RU2196176C2 - Analogue hin47 of haemophilus with reduced protease activity - Google Patents

Analogue hin47 of haemophilus with reduced protease activity Download PDF

Info

Publication number
RU2196176C2
RU2196176C2 RU96108819A RU96108819A RU2196176C2 RU 2196176 C2 RU2196176 C2 RU 2196176C2 RU 96108819 A RU96108819 A RU 96108819A RU 96108819 A RU96108819 A RU 96108819A RU 2196176 C2 RU2196176 C2 RU 2196176C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hin47
protein
analogue
analog
amino acid
Prior art date
Application number
RU96108819A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96108819A (en
Inventor
Шина М. ЛУЗМОР
Ян-Пинг Янг
Пеле ЧОНГ
Реймонд П. ООМЕН
Мишель Х. КЛЯЙН
Original Assignee
Коннот Лабораториз Лимитед
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
Priority claimed from US08/278,091 external-priority patent/US5506139A/en
Priority claimed from US08/487,167 external-priority patent/US5869302A/en
Application filed by Коннот Лабораториз Лимитед filed Critical Коннот Лабораториз Лимитед
Publication of RU96108819A publication Critical patent/RU96108819A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2196176C2 publication Critical patent/RU2196176C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

FIELD: immunology, microbiology, genetic and protein engineering. SUBSTANCE: invention relates to immunogens and antigens of Haemophilus species. Isolated and purified analogue of Hin47 protein from Haemophilus influenzae exhibits decreased protease activity that is less 10% of activity of natural protein Hin47 but the same immunogenic properties as natural protein due to substitution or incorporation of at least one amino acid in native protein determining protease activity. Amino acid can be taken among amino acids 195-201, His-91 or Asp- 121 of native protein Hin47. Chimeric molecule comprises analogue of protein Hin47 of Haemophilus influenzae bound with polysaccharide. Recombinant plasmid DS-1011-1-1 (pT7/Hin47*) carries nucleic acid molecule expressing analogue of protein Hin47 with substitution of Ser-197 for alanine. At least a single amino acid residue of protein Hin47 determining protease activity is identified. For removal or substitution of nucleotide sequence encoding this amino acid site-directed mutagenesis of gene hin47 is carried out. Mutant gene is incorporated into cell to obtain transformed cell and the latter is cultured to yield analogue of Hin47. Immunogenic composition comprises effective amount of analogue Hin47. Interaction of sample with analogue Hin47 is carried out to obtain complexes comprising analogue Hin47 and recognizing its antibodies specifically if they present in sample. In subject immunization antibodies exhibiting specificity to protein Hin47 are obtained. Interaction of sample with antibodies is carried out. Diagnostic set for assay of antibodies presence that are able to recognize protein Hin47 specifically comprises in sample analogue of protein Hin47 and agents providing interaction of analogue with sample. Invention ensures to obtain vaccine preparations against sicknesses caused by pathogenic microorganism Haemophilus influenzae. EFFECT: improved method of preparing, valuable biological and medicinal properties. 18 cl, 25 dwg, 3 tbl, 14 ex

Description

Область изобретения
Изобретение относится к области иммунологии, в частности к иммуногенам и антигенам от видов Haemophilus. Ссылка на родственную заявку.
Field of Invention
The invention relates to the field of immunology, in particular to immunogens and antigens from Haemophilus species. Link to a related application.

Настоящая заявка является составной частью патентной заявки США серийный 08/296149 от 26 августа 1994 г., которая сама по себе является составной частью заявки серийный 08/278091 от 21 июля 1994 г. This application is an integral part of US patent application serial 08/296149 of August 26, 1994, which in itself is an integral part of serial application 08/278091 of July 21, 1994

Предпосылки изобретения
Haemophilus influenzae представляет собой организм, который ответственен за множество тяжелых заболеваний человека, такие как менингит, эпиглотит, пневмония и отит. Haemophilus influenzae тип b (Hib) является основной причиной бактериального менингита у детей в возрасте до пяти лет. Защитные антитела к этому заболеванию индуцируются капсулярным полисахаридом этого организма, и была разработана вакцина, в которой использовали в качестве антигена очищенный полирибозилрибитолфосфат (ПРФ). Эта вакцина обеспечивала 90%-ную защиту у взрослых и у детей возрастом старше 24 месяцев, но была неэффективна у детей младше 24 месяцев (Zangwill et al, 1993). (Ссылки приведены в списке литературы в конце настоящего описания, каждая из ссылок данного списка включена здесь в качестве ссылки без последующей к ней отсылки). Как и другие полисахаридные антигены, ПРФ не индуцирует пролиферацию Т-хелперных клеток, и реиммунизация не способна ни вызывать усиленный ответ, ни увеличивать клетки памяти. Конъюгация полисахарида ПРФ с белком-носителем придает зависимые от Т-клеток характеристики вакцине и существенно усиливает иммунный ответ на ПРФ-антиген. В настоящее время существует четыре доступных вакцины ПРФ-несущего конъюгата. Это вакцины, основанные на конъюгате капсулярного полисахарида Н. influenzae типа b с дифтерийным токсиоидом, тетанус токсиоидом или белком внешней мембраны Neisseria meningitidis (рассмотрены у Zangwill et al, 1993). Эти конъюгированные вакцины Н. influenzae b значительно снизили частоту случаев бактериального менингита (Schoendorf et al, 1994).
BACKGROUND OF THE INVENTION
Haemophilus influenzae is an organism that is responsible for many serious human diseases, such as meningitis, epiglotitis, pneumonia and otitis media. Haemophilus influenzae type b (Hib) is the leading cause of bacterial meningitis in children under five years of age. Protective antibodies to this disease are induced by the capsular polysaccharide of this organism, and a vaccine has been developed that uses purified polyribosylribitolphosphate (PRF) as an antigen. This vaccine provided 90% protection in adults and children over 24 months of age, but was ineffective in children under 24 months of age (Zangwill et al, 1993). (Links are given in the list of references at the end of the present description, each of the links in this list is included here as a reference without further reference) Like other polysaccharide antigens, PRF does not induce proliferation of T helper cells, and reimmunization is not able to cause an enhanced response or increase memory cells. Conjugation of a PRF polysaccharide with a carrier protein gives the characteristics of the vaccine dependent on T cells and significantly enhances the immune response to the PRF antigen. Currently, there are four vaccines available for PRF-bearing conjugate. These are vaccines based on the conjugate of the capsular polysaccharide of H. influenzae type b with diphtheria toxoid, tetanus toxoid, or Neisseria meningitidis outer membrane protein (reviewed by Zangwill et al, 1993). These H. influenzae b conjugate vaccines significantly reduced the incidence of bacterial meningitis (Schoendorf et al, 1994).

Имеется шесть серотипов Н. influenzae, обозначаемых а - f, которые определяются по их капсулярным полисахаридам. Имеющиеся в настоящие время коньюгированные вакцины Haemophilus не защищают от других инвазивных типирующихся штаммов (типы а и с) и, что важно, не защищают от нетипирующихся (NTHi) штаммов, которые являются распространенной причиной послеродового сепсиса и сепсиса новорожденных, пневмонии и отита. Отит является наиболее распространенным заболеванием раннего детства, при этом приблизительно 70% всех детей в возрасте до семи лет перенесли, по крайней мере, однажды отит. Хронический отит может привести к нарушению слуха, речи и распознавания у детей. Это вызывается бактериальной инфекцией Streptococcus pneumoniae (приблизительно 50%), нетипирующимся Н. influenzae (приблизительно 30%) и Moraxella (Branhamella) catarrhalis (приблизительно 20%). Только в одних Соединенных Штатах для лечения отитов на антибиотики и хирургические процедуры, такие как тонзиллоэктомия, аденоидоэктомия и введение тимпаностомических трубок, тратится от 1 до 2 миллиардов долларов в год. Для того, чтобы достигнуть универсальной защиты от Н. influenzae-опосредованных заболеваний, особенно в возрастной группе от двух до шести месяцев и в группах определенного высокого риска, желательно иметь запас консервированных перекрестно-реактивных некапсулярных иммуногенов Н. influenzae. Нетипированные штаммы Н. influenzae также являются важными патогенами, ответственными за пневмонию у пожилых и других индивидуумов, которые особенно предрасположены к респираторным инфекциям. Таким образом, необходимо наличие антигенов Н. influenzae, которые используются в качестве компонентов в иммуногенных препаратах, обеспечивающих защиту от множества серотипов Н. influenzae. В заявке РСТ WO 92/10936, опубликованной 9 июля 1992 г. и включенной здесь в качестве ссылки, описывается белок внешней мембраны, полученный из Н. influenzae с молекулярной массой 47000, который, как сообщается, представляет собой адгезин и обозначается как Hin47, который является иммунологически консервативным между нетипирующимися типа b и для нетипичных клинических изолятов Н. influenzae. Аминокислотная последовательность Hin47 и нуклеотидная последовательность гена, кодирующего Hin47, представлены на конференции Американского Общества Микробиологов (American Society of Microbiology - ASM), состоявшейся в Новом Орлеане 26-30 мая 1992 г. Эти последовательности также были опубликованы в заявке РСТ WO 94/00149, опубликованной 6 января 1994 г. и включенной здесь в качестве ссылки. There are six serotypes of H. influenzae, designated a - f, which are determined by their capsular polysaccharides. Currently available Haemophilus conjugate vaccines do not protect against other invasive typable strains (types a and c) and, importantly, do not protect against non-typable (NTHi) strains, which are a common cause of postpartum sepsis and neonatal sepsis, pneumonia and otitis media. Otitis media is the most common disease in early childhood, with approximately 70% of all children under the age of seven years having suffered at least one otitis media. Chronic otitis media can lead to impaired hearing, speech and recognition in children. This is caused by a bacterial infection of Streptococcus pneumoniae (approximately 50%), non-typable H. influenzae (approximately 30%) and Moraxella (Branhamella) catarrhalis (approximately 20%). In the United States alone, antibiotics and surgical procedures, such as tonsillectomy, adenoidectomy, and tympanostomy tubes, are spent between $ 1 and $ 2 billion a year. In order to achieve universal protection against H. influenzae-mediated diseases, especially in the age group of two to six months and in groups of a certain high risk, it is desirable to have a stock of canned cross-reactive non-capsular N. influenzae immunogens. Untyped H. influenzae strains are also important pathogens responsible for pneumonia in the elderly and other individuals who are particularly prone to respiratory infections. Thus, the presence of H. influenzae antigens, which are used as components in immunogenic preparations that provide protection against many serotypes of H. influenzae, is necessary. PCT application WO 92/10936, published July 9, 1992 and incorporated herein by reference, describes an outer membrane protein derived from H. influenzae with a molecular weight of 47,000, which is reported to be adhesin and is designated as Hin47, which is immunologically conserved between untypical type b and for atypical clinical isolates of H. influenzae. The amino acid sequence of Hin47 and the nucleotide sequence of the gene encoding Hin47 are presented at a conference of the American Society of Microbiology (ASM) held in New Orleans on May 26-30, 1992. These sequences were also published in PCT application WO 94/00149, published January 6, 1994 and incorporated herein by reference.

Поскольку Hin47 является консервативным между штаммами Haemophilus influenzae и, как сообщается, представляет собой адгезин, белок, применяющийся для диагностики и вакцинации против заболеваний, вызываемых Н. influenzae или другими бактериальными патогенами, которые продуцируют Hin47, или белок, способный увеличивать специфическую реактивность антител к Hin47. Because Hin47 is conserved between strains of Haemophilus influenzae and is reported to be adhesin, a protein used to diagnose and vaccinate against diseases caused by H. influenzae or other bacterial pathogens that produce Hin47, or a protein that can increase the specific reactivity of antibodies to Hin47 .

Недостатком Hin47 при использовании в качестве антигена для диагностики, для наработки анти-Нin47 антител, применяемых для диагностики и в качестве иммуногена при вакцинации, является неожиданное обнаружение для заявителей настоящего изобретения, что Hin47 обладает протеазной активностью, которая приводит к аутоперевариванию Hin47 и протеолитической деградации других смешанных с ним антигенов. The disadvantage of Hin47 when used as an antigen for diagnosis, to produce anti-Hin47 antibodies used for diagnosis and as an immunogen for vaccination is the unexpected discovery for applicants of the present invention that Hin47 has protease activity that leads to Hin47 auto-digestion and proteolytic degradation of others mixed antigens with it.

Было бы преимуществом создать аналоги белка Hin47 (иногда обозначаемые при этом как мутанты или производные), которые проявляют существенно сниженную протеолитическую активность, для использования в качестве антигенов, иммуногенных препаратов, включая вакцины, носителей для других иммуногенов и для производства диагностических реагентов. It would be an advantage to create Hin47 protein analogues (sometimes referred to as mutants or derivatives), which exhibit significantly reduced proteolytic activity, for use as antigens, immunogenic drugs, including vaccines, carriers for other immunogens and for the production of diagnostic reagents.

Описание изобретения
Настоящее изобретение касается разработки аналогов белка Haemophilus Hin47, обладающих пониженной протеазной активностью.
Description of the invention
The present invention relates to the development of Haemophilus Hin47 protein analogues having reduced protease activity.

В соответствии с первым аспектом изобретения предложен выделенный и очищенный аналог белка Haemophilus Hin47, обладающий пониженной протеазной активностью, которая составляет менее чем 10% активности природного белка Hin47. Такой аналог Hin47 предпочтительно имеет, по существу, те же иммуногенные свойства природного белка Hin47. Аналог настоящего изобретения может быть получен путем химической, биохимической или генетической модификации природного Hin47. In accordance with a first aspect of the invention, there is provided an isolated and purified Haemophilus Hin47 protein analogue having a reduced protease activity, which is less than 10% of the activity of the natural Hin47 protein. Such an Hin47 analogue preferably has substantially the same immunogenic properties of the natural Hin47 protein. An analogue of the present invention can be obtained by chemical, biochemical or genetic modification of natural Hin47.

При одном осуществлении настоящего изобретения, когда аналог получен путем генетической модификации, по крайней мере, одна аминокислота природного Hin47, вносящая вклад в протеазную активность, может быть удалена или заменена на другую аминокислоту для получения пониженной протеазной активности. Альтернативно пониженная протеазная активность может быть достигнута путем введения, по крайней мере, одной аминокислоты в природный белок Hin47. По крайней мере, одна удаленная или замененная аминокислота может быть выбрана среди 195-201 аминокислотного остатка Hin47, в частности это может быть serin-197, который может быть удален или заменен на аланин, цистеин или треонин. Кроме того, по крайней мере, одной удаленной или замещенной аминокислотой может быть His-91, который может быть удален или заменен на аланин, лизин или аргинин. Далее, по крайней мере, одной удаляемой или замещаемой аминокислотой может быть Asp-121, которая может быть удалена или заменена на аланин. In one embodiment of the present invention, when an analogue is obtained by genetic modification, at least one amino acid of natural Hin47 contributing to protease activity can be removed or replaced with another amino acid to obtain reduced protease activity. Alternatively, reduced protease activity can be achieved by introducing at least one amino acid into the natural Hin47 protein. At least one deleted or substituted amino acid may be selected among the 195-201 amino acid residue of Hin47, in particular it may be serin-197, which may be removed or replaced with alanine, cysteine or threonine. In addition, at least one deleted or substituted amino acid may be His-91, which can be removed or replaced with alanine, lysine or arginine. Further, at least one removable or substituted amino acid may be Asp-121, which may be removed or replaced with alanine.

Кроме того, множество аминокислот в молекуле Hin47 могут быть удалены или заменены. Такие аминокислоты могут включать His-91 и Serin-197, и они могут быть удалены или заменены на Ала-91 и Ала-197 с получением аналога Hin47 H19A/S197A. Помимо этого, множество аминокислот могут включать His-91, Asp-121 и Ser-197 и они могут быть удалены или заменены на Ала-91, Ала-121 и Ала-197 соответственно с получением аналога Hin47 H91A/D121A/S197A. Описание некоторых свойств некоторых аналогов Hin47, предложенных здесь, представлено в таблице 3. Обнаружено, что только один мутант Hin47 D121E сохраняет существенную протеазную активность. In addition, many amino acids in the Hin47 molecule can be removed or replaced. Such amino acids may include His-91 and Serin-197, and they can be removed or replaced with Ala-91 and Ala-197 to give the Hin47 analog H19A / S197A. In addition, many amino acids may include His-91, Asp-121 and Ser-197 and they can be removed or replaced with Ala-91, Ala-121 and Ala-197, respectively, to obtain the Hin47 analog H91A / D121A / S197A. A description of some of the properties of some of the Hin47 analogues proposed here is presented in Table 3. It was found that only one Hin47 D121E mutant retains significant protease activity.

С другой стороны, настоящее изобретение относится к выделенной и очищенной молекуле нуклеиновой кислоты, содержащей мутантный ген Haemophilus influenzae hin47, кодирующий аналог белка Haemophilus influenzae Hin47, имеющий пониженную протеазную активность, которая составляет менее 10% от активности природного белка Hin47. Мутантный ген hin47 может кодировать любой из аналогов Hin47, обсуждаемых выше. Мутантный ген преимущественно образован путем сайт-направленного мутагенеза дикого типа гена hin47. Молекула нуклеиновой кислоты может быть включена в рекомбинантную плазмиду, адаптированную для трансформации хозяина и может быть плазмидой DS-1011-1-1 (депонированой 27 июля 1994 г. в Американскую коллекцию типов культур, American type Culture Collection, Rockwill, Maryland, USA, под входящим N 75845). Изобретение также включает трансформированную клетку, содержащую такую рекомбинантную плазмиду. On the other hand, the present invention relates to an isolated and purified nucleic acid molecule containing a mutant gene of Haemophilus influenzae hin47, encoding an analogue of the protein Haemophilus influenzae Hin47, having reduced protease activity, which is less than 10% of the activity of the natural protein Hin47. The mutant hin47 gene can encode any of the Hin47 analogues discussed above. The mutant gene is mainly formed by site-directed mutagenesis of the wild-type hin47 gene. The nucleic acid molecule can be included in a recombinant plasmid adapted for host transformation and can be a DS-1011-1-1 plasmid (deposited July 27, 1994 in the American type Culture Collection, Rockwill, Maryland, USA, under Incoming N 75845). The invention also includes a transformed cell containing such a recombinant plasmid.

