PCRにおいて使用されたPCRのための好適なプライ
マーの調製が可能だった。新規な上流および下流のプラ
イマーはプライマー番号7および8として表1に示され
ている(7=hs1、8=hs2)。
CRの条件はストリンジェントに保たれた。ハイブリダ
イゼーションは45秒間55℃、変性は30秒間94
℃、合成は45秒間だけ72℃で行われた。変性や合成
フェーズが短かった理由は、予期される挿入物の長さが
知られていることによる(246bp)。PCRの濃縮の
比率は、実施例5のスタンダードに応じて選択された。
使用されたマトリックスは、3つの異なるヒトcDNA
バンクであった(1.末梢T細胞、2.PMA−刺激H
I−60ミエロイド前駆体細胞、3.胎盤)。それぞ
れ、246bpのPCR断片が得られたが、その配列は、
表3のヌクレオチド1431から1672に対応してい
る。
の性質を有する蛋白質の遺伝子をコードする完全ヒトc
DNAクローンのコロニー・ハイブリダイゼーションに
よる採取 ノザン・ブロット実験の結果(実施例6)を基にして、
ヒト骨格筋から調製されたcDNAバンクがスクリーニ
ングに用いられた。採用されたプローブは配列hs1/
hs2だった。標識プローブDNAの合成のため、プラ
イマーhs1およびhs2およびhs1/hs2クロー
ン(ベクター:pCRTMII)を鋳型として使用するPC
Rにより増幅され、アガロースゲル電気泳動とフェノー
ル溶液により精製された。ランダム・プライマーの援用
によるDIG標識(「ランダム・プライムド・ラベリン
グ」)のために、1μgのhs1/hs2 DNAが鋳
型として採用され、20時間の反応時間後、1μgの鋳
型に対し、約2μgの標識プローブDNAが得られた。
ブローブの特異性をチェックするために、hs1/hs
2 DNAの0.1pgから10ngの段階希釈がナイロン膜
の上に固定され、DIGで標識されたhs1/hs2プ
ローブとハイブリダイズされた。10pgのhs1/hs
2 DNAを適切に検出し、100pg以上のhs1/h
s2 DNA(ハイボンドN+)を明確に検出するため
に、1mlのハイブリダイゼーション溶液当たり5〜25
ngのプローブで十分であることが観察された。
ために、150mmのアガロース・プレートに約40,0
00のコロニーが撒かれ、20のマスター・プレートが
調製され、その結果約800,000の個々のコロニー
が撒かれた。このコロニーを計測するに際し、手作業に
よりもたらされた1.1×106の独立したコロニーのう
ち、これらのうちのクローン種は完全に撒かれたとする
確立は適切だと思われた。それぞれのプレートについて
2つ、全体で40のレプリカ・フィルター調製され、そ
れらはDIGプローブとのハイブリダイゼーションに供
された。このハイブリダイゼーションのため、25ng/
mlのプローブ濃度が採用された。検出のため、膜は2時
間X−線に感光された。5つの異なったプレート上で、
全部で19個の陽性クローンが得られた。一次スクリー
ニングよりの19の陽性クローンのうち、二次スクリー
ニングで5のクローンが確認された。これらのクローン
は単離され性状決定された。それぞれのクローンに対
し、以下の挿入サイズが評価された。 クローン1 1.6kb クローン2 3.5kb クローン3 1.6kb クローン4 0.9kb クローン5 6.5kb
初期の配列決定が行われ、得られたサブ配列と制限酵素
地図がお互いに比較された。お互いに配列の比較をした
ところ、クローン1とクローン3はほとんど同一である
との疑問が確認された。クローン1から4は、hs1/
hs2 cDNA配列からなり、評価鎖長4.5kbに対応
する遺伝子配列に対応していたことが判明した。完全な
5′−末端とmRNAのポリAテールが追加的に含まれ
ていると考えられた。全長の長さより、このものは13
5kD蛋白質の発現に必要な完全配列であるとの疑問が生
じた。模式図は、互いのcDNAの方向性とスクリーニ
ングに使用された配列hs1/hs2の位置を示してい
る(図8A)。
違を示しているようである。このクローンの初期の配列
決定は他の配列との重複をまったく生ぜず、このクロー
ンの中でのhs1/hs2配列の位置を全く示さなかっ
た。制限酵素の解析でも、プラスミド5は他のクローン
と同じ遺伝子に由来していないのではとの疑問を生じさ
せる、特別の特徴を示した。挿入物の長さが6.5kbと
評価され異常に長いことも、ハイブリダイゼーションの
