NL9001404A - NON-TOXIC PSEUDOMONAS EXOTOXINE A. - Google Patents

NON-TOXIC PSEUDOMONAS EXOTOXINE A. Download PDF

Info

Publication number
NL9001404A
NL9001404A NL9001404A NL9001404A NL9001404A NL 9001404 A NL9001404 A NL 9001404A NL 9001404 A NL9001404 A NL 9001404A NL 9001404 A NL9001404 A NL 9001404A NL 9001404 A NL9001404 A NL 9001404A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
plasmid
host
toxic
carboxy terminus
linker
Prior art date
Application number
NL9001404A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Nat Science Council
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 Nat Science Council filed Critical Nat Science Council
Publication of NL9001404A publication Critical patent/NL9001404A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/195Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C07K14/21Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Pseudomonadaceae (F)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04Antibacterial agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Description

Titel: Niet-toxisch Pseudomonas exotoxine A.Title: Non-toxic Pseudomonas exotoxin A.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een niet-toxisch Pseudomonas exotoxine A, zijn bereiding en zijn gebruik in de bereiding van een PE vaccin.The present invention relates to a non-toxic Pseudomonas exotoxin A, its preparation and its use in the preparation of a PE vaccine.

Pseudomonas aerucrinosa zijn gramnegatieve bacillen. Zij zijn wijd verspreid in de natuur en omvatten ongeveer 10% van de normale darmbacteriën. Dergelijke bacteriën infecteren zelden gezonde personen, maar infecteren mensen met een deficiënte immuniteit zoals patiënten die leiden aan brandwonden, cystische fibrose, kwaadaardige tumoren, of patiënten die immuunsuppressieve medicijnen innemen. Pseudomonas aeruginosa produceren Pseudomonas exotoxine A (PE) na infectie. PE toxine is werkzaam tegen levercellen en vernietigt de leverfunctie, hetgeen tot de dood leidt. Pseudomonas aeruqinosa zijn de belangrijkste pathogenen in ziekenhuizen. Daarbij komt, dat zij een sterke tolerantie voor de meeste antibiotica hebben; infecties resulteren meestal in therapeutische moeilijkheden. Om dit probleem op te lossen is vaccinatie de beste methode.Pseudomonas aerucrinosa are gram-negative bacilli. They are widely distributed in nature and comprise about 10% of the normal gut bacteria. Such bacteria rarely infect healthy individuals, but infect those with deficient immunity, such as patients suffering from burns, cystic fibrosis, malignancies, or patients taking immunosuppressive drugs. Pseudomonas aeruginosa produce Pseudomonas exotoxin A (PE) after infection. PE toxin is effective against liver cells and destroys liver function, leading to death. Pseudomonas aeruqinosa are the major pathogens in hospitals. In addition, they have a strong tolerance for most antibiotics; infections usually result in therapeutic difficulties. Vaccination is the best method to solve this problem.

PE is een enkele polypeptideketen die 613 aminozuren omvat. De drie-dimensionale moleculaire structuur van PE wordt in de drie structurele domeinen, zoals die beneden getoond zijn, verdeeld, te weten domein I, dat domein Ia (residuen 1-252) en domein Ib (residuen 365-404) omvat, domein II (residuen 253-364) en domein III (residuen 405-613)PE is a single polypeptide chain comprising 613 amino acids. The three-dimensional molecular structure of PE is divided into the three structural domains as shown below, namely domain I, which includes domain Ia (residues 1-252) and domain Ib (residues 365-404), domain II (residues 253-364) and domain III (residues 405-613)

Ia II Ib IIIIa II Ib III

0 252 364 404 613 aminozuren0 252 364 404 613 amino acids

Domein Ia is het domein waarin het toxine zijn receptor kan herkennen op het membraan van toxine-gevoelige cellen. Domein II is het translocatiedomein van PE dat het toxine van het endosoom naar het cytoplasma verplaatst. Domein III en de aangrenzende 20 aminozuren (residuen 385-404) van domein Ib zijn de ADP-ribosylatie enzymatische domeinen van PE (Gray et al. (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA £1, 2645-2649; Hwang et al. (1987) Cell 4&, 129-136; Douglas en Collier (1987) J. Bacteriol. 169, 4967-4971; en Chen et al. (1987) J. Gen. Microbiol. 133. 3081-3091).Domain Ia is the domain in which the toxin can recognize its receptor on the membrane of toxin-sensitive cells. Domain II is the translocation domain of PE that moves the toxin from the endosome to the cytoplasm. Domain III and the adjacent 20 amino acids (residues 385-404) of domain Ib are the ADP ribosylation enzymatic domains of PE (Gray et al. (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA £ 1,2645-2649; Hwang et al. (1987) Cell 4, 129-136; Douglas and Collier (1987) J. Bacteriol. 169, 4967-4971; and Chen et al. (1987) J. Gen. Microbiol. 133, 3081-3091).

