KR100814616B1 - ClpP VACCINE COMPRISING RECOMBINANT CLPP PROTEIN OF STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE - Google Patents

ClpP VACCINE COMPRISING RECOMBINANT CLPP PROTEIN OF STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE Download PDF

Info

Publication number
KR100814616B1
KR100814616B1 KR1020067011120A KR20067011120A KR100814616B1 KR 100814616 B1 KR100814616 B1 KR 100814616B1 KR 1020067011120 A KR1020067011120 A KR 1020067011120A KR 20067011120 A KR20067011120 A KR 20067011120A KR 100814616 B1 KR100814616 B1 KR 100814616B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
clpp
pneumococcal
clpl
vaccine
protein
Prior art date
Application number
KR1020067011120A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060108703A (en
Inventor
이동권
권혁영
무현 최
아비오둔 데이비드 오구니이
제임스 클리랜드 패톤
Original Assignee
학교법인 성균관대학
애들레이드 리서치 앤드 이노베이션 피티와이 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 학교법인 성균관대학, 애들레이드 리서치 앤드 이노베이션 피티와이 리미티드 filed Critical 학교법인 성균관대학
Priority to KR1020067011120A priority Critical patent/KR100814616B1/en
Publication of KR20060108703A publication Critical patent/KR20060108703A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100814616B1 publication Critical patent/KR100814616B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/02Bacterial antigens

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

본 발명은 폐렴구균 유래의 재조합 ClpP 단백질을 항원으로 포함하는 백신에 관한 것으로, 이는 면역원성이 높고 모든 폐렴구균에서 보존적으로 존재하는 항원 단백질인 바, 면역원성이 낮거나 모든 혈청형에 대하여 방어효능을 갖지 못하는 기존의 폐렴구균 감염증 예방 백신의 단점을 나타내지 않으면서, 효과적으로 폐렴구균 감염증에 대한 효과적인 백신으로서 사용될 수 있다.The present invention relates to a vaccine comprising a recombinant ClpP protein derived from pneumococcal as an antigen, which is an antigenic protein with high immunogenicity and conservatively present in all pneumococci, and thus has low immunogenicity or protection against all serotypes. It can be effectively used as an effective vaccine against pneumococcal infection without showing the disadvantages of existing pneumococcal infection prevention vaccines that have no efficacy.

폐렴구균, 재조합, ClpP, 단백질, 항원, 백신 Pneumococcal, Recombinant, ClpP, Protein, Antigen, Vaccine

Description

재조합 폐렴구균 ClpP 단백질을 포함하는 백신{VACCINE COMPRISING RECOMBINANT CLPP PROTEIN OF STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE}Vaccine containing recombinant pneumococcal ClpP protein {VACCINE COMPRISING RECOMBINANT CLPP PROTEIN OF STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE}

본 발명은 폐렴구균 (Streptococcus pneumoniae)의 재조합 ClpP(Caseinolytic protease P) 단백질을 항원으로 포함하는 백신에 관한 것이다.The present invention relates to a vaccine comprising recombinant ClpP (Caseinolytic protease P) protein of Streptococcus pneumoniae as an antigen.

폐렴구균 (Streptococcus pneumoniae)은 형질전환 가능한 그램양성 세균으로서 사람 및 동물에서 다양한 감염증, 예를 들어 세균성 폐렴, 중이염, 균혈증, 및 수막염을 일으킨다 [Willett, H. P. 1992. Streptococcus pneumoniae. In Zinsser Microbiology. Joklik, W.K., Willet, H.P., Amos, D.B. and Wilfert, C.M., (eds). Prentice-Hall International, London, pp. 432-442]. 폐렴구균에 의한 감염은 다제내성균의 등장으로 항생제에 의한 치료가 어려운 실정이다. 폐렴구균 감염증을 예방하기 위하여 현재 시판되고 있는 23 가 다당류 백신 [Pneumovax 23 (Merck) 및 Pnu-Imune 23 (Wyeth-Lederle)]은 협막 다당류 (APS)를 유효 항원으로 하고 있으나 영유아에서는 항체 생성율이 낮아 효과가 없고 기억반응 (memory response)이 없다는 단점이 있다. 이러한 23 가 백신의 단점을 해결하기 위해 개발된 7 가 콘쥬게이트 백신 [Prevnar (Wyeth-Lederle 사)]은 7종의 CPS 를 담체 단백질에 콘쥬게이션하여 제조한 것이나, 고가이고 95개 이상의 폐렴구균 중에서 단지 7 가지 타입의 폐렴구균에 대해서만 방어효과가 있으므로 폐렴구균 감염증의 예방백신으로서 사용이 매우 제한적이다. 따라서, 폐렴구균 감염증을 예방하기 위해 항원성이 높은 단백질을 이용한 백신을 개발하려는 시도가 이루어지고 있다. 폐렴구균의 독성 인자로서 숙주세포의 콜레스테롤과 결합하여 구멍을 내는 뉴모라이신(pneumolysin: Ply) 톡소이드가 알려져 있으며, 약독화된 뉴모라이신 (PdB)을 백신으로 개발하려는 시도가 있었다. 그러나, 뉴모라이신은 생체내 및 시험관내에서 독성이 매우 강하고, PdB 단독으로는 효과가 없어 다른 독성 인자들인 폐렴구균 표면 단백질 A (PspA), 콜린 결합 단백질 (CbpA), 폐렴구균 표면 부착소 A (PsaA), LytA 등과 같이 투여하는 경우에만 폐렴구균 감염증에 대한 생존율이 증가하였다 (Ogunniyi, A. D. et al., 2000, Immunization of mice with combinations of pneumococcal virulence proteins elicits enhanced protection against challenge with Streptococcus pneumoniae. Infect. Immun. 68:3028-3033). 이와 같이, 기존의 폐렴구균 감염증 예방 백신의 후보 항원 단백질들이 면역원성이 낮거나 모든 혈청형에 대하여 방어효능을 갖지 못하므로 면역원성이 높고 모든 폐렴구균에서 보존적으로 존재하는 항원 단백질 후보물질 또는 약독화 백신의 개발이 요구된다. Streptococcus pneumoniae is a transformable Gram-positive bacterium that causes a variety of infections in humans and animals, such as bacterial pneumonia, otitis media, bacteremia, and meningitis [Willett, HP 1992. Streptococcus pneumoniae . In Zinsser Microbiology . Joklik, WK, Willet, HP, Amos, DB and Wilfert, CM, (eds). Prentice-Hall International, London, pp. 432-442]. Pneumococcal infection is difficult to treat with antibiotics due to the emergence of multidrug-resistant bacteria. In order to prevent pneumococcal infections, currently available 23-valent polysaccharide vaccines [Pneumovax 23 (Merck) and Pnu-Imune 23 (Wyeth-Lederle)] have capsular polysaccharides (APS) as effective antigens, but have low antibody production rates in infants and young children. The disadvantage is that it does not work and there is no memory response. The 7-valent conjugate vaccine [Prevnar (Wyeth-Lederle)] developed to solve the disadvantages of the 23-valent vaccine was prepared by conjugating 7 CPSs to a carrier protein. As it has a protective effect against only seven types of pneumococci, its use as a prophylactic vaccine for pneumococcal infection is very limited. Therefore, attempts have been made to develop vaccines using high antigenic proteins to prevent pneumococcal infections. Pneumolysin (Ply) toxoid is known as a virulence factor of pneumococcal that binds to the cholesterol of host cells and attempts to develop attenuated pneumolysine (PdB) as a vaccine. However, pneumolysine is highly toxic in vivo and in vitro and has no effect on PdB alone, such as pneumococcal surface protein A (PspA), choline binding protein (CbpA), pneumococcal surface adhesion A (PsaA), LytA, etc. increased the survival rate for pneumococcal infections only (Ogunniyi, AD et al., 2000, Immunization of mice with combinations of pneumococcal virulence proteins elicits enhanced protection against challenge with Streptococcus pneumoniae .Infect. Immun. 68: 3028-3033). As such, candidate antigenic proteins of existing pneumococcal infection prevention vaccines have low immunogenicity or do not have protection against all serotypes, and thus have high immunogenicity and are conservatively present in all pneumococci. The development of a vaccine is required.

폐렴구균은 건강한 개체의 비인두에 존재하며, 이것은 폐렴구균 감염증에 대한 주된 저장소이다. 폐렴구균은 생체내에서 다양한 환경적 스트레스를 받는다. 폐렴구균이 비인두에서 혈류로 침투하는 것과 같이, 숙주에서 환경적인 적소 (niche) 의 변화는 유전자 발현의 변화 뿐만 아니라 급격한 형태적인 변화를 유발할 수 있다. 예를 들어, 비인두의 폐렴구균은 주로 투명한 콜로니 표현형이며 소량의 협막 및 다량의 콜린 결합 단백질 A (CbpA) 를 발현시키는 경향이 있는 것으로 입증되었다. 한편, 혈류 중의 폐렴구균은 주로 불투명한 콜로니 형태이며 다량의 협막 및 소량의 CbpA 를 생성시키는 경향이 있다(Kim, J. 0. et al., 1998, Association of intrastrain phase variation in quantity of capsular polysaccharide and teichoic acid with the virulence of Streptococcus pneumoniae. J. Infect. Dis. 177:368-377). 추가로, 폐렴구균은 발병 과정중에 비점막 (30 내지 34℃) (Lindemann, J. et. al., 2002, Nasal mucosal temperature during respiration. Clin. Otolaryngol. 27:135-139)에서 혈액 및/또는 뇌막 (37℃)으로 침투한 후, 열 스트레스를 받는다. 이러한 온도 변화는 열충격 단백질 (HSP)로 지칭되는 고도의 보존성 단백질 세트의 합성이 신속하고 일시적으로 증가하는 것에 대한 중요한 원인으로서 작용할 수 있다 (Neidhardt, F.C. et. al., , and R. A. VanBogelen. 1987. Heat shock response, p. 1334-11345. In F. C. Neidhardt, J. L. Ingraham, K.B. Low, B. Magasanik, M. Schaechter, and H. E. Umbarger (ed.), E. coli and Salmonella typhimurium: Cellular and molecular biology. ASM Press, Washington, D.C.). 상승된 온도, 또는 에탄올, 산화 스트레스, 또는 중금속 노출에 의한 HSP 의 유도는 이러한 유해 효과에 대해 세균을 보호하는 기능을 함으로써 세균의 생존율을 증가시킨다. 따라서, 열충격 반응을 완전히 이해하게 되면 폐렴구균이 직면하는 적대적 환경에 대한 폐렴구균의 적응에 관한 유용한 정보를 얻을 수 있다.Pneumococci are present in the nasopharynx of healthy individuals, which is the main reservoir for pneumococcal infections. Pneumococci are subject to various environmental stresses in vivo. Just as pneumococci penetrate the bloodstream in the nasopharynx, changes in environmental niche in the host can cause not only changes in gene expression but also rapid morphological changes. For example, nasopharyngeal pneumococci have been shown to be predominantly transparent colony phenotypes and to tend to express small amounts of capillaries and large amounts of choline binding protein A (CbpA). On the other hand, pneumococci in the bloodstream are predominantly opaque colonies and tend to produce large amounts of capillaries and small amounts of CbpA (Kim, J. 0. et al., 1998, Association of intrastrain phase variation in quantity of capsular polysaccharide and teichoic acid with the virulence of Streptococcus pneumoniae.J . Infect.Dis. 177: 368-377). In addition, pneumococci can be found in the nasal mucosa (30-34 ° C.) (Lindemann, J. et. Al., 2002, Nasal mucosal temperature during respiration. Clin. Otolaryngol. 27: 135-139) during the pathogenesis. After infiltrating at (37 ° C), it is subjected to thermal stress. This temperature change can serve as an important reason for the rapid and temporary increase in the synthesis of a highly conserved protein set called heat shock protein (HSP) (Neidhardt, FC et. Al.,, And RA Van Bogelen. 1987. .. Heat shock response, p 1334-11345 In FC Neidhardt, JL Ingraham, KB Low, B. Magasanik, M. Schaechter, and HE Umbarger (ed.), E coli and Salmonella typhimurium:.. Cellular and molecular biology ASM Press , Washington, DC). Induction of HSP by elevated temperature, or by exposure to ethanol, oxidative stress, or heavy metals, functions to protect bacteria against these adverse effects, thereby increasing the survival rate of bacteria. Thus, a full understanding of the thermal shock response can provide useful information about the adaptation of pneumococci to the hostile environment that pneumococci face.

HSP 는 분자량에 따라 Hsp100, Hsp70, Hsp60, 및 소형 Hsp 패밀리로 분류되 며, 원핵생물 및 진핵생물에서 어디에나 존재한다. HSP 의 일종인 hsp100/Clp (카세인용해성 프로테아제: caseinlytic protease) 패밀리는 진핵생물에서는 104kDa 단백질로서 존재하지만, 원핵생물에서는 80 내지 95kDa 단백질로서 존재한다. 이것은 샤퍼론 기능을 수행하며 또한 단백질분해에 관여하여 손상되고 변성된 단백질을 제거한다. Clp 에 의한 단백질 분해에는 세린-타입 펩티다아제 ClpP 서브유닛 및 조절성 ATPase 서브유닛이 필요하다(Schirmer, E. C. et. al., 1996, HSP100/Clp proteins: a common mechanism explains diverse functions. Trends Biochem. Sci. 21:289-296). 조절성 Clp 서브유닛 단백질은 일반적으로 2 가지 클래스, 즉 clpA, B, C,D 를 포함하고 2 개의 ATP 결합 영역을 함유하는 클래스 I 및 clpM, N, X,Y 를 포함하며 단지 1 개의 ATP 결합 영역만을 함유하는 클래스 II 로 지정될 수 있다. Clp 는 중앙 스페이서 세그먼트의 크기, 전체 서열의 정렬에서 갭의 필요성, 및 잘 보존된 영역 및 N 말단 및 C 말단 세그먼트에서 서열 유사성에 의해 분류되고, 가변 리더 영역은 각 서브패밀리에서 매우 상이한 서열을 갖는다 (상기 Schirmer, E. C. et al., 1996).HSPs are classified into Hsp100, Hsp70, Hsp60, and small Hsp families by molecular weight and are present everywhere in prokaryotes and eukaryotes. A type of HSP hsp100 / Clp (casein protease solubility: c l asein ytic p rotease) family is the eukaryotic protein 104kDa present in the form of, but is present as 80 to 95kDa protein in prokaryotes. It functions as a chaperone and also participates in proteolysis to remove damaged and denatured proteins. Protein degradation by Clp requires a serine-type peptidase ClpP subunit and a regulatory ATPase subunit (Schirmer, EC et. Al., 1996, HSP100 / Clp proteins: a common mechanism explains diverse functions. Trends Biochem. Sci. 21: 289-296). Regulatory Clp subunit proteins generally comprise two classes, class I and clpM, N, X, and Y, which include clpA, B, C, and D and contain two ATP binding regions and only one It can be designated as Class II containing only ATP binding regions. Clp is classified by the size of the central spacer segment, the need for gaps in the alignment of the entire sequence, and sequence similarity in well-conserved regions and N- and C-terminal segments, with variable leader regions having very different sequences in each subfamily. (Schirmer, EC et al., 1996, supra).

대장균과 같은 그램 음성 세균에서 Clp 패밀리의 작용 메카니즘의 이해에 대하여 상당한 진보가 이루어졌으나, 그램 양성 세균의 Clp 에 대해서는 알려져 있는 사항이 거의 없다. clpP 유전자 및 clpC 오페론은 직접 반복된 작동유전자 서열 (A/GGT CAA ANA NA/GG TCA AA)을 인식하는 CtsR 에 의해 음성적으로 조절되지만, clpX 는 이러한 서열을 갖고 있지 않으며 이들의 특이적 작용 메커니즘은 상세하게 결정된 바 없었다 (Derre, I. Et. al., 2000, The CtsR regulator of stress response is active as a dimer and specifically degraded in vivo at 37C. Mol. Microbiol. 38:335-347).Significant advances have been made in understanding the mechanism of action of the Clp family in Gram-negative bacteria, such as E. coli, but little is known about the Clp of Gram-positive bacteria. The clpP gene and clpC operon are negatively regulated by CtsR, which recognizes a directly repeated effector sequence (A / GGT CAA ANA NA / GG TCA AA), but clpX does not have these sequences and their specific mechanism of action No detail has been determined (Derre, I. Et. Al., 2000, The CtsR regulator of stress response is active as a dimer and specifically degraded in vivo at 37 C. Mol. Microbiol. 38: 335-347).

온도 및 영양분 이용성을 포함하는 다양한 환경적인 시그널이 독성 인자의 발현을 조절할 수 있으므로, 이전의 연구에서 본 발명자들은 세포를 여러 가지 스트레스에 노출시킨 후 폐렴구균에서 열충격 반응의 단백질 프로필을 조사하였다. 열충격에 의해 유도된 주된 단백질은 크기가 62, 72, 및 84 kDa이었고, 이들은 후에 각각 GroEL, DnaK, 및 ClpL 로 확인되었다. 그러나, [35S]-메티오닌으로 단백질을 펄스 표지한 결과 대장균 (E. coli) 및 바실러스 서브틸리스 (B. subtilis)에서 스트레스 반응을 유도하는 것으로 알려져 있는 특정 조건들이 고분자량 HSP, 예를 들어 GroEL 및 DnaK 상동물을 유도하지는 못한 것으로 나타났다. 그러나, 비점막에서 폐로 이동한 후 폐렴구균이 접하게 되는 온도 변화와 유사하게 시험관 내에서 30℃에서 37℃로 온도를 변화시키면 DnaK 및 GroEL 가 유도되었다 (Choi, I. H. et al., 1999, Limited stress response in Streptococcus pneumoniae. Microbiol. Immunol. 43: 807-812). 여러 가지 그램 양성 생물체의 ClpL 의 누클레오티드 서열은 공지되어 있으나 (L. lactis [X62333]; S. aureus [AP003365, AP003137]; S. pyogenes [AE006538, AE004092]; Lactobacillus rhamnosus [AF323526]), ClpL 에 대한 기능적인 연구는 한정되었다. 폐렴구균의 clpP 돌연변이체는 최근 고온, H2O2 및 푸로마이신 (puromycin)에 민감한 것으로 밝혀졌고, 마우스에서 독성이 현저히 약화되었다 (Robertson, G. T. et al., 2002, Global transcriptional analysis of clpP mutations of type 2 Streptococcus pneumoniae and their effects on physiology and virulence. J. Bacteriol. 184:3508-3520). clpC, clpE,clpX 와 같은 다른 열충격 유전자의 특이적 역할은 충분히 밝혀져 있지 않다 (Charpentier, E. et. al., 2000, Regulation of growth inhibition at high temperature, autolysis, transformation and adherence in Streptococcus pneumoniae by clpC. Mol Microbiol 37:717-726; Chastanet, A. et al., 2001, Regulation of Streptococcus pneumoniae clp genes and their role in competence development and stress survival. J. Bacteriol. 183:7295-7307).Since various environmental signals, including temperature and nutrient availability, can regulate the expression of virulence factors, in previous studies we examined the protein profile of the thermal shock response in pneumococci after exposing the cells to various stresses. The main proteins induced by thermal shock were 62, 72, and 84 kDa in size, which were later identified as GroEL, DnaK, and ClpL, respectively. However, certain conditions that are known to induce stress responses in E. coli and B. subtilis as a result of pulsed labeling of proteins with [ 35 S] -methionine result in high molecular weight HSPs, for example It has not been shown to induce GroEL and DnaK murines. However, similar to the temperature change encountered by the pneumococcus after moving from the nasal mucosa to the lung, DnaK and GroEL were induced by changing the temperature from 30 ° C to 37 ° C in vitro (Choi, IH et al., 1999, Limited stress response in Streptococcus pneumoniae.Microbiol.Imunmun . 43: 807-812). The nucleotide sequence of ClpL of various gram positive organisms is known ( L. lactis [X62333]; S. aureus [AP003365, AP003137]; S. pyogenes [AE006538, AE004092]; Lactobacillus rhamnosus [AF323526]), for ClpL. Functional research has been limited. Pneumococcal clpP mutants have recently been found to be susceptible to high temperatures, H 2 O 2 and puromycin, and have significantly reduced toxicity in mice (Robertson, GT et al., 2002, Global transcriptional analysis of clpP mutations of type 2 Streptococcus pneumoniae and their effects on physiology and virulence.J. Bacteriol. 184: 3508-3520). The specific role of other heat shock genes such as clpC, clpE, and clpX is not fully understood (Charpentier, E. et. al., 2000, Regulation of growth inhibition at high temperature, autolysis, transformation and adherence in Streptococcus pneumoniae by clpC Mol Microbiol 37: 717-726; Chastanet, A. et al., 2001, Regulation of Streptococcus pneumoniae clp genes and their role in competence development and stress survival.J. Bacteriol. 183: 7295-7307).

따라서, 본 발명자들은 모든 폐렴구균에서 보편적으로 존재하는 항원 단백질 및 이를 이용한 백신을 개발하기 위하여, 먼저 ClpL 및 ClpP 합성에 대한 열충격의 영향을 연구하고, 중요한 폐렴구균 독성 유전자의 시험관내 발현에 대한 clpLclpP 돌연변이의 영향을 평가하였다. 또한, 폐렴구균의 독성에 대한 clpLclpP 돌연변이의 영향을 마우스 복강내 시험감염 모델에서 평가하였다. 여기서, 본 발명자들은 열충격 과정이 야생형 폐렴구균에서 뉴모라이신 (Ply)의 발현을 유도하고 다른 독성 인자의 발현을 조절하는 것을 입증하였다. 본 발명자들은 또한 clpP 의 돌연변이는 상승된 온도에서 mRNA 발현을 증가시키지만, Ply 의 활성을 증가시키지 않았다는 것을 밝혔다. 이어서, 본 발명자들은 ClpP 가 독성을 약화시키는 근본적인 메커니즘을 조사하고 ClpP 에 의한 면역화가 독성 폐렴구균에 의한 시험감염(challenge)에 대해 마우스를 보호할 수 있는지 여부를 평가하므로서 본 발명을 완성하였다.Thus, the present inventors to develop a vaccine with the antigen protein, and this, to universally present in all pneumococci, first, and then study the effect of thermal shock on ClpL and ClpP synthesis, for the in vitro expression of the major pneumococcal virulence genes clpL And the effect of the clpP mutation. In addition, the effects of clpL and clpP mutations on the virulence of pneumococci were evaluated in a mouse intraperitoneal challenge model. Here, we demonstrated that the thermal shock process induces the expression of pneumolysine (Ply) in wild-type pneumococci and regulates the expression of other virulence factors. We also found that mutations in clpP increased mRNA expression at elevated temperatures but did not increase the activity of Ply. We then completed the present invention by investigating the underlying mechanism by which ClpP attenuates toxicity and assessing whether immunization with ClpP can protect mice against challenge with toxic pneumococci.

본 발명은 폐렴구균 유래의 재조합 ClpP 단백질을 항원으로 포함하는 백신을 제공하는 것이다.The present invention provides a vaccine comprising a recombinant ClpP protein derived from pneumococcal as an antigen.

본 발명은 또한 백신으로 사용하기 위한 재조합 폐렴구균 ClpP 단백질을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also aims to provide a method for producing a recombinant pneumococcal ClpP protein for use as a vaccine.

본 발명의 다른 목적은 폐렴구균 ClpP 단백질을 포함하는 백신을 면역학적 유효량으로 사람 또는 동물에 투여하여 사람 또는 동물을 폐렴구균 감염증에 대해 면역화시키는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for immunizing a human or animal against pneumococcal infection by administering a vaccine comprising pneumococcal ClpP protein to a human or animal in an immunologically effective amount.

본 발명의 다른 목적은 약독화된 생백신으로서 폐렴구균 돌연변이체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pneumococcal mutant as an attenuated live vaccine.

상기 목적을 위해, 본 발명자들은 일 구체예에서 ClpL 및 ClpP 합성에 대한 열충격의 영향을 연구하고, 중요한 폐렴구균 독성 유전자의 시험관내 발현에 대한 clpLclpP 돌연변이의 영향을 조사하였다. 다른 일 구체에에서 폐렴구균의 독성에 대한 clpLclpP 돌연변이의 영향을 마우스 복강 내 시험감염 모델에서 검토하고, 야생형 폐렴구균에서 열충격이 뉴모라이신 (Ply)의 발현을 유도하고 다른 독성 인자의 발현을 조절함을 확인하였다. 또한, 다른 일구체예에서 본 발명자들은 clpP 돌연변이가 상승된 온도에서 mRNA 발현을 증가시키지만, ply 의 활성을 증가시키지 않음을 밝혔다. 또한, 다른 일 구체예에서, 본 발명자들은 ClpP 가 독성을 약화시키는 근본적인 메커니즘을 조사하고 ClpP 에 의한 면역화가 독성 폐렴구균에 의한 시험감염 (challenge)에 대해 마우스를 보호할 수 있음을 확인 하였다.For this purpose, we studied the effect of thermal shock on ClpL and ClpP synthesis in one embodiment and investigated the effect of clpL and clpP mutations on in vitro expression of important pneumococcal virulence genes. In another embodiment, the effects of clpL and clpP mutations on pneumococcal toxicity in a mouse intraperitoneal challenge model were examined, and thermal shock in wild-type pneumococci induced expression of pneumolysine (Ply) and expression of other virulence factors. It was confirmed that the control. In another embodiment, we also found that clpP mutations increased mRNA expression at elevated temperatures but did not increase the activity of ply. In another embodiment, the inventors also investigated the underlying mechanism by which ClpP attenuates toxicity and found that immunization with ClpP can protect mice against challenge with toxic pneumococci.

본 발명자들의 연구에 따르면, ClpP 돌연변이체에서는 뉴모라이신 mRNA 발현이 증가하였으나, 열충격 후에 뉴모라이신의 수준 및 용혈성은 증가하지 않았다. ClpP 돌연변이체를 마우스에 시험감염시키면 마우스의 생존시간 및 생존율이 야생형에 비해 유의성 있게 증가되어, ClpP 돌연변이체의 독성이 약화된 것으로 나타난 바, 이는 ClpP 돌연변이체가 약독화 백신으로서의 잠재적으로 사용될 수 있음을 제시한다. 또한, 폐렴구균의 생화학적 분획 결과는 ClpP 가 열충격에 따라 세포질에서 세포벽 부위로 이동함을 제시하며, 이는 폐렴구균이 숙주에 감염을 일으킬 때 겪는 스트레스로 인해 숙주 세포에 ClpP 를 노출시킬 수 있음을 시사한다. 또한, 폐렴구균에 대한 ClpP 의 면역 보호능에 대한 실험은, ClpP 단백질 10 ㎍을 Balb/c 마우스에 2주 간격으로 3회 복강내 주사한 후, 독성이 있는 1x105 CFU 의 폐렴구균 D39 균주(타입 2)를 시험감염시키고 생존 시간을 측정하여 수행하였으며, 그 결과 약독화된 뉴모라이신(PdB)를 투여한 실험군과 대등한 생존 시간을 나타내었다. 이는 ClpP 가 숙주 세포에서 겪는 스트레스에 의해 균체 외부로 노출되어 항원으로 작용할 뿐만 아니라, 약독화된 뉴모라이신과 대등한 폐렴구균 감염에 대한 방어 효과가 있음을 보여준다. 따라서, 본 발명에 따르면 ClpP 단백질은 폐렴구균 감염증에 대한 효과적인 백신으로서 사용될 수 있다.In our study, ClpP mutants increased pneumolysine mRNA expression but did not increase pneumolysine levels and hemolyticity after heat shock. ClpP that if the mutants tested infect mice are significantly increased survival time and survival rate of the mice significantly compared to the wild type, ClpP bar appeared to be a weak toxicity of the mutant, which can potentially be used as a live attenuated vaccine body ClpP mutation present. In addition, the biochemical fractions of pneumococci suggest that ClpP migrates from the cytoplasm to the wall of the cell in response to thermal shock, suggesting that it can expose ClpP to host cells due to the stress that pneumococci cause when they infect the host. Suggest. In addition, experiments on the immunoprotective ability of ClpP against pneumococcal were performed by intraperitoneal injection of 10 μg of ClpP protein into Balb / c mice three times per two weeks, followed by toxic 1x10 5 CFU of pneumococcal D39 strain (type 2) was challenged and the survival time was measured. As a result, the survival time was comparable to that of the experimental group administered with attenuated pneumolysine (PdB). This shows that ClpP is exposed to the outside of cells by the stress experienced in the host cell to act as an antigen, as well as a protective effect against pneumococcal infection comparable to attenuated pneumolysine. Therefore, according to the present invention, ClpP protein can be used as an effective vaccine against pneumococcal infection.

본 발명의 폐렴구균 ClpP 단백질은 열충격 단백질로서, 21kDa 의 분자량을 갖는 세린 프로테아제이다 (Genebank AE008443). 본 발명에서 재조합 ClpP 단백질은 당해 분야에서 통상적인 유전공학적 방법에 따라 대량 발현시킨 후 분리하여 제조할 수 있다. 이를 간략히 설명하면, ClpP 단백질은 ClpP 유전자의 ORF (open reading frame) (Genebank AE008443 에서 염기서열 제 5416에서 6006) 를 발현 벡터, 예를 들어 pET30(a) (Novagen) 내로 클로닝시켜, 플라스미드 pET30(a)-ClpP (도 1) 를 만들고 이를 숙주세포, 예를 들어 동물세포, 식물세포 또는 대장균에 삽입하여 발현시킨 다음 정제시켜 제조할 수 있다. 발현 벡터, 숙주, 배양조건, 유전자 삽입방법 등은 당업자의 통상의 지식 범위 내에서 적절하게 선택될 수 있다. 본 발명의 일구체 예는 대장균을 사용한 재조합 ClpP 단백질의 제조를 기술한다. ClpP 단백질은 폐렴구균 독성 인자인 뉴모라이신, PsaA, CbpA, PspA 등의 mRNA 및 단백질 수준의 발현 조절에 관여한다.The pneumococcal ClpP protein of the present invention is a heat shock protein, a serine protease having a molecular weight of 21 kDa (Genebank AE008443). Recombinant ClpP protein in the present invention can be prepared by isolation after mass expression according to conventional genetic engineering methods in the art. In brief, the ClpP protein clones the open reading frame (ORF) of the ClpP gene (SEQ ID NOs: 5416 to 6006 in Genebank AE008443) into an expression vector, for example pET30 (a) (Novagen), thereby plasmid pET30 (a ) -ClpP (FIG. 1) can be prepared and expressed by insertion into host cells, eg, animal cells, plant cells or E. coli, followed by purification. Expression vectors, hosts, culture conditions, gene insertion methods and the like can be appropriately selected within the ordinary knowledge of those skilled in the art. One embodiment of the present invention describes the preparation of recombinant ClpP protein using E. coli. ClpP protein is involved in the regulation of mRNA and protein levels of pneumococcal virulence factors pneumolysine, PsaA, CbpA, PspA and the like.