人工物に基づく単離cDNAであることを支持し、その
結果この調査は一時的に延期された。クローン1とクロ
ーン2は、完全に配列決定された。配列データは表3に
示されている。
ローン1は正確に1590bpでクローン2は正確に32
10bpであり530bpの範囲で重複している。それ以前
に知られていた配列hs1/hs2は、1430と16
72の位置の間に存在していた。この配列の位置は、6
個の可能なリーディング・フレームの第1番目(第1番
の塩基より開始)が正しいものだったとの事実を示して
いる。このフリーディング・フレーム中に二つの終始コ
ドンがあった:一つは塩基58(TGA)におけるもの
であり、一つは塩基3729(TGA)におけるもので
あり、その後に約300塩基対のポリ−Aテールが下流
に続いている。初めの終始コドンの後、位置148にお
いて、翻訳の可能な開始コドンと思われるメチオニン・
コドンが続く。それは配列中で最初のATGコドンであ
るばかりでなく、コザックの出発配列の特徴、すなわ
ち、位置−3におけるプリン残基(G)および位置+4
におけるG、の特徴を有していたからである。丁度10
00塩基対下流にさらに別のATGコドン、さらに正確
には配列中に二つのメチオニンコドンが見られた。−3
におけるAおよび+4におけるGとの状況を考えると、
2番目のコドンも同様に開始コドンたり得る。公知の哺
乳動物mRNAの翻訳が、各ケースの90〜95%にお
いてリーディング・フレームに最初に見られるメチオニ
ン・コドンより開始するので、これは今回のケースにも
仮定できる。この仮定から始まると、この配列は122
7AAの蛋白質をコードしているだろう。アミノ酸の平
均分子量が110ダルトンとすると、一つの蛋白質がま
さに135kDに対応しているであろう。この蛋白質のサ
イズ、妨害されないリーディング・フレームおよび相対
的に遠い開始コドンを考えると、この配列が完全cDN
Aである可能性は高い。
と相補性ある領域を決定することが可能であった。マウ
ス細胞株A20Rからの配列05/6bをヒト配列と比
較すると、245アミノ酸中15アミノ酸で相違がみら
れ、約6%の平均的相違に対応していた。
・ドメインおよび他の蛋白質との類似性可能なヘリカー
ゼのスーパー・ファミリーIIのホモロジー・ドメインと
の配列の比較により、DEAH蛋白質ファミリーのすべ
ての保存ドメインがヒト配列中に存在していることを示
された(図8B)。第1ドメイン−665番目のアミノ
酸から開始するATPアーゼA・モチーフである。この
ドメインにおいて、全部で僅か2アミノ酸がホモロジー
(相同性)配列と異なるのみである。ドメインIVのスレ
オニンに代わるプロリンとドメインVIのイソロイシンに
代わるセリンである。さらに、N末端からの初めのホモ
ロジー・ドメインの距離は、以前に知られていたDEA
Hボックス蛋白質におけるよりも150残基大きい。こ
れ以外の僅かな相違は、ドメインIVとVの距離である:
75から80のアミノ酸エステルの代わりに、この間に
は僅か74のラジカルがあったのみである。それ以外の
点では、ヒトcDNAに由来する蛋白質は、ここで示さ
れた相同性を考慮し、明確にDEAHボックス蛋白質と
して分類され得るだろう。加えて、配列のN末端には、
SV40T抗原の「核局在部位(nuclear localizatin
site: NLS)」に強い相同性を有するアミノ酸配列が同
定された。このNLS相同性は、69アミノ酸から開始
し、10残基の長さであった。
を行うために、DNAおよび蛋白質レベルで「genemb
l」、「swissprot」および「pir」を用いたGCGプロ
グラムにおいて配列の比較が行われた。ジーン・バンク
の分析により、DEAH蛋白質ファミリーがいくつかの
公知蛋白質に相同性を有することがわかった(表4)。
elegansからのK03H1.2と同定された。この部分
に対して、この蛋白質は存在するホモロジー・ドメイン
に基づき可能なDEAHボックス蛋白質(Wilson et a
l., 1944, Nature 368:32-38)として分類された。A2
0R細胞から135kD蛋白質の初めに配列されたペプチ
ド断片は同様にC. elegansからの配列に類似性を有して
いた。この拘束は早くより、A20Rにおいて過剰発現
された蛋白質がRNAヘリカーゼたり得るとの示唆を生
んでいた。加えて、DNAレベルで60%相同な蛋白質