Настоящее изобретение, с другой стороны, включает способ для получения аналога белка Haemophilus influenzae Hin47, имеющего пониженную протеазную активность, которая составляет менее чем 10% от активности природного белка Hin47, который заключается в идентификации, по крайней мере, одного аминокислотного остатка белка Hin47, который вносит вклад в его протеазную активность, в осуществлении сайт-направленного мутагенеза гена hin47 для удаления или замены нуклеотидной последовательности, кодирующей, по крайней мере, одну аминокислоту, и для получения мутированного гена hin47, введении мутированного гена hin47 в клетку для получения трансформированной клетки и выращивания трансформированной клетки для получения аналога Hin47. По крайней мере, одна аминокислота, которая является выбранной, может быть любой из специфически идентифицированных аминокислот, указанных выше, в отношении к аналогу Hin47. The present invention, on the other hand, includes a method for producing a Haemophilus influenzae Hin47 protein analogue having a reduced protease activity that is less than 10% of the activity of the natural Hin47 protein, which comprises identifying at least one amino acid residue of the Hin47 protein, which contributes to its protease activity, in the implementation of site-directed mutagenesis of the hin47 gene to remove or replace the nucleotide sequence encoding at least one amino acid, and to obtain a mutated hin47 gene, introducing the mutated hin47 gene into the cell to obtain a transformed cell and growing the transformed cell to obtain a Hin47 analog. At least one amino acid that is selected may be any of the specifically identified amino acids indicated above in relation to the Hin47 analogue.

Введение мутированного гена hin47 предпочтительно продуцирует трансформированную клетку, в которой мутированный ген hin47 находится под контролем Т7 промотера, а выращивание трансформированной клетки и экспрессия аналога Hin47 под воздействием Т7 промотера далее предпочтительно осуществляется путем культивирования в присутствии индуцирующей концентрации лактозы. Введение мутированного hin47 предпочтительно осуществляется путем трансформации клетки рекомбинантной плазмидой DS-1011-1-1, иногда другим способом, относительно как для плазмиды pT/Hin47*. Introduction of the mutated hin47 gene preferably produces a transformed cell in which the mutated hin47 gene is under the control of the T7 promoter, and the cultivation of the transformed cell and expression of the Hin47 analog under the influence of the T7 promoter is further preferably carried out by cultivation in the presence of an inducing concentration of lactose. The introduction of mutated hin47 is preferably carried out by transforming the cell with the recombinant plasmid DS-1011-1-1, sometimes in a different way, relative to the plasmid pT / Hin47 *.

По дальнейшему аспекту изобретения предложен способ получения выделенного и очищенного аналога Hin47, который заключается в использовании метода, описанного выше для получения аналога Hin47, с продуцированием трансформированных клеток, включающих тельца включения, содержащие аналог Hin47, разрушении выросших трансформированных клеток с получением супернатанта и телец включения, солюбилизации телец включения с получением аналога Hin47, хроматографическую очистку аналога Hin47 из раствора, не содержащего клеточных остатков, и выделении очищенного аналога Hin47. According to a further aspect of the invention, there is provided a method for producing an isolated and purified Hin47 analogue, which consists in using the method described above to obtain a Hin47 analogue, producing transformed cells including inclusion bodies containing an Hin47 analog, destroying grown transformed cells to obtain a supernatant and inclusion bodies, solubilization of inclusion bodies to obtain the Hin47 analog, chromatographic purification of the Hin47 analog from a solution containing no cell residues, and isolation purified of Hin47 analog.

Аналоги Hin47, предложенные здесь, с их пониженной протеолитической активностью являются применимыми в качестве антигенов в иммунологической композиции, в качестве носителей для других иммуногенов, диагностических агентов и в производстве диагностических агентов. Молекулы нуклеиновых кислот также используются в качестве проб для диагностического использования, а также в качестве иммуногенных композиций. The Hin47 analogs proposed here, with their reduced proteolytic activity, are useful as antigens in the immunological composition, as carriers for other immunogens, diagnostic agents, and in the production of diagnostic agents. Nucleic acid molecules are also used as samples for diagnostic use, as well as immunogenic compositions.

Следующий аспект изобретения относится к иммуногенной композиции, содержащей иммуноэффективное количество аналога Hin47 или молекулы нуклеиновой кислоты, включающей ген, кодирующий аналог Hin47. Иммуногенная композиция может быть получена в виде вакцины для введения in vivo хозяину, включая человека, для придания защиты против заболеваний, вызываемых бактериальным патогеном, который продуцирует Hin47 или белок, способный к индукции у хозяина антител, специфически реактивных к Hin47. Бактериальный патоген может быть видом Haemophilus, таким как Haemophilus influenzae. Иммуногенные композиции по изобретению могут также содержать, по крайней мере, один другой иммуногенный или иммуностимулирующий материал, такой как адъювант. При дополнительном осуществлении молекула нуклеиновой кислоты, включающая ген, кодирующий аналог Hin47, может содержать в себе живой вектор, такой как вирус оспы. Salmonella, полиовирус, аденовирус, вирус коровий оспы или BCG. A further aspect of the invention relates to an immunogenic composition comprising an immunoeffective amount of an Hin47 analog or nucleic acid molecule comprising a gene encoding an Hin47 analog. An immunogenic composition can be prepared as a vaccine for in vivo administration to a host, including humans, to confer protection against diseases caused by a bacterial pathogen that produces Hin47 or a protein capable of inducing antibodies specifically reactive to Hin47 on the host. The bacterial pathogen may be a species of Haemophilus, such as Haemophilus influenzae. The immunogenic compositions of the invention may also contain at least one other immunogenic or immunostimulating material, such as an adjuvant. In a further embodiment, a nucleic acid molecule comprising a gene encoding an Hin47 analogue may comprise a living vector such as smallpox virus. Salmonella, poliovirus, adenovirus, vaccinia virus or BCG.

Изобретение также охватывает способ выработки иммунного ответа у хозяина, включая человека, заключающегося во введении ему иммуноэффективного количества иммуногенных композиций, предложенных здесь. The invention also encompasses a method for generating an immune response in a host, including a human, comprising administering to him an immunoeffective amount of the immunogenic compositions provided herein.

Как отмечено выше, аналог Hin47, предложенный здесь, является полезным для диагностического применения. Соответственно, в дополнительном аспекте изобретения описан способ определения наличия антител, специфически реактивных к Hin47 в образце, включающий следующие стадии:
(а) контактирование образца с аналогом Hin47, обладающим, по существу, теми же иммуногенными свойствами, что и природный белок Hin47, заявленный здесь, с получением комплексов, содержащих аналог Hin47 и любые подобные антитела, присутствующие в образце, специфически реагирующие с ним, и
(б) определение образования комплексов.
As noted above, the Hin47 analogue provided herein is useful for diagnostic use. Accordingly, in an additional aspect of the invention, a method for determining the presence of antibodies specifically reactive to Hin47 in a sample is described, comprising the following steps:
(a) contacting the sample with an Hin47 analog having substantially the same immunogenic properties as the natural Hin47 protein claimed herein to form complexes containing the Hin47 analog and any similar antibodies present in the sample that specifically react with it, and
(b) determination of the formation of complexes.

Настоящее изобретение описывает также метод определения наличия Hin47 в образце, включающий следующие этапы:
(а) иммунизация субъекта иммуногенной композицией, как описано здесь для получения антител, специфических к белку Hin47;
(б) контактирование образца с антителами для образования комплексов, включающих любой присутствующий в образце Hin47 и Hin47 специфические антитела, и
(с) определение образования комплексов.
The present invention also describes a method for determining the presence of Hin47 in a sample, comprising the following steps:
(a) immunizing a subject with an immunogenic composition as described herein to produce antibodies specific for the Hin47 protein;
(b) contacting the sample with antibodies to form complexes comprising any specific antibodies present in the Hin47 and Hin47 sample, and
(c) determination of the formation of complexes.

Изобретение также охватывает диагностический набор для определения наличия антител в образце, специфически реактивных к Hin47, включающего:
(а) аналог Hin47, обладающий, по существу, теми же иммуногенными свойствами, что и природный белок Hin47, как описано здесь;
(б) устройство для контактирования аналога с образцом для получения комплекса, включающего аналог и любое подобное антитело, присутствующее в образце, и
(с) устройство для определения образования комплекса.
The invention also encompasses a diagnostic kit for determining the presence of antibodies in a sample specifically reactive to Hin47, including:
(a) an Hin47 analogue having substantially the same immunogenic properties as the native Hin47 protein, as described herein;
(b) a device for contacting an analog with a sample to obtain a complex comprising an analog and any similar antibody present in the sample, and
(c) a device for determining complex formation.

Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана рестрикционная карта плазмид JB-1031-1-14 и JB-1068-2-2 и построение плазмиды для анализа последовательности;
На фиг. 2 A-H представлена полная нуклеотидная (SEQ ID NO: I) и выведенная аминокислотная последовательность (SEQ ID NO: 2) Hin47 из Н. influenzae штамма SB33, как и частичная нуклеотидная последовательность (SEQ ID NO: 33) и частичная выведенная аминокислотная последовательность, скопированная здесь заявителем из материалов, представленных на конференции АОМ, как описано выше.
Brief Description of the Drawings
In FIG. 1 shows a restriction map of plasmids JB-1031-1-14 and JB-1068-2-2 and the construction of a plasmid for sequence analysis;
In FIG. 2 AH represents the complete nucleotide (SEQ ID NO: I) and deduced amino acid sequence (SEQ ID NO: 2) of Hin47 from H. influenzae strain SB33, as well as the partial nucleotide sequence (SEQ ID NO: 33) and the partial deduced amino acid sequence copied here, the applicant from the materials presented at the AOM conference, as described above.

На фиг. 3 A-B представлено сравнение аминокислотных последовательностей Н. influenzae Hin47 (SEQ ID NO:2), E. coli htrA (SEQ ID NO: 5) и Salmonella typhimirium htrA (SEQ ID NO: 6). In FIG. 3A-B presents a comparison of the amino acid sequences of H. influenzae Hin47 (SEQ ID NO: 2), E. coli htrA (SEQ ID NO: 5) and Salmonella typhimirium htrA (SEQ ID NO: 6).

На фиг. 4 A-E показана последовательность аминокислотных остатков Hin47 от 57 до 256 в сравнении с некоторыми известными протеазами (SEQ ID NO: 7-16). In FIG. 4 A-E shows the sequence of Hin47 amino acid residues from 57 to 256 in comparison with some known proteases (SEQ ID NO: 7-16).

Обозначения следующие: TON, тонин крысы; РКААВ, калликреин; PTN, трипсин; СНАА, химотрипсин; EST, эластаза; RP2A, протеаза тучных клеток крысы; SGBE, протеиназа А S. griseus; SGA, протеиназа В S. griseus; ALP, альфа-литическая протеаза L. enzymogenes; hin47, остатки 57 - 256 Hin47. Звездочкой (*) обозначены структурно консервативные регионы. Триады каталитических остатков обозначены значком (#). 'con' соответствует областям структурного согласования среди протеаз млекопитающих. The designations are as follows: TON, rat tonin; PKAAV, kallikrein; PTN, trypsin; CHAA, chymotrypsin; Est, elastase; RP2A, rat mast cell protease; SGBE, proteinase A of S. griseus; SGA, Proteinase B S. griseus; ALP, alpha-lytic protease of L. enzymogenes; hin47, remnants 57 - 256 Hin47. An asterisk (*) indicates structurally conservative regions. The triads of catalytic residues are indicated by (#). 'con' corresponds to regions of structural coordination among mammalian proteases.

На фиг. 5 А-В представлены рестрикционные карты плазмид DS-1011-1-1 и DS-1048-2, которые экспрессируют аналог Hin47 из Е. coli и конструкционная схема для плазмиды DS-1011-1-1 (плазмида рТ7/Hin47*). In FIG. 5 AB shows restriction maps of plasmids DS-1011-1-1 and DS-1048-2, which express the E. coli Hin47 analog and the construction scheme for plasmid DS-1011-1-1 (plasmid pT7 / Hin47 *).

На фиг. 6 показан процесс очистки аналога Hin47 из Е. coli в соответствии с одним из описаний настоящего изобретения и анализ геля очищенного продукта. In FIG. Figure 6 shows the purification process of an E. coli Hin47 analogue in accordance with one of the descriptions of the present invention and gel analysis of the purified product.

На фиг. 7 показаны протеазные активности природного Hin47 и аналога Hin47 по отношению к бетта-казеину. In FIG. 7 shows the protease activities of natural Hin47 and an analog of Hin47 with respect to betta casein.

На фиг. 8 показана стабильность природного Hin47 и аналога Hin47 при различных температурах. In FIG. Figure 8 shows the stability of natural Hin47 and an analog of Hin47 at various temperatures.

На фиг. 9 показана энзиматическая деградация рекомбинантного белка Н. influenzae под действием природного Hin47 и аналога Hin47. In FIG. Figure 9 shows the enzymatic degradation of a recombinant H. influenzae protein by natural Hin47 and an analog of Hin47.

На фиг. 10 представлена сравнительная иммуногенность природного Hin47 и аналога Hin47 мыши. In FIG. 10 shows the comparative immunogenicity of natural Hin47 and mouse Hin47 analog.

На фиг. 11 А-B представлено сравнение аминокислот белка Hin47, выделенного из штаммов SB33 и SB12 Н. influenzae. In FIG. 11 AB shows a comparison of the amino acids of the Hin47 protein isolated from H. influenzae strains SB33 and SB12.

На фиг. 12 показана очистка Hin47 аналога Н19А из Е. coli. In FIG. 12 shows the purification of Hin47 H19A analogue from E. coli.

Общее описание изобретения
Любые штаммы Haemophilus, которые имеют гены Hin47, могут быть использованы общепринятым способом для очистки и выделения молекул нуклеиновых кислот (которые могут быть в форме молекул ДНК), содержащих, по крайней мере, часть, кодирующую Hin47, как типировано при осуществлениях настоящего изобретения. Такие штаммы обычно доступны из клинических источников и из коллекций бактериальных культур, таких как Американская коллекция типов культур (American Type Culture Collection). Такие штаммы включают штаммы Н. influenzae и других бактерий, которые продуцируют белок, способный образовывать антитела, которые специфически распознают фрагменты Hin47 или его аналогов. Подходящие штаммы Haemophilus могут включать:
Н. influenzae тип b штамм MinnA;
Н. influenzae тип b штамм Еаgаn;
Н. influenzae нетипирующийся штамм SB33;
Н. influenzae нетипирующийся штамм SB12 или
Н. influenzae нетипирующийся штамм РАК 12085.
General Description of the Invention
Any Haemophilus strains that have Hin47 genes can be used in a conventional manner to purify and isolate nucleic acid molecules (which may be in the form of DNA molecules) containing at least a portion encoding Hin47, as typified by embodiments of the present invention. Such strains are usually available from clinical sources and from collections of bacterial cultures, such as the American Type Culture Collection. Such strains include strains of H. influenzae and other bacteria that produce a protein capable of forming antibodies that specifically recognize fragments of Hin47 or its analogs. Suitable strains of Haemophilus may include:
H. influenzae type b strain MinnA;
H. influenzae type b strain Eagan;
H. influenzae non-typeable strain SB33;
H. influenzae non-typable strain SB12 or
H. influenzae non-typable strain of PAK 12085.

