KR20020089352A

KR20020089352A - 파킨 유전자 활성의 조절에 유용한 조성물

Info

Publication number: KR20020089352A
Application number: KR1020027010630A
Authority: KR
Inventors: 코우트니코바하나; 브리스알렉시스; 푸르니에알랭; 프라디에로랑; 프라데카트린; 아르눌드-르기녜이자벨; 로제-몽튀마리-프랑수와즈; 코르티올가
Original assignee: 아방티 파르마 소시에테 아노님; 엥스띠뛰 나시오날 드 라 상트 에 드 라 러쉐르쉐 메디칼
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2002-11-29
Also published as: DE60141948D1; US20020155577A1; CA2400256A1; US8273548B2; IL151211A0; IL193310A; WO2001060857A3; NZ520802A; WO2001060857A2; IL193310A0; US20060287230A1; CY1111004T1; NO20023914L; NO20023914D0; KR100811926B1; IL151211A; EP1259606B1; BR0108376A; MXPA02007869A; CA2400256C

Abstract

본 발명은 신규 화합물 및 특히 약학적, 진단적 또는 약리학적 표적으로서 이의 용도에 관한 것이다. 좀더 구체적으로는, 본 발명은 PAP1으로 불리는 신규 단백질, 및 적어도 부분적으로 파킨 유전자 활성을 조절할 수 있는 신규 펩타이드 또는 조성물에 관한 것이다.

Description

파킨 유전자 활성의 조절에 유용한 조성물{COMPOSITIONS USEFUL FOR REGULATING PARKIN GENE ACTIVITY}

파킨 유전자는 파킨슨병의 특정 가족형(상염색체 열성 청소년)으로 돌연변이된다(Kitada 등, 1998). 파킨슨병(Lewy, 1912)은 55세 이상인 집단의 1% 이상에 영향을 미치는 가장 통상적인 신경퇴행성 질환 중 하나이다. 이 질환을 앓고 있는 환자는 경직, 운동완만 및 휴면 중의 불안정으로 특징지워지는 용어 "파킨슨 증후군"으로 함께 분류되는 신경학적 장애를 가진다. 이러한 증상은 뇌 흑색질의 도파민성 뉴론의 퇴행 결과이다.

파킨슨병을 앓고 있는 대부분의 사례는 가족성 병력을 가지지 않는다. 그러나, 질환의 단성형에 상응하는 특정 가족성 사례가 존재한다. 현재, 상이한 3개의 유전자만이 희귀한 특정 유전성 유형에서 동정되었다. 첫번째 유형은 원인 유전자가 알파 시누클레인(Synuclein)을 암호화하는 상염색체 우성 유형에 상응한다(Polymeropoulos 등, 1997). 이 단백질은 파킨슨병에 대한 마커로 사용되는 세포질내 봉입체(루이체로 불림)의 풍부한 구성물이다(Lewy, 1912). 두번째 유형(이 또한 상염색체 우성)은 유비퀴틴 카복시-말단 하이드롤라제 L1으로 불리는 하이드롤라제를 암호화하는 유전자에서의 돌연변이와 관련있다(Leroy 등, 1998). 이 효소는 유비퀴틴 중합체 또는 접합체를 유비퀴틴 단량체로 가수분해시키는 것으로 추정된다. 세번째 유형은 상염색체 열성 전달되고 종종 40세 전에 발병하며 루이체가 부재한다는 점에서 상기의 유형과 상이하다. 이들 질환은 파킨슨병의 치료에 사용되는 도파민의 전구체인 레보도파에 더욱 활발하게 반응한다. 이 유형에 관여하는 유전자는 파킨으로 불리는 신규 단백질을 암호화한다(Kitada 등, 1998).

파킨 유전자는 염색체 6의 500,000개 이상의 염기쌍의 게놈 영역(6q25.2-q27)을 커버링하는 12개의 엑손으로 이루어진다. 현재, 질환의 초기에 이 유전자의 두 가지 유형의 주요 돌연변이가 알려져 있다; 엑손 2 내지 9를 커버링하는 영역에서 가변적인 크기의 결실, 또는 정지 코돈의 이른 출현 또는 아미노산의 변화를 제공하는 점 돌연변이(Kitada 등, 1998; Abbas 등, 1999; Lucking 등, 1998; Hattori 등, 1998). 이러한 돌연변이의 특성 및 상염색체 열성 전달 방법이 파킨슨병을 유발하는 파킨의 기능 저하를 설명해준다.

이 유전자는 다수의 조직에서, 특히 흑색질에서 발현된다. 이 유전자에 상응하고, 상이한 대체 스플라이싱으로부터 기원하는 다수의 전사체가 존재한다(Kitada 등, 1998; Sunada 등, 1998). 뇌에서, 두 가지 유형의 메신저 RNA가 발견되는데, 이들 중 하나가 엑손 5에 상응하는 부분이 결여되었다. 백혈구에서, 엑손 3, 4 및 5를 암호화하는 영역을 포함하지 않는 파킨 메신저 RNA가 동정되었다. 뇌에 존재하는 가장 긴 파킨 메신저 RNA는 2960개의 염기를 포함하고 465개 아미노산의 단백질을 암호화한다.

이 단백질은 그것의 N-말단 부분에서 유비퀴틴과 약한 상동성을 가진다. 이의 절반 C-말단은 징크 핑거 도메인(zinc finger domain)과 마찬가지로 시스테인-풍부 영역에 상응하고 금속과 결합할 수 있는, IBR(In Between Ring) 도메인에 의해 분리되는 두 개의 링 핑거 모티프(ring finger motif)를 포함한다(Morett, 1999). 파킨이 세포질 및 멜라민을 함유하는 흑색질 뉴론의 골지체에 위치한다(Shimura 등, 1999)는 것이 면역세포화학에 의해 알려졌다. 또한, 이 단백질은 파킨슨병 환자의 특정 루이체에 존재한다. 파킨의 세포내 기능이 아직 설명되지는 않았지만, 연접소포, 단백질의 성숙 또는 퇴행 및 세포 성장, 분열 및 진화의 조절에서 트랜스포터 역할을 할 수 있다. 상염색체 열성 청소년형에서, 파킨은 부재하고, 이에 따라 이 기능의 저하가 질환의 원인이 된다는 것이 확인된다.

이에 따라 도파민성 뉴론의 퇴행 과정에서 파킨 단백질 역할의 정확한 설명이 파킨슨병, 좀더 일반적으로는 중추신경계 질환의 이해와 이에의 치료적 접근을 위한 주요 이점을 구성한다.

본 발명은 생리학적 조건하에서 이 단백질과 상호작용하는 파킨의 파트너의동정에 있다. 이 파트너는 파킨의 활성, 특히 도파민성 뉴론의 퇴행 및/또는 신경병의 발병에서 활성을 조절할 수 있는 화합물을 제조하거나 조사하기 위한 신규 약리학적 표적을 나타낸다. 이 단백질, 항체, 상응 핵산 및 특정 탐침 또는 프라이머 또한 생물학적 샘플, 특히 신경 조직 샘플에서 단백질을 검출하거나 분석하기 위해 사용될 수 있다. 이들 단백질 또는 핵산과, 파킨과 본 발명의 폴리펩타이드 간의 상호작용을 조절할 수 있는 본 발명에 따른 임의 화합물 또한 파킨의 활성을 조절하기 위한 치료적 접근법에서 사용될 수 있다.

좀더 구체적으로 말하면 본 발명은 PAP1(파킨 수반 단백질 1) 또는 LY111으로 언급되고, 파킨과 상호작용하는 신규 인간 단백질의 본 출원인에 의한 설명으로부터 초래된다. PAP1 단백질(서열번호 1 또는 2의 서열)은 시냅토태그민(synaptotagmin)과 어느 정도 상동성을 보이고 좀더 구체적으로 말하면 파킨의 중심 영역(서열번호 3 또는 4의 서열로 표시)과 상호작용할 수 있다. PAP1 단백질은 또한 인간 기원의 다양한 조직, 특히 폐(서열번호 12 및 13) 및 뇌(서열번호 42 및 43)를 사용하여 클로닝되고, 서열분석되며 특징규명되는데, 그 이유는 스플라이싱 변이체(서열번호 14, 15, 44 및 45)에 상응하는 짧은 형태를 가지기 때문이다.

본 발명은 또한 파킨의 기능 조정에 관여하는 PAP1 단백질의 특정 영역의 동정 및 특징규명으로부터 초래된다. 이 단백질의 존재 및 이의 기능에 관여하는 영역의 설명이 특히 약제로 사용될 수 있는 신규 화합물 및/또는 조성물의 제조와 이러한 화합물의 산업적 스크리닝 방법 개발을 가능하게 한다.

따라서 본 발명의 첫번째 주제는 PAP1 단백질(또는 이의 상동체)과 파킨(특히 인간 파킨) 간의 상호작용을 적어도 부분적으로 조절할 수 있거나, 이들 단백질 간의 상호작용을 방해할 수 있는 화합물에 관한 것이다.

본 발명의 또다른 주제는 PAP1 단백질과 이의 단편, 유도체 및 상동체로 이루어진다.

본 발명의 또다른 일면은 PAP1 단백질 또는 이의 단편, 유도체 및 상동체를 암호화하는 핵산과, 이러한 핵산을 포함하는 임의의 벡터, 이러한 핵산 또는 벡터를 함유하는 임의의 재조합 세포 및 세포에 이러한 핵산을 포함하는 임의의 비인간 포유동물로 구성된다.

본 발명은 또한 PAP1 단백질과 이의 단편, 유도체 및 상동체와 결합할 수 있는 항체, 특히 폴리클로날 또는 모노클로날 항체, 더욱 바람직하게는 PAP1 단백질과 결합할 수 있고 파킨과의 상호작용을 적어도 부분적으로 억제할 수 있는 항체에 관한 것이다.

본 발명의 또다른 일면은 PAP1에 대해 특이적이고 pap1 유전자 또는 이 유전자의 영역을 임의의 생물학적 샘플에서 검출하거나 증폭시키는 데 사용될 수 있는 뉴클레오타이드 탐침 또는 프라이머에 관한 것이다.

본 발명은 또한 유전자 이상을 검출하기 위한 약학 조성물 및 방법, 전술한 바와 같은 폴리펩타이드 생산방법 및 활성 화합물을 스크리닝하거나 특징규명하기 위한 방법에 관한 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 첫번째 일면은 PAP1 단백질(또는 이의 상동체)과 파킨 간의 상호작용을 적어도 부분적으로 방해할 수 있는 화합물로 이루어진다.