Het mechanisme van het PE intoxicatieproces begint met de binding van PE aan zijn specifieke receptor op het oppervlak van toxine-gevoelige cellen. Het PE receptorcomplex gaat vervolgens de cel binnen via door de receptor gemedieerde endocytose. Uiteindelijk wordt het PE getransloceerd naar het cytosol waar het de overgang van de ADP-ribose-eenheid van NAD+ naar elongatiefactor 2 katalyseert. Dit maakt EF-2 inactief in de eiwitsynthese en leidt tot de dood van aangetaste cellen (Fitz Gerald et al. (1980) Cell 21, 867-873; Fitz Gerald et al. (1982) Infect. Immunol. 35r 715-720;The mechanism of the PE intoxication process begins with the binding of PE to its specific receptor on the surface of toxin-sensitive cells. The PE receptor complex then enters the cell through receptor-mediated endocytosis. Finally, the PE is translocated to the cytosol where it catalyzes the transition of the ADP ribose unit from NAD + to elongation factor 2. This renders EF-2 inactive in protein synthesis and leads to death of affected cells (Fitz Gerald et al. (1980) Cell 21, 867-873; Fitz Gerald et al. (1982) Infect. Immunol. 35r 715-720;

Morris et al. (1983) Infect. Immunol. 40, 806-811;Morris et al. (1983) Infect. Immunol. 40,806-811;

Eidels et al. (1983) Microbiol. Rev. 47, 596-620; en Middlebrook en Dorland (1984) Microbiol. Rev. 48, 199-221).Eidels et al. (1983) Microbiol. Rev. 47, 596-620; and Middlebrook and Dorland (1984) Microbiol. Rev. 48, 199-221).

Het volgende toont het evenwicht van ADP-ribosylatie van EF-2 met PE: EF-2 + NAD+ (overvloedig in cellen) === ADP-ribose-EF-2 + nicotinamide + H+The following shows the balance of ADP-ribosylation of EF-2 with PE: EF-2 + NAD + (abundant in cells) === ADP-ribose-EF-2 + nicotinamide + H +

De traditionele werkwijzen voor het bereiden van vaccins omvatten ontgiftiging van de pothogenen door hitte of chemicaliën, of zuivering van het oppervlakte-antigeen van de pathogenen. Dergelijke methoden hebben gebreken; bijvoorbeeld blijft er toxine over, is de antigeniciteit niet sterk genoeg, of bestaat de mogelijkheid dat zij, die de vaccins bereiden, geïnfecteerd worden.Traditional vaccine preparation methods include detoxification of the pothogens by heat or chemicals, or purification of the surface antigen from the pathogens. Such methods have flaws; for example, toxins remain, the antigenicity is not strong enough, or there is a possibility that those preparing the vaccines may become infected.

Marburg et al. stelden in 1983 voor dat het PE toxoïde, bereid door fotoaffiniteit-inactivatie, gebruikt kan worden als vaccin. Het principe bestaat uit het produceren van een covalente binding tussen NAD+ en PE door UV-bestraling om het verlies van ADP-ribosylatie enzymatische werking van PE te veroorzaken (Marburg et al. (1983) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80, 22870-2873).Een gebrek van deze werkwijze is echter dat een dergelijke reactie niet verzekeren kan dat alle PE moleculen fotoaffinitief geïnactiveerd zijn en derhalve blijven er toxines over. Daarom is het PE toxoïde bereid door zo'n methode niet geschikt.Marburg et al. Proposed in 1983 that the PE toxoid prepared by photoaffinity inactivation can be used as a vaccine. The principle consists in producing a covalent bond between NAD + and PE by UV irradiation to cause the loss of ADP ribosylation enzymatic activity of PE (Marburg et al. (1983) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80, A lack of this method, however, is that such a reaction cannot ensure that all PE molecules are photoaffinitively inactivated and therefore toxins remain. Therefore, the PE toxoid prepared by such a method is not suitable.

Tegenwoordig omvat de beste werkwijze het ligeren van de structurele genen van de oppervlakte-antigenen van het pathogeen in een vector door genetische manipulatie, het transformeren van de vector in E. coli. gist of zoogdiercellen voor expressie, gevolgd door zuivering. In deze uitvinding worden niet-toxische PE fragmenten bereid door deze techniek en gebruikt voor de bereiding van een nieuw vaccin tegen PE. Het gebruik van dergelijk niet-toxisch PE als vaccin is absoluut veilig en heeft een sterke antigeniciteit.Today, the best method involves ligating the structural genes of the pathogen's surface antigens into a vector by genetic engineering, transforming the vector into E. coli. yeast or mammalian cells for expression followed by purification. In this invention, non-toxic PE fragments are prepared by this technique and used to prepare a new PE vaccine. The use of such non-toxic PE as a vaccine is absolutely safe and has a strong antigenicity.

