JPH09224680A - 肺炎球菌タンパクの構造遺伝子 - Google Patents
肺炎球菌タンパクの構造遺伝子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 免疫防御性肺炎球菌表面タンパク
【解決手段】 精製した肺炎球菌表面タンパクA(Ps
pA)は、免疫防御性を有するトランケート状のPsp
Aタンパクから成り、PspAの防御エピトープを含ん
でいる。PspAタンパクは生理食塩水に可溶性で、タ
ンパク全体のうち少なくとも細胞膜アンカー部位を欠失
している。当該タンパクは、pspA遺伝子を有する
S.pneumoniaeを挿入重複によって突然変異
を起こさせ、培地中にトランケート・タンパクを表現さ
せることにより製造する。
pA)は、免疫防御性を有するトランケート状のPsp
Aタンパクから成り、PspAの防御エピトープを含ん
でいる。PspAタンパクは生理食塩水に可溶性で、タ
ンパク全体のうち少なくとも細胞膜アンカー部位を欠失
している。当該タンパクは、pspA遺伝子を有する
S.pneumoniaeを挿入重複によって突然変異
を起こさせ、培地中にトランケート・タンパクを表現さ
せることにより製造する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、肺炎球菌の感染に
対する改良ワクチンの開発に関する。
対する改良ワクチンの開発に関する。
【0002】本出願は、出願中の米国特許出願番号65
6,773、出願日1991年2月15日の一部継続出
願である。
6,773、出願日1991年2月15日の一部継続出
願である。
【0003】
【従来の技術】Streptococcus pneu
moniae(肺炎連鎖球菌)は、中耳炎、髄膜炎、菌
血症及び肺炎の重要な病原菌である。抗生物質やワクチ
ンが使用されているにもかかわらず、肺炎球菌感染の流
行は過去25年間ほとんど減少していない。
moniae(肺炎連鎖球菌)は、中耳炎、髄膜炎、菌
血症及び肺炎の重要な病原菌である。抗生物質やワクチ
ンが使用されているにもかかわらず、肺炎球菌感染の流
行は過去25年間ほとんど減少していない。
【0004】Streptococcus pneum
oniaeに対する免疫は、肺炎球菌の多糖類莢膜に対
する特異的抗体によって仲介されると一般に考えられて
いる。しかし、新生児や幼児は多糖類抗原に対する免疫
反応を示すことができず、同じ莢膜血清型の感染を繰り
返す。
oniaeに対する免疫は、肺炎球菌の多糖類莢膜に対
する特異的抗体によって仲介されると一般に考えられて
いる。しかし、新生児や幼児は多糖類抗原に対する免疫
反応を示すことができず、同じ莢膜血清型の感染を繰り
返す。
【0005】多くの莢膜型バクテリアに対する免疫を乳
幼児に付与する方法の一つは、莢膜多糖類抗体をタンパ
クに共役させ、免疫性をもたせることである。この方法
は、例えばHaemophilus influenz
ae bで成功している(Gordon、米国特許番号
4,496,538及びAnderson、米国特許番
号4,673,574参照)。しかし、S.pneum
oniaeの場合、80種以上の莢膜血清型があり、そ
のうち23種がこの病原菌による疾病のほとんどに関与
することが知られている。肺炎球菌多糖類−タンパク複
合体が成功するためには、ほとんどの肺炎球菌感染に関
与する莢膜型に対して十分な免疫性がなければならな
い。現在利用できるワクチンでは、その中に含まれてい
る23種類の多糖類が成人に対しても全て十分な免疫性
を有しているとは限らないので、このようなアプローチ
は困難である。
幼児に付与する方法の一つは、莢膜多糖類抗体をタンパ
クに共役させ、免疫性をもたせることである。この方法
は、例えばHaemophilus influenz
ae bで成功している(Gordon、米国特許番号
4,496,538及びAnderson、米国特許番
号4,673,574参照)。しかし、S.pneum
oniaeの場合、80種以上の莢膜血清型があり、そ
のうち23種がこの病原菌による疾病のほとんどに関与
することが知られている。肺炎球菌多糖類−タンパク複
合体が成功するためには、ほとんどの肺炎球菌感染に関
与する莢膜型に対して十分な免疫性がなければならな
い。現在利用できるワクチンでは、その中に含まれてい
る23種類の多糖類が成人に対しても全て十分な免疫性
を有しているとは限らないので、このようなアプローチ
は困難である。
【0006】子供や老人を肺炎球菌の感染から守る別の
方法は、防御免疫反応を誘発することのできるタンパク
抗原を同定することである。このようなタンパクは、そ
れ自体ワクチンとして利用することができ、優れた多糖
類−タンパク複合体と結合して、または多糖類の担体と
して利用することもできる。
方法は、防御免疫反応を誘発することのできるタンパク
抗原を同定することである。このようなタンパクは、そ
れ自体ワクチンとして利用することができ、優れた多糖
類−タンパク複合体と結合して、または多糖類の担体と
して利用することもできる。
【0007】McDanielら(I)、J. Ex
p. Med.160:386−397、1984に
は、S.pneumoniaeの細胞表面多糖類として
知られている雑種細胞抗体の製造法と当該抗体を用いた
莢膜肺炎球菌のある種の系統によるマウスの感染予防が
記載されている。この表面タンパク抗原は、「肺炎球菌
A」または略してPspAと呼ばれている。
p. Med.160:386−397、1984に
は、S.pneumoniaeの細胞表面多糖類として
知られている雑種細胞抗体の製造法と当該抗体を用いた
莢膜肺炎球菌のある種の系統によるマウスの感染予防が
記載されている。この表面タンパク抗原は、「肺炎球菌
A」または略してPspAと呼ばれている。
【0008】McDanielら(II)、Micro
bial Pathogenesis 1:519−5
31、1986には、PspAの性質に関する研究が報
告されている。系統が異なることによって、PspA分
子にかなりの多様性が認められ、抗体によって識別する
エピトープが異なる。
bial Pathogenesis 1:519−5
31、1986には、PspAの性質に関する研究が報
告されている。系統が異なることによって、PspA分
子にかなりの多様性が認められ、抗体によって識別する
エピトープが異なる。
【0009】McDanielら(III)、J. E
xp. Med.165:381−394、1987に
は、PspAを欠く相同遺伝子肺炎球菌ではないが、P
spAを表現する非莢膜肺炎球菌を用いて、X−連鎖免
疫不全(XID)マウスに免疫処置を行うと、マウスに
おけるその後の肺炎球菌による致命的な感染を防止でき
ることが記載されている。
xp. Med.165:381−394、1987に
は、PspAを欠く相同遺伝子肺炎球菌ではないが、P
spAを表現する非莢膜肺炎球菌を用いて、X−連鎖免
疫不全(XID)マウスに免疫処置を行うと、マウスに
おけるその後の肺炎球菌による致命的な感染を防止でき
ることが記載されている。
【0010】McDanielら(IV)、Infec
t. Immun.,59:222−228、1991
には、莢膜型肺炎球菌6A及び3に対する防御効果を誘
導することのできる組替えPspAの完全フラグメント
を用いたマウスの免疫処置が記載されている。
t. Immun.,59:222−228、1991
には、莢膜型肺炎球菌6A及び3に対する防御効果を誘
導することのできる組替えPspAの完全フラグメント
を用いたマウスの免疫処置が記載されている。
【0011】Crainら、Infect. Immu
n.,56:3293−3299、1990には、臨床
的及び実験的に単離されたS.pneumoniaeの
各種系統を100%(n=95)検出できるウサギの抗
血清が記載されている。7種の単一クローン性抗体をP
spAと反応させると、単離した57種のS.pneu
moniaeが31種類の反応パターンを示した。
n.,56:3293−3299、1990には、臨床
的及び実験的に単離されたS.pneumoniaeの
各種系統を100%(n=95)検出できるウサギの抗
血清が記載されている。7種の単一クローン性抗体をP
spAと反応させると、単離した57種のS.pneu
moniaeが31種類の反応パターンを示した。
【0012】PspAのタンパク型は、莢膜型とは関係
がない。環境中における遺伝子の突然変異または交換に
よって、莢膜、PspA及び多分そのほかの分子構造が
きわめて多様化した系統の大きなプールが発達するもの
と考えられる。PspAは、その分子量が67から99
kDの範囲にあることからも、系統によって変動するこ
とが考えられる。観察された差は安定で、本質的である
ことから、タンパクの分解によるものではない。
がない。環境中における遺伝子の突然変異または交換に
よって、莢膜、PspA及び多分そのほかの分子構造が
きわめて多様化した系統の大きなプールが発達するもの
と考えられる。PspAは、その分子量が67から99
kDの範囲にあることからも、系統によって変動するこ
とが考えられる。観察された差は安定で、本質的である
ことから、タンパクの分解によるものではない。
【0013】組替えλgt11クローンから部分的に精
製したPspAを用いて免疫処置すると、McDani
elら(IV)、Infect.Immun.59:2
22−228、1991に記載されているように、莢膜
及びPspA型の異なるいくつかのS.pneumon
iae系統の抗体投与に対する防御が誘発された。Ps
pA表現クローンを上記の報告にしたがって構成した
が、製品は不溶性で、細胞溶解後も細胞フラグメントか
ら単離することができなかった。
製したPspAを用いて免疫処置すると、McDani
elら(IV)、Infect.Immun.59:2
22−228、1991に記載されているように、莢膜
及びPspA型の異なるいくつかのS.pneumon
iae系統の抗体投与に対する防御が誘発された。Ps
pA表現クローンを上記の報告にしたがって構成した
が、製品は不溶性で、細胞溶解後も細胞フラグメントか
ら単離することができなかった。
【0014】タンパクの構造は肺炎球菌の系統間で異な
るが、全てのPspA間で多くの交差反応が存在するこ
とから、単一PspAまたは少なくとも小数のPspA
がS.pneumoniaeの多くの系統に対する防御
作用を誘発するような共通的なエピトープが存在するも
のと考えられる。
るが、全てのPspA間で多くの交差反応が存在するこ
とから、単一PspAまたは少なくとも小数のPspA
がS.pneumoniaeの多くの系統に対する防御
作用を誘発するような共通的なエピトープが存在するも
のと考えられる。
【0015】上記の公表文献の他に、本発明者らは、共
同研究者らとともに、以下の文献にPspAの詳細を報
告している。 1.American Society for Mi
crobiology第89回年次大会要旨、125頁
アイテムD−257、1989年5月 2.American Society for Mi
crobiology第90回年次大会要旨、98頁ア
イテムD−106、1990年5月 3.International ASM Confe
rence on Streptococcal Ge
netics 第3回大会要旨、11頁、アイテム1
2、1990年6月 4.Talkingtonら、Infect.Immu
n.59:1285−1289、1991 5.Yotherら、J.Bacteriol,17
4:601−609、1992 6.Yotherら、J.Bacteriol,17
4:610−618、1992 前記のUSSN 656,773出願後、短報を3件発
表した。
同研究者らとともに、以下の文献にPspAの詳細を報
告している。 1.American Society for Mi
crobiology第89回年次大会要旨、125頁
アイテムD−257、1989年5月 2.American Society for Mi
crobiology第90回年次大会要旨、98頁ア
イテムD−106、1990年5月 3.International ASM Confe
rence on Streptococcal Ge
netics 第3回大会要旨、11頁、アイテム1
2、1990年6月 4.Talkingtonら、Infect.Immu
n.59:1285−1289、1991 5.Yotherら、J.Bacteriol,17
4:601−609、1992 6.Yotherら、J.Bacteriol,17
4:610−618、1992 前記のUSSN 656,773出願後、短報を3件発
表した。
【0016】以下の明細書及び添付図面では、アミノ酸
に関して通常使用されている略称を使用した。これらの
略称を表Iに示す。
に関して通常使用されている略称を使用した。これらの
略称を表Iに示す。
【0017】表 I アミノ酸の略称 A=Ala=アラニン C=Cys=システイン D=Asp=アスパラギン酸 E=Glu=グルタミン酸 F=Phe=フェニルアラニン G=Gly=グリシン H=His=ヒスチジン I=Ile=イソロイシン K=Lys=リジン L=Leu=ロイシン M=Met=メチオニン N=Asn=アスパラギン P=Pro=プロリン Q=Gln=グルタミン R=Arg=アルギニン S=Ser=セリン T=Thr=スレオニン V=Val=バリン W=Try=トリプトファン Y=Tyr=チロシン 発明の概略 本発明は、トランケート状の免疫性PspAタンパクを
分泌するS.pneumoniae突然変異株の調製及
び分泌されたタンパクの単離及び精製に関する。トラン
ケート状PspAタンパクは免疫防御作用を有し、Ps
pAの保護エピトープを含んでいる。PspAタンパク
は生理食塩水に可溶性で、少なくとも機能細胞膜のアン
カー部位を欠失している。
分泌するS.pneumoniae突然変異株の調製及
び分泌されたタンパクの単離及び精製に関する。トラン
ケート状PspAタンパクは免疫防御作用を有し、Ps
pAの保護エピトープを含んでいる。PspAタンパク
は生理食塩水に可溶性で、少なくとも機能細胞膜のアン
カー部位を欠失している。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、その1側面
で、タンパクの発現防御性エピトープを含み、かつ総P
spAタンパクの約90%までを占め、機能細胞膜アン
カー部位を欠失するトランケート状のPspAから成る
精製した免疫防御性肺炎球菌表面タンパクを提供するも
のである。
で、タンパクの発現防御性エピトープを含み、かつ総P
spAタンパクの約90%までを占め、機能細胞膜アン
カー部位を欠失するトランケート状のPspAから成る
精製した免疫防御性肺炎球菌表面タンパクを提供するも
のである。
【0019】
【課題を解決するための手段】pspA構造遺伝子のク
ローン化フラグメントを含むプラスミッドを有するSt
reptococcus pneumoniaeのRx
1株のpspA遺伝子に挿入複製法で突然変異を起こさ
せることにより、肺炎球菌により分泌されるPspAの
可溶性フラグメントを製造することができる。
ローン化フラグメントを含むプラスミッドを有するSt
reptococcus pneumoniaeのRx
1株のpspA遺伝子に挿入複製法で突然変異を起こさ
せることにより、肺炎球菌により分泌されるPspAの
可溶性フラグメントを製造することができる。
【0020】本発明の別の側面は、pspA遺伝子で細
菌に挿入複製突然変異を起こさせることにより、トラン
ケート状の表現PspAタンパクをコード化し、トラン
ケート状PspAタンパクを表現されるために突然変異
株を培養し、タンパクを単離することから成る免疫防御
作用を有するトランケート状PspAタンパクを形成さ
せる方法を提供するものである。
菌に挿入複製突然変異を起こさせることにより、トラン
ケート状の表現PspAタンパクをコード化し、トラン
ケート状PspAタンパクを表現されるために突然変異
株を培養し、タンパクを単離することから成る免疫防御
作用を有するトランケート状PspAタンパクを形成さ
せる方法を提供するものである。
【0021】このようにして得られた精製トランケート
状PspAタンパクの分子量は、遺伝子の表現終末を決
定する挿入点をpspA遺伝子中でいろいろな方向に調
整することによって変えることができる。例えば、約半
分は在来タンパクから成り、見かけ上の分子量43 k
Dを有するN−末端フラグメントは、有用であることが
明らかとなった。
状PspAタンパクの分子量は、遺伝子の表現終末を決
定する挿入点をpspA遺伝子中でいろいろな方向に調
整することによって変えることができる。例えば、約半
分は在来タンパクから成り、見かけ上の分子量43 k
Dを有するN−末端フラグメントは、有用であることが
明らかとなった。
【0022】この方法で製造することのできるトランケ
ート状セグメントは、S.pneumoniae3型を
致命的に抗原投与したマウスにおいて防御反応を誘発す
ることから、精製PspAが防御反応を誘発すること、
またタンパクのこのトランケート状セグメントがPsp
Aの保護性エピトープを含んでいることを初めて実証す
ることができた。
ート状セグメントは、S.pneumoniae3型を
致命的に抗原投与したマウスにおいて防御反応を誘発す
ることから、精製PspAが防御反応を誘発すること、
またタンパクのこのトランケート状セグメントがPsp
Aの保護性エピトープを含んでいることを初めて実証す
ることができた。
【0023】アミノ酸配列の情報は、PspAのトラン
ケート状セグメントのN−末端45アミノ酸について得
たものである。この配列を図2に示す。予測的二次構造
分析から、この配列はきわめて強いα−螺旋状形態を有
し、非螺旋状の挿入はないことが明らかとなった。セグ
メントの約51%がわずか2種類のアミノ酸、すなわち
荷電アミノ酸のリジンと非荷電アミノ酸のアラニンから
成っている。
ケート状セグメントのN−末端45アミノ酸について得
たものである。この配列を図2に示す。予測的二次構造
分析から、この配列はきわめて強いα−螺旋状形態を有
し、非螺旋状の挿入はないことが明らかとなった。セグ
メントの約51%がわずか2種類のアミノ酸、すなわち
荷電アミノ酸のリジンと非荷電アミノ酸のアラニンから
成っている。
【0024】また、この45−アミノ酸配列を分析した
ところ、7残基の周期を含むことが明らかとなった(図
2参照)。PspAにおいては、周期は残基8から始ま
り、ほぼ11回転の螺旋状で配列全体にわたって広がっ
ている。”a”及び”d”の位置は非極性アミノ酸で占
められ、一般に”b”、”c”及び”f”の位置は親水
性のアミノ酸で占められている。位置”f”はほとんど
リジンで占められている。このようなことを考慮し、P
spAのこの領域はα−螺旋状高次コイル立体配置であ
る可能性が高い。α−螺旋状高次コイル領域全体の推定
アミノ酸配列を図8に示す。
ところ、7残基の周期を含むことが明らかとなった(図
2参照)。PspAにおいては、周期は残基8から始ま
り、ほぼ11回転の螺旋状で配列全体にわたって広がっ
ている。”a”及び”d”の位置は非極性アミノ酸で占
められ、一般に”b”、”c”及び”f”の位置は親水
性のアミノ酸で占められている。位置”f”はほとんど
リジンで占められている。このようなことを考慮し、P
spAのこの領域はα−螺旋状高次コイル立体配置であ
る可能性が高い。α−螺旋状高次コイル領域全体の推定
アミノ酸配列を図8に示す。
【0025】pspAのコード化領域全体をクローン化
し、配列を決定した(図3ないし図5参照)。PspA
タンパクの推定アミノ酸配列から、図1に模式的に示し
たように、3点の特異的領域が認められる。したがっ
て、本発明の別の側面は、PspAタンパクまたはそれ
らのタンパク群をコード化し、図3ないし5で規定した
範囲に含まれるコード配列またはそれとかなり相同的な
配列を有する生物学的に純粋な組替えDNA分子を提供
することである。
し、配列を決定した(図3ないし図5参照)。PspA
タンパクの推定アミノ酸配列から、図1に模式的に示し
たように、3点の特異的領域が認められる。したがっ
て、本発明の別の側面は、PspAタンパクまたはそれ
らのタンパク群をコード化し、図3ないし5で規定した
範囲に含まれるコード配列またはそれとかなり相同的な
配列を有する生物学的に純粋な組替えDNA分子を提供
することである。
【0026】pspA遺伝子のDNA配列は、長さが2
086塩基対のHindIII−KpnIフラグメント
上に含まれる。pspA遺伝子自体は、このフラグメン
トのうち約1985塩基対を占め、転写及び翻訳シグナ
ルを含み、ATG/met(ニュクレオチド位置12
7、コドン位置−31)で翻訳を開始し、AAG/me
t(ニュクレオチド位置127、コドン位置−31)か
らCGA/ala(ニュクレオチド位置217、コドン
位置−1)に伸びるリーダー配列を含む開始領域から成
っている。成熟PspAは、ニュクレオチド位置220
(コドン+1)のgluアミノ酸から始まり、ニュクレ
オチド位置1984の翻訳ストップTAA/OCHで終
わる。この翻訳ストップコドンの次に、翻訳終了シグナ
ルがある。
086塩基対のHindIII−KpnIフラグメント
上に含まれる。pspA遺伝子自体は、このフラグメン
トのうち約1985塩基対を占め、転写及び翻訳シグナ
ルを含み、ATG/met(ニュクレオチド位置12
7、コドン位置−31)で翻訳を開始し、AAG/me
t(ニュクレオチド位置127、コドン位置−31)か
らCGA/ala(ニュクレオチド位置217、コドン
位置−1)に伸びるリーダー配列を含む開始領域から成
っている。成熟PspAは、ニュクレオチド位置220
(コドン+1)のgluアミノ酸から始まり、ニュクレ
オチド位置1984の翻訳ストップTAA/OCHで終
わる。この翻訳ストップコドンの次に、翻訳終了シグナ
ルがある。
【0027】タンパク配列のアミノ酸末端は、図3ない
し5のDNA並列から推察すると、31のアミノ酸リー
ダー配列とPspAのN−末端の45アミノ酸配列(図
2)と全く同じ45のアミノ酸配列を含む。推論したタ
ンパク配列のアミノ酸末端は高度に荷電し、α−螺旋状
の性質を持っている。この領域は、アミノ酸レベル(同
一性約22%、類似性50%)でトロポマイオシンと類
似である。この類似性は、主として7の残基周期を繰り
返すことによるものであり、この場合第1と第4のアミ
ノ酸は疎水性であり、介在アミノ酸は螺旋構造プロモー
ターであり、第7アミノ酸は荷電している。このパター
ンはα−螺旋状高次コイル分子のパターンと一致し、分
子のN−末端の半分にα−螺旋状コイルが伸びているこ
とを示している。α−螺旋状コイル領域全体のアミノ酸
配列を図8に示す。
し5のDNA並列から推察すると、31のアミノ酸リー
ダー配列とPspAのN−末端の45アミノ酸配列(図
2)と全く同じ45のアミノ酸配列を含む。推論したタ
ンパク配列のアミノ酸末端は高度に荷電し、α−螺旋状
の性質を持っている。この領域は、アミノ酸レベル(同
一性約22%、類似性50%)でトロポマイオシンと類
似である。この類似性は、主として7の残基周期を繰り
返すことによるものであり、この場合第1と第4のアミ
ノ酸は疎水性であり、介在アミノ酸は螺旋構造プロモー
ターであり、第7アミノ酸は荷電している。このパター
ンはα−螺旋状高次コイル分子のパターンと一致し、分
子のN−末端の半分にα−螺旋状コイルが伸びているこ
とを示している。α−螺旋状コイル領域全体のアミノ酸
配列を図8に示す。
【0028】荷電した螺旋状領域の次に、81アミノ酸
のうち23がプロリンであるプロリン・リッチな領域が
存在する。プロリン・リッチな領域の次のカルボキシ
は、相同性の高い20のアミノ酸反復の最初の10個の
アミノ酸である。分子の配列決定部位における唯一顕著
な疎水性領域は最後の反復で始まる。この膜スパンニン
グ領域は、翻訳ストップコドンの前に数種の荷電アミノ
酸を含んでいる。
のうち23がプロリンであるプロリン・リッチな領域が
存在する。プロリン・リッチな領域の次のカルボキシ
は、相同性の高い20のアミノ酸反復の最初の10個の
アミノ酸である。分子の配列決定部位における唯一顕著
な疎水性領域は最後の反復で始まる。この膜スパンニン
グ領域は、翻訳ストップコドンの前に数種の荷電アミノ
酸を含んでいる。
【0029】挿入不活性化され、C−末端アンカー領域
を欠失するS.pneumoniaeの変異株は、化学
的に限定した培地で生育が可能であり、培地中にPsp
AタンパクのN−末端部分を分泌する。PspAのN−
末端領域は、培地に対する溶解性が高く、完全な分子に
比較して単離がはるかに容易である。可溶性のトランケ
ート分子は、図6および7に示したクローン化PspA
DNAフラグメントを用いた挿入重複突然変異によって
製造した。E.coliに同じトランケート状構造を表
現させる(肺炎球菌プロモーターを用い)と、同じPs
pAフラグメントがE.coliの周縁細胞質中に分泌
される。PspAは、低張性細胞溶解により、周縁細胞
質から容易に抽出される。
を欠失するS.pneumoniaeの変異株は、化学
的に限定した培地で生育が可能であり、培地中にPsp
AタンパクのN−末端部分を分泌する。PspAのN−
末端領域は、培地に対する溶解性が高く、完全な分子に
比較して単離がはるかに容易である。可溶性のトランケ
ート分子は、図6および7に示したクローン化PspA
DNAフラグメントを用いた挿入重複突然変異によって
製造した。E.coliに同じトランケート状構造を表
現させる(肺炎球菌プロモーターを用い)と、同じPs
pAフラグメントがE.coliの周縁細胞質中に分泌
される。PspAは、低張性細胞溶解により、周縁細胞
質から容易に抽出される。
【0030】トランケート状PspAは、横流濾過等従
来の方法を用い、突然変異肺炎球菌の培養液から単離す
ることができる。ついで、陰イオン交換樹脂を用いてイ
オン交換クロマトグラフィーを行い、タンパクを精製す
る。この手順においては、PspAを含む溶液を0.0
2 Mの塩溶液中でpH6まで透析した後、樹脂に通
す。イオン強度0.08から2.0 Mまでのグラジェ
ントでPspAを溶出し、使用するカラムの性質によ
り、0.34から0.87 Mイオン強度の画分を集め
る。
来の方法を用い、突然変異肺炎球菌の培養液から単離す
ることができる。ついで、陰イオン交換樹脂を用いてイ
オン交換クロマトグラフィーを行い、タンパクを精製す
る。この手順においては、PspAを含む溶液を0.0
2 Mの塩溶液中でpH6まで透析した後、樹脂に通
す。イオン強度0.08から2.0 Mまでのグラジェ
ントでPspAを溶出し、使用するカラムの性質によ
り、0.34から0.87 Mイオン強度の画分を集め
る。
【0031】PspAは、ドデシル硫酸ポリアクリルア
ミドナトリウムゲル(SDS−PAGE)電気泳動によ
って、さらに精製することができる。ゲルのPspA含
有部分は、ゲルを染色することによって確認し、この部
分からPspAを電気溶出する。
ミドナトリウムゲル(SDS−PAGE)電気泳動によ
って、さらに精製することができる。ゲルのPspA含
有部分は、ゲルを染色することによって確認し、この部
分からPspAを電気溶出する。
【0032】電気泳動による精製は、少量のPspAを
取り扱う場合に便利である。大量生産に適した方法とし
て、pH7のリン酸緩衝液中でサイズ・クロマトグラフ
ィーを行うことにより精製することができる。
取り扱う場合に便利である。大量生産に適した方法とし
て、pH7のリン酸緩衝液中でサイズ・クロマトグラフ
ィーを行うことにより精製することができる。
【0033】培地中にトランケート状のPspAを表現
させることができるので、細胞膜内にトラップされてい
る場合のように複雑な精製工程を必要とせず、PspA
とその他のタンパクの間でタンパクを融合させることに
より、トランケートpspA遺伝子中にクローン化され
た別のタンパクを単離することもできる。このような手
法は、免疫性を増強したり、遺伝子産物の免疫性構造ま
たは提示の保存に利用することができ、融合タンパクを
全身的または粘膜的に免疫投与することを可能にする。
させることができるので、細胞膜内にトラップされてい
る場合のように複雑な精製工程を必要とせず、PspA
とその他のタンパクの間でタンパクを融合させることに
より、トランケートpspA遺伝子中にクローン化され
た別のタンパクを単離することもできる。このような手
法は、免疫性を増強したり、遺伝子産物の免疫性構造ま
たは提示の保存に利用することができ、融合タンパクを
全身的または粘膜的に免疫投与することを可能にする。
【0034】このような融合タンパクの1例は、Psp
Aの可溶性N−末端領域とコレラ毒のB−サブユニット
の融合である。また、融合タンパクは、トランケート状
PspAタンパクを別のタンパクに化学的に付加するこ
とによっても形成することができる。
Aの可溶性N−末端領域とコレラ毒のB−サブユニット
の融合である。また、融合タンパクは、トランケート状
PspAタンパクを別のタンパクに化学的に付加するこ
とによっても形成することができる。
【0035】本発明の別の側面は、PspAタンパクの
トランケート型をコード化したpspA遺伝子と別のタ
ンパクをコード化した遺伝子を融合させて融合タンパク
のクローンを形成し、融合タンパククローンでS.pn
eumoniae、E.coliまたはその他の細菌を
形質変換させ、形質変換した細菌を培養してトランケー
ト状PspAとその他のタンパクを培養液中に表現さ
せ、融合タンパクを単離することから成るクローン化タ
ンパクの製造法を提供するものである。
トランケート型をコード化したpspA遺伝子と別のタ
ンパクをコード化した遺伝子を融合させて融合タンパク
のクローンを形成し、融合タンパククローンでS.pn
eumoniae、E.coliまたはその他の細菌を
形質変換させ、形質変換した細菌を培養してトランケー
ト状PspAとその他のタンパクを培養液中に表現さ
せ、融合タンパクを単離することから成るクローン化タ
ンパクの製造法を提供するものである。
【0036】この手法を利用することにより、例えば
S.pneumoniae等肺炎球菌、例えばBaci
lle Calmette−Guerin(BCG)等
のミコバクテリア等のグラム陽性細菌中にクローン化し
たタンパクを生産させることができる。この方法は、通
常クローン化に使用されるE.coli等のグラム陰性
細菌に本質的な問題、特に組替えタンパクをエンドトキ
シンから分離、精製する必要性、及びグラム陰性細菌に
おける多くのグラム陽性DNA配列の毒性等を克服する
ことができる。
S.pneumoniae等肺炎球菌、例えばBaci
lle Calmette−Guerin(BCG)等
のミコバクテリア等のグラム陽性細菌中にクローン化し
たタンパクを生産させることができる。この方法は、通
常クローン化に使用されるE.coli等のグラム陰性
細菌に本質的な問題、特に組替えタンパクをエンドトキ
シンから分離、精製する必要性、及びグラム陰性細菌に
おける多くのグラム陽性DNA配列の毒性等を克服する
ことができる。
【0037】PspAの可溶性N−末端領域及びコレラ
毒素のB−サブユニット(CTB)から成る融合タンパ
クを表現させるためには、PspAタンパクのトランケ
ート型をコード化したpspA遺伝子とコレラ毒素のB
−サブユニットをコード化したctxB遺伝子の遺伝子
融合が効果的である。融合タンパクを表現させた後に
は、PspAとCTBを、希薄酸により、希薄酸に不安
定であることが知られているので、両タンパクの融合部
位として設計されたアスパラギン−プロリン配列の部位
で相互に解裂させることができる。
毒素のB−サブユニット(CTB)から成る融合タンパ
クを表現させるためには、PspAタンパクのトランケ
ート型をコード化したpspA遺伝子とコレラ毒素のB
−サブユニットをコード化したctxB遺伝子の遺伝子
融合が効果的である。融合タンパクを表現させた後に
は、PspAとCTBを、希薄酸により、希薄酸に不安
定であることが知られているので、両タンパクの融合部
位として設計されたアスパラギン−プロリン配列の部位
で相互に解裂させることができる。
【0038】CTBは、モノシアロガングリオシド(G
M1)に対する特異性が高いことが知られている。したが
って、融合PspA−CTBタンパクは、GM1アフィニ
ティーカラムに吸着させ、低pHで融合タンパクを溶出
させることにより、培地から単離することができる。
M1)に対する特異性が高いことが知られている。したが
って、融合PspA−CTBタンパクは、GM1アフィニ
ティーカラムに吸着させ、低pHで融合タンパクを溶出
させることにより、培地から単離することができる。
【0039】PspAーCTB融合タンパクは、固相の
特異的抗体吸着体検定にきわめて有用である。融合タン
パクを使用することにより、あらかじめPspAフラグ
メントを単離することなく、マイクロ滴定板等の固体担
体をPspAフラグメントでコートすることができる。
これは、融合タンパクを含む細菌抽出物をGM1でコート
したプレートに添加することにより行うことができる。
ついで、PspA−CTB融合タンパクを、CTB部分
でGM1に結合させることにより、固体担体をPspAで
コートする。ついで、得られたコート産物を固相特異的
抗体吸着体検定に利用し、試験試料中のPspA抗体ま
たは抗原を検出することができる。このような特異的抗
体吸着体検定は、本発明の別の側面を構成する。
特異的抗体吸着体検定にきわめて有用である。融合タン
パクを使用することにより、あらかじめPspAフラグ
メントを単離することなく、マイクロ滴定板等の固体担
体をPspAフラグメントでコートすることができる。
これは、融合タンパクを含む細菌抽出物をGM1でコート
したプレートに添加することにより行うことができる。
ついで、PspA−CTB融合タンパクを、CTB部分
でGM1に結合させることにより、固体担体をPspAで
コートする。ついで、得られたコート産物を固相特異的
抗体吸着体検定に利用し、試験試料中のPspA抗体ま
たは抗原を検出することができる。このような特異的抗
体吸着体検定は、本発明の別の側面を構成する。
【0040】また、プロリン・リッチ領域、繰り返し領
域またはPspAのC−終点を含むPspA付加/アン
カー領域は、肺炎球菌、または機能的に付加/アンカー
領域を有するその他のグラム陽性またはグラム陰性細菌
に非相同タンパクを表現させるために使用することがで
きる。
域またはPspAのC−終点を含むPspA付加/アン
カー領域は、肺炎球菌、または機能的に付加/アンカー
領域を有するその他のグラム陽性またはグラム陰性細菌
に非相同タンパクを表現させるために使用することがで
きる。
【0041】一般に、表現は、グラム陽性細菌の場合は
細菌の膜、細胞壁、または細胞表面に行い、グラム陰性
細菌の場合には周縁細胞質内に行う。このような非相同
タンパク例は、コレラ毒素のB−サブユニットである。
細菌の膜、細胞壁、または細胞表面に行い、グラム陰性
細菌の場合には周縁細胞質内に行う。このような非相同
タンパク例は、コレラ毒素のB−サブユニットである。
【0042】上記のように、ここで得られたPspAの
トランケート型はタンパクの免疫防御エピトープを含む
ため、肺炎球菌の感染に対するワクチンとして有用であ
る。したがって、本発明のさらに別の側面は、免疫学的
活性成分として、ここで提供された精製免疫防御性肺炎
球菌表面タンパクから成る肺炎球菌の感染に対するワク
チンを提供するものである。PspAタンパクは、各種
の感染症に有効な混合ワクチンとしても使用することが
できる。
トランケート型はタンパクの免疫防御エピトープを含む
ため、肺炎球菌の感染に対するワクチンとして有用であ
る。したがって、本発明のさらに別の側面は、免疫学的
活性成分として、ここで提供された精製免疫防御性肺炎
球菌表面タンパクから成る肺炎球菌の感染に対するワク
チンを提供するものである。PspAタンパクは、各種
の感染症に有効な混合ワクチンとしても使用することが
できる。
【0043】さらに、トランケート状可溶性PspAタ
ンパクをコード化したpspA遺伝子を表現するように
形質変換されたグラム陽性細菌は、弱毒化ワクチンまた
は死菌ワクチンの形で、肺炎球菌感染に対するワクチン
の免疫活性成分として利用することができる。形質変換
細菌においては、このようなpspA遺伝子を、別のタ
ンパクをコード化した遺伝子に融合させることができ
る。したがって、本発明の別の側面は、免疫活性成分と
して、PspAのトランケート型をコード化した遺伝子
を含む弱毒化または死菌ワクチンから成る肺炎球菌感染
に対するワクチンを提供するものである。
ンパクをコード化したpspA遺伝子を表現するように
形質変換されたグラム陽性細菌は、弱毒化ワクチンまた
は死菌ワクチンの形で、肺炎球菌感染に対するワクチン
の免疫活性成分として利用することができる。形質変換
細菌においては、このようなpspA遺伝子を、別のタ
ンパクをコード化した遺伝子に融合させることができ
る。したがって、本発明の別の側面は、免疫活性成分と
して、PspAのトランケート型をコード化した遺伝子
を含む弱毒化または死菌ワクチンから成る肺炎球菌感染
に対するワクチンを提供するものである。
【0044】また、PspAのトランケート型は、各種
の多糖類等の通常弱免疫性または非免疫性防御を誘導す
る分子を共役させ、免疫活性を増強するために使用する
ことができる。したがって、本発明の別の側面は、免疫
活性成分として精製免疫防御性肺炎球菌表面タンパク
と、通常弱免疫性または非免疫性防御誘導分子の共役体
から成るワクチンを提供するものである。
の多糖類等の通常弱免疫性または非免疫性防御を誘導す
る分子を共役させ、免疫活性を増強するために使用する
ことができる。したがって、本発明の別の側面は、免疫
活性成分として精製免疫防御性肺炎球菌表面タンパク
と、通常弱免疫性または非免疫性防御誘導分子の共役体
から成るワクチンを提供するものである。
【0045】pspAの保存配列、特に遺伝子のプロリ
ン・リッチまたは反復領域の配列は、組織、体液または
分泌物中の肺炎球菌DNAを検出することにより、肺炎
球菌の各種の系統の有無を検出するプローブとして利用
することができる。同様に、pspA遺伝子の一部は、
肺炎球菌感染の検出用診断キットに利用することができ
る。
ン・リッチまたは反復領域の配列は、組織、体液または
分泌物中の肺炎球菌DNAを検出することにより、肺炎
球菌の各種の系統の有無を検出するプローブとして利用
することができる。同様に、pspA遺伝子の一部は、
肺炎球菌感染の検出用診断キットに利用することができ
る。
【0046】さらに、pspAの保存配列、特にプロリ
ン・リッチまたは反復領域の配列に基づいて作製したプ
ライマーは、肺炎球菌DNAの増幅を利用して、組織、
体液または分泌物中の肺炎球菌の有無の検定に使用する
ことができる。この場合、ポリメラーゼ・チェイン反応
(PCR)を利用して、S.pneumoniaeのp
spA遺伝子のニュクレオチド配列に由来する単一プラ
イマー対をS.pneumoniaeの選択的検出に利
用することができる。
ン・リッチまたは反復領域の配列に基づいて作製したプ
ライマーは、肺炎球菌DNAの増幅を利用して、組織、
体液または分泌物中の肺炎球菌の有無の検定に使用する
ことができる。この場合、ポリメラーゼ・チェイン反応
(PCR)を利用して、S.pneumoniaeのp
spA遺伝子のニュクレオチド配列に由来する単一プラ
イマー対をS.pneumoniaeの選択的検出に利
用することができる。
【0047】特異的増幅は、S.pneumoniae
のRx1株からの678塩基対DNAフラグメントで達
成された。30サイクル増幅させた後、アガロースゲル
電気泳動でアンプライマーを検出することができる。試
験した32株のS.pneumoniae全てで、フラ
グメントの満足のいく増幅が得られた。PCR DNA
増幅は、推定20フィコグラム以下の肺炎球菌総ゲノム
DNAを検出することができた。
のRx1株からの678塩基対DNAフラグメントで達
成された。30サイクル増幅させた後、アガロースゲル
電気泳動でアンプライマーを検出することができる。試
験した32株のS.pneumoniae全てで、フラ
グメントの満足のいく増幅が得られた。PCR DNA
増幅は、推定20フィコグラム以下の肺炎球菌総ゲノム
DNAを検出することができた。
【0048】以下のニュクレオチド配列を有するプライ
マーLSM1及びLSM2が、pspAからの678塩
基対産物をニュクレオチド1312からRx1 psp
A配列の1990に増幅した(図3ないし5)。
マーLSM1及びLSM2が、pspAからの678塩
基対産物をニュクレオチド1312からRx1 psp
A配列の1990に増幅した(図3ないし5)。
【0049】LSM1 5’−CCGGATCCAGCTCCTGCACCAA
AAC−3’LSM2 5’−GCGCTGCGACGGCTTAAACCCA
TTCACCATTGG−3’ ここに記載したプライマーを用いたPCR分析は、文献
に記載されている従来のPCR法、例えばArnhem
ら、C&EN Special Report,36,
1990年10月1日に従って行った。検出のため、プ
ライマーを標識するか、標識したニュクレオチド トリ
ホスフェートをPCR反応に添加し、PCR増幅生成物
を標識してもよい。
AAC−3’LSM2 5’−GCGCTGCGACGGCTTAAACCCA
TTCACCATTGG−3’ ここに記載したプライマーを用いたPCR分析は、文献
に記載されている従来のPCR法、例えばArnhem
ら、C&EN Special Report,36,
1990年10月1日に従って行った。検出のため、プ
ライマーを標識するか、標識したニュクレオチド トリ
ホスフェートをPCR反応に添加し、PCR増幅生成物
を標識してもよい。
【0050】PCRプライマーは、従来の方法、例えば
オリゴニュクレオチド合成または適当な制限酵素を用い
て大きなニュクレオチド配列のフラグメント化によって
調製することができる。
オリゴニュクレオチド合成または適当な制限酵素を用い
て大きなニュクレオチド配列のフラグメント化によって
調製することができる。
【0051】多数のS.pneumoniae株を単一
のプライマーで検出することができるので、病気の原因
となる菌株には関係なく、人間を含む哺乳動物における
肺炎球菌感染の診断に使用できる普遍的なPCR検出キ
ットを提供することができる。
のプライマーで検出することができるので、病気の原因
となる菌株には関係なく、人間を含む哺乳動物における
肺炎球菌感染の診断に使用できる普遍的なPCR検出キ
ットを提供することができる。
【0052】菌株、プラスミッド及びプローブ 以下の実施例ならびに添付図面では、ある種のプラスミ
ッド及びこれらのプラスミッドならびにベクターDNA
セグメントで形質変換を行った細菌株を参考例として含
めた。これらのうち、いくつかのものはATCCに寄託
されているが、ここでは全てを完全に記載した。以下の
表はこれらの材料の要約である。
ッド及びこれらのプラスミッドならびにベクターDNA
セグメントで形質変換を行った細菌株を参考例として含
めた。これらのうち、いくつかのものはATCCに寄託
されているが、ここでは全てを完全に記載した。以下の
表はこれらの材料の要約である。
【0053】 表II表 示 型 説 明 供 託 記載場所 JY4313 E.coli株 PspA DNA ATCC68529 図1 JY2008 S.pneumoniae PspAフラグメント ATCC55143 図1 株 43kDa JY4306 E.coli株 PspAフラグメント ATCC68522 図3,4,5 43kDa JY4310 PspAフラグメント なし 図10 21kDa JY4285 PspAフラグメント なし 図10 18kDa pJY4163 プラスミッド PspA-CTB融合タン なし 図9 パク(29kDa) の 表現にもちいた表現 プラスミッド JY4323 DNA プローブ HindIII-KpaI なし 図9 セグメント JY4306 DNA プローブ HindIII-Dra-I なし 図9 セグメント JY4262 DNA プローブ BclI-Bst-NI なし 図9 セグメント
【0054】
【0055】
【実施例】実施例1 この実施例ではS.pneumoniae新種の成長及
調製法を示す。
調製法を示す。
【0056】S.pneumoniae株Rx1(これ
はカプセル2型株D39(国立標準株保存機関、ロンド
ン、NCTC#7455)の非カプセル型誘導型である
が)をマクダニエル等 III、1987年、クレイン等1
990年、タルキングトン等1991年により示されて
いるようにPspAの10ケの異なるクローン化フラグ
メントと共にinsertional不活性化処理をし
た(第6および7図参照)。
はカプセル2型株D39(国立標準株保存機関、ロンド
ン、NCTC#7455)の非カプセル型誘導型である
が)をマクダニエル等 III、1987年、クレイン等1
990年、タルキングトン等1991年により示されて
いるようにPspAの10ケの異なるクローン化フラグ
メントと共にinsertional不活性化処理をし
た(第6および7図参照)。
【0057】これらのフラグメントはすべてクローン化
されたE.coli JY4313株(ATCCにアク
セス番号68529で1991年1月31日に寄託され
ている。)のプラスミドPspA DNAを制限酵素で
消化して得られたものである。
されたE.coli JY4313株(ATCCにアク
セス番号68529で1991年1月31日に寄託され
ている。)のプラスミドPspA DNAを制限酵素で
消化して得られたものである。
【0058】このinsertional重複突然変異
(第6および7図参照)はクローン化断片の3’端末近
くで遺伝子発現を終結させる。
(第6および7図参照)はクローン化断片の3’端末近
くで遺伝子発現を終結させる。
【0059】結果物の一株、JY2008、(ATCC
に55143番として1991年1月24日寄託した)
は、pKSD300とコードされた(1987年マクダ
ニエル等 III)DNAの断片から導かれたものであり、
27kDa(見かけ上の分子量は43kDa)のPsp
A断片をつくる。この断片は生来の蛋白質(見かけ上の
分子量は84kDa)のおおよそ、40%の大きさで、
64kDaである。
に55143番として1991年1月24日寄託した)
は、pKSD300とコードされた(1987年マクダ
ニエル等 III)DNAの断片から導かれたものであり、
27kDa(見かけ上の分子量は43kDa)のPsp
A断片をつくる。この断片は生来の蛋白質(見かけ上の
分子量は84kDa)のおおよそ、40%の大きさで、
64kDaである。
【0060】予想された分子サイズは、アミノ酸配列に
デデュースしたものに基くものであり、見かけの分子サ
イズはSDS−PAGE電気泳動に基くものである。こ
れらのサイズの違いはPspA断片のコンフォーメーシ
ョンに基く。
デデュースしたものに基くものであり、見かけの分子サ
イズはSDS−PAGE電気泳動に基くものである。こ
れらのサイズの違いはPspA断片のコンフォーメーシ
ョンに基く。
【0061】プロリン及び反覆/アンカー領域(図1参
照)を切除した。得られたタンパクは、これらの領域を
欠失するため、細胞に付着することができない。つい
で、下記のごとく、未付着タンパクを培養液上清から単
離した。
照)を切除した。得られたタンパクは、これらの領域を
欠失するため、細胞に付着することができない。つい
で、下記のごとく、未付着タンパクを培養液上清から単
離した。
【0062】PspA遺伝子中の異なる点に挿入を行う
ことにより、図10に示すように、長さの異なるトラン
ケート状の非吸着性PspAタンパク誘導体が得られ
る。肺炎球菌JY2008株は、0.10%の塩化コリ
ン、0.75%のL−システィンHCl及び、0.25
%NaHCO3 を添加した6lの化学的制限培地(In
f.、Imm、27:444参照)中で培養した。
ことにより、図10に示すように、長さの異なるトラン
ケート状の非吸着性PspAタンパク誘導体が得られ
る。肺炎球菌JY2008株は、0.10%の塩化コリ
ン、0.75%のL−システィンHCl及び、0.25
%NaHCO3 を添加した6lの化学的制限培地(In
f.、Imm、27:444参照)中で培養した。
【0063】JY2008の増殖中期の培養液上清を
0.22μの横型メンブランフィルターでろ過し、60
倍に濃縮した。
0.22μの横型メンブランフィルターでろ過し、60
倍に濃縮した。
【0064】非修飾D39株にpkSD300プラスミ
ッドを導入すると、同様に43kDのトランケート状P
spAタンパクが得られた。S.pneumoniae
3型WU2株(PspAタンパク約92kD)にpkS
D300プラスミッドを導入すると、細菌が増殖するに
つれ、分子量約46kDの非吸着性のトランケート状P
spAタンパクが得られた。実施例2 本実施例はPspAの精製を説明するものである。
ッドを導入すると、同様に43kDのトランケート状P
spAタンパクが得られた。S.pneumoniae
3型WU2株(PspAタンパク約92kD)にpkS
D300プラスミッドを導入すると、細菌が増殖するに
つれ、分子量約46kDの非吸着性のトランケート状P
spAタンパクが得られた。実施例2 本実施例はPspAの精製を説明するものである。
【0065】実施例1の記載にしたがって製造した培養
液上清濃縮物を、0.1M PBS、pH7.2で洗浄
し、196,000×gで超遠心を行った。上清を20
mMのL−ヒスチジン緩衝液−NaClで1:5に希釈
し、pHを6.0に調整し、DEAE−IsonetD
2イオン交換カラムに注入した。
液上清濃縮物を、0.1M PBS、pH7.2で洗浄
し、196,000×gで超遠心を行った。上清を20
mMのL−ヒスチジン緩衝液−NaClで1:5に希釈
し、pHを6.0に調整し、DEAE−IsonetD
2イオン交換カラムに注入した。
【0066】80mMから2Mまでの段階的NaClグ
ラジェントでカラムを溶出し、PspAを含むフラクシ
ョン(イオン強度0.32〜0.64M)を集め、SD
Aポリアクリルアミドゲル上で分離した。ゲルの代表的
切片上のタンパクをコマシェブルーR−250で染色し
てPspAを同定した。残りのSDSゲルからPspA
を含む画分を切り取り、ゲルから電気溶出した。溶出し
たタンパクはメタノール:アセトン(50:50)溶媒
中で沈澱させ、再度PBSに懸濁させた。製品の純度
は、銀染色及びmAb Xi126を用いたウェスタン
ブロット(IgG,2b,k,McDanielら、前
記参照)で確認した。実施例3 本実施例は、Escherichia coli の周
縁細胞質空間からのPspAの単離を説明するものであ
る。
ラジェントでカラムを溶出し、PspAを含むフラクシ
ョン(イオン強度0.32〜0.64M)を集め、SD
Aポリアクリルアミドゲル上で分離した。ゲルの代表的
切片上のタンパクをコマシェブルーR−250で染色し
てPspAを同定した。残りのSDSゲルからPspA
を含む画分を切り取り、ゲルから電気溶出した。溶出し
たタンパクはメタノール:アセトン(50:50)溶媒
中で沈澱させ、再度PBSに懸濁させた。製品の純度
は、銀染色及びmAb Xi126を用いたウェスタン
ブロット(IgG,2b,k,McDanielら、前
記参照)で確認した。実施例3 本実施例は、Escherichia coli の周
縁細胞質空間からのPspAの単離を説明するものであ
る。
【0067】E.coliの周縁細胞質空間からの単離
は、標準的手法を用いて行った。E.coli JY4
306株(本株はPspAの43kDa N−末端フラ
グメントを生産し、そのアミノ酸配列は図3ないし5に
示す。本株は1991年1月31日にATCCに寄託し
た。寄託番号68522)を緩衝生理食塩水で洗い、2
0%蔗糖、10mMEDTA及び25mMトリス(pH
7.7)を用いて0℃で10分間インキュベーションし
た。ついで、細胞を0℃、400×gで10分間遠心分
離した。上清を捨て、ペレットをただちに約100倍量
の水(4℃)に懸濁した。10分後に4℃、4,000
×gで10分間遠心分離した。ペレットを捨て、Psp
Aを含む上清を保存した。上清の濃縮は、固体蔗糖を用
いた濃縮または限外ろ過等の標準的手法で行った。E.
coliから単離したタンパクの精製は、肺炎球菌の培
養液から43kDa(トランケート状)PspAを単離
する場合に用いたと同じクロマトグラフィー法で行っ
た。実施例4 本実施例は、PspAタンパクの免疫特性を説明するも
のである。Xid突然変異遺伝子を有するCBA/N系
マウス(7週齢)(Jackson Laborato
ries,Bar Harber,ME)16匹の眼窩
静脈洞から採血し、免疫投与前のPspA抗体レベルを
測定した。実施例2に記載したように調整した精製Ps
pAをフロイントの完全アジュバントで乳化させ、マウ
スあたり約5μgのタンパクを鼠径腋窩部に皮下注射し
た。さらに14日後、実施例2に記載したように調製し
たPspAを5μg皮内注射した。対照群のマウスに
は、殺菌SDS緩衝液を同様に免疫投与した。最後の免
疫投与から7日後に、全動物の眼窩静脈洞から採血した
後、実施例1に記載したように培養した300CFUの
3型WU2株を静脈内に抗原投与した。
は、標準的手法を用いて行った。E.coli JY4
306株(本株はPspAの43kDa N−末端フラ
グメントを生産し、そのアミノ酸配列は図3ないし5に
示す。本株は1991年1月31日にATCCに寄託し
た。寄託番号68522)を緩衝生理食塩水で洗い、2
0%蔗糖、10mMEDTA及び25mMトリス(pH
7.7)を用いて0℃で10分間インキュベーションし
た。ついで、細胞を0℃、400×gで10分間遠心分
離した。上清を捨て、ペレットをただちに約100倍量
の水(4℃)に懸濁した。10分後に4℃、4,000
×gで10分間遠心分離した。ペレットを捨て、Psp
Aを含む上清を保存した。上清の濃縮は、固体蔗糖を用
いた濃縮または限外ろ過等の標準的手法で行った。E.
coliから単離したタンパクの精製は、肺炎球菌の培
養液から43kDa(トランケート状)PspAを単離
する場合に用いたと同じクロマトグラフィー法で行っ
た。実施例4 本実施例は、PspAタンパクの免疫特性を説明するも
のである。Xid突然変異遺伝子を有するCBA/N系
マウス(7週齢)(Jackson Laborato
ries,Bar Harber,ME)16匹の眼窩
静脈洞から採血し、免疫投与前のPspA抗体レベルを
測定した。実施例2に記載したように調整した精製Ps
pAをフロイントの完全アジュバントで乳化させ、マウ
スあたり約5μgのタンパクを鼠径腋窩部に皮下注射し
た。さらに14日後、実施例2に記載したように調製し
たPspAを5μg皮内注射した。対照群のマウスに
は、殺菌SDS緩衝液を同様に免疫投与した。最後の免
疫投与から7日後に、全動物の眼窩静脈洞から採血した
後、実施例1に記載したように培養した300CFUの
3型WU2株を静脈内に抗原投与した。
【0068】免疫投与前及び抗原投与前の血清をウェス
タンブロット法で分析してトランケート状タンパクに対
する免疫反応のベースラインを求めた。WU2株のPs
pAは電気泳動を行った後、ニトロセルロースメンブラ
ンに移した。このメンブランを帯状に切り、1:50に
希釈した所定のマウス抗血清で2時間プローブし、ビオ
チン添加ヤギ抗体マウス免疫グロブリンで1時間インキ
ュベーションし、ストレプトアビジン共役ホスファター
ゼで洗浄し、インキュベーションした。0.01%の5
−ブロモ−4−クロロ−3−インドイルホスフェート
トルイジン塩をメンブランに噴霧し、テトラゾリウムの
青色を発色させた。
タンブロット法で分析してトランケート状タンパクに対
する免疫反応のベースラインを求めた。WU2株のPs
pAは電気泳動を行った後、ニトロセルロースメンブラ
ンに移した。このメンブランを帯状に切り、1:50に
希釈した所定のマウス抗血清で2時間プローブし、ビオ
チン添加ヤギ抗体マウス免疫グロブリンで1時間インキ
ュベーションし、ストレプトアビジン共役ホスファター
ゼで洗浄し、インキュベーションした。0.01%の5
−ブロモ−4−クロロ−3−インドイルホスフェート
トルイジン塩をメンブランに噴霧し、テトラゾリウムの
青色を発色させた。
【0069】精製PspAフラグメントを免疫投与した
8匹のCBA/Nマウスは、WU2株を抗原投与14日
後でも全て生残し、発病症状は全く認められなかった。
対照の緩衝液を免疫投与したマウスでは、抗原投与2日
後に8匹中6匹が死亡し、残りの2匹は抗原投与2〜3
日後に、毛が波打ち、背をまるめ、活動が減少し、重度
の発病が認められたが、生残した。x2 解析で、免疫投
与群と対照投与群の間の生存率に有意差(P<0.00
3)が認められた。
8匹のCBA/Nマウスは、WU2株を抗原投与14日
後でも全て生残し、発病症状は全く認められなかった。
対照の緩衝液を免疫投与したマウスでは、抗原投与2日
後に8匹中6匹が死亡し、残りの2匹は抗原投与2〜3
日後に、毛が波打ち、背をまるめ、活動が減少し、重度
の発病が認められたが、生残した。x2 解析で、免疫投
与群と対照投与群の間の生存率に有意差(P<0.00
3)が認められた。
【0070】免疫投与前及び抗原投与前の血清をウェス
タンブロット法で分析した。免疫投与前の血清からは、
トランケート状PspAに対する抗体は検出されなかっ
た。免疫投与後の血清からは、8匹中8匹でPspA抗
体が検出され、特に6匹ではきわめて強い抗PspA反
応が認められた。抗原株WU2を抗血清でプローブする
と、免疫投与したマウス全例で、WU2PspAエピト
ープときわめて高い交叉反応を示す抗体が認められた。
対照群のマウスではPspAに対する抗体は検出されな
かった。
タンブロット法で分析した。免疫投与前の血清からは、
トランケート状PspAに対する抗体は検出されなかっ
た。免疫投与後の血清からは、8匹中8匹でPspA抗
体が検出され、特に6匹ではきわめて強い抗PspA反
応が認められた。抗原株WU2を抗血清でプローブする
と、免疫投与したマウス全例で、WU2PspAエピト
ープときわめて高い交叉反応を示す抗体が認められた。
対照群のマウスではPspAに対する抗体は検出されな
かった。
【0071】免疫データを表III に要約する。
【0072】 表 III 免疫原 PspA 抗原投与2日後 抗原投与14日後 抗体の検出 の生存率 の生存率 ─────────────────────────────────── 単離PspA 8/8 8/8 8/8 (実施例2) 殺菌SDS 0/8 2/8 2/8 (対 照)表III のデータから明らかなように、精製P
spA分子5μgを2回免疫投与すると、CBA/Nマ
ウスで致命的な感染に対する防御が誘発され、抗原株の
PspAに反応する抗体が誘発された。実施例5 本実施例はPspAタンパクの配列決定を説明するもの
である。再結晶したSDSを含むゲルをレムリー緩衝液
系(Nature 227:680)で9%展開するこ
とによって、実施例2に記載したように調製した精製P
spAの電気泳動を行った。10%のメタノールを含む
10mMの3−(シクロヘキシルアミノ)−1−プロパ
ン スルホン酸、pH11.0に10分間2回ゲルを浸
漬した。ポリビニリデン ジフルオライド メンブラン
(PVDF)を100%メタノールに数秒間浸漬して完
全に湿らせた後、CAPS緩衝液で10分間洗った。
0.5Aを1時間流し、CAPS緩衝液中のPVDFメ
ンブランにPspAを電気的に移した。移動後、メンブ
ランを脱イオン水中で5分間、2回洗浄し、50%メタ
ノールに溶解した0.1%コマシー青R−250で20
分間染色した。PspAを含むメンブランを切り取り、
40%メタノール及び10%酢酸中で5分間脱色した。
メンブランを細切りし、配列決定まで、殺菌したエペン
ドルフ管に保存した。
spA分子5μgを2回免疫投与すると、CBA/Nマ
ウスで致命的な感染に対する防御が誘発され、抗原株の
PspAに反応する抗体が誘発された。実施例5 本実施例はPspAタンパクの配列決定を説明するもの
である。再結晶したSDSを含むゲルをレムリー緩衝液
系(Nature 227:680)で9%展開するこ
とによって、実施例2に記載したように調製した精製P
spAの電気泳動を行った。10%のメタノールを含む
10mMの3−(シクロヘキシルアミノ)−1−プロパ
ン スルホン酸、pH11.0に10分間2回ゲルを浸
漬した。ポリビニリデン ジフルオライド メンブラン
(PVDF)を100%メタノールに数秒間浸漬して完
全に湿らせた後、CAPS緩衝液で10分間洗った。
0.5Aを1時間流し、CAPS緩衝液中のPVDFメ
ンブランにPspAを電気的に移した。移動後、メンブ
ランを脱イオン水中で5分間、2回洗浄し、50%メタ
ノールに溶解した0.1%コマシー青R−250で20
分間染色した。PspAを含むメンブランを切り取り、
40%メタノール及び10%酢酸中で5分間脱色した。
メンブランを細切りし、配列決定まで、殺菌したエペン
ドルフ管に保存した。
【0073】単離したPspAは、PVDFメンブラン
から直接配列決定を行った。図2はN−末端45残基ア
ミノ酸配列を示し、図8はα−ら線状領域全体のアミノ
酸配列を示す。pspA遺伝子全体のDNA配列及びP
spAタンパクの推定アミノ酸配列は図3ないし5に示
す。実施例6 本実施例は、S.pneumoniae及びE.col
iから発現または排泄/分泌される非相同タンパクの発
現及びリーダー配列として、pspA5’−配列または
PspA N−末端領域の利用を説明するものである。
本実施例では、遺伝子融合によりコレラ毒素B−サブユ
ニット(CTB)に融合させたPspAタンパクのN−
末端の発現、肺炎球菌からの融合タンパクの排泄及びそ
のE.coli周縁細胞室空間中への分泌について記載
する。
から直接配列決定を行った。図2はN−末端45残基ア
ミノ酸配列を示し、図8はα−ら線状領域全体のアミノ
酸配列を示す。pspA遺伝子全体のDNA配列及びP
spAタンパクの推定アミノ酸配列は図3ないし5に示
す。実施例6 本実施例は、S.pneumoniae及びE.col
iから発現または排泄/分泌される非相同タンパクの発
現及びリーダー配列として、pspA5’−配列または
PspA N−末端領域の利用を説明するものである。
本実施例では、遺伝子融合によりコレラ毒素B−サブユ
ニット(CTB)に融合させたPspAタンパクのN−
末端の発現、肺炎球菌からの融合タンパクの排泄及びそ
のE.coli周縁細胞室空間中への分泌について記載
する。
【0074】CTB及びPspAの半分のN−末端から
成る融合タンパクはE.coli中に構成し、発現させ
た。用いたHindIII /DraI pspA遺伝子フ
ラグメントは、pspA複写及び翻訳開始シグナル及び
細胞膜に移行させるためのPspAシグナルペプチドリ
ーダー配列の全てを含んでいる。このフラグメントによ
りコード化された成熟PspAは、α−ら線状高次コイ
ルドメインの90%以上から成る29kDa(実測分子
量42kDa)の産物であると推定される。用いたCT
Bフラグメントは、複写及び翻訳開始シグナルを欠失し
ている。PspAを介してpspAプロモーターから発
現させ、CTBをコード化した遺伝子ctxBにフレー
ム内翻訳解読させることにより、上流PspA産物に融
合させた12kDaのCTB産物が得られた。PspA
−CTB融合タンパクは、E.coliの高及び低複写
数プラスミッド(pUC18では100複写/細胞以
上、pJY4163では15〜30複写/細胞)に安定
的に発現された。
成る融合タンパクはE.coli中に構成し、発現させ
た。用いたHindIII /DraI pspA遺伝子フ
ラグメントは、pspA複写及び翻訳開始シグナル及び
細胞膜に移行させるためのPspAシグナルペプチドリ
ーダー配列の全てを含んでいる。このフラグメントによ
りコード化された成熟PspAは、α−ら線状高次コイ
ルドメインの90%以上から成る29kDa(実測分子
量42kDa)の産物であると推定される。用いたCT
Bフラグメントは、複写及び翻訳開始シグナルを欠失し
ている。PspAを介してpspAプロモーターから発
現させ、CTBをコード化した遺伝子ctxBにフレー
ム内翻訳解読させることにより、上流PspA産物に融
合させた12kDaのCTB産物が得られた。PspA
−CTB融合タンパクは、E.coliの高及び低複写
数プラスミッド(pUC18では100複写/細胞以
上、pJY4163では15〜30複写/細胞)に安定
的に発現された。
【0075】融合産物は期待した分子量(約54kD
a)を有し、抗体と反応してPspAとCTBを生成し
た。CTB産物がその機能を保有していることは、CT
Bの特性であるガングリオシドGM1に対する融合タンパ
クの結合能力によって確認することができた。
a)を有し、抗体と反応してPspAとCTBを生成し
た。CTB産物がその機能を保有していることは、CT
Bの特性であるガングリオシドGM1に対する融合タンパ
クの結合能力によって確認することができた。
【0076】融合産物の発現レベルが高くなると、タン
パクの周縁細胞質への完全な移行を阻害するプロセシン
グまたは立体配置変化の割合が明らかに減少した。しか
し、複写数が少ない構成では、融合タンパクの約60%
が周縁細胞質中に局在し、多量のタンパクが浸透圧衝撃
でE.coliから容易に放出される。
パクの周縁細胞質への完全な移行を阻害するプロセシン
グまたは立体配置変化の割合が明らかに減少した。しか
し、複写数が少ない構成では、融合タンパクの約60%
が周縁細胞質中に局在し、多量のタンパクが浸透圧衝撃
でE.coliから容易に放出される。
【0077】E.coliにおける発現に加えて、融合
タンパクは無毒性のS.pneumoniae Rx1
中に低複写数構成が形質転換され、挿入複製変異株とし
てS.pneumoniaeに発現される。このように
して、融合タンパクをコード化した遺伝子はS.pne
umoniaeの染色体中に取り込まれ、その染色体に
より安定的に発現される。実施例1の場合はトランケー
トPspA分子が付加/アンカー領域を欠いているが、
この場合にはPspA−CTB融合タンパクとして培養
液上清中に分泌された。融合タンパク産物は期待通りの
分子量(54kDa)を有し、抗体と反応してPsp
A、CTB及び結合GM1を生成した。実施例7 本実施例は、特に肺炎球菌の表面に発現されたPspA
−CTB(コレラ毒素Bサブユニット)の発現において
機能的な付加/アンカー配列を有するS.pneumo
niaeまたはその他の細菌の表面に非相同タンパクを
発現させるPspA付加またはアンカー領域の使用につ
いて説明するものである。
タンパクは無毒性のS.pneumoniae Rx1
中に低複写数構成が形質転換され、挿入複製変異株とし
てS.pneumoniaeに発現される。このように
して、融合タンパクをコード化した遺伝子はS.pne
umoniaeの染色体中に取り込まれ、その染色体に
より安定的に発現される。実施例1の場合はトランケー
トPspA分子が付加/アンカー領域を欠いているが、
この場合にはPspA−CTB融合タンパクとして培養
液上清中に分泌された。融合タンパク産物は期待通りの
分子量(54kDa)を有し、抗体と反応してPsp
A、CTB及び結合GM1を生成した。実施例7 本実施例は、特に肺炎球菌の表面に発現されたPspA
−CTB(コレラ毒素Bサブユニット)の発現において
機能的な付加/アンカー配列を有するS.pneumo
niaeまたはその他の細菌の表面に非相同タンパクを
発現させるPspA付加またはアンカー領域の使用につ
いて説明するものである。
【0078】N−末端をコード化しているPspAの領
域は、その複写及び翻訳開始シグナル及びそのシグナル
ペプチドリーダー配列を含み、翻訳されたフレーム内遺
伝子融合を介して、複写及び翻訳開始及び終了シグナル
を欠失するCTBコード化ctxBフラグメントに結合
している。この配列は、フレーム内でPspA付加/ア
ンカードメインに続き、プロリンの反復及びC−末端ド
メインの一部または全てを含んでいる。得られる融合タ
ンパクはPspAリーダー配列を介して細胞外に指向
し、膜を通して移行することにより清浄化され、Psp
A付加/アンカー配列によって細胞に付加される。2つ
のPspAフラグメントの間に位置する非相同タンパク
は、膜の外側の表面、S.pneumoniaeの場合
には細胞表面上に発現される。実施例8 本実施例は、Mycobacterium tuber
culosisのBacille Calmette−
Guerin(BCG)株によるトランケート状の完全
な長さを有するPspAの発現を説明するものである。
域は、その複写及び翻訳開始シグナル及びそのシグナル
ペプチドリーダー配列を含み、翻訳されたフレーム内遺
伝子融合を介して、複写及び翻訳開始及び終了シグナル
を欠失するCTBコード化ctxBフラグメントに結合
している。この配列は、フレーム内でPspA付加/ア
ンカードメインに続き、プロリンの反復及びC−末端ド
メインの一部または全てを含んでいる。得られる融合タ
ンパクはPspAリーダー配列を介して細胞外に指向
し、膜を通して移行することにより清浄化され、Psp
A付加/アンカー配列によって細胞に付加される。2つ
のPspAフラグメントの間に位置する非相同タンパク
は、膜の外側の表面、S.pneumoniaeの場合
には細胞表面上に発現される。実施例8 本実施例は、Mycobacterium tuber
culosisのBacille Calmette−
Guerin(BCG)株によるトランケート状の完全
な長さを有するPspAの発現を説明するものである。
【0079】BCGは、トランケート状PspAタンパ
クをコード化するpspA遺伝子に取り込まれるように
染色体を修飾した。43kDaのトランケート状Psp
Aタンパクは、修飾BCGから総BCGタンパクの約1
5%に発現させた。その結果、5’−分泌シグナルを欠
く43kDa領域をコード化したpspA遺伝子セグメ
ントを有する発現ベクター構成が得られた。発現は、P
spAまたはミコバクテリア シグナル配列を含めても
BCGタンパクの約1%に過ぎなかった。いずれの場合
にも、発現されたPspAのほとんど大部分は培地中に
分泌された。ミコバクテリアのリポタンパクシグナル配
列と融合した43kDaPspAタンパクを発現させる
と、BCGのメンブラン画分中に組替えPspAの発現
が得られた。
クをコード化するpspA遺伝子に取り込まれるように
染色体を修飾した。43kDaのトランケート状Psp
Aタンパクは、修飾BCGから総BCGタンパクの約1
5%に発現させた。その結果、5’−分泌シグナルを欠
く43kDa領域をコード化したpspA遺伝子セグメ
ントを有する発現ベクター構成が得られた。発現は、P
spAまたはミコバクテリア シグナル配列を含めても
BCGタンパクの約1%に過ぎなかった。いずれの場合
にも、発現されたPspAのほとんど大部分は培地中に
分泌された。ミコバクテリアのリポタンパクシグナル配
列と融合した43kDaPspAタンパクを発現させる
と、BCGのメンブラン画分中に組替えPspAの発現
が得られた。
【0080】この後者の結果は、リポタンパク シグナ
ル配列の融合により組替えPspAがアクリル化される
ことを暗示している。フルオロクロム共役単一クローン
PspA抗体を用いたフルオレセント活性化細胞ソート
を行い、これらのバクテリアの表面にPspAが表現さ
れていることを実証した。実施例9 本実施例は、肺炎球菌の各種系統間でpspA遺伝子の
一部が相同性を有し、そのため分子(DNA)的方法と
して、組織、体液または分泌物中の肺炎球菌の検出及び
患者から採取した試料から培養した肺炎球菌の同定に利
用できることを説明するものである。
ル配列の融合により組替えPspAがアクリル化される
ことを暗示している。フルオロクロム共役単一クローン
PspA抗体を用いたフルオレセント活性化細胞ソート
を行い、これらのバクテリアの表面にPspAが表現さ
れていることを実証した。実施例9 本実施例は、肺炎球菌の各種系統間でpspA遺伝子の
一部が相同性を有し、そのため分子(DNA)的方法と
して、組織、体液または分泌物中の肺炎球菌の検出及び
患者から採取した試料から培養した肺炎球菌の同定に利
用できることを説明するものである。
【0081】3種類のDNAプローブ、すなわち完全な
長さのpspA、JY4323(N−末端HindIII
からC−末端KpnIまで)、N−末端を含むpspA
の半分、JY4306(N−末端HindIII から99
6位のDraI(図3ないし5参照)まで)及びプロリ
ン及び反復領域の大部分、JY4262(1221位の
BclIから1832位のBstNIまで)を用いた。
95%同一性を要求するストリンジェント条件下で、プ
ローブJY4323及びJY4262を、サザーンブロ
ット法で分離した200系統以上のS.pneumon
iaeの細胞と反応させた。
長さのpspA、JY4323(N−末端HindIII
からC−末端KpnIまで)、N−末端を含むpspA
の半分、JY4306(N−末端HindIII から99
6位のDraI(図3ないし5参照)まで)及びプロリ
ン及び反復領域の大部分、JY4262(1221位の
BclIから1832位のBstNIまで)を用いた。
95%同一性を要求するストリンジェント条件下で、プ
ローブJY4323及びJY4262を、サザーンブロ
ット法で分離した200系統以上のS.pneumon
iaeの細胞と反応させた。
【0082】染色体DNAをHindIII で切断する
と、一般にこれらのプローブは、いずれも2つの明瞭な
バンドを検出することができ、各バンドの大きさは検査
した系統によって異なっていた。肺炎球菌Rx1株の場
合、各バンドの大きさは4.0及び9.1kbであっ
た。4.0kbのバンドはpspAに相当し、PspA
変異株では変性または欠失していた。一方、別のバンド
はN−末端またはC−末端を含むPspAの半分をコー
ド化した領域とある程度の相同性を有し、pspA突然
変異によって影響を受けない。JY4323及びJY4
262は、その他のグラム陽性細菌、Streptoc
occus pyogenes及びグラム陰性細菌Sa
lmonella typhimuriumとは反応し
なかった。N−末端プローブのJY4306は、検査し
た肺炎球菌の約1/3を識別することができた。
と、一般にこれらのプローブは、いずれも2つの明瞭な
バンドを検出することができ、各バンドの大きさは検査
した系統によって異なっていた。肺炎球菌Rx1株の場
合、各バンドの大きさは4.0及び9.1kbであっ
た。4.0kbのバンドはpspAに相当し、PspA
変異株では変性または欠失していた。一方、別のバンド
はN−末端またはC−末端を含むPspAの半分をコー
ド化した領域とある程度の相同性を有し、pspA突然
変異によって影響を受けない。JY4323及びJY4
262は、その他のグラム陽性細菌、Streptoc
occus pyogenes及びグラム陰性細菌Sa
lmonella typhimuriumとは反応し
なかった。N−末端プローブのJY4306は、検査し
た肺炎球菌の約1/3を識別することができた。
【0083】これらの結果は、プロリン/反復領域に含
まれる配列は肺炎球菌の全ての系統で同じであり、その
他の細菌には存在しない。分子のN−末端を含む半分は
変化が大きいように思われる。実施例10 本実施例は、PspAのα−螺旋状N−末端領域におけ
るエピトープの検出及びその位置の決定について説明す
るものである。
まれる配列は肺炎球菌の全ての系統で同じであり、その
他の細菌には存在しない。分子のN−末端を含む半分は
変化が大きいように思われる。実施例10 本実施例は、PspAのα−螺旋状N−末端領域におけ
るエピトープの検出及びその位置の決定について説明す
るものである。
【0084】図8、9及び10に*印で表示したマウス
モデルにおける肺炎球菌感染防御単一クローン抗体を用
いて、PspAのα−ら線状N−末端領域における各抗
体のエピトープの位置を決定した。その位置は、Psp
Aのフラグメントにマップした。結果は図5〜7に示
す。図5はPspAのN−末端領域の推定アミノ配列及
び単一クローン抗体によって識別されるエピトープの一
般的な位置を示し、図9は各種のpspAを遺伝子セグ
メントによって生産されるPspAフラグメントと抗体
の反応性を示す。図10は各種のpspA遺伝子セグメ
ントによって生産されるPspAフラグメントにおける
エピトープ地図を示す。
モデルにおける肺炎球菌感染防御単一クローン抗体を用
いて、PspAのα−ら線状N−末端領域における各抗
体のエピトープの位置を決定した。その位置は、Psp
Aのフラグメントにマップした。結果は図5〜7に示
す。図5はPspAのN−末端領域の推定アミノ配列及
び単一クローン抗体によって識別されるエピトープの一
般的な位置を示し、図9は各種のpspAを遺伝子セグ
メントによって生産されるPspAフラグメントと抗体
の反応性を示す。図10は各種のpspA遺伝子セグメ
ントによって生産されるPspAフラグメントにおける
エピトープ地図を示す。
【0085】図8の数字138,193及び261は、
単一クローン抗体Xi1526,Xi126,XiR3
5,XiR38,XiR1224,XiR16,Xi6
4,XiR278,Xi1325及びXi1323によ
って検出されたエピトープの位置をマップするために用
いたPspAフラグメントにおけるブレークポイントを
示す。*印を示したいくつかの抗体は、肺炎球菌WU2
株による致命的肺炎球菌感染を防護することのできるも
のである。
単一クローン抗体Xi1526,Xi126,XiR3
5,XiR38,XiR1224,XiR16,Xi6
4,XiR278,Xi1325及びXi1323によ
って検出されたエピトープの位置をマップするために用
いたPspAフラグメントにおけるブレークポイントを
示す。*印を示したいくつかの抗体は、肺炎球菌WU2
株による致命的肺炎球菌感染を防護することのできるも
のである。
【0086】さらに、図の右側の垂直な線は、高コイル
α−螺旋構造を有すると予想される領域を示す。図の左
側は各抗体のエピトープの地図を示す。
α−螺旋構造を有すると予想される領域を示す。図の左
側は各抗体のエピトープの地図を示す。
【0087】
【発明の効果】本開示を要約すると、本発明はPspA
タンパクの防御エピトープを含むための免疫防御反応を
誘発することのできるトランケート状PspA分子に関
する、本発明の範囲内で改良が可能である。
タンパクの防御エピトープを含むための免疫防御反応を
誘発することのできるトランケート状PspA分子に関
する、本発明の範囲内で改良が可能である。
【図1】成熟PspAのドメインの模式図。
【図2】PspAのN−末端アミノ酸配列を示す図。こ
こで太い大文字は荷電した親水性アミノ酸を示し、小文
字は非極性の疎水性残基を示し、下線を引いた太い小文
字は非荷電の極性親水性残基を示す。
こで太い大文字は荷電した親水性アミノ酸を示し、小文
字は非極性の疎水性残基を示し、下線を引いた太い小文
字は非荷電の極性親水性残基を示す。
【図3】PspAタンパクの推測アミノ酸配列を有する
pspA遺伝子のDNA並列を示す図。
pspA遺伝子のDNA並列を示す図。
【図4】PspAタンパクの推測アミノ酸配列を有する
pspA遺伝子のDNA並列を示す図。
pspA遺伝子のDNA並列を示す図。
【図5】PspAタンパクの推測アミノ酸配列を有する
pspA遺伝子のDNA並列を示す図。ここでアミノ酸
配列は図3から4および5に連続する。
pspA遺伝子のDNA並列を示す図。ここでアミノ酸
配列は図3から4および5に連続する。
【図6】pspAの制限マップ。
【図7】pspA遺伝子における突然変異株を構成する
ために挿入複製突然変異の利用を示す図。
ために挿入複製突然変異の利用を示す図。
【図8】PspAのN−末端部位における推測アミノ酸
配列及び単一クローン性抗体により識別されるエピトー
プの一般的位置を示す図。
配列及び単一クローン性抗体により識別されるエピトー
プの一般的位置を示す図。
【図9】各種のpspA遺伝子セグメントにより生産さ
れたPspAフラグメントと抗体との反応性を示す図。
れたPspAフラグメントと抗体との反応性を示す図。
【図10】各種のpspA遺伝子セグメントにより生産
されたPspAフラグメントにおけるエピトープの地図
上の位置を示す図。
されたPspAフラグメントにおけるエピトープの地図
上の位置を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── 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 技術表示箇所 C12Q 1/68 7823−4B C12Q 1/68 A G01N 33/53 G01N 33/53 D 33/569 33/569 F // A61K 39/09 ADZ A61K 39/09 ADZ (C12N 15/09 ZNA C12R 1:46) (C12N 1/21 C12R 1:46) (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12P 21/02 C12R 1:46) (C12P 21/02 C12R 1:19) (72)発明者 ジャネット エル. ヨーザー アメリカ合衆国 35242 アラバマ州 バ ーミンガム ハザーブロック ロード 2208 (72)発明者 ラリー エス. マックダニエル アメリカ合衆国 35210 アラバマ州 バ ーミンガム コルネル ドライヴ 5354
Claims (42)
- 【請求項1】 少なくともPspAタンパクの一部をコ
ードし、かつ図3に規定した配列に含まれるコード化配
列を有するか、またはそれに実質的に相同的な配列を有
する生物学的に純粋なDNA分子。 - 【請求項2】 PspAタンパクのα−螺旋状高次コイ
ル領域の少なくとも一部をコードすることを特徴とする
請求項1に記載のDNA分子。 - 【請求項3】 PspAタンパクのプロリン・リッチ領
域の少なくとも一部をコードすることを特徴とする請求
項1に記載のDNA分子。 - 【請求項4】 PspAタンパクの反復領域の少なくと
も一部をコードすることを特徴とする請求項1に記載の
DNA分子。 - 【請求項5】 pspA遺伝子で細菌の挿入重複突然変
異を起こさせることによりトランケート状発現PspA
タンパクをコード化し、前記の細菌を培養してトランケ
ート状PspAタンパクを発現させ、前記のタンパクを
単離することから成る免疫防御性トランケート状Psp
Aタンパクの製造方法。 - 【請求項6】 前記の細菌がS.pneumoniae
の系統から成り、前記の突然変異株を制限培地中で培養
して培地中にトランケート状PspAタンパクを発現さ
せ、培地からタンパクを単離することを特徴とする請求
項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記の突然変異株がS.pneumon
iaeのJY2008株であることを特徴とする請求項
6に記載の方法。 - 【請求項8】 前記の細菌がE.coliの系統から成
り、前記の突然変異株を制限培地中で培養してトランケ
ート状PspAタンパクを前記突然変異株の周縁細胞質
中に発現させ、トランケート状タンパクを前記突然変異
株の周縁細胞質から単離することを特徴とする請求項5
に記載の方法。 - 【請求項9】 前記の突然変異株がE.coliのJY
4306株であることを特徴とする請求項8に記載の方
法。 - 【請求項10】 前記の細菌がMycobacteri
aの系統から成ることを特徴とする請求項5に記載の方
法。 - 【請求項11】 前記突然変異株が突然変異BCGであ
ることを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 前記の単離したタンパクをイオン交換
クロマトグラフィーによって精製することを特徴とする
請求項5に記載の方法。 - 【請求項13】 トランケート状発現タンパクをコード
化したpspA遺伝子を有するStreptococc
us pneumoniaeの突然変異株。 - 【請求項14】 前記の株がS.pneumoniae
のJY2008株であることを特徴とする請求項13に
記載の変異株。 - 【請求項15】 前記の株がS.pneumoniae
のJY4310株であることを特徴とする請求項13に
記載の変異株。 - 【請求項16】 前記の株がS.pneumoniae
のJY4285株であることを特徴とする請求項13に
記載の変異株。 - 【請求項17】 別のタンパクをコード化した遺伝子に
結合し、トランケート状PspAタンパクをコード化し
たpspA遺伝子を有することを特徴とする請求項13
に記載の変異株。 - 【請求項18】 前記の別のタンパクをコード化した遺
伝子がコレラ毒素のB−サブユニットをコード化したc
txB遺伝子であることを特徴とする請求項17に記載
の変異株。 - 【請求項19】 前記の株がS.pneumoniae
のJY2182株であることを特徴とする請求項18に
記載の変異株。 - 【請求項20】 トランケート状発現PspAタンパク
をコード化したpspA遺伝子を有するMycobac
teriumの突然変異株。 - 【請求項21】 前記の株が突然変異BCGであること
を特徴とする請求項20に記載の変異株。 - 【請求項22】 トランケート状発現PspAタンパク
をコード化したpspA遺伝子を有するEscheri
chia coliの突然変異株。 - 【請求項23】 前記の株がE.coliのJY430
6株であることを特徴とする請求項22に記載の変異
株。 - 【請求項24】 前記の株がE.coliのJY435
3株であることを特徴とする請求項22に記載の変異
株。 - 【請求項25】 トランケート状PspAタンパクをコ
ード化したpspA遺伝子を別のタンパクをコード化し
た遺伝子と融合させて融合タンパククローンを形成さ
せ、前記融合タンパククローンで細菌の形質変換を行
い、形質変換細菌を培養してトランケート状PspAと
前記の別のタンパクから成る融合タンパクを発現させ、
前記の融合タンパクを単離することからなるクローン化
タンパクの製造法。 - 【請求項26】 前記の細菌がグラム陽性細菌であり、
形質変換したグラム陽性細菌を制限培地で培養して融合
タンパクを前記の培地中に発現させ、融合タンパクを培
地から単離することを特徴とする請求項25に記載の方
法。 - 【請求項27】 前記のグラム陽性細菌がS.pneu
moniaeの系統であることを特徴とする請求項26
に記載の方法。 - 【請求項28】 前記のグラム陽性細菌がMycoba
cteriumの系統であることを特徴とする請求項2
6に記載の方法。 - 【請求項29】 前記の細菌がグラム陰性細菌であり、
形質変換グラム陰性細菌を制限培地中で培養して融合タ
ンパクを前記細菌の周縁細胞質内に発現させ、融合タン
パクを前記周縁細胞質から単離することを特徴とする請
求項26に記載の方法。 - 【請求項30】 前記のグラム陰性細菌がE.coli
の系統であることを特徴とする請求項29に記載の方
法。 - 【請求項31】 前記の別のタンパクをコード化した遺
伝子がコレラ毒素のB−サブユニット(CTB)をコー
ド化した遺伝子であることを特徴とする請求項25に記
載の方法。 - 【請求項32】 前記の融合タンパクが前記のトランケ
ート状PspAタンパクとCTBを接続する酸に不安定
な配列であり、前記のPspAタンパクとCTBが希釈
酸で処理することにより相互に分離することを特徴とす
る請求項31に記載の方法。 - 【請求項33】 前記の融合タンパクをGM1アフィニテ
ィーカラムに吸着させることにより培地から分離し、カ
ラムから前記融合タンパクを溶出することを特徴とする
請求項31に記載の方法。 - 【請求項34】 pspA遺伝子の保存配列から成り、
試料中の肺炎球菌DNAを検出するためのDNAプロー
ブ。 - 【請求項35】 前記の保存配列が遺伝子のプロリン・
リッチ領域または遺伝子の反復領域またはその両方に存
在することを特徴とする請求項34に記載のDNAプロ
ーブ。 - 【請求項36】 DNAプローブJY4262。
- 【請求項37】 DNAプローブJY4323。
- 【請求項38】 試料中の肺炎球菌の有無を検定するた
め、pspA遺伝子の保存配列から成る肺炎球菌DNA
のポリメラーゼ連鎖反応を起こさせるDNAプライマ
ー。 - 【請求項39】 前記の保存配列が遺伝子のプロリン・
リッチ領域、遺伝子の反復領域またはその両方に存在す
ることを特徴とする請求項38に記載のDNAプライマ
ー。 - 【請求項40】 前記の保存配列が、図3のpspA配
列のニュクレオチド1312から1990にまで延びる
S.pneumoniaeのRx1株の678塩基対フ
ラグメントから成ることを特徴とする請求項39に記載
のDNAプライマー。 - 【請求項41】 前記のプライマーが、5’−CCGG
ATCCAGCTCCTGCACCAAAAC−3’
(LSM1)または5’−GCGCTGCGACGGC
TTAAACCCATTCACCATTGG−3’(L
SM2)のニュクレオチド配列を有することを特徴とす
る請求項39に記載のDNAプライマー。 - 【請求項42】 固相免疫吸着体検定において、トラン
ケート状PspAタンパクを固体基質にコーティングす
ることから成り、前記のPspAタンパクが前記の固体
基質をコーティングしているモノシアロガングリオシド
(GM1)に結合したコレラ毒素のB−サブユニット(C
TB)と融合していることを特徴とする改良検定法。
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