が同定され、これは1994年にヒーラ細胞からクロー
ン化され、可能なヒトRNAヘリカーゼと同様に、HR
H1と命名されている(Ono et al., 1994, Molecular
and Cellular Biology. 14: 7611-7620)。別に、DE
AHファミリーに属する蛋白質と同様、サッカロミセス
・セレビシェ(S. cerevisiae)からのスプライス因子
PRP2、16および22に、蛋白質レベルで約50%
の相同性が見いだされた(Chen and Lin, Nucl. Acids
Res. 18: 6447, 1990; Schwer and Guthrie, Nature 34
9: 494-499, 1991: Company et al., Nature 349: 487-
493, 1991)。さらに、D. melanogasterからのDEXH
蛋白質MLE(Kuroda et al., 1991, Cell66: 935-94
7)および牛からの可能な核DNAヘリカーゼII−ND
H II(蛋白質レベルで42〜43%)に有意な相同性
が見いだされた(Zhang et al., 1995, J. Bio1. Chem.
270: 16422-19427)。
の試験管内翻訳が行われた。この目的のため、さまざま
な0.5および2.0μgの線状または環状DNAが採用
された。使用された正のコントロールは、プロメガから
追加的に求められたルシフェラーゼDNAだった。翻訳
はT7ポリメラーゼを使用して行われた。遺伝子産物は
35S−メチオニンの吸収により標識され、変性SDS−
PAAゲル上の分離後、オートラジオグラフィーにより
可視的にされた(データは示さず)。
ての実験は良好な結果を提供し、環状DNAは線状DN
Aよりやや効率的に翻訳された。正のコントロールは6
1kDにおいて予期されるルシフェラーゼ・バンドを示
し、DNAを導入しなかったゼロ・コントロールは、予
期される通りまったくシグナルを示さなかった。ヘリカ
ーゼcDNAの遺伝子産物においては、明らかに最大の
蛋白質濃度の合成蛋白質のメイン・バンドは、蛋白質ス
タンダード97.4および220kDの間だった。これら
の中に、おそらく蛋白質またはmRNA合成の早期の終
結により形成される比較的小さな翻訳産物があった。こ
れらの不完全な翻訳産物はこのサイズの蛋白質として予
想される。
翻訳の遺伝子産物の直接の比較は、このものが実際に完
全cDNAであるとの結果をもたらさなければならな
い。この目的のため、A20.2JおよびA20Rの平
行した細胞ライゼートとクローン化されたcDNA配列
の試験管内翻訳産物およびゼロ・コントロールがSDS
−PAAゲルに供与された。50μlの網状赤血球ライ
ゼートの中に150から500ngの間の量の蛋白質が生
産され(ルシフェラーゼ・コントロールに関するプロメ
ガからのデータ)、各バッチの1/10倍量がゲル・ポケ
ットに供されたので、クマシー・ブルーによる染色(1
00ngの蛋白質よりバンドが染色される)は遺伝子産物
を検出するのに十分でなかった。ゆえに、クマシー・ブ
ルー・ブルーの染色の後、X線フィルムによるオートラ
ジオグラフィーが行われた。フィルムを乾燥ゲルに供す
ることが可能であり、それにより蛋白質バンドの直接の
比較が可能であった(データは示していない)。ヘリカ
ーゼ遺伝子産物を有する、または有しない5μlの網状
赤血球ライゼート、20μlのA20Rのライゼートお
よび23μlのA20.2Jのライゼート(それぞれの
容量はSDSサンプル・バッファーにより30μlにさ
れた)が7.5%のSDSゲル(分離ゲル:5%)に供
与された。使用されたマーカーは「レインボー・マーカ
ー」および「クマシー・ブルー・マーカー」だった。A
20R細胞ライゼートにおける約135kDの、RNAヘ
リカーゼの過剰発現遺伝子の蛋白質バンドがクマシー・
ブルー染色ゲルにおいて見いだされた。同じゲルについ
て平行して行われたオートラジオグラフィーより、cD
NAの全長クローンの遺伝子産物のバンドは、A20R
における135kD蛋白質と同じ高さにあることが示され
た。
ドの「コンビテック」との電気泳動パターンを示す写
真。
ズさせた結果得られるバンドを示す写真。
ズさせた結果得られるバンドを示す写真。
ズさせた結果得られるバンドを示す写真。
ズさせた結果得られるバンドを示す写真。
から得られたものとハイブリダイズさせた結果得られる
バンドを示す写真。