본 발명의 목적상, 용어 PAP1 단백질은 단백질 자체와, 이의 모든 상동형을 언급한다. "상동형"는 다양한 세포 기원, 특히 인간 기원의 세포 또는 다른 유기체로부터 유도되는 고려 중인 단백질과 등가이고, 동일한 유형의 활성을 지니는 임의의 단백질을 언급하는 것으로 이해된다. 이러한 상동체는 또한 서열번호 2 서열의 PAP1 단백질의 자연 변이체, 특히 다형성 또는 스플라이싱 변이체도 포함한다. 이러한 상동체는 암호화 핵산(특히 서열번호 1 서열의 핵산) 간의 하이브리드화 실험에 의해 수득될 수 있다. 본 발명의 목적상, 이러한 유형의 서열만이 청구되고 있는 PAP1 단백질의 그것에 필적하는 생리학적 행동을 유도하는 상당한 퍼센티지의 동일성을 가져야만 한다. 표현 "상당한 퍼센티지의 동일성"은 적어도 60%, 바람직하게는 80%, 더욱 바람직하게는 90%, 훨씬 더 바람직하게는 95%의 퍼센티지를 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 측면에서, 서열번호 2 서열의 변이체 및/또는 상동체가 서열번호 13, 15, 43 및 45의 서열로 기술되고, 인간 기원의 조직을 사용하여 동정된다. 따라서 용어 PAP1은 또한 이러한 폴리펩타이드도 포함한다.

본 발명의 목적상, 두 뉴클레오타이드 또는 아미노산 서열 간의 "동일성 퍼센티지"는 비교창을 통해 최적으로 정렬된 두 개의 서열을 비교함으로써 측정될 수 있다.

따라서 두 서열의 최적의 정렬을 달성하기 위해 비교창에서 뉴클레오타이드 또는 폴리펩타이드 서열의 일부에 참조 서열(이러한 첨가 또는 결실이 일어나지 않음)과 비교하여 첨가 또는 결실(예를 들면, gaps)이 일어날 수 있다.

퍼센티지는 비교되는 두 서열(핵산 또는 펩타이드 서열)에 대해 동일한 핵산 염기 또는 아미노산 잔기가 관찰되는 위치의 수를 측정한 다음, 두 염기 또는 아미노산 잔기 사이에 동일한 위치의 수를 비교창의 전체 위치 수로 나누고, 이어서 서열 동일성의 퍼센티지를 수집하기 위해 결과에 100을 곱함으로써 계산된다.

비교를 위한 서열의 최적의 정렬은 컴퓨터에서 WISCONSIN GENETICS SOFTARE PACKAGE, GENETICS COMPUTER GROUP (GCG), 575 Science Doctor, Madison, WISCONSIN에 포함되어 있는 공지 알고리듬을 사용하여 제공될 수 있다.

설명의 방법으로, 서열 동일성의 퍼센티지는 BLAST 프로그램(1996년 3월의 BLAST 1.4.9, 1998년 2월의 BLAST 2.0.4 및 1998년 9월의 BLAST 2.0.6 버전)과 전용 디폴트 파라미터(Altschul 등, J. Mol. Biol., (1990) 215: 403-410; Altschul 등, Nucleic Acids Res. (1997) 25: 3389-3402)를 사용하여 제공될 수 있다. Blast는 Altschul 등(상기)의 알고리듬을 사용하여 "청구" 참조 서열과 유사한/상동성인 서열에 대해 연구하였다. 사용되는 청구 서열 및 데이터베이스는 기본 펩타이드 또는 핵산일 수 있고, 임의의 조합도 가능하다.

본 발명에 따른 화합물의 방해는 다양한 방법으로 자체가 밝혀질 수 있다. 따라서, 화합물은 PAP1 단백질 또는 이의 상동형과 파킨 간의 상호작용을 적어도 부분적으로 느리게 하거나, 억제하거나 자극할 수 있다. 바람직하게는, 이들은 시험관내에서, 예를 들면 이중-하이브리드 유형 시스템 또는 두 폴리펩타이드 간의 상호작용을 검출하기 위한 무세포 시스템에서 이 상호작용을 조절할 수 있는 화합물이다. 본 발명에 따른 화합물은 바람직하게는 이 상호작용을 적어도 부분적으로조절할 수 있고, 바람직하게는 이 반응을 화합물 부재시의 대조와 비교하여, 적어도 20%, 더욱 바람직하게는 적어도 50% 증가시키거나 억제할 수 있는 화합물이다.

특정 양태에서, 이들은 서열번호 4의 서열로 표시되는 파킨의 영역과 서열번호 2, 13, 15, 43 또는 45의 서열로 표시되는 PAP1 단백질의 영역 간의 상호작용을 방해할 수 있는 화합물이다.

본 발명의 특정 양태에 따라서, 화합물은 PAP1 단백질, 또는 이의 상동형과 파킨 간의 상호작용의 도메인 수준에서 결합할 수 있다,

본 발명에 따른 화합물은 특성과 기원에 있어서 다양할 수 있다. 특히, 이들은 펩타이드, 핵산(즉, 염기, 특히 DNA 또는 RNA 분자의 스트링을 포함), 지질 또는 사카라이드 유형, 항체 등, 좀더 일반적으로는 임의 유기 또는 무기 분자의 화합물일 수 있다.

첫번째 변형에 따라서, 본 발명의 화합물은 특성에 있어서 펩타이드이다. 용어 "펩타이드"는 필요시 다른 화합물 또는 화학 그룹으로 변형되거나 이들과 배합되는 예를 들면, 펩타이드, 폴리펩타이드, 단백질 또는 항체(또는 항체 단편 또는 유도체)와 같은 아미노산의 스트링을 포함하는 임의의 분자를 언급한다. 이러한 측면에서, 용어 "펩타이드"는 좀더 구체적으로 말하면 많아야 50개의 아미노산, 더욱 바람직하게는 많아야 40개 아미노산의 스트링을 포함하는 분자를 언급한다. 폴리펩타이드(또는 단백질)는 바람직하게는 50 내지 500개, 또는 그 이상의 아미노산을 포함한다.

첫번째 바람직한 양태에 따라서, 본 발명의 화합물은 서열번호 2 서열의 전체 혹은 일부 펩타이드 또는 이의 유도체, 특히 서열번호 13, 15, 43 또는 45 서열의 전체 혹은 일부 펩타이드 또는 이들 서열의 유도체, 좀더 구체적으로 말하면 서열번호 2, 13, 15, 43 또는 45의 서열을 포함하는 PAP1 단백질을 포함하는 펩타이드 화합물이다.

본 발명의 목적상, 용어 "유도체"는 유전 암호의 축퇴성 때문에 고려 중인 서열과 상이하고, 유전적 및/또는 화학적 특성의 한 가지 이상의 변화에 의해 수득되는 임의의 서열과, 서열번호 1 서열의 핵산 또는 이 서열의 단편, 예를 들면 서열번호 12, 14, 42 또는 44 서열의 핵산 또는 이들 서열의 단편과 하이브리드화되는 서열에 의해 암호화되고 PAP1 단백질 또는 이의 상동체와 파킨 간의 상호작용을 방해할 수 있는 임의의 펩타이드를 언급한다. "유전적 및/또는 화학적 특성의 변화"는 하나 이상의 잔기의 돌연변이, 치환, 결실, 첨가 및/또는 변형을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 용어 "유도체"는 또한 고려 중인 서열과 상동하고, 다른 세포원, 특히 인간 기원의 세포 또는 다른 유기체로부터 유도되며, 동일한 유형의 활성을 지니는 서열을 포함한다. 이러한 상동 서열은 하이브리드화 실험에 의해 수득될 수 있다. 하이브리드화는 핵산 라이브러리로, 탐침으로서 네이티브 서열 또는 이 서열의 단편을 사용하여 다양한 하이브리드화 조건하에서 수행될 수 있다(Maniatis 등, 1989). 또한, 용어 "단편" 또는 "부분"은 적어도 5개의 연속 잔기, 바람직하게는 적어도 9개의 연속 잔기, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 15개의 연속 잔기를 포함하는 고려 중인 분자의 일부를 언급한다. 통상의 단편은 적어도 25개의 연속 잔기를 포함할 수 있다.

이러한 유도체 또는 단편은 상이한 목적, 특히 예를 들면, 치료 효능을 증가시키거나 부작용을 감소시키는 목적 또는 신규한 약력학적 및/또는 생물학적 성질을 부여하는 목적으로 생산될 수 있다.

PAP1 단백질 및 이의 상동형으로부터 유도되는 펩타이드로서 특히 파킨과 상호작용할 수 있는 임의의 펩타이드가 언급될 수 있지만, 비기능성으로 만드는 이펙터 영역을 지니는 펩타이드도 언급될 수 있다. 이러한 펩타이드는 PAP1 단백질 및 상동형에서 이 이펙터 영역의 결실, 돌연변이 또는 분열에 의해 수득될 수 있다. 이러한 변형은 예를 들면, 시험관내 돌연변이 유발에 의해, 부가의 요소 또는 합성 서열을 도입함으로써 또는 원래 요소의 결실 또는 치환에 의해 수행될 수 있다. 전술한 바와 같은 이러한 유도체가 제조되면, 파킨의 결합 부위에서 PAP1 단백질 및 상동형 결합의 부분 억제제로서의 이의 활성이 설명될 수 있다. 물론 당업자에게 알려져 있는 임의 기술이 사용될 수 있다.

이들은 또한 전술한 서열의 단편일 수 있다. 이러한 단편은 다양한 방법으로 생산될 수 있다. 좀더 구체적으로 말하면 이들은 당업자에게 알려져 있는 펩타이드 합성기를 사용하여, 본 출원에서 주어진 서열을 기초로 하여 화학적으로 합성될 수 있다. 이들은 또한 목적하는 펩타이드를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열의 숙주 세포에서의 발현에 의해 유전적으로 합성될 수도 있다. 이 경우에, 뉴클레오타이드 서열은 본 출원에서 주어진 펩타이드 서열과 유전 암호를 기초로 하여 올리고뉴클레오타이드 합성기를 사용하여 화학적으로 제조될 수 있다. 뉴클레오타이드 서열은 또한 당업자에게 알려져 있는 기술에 따라 효소 절단, 리게이션, 클로닝 등에 의해또는 이러한 서열로부터 개발된 탐침으로 DNA 라이브러리를 스크리닝함으로써 본 출원에서 주어진 서열로부터 제조될 수 있다.

또한, 본 발명의 펩타이드, 즉 PAP1 단백질 및 이의 상동형과 파킨 간의 상호작용을 적어도 부분적으로 조절할 수 있는 펩타이드는 또한 PAP1 단백질 및 이의 상동형의 파킨에서의 상호작용 부위에 상응하는 서열을 가지는 펩타이드일 수 있다.

본 발명에 따른 다른 펩타이드는 이들의 세포성 표적과 상호작용하기 위해 전술한 펩타이드와 경쟁할 수 있는 펩타이드이다. 이러한 펩타이드는 특히 고려 중인 펩타이드의 서열을 기초로 하여 합성될 수 있고, 전술한 펩타이드와의 경쟁능이 측정될 수 있다.