본 발명에 따른 백신은 비경구, 피내, 경피 (서방성 중합체의 사용에 의해서), 근육내, 복강내, 정맥내, 피하, 경구 및 비강내 투여 경로를 포함하여, 다양한 경로로 투여될 수 있다. 백신은 면역학적 유효량으로 투여되며, "면역학적 유효량"은 면역 반응을 유도하는 데 적당한 용량이다. 용량은 백신접종을 위한 동물 또는 인간 피검자의 연령, 체중 및 신체 상태와 같은 요인 및 항체를 합성하는 동물의 면역계의 능력 및 목적하는 보호 정도에 의존한다. 효과적인 용량은 용량 반응 곡선을 설정하는 일상적인 시도를 통해 당업자에 의해 쉽게 설정될 수 있다. 면역화는 백신의 단일 용량에 의해 제공될 수 있거나 수회 부스터 용량의 투여를 요구할 수 있다. ClpP 의 용량은 전형적으로 약 1 ㎍ 내지 약 50 ㎍ 의 범위이거나, 또는 적절한 경우 그 보다 높거나 낮다. 본 발명에 따른 백신은 ClpP 단백질을 통상적인 방식으로 면역학적으로 허용되는 희석제 또는 담체에 첨가하여 제조될 수 있다. 희석제 또는 담체는 물, 염수, 덱스트로스 또는 글리세롤을 들 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, pH 안정화제, 등장화제, 습윤제 또는 유화제가 첨가될 수 있다. 또한, 백신은 수산화 알루미늄, 명반, QS-21, 모노포스포릴 지질 A 및 3-0-탈아실화 모노포스포릴 지질 A(3D-MPL) 같은 다른 약학적으로 허용되는 애쥬번트를 추가로 포함할 수 있다. 백신은 전형적으로 수용액 또는 현탁액의 형태로 주사가능하게 제조되거나, 사용 전에 용해 또는 현탁되는 고체 형태로 제형화될 수 있다. 이외에, 당해 분야에 통상적인 방법으로 비강내 제제, 경구용 제제 등으로 제형화될 수 있다. 비강내 제제는 비점막에 대한 자극을 일으키지 않거나 섬모 기능을 심각하게 방해하지 않는 부형제를 포함할 수도 있고, 물, 염수 등 희석제를 포함할 수 있다. 비강내 제제는 클로로부탄올 및 벤즈알코늄 클로라이드와 같은 보존제를 함유할 수도 있다. 비점막에 의한 단백질 항원의 흡수를 향상시키기 위해 계면활성제를 함유할 수도 있다. 경구용 액상 제제는, 예를 들면 수성 또는 유성 현탁액, 용액, 에멀젼, 시럽 또는 엘릭시르의 형태일 수도 있거나, 또는 사용 전에 물 또는 기타 적절한 부형제와의 재구성을 위한 정제 형태 또는 제품으로 건조상태로 존재할 수도 있다. 액제는 현탁제, 유화제, 비-수성 부형제 (식용유를 포함할 수도 있다), 또는 보존제와 같은 통상의 첨가제를 함유할 수도 있다. 백신을 제조하기 위하여, 정제된 ClpP 단백질을 동결건조 및 안정화할 수 있다.Vaccines according to the invention can be administered by a variety of routes, including parenteral, intradermal, transdermal (by use of sustained release polymers), intramuscular, intraperitoneal, intravenous, subcutaneous, oral and intranasal routes of administration. . The vaccine is administered in an immunologically effective amount, and an "immunologically effective amount" is a dose suitable for inducing an immune response. The dose depends on factors such as the age, weight and physical condition of the animal or human subject for vaccination and the ability of the animal's immune system to synthesize antibodies and the degree of protection desired. Effective doses can be readily set by those skilled in the art through routine attempts to establish dose response curves. Immunization may be provided by a single dose of the vaccine or may require administration of several booster doses. Doses of ClpP typically range from about 1 μg to about 50 μg, or higher or lower where appropriate. Vaccines according to the invention can be prepared by adding the ClpP protein to an immunologically acceptable diluent or carrier in a conventional manner. Diluents or carriers include, but are not limited to, water, saline, dextrose or glycerol. In addition, pH stabilizers, tonicity agents, wetting agents or emulsifiers may be added. In addition, the vaccine may further comprise other pharmaceutically acceptable adjuvants such as aluminum hydroxide, alum, QS-21, monophosphoryl lipid A and 3-0-deacylated monophosphoryl lipid A (3D-MPL). have. The vaccine is typically prepared injectable in the form of an aqueous solution or suspension, or may be formulated in a solid form that is dissolved or suspended prior to use. In addition, it may be formulated into an intranasal preparation, an oral preparation, and the like by methods conventional in the art. Intranasal preparations may include excipients that do not cause irritation to the nasal mucosa or severely impair ciliary function, and may include diluents such as water, saline. Intranasal preparations may also contain preservatives such as chlorobutanol and benzalkonium chloride. Surfactants may also be included to enhance the uptake of protein antigens by the nasal mucosa. Oral liquid preparations may be, for example, in the form of aqueous or oily suspensions, solutions, emulsions, syrups or elixirs, or may be in dry form in tablet form or product for reconstitution with water or other suitable excipients prior to use. have. Liquids may contain conventional additives such as suspending agents, emulsifying agents, non-aqueous excipients (which may include cooking oil), or preservatives. To prepare a vaccine, purified ClpP protein can be lyophilized and stabilized.

도 1 은 pET30(a)-ClpP 발현벡터의 구조를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the structure of a pET30 (a) -ClpP expression vector.

도 2 는 pKHY004 발현벡터의 구조를 나타내는 도면이다.2 shows the structure of a pKHY004 expression vector.

도 3 은 폐렴구균 clpL 유전자좌의 상대적 위치를 나타내는 도면이다.3 shows the relative positions of the pneumococcal clpL locus.

도 4a 내지 4c 는 폐렴구균에서 열충격 후에 열충격 단백질의 일시적 유도 및 안정성 에 관한 실험 결과를 나타낸 것이다.4a to 4c show the experimental results for the transient induction and stability of the heat shock protein after heat shock in pneumococcal.

도 5a 및 5b 는 열충격 후에 ClpL 이 꾸준히 증가함을 나타내는 도면이다.5A and 5B show that ClpL increases steadily after thermal shock.

도 6a 내지 6c 는 폐렴구균 D39 및 이의 clpLclpP 돌연변이체의 성장을 나타내는 도면이다.6A-6C show the growth of pneumococcal D39 and its clpL and clpP mutants.

도 7a 및 7b 는 폐렴구균 1200 의 clpP 돌연변이체에서 ClpL 의 유도결과를 나타내는 도면이다.7a and 7b show the results of induction of ClpL in the clpP mutant of pneumococcal 1200.

도 8 은 열충격에 의한 독성 관련 유전자의 유도를 나타내는 도면이다.8 is a diagram showing the induction of toxicity-related genes by thermal shock.

도 9 는 폐렴구균 D39, clpLclpP 돌연변이체에서 열충격 전후에 실시간 RT-PCR 로 측정한 cbpA, cps2A, plypsaA 의 상대 mRNA 농도를 나타낸다.9 shows the relative mRNA concentrations of cbpA, cps2A, ply and psaA measured by real-time RT-PCR before and after heat shock in pneumococcal D39, clpL and clpP mutants.

도 10 은 복강내 시험감염후 마우스의 생존시간을 나타내는 도면이다.Fig. 10 shows survival time of mice after intraperitoneal challenge.

도 11a 내지 11c는 cps2Aply 의 상대 mRNA 안정성을 실시간 RT-PCR에 의해 검출한 결과를 나타내는 도면이다.11A to 11C show the results of detecting the relative mRNA stability of cps2A and ply by real-time RT-PCR.

도 12a 내지 12c 는 폐렴구균 D39 및 이의 동종유전자형 clpP 유도체로 비강내 시험감염시킨 후 4 일 동안의 CD1 마우스의 비인두로부터 세균 회복에 관하여 평가한 결과를 나타내는 도면이다. 수치들은 평균 ± 각 시점에 대한 평균 (n = 5)의 표준 오차이다.12A to 12C show the results of evaluation of bacterial recovery from nasopharynx of CD1 mice for 4 days after intranasal challenge with pneumococcal D39 and its allogeneic clpP derivative. Figures are mean ± standard error of the mean (n = 5) for each time point.

도 13 은 마크로파지 세포에서 폐렴구균 clpP 돌연변이체의 생존율을 나타내는 도면이다.Figure 13 shows the survival rate of pneumococcal clpP mutant in macrophage cells.

도 14 는 열충격 후 ClpP 의 전이를 나타내는 도면이다.14 shows the transition of ClpP after thermal shock.

도 15a 및 15b 는 단백질 항원에 대한 항체 반응의 특이성을 나타내는, 폐렴구균 D39 의 전체 세포 용해물 (도 15 a) 및 PdB (53 kDa), PspA 단편 (43 kDa) 및 ClpP (21 kDa)의 정제된 제조물 (도 15 b)의 웨스턴 면역블롯 분석을 나타내는 도면이다.15A and 15B show the purification of total cell lysates of pneumococcal D39 (FIG. 15 a) and PdB (53 kDa), PspA fragment (43 kDa) and ClpP (21 kDa), showing the specificity of the antibody response to protein antigens. Is a diagram showing Western immunoblot analysis of the prepared product (FIG. 15B).

도 16 는 폐렴구균 ClpP 및 기존의 알려진 항원 단백질로 3회 면역시킨 후 독성이 있는 D39 균주를 복강내 시험감염시켰을때 마우스의 생존 시간을 나타내는 도면이다.Figure 16 shows the survival time of mice when intraperitoneally challenged with toxic D39 strain after three immunizations with pneumococcal ClpP and known antigenic proteins.

도 17a 및 도 17b 는 폐렴구균 ClpP 항체와 다른 생물체 유래 단백질과의 반응성을 나타낸 면역블롯 실험 결과를 나타낸다 (도면 왼쪽의 숫자는 단백질의 분자량을 나타내며 D39, Spn1049 는 각각 폐렴구균 D39 와 임상균주 1049 균주를 나타낸다. Sth 는 스트렙토코커스 더모필루스 (Streptococcus thermophilus), A549 는 인간 폐암 A549 세포주, Sce 는 사카로마이세스 세레비지애 (Saccharomyces cerevisiae), Bsu 는 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis), Pae 는 슈도모나스 애루지노사 (Pseudomonas aeruginosa), Eco 는 E. coli, Sty 는 살모넬라 타이피 (Salmonella typhi ) 등을 나타냄).17A and 17B show the results of immunoblot experiments showing the reactivity of pneumococcal ClpP antibodies with other organism-derived proteins (numbers on the left of the figure indicate the molecular weight of proteins, D39 and Spn1049 represent pneumococcal D39 and clinical strain 1049, respectively). Sth is Streptococcus thermophilus , A549 is human lung cancer A549 cell line, Sce is Saccharomyces cerevisiae , Bsu is Bacillus subtilis , and Pae is Pseudomonas. Pseudomonas aeruginosa , Eco for E. coli, Sty for Salmonella typhi ).

이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 보다 더 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 기술된 참고문헌은 본 발명에 참고로서 통 합된다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in more detail based on an Example. However, the following Examples are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these Examples. In addition, the references described herein are incorporated by reference in the present invention.

실시예 1: 폐렴구균의 독성 유전자 발현에 미치는 열충격, 및 ClpL 및 ClpP 돌연변이의 효과Example 1 Effect of Thermal Shock and ClpL and ClpP Mutations on the Expression of Virulence Genes of Pneumococci

본 실시예 1 에서는 ClpL 및 ClpP 합성에 대한 열충격의 영향을 연구하고, 중요한 폐렴구균 독성 유전자의 시험관내 발현에 대한 clpLclpP 돌연변이의 영향을 평가하였다. 또한, 폐렴구균의 독성에 대한 clpLclpP 돌연변이의 영향을 마우스 복강내 시험감염 모델에서 평가하였다.In Example 1, the effects of thermal shock on ClpL and ClpP synthesis were studied, and the effects of clpL and clpP mutations on the in vitro expression of important pneumococcal virulence genes were evaluated. In addition, the effects of clpL and clpP mutations on the virulence of pneumococci were evaluated in a mouse intraperitoneal challenge model.

1. 재료 및 방법1. Materials and Methods

ⅰ) 세균 균주, 성장 조건, 및 형질전환Iii) bacterial strains, growth conditions, and transformation

본 연구에서 사용된 세균 균주는 표 1 과 같다. Rx-1 의 유도체 (협막이 없는 비병원성 폐렴구균)인 폐렴구균 CP1200 (상기 Choi, I. H. et al., 1999)을 본 연구에 사용하였고, 이를 37℃에서 카시톤-트립톤 (Casitone-TryPtone: CAT) 기본 배지에서 지수성장기의 중간 단계까지 배양했다: CAT 기본배지 1L 는 10 g 효소 카세인 가수분해물 (enzymatic casein hydrolysate) (Difco Laboratories, USA), 5 g 트립토판 (Difco Laboratories), 1 g 효모 추출물 (yeast extract) (Difco Laboratories), 5 g NaCl, 5 mg 콜린 (choline) (Sigma, USA), 0.2 % 글루코오스 (glucose) (Sigma, USA), 16.6 mM 디포타슘 포스페이트 (dipotassium phosphate) (Sigma, USA) 를 함유하였다. CAT 브로쓰에 리터당 147 mg 의 CaCl2 및 2 g 의 우태 아 혈청 (분획 V; Sigma) 을 첨가하여 완전한 형질전환 배지를 제조하였다. 컴피턴스 (Competence)를 컴피턴스 특이적 펩티드의 첨가에 의해 조절하고 종래 문헌 (Havarstein, L. S. et al. , 1995, An unmodified heptadecapeptide pheromone induces competence for genetic transformation in Streptococcus pneumoniae. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 92:11140-11144)에 기술된 바와 같이 배양 배지에서 세포를 DNA 에 노출시킨 후 수득한 노보바이오신 저항성 형질전환체로서 정량화하였다. 협막균주 D39 (타입 2)를 뇌 심장 주입 브로쓰 (Difco Laboratories, USA) 또는 토드 휴이트 (Todd Hewitt) 브로쓰 (Difco Laboratories, USA) 에서 성장시키고 종래 문헌 (Bricker, A. L. et al., Transformation of a type 4 encapsulated strain of Streptococcus pneumoniae. FEMS Microbiol. Lett. 172:131-135)에 기재된 바와 같이 형질전환시켰다. 폐렴구균 형질전환체를 선별하기 위하여, 에리스로마이신 또는 노보바이오신을 성장 배지에 각각 2.5 ㎍/ml 또는 10 ㎍/ml 의 농도로 첨가하였다. 대장균 균주 (하기 표 1 의 BL21(DE3), DH5α , XL1-Blue) 를 루리아-베르타니 (LB) 브로쓰 또는 LB 한천에서 성장시켰다. 플라스미드를 문헌 (Hanahan, D. et al., 1983, Studies on transformation of Escherichia coli with plasmids. J. Mol. Biol. 166:557-580)에 기재된 바와 같이 형질전환에 의해 대장균내로 도입시켰다. 대장균 형질전환체를 선별하기 위하여, 암피실린 (100 ㎍/ml) 을 성장 배지에 첨가하였다. 본 연구에서 새로이 생성된 형질전환체와 함께 플라스미드 벡터를 표 1에 기재하였다.The bacterial strains used in this study are shown in Table 1. Pneumococcal CP1200 (C Choi, IH et al., 1999), a derivative of Rx-1 (a nonpathogenic pneumococcal without a capillary), was used in this study, and it was used at 37 ° C. Incubated in basal medium up to the middle stage of exponential growth phase: 1 L of CAT basal medium was 10 g enzyme casein hydrolysate (Difco Laboratories, USA), 5 g Tryptophan (Difco Laboratories), 1 g yeast extract (yeast) extract) (Difco Laboratories), 5 g NaCl, 5 mg choline (Sigma, USA), 0.2% glucose (Sigma, USA), 16.6 mM dipotassium phosphate (Sigma, USA) Contained. Complete transformation medium was prepared by adding 147 mg CaCl 2 and 2 g fetal calf serum (fraction V; Sigma) per liter to CAT broth. Competence is regulated by the addition of competence specific peptides and is described in Havarstein, LS et al., 1995, An unmodified heptadecapeptide pheromone induces competence for genetic transformation in Streptococcus pneumoniae.Proc . Natl. Acad. USA 92: 11140-11144) was quantified as a novobiocin resistant transformant obtained after exposure of the cells to DNA in the culture medium. Capsular strain D39 (type 2) was grown in brain heart injection broth (Difco Laboratories, USA) or Todd Hewitt broth (Difco Laboratories, USA) and described in the literature (Bricker, AL et al., Transformation of a). type 4 encapsulated strain of Streptococcus pneumoniae.FEMS Microbiol. Lett. 172: 131-135). To select pneumococcal transformants, erythromycin or novobiocin were added to the growth medium at concentrations of 2.5 μg / ml or 10 μg / ml, respectively. E. coli strains (BL21 (DE3), DH5α, XL1-Blue in Table 1) were grown in Luria-Bertani (LB) broth or LB agar. Plasmids were introduced into E. coli by transformation as described in Hanahan, D. et al., 1983, Studies on transformation of Escherichia coli with plasmids. J. Mol. Biol. 166: 557-580. To screen for E. coli transformants, ampicillin (100 μg / ml) was added to the growth medium. The plasmid vectors with the newly generated transformants in this study are listed in Table 1.

표 1. 실시예 1에서 사용된 세균 균주 및 플라스미드Table 1. Bacterial Strains and Plasmids Used in Example 1

Figure 112007067030018-pct00037
Figure 112007067030018-pct00037

Figure 112007067030018-pct00038
Figure 112007067030018-pct00038

ii) 항혈청의 제조ii) preparation of antisera

폐렴구균 DnaK 및 GroEL 에 대한 HSP 항체의 생성은 종래 문헌 (상기 Choi et al., 1999)에 기재되어 있다. ClpL 및 ClpP 에 대한 항체를 제조하기 위하여, 폐렴구균 CP1200 의 지수성장기 배양물을 42℃에서 30 분간 인큐베이션시키고; 세포를 음파분쇄시키고 단백질을 소듐 도데실 설페이트 10% 폴리아크릴아미드 겔 전기영동 (SDS-PAGE)에 의해 분리하고 쿠마시 브릴리언트 블루로 밝게 염색시켰다. 84 kDa 및 21 kDa 단백질 밴드를 잘라내고 전기용리시켰다. 식염수 1 ml 당 단백질 100 ㎍을 프로인트 불완전 애쥬번트 1ml 와 혼합하였다. 그 다음, 이 혼합물을 토끼에 근육내 및 피하 주사하였다. 두 부스터 용량을 2 주 간격으로 투여하였고, 항혈청을 6 주 후에 채취하였다. CbpA, 폐렴구균 표면 항원 A (PsaA), 및 Ply 에 대한 혈청의 제조는 종래 문헌 (상기 Ogunniyi, A. D. et al., 2000)에 기재된 방법과 본질적으로 동일하였다.Generation of HSP antibodies against pneumococcal DnaK and GroEL has been described in the prior art (supra Choi et al., 1999, supra). To prepare antibodies against ClpL and ClpP, the exponential growth phase culture of pneumococcal CP1200 was incubated at 42 ° C. for 30 minutes; Cells were sonicated and proteins were separated by sodium dodecyl sulfate 10% polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and brightly stained with Coomassie Brilliant Blue. 84 kDa and 21 kDa protein bands were cut out and electroeluted. 100 μg of protein per ml of saline was mixed with 1 ml of Freund's incomplete adjuvant. This mixture was then injected intramuscularly and subcutaneously in rabbits. Two booster doses were administered at two week intervals, and antiserum was taken six weeks later. Preparation of serum for CbpA, pneumococcal surface antigen A (PsaA), and Ply was essentially identical to the method described in the prior art (Ogunniyi, A. D. et al., 2000, supra).

iii) 단백질 표지 및 겔 전기영동iii) protein labeling and gel electrophoresis

단백질 표지 실험을 위해, 세포를 CAT 배지에서 A 550 (550 nm 에서의 흡광도)=0.2 로 성장시킨 다음 2 ml 분취액으로 나누었다. 그 다음, 세포를 수집하고 미리 가온한 새로운 저함량 메티오닌 표지 배지에 재현탁시키고 30℃에서 10 분간 평형화시켰다. 10 μ Ci 의 [35S]-메티오닌(1000Ci/mmol, Amersham)을 첨가하고 배양물의 온도를 열충격을 위해 42℃로 하였다. 세포를 모으고 20 ㎕의 용해 완충액 (5 mM Tris [pH 8.0], 30 mM 에틸렌디아민 테트라아세트산[EDTA], 0.1% 트리톤 X-100, 0.025% [w/v] 페닐메탄설포닐 플루오라이드[PMSF], 1 mM 디티오트레이톨)에 재현탁시킨 다음, 종래 문헌 (상기 Choi et al., 1999)에 기재된 바와 같이 음파 파쇄 (얼음 위에서)에 의해 완전히 용해시켰다. SDS-PAGE (10 또는 15% 폴리아크릴아미드 겔)를 문헌(Laemli et al., 1970, Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 227:680-685)에 기재된 바에 따라 수행하고, 단백질을 쿠마시 브릴리언트 블루 염색에 의해 가시화하였다. 폴리아크릴아미드 겔을 방사선 민감성 영상화 플레이트에 수일간 노출시켜 영상을 얻었다. 방사선사진 영상 데이터를 영상화 분석 시스템 (Fujix Bio-imaging Analyzer BAS2500, Fuji Photo Film Co.)을 이용하여 정량화하였다.For protein labeling experiments, cells were grown to A 550 (absorbance at 550 nm) = 0.2 in CAT medium and then divided into 2 ml aliquots. Cells were then collected and resuspended in fresh warmed, low content methionine labeled medium and equilibrated at 30 ° C. for 10 minutes. 10 μ Ci of [ 35 S] -methionine (1000 Ci / mmol, Amersham) was added and the temperature of the culture was 42 ° C. for thermal shock. Cells were collected and 20 μl of lysis buffer (5 mM Tris [pH 8.0], 30 mM ethylenediamine tetraacetic acid [EDTA], 0.1% Triton X-100, 0.025% [w / v] phenylmethanesulfonyl fluoride [PMSF] , 1 mM dithiothreitol) and then completely dissolved by sonic crushing (on ice) as described in the prior art (choi et al., 1999, supra). SDS-PAGE (10 or 15% polyacrylamide gel) was performed as described in Laemli et al., 1970, Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 227: 680-685. The protein was visualized by Coomassie Brilliant Blue staining. The image was obtained by exposing the polyacrylamide gel to radiation sensitive imaging plates for several days. Radiographic image data was quantified using an imaging analysis system (Fujix Bio-imaging Analyzer BAS2500, Fuji Photo Film Co.).

ⅳ) 면역 블롯팅Iii) immune blotting

10% SDS-PAGE 에 의해 분리된 단백질을 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF) 막 위에 일렉트로블롯팅한 다음, 1 차 항체로서 폐렴구균의 열충격 단백질에 대해 생성된 토끼 항혈청 1:100 희석액 또는 폐렴구균의 독성 단백질(CbpA, PsaA, 및 Ply)에 대해 생성된 마우스 항혈청의 1:5,000 희석액과 반응시켰다. 2 차 항체는 홀스래디쉬 퍼옥시다아제 (Sigma) 또는 알칼리성 포스파타아제(Bio-Rad)에 콘쥬게이션된 염소 항-토끼 또는 염소 항-마우스 IgG 1:2,000 희석액이었다.Proteins isolated by 10% SDS-PAGE were electroblotted onto polyvinylidene difluoride (PVDF) membranes, and then rabbit antiserum 1: 100 dilution or pneumococci produced against the heat shock proteins of pneumococci as primary antibodies. Were reacted with a 1: 5,000 dilution of mouse antiserum produced against toxic proteins of (CbpA, PsaA, and Ply). Secondary antibodies were goat anti-rabbit or goat anti-mouse IgG 1: 2,000 dilutions conjugated to horseradish peroxidase (Sigma) or alkaline phosphatase (Bio-Rad).

ⅴ) 역전사 (RT)-PCRReverse transcription (RT) -PCR

종래 문헌 (Ogunniyi, A. D. et al., 2002, The genes encoding virulence-associated proteins and the capsule of Streptococcus pneumoniae are upregulated and differentially expressed in vivo. Microbiol. 148:2045-2053)에 기재된 바에 따라 고온 산 페놀법을 이용하여 전체 RNA 를 추출하였다. ply, psaA, cbpA 및 cps2A 에 대한 mRNA 의 수준을 Promega Access RT-PCR System (Promega Biotech, Cat.# A1250) 사용하는 1 단계 실시간 역전사법 (RT-PCR)에 의해 정량화하였다. 다양한 RT-PCR 검정에 사용되는 특이적 프라이머는 문헌 (상기 Ogunniyi et al., 2002)에 기재되어 있으며, 반응당 50nM의 최종 농도로 사용되었다. 내부 대조로서 16S rRNA에 대해 특이적인 프라이머 (정방향, 5' -GGT GAG TAA CGC GTA GGT AA-3' : SEQ ID NO. 1; 역방향, 5' -ACG ATC CGA AAA CCT TCT TC: SEQ ID NO. 2, Bioneer Co.)를 사용하였다. 별개의 RT-PCR 반응 (구성 프라이머만이 상이함)을 Sybr

Figure 112006039845010-pct00003
Green(Molecular Probes)이 최종 농도 1:50,000 로 첨가된 마스터 혼합물로부터 설정하였다 (얼음 위에). 혼합물을 얼음 위에 각 상류 및 하류 프라이머를 함유하는 튜브에 분취하고 천천히 교반하여 완전히 혼합시켰다. 각 혼합물을 최종적으로 0.1 ml 반응 튜브 내로 분취하고 Rotor-Gene 2000 Real-Time Cycler (Corbett Research, Australia)에 넣었다. RT-PCR 사이클링 조건을 48℃에서 39 분간 1 사이클 (제 1 가닥 cDNA 합성을 위해) 94℃에서 2 분간 1 사이클 (AMV 역전사효소 불활성화 및 RNA/cDNA/프라이머 변성을 위해) 후에 변성(94℃에서 30 초), 프라이머 어닐링 (60℃에서 30 초), 및 연장 (72℃에서 39초)으로 구성된 PCR 증폭 40 사이클로 구성하였다. 증폭 데이터를 연장 단계에서 얻어서 비교 임계 역치 (Δ Δ CT)를 이용하는 Corbett Research Software Version 4.4 로 분석하였다. 추출물간에, 표적 전사체의 수준을 내부 16S rRNA 대조에 대해 얻은 전사체 수준을 참조하여 정규화하였다. 모든 실험은 4 중으로 수행하였다.The high temperature acid phenol method is described as described in Ogunniyi, AD et al., 2002, The genes encoding virulence-associated proteins and the capsule of Streptococcus pneumoniae are upregulated and differentially expressed in vivo.Microbiol. 148: 2045-2053. Total RNA was extracted. The levels of mRNA for ply, psaA, cbpA and cps2A were quantified by one step real time reverse transcription (RT-PCR) using the Promega Access RT-PCR System (Promega Biotech, Cat. # A1250). Specific primers used in various RT-PCR assays are described in Ogunniyi et al., 2002, above, and used at a final concentration of 50 nM per reaction. Primers specific for 16S rRNA as internal control (forward, 5′-GGT GAG TAA CGC GTA GGT AA-3 ′: SEQ ID NO. 1; reverse, 5′-ACG ATC CGA AAA CCT TCT TC: SEQ ID NO. 2, Bioneer Co.) was used. Sybr a separate RT-PCR reaction (only the constituent primers are different)
Figure 112006039845010-pct00003
Green (Molecular Probes) was set from the master mixture added at a final concentration of 1: 50,000 (on ice). The mixture was aliquoted into tubes containing each upstream and downstream primer on ice and slowly mixed thoroughly. Each mixture was finally aliquoted into 0.1 ml reaction tubes and placed in a Rotor-Gene 2000 Real-Time Cycler (Corbett Research, Australia). RT-PCR cycling conditions were denatured (48 ° C.) for 1 minute (for 1 strand cDNA synthesis) at 94 ° C. for 1 minute for 2 minutes (for AMV reverse transcriptase inactivation and RNA / cDNA / primer denaturation) (94 ° C.) 30 seconds), primer annealing (30 seconds at 60 ° C.), and extension (39 seconds at 72 ° C.) consisted of 40 cycles of PCR amplification. Amplification data were obtained in the extension step and analyzed with Corbett Research Software Version 4.4 using a comparative threshold threshold (ΔΔ C T ). Between extracts, levels of target transcripts were normalized with reference to transcript levels obtained for internal 16S rRNA controls. All experiments were performed in quadruple.