Deze uitvinding heeft betrekking op niet-toxische PE's. Dergelijke gemodificeerde PE's verliezen hun ADP-ribosylatiewerking volledig en hebben geen cytotoxiciteit vanwege het feit dat 36 of meer carboxyterminale aminozuren weggenomen zijn.This invention relates to non-toxic PEs. Such modified PEs completely lose their ADP ribosylation activity and have no cytotoxicity due to the removal of 36 or more carboxy terminal amino acids.

Dergelijk niet-toxisch PE wordt geïsoleerd van dat wat tot expressie wordt gebracht in de gastheer waarin het plasmide met sequentiële deleties van de structurele genen van het carboxy-uiteinde van PE tot uitdrukking wordt gebracht.Such non-toxic PE is isolated from that expressed in the host in which the plasmid with sequential deletions of the structural genes of the carboxy terminus of PE is expressed.

Aangezien het PE zonder cytotoxiciteit de cytotoxiciteit van intact PE kan blokkeren, kan het gebruikt worden als vaccin tegen de ziektes veroorzaakt door PE.Since the PE without cytotoxicity can block the cytotoxicity of intact PE, it can be used as a vaccine against the diseases caused by PE.

Dienovereenkomstig is het een doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een niet-toxisch PE met een deletie van 36 of meer carboxyterminale aminozuren.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a non-toxic PE with a deletion of 36 or more carboxy terminal amino acids.

Het is een ander doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een plasmide met sequentiële deleties van de structurele genen van het carboxy-uiteinde van PE.It is another object of the present invention to provide a plasmid with sequential deletions of the structural genes of the PE carboxy terminus.

Het is nog een ander doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een bereidingswerkwijze voor het PE.It is yet another object of the present invention to provide a preparation process for the PE.

Het is een verder doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in niet-toxisch PE voor de bereiding van het nieuwe vaccin tegen PE.It is a further object of the present invention to provide non-toxic PE for the preparation of the new PE vaccine.

Deze en andere doelen, eigenschappen en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden uit de volgende beschrijving, welke, samen met de bijgaande tekeningen, de momenteel geprefereerde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding openbaart. Men moet begrijpen dat deze beschrijving eerder illustratief dan limitatief is, waarbij het bereik van de onderhavige uitvinding gedefinieerd wordt door de conclusies .These and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description, which, together with the accompanying drawings, discloses the presently preferred embodiment of the present invention. It is to be understood that this description is illustrative rather than exhaustive, the scope of the present invention being defined by the claims.

De onderhavige uitvinding zal verder uitgelegd worden onder verwijzing naar de aanhangige tekeningen waarin: fig. 1 (Ά) de eigenschappen van het structurele PE gen toont; en (B) constructies van plasmiden, gebruikt voor de expressie van PE met verschillende deleties aan het carboxy-uiteinde. pJH4 werd partieel met Hhal geknipt. Gelineariseerd DNA van 5,9 kilobasen werd vervolgens volledig met EcoRI geknipt. DNA fragmenten variërend van 4,4-5,9 kilobasen werden geïsoleerd en geligeerd met een synthetische oligonucleotide linker, welke stopcodons in alle drie leesramen bevatte; fig. 2 PE deletieklonen tot expressie gebracht door de gemodificeerde plasmiden toont; fig. 3 de ADP-ribosylatie enzymatische werking van het PE toont van de expressie van het gemodificeerde plasmide in gastheer BL21(DE3). PE van volledige lengte verkregen uit BL21(DE3)/pJH4 werd gebruikt als een positieve controle en staat voor 100% ADP-ribosylatiewerking. BL21(DE3)/- werd gebruikt als negatieve controle. De relatieve ADP-ribosylatié-activiteiten van alle andere PE fragmenten verkregen uit BL21(DE3)/pJJl tot BL21(DE3)/pJJ14 werd gemeten. De specifieke ADP-ribosylatie-activiteiten van PE-deleties werden vergeleken met deze van PE met volledige lengte verkregen uit BL21(DE3)/pJH4.The present invention will be further explained with reference to the pending drawings in which: Fig. 1 (Ά) shows the properties of the structural PE gene; and (B) constructs of plasmids used for the expression of PE with various deletions at the carboxy terminus. pJH4 was cut partially with Hhal. Linearized 5.9 kilobase DNA was then completely digested with EcoRI. DNA fragments ranging from 4.4-5.9 kilobases were isolated and ligated with a synthetic oligonucleotide linker containing stop codons in all three reading frames; Figure 2 shows PE deletone clones expressed by the modified plasmids; Figure 3 shows the ADP ribosylation enzymatic action of the PE of the expression of the modified plasmid in host BL21 (DE3). Full length PE obtained from BL21 (DE3) / pJH4 was used as a positive control and represents 100% ADP ribosylation activity. BL21 (DE3) / - was used as a negative control. The relative ADP ribosylation activities of all other PE fragments obtained from BL21 (DE3) / pJJ1 to BL21 (DE3) / pJJ14 were measured. The specific ADP ribosylation activities of PE deletions were compared to those of full-length PE obtained from BL21 (DE3) / pJH4.