본 발명의 특정 주제는 PAP1 단백질에 관한 것이다. 좀더 구체적으로 말하면 서열번호 2의 서열 또는 이 서열의 단편 또는 유도체를 포함하는 PAP1 단백질, 예를 들면 서열번호 13, 15, 43 또는 45의 서열 또는 이들 서열의 단편을 가지는 PAP1 단백질이다.

본 발명의 또다른 주제는 전술한 폴리펩타이드에 대한 폴리클로날 또는 모노클로날 항체 또는 항체 단편이나 유도체로 이루어진다. 이러한 항체는 당업자에게 알려져 있는 방법으로 생산될 수 있다. 특히, 이러한 항체는 동물을 본 발명의 펩타이드 화합물(특히 서열번호 2의 전체 혹은 일부 서열을 포함하는 폴리펩타이드 또는 펩타이드)에 대해 면역화시키고, 혈액을 샘플링한 다음, 항체를 분리함으로써 제조될 수 있다. 이러한 항체는 또한 당업자에게 알려져 있는 기술에 따라 하이브리도마를 제조함으로써 생산될 수도 있다.

더욱 바람직하게는, 본 발명의 항체 또는 항체 단편은 청구된 펩타이드의 파킨과의 상호작용을 적어도 부분적으로 조절하는 능력을 가진다.

또한, 이러한 항체는 또한 생물학적 샘플에서 PAP1의 발현을 검출하고/하거나 분석하고, 이에 따라 활성 상태에 대한 정보를 제공하는 데 사용될 수 있다.

항체 단편 또는 유도체는 예를 들면, Fab 또는 Fab'2 단편, 일본쇄 항체(ScFv) 등이다. 이들은 특히 이들이 유도되는 항체의 항원 특이성을 보존하는 임의의 단편 또는 유도체이다.

본 발명에 따른 항체는 더욱 바람직하게는 서열번호 2, 13, 15, 43 또는 45의 서열을 포함하는 PAP1 단백질, 특히 파킨과의 상호작용에 관여하는 이 단백질의 영역과 결합할 수 있다. 이들 항체(또는 단편이나 유도체)는 더욱 바람직하게는 서열번호 2 서열의 잔기 1 내지 344 사이에서 서열에 존재하는 에피토프와 결합할 수 있다.

본 발명은 또한 펩타이드가 아니고 배타적으로 펩타이드가 아니며, 약제로 사용될 수 있는 화합물에 관한 것이다. 실제로, 본 출원에 기술되어 있는 활성 단백질 모티프로부터 PAP1의 활성 조절제이고, 배타적으로 펩타이드가 아니며 약학적 용도와 상용성인 분자를 특히 펩타이드가 아니거나 배타적으로 펩타이드의 특성이 아닌 구조를 가지는 펩타이드의 활성 모티프를 복제함으로써 제조하는 것이 가능하다.

본 발명의 주제는 또한 본 발명에 따른 펩타이드 화합물을 암호화하는 임의의 핵산이다. 좀더 구체적으로 말하면 서열번호 1, 12, 14, 42 또는 44의 전체 혹은 일부 서열을 포함하는 핵산 또는 이의 유도체일 수 있다. "유도된 서열"은 본 발명의 목적상, 서열번호 1로 표시되는 서열 또는 이 서열의 단편과 하이브리드화되고 본 발명에 따른 펩타이드 화합물을 암호화하는 임의의 서열 및 유전 암호의 축퇴성으로 인해 후자로부터 초래되는 서열을 의미하는 것으로 이해된다. 본 발명에 따른 핵산은 예를 들면, 서열번호 12, 14, 42 또는 44의 전체 혹은 일부 핵산 서열을 포함한다.

본 발명은 또한 서열번호 1로 표시되는 서열 또는 이 서열의 단편과 상당한 퍼센티지의 동일성을 가지고, PAP1 단백질의 그것과 유사한 생리학적 행동을 보이는 펩타이드 화합물을 암호화하는 서열에 관한 것이다. 표현 "상당한 퍼센티지의 동일성"은 적어도 60%, 바람직하게는 80%, 더욱 바람직하게는 90%, 훨씬 더 바람직하게는 95%의 퍼센티지를 의미하는 것으로 이해된다.

본 발명의 다양한 뉴클레오타이드 서열은 인공 기원일 수 있거나 아닐 수도 있다. 이들은 게놈, cDNA 또는 RNA 서열, 하이브리드 서열 또는 합성 또는 반합성 서열일 수 있다. 이들 서열은 DNA 라이브러리(cDNA 라이브러리, 게놈 DNA 라이브러리)를 스크리닝함으로써, 화학적 합성에 의해, 라이브러리의 스크리닝에 의해 수득되는 서열의 화학적 또는 효소적 변화를 포함하는 혼합된 방법에 의해, 또는 핵산 또는 단백질 데이터베이스에서 상동성을 조사함으로써 수득될 수 있다. 전술한 하이브리드화는 바람직하게는 Sambrook 등(1989, pages 9.52-9.55)에 의해 기술된 조건하에서 수행된다.

이것은 유리하게는 매우 엄격한 하이브리드화 조건하에서 수행된다. 본 발명의 목적상, 표현 "매우 엄격한 하이브리드화 조건"은 하기의 조건을 의미하는 것으로 이해될 것이다:

1 - 막 경쟁 및 예비하이브리드화:

- 혼합: 연어 정액 DNA 40 ㎕(10 mg/㎖)

+ 인간 태반 DNA 40 ㎕(10 mg/㎖)

- 96℃에서 5분간 변성시킨 다음 혼합물을 얼음으로 플런징하고,

- 2X SSC 완충액을 제거한 다음 포름아미드 혼합물 4 ㎖를 막을 함유하는 하이브리드화 관에 붓고,

- 두 변성 DNA의 혼합물을 첨가하며,

- 42℃에서 5 내지 6시간 동안 회전시키면서 배양한다.

2 - 표지된 탐침 경쟁:

- 비특이적 하이브리드화 양에 따라 Cot 1 DNA 10 내지 50 ㎕를 표지되고 정제된 탐침에 첨가하고,

- 95℃에서 7 내지 10분간 변성시킨 다음,

- 65℃에서 2 내지 5시간 동안 배양한다.

3 - 하이브리드화:

- 예비하이브리드화 혼합물을 제거한다.

- 40 ㎕의 연어 정액 DNA + 40 ㎕의 인간 태반 DNA 혼합물; 5분 동안 96℃에서 변성시킨 후 얼음에 찔러둔다.

-4 ml의 포름아미드 혼합물, 두 DNA 및 표지된 탐침/변성된 Cot 1 DNA의 혼합물을 하이브리드화 관에 첨가한다.

-15 내지 20시간 동안 42℃에서 회전하며 배양한다.

4-세척:

-주위 온도에서 2X SSC로 1회 세척하여 세정한다.

-주위 온도에서 2X SSC와 0.1% SDS로 5분 동안 2회 세척한다.

-0.1X SSC와 0.1% SDS로 65℃에서 15분 동안 2회 세척한다.

Saran으로 막을 싸고 노출시킨다.

상기 기술된 하이브리드화 조건은 고 엄중 조건하에서, 다양한 길이의 20 뉴클레오타이드와 수백개의 뉴클레오타이드로의 핵산 분자의 하이브리드화에 적당하다.

상기 기술된 하이브리드화 조건은 하이브리드화가 조사된 핵산의 길이 또는 당업자에게 공지된 기술에 따라 선택된 표지의 유형의 함수에 따라 조정될 수 있음은 물론이다.

적당한 하이브리드화 조건은, 예를 들면 HAMES 및 HIGGINS(1985)의 연구(Nucleic acid Hybridization: a practical appproach, Hames and Higgins Ed., IRL Press, Oxford) 또는 F. AUSUBEL 등(1999)의 연구(Currents Protocols in Molecular Biology, Green Publishing Associates and Wiley Interscience, N.Y.)에 함유된 교시에 따라 조정될 수 있다.

본 발명의 목적을 위하여, 특정 핵산은 서열번호 2 또는 이 서열의 단편 또는 유도체 서열을 포함하는 폴리펩타이드, 특히 인간 PAP1 단백질을 암호화한다. 유리하게도 핵산은 서열번호 1, 12, 14, 42 또는 44의 핵산 서열을 포함한다.

이러한 핵산은 본 발명의 펩타이드 화합물을 생산하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 본 출원은 본 발명에 따른 핵산을 함유하는 세포가 핵산을 발현하기 위한 조건하에 배양되는, 또한 생산된 펩타이드 화합물이 회수되는 것에 따라 이러한 펩타이드 화합물을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 경우에, 펩타이드 화합물을 암호화하는 부분은 일반적으로는 숙주 세포내 이의 발현을 허용하는 시그널의 조절하에 배치된다. 이러한 시그널(프로모터, 터미네이터, 분비 리더 서열 등)의 선택은 사용되는 숙주 세포의 기능에 따라 다양할 수 있다. 또한, 본 발명의 핵산은 자율적으로 복제할 수 있거나 삽입될 수 있는 벡터의 부분을 형성할 수 있다. 더욱 구체적으로는, 자율-복제되는 벡터는 선택된 숙주에서 자가 복제할 수 있는 서열을 사용하여 제조된다. 삽입 벡터에 관해서는, 예를 들면 숙주 게놈의 특정 지역에 상동성인 서열을 사용하여 제조될 수 있으며, 이는 상동 재조합에 의해 벡터의 삽입을 허용한다. 이는 플라스미드, 에피좀, 염색체, 바이러스 등의 유형의 벡터일 수 있다.

재조합 경로를 통해 본 발명의 펩타이드 화합물을 생산하기 위해 사용될 수 있는 숙주 세포는 진핵 및 원핵 숙주이다. 적당한 진핵 숙주로는 동물 세포 중 효모 또는 진균을 들 수 있다. 특히, 효모로는 사카로마이세스(Saccharomyces), 클루이베로마이세스(Kluyveromyces), 피히아 (Pichia), 쉬반니오마이세스(Schwanniomyces), 또는 한세눌라(Hansenula) 속을 들 수 있다.동물 세포로는, COS, CHO, C127, PC12 등을 들 수 있다. 진균으로는, 더욱 구체적으로 아스페르길루스(Aspergillus) 아종 또는 트리코데르마(Tricoderma) 아종을 들 수 있다. 원핵 숙주로서, 하기 박테리아의 사용이 바람직하다: 이.콜라이(E.coli), 바실러스(Bacillus) 또는 스트렙토마이세스(Streptomyces).

본 발명의 주제는 또한 이들의 세포에 본 발명에 따른 핵산 또는 벡터를 포함하는 비인간 포유류이다,

이러한 포유류(설치류, 개, 토끼 등)는 구체적으로 PAP1의 특성을 연구하기 위해 또한 치료 목적으로 화합물을 동정하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 트랜스제닉 동물의 게놈의 변형은 "녹-인(knock-1n)" 또는 "녹-아웃(knock-out)"에 의해 1 이상의 유전자의 변경 또는 변형의 결과일 수 있다. 이러한 변형은 통상의 변경제 또는 변이원을 사용하여, 또는 부위-지향 돌연변이에 의해 생산될 수 있다. 이러한 게놈의 변형은 이의 야생형 또는 돌연변이 형태의 (1) 유전자(들)의 삽입 또는 (1) 유전자(들)의 치환의 결과일 수 있다. 게놈의 변형은 유리하게도 생식 줄기 세포에 대해, 또한 유리하게도 전핵에 대해 수행될 수 있다. 트랜스제네시스는 변형된 유전자를 포함하는 발현 카셋트를 2개의 수정된 전핵으로 마이크로주입함으로써 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 동물은 핵산을 포함하는 발현 카셋트의 주입에 의해 수득될 수 있다. 우선적으로, 이러한 핵산은 게놈 DNA(gDNA) 또는 상보적 DNA(cDNA)일 수 있는 DNA이다.

본 발명에 따른 트랜스제닉 동물의 작제는 당업자에게 공지된 통상의 기술에 따라 수행할 수 있다. 당업자는 구체적으로 트랜스제닉 동물의 생산, 특히 트랜스제닉 마우스의 생산을 미국 특허 제 4,873,191호, 5,464,764호 및 5,789,215호에 기재하였으며, 이러한 문헌의 내용은 본원에 참조로 인용된다.

간단히, 본 발명에 따른 핵산을 포함하는 폴리뉴클레오타이드 작제물은 ES형의 줄기 세포주로 삽입된다. 폴리뉴클레오타이드 작제물은 바람직하게는 Thomas 등(1987, Cell, Vol. 51: 503-512)에 의해 기재된 바와 같이 일렉트로포레이션 (electroporation)에 의해 삽입된다.

일렉트로포레이션 단계를 겪은 세포는, 적당하고 상동 재조합 이벤트를 따르는 게놈으로 삽입된 외생성 폴리뉴클레오타이드 작제물을 가진 양성 세포를 선별하기 위하여, 이어서 폴리뉴클레오타이드 작제물의 존재에 대해 스크리닝(예를 들면 마커를 사용하는 선별, 또는 대안적으로는 PCR 또는 써던 블롯팅과 같은 전기영동 겔상에서의 DNA의 분석에 의해)된다. 이러한 기술은 예를 들면, MANSOUR 등(Nature(1988) 336: 348-352)에 의해 기술되었다.

다음으로, BRADLEY(1987, Production and Analysis of Chimaeric mice. In: E.J. ROBERTSON(Ed., teratocarcinomas and embryonic stem cells: A practical approach. IRL Press, Oxford, page 113)에 의해 기재된 바와 같이, 양성으로 선별된 세포를 분리하고 클로닝한 후, 3.5일된 마우스 배반포에 주입하였다. 이어서 배반포를 암컷 숙주 동물로 도입하고 배를 일정 기간 동안 발생하도록 했다.

대안에 따라서, ES 형 중 양성으로 선별된 세포를 WOOD 등(1993, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 90: 4582-4585) 또는 NAGY 등(1993, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 90: 8424-8428)에 의해 기술된 바와 같이 8 내지 16세포기(morulae)에서 2.5일된 배와 접촉시키고, ES 세포는 생식선을 발현하는 세포를 포함하는 배반포를 강력히 콜로니화하기 위해 내부화된다.

이어서 폴리뉴클레오타이드 작제물(트랜스유전자)이 삽입된 것들을 측정하기 위해 시험한다.

본 발명에 따른 핵산은 또한 유전적 안티센스 또는 약제로 사용될 수 있는 안티센스 올리고뉴클레오타이드를 제조하는 데 사용될 수 있다. 안티센스 서열은 주어진 서열의 암호화 스트랜드에 상보적인 짧은 길이의 올리고뉴클레오타이드이며, 결과적으로 mRNA 전사체와 특이적으로 하이브리드화할 수 있어, 단백질로의 해독을 억제한다. 따라서 본 발명의 주제는 적어도 부분적으로, 파킨(parkin)에 대한 PAP1 단백질의 상호작용을 억제할 수 있는 안티센스 서열이다. 이러한 서열은 상기 정의된 핵산 서열의 전부 또는 부분으로 이루어질 수 있다. 이들은 일반적으로는 파킨과 상호작용하는 펩타이드를 암호화하는 서열에 대해 상보적인 서열, 또는 서열의 단편이다. 이러한 올리고뉴클레오타이드는 단편화 등에 의해, 또는 화학 합성에 의해 수득될 수 있다.

청구된 서열은 유전자 요법과 관련해서, 파킨과 PAP1 단백질의 상호작용을 조절할 수 있는 안티센스 서열 또는 펩타이드의 생체내 전달 및 발현을 위해서 사용될 수 있다. 이러한 관점에서, 서열은 생체내 이들의 투여를 허용하는 바이러스 또는 비바이러스 벡터에 삽입될 수 있다(Kahn 등, 1991). 본 발명에 따른 바이러스 벡터로서, 가장 바람직하게는 아데노바이러스, 레트로바이러스, 아데노-어소시에이티드 바이러스(AAV) 또는 허프스바이러스형 벡터를 들 수 있다. 본 출원의 주제는또한 본 발명에 따른 폴리펩타이드, 특히 서열번호 2 또는 이 서열의 유도체의 전부 또는 부분, 예를 들면 서열번호 12, 14, 42 또는 44의 서열 또는 이 서열의 유도체의 전부 또는 부분을 포함하는 폴리펩타이드 또는 펩타이드를 암호화하는 핵산 서열을 포함하는 결손 재조합 바이러스이다.

본 발명은 또한 합성일 수 있거나 또는 합성이지 않을 수 있는, 또한 상기 정의된 뉴클레오타이드 서열 또는 이의 상보적 스트랜드와 하이브리드화할 수 있는 뉴클레오타이드 탐침의 제조를 허용한다. 이러한 탐침은 시험관내 PAP1의 발현 또는 과다발현에 대한 검출용으로, 또는 대안적으로는 유전적 비정상(부정확한 스플라이싱, 다형형, 점 돌연변이 등)에 대한 제시용 진단 도구로서 사용될 수 있다. 이러한 탐침은 또한 상기 정의된 펩타이드를 암호화하는 상동 핵산 서열을 다른 세포원 및 바람직하게는 인간 기원의 세포로부터 검출하고 분리하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 탐침은 일반적으로는 적어도 10개 염기를 포함하며, 또한 예를 들면, 하나의 상기 언급된 서열 또는 이의 상보적 스트랜드 전부 이하를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이 탐침은 이의 사용 전에 표지된다. 이를 위해서, 당업자에게 공지된 다양한 기술(방사성, 형광, 효소, 화학적 표지 등)이 사용될 수 있다.

본 발명은 또한, PAP1을 암호화하는 핵산의 전부 또는 부분을 증폭시키기 위한 프라이머 또는 프라이머의 쌍, 예를 들면 서열번호 16 내지 41에서 선택된 서열의 프라이머에 관한 것이다.

본 발명의 주제는 또한, 활성 성분으로서, 적어도 상기 정의된 1 화합물, 특히 펩타이드 화합물을 포함하는 임의 약학 조성물이다.

본 발명의 주제는 구체적으로, 활성 성분으로서, 상기 정의된 적어도 하나의 항체 및/또는 하나의 항체 단편을 포함하는 임의 약학 조성물, 및 활성 성분으로서 상기 정의된 적어도 하나의 핵산 또는 하나의 벡터를 포함하는 임의 약학 조성물이다.

본 발명의 주제는 또한 활성 성분으로서, PAP1 단백질과 파킨의 상호작용을 증가 또는 감소시킬 수 있는 화학 분자를 포함하는 임의 약학 조성물이다.

또한, 본 발명의 주제는 상기 정의된 펩타이드, 항체, 화학 분자 및 뉴클레오타이드 서열이 서로 또는 다른 활성 성분과 조합되는 임의 약학 조성물이다.

본 발명에 따른 약학 조성물은 파킨 단백질의 활성을 조절하고, 결과적으로 도파민성 뉴런의 생존을 유지하는 데 사용될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 이 약학 조성물은 PAP1 단백질과 파킨의 상호작용을 조절하고자 한다. 이들은, 더욱 바람직하게는, 예를 들면, 파킨슨병과 같은 중추신경계의 질병을 치료하고자 하는 약학 조성물이다.

본 발명의 주제는 또한 파킨의 활성을 조절하고, 또는 중추신경계 질병의 유형화를 위한 상기 기술된 분자의 용도이다. 구체적으로, 본 발명은 파킨의 활성을 적어도 부분적으로 조절하기 위한 이들 분자의 용도에 관한 것이다.

본 발명은 또한 서열번호 2 또는 서열번호 4, 또는 이 서열의 단편(또는 유도체)과 결합할 수 있는 분자를 선택하는 것을 포함하는, 파킨의 기능에 대해 활성인 분자를 스크리닝 또는 특징분석하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 방법은, 유리하게도 시험관내에서, 서열번호 2 또는 서열번호 4의 서열, 또는 이 서열의 단편(또는 유도체)을 포함하는 폴리펩타이드와 시험될 분자를 접촉시키고, 또한 서열번호 2(특히 잔기 1 내지 잔기 344 지역) 또는 서열번호 4의 서열과 결합할 수 있는 분자를 선택하는 것을 포함한다. 시험된 분자는 자연적으로(펩타이드, 핵산, 지질, 당 등 또는 이 분자의 혼합물, 예를 들면, 조합 라이브러리 등) 다양할 수 있다. 상기 지적하였듯이, 따라서 분자는 파킨 단백질의 활성을 조절하기 위해 사용될 수 있으며, 신경퇴행성 병리를 치료하기 위한 잠재적 치료제를 나타낸다.

본 발명의 다른 이점은 도해로서 및 비제한적으로서 고려되어야 할 하기 실시예 및 도면을 읽음으로써 명백해질 것이다.

본 발명은 파킨(parkin)의 활성 조절에 사용될 수 있는 조성물 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 파킨의 파트너인 신규 단백질(PAP1으로 언급)과 이 단백질로부터 유도되거나 이 단백질과 상동한 펩타이드 또는 폴리펩타이드에 관한 것이다. 본 발명은 또한 파킨의 활성을 적어도 부분적으로 조절할 수 있는 화합물, 특히 파킨과 PAP1 간의 상호작용을 방해할 수 있는 화합물에 관한 것이다. 본 발명은 치료 또는 진단 영역에 사용될 수 있거나, 신약 개발을 가능하게 하는 약리학적 표적을 형성하기 위해 사용될 수 있다.