ⅵ) Ⅵ) clpLclpL  And clpPclpP 결실 돌연변이체 제작 Deletion Mutant Construction

폐렴구균의 clpL 의 결실-삽입 돌연변이 (Δ clpL::ermB)를 만들기 위하여, 860-bp ermB 카세트 (프랑스 툴루즈 CNRS 의 Claverys 박사로부터 입수, Vasseghi, H., and J. P. Claverys. 1983. Amplification of a chimeric plasmid carrying an erythromycin-resistance determinant introduced into the genome of Streptococcus pneumoniae. Gene 21:285-292)를 에리스로마이신 저항성 대장균 염색체 DNA 로부터 prs3 (5' -CCG GGC CCA AAA TTT GTT TGA T-3' : SEQ ID No. 3) 및 prs4 (5'-AGT CGG CAG CGA CTC ATA GAA T-3' : SEQ ID No. 4)를 사용하여 증폭시키고 clpL 을 분해 (disruption)시키는 데에 사용하였다. clpLermB 의 5' 말단의 일부를 함유하는 410 bp 단편(clpL-up)을 CP1200 DNA 로부터 hlp3 (5'-CGG TAC CAT GAA CAA TAA TTT TAA C-3' : SEQ ID No. 5) 및 hlpl (5'-ATC AAA CAA ATT TTG GGC CCG GTC AGA TGT TTC TTG AAT TTC C-3' : SEQ ID No. 6)를 사용하여 증폭시켰다. 하류 clpL 서열 및 ermB 의 3' 말단의 일부를 함유하는 300bp 단편 (clpL-down)을 CP1200 DNA 로부터 hlp2 (5'-ATT CTA TGA GTC GCT GCC GAC TGT TCT AGA TGA TGG TCG TTT G-3' : SEQ ID NO. 7) 및 hlp4 (5'-GGC CGA GCT CTT AGA CTT TCT CAC GAA TAA C-3' : SEQ ID No. 8)을 사용하여 증폭시켰다. 상기 3 개의 PCR 생성물을 hlp3hlp4 을 사용하는 PCR 에 대한 혼합 주형으로 사용하여 ermB 유전자에 의해 치환된 clpL 의 1,301 bp 결실부분 (Genebank AE008411 염기서열 제 6374에서 제 7674)을 갖는 1.6kb 단편을 생산하였다. 후속하여 3 부분의 1.6kb 단편을 폐렴구균 CP1200 또는 D39 균주에 형질전환에 의해 도입하고, 재조합 단편이 상동 재조합에 의해 염색체내로 삽입된 수용자 세균을 에리스로마이신 내성에 의해 선별하였다. PCR 및 면역블롯 분석 (나타내지 않음)에 의해 올바른 결실부분에 대해 형질전환체를 스크리닝하였다. CP1200 및 D39의 clpL 돌연변이체인 HYK1 및 HYK304 각각은 clpL 내에 올바른 결실부분을 함유하였고 추가 연구에 사용하였다. clpP up (234-bp)의 경우 hpp3 (5'-CGA ATT CAT GAT TCC TGT AGT TAT-3' : SEQ ID No. 9) 및 hpp11 (5'-ATT CTA TGA GTC GCT GCC GAC TCA GAA CCA CCT GGT GTA TTG A-3' : SEQ ID No. 10) 프라이머를 사용하고 clpP-down (319-bp)의 경우 hpp10 (5'-ATC AAA CAA ATT TTG GGC CCG GAT CGC ATC AAG TGG AGC AAA A-3' : SEQ ID No. 11) 및 hpp6 (5'- CGA GCT CTT AGT TCA ATG AAT TGT TG-3' : SEQ ID No. 12) 프라이머를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 이용하여 CP1200 및 D39 에서 95 bp 의 결실부분 (GenBank AE008443 에서 염기서열 5621 에서 5715)를 갖는 clpP 돌연변이체를 만들고 이들을 각각 HYK2 및 HYK302 로 명명하였다.To make a deletion-insertion mutation (Δ clpL :: ermB ) of pneumococcal clpL , a 860-bp ermB cassette (obtained from Dr. Claverys of Toulouse CNRS, France, Vasseghi, H., and JP Claverys. 1983. Amplification of a chimeric plasmid carrying an erythromycin-resistance determinant introduced into the genome of Streptococcus pneumoniae .Gen 21: 285-292) from erythromycin resistant E. coli chromosomal DNA prs3 (5'-CCG GGC CCA AAA TTT GTT TGA T-3 ': SEQ ID No 3) and prs4 (5'-AGT CGG CAG CGA CTC ATA GAA T-3 ': SEQ ID No. 4) and used to disrupt clpL . A 410 bp fragment ( clpL- up) containing part of the 5 'end of clpL and ermB was transferred from CP1200 DNA to hlp3 (5'-CGG TAC CAT GAA CAA TAA TTT TAA C-3': SEQ ID No. 5) and hlpl (5'-ATC AAA CAA ATT TTG GGC CCG GTC AGA TGT TTC TTG AAT TTC C-3 ': SEQ ID No. 6). A 300 bp fragment ( clpL- down) containing the downstream clpL sequence and part of the 3 'end of ermB was transferred from CP1200 DNA to hlp2 (5'-ATT CTA TGA GTC GCT GCC GAC TGT TCT AGA TGA TGG TCG TTT G-3': SEQ ID NO. 7) and hlp4 (5′-GGC CGA GCT CTT AGA CTT TCT CAC GAA TAA C-3 ′: SEQ ID No. 8). The three PCR products were used as mixed templates for PCR using hlp3 and hlp4 to produce 1.6kb fragments having a 1,301 bp deletion portion of clpL substituted by the ermB gene (Genebank AE008411 SEQ ID NOs: 6374 to 7674). It was. Subsequently, three portions of the 1.6 kb fragment were introduced into the pneumococcal CP1200 or D39 strain by transformation, and recipient bacteria in which the recombinant fragment was inserted into the chromosome by homologous recombination were selected by erythromycin resistance. Transformants were screened for correct deletion by PCR and immunoblot analysis (not shown). Each of the clpL mutants HYK1 and HYK304 of CP1200 and D39 contained the correct deletion in clpL and was used for further studies. For clpP up (234-bp) hpp3 (5'-CGA ATT CAT GAT TCC TGT AGT TAT-3 ': SEQ ID No. 9) and hpp11 (5'-ATT CTA TGA GTC GCT GCC GAC TCA GAA CCA CCT GGT GTA TTG A-3 ': using SEQ ID No. 10) primer and hpp10 (5'-ATC AAA CAA ATT TTG GGC CCG GAT CGC ATC AAG TGG AGC AAA A-3' for clpP -down (319-bp) : SEQ ID No. 11) and hpp6 (5′- CGA GCT CTT AGT TCA ATG AAT TGT TG-3 ′: SEQ ID No. 12) 95 bp at CP1200 and D39 using the same method except that ClpP mutants having the deletion portion of (SEQ ID NOS: 5621 to 5715 in GenBank AE008443) were made and named HYK2 and HYK302, respectively.

ⅶ) 대장균에서 ClpL 의 과발현.Vi) overexpression of ClpL in E. coli.

대장균에서 His6-태그 ClpL 을 과발현시키기 위해, clpL ORF 를 CP1200 DNA 의 hlp3 및 hlp4 를 사용하여 증폭시켰다. 단편을 KpnISacI 로 분해시키고 pET30(a) (Novagen) KpnISacI 의 부위로 클로닝시켜 플라스미드 pKHY004 (도 2)를 생성시켰다. His6-태그 단백질을 대장균 내에서 발현시키고 DEAE-Sepharose fast flow™ 크로마토그래피 (Amersham Pharmacia)에 의해 0.1 내지 0.4M NaCl 구배로 용리시켰다. ClpL 를 함유하는 분획을 풀링하고 제조자 (Novagen)의 지시를 약간 변형시킨 방법에 따라 니켈-니트릴로아세트산 칼럼상에서 정제하였다. 결합된 His6-태그 단백질을 40mM 이미다졸 완충액으로 세척하고, 0.4M 이미다졸 완충액 (pH 7.9)으로 용리시키고, 20mM Tris-HCl(pH 7.8), 5mM MgCl2 에 대해 투석시켰다. 단백질의 순도는 SDS-PAGE 로 판정하여 >95%였고, 상기 단백질을 쿠마시 브릴리언트 블루 R250 으로 염색하였다(데이터는 나타내지 않음)To overexpress His 6 -tagged ClpL in E. coli, clpL ORF was amplified using hlp3 and hlp4 of CP1200 DNA. It was digested with KpnI and SacI and the fragment cloned into the pET30 (a) (Novagen) KpnI and SacI sites of the plasmid was generated pKHY004 (Fig. 2). His 6 -tag protein was expressed in E. coli and eluted with a gradient of 0.1-0.4 M NaCl by DEAE-Sepharose fast flow ™ chromatography (Amersham Pharmacia). Fractions containing ClpL were pooled and purified on a nickel-nitriloacetic acid column according to a method which slightly modified the manufacturer's instructions. Bound His 6 -tag protein was washed with 40 mM imidazole buffer, eluted with 0.4 M imidazole buffer (pH 7.9) and dialyzed against 20 mM Tris-HCl (pH 7.8), 5 mM MgCl 2 . The purity of the protein was> 95% as determined by SDS-PAGE and the protein was stained with Coomassie Brilliant Blue R250 (data not shown).

ⅷ) 샤퍼론 활성의 결정.Viii) determination of chaperone activity.

종래 문헌 (Kudlicki, W. et al., 1997, Renaturation of rhodanese by translational elongation factor (EF) Tu. Protein refolding by EF-Tu flexing. J. Biol. Chem. 272:32206-32210)에 기재된 방법을 다음과 같이 변형시킨 방법에 따라 ClpL 의 샤퍼론 활성을 결정하였다. 로다네즈 (Rhodanese) (Sigma, USA) (9 μ M)를 1 mM β -머캅토에탄올 및 8 M 우레아를 함유하는 200 mM 인산칼륨 완충액 (pH 7.6)에서 1 시간 동안 25℃에서 변성시켰다. 8 M 우레아중의 변성된 효소 2.5 ㎕를 희석시켜, 50 mM Tris-HCl (pH 7.8), 200 mM β -머캅토에탄올, 5 mM 티오황산나트륨, 10 mM MgCl2, 10 mM KCl 를 함유하는 최종 용적 250 ㎕의 용액으로 하여 자발적인 ClpL 보조 리폴딩을 개시하였다. 리폴딩 반응에서 로다네즈의 최종 농도는 90 nM 였다. 리폴딩 반응은 25℃에서 30 분간 수행하였다. 로다네즈의 천연 형태로의 리폴딩에 의해 ClpL 샤퍼론 활성을 측정하였다. 로다네즈의 효소 활성은 문헌 (Sorbo. B. H. et al., 1953, Crystalline rhodanese. I. Purification and physicochemical examination. Acta Chem. Scand. 7:1129-1136)에 기재된 바에 따라 결정하였다.The method described in the prior art (Kudlicki, W. et al., 1997, Renaturation of rhodanese by translational elongation factor (EF) Tu. Protein refolding by EF-Tu flexing. J. Biol. Chem. 272: 32206-32210) According to the modified method as described above, the chaperone activity of ClpL was determined. Rhodanese (Sigma, USA) (9 μM) was denatured for 1 h at 25 ° C. in 200 mM potassium phosphate buffer (pH 7.6) containing 1 mM β-mercaptoethanol and 8 M urea. 2.5 μl of denatured enzyme in 8 M urea was diluted to a final volume containing 50 mM Tris-HCl (pH 7.8), 200 mM β-mercaptoethanol, 5 mM sodium thiosulfate, 10 mM MgCl 2 , 10 mM KCl Spontaneous ClpL assisted refolding was initiated with 250 μl of solution. The final concentration of Rhodanez in the refolding reaction was 90 nM. The refolding reaction was carried out at 25 ° C. for 30 minutes. ClpL chaperone activity was measured by refolding into the native form of Rhodanez. The enzymatic activity of Rhodanez was determined as described in Sorbo. BH et al., 1953, Crystalline rhodanese. I. Purification and physicochemical examination. Acta Chem. Scand. 7: 1129-1136.

ix) 독성 연구ix) toxicity studies

독성이 매우 강한 협막 타입 2 균주 (D39) 및 이의 동종유전자형 clpPclpL 돌연변이체 (각각 HYK302 및 HYK304)로 복강내 (i.p.) 시험감염을 수행하여 폐렴구균의 독성에 미치는 clpL 또는 clpP 의 돌연변이의 영향을 평가하였다. 세균을 10% [vol/vol] 말혈청을 가한 뇌 심장 주입 한천 (Difco Laboratories, USA) 또는 토드 휴이트 (Todd Hewitt) 한천 (Difco Laboratories, USA)(필요에 따라 에리스로마이신 보충) 상에서 밤새 37℃로 배양한 다음 혈청 브로쓰 (10% [vol/vol] 말혈청을 가한 뇌 심장 주입 브로쓰(Difco Laboratories, USA) 또는 토드 휴이트 (Todd Hewitt) 브로쓰 (Difco Laboratories, USA)) 에서 37℃에서 3 시간 동안 성장시켜 약 108 CFU/ml 의 세균 배양물을 수득했다 (상기 Ogunniyi, A. D. et al,, 2000). 다음 각 세균 배양물을 혈청 브로쓰로 희석시켜 약 106 CFU/ml 로 하고, 10 마리의 BALB/c 마우스군을 0.1 ml 부피의 D39, HYK302 또는 HYK304 로 복강내 감염시켰다. 시험감염된 마우스의 생존여부를 처음 5 일 동안은 1 일 4 회, 다음 5 일 동안은 1 일 2 회, 시험감염후 21 일째까지는 매일 모니터링하였다.Effect of clpL or clpP mutations on the toxicity of pneumococcal by performing intraperitoneal (ip) challenge with the highly toxic capsular type 2 strain (D39) and its allelic clpP and clpL mutants (HYK302 and HYK304, respectively) Was evaluated. Bacteria at 10 ° C. [vol / vol] horse serum at 37 ° C. overnight on brain heart injection agar (Difco Laboratories, USA) or Todd Hewitt agar (Difco Laboratories, USA) (supplemented with erythromycin as needed) After incubation, in a brain heart injection broth (Difco Laboratories, USA) or Todd Hewitt broth (Difco Laboratories, USA) with serum broth (10% [vol / vol] horse serum) Growth over time gave a bacterial culture of about 10 8 CFU / ml (Ogunniyi, AD et al, 2000, supra). Each bacterial culture was then diluted with serum broth to approximately 10 6 CFU / ml and 10 BALB / c mouse groups were infected intraperitoneally with 0.1 ml volume of D39, HYK302 or HYK304. Survival of the challenged mice was monitored 4 times a day for the first 5 days, twice a day for the next 5 days, and daily until 21 days after challenge.

x) 뉴모라이신 검정x) pneumolysine assay

종래 문헌 (상기 Hanahan, D., 1983)에 기재된 방법을 약간 변형시킨 방법에 따라 용혈 활성을 결정하였다. THY 브로쓰에서 지수성장기의 초기-중기 단계 (A600=0.05-0.1)까지 성장시킨 폐렴구균 (D39, HYK302, HYK304) 을, 4℃에서 10 분 동안 3900xg 원심분리에 의해 수집하고 인산염 완충 식염수에 재현탁시켰다. 소듐 데옥시콜레이트를 최종 농도 0.1%로 첨가한 다음, 37℃에서 10 분 동안 인큐베이션하였다. 샘플을 원심분리한 후에, 상청액을 회수하고 연속적으로 희석시켰다. 96 웰 마이크로타이터 플레이트에 1.5%의 세척된 사람 적혈구의 등량과 함께 인큐베이션하여 용혈 활성을 결정하였다. 용혈 역가는 540 nm 에서 적혈구 50%가 용해되는 추정 희석도의 역수로 결정하였다.Hemolytic activity was determined according to a method slightly modified from the method described in the prior art (Hanhan, D., 1983, supra). Pneumococci (D39, HYK302, HYK304) grown in the THY broth to the early to mid-stage phase of the exponential growth phase (A 600 = 0.05-0.1) were collected by 3900 × g centrifugation at 4 ° C. for 10 minutes and then in phosphate buffered saline. Resuspend. Sodium deoxycholate was added at a final concentration of 0.1% and then incubated at 37 ° C. for 10 minutes. After centrifugation of the sample, the supernatant was recovered and serially diluted. Hemolytic activity was determined by incubation with an equivalent of 1.5% washed human erythrocytes in a 96 well microtiter plate. The hemolytic titer was determined as the inverse of the estimated dilution at which 50% of the red blood cells were dissolved at 540 nm.

xi) 통계처리xi) statistical processing

대응표본 또는 독립표본 스튜던트 t-검정 (paired or unpaired Student's t test) 을 사용하여 통계적 분석을 수행하였다. 제시된 데이터는 2 개 내지 4 개의 독립 실험에 대한 평균 ± 표준 편차이다. 군간의 평균 생존 시간의 차이는 만-휘트니 U 검정(양측) (2-tailed)에 의해 분석하였고, 군간의 전체적인 생존율의 차이는 피셔의 정확 검정 (Fisher Exact test)에 의해 분석하였다.Statistical analysis was performed using paired or unpaired Student's t test. Data presented are mean ± standard deviation for 2 to 4 independent experiments. The difference in mean survival time between groups was analyzed by the Mann-Whitney U test (2-tailed), and the difference in overall survival between groups was analyzed by Fisher's exact test (Fisher Exact test).

2. 결과2. Results

ⅰ) ClpL 의 특성 규명Iii) Characterization of ClpL

종래에 84 kDa HSP 는 N-말단 아미노산 서열화에 의해 ClpL 로 확인되었다 (상기 Choi et al., 1999). Clp 패밀리의 일원은 2 개의 고도로 보존된 ATP-결합 영역 (ATP-1 및 ATP-2)을 함유하며, 상기 각 영역은 아데닌 누클레오티드 결합에 대한 콘센서스 서열을 함유한다 (Gottesman, S. et al., 1990, Conservation of the regulatory subunit for the Clp ATP-dependent protease in prokaryotes and eukaryotes. Proc. Natl. Acad. Sci, U.S.A. 87:3513-3517). 추정 폐렴구균 ClpL 이 실제로 Clp 패밀리의 일원임을 확인하기 위하여, N-말단 아미노산 서열 (5'-GAT GAA YAA YAA YTT YAA YAA YTT YAA-3' : SEQ ID NO. 13) 로부터의 올리고누클레오티드와 Clp 패밀리의 가장 잘 보존된 아미노산 서열 (PTGVGKT) 인 Clp 일원에 대한 제 2 ATP 결합 부위 (5'-GTY TTN CCN CAN CCN GYN GG-3', 여기서 Y=T 또는 C, N=A, C, G 또는 T: SEQ ID NO. 14)를 CP1200 염색체 DNA 의 PCR 증폭에 사용하였다. PCR 결과 락토콕커스 락티스(L. lactis) ClpL 이 크기로부터 예상되는 1.37kb DNA 단편을 얻었다. 이것을 pGEM-T (promega)에 클로닝하여 플라스미드 pG8413 를 생성시켰다. 클로닝된 단편을 서열 분석한 결과 락토콕커스 락티스 (L. lactis) clpL 및 소 clp 유전자에 대한 상동성을 나타내었다 (데이터는 나타내지 않음). 다음에, BLAST 분석을 이용하여 TIGR 폐렴구균 타입 4 게놈에서 완전한 clpL 유전자를 확인하였다. 또한, 폐렴구균 R6 에서 clpL 상동물은 타입 4 clpL 상동물과 98%의 동일성을 나타내었고, CP1200 clpL 은 R6 clpL 과 고도의 서열 상동성을 나타내었다 (데이터는 나타내지 않음). 게놈의 상기 영역의 구성은 도 3 에 도시되어 있다.84 kDa HSP was conventionally identified as ClpL by N-terminal amino acid sequencing (Cho et al., 1999, supra). Members of the Clp family contain two highly conserved ATP-binding regions (ATP-1 and ATP-2), each containing consensus sequences for adenine nucleotide binding (Gottesman, S. et al. , 1990, Conservation of the regulatory subunit for the Clp ATP-dependent protease in prokaryotes and eukaryotes.Proc. Natl. Acad. Sci, USA 87: 3513-3517). To confirm that putative pneumococcal ClpL is actually a member of the Clp family, oligonucleotides from the N-terminal amino acid sequence (5'-GAT GAA YAA YAA YTT YAA YAA YTT YAA-3 ': SEQ ID NO. 13) and the Clp family A second ATP binding site for a Clp member that is the best conserved amino acid sequence of (PTGVGKT) (5'-GTY TTN CCN CAN CCN GYN GG-3 ', where Y = T or C, N = A, C, G or T: SEQ ID NO. 14) was used for PCR amplification of CP1200 chromosomal DNA. PCR yielded 1.37 kb DNA fragments expected from L. lactis ClpL size. This was cloned into pGEM-T (promega) to generate plasmid pG8413. Sequencing the cloned fragments showed homology to the L. lactis clpL and bovine clp genes (data not shown). Next, a complete clpL gene was identified in the TIGR pneumococcal type 4 genome using BLAST analysis. In addition, clpL supernatant in pneumococcal R6 showed 98% identity with type 4 clpL supernatant and CP1200 clpL showed high sequence homology with R6 clpL (data not shown). The configuration of this region of the genome is shown in FIG.

clpL 의 서열을 상세히 분석한 결과 분자량이 77,699 달톤이고 pI (등전점)가 4.99 인 701 개 아미노산을 갖는 추정 폴리펩티드를 코드화하는 2103 bp의 ORF 인 것으로 나타났다. 누클레오티드 서열을 분석한 결과, 폐렴구균 clpL 은 ATG 코돈의 240 bp 상류에 시그마 A 타입 프로모터 (TTGACC-17-bp-TATATT)를 갖는 것으로 나타났다. clpL 의 상류에는 CtsR 리프레서 결합 서열 GTC AAA NAN RGT CAA A (R= A 또는 G) (SEQ ID NO. 15) 이 있으며, 이것은 몇몇 유기체에서 clp 유전자에 인접해 있는 것으로 확인되었다. 따라서, clpL 는 CtsR 에 의해 조절될 수 있다. clpL 로부터 619 bp 상류의 유전자는 추정 운데카프레닐-p-UDP-MurNAC-펜타펩티드 트랜 스페라아제를 코딩하며 동일한 배향으로 존재한다. LuxS 를 코딩하는 clpL 의 하류의 유전자는 반대 배향으로 존재하며 (도 3), 이는 clpL 가 모노시스트론 전사 유닛으로서 구성된다는 것을 시사한다. A detailed analysis of the sequence of clpL revealed an ORF of 2103 bp encoding a putative polypeptide having 701 amino acids with a molecular weight of 77,699 daltons and a pi (isoelectric point) of 4.99. Analysis of the nucleotide sequence showed that pneumococcal clpL had a sigma A type promoter (TTGACC-17-bp-TATATT) 240 bp upstream of the ATG codon. clpL the upstream has a standing CtsR binding sequence GTC AAA CAA NAN RGT A (R = A or G) (SEQ ID NO. 15 ) repressor, it was determined that close to the clp genes in several organisms. Thus, clpL can be regulated by CtsR. The gene 619 bp upstream from clpL encodes the putative undecaprenyl-p-UDP-MurNAC-pentapeptide transferase and is present in the same orientation. The gene downstream of clpL encoding LuxS is in the opposite orientation (FIG. 3), suggesting that clpL is configured as a monocystron transcription unit.

BLAST 분석 결과 폐렴구균 ClpL 은 아미노산 121-128 (GDAGVGKT) 및 391-398 (GSTGVGKT)에서의 2 개의 보존된 ATP-결합 영역 (p-루프)에서 Clp 패밀리의 모든 구성원에 대해 고도의 상동성을 갖는 것으로 나타났다. 친수성 N-말단 영역에서 위치 11 에서 18 까지의 8 개 아미노산 (MDDLFNQL)은 소의 Clp 유사 단백질 및 락토콕커스 락티스 (L. lactis) ClpL 에 있어서 절대적으로 보존되었다. 폐렴구균 ClpL ATPase 는 소의 Clp 유사 단백질 (76% 동일성 및 88% 유사성) 및 락토콕커스 락티스 (L. lactis) ClpL (59% 동일성 및 76% 유사성)와 가장 강한 상동성을 나타낸다. 이것은 또한 다른 종과 높은 상동성을 나타낸다 (데이터는 나타내지 않음).BLAST analysis shows that pneumococcal ClpL has a high degree of homology to all members of the Clp family in the two conserved ATP-binding regions (p-loops) at amino acids 121-128 (GDAGVGKT) and 391-398 (GSTGVGKT). Appeared. Eight amino acids (MDDLFNQL) from positions 11 to 18 in the hydrophilic N-terminal region were absolutely conserved for bovine Clp-like protein and L. lactis ClpL. Pneumococcal ClpL ATPase exhibits the strongest homology with bovine Clp like protein (76% identity and 88% similarity) and L. lactis ClpL (59% identity and 76% similarity). It also shows high homology with other species (data not shown).

ⅱ) 열충격후 ClpL 의 일시적인 유도 및 높은 안정성Ii) transient induction of ClpL and high stability after thermal shock

분자량이 각각 84 kDa, 73 kDa, 및 65 kDa 인 주된 HSP 인 ClpL, DnaK, 및 GroEL 은 열충격 후에 상응하는 폐렴구균 단백질의 N-말단 아미노산 서열화에 의해 확인되었다. HSP 발현의 협동적인 또는 독립적인 조절에 대해서는 결정된 바가 없었기 때문에, 본 발명자들은 [35S]-메티오닌으로 펄스 표지화하여 HSP 합성의 동력학을 조사하였다. 열충격 단백질의 유도 동력학을 결정하기 위해, 30℃의 지수 성장기의 CP1200 세포 (A550=0.2)에 온도를 42℃로 변화시켜 열충격을 가한 후, [35S]-메티오닌으로 10 분간 펄스 표지하였다. 배양물 2ml 를 취해 세포를 용해 완충액 중에서 음파분쇄에 의해 용해시킨 다음, 세포 용해물을 SDS-PAGE 로 분석하고, 단백질 밴드를 자동방사선사진법에 의해 가시화 시켰다. 그 결과, HSP의 유도는 온도 상승 변화 10 분 후에 최고에 이른 후 기본 수준으로 급격히 감소하였다 (도 4a). 세포를 42℃에서 10 분간 인큐베이션한 후에, ClpL, DnaK, 및 GroEL 의 합성은 대조에 비해 각각 11.3± 0.8, 5.0± 0.3, 및 2.7± 0.2 배로 증가하였다. GroEL 밴드는 가까운 단백질 밴드와 매우 유사하였지만, 자동방사선사진을 고배율로 확대한 결과 GroEL 가 유도된 것이 명확히 나타났다 (도 4b).The major HSPs, ClpL, DnaK, and GroEL, with molecular weights of 84 kDa, 73 kDa, and 65 kDa, respectively, were identified by N-terminal amino acid sequencing of the corresponding pneumococcal protein after thermal shock. Since no cooperative or independent regulation of HSP expression was determined, we investigated the kinetics of HSP synthesis by pulse labeling with [ 35 S] -methionine. To determine the induction kinetics of heat shock proteins, CP1200 cells (A 550 = 0.2) at 30 ° C exponential growth were subjected to thermal shock by changing the temperature to 42 ° C, followed by pulse labeling with [ 35 S] -methionine for 10 minutes. 2 ml of the culture was taken and the cells were lysed by sonication in lysis buffer, the cell lysates were analyzed by SDS-PAGE and the protein bands were visualized by autoradiography. As a result, the induction of HSP peaked 10 minutes after the change in temperature and then drastically decreased to the baseline level (FIG. 4A). After incubating the cells for 10 min at 42 ° C., the synthesis of ClpL, DnaK, and GroEL increased 11.3 ± 0.8, 5.0 ± 0.3, and 2.7 ± 0.2 fold, respectively, relative to the control. The GroEL band was very similar to the nearest protein band, but it was clearly seen that GroEL was induced as a result of magnification of autoradiography at high magnification (FIG. 4B).

또한, 열충격 단백질의 안정성을 결정하기 위해, 30℃의 지수성장기 중반의 CP1200 세포 (A550=0.2)에 42℃로 10 분간 열충격을 가한 후, [35S]-메티오닌으로 펄스 표지화한 다음, 세포 배양물을 30℃로 복귀시킨 후 표시된 시간동안 과량의 비방사성 메티오닌을 추적하였다. 배양물 2ml 를 수집하고 세포를 음파분쇄에 의해 용해시킨 후, 세포 용해물을 SDS-PAGE 에 의해 분석하고, 단백질 밴드를 자동방사선사진법에 의해 가시화 시켰다 (도 4b). 42℃에서 처음 10 분 노출 후에 주된 HSP 합성의 수준은 신속하게 감소되어 열충격 처리를 하지 않은 대조에 비해 각각 2.0± 0.2, 2.2± 0.3, 및 1.2± 0.1 배로 되었고, 이는 HSP 의 합성이 새로운 항정 상태에 도달하였음을 시사한다. 도 2a 에 제시된 결과와 유사하게, 0 분에서 15 분까지 [35S]-메티오닌으로 2.5 분간 펄스표지한 결과 GroEL, DnaK, 및 ClpL 는 초기에 생성되었고, HSP 의 유도는 온도상승 변화 약 5 분 후에 최고에 도달하였으나, 7.5 분 후에는 항정상태로 떨어져서 대조에 비해 1.5 내지 2 배의 순증가를 나타내 었다 (데이터는 나타내지 않음). 이 결과는 이들 HSP 가 상이한 클래스에 속하더라도 동일한 유도 동력학을 갖는다는 것을 나타낸다. 또한, 열충격시 합성율의 증가는 폐렴구균의 고정 성장기에서 clpLgroEL 의 mRNA 수준의 증가와 각각 유사하다(Saizieu, A. et al., 1998, Bacterial transcript imaging by hybridization of total RNA to olignucleotide arrays. Nature Biotechnol. 16:45-48). Clp 구성원의 ATPase 서브유닛이 ClpP 세린 프로테아제와 복합체를 형성할 수 있기 때문에, 30℃의 지수성장기 중반의 CP1200 세포 (A 550=0.2)에 42℃로 10 분간 열충격을 가한 후, [35S]-메티오닌으로 펄스 표지화한 다음, 세포 배양물을 30℃로 복귀시킨 후 표시된 시간 동안 과량의 비방사성 메티오닌을 추적하였다. 배양물 2 ml 를 수집하고 세포를 음파분쇄에 의해 용해시켰다. 수득한 단백질을 15% SDS-PAGE 에 의해 분석하고, 단백질 밴드를 자동방사선사진법에 의해 가시화 시켰다 (도 4c). 그 결과 열충격 후에 21 kDa HSP 가 유도되었고, N-말단 아미노산 서열화에 의해 상기 21 kDa HSp 가 ClpP 임이 확인되었다. 도 4c 에서 레인 C 는 열충격을 주지 않는 것을 나타낸다. 도 4a 내지 도 4c에서 도 상부의 숫자는 비스트레스 조건으로 복귀한 후 경과 시간(분), 진한 화살표는 주요 HSP 를 나타내며, 분자 크기는 도표 왼쪽에 kDa 로 표시되었다.In addition, to determine the stability of the heat shock protein, CP1200 cells (A 550 = 0.2) in the mid-exponential growth phase at 30 ° C. were subjected to thermal shock at 42 ° C. for 10 minutes, followed by pulse labeling with [ 35 S] -methionine, and then the cells. Cultures were returned to 30 ° C. and excess non-radioactive methionine was followed for the indicated time. After 2 ml of culture was collected and the cells were lysed by sonication, the cell lysates were analyzed by SDS-PAGE and the protein bands were visualized by autoradiography (FIG. 4b). After the first 10 minutes of exposure at 42 ° C., the level of major HSP synthesis rapidly decreased to 2.0 ± 0.2, 2.2 ± 0.3, and 1.2 ± 0.1 times, respectively, compared to the control without thermal shock treatment, indicating that the synthesis of HSP is in a new steady state. It indicates that it has reached. Similar to the results shown in FIG. 2A, 2.5 minute pulse labeling with [ 35 S] -methionine from 0 to 15 minutes resulted in the initial generation of GroEL, DnaK, and ClpL, and the induction of HSP was approximately 5 minutes in temperature rise change. The peak was reached afterwards, but after 7.5 minutes, it fell to a steady state, showing a net increase of 1.5 to 2 times compared to the control (data not shown). This result indicates that these HSPs have the same induction kinetics even if they belong to different classes. In addition, the increase in the synthesis rate during thermal shock is similar to the increase in the mRNA levels of clpL and groEL in the fixed growth phase of pneumococcal pneumoniae, respectively (Saizieu, A. et al., 1998, Bacterial transcript imaging by hybridization of total RNA to olignucleotide arrays. Biotechnol. 16: 45-48). Since the ATPase subunit of the Clp member can form a complex with the ClpP serine protease, a thermal shock was applied to CP1200 cells ( A 550 = 0.2) in the mid-exponential growth phase at 30 ° C. for 10 minutes at 42 ° C., followed by [ 35 S]- After pulse labeling with methionine, the cell culture was returned to 30 ° C. and excess non-radioactive methionine was followed for the indicated time. 2 ml of culture were collected and cells were lysed by sonication. The obtained protein was analyzed by 15% SDS-PAGE, and protein bands were visualized by autoradiography (FIG. 4C). As a result, 21 kDa HSP was induced after thermal shock, and it was confirmed that the 21 kDa HSp was ClpP by N-terminal amino acid sequencing. Lane C in Figure 4c shows no thermal shock. In Figures 4a-4c the number at the top of the figure is the elapsed time (min) after returning to the non-stress condition, the dark arrow represents the major HSP and the molecular size is indicated by kDa on the left side of the chart.