ングの結果をAに、cDNA配列中に含まれるホモロジ
ードメインをBに示す。
Claims (24)
- 【請求項1】 核酸に結合し、推定上のヘリカーゼおよ
びATPアーゼの性質を有し、レフルノミドの影響下で
そのmRNAおよび遺伝子産物が増大した程度まで発現
する蛋白質に対する遺伝子を含むDNA。 - 【請求項2】 (a) 表2に表されるDNA配列を含
み、(b) 表3に表されるDNA配列を含み、(c)
(a)または(b)に表されるDNA分子とストリン
ジェントな条件下でハイブリダイズし得るDNA配列を
含み、または、(d) 遺伝子コードの縮合を考えると
(a)、(b)または(c)に表されるDNA分子とは
異なるが、(a)、(b)または(c)に表されるDN
A分子により対応して発現される蛋白質の発現を可能に
するDNA配列を含む、請求項1記載のDNAまたはそ
の部分。 - 【請求項3】 請求項1および2の少なくとも一つに記
載のDNAを含むベクター。 - 【請求項4】 適当な宿主細胞において、核酸に結合
し、推定上のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質を有
する蛋白質の発現のための、請求項3記載の発現ベクタ
ー。 - 【請求項5】 請求項1および2の一つに記載されたD
NAによりコードされるmRNAとハイブリダイズす
る、アンチセンスRNAの発現に対する請求項3記載の
アンチセンス発現ベクター。 - 【請求項6】 請求項1および2の一つに記載されたD
NAまたは請求項3ないし5の一つに記載されたベクタ
ーを含む宿主細胞。 - 【請求項7】 核酸に結合し、推定上のヘリカーゼおよ
びATPアーゼの性質を有し、レフルノミドの影響下で
そのmRNAおよびその翻訳産物が増大した程度まで発
現する蛋白質。 - 【請求項8】 哺乳動物に由来し、請求項7に記載され
た、核酸に結合し、推定上のヘリカーゼおよびATPア
ーゼの性質を有する蛋白質。 - 【請求項9】 マウス細胞株A20.2Jの誘導株に由
来する、請求項7および8の一つに記載された、核酸に
結合し、推定上のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質
を有する蛋白質。 - 【請求項10】 ヒト細胞株に由来し、請求項7および
8の一つに記載された、核酸に結合し、推定上のヘリカ
ーゼおよびATPアーゼの性質を有する蛋白質。 - 【請求項11】 表2に表されたアミノ酸配列またはそ
の一部を含むことからなり、請求項7、8および9の一
つに記載された、核酸に結合し、推定上のヘリカーゼお
よびATPアーゼの性質を有する蛋白質。 - 【請求項12】 表3に表されたアミノ酸配列またはそ
の一部を含むことからなり、請求項7、8および9の一
つに記載された、核酸に結合し、推定上のヘリカーゼお
よびATPアーゼの性質を有する蛋白質。 - 【請求項13】 a) 請求項6に記載された宿主細胞
を培養し、およびb) 核酸に結合し、推定上のヘリカ
ーゼおよびATPアーゼの性質を有する蛋白質を単離す
ることからなり、請求項7から12の一つに記載され
る、核酸に結合し、推定上のヘリカーゼおよびATPア
ーゼの性質を有する蛋白質の製造法。 - 【請求項14】 例えば、アルツハイマー病、癌、リュ
ーマチ、関節炎、アテローマ性動脈硬化症、骨多孔症、
急性および慢性感染症、自己免疫性疾患、糖尿病および
組織移植の後遺症の治療のための、抗発癌性、抗アテロ
ーマ性動脈硬化症、免疫抑制、抗炎症性、抗ウィルス、
抗菌性および抗バクテリア作用を有する新規な物質を見
いだし、または、すでに公知の物質を同定するためのア
ッセイ系の構成成分としての請求項7から12の一つに
記載される、核酸に結合し、推定上のヘリカーゼおよび
ATPアーゼの性質を有する蛋白質の使用。 - 【請求項15】 請求項14に記載される、核酸に結合
し、推定上のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質を有
する蛋白質の使用であって、 a) 核酸に結合し、推定上のヘリカーゼおよびATP
アーゼの性質を有する蛋白質の充分量が遺伝子操作法に
より発現され、 b) 得られた蛋白質は結晶化され、 c) その三次元構造が解明され、 d) 「分子モデル」により、ATP結合部位、基質結
合部位またはこれらの機能的エピトープに影響を与える