Что касается фиг. 1, на нем представлены рестрикционные карты плазмид JB-1031-1-14 и JB-1068-2-2, которые содержат часть, кодирующую белок Hin47 из нетипируемого штамма Н. influenzae SB33. Была определена нуклеотидная последовательность гена Hin47, которая представлена на фиг. 2 вместе с выведенной аминокислотной последовательностью белка Hin47. Что касается фиг. 3, на нем представлена аминокислотная последовательность Hin47 Н. influenzae и сериновой протеиназы htrA из Escherichia coli и htrA из Salmonella tyрhimirium. Эта линейная последовательность в первую очередь проявляет неожиданное обнаружение заявителей настоящего изобретения о том, что Hin47 относится к бактериальным сериновым протеазам и что Hin47 обладает протеазной активностью. Как ранее сообщалось, Hin47 является адгезином. Его обнаруженная протеазная активность существенно ограничивает применимость природного Hin47 как иммуногена для вакцинации и как антигена в диагностических целях. Линейная последовательность, представленная на фиг. 3, показывает, что белки htrA и Hin47 содержат GNSGGAL (SEQ ID NO: 17) последовательность между остатками 195 и 201 зрелого белка. Согласованной последовательностью активного центра сериновых протеаз является GDSGGPK (SEQ ID NO: 18) (Brenner, 1988) и активным остатком является серин. Таким образом, Serin-197 в Hin47 мутировал с получением аналога Hin47 с пониженной протеазной активностью в соответствии с осуществлением изобретения. При частном осуществлении Serin-197 был заменен на аланин. Аминокислотные остатки от 57 до 256 Hin47 были далее сличены с известными протеазами и остатки активного центра идентифицированы из локальных гомологий, окружающих остатки каталитической триады (фиг. 4). Существует стандартная система нумерации для сериновых протеаз, у которых остатки каталитической триады пронумерованы как His-57, Asp-102 и Ser-195. Это соответствует остаткам His-91, Asp-121 и Ser-197 в последовательной системе нумерации. Таким образом, что касается фиг. 4, то там представлена линейная структурная основа десяти структурно определенных сериновых протеаз (SEQ ID NOS: 7-16), у которых гомологические остатки первично линейны в основе подобного расположения в трехмерном пространстве. Положение многих остатков в гидрофобном ядре Hin47, а также остатки вокруг активного центра могут быть выстроены вполне приемлемо для идентификации функциональных аминокислот протеазы Hin47. Следовательно, другие аминокислотные остатки в Hin47, которые вносят вклад в протеазную активность белка, включают His-91 и Asp-121. При частном осуществлении His-91 может быть заменен на аланин, лизин или аргинин. При дополнительном осуществлении Asp-121 может быть заменен на аланин или глютаминовую кислоту. При дополнительном осуществлении Serin-197 может быть заменен на аланин, серии или треонин. Хотя приготовление аналога Hin47, имеющего пониженную протеазную активность, путем частичного аминокислотного заменения в белке Hin47, было приведено здесь в примерах, обнаружение протеазной активности и методы экспрессии Hin47, очистки и анализа, предложенные здесь, позволяют получать другие аналоги, обладающие, по крайней мере, одной другой аминокислотой, удаленной или замененной, или обладающие, по крайней мере, одной дополнительной аминокислотой, введенной в белок Hin47. При конкретных применениях и осуществлениях может быть желательно одновременное изменение нескольких аминокислот в белке Hin47 для частичного уменьшения протеазной активности Hin47. Несколькими аминокислотами могут быть His-91 и Ser-197 и могут быть удалены или заменены на аланин. По альтернативному осуществлению несколькими аминокислотами могут быть His-91, Asp-121 и Ser-197 и они могут быть удалены или заменены на аланин. Соответственно, настоящее изобретение касается аналогов белка Hin47, обладающих пониженной протеазной активностью в результате единичного или множественного удаления, заменения или добавления в белке Hin47. With reference to FIG. 1, it shows restriction maps of plasmids JB-1031-1-14 and JB-1068-2-2, which contain a portion encoding the Hin47 protein from the non-typable H. influenzae SB33 strain. The nucleotide sequence of the Hin47 gene was determined, which is shown in FIG. 2 together with the deduced amino acid sequence of the Hin47 protein. With reference to FIG. 3, it shows the amino acid sequence of Hin47 H. influenzae and htrA serine proteinase from Escherichia coli and htrA from Salmonella tyrimimium. This linear sequence primarily exhibits an unexpected finding by the applicants of the present invention that Hin47 is a bacterial serine protease and that Hin47 has protease activity. As previously reported, Hin47 is an adhesin. Its detected protease activity significantly limits the applicability of natural Hin47 as an immunogen for vaccination and as an antigen for diagnostic purposes. The linear sequence shown in FIG. 3 shows that the htrA and Hin47 proteins contain the GNSGGAL (SEQ ID NO: 17) sequence between residues 195 and 201 of the mature protein. The consistent sequence of the active center of serine proteases is GDSGGPK (SEQ ID NO: 18) (Brenner, 1988) and the active residue is serine. Thus, Serin-197 in Hin47 mutated to produce a Hin47 analog with reduced protease activity in accordance with an embodiment of the invention. In a particular embodiment, Serin-197 has been replaced by alanine. Amino acid residues from 57 to 256 Hin47 were further compared with known proteases and residues of the active center were identified from local homologies surrounding the residues of the catalytic triad (Fig. 4). There is a standard numbering system for serine proteases in which the residues of the catalytic triad are numbered as His-57, Asp-102 and Ser-195. This corresponds to residues His-91, Asp-121 and Ser-197 in a sequential numbering system. Thus, with respect to FIG. 4, there is presented the linear structural basis of ten structurally defined serine proteases (SEQ ID NOS: 7-16), in which homologous residues are primarily linear at the basis of a similar arrangement in three-dimensional space. The position of many residues in the hydrophobic core of Hin47, as well as the residues around the active site, can be arranged quite well to identify the functional amino acids of the Hin47 protease. Therefore, other amino acid residues in Hin47 that contribute to the protease activity of the protein include His-91 and Asp-121. In private practice, His-91 can be replaced with alanine, lysine or arginine. In a further embodiment, Asp-121 may be replaced with alanine or glutamic acid. In a further embodiment, Serin-197 may be replaced by alanine, series, or threonine. Although the preparation of the Hin47 analog having reduced protease activity by partial amino acid substitution in the Hin47 protein was given in the examples here, the detection of protease activity and Hin47 expression methods, purification and analysis, proposed here, allow to obtain other analogues with at least one other amino acid, deleted or replaced, or having at least one additional amino acid introduced into the Hin47 protein. In specific applications and implementations, it may be desirable to simultaneously change several amino acids in the Hin47 protein to partially reduce the Hin47 protease activity. The multiple amino acids can be His-91 and Ser-197 and can be removed or replaced with alanine. In an alternative embodiment, several amino acids may be His-91, Asp-121, and Ser-197 and they may be removed or replaced with alanine. Accordingly, the present invention relates to analogues of the Hin47 protein having reduced protease activity as a result of single or multiple removal, substitution or addition of the Hin47 protein.

Как обсуждается выше, Hin47 проявляет гомологию с Е. coli htrA или S. typhimirium htrA, оба из которых являются стресс-зависимыми белками с сериновой протеазной активностью. Е. coli включается при росте при температуре 43,5oС (ссылка 13). Заявителями было показано, что белок htrA E. coli также является индуцибельным 6% этанолом. Hin47 также индуцируется 6% этанолом и, в меньшей степени, при доведении температуры до 43,5oС, как это подробно описано далее. Этот анализ экспрессии Hin47 обеспечивает дальнейшее доказательство взаимосвязи между этим белком и LtrA.As discussed above, Hin47 exhibits homology with E. coli htrA or S. typhimirium htrA, both of which are stress-dependent proteins with serine protease activity. E. coli is included with growth at a temperature of 43.5 o With (link 13). Applicants have shown that E. coli htrA protein is also an inducible 6% ethanol. Hin47 is also induced by 6% ethanol and, to a lesser extent, when the temperature is brought up to 43.5 ° C. , as described in detail below. This analysis of Hin47 expression provides further evidence of the relationship between this protein and LtrA.

Ген hin47 также был клонирован из нетирующегося штамма Н. influenzae SB12 путем PCR амплификации. Что касается фиг. 11, то там приведено сравнение аминокислот между белками Hin47 Н. influenzae штаммов SB12 и SB33. Показана почти полная идентичность аминокислотной последовательности. The hin47 gene has also been cloned from an unbreakable H. influenzae SB12 strain by PCR amplification. With reference to FIG. 11, there is a comparison of amino acids between Hin47 proteins of H. influenzae strains SB12 and SB33. The almost complete amino acid sequence identity is shown.

Что касается фиг. 5, то там проиллюстрированы плазмиды DS-1011-1-1 и DS-1048-2, которые экспрессируют аналог Hin47 Serin-197 --> аланин у Е. coli. Фиг. 6 показывает последовательную диаграмму метода очистки аналога Hin47 из телец включения Е. coli. With reference to FIG. 5, plasmids DS-1011-1-1 and DS-1048-2, which express the Hin47 Serin-197 -> alanine analogue in E. coli, are illustrated there. FIG. 6 shows a sequence diagram of a method for purifying an Hin47 analog from E. coli inclusion bodies.

Фиг. 7 показывает пониженную протеазную активность аналога Hin47 Serin-197 --> аланин по отношению к субстрату бетта-казеина и показывает то, что аналог обладает менее чем 10% протеазной активности природного белка Hin47. Таким образом, по одному осуществлению изобретения предложен аналог Hin47, обладающей протеазной активностью, составляющей менее чем 10% от протеазной активности природного Hin47, и такой аналог специфически имеет аминокислоту Serin-197, замененную на аланин. FIG. 7 shows the reduced protease activity of the Hin47 Serin-197 -> alanine analog with respect to the betta-casein substrate and shows that the analog has less than 10% of the protease activity of the natural Hin47 protein. Thus, in one embodiment of the invention, there is provided an analog of Hin47 having a protease activity of less than 10% of the protease activity of natural Hin47, and this analogue specifically has the amino acid Serin-197 replaced with alanine.

Что касается фиг. 8, то там представлен анализ повышенной стабильности аналога Hin47, предложенного здесь. Таким образом, одно осуществление настоящего изобретения касается аналога белка Hin47, имеющего повышенную температурную стабильность, и такой аналог может специфически иметь аминокислоту Serin-197, замененную на аланин. With reference to FIG. 8, therein is presented an analysis of the increased stability of the Hin47 analog proposed here. Thus, one embodiment of the present invention relates to an Hin47 protein analogue having enhanced temperature stability, and such an analogue may specifically have the Serin-197 amino acid substituted for alanine.

Что касается фиг. 9, то там показана протеолитическая деградация не-Нin47 Haemophilus антигена под действием аналога Hin47 и Hin47, предложенного здесь. Таким образом, в соответствии со следующим осуществлением настоящего изобретения предложен аналог Hin47, совместимый со вторым белком не-Нin47, и такой аналог может специфически иметь аминокислоту Serin-197, замененную на аланин. With reference to FIG. 9, there is shown the proteolytic degradation of a non-Hin47 Haemophilus antigen by the action of the Hin47 and Hin47 analogue proposed here. Thus, in accordance with a further embodiment of the present invention, there is provided an Hin47 analog compatible with a second non-Hin47 protein, and such an analog may specifically have the Serin-197 amino acid replaced with alanine.

Что касается фиг. 10 и таблицы 1, то там показана сравнительная иммуногенность у мышей немодифицированного Hin47 и аналога Hin47, обладающего пониженной протеазной активностью. Белок Hin47 и аналог Hin47 S197A и Н91А имеют сравнимую иммуногенность. Таким образом, при частном осуществлении предложен аналог Hin47, обладающей пониженной протеазной активностью и имеющий существенно те же иммуногенные свойства природного белка Hin47. Подобный аналог может специфически иметь аминокислоту Serin-197, замененную на аланин. With reference to FIG. 10 and Table 1, comparative immunogenicity is shown therein in mice of unmodified Hin47 and an analog of Hin47 having reduced protease activity. The Hin47 protein and the Hin47 analog S197A and H91A have comparable immunogenicity. Thus, in private implementation, an analog of Hin47 is proposed, which has reduced protease activity and has substantially the same immunogenic properties of the natural Hin47 protein. A similar analogue may specifically have the amino acid Serin-197 substituted for alanine.

Что касается таблиц 2 и 3, то там представлены иммуногенные свойства аналогов Hin47, обладающих пониженной протеазной активностью по отношению к Hib на модели бактериемии у детенышей крыс и на модели отитов при активной иммунизации шиншилл в соответствии с конкретным осуществлением изобретения, подобный аналог может специфически иметь аминокислоту His-91, удаленную или замененную на аланин, лизин или аргинин; Asp-121, удаленный или замененный на аланин или глютаминовую кислоту; Serin-197, замененный на аланин, цистеин или треонин, или их сочетание. As for tables 2 and 3, there are presented the immunogenic properties of Hin47 analogues having reduced protease activity against Hib in the bacteremia model in rat pups and in the otitis model during active immunization of chinchillas in accordance with a particular embodiment of the invention, a similar analogue may specifically have an amino acid His-91, deleted or replaced with alanine, lysine or arginine; Asp-121, deleted or replaced with alanine or glutamic acid; Serin-197, replaced with alanine, cysteine or threonine, or a combination thereof.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена вакцина против Haemophilus или других бактериальных патогенов, которые производят Hin47 или белок, способный к индукции антител, которые специфически распознают Hin47, содержащая иммуногенно-эффективное количество иммунопротективного аналога Hin47, предложенного здесь, или молекулу нуклеиновой кислоты, обладающей последовательностью, кодирующей Hin47, предложенный здесь, и их физиологически приемлемый носитель. Предложенные аналоги также могут быть использованы как белки переносчики для гаптена, полисахаридов или пептидов для создания коньюгатной вакцины против антигенных детерминант, не родственных Hin47. In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a vaccine against Haemophilus or other bacterial pathogens that produce Hin47 or a protein capable of inducing antibodies that specifically recognize Hin47 containing an immunogenically effective amount of the immunoprotective Hin47 analogue provided herein, or a nucleic acid molecule having the sequence encoding Hin47, proposed here, and their physiologically acceptable carrier. The proposed analogs can also be used as carrier proteins for hapten, polysaccharides or peptides to create a conjugate vaccine against antigenic determinants not related to Hin47.

Как будет ясно из следующего описания, настоящее изобретение далее относится к плазмидам и новым штаммам бактерий для продукции аналогов Hin47, предложенных здесь. As will be clear from the following description, the present invention further relates to plasmids and new bacterial strains for the production of Hin47 analogues proposed herein.

Очищенные и выделенные молекулы ДНК, содержащие, по крайней мере, часть, кодирующую аналог белка Haemophilus influenzae Hin47, обладающий пониженной протеазной активностью по сравнению с природным Hin47, типированным путем осуществления описанного здесь, являются улучшенными в качестве проб нуклеиновых кислот для специфического обнаружения штаммов Haemophilus in vivo и in vitro. Аналоги Hin47, закодированные молекулами ДНК, предложенными здесь, используются в качестве диагностических реагентов, как антигены или для производства анти-Нin47 антител, антигенов для вакцинации против заболеваний, вызываемых видами Haemophilus и другими бактериальными патогенами, которые продуцируют белок, способный к продуцированию антител, которые специфически распознают Hin47 и для определения инфицирования Haemophilus и другими подобными бактериями. Purified and isolated DNA molecules containing at least a portion encoding a Haemophilus influenzae Hin47 protein analog that has reduced protease activity compared to native Hin47 typed by the implementation described herein are improved as nucleic acid probes for the specific detection of Haemophilus in vivo and in vitro. The Hin47 analogs encoded by the DNA molecules provided herein are used as diagnostic reagents, such as antigens or for the production of anti-Hin47 antibodies, antigens for vaccination against diseases caused by Haemophilus species and other bacterial pathogens that produce a protein capable of producing antibodies that Hin47 is also specifically recognized for infection with Haemophilus and other similar bacteria.

При дополнительном осуществлении настоящего изобретения аналог Hin47, имеющий пониженную протеазную активность, предложенный здесь, может быть использован в качестве переносчика молекул для приготовления молекул химер и конъюгатов вакцин (включая гликоконъюгаты) против патогенных бактерий, включая инкапсулированные бактерии. Таким образом, например, гликоконъюгаты по настоящему изобретению могут быть применены для вакцинации, чтобы выработать защиту против заболевания и инфекции, вызываемой любой другой бактерией, имеющей полисахаридный антиген, включая липополисахариды (ЛПС) и PRF. Бактериальные патогены могут включать, например, Haemophilus influenzae, Strptococcus pneumonae, Niesseria meningitides. Salmonella typhi, Streptococcus mutans, Cryptococcus neophormans, Klebsiella, Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa. Конкретные антигены, которые могут быть конъюгированы с аналогами Hin47 и методы для получения таких коньюгатов описаны в приложениях опубликованной заявки РСТ WO 94/12641, которая, кроме того, включена здесь в ссылки. In a further embodiment of the present invention, the Hin47 analog having the reduced protease activity provided herein can be used as a molecule carrier for the preparation of chimera molecules and vaccine conjugates (including glycoconjugates) against pathogenic bacteria, including encapsulated bacteria. Thus, for example, the glycoconjugates of the present invention can be used for vaccination to provide protection against a disease and infection caused by any other bacterium having a polysaccharide antigen, including lipopolysaccharides (LPS) and PRF. Bacterial pathogens may include, for example, Haemophilus influenzae, Strptococcus pneumonae, Niesseria meningitides. Salmonella typhi, Streptococcus mutans, Cryptococcus neophormans, Klebsiella, Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. Specific antigens that can be conjugated to Hin47 analogues and methods for preparing such conjugates are described in the appendices of PCT published application WO 94/12641, which is further incorporated herein by reference.

В следующем осуществлении функция переносчика аналогов Hin47 может быть использована, например, для индукции иммунитета по отношению к анормальным полисахаридам опухолевых клеток или для продукции антиопухолевых антител, которые могут быть конъюгированы к химиотерапевтическим или биоактивным агентам. In a further embodiment, the Hin47 analog carrier function can be used, for example, to induce immunity against abnormal polysaccharides of tumor cells or to produce anti-tumor antibodies that can be conjugated to chemotherapeutic or bioactive agents.

Соответственно, настоящее изобретение касается первичной последовательности и получения аналогов Hin47 H. influenzae, которые могут быть использованы для профилактики и диагностики заболеваний, вызываемых H. influenzae. В частности, заявители обнаружили, что аналоги Hin47 могут вырабатывать защитные иммунные ответы против бактериальной провокации живыми H. influenzae тира b. Таким образом, настоящее изобретение имеет полезность для вакцин. Изобретение также описывает нуклеотидные последовательности генов, кодирующих аналоги Hin47. Эти сегменты ДНК могут быть использованы для создания иммуногена, практически свободного от других антигенов H. influenzae, таких как PRP и липополисахариды (ЛПС), путем применения технологии с рекомбинантной ДНК технологии. Аналог белка Hin47 может быть получен в подходящих системах для экспрессии, таких как Е. coli, Haemophilus, Bacillus, Bordetella, грибы, дрожжи, бакуловирус, поксивирус, вирус коровий оспы, или системах экспрессии млекопитающих. Настоящее описание далее включает новые методы, которые могут быть применены для получения практически чистых аналогов Hin47. Accordingly, the present invention relates to the primary sequence and production of Hin47 analogues of H. influenzae, which can be used for the prevention and diagnosis of diseases caused by H. influenzae. In particular, applicants have found that Hin47 analogues can elicit protective immune responses against bacterial challenge by living H. influenzae dash b. Thus, the present invention is useful for vaccines. The invention also describes the nucleotide sequences of genes encoding Hin47 analogues. These segments of DNA can be used to create an immunogen that is virtually free of other H. influenzae antigens, such as PRP and lipopolysaccharides (LPS), by applying technology with recombinant DNA technology. The Hin47 protein analogue can be obtained in suitable expression systems such as E. coli, Haemophilus, Bacillus, Bordetella, fungi, yeast, baculovirus, poxivirus, vaccinia virus, or mammalian expression systems. The present description further includes new methods that can be used to produce substantially pure Hin47 analogues.

Специалисту понятно, что различные осуществления настоящего изобретения имеют множество применений в областях вакцинации, диагностики, лечения, например, инфекций Haemophilus и инфекций других бактериальных патогенов, которые производят белки, способные для продукции антител, которые специфически распознают Hin47, и в области производства иммунологических реагентов. Дальнейшее не ограничивающее обсуждение таких применений представлено далее. One skilled in the art will recognize that various implementations of the present invention have many uses in the fields of vaccination, diagnosis, and treatment, for example, Haemophilus infections and infections of other bacterial pathogens that produce proteins capable of producing antibodies that specifically recognize Hin47, and in the production of immunological reagents. A further non-limiting discussion of such applications is presented below.

1. Препарат вакцины и применение
Иммуногенные композиции, удобные для применения в качестве вакцины, могут быть приготовлены из аналогов Hin47, как здесь описано. Вакцина усиливает иммунный ответ у субъекта, который продуцирует антитела, включая анти-Нin47 антитела и антитела, которые являются опсонизирующими или бактерицидными. Вакцинируемый объект должен быть отзывчивым на Haemophilus или другие бактерии, которые продуцируют белки, способные вырабатывать антитела, которые специфически распознают Hin47, антитела связывают и инактивируют бактерию. Более того, опсонизирующие или бактерицидные анти-Нin47 могут также обеспечивать защиту путем альтернативных механизмов.
1. Vaccine preparation and use
Immunogenic compositions suitable for use as a vaccine can be prepared from Hin47 analogues, as described herein. The vaccine enhances the immune response in a subject that produces antibodies, including anti-Hin47 antibodies and antibodies that are opsonizing or bactericidal. The vaccinee must be responsive to Haemophilus or other bacteria that produce proteins capable of producing antibodies that specifically recognize Hin47, the antibodies bind and inactivate the bacterium. Moreover, opsonizing or bactericidal anti-Hin47 may also provide protection by alternative mechanisms.

Иммуногенная композиция, включающая вакцины, может быть получена в виде, пригодном для инъекций, в виде жидких растворов или эмульсий. Аналоги Hin47 могут быть смешаны с фармацевтически приемлемыми наполнителями, которые совместимы с аналогом Hin47. Такие наполнители могут включать воду, физраствор, декстрозу, глицерин, этанол и их сочетание. Иммуногенная композиция и вакцины могут, кроме того, содержать вспомогательные вещества, такие как увлажняющие или эмульгирующие агенты, рН буферирующие агенты или адъюванты, для улучшения их эффективности. Методы для достижения действия адъюванта включают применение агентов, таких как гидроксид или фосфат алюминия, обычно используемых в виде 0,05-0,1 процентного раствора в фосфатном буфере на физиологическом растворе. Иммуногенные композиции и вакцины могут вводиться внутрь путем инъекции подкожно или внутримышечно. Альтернативно иммуногенные композиции, образованные в соответствии с настоящим изобретением, могут быть составлены и доставлены для вызова иммунного ответа на слизистые оболочки. Таким образом, иммуногенная композиция может доставляться на слизистые оболочки, например, через носовые или ротовые (внутрижелудочные) пути. Альтернативно могут быть желательны другие методы введения, включающие суппозитории и пероральные составы. Для суппозиториев связывающие носители могут включать, например, полиалкеновые гликоли или триглицериды. Пероральные составы могут включать обычно используемые добавки, такие как, например, фармацевтически чистый сахарин, целлюлозу и карбонат магния. Эти композиции могут иметь вид растворов, суспензий, таблеток, пилюль, капсул, составов с поддерживающим высвобождением или порошков и содержать от 1 до 95 % аналогов Hin47. Иммуногенные препараты и вакцины вводятся методом, совместимым с дозировкой препарата, и в таких количествах, которые будут терапевттически эффективными, профилактическими и иммуногенными. Вводимое количество зависит от субъекта, подвергающемуся лечению, включая, например, способность индивидуальной иммунной системы для синтеза антител, и, если необходимо, для продукции клеток, опосредующих иммунный ответ. Точные количества активного ингредиента, требуемого для введения зависит от оценки лечащего врача. Однако области подходящих дозировок легко определимы специалистом и могут составлять порядка микрограмм для аналога Hin47. Подходящие режимы для начального введения и ударных доз также является вариабельными, но могут включать начальное и последующее за ним введение. Дозировки могут также зависеть от путей введения и будут варьировать в соответствии с размером хозяина. An immunogenic composition comprising vaccines can be obtained in the form suitable for injection, in the form of liquid solutions or emulsions. Hin47 analogs may be mixed with pharmaceutically acceptable excipients that are compatible with the Hin47 analog. Such excipients may include water, saline, dextrose, glycerin, ethanol, and a combination thereof. The immunogenic composition and vaccines may also contain adjuvants, such as wetting or emulsifying agents, pH buffering agents or adjuvants, to improve their effectiveness. Methods for achieving adjuvant action include the use of agents such as aluminum hydroxide or phosphate, commonly used as a 0.05-0.1 percent solution in phosphate buffer in saline. Immunogenic compositions and vaccines can be administered orally by injection subcutaneously or intramuscularly. Alternatively, immunogenic compositions formed in accordance with the present invention can be formulated and delivered to elicit an immune response to mucous membranes. Thus, the immunogenic composition can be delivered to the mucous membranes, for example, through the nasal or oral (intragastric) routes. Alternatively, other administration methods including suppositories and oral formulations may be desirable. For suppositories, binding vehicles may include, for example, polyalkene glycols or triglycerides. Oral formulations may include commonly used additives, such as, for example, pharmaceutically pure saccharin, cellulose and magnesium carbonate. These compositions may take the form of solutions, suspensions, tablets, pills, capsules, sustained release formulations or powders and contain from 1 to 95% Hin47 analogues. Immunogenic drugs and vaccines are administered in a manner compatible with the dosage of the drug, and in amounts that are therapeutically effective, prophylactic, and immunogenic. The amount administered depends on the subject being treated, including, for example, the ability of the individual immune system to synthesize antibodies, and, if necessary, to produce cells that mediate the immune response. The exact amount of active ingredient required for administration depends on the judgment of the attending physician. However, suitable dosage ranges are readily determinable by one skilled in the art and may be of the order of micrograms for the Hin47 analog. Suitable regimens for initial administration and loading doses are also variable, but may include initial and subsequent administration. Dosages may also depend on the route of administration and will vary according to the size of the host.

Концентрация антигена в иммуногенной композиции, в соответствии с изобретением, составляет обычно от 1 до 95 %. Вакцина, которая содержит антигенный материал только одного патогена, являются моновалентной вакциной. Вакцины, которые содержат антигенный материал от нескольких патогенов, являются комбинированными вакцинами и также относятся к настоящему изобретению. Такие комбинированные вакцины содержат, например, материал от различных патогенов или от различных штаммов того же самого патогена, или от сочетаний различных патогенов. The concentration of antigen in the immunogenic composition in accordance with the invention is usually from 1 to 95%. A vaccine that contains only one pathogen antigenic material is a monovalent vaccine. Vaccines that contain antigenic material from several pathogens are combination vaccines and also relate to the present invention. Such combination vaccines contain, for example, material from different pathogens or from different strains of the same pathogen, or from combinations of different pathogens.

Молекулы нуклеиновых кислот, кодирующие аналог Hin47 по настоящему изобретению, могут также использоваться непосредственно для иммунизации путем непосредственного введения ДНК, например путем инъекции для генетической иммунизации или путем создания живого вектора, такого как Salmonella, BCG, аденовирус, поксивирус, вирус коровий оспы или полиовирус. Обсуждение некоторых живых векторов, которые были использованы для перенесения гетерологических антигенов в иммунную систему рассматривается, например, O'Наgаn (1992). Способы прямой инъекции ДНК в исследуемые субъекты для генетической иммунизации описаны, например, Ulmer et al, 1993. Nucleic acid molecules encoding the Hin47 analog of the present invention can also be used directly for immunization by direct DNA injection, for example, by injection for genetic immunization or by creating a live vector such as Salmonella, BCG, adenovirus, poxivirus, vaccinia virus or poliovirus. A discussion of some live vectors that were used to transfer heterologous antigens to the immune system is discussed, for example, O'Hagan (1992). Methods for direct injection of DNA into test subjects for genetic immunization are described, for example, by Ulmer et al, 1993.

2. Иммуноанализы
Аналоги Hin47 по настоящему изобретению используются в качестве иммуногенов для наработки анти-Нin47 антител, в качестве антигенов для иммуноанализов, включая анализы на ферментах, пришитых к сорбенту (ELISA), радиоиммуноанализы (RIA) и другие анализы связывания неэнзиматически пришитых антител или методы, известные в данной области для обнаружения антибактериальных, Haemophilus и анти-Нin47 антител. При анализах ELISA аналоги Hin47 иммобилизуют на выбранной поверхности, например поверхности, способной к связыванию белков, такой как полистерольные микротитровальные планшеты. После отмывания для удаления не полностью абсорбированных аналогов Hin47 с выбранной поверхностью может быть связан неспецифический белок, такой как бычий сывороточный альбумин (BSA) в растворе, который, как известно, является антигенно нейтральным по отношению к исследуемому образцу. Это позволяет блокировать места неспецифической адсорбции на иммобилизационной поверхности и, таким образом, подавлять фон из-за неспецифического связывания антисыворотки к поверхности.
2. Immunoassays
The Hin47 analogs of the present invention are used as immunogens to generate anti-Hin47 antibodies, as antigens for immunoassays, including enzyme-linked enzyme assays (ELISA), radioimmunoassays (RIAs) and other non-enzyme-linked antibody binding assays or methods known in the art. this area for the detection of antibacterial, Haemophilus and anti-Hin47 antibodies. In ELISA assays, Hin47 analogues are immobilized on a selected surface, for example, a surface capable of binding proteins, such as polystyrene microtiter plates. After washing to remove incompletely absorbed Hin47 analogues, a non-specific protein, such as bovine serum albumin (BSA) in solution, which is known to be antigenically neutral with respect to the test sample, can be bound to the selected surface. This allows you to block the site of non-specific adsorption on the immobilization surface and, thus, suppress the background due to non-specific binding of antiserum to the surface.

Иммобилизационная поверхность затем контактирует с образцом, таким как клинический или биологический материалы, исследуемые методом, способствующим образованию иммунного комплекса (антиген/антитело). Это может включать разбавление образца разбавителями, такими как растворы BSA, бычий гамма- глобулин (BGG) и/или фосфатный буфер на физрастворе (РВS)/Твин. Образец затем инкубируют от 2 до 4 часов при температуре, такой как положено, от 25 до 37oС. После инкубации поверхность, контактирующую с образцом, отмывали для удаления неиммунокомплексного материала. Процедура отмывки может включать отмывку раствором, таким как РВS/Твин или боратным буфером. Последующее образование специфических иммунокомплексов между исследуемым образцом и привязанными аналогами Hin47, последовательное промывание, обнаружение равного количества образования иммунокомплексов могут быть определены помещением иммунокомплекса к второму антителу, имеющему специфичность к первому антителу. Если исследуемый образец человеческой природы, второе антитело является антителом, обладающим специфичностью к человеческим иммуноглобулинам и обычно к IgG. Для обеспечения обнаружения второе антитело может иметь ассоциированную активность, такую как ферментативная активность, которая будет производить, например, развитие цветной окраски при инкубации с подходящим хромогенным субстратом. Количественное определение затем может достигаться измерением степени развития окраски, используя, например, спектрофотометр в видимом спектре.The immobilization surface is then contacted with a sample, such as clinical or biological materials, examined by a method that promotes the formation of an immune complex (antigen / antibody). This may include diluting the sample with diluents such as BSA solutions, bovine gamma globulin (BGG) and / or phosphate buffered saline (PBS) / Tween. The sample is then incubated for 2 to 4 hours at a temperature, as expected, from 25 to 37 o C. After incubation, the surface in contact with the sample was washed to remove non-immunocomplex material. The washing procedure may include washing with a solution such as PBS / Tween or borate buffer. The subsequent formation of specific immunocomplexes between the test sample and the attached Hin47 analogues, sequential washing, detection of an equal amount of formation of immunocomplexes can be determined by placing the immunocomplex to a second antibody having specificity for the first antibody. If the test sample is of human nature, the second antibody is an antibody that is specific for human immunoglobulins and usually IgG. To ensure detection, the second antibody may have associated activity, such as enzymatic activity, which will produce, for example, the development of color when incubated with a suitable chromogenic substrate. Quantification can then be achieved by measuring the degree of color development using, for example, a spectrophotometer in the visible spectrum.

3. Использование последовательностей как гибридизационных зондов
Молекулы нуклеиновых кислот по настоящему изобретению, имеющие последовательность аналога гена hin47, позволяют идентифицировать и клонировать гены Hin47 из любых видов Haemophilus и других бактерий, которые продуцируют белки, способные к образованию антител, которые специфически распознают Hin47.
3. Using sequences as hybridization probes
The nucleic acid molecules of the present invention having the hin47 gene analogue sequence allow the identification and cloning of Hin47 genes from any species of Haemophilus and other bacteria that produce proteins capable of generating antibodies that specifically recognize Hin47.

Молекулы нуклеиновых кислот, обладающие последовательностью, кодирующей аналог Hin47 по настоящему изобретению, используются в связи с их способностью селективно образовывать дуплексные молекулы, которые комплементарно вытягивают другие гены hin47. В зависимости от применения могут использоваться разнообразные условия гибридизации для достижения различной степени селективности зондов по отношению к другим генам hin47. Для высокой степени селективности используются относительно строгие условия для образования дуплексов, такие как низкая концентрация соли и/или высокотемпературные условия, такие как создание 0,02 М-0,15 М концентрации NaCl при температуре между 50 и 70oС. Для некоторых применений требуются менее строгие условия гибридизации, такие как 0,15 М-0,9 М соль при температуре около 20-55oС. Гибридизационные условия могут также более строго поддерживаться путем добавлении увеличивающихся количеств формамида для дестабилизации гибридного дуплекса. Таким образом, конкретные гибридизационные условия могут быть легко манипулируемыми и, будут обычно методом выбора, зависящим от желаемого результата.Nucleic acid molecules having a sequence encoding the Hin47 analog of the present invention are used in connection with their ability to selectively form duplex molecules that complementaryly extend other hin47 genes. Depending on the application, a variety of hybridization conditions can be used to achieve varying degrees of selectivity of probes with respect to other hin47 genes. For a high degree of selectivity, relatively stringent conditions for the formation of duplexes are used, such as a low salt concentration and / or high temperature conditions, such as the creation of a 0.02 M-0.15 M NaCl concentration at a temperature between 50 and 70 o C. For some applications, less stringent hybridization conditions, such as 0.15 M-0.9 M salt at a temperature of about 20-55 ° C. Hybridization conditions can also be more strictly maintained by adding increasing amounts of formamide to destabilize the hybrid duplex. Thus, specific hybridization conditions can be easily manipulated and will usually be the method of choice, depending on the desired result.

При клиническом диагностическом осуществлении молекулы нуклеиновых кислот, кодирующие гены hin47 по настоящему изобретению, могут быть использованы для определения гибридизации в комбинации с подходящими приспособлениями, такими как метка. В данной области известно широкое разнообразие подходящих индикаторов, включая радиоактивные, ферментативные или другие лиганды, такие как авидин/биотин, которые способны обеспечить обнаружение сигнала. При некоторых диагностических осуществлениях ферментная метка, такая как уреаза, щелочная фосфатаза или пероксидаза, может быть использована вместо радиактивной метки. В случае ферментных меток известны колориметрические индикаторные субстраты, которые могут быть использованы для создания приспособления, видимого для человеческого глаза или спектрофотометрически для идентификации специфической гибридизации с образцами, содержащими hin47 генную последовательность. In clinical diagnostic implementation, nucleic acid molecules encoding the hin47 genes of the present invention can be used to determine hybridization in combination with suitable devices, such as a label. A wide variety of suitable indicators are known in the art, including radioactive, enzymatic or other ligands, such as avidin / biotin, which are capable of signal detection. In some diagnostic embodiments, an enzyme label, such as urease, alkaline phosphatase or peroxidase, may be used in place of the radioactive label. In the case of enzyme labels, colorimetric indicator substrates are known that can be used to create a device visible to the human eye or spectrophotometrically to identify specific hybridization with samples containing the hin47 gene sequence.

Молекулы нуклеиновых кислот, содержащие гены hin47 по настоящему изобретению, используются в качестве гибридизационных зондов в гибридизационных растворах и в осуществлениях, использующих твердофазные методы. При осуществлениях, включающих твердофазные методы, исследуемая ДНК (или РНК) из образцов, таких как клинические образцы, включая эксудаты, жидкости организма (например, сыворотка, амниотическая жидкость, выделения из среднего уха, сера, бронхоальвеолярная жидкая мокрота) или даже ткани, адсорбирована или прикреплена другим образом к выбранному матриксу или поверхности. Фиксированная однотяжевая нуклеиновая кислота подвергается затем специфической гибридизации с выбранными пробами, содержащими последовательность нуклеиновых кислот генов hin47 по настоящему изобретению в желаемых условиях. Выбранные условия будут зависеть от конкретных обстоятельств, основанных на конкретном требуемом критерии, зависящем, например, от содержания G+C, типа нуклеиновой кислоты мишени, источника нуклеиновой кислоты, размера гибридизационной пробы и т.д. После отмывания гибридизационной поверхности так, чтобы удалить не специфически связанные молекулы зонда, определяется или даже подсчитывается специфическая гибридизация посредством метки. Nucleic acid molecules containing the hin47 genes of the present invention are used as hybridization probes in hybridization solutions and in embodiments using solid phase methods. In embodiments involving solid-state methods, test DNA (or RNA) from samples, such as clinical samples, including exudates, body fluids (e.g., serum, amniotic fluid, middle ear discharge, sulfur, bronchoalveolar liquid sputum), or even tissue, is adsorbed or otherwise attached to a selected matrix or surface. The fixed single-stranded nucleic acid then undergoes specific hybridization with selected samples containing the nucleic acid sequence of the hin47 genes of the present invention under the desired conditions. The conditions selected will depend on the specific circumstances based on the particular required criterion, depending, for example, on the content of G + C, the type of target nucleic acid, the nucleic acid source, the size of the hybridization probe, etc. After washing the hybridization surface so as to remove non-specifically bound probe molecules, specific hybridization is detected or even counted by label.

4. Экспрессия генов, кодирующих аналоги Hin47, обладающие пониженной протеазной активностью
Векторы, возможно, содержащие репликон и контролирующие последовательности, которые происходят от видов, совместимых с клетками хозяина, могут быть использованы для экспрессии генов аналога Hin47, как обусловлено здесь в экспрессионных системах. Вектор обычно переносит репликационный участок, а также маркированные последовательности, которые способы обеспечить фенотипическую селекцию в трансформированных клетках. Например, Е. coli может быть трансформирована с использованием pBR322, которая содержит гены резистенции для ампициллина и тетрациклина, и тем самым легко обеспечивает способы для идентификации трансформированных клеток. pRB322 плазмида или другая микробная плазмиды или фаг должны также содержать или быть модифицированными для содержания, промоторы, которые могут быть использованы клетками хозяина для экспрессии его собственных белков.
4. Expression of genes encoding Hin47 analogues with reduced protease activity
Vectors, possibly containing a replicon and control sequences that are derived from species compatible with the host cells, can be used to express the Hin47 analog genes, as is explained here in expression systems. A vector typically carries a replication site, as well as labeled sequences, which are methods for providing phenotypic selection in transformed cells. For example, E. coli can be transformed using pBR322, which contains resistance genes for ampicillin and tetracycline, and thus easily provides methods for identifying transformed cells. The pRB322 plasmid or other microbial plasmid or phage must also contain or be modified to contain promoters that can be used by host cells to express its own proteins.

Кроме этого, фаговые векторы, содержащие репликон и контрольные последовательности, которые совместимы с хозяином, могут быть использованы как трансформирующие векторы при сношении с этими хозяевами. Например, фаги у лямбда GEMTM-11 могут использоваться в создании рекомбинантных векторов фагов, которые могут быть использованы для трансформации клеток хозяина, таких как Е. coli LE932.In addition, phage vectors containing a replicon and control sequences that are compatible with the host can be used as transforming vectors when interacting with these hosts. For example, the phage in lambda GEM -11 can be used to create recombinant phage vectors that can be used to transform host cells, such as E. coli LE932.

Промоторы, обычно используемые в конструкциях рекомбинантной ДНК, включают бетта-лактамазу (пенициллиназу) и системы лактозного промотера (Chaang et al, 1979; Goeddel et al, 1980) и другие микробные промотерные системы (патент США 4952496). Детали, касающиеся нуклеотидных последовательностей промотеров, известны, и дают возможность специалисту функционально пришить их к плазмидным векторам. Конкретный используемый промотер обычно будет предметом выбора, зависящим от желаемых результатов. Могут быть использованы хозяева, которые подходят для экспрессии аналогов Hin47, включающие Е. coli, виды Bacillus, Haemophilus, Bordetella, грибки, дрожжи, клетки млекопитающих или систему экспрессии бакуловируса. Promoters commonly used in recombinant DNA constructs include beta-lactamase (penicillinase) and lactose promoter systems (Chaang et al, 1979; Goeddel et al, 1980) and other microbial promoter systems (US Pat. No. 4,952,496). Details regarding the nucleotide sequences of promoters are known, and enable a person skilled in the art to sew them functionally to plasmid vectors. The particular promoter used will usually be the subject of choice, depending on the desired results. Hosts suitable for the expression of Hin47 analogues may be used, including E. coli, Bacillus, Haemophilus, Bordetella, fungi, yeast, mammalian cells, or baculovirus expression systems.

Таким образом, в соответствии с изобретением может быть предпочтительным создать аналог белка Hin47 рекомбинантными методами. Особенно желательные хозяева для экспрессии в соответствии с этим включают грамположительные бактерии, которые не имеют LPS и, следовательно, свободны от эндотоксина. Такие хозяева включают виды Bacillus и могут быть, в частности, использованы для продуцирования непирогенного аналога Hin47. Thus, in accordance with the invention, it may be preferable to create an analogue of the Hin47 protein by recombinant methods. Particularly desirable hosts for expression in accordance with this include gram-positive bacteria that do not have LPS and, therefore, are free from endotoxin. Such hosts include Bacillus species and can be, in particular, used to produce the non-pyrogenic analogue of Hin47.

Биологические депозиты
Плазмида DS-1011-1-1 (pT7/Hin47*), которая содержит часть, кодирующую аналог Hin47, которая описана и приведена здесь в виде ссылки, была депонирована на хранение в American Type Culture Collection (ATCC), расположенную в Роквилле, Мэриленд, США (Rockwill), согласно Будапештскому Соглашению (Budapest Treaty)и до подачи данной заявки, являющейся продолжением части заявки от 27 июля 1994 под входящим N 75845. Образцы депонированных плазмид стали доступны общественности благодаря выдаче патента, основанного на данной патентной заявке США. Описываемое и заявляемое здесь изобретение не ограниченно депонированной плазмидой, поскольку депонированное осуществление предназначено лишь для иллюстрации изобретения. Любые эквивалентные или подобные плазмиды, которые кодируют подобные или эквивалентные антигены, как описано в этой заявке, включены в объем данного изобретения.
Biological deposits
Plasmid DS-1011-1-1 (pT7 / Hin47 *), which contains the part encoding the Hin47 analogue, which is described and is hereby incorporated by reference, was deposited at the American Type Culture Collection (ATCC), located in Rockville, Maryland. , USA (Rockwill), according to the Budapest Treaty and prior to the filing of this application, which is a continuation of the part of the application dated July 27, 1994 under incoming N 75845. Samples of the deposited plasmids became available to the public due to the grant of a patent based on this US patent application. The invention described and claimed herein is not limited to the deposited plasmid, since the deposited embodiment is intended only to illustrate the invention. Any equivalent or similar plasmids that encode similar or equivalent antigens, as described in this application, are included in the scope of this invention.

Примеры
Вышеприведенное описание в целом описывает настоящее изобретение. Более полное понимание может быть получено при отсылке к следующим специфическим примерам. Эти примеры описаны только для целей иллюстрации и не предназначены для ограничения объема изобретения. В зависимости от предлагаемых обстоятельств или целесообразности могут быть рассмотрены изменения в форме и замена эквивалентными. Хотя здесь использованы специфические термины, такие термины применены в описательном смысле, а не в целях ограничения.
Examples
The above description generally describes the present invention. A more complete understanding can be obtained by referring to the following specific examples. These examples are described for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention. Depending on the proposed circumstances or expediency, changes in form and replacement with equivalents may be considered. Although specific terms are used herein, such terms are used in a descriptive sense and not for purposes of limitation.

Использованные методы молекулярной генетики, биохимии белков и иммунологии в этом описании описаны без объяснений, и данные примеры достаточно широко описаны в научной литературе и легко доступны специалисту. Used methods of molecular genetics, protein biochemistry and immunology in this description are described without explanation, and these examples are quite widely described in the scientific literature and are easily accessible to the specialist.

Пример 1. Example 1

Данный пример иллюстрирует клонирование гена hin47 из нетипирующегося штамма SB33 Н. influenzae. This example illustrates the cloning of the hin47 gene from the non-typable H. influenzae SB33 strain.

Из штамма SB33 Н. influenzae была получена хромосомальная ДНК и была получена библиотека EMBL3 и просеяна с меченным олигонуклеотидным зондом, специфическим для 5'-конца hin47. Нетипирующийся штамм SB33 Н. influenzae был выращен на Muellar-Hinton агаре или на инфузионном сердечно-мозговом бульоне, как это описано Harkness et al, 1992. Хромосомальная ДНК была получена следующим образом: клетки из 50 мл культуры были осаждены центрифугированием при 5000 об/мин в течение 15-20 мин при 4oС в Sorwall RC-3B центрифуге. Осадок клеток ресуспендировали в 10 мл ТЕ (10 мл Трис/HCl, 1 мМ ЭДТА, рН 7,5), затем добавлена проназа до 500 мкг/мл и SDS до 1%. Образец инкубировали при 37oС до получения прозрачного лизата. Лизат мягко один раз экстрагировали Трис-насыщенным фенолом (рН 7,4) и один раз Трис-насыщенным фенол/хлороформом (1:1) и один раз хлороформом. Конечную водную фазу диализовали при 4oС в течение 24 часов против 1М NaCl и затем в течение 24 часов против ТЕ.Chromosomal DNA was obtained from H. influenzae strain SB33 and an EMBL3 library was obtained and sieved with a labeled oligonucleotide probe specific for the 5'-end of hin47. The non-typable H. influenzae SB33 strain was grown on Muellar-Hinton agar or on cardiac infusion broth as described by Harkness et al, 1992. Chromosomal DNA was obtained as follows: cells from 50 ml of culture were pelleted by centrifugation at 5000 rpm for 15-20 minutes at 4 o C in a Sorwall RC-3B centrifuge. The cell pellet was resuspended in 10 ml TE (10 ml Tris / HCl, 1 mm EDTA, pH 7.5), then pronase was added to 500 μg / ml and SDS to 1%. A sample was incubated at 37 ° C. until a clear lysate was obtained. The lysate was gently extracted once with Tris-saturated phenol (pH 7.4) and once with Tris-saturated phenol / chloroform (1: 1) and once with chloroform. The final aqueous phase was dialyzed at 4 ° C. for 24 hours against 1M NaCl and then for 24 hours against TE.

EMBL3 библиотека была получена путем частичного расщепления SB33 хромосомной ДНК с Sau3A I и последующего фракционирования по размерам либо в градиенте сахарозы 10-30% на TNE (20 мМ Трис/HCl, 5 мM NaCl, 1 мМ ЭДТА, рН 8,0) либо препаративным гель-электрофорезом. Фракции, содержащие фрагменты ДНК более чем 5 кб длинной были собраны, осаждены и привязаны к ВаmН I плечам EMBL3 (Promega). Лигационная смесь была упакована, используя Gigapack II packaging kit и внесена к клеткам Е. coli. Библиотеку размножили и хранили при 4oС в присутствии 0,3% хлороформа.The EMBL3 library was obtained by partial digestion of SB33 chromosomal DNA with Sau3A I and subsequent fractionation by size either in the sucrose gradient of 10-30% on TNE (20 mM Tris / HCl, 5 mM NaCl, 1 mM EDTA, pH 8.0) or preparative gel electrophoresis. Fractions containing DNA fragments of more than 5 kb in length were collected, precipitated, and attached to the BAMH I arms of EMBL3 (Promega). The ligation mix was packaged using a Gigapack II packaging kit and introduced into E. coli cells. The library was expanded and stored at 4 ° C. in the presence of 0.3% chloroform.

Бляшки были помещены на нитроцеллюлозные фильтры для гибридизации с 32Р-меченными нуклеотидными зондами (3026.SL). Нуклеотидная последовательность была следующей ATGAAAAAAACACGTTTTGTATTAAATAGTATTGCACTTGG (SEQ ID NО: 3), соответствующей N-концу аминокислотной последовательности MKKTRFVLNSIALG (SEQ ID NO: 19). Фаговая ДНК была приготовлена из естественных бляшек и введенная ДНК была вырезана при расщеплении с Sal I и клонирована в pUCS-BgXb, расщепленных с Sal I. Плазмиды JB-1031-1-14 и JB-1068-2-2 (фиг. 1) были отобраны для дальнейшего анализа.Plaques were placed on nitrocellulose filters for hybridization with 32 P-labeled nucleotide probes (3026.SL). The nucleotide sequence was ATGAAAAAAACACGTTTTGTATTAAATAGTATTGCACTTGG (SEQ ID NO: 3) corresponding to the N-terminus of the amino acid sequence MKKTRFVLNSIALG (SEQ ID NO: 19). Phage DNA was prepared from natural plaques and the introduced DNA was excised by digestion with Sal I and cloned into pUCS-BgXb digested with Sal I. Plasmids JB-1031-1-14 and JB-1068-2-2 (Fig. 1) were selected for further analysis.

Пример 2. Example 2

Данный пример иллюстрирует характеристику и анализ последовательности гена hin47 и выведенной аминокислотной последовательности белка Hin47 из NTHi штамма SB33. This example illustrates the characterization and sequence analysis of the hin47 gene and the deduced amino acid sequence of the Hin47 protein from NTHi strain SB33.

Рестрикционное картирование и Sauthern blot анализ клонов JB-1031-1-14 и JB-1068-2-2 локализовали ген hin47 на 4,7 кб ВаmН I/ВаmН I или на 2,7 кб ВаmН I/Pst I фрагменте ДНК. 4,7 кб ВаmН I/ВаmН I фрагмент из JB-1068-2-2 был субклонирован в pUC8/BgXb генерирующую плазмиду DS-755-1. Фрагмент от 3,1 кб ВаmH I до Хbа I DS-755-1 субклонировали в pUC18 генерирующую плазмиду JB-1165-1, которая имеет рестрикционные участки, подходящие для Erase-a-base (Promega) процедуры (фиг. 1). Эта техника дает успешные клоны с увеличенной усекаемостью введенной ДНК, с наблюдаемыми
делециями на том же конце. Конечный укомплектованный набор клонов может быть быстро секвенирован, используя универсальный праймер.
Restriction mapping and Sauthern blot analysis of clones JB-1031-1-14 and JB-1068-2-2 localized the hin47 gene on 4.7 kb BamH I / BamH I or 2.7 kb BamH I / Pst I DNA fragment. The 4.7 kb BamH I / BamH I fragment from JB-1068-2-2 was subcloned into the pUC8 / BgXb generating plasmid DS-755-1. A fragment of 3.1 kb BamH I to Xba I DS-755-1 was subcloned into pUC18 generating plasmid JB-1165-1, which has restriction sites suitable for the Erase-a-base (Promega) procedure (Fig. 1). This technique produces successful clones with increased truncation of the introduced DNA, with observable
deletions at the same end. The final complete set of clones can be quickly sequenced using a universal primer.

ДНК плазмиды JB-1165-1 была расщеплена с помощью ВаmН I и Sac I и подвергнута exoIII расщеплению, используя Erase-a-base набор. Конечный набор усеченных плазмид анализировали путем гель-электрофореза на агарозе и характерные плазмиды были отобраны для анализа последовательности. The plasmid JB-1165-1 DNA was digested with BamH I and Sac I and subjected to exoIII digestion using the Erase-a-base kit. The final set of truncated plasmids was analyzed by agarose gel electrophoresis and representative plasmids were selected for sequence analysis.

Плазмидная ДНК для секвенирования была приготовлена согласно процедуре Holmes и Quigley, 1981, с модификациями. Коротко, осадок клеток из 50 мл культуры ресуспендировали в 10 мл STET (8% сахарозы, 5% Тритон Х-100, 50 мМ ЭДТА и 50 мМ Трис/HCl, рН 8,0), затем к смеси был добавлен лизоцим (2,5 мг) и смесь прокипятили 2 минуты. Образец открутили при 14000 об/мин в центрифуге Sorvall RC 5В в течение 20 минут и осадок преципитировали с равным количеством изопропанола, отмыли 70% этанолом и затем абсолютным этанолом, затем высушили досуха воздухом. Осадок ресуспендировали в 0,9 мл ТЕ, затем добавили 20 мкл РНКазы I в концентрации 5 мг/мл и затем смесь инкубировали при 37oС в течение 15 минут. После добавления 500 мкл 1,5 М NaCl/30% PEG смесь инкубировали на льду в течение 30 мин и осаждали ДНК центрифугированием в микрофуге Eppendorf в течение 10 минут. Осадок ресуспендировали в 400 мкл ТЕ и дважды экстрагировали Трис насыщенным фенолом (рН 7,4), дважды Трис насыщенным фенол/хлороформом (1:1) и дважды хлороформом. ДНК преципитировали путем добавления 40 мкл 3 М ацетата аммония и 1 мл этанола, промывали 70% этанолом и ресуспендировали в дистиллированной воде.Sequencing plasmid DNA was prepared according to the procedure of Holmes and Quigley, 1981, with modifications. Briefly, a cell pellet from 50 ml of culture was resuspended in 10 ml of STET (8% sucrose, 5% Triton X-100, 50 mM EDTA and 50 mM Tris / HCl, pH 8.0), then lysozyme was added to the mixture (2, 5 mg) and the mixture was boiled for 2 minutes. The sample was unscrewed at 14,000 rpm in a Sorvall RC 5B centrifuge for 20 minutes and the precipitate was precipitated with an equal amount of isopropanol, washed with 70% ethanol and then absolute ethanol, then dried to dryness with air. The pellet was resuspended in 0.9 ml TE, then 20 μl RNase I was added at a concentration of 5 mg / ml and then the mixture was incubated at 37 ° C. for 15 minutes. After adding 500 μl of 1.5 M NaCl / 30% PEG, the mixture was incubated on ice for 30 minutes and DNA was precipitated by centrifugation in an Eppendorf microfuge for 10 minutes. The pellet was resuspended in 400 μl TE and extracted twice with Tris saturated phenol (pH 7.4), twice Tris saturated phenol / chloroform (1: 1) and twice with chloroform. DNA was precipitated by adding 40 μl of 3 M ammonium acetate and 1 ml of ethanol, washed with 70% ethanol and resuspended in distilled water.

Образцы ДНК секвенировали, используя ABI модель 370А секвенатора ДНК и методы химии концевых красителей. Универсальный реверсный праймер был использован вместе с гнездованным набором клонов для определения последовательности hin47, кодирующей нити. Олигонуклеотидный праймер приблизительно в 25 баз длиной был использован для подтверждения последовательности не кодирующей нити. Нуклеотидная последовательность гена hin47 SВ33 и выведенная аминокислотная последовательность белка Hin47 представлены на фиг. 2. Нуклеотидная и аминокислотная последовательность N-конца Hin47, представленные на собрании ASM, Новый Орлеан, 26 мая 1992 года, характеризуются низкой случайностью, см. фиг. 2. Аминотерминальная последовательность SB33 Hin47 и данная представленная последовательность являются идентичными, что устанавливает идентичность клонированного гена как hin47. DNA samples were sequenced using an ABI DNA sequencer 370A model and terminal dye chemistry methods. A universal reverse primer was used together with a nested set of clones to determine the hin47 sequence encoding the strands. An oligonucleotide primer of approximately 25 bases long was used to confirm the sequence of the non-coding strand. The nucleotide sequence of the hin47 SB33 gene and the deduced amino acid sequence of the Hin47 protein are shown in FIG. 2. The nucleotide and amino acid sequence of the N-terminus of Hin47 presented at the ASM meeting, New Orleans, May 26, 1992, is characterized by low randomness, see FIG. 2. The amino terminal sequence of SB33 Hin47 and this presented sequence are identical, which establishes the identity of the cloned gene as hin47.

Пример 3. Example 3

Данный пример описывает обнаружение сериновой протеазной активности белка Hin47. This example describes the detection of the serine protease activity of the Hin47 protein.

Выведенную аминокислотную последовательность белка Hin47, определенную выше в примере 2, сравнивали с другими известными белками базы данных Genebank. Как описано выше, белок Hin47, описанный в опубликованных заявках РСТ WO 94/001149, WO 92/11367 и WO 92/110936, представляет молекулу адгезина Haemophilus. Поэтому это было удивительным и неожиданным обнаружением настоящего изобретения, что Hin47 имеет значимую гомологию (55%) с сериновыми протеазами Е. coli htrA и S. typhimurium htrA и другими протеазами. Эти гомологии аминокислотной последовательности показаны на фиг. 3 и 4. Более того, было обнаружено, что белок Hin47 самопереваривается, несмотря на то что хранится в присутствии ингибитора сериновых протеаз, такого как Pefablock. The deduced amino acid sequence of the Hin47 protein as defined above in Example 2 was compared with other known Genebank database proteins. As described above, the Hin47 protein described in PCT published applications WO 94/001149, WO 92/11367 and WO 92/110936 represents a Haemophilus adhesin molecule. Therefore, it was an amazing and unexpected discovery of the present invention that Hin47 has significant homology (55%) with the serine proteases of E. coli htrA and S. typhimurium htrA and other proteases. These amino acid sequence homologies are shown in FIG. 3 and 4. Moreover, it was found that the Hin47 protein is self-digesting, despite being stored in the presence of a serine protease inhibitor such as Pefablock.

Пример 4. Example 4

Данный пример иллюстрирует образование мутантного гена hin47 путем сайт-направленного мутагенеза. This example illustrates the formation of the mutant hin47 gene through site-directed mutagenesis.

Как объяснено выше, Н. influenzae Hin47, Е. coli htrA и S. typhimurium htrA - все являются сериновыми протеазами. Общая последовательность всех активных центров сериновых протеаз GDSGGPK (SEQ ID NO: 18) [Brenner, 1988] с серином, являющимся активным остатком. Оба белка htrA имеют последовательность GNSGGAL (SEQ ID NO: 17) и последовательность Н. influenzae Hin47 идентична последовательности между остатками 195 и 201 зрелого белка. Таким образом, сериновый остаток в положении 197 был выбран для сайт-направленного мутагенеза для получения аналога Hin47 с пониженной протеазной активностью. As explained above, H. influenzae Hin47, E. coli htrA, and S. typhimurium htrA are all serine proteases. The general sequence of all active centers of serine proteases GDSGGPK (SEQ ID NO: 18) [Brenner, 1988] with serine being the active residue. Both htrA proteins have the GNSGGAL sequence (SEQ ID NO: 17) and the H. influenzae Hin47 sequence is identical to the sequence between residues 195 and 201 of the mature protein. Thus, the serine residue at position 197 was selected for site-directed mutagenesis to obtain the Hin47 analog with reduced protease activity.

Был синтезирован олигонуклеотид CGCTCCACCAGCATTACCGCGG (SEQ ID NO: 22), который должен был заменить сериновый остаток 197 на Аланин. Ген hin47 клонировали в клон М13mр18 генерирующего клона DS-981-8 и проведен мугагенез, используя набор фирмы Amersham "In Vitro Site Directed Mutagenesis Kit". Клон DS-991-8 был подтвержден анализом на содержание мутации замены Serin-197 на аланин. Мутантный hin47 ген был обозначен hin47*. Используя подходящие олигонуклеотиды, сериновый остаток 197 заменили на цистеин (мутант S197C) и на треонин (мутант S197T). The oligonucleotide CGCTCCACCAGCATTACCGCGG (SEQ ID NO: 22) was synthesized, which was supposed to replace the 197 serine residue with Alanine. The hin47 gene was cloned into clone M13mp18 of the generating clone DS-981-8 and mugagenesis was performed using the Amersham kit "In Vitro Site Directed Mutagenesis Kit". Clone DS-991-8 was confirmed by analysis of the mutation content of the replacement of Serin-197 with alanine. The mutant hin47 gene was designated hin47 *. Using suitable oligonucleotides, the serine residue 197 was replaced by cysteine (mutant S197C) and threonine (mutant S197T).

Кроме того, сравнение аминокислотной последовательности Hin47 с другими протеазами (как показано на фиг. 4), показало, что аминокислоты His-91 и Asp-121 являются местами, подходящими для мутагенеза для получения аналога Hin47, с пониженной протеазной активностью. С помощью методов мутагенеза, аналогичных описанным выше, His-91 и/или Asp-121 были удалены или заменены на различные аминокислоты. Такие замены аминокислот включали His-91 на Аланин (мутант Н91А) и Аргинин (мутант H91R) и Asp-121 на Аланин (мутант D121A) и Глютаминовую кислоту (мутант D121E). Олигонуклеотиды для получения такого мутагенеза включали: His-91 --> Ала-91 5' ATCAATAACAGCATATGGT 3' (SEQ ID NO: 21) Asp-121 --> Ала121 5' TAATGCAATTGCTGATAGTTC 3' (SEQ ID NO: 22). In addition, comparison of the amino acid sequence of Hin47 with other proteases (as shown in Fig. 4) showed that the amino acids His-91 and Asp-121 are sites suitable for mutagenesis to obtain the Hin47 analog, with reduced protease activity. Using mutagenesis methods similar to those described above, His-91 and / or Asp-121 were removed or replaced with various amino acids. Such amino acid substitutions included His-91 with Alanine (mutant H91A) and Arginine (mutant H91R) and Asp-121 with Alanine (mutant D121A) and Glutamic acid (mutant D121E). Oligonucleotides for obtaining such mutagenesis included: His-91 -> Ala-91 5 'ATCAATAACAGCATATGGT 3' (SEQ ID NO: 21) Asp-121 -> Ala121 5 'TAATGCAATTGCTGATAGTTC 3' (SEQ ID NO: 22).

Были использованы соответствующие нуклеотиды для проведения других мутаций. Были получены также множественные мутации, в которых His-91 и Ser-197 оба были заменены на Аланин (мутант H91A/S197A) и His-91, Asp-121 и Ser-197 были все заменены на Аланин (мутант H91A/D121A/S197A). Appropriate nucleotides were used for other mutations. Multiple mutations were also obtained in which His-91 and Ser-197 were both replaced with Alanine (mutant H91A / S197A) and His-91, Asp-121 and Ser-197 were all replaced with Alanine (mutant H91A / D121A / S197A )

Эти дополнительные мутанты были получены, выделены, очищены и протестированы на протеазную активность, как описано для материала Hin47* в следующих примерах. These additional mutants were obtained, isolated, purified and tested for protease activity, as described for Hin47 * material in the following examples.

Многие сериновые протеазы выделяются в неактивной ('зимоген') форме и требуется вырезка для проявления их активных участков. Анализ N терминальной последовательности зрелого природного белка Hin47 подтверждает, что расщепление препротеина наблюдается в положении KFFFG DRFAAEQ (SEQ ID NO: 23). Модификации аминокислот, которые препятствуют расщеплению молекулы для получения активной протеазной молекулы, могут производить аналог Hin47, обладающий пониженной протеазной активностью. Many serine proteases are secreted in an inactive ('zymogen') form and a notch is required to manifest their active sites. Analysis of the N terminal sequence of the mature natural protein Hin47 confirms that cleavage of the preprotein is observed at the KFFFG DRFAAEQ position (SEQ ID NO: 23). Modifications of amino acids that prevent the cleavage of a molecule to produce an active protease molecule can produce an analog of Hin47, which has reduced protease activity.

Пример 5. Example 5

Данный пример иллюстрирует конструкцию плазмид, экспрессирующих аналог Ser-197 --> аланин Hin47 Е. coli. This example illustrates the construction of plasmids expressing the analog Ser-197 -> alanine Hin47 E. coli.

Мутированный ген hin47* из плазмиды DS-91-8 клонировали в рТ7-7 экспрессионный вектор для получения плазммиды DS-1011-1-1 (фиг. 5). Штамм Е. coli BL21/DE3 трансформировали для получения штамма DS-1018-3-1 Е. coli, который экспрессирует аналог Ser-197 --> аланин Hin47 после индукции. The mutated hin47 * gene from plasmid DS-91-8 was cloned into the pT7-7 expression vector to obtain plasmid DS-1011-1-1 (Fig. 5). The E. coli strain BL21 / DE3 was transformed to obtain E. coli strain DS-1018-3-1, which expresses the analog Ser-197 -> Hin47 alanine after induction.

Для того чтобы использовать тетрациклиновую селекцию, ген hin47* клонировали в pBR328. Фрагмент гена Bgl II/CIa I T7/hin47* из DS-1011-1-1 бьш клонирован в pEVvrfl (Young and Davis, 1985) для того, чтобы произвести фрагмент Bgl II/BamH I, который должен быть клонирован в pUC-4K (Pharmacia), расщепленный с ВаmН I. Конечный клон DS-1034-3 был расщеплен TcoR I и фрагмент гена T7/hib47* был клонирован в pBR328 (Boehringer Mannheim Corporation) для получения плазмид DS-1048-2 и DS-1067-2. Электропорация плазмиды ДНК в штамм BL21/DE3 E.coli дает штаммы DS-1071-1-1 и DS-1071-3-1, которые экспрессируют Ser-197 --> аланин аналог Hin47. In order to use tetracycline selection, the hin47 * gene was cloned into pBR328. A fragment of the Bgl II / CIa I T7 / hin47 * gene from DS-1011-1-1 was cloned into pEVvrfl (Young and Davis, 1985) in order to produce a Bgl II / BamH I fragment that should be cloned into pUC-4K (Pharmacia) digested with BamH I. The final clone DS-1034-3 was digested with TcoR I and the T7 / hib47 * gene fragment was cloned into pBR328 (Boehringer Mannheim Corporation) to obtain plasmids DS-1048-2 and DS-1067-2 . Electroporation of the DNA plasmid into E. coli strain BL21 / DE3 yields strains DS-1071-1-1 and DS-1071-3-1, which express the Ser-197 -> alanine analog of Hin47.

Пример 6. Example 6

Данный пример иллюстрирует экспрессию аналога Ser-197 --> аланин Hin47 из Е. coli. This example illustrates the expression of the Ser-197 -> alanine Hin47 analog from E. coli.

Ночные культуры штаммов DS-1018-3-1, DS-1071-1-1 или DS-1071-3-1 растили в течение ночи в среде NZCYM + 3% декстроза + антибиотики (ампициллин в концентрации 25 мкг/мл или тетрациклин в концентрации 10 мкг/мл) при 37oС при встряхивании. Разведенную 1: 40 ночную культуру привили в ту же самую среду и выращивали при 37oС при встряхивании до поглощения A578 приблизительно 0,3. Затем была добавлена 1/10 объема 10% лактозы для индукции экспрессии от Т7 промотера. Образцы клеток собрали через 4 часа после индукции путем центрифугирования культуральных образцов при 5000 об/мин в течение 10 мин при 4oС в центрифуге Sorvall RC-3B.Overnight cultures of strains DS-1018-3-1, DS-1071-1-1 or DS-1071-3-1 were grown overnight in NZCYM medium + 3% dextrose + antibiotics (ampicillin at a concentration of 25 μg / ml or tetracycline concentration of 10 μg / ml) at 37 o With shaking. A diluted 1: 40 overnight culture was inoculated into the same medium and grown at 37 ° C. with shaking until an absorption of A 578 of approximately 0.3. Then, 1/10 volume of 10% lactose was added to induce expression from the T7 promoter. Cell samples were collected 4 hours after induction by centrifuging the culture samples at 5000 rpm for 10 min at 4 ° C. in a Sorvall RC-3B centrifuge.

Пример 7. Example 7

Данный пример иллюстрирует экстракцию и очистку Hin47. This example illustrates the extraction and purification of Hin47.

Hin47 экспрессировали как растворимый белок в Е. coli. Осадок клеток из 250 мл культуры, приготовленный, как описано в примере 6, суспендировали в 40 мл 50 мМ Трис/HCl, рН 8,0 и разрушили путем озвучивания (3•10 мин, 70% цикл нагрузки). Экстракт центрифугировали при 20 000•g и сохранили конечный супернатант, который содержал > 95% растворимого белка Hin47. Эту фракцию назвали "Hin47-экстракт". Hin47 was expressed as a soluble protein in E. coli. The cell pellet from a 250 ml culture prepared as described in Example 6 was suspended in 40 ml of 50 mM Tris / HCl, pH 8.0 and destroyed by sonication (3 x 10 min, 70% load cycle). The extract was centrifuged at 20,000 x g and the final supernatant was retained, which contained> 95% soluble Hin47 protein. This fraction was named "Hin47 Extract."

Этот Hin47-экстракт далее очистили на колонке DEAE Sephacel. 40 мл Hin47-экстракта нанесли на колонку объемом 20 мл с DEAE Sephacel, уравновешенную 50 мМ Трис/HCl, рН 8,0. Hin47 связывается с колонкой в этих условиях. Колонку промыли 100 мл 50 мМ Трис/HCl, рН 8,0, содержащего 20 мМ NaCl. Затем Hin47 элюировали 50 мМ Трис/HCl, рН 8,0, содержащим 40 мМ NaCl. Количество Hin47 во фракциях определяли по измерению белка BSA. Чистоту Hin47 оценивали путем SDS-PAGE анализа. Фракции, содержащие Hin47, объединяли и хранили при -20oС.This Hin47 extract was further purified on a DEAE Sephacel column. 40 ml of Hin47 extract was applied to a 20 ml column with DEAE Sephacel equilibrated with 50 mM Tris / HCl, pH 8.0. Hin47 binds to the column under these conditions. The column was washed with 100 ml of 50 mM Tris / HCl, pH 8.0, containing 20 mM NaCl. Then, Hin47 was eluted with 50 mM Tris / HCl, pH 8.0, containing 40 mM NaCl. The amount of Hin47 in the fractions was determined by measuring the BSA protein. Hin47 purity was evaluated by SDS-PAGE analysis. Fractions containing Hin47 were combined and stored at -20 o C.

Только мутант Н91А был также растворим, как и дикий тип белка Hin47, большинство других мутантов были получены как тельца включения. Only the H91A mutant was also soluble, as was the wild-type Hin47 protein; most of the other mutants were obtained as inclusion bodies.

Пример 8. Example 8

Данный пример иллюстрирует экстракцию и очистку аналога Hin47 Ser-197 --> аланин. This example illustrates the extraction and purification of the Hin47 Ser-197 -> alanine analog.

Аналог Hin47 Ser-197 --> аланин экспрессировался в тельцах включения у Е. coli. Осадок клеток, полученный из 250 мл культуры, приготовленный, как описано в примере 6, ресуспендировали в 40 мл 50 мМ Трис/HCl, рН 8,0, и разрушенный озвучиванием (3•10 мин, 70% цикл нагрузки). Экстракт центрифугировали при 20000•g и сохранили конечный осадок. Осадок реэкстрагировали 40 мл 50 мМ Трис/HCl, 0,5% Тритон Х-100, 10 мл ЭДТА, рН 8,0. Суспензию озвучивали 10 мин, 70% цикл нагрузки. Экстракт центрифугировали при 300•g в течение 5 минут. Полученный супернатант центрифугировали снова при 20000•g 30 минут и конечный осадок сохраняли. Осадок ресуспендировали в 50 мМ Трис/HCl, 0,5% Тритон Х-100, 10 мМ ЭДТА, рН 8,0. Затем суспензию перемешали в 50 мМ Трис/HCl, рН 8,0, содержащем 8 М мочевину. Конечная концентрация мочевины в смеси была доведена до 2 М 50 мМ Трис/HCl, рН 8,0. Аналог Hin47 Ser-197 --> аланин полностью растворился в этих условиях. Конечный объем раствора составил 20 мл. Эта фракция названа "Hin47 экстракт аналога". "Hin47 экстракт аналога" далее был очищен на колонке с DEAE Sephacel. 20 мл "Hin47 экстракт аналога" были нанесены на колонку объемом 10 мл с DEAE Sephacel, уравновешенную 50 мМ Трис/HCl, рН 8,0. Аналог Hin47 Ser-197 --> аланин связывается с колонкой в этих условиях. Колонка была промыта 50 мМ Трис/HCl, рН 8,0, и аналог элюировали 50 мМ Трис/HCl, рН 8,0, содержащим 30 мМ NaCl. Количество аналога Hin47 во фракциях определяли по измерению белка BSA. Чистоту аналога Hin47 оценивали путем SDS-PAGE анализа (фиг. 6). Фракции, содержащие аналог Hin47, объединяли и хранили при -20oС.An analog of Hin47 Ser-197 -> alanine was expressed in inclusion bodies in E. coli. Cell pellet obtained from 250 ml of culture, prepared as described in Example 6, was resuspended in 40 ml of 50 mM Tris / HCl, pH 8.0, and disrupted by scoring (3 x 10 min, 70% load cycle). The extract was centrifuged at 20,000 x g and the final pellet was retained. The precipitate was re-extracted with 40 ml of 50 mM Tris / HCl, 0.5% Triton X-100, 10 ml EDTA, pH 8.0. The suspension was voiced for 10 min, 70% load cycle. The extract was centrifuged at 300 x g for 5 minutes. The resulting supernatant was centrifuged again at 20,000 x g for 30 minutes and the final pellet was retained. The precipitate was resuspended in 50 mM Tris / HCl, 0.5% Triton X-100, 10 mM EDTA, pH 8.0. Then the suspension was mixed in 50 mm Tris / HCl, pH 8.0, containing 8 M urea. The final concentration of urea in the mixture was adjusted to 2 M 50 mM Tris / HCl, pH 8.0. The Hin47 Ser-197 -> alanine analog was completely dissolved under these conditions. The final solution volume was 20 ml. This fraction is called "Hin47 analog extract.""Hin47 analog extract" was further purified on a column with DEAE Sephacel. 20 ml of “Hin47 analog extract” were applied to a 10 ml column with DEAE Sephacel, equilibrated with 50 mM Tris / HCl, pH 8.0. The Hin47 Ser-197 -> alanine analog binds to the column under these conditions. The column was washed with 50 mM Tris / HCl, pH 8.0, and the analogue was eluted with 50 mM Tris / HCl, pH 8.0, containing 30 mM NaCl. The amount of Hin47 analog in fractions was determined by measuring the BSA protein. The purity of the Hin47 analog was evaluated by SDS-PAGE analysis (Fig. 6). Fractions containing an analog of Hin47 were combined and stored at -20 o C.

Пример 9. Example 9

Данный пример иллюстрирует протеазную активность Hin47 и Ser-197 --> аланин аналога Hin47. This example illustrates the protease activity of Hin47 and Ser-197 -> alanine of the Hin47 analog.

Ферментативную активность Hin47 и Ser-197 --> аланин аналога Hin47 анализировали, используя бетта-казеин в качестве субстрата (фиг. 7). Реакционная смесь содержала 5 мкг бетта-казеина и Hin47 или аналог Hin47. Реакцию проводили при 37oС в течение двух часов и затем останавливали добавлением SDS-буфера и немедленным кипячением образца при 100oС в течение 5 минут. Аликвоты анализировали путем SDS-PAGE. Как показано на фиг. 7, гидролиз бетта-казеина под действием Hin47 был более выражен через два часа (панель А, прямая 1) по сравнению с фракциями, содержащими аналог Hin47 (панель А, прямая 2) или без добавления экзогенных белков (панель А, прямая 3). Наличие Hin47 и аналога Hin47 в смеси подтверждено методом иммуноблоттинга, используя моноклональное антитело к Hin47 (фиг. 7, панель С, прямые 1 и 2).The enzymatic activity of Hin47 and Ser-197 -> alanine of the Hin47 analog was analyzed using beta-casein as a substrate (Fig. 7). The reaction mixture contained 5 μg betta-casein and Hin47 or an analog of Hin47. The reaction was carried out at 37 ° C. for two hours and then stopped by adding SDS buffer and immediately boiling the sample at 100 ° C. for 5 minutes. Aliquots were analyzed by SDS-PAGE. As shown in FIG. 7, hydrolysis of beta-casein under the action of Hin47 was more pronounced after two hours (panel A, line 1) compared to fractions containing the Hin47 analog (panel A, line 2) or without the addition of exogenous proteins (panel A, line 3). The presence of Hin47 and an Hin47 analog in the mixture was confirmed by immunoblotting using a monoclonal antibody to Hin47 (Fig. 7, panel C, lines 1 and 2).

Протеазные активности Hin47 и аналога Hin47 Ser-197 --> аланин сравнивали, анализируя аутогидролиз Hin47 и аналога Hin47 при 4oС и при -20oС. Очищенные Hin47 или аналог Hin47 хранили либо при 4oС, либо при -20oС до 20 дней. На нулевой, 10 и 20 день отбирали аликвоты и анализировали стабильность Hin47 или аналога Hin47 методом иммуноблоттинга, используя моноклональные антитела к Hin47 (фиг. 8). Аналог был значительно более стабильным, чем Hin47, до 20 дней при хранении как при 4oС, так и при -20oС.The protease activities of Hin47 and the Hin47 analog Ser-197 -> alanine were compared by analyzing the autohydrolysis of Hin47 and the Hin47 analog at 4 ° C and at -20 ° C. The purified Hin47 or Hin47 analog was stored either at 4 ° C or at -20 ° C up to 20 days. On day zero, 10 and 20, aliquots were selected and the stability of Hin47 or the Hin47 analog was analyzed by immunoblotting using monoclonal antibodies to Hin47 (Fig. 8). The analog was significantly more stable than Hin47, up to 20 days when stored both at 4 o C and at -20 o C.

Для дальнейшего изучения протеазной активности аналога Hin47 Ser-197 --> аланин была исследовна способность Hin47 или аналога расщеплять 80-кДа рекомбинантный антиген Н. influenzae. Подобным образом было проведено изучение смешанного антигена для определения протеолитического действия Hin47 или аналога Hin47 на других антигенах. Для этого исследования был выбран рекомбинантный белок (ТВР1) массой 80 кДа Н. influenzae для того, чтобы отличить его от Hin47 или белка аналога (47 кДа). Были составлены следующие пять смесей: белок 80 кДа без добавок; белок 80 кДа + Hin47; белок 80 кДа + аналог; Hin47 без добавок; аналог без добавок. Количество каждого белка в смеси составляло 5 мкг. Смеси хранили при 4oС до четырех недель. Аликвоты отбирали на 0, 7, 14 и 28 дни для анализа методом SDS-PAGE (фиг. 9). Оба белка 80 кДа и Hin47 были заметно расщеплены через одну неделю (прямые 2 и 4). Напротив, белок 80 кДа в комбинации с аналогом Hin47 сохранился интактным через одну неделю, и только через четыре недели проявилась слабая деградация (прямая 3).To further study the protease activity of the Hin47 analog Ser-197 -> alanine, the ability of Hin47 or analog to cleave the 80-kDa recombinant H. influenzae antigen was investigated. Similarly, a mixed antigen was studied to determine the proteolytic effect of Hin47 or an Hin47 analog on other antigens. For this study, a recombinant protein (TBP1) of 80 kDa H. influenzae was selected in order to distinguish it from Hin47 or an analogue protein (47 kDa). The following five mixtures were made: protein 80 kDa without additives; protein 80 kDa + Hin47; protein 80 kDa + analogue; Hin47 no additives; analogue without additives. The amount of each protein in the mixture was 5 μg. The mixture was stored at 4 ° C. for four weeks. Aliquots were selected on days 0, 7, 14 and 28 for analysis by SDS-PAGE (Fig. 9). Both 80 kDa and Hin47 proteins were noticeably cleaved after one week (lines 2 and 4). In contrast, the 80 kDa protein in combination with the Hin47 analogue remained intact after one week, and only four weeks later showed slight degradation (direct 3).

Остаточная протеазная активность других аналогов Hin47 была определена по расщеплению бетта-казеина, как описано Lipinska et аl (ссылка 13), результаты чего показаны в таблице 3. Было обнаружено, что только один мутант (D121E) сохранял сериновую протеазную активность. The residual protease activity of other Hin47 analogues was determined by cleavage of betta-casein as described by Lipinska et al (ref. 13), the results of which are shown in Table 3. It was found that only one mutant (D121E) retained serine protease activity.

Пример 10. Example 10

Данный пример иллюстрирует сравнительную иммуногенность Hin47 и аналога Hin47 у мышей. This example illustrates the comparative immunogenicity of Hin47 and the Hin47 analog in mice.

На фиг. 10 представлены результаты изучения по определению сравнительной иммуногенности Hin47 и аналога Hin47 Ser-197 --> аланин. Так, например, группам из пяти мышей линии Balb/c ввели три раза (как отмечено стрелками) подкожно на 1, 29 и 43 дни в дозе по 1 мкг либо Hin47, либо аналога Hin47 в присутствии АlРО4 (1,5 мг на дозу). Образцы крови отбирали на 14, 28, 42 и 56 дни (как отмечено 1, 2, 3 и 4 заборами крови соответственно) для анализирования титра антител анти-Нin47 по ElAs. Определение анти-Нin47 антител в сыворотке мышей проводили, как описано Panezutti et al. (1993). Микротитровальные ячейки покрыли 1 мкг либо Hin47, либо аналогом Hin47 на 16 часов при комнатной температуре. Затем планшеты отформировали 0,1% (в/о) бычьим сывороточным альбумином на PBS. Сыворотку мышей серийно развели, добавили в ячейки, затем инкубировали один час при комнатной температуре. Аффинно очищенные F(ab')2 фрагменты антимышиного IgG (Fc специфического) антитела, конъюгированные с пероксидазой хрена, были добавлены как второе антитело. Реакцию проводили при использовании тетраметилбензидина (ТМВ/Н2O2) и измеряли поглощение при 450 нм (используя 540 нм как длину волны сравнения) на Flow Multiskan MCC microplate reader. Титр реактивности антисыворотки был определен как обратное разведение, последовательно показывающее двукратное увеличение поглощения над полученным с предварительно взятыми образцами крови. Как можно видеть из фиг. 10, и Hin47, и аналог Hin47 выявляли сравнимые титры у мышей независимо то ли Hin47, то ли мутант был использован в качестве антигена в ElAs.In FIG. 10 presents the results of a study to determine the comparative immunogenicity of Hin47 and an analog of Hin47 Ser-197 -> alanine. For example, groups of five Balb / c mice were injected three times (as indicated by arrows) subcutaneously on days 1, 29, and 43 at a dose of 1 μg of either Hin47 or the Hin47 analog in the presence of AlPO 4 (1.5 mg per dose ) Blood samples were taken on days 14, 28, 42 and 56 (as indicated by 1, 2, 3 and 4 blood samples, respectively) to analyze the titer of anti-Hin47 antibodies by ElAs. Determination of anti-Hin47 antibodies in mouse serum was performed as described by Panezutti et al. (1993). Microtiter cells coated with 1 μg of either Hin47 or Hin47 analog for 16 hours at room temperature. The plates were then formed with 0.1% (w / v) bovine serum albumin in PBS. Serum of mice was serially diluted, added to the cells, then incubated for one hour at room temperature. Affinity purified F (ab ') 2 anti-mouse IgG (Fc specific) antibody fragments conjugated to horseradish peroxidase were added as a second antibody. The reaction was carried out using tetramethylbenzidine (TMB / H 2 O 2 ) and absorbance was measured at 450 nm (using 540 nm as the comparison wavelength) on a Flow Multiskan MCC microplate reader. The antiserum reactivity titer was determined as reverse dilution, sequentially showing a twofold increase in absorption over that obtained with pre-taken blood samples. As can be seen from FIG. 10, both Hin47 and the Hin47 analogue revealed comparable titers in mice, whether either Hin47 or a mutant was used as an antigen in ElAs.

Исследования иммуногенности были также проведены, используя Н91А аналог Hin47. Было обнаружено, что этот аналог дает иммунный ответ, эквивалентный ответу аналога S197A Hin47. Immunogenicity studies were also conducted using the H91A analog of Hin47. It was found that this analogue gives an immune response equivalent to the response of the Hin47 analog S197A.

Для дальнейшего изучения иммунного ответа на Hin47 или Ser-197 --> аланин аналог Hin47 были определены подклассы анти-Нin47 IgG в сыворотке мышей. Микротитровальные ячейки были покрыты 1 мкг очищенного Hin47 или аналога. Конечный отбор образцов сыворотки мышей из сравнительного изучения иммуногенности (как описано выше) был собран и протестирован ElAs. Крысиные антимышиные IgG1, IgG2a и IgG2b, конъюгированные к пероксидазе хрена, и кроличьи антимышиные IgG3, коньюгированные с пероксидазой хрена, были использованы как реагенты в ElAs. Рабочие разведения каждого конъюгата определяли, используя очищенные антитела субклассов для избегания перекрестной реактивности. Титры реактивности были определены, как описано выше. Как показано ниже, в таблице 1, профиль подклассов IgG, вырабатывающийся у мышей как Hin47, так и аналогом Hin47, были идентичны, независимо от того, были ли использованы в качестве твердого антигена в EIAs Hin47 или аналог Hin47. Предоминантный ответ IgG в обоих группах сыворотки мышей представлял IgG1 изотип. Следовательно, аналог Hin47 проявляет, по существу, те же иммуногенные свойства, что и природный белок.To further study the immune response to Hin47 or Ser-197 -> alanine, an analog of Hin47, subclasses of anti-Hin47 IgG in mouse serum were determined. Microtiter cells were coated with 1 μg of purified Hin47 or analog. The final selection of mouse serum samples from a comparative immunogenicity study (as described above) was collected and tested by ElAs. Rat anti-mouse IgG 1 , IgG 2a and IgG 2b conjugated to horseradish peroxidase and rabbit anti-mouse IgG 3 conjugated to horseradish peroxidase were used as reagents in ElAs. Working dilutions of each conjugate were determined using purified subclass antibodies to avoid cross-reactivity. Reactivity titers were determined as described above. As shown in Table 1 below, the IgG subclass profile generated in both Hin47 and Hin47 analog mice were identical, regardless of whether they were used as solid antigen in Hin47 EIAs or Hin47 analog. The predominant IgG response in both groups of mouse serum was the IgG 1 isotype. Therefore, the Hin47 analog exhibits essentially the same immunogenic properties as the natural protein.

Пример 11. Example 11

Данный пример иллюстрирует иммунозащитные свойства Hin47 и Ser-197 --> аланин аналога Hin47. This example illustrates the immunoprotective properties of Hin47 and Ser-197 -> alanine analogue Hin47.

Иммунозащитные свойства Hin47 и Ser-197 --> аланин аналога Hin47 были проанализированы по способности специфической сыворотки к Hin47 защищать детенышей крыс от Н. influenzae типа b штамма MinnA в бактериальной модели. Результаты этого исследования представлены ниже в таблице 2. Группам 6-дневных детенышей крыс Вистар подкожно ввели (п.к.) в спину рядом с шеей по 0,1 мл либо кроличьей антисыворотки к аналогу анти-Нin47, либо соответствующей предварительно взятой сыворотки. Двадцать четыре часа спустя животным внутрибрюшинно (в. б. ) ввели по 700 КОЕ свежевыращенного Hib штамма MinnA. Образцы крови собрали через 24 часа после введения и поместили в шоколадные агаровые плашки. Бактериальные колонии подсчитали через 24 часа. Как показано в таблице 2, трое из девяти животных в группе, которой вводили антисыворотку к аналогу анти-Нin47, не проявляли никакую бактериемию в крови. Только одна мышь в группе, которой вводили антисыворотку к аналогу анти-Нin47 (11%), имела высокий бактериальный выход из образцов крови в сравнении с мышами, которым вводили предварительно взятую сыворотку. Напротив, выход бактерий наблюдался у всех девяти мышей, которым вводили предварительно взятую сыворотку. Четыре из девяти животных (44%) в группе, которой вводили предварительно взятую сыворотку, проявляли высокий уровень (от 500 до 1000) выхода бактерий в образцах крови. The immunoprotective properties of Hin47 and Ser-197 -> alanine of the Hin47 analog were analyzed by the ability of specific Hin47 serum to protect rat young rats from H. influenzae type b strain MinnA in a bacterial model. The results of this study are presented in Table 2 below. Groups of 6-day-old Wistar rat pups were injected subcutaneously (SC) in the back next to the neck with 0.1 ml of either rabbit antiserum to the anti-Hin47 analogue or the corresponding pre-taken serum. Twenty-four hours later, animals were injected intraperitoneally (b.p.) with 700 CFU of freshly grown Hib strain MinnA. Blood samples were collected 24 hours after administration and placed in chocolate agar plates. Bacterial colonies were counted after 24 hours. As shown in table 2, three out of nine animals in the group that was injected with the antiserum to the anti-Hin47 analog did not show any bacteremia in the blood. Only one mouse in the group that was injected with the antiserum to the anti-Hin47 analogue (11%) had a high bacterial yield from blood samples compared to mice that were injected with pre-taken serum. In contrast, bacteria emerged in all nine mice that were injected with pre-taken serum. Four out of nine animals (44%) in the group that was injected with pre-taken serum, showed a high level (from 500 to 1000) of the output of bacteria in blood samples.

Модель бактериемии на детенышах крыс была использована для оценки даваемой защиты антисывороткой анти-Нin47 или мутантной анти-Нin47 антисывороткой против бактериемии, вызываемой инфекцией Н. influenzae типа b. 6 из 10 детенышей крыс были защищены антисывороткой, полученной против каждого из диких типов Hin47, Н91А Hin47 и S197A Hin47 аналогов. The rat pup bacteremia model was used to evaluate the protection given by anti-Hin47 antiserum or mutant anti-Hin47 antiserum against bacteremia caused by H. influenzae type b infection. 6 out of 10 rat pups were protected with antiserum obtained against each of the wild-type Hin47, H91A Hin47 and S197A Hin47 analogues.

Пример 12. Example 12

Данный пример иллюстрирует индукцию Hin47 в стрессовых условиях. This example illustrates the induction of Hin47 under stressful conditions.

Штамм Еаgаn Н. influenzae выращивали при 37oС до А590=0,3 на инфузионном бульоне сердце мозг (BHI), содержащем гемин (2 мкг/мл) и NAD (2 мкг/мл). Образцы разделили на аликвоты и выращивали при 37oС, 42oС и 43,5oС или в присутствие 6% этанола, 0,2 М NaCl или 0,3 М NaCl. Штамм Е. coli JM109 выращивали при 37oС до А590 ≈ 0,3 в YT среде и разделили на аликвоты, как описано. Образцы собрали в 0 мин, 20 мин, 40 мин, 60 мин и 90 мин и анализировали по OD и SDS-PGE/Western blot. Для Western blot анализа использовали антисыворотку морских свинок, которая распознает как Н. influenzae, так и Е. coli htrA. Белок Е. coli htrA производился в больших количествах, когда организм выращивали при 43,5oС, тогда как белок Hin47 H. influenzae наблюдался в малых количествах. Оба белка Е. coli htrA и Н. influenzae Hin47 индуцировались при выращивании в среде, содержащей 6% этанол. Высокие концентрации солей были недостаточны для индукции других белков. Эти результаты показывают, что белок Hin47 является стресс-зависимым белком у Н. influenzae, индуцирующимся при сходных условиях, что и белок Е. coli htrA.The strain Eagan H. influenzae was grown at 37 ° C to A 590 = 0.3 on a brain heart infusion broth (BHI) containing hemin (2 μg / ml) and NAD (2 μg / ml). Samples were aliquoted and grown at 37 ° C, 42 ° C and 43.5 ° C or in the presence of 6% ethanol, 0.2 M NaCl or 0.3 M NaCl. The strain E. coli JM109 was grown at 37 ° C. to A 590 ≈ 0.3 in YT medium and aliquoted as described. Samples were collected at 0 min, 20 min, 40 min, 60 min and 90 min and analyzed by OD and SDS-PGE / Western blot. Guinea pig antiserum was used for Western blot analysis, which recognizes both H. influenzae and E. coli htrA. The E. coli htrA protein was produced in large quantities when the body was grown at 43.5 ° C, while the H. influenzae Hin47 protein was observed in small quantities. Both E. coli htrA and H. influenzae Hin47 proteins were induced when grown in medium containing 6% ethanol. High salt concentrations were insufficient for the induction of other proteins. These results indicate that the Hin47 protein is a stress-dependent protein in H. influenzae, which is inducible under similar conditions as the E. coli htrA protein.

Пример 13. Example 13

Данный пример иллюстрирует очистку Н91А Hin47 белка. This example illustrates the purification of H91A Hin47 protein.

Растворимый мутант Н91А очищали преимущественно, как описано для дикого типа Hin47 в примере 7, с добавлением гидроксилаппатитной (НАР) колонки. НАР колонка была уравновешена 10 мМ натрий фосфатным буфером (рН 8,0) и на нее нанесен материал, прогнанный через DEAE колонку. Н91А Hin47 связался с колонкой, а примесные белки удаляли промыванием колонки 175 мМ натрий-фосфатным буфером. Белок Н91А Hin47 элюировали 300 мM натрий-фосфатным буфером (рН 8,0) и хранили при -20oС.The soluble mutant H91A was purified predominantly as described for wild-type Hin47 in Example 7 with the addition of a hydroxylappatite (HAP) column. The HAP column was balanced with 10 mM sodium phosphate buffer (pH 8.0) and coated with material driven through a DEAE column. H91A Hin47 bound to the column, and impurity proteins were removed by washing the column with 175 mM sodium phosphate buffer. Protein H91A Hin47 was suirable 300 mm sodium phosphate buffer (pH 8.0) and stored at -20 o C.

Пример 14. Example 14

Данный пример иллюстрирует изучение защитного действия Hin47 и мутанта Hin47 на модели отита у шиншилл. This example illustrates the study of the protective effects of Hin47 and the mutant Hin47 in a model of otitis in chinchillas.

Шиншилл (500 г весом) иммунизировали в.м. три раза по 30 мкг/дозу Hin47 или мутантом Hin47 (H91A или S197A) с адъювантом с АlР04 и на 1, 28 и 42 дни. Животных отбирали на 56 день по образованию вздутия в организмах с 50-1000 КОЕ вирулентного NTHi штамма SB12. Животных мониторировали по тимпанометрическому и отоскопическому обследованию, а на 4 день после отбора аспирировали жидкость из среднего уха и помещали на шоколадный агар. Бактериальные колонии подсчитывали через 24 часа. Белки дикого типа Hin47 и H91A Hin47 давали защиту у 50% животных, однако S197A Hin47 был неэффективен на этой модели (таблица 3).Chinchillas (500 g weight) were immunized with m. three times at 30 μg / dose of Hin47 or with a Hin47 mutant (H91A or S197A) with an adjuvant with AlP0 4 and on days 1, 28 and 42. Animals were selected on day 56 for bloating in organisms with 50-1000 CFU of virulent NTHi strain SB12. Animals were monitored by tympanometric and otoscopic examination, and on day 4 after selection, aspirated fluid from the middle ear and placed on chocolate agar. Bacterial colonies were counted after 24 hours. The wild-type proteins Hin47 and H91A Hin47 provided protection in 50% of the animals, however, S197A Hin47 was ineffective in this model (table 3).

Заключение
В заключение настоящего описания настоящее изобретение относится к новым аналогам белка Hin47 Haemophilus influenzae, которые обладают пониженной протеазной активностью, составляющей менее чем 10% от активности природного белка Hin47, а также к выделенным и очищенным молекулам ДНК, кодирующих их. В рамках настоящего изобретения возможны модификации.
Conclusion
To conclude the present description, the present invention relates to new analogues of the Hin47 protein of Haemophilus influenzae, which have a reduced protease activity of less than 10% of the activity of the natural Hin47 protein, as well as to isolated and purified DNA molecules encoding them. Modifications are possible within the scope of the present invention.

Список литературы
1. Zangwill et al, 1993. MMWR 42:1-15.
List of references
1. Zangwill et al, 1993. MMWR 42: 1-15.

2. Schoendorf et al, 1994. Pediatrics 93:663-8. 2. Schoendorf et al, 1994. Pediatrics 93: 663-8.

3. Brenner et al, 1988. Nature 334:528-530. 3. Brenner et al, 1988. Nature 334: 528-530.

4. O'Hagan, 1992. Clin. Pharmokinet. 22:1-10. 4. O'Hagan, 1992. Clin. Pharmokinet. 22: 1-10.

5. Ulmer et al, 1993. Curr. Opinion. Invest. Drugs 2:983-989. 5. Ulmer et al, 1993. Curr. Opinion Invest. Drugs 2: 983-989.

6. Chang et al, 1978. Nature 275:617. 6. Chang et al, 1978. Nature 275: 617.

7. Goeddel et al, 1980. Nucl. Acid. Res. 8:4057. 7. Goeddel et al, 1980. Nucl. Acid Res. 8: 4057.

8. Harkness et al, 1992. J. Bacteriol. 174:2425-2430. 8. Harkness et al, 1992. J. Bacteriol. 174: 2425-2430.

9. Loeb et al, 1987. Infec. Immun. 55:2612-2618. 9. Loeb et al, 1987. Infec. Immun. 55: 2612-2618.

10. Holmes and Quigley, 1981. Analyt. Biochem. 114:193-197. 10. Holmes and Quigley, 1981. Analyt. Biochem. 114: 193-197.

11. Young and Davis, 1985. Gene 38:31-38. 11. Young and Davis, 1985. Gene 38: 31-38.

12. Panezutti et al, 1993. Infec. Immun. 61:1867-72. 12. Panezutti et al, 1993. Infec. Immun. 61: 1867-72.

13. Lipinska et al, 1985. Bacteriol. 171:1574-1584. 13. Lipinska et al, 1985. Bacteriol. 171: 1574-1584.

14. Barenkamp et al, 1986. Infect. Immun. 52:572-578.9 14. Barenkamp et al, 1986. Infect. Immun. 52: 572-578.9

Claims (18)

1. Выделенный и очищенный аналог белка Hin47 Haemophilus influenzae, который обладает пониженной протеазной активностью, составляющей менее 10% от активности нативного белка Hin47, и в котором, по крайней мере, одна аминокислота нативного белка Hin47, ответственная за протеазную активность, удалена или заменена на другую аминокислоту или, по крайней мере, одна аминокислота введена в нативный белок Hin47 для обеспечения указанной пониженной протеазной активности. 1. An isolated and purified analogue of the Hin47 protein of Haemophilus influenzae, which has a reduced protease activity of less than 10% of the activity of the native Hin47 protein, and in which at least one amino acid of the native Hin47 protein responsible for the protease activity is deleted or replaced by another amino acid or at least one amino acid is introduced into the native Hin47 protein to provide this reduced protease activity. 2. Аналог по п. 1, отличающийся тем, что обладает по существу теми же иммуногенными свойствами, что и нативный белок Hin47. 2. The analogue according to claim 1, characterized in that it has essentially the same immunogenic properties as the native Hin47 protein. 3. Аналог по п. 1, отличающийся тем, что одна указанная удаленная или замененная аминокислота выбрана из аминокислот 195-201, His-91 или Asp-121 нативного белка Hin47. 3. An analogue according to claim 1, characterized in that one said deleted or substituted amino acid is selected from amino acids 195-201, His-91 or Asp-121 of the native Hin47 protein. 4. Аналог по п. 3, отличающийся тем, что одна указанная аминокислота представляет Ser-197. 4. An analogue according to claim 3, characterized in that one of the specified amino acid is Ser-197. 5. Аналог по п. 4, отличающийся тем, что Ser-197 заменен на аланин, цистеин или треонин. 5. An analogue according to claim 4, characterized in that Ser-197 is replaced by alanine, cysteine or threonine. 6. Аналог по п. 3, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна указанная аминокислота представляет собой His-91, который заменен на аланин, лизин или аргинин. 6. An analogue according to claim 3, characterized in that at least one of said amino acids is His-91, which is replaced by alanine, lysine or arginine. 7. Аналог по п. 3, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна указанная аминокислота представляет собой Asp-121, который заменен на аланин. 7. An analogue according to claim 3, characterized in that at least one of said amino acids is Asp-121, which is replaced by alanine. 8. Аналог по п. 1, отличающийся тем, что аминокислоты выбирают из His-91 и Ser-197 или His-91, Asp-121 и Ser-197, которые могут быть удалены или заменены на аланин. 8. An analogue according to claim 1, characterized in that the amino acids are selected from His-91 and Ser-197 or His-91, Asp-121 and Ser-197, which can be removed or replaced with alanine. 9. Химерная молекула, содержащая аналог по любому из пп. 1-8, связанный с полисахаридом. 9. Chimeric molecule containing an analogue according to any one of paragraphs. 1-8 associated with the polysaccharide. 10. Рекомбинантная плазмида DS-1011-1-1 (pT7/Hin47*) ATCC N 75845, несущая молекулу нуклеиновой кислоты, экспрессирующую аналог белка Hin47, в котором Ser-197 заменен на аланин. 10. Recombinant plasmid DS-1011-1-1 (pT7 / Hin47 *) ATCC N 75845, carrying a nucleic acid molecule expressing the Hin47 protein analogue in which Ser-197 is replaced with alanine. 11. Способ получения аналога белка Hin47 Haemophilus influenzae, который обладает пониженной протеазной активностью, составляющей менее 10% от активности нативного белка Hin47, и в котором, по крайней мере, одна аминокислота нативного белка Hin47, ответственная за протеазную активность, удалена или заменена на другую аминокислоту или, по крайней мере, одна аминокислота введена в нативный белок Hin47 для обеспечения указанной пониженной протеазной активности, включающий идентификацию, по крайней мере, одного аминокислотного остатка белка Hin47, ответственного за его протеазную активность; осуществление сайт-направленного мутагенеза гена hin47 для удаления или замены нуклеотидной последовательности, кодирующей, по крайней мере, одну указанную аминокислоту с получением мутантного гена hin47; введение мутантного гена hin47 в клетку с получением трансформированной клетки; и культивирование трансформированной клетки с получением аналога Hin47. 11. A method of obtaining an analog of the Hin47 protein of Haemophilus influenzae, which has a reduced protease activity of less than 10% of the activity of the native Hin47 protein, and in which at least one amino acid of the native protein Hin47, responsible for the protease activity, is removed or replaced with another an amino acid or at least one amino acid is introduced into the native Hin47 protein to provide said reduced protease activity, including the identification of at least one amino acid residue of the Hin47 protein responsible for its protease activity; the implementation of site-directed mutagenesis of the hin47 gene to remove or replace a nucleotide sequence encoding at least one of the specified amino acids to obtain a mutant hin47 gene; introducing a mutant hin47 gene into a cell to obtain a transformed cell; and culturing the transformed cell to obtain an analog of Hin47. 12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что указанное введение мутированного гена hin47 позволяет получить трансформированную клетку, в которой мутантный ген hin47 находится под контролем Т7 промотора, и культивирование указанной трансформированной клетки и экспрессию аналога Hin47 под контролем указанного промотора осуществляют культивированием в присутствии индуцирующей концентрации лактозы. 12. The method according to p. 11, characterized in that the introduction of a mutated hin47 gene allows you to obtain a transformed cell in which the mutant hin47 gene is under the control of the T7 promoter, and the cultivation of the transformed cell and expression of the Hin47 analog under the control of the specified promoter is carried out by culturing in the presence of inducing lactose concentration. 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что указанное введение мутантного гена hin47 осуществляют путем трансформации указанной клетки рекомбинантной плазмидой DS-1011-1-1 (рТ7/Hin47*) АТСС N 75845. 13. The method according to p. 12, characterized in that the introduction of the mutant hin47 gene is carried out by transforming the indicated cell with the recombinant plasmid DS-1011-1-1 (pT7 / Hin47 *) ATCC N 75845. 14. Способ по любому из пп. 11-13, отличающийся тем, что указанная стадия культивирования позволяет получить трансформированные клетки, включающие тельца включения, содержащие аналог Hin47, и далее включает разрушение указанных культивированных трансформированных клеток с получением супернатанта и указанных телец включения, солюбилизацию указанных телец включения с получением раствора, содержащего аналог Hin47, хроматографическую очистку указанного аналога Hin47 из указанного раствора, не содержащего клеточных остатков, и выделение указанного аналога Hin47. 14. The method according to any one of paragraphs. 11-13, characterized in that the specified stage of cultivation allows to obtain transformed cells, including inclusion bodies, containing an analog of Hin47, and further includes the destruction of these cultured transformed cells to obtain a supernatant and these inclusion bodies, solubilization of these inclusion bodies to obtain a solution containing an analog Hin47, chromatographic purification of the indicated Hin47 analog from the indicated solution containing no cell residues, and isolation of the indicated Hin47 analog. 15. Вакцина против заболеваний, вызываемых патогенными бактериями вида Haemophilus influenzae, содержащая иммунологически эффективное количество аналога Hin47, охарактеризованного в пп. 1-8. 15. A vaccine against diseases caused by pathogenic bacteria of the species Haemophilus influenzae, containing an immunologically effective amount of the Hin47 analogue described in paragraphs. 1-8. 16. Способ определения наличия антител, специфично распознающих белок Hin47 в образце, включающий стадии: (a) взаимодействия образца с аналогом Hin47, охарактеризованным в любом из пп. 1-8 с получением комплексов, содержащих аналог Hin47 и указанные специфично распознающие его антитела, если таковые присутствуют в образце; (b) определения образования комплексов. 16. A method for determining the presence of antibodies that specifically recognize the Hin47 protein in a sample, comprising the steps of: (a) interacting the sample with a Hin47 analog described in any one of claims. 1-8 to obtain complexes containing an analog of Hin47 and these specific antibodies specifically recognizing it, if any, are present in the sample; (b) determining the formation of complexes. 17. Способ определения присутствия белка Hin47 в образце, включающий стадии: (a) иммунизации субъекта, отличного от человека, вакциной, охарактеризованной в п. 15, с получением антител, специфичных к белку Hin47; (b) взаимодействия образца с антителами с получением комплексов, содержащих белок Hin47, если таковой присутствует в образце, и указанные специфичные антитела к белку Hin47; (c) определения образования комплексов. 17. A method for determining the presence of a Hin47 protein in a sample, comprising the steps of: (a) immunizing a non-human subject with the vaccine described in claim 15 to produce antibodies specific for the Hin47 protein; (b) interaction of the sample with antibodies to obtain complexes containing the Hin47 protein, if present in the sample, and said specific antibodies to the Hin47 protein; (c) determining the formation of complexes. 18. Диагностический набор для определения наличия антител в образце, специфично распознающих белок Hin47, содержащий: (a) аналог белка Hin47, охарактеризованный в любом из пп. 1-8; (b) средства для взаимодействия аналога с образцом с получением комплексов, содержащих аналог и указанное антитело, если таковое присутствует в образце; и (c) средства для определения образования комплексов. 18. A diagnostic kit for determining the presence of antibodies in a sample that specifically recognizes a Hin47 protein, comprising: (a) an analogue of the Hin47 protein, characterized in any one of paragraphs. 1-8; (b) means for reacting the analog with the sample to produce complexes containing the analog and said antibody, if any, in the sample; and (c) means for determining the formation of complexes.
RU96108819A 1994-07-21 1995-07-21 Analogue hin47 of haemophilus with reduced protease activity RU2196176C2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/278,091 US5506139A (en) 1994-07-21 1994-07-21 Analog of haemophilus Hin47 with reduced protease activity
US08/278,091 1994-07-21
US08/296,149 1994-08-26
US08/487,167 1995-06-07
US08/487,167 US5869302A (en) 1994-07-21 1995-06-07 Analog of haemophilus hin47 with reduced protease activity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96108819A RU96108819A (en) 1998-07-20
RU2196176C2 true RU2196176C2 (en) 2003-01-10

Family

ID=26958897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96108819A RU2196176C2 (en) 1994-07-21 1995-07-21 Analogue hin47 of haemophilus with reduced protease activity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2196176C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Г.МАНИАТИС и др. Методы генетической инженерии. - М.: Мир, 1984, с.241-244. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2907552B2 (en) Haemophilus outer membrane protein
US6420134B1 (en) Vaccines for nontypable haemophilus influenzae
CA2224127C (en) Flagellin gene, flac of campylobacter
US5869302A (en) Analog of haemophilus hin47 with reduced protease activity
EP0729513B1 (en) Analog of haemophilus hin47 with reduced protease activity
US5506139A (en) Analog of haemophilus Hin47 with reduced protease activity
US5770213A (en) Purified nontypable haemophilus influenzae P5 protein as a vaccine for nontypable haemophilus influenzae infection
US5981503A (en) Analog of Haemophilus Hin47 with reduced protease activity
US6153580A (en) Analog of haemophilus Hin47 with reduced protease activity
KR100981471B1 (en) Mutants of the p4 protein of nontypable haemophilus influenzae with reduced enzymatic activity
RU2196176C2 (en) Analogue hin47 of haemophilus with reduced protease activity
US6335182B1 (en) Recombinant Haemophilus influenzae adhesin proteins
AU687619C (en) Analog of haemophilus HIN47 with reduced protease activity
JP4184430B2 (en) Protease activity-reduced Haemophilus Hin47 analog
US6432669B1 (en) Protective recombinant Haemophilus influenzae high molecular weight proteins
KR100216390B1 (en) Haemophilus outer membrane protein
US5756105A (en) Opacity associated proteins, DNA encoding the same, and methods of use thereof
US20050249747A1 (en) Recombinant high molecular weight major outer membrane protein of Moraxella
KR100394454B1 (en) Transferrin receptor genes
NZ539569A (en) Recombinant haemophilus influenzae adhesin proteins

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130722