HSP 는 일부 병원체에서 면역원성이며 (Kaufmann, S. H. E. et al., 1994, Heat shock proteins as antigens in immunity against infection and self, p. 495532. In R. I. Morimoto, A. Tissieres, and C. Georgopoulos (ed.), Biology of Heat Shock Proteins and Molecular Chaperones. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press), HSP 의 존속은 숙주에서 병원체의 생존에 도움을 줄 수 있다. 따라서, HSP 의 안정성을 조사하였다. 42℃에서 10 분 동안 세균에 열충격을 가하고, 펄스 표지화하고, 30℃로 복귀시킨 다음, 비방사성 메티오닌으로 다양한 길이의 시간 동안 추적하였다. 1 내지 60 분 후에 HSP 에 대해 조사하였을 때, 방사성 ClpL, DnaK, 또는 GroEL 양의 검출가능한 감소는 없었다. 즉, 열충격 동안 생성된 HSP 는 60 분 동안 온도 하향 변화 동안 존속하였다 (도 5b). 흥미롭게도, 폐렴구균 HSP 를 이용한 면역블롯 분석 결과 열충격이 지속되는 동안 ClpL 의 절대량이 현저히 그리고 꾸준히 증가한 것으로 나타났다 (60 분까지 14 배 이하). 도 5a 및 5b 는 열충격 후에 열충격 후에 ClpL 이 꾸준히 증가함을 나타낸다. 42℃에 노출된 지수성장기의 폐렴구균의 전체 세포 용해물을 면역블롯 분석하였다. 30℃에서 A 550=0.3 까지 성장한 폐렴구균 세포에 표시된 시간 동안 42℃에서 열충격을 가한 후, 배양물을 수집하고 용해 완충액에 재현탁시켰다. 세포를 음파분쇄에 의해 용해시킨 후 단백질 10 ㎍을 SDS-PAGE 에 의해 분리하고 ClpL, DnaK 및 GroEL 에 대한 항혈청과 반응시켰다. ClpP 의 경우, 30 ㎍의 단백질을 사용하여 SDS-PAGE 후 면역블롯 분석을 수행하였다 (도 5a). 도 5a 에 도시된 바와 같은 열충격 후에 ClpL, ClpP, DnaK 및 GroEL 의 상대 수준을 밀도측정 분석하였다. 숫자는 독립된 3 회 실험의 표준 편차를 나타낸다 (도 5b). 측정된 60 분 동안 DnaK 및 GroEL 의 양은 각각 2.4 배 및 3.4 배로 증가하였으나 (도 5a 및 5b), 이후에는 모든 HSP 의 양이 감소하였다(데이터는 나타내지 않음). 이러한 결과는 ClpL 이 폐렴구균에서 꽤 안정하다는 것을 의미한다.HSP is immunogenic in some pathogens (Kaufmann, SHE et al., 1994, Heat shock proteins as antigens in immunity against infection and self, p. 495532. In RI Morimoto, A. Tissieres, and C. Georgopoulos (ed.) , Biology of Heat Shock Proteins and Molecular Chaperones.Cold Spring Harbor, NY (Cold Spring Harbor Laboratory Press), HSP persistence can help pathogen survival in the host. Therefore, the stability of HSP was investigated. The bacteria were thermally shocked at 42 ° C. for 10 minutes, pulse labeled, returned to 30 ° C. and then followed for various lengths of time with non-radioactive methionine. When examined for HSP after 1-60 minutes, there was no detectable decrease in the amount of radioactive ClpL, DnaK, or GroEL. That is, the HSP produced during the thermal shock survived the change in temperature for 60 minutes (FIG. 5B). Interestingly, immunoblot analysis using pneumococcal HSP showed a significant and steady increase in absolute amount of ClpL during heat shock (up to 14 times less than 60 min). 5a and 5b show that ClpL steadily increases after thermal shock after thermal shock. Whole cell lysates of pneumococcal at exponential growth phase exposed to 42 ° C were immunoblot analyzed. Pneumococcal cells grown at 30 ° C. up to A 550 = 0.3 were subjected to thermal shock at 42 ° C. for the indicated times, after which the cultures were collected and resuspended in lysis buffer. After lysing the cells by sonication, 10 μg of protein was isolated by SDS-PAGE and reacted with antiserum against ClpL, DnaK and GroEL. For ClpP, immunoblot analysis was performed after SDS-PAGE using 30 μg of protein (FIG. 5A). Relative levels of ClpL, ClpP, DnaK and GroEL were analyzed densely after thermal shock as shown in FIG. 5A. Numbers represent standard deviations of 3 independent experiments (FIG. 5B). The amount of DnaK and GroEL increased 2.4-fold and 3.4-fold, respectively, during the measured 60 minutes (FIGS. 5A and 5B), after which the amount of all HSPs decreased (data not shown). These results indicate that ClpL is quite stable in pneumococci.

iii) iii) clpLclpL --  And clpPclpP -- 돌연변이체의 표현형. Phenotype of the mutant.

clpL -clpP - 돌연변이체를 구성하기 위해, Δ clpL::ermB 또는 Δ clpP::ermB 삽입부분을 함유하는 DNA 단편을 PCR 에 의해 증폭시키고 재료 및 방법 편에서 기재된 바와 같이 형질전환에 의해 염색체내로 삽입시켰다. 삽입 돌연변이를 PCR 및 면역블롯 분석에 의해 확인하여 ClpL 또는 ClpP의 부재를 각각 확인하였다. D39 및 이의 동종유전자형 clpL - (HYK304) 및 clpP - (HYK302) 돌연변이체를 550 nm 에서의 흡광도 0.1 까지 배양했다. 다음, 온도를 37℃에서 43℃로 변화시키고 배양물을 표시된 시간에서 인큐베이션 하고 그 결과를 도 6 에 나타냈다. Δ clpL::ermB 를 보유하는 D39 유도체 HYK304 의 성장율은 30℃에서 모균주의 성장율과 유사하였으나, 37℃에서는 배증시간이 모균주에서 약 40 분인 것에 비해 55 분으로 더 느리게 성장하였다(도 6a 내지 도 6c). 따라서, ClpL 은 30℃ 및 37℃에서 폐렴구균의 성장에 필수적이지 않은 것으로 보인다. 대조적으로, Δ clpP::ermB 돌연변이를 보유하는 HYK302 는 30℃ (배증시간 = 270 분) 및 37℃ (배증시간 = 100 분)에서의 성장이 모균주 (각각 100 분 및 40 분)에 비해 심하게 감소된 것으로 나타났다. 43℃에서 D39 의 성장은 처음 2 시간 동안은 증가하였으나, 그 이후에는 감소하였다. 모균주의 생존력은 42℃에서 45 분 동안 유지되었으나, 45 분 경과후 에는, 생존력이 감소하기 시작하였다 (데이터는 나타내지 않음). 43℃에서, clpL -clpP - 돌연변이체 (각각 HYK304 및 HYK302)의 성장이 감소되었다. 또한, 동종유전자형 CP1200 유도체 HYK1 및 HYK2 는 HYK304 및 HYK302 각각의 성장 패턴과 유사한 성장 패턴을 나타내었다 (데이터는 나타내지 않음). To construct clpL - and clpP - mutants, DNA fragments containing Δ clpL :: ermB or Δ clpP :: ermB inserts are amplified by PCR and transformed into the chromosome by transformation as described in the Materials and Methods section. Inserted. Insertion mutations were confirmed by PCR and immunoblot analysis to confirm the absence of ClpL or ClpP, respectively. D39 and its homologous genotype clpL - (HYK304) and clpP - (HYK302) were cultured mutant to the absorbance of 0.1 at 550 nm. The temperature was then changed from 37 ° C. to 43 ° C. and the cultures incubated at the indicated times and the results are shown in FIG. 6. The growth rate of the D39 derivative HYK304 with Δ clpL :: ermB was similar to that of the parent strain at 30 ° C., but at 37 ° C. the doubling time was slower to 55 minutes compared to about 40 minutes in the parent strain (FIGS. 6A to 6A). 6c). Thus, ClpL does not appear to be essential for the growth of pneumococci at 30 ° C and 37 ° C. In contrast, HYK302 with Δ clpP :: ermB mutations showed that growth at 30 ° C (multiplication time = 270 minutes) and 37 ° C (multiplication time = 100 minutes) was significantly higher than that of the parent strain (100 and 40 minutes, respectively). It was found to be reduced. The growth of D39 at 43 ° C. increased during the first two hours but then decreased. The viability of the parent strain was maintained at 42 ° C. for 45 minutes, but after 45 minutes, the viability began to decrease (data not shown). At 43 ° C., growth of clpL and clpP mutants (HYK304 and HYK302, respectively) was reduced. In addition, the homogeneous CP1200 derivatives HYK1 and HYK2 showed growth patterns similar to those of HYK304 and HYK302, respectively (data not shown).

iv) iv) clpPclpP -- 돌연변이에서 ClpL 의 유도 Induction of ClpL in Mutants

ClpL 및 ClpP 가 동일한 CtsR 에 의해 조절되는 것으로 보이고, ClpP 는 CtsR 분해와 관련이 있다는 종래 연구 결과로부터, ClpL 은 ClpP 에 의해 조절될 수 있을 것으로 예측되었다. 이러한 가능성을 조사하기 위하여, 본 발명자들은 CP1200 또는 이의 clpL 또는 clpP 음성 돌연변이체를 사용하여 ClpL 및 ClpP 의 양을 결정하였다. 지수성장기의 폐렴구균 CP1200 (A 550=0.3) 및 이의 동종유전자형 clpL -clpP - 유도체에 42℃에서 30 분간 열충격을 가하였다. 배양물 3 ml 로부터 얻은 단백질에 대하여 항-ClpL 또는 ClpP 폴리클로날 혈청을 이용하여 면역블롯 분석을 수행하였다. 야생형 (CP1200) 및 clpL - 돌연변이체 (HYK1)에서, ClpP 는 30℃에서 검출되었으나, 세포에 30 분간 열충격을 가한 후에, ClpP 의 양은 도 7a 및 7b 에 도시된 바와 같이 한계적으로 증가하였다. ClpL 이 유도되었으나, 유도되지 않은 배양물중의 ClpL 의 양은 야생형보다 clpP - 돌연변이체 (HYK2) 에서 더 많았고, 이는 ClpP 가 ClpL 의 발현을 억제함을 시사한다 (도 7a 및 도 7b).It was predicted that ClpL could be regulated by ClpP from previous studies showing that ClpL and ClpP are regulated by the same CtsR, and that ClpP is involved in CtsR degradation. To investigate this possibility, we used CP1200 or its clpL or clpP negative mutants to determine the amount of ClpL and ClpP. Pneumococcal CP1200 ( A 550 = 0.3) and its homogeneous clpL - and clpP - derivatives during exponential growth were subjected to thermal shock at 42 ° C for 30 minutes. Proteins from 3 ml of culture were subjected to immunoblot analysis using anti-ClpL or ClpP polyclonal serum. In wild type (CP1200) and clpL mutant (HYK1), ClpP was detected at 30 ° C., but after 30 minutes of thermal shock to the cells, the amount of ClpP increased marginally as shown in FIGS. 7A and 7B. ClpL was induced, but the amount of ClpL in the non-induced culture was higher in the clpP mutant (HYK2) than in the wild type, suggesting that ClpP inhibits the expression of ClpL (FIGS. 7A and 7B).

v) ClpL 의 샤퍼론 기능v) ClpL's Schaferron Function

HSP 가 분비를 촉진하고 단백질의 적당한 폴딩 및 위치이동을 돕기 때문에 (Craig, E. A. et al., 1993, Heat shock proteins: Molecular chaperones of protein biogenesis. Microbiol. Rev. 57:402-414) 폐렴구균에서 ClpL 의 샤퍼론 활성을 조사하였다. 샤퍼론 활성을 정량적으로 측정하기 위하여, 변성된 단백질을 천연 형태로 리폴딩시키는 방법을 사용하였다Because HSP promotes secretion and aids in proper folding and relocation of proteins (Craig, EA et al., 1993, Heat shock proteins: Molecular chaperones of protein biogenesis.Microbiol. Rev. 57: 402-414) ClpL in pneumococci The chaperone activity of was investigated. To quantitatively measure chaperone activity, a method of refolding the denatured protein in its natural form was used.

(Mendoza, J. A. et al., 1991, Unassisted refolding of urea unfolded rhodanese. J. Biol. Chem. 266:13587-13591). 로다네즈의 촉매되지 않은 로다네즈 리폴딩은 상대적으로 느리게 일어나고 (상기 Mendoza et al., 1991)로 다네즈 활성은 간단하고 민감한 검정에 의해 결정될 수 있기 때문에, 변성된 로다네즈의 리폴딩은 단백질 폴딩을 연구하는 데에 광범위하게 사용되어 왔다. 히스티딘 태그 ClpL (pKHY004) (도 2)를 대장균에서 과발현시키고, 정제시키고, 리폴딩 활성의 결정에 사용하였다. 시험 조건하에서, 변성된 로다네즈는 종래 문헌 (상기 Craig et al., 1993)에서 밝혀진 바와 같이 천연 로다네즈 활성의 단지 2.8 내지 7.7%만을 나타내었고, 이는 변성된 로다네즈의 자발적 리폴딩은 8M 우레아 용액으로부터 100 배 희석된 경우 비효율적으로 일어난다는 것을 의미한다. 이러한 활성은 동일한 방법에 의해 수행된 천연 로다네즈 활성의 백분율로서 발현된다. 변성된 로다네즈에 대해 약 3 몰 과량으로 리폴딩 반응 혼합물에 ClpL 를 포함시키면 활성이 증가하여 천연 로다네즈 활성의 거의 10%로 천연상태로 회귀되었다. 그러나, 12 배 과량의 ClpL 을 변성된 로다네즈에 첨가한 경우, 활성이 천연 수준의 30%로 증가하였다. 상기 농도 이상으로 ClpL 의 양을 증가시키면 ATP 의 존재하에 추가로 약간의 천연상태 회귀가 일어났다 (표 2). 이러한 결과는 ClpL 이 샤퍼론으로 독립적으로 작용하여 대장균에서 ClpA 에 대하여 종래에 밝혀진 바와 같이 변성된 단백질을 리폴딩시킨다는 것을 입증하였다.(Mendoza, J. A. et al., 1991, Unassisted refolding of urea unfolded rhodanese. J. Biol. Chem. 266: 13587-13591). Unfolded Rhodanez refolding of Rhodanez occurs relatively slowly (Mendoza et al., 1991, supra), and as Danese activity can be determined by a simple and sensitive assay, refolding of denatured Rhodanez is protein folding It has been widely used to study Histidine tag ClpL (pKHY004) (FIG. 2) was overexpressed in E. coli, purified and used to determine refolding activity. Under the test conditions, denatured Rhodanez exhibited only 2.8-7.7% of the natural Rhodanes activity as found in the prior art (Craig et al., 1993, supra), indicating that spontaneous refolding of denatured Rhodanes was 8M urea. Diluted 100 times from solution means that it occurs inefficiently. This activity is expressed as a percentage of natural Rodanese activity performed by the same method. Incorporation of ClpL in the refolding reaction mixture in approximately 3 molar excess relative to the modified Rhodanez increased the activity and returned to natural state with almost 10% of the native Rhodanez activity. However, when a 12-fold excess of ClpL was added to the modified Rhodanez, the activity increased to 30% of the natural level. Increasing the amount of ClpL above this concentration resulted in some additional natural regression in the presence of ATP (Table 2). These results demonstrate that ClpL acts independently as a chaperone to refold denatured protein as previously known for ClpA in E. coli.

표 2. 변성된 로다네즈의 ClpL-의존성 시험관내 리폴딩.Table 2. ClpL-dependent in vitro refolding of denatured Rodanese.

Figure 112006039845010-pct00004
Figure 112006039845010-pct00004

변성된 로다네즈 (최종 농도 90 nM)를 37℃에서 1 시간 동안 2 mM ATP 의 존재 하에 단독으로 또는 ClpL 과 함께 인큐베이션하였다. 리폴딩된 효소의 활성을 25℃에서 60 분 인큐베이션한 후에 측정하고 동일한 조건하에 25℃에서 인큐베이션한 동일한 양의 천연 효소의 활성의 백분율로서 나타낸다. 5 개 독립 실험의 평균값과 표준 편차가 제시되어 있다.Denatured Rodanese (final concentration 90 nM) was incubated alone or with ClpL in the presence of 2 mM ATP at 37 ° C. for 1 hour. The activity of the refolded enzyme is measured after 60 minutes incubation at 25 ° C. and expressed as a percentage of the activity of the same amount of natural enzyme incubated at 25 ° C. under the same conditions. Mean values and standard deviations from five independent experiments are presented.

*: 대조(ClpL 이 없는 경우)와의 유의차 P < 0.05.*: Significant difference P <0.05 with control (without ClpL).

**: 대조와의 유의차 P<0.001.**: significant difference P <0.001 from control.

vi) 열충격에 의한 독성 관련 인자의 발현 조절vi) regulating the expression of toxicity-related factors by thermal shock

열충격 및 기아를 포함하는 환경 스트레스는 독성 인자의 발현에 영향을 미 칠 수 있다 (Mekalanos, J. J. 1992. Environmental signals controlling expression of virulence genes determinants in bacteria. J. Bacteriol. 174:1-7). 따라서, 협막 균주 D39 및 이의 clpP - 돌연변이체 (HYK302) 및 clpL - 돌연변이체 (HYK304)의 독성 관련 인자의 발현에 대한 열충격의 효과를, 콜린 결합 단백질 (CbpA), PsaA, 폐렴구균 표면 단백질 A (PspA), Ply, 및 오토라이신 (LytA)에 대한 항체를 사용하는 면역블롯 분석에 의해 결정하였다. 지수성장기의 협막 폐렴구균 D39 (A 600=0.1) 및 이의 동종유전자형 clpP -(HYK302) 및 clpL - (HYK304) 유도체에 42℃에서 20 분간 열충격을 가하였다. 배양물 0.6 ml 를 원심분리하고 세포 펠릿을 용해 완충액에 재현탁시킨 후 3 분 동안 끓였다. 후속하여, CbpA, Ply, 및 PsaA 에 대해 생성된 폴리클로날 항혈청의 혼합물을 사용하여 세포 용해물에 대해 면역블롯 분석을 수행하였다. 도 8 에 CbpA, Ply 및 PsaA 의 상대 위치를 나타냈다. 예상외로, Ply 는 열충격 후에 야생형 D39 및 clpL - 돌연변이체에서 유도되었다. PsaA 또한 열충격 후에 D39 에서 약간 유도되었으나, clpL - 돌연변이체에서는 유도되지 않았다. 대조적으로, clpP - 돌연변이체에서, CbpA 가 유도되었으나, Ply 및 PsaA 의 발현은 감소되었다 (도 8). PspA 및 LytA 수준은 유전자 배경에 상관없이 열충격 후에 변화하지 않았다 (결과는 나타내지 않음). 열충격 후에 Ply 발현의 증가를 확인하기 위하여, 세포 용해물중의 Ply의 용혈 활성을 결정하였다. Ply 활성은 D39 에서 열충격 후 1.8 배 증가하였으나, clpP - 돌연변이체에서는 증가하지 않았다 (표 3).Environmental stress, including thermal shock and starvation, can affect the expression of virulence factors (Mekalanos, JJ 1992. Environmental signals controlling expression of virulence genes determinants in bacteria.J. Bacteriol. 174: 1-7). Thus, the effect of thermal shock on the expression of virulence-related factors of the capsular strain D39 and its clpP - mutant (HYK302) and clpL - mutant (HYK304), choline binding protein (CbpA), PsaA, pneumococcal surface protein A ( PspA), Ply, and by autoblot analysis using antibodies against autolysine (LytA). Exponential growth phase capsular Streptococcus pneumoniae D39 (A 600 = 0.1) and their homologous genotype clpP - was added for 20 min heat shock at 42 ℃ to (HYK304) derivative - (HYK302) and clpL. 0.6 ml of the culture was centrifuged and the cell pellet was resuspended in lysis buffer and then boiled for 3 minutes. Subsequently, immunoblot analysis was performed on cell lysates using a mixture of polyclonal antisera generated for CbpA, Ply, and PsaA. 8 shows the relative positions of CbpA, Ply, and PsaA. Unexpectedly, Ply was induced in wild type D39 and clpL - mutants after thermal shock. PsaA was also slightly induced in D39 after thermal shock, but not in clpL mutants. In contrast, in clpP mutants, CbpA was induced, but the expression of Ply and PsaA was reduced (FIG. 8). PspA and LytA levels did not change after thermal shock regardless of the genetic background (results not shown). To confirm the increase in Ply expression after thermal shock, the hemolytic activity of Ply in cell lysates was determined. Ply activity increased 1.8 fold after heat shock in D39 but not in clpP mutants (Table 3).

표 3. 뉴모라이신a의 용혈 활성에 미치는 열충격의 영향Table 3. New Mora, who is the impact of thermal shock on hemolytic activity of a

Figure 112006039845010-pct00005
Figure 112006039845010-pct00005

배양물의 용혈 활성은 A 600=1 과 동일하다. 세포 용해물의 50 ㎕를 인산염 완충 식염액 50 ㎕에 연속적으로 희석 (1:1)하였다. 다음, 사람 적혈구의 1.5% 현탁액 50 ㎕를 각 웰에 첨가한 후, 플레이트를 37℃에서 30 분간 인큐베이션하였다. 용혈 단위는 50% 용혈이 일어난 웰로부터 계산하였다. 이러한 결과는 열충격이 야생형 및 clpL - 돌연변이체에서 스트레스 부하시 독성 증가에 기여할 수 있는 Ply 발현을 증가시켰음을 입증하고 있으나, 이는 clpP - 돌연변이체에서는 일어나지 않았다.Hemolytic activity of the culture is equal to A 600 = 1. 50 μl of cell lysate was serially diluted (1: 1) in 50 μl of phosphate buffered saline. Next, 50 μl of a 1.5% suspension of human red blood cells was added to each well, and the plates were incubated at 37 ° C. for 30 minutes. Hemolysis units were calculated from wells in which 50% hemolysis occurred. These results demonstrate that thermal shock increased Ply expression, which may contribute to increased toxicity under stress load in wild-type and clpL - mutants, but this did not occur in clpP - mutants.

예르시니아 엔테로콜리티카 (Yersinia enterocolitica)에서, ClpP 프로테아제는 ail 전사체 수준 및 세포 표면 발현 Ail 단백질 둘 모두의 발현을 억제하는 것으로 알려졌다 (Pederson, K. J., S. Carlson, and D. E. Pierson. 1997. The ClpP protein, a subunit of the Clp protease, modulates ail gene expression in Yersinia enterocolitica. Mol. Microbiol. 26:99-107). 이에 본 발명자들은 폐렴구균 (S. pneumoniae)에서 mRNA 수준에서 독성 유전자 발현의 조절을 조사하였다. RNA 를 배양물로부터 제조하고 ply, cbpA, psaA 및 협막 합성 유전자 cps2A 의 mRNA 수준을 RT-PCR 에 의해 측정하여 그 결과를 도 9 에 나타내었다. 도 9 에서 RNA 추출물간에 개별적인 mRNA 종의 수준을 내부16S rRNA 대조에 대해 얻은 수준을 참조하여 보정하였다. 데이터 포인트는 각 RNA 추출물의 4 중 샘플의 평균 ± 표준 편차를 나타낸다. 30℃에서, clpL - 돌연변이체에서 cbpA 의 발현은 D39 의 경우에 비해 감소하였으나 (P = 0.001), clpP - 돌연변이체에서는 증가하였다 (P = 0.01). 야생형 및 clpL - 돌연변이체에서 plypsaA 발현에 있어서 현저한 변화는 검출되지 않았으나, clpP - 돌연변이체에서는 ply 의 발현이 2.5 배 증가한 반면 (P < 0.01), psaA 의 발현은 절반으로 감소하였다 (P < 0.01). 열충격 후에, cbpA mRNA 수준은 30℃에서 D39, clpL -clpP - 돌연변이체의 경우와 비교하여 각각 7.48 배, 2.39 배, 및 3.48 배로 증가하였다 (각각, P < 0.001, P < 0.001, P = 0.001). 유사하게, ply 의 mRNA 수준은 30℃에서 D39, clpL -, 및 clpP - 돌연변이체의 경우와 비교하여 각각 5.27 배, 6.0 배, 및 3.48 배로 증가하였다 (모든 경우, P < 0.001). 열충격 후에, cps2A 의 발현은 30℃에서 D39 및 clpL - 돌연변이체의 경우와 비교하여 현저하게 감소하였다 (두 경우 모두 P = 0.001). clpP - 돌연변이체에서 cps2A 의 발현은 열충격 후에 증가하였으나, 그 증가는 통계적으로 유의성이 없었다. 대조적으로, 열충격은 D39 및 clpP - 돌연변이체에서 psaA 의 mRNA 수준을 1.6 배 및 5.04 배로 각각 증가시켰으나 (각각, P < 0.01, P = 0.001), clpL - 돌연변이체에서는 그 수준이 감소하였다 (p < 0.01; 도 9). 이러한 결과는 clpL - 돌연변이가 psaA 의 발현에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 반면, clpP - 돌연변이는 어떤 미지의 방식으로 cps2A 의 발현에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 것을 시사한다. 이러한 발견은 열충격 뿐만 아니라 clpLclpP 가 새로운 환경적 챌린지에 대처하기 위해 다양한 독성 관련 유전자를 조절한다는 증거를 제시한다.In Yersinia enterocolitica , ClpP protease is known to inhibit the expression of both ail transcript levels and cell surface expressing Ail proteins (Pederson, KJ, S. Carlson, and DE Pierson. 1997. The ClpP protein, a subunit of the Clp protease, modulates ail gene expression in Yersinia enterocolitica . Mol. Microbiol. 26: 99-107). The present inventors investigated the regulation of virulence gene expression at the mRNA level in S. pneumoniae . RNA was prepared from the culture and mRNA levels of ply , cbpA , psaA and the capsular synthetic gene cps2A were measured by RT-PCR and the results are shown in FIG. 9. In Figure 9 the levels of individual mRNA species between RNA extracts were corrected with reference to the levels obtained for internal 16S rRNA controls. Data points represent mean ± standard deviation of quadruple samples of each RNA extract. At 30 ℃, clpL - has increased in the mutants (P = 0.01) - Expression of cbpA in mutants was decreased as compared with the case of D39 (P = 0.001), clpP . No significant changes in ply and psaA expression were detected in wild-type and clpL - mutants, whereas in the clpP - mutant the expression of ply increased 2.5 fold ( P <0.01), whereas the expression of psaA halved ( P < 0.01). After thermal shock, cbpA mRNA levels increased by 7.48, 2.39, and 3.48 times, respectively, at 30 ° C. compared to the D39, clpL - and clpP - mutants ( P <0.001, P <0.001, P = 0.001, respectively). ). Similarly, mRNA levels of ply increased by 5.27 fold, 6.0 fold, and 3.48 fold, respectively, at 30 ° C. compared to the D39, clpL , and clpP mutants ( P <0.001 in all cases). After thermal shock, the expression of cps2A was markedly reduced at 30 ° C. compared to the case of D39 and clpL mutants ( P = 0.001 in both cases). The expression of cps2A in the clpP - mutant increased after heat shock, but the increase was not statistically significant. In contrast, thermal shock increased the mRNA levels of psaA by 1.6 fold and 5.04 fold in D39 and clpP - mutants, respectively ( P <0.01, P = 0.001), but decreased in clpL - mutants (p <0.01; FIG. 9). These results suggest that clpL mutations may negatively affect the expression of psaA , whereas clpP mutations may positively affect the expression of cps2A in some unknown manner. These findings provide evidence that, in addition to thermal shock, clpL and clpP regulate a variety of toxicity-related genes to cope with new environmental challenges.

vii) 독성에 미치는 vii) toxicity clpLclpL --  And clpPclpP -- 돌연변이의 영향. Influence of mutations.

D39 의 독성에 미치는 clpL -clpP - 돌연변이의 영향을 더욱 조사하기 위하여, 폐렴구균 약 105 CFU 를 복강내 주사한 후 마우스의 생존 시간을 측정하였다. 약 105 CFU 의 D39 또는 이의 clpP - (HYK302) 또는 clpL - (HYK304) 유도체로 10 마리의 BALB/c 마우스군을 감염시켰다. 도 10 에 그 결과를 나타내었다. 도 10 에서 각 데이터 포인트는 마우스 한 마리를 나타내고, 수평선은 각 군에 대한 중간 생존 시간을 나타낸다. 모균주 (D39) 및 clpL - 돌연변이체로 감염시킨 군의 마우스에 대한 중간 생존 시간은 각각 55 시간 및 60 시간이었느며 이러한 차이는 통계적으로 유의성이 없었다. 그러나, clpP - 돌연변이체로 감염시킨 마우스군은 감염 2 내지 3 일 후에 앓게 되었으나, 감염 4 내지 5일 후에는 대부분이 점차 회복되었다. clpP - 돌연변이체로 시험감염시킨 마우스중 단지 두 마리만이 67 시간 및 119 시간 후에 사망하였다 (도 10). clpP - 돌연변이체로 감염시킨 군과 D39 또는 clpL - 돌연변이체로 감염시킨 군간의 중간 생존 시간 및 전체적인 생존율은 고도의 유의차를 나타내었다(모든 경우에 P <<0.001). 이러한 결과는 ClpP 기능이 폐렴구균의 독성 인자 발현에 대해 중요하다는 것을 나타낸다.To further investigate the effects of clpL - and clpP - mutations on the toxicity of D39 , survival time of mice was measured after intraperitoneal injection of pneumococcal about 10 5 CFU. Groups of 10 BALB / c mice were infected with about 10 5 CFU of D39 or its clpP (HYK302) or clpL (HYK304) derivatives. The results are shown in FIG. In FIG. 10 each data point represents one mouse and the horizontal line represents median survival time for each group. Median survival times for mice in the parental (D39) and clpL - mutant-infected groups were 55 and 60 hours, respectively, and this difference was not statistically significant. However, the mice infected with the clpP - mutant became sick 2 to 3 days after infection, but most recovered gradually after 4 to 5 days of infection. Only two of the mice challenged with the clpP - mutant died after 67 and 119 hours (FIG. 10). clpP - group were infected with mutant body D39 or clpL - median survival time and overall survival rate of the groups was infected body mutant exhibited a significant difference in height (in all cases P << 0.001). These results indicate that ClpP function is important for the expression of virulence factors of pneumococci.

3. 검토3. Review

본 연구에서, 본 발명자들은 폐렴구균에서 ATP-의존성 Clp 프로테아제 AAK74513 가 clpL 상동물임을 확인하였다. ClpL 상동물은 여러 그램 양성 유기체에서 확인되었으나 (L. lactis X62333; S. aureus AP003365, AP003137; S. pyogenes AE006538, AE004092; Lactobacillus rhamnosus AF323526), 그램 음성유기체에서는 확인되지 않았으므로 (Derre, I. Et al., 1999, ClpE, a novel type of HSP100 ATPase, is part of the CtsR heat shock regulon of Bacillus subtilis. Mol. Microbiol 32:581-593), ClpL 은 ClpE 와 유사하게 그람 양성유기체에 특이적인 듯하다.In this study, we have identified that ATP-dependent Clp protease AAK74513 is a clpL epidermal in pneumococcal . ClpL murines have been identified in several Gram-positive organisms ( L. lactis X62333; S. aureus AP003365, AP003137; S. pyogenes AE006538, AE004092; Lactobacillus rhamnosus AF323526), but not in Gram-negative organisms (Derre, I. Et al., 1999, ClpE, a novel type of HSP100 ATPase, is part of the CtsR heat shock regulon of Bacillus subtilis.Mol .

면역블롯 분석의 주사 밀도측정법 (scanning densitometry)을 사용하여, 본 발명자들은 폐렴구균이 ClpL 을 제외하고는 30℃에서 DnaK, GroEL, 및 ClpP를 높은 기본 수준으로 발현시켰음을 밝혔다. 이러한 수준은 유기체를 열충격에 40 분 동안 노출시킨 경우 2 배로 증가하였다. 그러나, 단백질을 [35S]-메티오닌으로 10 분간 펄스 표지화한 결과 모든 HSP 의 신속하고 일시적인 유도가 입증되었고, 이는 DnaK, GroEL 및 ClpP 가 30℃에서 대량으로 구성적으로 발현되었다는 것을 의미한다. 또한, ClpL, DnaK 및 GroEL 가 30℃로 복귀시에 존속한다는 것은 정상적인 배양 조건으로 복귀시에는 HSP 가 활발하게 분해되지 않는다는 것을 나타낸다. HSP 는 샤퍼론으로서 기능하고, 폴딩되지 않은 단백질의 천연상태 복귀를 촉진하며 다양한 세균성 병원체에서 감염중에 유도되므로, 생체내 생존율은 적대적 환경에서 세균의 거대분자 복합체에 미치는 HSP 의 안정화 효과에 의해 증가될 수 있다. 따라서, 정상적인 조건으로 복귀시 HSP 의 존속 및 열충격에 의한 PsaA 및 Ply 와 같은 독성 단백질의 유도는 폐렴구균의 독성에 기여하거나 이를 증가시킬 수 있다. 주된 HSP 인 DnaK 는 폐렴구균에서 매우 면역원성이며 (Hamel, J., D. Martin, and B. B. Brodeur. 1997. Heat shock response of Streptococcus pneumoniae: identification of immunoreactive stress proteins. Microb. Pathog. 23:11-21), HSP 가 다양한 병원체에 의한 감염에서 면역우성 항원이라는 상당한 증거들은 문헌상에 나타나 있다 (상기 Kaufmann, S. H. E, et al., 1994). 폐렴구균의 발병 생활 양식이 높은 수준의 DnaK 및 ClpL 를 필요로 하는지, 그리고 ClpL 가 특이적 기질과 결합하고 단백분해를 위한 ClpP 와의 복합체를 형성하는지 여부는 재조합 단백질을 사용하는 연구의 주제이다.Using scanning densitometry of immunoblot analysis, we found that pneumococci expressed high levels of DnaK, GroEL, and ClpP at 30 ° C. except ClpL. This level doubled when the organisms were exposed to thermal shock for 40 minutes. However, pulse labeling of proteins with [ 35 S] -methionine for 10 minutes demonstrated rapid and transient induction of all HSPs, indicating that DnaK, GroEL and ClpP were constitutively expressed in large quantities at 30 ° C. In addition, the persistence of ClpL, DnaK and GroEL upon return to 30 ° C. indicates that HSP is not actively degraded upon return to normal culture conditions. Since HSP functions as a chaperone, promotes the natural return of unfolded proteins and is induced during infection in various bacterial pathogens, in vivo survival may be increased by the stabilizing effect of HSP on the bacterial macromolecular complex in hostile environments. Can be. Thus, induction of toxic proteins such as PsaA and Ply by the persistence and thermal shock of HSP upon return to normal conditions may contribute to or increase the toxicity of pneumococci. DnaK, the main HSP, is highly immunogenic in pneumococci (Hamel, J., D. Martin, and BB Brodeur. 1997. Heat shock response of Streptococcus pneumoniae : identification of immunoreactive stress proteins.Microb.Pathog. 23: 11-21 Considerable evidence indicates that HSP is an immunodominant antigen in infection by various pathogens (Kaufmann, SH E, et al., 1994, supra). Whether the pathogenic lifestyle of pneumococcal requires high levels of DnaK and ClpL and whether ClpL binds to specific substrates and forms complexes with ClpP for proteolysis are the subjects of research using recombinant proteins.

HSP 유전자의 돌연변이는 많은 병원체에서 부착성 및 독성에 영향을 미치는 것으로 잘 알려져 있다. 스트레스로 인해 유도된 ClpP 세린 프로테아제는 살모넬라 티피무리움 (Salmonella typhimurium)의 독성에 기여하며 (Webb, C., et al., 1999, Effects of DksA and ClpP protease on sigma S production and virulence in Salmonella typhimurium. Mol. Microbiol. 34:112-123), 예르시니아 엔테로콜리티카 (Yersinia enterocolitica)에서 부착 침투성 유전자좌(ail) 유전자 발현을 조절한다 (Pederson, K. J. et al., 1997, The ClpP protein, a subunit of the Clp protease, modulates ail gene expression in Yersinia enterocolitica. Mol. Microbiol. 26:99-107). 리스테리아 모노사이토제네스 (Listeria monocytogenes)에서, ClpP 는 세포내 기생생활 및 독성에 필수적이다 (Gaillot, O. et al., 2000, The ClpP serine protease is essential for the intracellular parasitism and virulence of Listeria monocytogenes. Mol. Microbiol. 35:1286-1294). 본 결과는 ClpP 도 폐렴구균의 독성에 필수적인 역할을 하며 로버트슨 (Robertson) 등 (상기 Robertson, G. T. et al., 2002, Global transcriptional analysis of clpP mutations of type 2 Streptococcus pneumoniae and their effects on physiology and virulence. J. Bacteriol. 184:3508-3520)의 최근 조사 결과를 뒷받침한다.Mutations in the HSP gene are well known to affect adhesion and toxicity in many pathogens. Stress induced ClpP serine protease contributes to the toxicity of Salmonella typhimurium (Webb, C., et al., 1999, Effects of DksA and ClpP protease on sigma S production and virulence in Salmonella typhimurium. Mol Microbiol 34:.. 112-123) , Yersinia Enterococcus coli urticae (to adjust the attachment permeability locus (ail) gene expression in Yersinia enterocolitica) (Pederson, KJ et al, 1997, the ClpP protein, a subunit of. the Clp protease, modulates ail gene expression in Yersinia enterocolitica.Mol.Microbiol . 26: 99-107). In Listeria monocytogenes , ClpP is essential for cellular parasitics and toxicity (Gaillot, O. et al., 2000, The ClpP serine protease is essential for the intracellular parasitism and virulence of Listeria monocytogenes. Mol. Microbiol. 35: 1286-1294). These results suggest that ClpP also plays an essential role in the virulence of pneumococcus, and Robertson et al. (Robertson, GT et al., 2002, Global transcriptional analysis of clpP mutations of type 2 Streptococcus pneumoniae and their effects on physiology and virulence.J Bacteriol. 184: 3508-3520).

본 연구에서, 본 발명자들은 cbpA, ply,psaA 와 같은 독성 관련 유전자에 대한 mRNA 가 열충격에 의해 상향조절되었음을 입증하였다. 30℃에서 야생형과 clp 돌연변이체에서 유전자 발현을 비교한 경우, clpL - 돌연변이체는 cbpA, ply, psaA,cps2A 에 대한 야생형의 경우와 거의 동일한 발현 패턴을 나타낸 반면, clpP - 돌연변이체에서는 cbpA 의 발현이 증가되나 plypsaA 의 발현은 감소된 것으로 나타났다. 따라서, clpPcbpA 발현에 대해서는 음성 조절물질로 작용하지만, ply 발현에 대해서는 양성 조절물질로서 작용하는 듯하다. 본 발명자들의 연구 결과와는 대조적으로, 체스타넷 (Chastanet) 등의 문헌에서는 Ply 생성이 clpP - 돌연변이에 의해 영향을 받지 않는다고 보고되어 있다 (Chastanet, A. et al., 2001, Regulation of Streptococcus pneumoniae clp genes and their role in competence development and stress survival. J. Bacteriol. 183:7295-7307). 체스타넷 등은 혈액 한천 플레이트상의 용혈 헤일로우를 관찰하여 정량적으로 평가한 반면, 본 발명자들은 정량적인 용혈 검정을 사용하였으므로, 이러한 차이는 Ply 활성에 대한 측정 방법의 차이 때문일 수 있다. Ply 는 폐렴구균 균혈증에서 입증된 독성 인자이므로, 열충격 후의 발현 증가는 발병에 있어서 기여 인자일 수 있다. 이것은 호흡성 병원체 폐렴구균에서 열충격에 의한 독성 유전자의 조절에 관한 최초의 보고이다.In this study, we demonstrated that mRNA for toxicity related genes such as cbpA, ply, and psaA was upregulated by heat shock. If, in 30 ℃ compare the gene expression in wild-type and clp mutants, clpL - mutant, while showing a nearly identical expression pattern in the case of the wild-type for the cbpA, ply, psaA, and cps2A, clpP - the mutants of the cbpA The expression was increased but the expression of ply and psaA was decreased. Thus, clpP appears to act as a negative regulator of cbpA expression but a positive regulator of ply expression. In contrast to the findings of the present inventors, the publication of Chastanet et al. Reported that Ply production was not affected by clpP mutations (Chastanet, A. et al., 2001, Regulation of Streptococcus pneumoniae). clp genes and their role in competence development and stress survival.J. Bacteriol. 183: 7295-7307). Chestetanet et al. Quantitatively assessed by observing hemolytic halows on blood agar plates, whereas the present inventors used a quantitative hemolytic assay, and this difference may be due to differences in measurement methods for Ply activity. Since Ply is a proven virulence factor in pneumococcal bacteremia, increased expression after heat shock may be a contributing factor in the onset. This is the first report on the regulation of virulence genes by thermal shock in respiratory pathogen pneumococci.

열충격 후에, 실시간 RT-PCR 데이터는 clpP - 돌연변이체에서 ply 발현의 증가를 나타내었지만, 면역블롯 분석 및 Ply 활성 측정 결과 증가된 것으로 확인되지 않았다. 이러한 불일치는 고온에서 clpP - 돌연변이체의 ply mRNA 의 불안정성에 기인하는 것일 수 있다. ClpP 는 발생기의 Ply 를 직접적으로 활성화하는 작용을 할 수 있는 것으로 생각할 수도 있다. 본 발명자들의 면역블롯 데이터는 clpP - 돌연변 이 결과 열충격에 관계없이 높은 수준으로 ClpL 이 발현되었음을 입증하고 있으며, 이는 ClpP 가 ClpL 을 음성적으로 조절할 수 있음을 시사한다. 이러한 결과는 37℃에서 clpP - 돌연변이체에서 clpL 가 높은 수준으로 유도되었음을 보여주는 최근의 마이크로어레이 연구를 확증하고 있다(상기 Robertson, G. T. et al., 2002, Global transcriptional analysis of clpP mutations of type 2 Streptococcus pneumoniae and their effects on physiology and virulence. J. Bacteriol. 184:3508-3520). 추가로, 열충격 후에, 협막 생합성 유전자좌의 첫번째 유전자인 cps2A 의 발현 수준은 야생형 및 clpL - 돌연변이체에서 감소하였고, 이는 숙주 면역계에 대한 내성이 더 낮을 수 있음을 암시한다. 대조적으로, clpP - 돌연변이체에서 cps2A 의 발현 수준은 감소되지 않았다. 이러한 결과는 clpP - 돌연변이체가 전체적인 독성은 감소되었지만, 스트레스 부하시 숙주 마크로파지에 대한 내성을 야생형의 수준으로 나타내어야 함을 시사한다. 이는 만성 균혈증의 발병을 초래할 수 있고, 이 경우 세균은 숙주의 면역계로 침투하여 숙주내에 생존할 수 있으나, D39 의 뉴모라이신 음성 돌연변이체에 대해 종래에 입증되었던 현상인 전격성 질환을 유발할 수는 없다.After thermal shock, real-time RT-PCR data showed an increase in ply expression in clpP mutants, but did not confirm an increase in immunoblot analysis and Ply activity measurement. This discrepancy may be due to the instability of the ply mRNA of the clpP mutant at high temperatures. ClpP may be thought to be able to directly activate the generator Ply. Our immunoblot data demonstrates that c lpP - mutation results in high levels of ClpL expression regardless of thermal shock, suggesting that ClpP can negatively regulate ClpL. These results confirm recent microarray studies showing high levels of clpL induction in clpP - mutants at 37 ° C (Robertson, GT et al., 2002, Global transcriptional analysis of clpP mutations of type 2 Streptococcus pneumoniae). and their effects on physiology and virulence.J. Bacteriol. 184: 3508-3520). In addition, after heat shock, the expression level of cps2A , the first gene of the capsular biosynthetic locus, was reduced in wild type and clpL - mutants, suggesting that resistance to the host immune system may be lower. In contrast, the expression level of cps2A in the clpP mutant was not reduced. These results suggest that clpP - mutants should exhibit wild-type levels of resistance to host macrophages under stress load, although overall toxicity is reduced. This can lead to the development of chronic bacteremia, in which bacteria can invade the host's immune system and survive in the host, but can cause blast disease, a phenomenon previously demonstrated for pneumolysine negative mutants of D39. none.

종합하면, 독성 유전자 조절은 열충격 뿐만 아니라 ClpL 및 ClpP 프로테아제에 의해 조절될 수 있다. clpL - 돌연변이체의 열민감성 및 재조합 ClpL 에 의한 변성된 로다네즈의 리폴딩 활성은 ClpL 의 샤퍼론 기능에 대한 증거를 제공한다. 또 한, clpPplycbpA 발현의 조절에 필수적인 역할을 하는 것으로 입증되었다.Taken together, virulence gene regulation can be regulated by ClpL and ClpP proteases as well as thermal shock. The thermal sensitivity of the clpL - mutant and the refolding activity of the modified Rhodanez by recombinant ClpL provide evidence for ClpL's chaperone function. In addition, clpP has been shown to play an essential role in the regulation of ply and cbpA expression.

실시예 2. 폐렴구균에서 ClpP 프로테아제의 독성 인자 발현 조절 및 폐렴구균 시험감염에 대한 면역성Example 2 Regulation of Toxicity Factor Expression of ClpP Protease in Pneumococci and Immunity to Pneumococcal Infection

본 실시예에서는 ClpP 가 독성을 약화시키는 근본적인 메커니즘을 조사하고 ClpP 에 의한 면역화가 독성 폐렴구균에 의한 시험감염에 대해 마우스를 보호할 수 있는지 여부를 평가하였다.In this example, we investigated the underlying mechanism by which ClpP attenuates toxicity and assessed whether immunization with ClpP could protect mice against challenge with toxic pneumococci.

1. 재료 및 방법1. Materials and Methods

i) 세균 균주, 성장 조건, 및 형질전환i) bacterial strains, growth conditions, and transformation

세균 균주 및 플라스미드 벡터는 본 연구에서 새로이 생성된 조합체와 함께 표 4 에 제시되어 있다. Rx-1 의 유도체인 폐렴구균 CP1200 을 카시톤-트립톤 (Casitone-Tryptone: CAT) 기본 배지에서 성장시켰다 (상기 Choi et al., 1999). 폐렴구균 균주 D39 (타입 2)를 토드 휴이트 (Todd Hewitt: THY) 브로쓰에서 배양했다. 폐렴구균 형질전환체의 선별을 위하여, 에리스로마이신을 0.2 ㎍/ml 의 농도로 성장 배지에 첨가하였다. 대장균 균주 (하기 표 4 의 BL21(DE3), DH5α , XL1-Blue) 를 루리아-베르타니 (Luria-Bertani: LB) 브로쓰 또는 LB 한천에서 성장시켰다. 플라스미드를 문헌 (상기 Hanahan, D., 1983)에 의해 기술된 바와 같이 형질전환에 의해 대장균에 도입하였다. 대장균 형질전환체의 선별을 위해, 카나마이신 (30 ㎍/ml)을 성장 배지에 첨가하였다.Bacterial strains and plasmid vectors are shown in Table 4 with the newly generated combinations in this study. Pneumococcal CP1200, a derivative of Rx-1, was grown in Casitone-Tryptone (CAT) basal medium (Cho et al., 1999, supra). Pneumococcal strain D39 (type 2) was incubated in Todd Hewitt (THY) broth. For the selection of pneumococcal transformants, erythromycin was added to the growth medium at a concentration of 0.2 μg / ml. E. coli strains (BL21 (DE3), DH5α, XL1-Blue in Table 4) were grown in Luria-Bertani (LB) broth or LB agar. Plasmids were introduced into E. coli by transformation as described by Hanahan, D., 1983, supra. For selection of E. coli transformants, kanamycin (30 μg / ml) was added to the growth medium.

표 4. 실시예 2 에서 사용된 세균 균주 및 플라스미드Table 4. Bacterial Strains and Plasmids Used in Example 2

Figure 112007067030018-pct00039
Figure 112007067030018-pct00039

ii) 세포 배양.ii) cell culture.

인간 폐 상피암종 A549 (ATCC CCL-185) 및 뮤린 마크로파지 RAW264.7 세포주 (ATCC TIB-71)를 아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션 (American Type Culture Collection)으로부터 구입하고 이들을 37℃에서 5% CO2 하에 배양시켰다. A549 세포를 글루코오스 4.5 ㎍/L, 10% 우태아 혈청 (FBS; Gibco BRL, Gaithersburg, Md.), 및 페니실린 G 100U/ml, 및 스트렙토마이신 100 ㎍/ml 를 함유하는 둘베코 변형 이글 배지 (DMEM) (Gibco BRL, Gaithersburg, Md)에서 배양시켰다. RAW264.7 세포의 배양을 위해서, 10mM HEPES, 2mM L-글루타민, 페니시린 G 100U/ml 및 스트렙토마이신 100 ㎍/ml, 및 0.2% NaHCO3 가 보충된 RPMI 1640 배지 (Gibco BRL, Gaithersburg, Md) 를 기본 배지로서 사용하고, FBS (Gibco BRL, Gaithersburg, Md)를 10% 농도로 첨가하였다.Human lung epithelial carcinoma A549 (ATCC CCL-185) and murine macrophage RAW264.7 cell line (ATCC TIB-71) were purchased from the American Type Culture Collection and incubated at 37 ° C. under 5% CO 2 . A549 cells were treated with Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) containing 4.5 μg / L glucose, 10% fetal bovine serum (FBS; Gibco BRL, Gaithersburg, Md.), And 100 μg / ml penicillin G, and 100 μg / ml streptomycin. ) (Gibco BRL, Gaithersburg, Md). For incubation of RAW264.7 cells, RPMI 1640 medium (Gibco BRL, Gaithersburg, Md) supplemented with 10 mM HEPES, 2 mM L-glutamine, penicillin G 100 U / ml and streptomycin 100 μg / ml, and 0.2% NaHCO 3 Was used as the basal medium and FBS (Gibco BRL, Gaithersburg, Md) was added at a 10% concentration.

iii) 폐렴구균의 협막 다당류 (CPS) 표본iii) Specimen Polysaccharide (CPS) Species of Pneumococcal

혈액 한천 플레이트상에서 밤새 성장시킨 폐렴구균 (A 600 =0.5)을 150mM Tris-HCI (pH 7.0); 1mM MgSO4 재현탁시켜 D39 및 이의 동종유전자형(isogenic) clpP - 돌연변이 유도체의 CPS 표본을 제작하였다. 이는 ml 당 폐렴구균수 5 x 109 와 등량이다. 이의 1ml 분취액을 10,000 x g에서 펠릿화하였다. 0.1% (w/v) 소듐 데옥시콜레이트 (Sigma, St. Louis, MD)를 첨가하고 15 분 동안 37℃에서 인큐베이션하여 상기 세균을 용균시켰다. 다음 샘플을 100U 뮤타노라이신 (Sigma), 50 ㎍ DNase I (Roche Applied Science, Mannheim, Germany) 및 50 ㎍ RNaseA (Roche Applied Science)와 함께 37℃에서 18 시간동안 인큐베이션하였다. 다음, 샘플을 50 ㎍ 프로테이나제 K (Sigma)와 함께 56℃에서 4 시간 동안 인큐베이션한 후에, -20℃에서 저장하였다. 이어서, 폴리클로날 타입 2 다당류 특이적 항혈청을 사용하는 면역블롯에 의해 세포성 물질을 분석하였다.Pneumococci ( A 600 = 0.5) grown overnight on blood agar plates were treated with 150 mM Tris-HCI (pH 7.0); 1 mM MgSO 4 resuspended to prepare CPS samples of D39 and its isogenic clpP - mutant derivatives. This is equivalent to 5 x 10 9 pneumococcal cells per ml. Its 1 ml aliquot was pelleted at 10,000 × g . The bacteria were lysed by addition of 0.1% (w / v) sodium deoxycholate (Sigma, St. Louis, MD) and incubated at 37 ° C. for 15 minutes. The following samples were incubated for 18 hours at 37 ° C. with 100 U mutanolysine (Sigma), 50 μg DNase I (Roche Applied Science, Mannheim, Germany) and 50 μg RNaseA (Roche Applied Science). The samples were then incubated with 50 μg Proteinase K (Sigma) at 56 ° C. for 4 hours and then stored at −20 ° C. The cellular material was then analyzed by immunoblot using polyclonal type 2 polysaccharide specific antiserum.

iv) 항혈청, 겔 전기영동, 및 면역블롯팅.iv) antisera, gel electrophoresis, and immunoblotting.

PspA 및 PdB (Ply 의 톡소이드 유도체)에 대한 혈청은 본질적으로 종래문헌 (상기 Ogunniyi, A. D. et al., 2000)에 기재된 것과 동일하게 제작하였다. 면역블롯팅을 위해 세균을 THY 에서 A 600 = 0.3 으로 배양하고 종래 문헌(Kwon, H. Y. et al., 2003, Effect of Heat Shock and Mutations in ClpL and ClpP on Virulence Gene Expression in Streptococcus pneumoniae. Submitted to Infect. Immun)에 기재된 것과 동일하게 제작하였다. 소듐 도데실 설페이트 폴리아크릴아미드 겔 전기영동 (SDS-PAGE, 10% 또는 15% 폴리아크리아미드겔)을 문헌 (Laemmli, U. K. 1970. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 227:680-685)에 기재된 것과 동일하게 수행하였다. 단백질을 니트로셀룰로오스막상에 일렉트로블롯팅 (electrblotting)한 다음, PspA 및 PdB 에 대한 폴리클로날 마우스 혈청의 1;5000 희석액과 반응시켰다. 협막 블롯팅을 위해, 샘플을 나일론막상에 일렉트로블롯팅한 다음, 항-혈청타입 2 폴리클로날 마우스 혈청 1:5000 희석액과 반응시켰다. 2 차 항체는 알칼리성 포스파타아제에 콘쥬게이션된 염소항-마우스 IgG (Bio-Rad)의 1:2000 희석액이었다.Serums for PspA and PdB (toxoid derivatives of Ply) were constructed essentially as described in the prior art (Ogunniyi, AD et al., 2000, supra). For immunoblotting, the bacteria were incubated with A 600 = 0.3 in THY and Kwon, HY et al., 2003, Effect of Heat Shock and Mutations in ClpL and ClpP on Virulence Gene Expression in Streptococcus pneumoniae . Immun) was produced in the same manner as described. Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE, 10% or 15% polyacrylamide gel) is described in Laemmli, UK 1970. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 227: 680-685). Proteins were electroblotted onto nitrocellulose membranes and then reacted with 1,5000 dilutions of polyclonal mouse serum for PspA and PdB. For buccal blotting, samples were electroblotted onto nylon membranes and then reacted with a 1: 5000 dilution of anti-serumtype 2 polyclonal mouse serum. The secondary antibody was a 1: 2000 dilution of goat anti-mouse IgG (Bio-Rad) conjugated to alkaline phosphatase.

v) 뉴모라이신 검정v) pneumolysine assay

종래 문헌 (Lock, R. A. et al., 1996, Sequence variation in the Streptococcus pneumoniae pneumolysin gene affecting haemolytic activity and electrophoretic mobility of the toxin. Microb. Pathog. 21:71-83)에 기재된 방법에 약간 수정시킨 방법에 따라 용혈 활성을 결정하였다. 간단하게는, THY 브로쓰에서 지수성장기의 초반-중반 단계 (early-mid log phase) (A 600 = 0.05-0.1)까지 성장시킨 폐렴구균을 3900 x g 로 4℃에서 10 분간 원심분리시켜 수집하고, 인산염 완충 식염에 재현탁시켰다. 소듐 데옥시콜레이트를 0.1%의 최종 농도로 첨가한 다음 37℃에서 10 분간 인큐베이션시켰다. 샘플을 원심분리시킨 후, 상청액을 회수하 여 연속적으로 희석시켰다. 96 웰 마이크로타이터 플레이트에서 동일한 부피의 1.5% 세척된 인간 적혈구 (0.001% 2-머캅토에탄을 [Merck] 함유) 와 함께 37℃ 에서 30 분간 인큐베이션하여 용혈활성을 결정하였다. 용혈 역가는 A 540 에서 50%의 적혈구가 용해되는 추정 희석도의 역수로서 결정하였다.According to a method slightly modified in the method described in the prior art (Lock, RA et al., 1996, Sequence variation in the Streptococcus pneumoniae pneumolysin gene affecting haemolytic activity and electrophoretic mobility of the toxin.Microb. Pathog. 21: 71-83) Hemolytic activity was determined. Briefly, pneumococci grown in the THY broth to the early-mid log phase of the exponential growth phase ( A 600 = 0.05-0.1) were collected by centrifugation at 3900 x g for 10 minutes at 4 ° C. And resuspended in phosphate buffered saline. Sodium deoxycholate was added at a final concentration of 0.1% and then incubated at 37 ° C. for 10 minutes. After centrifugation of the sample, the supernatant was collected and serially diluted. Hemolytic activity was determined by incubation at 37 ° C. for 30 minutes with equal volumes of 1.5% washed human erythrocytes (containing [Merck] with 0.001% 2-mercaptoethane) in a 96 well microtiter plate. Hemolytic titers were determined as the inverse of the estimated dilution at which 50% of the red blood cells were dissolved at A 540 .

vi) RNA 기법vi) RNA techniques

전체 RNA 추출을 위해 배양 현탁액의 1.5 ml 분취액을 주기적으로 채취하였다. mRNA 반감기를 측정하기 위해, 리팜피신 (100 ㎍/ml) 을 첨가하였다. 전체 RNA 를 종래 문헌 (상기 Ogunniyi, A. D. et al., 2002)에 기재된 바와 같이 고온 산 페놀 법을 사용하여 추출하였다. Promega Access RT-PCR System (Promega Biotech, Cat.# A1250) 을 사용하여 1-단계 실시간 역전사(RT-PCR)에 의해 cps2Aply 에 대한 mRNA 수준을 정량하였다. 이들 반응에 대해 특이적인 내부 대조 (16S rRNA) 프라이머는 종래 문헌 (상기 Ogunniyi et. al., 2002)에 기재되어 있다. RT-PCR 반응의 준비, 사이클링 조건 및 데이터의 분석은 본질적으로 종래 문헌 (상기 Kwon et. al., 2003)에 기재된 것과 동일하였다. 모든 반응을 Rotor-Gene 2000 Real-Time cycler (Corbett Research, Australia)에서 수행하였다. mRNA 반감기의 분석을 SigmaPlot 곡선적합화 프로그램 (지수값의 총합에 대해 비선형 최소 제곱 적합법 [non-linear least squares fitting])에 의해 수행하였다. 2 개의 모델, 즉 1 상 분해 또는 2 상 분해 모델이 제안되었다. 각 경우에 최소 편차를 갖는 데이터를 적합화시킨 모델이 보다 유효한 것으로서 보유되었다.1.5 ml aliquots of the culture suspension were periodically taken for total RNA extraction. To measure mRNA half-life, rifampicin (100 μg / ml) was added. Total RNA was extracted using the hot acid phenol method as described in the prior art (Ogunniyi, AD et al., 2002, supra). MRNA levels for cps2A and ply were quantified by one-step real-time reverse transcription (RT-PCR) using the Promega Access RT-PCR System (Promega Biotech, Cat. # A1250). Internal control (16S rRNA) primers specific for these reactions have been described in the prior art (Ogunniyi et. Al., 2002, supra). Preparation of RT-PCR reactions, cycling conditions and analysis of data were essentially identical to those described in the prior art (Kwon et. Al., 2003, supra). All reactions were performed in a Rotor-Gene 2000 Real-Time cycler (Corbett Research, Australia). Analysis of mRNA half-life was performed by the SigmaPlot curve fitting program (non-linear least squares fitting for the sum of the index values). Two models have been proposed, one phase decomposition or two phase decomposition. In each case the model that fitted the data with the minimum deviation was retained as more valid.

vii) 대장균에서 ClpP 의 클로닝, 발현, 및 정제vii) Cloning, Expression, and Purification of ClpP in Escherichia Coli ..

clpP ORF (Genebank AE008443 에서 염기서열 제 5416 에서 6006)를 CP1200 DNA 로부터 전방향 및 역방향 프라이머 (5'-CGA ATT CAT GAT TCC TGT AGT TAT-3' : SEQ ID NO. 9, 및 5'-CGA GCT CTT AGT TCA ATG AAT TGT TG-3' : SEQ ID NO. 12, 프라이머는 EcoRI 및 SacI 부위에 각각 삽입된다)를 사용하여 PCR 증폭시켰다. PCR 단편을 동일한 효소로 분해시키고 pET30(a)(Novagen)의 해당 제한 부위내로 클로닝시켜 플라스미드 pET30(a)-clpP 를 만들었다 (도 1). 이 플라스미드를 대장균 BL21내로 형질전환한 다음, 대장균 BL21 (DE3) 균주내에서 0.1 mM IPTG (이소프로필-β -D-티오갈락토피라노사이드)를 사용하여 3 시간 동안 발현을 유도하였다. 세포를 6,000 x g 로 10 분간 원심분리시켜 수집한 다음, 프로테아제 억제제인 페닐메틸-설포닐 플루오라이드가 최종 농도 1mM 로 첨가된 용해 완충액 (50 mM 인산 나트륨, PH 8.0; 2 M NaCl; 40 mM 이미다졸)에 재현탁시켰다. 그 다음에, 세포를 프렌치 압력 셀(SLM Aminco, Inc.) 내에서 12,000 1b/in2 로 용해시키고 용해물을 100,000 x g 로 1 시간 동안 원심분리시켰다. His6-태그 단백질을 함유하는 상청액을 니켈-니트릴로아세트산 칼럼 (Probond, Invitrogen)에 로딩시킨 다음, 10 칼럼 부피의 10 mM 인산 나트륨, 20 mM 이미다졸, 및 1 M NaCl (pH 6.0)로 세척하였다. 니켈 결합된 His6-태그 단백질을 10 mM 인산 나트륨 (pH 6.0) 완충액중의 0 내지 500 mM 기울기의 이미다졸 30 ml 로 용리시키고, 10 mM 인산 나트륨 완충액 (pH 7.0)에 대해 투석시켰다. 단백질은 SDS-PAGE 및 쿠마시 브릴리언트 블루 R250 로 염색하여 판단할 때 순도가 >95%였다 (데이터는 나타내지 않음). clpP ORF (SEQ ID NOs: 5416 to 6006 in Genebank AE008443) was converted from CP1200 DNA to forward and reverse primers (5'-CGA ATT CAT GAT TCC TGT AGT TAT-3 ': SEQ ID NO. 9, and 5'-CGA GCT PCR amplification using CTT AGT TCA ATG AAT TGT TG-3 ′: SEQ ID NO. 12, primers are inserted at Eco RI and Sac I sites, respectively). The PCR fragment was digested with the same enzyme and cloned into the corresponding restriction site of pET30 (a) (Novagen) to make plasmid pET30 (a) -clpP (FIG. 1). This plasmid was transformed into Escherichia coli BL21, followed by expression for 3 hours using 0.1 mM IPTG (isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside) in E. coli BL21 (DE3) strain. Cells were collected by centrifugation at 6,000 x g for 10 minutes, followed by lysis buffer (50 mM sodium phosphate, PH 8.0; 2 M NaCl; 40 mM already added protease inhibitor phenylmethyl-sulfonyl fluoride at a final concentration of 1 mM). Resuspended). The cells were then lysed at 12,000 1b / in 2 in French pressure cells (SLM Aminco, Inc.) and centrifuged at 100,000 x g for 1 hour. The supernatant containing His 6 -tag protein was loaded into a nickel-nitriloacetic acid column (Probond, Invitrogen) and then washed with 10 column volumes of 10 mM sodium phosphate, 20 mM imidazole, and 1 M NaCl, pH 6.0. It was. Nickel bound His 6 -tag protein was eluted with 30 ml of 0-500 mM gradient imidazole in 10 mM sodium phosphate (pH 6.0) buffer and dialyzed against 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.0). Protein was> 95% pure as judged by SDS-PAGE and Coomassie Brilliant Blue R250 (data not shown).

viii) 아세포 분획의 분리 및 위치 측정viii) Isolation and Positioning of Subcellular Fractions

지수성장기의 세포를 원심분리에 의해 수집하고, 수크로오스에 의해 유도된 원형질체 형성을 종래 문헌 (Vijayakumar, M. N. et al., 1986, Localization of competence induced proteins in Streptococcus pneumoniae. J. Bacteriol. 165:689-695)에 기재된 방법에 따라 수행하였다. 세포를 1 M 수크로오스 완충액 (1 M 수크로오스, 100 mM Tris HCl pH 7.6, 2 mM MgCl2, 1mM PMSF)과 함께 30℃C 에서 1 시간 동안 인큐베이션시켜 원형질체로 전환시켰다. 13,000 x g 로 20 분간 원심분리시켜 세포벽 분획 (상청액)을 원형질체(펠릿)로부터 분리시켰다. 원형질체를 19 부피의 저장성 (hypotonic) 완충액(100 mM Tris HCl pH 7.6, 1 mM PMSF, 1 mM EDTA)으로 희석시켜 삼투적으로 용해시켰다. 용해물을 먼저 5,000 x g 로 5 분간 원심분리시켜 미용해 세포를 제거한 다음, 50,000 x g 로 30 분간 원심분리시켜 세포질 분획 (상청액) 및 세포막 분획(펠릿)을 수득하였다.Cells of exponential growth phase are collected by centrifugation and protoplast formation induced by sucrose is described in Vijayakumar, MN et al., 1986, Localization of competence induced proteins in Streptococcus pneumoniae. J. Bacteriol. 165: 689-695 It was carried out according to the method described in). Cells were converted to protoplasts by incubating with 1 M sucrose buffer (1 M sucrose, 100 mM Tris HCl pH 7.6, 2 mM MgCl 2 , 1 mM PMSF) at 30 ° C. for 1 hour. Cell wall fractions (supernatants) were separated from protoplasts (pellets) by centrifugation at 13,000 x g for 20 minutes. Protoplasts were diluted osmolally with 19 volumes of hypotonic buffer (100 mM Tris HCl pH 7.6, 1 mM PMSF, 1 mM EDTA). Lysates were first centrifuged at 5,000 x g for 5 minutes to remove undissolved cells, and then centrifuged at 50,000 x g for 30 minutes to obtain cytosolic fractions (supernatants) and cell membrane fractions (pellets).

ix) 말레이트 탈수소효소 활성의 결정.ix) Determination of malate dehydrogenase activity.

말레이트 탈수소효소 (MDH)의 효소 활성을 0.5 mM 옥살아세테이트를 함유하는 0.15 M 인산 칼륨 (pH 7.6) 중에서 0.2 mM NADH 의 340 nm 및 25℃에서의 흡광도 (A 340=6.22/mM/cm)의 감소율을 모니터링하여 결정하였다. 샘플을 첨가한 후에, 반응 혼합물을 25℃에서 1 분 40 초간 인큐베이션하고, 34Onm 에서 흡광도를 측정하였다. 반응을 개시하기 위해 기질을 첨가하였다. 최초 1 분 40 초간의 반응으로 부터 NADH 의 산화율의 초기 경사도를 이용하여 MDH 활성을 계산하였다.The enzymatic activity of maleate dehydrogenase (MDH) was determined by absorbance ( A 340 = 6.22 / mM / cm) of 0.2 mM NADH at 340 nm and 25 ° C. in 0.15 M potassium phosphate (pH 7.6) containing 0.5 mM oxalacetate. The rate of reduction was determined by monitoring. After adding the sample, the reaction mixture was incubated at 25 ° C. for 1 minute 40 seconds and the absorbance was measured at 34 Onm. Substrate was added to initiate the reaction. MDH activity was calculated using the initial slope of the oxidation rate of NADH from the reaction for the first 1 minute 40 seconds.

x) 부착성 및 침투성 검정.x) Adhesion and Permeability Assay.

인간 폐 A549 세포로의 폐렴구균의 침투성 검정은 종래 문헌 (상기 Vijayakumar, M. N. et al., 1986)에 기재된 항생제 보호 검정을 변형시켜 수행하였다. A549 세포를 24 웰 조직 배양 플레이트에서 컨플루언스(confluence)하게 성장시키고, 인산염 완충 식염 (PBS, pH 7.2)으로 3 회 세척한 후, 웰당 배양 배지 (항생제 비함유) 1 ml 를 첨가하였다. R-타입 CP1200 및 그의 이종유전자형 clpP - 돌연변이체 균주의 지수기 배양물(A 550=0.3, 108 CFU/ml)을 원심분리에 의해 펠릿화하고, PBS 로 1 회 세척하고, DMEM 에 재현탁시켰다. 단층을 107 개 세균으로 감염시키고 (세균:세포비, 10:1), 세포 단층과 세균의 초기 접촉을 800 x g 로 4℃에서 10 분간 원심분리시킨 후 37℃에서 2 시간 인큐베이션하여 촉진시켰다. 10 ㎍/ml 의 페니실린 및 200 ㎍/ml 의 겐타마이신을 함유하는 새로운 배지를 각 웰에 첨가하고, 이러한 처리가 모든 세포외 세균을 사멸시키기에 충분한지를 확인하였다. 추가로 1 시간 더 인큐베이션한 후에, 단층을 PBS 로 3 회 세정하고, 100 ㎕의 0.25% 트립신-0.02% EDTA 로 처리하여 플레이트로부터 세포를 떼어낸 다음, 400 ㎕의 트리톤 X-100 (0.025% 수용액)을 첨가하여 용해시켰다. 적당한 희석액을 혈액 한천에 플레이팅시켜서 생존 세균수를 결정하였다. 부착성 세포내 세균의 총수를 결정하기 위하여, 감염된 단층을 상기 설명된 바와 같이 세척한 다음, 트립신 처리하 고, 용해시키고, 항생제 처리 없이 정량적으로 플레이팅시켰다. 모든 샘플을 삼중 (triplicate) 검정하였고, 각 검정을 3 회 이상 반복하였다.The invasive assay of pneumococcal into human lung A549 cells was performed by modifying the antibiotic protection assay described in the prior art (Vijayakumar, MN et al., 1986, supra). A549 cells were grown confluence in 24 well tissue culture plates, washed three times with phosphate buffered saline (PBS, pH 7.2) and then 1 ml of culture medium (without antibiotics) was added per well. Exponential cultures of R-type CP1200 and its heterologous clpP - mutant strains ( A 550 = 0.3, 10 8 CFU / ml) were pelleted by centrifugation, washed once with PBS and resuspended in DMEM. I was. The monolayers were infected with 10 7 bacteria (bacteria: cell ratio, 10: 1), and the initial contact of the cell monolayers and bacteria was promoted by centrifuging at 800 x g for 10 minutes at 4 ° C and incubating at 37 ° C for 2 hours. . Fresh medium containing 10 μg / ml penicillin and 200 μg / ml gentamicin was added to each well and confirmed that this treatment was sufficient to kill all extracellular bacteria. After an additional hour of incubation, the monolayers were washed three times with PBS, treated with 100 μl of 0.25% trypsin-0.02% EDTA to remove cells from the plate and then 400 μl of Triton X-100 (0.025% aqueous solution). ) Was added to dissolve. Appropriate dilutions were plated on blood agar to determine the number of viable bacteria. To determine the total number of adherent intracellular bacteria, infected monolayers were washed as described above, then trypsinized, lysed and plated quantitatively without antibiotic treatment. All samples were triplicate assays and each assay was repeated three or more times.

xi) RAW264.7 세포의 생존 . xi) Survival of RAW264.7 cells .

세포 단층을 항생제 비함유 RPMI1640 배양 배지 (Sigma) 에서 107 CFU 폐렴구균 (세균:세포비, 10:1) 으로 감염시켰다. 세균 감염을 위해, 배양물을 37℃에서 2 시간 동안 인큐베이션시켰다. 상기 인큐베이션 후에, 세포를 PBS 로 3 회 세척하고, 10 ㎍/ml 의 페니실린 및 200 ㎍/ml 의 겐타마이신을 함유하는 새로운 배지를 첨가하여 세포외 세균을 사멸시켰다 (검정의 0 시간). 감염후 여러 시기에서의 세포내 폐렴구균을 정량화하기 위하여, 상청액을 제거하고 세포를 PBS 로 3 회 세척한 다음, 상기 기재된 바와 같이 트리톤 X-100 으로 용해시켰다. 각 웰의 용해물의 일련의 희석액을 혈액 한천상에 플레이팅시켰다. 37℃에서 24 시간 인류베이션후에 CFU 의 수를 결정하였다. 각 세균 균주에 대하여 3 개의 독립적인 검정을 수행하였다 (삼중 검정). 대응표본 또는 독립표본 스튜던트 t-검정 (paired or unpaired Student's t test)을 사용하여 통계적 분석을 수행하였다.Cell monolayers were infected with 10 7 CFU pneumococci (bacteria: cell ratio, 10: 1) in antibiotic-free RPMI1640 culture medium (Sigma). For bacterial infections, the cultures were incubated at 37 ° C. for 2 hours. After the incubation, cells were washed three times with PBS, and fresh medium containing 10 μg / ml penicillin and 200 μg / ml gentamycin was added to kill extracellular bacteria (0 hour of assay). To quantify intracellular pneumococci at various times post-infection, the supernatant was removed and the cells washed three times with PBS and then lysed with Triton X-100 as described above. Serial dilutions of lysate from each well were plated on blood agar. The number of CFUs was determined after 24 hours of human cultivation at 37 ° C. Three independent assays were performed for each bacterial strain (triple assay). Statistical analyzes were performed using paired or unpaired Student's t test.

xii) 콜로니 형성 연구xii) colony formation study

본 연구는 최근 문헌 (상기 Ogunniyi et al., 2003, MS in preparation)에 기재된 방법과 본질적으로 동일하게 수행하였다. 시험감염 실시 전에, 세균을 10% [vol/vol] 말혈청을 가한 토드 휴이트 (Todd Hewitt) 한천 (Difco Laboratories, USA) (필요한 경우 에리스로마이신을 보충함) 상에서 밤새 37℃로 배양시킨 다음, THY 브로쓰에서 약 4 시간 동안 37℃에서 성장시켜 약 4x107 CFU/ml (A 600=0.1)의 세균을 얻었다. 그 다음에, 각 세균 배양물을 THY 브로쓰에서 약 109 CFU/ml 로 조절하고, 세포 10 ㎕ (약 107 CFU)를 5주령 CD1 마우스의 외비공에 접종시켰다. 감염 후 1, 2, 및 4 일째에, 각 군의 마우스 4 마리를 무작위로 희생시켜 각 균주의 보균정도를 평가하였다. 비인두, 혈액 및 폐 샘플을 적절하게 멸균 PBS 로 연속적으로 희석시키고, 적합한 항생제를 함유하는 혈액 한천상에 이중으로 (duplicate) 플레이팅하였다. 플레이트를 95% 공기/5% CO2 의 분위기하에 37℃에서 약 16 시간 동안 인큐베이션한 후, 콜로니를 계수하고 복제본간의 평균을 구하였다.This study was performed essentially the same as the method described in the recent literature (Ogunniyi et al., 2003, MS in preparation, above). Prior to challenge, the bacteria were incubated overnight at 37 ° C. on Todd Hewitt agar (Difco Laboratories, USA) (supplemented with erythromycin if necessary), followed by 10% [vol / vol] horse serum. The broth was grown at 37 ° C. for about 4 hours to obtain about 4 × 10 7 CFU / ml ( A 600 = 0.1) of bacteria. Each bacterial culture was then adjusted to about 10 9 CFU / ml in THY broth and 10 μl of cells (about 10 7 CFU) were inoculated into the nasal pores of 5 week old CD1 mice. At 1, 2, and 4 days after infection, four mice in each group were sacrificed at random to evaluate the carrier's degree of each strain. Nasopharynx, blood and lung samples were serially diluted with appropriate sterile PBS and plated in duplicate on blood agar containing suitable antibiotics. Plates were incubated at 37 ° C. for about 16 hours in an atmosphere of 95% air / 5% CO 2 , after which colonies were counted and averaged between the replicas.

xiii) 마우스의 면역화 및 혈청의 분석xiii) Immunization and Serum Analysis of Mice

마우스를 종래 문헌 (상기 Ogunniyi, A. D. et al, 2000)에 기재된 바에 따라 복강내 면역시켰다. 5 내지 6 주령 CBA/N 마우스 암컷으로 구성된 4개 군 (군당 12 마리)을 AlPO4 단독, 유전자변형된 Ply 톡소이드 (PdB) + AlPO4, PspA + AlPO4, 또는 ClpP + AlPO4 로 복강내 면역시켰다. 각 마우스에게 12 내지 14 일 간격으로 각 단백질 항원 10 ㎍을 3회 투여하고, 3 회 면역후 1 주일째에 안와후방 출혈에 의해 마우스로부터 혈청을 채취하였다. 혈청을 군별로 풀링하고 효소결합면역흡착검정(ELISA)에 의해 Ply, PspA 또는 ClpP 특이적 항체에 대하여 분석하였다. 또한, 폐렴구균 D39 의 전체 세포 용해물, 또는 정제된 Ply, PspA 또는 ClpP 를 항원으로 사용하는 웨스턴 면역블롯으로 상기 혈청을 분석하였다.Mice were immunized intraperitoneally as described in the prior art (Ogunniyi, AD et al, 2000, supra). Intraperitoneal immunization with 4 groups (12 per group) consisting of 5-6 week old CBA / N mouse females with AlPO 4 alone, genetically modified Ply toxoid (PdB) + AlPO 4 , PspA + AlPO 4 , or ClpP + AlPO 4 I was. Each mouse was administered three times with 10 μg of each protein antigen at intervals of 12 to 14 days, and serum was collected from the mice by orbital posterior bleeding one week after three immunizations. Serum was pooled by group and analyzed for Ply, PspA or ClpP specific antibodies by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The serum was also analyzed by whole cell lysates of pneumococcal D39, or Western immunoblot using purified Ply, PspA or ClpP as antigen.

xiv) 시험감염xiv) challenge

최종 면역후 2 주째에 면역된 마우스를 매우 독성인 협막성 타입 2 균주 (D39)로 복강내 시험감염시켰다. 시험감염 실시 전에, 면역 세균을 혈액 한천상에서 밤새 37℃에서 성장시킨 다음, 육류 추출 브로쓰 (뇌 심장 주입 브로쓰, Difco Laboratories, USA) 또는 토드 휴이트 (Todd Hewitt) 브로쓰(Difco Laboratories, USA))에 10% (v/v) 말 혈청을 첨가한 혈청 브로쓰에 접종시켰다. 다음, 세균을 37℃에서 3 시간 동안 정적으로 성장시켜 약 108 CFU/ml 의 세균을 얻고, 접종물을 시험감염 용량당 7.5 x 105 CFU 로 조정하였다. 혈청타입 특이적 협막 생성은 슈타텐스 세럼인스티튜트 (Statens Seruminstitut, Copenhagen, Denmark)로부터 구입한 항혈청을 사용하여 팽창반응 (quellung reaction)에 의해 확인하였다. 시험감염 실시 후에, 마우스를 처음 7 일 동안 4 시간 마다 모니터링한 다음, 21 일까지는 매일 모니터링하였고, 각 마우스의 생존 시간을 기록하였다. 각 군간의 중간 생존 시간상의 차이를 만-휘트니 U 검정(단측) (Mann-Whitney U test, one-tailed)에 의해 분석하였다.Immunized mice 2 weeks after the last immunization were challenged intraperitoneally with highly toxic capsular type 2 strain (D39). Prior to challenge, the immune bacteria were grown overnight at 37 ° C. on blood agar, and then meat extract broth (brain heart injection broth, Difco Laboratories, USA) or Todd Hewitt broth (Difco Laboratories, USA). ) Was inoculated into serum broth to which 10% (v / v) horse serum was added. The bacteria were then grown statically at 37 ° C. for 3 hours to obtain about 10 8 CFU / ml of bacteria and the inoculum was adjusted to 7.5 × 10 5 CFU per challenge dose. Serum-type specific capsular production was confirmed by quellung reaction using antisera purchased from Statens Seruminstitut, Copenhagen, Denmark. After challenge challenge, mice were monitored every 4 hours for the first 7 days and then daily for up to 21 days and the survival time of each mouse was recorded. The difference in median survival time between each group was analyzed by Mann-Whitney U test (one-tailed).

2. 결과2. Results

i) i) clpPclpP -- 돌연변이체는 마우스에서 지속적인 감염을 초래하지 않음 Mutants do not result in persistent infection in mice ..

본 발명자들은 clpP - 돌연변이체가 현저하게 약독된 독성을 나타내었음을 입증한 바 있다. cps2A, 즉 협막 생합성 유전자좌의 제 1 유전자의 발현수준은 이 균 주에서 열충격 후에 감소하지 않았으나, 모균주에서 cps2A 의 발현은 열충격 후에 현저히 감소되었으며, 이는 전체적인 독성이 감소되었을지라도 clpP - 돌연변이체가 스트레스 부하시 숙주 마크로파지에 대해 야생형 수준의 내성을 나타내어야 한다는 것을 시사한다. 이것은 만성 균혈증을 일으킬 수 있으며 이 경우 세균이 숙주 면역계에 침투하여 숙주내에서 생존할 수 있으나, D39 의 뉴모라이신 음성 돌연변이체에 대해서 종래에 입증되어 있는 현상인 전격성 질환을 유발하지는 못한다.We have demonstrated that the clpP - mutant showed markedly attenuated toxicity. The expression level of cps2A , the first gene of the capsular biosynthetic locus, did not decrease after heat shock in this strain, but the expression of cps2A in the parent strain was significantly reduced after heat shock, indicating that the clpP - mutant was stress-loaded even though overall toxicity was reduced. Suggests that wild-type levels of resistance should be exhibited to the host host macrophages. This can lead to chronic bacteremia, in which bacteria can invade the host immune system and survive in the host, but do not cause blast disease, a phenomenon previously demonstrated for pneumolysine negative mutants of D39.

이러한 가설을 확인하기 위하여, 10 마리의 마우스에 105 cfu 의 clpP - 돌연변이체를 복강내 주사하고 감염 후에 전와후방에서 채혈하였다. 그 결과 폐렴구균은 감염후 7 일, 14 일, 및 21 일째에 어떠한 마우스에서도 검출되지 않은 것으로 나타났고, 이는 clpP - 돌연변이가 지속적인 감염을 일으키지 않는다는 것을 보여준다 (데이터는 나타내지 않음).To confirm this hypothesis, 10 mice were injected intraperitoneally with 10 5 cfu of clpP - mutant and blood was collected both before and after the infection. The results showed that pneumococci were not detected in any mice at days 7, 14, and 21 post infection, indicating that clpP mutations do not cause persistent infection (data not shown).

ii) mRNA 반감기의 결정 . ii) Determination of mRNA half-life .

본 발명자들은 clpP- 돌연변이체에서, 열충격 후에 ply mRNA 발현은 증가되었으나, 동시에 Ply 단백질 및 Ply 용혈 활성은 증가되지 않았음을 최근에 입증하였다. 그러나, 야생형에서는, 열충격 후에 ply mRNA 수준 뿐만 아니라 Ply 단백질 및 용혈 활성이 모두 현저히 증가되었다 (상기 Kwon, H. Y. et al., 2003).We recently demonstrated that in clpP − mutants, ply mRNA expression was increased after heat shock, but at the same time, Ply protein and Ply hemolytic activity were not increased. In wild type, however, both ply mRNA levels as well as Ply protein and hemolytic activity were significantly increased after thermal shock (Kwon, HY et al., 2003, supra).

이러한 불일치는 clpP - 돌연변이체에서는 고온에서 ply mRNA 가 불안정하기 때문일 수 있다. 따라서, 열충격 (Heat Shock, HS) 후에 ply mRNA 분해 동력학을 조사하였다. 30℃에서 mRNA 의 안정성을 비교하기 위하여, 리팜피신을 첨가하여 mRNA 의 de novo 합성을 차단하고, 그 분해를 cps2Aply 특이적 프라이머를 사용하는 실시간 RT-PCR 에 의해 모니터링하였다 (도 11a). 30℃에서 mRNA 반감기를 결정하기 위하여, 폐렴구균 균주들을 먼저 30℃에서 성장시킨 다음, 리팜피신을 첨가하였다. 리팜피신을 첨가하기 전(30℃) 및 리팜피신 첨가한 후 10 분 (R10m) 및 20 분 (R20m) 째에, RNA 추출물에 대한 분취액을 제거했다 (도 11a). 열충격 후에 mRNA 반감기를 결정하기 위하여, 폐렴구균 균주들을 30℃에서 성장시킨 다음 (30℃) 42℃에서 열충격을 가하였다. 42℃에서 10 분 후에, 리팜피신을 첨가하였다 (HS). 열충격 전후와 42℃에서 리팜피신 첨가후 10 분 (R-10m) 및 20 분 (R-20m) 째에, RNA 추출물에 대한 분취액을 제거했다 (도 11b). mRNA 반감기에 미치는 열충격의 영향을 결정하기 위하여, 폐렴구균 균주들을 30℃에서 성장시키고 (30℃) 리팜피신으로 10 분간 처리한 다음, 42℃에서 열충격을 가하였다. RNA 추출물에 대한 분취액을 30℃에서 리팜피신을 첨가하기 전 및 첨가 후 10 분에 빼낸 다음 (R-10m), 열충격 후 10 분 (R+HS10m) 및 20 분 (R+HS10m) 에 제거했다 (도 11c). RNA 추출물간에 개별적인 mRNA 종의 수준을 내부 16S rRNA 대조에 대해 얻은 수준을 참조하여 보정하였다. 데이터 포인트는 각 RNA 추출물의 4 중 샘플의 평균 ± 표준 편차를 나타낸다. 분해 동력학을 비교한 결과 야생형 및 clpP - 돌연변이체의 ply mRNA의 반감기는 각각 2.75 분 및 5.8 분인 것으로 나타났고, 이는30℃에서 돌연변이체의 ply 의 반감기가 야생형의 반감기에 비해 2.1 배 더 길다는 것을 의미한다 (표 5). 그러나, 30℃에서, clpP - 돌연변이체에서 cps2A mRNA 의 분해는 모균주의 분해와 비교하여 단지 1.31 배에 불과하였다 (도 11a 및 표 5). 이러한 결과는 ClpP 프로테아제가 알려지지 않은 방식으로 30℃에서 cps2Aply mRNA 를 분해시킬 수 있음을 시사한다.This discrepancy may be due to the instability of ply mRNA at high temperatures in clpP mutants. Therefore, the ply mRNA degradation kinetics were investigated after heat shock (HS). To compare the stability of mRNA at 30 ° C., rifampicin was added to block de novo synthesis of mRNA and its degradation was monitored by real-time RT-PCR using cps2A and ply specific primers (FIG. 11A). To determine mRNA half-life at 30 ° C., pneumococcal strains were first grown at 30 ° C. and then rifampicin was added. An aliquot for the RNA extract was removed before adding rifampicin (30 ° C.) and 10 minutes (R10m) and 20 minutes (R20m) after adding rifampicin (FIG. 11A). To determine mRNA half-life after thermal shock, pneumococcal strains were grown at 30 ° C. (30 ° C.) and then thermal shock was applied at 42 ° C. After 10 minutes at 42 ° C., rifampicin was added (HS). Aliquots for RNA extracts were removed before and after thermal shock and at 10 minutes (R-10m) and 20 minutes (R-20m) after addition of rifampicin at 42 ° C. (FIG. 11B). To determine the effect of thermal shock on mRNA half-life, pneumococcal strains were grown at 30 ° C. (30 ° C.) and treated with rifampicin for 10 minutes followed by thermal shock at 42 ° C. Aliquots of the RNA extracts were withdrawn at 30 ° C. before and after the addition of rifampicin (R-10m), then at 10 minutes (R + HS10m) and 20 minutes (R + HS10m) after thermal shock ( 11C). Levels of individual mRNA species between RNA extracts were corrected with reference to the levels obtained for internal 16S rRNA controls. Data points represent mean ± standard deviation of quadruple samples of each RNA extract. Comparison of the degradation kinetics wild type and clpP - the half-life of ply mRNA of mutants that appear got, which is the half-life of the mutant ply 2.1 times longer than the wild-type half-life at 30 ℃ that minutes 2.75 minutes, and 5.8, respectively (Table 5). However, at 30 ° C., degradation of cps2A mRNA in clpP mutants was only 1.31 fold compared to degradation of the parent strain (FIG. 11A and Table 5). These results suggest that ClpP protease can degrade cps2A and ply mRNA at 30 ° C. in an unknown manner.

표 5. cps2Aply mRNAa 의 반감기에 미치는 열충격의 영향Table 5. Effect of thermal shock on half-life of cps2A and ply mRNA a

Figure 112006039845010-pct00007
Figure 112006039845010-pct00007

mRNA 반감기 측정을 위하여, 리팜피신 (100 ㎍/ml)을 첨가하고, 배양 현탁액 1.5ml 를 10 분 간격으로 취해 고온 페놀법을 이용하여 이로부터 전체 RNA 를 추출하였다. 후속하여, 실시간 RT-PCR 에 의해 mRNA 수준을 결정하였다. 지수값의 총합에 비선형 최소 제곱 적합화시켜 mRNA 반감기를 분석하였다. 모든 실험은 4 중으로 수행하였다. 열충격 후에 전사체의 안정성을 비교하기 위해서, 폐렴구균 세포를 먼저 30℃에서 성장시킨 다음, 온도를 42℃로 변화시켰다. 전체 RNA 는 42℃에서 리팜피신을 첨가하고 10 분 및 20 분 경과 후 뿐만 아니라 42℃에서 리팜피신 첨가 직전에 만들어졌다. 열충격 후에, clpP - 돌연변이체의 ply mRNA 수준은 7.5 배 증가하였으나 (도 11b), Ply 단백질의 수준은 증가하지 않았고 (데이터는 나타내지 않음), 이는 본 발명자들의 이전의 결과를 확증해 주었다. 분해 동력학 데이터에 따 르면 모균주 및 clpP - 돌연변이체에서 ply 전사체의 반감기가 각각 1.75 분 및 3.75 분인 것으로 나타났고, 이는 열충격 후에 clpP- 돌연변이체에서 ply mRNA 는 모균주에 비해 2.1 배 더 느리게 분해된다는 것을 의미한다. 추가로, 모균주 및 clpP - 돌연변이체에서 cps2A 전사체의 반감기는 각각 2.0 분 및 4.1 분이었고, 이는 열충격 후에 clpP - 돌연변이체에서 cps2A mRNA가 모균주에 비해 2.05 배 더 느리게 분해된다는 것을 의미한다 (도 11b).For mRNA half-life measurement, rifampicin (100 μg / ml) was added, 1.5 ml of the culture suspension was taken at 10 minute intervals, and total RNA was extracted therefrom using a high temperature phenol method. Subsequently, mRNA levels were determined by real time RT-PCR. MRNA half-life was analyzed by nonlinear least squares fit to the sum of exponential values. All experiments were performed in quadruple. To compare the stability of the transcript after thermal shock, pneumococcal cells were first grown at 30 ° C. and then the temperature was changed to 42 ° C. Total RNA was made 10 minutes and 20 minutes after addition of rifampicin at 42 ° C., as well as immediately before adding rifampicin at 42 ° C. After thermal shock, the ply mRNA level of the clpP - mutant increased 7.5 fold (FIG. 11B), but the level of Ply protein did not increase (data not shown), confirming our previous results. Degradation kinetics data showed that the half-lives of ply transcripts in the parent strain and clpP - mutants were 1.75 and 3.75 minutes, respectively, indicating that ply mRNA degraded 2.1 times slower in the clpP - mutant than after the heat shock. It means. In addition, the parent strain and the clpP - And the cps2A mRNA in mutant means a slower degradation 2.05 times compared with the parent strain (Fig. 11b) - a half-life of the transfer member in cps2A mutants were 2.0 minutes and 4.1 minutes, respectively, after heat shock, which clpP.

열충격 후에 plycps2A mRNA 전사체의 반감기가 30℃에서 모균주 및 clpP - 돌연변이체의 경우에 비해 짧아졌다는 것을 고려하면, mRNA 종이 16S rRNA 에 비해 42℃에서 더 신속히 분해되기 쉽거나 ClpP 이외의 HSP 에 의해 더 신속히 분해된다는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명자들은 열충격 그 자체가 ply mRNA 의 반감기에 영향을 미칠 수 있는지 여부를 조사하였다. ply mRNA 반감기에 대한 열충격의 영향을 규명하기 위하여, 30℃에서 배양한 세포를 리팜피신으로 처리한 다음, 열충격을 가하고, mRNA 의 분해 동력학을 RT-PCR 분석에 의해 결정하였다. 이러한 조건하에서, cps2Aply 전사체 둘 모두는 모균주 및 clpP - 돌연변이체에서 20 분 이상 안정하였고 (도 11c), 이는 30℃에서 관찰되었던 시나리오와 상반되었다 (도 11a). 이러한 결과는 전사체가 42℃에서 열충격에 의해 실제로 안정화된다는 것을 입증하였다 (도 11c). Considering that the half-life of ply and cps2A mRNA transcripts after heat shock was shorter at 30 ° C than in parental and clpP - mutants, mRNA species are more prone to degradation at 42 ° C than at 16S rRNA or HSP other than ClpP. It is possible to decompose more quickly by Therefore, we investigated whether the thermal shock itself could affect the half-life of ply mRNA. To determine the effect of thermal shock on ply mRNA half-life, cells cultured at 30 ° C. were treated with rifampicin, then thermal shock was applied, and the degradation kinetics of mRNA was determined by RT-PCR analysis. Under these conditions, both cps2A and ply transcripts were stable for at least 20 minutes in the parent strain and clpP mutants (FIG. 11C), which was in contrast to the scenario observed at 30 ° C. (FIG. 11A). These results demonstrated that the transcript was actually stabilized by thermal shock at 42 ° C. (FIG. 11C).

ⅲ) Ply 의 용혈 활성은 ClpP 에 의해 활성화되지 않음용) Hemolytic activity of Ply is not activated by ClpP

ClpP 의 탈안정화 작용은 ply 프로세싱 산물 및 ply 1차 전사체의 낮은 안정성을 초래할 수 있다. ply mRNA 가 열충격에 의해 안정화되었다고 하더라도, Ply 단백질의 양이나 이의 용혈 활성의 수준에서 상응하는 증가는 없었다. 이러한 불일치는 Ply 가 직접 ClpP 프로테아제에 의해 활성화되어 용혈 활성이 모균주에서는 증가할 수 있으나 clpP - 돌연변이체에서는 증가할 수 없기 때문일 수 있다.Destabilization of ClpP can lead to low stability of the ply processing product and ply primary transcript. Although ply mRNA was stabilized by thermal shock, there was no corresponding increase in the amount of Ply protein or its level of hemolytic activity. This discrepancy may be because Ply is directly activated by the ClpP protease so that hemolytic activity may increase in the parent strain but not in clpP mutants.

이러한 가설을 입증하기 위하여, 폐렴구균 세포를 30℃에서 배양한 다음, 42℃에서 20 분 동안 열충격을 가하였다. 상기 세포를 0.1% 소듐 데옥시콜레이트와 함께 37℃에서 10 분 동안 인큐베이션하여 용해시켰다. 이어서, 세포 용해물을 추가로 37℃에서, 20 분, 40 분 및 60 분 인큐베이션하고 Ply 의 용혈 활성을 결정하였다. 야생형 및 clpP - 돌연변이체 둘 모두에서 용혈 활성은 상기 기간 동안 감소하였으며, 37℃에서 clpP - 돌연변이체에서의 용혈 역가는 모균주에서의 용혈 역가와 유의차는 없었고, 이는 ClpP 프로테아제가 Ply의 용혈 활성의 활성화에 필요치 않다는 것을 시사한다 (데이터는 나타내지 않음)To demonstrate this hypothesis, pneumococcal cells were incubated at 30 ° C. and then thermal shock was applied at 42 ° C. for 20 minutes. The cells were lysed by incubation at 37 ° C. for 10 minutes with 0.1% sodium deoxycholate. The cell lysates were then further incubated at 37 ° C. for 20 minutes, 40 minutes and 60 minutes and the hemolytic activity of Ply was determined. Hemolytic activity in both wild-type and clpP - mutants decreased during this period, and at 37 ° C the hemolytic titer in clpP - mutant was not significantly different from the hemolytic titer in the parent strain, indicating that the ClpP protease was responsible for Ply's hemolytic activity. Suggests that it is not necessary for activation (data not shown)

ⅳ) 열충격 후 ClpP 의 이동Iii) ClpP movement after thermal shock

항-hsp100 항체를 사용하는 면역금 표지법 (immunogold labeling)에 의해 hsp100 의 위치를 측정한 결과 hsp100 은 효모 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)에서 열충격 전후에 세포질 및 핵에 위치하는 것으로 밝혀졌다 (Fujita, K. et al., 1998, Hsp104 responds to heat and oxidative stress with different intracellular localization in Saccharomyces cerevisiae. Biochem. Biophys. Res. Commun. 248: 542-547). 바실러스 서브틸리스 (B. subtilis)에서는, 항체를 이용한 면역금 표지 결과 ClpC 및 ClpX ATPase 가 세포 외피 (envelope) 및 세포 내부에서 검출되었고 (Kruger, E. et al., 2000, The clp proteases of Bacillus subtilis are directly involved in degradation of misfolded proteins. J. Bacteriol. 182: 3259-3265) 이는 hsp100, ClpC, 및 ClpX 단백질이 열충격 처리 동안 단백질 응집체와 밀접하게 관련이 있다는 것을 시사한다.Location of hsp100 by immunogold labeling using anti-hsp100 antibodies revealed that hsp100 is located in the cytoplasm and nucleus before and after heat shock in yeast Saccharomyces cerevisiae (Fujita, K. et al., 1998, Hsp 104 responds to heat and oxidative stress with different intracellular localization in Saccharomyces cerevisiae. Biochem. Biophys. Res. Commun. 248: 542-547). In B. subtilis, immunogold labeling with antibodies revealed that ClpC and ClpX ATPases were detected in the envelope and inside the cell (Kruger, E. et al., 2000, The clp proteases of Bacillus). subtilis are directly involved in degradation of misfolded proteins.J. Bacteriol. 182: 3259-3265) This suggests that hsp100, ClpC, and ClpX proteins are closely related to protein aggregates during thermal shock treatment.

본 발명자들은 폐렴구균에서 ClpP 의 위치를 알아내기 위해, 협막 균주를 이용하여 먼저 아세포 단백질의 분획화 (fractionation)를 시도하였다. 그러나, 1M 수크로오스 완충액중에서 세포를 인큐베이션한 후 원심분리한 결과, 두꺼운 협막의 존재로 인해 세포벽이 원형질체로부터 분리되지 않았다 (데이터는 나타내지 않음). 따라서, 협막이 없는 균주를 위치 측정 실험에 사용하였다. 분획법은 열충격 동안 또는 열충격 후에 세포질 내용물의 부분적인 용해 또는 누출을 일으킬 수 있기 때문에, MDH 를 내부 세포질 마커로서 사용하였다. 세포벽에서 MDH 활성은 30℃에서 전체 MDH 활성의 10% 미만이었다 (데이터는 나타내지 않음). 추가로, 세포벽에서 MDH 활성은 열충격 이후에도 증가하지 않았고 (데이터는 나타내지 않음), 이는 열충격이 세포막의 용해 또는 누출을 일으키지 않는다는 것을 시사한다.The present inventors first attempted to fractionate subcellular proteins using a capillary strain to determine the location of ClpP in pneumococci. However, incubation of cells in 1M sucrose buffer followed by centrifugation resulted in no cell wall separation from the protoplasts due to the presence of thick capillaries (data not shown). Therefore, strains without capillaries were used for localization experiments. Since fractionation can cause partial lysis or leakage of cellular contents during or after thermal shock, MDH was used as an internal cytoplasmic marker. MDH activity in the cell wall was less than 10% of total MDH activity at 30 ° C. (data not shown). In addition, MDH activity in the cell wall did not increase even after thermal shock (data not shown), suggesting that the thermal shock does not cause lysis or leakage of the cell membrane.

지수성장기의 폐렴구균 CP1200 세포를 42℃에 20 분간 노출시켜 열충격을 가한 후 세포 단백질을, 수크로오스로 원형질 형성을 유도한 후, 저장성 완충액 (재 료 및 방법 편 참조)으로 용해시켜 세포벽, 세포막 및 세포질로 분획화하였다. 이어서, ClpP 를 가시화하기 위하여 폴리클로날 항-ClpP 항체(토끼에 ClpP 단백질을 alum 과 섞어 2 주간격으로 3 회 피하주입한후 혈청을 채취하여 얻음)를 사용하는 면역블롯으로 아세포 분획을 분석하였다. ClpP는 30℃에서는 세포질 분획에서 주로 검출되었으나, 세포벽 분획에서는 더 소량 검출되었다. 그러나, 열충격 후에는, 세포질 및 세포벽 둘 모두에서 ClpP의 양이 증가되었고 (도 14), 이는 ClpP 가 정상 온도에서 유도되지만, 열충격 후에는 더욱 유도된다는 것을 의미한다. 도 14 에서 W: 세포벽; M: 세포막; 및 C: 세포질을 의미한다. 이러한 결과는 열충격 후에 상당량의 ClpP 가 세포벽으로 이용할 수 있어서, ClpP 가 세포벽에 어떤 중요한 역할을 할 수 있거나 아마도 단백질의 분해에 관여할 수 있다는 것을 시사한다.After pneumococcal CP1200 cells in exponential growth phase were exposed to heat at 42 ° C. for 20 minutes and subjected to thermal shock, cell proteins were induced to form protoplasts with sucrose, and then lysed with storage buffer (see Materials and Methods). Fractionated. Subsequently, the subcellular fractions were analyzed by immunoblot using polyclonal anti-ClpP antibody (obtained by subcutaneous injection of ClpP protein in rabbits three times every two weeks, followed by serum collection) to visualize ClpP. . ClpP was mainly detected in the cytoplasmic fraction at 30 ° C., but in smaller amounts in the cell wall fraction. However, after thermal shock, the amount of ClpP in both the cytoplasm and cell wall was increased (FIG. 14), which means that ClpP is induced at normal temperature but more induced after thermal shock. 14 W: cell wall; M: cell membrane; And C: cytoplasm. These results suggest that a significant amount of ClpP can be used as a cell wall after thermal shock, so that ClpP can play an important role in the cell wall or possibly be involved in the degradation of proteins.

ⅴ) Ⅴ) clpPclpP -- 돌연변이체의 콜로니를 형성 및 폐 침투성에 대한 결과 Results on colony formation and lung permeability of mutants

종래에는 clpP - 돌연변이체는 뮤린 패혈증 모델에서 독성이 매우 약화된 것으로 나타났다 (상기 Kwon, H. Y. et al., 2003). 더욱이, clpP - 돌연변이체는 기관내 시험감염 후에 마우스의 폐에 현저한 수준으로 콜로니를 형성하지 못하였고 48 시간의 감염 동안 사망은 기록되지 않았다 (상기 Robertson, G. T. et al., 2002). 그러나, 폐렴구균의 침입 및 전파는 이의 자연 적소인 비인두를 통해 이루어지는 듯하다.Conventionally, the clpP - mutant has been shown to be very weak in toxicity in the murine sepsis model (Kwon, HY et al., 2003, supra). Moreover, the clpP - mutant did not form significant colonies in the lungs of mice after endogenous challenge and no mortality was recorded during 48 hours of infection (Robertson, GT et al., 2002, supra). However, the invasion and propagation of pneumococci seems to occur through its natural location, the nasopharynx.

따라서, 비강내 시험감염 후에 폐렴구균의 콜로니 형성에 대한 ClpP 의 영향을 평가하였다. 매우 독성이 강한 협막 타입 2 균주 (D39) 및 이의 동종 유전자형 clpP - 돌연변이체 (HYK302)로 비강내 감염시킨 결과 clpP - 돌연변이체는 48 시간 동안 비점막 및 폐에 전혀 콜로니를 형성하지 않은 것으로 나타났고 (도 12a 내지 12c) 이는 부착성의 결함을 시사한다.Therefore, the effects of ClpP on colony formation of pneumococci after intranasal challenge were evaluated. Intranasal infection with a highly toxic capsular type 2 strain (D39) and its homologous genotype clpP - mutant (HYK302) showed that clpP - mutant did not form colonies at all in the nasal mucosa and lungs for 48 hours ( 12A-12C) This suggests a defect of adhesion.

또한, 폐렴구균의 ClpC 는 부착성과 관련이 있는 것으로 밝혀졌고 (Charpentier, E., R. Novak, and E. Tuomanen. 2000. Regulation of growth inhibition at high temperature, autolysis, transformation and adherence in Streptococcus pneumoniae by clpC. Mol Microbiol 37:717-726), 리스테리아(Listeria) 및 예르시니아(Yersinia)에서 clpC (Rouquette, C., C. de Chastellier, S. Nair, and P. Berche. 1998. The ClpC ATPase of Listeria monocytogenes is a general stress protein required for virulence and promoting early bacterial escape from the phagosome of macrophages. Mol. Microbiol. 27: 1235-1245), clpE (Nair, S., C. Frehel, L. Nguyen, V. Escuyer, and P. Berche. 1999. ClpE, a novel member of the HSP100 family, is involved in cell division and virulence of Listeria monocytogenes. Mol. Microbiol. 31: 185-196), 및 clpP (상기 Pederson, K. J. et al., 1997)의 돌연변이체는 숙주 상피 세포에 대한 부착성이 감소된 것으로 나타났다.In addition, ClpC of pneumococci was found to be associated with adhesion (Charpentier, E., R. Novak, and E. Tuomanen. 2000. Regulation of growth inhibition at high temperature, autolysis, transformation and adherence in Streptococcus pneumoniae by clpC Mol Microbiol 37: 717-726), clpC (Rouquette, C., C. de Chastellier, S. Nair, and P. Berche. 1998. in Listeria and Yersinia ) .The ClpC ATPase of Listeria monocytogenes is a general stress protein required for virulence and promoting early bacterial escape from the phagosome of macrophages.Mol.Microbiol. 27: 1235-1245), clpE (Nair, S., C. Frehel, L. Nguyen, V. Escuyer, and P. Berche. 1999. ClpE, a novel member of the HSP100 family, is involved in cell division and virulence of Listeria monocytogenes.Mol . Microbiol. 31: 185-196), and clpP (Pederson, KJ et al., supra ). Mutants of 1997) showed reduced adhesion to host epithelial cells.

따라서, 숙주 상피 세포에 대한 부착성에 있어서 ClpP 의 관련성을 조사하였다. 다당류 협막의 존재는 숙주 세포의 표면에 대한 폐렴구균의 부착성을 현저히 약화시키기 때문에, 본 발명자들은 R 타입 균주를 사용하여 부착 및 침투성에 대한 clpP - 돌연변이의 영향을 결정하였다. R 타입 clpP 결실 돌연변이체 HYK2 는 이의 동종유전자형 모균주와 비교하여 A549 인간 폐 세포에 대한 부착 및 침투성에 유의차를 나타내지 않았다 (데이터는 나타내지 않음). 따라서, 이러한 결과는 콜로니를 형성하지 못한 것이 부착성이나 침투성의 결함에 기인하는 것이 아니었다는 것을 시사한다.Therefore, the relationship of ClpP in adhesion to host epithelial cells was investigated. Since the presence of polysaccharide capillaries significantly weakens the adhesion of pneumococcal to the surface of the host cell, we use an R type strain for clpP The effect of the mutation was determined. The R type clpP deletion mutant HYK2 showed no significant difference in adhesion and permeability to A549 human lung cells compared to its homologous parent strain (data not shown). Thus, these results suggest that failure to form colonies was not due to defects in adhesion or permeability.

ⅵ) 뮤린 마크로파지 RAW264.7 세포주에서In murine macrophages RAW264.7 cell line clpP  clpP 돌연변이체의 생존 감소Reduced survival of mutants

폐포 마크로파지는 폐렴구균의 침입에 대한 숙주 방어에 있어서 1 차적인 요소이다 (Knapp, S. et al., 2003, Alveolar macrophages have a protective antiinflammatory role during murine pneumococcal pneumonia. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 167:171-179). 본 연구에서 clpP - 돌연변이체는 그 모균주에 비해 비점막의 콜로니 형성에 있어서 결함이 있는 것으로 관찰되었기 때문에, 이는 돌연변이체가 더 느리게 성장할 뿐만 아니라 폐렴구균이 신속히 제거 (clearance)되기 때문인 것으로 추론되었다.Alveolar macrophages are a primary factor in host defense against invasive pneumococci (Knapp, S. et al., 2003, Alveolar macrophages have a protective antiinflammatory role during murine pneumococcal pneumonia.Am. J. Respir. Crit.Care Ed. 167: 171-179. In this study clpP - Since the mutant was observed to be defective in colony formation of the nasal mucosa compared to its parent strain, it was inferred not only because the mutant grows more slowly but also because the pneumococci are cleared quickly.

따라서, 뮤린 마크로파지 RAW264.7 세포에서 clpP - 돌연변이체의 생존율을 결정하였다 (도 13). RAW264.7 세포 단층을 RPMI1640 배지중의 약 107 CFU 의 폐렴구균 (세균:세포비=10:1)으로 감염시킨 후후에 상이한 시점에서 취하여 겐타마이신을 처리한 다음, 세포내 폐렴구균을 정량화하였다. 각 세균 균주에 대하여 3 개의 독립 검정을 3 중으로 수행하였다. D39 모균주는 검정 과정 동안 (8 시간) 마크로 파지 내에서 생존할 수 있었고 160 CFU 의 수준으로 유지된 반면, 회복가능한 clpP - 돌연변이체의 수는 8 시간의 감염 후에 꾸준히 감소하여 0 이 되었다 (도 13). 마크로파지 세포내에서 clpP - 돌연변이체의 생존율이 모균주보다 감염 5 (P< 0.01), 6 (P< 0.05), 8 (P< 0.01) 시간후에 유의성있게 감소하였다 (도 13). 항생제를 첨가하고 2 시간 경과시 생존 세포의 수는 항생제가 첨가된 시점에서 존재하는 수의 약 절반이 될 것이다. 그러나, 실제 CFU 의 수는 예측되는 것보다 훨씬 더 적었고, 이러한 사실은 clpP - 돌연변이체의 성장 결함이라기 보다는 clpP - 돌연변이체의 마크로파지에 대한 스트레스 민감성 형질 또는 감수성때문임을 나타낸다. 이것은 ClpP 가 RAW264.7 세포에서 세포내 생존에 필요함을 시사해준다.Thus, clpP in murine macrophage RAW264.7 cells The survival rate of the mutants was determined (FIG. 13). RAW264.7 cell monolayers were infected with about 10 7 CFU of pneumococcus (bacteria: cell ratio = 10: 1) in RPMI1640 medium and then taken at different time points, treated with gentamicin, and intracellular pneumococci were quantified. . Three independent assays were performed in triplicate for each bacterial strain. The D39 parent strain was able to survive in macrophage during the assay process (8 hours) and remained at 160 CFU, while recoverable clpP The number of mutants steadily decreased to zero after 8 hours of infection (FIG. 13). Survival of clpP mutants in macrophage cells was significantly reduced after 5 (P <0.01), 6 (P <0.05), 8 (P <0.01) hours than the parent strain (FIG. 13). Two hours after the addition of the antibiotic, the number of viable cells will be about half of the number present at the time the antibiotic is added. However, the actual number of CFUs was much less than expected, and this fact is clpP ClpP - rather than mutant growth defect It is due to stress sensitive trait or susceptibility to macrophages of mutants. This suggests that ClpP is required for intracellular survival in RAW264.7 cells.

ⅶ)Ⅶ) clpP  clpP 돌연변이체의 cps 수준은 야생형 균주와 유사하다.The cps levels of the mutants are similar to wild type strains.

스트렙토코커스 뮤턴스 (Steptococcus mutans) 및 슈도모나스 플루오레센스 (Pseudomonas fluorescence)의 clpP - 돌연변이체에서, 균막 수준은 현저히 감소되었다 (Lemos, J. A., and R. A. Burne. 2002. Regulation and Physiological significance of ClpC and ClpP in Streptococcus mutans. J. Bacteriol. 184:6357-6366). 따라서, 이들 돌연변이체에서 cps 의 양은 모균주 타입의 경우에 비해 더 낮은 것으로 고려되었다.In clpP - mutants of Streptococcus mutans and Pseudomonas fluorescence , biofilm levels were significantly reduced (Lemos, JA, and RA Burne. 2002. Regulation and Physiological significance of ClpC and ClpP in Streptococcus mutans.J. Bacteriol. 184: 6357-6366). Therefore, the amount of cps in these mutants was considered to be lower than for the parent strain type.

이것이 폐렴구균에도 해당되는지 여부를 조사하기 위하여, D39 및 이의 동종유전자형 clpP - 돌연변이체를 사용하여, 폴리클로날 타입 2 다당류 특이적 항혈청을 사용하는 면역블롯 분석에 의해 cps 의 양을 결정하였다. 두 배양물을 동일한 광학 밀도로 조정하여 균주의 성장 능력의 편차로 인한 차이가 관찰될 수 있는 가능성을 배제시켰다. 모균주 (D39) 및 clpP - 돌연변이체(HYK302) 둘 모두에서, 동일한 양의 cps 가 검출되었고 (데이터는 나타내지 않음), 이는 clpP - 돌연변이체의 독성 약화가 cps 수준이 더 낮기 때문이 아니었음을 나타낸다.To investigate whether this also applies to pneumococci, the amount of cps was determined by immunoblot analysis using polyclonal type 2 polysaccharide specific antiserum using D39 and its homologous clpP - mutant. Both cultures were adjusted to the same optical density to rule out the possibility that differences due to variations in the growth capacity of the strain could be observed. Parent strain (D39) and the clpP - In both mutants (HYK302), the same amount of cps was detected (data not shown), indicating that the toxicity weakening of the clpP mutant was not due to lower cps levels.

ⅷ) 마우스에서 ClpP 에 의한 폐렴구균 시험감염으로부터 보호Iii) Protection against plp pneumoniae challenge by mice

HSP 는 일부 병원체에서 항원으로서 기능하며 이들 단백질은 감염성 질환에 대한 방어 기능을 하는 것으로 알려졌다. 또한, ClpP 가 열충격 후에 세포벽으로 이동하므로 폐렴구균 시험감염에 대한 상기 단백질의 방어 유도능을 평가하였다.HSPs function as antigens in some pathogens and these proteins are known to act as defenses against infectious diseases. In addition, since ClpP moves to the cell wall after the thermal shock, the protective induction ability of the protein against pneumococcal challenge was evaluated.

단백질을 SDS-PAGE 에 의해 분리한 후 니트로셀룰로오스상에 일렉트로블롯팅하였다. 다음, 이들을 상기 단백질로 면역시킨 마우스군으로부터 수득한 혈청과 반응시켰다. 도 15a 및 15b 는 그 결과를 나타낸다. 도 15a 및 15b 에서 레인 1 내지 4 의 니트로셀룰로오스막 스트립은 각각 AlPO4 애쥬번트(레인 1), PdB + AlPO4 (레인 2), PspA + AlPO4 (레인 3), 및 ClpP + AlPO4 (레인 4)로 면역시킨 마우스로부터 얻은 혈청과 반응시킨 결과이다. ClpP 로 면역시킨 마우스는 항원에 대해 강한 특이적인 항체 반응을 유도하였고; 정제된 ClpP 로 면역시킨 마우스의 풀링된 혈청의 ELISA 역가는 8,400 ± 2250 이었고, 이를 정제된 PdB 로 면역시킨 마우스로부터 얻은 역가 (8,000 ± 600) 및 정제된 PspA 로 면역시킨 마우스로부터 얻은 역가 (8,300 ± 2,400)와 비교하였다. 명반 (AlPO4) 애쥬번트 단독으로 면역시킨 마우스는 검출 한계인 100 의 역가를 나타내었다. D39 의 전체 세포 용해물에 대한 혈청의 웨스턴 면역블롯 결과도 각 항원에 대한 항체 반응의 특이성을 입증하였다 (도 15a). 혈청은 정제된 각각의 단백질과 특이적으로 반응하였다 (도 15b). 그러나, 정제된 ClpP 의 경우, 약간의 단백질 분해 산물이 관찰되었다.Proteins were separated by SDS-PAGE followed by electroblotting on nitrocellulose. Next, they were reacted with serum obtained from a group of mice immunized with the protein. 15A and 15B show the results. The nitrocellulose membrane strips of lanes 1 to 4 in FIGS. 15A and 15B are AlPO 4 adjuvant (lane 1), PdB + AlPO 4 (lane 2), PspA + AlPO 4 (lane 3), and ClpP + AlPO 4 (lane), respectively. And the serum obtained from the mice immunized with 4). Mice immunized with ClpP induced a strong specific antibody response to the antigen; ELISA titers of pooled sera of mice immunized with purified ClpP were 8,400 ± 2250, and titers obtained from mice immunized with purified PdB (8,000 ± 600) and titers obtained from mice immunized with purified PspA (8,300 ± 2). 2,400). Mice immunized with Alum (AlPO 4 ) adjuvant alone showed a titer of 100, the limit of detection. Western immunoblot results of sera against whole cell lysates of D39 also demonstrated the specificity of the antibody response to each antigen (FIG. 15A). Serum reacted specifically with each purified protein (FIG. 15B). However, for purified ClpP, some proteolytic products were observed.

능동 면역/시험감염 실험에서, 마우스를 약 7 x 105 CFU의 D39 로 시험감염시켰다. 2 마리의 CBA/N 마우스군을 표시된 항원으로 면역화시키고 3 회 면역후 2 주째에 약 7.5 x 105 CFU 의 협막 타입 2 균주 D39 로 시험감염시켰다. 그 결과를 도 16 에 나타냈다. 도 16 에서 각 데이터 포인트는 마우스 한마리를 나타내며 수평선은 각 군에 대한 중간 생존 시간을 의미한다. ClpP를 투여 받은 마우스에 대한 중간 생존 시간은 약 2 일이었다 (도 16). 이는 명반 애쥬번트를 단독으로 투여받은 마우스에 비해 유의성 있게 길었다 (P <0.01). 유사하게, PspA 를 투여받은 마우스에 대한 중간 생존 시간 (2일) 은 명반 애쥬번트를 단독으로 투여받은 마우스에 비해 유의성 있는 정도로 길었다(P< 0.001). PdB (뉴모라이신 톡소이드) 를 투여받은 마우스의 경우, 중간 생존 시간은 약 2.5 일이었고, 이것은 또한 명반 애쥬번트를 단독으로 투여받은 마우스에 비해 유의하게 길었다 (P< 0.001). 그러나, ClpP 를 투여받은 마우스에 대한 중간 생존 시간을, PdB 또는 PspA 를 사용하여 얻어진 결과와 비교할 때 유의할 만한 차는 없었다.In active immune / challenge experiments, mice were challenged with D39 of about 7 × 10 5 CFU. Two groups of CBA / N mice were immunized with the indicated antigens and challenged with a capsular type 2 strain D39 of about 7.5 × 10 5 CFU two weeks after three immunizations. The result was shown in FIG. In FIG. 16 each data point represents one mouse and the horizontal line represents the median survival time for each group. Median survival time for mice receiving ClpP was about 2 days (FIG. 16). This was significantly longer compared to mice receiving Alum adjuvant alone ( P <0.01). Similarly, median survival time (2 days) for mice receiving PspA was significantly longer than mice receiving alum adjuvants alone ( P <0.001). For mice receiving PdB (pneumolysine toxoid), the median survival time was about 2.5 days, which was also significantly longer compared to mice receiving alum adjuvants alone ( P <0.001). However, there was no significant difference when comparing the median survival time for mice receiving ClpP with the results obtained using PdB or PspA.

3. 검토3. Review

본 연구의 목적은 폐렴구균성 질환의 발병에 있어서 열충격 단백질인 ClpP 의 역할을 평가하고자 하는 것이었다. 본 발명자들은 열충격 후에 clpP - 돌연변이체에서 ply mRNA 발현은 증가되지만, Ply 의 양이나 용혈 활성이 동시에 증가되지 않았다는 것을 입증하였다. 이러한 모순은, clpP - 돌연변이체에서 ply cps2A mRNA 가 30℃ 및 4℃ 둘 모두에서 안정하였으므로 ClpP 가 전사체의 분해에 대한 기여 인자일 것으로 생각된다. 더욱이, 열충격 후에 clpP - 돌연변이체에서 cps2A ply mRNA 둘 모두의 반감기는 야생형의 경우에 비해 2 배 이상 더 길었고, 이는 열충격 후에 mRNA 종의 반감기는 ClpP 의 부재 하에 증가한다는 것을 명백히 나타낸다. Ply 의 용혈 활성은 37℃에서 세포용해물의 인큐베이션에 의해 추가로 증가되지 않았고, 이는 ClpP 가 Ply 의 용혈 활성의 활성화에 대한 직접적인 원인이 아니라는 것을 나타낸다. 본 발명자들은 이러한 발견으로부터 cps2A ply mRNA 가 전사후 수준에서 ClpP 에 의해 분해되지만, 이에 대한 특정 메커니즘은 아직 불명이라고 결론지었다.The purpose of this study was to evaluate the role of ClpP, a heat shock protein, in the development of pneumococcal disease. We demonstrated that ply mRNA expression was increased in clpP mutants after heat shock, but the amount of Ply or hemolytic activity was not increased at the same time. This contradiction is believed to be a contributing factor to the degradation of transcripts, as ply and cps2A mRNAs were stable at both 30 ° C. and 4 ° C. in clpP mutants. Moreover, clpP - after thermal shock The half-life of both cps2A and ply mRNA in the mutants was more than two times longer than in the wild-type case, clearly indicating that after heat shock the half-life of mRNA species increases in the absence of ClpP. The hemolytic activity of Ply was not further increased by incubation of cell lysates at 37 ° C., indicating that ClpP is not a direct cause for activation of hemolytic activity of Ply. We conclude from these findings that cps2A and ply mRNA are degraded by ClpP at the post-transcriptional level, but the specific mechanism for this is still unknown.

폐렴구균에서 cps 는 중요한 독성 인자이며 식세포작용에 대한 저항성을 제공한다 (Austrian, R. 1981. Some observations on the pneumococcus and on the current status of pneumococcal disease and its prevention. Rev. Infect. Dis. 3(Suppl.):S1S17). 스트렙토코커스 뮤턴스(S. mutans)에서 clpP - 돌연변이를 형성시킨 결과 균막 형성이 80% 감소되었으나 (Lemos, J. A., and R. A. Burne. 2002. Regulation and physiological significance of ClpC and ClpP in Streptococcus mutans. J. Bacteriol. 184:6357-6366), 폐렴구균의 clpP - 돌연변이체에서 cps 의 양은 야생형과 동일하다. 따라서, 마크로파지내에서 clpP - 돌연변이체의 생존율이 감소되고 비점막에 콜로니가 형성되지 못한 것은 cps 수준에 기인하는 것이 아니라 30℃ 및 37℃ 모두에서 성장이 감소되었기 때문으로 생각된다 (상기 Kwon, H. Y. et al., 2003). 이것은 또한 정상적으로 ClpP 프로테아제에 대한 표적이 되는 변성 단백질의 축적으로 인한 스트레스 민감성 형질에 기인하는 것일 수 있다. 일부 병원체에서, HSP 는 세포의 표면상에 존재하며 숙주 세포로의 부착을 매개할 수 있다 (Marcellaro et., 1998; 59, 60). 폐렴구균 (상기 Charpentier, E. et al., 2000) 및 리스테리아 모노사이토제네스(L. monocytogenes) (Nair, S., E. Milohanic, and P. Berche. 2000. ClpC ATPase is required for cell adhesion and invasion of Listeria monocytogenes. Infect. Immun. 68: 7061-7068)에서, ClpC 는 세포 부착성 및 독성 인자의 발현에 필요한 것으로 밝혀졌으며; 폐렴구균 clpC 돌연변이체는 인간 타입 II 폐포 세포에 대한 부착성 결함을 나타내었고 뉴모라이신 또는 콜린 결합 단백질 CbpA, CbpE, CbpF, 또는 CbpJ 을 발현시키지 않았고, 이는 ClpC 가 부착성에 대해 다면발현 효과 (pleiotropic effect)를 나타낸다는 것을 시사한다 (상기 Charpentier et. al. 등). 본 연구에서, 본 발명자들은 폐렴구균의 clpP - 돌연변이체의 숙주 세포에 대한 부착 및 침투성은 영향을 받지 않았다는 것을 입증하였다 (데이터는 나타내지 않음). 이는 CbpA 및 PsaA 와 같은 단백질의 발현에 있어서 반 작용에 기인하는 것일 수 있다. 열충격 후에, 부착성의 순감소를 나타내지 않은 clpP - 돌연변이체에서 CbpA 의 발현은 증가한 반면, PsaA 의 발현은 mRNA 및 단백질 수준 둘 모두에서 현저히 감소하였다 (상기 Kwon et al. 등)In pneumococcal cps is an important virulence factor and provides resistance to phagocytosis (Austrian, R. 1981. Some observations on the pneumococcus and on the current status of pneumococcal disease and its prevention. Rev. Infect. Dis. 3 (Suppl .): S1S17). The formation of clpP - mutants in S. mutans resulted in an 80% reduction in biofilm formation (Lemos, JA, and RA Burne. 2002. Regulation and physiological significance of ClpC and ClpP in Streptococcus mutans . J. Bacteriol) . 184: 6357-6366), clpP of Streptococcus pneumoniae - The amount of cps in the mutant is the same as the wild type. Therefore, the survival rate of the clpP - mutant and the lack of colony formation in the nasal mucosa in macrophages are thought to be due to the reduced growth at both 30 ° C and 37 ° C, not due to cps levels (Kwon, HY et al. al., 2003). This may also be due to stress sensitive traits due to the accumulation of denatured proteins that are normally targeted for ClpP proteases. In some pathogens, HSP is on the surface of the cell and can mediate adhesion to host cells (Marcellaro et., 1998; 59, 60). Pneumococcal (see Charpentier, E. et al., 2000) and Listeria monocytogenes (Nair, S., E. Milohanic, and P. Berche. 2000. ClpC ATPase is required for cell adhesion and invasion of Listeria monocytogenes.Infect. Immun. 68: 7061-7068), it was found that ClpC is required for cell adhesion and expression of virulence factors; The pneumococcal clpC mutant showed an adhesion defect on human type II alveolar cells and did not express the pneumolysine or choline binding protein CbpA, CbpE, CbpF, or CbpJ, which is a pleiotropic effect of ClpC on adherence. effect) (Charpentier et. al., supra). In this study, we demonstrated that the adhesion and permeability of pneumococcal clpP mutants to host cells were not affected (data not shown). This may be due to the adverse action in the expression of proteins such as CbpA and PsaA. After thermal shock, clpP did not show a net decrease in adhesion. Expression of CbpA in mutants was increased, whereas expression of PsaA was significantly reduced at both mRNA and protein levels (Kwon et al., Supra).

hsp70 및 hsp100 패밀리의 분자 샤퍼론은 위치이동 복합체와 결합되는 것으로 밝혀졌고, 이들은 위치이동 전구체와 상호작용한다 (Berry, A.M. et al., 1989, Reduced virulence of a defined pneumolysin negative mutant of Streptococcus pneumoniae. Infect. Immun 57:2037-2042; 상기 Vijayakumar, M. N. et al., 1986). 최근, 바실러스 서브틸리스 (B. subtilis) ClpC 및 ClpX ATPase 가 세포 외피 및 세포질에서 검출되었다 (상기 Kruger, E. et al., 2000). 이러한 연구에서, 열충격 후에 또는 다른 스트레스에 의해 Clp 단백질 그 자체의 이동은 입증되지 않았다. 그러나, 본 연구에서는 폐렴구균의 생화학적 분획화 결과 열충격 후에 세포벽 분획에서 ClpP 양이 상당히 증가된 것으로 나타났다. 따라서, ClpP 는 열충격 후에 세포벽 분획으로 이동하는 것으로 밝혀진 최초의 Clp 단백질이며, 이 단백질은 숙주 세포와 상호작용하거나 수송/이동될 예정인 폐렴구균 단백질을 분해시킴으로써 상호작용한다.Molecular chaperones of the hsp70 and hsp100 families have been found to bind to dislocation complexes, and they interact with dislocation precursors (Berry, AM et al., 1989, Reduced virulence of a defined pneumolysin negative mutant of Streptococcus pneumoniae. Immun 57: 2037-2042; Vijayakumar, MN et al., 1986). Recently, B. subtilis ClpC and ClpX ATPase have been detected in the cell envelope and cytoplasm (Kruger, E. et al., 2000, supra). In this study, the transfer of the Clp protein itself after thermal shock or by other stresses has not been demonstrated. However, in this study, biochemical fractionation of pneumococci showed a significant increase in the amount of ClpP in cell wall fractions after thermal shock. Thus, ClpP is the first Clp protein found to migrate to the cell wall fraction after thermal shock, which interacts by breaking down pneumococcal proteins that are expected to interact or be transported / moved to host cells.

세균 HSP 는 감염 동안 유도되며 세포내 단백질의 적합한 폴딩에 작용하는 이외에도 부착 및 침투성을 매개한다 (상기 Charpentier 등, 2000; 상기 Nair 등, 2000; Parsons, L. M., et al., 1997, Alterations in levels of DnaK and GroEL result in diminished survival and adherence of stressed Haemophilus ducreyi. Infect. Immun. 65:2413-2419). 본 연구에서, 본 발명자들은 독성 D39 로 시험감염시키기 전에 정제된 폐렴구균 ClpP 로 마우스를 면역시키면, 특성이 잘 규명된 폐렴구균 단백질 백신 후보물인 PspA 및 Ply 에서 얻어지는 수준과 대등한 수준으로 전신성 질환에 대한 방어적 면역성이 유도된다는 것을 입증하였다. 시험감염 전에 면역된 마우스에서 강한 항원 특이적 항체 반응이 생성되었다는 사실은 상기 방어가 적어도 부분적으로 항체에 의해 매개될 수 있다는 것을 시사해준다. 결론적으로, cps2Aply 의 발현은 전사후 수준에서 ClpP 에 의해 매개될 수 있다. ClpP 는 열충격 후에 세포벽으로 이동하였고, 독성 폐렴구균시험 감염 전에 정제된 단백질로 마우스를 면역시킨 결과 전신성 질환에 대한 방어적 면역성이 제공되었다.Bacterial HSP is induced during infection and mediates adhesion and permeability in addition to acting on proper folding of intracellular proteins (Charpentier et al., 2000; Nair et al., 2000; Parsons, LM, et al., 1997, Alterations in levels of DnaK and GroEL result in diminished survival and adherence of stressed Haemophilus ducreyi.Infect.Immun . 65: 2413-2419). In this study, we immunized mice with purified pneumococcal ClpP prior to challenge with toxic D39, comparable to those obtained from well-characterized pneumococcal protein vaccine candidates PspA and Ply. It has been demonstrated that protective immunity against is induced. The fact that a strong antigen specific antibody response was generated in mice immunized prior to challenge suggests that the defense may be mediated at least in part by antibodies. In conclusion, the expression of cps2A and ply can be mediated by ClpP at post-transcriptional levels. ClpP migrated to the cell wall after thermal shock, and immunization of mice with purified proteins prior to toxic pneumococcal test infection provided protective immunity to systemic diseases.

실시예 3 폐렴구군 ClpP 와 인간 ClpP 의 반응성 검토Example 3 Reactivity of Pneumococcal Group ClpP and Human ClpP

i) 균주 및 배양i) strains and cultures

다당류 캡슐이 없는 비병원성 폐렴구균 (R type) 스트렙토코커스 뉴모니애 (Streptococcus pneumoniae) CP1200 (상기 Choi 등, 1999) 균주를 CAT 배지 (Casitone 1%, Tryptone 0.5%, NaCl 0.5%, Yeast Extract 0.1%), 0.175 MK2HPO4, 및 glucose 0.2%)에서 배양하고, 다당류 캡슐을 함유하는 병원성 폐렴구균 D39 (type 2; Avery Avery, O.T et al., 1944. Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types. Induction of transformation by a desoxyribonucleic acid fraction isolated from pneumococcus type III. J. Exp. Hed. 79:137-158)와 임상에서 분리한 Spn1049 균 주 (삼성의료원에서 환자로부터 분리된 폐렴구균으로서 Optochin 과 담즙산에 민감하고 혈액한천배지에서 불완전용혈반응을 나타냄)는 0.5% 효모추출물 (yeast extract)를 첨가한 토드-휴이트 (Todd-Hewitt)브로쓰 배지에서 배양하였다. 사카로마이세스 세레비지애 (Saccharomyces cerevisiae) (ATCC 287)는 글루코오스가 2% 포함된 YNB 배지 (Difco Laboratories, USA) 에서, 스트렙토코커스 더모필루스 (Streptococcus thermophilus) (KCTC 3778)는 MRS 배지 (Difco Laboratories, USA) 에서, 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) Marburg 균주 (Boylan SA, Chun KT, Edson BA, Price CW. Early-blocked sporulation mutations alter expression of enzymes under carbon control in Bacillus subtilis. Mol Gen Genet. 212(2):271-280 (1988)), 슈도모나스 애루지노사 (Pseudomonas aeruginosa) (ATCC 15522), 살모넬라 타이피 (Samonella typhi) (ATCC 27870), E. coli DH5α (Bethesda Research Laboratory)는 Nutrient 배지(Difco Laboratories, USA) 에서, 인간 폐암세포주 A549 (ATCC CCL 185)는 10% FBS 와 2% 페니실린 스트렙토마이신(penicillin streptomysin) 함유된 DMEM 배지(Gibco BRL)에서 배양하였다.Non-pathogenic pneumococcal (R type) Streptococcus pneumoniae CP1200 (Cho et al., 1999) strains without polysaccharide capsules were added to CAT medium (Casitone 1%, Tryptone 0.5%, NaCl 0.5%, Yeast Extract 0.1%). , Pathogenic pneumococcal D39 (type 2; Avery Avery, OT et al., 1944. Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of incubated in 0.175 MK 2 HPO 4 , and 0.2% glucose) and containing a polysaccharide capsule. pneumococcal types.Induction of transformation by a desoxyribonucleic acid fraction isolated from pneumococcus type III.J.Exp.Hed. 79: 137-158) and the Spn1049 strain isolated from patients (Samsung Medical Center, Optochin and Sensitive to bile acids and incomplete blood reaction in blood agar medium) were incubated in Todd-Hewitt broth medium added with 0.5% yeast extract. Saccharomyces cerevisiae (ATCC 287) is used in YNB medium containing 2% glucose (Difco Laboratories, USA), Streptococcus thermophilus (KCTC 3778) is used in MRS medium (Difco In Laboratories, USA, Bacillus subtilis Marburg strain (Boylan SA, Chun KT, Edson BA, Price CW.Early-blocked sporulation mutations alter expression of enzymes under carbon control in Bacillus subtilis.Mol Gen Genet. 212 (2): 271-280 (1988)), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15522), Salmonella typhi (ATCC 27870), E. coli DH5α (Bethesda Research Laboratory), and Nutrient medium ( In Difco Laboratories, USA, human lung cancer cell line A549 (ATCC CCL 185) was cultured in DMEM medium (Gibco BRL) containing 10% FBS and 2% penicillin streptomysin.

ii) 면역블롯 분석ii) immunoblot analysis

폐렴구균의 ClpP 와 다른 생물체 단백질과의 유사성을 확인하기 위해 항-ClpP 항체와 면역블롯을 실시하였다. 폐렴구균과 여러 생물체의 용해액을 10% 폴리아크릴아미드 젤 (polyacrylamide gel)에서 전기영동하고 니트로셀룰로오스 막에 전이시킨 후 항-ClpP 항체와 면역블롯한 후 효소로 표지된 2 차 항체 (secondary antibody)를 사용하여 검색하였다. 즉 니트로셀룰로오스를 2 %의 Tween 20 을 함 유하는 트리스-완충 염수 (Tris-buffered saline) (TBS, mM Tris, 150 mM NaCl [pH 7.2]) 용액으로 처리하여 비특이적인 항원-항체 반응을 블로킹시킨 후 0.05% Tween 20 을 함유하는 TBS 용액에서 토끼 항-ClpP 항혈청과 실온에서 1 시간 동안 천천히 흔들어 주면서 반응시켰다. HRP (Horse radish peroxidase)-컨쥬게이션 염소 항-토끼 면역그로불린 G (IgG) 항체를 2차항체 (secondary antibody)로 이용하여 0.05% Tween 20 을 함유하는 TBS 용액에서 1:1000 으로 희석하여 반응시키고 과산화수소와 95% 에탄올 용해된 N' ,N' ,N' ,N'-4메틸 벤지딘을 각각 기질과 발색제로 반응시켰다.In order to confirm the similarity between pneumococcal ClpP and other organism proteins, immunoblot with anti-ClpP antibody was performed. The lysates of pneumococci and various organisms were electrophoresed on 10% polyacrylamide gels, transferred to nitrocellulose membranes, immunoblotted with anti-ClpP antibodies, and then enzyme-labeled secondary antibodies. Search using. In other words, nitrocellulose was treated with a solution of Tris-buffered saline (TBS, mM Tris, 150 mM NaCl [pH 7.2]) containing 2% Tween 20 to block nonspecific antigen-antibody reactions. After reacting with rabbit anti-ClpP antiserum in a TBS solution containing 0.05% Tween 20 and shaking slowly for 1 hour at room temperature. Horse radish peroxidase (HRP) -conjugated goat anti-rabbit immunoglobulin G (IgG) antibody was used as a secondary antibody and reacted by diluting 1: 1000 in a TBS solution containing 0.05% Tween 20. Hydrogen peroxide and 95% ethanol dissolved N ', N', N ', N'-4methylbenzidine were reacted with a substrate and a color developer, respectively.

iii) ClpP 단백질의 아미노산 서열비교iii) Amino Acid Sequence Comparison of ClpP Protein

National Center of Biotechnology Information (NCBI, U.S.A.) 에서 제공하는 BLAST 검색을 이용하여 폐렴구균 clpP 와 인접한 유전자를 확인하였으며 또한 다른 생물체의 ClpP 단백질과 유사성을 확인하였다. BLAST 검색 하였을 때 폐렴구균 clpP 의 염기서열로부터 유추된 아미노산 서열은 다른 생물체의 ClpP 와 높은 유사성을 나타내었다. 특히 스트렙토코커스 살리바리스(Streptococcus salivarius)와 스트렙토코커스 아갈락티애 (Streptococcus agalactiae)의 ClpP 단백질과는 각각 88% 및 87% 일치하였으며 (identity) 91% 및 92% 의 유사성 (similarity)을 나타내었다. 또한 L. lactis ClpP 와 89%, 엔테로콕커스 패칼리스 (Enterococcus faecalis) ClpP 와 81%, 스타필로콕커스 아우레우스 (Staphylococcus aureus) ClpP 와 79%, 바실러스 서브틸러스 (B. subtilis) ClpP 와 75%의 유사성을 나타내었다. 특히 호모 사피엔스 (Homo sapiens) 와는 70% 의 유사성을 나타내었다. ClpP 단백질의 아미노산 서열을 비교한 결과 전체적으로 높은 수준의 유사성을 나타내었으며 특히 세린 프로테아제의 활성부위로 추정되는 세린-96, 히스티딘-121, 아스파테이트-172 잔기 부분이 매우 높은 수준의 보존성을 나타내었다.The BLAST search provided by the National Center of Biotechnology Information (NCBI, USA) was used to identify the genes adjacent to pneumococcal clpP and to confirm similarity with other organisms' ClpP proteins. The amino acid sequence deduced from the base sequence of pneumococcal clpP showed high similarity with that of other organisms. In particular, the ClpP proteins of Streptococcus salivarius and Streptococcus agalactiae were 88% and 87% consistent with 91% and 92% similarity, respectively. In addition, L. lactis ClpP and 89%, Enterococcus faecalis cock carcass (Enterococcus faecalis) ClpP and 81%, Staphylococcus cock coarse aureus (Staphylococcus aureus) and ClpP 79%, of Bacillus sub-blocks bus (B. subtilis) and ClpP 75% similarity was shown. In particular, it showed 70% similarity with Homo sapiens. Comparing the amino acid sequence of the ClpP protein showed a high level of similarity overall, especially the serine-96, histidine-121, and aspartate-172 residues, which are assumed to be active sites of the serine protease, showed very high levels of conservativeness.

iv) 폐렴구균 ClpP 와 다른 ClpP member 와의 유사성iv) Similarity of pneumococcal ClpP with other ClpP members

현재 폐렴구균 DnaK 가 항원성이 높고 (Hamel J, Martin D, Brodeur BB. Heat shock response of Streptococcus pneumoniae: identification of immunoreactive stress proteins. Microb Pathog, 23(1):11-21 (1997)) 폐렴구균 DnaK 항체가 인간 단백질과 반응하지 않았으며 (Kim SW, Choi IH, Kim SN, Kim YH, Pyo SN, Rhee DK. Molecular cloning, expression, and characterization of dnaK in Streptococcus pneumoniae. FEMS Microbiol Lett. 161(2):217-224 (1998)) 백신 후보물질로 평가되고 있으므로, ClpP 에 대해서도 이런 가능성을 조사하였다. 우선 ClpP 단백질이 다른 생물체의 ClpP 패밀리와 유사한지 확인하기 위해 다른 세균 또는 고등 생물체의 세포 용해액과 면역블롯을 실시하였다. 예상과 달리, 그램 양성균인 스트렙토코커스 더모필루스 (Streptococcus thermophilus, Sth)와 폐렴구균 D39 (D39) 및 임상에서 분리된 폐렴구균 (Spn1049)과는 반응하였으나, E. coli (Eco), 사카로마이세스 세레비지애 (Saccharomyces cerevisiae, Sce), 바실러스 서브틸리스 (B. subtilis, Bsu), 슈도모나스 애루지노사 (Psuedomonas aeruginosa, Pae), 살모넬라 타이피 (Salmonella typhi, Sty) 및 인간 폐암 세포주 A549 의 세포단백질과는 전혀 반응하지 않았다. 이 결과를 도 17a 내지 17b 에 나타냈다. 이러한 결과는 폐렴구균의 ClpP 단백질이 DnaK 와 같이 백신 후보물질로서의 사용될 수 있음을 제시한다.Pneumococcal DnaK is highly antigenic (Hamel J, Martin D, Brodeur BB.Heat shock response of Streptococcus pneumoniae: identification of immunoreactive stress proteins.Microb Pathog, 23 (1): 11-21 (1997)) Antibodies did not react with human proteins (Kim SW, Choi IH, Kim SN, Kim YH, Pyo SN, Rhee DK. Molecular cloning, expression, and characterization of dnaK in Streptococcus pneumoniae.FEMS Microbiol Lett. 161 (2): 217-224 (1998)), which has been evaluated as a vaccine candidate, this possibility has been investigated for ClpP. First, cell lysis and immunoblot of other bacteria or higher organisms were performed to confirm that the ClpP protein is similar to the ClpP family of other organisms. Unexpectedly, they reacted with Gram-positive Streptococcus thermophilus (Sth) and pneumococcal D39 (D39) and pneumococcal isolates (Spn1049), but E. coli (Eco) and Saccharomycosis Cells of Saccharomyces cerevisiae (Sce), Bacillus subtilis (Bsu), Psuedomonas aeruginosa (Pae), Salmonella typhi (Sty) and human lung cancer cell line A549 It did not react with the protein at all. This result was shown to FIGS. 17A-17B. These results suggest that the ClpP protein of pneumococci can be used as a vaccine candidate, such as DnaK.

본 발명에 따른 폐렴구균의 재조합 ClpP 단백질을 포함하는 백신은 면역원성이 높고 모든 폐렴구균에서 보존적으로 존재하는 항원 단백질인 바, 면역원성이 낮거나 모든 혈청형에 대하여 방어효능을 갖지 못하는 기존의 폐렴구균 감염증 예방 백신의 단점을 나타내지 않으면서, 효과적으로 폐렴구균 감염증에 대한 면역보호효과를 나타낼 수 있다.Since the vaccine containing the recombinant ClpP protein of pneumococci according to the present invention is an antigenic protein with high immunogenicity and conservatively present in all pneumococci, it has a low immunogenicity or does not have a protective effect against all serotypes. Without showing the disadvantages of the pneumococcal prophylaxis vaccine, it can effectively exhibit an immunoprotective effect against pneumococcal infection.

서열목록 전자파일 첨부 Attach sequence list electronic file  

Claims (15)

재조합 폐렴구균 ClpP 단백질을 항원으로서 포함하는 백신. A vaccine comprising recombinant pneumococcal ClpP protein as an antigen. 제 1 항에 있어서, 애쥬번트를 추가로 포함함을 특징으로 하는 백신. The vaccine of claim 1, further comprising an adjuvant. 제 2 항에 있어서, 애쥬번트가 명반임을 특징으로 하는 백신. 3. The vaccine of claim 2 wherein the adjuvant is alum. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 백신이 사람 또는 동물을 폐렴구균 감염증에 대해 면역화시키기 위한 것임을 특징으로 하는 백신. The vaccine according to any one of claims 1 to 3, wherein the vaccine is for immunizing a human or animal against pneumococcal infection. 제 4항에 있어서, 폐렴구균 감염증이 세균성 폐렴, 중이염, 균혈증 또는 수막염임을 특징으로 하는 백신. The vaccine of claim 4, wherein the pneumococcal infection is bacterial pneumonia, otitis media, bacteremia or meningitis. 삭제delete 삭제delete 삭제delete i) 폐렴구균 ClpP를 코딩하는 DNA 염기서열이 작동적으로 결합된 발현벡터를 제공하는 단계; i) providing an expression vector to which the DNA sequence encoding pneumococcal ClpP is operably bound; ii) 상기 i)의 발현벡터를 숙주세포에 도입하는 단계; 및ii) introducing the expression vector of i) into a host cell; And iii) 숙주세포로부터 재조합 폐렴구균 ClpP를 분리 정제하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 재조합 폐렴구균 ClpP를 항원으로서 포함하는 백신.iii) A vaccine comprising recombinant pneumococcal ClpP prepared by a method comprising the step of separating and purifying recombinant pneumococcal ClpP from a host cell. 삭제delete 약독화된 폐렴구균 ClpP 유전자가 결실된 (clpP- ) 돌연변이체를 포함하는 백신.A vaccine comprising a ( clpP ) mutant having an attenuated pneumococcal ClpP gene. 제 11항에 있어서, 폐렴구균 ClpP 유전자가 결실된 (clpP- ) 돌연변이체가 95개 염기서열 (제 206째 내지 제 300째)이 결실된 돌연변이체임을 특징으로 하는 백신.The method of claim 11 wherein the Streptococcus pneumoniae gene deletion ClpP (clpP -) mutant body 95 nucleotide sequence (the 206 th to the 300 th) vaccine characterized by the deletion mutated cheim. 삭제delete 제 9항에 있어서, 발현벡터가 pET30(a)-clpP임을 특징으로 하는 백신.The vaccine of claim 9, wherein the expression vector is pET30 (a) -clpP . 제 9항에 있어서, 숙주세포가 대장균임을 특징으로 하는 백신.The vaccine of claim 9, wherein the host cell is Escherichia coli.
KR1020067011120A 2006-06-07 2003-12-31 ClpP VACCINE COMPRISING RECOMBINANT CLPP PROTEIN OF STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE KR100814616B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020067011120A KR100814616B1 (en) 2006-06-07 2003-12-31 ClpP VACCINE COMPRISING RECOMBINANT CLPP PROTEIN OF STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020067011120A KR100814616B1 (en) 2006-06-07 2003-12-31 ClpP VACCINE COMPRISING RECOMBINANT CLPP PROTEIN OF STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060108703A KR20060108703A (en) 2006-10-18
KR100814616B1 true KR100814616B1 (en) 2008-03-18

Family

ID=37628333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067011120A KR100814616B1 (en) 2006-06-07 2003-12-31 ClpP VACCINE COMPRISING RECOMBINANT CLPP PROTEIN OF STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100814616B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11135278B2 (en) 2017-04-26 2021-10-05 Doknip Biopharm Co. Pharmaceutical composition comprising attenuated Streptococcus pneumoniae strains and use thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Genebank 등록번호 AE008443(2001. 09. 13.)
Novagene pET-30a-c(+) vectors map(1998. 12.)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11135278B2 (en) 2017-04-26 2021-10-05 Doknip Biopharm Co. Pharmaceutical composition comprising attenuated Streptococcus pneumoniae strains and use thereof
US11826413B2 (en) 2017-04-26 2023-11-28 Ildong Pharmaceutical Co., Ltd. Pharmaceutical composition comprising attenuated Streptococcus pneumoniae strains and use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060108703A (en) 2006-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kwon et al. Effect of heat shock and mutations in ClpL and ClpP on virulence gene expression in Streptococcus pneumoniae
US7776323B2 (en) Streptococcus suis vaccines and diagnostic tests
Wang et al. The involvement of sortase A in high virulence of STSS-causing Streptococcus suis serotype 2
JP2017074071A (en) Genes of an otitis media isolate of nontypeable haemophilus influenzae
KR20010104693A (en) Novel Streptococcus antigens
JP2008022856A (en) Nucleic acid and protein derived from streptococcus pneumoniae
KR102674702B1 (en) Attenuation of bacterial virulence by attenuation of bacterial folate transport
US11717565B2 (en) Recombinant BCG overexpressing phoP-phoR
Hamilton et al. Mutation of the maturase lipoprotein attenuates the virulence of Streptococcus equi to a greater extent than does loss of general lipoprotein lipidation
EA023702B1 (en) METHOD OF TREATING OR PREVENTING A STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE INFECTION AND USE OF PhtX PROTEIN
JP4646806B2 (en) Vaccine containing recombinant pneumococcal ClpP protein
KR100814616B1 (en) ClpP VACCINE COMPRISING RECOMBINANT CLPP PROTEIN OF STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE
JP4275413B2 (en) Streptococcus swiss environmentally regulated genes
KR20050071323A (en) Vaccine comprising recombinant clpp protein of streptococcus pneumoniae
US8828409B2 (en) Vaccine comprising recombinant CLPP protein of Streptococcus pneumoniae
DK2256185T3 (en) Heterologous protection against Pasteurella multocida, using the P. multocida fur cells and protein extracts of the outer membrane thereof
WO2001032697A2 (en) Virulence genes and proteins from brucella melitensis, and their use
EP1980267A1 (en) S. pneumoniae transcytosis protein
US20150140032A1 (en) Vaccine
Ambrose Global effects of alterations in capsule production in Streptococcus pneumoniae
Li et al. stringent response pathway, facilitated by genomic diversity
WO2002077020A2 (en) Virulence genes in h. influenzae

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120806

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130531

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee