JPS60501737A - 上皮成長因子のハイブリドdna合成 - Google Patents

上皮成長因子のハイブリドdna合成

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JPS60501737A
JPS60501737A JP84502699A JP50269984A JPS60501737A JP S60501737 A JPS60501737 A JP S60501737A JP 84502699 A JP84502699 A JP 84502699A JP 50269984 A JP50269984 A JP 50269984A JP S60501737 A JPS60501737 A JP S60501737A
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ベル,グリーム アイ
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チロン コ−ポレイシヨン
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    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 上皮成長因子のバイブリドDNA合成 上皮成長因子(EGF )は53個のアミノ酸のポリペプチドであって、マウス 及びヒトにおいて特徴付けられている。このものは、種々の培養された細胞及び インーピボにおける細胞、例えば線紐芽細胞、グリア細胞、上皮細胞、内皮細胞 及び表皮細胞のための強力なマイトジェンである。EGFはまた、胃酸分泌の強 力な阻害剤でもある。EGFは、それが説明できない程高レベルに存在する雄性 マウスの顎下腺から初めて単離された。
線ホモジネート中でEGFは2分子のEGF (Mr604.5)及び2分子の 結合蛋白質(Mr29,300)カリクレイン様アルギニンエンテロペプチダー ゼの74,000タルトンの複合体として見出される。マウス顎下腺EGFのア ミノ酸配列は決定されておシ、そしてカルボキン端延長部を有する大9000ダ ルトン前1駆体が培養された顎下腺中に証明されている。
ヒトEGFは、ウロがストロンと同一ではないとしても類似しており、そしてド デシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミ1゛ケ゛ル電気泳動において解離しな い28,000ダルトン及び30,000グルトンの大形2 として尿中にも見出される。
EGF及び特に推定上のEGF前駆体蛋白質をコードするDNA又はRNAのい ずれを分離することも多くの理由により非常に困難である。ペプチドが豊富にあ る場合にもメンセンジャーRNAの量は非常に少ない。
イン−ビトロ翻訳生成物の免疫沈澱法は、強い変性条件下においてさえ前駆体蛋 白質を検出しない。これはおそらく、前駆体のサイズが大きくそして/又は抗体 がそれに対して作られる天然蛋白質上の抗原決定基がマスクされているだめであ ろう。EGFの生理学的重要性の故に、EGF及びEGFポリペプチド前駆体を コードするDNA配列を得ることの可能性に実質的な興味が向けられている。さ らに、多数のホルモンは蛋白質分解的プロセシングにより大曲1駆体から生成す ることが知られているから、EGF前駆体のcDNA及び誘導されるアミノ酸配 列は隠れた今まで知られていないポリペゾヂドホルモン及び/又は成長因子を明 らかにするかもしれない。
従来技術の記載 パリテリオファーンλ中のヒトヶ9ツムcDNAライブラリーがTJawn等、 −hyb(Cell )(1978)二。
]、 ]157−1174に記載されている。Savage等、b−ナル・オブ ・ビオロジカル・ケミストリー(J。
Biol Chem、(1972)247:7612−7621は、マ3 待表 明GO−501737(2) ウスEGFのアミノ酸配列を報告している。5porn等、サイエンス(5ci ence ) (1983) 219°1329−258ニア]55−7160 はトランスフォーミング成長因子(TGF )を記載している。特にGray等 、ネイチ呻乳動物EGF 、そのポリペプチドゝ前駆体、及びEGFをコードす るセグメントを含むDNA配列によってもコードされる多くの他のポリペプチド をコーl″′するDNA及びRNAが提供される。このDNA配列I′i哺乳動 物EGF X哺乳動物EGFの前駆体、及び結合している関連ポリペプチドの製 造のだめに使用することができる。放射性ラベルされた・・イブリダイゼーンヨ ンプローブを用いて、マウスEGF前1駆体をコードするメソセンジャーRNA が検出され、庁離され、そしてc DNAの製造に使用される。このcDNAは 配列決定され、そして断片が、不適性(mismatched )非相同バイブ リドが検出され得る条件下でのヒl−−DNAとのハイブリダゼーションのため に使用される。こうしてヒトEGF又はウロケ゛ストロン及び多数の関連ポリペ プチドを含む大前駆体ペプチドをコードするDNA配列が検出され、そして単離 される。
具体的態様の記載 この発明に従えば、特にマウス及びヒトのEGFをコードするセグメントを含む DNA及びRNA配列、並びにプロポリペプチド及びペプチド、特にEGFの1 もしくは複数の生理的機能を有するペプチド、又は]もしくは複数の他のホルモ ンもしくは成長因子制御機能を有するペプチドを包含する、前記配列の発視生成 物が提供される。
注目のDNA配列は約60塩基又は塩基対(bp )がら約5000塩基対(5 kbp)−iでの範囲にわたる単鎖又は二重鎖であって、生理的に活性なポリペ プチドをコードする配列は一般に約60 bpから約]、000bpの範囲であ り、これはエクソンを含むであろう。
一般に、このDNA配列は、約20アミノ酸〜約1000アミノ酸のポリペプチ ドをコードするオープンリープインクフレーム(1又は複数のエクソンを含む) を有し、この配列はEGFをコードするセグメントの外側に2 bp以上、通常 5 bp以上、より一般的には1゜bp以上を含有するであろう。特に興味ある ポリペプチドは一般に約20〜250アミノ酸、さらに一般には約20〜]75 アミノ酸、特に30〜6oアミノ酸から成るであろう。
注目のポリペプチド又は成熟ポリペプチドをコードするDNAセグメントは、こ の発明において記載されるDNA配列中の任意の領域に位置することができる。
塩基性アミノ酸、す々わちアルギニン及びリシンに縁どられている配列が特に注 目さ、?1、さらに詳しくは第2の塩基性アミノ酸、又はアラニン、ロイシン、 アスパラギン酸もしくはグルタミン酸、もしくはこれらのアミドに結合している 場合が特に注目される。これらの配列の内、EGFと相同のアミノ酸配列を有す る今まで知られてい々いEGF様ポリペプチドが注目される。
この発明に従って得られるDNA配列は、次の実験割面によって得られた。
EGF中に存在するアミノ酸配列をコードする配列を検出するだめの多数の放射 性標識ハイゾ1ノダイ士゛−ジョンプローブを用いて哺乳動物c DNA又はケ 8ツムDNAライブラリーをスクリーニングする。オリゴペプチドをコードする 種々の可能性ある冗長コドンに備えて多数のプローブを使用する。この方法にお いてはマウス顎下腺細胞からのcDNAライブラリーを探査した。プローブに強 く結合するプラスミ1゛を単離し、そして幾つかのオーパラツノするcDNA挿 入部を配列決定する。マウスEGFをコードするc DNAは約4、800塩基 を有する。マウスEGFはヌクレオアト328 ]、 −34,40±5により コードされ、オープンリ−6 ディングフレームが1271±5アミノ酸残基及び約130〜1・10キロダル トン(kd ) 、特に約133kdの蛋白質をコードする。
次(で、マウスcDNAを用いてヒトcDNA又はゲノムDNAバンクを探査す る。便利には、約500〜1.5001〕pの制限断片を用いる。特に、約12 13±5 bpのと上El−見ヲー■断片を用いること7バできる。不適性非相 同バイブリドの検出を促進する条件下でハイマウスEGF (53アミノ酸)並 びにEGF部分より前の286アミノ酸及び後の66アミノ酸をコードする。グ ローブとハイブリダイズするクローンを単離し、そしてヒトDNA挿入部を特徴 付ける。
一旦DNA配列を単離した後、これを種々の方法で使用することができる。すな わち、全体的又は部分的な合成りNA配列の調製のため、複製のため、あるいは メンセンジャーRNAの調製のだめ、又はEGFを含む前駆体蛋白質、この蛋白 質もしくはEGFの断片、又は天然EGFのアミノ酸配列から1個又は複数個の アミノ酸、通常5個以下のアミノ酸が異なるEGFの類似体の発現のために使用 することができる。
cDNA配列から得ることができる鍾々のDNA配列がポリペプチドのコードに おいて特に注目される。これらのI)NA配列を、ヒトEGFの配列と共に、実 験の7 竹表明GO−501737(3) 部に記載する検討のだめの地図中に示す。注目のポリペプチド配列には、限定的 −〇はないが、それらのアミノ酸配列のEGFとの相同性、特に幾つかのシステ ィン残基の位置関係に基いて同定された7種の今まで記載されていないEGF様 ポリペプチドが包含される。(実験の部中のダイヤグラムを参照のこと。)これ らの配列はしばしば塩基性アミノ酸に接している。