該蛋白質の活性部位と好適に反応することを目的とする
特異的な調節因子が開発され、そして、 e) 合成オリゴリボヌクレオチドがマトリックス上に
固定化され相補的な標識オリゴリボヌクレオチドとハイ
ブリダイズされ、その後、核酸に結合し、推定上のヘリ
カーゼおよびATPアーゼの性質を有する蛋白質が、そ
のヘリカーゼの性質の可能な調節因子の存在下または非
存在下で、特定の測定可能な量の固定化されていない標
識オリゴリボヌクレオチドを拡散することができるとこ
ろの、ヘリカーゼ・アッセイが行われる使用。 - 【請求項16】 請求項15に記載される、核酸に結合
し、推定上のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質を有
する蛋白質の使用であって、そこでは項目e)のヘリカ
ーゼ・アッセイの代わりにATPアーゼ・アッセイが行
われる使用。 - 【請求項17】 請求項15に記載される、核酸に結合
し、推定上のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質を有
する蛋白質の使用であって、そこではヘリカーゼ・アッ
セイの代わりにスプライシング・アッセイが行われる使
用。 - 【請求項18】 請求項15から17の一つに記載され
る、核酸に結合し、推定上のヘリカーゼおよびATPア
ーゼの性質を有する蛋白質の使用であって、そこではア
ッセイがそれぞれの請求項の項目e)のようにミクロタ
イター・プレート上で行われ、極めて多数の考えうる調
節因子が高い効率でその作用を試験される使用。 - 【請求項19】 請求項14に記載される、核酸に結合
し、推定上のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質を有
する蛋白質の使用であって、そこではヘリカーゼ・アッ
セイが、(a) 核酸に結合し、推定上のヘリカーゼお
よびATPアーゼの性質を有する組換蛋白質の発現によ
り、レフルノミド−非抵抗性細胞株におけるレフルノミ
ド抵抗性が達成され、(b) (a)において得られた
細胞株が、該蛋白質を不活性化しそれによりレフルノミ
ド抵抗性を消去する、該蛋白質の調節因子のスクリーニ
ングに使用されるような方法で行われる使用。 - 【請求項20】 核酸に結合し、推定上のヘリカーゼお
よびATPアーゼの性質を有する蛋白質に特異的に結合
するRNAを単離し、または、そのオリゴリボヌクレオ
チド配列を決定するための、請求項7から12の一つに
記載された該蛋白質の使用。 - 【請求項21】 請求項20に記載された、核酸に結合
し、推定上のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質を有
する蛋白質の使用であって、そこでは、(a) 該蛋白
質またはその一部がマトリックスに連結され、(b)
このように調製されたアフィニティー・マトリックス
が、RNA混合物から得られ連結された蛋白質またはそ
の一部に特異的に結合するRNAの増幅に使用される使
用。 - 【請求項22】 請求項21に記載された、核酸に結合
し、推定上のヘリカーゼおよびATPアーゼの性質を有
する蛋白質の使用であって、請求項21の工程(a)お
よび(b)に加えて、(c) このようにして増幅され
たRNA分子は、PCRリンカーとともに用意され、
(d) PCR増幅が行われ、(e) このようにして
得られたPCR断片が分析される使用。 - 【請求項23】 請求項7から12の一つに記載され
る、核酸に結合し、推定上のヘリカーゼおよびATPア
ーゼの性質を有する蛋白質の遺伝子の選択マーカーとし
ての使用。 - 【請求項24】 請求項7から12の一つに記載され
る、核酸に結合し、推定上のヘリカーゼおよびATPア
ーゼの性質を有する蛋白質の遺伝子のベクター構成成分
としての選択マーカーとしての使用。
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DE19545126A DE19545126A1 (de) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | ATP- und Nukleinsäure-bindendes Protein mit Helikase-Eigenschaften |
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