도 1: 벡터 pLex9-파킨(135-290)의 도해.

도 2: 1차 5'-RACE 실험의 결과. 8개 클론이 수득되었다. 초기 전기 서열은 도면의 하부에 표시하였다.

도 3: 2차 5'-RACE 실험의 결과. 1차 실험에서 수득된 8개 클론 중 단지 2개 클론(클론 A12 및 D5)만이 확인되었다. 초기 전기 서열은 도면의 하부에 표시하였다. DNA 및 단백질의 완전한 서열은 서열 12 내지 15에 주어졌다.

도 4: 2차 5'-RACE 실험의 클론 C5 및 D4의 구조의 세부사항. 생성되는 컨센서스 서열은 도면의 상부에 표시하였다.

도 5: 인간 뇌에서 분리된 전사체의 구조.

도 6: 인간 뇌의 LY111(전길이)의 핵산 및 단백질 서열. (두줄 밑줄: 징크핑거 도메인의 보존된 시스테인. 굵은 글씨: C₂1 도메인, 이탤릭체: C₂C 도메인.)

도 7: 인간 뇌의 LY111(짧은 버전)의 핵산 서열 및 단백질 서열. (두줄 밑줄: 징크 핑거 도메인의 보존된 시스테인. 굵은 글씨: C₂1 도메인, 이탤릭체: C₂C 도메인.)

도 8: Cos-7 세포에서의 발현 후 단(8b) 또는 장(8a) LY111 단백질의 위치.

도 9: 인간 폐로부터 LY111(긴 버전)의 핵산 및 단백질 서열.

도 10: 인간 뇌로부터 LY111(짧은 버전)의 핵산 및 단백질 서열.

재료 및 사용된 기술

1) 효모 스트레인:

S. 세레비시애(S.cerevisiae) 속의 L40 스트레인(Mata, his3D200, trp1-901, leu2-3, 112, ade2, LYS2:: (lexAOP) ₄ -HIS3, URA3::(lexAOP) ₈ -LacZ, GAL4, GAL80)을 하나의 단백질 파트너가 LexA 단백질에 융합되었을 때 단백질-단백질 상호작용을 증명하는 데 사용하였다. 후자는 리포터 유전자 LacZ 및 His3의 발현을 조절하는 Lex 반응 인자를 인지할 수 있다.

이를 하기 배양 배지에서 배양하였다.

완전한 YPD 배지: -효모 추출물(10 g/l)(Difco)

-박토펩톤(20 g/l)(Difco)

-글루코스(20 g/l)(Merck)

20 g/l의 아가(Difco)를 첨가하여 이 배지를 고체화했다.

최소 YNB 배지: -효모 질소 염기(아미노산 없음)(6.7 g/l)(Difco)

-글루코스(20 g/l)(Merck)

20 g/l의 아가(Difco)를 첨가하여 이 배지를 고체화했다. CSM 배지[CSM-Leu, -Trp, -His(620 mg/l), CSM-Trp(740 mg/l) 또는 CSM-Leu, -Trp(640 mg/l)(Bio101)] 및/또는 2.5 mM 3-아미노-1,2,4-트리아졸의 첨가에 의해 아미노산 및/또는 3-아미노-1,2,3-트리아졸을 이 배지에 보충할 수 있다.

2) 박테리아 스트레인:

유전자형 supE, hsdΔ5, thi, Δ(lac-proAB), F'[tra D36 pro A⁺B⁺lacI^qlaczΔM15]의 이.콜라이의 TG1 스트레인을, 사용된 재조합 플라스미드의 증폭 및 분리의 수단으로서 플라스미드를 작제하기 위하여 사용하였다. 이를 하기 배지에서 배양하였다.

LB 배지: -NaCl (5g/l)(Prolabo)

-박토트립톤(10 g/l)(Difco)

-효모 추출물(5 g/l)(Difco)

15 g/l의 아가(Difco)를 첨가하여 이 배지를 고체화했다.

앰피실린을 100 ug/ml로 사용하였다; 이 항생제를 마커로서, 이 항생제에 내성인 유전자를 포함하는 플라스미드를 받은 박테리아를 선별하는 데 사용한다.

유전자형 supE44, ara14, galK42, lacY1, Δ(gpt-proA)62, rpsL20(Str^r),xyl-5, mtl-1, recA13, Δ(mcrC-mrr), HsdS^-(r^-m^-)의 이.콜라이의 HB101 스트레인을, 인간 림프구 cDNA 라이브러리로부터 기원하는 플라스미드를 증폭 및 분리하기 위한 수단으로서 사용하였다.

이를 하기 배지에서 배양하였다.

M9 배지:-Na₂HPO₄(7 g/l)(prolabo)

-KH₂PO₄(3 g/l)(prolabo)

-NH₄Cl(1 g/l)(prolabo)

-NaCl(0.5 g/l)(prolabo)

-글루코스(20 g/l)(sigma)

-MgSO₄(1 mM)(prolabo)

-티아민(0.001%)(sigma)

15 g/l의 아가(Difco)를 첨가하여 이 배지를 고체화했다.

HB101 스트레인을 생장시키기 위해 M9 배지에 루이신(50 mg/l)(Sigma) 및 프롤린(50 mg/l)(Sigma)이 첨가되어야 한다.

림프구 cDNA 2-하이브리드 라이브러리로부터 기원하는 플라스미드를 선별하는 동안에, 루이신은 첨가하지 않았는데, 왜냐하면 플라스미드가 Leu2 선별 마커를 함유하기 때문이다.

3) 플라스미드:

pGBT10에 상동성이며, 융합 단백질을 형성하기 위해 LexA 박테리아 리프레서, 터미네이터의 상류를 암호화하는 서열의 하류에 위치된 다중 클로닝 부위를 함유하는 5-kb 벡터 pLex9(pBTM116)(Bartel 등, 1993).

pLex-HaRasVa112; WO 98/21327에 기술된 바와 같이, 플라스미드 pLex9은 Va112 위치에서 돌연변이된 HaRas 단백질을 암호화하는 서열을 함유하며, 이는 포유류 Raf 단백질과 상호작용하는 것으로 공지되어 있다(Vojtek 등, 1993). 이 플라스미드를 L40 스트레인에서 PAP1 단백질의 상호작용의 특이성을 시험하기 위하여 사용하였다.

pLex9-cAPP; FE65의 PTB2 도메인과 상호작용하는 것으로 공지된, APP 단백질의 세포질 도메인을 암호화하는 서열을 함유하는 pLex9 플라스미드. 이 플라스미드를 L40 스트레인에서 PAP1 단백질의 상호작용의 특이성을 시험하기 위하여 사용하였다.

4) 합성 올리고뉴클레오타이드:

TTAAGAATTC GGAAGTCCAG CAGGTAG 서열번호 5

ATTAGGATCC CTACACACAA GGCAGGGAG 서열번호 6

파킨의 중심 영역에 상응하는 PCR 단편을 수득할 수 있게 하는 올리고뉴클레오타이드를EcoRI및BamHI부위에 실었다.

GCGTTTGGAA TCACTACAG 서열번호 7

GGTCTCGGTG TGGCATC 서열번호 8

CCGCTTGCTT GGAGGAAC 서열번호 9

CGTATTTCTC CGCCTTGG 서열번호 10

AATAGCTCGA GTCAGTGCAG GACAAGAG 서열번호 11

서열을 삽입하는 데 사용된 올리고뉴클레오타이드는 PAP1 유전자에 상응한다.?

올리고뉴클레오타이드를 Applied System ABI 394-08기를 사용하여 합성하였다. 이들은 암모니아로 합성 매트릭스로부터 제거되고, 10 용적의 n-부탄올로 2번 침전된 후, 물에서 취해진다. 광학 밀도를 측정함으로써 정량을 수행하였다(1OD₂₆₀은 30 ug/ml에 상응).

5) 플라스미드 DNA의 제조

플라스미드 DNA의 소량 및 다량의 제조물을 DNA 정제 키트의 제조업자인, Quiagen에 의해 추천되는 프로토콜에 따라 수행하였다:

-Quiaprep Spin Miniprep 키트, 참조: 27106

-Quiaprep plasmid Miniprep 키트, 참조: 12613.

6) PCR(중합효소 연쇄반응)에 의한 DNA의 효소 증폭:

DNA 매트릭스의 존재하에 100 ul의 최종 용적으로, dNTP(0.2 mM), PCR 완충액(10 mM Tris-HCl pH 8.5, 1 mM MgCl₂, 5 mM KCl, 0.01% 젤라틴), 10 내지 20 pmol의 각 한가지 올리고뉴클레오타이드 및 2.5 IU의 Ampli Taq DNA 중합효소(Perkin Elmer)로 PCR 반응을 수행하였다. 혼합물을 2 방울의 액체 석유 젤리로 덮어, 샘플의 증발을 제한한다. 사용된 기기는 Appligene의 "Crocodile II"이다.

94℃의 변성 온도, 52℃의 하이브리드화 온도 및 72℃의 효소에 의한 신장을 위한 온도를 사용하였다.

7) 연결:

모든 연결 반응은 최종 용적 20 ul로, 100 내지 200 ng의 벡터, 0.1 내지 0.5 ug의 삽입체, 40 IU의 T4 DNA 리가제 효소(Biolab) 및 연결 완충액(50 mM Tris-HCl pH 7.8; 10 mM MgCl₂; 10 mM DTT; 1 mM ATP)의 존재하에서, 1시간 동안 37℃에서 수행하였다. 음성 대조군은 삽입체의 부재하에 벡터의 연결로 이루어진다.

8) 박테리아의 형질전환:

플라스미드로의 박테리아의 형질전환은 하기 프로토콜에 따라 수행된다: Chung의 방법(Chung 등, 1989)에 따라 10 ul의 연결 용적을 TG1 박테리아를 형질전환하는 데 사용하였다. 형질전환 후에, 박테리아를 LB 배지 + 앰피실린에 플레이팅 하고, 37℃에서 16시간 동안 배양하였다.

9) DNA의 분리 및 추출:

DNA의 분리는 이의 크기의 함수로서, Maniatis(Maniatis 등, 1989)에 따라 아가로스 겔 전기영동에서 수행한다: TBE 완충액(90 mM Tris 베이스; 80 mM 보레이트; 2 mM EDTA)내 1% 아가로스 겔(Gibco BRL).

10) 플라스미드 DNA의 형광 서열분석:

사용된 서열분석 기술은 Sanger의 방법(Sanger 등, 1977)에서 유래하였으며,Applied Biosystem에 의해 발전된 형광에 의한 서열분석을 위해 변용된다. 사용된 프로토콜은 시스템의 디자이너(Perkin Elmer, 1977)에 의해 기술되었다.

11) 효모의 형질전환:

효모를 형질전환하기 위한 통상의 방법을 사용하여 플라스미드를 효모로 도입시키는데, 이 방법은 Gietz(Gietz 등, 1992)에 의해 발전되고 하기 방법으로 변형된다:

림프구 cDNA 라이브러리로 효모를 형질전환하는 특수한 경우에, 사용되는 효모는 LexA 단백질에 융합되는 파킨의 중심 부분을 암호화하는 pLex9-파킨(135-290) 플라스미드를 함유한다. 이는 30℃에서 흔들며 10⁷세포/ml의 밀도가 획득될 때까지 아미노산 CSM-Trp이 보충된 200 ml의 YNB 최소 배지에서 배양된다. 상기 프로토콜에 따라 효모의 형질전환을 수행하기 위하여, 세포 현탁액을 5 ug의 라이브러리가 첨가된 10개의 50 ul 들이 튜브에 분리시킨다. 열 쇼크를 20분간 수행하고, 세포를 원심분리시켜 수집한 후, 100 ml의 YPD 배지에서 1시간 동안 30℃에서, 또한 CSM-Leu, -Trp이 보충된 100 ml의 YNB 배지에서 3시간 동안 30℃에서 재현탁시킨다. 형질전환의 효율은 CSM-Trp, -Leu가 보충된 고체 YNB 배지상에, 형질전환된 세포의 다양한 희석액을 둠으로써 측정된다. 30℃에서 배양 3일 후에, 수득된 콜로니를 세고, 림프구 라이브러리 DNA의 ug 당 형질전환의 정도를 측정하였다.

12) 효모로부터 추출된 플라스미드의 분리:

16시간 동안 30℃에서 배양된 5 ml의 효모 배양액을 원심분리하고, 200 ul의용해 완충액(1M 소르비톨, 0.1 M KH₂PO₄/K₂HPO₄pH 7.4m, 12.5 mg/ml 자이몰리아제)에서 취한 후, 1시간 동안 37℃에서 배양한다. 이어서 용해물을 DNA 정제 키트, Quiaprep Spin Miniprep 키트, 참조 27106의 제조자인, Quiagen에 의해 추천되는 프로토콜에 따라 처리한다.

13) 베타-갈락토시다제 활성 분석:

니트로셀룰로스 시트를 각각 서로 분리된 효모 콜로니를 함유하는 페트리 디쉬상에 미리 깔아둔다. 이어서, 효모를 파괴하고 따라서 베타-갈락토시다제 활성을 방출하기 위해서, 이 시트를 30초 동안 액체 질소에 침지시킨다. 해동 후, 니트로셀룰로스의 시트를, N,N-디메틸포름아미드 40 mg/ml에서 15 ㎕의 X-Gal(5-브로모-4-클로로-3-인돌릴-β-D-갈락토사이드)를 함유하는 1.5 ml의 PBS 용액(60 mM Na₂HPO₄, 40 mM NaH₂PO₄, 10 mM KCl, 1 mM MgSO₄, pH 7)에 미리 침지시켰던 와트만 페이퍼가 들어있는 또다른 페트리 디쉬에, 콜로니가 위를 향하게 하여 배치한다. 이어서, 디쉬를 37℃의 배양기에 넣는다. 막 위의 콜로니가 12시간 후 청색으로 변할 때 시험은 양성으로 칭한다.

실시예 1: 파킨의 중심부와 LexA 박테리아 억제자 간에 융합이 일어나는 융합 단백질의 발현을 허용하는 벡터의 작제

이중-하이브리드 시스템을 사용하는 라이브러리의 스크리닝은 LexA 박테리아 억제자와 같은 DNA 결합 단백질에 융합될 파킨의 중심 영역을 요한다. 이 융합 단백질의 발현은 서열번호 3 또는 4의 서열에 제시된 서열에 있는 파킨의 중심 영역을 암호화하는 서열이 LexA 단백질에 상응하는 서열과 동일한 판독 프레임에 도입되는 벡터 pLex9(재료와 방법 참조)를 사용하여 수행된다.

아미노산 135에서 개시하는 파킨의 중심 영역의 156 아미노산에 상응하는 DNA의 468 bp-단편은 5′말단에 EcoRI 부위 및 3′말단에 BamHI 부위를 도입시킬 수 있게 만든, 올리고뉴클레오타이드(서열번호 5 및 6의 서열)를 사용하는 PCR에 의해 수득된다. PCR 단편은 벡터 pLex9-파킨(135-290)을 제공하기 위하여, 단백질 LexA를 암호화하는 서열의 다운스트림에, 플라스미드 pLex9의 다중 클로닝 부위의 EcoRI 및 BamHI 부위 사이에 도입된다(도 1).

작제물은 DNA 서열분석에 의해 증명된다. 이러한 증명은 이 단편이 PCR 반응 동안 돌연변이되지 않으며, LexA에 상응하는 단편의 것과 동일한 개방 판독 프레임에 융합됨을 보여줄 수 있게 한다.

실시예 2: 림프구 융합 라이브러리의 스크리닝

본 발명자는 이중-하이브리드법(Fields and Song, 1989)을 이용하였다.

융합 단백질의 스크리닝은 GAL4의 전사활성화 도메인과 융합되고, 실시예 1에 기술된 해당 단백질(파킨의 중심 영역)과 상호작용할 수 있는 단백질 생성 클론을 동정할 수 있게 한다. 이러한 상호작용은 스트레인 L40에서 리포터 유전자 His3과 LacZ의 발현을 유도할 수 있게 되는 전사활성자를 재구성할 수 있게 해준다.

이러한 스크리닝을 수행하기 위하여, 본 발명자는 Richard Benarous(Peytavi et al., 1999)에 의해 공급된, 말초 인간 백혈구로부터 기원하는 cDNA로부터 제조되는 융합 라이브러리를 선택하였다. 효모를 림프구 라이브러리로 형질전환시키고 양성 클론을 전술한 바와 같이 선별한다.

스크리닝 동안, 융합 라이브러리로부터의 각각의 분리된 플라스미드가 적어도 하나의 효모에 플라스미드 pLex9-파킨(135-290)과 동시에 존재하는 확률을 유지시키는 것이 필요하다. 이러한 확률을 유지하기 위해서는, 효모의 형질전환의 양호한 효율을 갖는 것이 중요하다. 이를 위해, 본 출원인은 DNA ㎍당 2.6 X 10⁵형질전환 세포의 효율을 부여하는 효모 형질전환 프로토콜을 선택하였다. 또한, 두 상이한 플라스미드로 효모를 공형질감염시키면 이러한 효율이 감소되므로, 플라스미드 pLex9-파킨(135-290)으로 예비 형질전환되는 효모의 사용을 선호하였다. 표현형 His-, Lys-, Leu-, Ade-의 이러한 스트레인 L40 pLex9-파킨 (135-290)을 융합 라이브러리로부터의 플라스미드 DNA 50 ㎍으로 형질전환시킨다. 이러한 양의 DNA는 발명자로 하여금, 평가 후, 1.3 x 10⁷형질전환 세포를 수득하도록 허용하였으며, 이러한 값은 라이브러리를 구성하는 분리된 플라스미드의 수보다 약간 상회하는 수에 해당한다. 이러한 결과에 따라, 라이브러리의 플라스미드의 거의 전부가 효모의 형질전환에 사용되었음이 고려될 수 있다. 기능성 전사활성자를 재구성할 수 있는 형질전환 세포의 선별은 2.5 mM 3-아미노-1,2,4-트리아졸 및 620 mg/l의 CSM(Bio101)로 보충시키고 히스티딘, 루이신 및 트립토판을 함유하지 않는 YNB 배지에서 수행되었다.

이러한 선별의 말미에, His+ 표현형을 갖는 다수의 클론이 수득되었다. β-갈락토시다제 활성 분석을 이들 형질전환체에 대하여 수행하여 다른 리포터 유전자 LacZ의 발현에 의해, 수득된 클론의 이러한 수를 증명한다. 115개의 클론이 His+, βGal+ 이중 표현형을 지녔으며, 이는 단백질-단백질 상호작용에 상응할 수 있다.

실시예 3: 선별된 효모 클론에서 라이브러리 플라스미드의 분리

파킨의 중심 영역과 상호작용할 수 있는 단백질을 동정하기 위하여, 이중-하이브리드 스크리닝 동안 선별되었던 효모내 함유된 융합 라이브러리 플라스미드를 추출하였다. 이의 다량을 수득할 수 있도록 하기 위해, 이러한 분리는 양성 효모 스트레인으로부터의 DNA 추출물로 이.콜라이를 미리 형질전환시킬 것을 요한다. 이 추출물에 함유되어 있는 라이브러리 플라스미드가 효모/이.콜라이 셔틀 플라스미드이므로, 이는 박테리아에서 용이하게 복제될 수 있다. 라이브러리 플라스미드는 루이신-결핍 배지상에서, 루이신에 대해 영영 요구성 HB101 박테리아를 상보화시킴으로써 선별된다.

효모로부터의 DNA 추출물로 형질전환시킨 후 수득된 박테리아 콜로니로부터의 플라스미드 DNA는 제한효소로 분해시킨 다음 DNA 단편을 아가로스 겔상에서 분리시킴으로써 분석된다. 분석된 115개 클론 중에서, 다른 것들과 상이한 프로필을 보인, 라이브러리 플라스미드를 함유하는 하나의 클론을 수득하였다. pGAD-Ly111b로 명명된 이 플라스미드를 좀더 정확하게 검토하였다.

실시예 4: 동정된 플라스미드에 함유된 삽입체의 서열 결정

동정된 플라스미드에 함유된 삽입체의 서열분석은 먼저, 림프구 cDNA 라이브러리의 삽입의 EcoRI 부위에 근접한, 서열 GAL4TA 영역에 상보적인, 올리고뉴클레오타이드 서열번호 7을 사용하여; 이어서, 두 번째로, 서열분석 과정 중에 수득되는 삽입체의 서열에 상응하는, 올리고뉴클레오타이드 서열번호 8 내지 서열번호 11을 사용하여 수행한다. 수득된 서열은 서열번호 1의 서열상에 제시되어 있다. 이렇게 동정된 단백질은 PAP1(Parkin-Associated Protein 1)로 언급된다.

이 삽입체의 서열을 데이터뱅크 GENBank 및 EMBL(European Molecular Biology Lab)에 들어있는 서열과 비교한 결과, 시냅토태그민 계통의 다양한 멤버와단백질 수준에서, 25%의 상동성을 보였다. 시냅토태그민은 뇌와 타 조직에서 발현되는 적어도 11종의 상이한 유전자에 의해 암호화되는 막 단백질 계통의 일부이다. 이들은 C₂로 명명되는 두 칼슘-조절 도메인과 하나의 막횡단 도메인을 함유한다. 이 도메인에서, 시냅토태그민과 PAP1 단백질 간의 상동성이 발견되었다. 다른 유의한 상동성은 관찰되지 않았다.

실시예 5: 파킨의 중심 영역과 PAP1 단백질 간의 상호작용 특이성의 분석

PAP1 단백질에 상응하는 단편과 파킨의 중심 영역 간의 상호작용 특이성을 측정하기 위해, 다른 비관련 단백질과의 특이적 상호작용을 위한 2-하이브리드 시험을 수행하였다. 이 시험을 수행하기 위해, 본 출원인은 스트레인 L40을, 플라스미드 pLex9-파킨(135-290) 대신에, LexA의 DNA 결합 도메인과 융합되는, APP 또는 HaRasVal12 단백질의 세포질 도메인을 각각 암호화하는 대조 플라스미드 plex9-cAPP 또는 pLex9-HaRasVal12로, 및 2-하이브리드 라이브러리의 스크리닝에서 분리되는 플라스미드로 형질전환시켰다. β-Gal 활성 분석은 단백질-단백질 상호작용을측정하기 위하여, 다양한 플라스미드로 형질전환시킨 세포 상에서 수행된다. 분석 결과에 따라, 2-하이브리드 라이브러리의 스크리닝 동안에 분리되었던 플라스미드로, 및 플라스미드 pLex9-파킨(135-290)으로 형질전환시킨 효모만이 β-Gal 활성을 지녔으며, 이는 따라서 파킨의 중심 영역과 PAP1 단백질 간의 상호작용을 보여준다. 이러한 상호작용은 따라서 특이적인 것으로 판명되었는데, 이유는 PAP1의 이러한 단편이 CAPP 또는 HaRasVal112 단백질과 상호작용하는 것으로 보이지는 않기 때문이다.

따라서 이러한 결과는 PAP1으로 언급되는, 파킨과 특이적으로 상호작용할 수 있는 신규 단백질의 존재를 보여준다. 시냅토태그민과 관련있는 이 단백질은 공지 단백질과 유의한 상동성을 보이지 않으며, 항체, 탐침 또는 펩타이드의 생산을 위해, 또는 활성 분자의 스크리닝을 위해 치료 또는 진단 적용에 사용될 수 있다.

실시예 6: 인간 폐 DNA 라이브러리로부터 PAP1 유전자의 클로닝

인간 PAP1 유전자의 완전한 서열을 동정하고 변이형의 존재를 특징규명하기 위해, 두 일렉트로닉 연장법을 서열번호 1의 서열을 사용하여 수행하였다. 서열번호 1의 서열에 비해 330 bp 연장을 포함하는, 각각 1644 bp 및 1646 bp의 두 일렉트로닉 서열이 수득되었다. 그러나, 이들 서열의 분석은 해독 후 자명해지는, 컨센서스 영역에서의 차이를 보여주었다. 따라서, 420aa ORF가 한 경우에 수득되었고, 230aa ORF가 다른 서열에서 수득되었다. 수득된 단백질 서열을 공지의 서열과 비교하며, 인간 시냅토개민 I(p65)(p21579)과, 293개의 중첩 아미노산에 걸쳐서 24% 상동성을 드러냈다. 시냅토개민 I의 기능은 시냅스 지역에서 시냅스낭의 트래피킹 동안 막 상호작용에서의 조절 역할일 수 있다. 이는 특정의 특이성으로 산 인지질과 결합한다. 또한, 시냅토개민과 활성화 단백질 키나제 C에 대한 수용체 간의 칼슘-의존형 상호작용이 보고되었다. 시냅토개민은 또한 3종의 타 단백질, 즉 뉴렉신, 신택신 및 ap2와 결합할 수 있다. 동정된 서열과 시냅토개민 계열 간의 상동성의 돌연한 조기 소멸을 가정하면, 동정된 서열이 천연 서열에 비해 결실을 지니고 있을 수 있다. 이러한 가설을 증명하고 서열을 확인하기 위해, RT-PCT 서열분석 실험을 1644 bp 서열을 사용하여 수행하였다. 수득할 서열은 시냅토개민과 일한 정도의 상동성을 갖는 420aa ORF를 포함한다.

좀더 큰 서열을 수득하고, 수득된 서열이 스플라이싱 형에 상응하는지 여부를 증명하기 위한 일환으로, 5′-RACE 연장 실험을 인간 폐 cDNA의 제조시 oligos L1 및 L2를 사용하여, 확인된 서열의 3′영역으로부터 개시하였다.

수득된 결과를 도 2에 나타내었고 6종의 상이한 말단 5′말단에 상응하는 8 클론의 동정을 보여준다. 이들 중 셋은 ORF(클론 A12, F2, F12)를 방해하는 정지 코돈을 함유하고 클론 A3은 OPR을 함유하지 않는다. 각종 전사체의 존재는 RT-PCR 및 네스팅 RT-PCR에 의해 확인되었다(표 1).

RT-PCR	1차	2차 PCR U3-L3	2차 PCR U1-L4	2차 PCR C-B
U3-L3	170
A-L4	153		+
A-L3	스미어	+
U1-14	130
U1-L3	스미어	+
U1-B	415			+
U2-B	515			+
기대된 크기	170	130	120

프라이머 U3-L3와 C-B의 쌍은 서열의 공통 단편에 특이적이며, oligos A 및 U1은 초기 서열과 클론 C11에 대해 특이적이며, oligo L4는 초기 서열에 특이적이며 프라이머 U2는 클론 A3에 특이적이다. 두 번째 5′-RACE는 다양한 클론에 공통인 영역에 위치된 oligos L3 및 L7으로 수행되었다(도 2). 수득된 결과는 도 3과 4에 주어졌다. 각종 전사체의 존재는 RT-PCR 및 네스팅 RT-PCT에 의해 확인되었다(표 2).

RT-PCR	결과	2차 PCRC-B	2차 PCRU3-B	2차 PCRU5-L7
U4-F	스미어	+	+	+
U5-F	스미어	+	+	+
U3-F	1550 bp	+	+
기대된 크기(bp)	120	385	530

프라이머와 올리고뉴클레오타이드의 서열을 표 3과 4에 나타내었다(서열번호 16-37).

서열번호LY111_-U4 CCAGTTCTGCCTGTTCATC 23 내지 41 16LY111_-U5 TTCAAAACACAGAGGAGGAG 319 내지 338 17LY111_-U3 GAATTTGGTCAGTTTAGAGG 759 내지 778 18LY111_-L7 TTCTGGGATTTGGAGAGCTTTTTCAC 851 내지 825 19LY111_-L6 TCTGTCTGTCCCACACACTGCC 914 내지 892 20LY111_-L3 GACTGGCTCCGTCTCTCTG 928 내지 910 21LY111_-C AAGCAACAGAATCTCCCATCC 1029 내지 1049 22LY111_-B GCATTGTCAAAATTGCCCATC 1147 내지 1127 23LY111_-E AGGCGGAGAAATACGAAGAC 1543 내지 1562 24LY111_-D GCAGAGTGAGACAGCCCTTAAC 1767 내지 1746 25Ly111_-L2 CTTCCTCAGGACTGGCGACTTCAG 1811 내지 1782 26Ly111_-L1 CAAGCGGTCGTTCATTCCAAAGAG 1934 내지 1913 27LY111_-F AAGAGGAGATAACCCACCAGAG 2288 내지 2269 28

LY111_-A TCGTAGAGCAGCAGGTCCAAG 14 내지 34 46LY111_-U1 AGGGCTGCTGGCTATTTTTC 36 내지 55 29LY111_-L4 TAAGAAATGGGTTGTGAAC 148 내지 166 30LY111_-C AAGCAACAGAATCTCCCATCC 1029 내지 1049 31LY111_-B GCATTGTCAAAATTGCCCATC 1147 내지 1127 32LY111_-E AGGCGGAGAAATACGAAGAC 1543 내지 1562 33LY111_-D GCAGAGTGAGACAGCCCTTAAC 1767 내지 1746 34Ly111_-L2 CTTCCTCAGGACTGGCGACTTCAG 1811 내지 1782 35Ly111_-L1 CAAGCGGTCGTTCATTCCAAAGAG 1934 내지 1913 36LY111_-F AAGAGGAGATAACCCACCAGAG 2288 내지 2269 37

결과의 이러한 세트는 인간의 폐로부터 동정된 PAP1 단백질의 길이가 긴 이소형(도 9, 서열번호 12와 13) 및 길이가 짧은 이소형(도 10, 서열번호 14와 15)에 상응하는 컨센서스 서열을 확인할 수 있게 한다. 실시예의 나머지에서, 이 단백질은 또한 LY111이라는 용어를 사용하여 언급되고 있다. 길이가 긴 이소형은 서열번호 12의 잔기 237-2069에 위치된 1833 bp ORF에 의해 암호화되고, 610개의 아미노산을 포함한다. 폴리아데닐화 시그널은 뉴클레오타이드 2315로부터 개시하는 부위에 위치되어 있다. 길이가 짧은 이소형은 서열번호 14의 잔기 429-1370에 위치된 942 bp ORF에 의해 암호화되고, 313개의 아미노산을 포함한다. 폴리아데닐화 시그널은 뉴클레오타이드 1616으로부터 개시하는 부위에 위치되어 있다.

이어서, 탐침(amplimer CD 및 E-F)를 가지고 다양한 인간 조직에 대하여 노던 블롯팅 실험을 수행하며 근육에서 6 kb 전사체, 심장에서 전사체(3 kb) 및 또한 태아의 간에서 6 kb 전사체를 드러날 수 있게 해준다. 실시예 7은 또한, 인간 태아 뇌에서 전사체의 클로닝을 기술하고 있다.

다양한 상동성 연구가 다양한 단백질 데이터베이스에서 수행되었고, 그 결과를 하기의 표 5에 나타내었다.

데이터뱅크	상동성
Genpept116	G5926736 (AB025258) 그래뉴필린-a동일성: 31%((215/679), 상동성(POS): 46%(322/679)
	G5926738 (AB025259) 그래뉴필린-b동일성: 31%(150/479), 상동성 (POS): 47%(230/479)
	G1235722 (D70830) Doc2 베타 (호모 사피엔스)동일성: 25%(74/292), 상동성 (POS): 43%(127/292)
	G289718 (L15302) 시냅토개민-1동일성: 26%(77/293), 상동성 (POS): 45%(133/293)
Swissprot	SP: SYT1_-CAEEL 시냅토개민 1동일성: 26%(77/293), 상동성 (POS): 45%(133/293)
	SP:SYT2_-MOUSE 시냅토개민 II동일성: 24%(72/293), 상동성 (POS): 44% (131/293)

실시예 7: 인간 태아 뇌의 상보성 DNA로부터 PAP1 (LY111B)의 두 완전 길이 전사체(LY111B)의 클로닝

인간의 뇌에서 완전한 길이 Ly111b 전사체의 존재를 확인하기 위하여, 인간 태아의 뇌로부터 유도된 상보 DNA(Marathon Ready cDNA, Clontech)를 사용하고, 프라이머로서 올리고뉴클레오타이드 LyF1(AAT GGA AGG GCG TGA CTC, 도 5, 서열번호 38) 및 HA71 (CCT CAC GCC TGC TGC AAC CTG, 서열번호 39)를 사용하여 PCR을 수행한다. 대략 2 킬로베이스의 약하게 나타난 DNA 단편이 증폭되었다. 이 첫번째 PCR의 산물을 네스팅 PCR을 위한 매트릭스로 사용하고, 올리고뉴클레오타이드 LyEcoF (GCACGAATTC ATG GCC CAA GAA ATA GAT CTG, 서열번호 40) 및 HA72 (CTG TCT TCG TAT TTC TCC GCC TTG, 서열번호 41)으로 수행하였다. 증폭 산물을 제한 효소 EcoRI(올리고뉴클레오타이드 LyEcoF 중으로 통합된) 및 BstEII(도 5)로 분해시켜 발현 벡터 pcDNA3 중으로 삽입시킨 다음, 이들의 서열을 결정한다. 수득된 클론의 서열 분석은 인간 태아의 뇌에 두 개의 잠재적인 완전 길이 Ly111b 전사체의 존재를 밝혀주었다(도 5). 이들 전사체(Ly111b_fullA)의 첫 번째는 인간의 폐에서 동정된 mRNA에 상응하고(실시예 6) 609 아미노산 단백질(pLy111b_fullA; 도 5와 6, 서열번호 42-43)을 암호화한다. 제 2 (Ly111b_fullB)는 아마도 공통 1차 mRNA의 대안적인 스플라이싱의 산물을 나타낸다. Ly111b_fullA와 동일한 이 전사체에서, 인간의 폐에서 확인된 서열의 뉴클레오타이드 752 내지 956 간의 서열은 부재한다(서열번호 42). 따라서, Ly111b_fullB는 pLy111_fullA와 동일한 541 아미노산 단백질(pLy111b_fullB)를 암호화하지만, 여기에서 아미노산 172 내지 240 간의 도메인(도 5와 7, 서열번호 44-45)은 소실되었다. 두 단백질 pLy111b_fullA/_fullB는 효모에서 확인된(초기 서열 Ly111b, 도 5), 아미노산 135-290을 포함하는 파킨 단편과의 상호작용 도메인을 통합시키며, 따라서 이론적으로는 이러한 상호작용을 유지시킬 수 있다.

pLy111b_fullA/_fullB단백질은 RIM/랩필린 계열에 속한다.

pLy111b_fullA/_fullB는 RIM/랩필린 계열(Wang Y, Sugita S & Sudhof TG. The RIM/NIM family of neuronal C2 domain proteins. J Biol Chem (2000) 275, 20033-20044)의 단백질과 및 특히 그래뉼로필린(Wang Jie, Takeuchi T, Yokota H & Izumi T. Novel Rabphilin-3-like protein associates with insulin-containing granules in pancreatic beta cells. J Biol Chem (1999) 274, 28542-28548)과 상동성을 보인다. 이들은 N-말단 부분내 징크 핑거 도메인 및 C-말단 부분내 두 C₂도메인의 존재를 특징으로 한다(도 6과 7). RIM/랩필린 계열 단백질의 징크 핑거 도메인은 Rab 단백질과의 상호작용에 연관되어 있다. GTP-결합 단백질인 후자는 진핵생물 세포에서 막 트래피킹 기구의 필수 성분이다.

또한, RIM/랩필린 계열 단백질의 C₂도메인이 인지질과의 상호작용을 통해 막에 결합할 수 있음이 기술되어 있다.

cos-7 계통의 세포에서 pLy111b_fullA/_fullB단백질의 발현: 파킨으로 동시 위치선정

Ly111b_fullA/B전사체의 암호화 서열을 진핵생물 발현 벡터 pcDNA3 중으로 N-말단 myc 에피토프를 암호화하는 서열(pcDNA3-mycLy111b_fullA/B)을 갖는 프레임에 삽입시킨다. 이들 벡터를 사용하여 형질감염시킨 cos-7 계통의 세포는 예상된 분자량에 해당하는, 대략 67 kDa (pcDNA3-mycLy111b_fullA) 및 60 kDa (pcDNA3-mycLy111b_fullB)의 겉보기 분자량을 갖는 단백질을 생성한다. N-말단 myc 에피토프에 대한 항체를 사용하여 면역표지함으로써 드러난 이들 단백질은 작은 반점 방식으로, cos-7 계통 세포의 세포질, 익스텐션 및 종종 핵에 비균질 분포한다(도 8a, b, 칼럼 A). cos-7 계통의 세포에서, 안티-파킨 항체 Asp5를 사용하여 드러나듯, 이들이 파킨으로 과잉발현될 때, 유사 분포는 관찰될 수 있는 이들 단백질의 동시 위치추정이다(도 8a, b, 칼럼 c).

참조문헌

Claims

적어도 부분적으로, PAP1 단백질, 또는 이 단백질의 상동체와 파킨 간의 상호작용을 조절할 수 있는 화합물.
제 1 항에 있어서, 적어도 부분적으로 상호작용을 늦추거나, 억제하거나 자극함을 특징으로 하는 화합물.
제 1 항 또는 2 항에 있어서, PAP1 단백질, 또는 이 단백질의 상동체와 파킨 간의 상호작용 도메인과 결합할 수 있음을 특징으로 하는 화합물.
제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 펩타이드, 핵산, 지질 또는 사카라이드형 화합물, 또는 항체임을 특징으로 하는 화합물.
제 4 항에 있어서, 서열번호 2의 펩타이드 서열 또는 이의 유도체의 전부 또는 일부를 포함하는 펩타이드 화합물임을 특징으로 하는 화합물.
제 4 항에 있어서, 서열이 PAP1 단백질과 파킨의 상호작용 부위의 전부 또는 기능성 부분에 상응하는 영역을 포함하는 펩타이드 화합물임을 특징으로 하는 화합물.
제 4 항에 있어서, PAP1 단백질로부터 (및/또는 상동형으로부터) 유래하고, 비기능성으로 만든 이펙터 영역을 보유하는 펩타이드 화합물임을 특징으로 하는 화합물.
서열번호 2의 서열 또는 이 서열의 유도체나 단편을 포함하는 폴리펩타이드.
제 8 항에 있어서, 서열번호 2의 서열의 적어도 5개 연속 잔기, 바람직하게는 적어도 9개, 더욱 바람직하게는 적어도 15개를 포함하는 폴리펩타이드.
제 8 항에 있어서, 서열번호 13, 15, 43 또는 45의 서열 또는 이들 서열의 변이체의 전부 또는 일부, 특히 서열번호 13, 15, 43 또는 45의 서열의 적어도 5개의 연속 잔기, 바람직하게는 적어도 9개, 더욱 바람직하게는 적어도 15개의 연속 잔기를 포함하는 폴리펩타이드.
제 4 항 내지 10 항 중 어느 한 항에 따른 펩타이드 화합물을 암호화하는 핵산.
제 11 항에 있어서, 서열번호 1, 12, 14, 42 또는 44의 서열 또는 이 서열로부터 유도되는 서열의 전부 또는 일부를 포함함을 특징으로 하는 핵산.
제 8 항 또는 11 항에 따른 폴리펩타이드를 암호화하는 핵산.
제 11 항 내지 13 항 중 어느 한 항에 따른 핵산, 또는 이의 상보 스트랜드와 하이브리드화할 수 있는, 핵산, 특히 뉴클레오타이드 탐침.
제 11 항 내지 14 항 중 어느 한 항에 따른 핵산을 포함하는 벡터.
제 11 항 내지 14 항 중 어느 한 항에 따른 핵산을 포함하는 결손형 재조합 바이러스.
서열번호 16 내지 41 및 46의 서열의 핵산으로부터 선택된 핵산.
제 4 항 내지 10 항 중 어느 한 항에 따른 펩타이드 화합물에 대한 것임을 특징으로 하는 항체 또는 항체 단편 또는 유도체.
제 18 항에 있어서, 제 9 항 또는 10 항에 따른 폴리펩타이드를 인식함을 특징으로 하는 항체.
제 1 항 내지 10 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 화합물, 또는 제18 항 또는 19 항에 따른 항체를 포함하는 약학 조성물.
적어도 부분적으로, PAP1 단백질, 또는 이 단백질의 상동체와 파킨의 상호작용을 조절할 수 있는, 비-펩타이드 화합물 또는 배타적으로 펩타이드 종이 아닌 화합물.
제 21 항에 있어서, 제 5 항 내지 7 항 중 어느 한 항에 따른 펩타이드의 활성 모티프가 펩타이드가 아니거나 배타적으로 펩타이드 종이 아닌 구조로 복제됨을 특징으로 하는 화합물.
제 11 항 내지 14 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 핵산, 또는 제 15 항 또는 16 항에 따른 하나의 벡터를 포함하는 약학 조성물.
제 4 항 내지 10 항 중 어느 한 항에 따른 펩타이드 화합물을 포함하는 약학 조성물.
제 22 항, 23 항 또는 24 항에 있어서, 신경퇴행성 병리의 치료를 위한 조성물.
서열번호 2의 서열 또는 서열번호 4의 서열, 또는 이들 서열의 단편과 결합할 수 있는 분자의 선별단계를 포함하는, 활성 분자의 스크리닝 또는 특징규명 방법.
서열번호 13, 15, 43 및 45 중에서 선택된 서열, 또는 이들 서열의 단편과 결합할 수 있는 분자를 선별하는 단계를 포함하는, 활성 분자의 스크리닝 또는 특징규명 방법.
제 11 항 내지 14 항 중 어느 한 항에 따른 핵산 또는 제 15 항 또는 16 항에 따른 벡터를 함유하는 세포를 핵산의 발현 조건하에서 배양하고, 생성된 펩타이드 화합물을 회수하는 단계를 포함하는, 제 4 항 내지 10 항 중 어느 한 항에 따른 펩타이드 화합물의 제조방법.
분리된 형태의 인간 PAP1 단백질.
제 11 항 내지 14 항 중 어느 한 항에 따른 핵산 또는 제 15 항 또는 16 항에 따른 벡터를 함유하는 세포.
제 11 항 내지 14 항 중 어느 한 항에 따른 핵산을 세포에 포함하는 비-인간 포유동물.