注目の蛋白質又はペゾチド、例えばEGF又はその相同物をコードする所望のD NA配列を単離した後、これを複製又は発現のために他のDNA配列と連結する ことができる。
注目のポリ(アミノ酸)をフードするDNA配列がそこで複製されそして/又は 発現され得る単細胞微生物、特に細菌及び菌類のだめの広範囲の種類のベクター を使用することができる。
まれる。便利なベクターはR6−5、Co l E I 1酵母からの2μmプ ラスミド、RKプラスミド又はこれらに類似するものに由来する複製系が含まれ る。これら以外の複製系をウィルス又はファージ、例えばラムダ、5V50等か ら誘導することができる。ある場合には、異る宿主において異る機能を発揮する ことができる2個の異る複製系を有することが望ましいであろう。/ヤトルベク ターと称されるこれらのベクターは、E、コリのだめの複製系及び一層高等な生 物、例えば酵母のだめの複製系を用い、これによって遺伝子の増幅又はクローニ ングを細菌中で達成するととができ、他方発現を高等生物中で適当なプロセシン グ、例えばグリコジル化を伴って達成することができる。
便利には、複製系と共に、対象DNA配列を含有する1)NA構成物を宿主中に 維持するための述択又は選択圧をもたらす少々くとも1つのマーカーが含1れる 。便利なマーカーには殺生物耐4〈1、例えは抗性物質、重金属及び毒素に対す る耐性;栄養要求性宿主における補完;免疫性等が含まれる。上皮成長因子の生 理的性質を有するポリペプチドをコードする断ハを含有するDNA配列又は該配 列の断ハを、細菌及び酵母のごとき単細胞微生物中で複製するととができるりf コーニングベクター中で複製することができる。DNAはまた、注目のけポリペ プチドの発現のだめに発現ベクター中でも使用することができ、このポリペタ0 チドは哺乳動物特にマウス又はヒトのEGF、配列中に存在する他の生理的に活 性なポリペプチド、例えば他のホルモン又は成長因子、それらの断片又は1〜5 個のアミノ酸を異にする類似体であってよい。
DNA配列のオープンリーディングフレームは大ポリヘプチドの産生を許容する 。この大ポリペフ0チドを種々の方法で処理することができる。種々のプロテア ーゼを単独で又は組み合わせて使用して大ポリペゾチドを部分的に消化すること ができる。代表的なエンドペプチダーゼにはトリプシン、ベゾシン、メンプラン ジペゾチダーゼ、エンドペプチダーゼ又はこれらに類似するものが含まれる。次 に、常用手段、例えばE過、沈澱、クロマトグラフィー、電気泳動等を用いて荷 電及び/又は分子量により、得られた断片を分離し、そして次に生理的活化につ いて試験することができる。マイトジェン又は分化調節剤として機能する成長因 子に特に関心が持たれる。
バイオアッセイによシ観察された活性に基いて種々の両分をさらに精製し、純粋 な因子を得ることができる。
この発明のDNA配列は種々の方法で使用することができる。断片は、宿主のケ ゛ツムDNA中の変異及び′又は欠失を検出するだめにケ゛ツムDNA中又はメ ツセンジー、−DNA中の相補配列を検出するだめのプロ=−プとして使用する ことができる。配列はその配列によりコードされたポリペプチドを発現するだめ に使10 用することができる。
次の例は限定的ではなく例示的に記載される。
cDNAライブラリーを造成するだめに、60日齢の雄性5w1ss −Web sterマウスの顎下腺から、ポリAを含肩するRNAを分離した。dGdCテ ィリング技法〔Ch i rgwi n等、バイオケミストリー(Bioche mystry)を用いて’、cDNAを調製I〜、そしてpBR322誘導体の たテI・ラザイクリン証j性形質転換体をミクロタイターディノシ、、 +−1 1−7Q℃にて貯蔵した[ Gergen 等、及びBurke 、前掲、(1 981)9:2989−2998:]。
次に、係属中の出願第457.4.1.2号に記載されているようにして固相ホ スホラミデート法により第1ノコ゛ヌクl/オチドを合成し、そしてBeanc age及びCamthcrs 、デ1ゝラヘドロンルター(Tetrahedr onLett、)(198]、)22:1859−1862に記載されている方 法の変法である20%アクリルアミドケゞル法により単離した。マウスEGFの cDNAのアミノ酸17−23をコートジする鎖に相補的なドデカマー(最後の 57−ヌクレオチドが欠落している)を調製した。
フラクションは次の配列を有した。す々わち、11番目のヌクレオチドを付加し た後2つのプールを用意し、一方はAで終シそして他方はGで終るようにし、そ して177番目ヌクレオチド゛を付加した後、これら2つのプールをさらに分け て188番目ヌクレオチドを付加し、今度はプールの内2つはGて終るようにし 、そして他の2つのプールはAで終るようにした。こうして合計4つの70−ル を得だ。ここで、各プールは、3,6、及び9位において組成を異にする多数の エイコツマーを有した。
アミノ酸の遺伝イコードの冗長性のだめに特異のコドンの使用が不確定であるた め、異る配列が要求される。ポリヌクレオチドキナーゼ反応によシ、アデノシン 5′−(γ−52p)トリホスフェ−1−(ICN、粗標品、7000Ci/m  mol 、 ICi =3.7 X 1010Bq )を用いて合成オリゴヌ クレオチドをラベルした2 C−1−8Sep −Pak (商標)カラム(ウォーターズ・アソシエーツ社 )」二でのクロマトグラフィーにより、ラベルされたオリゴヌクレオチドを非導 入(γ32p)トリホスフェートから次のようにして分離した。粗ラベル混合物 をSep −Pakカートリツゾに適用しくディスポーサブルシリンジによる  )、次にカートリツジを20m1の水で洗浄して非導入アデノシン5′−(γ− 52p)トリホスフェートを溶出した。次に、放射性標識されたオリゴヌクレオ チドをメタノール01Mトリエチルアンモニウムアセテ−t・(PH7,3)( ] : ] 、V/′V)により溶出し、そして溶出液を蒸発乾固した。プロー ブの比活性は108〜]、、 09cp111/μgのオーダーであった0 形質転換体をワットマン541F紙上で増殖せしめ、クロラムフェニコールと共 にその場で70ラスミドを増幅し、そしてDNAを沖紙上に固定した(Gerg en等、前掲)。32p末端ラベルグローブを用いてライブラリーを検索した。
同じE紙を反復使用して、ニックトランスレーションクローン化(!DNA K  ヨjl) 迫力0のスクリーニングを行った。
Maxam及びG11bertの方法によりcDNA挿入部の自己列を決定した 。
3 雄性及び雌性マウスの顎下腺からのグリオキ/ル化された全RNAを2係アガロ −スケ゛ル上で分離し、ニトロセルロースに移し、そしてEGFのc DNA挿 入部ノ二ノクトランスレーンヨン52p−ラベルPst 1−Pst l断片と ハイブリダイズさせた。洗浄した後、強化スクリーンを用いて一70℃にてRN Aをオートラジオグラフ処理した。グリオキシル化Hindnlλ断片及びφX  1.74 RF Hae ■消化DNA断片をサイズマーカーとして使用した 。
5000個の形質転換体をまずスクリーニングし、この場合、12位及び18位 にそれぞれヌクレオチドG及びAを有するプールであるゾール4のフ0ロープを 用いて、11個のクローンか強いシグナルをもたらした。それぞれヌクレオチド G及びGを有するプール3を用いて、弱いがしかし明白に陽性のシグナルが得ら れた。プール1及び2は陽性シグナルをもたらさなかった。最大のクローンは] 、800bpてあった。このクローンの末端制限断片及び他の断片を用いて、も との5000個のコロニー及び7500個の追加のコロニー(合泪]、 2.5 00個)をスクリーニングし、そしてEGF配列を含有しない追加のオーバ14 一うップcl)NA:1−70ニーを得た。次に、これらのオーパーラ7ノプク ローンがmRNAの5′一端領域を欠いていることがDNA配列分析(後記参照 のこと)により決定されためで、ヌクレオチド+1032−105](後期の検 討のだめの地図を参照のこと)に相補的な次の配列: 3′−CCGCTTCCTTCGGTGCGAAT−5’を有するオリゴヌクレ オチドゾシイマーを用いて他のcDNAライブラリーを合成し、そしてこのライ ブラリーを上記のようにしてスクリーニングした。最初のライブラリー中のCD NAクローンが相対的に豊富であることは、との組織からのf ’) AFm  RNAの約02%がEGFのlTlRNAであることを示唆する。
mRNA配列 マウスEGF m RNAのサイズは、成雄性及び雌性腺からのm RNAのナ サン(Northern )分析により28゜リボゾームRNAのサイズと同じ て約4800塩基であると決定された。雄性線中のmRNAは、雌性線中に比べ て少なくとも10倍豊富であった。オーツぐ−ラノプf ルc DNAクローン のヌクレオチド配列は、次の4750 bpの配列を与えた。
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4 uhc:+の一仁一コフフωσ〉、−〉、)−頓0Ljxω< 、) J 」J  J ((jφCロー1>C>kCCツー0〕ψコ>0 く〉0く口のく」 ←< eL LI J (j (j l−1+1−一の+@  + + f +@ω小−−二ω(cL+1.J(j CjLl トH<」l5 eth−4、−10の−の〉、−色一一一田ωf (j鎖の工く ヒ エく■([j ) < 1−1誹U 演習だξ÷5区明 1ベフ>ωCツー〉、−一1−+>>pのa++@−Hの の−■f f−n− ■> 」cs < [j の ωCωヒヒ■0φ?ヨムけ !口54咋1足 月間!」 ■ ・・・・−m=・ OUOフメコフフ エωニー〇〇〇」 [1暑 タ[、ff3.i[l15 女工 カ 0 l−(j [j L (」」口の<<〇−〕〕+@0c−10− ω 木 −−・・−・−m= −1−(j)乙(6) )−1ヒH 汗 情 茨 4圓2コ」 堀 5 Ra囲す属丁 ! 国日コ屁IΣ 26 特に、7つの追加のEGF様、l IJペプチドが同定される。組換DNA技法 を用い、そしてポリペプヂド配列を、機能するエピゾーム要素中の適切なプロモ ーターから下流に挿入することにより、大ボリベゾチド及びその断片の製造のた めにDNA配列を使用することができる。次に、ニゲシーツ、要素を適当な宿主 に挿入して複製及び所望の71) 波ブチドの発現を行うことができる。
理解を明確にするため説明又は例により前記の発明を幾分詳細に説明したが、添 付された請求の範囲の範囲内において幾つかの変化、変法を実施し得ることが明 らかであろう。
補正岩−の翻訳文提出書 (特許法第184条の7第1項) 昭和60年3月58 特許庁長官 志 賀 学 殿 1 特許出願の表示 PCT/US8410]、050 2 発明の名称 上皮成長因子のバイブリドDNA合成 3特許出願人 住所 アメリカ合衆国、カリフォルニア94608.エミリーヒヮレ。
住所 東京都港区虎ノ門−丁目8番10号静光虎ノ門ビル)小゛1請求の範囲 l、、EGFをコードする部分を有し、そしてそれと読み相が整合する周縁コー ド領域の少なくとも部分を含むヒトDNA配列。
2 請求の範囲第1項のDNA配列の部分であシ、そしてEGF以外をコードす る配列を含む60ヌクレオチド以上のDNA断片。
3、複製系及び請求の範囲第1項のDNA配列又は60ヌクレオチド以上のその 断片を含んで成る機能的エピゾーム要素。
4.5000より少なく159より多くの塩基対を有し、そしてヒ) EGFの アミノ酸配列を含有する7リペプチドをコードする遺伝子のヌクレオチドの50 %以上を含んで成るDNA配列。
5、 オープンリーディングフレーム内に約1000ヌクレオチド以上を有する 請求の範囲第4項記載のDNA配列。
6 前記オープンリーディングフレームがEGFをコードする前記配列の部分を 特徴とする請求の範囲第5項記載のDNA配列。
手続補正書(方式) %式% 1 事件の表示 PCT/US84ン01050 2 発明の名称 上皮成長因子のバイブリドDNA合成 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 チロン コーポレイション 4代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号5 補正命令の日付 昭和60年7月23日(発送日) 6 補正の対象 +1)特許法第184条の5第1項の規定による書面の「特許出願人の代表者」 の欄 (2)願書の翻訳文 (3)委任状 (4)明細書及び請求の範囲の翻訳文 7 補正の内容 (1) 別紙の通り (2)別紙の通り (3) 別紙の通り (4)明細書及び請求の範囲の翻訳文の浄書(内容に変更なし) 8 添付書類の目録 (1)特許法第184条の5第1 項の規定による書面 1通 (2)願書の翻訳文 1通 (3)委任状及びその翻訳文 各1通 (4)明細書及び請求の範囲 の翻訳文 各1通 国際調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ]、、EGFをコードする部分を有し、そしてそれと読み相が整合する周縁コー ド領域の少なくとも部分を含む哺乳動物DNA配列。 2 前記哺乳動物がマウスである請求の範囲第1項記載のDNA配列。 3 前記哺乳動物がヒトである請求の範囲第1項記載のDNA配列。 4 請求の範囲第1項記載のDNA配列の部分であり、そしてEGF以外をコー ドする配列を含む少なくとも約60ヌクレオチドのDNA断片。 5 複製系及び請求の範囲第1項のDNA配列又は少すくとも60ヌクレオチド のその断片を含んで成る機能的エピゾーム要素。 6.5000より少なくそして159より多くの塩基対を有し、そしでヒ) E GFのアミノ酸配列を含むポリ綬グチドをコードする遺伝子のヌクレオチドの少 なくとも50係を含んで成るDNA配列。 7 オーツ0ンリーデイングフレーム中に少なくとも1000ヌクレオチドを有 する請求の範囲第6項記載のDNA配列。 8 前記オーシンリーディングフレームがEGF iコードする前記配列の部分 を含む請求の範囲第7項記載のDNA配列。 浄書(内容に変更なLつ 1
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