Volgens de onderhavige uitvinding behoudt het niet-toxische PE waarin 36 of meer aminozuur residuen aan het carboxy-uiteinde van PE polypeptide weggenomen zijn door recombinant DNA techniek, toxine-bindende werking, maar verliest het ADP-ribosylatie enzymatische werking en verliest het overeenkomstig zijn cytotoxiciteit.According to the present invention, the non-toxic PE in which 36 or more amino acid residues at the carboxy terminus of PE polypeptide have been removed by recombinant DNA technique retains toxin binding activity, but loses ADP ribosylation enzymatic activity and loses according to its cytotoxicity .

Het niet-toxische PE van de onderhavige uitvinding kan bereid worden door het transformeren van het plasmide met deleties van het structurele PE gen van 36 of meer aminozuren van de carboxy-terminus naar een gastheer en het tot expressie brengen van het getransformeerde plasmide in de gastheer. De constructie van het plasmide omvat een partiële digestie van een plasmide dat de volledige coderende sequentie bevat van rijp PE met Hhal en isolatie van het gelineariseerde DNA; volledige digestie van het gelineariseerde DNA met EcoRI; en ligatie van het DNA fragment met een linker.The non-toxic PE of the present invention can be prepared by transforming the plasmid with deletions of the structural PE gene of 36 or more amino acids from the carboxy terminus into a host and expressing the transformed plasmid in the host . The construction of the plasmid involves partial digestion of a plasmid containing the complete coding sequence of mature PE with Hhal and isolation of the linearized DNA; complete digestion of the linearized DNA with EcoRI; and ligation of the DNA fragment with a linker.

De domeinen van de ADP-ribosylatie enzymatische werking van PE zijn geïdentificeerd als zijnde domein III en een deel van domein Ib. Voor het verder bepalen van het gedeelte van het carboxy-uiteinde van het toxine dat noodzakelijk is voor de ADP-ribosylatiewerking werden de plasmiden, geconstrueerd volgens de onderhavige werkwijze, individueel overgebracht in E. coli voor expressie. De grootte van de deletie in het plasmide werd opgehelderd door restrictieanalyse en mapping naar grootte.The domains of the ADP-ribosylation enzymatic action of PE have been identified as domain III and part of domain Ib. To further determine the portion of the carboxy terminus of the toxin necessary for ADP ribosylation activity, the plasmids constructed according to the present method were individually transferred into E. coli for expression. The size of the deletion in the plasmid was resolved by restriction analysis and size mapping.

De transformanten, verkregen uit de expressie van de deletieplasmiden in gastheren, werden op geschikte wijze gekweekt en de ADP-ribosylatiewerkingen van de verkregen PE clonen werden in een assay bepaald (Collier en Kandel (1971) J. Biol. Chem. 246. 1496-1503). De resultaten geven aan dat klonen met deleties van de carboxy-terminale aminozuurresiduen van Arg-609 tot Lys-613 en vervangen door Arg-Asn een wild-type PE ADP-ribosylatiewerking behielden. Deletie van de terminale aminozuurresiduen van Ala-596 tot Lys-613 en vervangen door Val-Ile-Asn verminderde de ADP-ribosylatie-werking met 75%, terwijl deleties van 36 of meer aminozuren van het carboxy-uiteinde hun ADP-ribosylatiewerking volledig verloren.The transformants obtained from the expression of the deletion plasmids in hosts were cultured appropriately and the ADP ribosylation activities of the obtained PE clones were determined in an assay (Collier and Kandel (1971) J. Biol. Chem. 246. 1496- 1503). The results indicate that clones with deletions of the carboxy-terminal amino acid residues from Arg-609 to Lys-613 and replaced by Arg-Asn retained a wild-type PE ADP ribosylation activity. Deletion of the terminal amino acid residues from Ala-596 to Lys-613 and replaced by Val-Ile-Asn reduced ADP ribosylation activity by 75%, while deletions of 36 or more amino acids from the carboxy terminus completely lost their ADP ribosylation activity. .

Deze gemodificeerde PE's werden ook onderzocht op hun cytotoxiciteit en mogelijkheid om PE cytotoxiciteit te blokkeren. De resultaten laten zien, dat gemodificeerde PE's, die hun ADP-ribosylatiewerking verloren, overeenkomstig hun cytotoxiciteit verloren. Bovendien waren extracten, die PE fragmenten zonder ADP-ribosylatiewerking bevatten, in staat de cytotoxische werking van intact PE te blokkeren. Gebaseerd op dit principe is het gebruik van de PE's met deleties van 36 of meer aminozuren van het carboxy-uiteinde de beste keuze voor nieuwe PE vaccins tegen de ziektes veroorzaakt door PE. Daarnaast is de hoeveelheid van het gemodificeerde PE geproduceerd door de expressie van de plasmiden met de deletie van 36 aminozuren van het carboxy-uiteinde van het PE gen in £. coli overvloedig. Met betrekking tot de veiligheid zijn de vaccins bereid door deze genetische manipulatiewerkwijze absoluut veilig, terwijl zij met betrekking tot de antigeniciteit absoluut effectief zijn. Met betrekking tot de produktie zijn de kosten niet hoog en is de werkwijze gemakkelijk.These modified PEs were also tested for their cytotoxicity and ability to block PE cytotoxicity. The results show that modified PEs that lost their ADP ribosylation activity lost correspondingly to their cytotoxicity. In addition, extracts containing PE fragments without ADP ribosylation activity were able to block the cytotoxic activity of intact PE. Based on this principle, the use of the PEs with deletions of 36 or more amino acids from the carboxy terminus is the best choice for new PE vaccines against the diseases caused by PE. In addition, the amount of the modified PE produced by the expression of the 36 amino acid deletion of the carboxy terminus of the PE gene is in β. coli abundant. With regard to safety, the vaccines prepared by this genetic engineering method are absolutely safe, while they are absolutely effective with regard to antigenicity. With regard to production, the costs are not high and the process is easy.

De volgende voorbeelden worden gegeven voor een beter begrip van de onderhavige uitvinding en zijn niet gemaakt om het bereik daarvan te begrenzen.The following examples are given for a better understanding of the present invention and are not intended to limit the scope thereof.

VOORBEELD 1EXAMPLE 1

Constructie van plasmlden met seriële deleties aan het 3' eind van het structurele PE oenConstruction of plasmids with serial deletions at the 3 'end of the structural PE oen

Plasmiden (pJJl-pJJ14) met seriële deleties aan de carboxyterminus van het structurele PE gen werden geconstrueerd uit het plasmide pJH4, dat de volledige coderende sequentie van rijp PE bevat met een extra methionine aan de amino-terminus met behulp van de werkwijze als getoond in fig. 1.Plasmids (pJJ1-pJJ14) with serial deletions at the carboxy terminus of the structural PE gene were constructed from the plasmid pJH4, which contains the complete coding sequence of mature PE with an additional methionine at the amino terminus using the method as shown in fig. 1.

Gebruikmakend van de sequentiegegevens gerapporteerd door Gray et al. (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81, 2645-2649 digesteerden wij eerst partieel pJH4 met Hhal. Het gelineari-seerde DNA van 5,9 kilobasen werd geïsoleerd en vervolgens volledig gedigesteerd met EcoRl. DNA fragmenten variërend van 4,4 tot 5,9 kilobasen werden geïsoleerd. Een synthetisch oligonucleotide duplex met cohesieve einden voor Hhal en EcoRl werd gebruikt om de gelineariseerde fragmenten te ligeren. De synthetisch oligonucleotide duplex, die gebruikt werd om de twee niet-complementaire einden aan elkaar te koppelen, omvatte een universele sequentie voor de terminatie van proteïnesynthese. Het bevatte stopcodons in alle drie leesramen.Using the sequence data reported by Gray et al. (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81, 2645-2649 we first partially digest pJH4 with Hhal. The linearized 5.9 kilobase DNA was isolated and then completely digested with EcoRl. DNA fragments ranging from 4.4 to 5.9 kilobases were isolated. A synthetic oligonucleotide duplex with cohesive ends for Hhal and EcoR1 was used to ligate the linearized fragments. The synthetic oligonucleotide duplex, used to link the two non-complementary ends, included a universal sequence for the termination of protein synthesis. It contained stop codons in all three reading frames.

pJJl tot pJJ14 werden individueel overgedragen naar de gastheer (£. coli) en de deletiegrootte in elk plasmide werd opgelost door restrictieanalyse en mapping naar grootte. De resultaten worden getoond in fig. 2.pJJ1 to pJJ14 were individually transferred to the host (£. coli) and the deletion size in each plasmid was resolved by restriction analysis and size mapping. The results are shown in Fig. 2.

VOORBEELD 2EXAMPLE 2

De bereiding van niet-toxische PE'sThe preparation of non-toxic PEs

Plasmiden pJJl tot pJJ14 werden individueel overgedragen naar gastheer BL21(DE3), die gelysogeniseerd was met een faag (DE3) die het T7 RNA polymerase gen onder controle van een lacUVS promotor droeg, volgens de methode volgens Davis et al. (1986) Basic Methods in Molecular Biology, blz. 90-92, Elsevier Scientific Publishing Co., New York. De resulterende transformanten werden onmiddellijk gekweekt in LB broth met 50 μg/ml ampicilline bij 37°C. Wanneer de absorptie bij 650 nm 0,3 bereikte, werd isopropyl-l-thio-B-D-galacto-pyranoside(IPTG) toegevoegd tot een eindconcentratie van 0,5 mM om de synthese van T7 polymerase, dat op de BL21(DE3) lysogene faag gelegen was, te induceren. De cellen werden 90 minuten later geoogst om de PE klonen met seriële deleties aan het carboxy-uiteinde dat tot expressie werd gebracht in BL21(DE3), te winnen.Plasmids pJJ1 to pJJ14 were individually transferred to host BL21 (DE3), which was lysogenized with a phage (DE3) carrying the T7 RNA polymerase gene under the control of a lacUVS promoter, according to the method of Davis et al. (1986) Basic Methods in Molecular Biology, pp. 90-92, Elsevier Scientific Publishing Co., New York. The resulting transformants were immediately grown in LB broth with 50 μg / ml ampicillin at 37 ° C. When the absorbance at 650 nm reached 0.3, isopropyl-1-thio-BD-galacto-pyranoside (IPTG) was added to a final concentration of 0.5 mM to synthesize T7 polymerase, which is lysogenic on the BL21 (DE3) was a phage to induce. The cells were harvested 90 minutes later to recover the PE clones with serial deletions at the carboxy terminus expressed in BL21 (DE3).

Voor een assay naar ADP-ribosylatieactiviteit werd de algemene procedure van Collier en Kandel gevolgd (J. Biol.For an assay to ADP ribosylation activity, the general procedure of Collier and Kandel was followed (J. Biol.

Chem. 246. 1496-1503, 1971). Tarwekiemextracten, verrijkt voor EF-2, werden als een bron voor EF-2 gebruikt. Assays (500-μ1 totaalvolume) bevatten ongeveer 10 pmol EF-2, 37 pmol [U-14C]NAD+ (0,06 μΟΙ), lysaat van BL21(DE3) met verschillende PE klonen en buffer (40 mM dithiothreitol, 1 mM EDTA, en 50 mM Tris, pH 8,1). De cellen werden gelyseerd met 2 mg/ml lysozym bij kamertemperatuur in 50 mM Tris, pH 8,0, en 50 mM EDTA, gevolgd door centrifugatie om supernatant van pellet te scheiden. Het pellet werd vervolgens opgelost in 8 M ureum. Activiteit in het supernatant en pellet werd gemeten in picomol ADP-ribose overgedragen naar EF-2 in 30 minuten in afzonderlijke reacties. Na incubatie gedurende 30 minuten, 37°C, werd 0,5 ml 12%*s trichloorazijnzuur toegevoegd aan elk assay-mengsel. De assay-mengsels werden vervolgens in een ijsbad gezet gedurende 15 minuten gevolgd door centrifugatie bij 4°C, 3000 g gedurende 10 minuten. Het pellet werd gewassen met 1 ml 6%'s trichloorazijnzuur en gecentrifugeerd als boven. Het 14C-gehalte van het pellet werd gemeten in een vloeibare scintillatieteller als een index voor de ADP-ribosylatiewerking.Chem. 246, 1496-1503, 1971). Wheat germ extracts, enriched for EF-2, were used as a source of EF-2. Assays (500-μ1 total volume) contain approximately 10 pmol EF-2, 37 pmol [U-14C] NAD + (0.06 μΟΙ), lysate of BL21 (DE3) with various PE clones and buffer (40 mM dithiothreitol, 1 mM EDTA) , and 50 mM Tris, pH 8.1). The cells were lysed with 2 mg / ml lysozyme at room temperature in 50 mM Tris, pH 8.0, and 50 mM EDTA, followed by centrifugation to separate supernatant from pellet. The pellet was then dissolved in 8 M urea. Activity in the supernatant and pellet was measured in picomole ADP-ribose transferred to EF-2 over 30 minutes in separate reactions. After incubation for 30 minutes, 37 ° C, 0.5 ml of 12% trichloroacetic acid was added to each assay mixture. The assay mixtures were then placed in an ice bath for 15 minutes followed by centrifugation at 4 ° C, 3000 g for 10 minutes. The pellet was washed with 1 ml of 6% trichloroacetic acid and centrifuged as above. The 14C content of the pellet was measured in a liquid scintillation counter as an index for the ADP ribosylation activity.

PE van volledige lengte, verkregen uit BL21(DE3)/pJH4, werd gebruikt als een positieve controle en staat voor 100% ADP-ribosylatieactiviteit. BL21(DE3)/- werd gebruikt als negatieve controle. De relatieve ADP-ribosylatiewerking van alle andere PE fragmenten verkregen uit BL21(DE3)/pJJl tot BL21(DE3)/pJJ14 werd gemeten. De specifieke ADP-ribosylatie-activiteiten van PE deleties werden vergeleken met die van PE van volledige lengte verkregen BL21(DE3)/pJH4. De resultaten staan in fig. 3.Full-length PE obtained from BL21 (DE3) / pJH4 was used as a positive control and represents 100% ADP ribosylation activity. BL21 (DE3) / - was used as a negative control. The relative ADP ribosylation activity of all other PE fragments obtained from BL21 (DE3) / pJJ1 to BL21 (DE3) / pJJ14 was measured. The specific ADP ribosylation activities of PE deletions were compared to that of PE of full length obtained BL21 (DE3) / pJH4. The results are shown in Fig. 3.

Het PE fragment van plasmide pJJl, dat een deletie van de carboxy-terminale aminozuurresiduen van Arg-609 tot Lys-613 bevat en vervangen wordt door Arg-Asn, behield wild-type PE ADP-ribosylatieactiviteit. Echter een deletie van carboxy-terminale aminozuurresiduen van Ala-569 tot Lys-613 en vervangen door Val-Ile-Asn verminderde de ADP-ribosylatieactiviteit dramatisch met 75%. Deleties van 36 of meer aminozuren van de carboxy-terminus reduceerde alle enzymatische activiteit tot het niveau van BL21(DE3) gastheercellen welke blootgesteld werden aan gelijke inductieomstandigheden.The PE fragment of plasmid pJJ1, which contains a deletion of the carboxy-terminal amino acid residues from Arg-609 to Lys-613 and is replaced by Arg-Asn, retained wild-type PE ADP ribosylation activity. However, a deletion of carboxy-terminal amino acid residues from Ala-569 to Lys-613 and replaced with Val-Ile-Asn dramatically reduced ADP ribosylation activity by 75%. Deletions of 36 or more amino acids from the carboxy terminus all reduced enzymatic activity to the level of BL21 (DE3) host cells exposed to equal induction conditions.

VOORBEELD 3 CelbeschermincrsassayEXAMPLE 3 Cell Protection Assay

Testen van de PE fragmenten voor de bescherming van de PE cytotoxiciteit werden uitgevoerd in Swiss 3T3 cellen.Testing of the PE fragments to protect the PE cytotoxicity was performed in Swiss 3T3 cells.

Swiss 3T3 cellen werden 24 uur voor de beschermingsassay "gezaaid". Elke put bevatte 2 x 104 cellen. Na incubatie gedurende 72 uur in aanwezigheid van verschillende concentraties van PE alleen of met BL21(DE3) celextracten, die PE fragmenten bevatten, werden de monolagen vervolgens gekleurd met methyleenblauw om de overlevende cellen te detecteren.Swiss 3T3 cells were "seeded" 24 hours before the protection assay. Each well contained 2 x 104 cells. After incubation for 72 hours in the presence of different concentrations of PE alone or with BL21 (DE3) cell extracts containing PE fragments, the monolayers were then stained with methylene blue to detect the surviving cells.

De pJJ3- en pJJ4-deletiefragmenten, welke geen enkele ADP-ribosylatiewerking behielden, bleken eveneens hun cytotoxiciteit verloren te hebben. Deze deletiefragmenten behielden echter hun mogelijkheid om de cytotoxiciteit van natief PE op Swiss 3T3 cellen competitief te blokkeren. Bij hogere concentraties konden de gemodificeerde fragmenten geproduceerd door plasmiden pJJ3 en pJJ4, effectief intoxicatie door PE voorkomen.The pJJ3 and pJJ4 deletion fragments, which did not retain any ADP ribosylation activity, were also found to have lost their cytotoxicity. However, these deletion fragments retained their ability to competitively block the cytotoxicity of native PE on Swiss 3T3 cells. At higher concentrations, the modified fragments produced by plasmids pJJ3 and pJJ4 could effectively prevent intoxication by PE.

Hoewel de uitvinding beschreven is met betrekking tot bepaalde voorkeursvoorbeelden en -uitvoeringsvormen, wordt de uitvinding niet geacht beperkt te zijn tot dit bereik, maar alleen tot de conclusies die hierna komen.While the invention has been described with respect to certain preferred examples and embodiments, the invention is not intended to be limited to this scope, but only to the claims which follow hereafter.

Claims (9)

1. Niet-toxisch Pseudomonas exotoxine A (PE), met het kenmerk, dat het een PE polypeptideketen is met een deletie van 36 of meer aminozuurresiduen van de carboxy-terminus, en dat het in staat is om de cytotoxiciteit van intact PE te blokkeren.Non-toxic Pseudomonas exotoxin A (PE), characterized in that it is a PE polypeptide chain with a deletion of 36 or more amino acid residues from the carboxy terminus, and is capable of blocking the cytotoxicity of intact PE . 2. Het gebruik van een PE volgens conclusie 1 in de bereiding van een PE vaccin.The use of a PE according to claim 1 in the preparation of a PE vaccine. 3. Plasmide met deleties van het structurele PE gen van 36 of meer aminozuren van de carboxy-terminus.3. Plasmid with deletions of the structural PE gene of 36 or more amino acids from the carboxy terminus. 4. Werkwijze voor de constructie van het plasmide volgens conclusie 3, omvattende: (A) partiële digestie van een plasmide dat de volledige coderende sequentie van rijp PE bevat met Hhal en isolatie van gelineariseerd DNA; (B) volledige digestie van het gelineariseerde DNA met EcoRI; (C) ligatie van het DNA fragment met een linker om het gewenste plasmide te verkrijgen.The method of constructing the plasmid according to claim 3, comprising: (A) partial digestion of a plasmid containing the complete coding sequence of mature PE with Hhal and isolation of linearized DNA; (B) complete digestion of the linearized DNA with EcoRI; (C) Ligation of the DNA fragment with a linker to obtain the desired plasmid. 5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarin het plasmide, dat de volledig coderende sequentie van rijp PE bevat, pJH4 is.The method of claim 4, wherein the plasmid containing the fully encoding sequence of mature PE is pJH4. 6. Werkwijze volgens conclusie 4, waarin de linker een synthetisch oligonucleotide duplex is, welke een universele sequentie voor de terminatie van proteïnesynthese omvat.The method of claim 4, wherein the linker is a synthetic oligonucleotide duplex comprising a universal protein synthesis termination sequence. 7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij de linker is 31TAATTAATTAG GCATTAATTAATCTTAA 5'.The method of claim 6, wherein the linker is 31TAATTAATTAG GCATTAATTAATCTTAA 5 '. 8. Werkwijze voor de bereiding van een niet-toxisch PE, welke omvat het transformeren van het plasmide volgens conclusie 3 naar een gastheer en het tot expressie brengen van het getransformeerde plasmide in de gastheer om het gedeleteerde PE te verkrijgen.A method of preparing a non-toxic PE comprising transforming the plasmid of claim 3 into a host and expressing the transformed plasmid in the host to obtain the deleted PE. 9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarin de gastheer E. coli is.The method of claim 8, wherein the host is E. coli.
NL9001404A 1990-05-02 1990-06-20 NON-TOXIC PSEUDOMONAS EXOTOXINE A. NL9001404A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11667090 1990-05-02
JP2116670A JPH0413632A (en) 1990-05-02 1990-05-02 Nontoxic pseudomonas exotoxin a

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9001404A true NL9001404A (en) 1992-01-16

Family

ID=14692990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9001404A NL9001404A (en) 1990-05-02 1990-06-20 NON-TOXIC PSEUDOMONAS EXOTOXINE A.

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH0413632A (en)
NL (1) NL9001404A (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. CHOW ET AL: "Identification of the carboxyl-terminal amino acids important for the ADP-ribosylation activity of Pseudomonas exotoxin A", JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, vol. 264, no. 31, 5 November 1989 (1989-11-05), MD US, pages 18818 - 18823 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0413632A (en) 1992-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6013267A (en) Method for the high level expression, purification and refolding of the outer membrane group B porin proteins from Neisseria meningitidis
Abo et al. Peptide sequences for sucrose splitting and glucan binding within Streptococcus sobrinus glucosyltransferase (water-insoluble glucan synthetase)
JP3633933B2 (en) Expression of recombinant fusion proteins in attenuated bacteria
Baumann et al. Portal fusion protein constraints on function in DNA packaging of bacteriophage T4
JP3927233B2 (en) Pneumococcal polysaccharide-recombinant pneumolysin conjugate vaccines for immunization against pneumococcal infection
US5616686A (en) Polypeptide of a hybrid surface protein by bacteria
CA2102105A1 (en) Recombinant dna-derived cholera toxin subunit analogs
KR20130063510A (en) Capsular gram-positive bacteria bioconjugate vaccines
JPH07507688A (en) diphtheria toxin vaccine
Meehan et al. Affinity purification and characterization of a fibrinogen-binding protein complex which protects mice against lethal challenge with Streptococcus equi subsp. equi
JP2001502925A (en) Moraxella lactoferrin receptor gene
WO1997008553A1 (en) Targeting of proteins to the cell wall of gram-positive bacteria
Haft et al. Characterization of cpsF and its product CMP‐N‐acetylneuraminic acid synthetase, a group B streptococcal enzyme that can function in K1 capsular polysaccharide biosynthesis in Escherichia coli
KR100338894B1 (en) Vaccine compositions
JP2001524073A (en) Novel S. pneumoniae surface protein (SpsA-protein), deleted derivative, expression system for the protein and vaccine comprising the protein
Piatek et al. Molecular aspects of biogenesis of Escherichia coli Dr Fimbriae: characterization of DraB-DraE complexes
Laloi et al. Immunologic characteristics of a Streptococcus mutans glucosyltransferase B sucrose-binding site peptide-cholera toxin B-subunit chimeric protein
US5747287A (en) Method for the high level expression, purification and refolding of the outer membrane group B porin proteins from Neisseria meningitidis
JP2008188018A (en) Recombinant haemophilus influenzae adhesin proteins
US6309648B1 (en) Protective epitopes of adenyl cyclase-haemolysin (AC-Hly), their application to the treatment or to the prevention of bordetella infections
Hajishengallis et al. Construction and oral immunogenicity of a Salmonella typhimurium strain expressing a streptococcal adhesin linked to the A2B subunits of cholera toxin
NL9001404A (en) NON-TOXIC PSEUDOMONAS EXOTOXINE A.
AU761394B2 (en) Superoxide dismutase as a vaccine antigen
JPH04502260A (en) N-acetylmuramidase M1
Dascher et al. Expression and translocation of the chlamydial major outer membrane protein in Escherichia coli

Legal Events

Date Code Title Description
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed