RU2286388C2 - Interleukin-1 inhibitor, method for production thereof, dna molecule encoding interleukin-1 inhibitor, and precursor thereof - Google Patents

Interleukin-1 inhibitor, method for production thereof, dna molecule encoding interleukin-1 inhibitor, and precursor thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2286388C2
RU2286388C2 RU99102976/13A RU99102976A RU2286388C2 RU 2286388 C2 RU2286388 C2 RU 2286388C2 RU 99102976/13 A RU99102976/13 A RU 99102976/13A RU 99102976 A RU99102976 A RU 99102976A RU 2286388 C2 RU2286388 C2 RU 2286388C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inhibitor
interleukin
cell
dna molecule
sequence
Prior art date
Application number
RU99102976/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Чарльз Х. ХЭННОН (US)
Чарльз Х. ХЭННОН
Стефен П. АЙЗЕНБЕРГ (US)
Стефен П. АЙЗЕНБЕРГ
Роберт С. ТОМПСОН (US)
Роберт С. ТОМПСОН
Виль м П. АРЕНД (US)
Вильям П. АРЕНД
Феннеке Г. ДЖОСЛИН (US)
Феннеке Г. ДЖОСЛИН
Андреас СОММЕР (US)
Андреас СОММЕР
Original Assignee
Амген Инк.
Дзе Риджентс Оф Дзе Юниверсити Оф Колорадо
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Амген Инк., Дзе Риджентс Оф Дзе Юниверсити Оф Колорадо filed Critical Амген Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2286388C2 publication Critical patent/RU2286388C2/en

Links

Images

Classifications

    • Y02E50/343

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology, gene engineering, medicine.
SUBSTANCE: polypeptide (IL-li) is obtained by recombinant DNA technology having activity of interleukin-1-alpha and interleukin-1-beta inhibitor. Disclosed is DNA sequences encoding inhibitor precursor and maturated form thereof. Described is method for production of vector constructs containing said DNA sequences, as well as transformed cells producing of recombinant IL-li.
EFFECT: method for large-scale production of interleukin-1-beta inhibitor, useful in medicine.
21 cl, 26 dwg, 11 ex

Description

Настоящая заявка является выделенной из заявки №4894343/13, поданной 26 ноября 1990 г., с приоритетом от 27 мая 1988 г. This application is isolated from application No. 4894343/13, filed November 26, 1990, with priority dated May 27, 1988

А. ИЛ-1A. IL-1

Интерлейкины-1 представляют собой класс белков, продуцируемых множеством типов клеток, включая моноциты и некоторые макрофаги. Данный класс включает, по меньшей мере, два белка с молекулярной массой 17-18 килодальтон, известных как интерлейкин-1 альфа и интерлейкин-1 бета. Эти белки оказывают важные физиологические воздействия на целый ряд различных целевых клеток, вовлеченных в воспалительные и иммунные реакции. Белки представляют собой ко-митагены (с фитогемаглутинином) для Т-лимфоцитов, побуждая фибробласты и хондроциты секретировать латентную коллагеназу и повышая поверхностные адгезионные силы эндотелиальных клеток для нейтрофилов. Кроме того, они воздействуют на гипоталамус как пирогены, они стимулируют катаболизм мышечного белка, и они заставляют гепатоциты синтезировать класс белков, известных как "острофазовые реагирующие вещества". Таким образом, интерлейкины-1 (ИЛ-1), очевидно, представляют собой важную часть реакции организма на заражение и повреждение.Interleukins-1 are a class of proteins produced by many types of cells, including monocytes and some macrophages. This class includes at least two proteins with a molecular weight of 17-18 kilodaltons, known as interleukin-1 alpha and interleukin-1 beta. These proteins have important physiological effects on a number of different target cells involved in inflammatory and immune responses. Proteins are co-mitagens (with phytohemaglutinin) for T-lymphocytes, causing fibroblasts and chondrocytes to secrete latent collagenase and increasing the surface adhesion forces of endothelial cells for neutrophils. In addition, they act on the hypothalamus as pyrogens, they stimulate muscle protein catabolism, and they cause hepatocytes to synthesize a class of proteins known as "acute phase reactants." Thus, interleukins-1 (IL-1), obviously, are an important part of the body's response to infection and damage.

В. Патологические Роли ИЛ-1B. Pathological Roles of IL-1

Тем не менее, несмотря на обычно благоприятные воздействия ИЛ-1, возникают случаи, когда их эффекты становятся отрицательными. Например, ИЛ-1 может повышать уровень содержания коллагенов в подагрическом суставе и вовлечен в качестве медиатора острой и хронической стадий иммунопатологии в ревматоидный артрит. ИЛ-1 может быть ответственным за изменение функции эндотелиальных клеток, направляя хемотаксис и миграцию лейкоцитов и лимфоцитов в синовиальную ткань, индуцируя капиллярную пролиферацию и стимулируя аккумуляцию макрофагов в синовиальную выстилку в течение острой фазы данного заболевания. В фазе разрыва тканей ИЛ-1 вовлечен в качестве медиатора при индуцировании тканевого разрыва, стимулируя высвобождение ферментов из фибробластов и хондроцитов.Nevertheless, despite the usually favorable effects of IL-1, there are cases when their effects become negative. For example, IL-1 can increase the level of collagen in the gouty joint and is involved as a mediator of the acute and chronic stages of immunopathology in rheumatoid arthritis. IL-1 may be responsible for changing the function of endothelial cells, directing chemotaxis and the migration of leukocytes and lymphocytes into the synovial tissue, inducing capillary proliferation and stimulating the accumulation of macrophages in the synovial lining during the acute phase of this disease. In the phase of tissue rupture, IL-1 is involved as a mediator in inducing tissue rupture, stimulating the release of enzymes from fibroblasts and chondrocytes.

Кроме того, избыточное производство ИЛ-1 продемонстрировано в коже пациентов с псориазом, и высокие уровни ИЛ-1 можно найти в синовиальной жидкости пациентов с псориатическим артритом. ИЛ-1, высвобождаемый клетками в воспалительной синовиальной оболочке при псориатическом артрите, может обусловливать разрыв тканей, стимулируя высвобождение ферментов из других клеток. Суставная патология синдрома Рейтера аналогична наблюдаемой при псориатичеоком артрите и ревматоидном артрите. Кроме того, ИЛ-1 можно обнаружить в синовиальной жидкости пациентов, страдающих остеоартритом. Высвобождение ИЛ-1 хондроцитами вовлечено в разрыв суставного хряща при данном заболевании.In addition, excessive production of IL-1 has been demonstrated in the skin of patients with psoriasis, and high levels of IL-1 can be found in the synovial fluid of patients with psoriatic arthritis. IL-1, released by cells in the inflammatory synovial membrane in psoriatic arthritis, can cause tissue rupture, stimulating the release of enzymes from other cells. The joint pathology of Reiter's syndrome is similar to that observed in psoriatic arthritis and rheumatoid arthritis. In addition, IL-1 can be found in the synovial fluid of patients with osteoarthritis. The release of IL-1 by chondrocytes is involved in the rupture of articular cartilage in this disease.

ИЛ-1 также может повышать тяжесть аутоиммунных заболеваний. Например, пониженное производство ИЛ-1 описано из периферических кровяных клеток у пациентов, страдающих общей красной волчанкой. Кроме того, некоторые изменения в функции В-лимфоцитов могут быть связаны с нарушениями в производстве ИЛ-1 или пригодности ИЛ-1.IL-1 can also increase the severity of autoimmune diseases. For example, decreased production of IL-1 is described from peripheral blood cells in patients suffering from common lupus erythematosus. In addition, some changes in the function of B-lymphocytes may be associated with impaired production of IL-1 or the suitability of IL-1.

Избыточное производство ИЛ-1 продемонстрировано в периферических моноцитах пациентов, страдающих склеродермией, и ИЛ-1 вовлечен в качестве потенциального агента фиброза посредством стимуляции производства коллагенов фибробластами. Механизм повреждения тканей при дерматомикозе может также включать клеточно-опосредованный иммунитет, и поэтому ИЛ-1 может быть вовлечен в качестве медиатора в данный патофизиологический процесс.Excessive production of IL-1 has been demonstrated in the peripheral monocytes of patients suffering from scleroderma, and IL-1 is involved as a potential fibrosis agent by stimulating the production of collagen by fibroblasts. The mechanism of tissue damage in dermatomycosis may also include cell-mediated immunity, and therefore, IL-1 may be involved as a mediator in this pathophysiological process.

Острая и хроническая коллагеновая легочная болезнь отличается избыточным производством коллагена легочными фибробластами, которые могут стимулироваться ИЛ-1. Недавние исследования на животной модели относительно легочной гипертензии показывают, что ИЛ-1 может быть ответственным за индукцию изменения эндотелиальных клеток, которые приводят к сужению легочных артерий. Именно такое сужение приводит к легочной гипертензии и дальнейшему вторичному нарушению. Таким образом, ингибиторы ИЛ-1 могли бы стать пригодными средствами при лечении этих легочных заболеваний.Acute and chronic collagenic pulmonary disease is characterized by excessive collagen production by pulmonary fibroblasts, which can be stimulated by IL-1. Recent studies in an animal model regarding pulmonary hypertension show that IL-1 may be responsible for inducing changes in endothelial cells that lead to narrowing of the pulmonary arteries. It is this narrowing that leads to pulmonary hypertension and further secondary impairment. Thus, IL-1 inhibitors could be useful in the treatment of these pulmonary diseases.

Последние исследования показывают, что ИЛ-1 способен непосредственно повреждать бета-клетки в островках Лангерганса, которые отвечают за производство инсулина. Разрушение клеток при помощи ИЛ-1 в настоящее время рассматривается как первичное событие в острой фазе юношеского сахарного диабета.Recent studies show that IL-1 is able to directly damage beta cells in the islets of Langerhans, which are responsible for insulin production. The destruction of cells using IL-1 is currently considered as the primary event in the acute phase of juvenile diabetes mellitus.

Инфильтрация моноцитов и макрофагов в почках господствует во многих формах острого и хронического гломерулонефрита. Высвобождение ИЛ-1 этими клетками может привести к локальной аккумуляции других воспалительных клеток, приводя в конце концов к воспалительному разрушению и фиброзной раекции в почках.Infiltration of monocytes and macrophages in the kidneys dominates in many forms of acute and chronic glomerulonephritis. The release of IL-1 by these cells can lead to local accumulation of other inflammatory cells, ultimately leading to inflammatory destruction and fibrous kidney transfection.

Показано, что кристаллы, обнаруженные в тканях или жидкостях при подагре или псевдопадагре, могут непосредственно симулировать макрофаги к высвобождению ИЛ-1. Таким образом, ИЛ-1 может быть важным медиатором в воспалительном цикле при таких заболеваниях.It has been shown that crystals found in tissues or fluids with gout or pseudo-gout can directly simulate macrophages to release IL-1. Thus, IL-1 can be an important mediator in the inflammatory cycle in such diseases.

ИЛ-1 способен индуцировать потерю кальция из костей и может быть ответственным за остеопороз, который наблюдается при воспалительных заболеваниях суставов.IL-1 is able to induce calcium loss from bones and may be responsible for osteoporosis, which is observed in inflammatory joint diseases.

Кератиноциты от пациентов, страдающих псориазом, высвобождают большие количества ИЛ-1. Этот медиатор может отвечать за вторичную пролиферацию клеток, которая происходит в коже пациентов, страдающих данным заболеванием.Keratinocytes from patients with psoriasis release large amounts of IL-1. This mediator may be responsible for the secondary cell proliferation that occurs in the skin of patients suffering from this disease.

ИЛ-1 является одним из важных эндогенных пирогенов и может отвечать за индуцирование заметной степени лихорадочного состояния, наблюдаемого при некоторых инфекционных заболеваниях, таких как острые лихорадочные заболевания, вызванные бактериями или вирусами.IL-1 is one of the important endogenous pyrogens and may be responsible for inducing a marked degree of fever observed in some infectious diseases, such as acute febrile diseases caused by bacteria or viruses.

Саркоидоз характеризуется гранулематозными повреждениями во многих органах тела. Показано, что ИЛ-1 способен индуцировать образование гранулем in vitro и может быть вовлечен в данный процесс у пациентов, страдающих саркоидозом.Sarcoidosis is characterized by granulomatous lesions in many organs of the body. It was shown that IL-1 is able to induce the formation of granulomas in vitro and may be involved in this process in patients with sarcoidosis.

Избыточное производство ИЛ-1 продемонстрировано в периферических моноцитах от болезни Крона и неспецифического язвенного колита. Локальное высвобождение ИЛ-1 в кишечнике может стать важным медиатором в стимуляции воспалительного цикла при таких заболеваниях.Excessive production of IL-1 has been demonstrated in peripheral monocytes from Crohn's disease and ulcerative colitis. Local release of IL-1 in the intestine can be an important mediator in stimulating the inflammatory cycle in such diseases.

Некоторые лимфомы отличаются лихорадочным состоянием, остеопорозом и даже вторичным артритом. Избыточное производство ИЛ-1 продемонстрировано некоторыми клетками лимфомы in vitro и может отвечать за некоторые клинические проявления этих злокачественностей. Кроме того, ИЛ-1, продуцируемый некоторыми злокачественными лимфоцитами, может отвечать за определенные нарушения, такие как лихорадочное состояние, острофазовая реакция и общее истощение, которые наблюдаются при лейкемии.Some lymphomas are characterized by fever, osteoporosis and even secondary arthritis. Excessive production of IL-1 is demonstrated by some in vitro lymphoma cells and may be responsible for some of the clinical manifestations of these malignancies. In addition, IL-1, produced by some malignant lymphocytes, may be responsible for certain disorders, such as fever, acute phase reaction and general exhaustion, which are observed with leukemia.

Высвобождение ИЛ-1 астроцитами в мозге, как предполагают, отвечает за индуцирование фиброза, который может произойти в результате повреждения мозга от окклюзии сосудов.The release of IL-1 by astrocytes in the brain is thought to be responsible for the induction of fibrosis, which can occur as a result of brain damage from vascular occlusion.

С. Использование Ингибитора ИЛ-1C. Use of IL-1 Inhibitor

При таких и других обстоятельствах, когда ИЛ-1 имеет отрицательное воздействие, существует необходимость клинического использования ингибитора воздействия ИЛ-1. Поскольку ИЛ-1 представляет собой комитоген для Т-лимфоцитов, он имеет решающее значение для развития аутоиммунной и других иммунных заболеваний. Поэтому при системном введении ингибиторы ИЛ-1 могут стать полезными иммуно-супрессивными средствами. При локальном введении такие ингибиторы ИЛ-1 могут служить в деле предотвращения разрыва ткани в воспалительном суставе и других участках воспаления. На самом деле, для предотвращения деструкции тканей некоторые ингибиторы ИЛ-1 могли бы стать даже более эффективными, чем при введении в сочетании с ингибиторами коллагеназы.In such and other circumstances, when IL-1 has a negative effect, there is a need for clinical use of an inhibitor of the effects of IL-1. Since IL-1 is a comitogen for T-lymphocytes, it is crucial for the development of autoimmune and other immune diseases. Therefore, with systemic administration, IL-1 inhibitors can become useful immunosuppressive agents. When administered locally, such IL-1 inhibitors can serve to prevent tissue rupture in the inflammatory joint and other areas of inflammation. In fact, to prevent tissue destruction, some IL-1 inhibitors could become even more effective than when administered in combination with collagenase inhibitors.

Терапевтическое воздействие против влияния ИЛ-1 может стать возможным на уровне синтеза, секреции или связывания клеток-мишеней с белком. ИЛ-1 синтезируют моноцит/макрофагами и другими клетками в ответ на липополисахариды, фрагменты комплемента и вирусы. Любая молекула, которая блокирует связывание этих индуцирующих агентов с клетками продуцента или которая препятствует их влиянию на физиологию этих клеток, могла бы служить в качестве регулятора действия ИЛ-1. ИЛ-1 не секретируется традиционной системой секреции поскольку выделены мРНК, кодирующие по меньшей мере два предшественника белков С молекулярной массой 50 кД, но не содержащие гидрофобную сигнальную последовательность. Высвобождение активного белка из неактивного предшественника, по-видимому, требует осуществления протеолиза данного предшественника. Ингибитор высвобождения одного ИЛ-1 или нескольких ИЛ-1 из их предшественников теоритически мог бы регулировать действие ИЛ-1. По-видимому, ИЛ-1 воздействует на клетки-мишени посредством классического рецептор-опосредованного пути, хотя данный рецептор еще не выделен. Поэтому, вполне вероятно, что молекула, препятствующая связыванию ИЛ-1 с его рецепторами или регулирующая эти рецепторы, также может регулировать действие ИЛ-1. Кроме того, хотя все еще на вполне понятны внутриклеточные процессы после рецепторного связывания ИЛ-1, возможно, что существуют агенты, которые могут препятствовать клеточным реакциям на другие рецептор-опосредованные события, а посему могут блокировать действие ИЛ-1. По причинам, указанным выше, изыскиваются белки и малые молекулы, способные ингибировать ИЛ-1 одним или более из числа вышеприведенных способов. Заявитель неожиданно обнаружил, что существуют по меньшей мере два белка ингибиторов ИЛ-1 со свойствами ингибрования ИЛ-1. Эти молекулы получены в очищенной форме, которая позволяет специалисту в данной области знания определить их аминокислотную последовательность. Более того, охарактеризовано получение клеток, которые продуцируют эти белки, а также мРНК, которая приводит к их синтезу. Наконец, выявлены антисыворотки, которые облегчают задачу скрининга библиотек экспрессии кДНК для генов, кодирующих эти ингибиторы. Эти реагенты вместе позволяют кодировать кДНК, кодирующие ингибиторы ИЛ-1. В свою очередь, эти гены создают возможность крупномасштабного производства ингибиторов ИЛ-1, пригодных для использования в технологии приготовления лекарственных средств, полезных при лечении патофизиологических состояний, опосредованных ИЛ-1.The therapeutic effect against the effect of IL-1 may become possible at the level of synthesis, secretion, or binding of target cells to a protein. IL-1 is synthesized by monocyte / macrophages and other cells in response to lipopolysaccharides, complement fragments and viruses. Any molecule that blocks the binding of these inducing agents to producer cells or which inhibits their influence on the physiology of these cells could serve as a regulator of the action of IL-1. IL-1 is not secreted by the traditional secretion system since mRNAs encoding at least two protein precursors with a molecular weight of 50 kD, but not containing a hydrophobic signal sequence, have been isolated. The release of the active protein from the inactive precursor, apparently, requires the implementation of proteolysis of this precursor. An inhibitor of the release of one IL-1 or several IL-1 from their predecessors could theoretically regulate the effect of IL-1. Apparently, IL-1 acts on target cells via the classical receptor-mediated pathway, although this receptor has not yet been isolated. Therefore, it is likely that a molecule that inhibits the binding of IL-1 to its receptors or regulates these receptors can also regulate the effect of IL-1. In addition, although intracellular processes after IL-1 receptor binding are still well understood, it is possible that there are agents that can interfere with cellular responses to other receptor-mediated events, and therefore may block the effect of IL-1. For the reasons stated above, proteins and small molecules capable of inhibiting IL-1 by one or more of the above methods are sought. Applicant has unexpectedly discovered that there are at least two IL-1 inhibitor proteins with IL-1 inhibitory properties. These molecules are obtained in purified form, which allows a person skilled in the art to determine their amino acid sequence. Moreover, the preparation of cells that produce these proteins, as well as mRNA, which leads to their synthesis, has been characterized. Finally, antisera have been identified that facilitate the task of screening cDNA expression libraries for genes encoding these inhibitors. Together, these reagents allow coding for cDNAs encoding IL-1 inhibitors. In turn, these genes create the possibility of large-scale production of IL-1 inhibitors suitable for use in the preparation of drugs useful in the treatment of pathophysiological conditions mediated by IL-1.

Настоящее изобретение относится к ингибиторам ИЛ-1 ("ИЛ-1и"), более конкретно, к ингибитору ИЛ-1, имеющему моноцитное происхождение. Кроме того, настоящее изобретение относится к биологически активным аналогам этих ингибиторов.The present invention relates to inhibitors of IL-1 ("IL-1i"), and more particularly, to an inhibitor of IL-1, having a monocytic origin. In addition, the present invention relates to biologically active analogues of these inhibitors.

Целью настоящего изобретения является получение очищенных форм ингибиторов ИЛ-1, которые являются активными против ИЛ-1 альфа или ИЛ-1 бета или их комбинации. Другой целью настоящего изобретения является получение этих ингибиторов в очищенных формах с тем, чтобы способствовать определению их аминокислотной последовательности. Дополнительной целью настоящего изобретения является получение аминокислотных последовательностей определенных ингибиторов ИЛ-1. Кроме того, идентификация биологически активных аналогов таких ингибиторов ИЛ-1 с усовершенствованными или эквивалентными свойствами также является одной из целей настоящего изобретения.An object of the present invention is to provide purified forms of IL-1 inhibitors that are active against IL-1 alpha or IL-1 beta, or a combination thereof. Another objective of the present invention is to obtain these inhibitors in purified forms in order to facilitate the determination of their amino acid sequence. An additional objective of the present invention is to obtain the amino acid sequences of certain inhibitors of IL-1. In addition, the identification of biologically active analogues of such IL-1 inhibitors with improved or equivalent properties is also one of the objectives of the present invention.

Кроме того, цель настоящего изобретения состоит в получении системы рекомбинантных ДНК для производства ингибиторов ИЛ-1 в соответствии с предлагаемым изобретением. Другая цель настоящего изобретения заключается в создании очищенных форм ингибиторов ИЛ-1 которые были бы ценными фармацевтическими препаратами, проявляющими активность против ИЛ-1.In addition, the aim of the present invention is to provide a recombinant DNA system for the production of IL-1 inhibitors in accordance with the invention. Another objective of the present invention is to provide purified forms of IL-1 inhibitors which would be valuable pharmaceutical preparations exhibiting activity against IL-1.

Дополнительные цели и преимущества настоящего изобретения будут представлены частично в описании, а частично будут понятны из данного описания или из практики изобретения. Цели и преимущества могут быть реализованы и получены при помощи средств и методов, указанных в прилагаемой формуле изобретения.Additional objectives and advantages of the present invention will be presented in part in the description, and in part will be clear from this description or from the practice of the invention. The goals and advantages can be realized and obtained using the tools and methods specified in the attached claims.

Для достижения целей в соответствии с настоящим изобретением раскрыты ингибиторы ИЛ-1, которые проявляют ингибирующую активность в отношении ИЛ-1. Предпочтительные ингибиторы выделены в очищенной форме из моноцит-кондиционированной среды с моноцитами, выращенными на чашках, покрытых иммуноглобулином Г (ИгГ).To achieve the objectives in accordance with the present invention, IL-1 inhibitors are disclosed that exhibit inhibitory activity against IL-1. Preferred inhibitors are isolated in purified form from a monocyte-conditioned medium with monocytes grown on plates coated with immunoglobulin G (IgG).

Предпочтительными ингибиторами в соответствии с настоящим изобретением являются ингибиторы 1, 2 и 3. Ингибиторы 1 и 2 представляют собой белки, которыми манипулируют в положениях, характерных для белков с молекулярной массой 22-23 кД, при полиакриламидном гель-электрофорезе с додецил-сульфатом натрия, и которые элюируют при 52 мМ и 60 мМ NaCl, соответственно, из колонки жидкостной экспресс-хроматографии белков Mono Q при специфических условиях. Кроме того, для достижения целей в соответствии с настоящим изобретением заявитель раскрывает фармацевтические композиции, содержащие по крайней мере один из активных компонентов, ингибитор ИЛ-1 предлагаемого изобретения или его биологически активный аналог.Preferred inhibitors in accordance with the present invention are inhibitors 1, 2 and 3. Inhibitors 1 and 2 are proteins that are manipulated in positions characteristic of proteins with a molecular weight of 22-23 kDa, when polyacrylamide gel electrophoresis with sodium dodecyl sulfate, and which elute at 52 mM and 60 mM NaCl, respectively, from a Mono Q rapid liquid chromatography column under specific conditions. In addition, to achieve the objectives in accordance with the present invention, the applicant discloses pharmaceutical compositions containing at least one of the active components, an IL-1 inhibitor of the invention or a biologically active analogue thereof.

Более того, для достижения целей настоящего изобретения также раскрывается система рекомбинантных ДНК для создания этих ингибиторов ИЛ-1 и их аналогов. Предпочтительный вариант данной системы включает по меньшей мере один кДНК-клон или его синтетический эквивалент, кодирующий по крайней мере один ингибитор ИЛ-1, вместе с векторами и клетками, составляющими систему экспрессии, способную экспрессировать раскрываемые здесь ингибиторы ИЛ-1. Также предлагаются антисыворотки для использования при идентификации этих кДНК клонов. Помимо этого, предлагаются системы экспрессии для получения этих ингибиторов ИЛ-1 с использованием указанных кДНК-клонов, их аналоги или другие ДНК-последовательности, кодирующие эти ингибиторы.Moreover, to achieve the objectives of the present invention, a recombinant DNA system is also disclosed for the creation of these IL-1 inhibitors and their analogues. A preferred embodiment of this system includes at least one cDNA clone or synthetic equivalent thereof encoding at least one IL-1 inhibitor, together with vectors and cells constituting an expression system capable of expressing the IL-1 inhibitors disclosed herein. Antisera are also proposed for use in identifying these cDNA clones. In addition, expression systems are provided for the production of these IL-1 inhibitors using these cDNA clones, their analogs, or other DNA sequences encoding these inhibitors.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1а и 1b изображают белковый профиль хроматографии Mono Q двух метаболически меченных моноцитных супернатантов. Клетки культивируют на чашках, покрытых ИгГ (1а) или фетальной телячьей сывороткой (1b).Figa and 1b depict the protein profile of Mono Q chromatography of two metabolically labeled monocyte supernatants. Cells were cultured on plates coated with IgG (1a) or fetal calf serum (1b).

Фиг.2а показывает окрашенные серебром гели фракций из областей, указанных на Фиг.1а и 1b.Fig. 2a shows silver-stained gels of fractions from the regions indicated in Figs. 1a and 1b.

Фиг.2b представляет собой авторадиограмму гелей, показанных на Фиг.2а.Figure 2b is an autoradiogram of the gels shown in Figure 2a.

Фиг.3а, b и с показывают данные относительно очищенного ингибитора ИЛ-1 Примера 1. Фиг.3а приводит данные хроматографии с рисунком радиоактивности. Фиг.3b представляет собой окрашенные серебром гели относительно образцов фракций, показанных на Фиг.3а, Фиг.3с показывает авторадиограммы гелей на Фиг.3b.Figures 3a, b and c show data on the purified IL-1 inhibitor of Example 1. Figure 3a provides chromatography data with a radioactivity pattern. Figure 3b is a silver stained gel relative to the fraction samples shown in Figure 3a; Figure 3c shows the autoradiograms of the gels in Figure 3b.

Фиг.4a и b отображают результаты гель-фильтрационных хроматограмм ингибитора ИЛ-1, очищенного на колонке Mono Q.Figures 4a and b show the results of gel filtration chromatograms of an IL-1 inhibitor purified on a Mono Q column.

Фиг.5а и b показывают результаты Вестерн-анализа мышиных антисывороток.Figa and b show the results of Western analysis of murine antisera.

Фиг.6 изображает конструирование плазмиды pSVXVPL 2-11-1i.6 depicts the construction of plasmid pSVXVPL 2-11-1i.

Фиг.7 изображает конструирование плазмиды рМК - SGE:IL-1i.7 depicts the construction of the plasmid rMK - SGE: IL-1i.

Фиг.8а-d изображают данные относительно IL-1i-α (ингибитора ИЛ-1-альфа), Фиг.8а и 8b отображают хромотографические данные. Фиг.8с изображает окрашенный серебром гель на образцах фракций, указанных на Фиг.8b. Фиг.8d изображает авторадиограмму.Figa-d depict data on IL-1i-α (inhibitor of IL-1-alpha), Figa and 8b display chromatographic data. Fig. 8c depicts a silver stained gel on fraction samples indicated in Fig. 8b. Fig.8d depicts an autoradiogram.

Фиг.9а и 9 представляют данные относительно ингибитора ИЛ-1-бета (IL-1i-β). Фиг.9а отображает данные хроматографии. Фиг.9 отображает данные полиакриламидного гель-электрофореза с додецилсульфатом натрия.Figa and 9 represent data on the inhibitor of IL-1-beta (IL-1i-β). Figa displays the chromatography data. Fig.9 displays the data of polyacrylamide gel electrophoresis with sodium dodecyl sulfate.

Фиг.10 отображает данные относительно фракционирования пептицидов IL-1i-α.Figure 10 displays data regarding the fractionation of IL-1i-α peptides.

Фиг.11 отражает данные относительно фракционирования пептидов IL-1i-α.11 shows data regarding fractionation of IL-1i-α peptides.

Фиг.12а представляет собой фотографию геля с GT10-IL 1i-2A, переваренного с применением EcoRI после электрофореза в соответствии с Примером 6.Figa is a photograph of a gel with GT10-IL 1i-2A digested using EcoRI after electrophoresis in accordance with Example 6.

Фиг.12b отражает данные авторадиограммы Саузерн-блоттинга геля, приведенного на Фиг.12а.Fig.12b reflects the data of autoradiogram Southern blotting of the gel shown in Fig.12a.

Фиг.13 изображает часть ДНК-последовательности протеинкодирующей области лямбда GT10-IL 1i-2А и предсказанной аминокислотной последовательности в соответствии с Примером 6.13 depicts a portion of the DNA sequence of the protein coding region of lambda GT10-IL 1i-2A and the predicted amino acid sequence in accordance with Example 6.

Фиг.14 изображает нуклеотидную последовательность GT-10-IL 11i-2А.Fig depicts the nucleotide sequence of GT-10-IL 11i-2A.

Фиг.15 изображает пептид, включающий, inter alia, последовательность IL-1i и секреторную лидерную последовательность мономерных остатков.Fig. 15 depicts a peptide comprising, inter alia, an IL-1i sequence and a secretory leader sequence of monomeric residues.

Ниже приведены более подробно предпочтительные варианты изобретения, которые вместе с приводимыми примерами способствуют пояснению принципов настоящего изобретения.Below are given in more detail preferred embodiments of the invention, which, together with the cited examples, help to explain the principles of the present invention.

А. Ингибитор из Человеческих МоноцитовA. Inhibitor of Human Monocytes

Как отмечается выше, настоящее изобретение относится к ингибиторам ИЛ-1, которые выделены в очищенной форме. Предпочтительно, ингибиторы ИЛ-1 настоящего изобретения получают из среды, кондиционированной человеческими моноцитами, в которой моноциты выращивают в сосудах, покрытых ИгГ. Кроме того, настоящее изобретение охватывает в основном очищенные ингибиторы ИЛ-1 любого происхождения, которые биологически эквивалентны ингибитору, полученному из человеческой моноцитсодержащей среды.As noted above, the present invention relates to inhibitors of IL-1, which are isolated in purified form. Preferably, the IL-1 inhibitors of the present invention are obtained from human monocyte conditioned medium in which monocytes are grown in IgG coated vessels. In addition, the present invention encompasses substantially purified IL-1 inhibitors of any origin that are biologically equivalent to an inhibitor derived from a human monocyte-containing medium.

В описании изобретения и в ее формуле под термином "биологически эквивалентный" заявитель подразумевает композиции настоящего изобретения, способные предотвращать действие ИЛ-1 аналогично, однако необязательно в такой же степени, что и нативный ингибитор ИЛ-1, выделенный из моноцитов. Под термином "в основном гомологичный" в описании и формуле изобретения подразумевается степень гомологии к нативному ингибитору ИЛ-1, выделенному из моноцит-кондиционированной среды, превышающая ту степень гомологии, которая проявляется любыми ранее приведенными ингибиторами ИЛ-1. Предпочтительно, если степень гомологии превышает 70%, более предпочтительно - превышает 80% и наиболее предпочтительно - превышает 90%. Особенно предпочтительная группа ингибиторов имеет свыше 95% гомологии к нативному ингибитору. Процент гомологии вычисляют как процентное содержание аминокислотных остатков в наименьшей из двух последовательностей, которые располагаются на одном уровне с идентичными аминокислотными остатками в последовательности, сравниваемой тогда, когда можно ввести четыре промежутка в длину из 100 аминокислот с тем, чтобы способствовать данному расположению, как указано Дэйхоффом М. в Атласе Белковой Последовательности и Структуры, Том 5, стр.124 (1972), Национальная Организация по Биохимическим Исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, причем данная работа упоминается здесь в качестве отсылки.In the description of the invention and in its formula, by the term “biologically equivalent”, the applicant means compositions of the present invention capable of preventing the action of IL-1 in a similar manner, but not necessarily to the same extent, as a native inhibitor of IL-1 isolated from monocytes. By the term “substantially homologous” in the specification and claims is meant the degree of homology to a native IL-1 inhibitor isolated from a monocyte-conditioned medium that exceeds the degree of homology that is exhibited by any of the previously listed IL-1 inhibitors. Preferably, if the degree of homology exceeds 70%, more preferably exceeds 80% and most preferably exceeds 90%. A particularly preferred group of inhibitors has over 95% homology to the native inhibitor. The homology percentage is calculated as the percentage of amino acid residues in the smallest of the two sequences that are at the same level as the identical amino acid residues in the sequence compared when four spaces of 100 amino acids in length can be introduced in order to facilitate this arrangement, as pointed out by Dehoff M. in Atlas of Protein Sequence and Structure, Volume 5, p. 124 (1972), National Organization for Biochemical Research, Washington, DC, and yes Nye's work is referred to herein as a reference.

Предпочтительные ингибиторы ИЛ-1 настоящего изобретения получают из моноцит-кондиционированной среды и они впервые выделены в очищенной форме. Для целей настоящей заявки "чистая форма" или "очищенная форма" относительно раскрываемых ингибиторов ИЛ-1 означает препарат, который является в значительной степени свободным от других белков, которые не есть белки ингибиторов ИЛ-1. Предпочтительно, ингибиторы ИЛ-1 настоящего изобретения имеют по меньшей мере 90% чистоты, более предпочтительно 95% чистоты.Preferred IL-1 inhibitors of the present invention are obtained from a monocyte-conditioned medium and are first isolated in purified form. For the purposes of this application, “pure form” or “purified form” with respect to the disclosed IL-1 inhibitors means a preparation that is substantially free of other proteins that are not IL-1 inhibitor proteins. Preferably, the IL-1 inhibitors of the present invention are at least 90% pure, more preferably 95% pure.

По крайней мере, три очищенных ингибитора ИЛ-1 выделены методами Примера. Они включают ингибитор 1, ингибитор 2 и ингибитор 5. Ингибитор 1 проявляет себя как молекула с молекулярной массой 22-23 кД при полиакриламидном гель-электрофорезе с додецилсульфатом натрия с приближенной изоэлектрической точкой 4,8, и его элюируют из колонки жидкостной экспресс-хроматографии белков Mono Q при 52 мМ NaCl в Трис-буфере, рН 7,6. Ингибитор 2 также представляет собой белок с молекулярной массой 22-23 кД, изоэлектрической точкой 4,8, однако его элюируют из колонки Mono Q при 60 мМ NaCl. Ингибитор 3 представляет собой белок с молекулярной массой 20 кД и элюирует из колонки Mono Q при 48 мМ NaCl. Ингибиторы 1, 2 и 3 родственны иммунологически и функционально. Получение этих ингибиторов в очищенной форме позволяет заявителю создать их аминокислотные последовательности. С использованием очищенных ингибиторов, описанных впервые в настоящей заявке, и методов, таких, которые описаны здесь и в технических руководствах по Белковому Секвенатору ABI, можно вывести значительную часть аминокислотных последовательностей данных ингибиторов. Пример 3 показывает данные аминокислотной последовательности, полученные от трех видов ингибиторов ИЛ-1, а именно IL-1i-X, IL-1i-α и IL-1i-β.At least three purified IL-1 inhibitors were isolated by the methods of Example. They include inhibitor 1, inhibitor 2 and inhibitor 5. Inhibitor 1 behaves as a molecule with a molecular weight of 22-23 kDa with polyacrylamide gel electrophoresis with sodium dodecyl sulfate with an approximate isoelectric point of 4.8, and it is eluted from the column of liquid rapid chromatography of proteins Mono Q at 52 mM NaCl in Tris buffer, pH 7.6. Inhibitor 2 is also a protein with a molecular weight of 22-23 kDa, an isoelectric point of 4.8, but it is eluted from a Mono Q column at 60 mM NaCl. Inhibitor 3 is a protein with a molecular weight of 20 kDa and elutes from a Mono Q column at 48 mM NaCl. Inhibitors 1, 2 and 3 are related immunologically and functionally. The preparation of these inhibitors in purified form allows the applicant to create their amino acid sequences. Using the purified inhibitors described for the first time in this application and methods such as those described here and in the ABI Protein Sequencer technical manuals, a significant portion of the amino acid sequences of these inhibitors can be derived. Example 3 shows the amino acid sequence data obtained from three types of IL-1 inhibitors, namely IL-1i-X, IL-1i-α and IL-1i-β.

Заявитель обнаружил по крайней мере одно антитело против ингибитора ИЛ-1. Другие поликлональные и моноклональные антитела против данного и других ингибиторов ИЛ-1 можно получить известными в данной области техники способами. Одно конкретное поликлональное антитело описано в Примере 4.Applicant has discovered at least one antibody against an IL-1 inhibitor. Other polyclonal and monoclonal antibodies against this and other IL-1 inhibitors can be obtained by methods known in the art. One particular polyclonal antibody is described in Example 4.

В. Рекомбинантный ИнгибиторB. Recombinant Inhibitor

1. Общее1. General

В настоящее время раскрыт метод рекомбинантных ДНК для получения ингибитора ИЛ-1. В одном варианте изобретения активный сайт функционирует биологически эквивалентным образом относительно нативного ингибитора ИЛ-1, выделенного из человека. Последовательность натуральной или синтетической ДНК можно использовать для непосредственного получения ингибиторов ИЛ-1. Данный способ предусматривает:Currently, a recombinant DNA method for producing an IL-1 inhibitor has been disclosed. In one embodiment of the invention, the active site functions in a biologically equivalent manner relative to a native IL-1 inhibitor isolated from humans. The sequence of natural or synthetic DNA can be used to directly obtain IL-1 inhibitors. This method provides:

(a) получение ДНК-последовательности, способной направлять клетку-хозяина к получению белка, имеющего активность ингибирования ИЛ-1,(a) obtaining a DNA sequence capable of directing the host cell to obtain a protein having IL-1 inhibition activity,

(b) клонирование ДНК-последовательности в вектор, способный трансфецироваться и реплицироваться в клетке-хозяине, причем указанный вектор содержит операционные элементы, необходимые для экспрессии ДНК-последовательности,(b) cloning the DNA sequence into a vector capable of transfecting and replicating in the host cell, said vector containing the operational elements necessary for expression of the DNA sequence,

(с) перенос вектора, содержащего синтетическую ДНК-последовательность и операционные элементы, в клетку-хозяина, способную экспрессировать ДНК, кодирующую ингибитор ИЛ-1,(c) transferring a vector containing a synthetic DNA sequence and operational elements into a host cell capable of expressing DNA encoding an IL-1 inhibitor,

(d) культивирование клеток-хозяев при условиях, подходящих для амплификации вектора и экспрессии ингибитора,(d) culturing the host cells under conditions suitable for amplification of the vector and expression of the inhibitor,

(е) сбор ингибитора и(e) collecting the inhibitor; and

(f) наделение ингибитора активной третичной структурой, посредством чего он обладает активностью ингибирования ИЛ-1.(f) endowing the inhibitor with an active tertiary structure, whereby it possesses IL-1 inhibition activity.

2. Последовательности ДНК2. DNA sequences

Последовательности ДНК, предусмотренные для использования в данном способе, обсуждены частично в Примере 5 и частично в Примере 6. Предполагается, что эти последовательности включают синтетические и натуральные ДНК-последовательности. Натуральные последовательности, кроме того, включают сегменты кДНК или геномной ДНК.The DNA sequences provided for use in this method are discussed partially in Example 5 and partially in Example 6. These sequences are intended to include synthetic and natural DNA sequences. Natural sequences also include segments of cDNA or genomic DNA.

Пример 6 предлагает молекулярный клон ДНК, кодирующей белок, идентичный выделенному в Примерах 1-3. В примере 6 бляшку GT10-IL 1i-2A выделяют из библиотеки GT10. Размножают фаг в пределах данной бляшки и ДНК выделяют и переваривают с помощью EcoRI. Фрагмент EcoRI величиной 1850 пар оснований несет кодирующую последовательность для ингибитора IL 1. Фиг.13 показывает частичную ДНК-последовательность фрагмента EcoRI.Example 6 provides a molecular clone of DNA encoding a protein identical to that isolated in Examples 1-3. In Example 6, the plaque GT10-IL 1i-2A was isolated from the GT10 library. Phage was propagated within the plaque and DNA was isolated and digested with EcoRI. The 1850 bp EcoRI fragment carries the coding sequence for IL 1 inhibitor. FIG. 13 shows a partial DNA sequence of the EcoRI fragment.

С учетом приведенных здесь доктрин и методик специалист в данной области знания в состоянии получить другие синтетические полинуклеотидные последовательности. В качестве примера настоящего уровня техники, относящегося к полинуклеотидному синтезу, можно привести работы Matt euccl, М.Д. and Carutners, М.Н., J. Am. Chem. Soc. 103: 3185 (1981) и Beaucage, S.L. and Caruthers, М.Н., Tetrahedron lett. 22: 1859 (1981), а также инструкции, представленные с олигонуклеотидным синтезатором ABI.Based on the doctrines and techniques presented here, one skilled in the art is able to obtain other synthetic polynucleotide sequences. As an example of the present prior art relating to polynucleotide synthesis, the work of Matt euccl, M.D. and Carutners, M.N., J. Am. Chem. Soc. 103: 3185 (1981) and Beaucage, S.L. and Caruthers, M.N., Tetrahedron lett. 22: 1859 (1981), as well as instructions provided with an ABI oligonucleotide synthesizer.

Эти синтетические последовательности могут быть идентичными натуральным последовательностям, описанным более подробно ниже, или они могут содержать другие нуклеотиды. В одном варианте, если синтетические последовательности содержат нуклеотиды, отличающиеся от тех, которые обнаружены в натуральных ДНК-последовательностях настоящего изобретения, предполагается, что эти отличающиеся последовательности все же кодируют полипептид, который имеет ту же первичную структуру, что и ИЛ-1и, выделенный из моноцитов. В альтернативном варианте синтетическая последовательность, содержащая отличающиеся нуклеотиды, кодирует полипептид, который имеет такую же биологическую активность, что и ИЛ-1и, описываемый в данной заявке.These synthetic sequences may be identical to the natural sequences described in more detail below, or they may contain other nucleotides. In one embodiment, if the synthetic sequences contain nucleotides different from those found in the natural DNA sequences of the present invention, it is assumed that these different sequences encode a polypeptide that has the same primary structure as IL-1i isolated from monocytes. Alternatively, a synthetic sequence containing different nucleotides encodes a polypeptide that has the same biological activity as IL-1i described in this application.

Кроме того, последовательностью ДНК может быть фрагмент натуральной последовательности, то есть фрагмент полинуклеотида, который встречается в природе и который выделен и очищен в первый раз настоящим заявителем. В одном варианте ДНК-последовательность представляет собой рестрикционной фрагмент, выделенный из кДНК-библиотеки.In addition, the DNA sequence may be a fragment of a natural sequence, that is, a fragment of a polynucleotide that is found in nature and which is isolated and purified for the first time by the present applicant. In one embodiment, the DNA sequence is a restriction fragment isolated from a cDNA library.

В альтернативном варианте ДНК-последовательность выделяют из человеческой геномной библиотеки. Пример такой библиотеки, пригодной в данном варианте, приведен Lawn et al. Cell, 75: 1157-1174 (1978), и данная работа приведена здесь в качестве отсылки.Alternatively, the DNA sequence is isolated from the human genomic library. An example of such a library useful in this embodiment is provided by Lawn et al. Cell, 75: 1157-1174 (1978), and this work is incorporated herein by reference.

В предпочтительной версии, данного варианта предполагается, что натуральную ДНК-последовательность получают способом, который предполагает:In a preferred version of this embodiment, it is assumed that the natural DNA sequence is obtained by a method that involves:

(a) получение человеческой кДНК-библиотеки из клеток, предпочтительно моноцитов, способных генерировать ингибитор ИЛ-1 в векторе и клетке, способных амплифицировать и экспрессировать всю или часть этой кДНК,(a) obtaining a human cDNA library from cells, preferably monocytes, capable of generating an IL-1 inhibitor in a vector and a cell, capable of amplifying and expressing all or part of this cDNA,

(b) зондирование библиотеки человеческой геномной ДНК, по меньшей мере, одним зондом, способным связываться с геном или его белковым продуктом ингибитора ИЛ-1,(b) probing a library of human genomic DNA with at least one probe capable of binding to the gene or protein product of an IL-1 inhibitor,

(c) идентифицирование, по меньшей мере, одного клона, содержащего ген, кодирующий ингибитор, благодаря способности клона связывать по меньшей мере один зонд для гена или его белкового продукта,(c) identification of at least one clone containing the gene encoding the inhibitor, due to the ability of the clone to bind at least one probe for the gene or its protein product,

(d) выделение гена или части гена, кодирующего ингибитор, из клона или клонов,(d) isolating a gene or part of a gene encoding an inhibitor from a clone or clones,

(е) связывание гена или его пригодных фрагментов с операционными элементами, необходимыми для поддержания и экспрессии гена в клетке-хозяине.(e) binding of the gene or its suitable fragments to the operational elements necessary for maintaining and expressing the gene in the host cell.

Натуральные ДНК-последовательности, пригодные в данном способе, также могут быть идентифицированы и выделены при помощи метода, который предусматривает:Natural DNA sequences useful in this method can also be identified and isolated using a method that provides:

(а) получение библиотеки человеческой геномной ДНК, предпочтительно размноженной в хозяине Е.coli recA recBC,(a) obtaining a library of human genomic DNA, preferably propagated in a host of E. coli recA recBC,

(b) зондирование библиотеки человеческой геномной ДНК, по меньшей мере, одним зондом, способным связываться с геном или его белковым продуктом ингибитора ИЛ-1,(b) probing a library of human genomic DNA with at least one probe capable of binding to the gene or protein product of an IL-1 inhibitor,

(с) идентификацию, по меньшей мере, одного клона, содержащего ген, кодирующий ингибитор, благодаря способности клона связывать, по меньшей мере, один зон для гена или его белкового продукта,(c) the identification of at least one clone containing the gene encoding the inhibitor, due to the ability of the clone to bind at least one zones for the gene or its protein product,

(d) выделение гена, кодирующего ингибитор, из клона (клонов), который идентифицирован, и(d) isolating the gene encoding the inhibitor from the clone (s) that is identified, and

(е) связывание гена или его пригодных фрагментов с операционными элементами, необходимыми для поддержания и экспрессии гена в клетке-хозяине.(e) binding of the gene or its suitable fragments to the operational elements necessary for maintaining and expressing the gene in the host cell.

При выделении натуральной ДНК-последовательности, пригодной для использования в вышеприведенном способе, предпочтительно идентифицировать два рестрикционных сайта, расположенных в пределах и в непосредственной близости к концевым частям соответствующего гена или секций гена. ДНК-сегмент, содержащий соответствующий ген, затем удаляют из оставшегося геномного материала с использованием соответствующих эндонуклеаз рестрикции. После иссечения 3' и 5' концы ДНК-последовательности и любые соединения экзона подвергают реконструкции с получением соответствующих ДНК-последовательностей способных кодировать N- и С-концы белка ингибитора ИЛ-1 и способных синтезировать ДНК-последовательность с ее операционными элементами.When isolating a natural DNA sequence suitable for use in the above method, it is preferable to identify two restriction sites located within and in close proximity to the terminal parts of the corresponding gene or sections of the gene. The DNA segment containing the corresponding gene is then removed from the remaining genomic material using the appropriate restriction endonucleases. After 3 'and 5' excision, the ends of the DNA sequence and any exon compounds are reconstructed to obtain the corresponding DNA sequences capable of encoding the N- and C-ends of the IL-1 inhibitor protein and capable of synthesizing the DNA sequence with its operational elements.

3. Векторы3. Vectors

(а) Микроорганизмы, в частности, E.coli(a) Microorganisms, in particular, E. coli

Векторы, предусмотренные для использования в настоящем изобретении, включают любые векторы, в которые можно ввести обсуждаемую здесь ДНК-последовательность вместе с любыми предпочтительными или необходимыми операционными элементами, и которые затем можно последовательно перенести в клетку-хозяина и реплицировать в такой клетке. Предпочтительными векторами являются те, чьи рестрикционные сайты хорошо документированы и которые содержат операционные элементы, являющиеся предпочтительными или необходимыми для транскрипции ДНК последовательности. Тем не менее, предусматриваются некоторые варианты настоящего изобретения, которые используют нераскрытые к настоящему времени векторы, которые могли бы содержать одну или несколько кДНК-последовательностей, обсуждаемых в настоящей заявке. В частности, предпочтительно, чтобы все эти векторы имели некоторые или все следующие характеристики: (1) обладание минимальным числом последовательностей организма-хозяина, (2) устойчивое поддержание и размножение в желательном хозяине, (3) способность присутствовать в желательном хозяине с высоким числом копий, (4) обладание регулируемым промотором, расположенным так, чтобы промотировать транскрипцию искомого гена, (5) наличие, по меньшей мере, одной маркерной ДНК-последовательности, кодирующей селектируемый признак, присутствующий на части плазмиды отдельно от той части, куда инсерцируют ДНК-последовательность, (6) ДНК-последовательность, способную терминировать транскрипцию.The vectors intended for use in the present invention include any vectors into which the DNA sequence discussed here together with any preferred or necessary surgical elements can be inserted, and which can then be sequentially transferred to the host cell and replicated in such a cell. Preferred vectors are those whose restriction sites are well documented and which contain operational elements that are preferred or necessary for transcription of the DNA sequence. However, some embodiments of the present invention are provided that use currently unrevealed vectors that could contain one or more of the cDNA sequences discussed in this application. In particular, it is preferable that all these vectors have some or all of the following characteristics: (1) having a minimum number of host organism sequences, (2) stable maintenance and reproduction in the desired host, (3) the ability to be present in the desired host with a high copy number , (4) the presence of an adjustable promoter positioned to promote transcription of the desired gene, (5) the presence of at least one marker DNA sequence encoding a selectable trait present on the clock ti plasmid separate from that part, where the DNA sequence was inserted, (6) a DNA sequence capable of terminating transcription.

В различных предпочтительных вариантах изобретения эти клонирующие векторы, содержащие и способные экспрессировать ДНК-последовательности настоящего изобретения, содержат различные операционные элементы. Эти "операционные элементы", как они обсуждаются в данной заявке, включают по меньшей мере один промотор, по меньшей мере одну последовательность Shine - Dalgarno и инициаторный кодон, а также по меньшей мере один терминирующий кодон. Предпочтительно, если эти "операционные элементы" также включают по меньшей мере один оператор, одну лидерную последовательность для белков, экспортируемых из внутриклеточного пространства, по меньшей мере один ген для регуляторного белка, а также любые другие ДНК-последовательности, необходимые или предпочтительные для соответствующей транскрипции и последующей трансляции векторной ДНК.In various preferred embodiments of the invention, these cloning vectors containing and capable of expressing the DNA sequences of the present invention contain various operational elements. These "operational elements", as discussed in this application, include at least one promoter, at least one Shine-Dalgarno sequence and an initiator codon, as well as at least one termination codon. Preferably, if these "operational elements" also include at least one operator, one leader sequence for proteins exported from the intracellular space, at least one gene for the regulatory protein, as well as any other DNA sequences necessary or preferred for appropriate transcription and subsequent translation of vector DNA.

Некоторые из этих операционных элементов могут присутствовать в каждом из предпочтительных векторов настоящего изобретения. Предполагается, что любые дополнительные операционные элементы могут быть включены в данные векторы с использованием методов, известных в данной области техники, в частности, в свете приведенных здесь положений.Some of these operating elements may be present in each of the preferred vectors of the present invention. It is contemplated that any additional operational elements may be incorporated into these vectors using methods known in the art, in particular in light of the teachings herein.

На практике можно конструировать каждый из этих векторов таким образом, который позволяет осуществить беспрепятственное выделение, сборку и взаимозаменяемость. Это облегчает сборку многочисленных функциональных генов из комбинаций этих элементов и кодирующей области ДНК-последовательностей. Кроме того, многие из этих элементов могут использоваться в более чем одном хозяине. Предполагается также, что в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения векторы могут содержать ДНК-последовательности, способные функционировать в качестве регуляторов ("операторов"), и другие ДНК-последовательности, способные кодировать регуляторные белки.In practice, each of these vectors can be constructed in a way that allows for seamless selection, assembly, and interchangeability. This facilitates the assembly of numerous functional genes from combinations of these elements and the coding region of DNA sequences. In addition, many of these elements can be used in more than one host. It is also contemplated that in certain embodiments of the present invention, vectors may contain DNA sequences capable of functioning as regulators (“operators”) and other DNA sequences capable of encoding regulatory proteins.

(I) Регуляторы(I) Regulators

В одном варианте настоящего изобретения эти регуляторы служат целям предотвращения экспрессии ДНК-последовательности в присутствии определенных окружающих условий, позволяют осуществить транскрипцию и последующую экспрессию белка, кодируемого ДНК-последовательностью. В частности, предпочтительно, если регуляторные сегменты инсерцированы в вектор так, что не происходит экспрессия ДНК-последовательности, или происходит в значительной степени ограниченно в отсутствие, например, изопропилтио-бета-D-галактозида. В данной ситуации трансформированные микроорганизмы, содержащие ДНК-последовательность, можно выращивать до желательной плотности перед началом экспрессии ИЛ-1и. В данном варианте экспрессию желательного белка индуцируют путем прибавления вещества в микробную среду, которое способно вызывать экспрессию ДНК-последовательности после достижения желательной плотности.In one embodiment of the present invention, these regulators serve to prevent the expression of the DNA sequence in the presence of certain environmental conditions, allow transcription and subsequent expression of the protein encoded by the DNA sequence. In particular, it is preferable if the regulatory segments are inserted into the vector so that the expression of the DNA sequence does not occur, or occurs to a very limited extent in the absence of, for example, isopropylthio-beta-D-galactoside. In this situation, transformed microorganisms containing the DNA sequence can be grown to the desired density before starting IL-1i expression. In this embodiment, expression of the desired protein is induced by adding a substance to the microbial medium, which is capable of causing expression of the DNA sequence after reaching the desired density.

(II) Промоторы(II) Promoters

Векторы экспрессии должны содержать промоторы, которые могут быть использованы организмом-хозяином для экспрессии его собственных белков. Хотя обычно используют систему лактозных промоторов, выделены и охарактеризованы другие микробные промоторы, позволяющие специалистам использовать их для экспрессии рекомбинантного ИЛ-1и.Expression vectors should contain promoters that can be used by the host organism to express its own proteins. Although a system of lactose promoters is usually used, other microbial promoters have been isolated and characterized, allowing specialists to use them to express recombinant IL-1i.

(III) Терминатор транскрипции(III) Transcriptional Terminator

Предполагаемые терминаторы транскрипции обеспечивают стабилизацию вектора. В частности, последовательности, описанные в работе Rosenberg, М. and Court, Д., Ann. Rev. Genet. 13: 319-353 (1979), предполагается использовать в настоящем изобретении.Putative transcription terminators provide vector stabilization. In particular, the sequences described by Rosenberg, M. and Court, D., Ann. Rev. Genet. 13: 319-353 (1979), contemplated for use in the present invention.

(IV) Нетранслированная последовательность(Iv) untranslated sequence

Следует отметить, что в предпочтительном варианте изобретения можно реконструировать 3' или 5' конец кодирующей области с тем, чтобы осуществить введение 3' или 5' нетранслированных последовательностей в генный транскрипт. Среди этих нетранслированных последовательностей можно отметить те, которые идентифицированы Schmeissner, U., McKenney, K., Rosenberg, M. and Court, D., J. Molec. Biol., 176: 39-53 (1984), причем данная работа введена в описание изобретения в качестве отсылки.It should be noted that in a preferred embodiment of the invention, it is possible to reconstruct the 3 ′ or 5 ′ end of the coding region so that 3 ′ or 5 ′ untranslated sequences are introduced into the gene transcript. Among these untranslated sequences, those identified by Schmeissner, U., McKenney, K., Rosenberg, M. and Court, D., J. Molec can be noted. Biol., 176: 39-53 (1984), and this work is introduced into the description of the invention as a reference.

(V) Сайты рибосомного связывания(V) Ribosome binding sites

Микробная экспрессия инородных белков требует наличия определенных операционных элементов, которые, не ограничиваясь, включают сайты рибосомного связывания. Сайт рибосомного связывания представляет собой последовательность, которую рибосома распознает и привязывается к которой в начале белкового синтеза, как указано в работе Gold, L., et al., Ann. Rev. Microbio. 35: 557-580, или работе Marguis, D.M., et al., Genc 42: 175-183 (1986), которые введены в данное описание в качестве отсылок. Предпочтительным сайтом рибосомного связывания является GAGGGCGAAAAA (ATC).The microbial expression of foreign proteins requires certain operational elements, which, but are not limited to, include ribosomal binding sites. The ribosome binding site is a sequence that the ribosome recognizes and binds to which at the beginning of protein synthesis, as indicated by Gold, L., et al., Ann. Rev. Microbio 35: 557-580, or the work of Marguis, D.M., et al., Genc 42: 175-183 (1986), which are incorporated herein by reference. A preferred ribosomal binding site is GAGGGCGAAAAA (ATC).

(VI) Лидерная последовательность и Трансляционный линкер(VI) Leader Sequence and Translation Linker

Помимо этого, предпочтительно, если ДНК, кодирующая соответствующую секреторную лидерную (сигнальную) последовательность, присутствует у 5' конца ДНК-последовательности, как указано в работе Watson, M.E., Nucl. Acids. Res. 12: 5145-5163, которая введена в данное описание в качестве отсылки, если белок необходимо секретировать из цитоплазмы, ДНК для лидерной последовательности может быть в положении, которое обеспечивает производство гибридного белка, в котором лидерная последовательность непосредственно примыкает к ингибитору и ковалентно с ним связана, то есть между двумя ДНК-кодирующими последовательностями не должно быть сигналов транскрипционной или трансляционной терминации. Присутствие лидерной последовательности желательно частично по одной или более следующим причинам. Во-первых, присутствие лидерной последовательности может облегчить процессинг ингибитора ИЛ-1 со стороны хозяина. В частности, лидерная последовательность может направлять расщепление продукта начальной трансляции с помощью лидерной пептидазы, удаляя лидерную последовательность и оставляя полипептид с аминокислотной последовательностью, которая имеет потенциальную белковую активность. Во-вторых, присутствие лидерной последовательности может облегчать очистку ингибитора ИЛ-1 путем удаления белка из клеточной цитоплазмы. В некоторых видах микроорганизмов хозяина присутствие подходящей лидерной последовательности способствует транспортировке нативного белка в периплазматическое пространство, как в случае с некоторыми Е.coli. В случае с определенными Е.coli, Saccharomyces и штаммами Bacillus и Pseudomonas соответствующая лидерная последовательность способствует транспортировке белка через клеточную мембрану в экстрацеллюлярную среду. В данном случае белок может быть очищен от экстрацеллюлярного белка. В-третьих, в случае некоторых белков, полученных в соответствии с настоящим изобретением, присутствие лидерной последовательности может быть необходимым для расположения нативного белка в среде, в которой он может быть упорядочен с тем, чтобы принять его активную структуру, которая обладает соответствующей белковой активностью.In addition, it is preferable if DNA encoding the corresponding secretory leader (signal) sequence is present at the 5 'end of the DNA sequence, as indicated by Watson, M.E., Nucl. Acids Res. 12: 5145-5163, which is incorporated herein by reference, if the protein needs to be secreted from the cytoplasm, the DNA for the leader sequence may be in a position that allows the production of a hybrid protein in which the leader sequence is directly adjacent to and covalently linked to the inhibitor that is, between the two DNA coding sequences there should be no transcriptional or translational termination signals. The presence of a leader sequence is desirable in part for one or more of the following reasons. First, the presence of a leader sequence may facilitate the processing of the IL-1 inhibitor from the host. In particular, the leader sequence can direct the cleavage of the initial translation product using leader peptidase, removing the leader sequence and leaving a polypeptide with an amino acid sequence that has potential protein activity. Secondly, the presence of a leader sequence may facilitate the purification of the IL-1 inhibitor by removing the protein from the cell cytoplasm. In some types of host microorganisms, the presence of a suitable leader sequence facilitates the transport of the native protein into the periplasmic space, as is the case with some E. coli. In the case of certain E. coli, Saccharomyces and Bacillus and Pseudomonas strains, the corresponding leader sequence facilitates the transport of the protein across the cell membrane into the extracellular medium. In this case, the protein can be purified from extracellular protein. Thirdly, in the case of some proteins obtained in accordance with the present invention, the presence of a leader sequence may be necessary for the location of the native protein in the medium in which it can be ordered in order to adopt its active structure, which has the corresponding protein activity.

В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения дополнительную ДНК-последовательность располагают непосредственно перед ДНК-последовательностью, которая кодирует ингибитор ИЛ-1. Дополнительная ДНК-последовательность способна функционировать как трансляционный линкер (сшивающий агент), то есть она представляет собой ДНК-последовательность, которая кодирует РНК, служащую для расположения рибосом в непосредственной близи от сайта рибосомного связывания РНК ингибитора, с которой она соприкасается. В одном варианте настоящего изобретения трансляционный линкер можно получить с использованием ДНК-последовательности TAACGAGGCGCAAAAAATGAAAAAGACAGCTATCGCGATCTTGGAGGATGATTAAATG и способов, известных в настоящее время специалистам в области, относящейся к трансляционным линкерам.In one preferred embodiment of the present invention, an additional DNA sequence is located immediately before the DNA sequence that encodes an IL-1 inhibitor. The additional DNA sequence is able to function as a translational linker (cross-linking agent), that is, it is a DNA sequence that encodes an RNA that serves to arrange ribosomes in the immediate vicinity of the ribosomal binding site of the RNA of the inhibitor with which it is in contact. In one embodiment of the present invention, a translational linker can be obtained using the DNA sequence TAACGAGGCGCAAAAAAATGAAAAAGACAGCTATCGCGATCTTGGAGGATGATTAAATG and methods currently known to specialists in the field of translational linkers.

(VII) Трансляционный терминатор(Vii) translational terminator

Предполагаемые трансляционные терминаторы служат цели приращения трансляции мРНК. Они могут быть либо натуральными, как описано в работе Kohli, J., Mol. Gen. Genet. 182: 450-439, или синтетическими, как описано в работе Pettersson, R.F. Gene 24: 15-2 (1983), причем обе работы введены в данное описание в качестве отсылок.Putative translational terminators serve the purpose of incrementing translation of mRNA. They can be either natural, as described in Kohli, J., Mol. Gen. Genet. 182: 450-439, or synthetic, as described by Pettersson, R.F. Gene 24: 15-2 (1983), both of which are incorporated herein by reference.

(VIII) Селектируемый маркер(VIII) Selectable marker

Предпочтительно, чтобы клонирующий вектор содержал селектируемый маркер, который вызывает экспрессию селектируемого признака микроорганизмом хозяина. В одном варианте настоящего изобретения в вектор включен ген, придающий устойчивость к ампициллину, тогда как в других плазмидах включен ген, придающий устойчивость к тетрациклину, или ген, придающий устойчивость к хлорамфениколу.Preferably, the cloning vector contains a selectable marker that causes expression of the selectable trait by the host microorganism. In one embodiment of the present invention, a gene that confers resistance to ampicillin is included in the vector, while in other plasmids a gene that confers resistance to tetracycline, or a gene that confers resistance to chloramphenicol, is included.

Такой селектируемый маркер или другой предназначен для частичного содействия в селекции трансформантов. Кроме того, присутствие такого селектируемого маркера в клонирующем векторе может найти применение в деле сохранения загрязняющих микроорганизмов в стороне от процесса размножения в культуральной среде. В данном варианте чистую культуру трансформированных микроорганизмов хозяина можно было бы получить культивированием микроорганизмов при условиях, которые требуют индуцированный фенотип для выживания.Such a selectable marker or other is intended to partially assist in the selection of transformants. In addition, the presence of such a selectable marker in the cloning vector may find application in keeping contaminating microorganisms away from the propagation process in the culture medium. In this embodiment, a pure culture of transformed host microorganisms could be obtained by culturing the microorganisms under conditions that require an induced phenotype to survive.

Предлагаемые операционные элементы без труда выбирают специалисты в данной области техники в свете известного уровня знаний и содержащихся в данном описании положений. Основные примеры этих операционных элементов представлены в работе B.Lewin, Gene, Wiley Son., New York (1983), которая введена в данное описание в качестве отсылки. Различные примеры пригодных операционных элементов можно найти на вышеприведенных векторах и можно почерпнуть при обзоре публикаций, которые обсуждают основные характеристики вышеприведенных векторов.The proposed operating elements are easily selected by specialists in the given field of technology in the light of the known level of knowledge and provisions contained in this description. The main examples of these operating elements are presented in B.Lewin, Gene, Wiley Son., New York (1983), which is incorporated herein by reference. Various examples of suitable operating elements can be found on the above vectors and can be found in a review of publications that discuss the main characteristics of the above vectors.

После синтеза и выделения всех необходимых и желательных компонентов указанных векторов вектор собирают известными специалистам в данной области методами. Сборка таких векторов находится в пределах компетенции специалистов и может быть осуществлена без обременительных экспериментов. Например, аналогичные ДНК-последовательности лигируют в соответствующие клонирующие векторы, как указано в работе Maniatis et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratories (1984), которая введена в данное описание в качестве отсылки.After synthesis and isolation of all necessary and desirable components of these vectors, the vector is collected by methods known to those skilled in the art. The assembly of such vectors is within the competence of specialists and can be carried out without burdensome experiments. For example, similar DNA sequences are ligated into the corresponding cloning vectors, as described by Maniatis et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratories (1984), which is incorporated herein by reference.

При конструировании клонирующих векторов настоящего изобретения следует помнить о том, что в каждый вектор можно инсерцироватъ множество копий ДНК-последовательности и ее операционных элементов. В таком варианте организм-хозяин будет продуцировать более высокие количества желательного ингибитора ИЛ-1 на вектор. Количество множества копий ДНК-последовательности, которые можно инсерцировать в вектор, ограничено только способностью полученного вектора с учетом его размера, подлежащего переносу, а также репликации и транскрипции в соответствующей клетке-хозяине.When constructing the cloning vectors of the present invention, it should be remembered that many copies of the DNA sequence and its operational elements can be inserted into each vector. In such an embodiment, the host organism will produce higher amounts of the desired IL-1 inhibitor per vector. The number of multiple copies of the DNA sequence that can be inserted into the vector is limited only by the ability of the resulting vector, taking into account its size to be transferred, as well as replication and transcription in the corresponding host cell.

(b) Другие микроорганизмы(b) Other microorganisms

Векторы, пригодные для использования в микроорганизмах иных, нежели Е.coli, также рассматриваются настоящим изобретением. Такие векторы описаны в Таблице 1. Кроме того, ниже обсуждаются некоторые предпочтительные векторы.Vectors suitable for use in microorganisms other than E. coli are also contemplated by the present invention. Such vectors are described in Table 1. In addition, some preferred vectors are discussed below.

Таблица 1Table 1 ХОЗЯИНMASTER РЕГУЛЯРНЫЕ ПРОМОТОРЫREGULAR PROMOTORS ИНДУКТОРINDUCTOR ТРАНСКРИПЦИОННЫЙ ТЕРМИНАТОРTRANSCRIPTION TERMINATOR СТАБИЛИЗАЦИЯ мРНКMRNA STABILIZATION САЙТ НАЧАЛА ТРАНСКРИПЦИИ И ЛИДЕРНЫЙ ПЕПТИДTHE SITE OF THE BEGINNING OF TRANSCRIPTION AND LEADER PEPTID МАРКЕРMARKER САЙТ РИБОСОМНОГО СВЯЗЫВАНИЯRibosome binding site E.coliE.coli Lac1, Tac2 Лямбда pL Trp5 Lac 1 , Tac 2 Lambda pL Trp 5 ИПТГ, повышение температуры, прибавление индолилуксусной кислоты (ИУК) или истощение триптофанаIPTG, fever, addition of indolylacetic acid (IAA), or tryptophan depletion rrn B6rrn B 6 отр A8 Neg A 8 bla12
отр A12
phos
bla 12
Neg A 12
phos
ампициллин14 тетрациклин14,15 хлорамфеникол16 ampicillin 14 tetracycline 14.15 chloramphenicol 16
ЛямбдаLambda rrn C7 rrn C 7 int9 int 9 trp10 trp 10 BacillusBacillus альфа-амилаза17 alpha amylase 17 ИПТГIPTG E.coli rrnE.coli rrn B.amy нейтральная протеаза
B.amy альфа-амилаза22
B.subt субтилизин23
B.amy neutral protease
B.amy alpha amylase 22
B.subt subtilisin 23
Kanr24 Kan r24 B.amy нейтральная протеаза
B.amy альфа-амилаза22
B.amy neutral protease
B.amy alpha amylase 22
субтилизон 18 subtilison 18 rrn BT. T20 rrn BT. T 20 Camr25 Cam r25 p-4319 p-43 19 PseudemonasPseudemonas Trp27 (E.coli) Lac Tac (E.coli)Trp 27 (E.coli) Lac Tac (E.coli) Прибавление ИУК или истощение триптофана ИПТГAddition of IAA or IPTG tryptophan depletion фосфолипаза С28 эксотоксин A29 phospholipase C 28 exotoxin A 29 сульфонамид30 стрептомицин30 sulfonamide 30 streptomycin 30 Trp (E.coli)Trp (E.coli) ДрожжиYeast Истощение глюкозы и галактозы, Истощение глюкозы Истощение фосфатаDepletion of glucose and galactose, Depletion of glucose Depletion of phosphate Cyc1 Cyc 1 Инвертаза36 Кислая фосфатаза36 Альфа-факторInvertase 36 Acid Phosphatase 36 Alpha Factor Ura 337 Ura 3 37 UnaUna Leu 258 Leu 2 58 АльфаAlpha His 3His 3 ФакторFactor Tap 1Tap 1 Sac2 Sac 2 Нерегулированные (нерегуляторные)Unregulated (non-regulatory)

1. Backman, K., Ptasnne, M. and Gilbert, W. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 73, 4174-4178 (1976).1. Backman, K., Ptasnne, M. and Gilbert, W. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 73, 4174-4178 (1976).

2. de Boer, H.A., Comstock, L.J., and Vasser, M. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80, 21-25 (1983).2. de Boer, H. A., Comstock, L. J., and Vasser, M. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80, 21-25 (1983).

3. Shimatake, H. and Rosenberg, M. Nature 292, 128-132 (1981).3. Shimatake, H. and Rosenberg, M. Nature 292, 128-132 (1981).

4. Derom, С., Gheysen, D. and Fiers, W. Gene 17, 15-51 (1982).4. Derom, C., Gheysen, D. and Fiers, W. Gene 17, 15-51 (1982).

5. Hallewell R.A. and Entage, S. Gene 9, 27-47 (1980).5. Hallewell R.A. and Entage, S. Gene 9, 27-47 (1980).

6. Grosius, J., Dull, T.J., Sleeter, D.D., and Noller, H.F., J. Mol. Biol. 148, 107-127 (1981).6. Grosius, J., Dull, T.J., Sleeter, D.D., and Noller, H.F., J. Mol. Biol. 148, 107-127 (1981).

7. Normanly, J. Ogden, R.C., Horvath, S. J. and Abelson, J. Nature 321, 213-219 (1986).7. Normanly, J. Ogden, R. C., Horvath, S. J. and Abelson, J. Nature 321, 213-219 (1986).

8. Belasco, J.G., Nilsson, G., von Gabain, A. and Conen, S.N. Cell 46, 245-251 (1986).8. Belasco, J.G., Nilsson, G., von Gabain, A. and Conen, S.N. Cell 46, 245-251 (1986).

9. Schmelssner, W., McKenney, K., Rosenberg M. and Court, D.J. Mol. Biol. 176, 39-53 (1984).9. Schmelssner, W., McKenney, K., Rosenberg M. and Court, D.J. Mol. Biol. 176, 39-53 (1984).

10. Mott, J.E., Galloway, J.L. and Platt, T. EMBO J. 4, 1887-1891 (1985).10. Mott, J.E., Galloway, J.L. and Platt, T. EMBO J. 4, 1887-1891 (1985).

11. Koshland, D. and Botstein, D. Cell 20, 749-760 (1980).11. Koshland, D. and Botstein, D. Cell 20, 749-760 (1980).

12. Movva, N.R., Kakamura, K. and Inouye, M. J. Mol. Biol. 143, 317-328 (1980).12. Movva, N. R., Kakamura, K. and Inouye, M. J. Mol. Biol. 143, 317-328 (1980).

13. Surin, В.P., Jans, D.A., Fimmel, A.L., Shaw, D.C., Cox, G.B. and Rosenberg, M.J. Bacteriol. 157, 772-778 (1984).13. Surin, B.P., Jans, D.A., Fimmel, A.L., Shaw, D.C., Cox, G.B. and Rosenberg, M.J. Bacteriol. 157, 772-778 (1984).

14. Sutcliffe, J.G. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75, 3737-3741 (1978).14. Sutcliffe, J.G. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75, 3737-3741 (1978).

15. Peden K.W.C. Gene 22, 277-280 (1983).15. Peden K.W.C. Gene 22, 277-280 (1983).

16. Alton, N.K. and Vapnek, D. Nature 282, 864-869 (1979).16. Alton, N.K. and Vapnek, D. Nature 282, 864-869 (1979).

17. Yang, M., Galizzi, A., and Henner, D. Nuc. Acids Res. 11 (2), 237-248 (1983).17. Yang, M., Galizzi, A., and Henner, D. Nuc. Acids Res. 11 (2), 237-248 (1983).

18. Wong, S.-L., Price, C.W., Goldfarb, D.S., and Doi, R.M. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81, 1184-1188 (1984).18. Wong, S.-L., Price, C.W., Goldfarb, D.S., and Doi, R.M. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81, 1184-1188 (1984).

19. Wang, P.-Z., and Doi, R.M. J. Biol. Chem. 259, 8619-3625, (1984).19. Wang, P.-Z., and Doi, R.M. J. Biol. Chem. 259, 8619-3625, (1984).

20. Lin, С.-К., Quinn, L.A. Rodriquez, R.L. J. Cell. Biochem. Suppl. (98), p.198 (1985).20. Lin, S.-K., Quinn, L.A. Rodriquez, R.L. J. Cell. Biochem. Suppl. (98), p .98 (1985).

21. Vasantha, N., Thompson, L.D., Rhodes, C., Banner, C., Nagle, J., and Filpula, D. J. Bact. 159 (3), 811-319 (1984).21. Vasantha, N., Thompson, L. D., Rhodes, C., Banner, C., Nagle, J., and Filpula, D. J. Bact. 159 (3), 811-319 (1984).

22. Palva, I., Sarvas, M., Lehtovaara, P., Sibazkov, M., and Kaariainen, L. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79, 5582-5586 (1982).22. Palva, I., Sarvas, M., Lehtovaara, P., Sibazkov, M., and Kaariainen, L. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79, 5582-5586 (1982).

23. Wong, S.-L., Pricee, C.W., Goldfarb, D.S., and Doi, R.H. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81, 1184-1188 (1984).23. Wong, S.-L., Pricee, C.W., Goldfarb, D.S., and Doi, R.H. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81, 1184-1188 (1984).

24. Sullivan, M.A., Yasbin, R.E., and Young, F.E. Gene 29, 21-46 (1984).24. Sullivan, M.A., Yasbin, R.E., and Young, F.E. Gene 29, 21-46 (1984).

25. Vasantha, N., Thompson, L.D., Rhodes, C., Banner, C. Nagle, J., and Filpula, D. J. Bact. 159 (3), 811-819 (1984).25. Vasantha, N., Thompson, L. D., Rhodes, C., Banner, C. Nagle, J., and Filpula, D. J. Bact. 159 (3), 811-819 (1984).

26. Yansura, D.G. and Henner, D.J. PNAS 81, 439-443 (1984).26. Yansura, D.G. and Henner, D.J. PNAS 81, 439-443 (1984).

27. Gray, G.L., McKeown, К.A., Jones, A.J.S., Seeburg, P.H. and Heyneker, H.L. Biotechnology, 161-165 (1984).27. Gray, G.L., McKeown, K.A., Jones, A.J.S., Seeburg, P.H. and Heyneker, H.L. Biotechnology, 161-165 (1984).

28. Lory, S., and Tai, P.C. Gene 22, 95-101 (1983).28. Lory, S., and Tai, P.C. Gene 22, 95-101 (1983).

29. Liu, P.V. J. Infect. Dis. 130 (suppl), 594-599 (1974).29. Liu, P.V. J. Infect. Dis. 130 (suppl), 594-599 (1974).

30. Wood, D.G., Hollinger, M.F., and Tindol, M.B. J. Bact. 145, 1448-1451 (1981).30. Wood, D.G., Hollinger, M.F., and Tindol, M.B. J. Bact. 145, 1448-1451 (1981).

31. St. John, Т.P. and Davis, R.W. J. Mol. Biol. 152, 285-315 (1981).31. St. John, T.P. and Davis, R.W. J. Mol. Biol. 152, 285-315 (1981).

32. Hopper, J.E., and Rowe, L.B. J. Biol. Chem. 253, 7566-7569 (1978).32. Hopper, J.E., and Rowe, L.B. J. Biol. Chem. 253, 7566-7569 (1978).

33. Denis, C.L., Ferguson, J. and Young, E.T. J. Biol. Chem. 258, 1165-1171 (1983).33. Denis, C. L., Ferguson, J. and Young, E.T. J. Biol. Chem. 258, 1165-1171 (1983).

34. Lutsdorf, L. and Megnet, R. Archs. Biochem. Biophys. 126, 933-944 (1968).34. Lutsdorf, L. and Megnet, R. Archs. Biochem. Biophys. 126, 933-944 (1968).

35. Meyhack, В., Bajwa, N., Rudolph, M. and Hinnen, A. EMBO. J. S, 675-680 (1982).35. Meyhack, B., Bajwa, N., Rudolph, M. and Hinnen, A. EMBO. J. S, 675-680 (1982).

36. Watson, M.E. Nucleic Acid Research 12, 5145-5164 (1984).36. Watson, M.E. Nucleic Acid Research 12, 5145-5164 (1984).

37. Gerband, C. and Guerineau, М. Curr. Genet. 1, 219-225 (1-30).37. Gerband, C. and Guerineau, M. Curr. Genet. 1, 219-225 (1-30).

38. Hinnen, A., Hicks, J.B. and Fink, G.R. Proc. Natl. Acad, Sci. USA 75, 1929-1933 (1978).38. Hinnen, A., Hicks, J.B. and Fink, G.R. Proc. Natl. Acad, Sci. USA 75, 1929-1933 (1978).

39. Jabbar, M.A., Sivasubramamian, N. and Nayak, D.P. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82, 2019-2023 (1985).39. Jabbar, M.A., Sivasubramamian, N. and Nayak, D.P. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82, 2019-2023 (1985).

(I) Векторы Pseudomonas(I) Pseudomonas Vectors

Несколько векторных плазмид, автономно реплицирующихся в широком круге грамотрицательных бактерий, являются предпочтительными для использования в качестве систем организм-хозяин-клонирующий вектор в хозяевах рода Pseudomonas. Некоторые из них описаны Tait, R.C., Close, T.J., Lindquist, R.C., Hagiya, M., Redriquez, R.L. Kadoc в журнале Biotechnology, May, 1983, рр.269-275; Panopoulos, N.J., в журнале Genetic Engineering in the Plant Sciences, Praeger Publishers, New-York, pp.163-185 (1981), а также Sakagucki, K., Current Topic in Microbiology and Immunology 96: 31-45 (1982), причем каждая из упомянутых работ введена в данное описание в качестве отсылки.Several vector plasmids autonomously replicating in a wide range of gram-negative bacteria are preferred for use as host-host-cloning vector systems in hosts of the genus Pseudomonas. Some of them are described by Tait, R.C., Close, T.J., Lindquist, R.C., Hagiya, M., Redriquez, R.L. Kadoc in the journal Biotechnology, May 1983, pp. 269-275; Panopoulos, NJ, in Genetic Engineering in the Plant Sciences, Praeger Publishers, New York, pp. 163-185 (1981), as well as Sakagucki, K., Current Topic in Microbiology and Immunology 96: 31-45 (1982) and each of the mentioned works is included in this description as a reference.

Одна особенно предпочтительная конструкция включает плазмиду RSF 1010 и ее производные, как описано в работе Bagdasarian, M., Bagdasarian, M.M., Coleman, S., and Timmis, K.N. in Plasmids of Medical, Environmental and Commercial Importance, Timmis, K.N. and Puhler, A. eds., Elsivier/North Holland Biomedical Press (1979).One particularly preferred construct includes plasmid RSF 1010 and its derivatives as described by Bagdasarian, M., Bagdasarian, M.M., Coleman, S., and Timmis, K.N. in Plasmids of Medical, Environmental and Commercial Importance, Timmis, K.N. and Puhler, A. eds., Elsivier / North Holland Biomedical Press (1979).

Преимущества плазмиды RSF 1010 заключается в том, что она относительно мала, имеет большое число копий, легко трансформируется и устойчиво сохраняется как в E.coli, так и в Pseudomonas. В данной системе предпочтительно использовать систему экспрессии Тас, как описано для Escherichia, поскольку оказывается, что trp-промотор E.coli без труда распознается РНК-полимеразой Pseudomonas, как приведено в работе Sakagucki, K. in Current Topics in Microbiology and Immunology, 96: 31-45 (1982) и работе Gray, G.L. McKeown, K.A., Jones, A.J.S., Seeburg, P.H., and Heyneker, K.L. in Biotechnology, Feb., 1984, рр.161-165, причем обе работы введены в данное описание в качестве отсылок. Транскрипционную активность можно дополнительно максимизировать путем замены промоторы, например, промотором trp E.coli или Р.aeruginosa. Кроме того, ген lac1 E.coli также будет включен в плазмиду для осуществления регуляции.The advantage of the plasmid RSF 1010 is that it is relatively small, has a large number of copies, is easily transformed, and is stably preserved both in E. coli and in Pseudomonas. In this system, it is preferable to use the Tac expression system as described for Escherichia, since it appears that the E. coli trp promoter is readily recognized by Pseudomonas RNA polymerase, as described by Sakagucki, K. in Current Topics in Microbiology and Immunology, 96: 31-45 (1982) and Gray, GL McKeown, K.A., Jones, A.J.S., Seeburg, P.H., and Heyneker, K.L. in Biotechnology, Feb., 1984, pp. 161-165, both of which are incorporated herein by reference. Transcriptional activity can be further maximized by replacing promoters, for example, the trp promoter of E. coli or P. aeruginosa. In addition, the E. coli lac1 gene will also be included in the plasmid for regulation.

Трансляция может быть привязана к инициации трансляции для любых белков Pseudomonas, а также к сайтам инициации для любых высокоэкспрессированных белков того типа, который выбирают для осуществления внутриклеточной экспрессии ингибитора.Translation can be linked to translation initiation for any Pseudomonas proteins, as well as to initiation sites for any highly expressed proteins of the type selected for intracellular expression of the inhibitor.

В тех случаях, когда рестрикционные минус-штаммы вида хозяина Pseudomonas нельзя получить, эффективность трансформации плазмидными конструкциями, выделенными из Е.Coli, является очень низкой. Следовательно, прохождение клонирующего вектора Pseudomonas через r-m + штамм другого вида является желательным перед трансформацией требуемого хозяина, как указано в работе Bagdasarian, M., et al., Plasmids of Medical, Environmental and Commercial Importance, pp.411-422, Timmis and Puhler eds., Elsevier/North Holland Biochemical Press (1979), которая введена в данное описание в качестве отсылки.In cases where restriction negative strains of the host species Pseudomonas cannot be obtained, the transformation efficiency with plasmid constructs isolated from E. Coli is very low. Therefore, the passage of the Pseudomonas cloning vector through a rm + strain of another species is desirable before transforming the desired host, as indicated by Bagdasarian, M., et al., Plasmids of Medical, Environmental and Commercial Importance, pp. 411-422, Timmis and Puhler eds., Elsevier / North Holland Biochemical Press (1979), which is incorporated herein by reference.

(II) Векторы Bacillus(II) Bacillus Vectors

Кроме того, предпочтительная система экспрессии в хозяевах рода Bacillus включает использование плазмиды pu В110 в качестве системы организм-хозяин-клонируемый вектор. Как и в другой системе векторов хозяина, есть возможность в Bacillus экспрессировать ингбитор ИЛ-1 настоящего изобретения в качестве или внутриклеточного, или секретируемого белка. Предлагаемые варианты настоящего изобретения включают обе системы. Векторы-челноки, которые реплицируются как в Bacillus, так и в Е.coli, приемлемы для конструирования и испытания различных генов, как описано в работе Dubnau, D., Gryezan, T., D, Contente, S., and Shivakumar, A.G., Genetic Engineering Vol.2, Setlov and Hollander eds., Plenum Press, New-York, New-York, pp.115-131 (1980), специфично введенной в данное описание в качестве отсылки. Для экспрессии и секреции ингибитора ИЛ-1 из B.sultilis сигнальную последовательность альфа-амилазы предпочтительно привязывают к кодирующей области относительно белка. Для синтеза внутриклеточного ингибитора портативную ДНК-последовательность трансляционно привязывают к сайту рибосомного связывания лидерной последовательности альфа-амилазы.In addition, a preferred expression system in hosts of the genus Bacillus includes the use of plasmid pu B110 as an organism-host-cloned vector system. As in another host vector system, it is possible in Bacillus to express the IL-1 inhibitor of the present invention as either an intracellular or secreted protein. Proposed embodiments of the present invention include both systems. Shuttle vectors that replicate in both Bacillus and E. coli are suitable for constructing and testing various genes as described by Dubnau, D., Gryezan, T., D, Contente, S., and Shivakumar, AG , Genetic Engineering Vol. 2, Setlov and Hollander eds., Plenum Press, New York, New York, pp. 115-131 (1980), specifically incorporated herein by reference. For the expression and secretion of an IL-1 inhibitor from B.sultilis, the alpha-amylase signal sequence is preferably linked to the coding region relative to the protein. For the synthesis of an intracellular inhibitor, the portable DNA sequence is translationally linked to the ribosome binding site of the alpha-amylase leader sequence.

Транскрипцию любой из этих конструкций предпочтительно направляют альфа-амилаза-промотором или его производным. Это производное содержит последовательность распознавания РНК-полимеразы нативного альфа-амилаза-промотора, однако также включает lac-оператор-область. Аналогичные гибридные промоторы, сконструированные из промотора гена пенициллиназы и lac-оператора, функционируют в хозяевах Bacillus регулируемым образом, как указано в работе Yansura, D.G. and Honner, Genetics and Biotechnology of Bacilli, Ganesan, A.T. and Hoch, J.A., eds., Academic Press, рр.24-263 (1984), которая введена в данное описание в качестве отсылки. Ген lac1 E.coli также можно было бы включить в плазмиду для проведения регуляции.The transcription of any of these constructs is preferably directed by the alpha-amylase promoter or its derivative. This derivative contains a recognition sequence for the native alpha-amylase promoter RNA polymerase, but also includes a lac operator region. Similar hybrid promoters constructed from the penicillinase gene promoter and the lac operator function in a regulated manner in Bacillus hosts as described by Yansura, D.G. and Honner, Genetics and Biotechnology of Bacilli, Ganesan, A.T. and Hoch, J.A., eds., Academic Press, pp. 24-263 (1984), which is incorporated herein by reference. The E. coli lac1 gene could also be included in the plasmid for regulation.

(III) Векторы Clostridium(III) Clostridium Vectors

Одной предпочтительной конструкцией для экспрессии в Clostridium является плазмида pJU 12, описанная в работе Squires, C.H. et al., in Journal of Bacteriology 159: 465-471 (1984), которая специфически введена в данное описание в качестве отсылки. Данную плазмиду трансформируют в C.perfringens методом Hufner, D.L. et al., J. Bacteriol 159: 460-464 (1984), которая специфически введена в данное описание в качестве отсылки. Транскрипцию направляют промотором гена, придающего устойчивость к тетрациклину. Трансляцию связывают с последовательностями Shine-Dalgarno того же самого гена tetr точно в соответствии с методикой, приведенной выше в отношении векторов, пригодных для использования в других хозяевах.One preferred construct for expression in Clostridium is the plasmid pJU 12 described in Squires, CH et al., In Journal of Bacteriology 159: 465-471 (1984), which is specifically incorporated herein by reference. This plasmid was transformed into C. perfringens by the method of Hufner, DL et al., J. Bacteriol 159: 460-464 (1984), which is specifically incorporated herein by reference. Transcription is directed by the promoter of the gene conferring resistance to tetracycline. Translation is associated with Shine-Dalgarno sequences of the same tet r gene, exactly in accordance with the procedure described above for vectors suitable for use in other hosts.

(IV) Дрожжевые векторы(IV) Yeast vectors

Сохранение чужеродной ДНК, интродуцированной в дрожжи, можно осуществить несколькими путями, как описано в работе Botstein, D. and Davis, R.W., The Molecular Biology of the Yeast Saccharomyces Cold Spring Harbor Laboratory, Stranthern, Jones& Broach, pp.607-656 (1982), которая введена в данное описание в качестве отсылки. Одна предпочтительная система экспрессии для использования с организмами-хозяевами рода Saecharomyces несет ген ингибитора ИЛ-1 на 2 мкм плазмиде. Преимуществами 2 мкм кольца являются относительно высокое число копий и стабильность при индуцировании в штаммы cir0. Эти векторы предпочтительно несут в себе начало репликации и по меньшей мере один маркер антибиотической устойчивости из плазмиды рВР522 для осуществления репликации и селекции в Е.coli. Кроме того, плазмида предпочтительно имеет 2 мкм последовательность и дрожжевой ген LEU2 для тех же целей в LEU2-дефицитных мутантах дрожжей.Foreign DNA introduced into yeast can be stored in several ways, as described by Botstein, D. and Davis, RW, The Molecular Biology of the Yeast Saccharomyces Cold Spring Harbor Laboratory, Stranthern, Jones & Broach, pp. 607-656 (1982 ), which is incorporated into this description by reference. One preferred expression system for use with host organisms of the genus Saecharomyces carries the IL-1 inhibitor gene on a 2 μm plasmid. The advantages of a 2 μm ring are a relatively high copy number and stability upon induction in cir 0 strains. These vectors preferably carry the origin of replication and at least one antibiotic resistance marker from plasmid pBP522 for replication and selection in E. coli. In addition, the plasmid preferably has a 2 μm sequence and the LEU2 yeast gene for the same purpose in LEU2-deficient yeast mutants.

Предполагается, что если рекомбинантные ингибиторы ИЛ-1 в конце концов будут экспрессированы в дрожжах, предпочтительно, чтобы клонирующий вектор сначала был перенесен в Escherichia coli, где вектору можно было бы реплицироваться и откуда вектор можно было бы получить и очистить после амплификации. Затем вектор можно было бы перенести в дрожжи для окончательной экспрессии ингибитора ИЛ-1.It is assumed that if recombinant IL-1 inhibitors are eventually expressed in yeast, it is preferable that the cloning vector is first transferred to Escherichia coli, where the vector could be replicated and from where the vector could be obtained and purified after amplification. Then the vector could be transferred to yeast for the final expression of the inhibitor of IL-1.

(с) Клетки млекопитающих(c) Mammalian cells

кДНК для ингибитора ИЛ-1 служит в качестве гена для экспрессии ингибитора в млекопитающих клетках. кДНК должна иметь последовательность, которая была бы эффективной при связывании рибосом, как описано, например, в работе Kozak, Nucleic Acid Research 15: 8125-8132 (1987), которая специфически введена в данное описание в качестве отсылки, также должна иметь кодирующую емкость для лидерной последовательности (см. раздел 3 (а) (VI)) с тем, чтобы направлять зрелый белок из клетки в переработанной форме. ДНК-рестрикционный фрагмент, несущий полную кДНК-последовательность, может быть инсерцирован в вектор экспрессии, который имеет транскрипционный промотор и транскрипционный энхансер, как описано в работах Guarante, L., Cell 52:303-305 (1988) и Kadonaga, J.T., et al. Cell 51: 1079-1090 (1987), которые введены в данное описание в качестве отсылок. Промотор может быть регулируемым, как в плазмиде pMSG (Pharmacia Cat №27450601), если конститутивная экспрессия ингибитора является пагубной для клеточного роста. Вектор должен иметь полный сигнал полиаденилированния, как описано в работе Ausubel, F.M. et al., Current Protocols in Molecular Biology (1987), которая специфически введена в данное описание в качестве отсылки; с тем, чтобы можно было должным образом переработать мРНК, транскрибированную из данного вектора. Наконец, вектор должен иметь начало репликации и по меньшей мере один антибиотик-резистивный маркер из плазмиды рВР322 для осуществления репликации и селекции в E.Coli.The cDNA for the IL-1 inhibitor serves as a gene for expression of the inhibitor in mammalian cells. The cDNA must have a sequence that is effective in binding ribosomes, as described, for example, in Kozak, Nucleic Acid Research 15: 8125-8132 (1987), which is specifically incorporated into this description by reference, must also have an encoding capacity for leader sequence (see section 3 (a) (VI)) in order to direct the mature protein from the cell in a processed form. A DNA restriction fragment carrying the entire cDNA sequence can be inserted into an expression vector that has a transcriptional promoter and transcriptional enhancer, as described in Guarante, L., Cell 52: 303-305 (1988) and Kadonaga, JT, et al. Cell 51: 1079-1090 (1987), which are incorporated herein by reference. The promoter can be regulated, as in plasmid pMSG (Pharmacia Cat No. 27450601), if the constitutive expression of the inhibitor is detrimental to cell growth. The vector must have a complete polyadenylation signal as described by Ausubel, F.M. et al., Current Protocols in Molecular Biology (1987), which is specifically incorporated herein by reference; so that it is possible to properly process mRNA transcribed from this vector. Finally, the vector must have a start of replication and at least one antibiotic resistance marker from plasmid pBP322 for replication and selection in E. Coli.

С целью отбора устойчивой линии клеток, которая продуцирует ингибитор ИЛ-1, экспрессирующий вектор может нести ген для селектируемого маркера, такого как маркер лекарственной устойчивости, или нести комплементарный ген для дефицитной линии клеток, такой как ген дигидрофолятредуктазы (dhfr) для трансформации линии клеток dhfr, как описано в работе Ausubel et al., выше. Альтернативно, отдельная плазмида, несущая селектируемый маркер, может быть совместно трансформирована вместе с экспрессирущим вектором.In order to select a stable cell line that produces an IL-1 inhibitor, the expression vector can carry a gene for a selectable marker, such as a drug resistance marker, or carry a complementary gene for a deficient cell line, such as the dihydrofolate reductase (dhfr) gene to transform a dhfr cell line as described in Ausubel et al., supra. Alternatively, a single plasmid carrying a selectable marker can be co-transformed together with an expression vector.

4. Клетки-хозяева/Трансформация4. Host Cells / Transformation

Полученный таким образом вектор переносят в соответствующую клетку-хозяина. Этими клетками-хозяевами могут быть микроорганизмы или млекопитающие клетки.The vector thus obtained is transferred to the corresponding host cell. These host cells can be microorganisms or mammalian cells.

(а) Микроорганизмы(a) Microorganisms

Полагают, что любой микроорганизм, имеющий способность принимать экзогенную ДНК и экспрессировать эти гены и прилагаемые операционные элементы, может быть отобран для указанной цели. После отбора организма-хозяина вектор переносят в организм-хозяин с использованием методов, обычно известных специалистам в данной области техники. Примерами таких методов являются описания, представленные в работе Advanced Bacterial Genetics, R.W. Davis et al., Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York (1980), которая специфически введена в данное описание в качестве отсылки. Предпочтительно, в одном варианте, чтобы трансформация происходила при низких температурах, поскольку температурная регуляция предполагается в качестве средства регуляции генной экспрессии при помощи операционных элементов, приведенных выше. В другом варианте, если в вектор инсерцированы осмолярные регуляторы, для гарантии осуществления должного управления чужеродными генами было бы необходимо регулировать солевые концентрации во время трансформации.It is believed that any microorganism having the ability to accept exogenous DNA and express these genes and the attached operational elements can be selected for this purpose. After selection of the host organism, the vector is transferred to the host organism using methods commonly known to those skilled in the art. Examples of such methods are descriptions provided by Advanced Bacterial Genetics, R.W. Davis et al., Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York (1980), which is specifically incorporated herein by reference. Preferably, in one embodiment, the transformation occurs at low temperatures, since temperature regulation is intended as a means of regulating gene expression using the operating elements described above. In another embodiment, if osmolar regulators are inserted into the vector, to ensure proper control of foreign genes, it would be necessary to adjust salt concentrations during transformation.

Предпочтительно, если микроорганизм-хозяин является факультативным анаэробом или аэробом. Хозяева, являющиеся предпочтительными для использования в данном методе, включают дрожжи и бактерии. Конкретные дрожжи включают дрожжи рода Saecharomyces, особенно, Saecharomyces cerevisiae. Конкретные бактерии включают бактерии родов Bacillus, Escherichia и Pseudomonas, особенно, Bacillus subtilis и Escherichia coli. Дополнительные клетки-хозяева приведены в Таблице 1, выше.Preferably, the host microorganism is an optional anaerobic or aerobic. Hosts that are preferred for use in this method include yeast and bacteria. Specific yeasts include yeasts of the genus Saecharomyces, especially Saecharomyces cerevisiae. Specific bacteria include bacteria of the genera Bacillus, Escherichia and Pseudomonas, especially Bacillus subtilis and Escherichia coli. Additional host cells are shown in Table 1, above.

(b) Млекопитающие клетки(b) Mammalian cells

Вектор может быть интродуцирован в млекопитающие клетки в культуре при помощи нескольких способов, таких как кальций-фосфат: ДНК соосаждение, электропорация (т.е. электрошоковое открытие клеточных пор) или протопластное слияние. Предпочтительным способом является соосаждение с кальцийфосфатом, как описано Ausubel et al., выше.A vector can be introduced into mammalian cells in culture using several methods, such as calcium phosphate: DNA coprecipitation, electroporation (i.e., electroshock opening of cell pores) or protoplast fusion. A preferred method is coprecipitation with calcium phosphate as described by Ausubel et al., Supra.

Существует много типов устойчивых клеток, которые являются трансформируемыми и способными транскрибировать и транслировать кДНК-последовательность, перерабатывая предшественник ингибитора ИЛ-1 и секретируя зрелый белок. Однако типы клеток могут варьироваться в зависимости от гликозилирования секретированных белков и посттрансляционной модификации аминокислотных остатков. Таким образом, идеальными типами клеток являются такие, которые продуцируют рекомбинантный ингибитор ИЛ-1, являющийся идентичным натуральной молекуле.There are many types of resistant cells that are transformable and capable of transcribing and translating the cDNA sequence by processing the IL-1 inhibitor precursor and secreting the mature protein. However, cell types may vary depending on the glycosylation of secreted proteins and the post-translational modification of amino acid residues. Thus, ideal cell types are those that produce a recombinant inhibitor of IL-1, which is identical to a natural molecule.

5. Культивирование изготовленных клеток5. Cultivation of manufactured cells

Клетки-хозяева культивируют в условиях, подходящих для экспрессии ингибитора ИЛ-1. Эти условия в основном являются специфическими для клетки-хозяина, и они легко определяются специалистами в свете опубликованной литературы, относящейся к условиям выращивания таких клеток, а также в свете приведенных здесь положений. Например, Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, 8th Ed., Williams & Wilkins Co., Baltimore, Maryland, которое введено в данное описание в качестве отсылки, содержит информацию относительно условий для культивирования бактерий. Аналогичную информацию относительно культивирования дрожжевых и млекопитающих клеток можно получить из Pollack, R. Mammalian Cell Culture, Cold Spring Harbor Laboratories (1975), введенной в данное описание в качестве отсылки.Host cells are cultured under conditions suitable for expression of an IL-1 inhibitor. These conditions are mainly specific for the host cell, and they are easily determined by specialists in the light of the published literature relating to the conditions for growing such cells, as well as in light of the provisions presented here. For example, Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, 8 th Ed., Williams & Wilkins Co. , Baltimore, Maryland, which is incorporated herein by reference, contains information on conditions for culturing bacteria. Similar information regarding the cultivation of yeast and mammalian cells can be obtained from Pollack, R. Mammalian Cell Culture, Cold Spring Harbor Laboratories (1975), incorporated herein by reference.

При осуществлении работ на стадиях трансформации и культивирования могут быть отобраны любые условия, необходимые для регуляции экспрессии ДНК-последовательности, в зависимости от любых операционных элементов, инсерцированных в вектор или присутствующих в нем. В одном варианте осуществления изобретения клетки выращивают до высокой плотности в присутствии подходящих регуляторных условий, которые ингибируют экспрессию ДНК-последовательности. При достижении оптимальной плотности клеток окружающие условия изменяют на те, которые подходят для экспрессии ДНК-последовательности. Таким образом, предполагается, что производство ингибитора ИЛ-1 происходит во временном промежутке после роста клеток-хозяев почти до оптимальной плотности и что полученный ингибитор ИЛ-1 собирают на определенном этапе после индукции регуляторных условий, необходимых для его экспрессии.When carrying out work at the stages of transformation and cultivation, any conditions necessary for regulating the expression of the DNA sequence can be selected, depending on any operational elements inserted into or present in the vector. In one embodiment, the cells are grown to high density in the presence of suitable regulatory conditions that inhibit the expression of the DNA sequence. Upon reaching the optimal cell density, environmental conditions are changed to those suitable for expression of the DNA sequence. Thus, it is assumed that the production of the IL-1 inhibitor occurs in the time interval after the growth of the host cells to an almost optimal density and that the obtained IL-1 inhibitor is harvested at a certain stage after the induction of regulatory conditions necessary for its expression.

6. Очистка6. Cleaning

(а) Ингибитор Ил-1, полученный из микроорганизмов(a) IL-1 inhibitor obtained from microorganisms

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения рекомбинантный ингибитор ИЛ-1 очищают после его сбора и перед допущением его активной структуры. Данный вариант является предпочтительным, поскольку заявитель полагает, что извлечение высокого выхода повторно упорядоченного белка облегчается, если белок вначале очищен. Однако в одном предпочтительном, альтернативном варианте ингибитор ИЛ-1 может быть повторно упорядочен с принятием его активной структуры перед очисткой. В еще одном варианте, предпочтительном и альтернативном, ингибитор ИЛ-1 присутствует в его повторно упорядоченном, активном состоянии после извлечения из культуральной среды. При определенных обстоятельствах ингибитор ИЛ-1 будет принимать его должную, активную структуру после экспрессии в микроорганизме-хозяине и транспортировки белка через клеточную стенку или мембрану, или же в периплазматическое пространство. Это обычно происходит в том случае, если ДНК, кодирующая соответствующую лидерную последовательность, связана с ДНК, кодирующей рекомбинантный белок. Если ингибитор ИЛ-1 не принимает его должную, активную структуру, любые образованные дисульфидные связи и/или любые нековалентные взаимодействия будут разрушены агентами денатурации и восстановителями, например гуанидиний хлоридом и бета-меркаптоэтанолом, перед тем как ингибитор ИЛ-1 примет свою активную структуру после разбавления и окисления этих веществ в контролируемых условиях.In a preferred embodiment of the present invention, the recombinant inhibitor of IL-1 is purified after collection and before assuming its active structure. This option is preferred because the applicant believes that recovering a high yield of the reordered protein is facilitated if the protein is first purified. However, in one preferred, alternative embodiment, the IL-1 inhibitor can be re-ordered to accept its active structure before purification. In yet another embodiment, preferred and alternative, the IL-1 inhibitor is present in its re-ordered, active state after extraction from the culture medium. Under certain circumstances, the IL-1 inhibitor will take its proper, active structure after expression in the host microorganism and transport of the protein through the cell wall or membrane, or into the periplasmic space. This usually occurs when the DNA encoding the corresponding leader sequence is linked to the DNA encoding the recombinant protein. If the IL-1 inhibitor does not accept its proper, active structure, any disulfide bonds formed and / or any non-covalent interactions will be destroyed by denaturation agents and reducing agents, for example guanidinium chloride and beta-mercaptoethanol, before the IL-1 inhibitor assumes its active structure after dilution and oxidation of these substances under controlled conditions.

Для очистки перед и после повторного упорядочения предпочтительно использовать определенную комбинацию следующих операционных стадий: анионообменной хроматографии (Mono Q или ДЭАЭ-Сефароза), гель-фильтрации (супероза), хроматофокусирования (Mono P) и гидрофобной хроматографии (октил- или фенил-сефароза). Особую ценность приобретает хроматография по сродству к антителу с использованием ингибитор ИЛ-1-специфических моноклональных антител (описанных в Примере 5).For purification before and after re-ordering, it is preferable to use a certain combination of the following operational steps: anion exchange chromatography (Mono Q or DEAE-Sepharose), gel filtration (superose), chromatofocusing (Mono P) and hydrophobic chromatography (octyl or phenyl-sepharose). Of particular value is chromatography by affinity for the antibody using an inhibitor of IL-1-specific monoclonal antibodies (described in Example 5).

(b) Ингибитор ИЛ-1, полученный из клеток млекопитающих(b) IL-1 inhibitor derived from mammalian cells

Ингибитор ИЛ-1, полученный из млекопитающих клеток, очищают от кондиционированной среды комбинацией следующих стадий: ионообменная хроматография и иммуноаффинная хроматография, с использованием моноклональных антител, описанных в Примере 3. Специалист поймет, что в процессах и продуктах в соответствии с настоящим изобретением возможны различные модификации и вариации при условии, что все они составляют объем прилагаемой формулы изобретения.The IL-1 inhibitor obtained from mammalian cells is purified from the conditioned medium by a combination of the following steps: ion exchange chromatography and immunoaffinity chromatography using the monoclonal antibodies described in Example 3. The specialist will understand that various modifications are possible in the processes and products of the present invention and variations, provided that they all comprise the scope of the appended claims.

Следует понять, что применение принципов настоящего изобретения находится в компетенции специалистов в данной области техники с учетом изложенных в данной заявке положений. Примеры продуктов настоящего изобретения и показательных способов их выделения и получения представлены ниже.It should be understood that the application of the principles of the present invention is the responsibility of specialists in this field of technology, taking into account the provisions set forth in this application. Examples of products of the present invention and illustrative methods for their isolation and preparation are presented below.

Следующие примеры иллюстрируют различные предпочтительные варианты настоящего изобретения. Публикации, приведенные в данных примерах, введены в качестве отсылок.The following examples illustrate various preferred embodiments of the present invention. The publications cited in these examples are incorporated by reference.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1 - Получение белковExample 1 - Obtaining proteins

А. МатериалыA. Materials

Сбалансированный солевой раствор Хенкса (HBSS) и RPMI поставляют из Медиатех, Вашингтон, округ Колумбия. Лимфопреп получают из Акъюрат Кемикал энд Сайентифик Корп., Уэстбери, Нью-Йорк. Человеческий иммуноглобулин Г (ИгГ), МТТ, кроличью антисыворотку к антипростагландину Е2, бикарбонат аммония, дитиотрейтол, полный и неполный стимуляторы Фрейнда, гипоксантин, аминоптерин и тимидин поставляют из Сигма Кемикал Ко., Сент-Луис, Миссури. Мыши С3Н/HeJ получают из Джаксон Лавз, Бар Нарбор, Мэн. Мыши BAL В/с и Р3 миелома-клетки получают из фондов Докторов Джона Каплера и Филиппы Маррак в Национальном Центре Джевиша по Изучению Иммунологии и Респираторной Медицины (NJ C/IPM), Денвер, Колорадо. Рекомбинантный человеческий ИЛ-1 получают из Цистрон Биотехнолоджи, Пайн Врук, Нью-Йорк. Очищенный фитогемагглютинин поставляется Уэлкам Дайагностикс, Рисерч Трайенгл Парк, Северная Каролина. Фибробласты из человеческой крайней плоти от первичных культур получают от Доктора Ричарда Кларка в NJ C/IPM, Денвер, Колорадо. Моноклональные мышиные противокроличьи ИгГ-антитела поставляются из реагентов AIA, Аврора, Колорадо. PPMI с низким содержанием метионина получают с использованием оборудования Селект-Амин из ГИВКО Лабораториез, Грэнд Айленд, Нью-Йорк. /35S/-метионин, дифенилоксазол и /14С/-иодоуксусную кислоту получают из ДюПон-NEN, Чикаго, Иллинойс. Околоплодную сыворотку теленка получают из ХайКлон Лабораториез, Логан, Юта. Колонки Mono Q и Супероза 12 поставляются Фармация, Инк., Пискэтуэй, Нью Джерси. Колонки с обращенной фазой C4 получают из Синхром, Инк., Лафайет, Индиана. Колонки с обращенными фазами С8 получают из Эпплайд Биосистемз, Инк., Фостер Сити, Калифорния. Ацетонитрил и полиэтиленгликоль 8000 поставляются Дж.Т.Бэйкер Кемикал Ко., Филлипсбург, Нью Джерси. Трифторуксусную кислоту и хлоргидрат гуанидина получают из Пиерс Кемикалз, Рокфорд, Иллинойс. Эндопротеиназу Lys С получают из Берингер Мангейм Биокемикалз, Индианаполис, Индиана. Титрационные микропланшеты, используемые для твердофазного иммуноферментного анализа РСЕ2 (РСЕ2 ELISA), представляют собой Нунк-Иммуно Плэйт 1, полученную из Интермаунтин Сайентифик Корпорейшн, Баунтифул, Юта. Чашки, используемые для получения гибридомы, получают из Костар, Кембридж, Массачусетс.Hanks Balanced Salt Solution (HBSS) and RPMI are available from MediaTech, Washington, DC. Lymphoprep is obtained from Akyurat Chemical and Scientific Corp., Westbury, New York. Human immunoglobulin G (IgG), MTT, rabbit antiserum for antiprostaglandin E 2 , ammonium bicarbonate, dithiothreitol, Freund's complete and incomplete stimulants, hypoxanthine, aminopterin and thymidine are supplied from Sigma Chemical Co., St. Louis, Missouri. C3H / HeJ mice are obtained from Jackson Loves, Bar Narbor, Maine. BAL B / C mice and P3 myeloma cells are obtained from the funds of Doctors John Kapler and Philippa Marrake at the Jevish National Center for the Study of Immunology and Respiratory Medicine (NJ C / IPM), Denver, Colorado. Recombinant human IL-1 is obtained from Cistron Biotechnology, Pine Wrook, New York. Purified phytohemagglutinin is supplied to Welkam Diagnostics, Research Triengle Park, North Carolina. Primary cultures of human foreskin fibroblasts are obtained from Dr. Richard Clark at NJ C / IPM, Denver, Colorado. Monoclonal mouse anti-rabbit IgG antibodies are supplied from reagents AIA, Aurora, Colorado. Low methionine PPMIs are prepared using Select-Amin equipment from GIVCO Laboratories, Grand Island, New York. / 35 S / methionine, diphenyloxazole, and / 14 C / -iodouksusnuyu acid obtained from DuPont-NEN, Chicago, Illinois. Amniotic calf serum is obtained from HighClon Laboratories, Logan, Utah. Mono Q and Superose 12 columns are available from Pharmacy, Inc., Piscatway, New Jersey. C4 reverse phase columns are obtained from Synchrome, Inc., Lafayette, Indiana. C8 reverse phase columns are obtained from Apple Biosystems, Inc., Foster City, CA. Acetonitrile and polyethylene glycol 8000 are supplied by J.T. Baker Chemical Co., Phillipsburg, New Jersey. Trifluoroacetic acid and guanidine hydrochloride are obtained from Pierce Chemicals, Rockford, Illinois. Lys C endoproteinase is obtained from Beringer Mannheim Biochemicals, Indianapolis, Indiana. The microtiter plates used for the PCE 2 enzyme-linked immunosorbent assay (PCE 2 ELISA) are Nunk-Immuno Plate 1, obtained from Intermount Scientific Corporation, Bountiful, Utah. The cups used to produce the hybridoma are obtained from Costar, Cambridge, Massachusetts.

В. Генерация ингибитора ИЛ-1 моноцитовB. Generation of an inhibitor of IL-1 monocytes

Человеческие лейкоциты получают от нормальных доноров лейкофорезом, ресуспендируют в сбалансированном солевом растворе Хенкса (HBSS) при концентрации 1 часть уплотненных клеток на 1 часть HBSS, подслаивают Лимфопрепом и закручивают при 400 кг в течение 50 минут при комнатной температуре. Берут мононуклеарную фракцию (обычно 4-5 109 клеток получают от одного донора), промывают в HBSS без Ca++ или М++ суспендируют в бессывороточном RРМ1 и высевают на чашки Петри, покрытые нормальным человеческим ИгГ, который делают безлипополисахаридным хроматографией на колонке Сефадекс С200 (6×107 клеток в 10 мл на 100 мм чашку). Все реагенты содержат менее 10 пг/мл липополисахарида (ЛПС). Клетки культивируют в течение 24-48 часов, и полученная кондиционированная среда составляет неочищенный надосадочный слой ингибитора ИЛ-1 (ИЛ-1и). Обычно клетки от одного донора приводят к получению 700-900 мл неочищенного супернатанта ИЛ-1и.Human leukocytes are obtained from normal donors by leukophoresis, resuspended in Hanks' balanced salt solution (HBSS) at a concentration of 1 part of packed cells per 1 part of HBSS, layered with Lymphoprep and twisted at 400 kg for 50 minutes at room temperature. A mononuclear fraction is taken (usually 4-5 10 9 cells are obtained from one donor), washed in HBSS without Ca ++ or M ++ suspended in serum-free RPM1 and plated on Petri dishes coated with normal human IgG, which is done by non-polysaccharide chromatography on a Sephadex column C200 (6 × 10 7 cells in 10 ml per 100 mm cup). All reagents contain less than 10 pg / ml lipopolysaccharide (LPS). Cells were cultured for 24-48 hours, and the resulting conditioned medium constituted the crude supernatant of the IL-1 inhibitor (IL-1i). Typically, cells from one donor result in 700-900 ml of crude IL-1i supernatant.

С. Анализ ингибитора ИЛ-1C. Analysis of the inhibitor of IL-1

Обычно используют два анализа ИЛ-1 для определения ИЛ-1и. Тимоциты (1×106 клеток от 4-6-недельных мышей СЗН/HeJ) отвечают за 1,0 единицы/мл рекомбинантного человеческого ИЛ-1 плюс 1 мкг/мл фитогемагглютинина при полумаксимальной полиферации, как измерено введением 3H-тимидина или поглощением тетразолиевой соли МТТ (Mesmann, T., J. Immunol Method 65: 55-61 (1983)) через три дня после начала стимуляции. Неочищенный ИЛ-1и полностью ингибирует данную реакцию на пролиферацию при разведении 1/10. Человеческие дермальные фибробласты (1×105 клеток на лунку в 96-луночной чашке) как правило отвечают за 0,5 единицы/мл рекомбинантного человеческого ИЛ-1 при секретировании на 6 ч стимуляции, приблизительно 50000 пг/мл PCE2, которые можно измерить методом ELISA. Данный метод является таким же чувствительным к ИЛ-1и, что и анализ тимоцитов.Typically, two IL-1 assays are used to determine IL-1i. Thymocytes (1 × 10 6 cells from 4-6-week-old CBS / HeJ mice) are responsible for 1.0 units / ml of recombinant human IL-1 plus 1 μg / ml phytohemagglutinin during half-maximum polymerization, as measured by 3 H-thymidine administration or absorption MTT tetrazolium salt (Mesmann, T., J. Immunol Method 65: 55-61 (1983)) three days after the start of stimulation. Untreated IL-1i completely inhibits this proliferation reaction when 1/10 is diluted. Human dermal fibroblasts (1 × 10 5 cells per well in a 96-well dish) are typically responsible for 0.5 units / ml recombinant human IL-1 when secreted for 6 hours of stimulation, approximately 50,000 pg / ml PCE 2 , which can be measured ELISA method. This method is as sensitive to IL-1i as the analysis of thymocytes.

D. Метаболическое мечение ингибитора ИЛ-1D. Metabolic labeling of the inhibitor of IL-1

ИЛ-1и метаболически метят культивированием мононуклеарных лейкоцитов в течение 48 часов на ИгГ-покрытых планшетах (как описано в части В) в без сывороточном PPM1, содержащем только 0,75 мкг/мл холодного метионина (15 мкг/мл являются нормой), и к которому прибавляют 0,5 мкуб, дюйм 35S-метионина (1151 куб.дюйм/ммоль) на 107 клеток. Контрольные мечения осуществляют аналогичным образом за исключением того, что планшеты покрывают околоплодной сывороткой теленка, а не ИгГ. Анализ таких контрольных супернатантов показывает, что очень незначительное количество ИЛ-1и секретируется, когда клетки культивируют на планшетах, покрытых околоплодной сывороткой теленка.IL-1 and are metabolically labeled by culturing mononuclear leukocytes for 48 hours on IgG-coated plates (as described in Part B) in serum-free PPM1 containing only 0.75 μg / ml cold methionine (15 μg / ml are normal), and which is added 0.5 mcub, an inch of 35 S-methionine (1151 cubic inches / mmol) per 10 7 cells. Control labeling is carried out in a similar manner except that the plates are coated with amniotic fluid of the calf, and not IgG. Analysis of such control supernatants shows that a very small amount of IL-1i is secreted when cells are cultured on plates coated with amniotic calf serum.

Е. Очистка белка ингибитора ИЛ-1E. Purification of the protein of the inhibitor of IL-1

Неочищенные супернататнты ИЛ-1и доводят до 1,0 М в хлориде натрия, инкубируют на льду в течение одного часа и центрифугируют при 10000 об/мин в течение 15 минут. Супернатанты, которые содержат всю ингибирующую активность, но только лишь 20% начального белка, затем интенсивно диализуют при температуре 4°С против 0,025 М Трис, рН 7,6, который содержит 0,1% сахарозу (буфер А), для градиентного фракционирования белков на анион с обменной колонке Mono Q. После диализа ингибиторсодержащие растворы повторно центрифугируют при 10000 об/мин в течение 15 минут и затем пропускают через найлоновые фильтры размером 0,22 мкм. Супернатанты обычно объединяют с 10 мл аналогичным образом приготовленного супернатанта от метаболического мечения и пропускают через колонки Mono Q-Супероза (жидкостная экспресс-хроматография белков (ЖЭХБ) на оборудовании Фармация)) с объемами слоев либо 1,0 мл, либо 8,0 мл, промывают буфером А до достижения значения OD280 отходящего потока, возвращенного к базисной линии, и тщательно хроматографируют с использованием линейного градиента хлорида натрия (0,025 М-0,10 М) в буфере А. Колоночные фракции собирают и анализируют на радиоактивность и биоактивность. Образцы каждой фракции также анализируют полиакриламидным гель-электрофорезом в 12,5% додецилсульфате натрия, окрашивают серебром, пропитывают дифенилок сазолом, сушат и кладут на пленку для получения ауторадиографических данных. Фиг.1а показывает белковый профиль Mono Q-хроматографии относительно 40 мл неочищенного супернатанта ИЛ-1и, смешанного с 5 мл метаболически меченного супернатанта ИЛ-1и. Добавлена величина радиоактивности, обнаруженной в 50 мкл каждой фракции, а также биоактивности ИЛ-1и, измеренной при анализе получения PGE2. Показаны два основных и один меньший вид радиоактивности, которые совершенно совпадают с тремя пиками биоактивности. Фиг.1b показывает сходную хроматографию 15 мл неочищенного супернатанта ИЛ-1и, смешанного с 5 мл супернатанта от моноцитов, метаболически меченных на планшетах, покрытых околоплодной сывороткой теленка (FCS), а не ИгГ. Уровни трех вышеупомянутых видов радиоактивности значительно снижены. Фиг.2а показывает гели, окрашенные серебром, на фракциях из участков хроматографии, приведенных на Фиг.1а и 1b. Следует отметить, что фракции пиковой радиоактивности и биоактивности на Фиг.1а (фракции 52 и 59) показывают основную полосу при 22 килодальтон (отмечена стрелками) при полиакриламидном гель-электрофорезе c додецилсульфатом натрия (ПААГ-ДДС Na). Третий вид (фракция 48 на Фиг.1a) показывает полосу при 20 кД во время ПААГ-ДДС Na). Гель-фильтрационные эксперименты относительно неочищенного ИЛ-1и показывают, что активная молекула имеет молекулярную массу 18-25 кД. Фиг.2b представляет собой авторадиограмму гелей, приведенных на Фиг.2а. Легко понять, что белковые полосы при 20 и 22 кД являются основными радиоактивными видами в этих фракциях.The crude IL-1i supernatants were adjusted to 1.0 M in sodium chloride, incubated on ice for one hour and centrifuged at 10,000 rpm for 15 minutes. Supernatants that contain all the inhibitory activity, but only 20% of the initial protein, are then intensively dialyzed at 4 ° C against 0.025 M Tris, pH 7.6, which contains 0.1% sucrose (buffer A), for gradient fractionation of proteins on anion with a Mono Q exchange column. After dialysis, the inhibitor-containing solutions are centrifuged again at 10,000 rpm for 15 minutes and then passed through 0.22 μm nylon filters. Supernatants are usually combined with 10 ml of a similarly prepared metabolic labeling supernatant and passed through Mono Q-Superose columns (liquid protein rapid chromatography (HPLC) on Pharmacy equipment)) with layer volumes of either 1.0 ml or 8.0 ml, washed with buffer A until the OD 280 value of the effluent returned to the baseline is reached and carefully chromatographed using a linear gradient of sodium chloride (0.025 M-0.10 M) in buffer A. Column fractions are collected and analyzed for radioactivity and bioactivity willness. Samples of each fraction are also analyzed by polyacrylamide gel electrophoresis in 12.5% sodium dodecyl sulfate, stained with silver, impregnated with diphenylazole, dried and applied to a film to obtain autoradiographic data. Fig. 1a shows the Mono Q chromatography protein profile for 40 ml of crude IL-1i supernatant mixed with 5 ml of metabolically labeled IL-1i supernatant. The value of the radioactivity detected in 50 μl of each fraction was added, as well as the bioactivity of IL-1i measured in the analysis of obtaining PGE 2 . Two main and one smaller type of radioactivity are shown, which completely coincide with the three peaks of bioactivity. Fig. 1b shows similar chromatography of 15 ml of crude IL-1i supernatant mixed with 5 ml of supernatant from monocytes metabolically labeled on plates coated with amniotic calf serum (FCS) rather than IgG. The levels of the three aforementioned types of radioactivity are significantly reduced. Fig. 2a shows gels stained with silver in fractions from the chromatographic regions shown in Figs. 1a and 1b. It should be noted that the fractions of peak radioactivity and bioactivity in Fig. 1a (fractions 52 and 59) show the main band at 22 kilodaltons (indicated by arrows) during polyacrylamide gel electrophoresis with sodium dodecyl sulfate (NaPAG-SDS). The third view (fraction 48 in FIG. 1a) shows the band at 20 kDa during the SDS page-SDS Na). Gel filtration experiments on crude IL-1i show that the active molecule has a molecular weight of 18-25 kDa. Fig.2b is an autoradiogram of the gels shown in Fig.2A. It is easy to understand that protein bands at 20 and 22 kD are the main radioactive species in these fractions.

Суммируя данные результаты, заявитель показывает на то, что метаболическое мечение моноцитов, высеянных на чашках Петри, покрытых ИгГ, приводит к получению радиоактивных видов, которые плохо продуцируются только тогда, когда клетки высевают на чашках, покрытых FCS. Эти индуцированные радиоактивные виды хорошо хроматографируются совместно с несколькими видами биоактивности ИЛ-1и на колонке Mono Q, причем гели и полученные авторадиограммы показывают, что три основные индуцированные молекулы представляют собой белки с прогнозируемой молекулярной массой для ИЛ-1и.Summarizing these results, the applicant shows that metabolic labeling of monocytes seeded on Petri dishes coated with IgG leads to the production of radioactive species that are poorly produced only when cells are seeded on plates coated with FCS. These induced radioactive species are well chromatographed in conjunction with several types of IL-1i bioactivity on a Mono Q column, and the gels and autoradiograms obtained show that the three main induced molecules are proteins with a predicted molecular weight for IL-1i.

Молекулы ИЛ-1и подвергают дальнейшей очистке для секвенирования двумя способами. Во-первых, фракции Mono Q с пиковыми биоактивностью и радиоактивностью загружают в колонку С4 с обращенной фазой и элюируют Н2О/0,1% ТФА: градиент ацетонитрил/0,1% ТФА. Поскольку молекула ИЛ-1и метят изотопными индикаторами, образцы каждой фракции подвергают непосредственно подсчету степени радиоактивности, а также анализируют ПААГ-ДДС Na с последующей авторадиографией, Фиг.3а показывает такую хроматографию с внесенным рисунком радиоактивности. Окрашенные серебром гели испытывают относительно образцов из каждой фракции (Фиг.3b), и последующие авторадиограммы гелей (Фиг.5с) показывают, что молекула ИЛ-1и находится во фракциях 32-36. Эти фракции сушат и секвенируют. Альтернативно, пиковые фракции Mono Q сушат с помощью Speed Vac, ресуспендируют в 0,4 мл 0,05 М NH4HCO3 и непосредственно хроматографируют два раза на гель-фильтрационной колонке Супероза 12 (10×300 мм) (ЖЭХБ Фармация), уравновешенной в том же буферном растворе, как показано на Фиг.4а и 4. Фракции собирают и образцы каждой фракции испытывают на радиоактивность и тиоактивность, после чего анализируют окрашиванием серебром и авторадиографируют при ПААГ-ДДС Na. Соответствующие фракции затем сушат на Speed Vac и секвенируют.The IL-1i molecules are further purified for sequencing in two ways. Firstly, Mono Q fractions with peak bioactivity and radioactivity were loaded onto a reverse phase C4 column and H 2 O / 0.1% TFA was eluted: acetonitrile / 0.1% TFA gradient. Since the IL-1i molecule is labeled with isotopic indicators, the samples of each fraction are directly counted for the degree of radioactivity, and PAGE-DDS Na is analyzed, followed by autoradiography, Fig. 3a shows such a chromatography with an inserted radioactivity pattern. Silver-stained gels were tested on samples from each fraction (Fig. 3b), and subsequent autoradiograms of the gels (Fig. 5c) showed that the IL-1i molecule was in fractions 32-36. These fractions are dried and sequenced. Alternatively, the Mono Q peak fractions are dried using a Speed Vac, resuspended in 0.4 ml of 0.05 M NH 4 HCO 3 and directly chromatographed twice on a Superose 12 gel filtration column (10 × 300 mm) (HPLC Pharmacy) equilibrated in the same buffer solution, as shown in Figures 4a and 4. Fractions are collected and samples of each fraction are tested for radioactivity and thioactivity, after which they are analyzed by silver staining and autoradiographed with Na-PAGE-DDS. The appropriate fractions are then dried on a Speed Vac and sequenced.

Пример 2Example 2

Предлагаемое секвенирование ингибитора ИЛ-1The proposed sequencing of the inhibitor of IL-1

Перед секвенированием образцы растворяют в 6 М гуанидин-HCl, рН 8,6, восстанавливают в течение 4 часов при температуре 37°С под N2 100-кратным молярным избытком дитиотрейтола в сравнении с белком, после чего алкилируют в течение 1 часа 400-кратным избытком 14С-иодоуксусной кислотой. В данном случае реакционные смеси можно обессолить на колонке с обращенной фазой С8, элюировать и частично высушить, N-концевые последовательности определяют с использованием секвенатора белков Эпплайд Биосистемз. Для получения внутренних последовательностей восстановленные и алкированные образцы переваривают цианогенбромидом или протеолитическими ферментами с использованием известных способов. Реакционные смеси сушат, растворяют в 0,1% ТФА/H2O, и пептициды выделяют с использованием колонки с обращенной фазой С8.Before sequencing, the samples were dissolved in 6 M guanidine-HCl, pH 8.6, reduced for 4 hours at 37 ° C under N 2 with a 100-fold molar excess of dithiothreitol compared to protein, and then alkylated with 400-fold for 1 hour an excess of 14 C-iodoacetic acid. In this case, the reaction mixtures can be desalted on a C8 reversed phase column, eluted and partially dried, N-terminal sequences are determined using the Apple Biosystems protein sequencer. To obtain internal sequences, reduced and alkylated samples are digested with cyanogen bromide or proteolytic enzymes using known methods. The reaction mixtures were dried, dissolved in 0.1% TFA / H 2 O, and the peptides were isolated using a C8 reverse phase column.

Пример 3Example 3

Очистка и секвенирование видов ингибиторов ИЛ-1Purification and sequencing of types of inhibitors of IL-1

А. Виды ИЛ-1и-X, ИЛ-1и-а и ИЛ-1и-bA. Types of IL-1i-X, IL-1i-a and IL-1i-b

Mono Q-очистка ИЛ-1и расщепляет биологическую активность на три основных вида, как показано на Фиг.1а и описано в Примере 1, где пиковыми фракциями относительно данной активности являются 48, 52 и 59. ПААГ-ДДС Na на образцах этих фракций, как показано на Фиг.2а, выявляет виды при 20 кД, 22 кД и 22 кД соответственно. Вестерн-анализ таких гелей с использованием мышиных антисывороток, который обсуждается в Примере 4 ниже, окрашивает все три вида. Когда ИЛ-1и получают из клеток, метаболически меченных 35S-метионином во время роста на планшетах, покрытых ИгГ, каждая из этих полос является радиоактивной (как показано на Фиг.2b, представляющем собой авторадиограмму вышеупомянутого геля). На основе доктрины, представленной в Примере 1, а именно, что параллельные клетки, инкубированные в неиндуцированных условиях, не продуцируют биоактивность ИЛ-1и и не продуцируют эти радиоактивные полосы, заявитель приходит к выводу, что эти три вида отвечают за биологическую активность. Заявитель назвал эти виды ИЛ-1и-X, ИЛ-1и-а, и ИЛ-1и-b соответственно.Mono Q-purification of IL-1i splits the biological activity into three main species, as shown in Fig. 1a and described in Example 1, where the peak fractions relative to this activity are 48, 52 and 59. PAGE-SDS Na on samples of these fractions, as shown in Fig.2A, reveals species at 20 KD, 22 KD and 22 KD, respectively. Western analysis of such gels using murine antisera, which is discussed in Example 4 below, stains all three species. When IL-1i is obtained from cells metabolically labeled with 35 S-methionine during growth on IgG-coated plates, each of these bands is radioactive (as shown in Fig. 2b, which is an autoradiogram of the aforementioned gel). Based on the doctrine presented in Example 1, namely that parallel cells incubated under uninduced conditions do not produce the bioactivity of IL-1i and do not produce these radioactive bands, the applicant concludes that these three species are responsible for biological activity. The applicant named these types of IL-1i-X, IL-1i-a, and IL-1i-b, respectively.

В. Очистка и секвенирование ИЛ-1и-ХB. Purification and sequencing of IL-1i-X

Mono Q-фракции, содержащие ИЛ-1и-Х и/или ИЛ-1и-а, очищают от жидкостной хромотографией высокого давления с обращенной фазой на колонке Синхропак РР-4 (С4), и радиоактивные виды подвергают анализу секвенированием. Провалились многочисленные попытки непосредственного секвенирования ИЛ-1и-а и ИЛ-1И-b, очищенных ЖХДВ с обращенной фазой, что указывает на их химическую блокировку со стороны их N-концов. Однако один препарат ИЛ-1и-а (ИЛ-1и-аВ2р42) приводит к получению следующей последовательности:Mono Q fractions containing IL-1i-X and / or IL-1i-a are purified from reverse-phase high-pressure liquid chromatography on a Synchropack PP-4 (C4) column, and the radioactive species are analyzed by sequencing. Numerous failed direct sequencing attempts of IL-1i-a and IL-1I-b purified by reverse phase HPLC, which indicates their chemical blocking from their N-ends. However, one drug IL-1i-a (IL-1i-aV2p42) leads to the following sequence:

Figure 00000001
Figure 00000001

и последующие препараты ИЛ-1и-X, аналогично очищенные ЖХВД с обращенной фазой С4, продуцируют ту же последовательность:and subsequent preparations of IL-1i-X, similarly purified HPLC with reversed phase C4, produce the same sequence:

Figure 00000002
Figure 00000002

Они, несомненно, являются частью последовательности, обнаруженной при первоначальной попытке секвенировать ИЛ-1и-а. Заявитель приходит к выводу, что приведенные данные о последовательности являются N-концом 20 кД-вида, названного ИЛ-1и-Х. В этих и во всех последующих последовательностях подчеркнутое положение указывает или на неспособность идентифицировать остаток или на существование двусмысленности относительно идентифицированного остатка. Когда два или более остатков помещены в одном положении, это указывает на то, что обнаружено более чем одна аминокислота на стадии секвенирования, и более правильный остаток находится наверху.They are undoubtedly part of the sequence detected during the initial attempt to sequence IL-1i-a. Applicant concludes that the sequence information provided is the N-terminus of a 20 kD species called IL-1i-X. In these and in all subsequent sequences, the underlined position indicates either the inability to identify the remainder or the existence of ambiguity regarding the identified remainder. When two or more residues are placed in the same position, this indicates that more than one amino acid has been detected in the sequencing step, and a more correct residue is at the top.

С. Генерация, очистка и секвенирование пептидов ИЛ-1и-а и ИЛ-1и-bC. Generation, purification and sequencing of peptides IL-1i-a and IL-1i-b

Поскольку ИЛ-1и-а и ИЛ-1и-b химически блокированы со стороны их N-концов, пептиды каждого из них генерируют перевариванием эндопротеиназной. Конкретно, Mono Q-фракции, содержащие либо ИЛ-1и-a, либо ИЛ-1и-b, пропускают через колонку обращеннофазовой (C3) высокоэффективной жидкостной хроматографии размером 4,6×250 мм (Зорбакс Протеин Плюс), которая является альтернативной колонкам С-4, используемым во всех предыдущих экспериментах. Очень ступенчатые градиенты (0,2% ацетонитрил в минуту при 0,5 мл/мин) отщепляют ИЛ-1и-а (Фиг.8а, b) или ИЛ-1и-b (Фиг.9а) от основного загрязняющего радиоактивного вида, человеческого лизоцима. Идентичности очищенных видов подтверждаю присутствием одиночного, радиоактивного белка с молекулярной массой 22 кД на ПААГ-ДДС Na и последующих авторадиограммах (Фиг.8с, d и 9b). Белки собирают вручную в пробирки из кварцевого стекла, в каждую из которых прибавляют 25 мл 0,2% раствора Твин-20. ИЛ-1и-содержащие фракции затем приводят к объему 50 мкл на Speed Vac, доводят до 300 мкл прибавлением 1% NH4HCO3 с последующим прибавлением 1 мг эндопротеиназы. В случае с ИЛ-1и-а используют фермент Эндопротеиназа LysC (Бехрингер-Маннгейм), тогда как ИЛ-1и-b расщепляют Эндопротеиназной AspN (Бехрингер Маннгейм). Расщепление осуществляют при температуре 37°С в течение 16 часов, после чего объем реакционной смеси понижают до 50 мл на Speed Vac.Since IL-1i-a and IL-1i-b are chemically blocked from their N-ends, the peptides of each of them are generated by digestion of the endoproteinase. Specifically, Mono Q fractions containing either IL-1i-a or IL-1i-b are passed through a 4.6 x 250 mm reverse phase (C3) high performance liquid chromatography column (Zorbax Protein Plus), which is an alternative to C columns -4 used in all previous experiments. Very stepwise gradients (0.2% acetonitrile per minute at 0.5 ml / min) split off IL-1i-a (Fig. 8a, b) or IL-1i-b (Fig. 9a) from the main contaminating radioactive species, human lysozyme. I confirm the identity of the purified species by the presence of a single, radioactive protein with a molecular weight of 22 kD on the PAGE-SDS Na and subsequent autoradiograms (Figs, d and 9b). Proteins are manually collected in silica glass tubes, 25 ml of a 0.2% Tween-20 solution are added to each of them. IL-1i-containing fractions are then brought to a volume of 50 μl per Speed Vac, adjusted to 300 μl by adding 1% NH 4 HCO 3 , followed by 1 mg of endoproteinase. In the case of IL-1i-a, the enzyme LysC Endoproteinase (Behringer-Mannheim) is used, whereas IL-1i-b is cleaved with AspN Endoproteinase (Behringer Mannheim). Cleavage is carried out at a temperature of 37 ° C for 16 hours, after which the volume of the reaction mixture is reduced to 50 ml on a Speed Vac.

В случае с ИЛ-1и-а образец хроматогрфируют непосредственно, тогда как образец ИЛ-1и-b вначале восстанавливают путем прибавления 5 мл 50 мМ дитиотрейтола в 2 М Трис, рН 8,0, подвергают взаимодействию в течение 30 минут при температуре 37°С, после чего карбоксиметилируют путем прибавления 1,1 мкмоль 3H-иодоуксусной кислоты в 10 мл этанола (взаимодействуя в течение 30 минут при температуре 37°С в темноте). Сепарацию пептидов осуществляют на колонке узкого калибра Браунли Аквапор RP-300 (C8) размером 2,1×250 мм при скорости перемещения фронта растворителя 100 мкл/мин, используя ЖХВД Бекмана, снабженную микрокалибровочным оборудованием и микрокалибрсовместимыми насосами. Используют линейный градиент 200 мин, 0-100% (H2O/0,1% ТФА - ацетонитрил/0,1% ТФА). Пептидные выделения приведены на Фиг.10 и 11. Получена следующая информация относительно последовательностей:In the case of IL-1i-a, the sample is chromatographed directly, while the sample of IL-1i-b is first restored by adding 5 ml of 50 mM dithiothreitol in 2 M Tris, pH 8.0, and reacted for 30 minutes at 37 ° C then carboxymethylated by adding 1.1 μmol of 3 H-iodoacetic acid in 10 ml of ethanol (reacting for 30 minutes at 37 ° C in the dark). The peptides are separated on a narrow-gauge Braunley Aquapor RP-300 (C8) column with a size of 2.1 × 250 mm at a solvent front displacement of 100 μl / min using Beckman HPLC equipped with micro-calibration equipment and micro-caliber compatible pumps. A linear gradient of 200 min, 0-100% (H 2 O / 0.1% TFA - acetonitrile / 0.1% TFA) was used. Peptide secretions are shown in FIGS. 10 and 11. The following information was obtained regarding sequences:

Figure 00000003
Figure 00000003

Две пептидные последовательности, по-видимому, связаны по характеру с той, которая получена ранее от ИЛ-1и-X. Одна из них, RaLysC-41, является последовательностью ИЛ-1и-а, а другая, RbAspN-51, является последовательностью ИЛ-1и-b, что оспаривает утверждение, будто три вида ИЛ-1и являются по меньшей мере тесно связанными белками, если не химически и/или физически модифицированными формами единственной оригинальной молекулы ИЛ-1и. Если приведенные последовательности объединить, можно получить следующие составные последовательности:The two peptide sequences are apparently related in nature to that obtained previously from IL-1i-X. One of them, RaLysC-41, is the IL-1i-a sequence, and the other, RbAspN-51, is the IL-1i-b sequence, which disputes the assertion that the three types of IL-1i are at least closely related proteins, if not chemically and / or physically modified forms of the only original IL-1i molecule. If you combine the above sequences, you can get the following composite sequences:

Figure 00000004
Figure 00000004

Эти составные последовательности, по-видимому, не присутствуют ни в одном из иных известных полипептидов, представленных в недавно опубликованной Базе Данных Ресурса Идентифицированных Белков (PIR 16.0). Заявитель полагает, что эти последовательности или их менее значительные варианты представляют собой класс молекул, которые способны действовать как ингибиторы ИЛ-1.These composite sequences do not appear to be present in any of the other known polypeptides presented in the recently published Identified Protein Resource Database (PIR 16.0). The Applicant believes that these sequences or less significant variants are a class of molecules that are capable of acting as IL-1 inhibitors.

Пример 4Example 4

Получение антител, специфических для ингибитора ИЛ-1Obtaining antibodies specific for the inhibitor of IL-1

Мышам BaL В/с в возрасте десяти недель подкожно вводят ингибитор ИЛ-1, которые частично очищен (400-кратно) от сырых супернатантов с использованием Mono Q-хроматографии, диализован против ЗФГ (забуференного фосфатом физиологического раствора) и эмульгирован полным стимулятором Фрейнда. Каждая мышь получает ИЛ-1и, очищенный из 5 мл сырого надосадочного слоя. Мышей бустер-иммунизируют каждые две недели эквивалентным количеством ингибитора ИЛ-1, эмульгируемого неполным стимулятором Фрейнда, и сывороточные пробы отбирают из хвостов через семь дней после осуществления каждого бустера. Антисыворотки испытывают на противо-ИЛ-1и активность Вестерн-анализом трансблотов иммуногена, проводимым на полиакриламидном гель-электрофорезе с додецилсульфатом натрия, как показано на Фиг.5а. Фиг.5b показывает, что все мыши продуцируют антитела к ИЛ-1и после трех инъекций ингибитора ИЛ-1.Ten week old BaL B / s mice were injected subcutaneously with an IL-1 inhibitor that was partially purified (400-fold) from crude supernatants using Mono Q chromatography, dialyzed against PFG (phosphate buffered saline) and emulsified with a complete Freund stimulator. Each mouse receives IL-1i, purified from 5 ml of crude supernatant. Booster mice are immunized every two weeks with an equivalent amount of an IL-1 inhibitor emulsified by an incomplete Freund stimulator, and serum samples are taken from the tails seven days after each booster. Antisera are tested for anti-IL-1 and activity by Western analysis of immunogen transblots, performed on polyacrylamide gel electrophoresis with sodium dodecyl sulfate, as shown in Fig.5A. Fig.5b shows that all mice produce antibodies to IL-1 and after three injections of an inhibitor of IL-1.

Поскольку моноклональные антитела будут иметь огромную ценность при клонировании гена ингибитора ИЛ-1 из библиотеки экспрессии, очистке рекомбинантного белка ингибитора ИЛ-1 и исследовании биологии молекулы, заявитель начал процесс изготовления батареи моноклональных антител, специфических для ингибитора ИЛ-1. Для получения гибридом клеток В вышеприведенных мышей инъецируют внутривенно с применением того же количества ингибитора ИЛ-1 в физиологическом растворе за 24 часа перед удалением селезенок. Спленоциты отпрепарируют от селезенок и помещают в холодный сбалансированный солевой раствор (BSS), промывают два раза BSS, смешивают с клетками миеломы РЗ при отношении 2×107 клеток РЗ на 108 селезеночных клеток В и закручивают. Клетки синтезируют путем покапельного прибавления 1 мл нагретого, загазированного (5% СО2) ПЭГ 6000 (40% полиэтиленгликоль 6000: 60% минимальная поддерживающая среда) до сухого осадка. Синтезированные клетки промывают BSS и ресуспендируют в 10 мл обогащенной среды (10% FBS), содержащей 2×105 перитонеальных клеток на 1 мл, и осадок осторожно диспергируют с использованием 10 мл пипетки. Объем доводят до 20 мл путем прибавления большего количества перитонеальных клеток в среду, и клетки высевают в 96-луночных планшетах при концентрации 0,1 мл/лунку. Планшеты помещают в газовый инкубатор и затем обрабатывают следующим образом:Since monoclonal antibodies will be of great value when cloning an IL-1 inhibitor gene from an expression library, purifying a recombinant protein of an IL-1 inhibitor, and studying molecular biology, the applicant has begun the process of manufacturing a battery of monoclonal antibodies specific for an IL-1 inhibitor. To obtain cell hybridomas, In the above mice, they are injected intravenously using the same amount of an IL-1 inhibitor in saline 24 hours before spleen removal. Splenocytes are dissected from the spleen and placed in a cold balanced salt solution (BSS), washed twice with BSS, mixed with RP myeloma cells at a ratio of 2 × 10 7 RP cells per 10 8 spleen cells B and twisted. Cells are synthesized by the dropwise addition of 1 ml of heated, gassed (5% CO 2 ) PEG 6000 (40% polyethylene glycol 6000: 60% minimum support medium) to dry sediment. The synthesized cells were washed with BSS and resuspended in 10 ml of enriched medium (10% FBS) containing 2 × 10 5 peritoneal cells per ml, and the pellet was carefully dispersed using a 10 ml pipette. The volume was adjusted to 20 ml by adding more peritoneal cells to the medium, and the cells were seeded in 96-well plates at a concentration of 0.1 ml / well. The tablets are placed in a gas incubator and then processed as follows:

1 день - прибавление 3×ГАТ (гипоксантин, аминоптерин, тимидин) в обогащенной среде до конечной концентрации 1×1 day - the addition of 3 × GAT (hypoxanthine, aminopterin, thymidine) in an enriched medium to a final concentration of 1 ×

5 день - смена среды путем замещения 200 мкл 1×ГАТ в обогащенной средеDay 5 - medium change by replacing 200 μl of 1 × GAT in an enriched medium

10 день - начинают проверку на гибридный рост. Смена среды путем замещения 200 мкл 1×ГАТ в обогащенной среде, содержащей 1,5 х 106 перитонеальных клеток на 1 мл.Day 10 - begin testing for hybrid growth. Change of medium by substitution of 200 μl of 1 × GAT in an enriched medium containing 1.5 x 10 6 peritoneal cells per ml.

Когда гибридные клетки почти конфлуентны в лунке, надосадочные слои переносят для испытания и клетки осторожно собирают кончиком пипетки и переносят в лунки с 1 мл культуры, содержащие 1×ГАТ в обогащенной среде и 3×106 перитонеальных клеток на 1 мл. Надосадочные слои из конфлуентных лунок исследуют на активность против ингибитора ИЛ-1 с использованием иммуноферментного твердофазного анализа (ELISA), при котором частично очищенный ингибитор ИЛ-1 (Mono Q-очищенное вещество, являющееся идентичным тому, которое вводят мышам) привязывают к лункам на микротитровальном планшете. Сыворотки нормальных мышей и гипериммунные антисыворотки используют в качестве негативных и позитивных контрольных веществ соответственно. Позитивные надосадочные слои повторно исследуют методом ELISA на планшетах, покрытых гомогенно очищенным ингибитором ИЛ-1, а также методом иммунопреципитации очищенного метаболически меченного ингибитора ИЛ-1. Позитивные клетки затем клонируют, ограничивая разбавление, и вводят мышам, обработанным пристаном, для генерации асцитов. Большие количества ИЛ-1и-специфических антител можно получить тканевой культурой или массовой генерацией и сбором асцитической жидкости у мышей. Очистка этих антител и их присоединение к нерастворимым гранулам продуцируют адсорбенты сродства для очистки рекомбинантного белка ингибитора ИЛ-1.When the hybrid cells are almost confluent in the well, the supernatants are transferred for testing and the cells are carefully collected with a pipette tip and transferred to 1 ml culture wells containing 1 × GAT in an enriched medium and 3 × 10 6 peritoneal cells per ml. The supernatant layers from the confluent wells are tested for activity against the IL-1 inhibitor using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), in which a partially purified IL-1 inhibitor (Mono Q-purified substance, which is identical to that injected into mice) is attached to the wells on a microtiter tablet. Normal mouse sera and hyperimmune antisera are used as negative and positive control substances, respectively. Positive supernatants are re-examined by ELISA on plates coated with a homogenously purified IL-1 inhibitor, as well as by immunoprecipitation of a purified metabolically labeled IL-1 inhibitor. Positive cells are then cloned, limiting dilution, and injected into pierced mice to generate ascites. Large quantities of IL-1 and specific antibodies can be obtained by tissue culture or mass generation and collection of ascitic fluid in mice. Purification of these antibodies and their attachment to insoluble granules produce affinity adsorbents for purification of the recombinant protein of the IL-1 inhibitor.

Пример 5Example 5

Клонирование кДНК ингибитора ИЛ-1Cloning of cDNA inhibitor of IL-1

Показано, что моноциты, высеянные на чашках Петри, покрытых иммуноглобулином Г, и культивированные в течение 24 часов в присутствии /35S/-метионина, продуцируют /35S/-ИЛ-1и, который можно идентифицировать по его хроматографическим свойствам на колонке Mono Q.It was shown that monocytes seeded on Petri dishes coated with immunoglobulin G and cultured for 24 hours in the presence of / 35 S / -methionine produce / 35 S / -IL-1i, which can be identified by its chromatographic properties on a Mono Q column .

Для определения того, когда (в течение 24-часового периода) ИЛ-1и продуцируется с максимальной степенью, высеянные моноциты экспонируют к /35S/-метионину (импульсному) в течение короткого (2 часового) периода, и за это время прибавляют большой избыток немеченого метионина и инкубирование продолжают еще два часа. Затем среду собирают и анализируют на ингибитор ИЛ-1, меченный радиоактивной меткой. Данную методику используют в отношении моноцитов в различные временные интервалы после засева на планшетах, покрытых иммуноглобулином Г, и обнаружено, что моноциты, подвергшиеся воздействию /35S/-метионина на 15 ч после засева, продуцируют максимальное количество ингибитора ИЛ-1-/35S/, что говорит о том, что мРНК ингибитора ИЛ-1 в моноцитах имеет максимальный уровень через 15 часов после высева на иммуноглобулине Г.To determine when (over a 24-hour period) IL-1i is produced to the maximum degree, the seeded monocytes expose to / 35 S / -methionine (pulsed) for a short (2 hours) period, and a large excess is added during this time unlabeled methionine and incubation continue for another two hours. Then the medium is collected and analyzed for an IL-1 inhibitor labeled with a radioactive label. This technique is used for monocytes at different time intervals after inoculation on immunoglobulin G coated tablets, and it was found that monocytes exposed to / 35 S / -methionine 15 hours after inoculation produce the maximum amount of IL-1- / 35 S inhibitor /, which suggests that the mRNA of the IL-1 inhibitor in monocytes has a maximum level 15 hours after plating on immunoglobulin G.

Затем свежие моноциты высевают на иммуноглобулине Г, свободном от липополисахаридов, как в примере 1B. После инкубирования в средах RPM1 в течение 15 часов при температуре 37°С клетки промывают фосфатным буферным солевым раствором, затем лизируют 4 М тиоцианатом гуанидия, 25 мМ цитратом натрия, рН 7, 0,5% сарколизом, 0,1 М 2-меркаптоэтанолом. Затем полную РНК выделяют из данного лизата методом AGPC в соответствии с работой Р.Chomczynski and N.Sacchi, которая приведена в журнале Аналитическая Биохимия, Том 2, стр.156-159.Fresh monocytes are then plated on immunoglobulin G free of lipopolysaccharides, as in Example 1B. After incubation in RPM1 media for 15 hours at 37 ° C, the cells are washed with phosphate buffered saline, then lysed with 4 M guanidium thiocyanate, 25 mM sodium citrate, pH 7, 0.5% sarcolysis, 0.1 M 2-mercaptoethanol. Then, complete RNA is isolated from this lysate by the AGPC method in accordance with the work of P. Chomczynski and N. Sacchi, which is presented in the journal Analytical Biochemistry, Volume 2, pp. 156-159.

Поли А+ РНК выделяют хроматографией на олиго-dT целлюлозе методом Aviv, H. and Leader, P. (1972) Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 69: 1408-1412, осаждая этанолом и растворяя до концентрации 0,36 мкг/мкл. 1 мкг поли А+ РНК используют для получения кДНК в соответствии с работой Gubler, U. and Haffman (1983) Gene 25: 263-169.Poly A + RNAs are isolated by oligo-dT cellulose chromatography by Aviv, H. and Leader, P. (1972) Proc. Natl. Acad Sci. (USA) 69: 1408-1412, precipitated with ethanol and dissolved to a concentration of 0.36 μg / μl. 1 μg of poly A + RNA is used to obtain cDNA in accordance with the work of Gubler, U. and Haffman (1983) Gene 25: 263-169.

кДНК инкорпорируют в библиотеку экспрессии лямбда gt11 с использованием линкеров Eco RI из каталожного номера 988448 Бехрингер Маннгейм или №1070 Нью Ингланд Био Лаб, а также инструкций, приведенных изготовителями.cDNAs are incorporated into the gt11 lambda expression library using Eco RI linkers from catalog number 988448 Behringer Mannheim or No. 1070 New England Bio Lab, as well as instructions provided by manufacturers.

Полученную библиотеку, которая содержит 106 самостоятельных клонов, подвергают скринингу на Е.coli Y1090rk- (Промега Биотек) с соответствующим поликлональным антителом к ингибитору ИЛ-1, как описано ранее, с использованием условий скрининга, описанных R.A.Young and R.W.Davis /(1983) PNAS 80: 1194-1198/. Положительные сигналы будут определяться с использованием биотинилированого второго антитела (такого, как козлиный антимышиный иммуноглобулин Г, Бефесда Рисерч Лабз), с последующим прибавлением конъюгата стрептавидинщелочная фосфатаза (Бефесда Рисерч Лабз), как описано Bayer, E.A. and Wilchek, M. (1979) в работе Methods in Biochemical, а также Guesdon, J.L.Ternynch. T. and Cevrameas, S. (1979) 27: 1151-1158, а также в соответствии с инструкциями изготовителей.The resulting library, which contains 10 6 independent clones, is screened for E. coli Y1090rk - (Promega Biotek) with the appropriate polyclonal antibody to the IL-1 inhibitor, as described previously, using the screening conditions described by RAYoung and RWDavis / (1983) PNAS 80: 1194-1198 /. Positive signals will be determined using a biotinylated second antibody (such as goat anti-mouse immunoglobulin G, Bethesda Research Labs), followed by the addition of streptavidin-alkaline phosphatase conjugate (Bethesda Research Labs), as described by Bayer, EA and Wilchek, M. (1979) Methods in Biochemical, as well as Guesdon, JLTernynch. T. and Cevrameas, S. (1979) 27: 1151-1158, and also in accordance with manufacturers instructions.

Пример 6Example 6

Получение и секвенирование гена, кодирующего ИЛ-1иObtaining and sequencing of the gene encoding IL-1i

кДНК, полученную в соответствии с Примером 5, инкорпорируют в клонирующий вектор лямбда GT10. Данную кДНК сначала метилируют с использованием EcoRI-метилазы, применяя s-аденозил-метионин в качестве субстрата, линкеры EcoRI прикрепляют к реакции лигирования и избыточные линкеры удаляют путем переваривания эндонуклеазой ЕсоР и хроматографии на колонке CL6B-спин. Осуществляют реакцию лигирования, содержащую 0,124 мкг линкеров, отобранную по размерам кДНК и 1 мкг EcoRI-отрезанного и фосфатаза-обработанного вектора лямбда GT10, и продукты данной реакции лигирования уплотняют с использованием уплотнительных экстратов GIGAPACK GOLD (Стратаген). Получают библиотеку из 1×107 членов.The cDNA obtained in accordance with Example 5 is incorporated into the GT10 lambda cloning vector. This cDNA is first methylated using EcoRI methylase using s-adenosyl methionine as a substrate, EcoRI linkers are attached to the ligation reaction, and excess linkers are removed by digestion with EcoP endonuclease and chromatography on a CL6B spin column. A ligation reaction was carried out containing 0.124 μg of linkers selected by cDNA size and 1 μg of EcoRI-cut and phosphatase-treated lambda vector GT10, and the products of this ligation reaction were densified using GIGAPACK GOLD (Stratagen) sealing extracts. A library of 1 × 10 7 members is obtained.

С целью скрининга данной библиотеки GT10 синтезируют олигонуклеотидные (антисмысловые) зонды на основе белковой и пептидной последовательности, представленной в Примере 3. Последовательности зондов и их соответствующая пептидная последовательность выглядят следующим образом:For the purpose of screening this GT10 library, oligonucleotide (antisense) probes are synthesized based on the protein and peptide sequence shown in Example 3. The probe sequences and their corresponding peptide sequence are as follows:

Figure 00000005
Figure 00000005

Зонд № ИЛ1и1-3 32Р-фосфорилируют у его 5'-конца и используют для скрининга 3×105 бляшек библиотеки. Зонд гибридизирует репродуктивно к трем бляшкам, и одна из них также гибридизирует к зонду № ИЛ1и1-4. Данную бляшку, GT10-ИЛ1и-2А, культивируют и ДНК выделяют с использованием Lainbasorb (Промега) в соответствии с инструкциями изготовителя. GT10-ИЛ1и-2А депонирована в Американской Коллекции Типовых Культур (АТСС), Роквилл, Мэрилэнд, под депозитарным номером №40488. ДНК переваривают с использованием EcoRI, разделяют на пять равных аликвот и подвергают электрофорезу на 1%-ном агарозном геле.Probe No. IL1i1-3 32 P-phosphorylate at its 5'-end and used for screening 3 × 10 5 plaques of the library. The probe hybridizes reproductively to three plaques, and one of them also hybridizes to probe No. IL1i1-4. This plaque, GT10-IL1i-2A, is cultured and DNA is isolated using Lainbasorb (Promega) in accordance with the manufacturer's instructions. GT10-IL1i-2A is deposited with the American Type Culture Collection (ATCC), Rockville, Maryland, under custody number 40488. DNA is digested using EcoRI, divided into five equal aliquots and subjected to electrophoresis on a 1% agarose gel.

После электрофореза данный гель окрашивают бромидом этидиума. Фотография данного геля показана на Фиг.12а. Дорожки 6, 8, 10, 12 и 14 содержат пять аликвот в результате переваривания EcoRI. Дорожка 5 содержит смесь лямбда-ДНК дикого типа, отрезанной с помощью Mind III, и X174 RF ДНК, отрезанной с помощью HaeIII (Нью Ингланд Биолабз), которые являются пригодными в качестве молекулярных маркеров, т.е,, маркеров молекулярной массы. Рис.12а показывает, что GТ10-ИЛ1и-2А содержит фрагмент EcoRI, имеющий длину 1850 пар оснований. С тем чтобы продемонстрировать более наглядно, что этот 1850 п.о. фрагмент несет кодирующую последовательность для ингибитора ИЛ-1, осуществляют Саузерн-блотирование следующим образом. ДНК-фрагменты в геле, показанном на Фиг.12а, блотируют на нитроцеллюлозе с использованием стандартных методов. Нитроцеллюлозу затем отрезают по длине на пять полосок так, чтобы каждая полоска содержала ДНК из дорожек 6, 8, 10, 12 и 14. Затем полоски отдельно гибридизируют к каждому из пяти олигонуклеотидных зондов (выше), которые метят с 5'-конца 32Р-фосфатом. Олигонуклеотидная концентрация составляет 1 пмоль/мл, а температура гибридизации выглядит следующим образом.After electrophoresis, this gel is stained with ethidium bromide. A photograph of this gel is shown in Fig. 12a. Lanes 6, 8, 10, 12, and 14 contain five aliquots from EcoRI digestion. Lane 5 contains a mixture of wild-type lambda DNA cut with Mind III and X174 RF DNA cut with HaeIII (New England Biolabs), which are useful as molecular markers, i.e. molecular weight markers. Figure 12a shows that GT10-IL1i-2A contains an EcoRI fragment having a length of 1850 base pairs. In order to demonstrate more clearly that this 1850 bp the fragment carries the coding sequence for the inhibitor of IL-1, carry out Southern blotting as follows. The DNA fragments in the gel shown in Fig. 12a are blotted on nitrocellulose using standard methods. Nitrocellulose is then cut into five strips so that each strip contains DNA from lanes 6, 8, 10, 12 and 14. Then the strips are separately hybridized to each of the five oligonucleotide probes (above) that are labeled from the 5'-end of 32 P phosphate. The oligonucleotide concentration is 1 pmol / ml, and the hybridization temperature is as follows.

ДОРОЖКАTRACK ЗОНДPROBE ТЕМПЕРАТУРАTEMPERATURE 66 № ИЛ1и1-3No. IL1i1-3 35°С35 ° C 88 № ИЛ1и1-4No. IL1i1-4 42°С42 ° C 1010 № ИЛ1и1-5No. IL1i1-5 42°С42 ° C 1212 № ИЛ1и1-6No. IL1i1-6 40°С40 ° C 14fourteen № ИЛ1и1-7No. IL1i1-7 35°С35 ° C

После промывки полоски выравнивают и связывают одна с другой для того, чтобы вновь образовать первоначальный нитроцеллюлозный лист. Лист авторадиографируют в присутствии усиливающего экрана при температуре -70°С в течение 24 часов. Фиг.12 является фотографией данной авторадиографии. Она показывает, что все зонды гибридизируют специфически к фрагменту длиной 1850 пар оснований, обеспечивая то, что данный фрагмент переносит существенную кодирующую последовательность для ингибитора ИЛ-1.After washing, the strips are aligned and bonded to one another in order to re-form the original nitrocellulose sheet. The sheet is autoradiographed in the presence of a reinforcing screen at a temperature of -70 ° C for 24 hours. 12 is a photograph of this autoradiography. It shows that all probes hybridize specifically to a fragment of 1850 base pairs in length, ensuring that this fragment carries an essential coding sequence for an IL-1 inhibitor.

Для определения последовательности ДНК GT10-Ил1и-2А ДНК переваривают с EcoRI, подвергают электрофорезу на 1% агарозном геле и выделяют фрагмент размером 1850 пар оснований. Данный фрагмент лигируют с EcoRI-переваренным M13 mр19 и трансформируют в штамм Е.coli JM109. Трансформаторы подвергают скринингу, наблюдая за теми, которые не имеют бета-галактозидаза-активности. Выделяют пять таких трансформаторов, получают одноцепочную ДНК и секвенирование осуществляют в соответствии с методом Sanger et al. ДНК-последовательность трех трансформаторов соответствует 3'-концу мРНК, тогда как два трансформатора приводят к получению белок-кодирующей последовательности. На Фиг.13 показана последовательность ДНК, которую получают для белок-кодирующей области кДНК.To determine the DNA sequence, GT10-Il1i-2A DNA was digested with EcoRI, subjected to electrophoresis on a 1% agarose gel, and a fragment of 1850 base pairs was isolated. This fragment is ligated with EcoRI-digested M13 mp19 and transformed into E. coli strain JM109. Transformers are screened for those that do not have beta-galactosidase activity. Five such transformers are isolated, single-stranded DNA is obtained, and sequencing is performed according to the method of Sanger et al. The DNA sequence of three transformers corresponds to the 3'-end of the mRNA, while two transformers result in a protein coding sequence. 13 shows the DNA sequence that is obtained for the protein coding region of the cDNA.

Фиг.13 также показывает предсказанную аминокислотную последовательность. Аминокислотная последовательность от первой аминокислоты Аланина до 29 аминокислоты Пролина и от 79 аминокислоты Изолейцина до конца является гипотетической аминокислотной последовательностью. Предсказанная аминокислотная последовательность от 30 аминокислоты Пролина до 78 аминокислоты Пролина согласуется с пептидными последовательностями, описанными в Примере 3.13 also shows the predicted amino acid sequence. The amino acid sequence from the first amino acid Alanine to 29 amino acids Proline and from 79 amino acids Isoleucine to the end is a hypothetical amino acid sequence. The predicted amino acid sequence from 30 amino acids of Proline to 78 amino acids of Proline is consistent with the peptide sequences described in Example 3.

Пример 7Example 7

Секвенирование GТ10-ИЛ-1и-2А и ИЛ-1иSequencing of GT10-IL-1i-2A and IL-1i

Часть GТ10-ИЛ1и-2А секвенируют и показывают на Фиг.14. ДНК кодирует белок, содержащий аминокислотные последовательности, которые являются отличительными признаками ингибитора ИЛ-1 (нуклеотиды 99-557). Однако полагают, что перед секрецией белка в экстрацеллюлярную среду можно осуществить несколько его модификаций. Эти модификации могут или не могут быть существенными для белка с тем, чтобы он имел активность как ингибитор ИЛ-1.A portion of GT10-IL1i-2A is sequenced and shown in FIG. DNA encodes a protein containing amino acid sequences that are hallmarks of an IL-1 inhibitor (nucleotides 99-557). However, it is believed that several modifications of it can be carried out before secretion of the protein into the extracellular medium. These modifications may or may not be significant for the protein so that it has activity as an inhibitor of IL-1.

GT10-ИЛ1и-2А кодирует, по крайней мере, 32 аминокислоты, N-концевых (нуклеотиды 3-98) к аминоконцу той формы ингибитора ИЛ-1, которая известна как X. Полагают, что в этих 32 аминокислотах находится секреторная лидерная последовательность, которая начинается у М, кодируемого нуклеотидами 24-26, направляет нарождающийся ингибитор ИЛ-1 в экстрацеллюлярную среду, после чего удаляется лидерной пептидазой, а возможно, и другими пептидазами. В настоящее время неизвестна степень, до которой данная последовательность удаляется в формах альфа- и бета ингибитора ИЛ-1, однако N-конец этих форм, как предполагают, близок к N-концу формы X. Удаление секреторной лидерной последовательности, вероятно, необходимо для того, чтобы белок имел эффективную активность ингибитора ИЛ-1.GT10-IL1i-2A encodes at least 32 amino acids, N-terminal (nucleotides 3-98) to the amino terminus of that form of the IL-1 inhibitor, which is known as X. It is believed that there is a secretory leader sequence in these 32 amino acids, which begins at M, encoded by nucleotides 24-26, directs the nascent IL-1 inhibitor to extracellular medium, and then is removed by leader peptidase, and possibly other peptidases. Currently, the extent to which this sequence is deleted in the forms of the alpha and beta inhibitors of IL-1 is unknown, but the N-terminus of these forms is supposed to be close to the N-terminus of form X. Removing the secretory leader sequence is probably necessary so that the protein has an effective activity of an inhibitor of IL-1.

Нуклеотиды 349-351 GT10-ИЛ1и-2А кодируют N-остаток, который является частью сайта согласованного N-гликозилирования. На основании их восприимчивости к перевариванию N-гликаназой полагают, что формы альфа и бета ингибитора ИЛ-1 являются гликозилированными. Поскольку форма X не является чувствительной к перевариванию данным ферментом, полагают, что она не гликозилирована, хотя остается возможность того, что так может произойти, и специалист без труда сможет показать это секвенированием белков с учетом приведенной здесь информации. Полагают, что гликозилирование в данном N-остатке не требуется для белка, проявляющего эффективную активность ингибитора ИЛ-1.Nucleotides 349-351 GT10-IL1i-2A encode an N-residue that is part of a coordinated N-glycosylation site. Based on their susceptibility to N-glycanase digestion, it is believed that the alpha and beta forms of the IL-1 inhibitor are glycosylated. Since form X is not sensitive to digestion by this enzyme, it is believed that it is not glycosylated, although it remains possible that this can happen, and a specialist can easily demonstrate this by protein sequencing, taking into account the information given here. It is believed that glycosylation in this N-residue is not required for a protein exhibiting effective IL-1 inhibitor activity.

Нуклеотиды 99-101 GT10-ИЛ1и2А кодируют Р (см. Фиг.15), однако в данном положении (N-конец) формы Х ингибитора ИЛ-1 не обнаружено ни одного Р. Возможно, что этот остаток модифицирован в зрелом белке. Полагают, что модификация данного остатка не является существенным шагом в отношении эффективной активности ингибитора ИЛ-1.Nucleotides 99-101 GT10-IL1 and 2A encode P (see FIG. 15), however, no P was detected at this position (N-terminus) of form X of the IL-1 inhibitor. It is possible that this residue is modified in a mature protein. It is believed that the modification of this residue is not an essential step with respect to the effective activity of the IL-1 inhibitor.

Неизвестные в настоящее время остатки N-конца форм альфа и бета нельзя обнаружить полностью расщеплением по Эдману и, по всей вероятности, они модифицированы вслед за удалением некоторых из остатков N-конца белка, кодируемого GТ10-ИЛ1и-2А. Полагают, что данная модификация не является существенной для эффективной активности ингибитора ИЛ-1.The currently unknown N-terminal residues of the alpha and beta forms cannot be detected completely by Edman cleavage and, in all likelihood, they are modified following the removal of some of the N-terminal residues of the protein encoded by GT10-IL1i-2A. It is believed that this modification is not essential for the effective activity of the IL-1 inhibitor.

Пример 8Example 8

Экспрессия генов, кодирующих ингибитор интерлейкина 1 в животных клеткахExpression of genes encoding an interleukin 1 inhibitor in animal cells

Экспрессия животных клеток ингибитора ИЛ-1 предполагает выполнение следующих стадий:The expression of animal cells of the IL-1 inhibitor involves the following stages:

а. Конструирование экспрессирующего вектораbut. Construction of an Expression Vector

. Выбор линии клеток-хозяев. Host cell line selection

с. Интродукция экспрессирующего вектора в клетки-хозяинаfrom. Introduction of the expression vector into host cells

.Манипулирование рекомбинантными клетками-хозяевами с повышением уровней экспрессии ингибитора интерлейкина 1Manipulation of recombinant host cells with increased levels of expression of an interleukin inhibitor 1

1. Векторы экспрессии ингибитора ИЛ-1, предназначенные для использования в животных клетках, могут включать несколько типов, таких как сильные конститутивные экспрессирующие конструкции, индуцируемые генные конструкции, а также те, которые предназначены для экспрессии в определенных клеточных типах. Во всех случаях промоторы и другие генные регуляторные участки, например энхансеры (индуцируемые или нет) и сигналы полиаденилирования, помещают в соответственном положении относительно кДНК-последовательностей векторов на основе плазмид. Ниже приведены два примера таких конструкций: (1) Конструкция с использованием сильного конститутивного промотора должна быть изготовлена с применением сигналов управления геном вакуолизирующего вируса обезьяны 40 (OB-40) в таком порядке, который можно найти в плазмиде p SV2CAT, описанной Gorman et al., Mol. Cel. Biol 2: 1044-1051, 1982. Такой плазмидой необходимо манипулировать таким образом, чтобы заместить кДНК ингибитора ИЛ-1 кодирующими последовательностями хлорамфеникол-ацилтрансферазы (CAT) с использованием стандартных методик в области молекулярной биологии (Maniatis et al., выше), как показано на Фиг.6. (2) Конструкция индуцируемых генов должна быть изготовлена с использованием плазмиды РЖ, которая содержит область промотора мышиного металлотионеина (MT-1) (Brinster et al., Cell 27: 228-231, 1981). Данную плазмиду можно использовать в качестве исходного материала, и ею необходимо манипулировать, как показано на Фиг.7, с получением метал-индуцируемой генной конструкции.1. The expression vectors of the IL-1 inhibitor, intended for use in animal cells, may include several types, such as strong constitutive expression constructs, inducible gene constructs, as well as those designed for expression in certain cell types. In all cases, promoters and other gene regulatory regions, such as enhancers (inducible or not) and polyadenylation signals, are placed in the corresponding position relative to the cDNA sequences of plasmid-based vectors. The following are two examples of such constructs: (1) A construct using a strong constitutive promoter should be made using the control signals of the gene for the vacuolating monkey 40 virus (OB-40) in the order found in plasmid p SV2CAT described by Gorman et al. Mol. Cel. Biol 2: 1044-1051, 1982. Such a plasmid must be manipulated so as to replace the cDNA of the IL-1 inhibitor with coding sequences of chloramphenicol acyltransferase (CAT) using standard molecular biology techniques (Maniatis et al., Above), as shown in Fig.6. (2) The construction of inducible genes should be made using the plasmid RJ, which contains the region of the mouse metallothionein promoter (MT-1) (Brinster et al., Cell 27: 228-231, 1981). This plasmid can be used as starting material, and it must be manipulated, as shown in Fig. 7, to obtain a metal-induced gene construct.

2. Целый ряд линий животных клеток можно использовать для экспрессии ингибитора ИЛ-1 с применением векторов, описанных выше, для получения активного белка. Двумя потенциальными клеточными линиями, которые хорошо охарактеризованы по их способности промотировать экспрессию чужеродных генов, являются клетки мыши Ltk- и клетки dhfr яичника китайского хомячка (CHO), хотя экспрессия ингибитора ИЛ-1 не ограничивается этими клеточными линиями.2. A number of animal cell lines can be used to express an IL-1 inhibitor using the vectors described above to produce the active protein. Two potential cell lines that are well characterized by their ability to promote the expression of foreign genes are Ltk - mouse cells and Chinese hamster ovary dhfr cells (CHO), although the expression of the IL-1 inhibitor is not limited to these cell lines.

3. Векторную ДНК необходимо интродуцировать в эти клеточные линии с использованием целого ряда методик генного переноса. Используемый здесь метод включает методику кальций-фосфат-ДНК-преципитации, описанную S.L.Graham & A.S. van der Eb (Virology) 52: 456-4670 (1973), при которой экспрессирущий вектор для ингибитора ИЛ-1 соосаждают со вторым экспрессирующим вектором, кодирующим селектируемый маркер. В случае применения трансфекции клеток Ltk- селектируемым маркером является ген тимидинкиназы, а селекцию осуществляют так, как описано Wigler et al. (Cell 16: 777-785, 1979), а в случае применения клеток CHO dhfr- селектируемым маркером является дигидрофоля тредуктаза (DHFR), селекция которой описана в работе Ringold et al. J. Mol. Ap. Gen. 1: 155-175, 1981.3. Vector DNA must be introduced into these cell lines using a variety of gene transfer techniques. The method used here includes the calcium phosphate DNA precipitation technique described by SLGraham & AS van der Eb (Virology) 52: 456-4670 (1973), wherein the expression vector for the IL-1 inhibitor is co-precipitated with a second expression vector encoding a selectable marker . In the case of Ltk cell transfection, the thymidine kinase gene is a selectable marker, and selection is carried out as described by Wigler et al. (Cell 16: 777-785, 1979), and in the case of CHO dhfr cells , the selectable marker is dihydrofol treductase (DHFR), the selection of which is described in Ringold et al. J. Mol. Ap. Gen. 1: 155-175, 1981.

4. Клетки, экспрессирующие ген ингибитора ИЛ-1, следует выращивать в условиях, которые повышают уровни получения ингибитора ИЛ-1. Клетки, несущие конструкции металлотионеинового промотора, теперь можно выращивать в присутствии тяжелых металлов, таких как кадмий, которые приводят к 5-кратному повышению уровня используемого промотора MT-1 (Mayo et al., Cell 29: 99-108), впоследствии приводя к повышению уровней содержания белков ингибитора ИЛ-1. Клетки, содержащие векторы экспрессии ингибитора ИЛ-1 (либо ОВ-40, либо MT-1) вместе с вектором экспрессии DHFR могут быть взяты из протокола генной амплификации, описанного Ringold et al. (J. Mol. Appl. Genet 1: 165-175, 1981) с использованием мототрексата, конкурентного антагониста дигидрофолятредуктазы. Это приводит к большему числу копий генов DHFR присутствующих в клетках, а также повышенному числу копий генов ингибитора ИЛ-1, которые, в свою очередь, приводят к получению большего количества белка ингибитора ИЛ-1, продуцируемого клетками.4. Cells expressing the IL-1 inhibitor gene should be grown under conditions that increase the levels of IL-1 inhibitor production. Cells bearing the structures of the metallothionein promoter can now be grown in the presence of heavy metals such as cadmium, which lead to a 5-fold increase in the level of the MT-1 promoter used (Mayo et al., Cell 29: 99-108), subsequently leading to an increase protein levels of the IL-1 inhibitor. Cells containing IL-1 inhibitor expression vectors (either OB-40 or MT-1) together with a DHFR expression vector can be taken from the gene amplification protocol described by Ringold et al. (J. Mol. Appl. Genet 1: 165-175, 1981) using mototrexate, a competitive dihydrofolate reductase antagonist. This leads to a greater number of copies of DHFR genes present in the cells, as well as an increased number of copies of the IL-1 inhibitor genes, which, in turn, lead to the production of more IL-1 inhibitor protein produced by the cells.

Пример 9Example 9

Очистка ингибитора ИЛ-1 из реномбинантных животных клетокPurification of an IL-1 Inhibitor from Renombinant Animal Cells

Поскольку ингибитор ИЛ-1 секретируется из клеток как натуральное вещество, ожидается, что методы, описанные выше для очистки натурального белка, позволяют осуществить аналогичную очистку и характеризацию рекомбинантного белка.Since the IL-1 inhibitor is secreted from cells as a natural substance, it is expected that the methods described above for the purification of a natural protein allow for the similar purification and characterization of a recombinant protein.

Пример 10Example 10

Последовательность ингибитора ИЛ-1The sequence of the inhibitor of IL-1

Аминоконцевой остаток ингибитора ИЛ-1 идентифицирован несколько раз путем непосредственного белкового секвенирования как аргинин. Результат такого секвенирования показан в Примере 3. В противоположность этому, аминоконцевой остаток ингибитора ИЛ-1, предсказанный последовательностью кДНК, представляет собой пролин (Р). Этот аминоконцевой остаток соответствует нуклеотидам 85-87 на Фиг.13 и окружен кольцом на Фиг.14 и 15. Это видимое несоответствие уезду кДНК-последовательностью и прямой белковой последовательностью можно разрешить путем предположения, что ошибка в кДНК-последовательности была инкорпорирована во время синтеза, катализируемого обратной транскриптазой из мРНК. То есть кодон CGA (аргинин), расположенный на мРНК, где он мог бы кодировать данный аминоконцевой остаток, мог быть изменен во время реакции обратной транскриптазы на кодон ССА (пролин) в кДНК. Данный тип проблемы относительно обратной транскриптазы изложен ранее в литературе, например в работе B.D.Clark et al., Nucleric Acids Research 14: 7897 (1986).The amino-terminal residue of the IL-1 inhibitor was identified several times by direct protein sequencing as arginine. The result of such sequencing is shown in Example 3. In contrast, the amino-terminal residue of the IL-1 inhibitor predicted by the cDNA sequence is proline (P). This amino terminal residue corresponds to nucleotides 85-87 in Fig. 13 and is surrounded by a ring in Figs. 14 and 15. This apparent mismatch between the cDNA sequence and the direct protein sequence can be resolved by assuming that the error in the cDNA sequence was incorporated during the synthesis, catalyzed by reverse transcriptase from mRNA. That is, the CGA codon (arginine) located on the mRNA, where it could encode the given amino-terminal residue, could be changed during the reverse transcriptase reaction to the CCA codon (proline) in the cDNA. This type of problem with respect to reverse transcriptase has been described previously in the literature, for example, by B. D. Clark et al., Nucleric Acids Research 14: 7897 (1986).

Заявитель полагает, что правильная аминокислотная последовательность белка - это та, которая предсказана кДНК, за исключением того, что аминоконцевой аминокислотой является аргинин вместо остатка пролина, указанного на Фиг.13-15. Заявитель предполагает, что обе ДНК-последовательности и их соответствующие пептидные последовательности подпадают в объем настоящего изобретения, хотя предпочтительной все же остается последовательность аминоконцевого аргинина.The Applicant believes that the correct amino acid sequence of the protein is that predicted by the cDNA, except that the amino terminal amino acid is arginine instead of the proline residue indicated in FIGS. 13-15. The Applicant suggests that both DNA sequences and their corresponding peptide sequences fall within the scope of the present invention, although the amino terminal arginine sequence is still preferred.

Пример 11Example 11

В объем настоящего изобретения также включен белок, имеющий последовательность:A protein having the sequence of:

Figure 00000006
Figure 00000006

где X обозначает цистеин, серин или аланин, а Z обозначает аргинин или пролин.where X is cysteine, serine or alanine, and Z is arginine or proline.

Claims (21)

1. Выделенная молекула ДНК, кодирующая полипептид предшественника ингибитора интерлейкина-1 (IL-li), содержащая нуклеотидную последовательность, включающую в себя а) нуклеотидную последовательность, кодирующую N-концевую лидерную последовательность, обеспечивающую секрецию активного IL-li клеткой, и б) нуклеотидную последовательность, кодирующую зрелый IL-li с аминокислотной последовательностью1. An isolated DNA molecule encoding an interleukin-1 inhibitor precursor polypeptide (IL-li) containing a nucleotide sequence comprising a) a nucleotide sequence encoding an N-terminal leader sequence that secures the secretion of active IL-li by a cell, and b) a nucleotide the sequence encoding mature IL-li with the amino acid sequence (X) P S G R K S S K M Q A F R I W D V N Q K T F Y L R N(X) P S G R K S S K M Q A F R I W D V N Q K T F Y L R N N Q L V A G Y L Q G P N V N L E E K I D V V P I E P H AN Q L V A G Y L Q G P N V N L E E K I D V V P I E P H A L F L G I H G G K M C L S C V K S G D E T R L Q L E A VL F L G I H G G K M C L S C V K S G D E T R L Q L E A V N I T D L S E N R K Q D K R F A F I R S D S G P T T S FN I T D L S E N R K Q D K R F A F I R S D S G P T T S F E S A A C P G W F L C T A M E A D Q P V S L T N M P D EE S A A C P G W F L C T A M E A D Q P V S L T N M P D E G V M V T K F Y F Q E D E,G V M V T K F Y F Q E D E, где Х обозначает R или Р;where X is R or P; его фрагмент или гомолог, сохраняющий свойство ингибировать активность интерлейкина-1.its fragment or homolog retaining the property to inhibit the activity of interleukin-1. 2. Выделенная молекула ДНК по п.1, где нуклеотидная последовательность б) кодирует зрелый IL-li с аминокислотной последовательностью2. The selected DNA molecule according to claim 1, where the nucleotide sequence b) encodes a mature IL-li with the amino acid sequence (X) P S G R K S S K M Q A F R I W D V N Q K T F Y L R N(X) P S G R K S S K M Q A F R I W D V N Q K T F Y L R N N Q L V A G Y L Q G P N V N L E E K I D V V P I E P H AN Q L V A G Y L Q G P N V N L E E K I D V V P I E P H A L F L G I H G G K M C L S C V K S G D E T R L Q L E A VL F L G I H G G K M C L S C V K S G D E T R L Q L E A V N I T D L S E N R K Q D K R F A F I R S D S G P T T S FN I T D L S E N R K Q D K R F A F I R S D S G P T T S F E S A A C P G W F L C T A M E A D Q P V S L T N M P D EE S A A C P G W F L C T A M E A D Q P V S L T N M P D E G V M V T K F Y F Q E D E,G V M V T K F Y F Q E D E, где Х обозначает R или Р.where X is R or R. 3. Рекомбинантный экспрессирующий вектор, содержащий регуляторный элемент, оперативно связанный с молекулой ДНК по п.1 или 2, необходимый для экспрессии молекулы ДНК в клетке-хозяине, способной отщеплять сигнальный пептид, являющийся частью продукта, синтезированного клеткой.3. A recombinant expression vector containing a regulatory element operably linked to a DNA molecule according to claim 1 or 2, necessary for expression of the DNA molecule in a host cell capable of cleaving a signal peptide that is part of the product synthesized by the cell. 4. Вектор по п.3, отличающийся тем, что клетка-хозяин является бактериальной клеткой или клеткой млекопитающего.4. The vector according to claim 3, characterized in that the host cell is a bacterial or mammalian cell. 5. Способ получения биологически активного ингибитора интерлейкина-1 (IL-li), включающий следующие операции:5. A method of obtaining a biologically active inhibitor of interleukin-1 (IL-li), comprising the following operations: а) трансформацию подходящей клетки-хозяина рекомбинантным экспрессирующим вектором по п.3;a) transforming a suitable host cell with the recombinant expression vector according to claim 3; б) выращивание трансформированной клетки в условиях, обеспечивающих экспрессию молекулы ДНК, содержащейся в векторе, и секрецию активного IL-lib) growing a transformed cell under conditions that ensure the expression of the DNA molecule contained in the vector, and the secretion of active IL-li иand в) выделение конечного продукта из культуральной среды.c) isolation of the final product from the culture medium. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что рекомбинантный экспрессирующий вектор содержит промотор, отличный от промотора природного ингибитора IL-1, оперативно связанный с молекулой ДНК по п.1.6. The method according to claim 5, characterized in that the recombinant expression vector contains a promoter other than the promoter of a natural inhibitor of IL-1, operatively linked to a DNA molecule according to claim 1. 7. Полипептид-предшественник активной секретированной формы ингибитора интерлейкина-1 (IL-li), имеющий аминокислотную последовательность, представленную на фиг.14, причем аминокислотный остаток, соответствующий кодону 99-101, представляет собой аргинин или пролин.7. The precursor polypeptide of the active secreted form of an interleukin-1 inhibitor (IL-li) having the amino acid sequence shown in FIG. 14, wherein the amino acid residue corresponding to codon 99-101 is arginine or proline. 8. Биологически активный ингибитор интерлейкина-1, продуцируемый рекомбинантной клеткой-хозяином, имеющий аминокислотную последовательность8. Biologically active inhibitor of interleukin-1 produced by a recombinant host cell having the amino acid sequence (X) P S G R K S S K M Q A F R I W D V N Q K T F Y L R N(X) P S G R K S S K M Q A F R I W D V N Q K T F Y L R N N Q L V A G Y L Q G P N V N L E E K I D V V P I E P H AN Q L V A G Y L Q G P N V N L E E K I D V V P I E P H A L F L G I H G G K M C L S C V K S G D E T R L Q L E A VL F L G I H G G K M C L S C V K S G D E T R L Q L E A V N I T D L S E N R K Q D K R F A F I R S D S G P T T S FN I T D L S E N R K Q D K R F A F I R S D S G P T T S F E S A A C P G W F L C T A M E A D Q P V S L T N M P D EE S A A C P G W F L C T A M E A D Q P V S L T N M P D E G V M V T K F Y F Q E D E,G V M V T K F Y F Q E D E, где Х обозначает R или Р;where X is R or P; его фрагмент или гомолог, сохраняющий свойство ингибировать активность интерлейкина-1.its fragment or homolog retaining the property to inhibit the activity of interleukin-1. 9. Ингибитор интерлейкина-1 по п.8, имеющий аминокислотную последовательность9. The interleukin-1 inhibitor of claim 8, having an amino acid sequence (X) P S G R K S S K M Q A F R I W D V N Q K T F Y L R N(X) P S G R K S S K M Q A F R I W D V N Q K T F Y L R N N Q L V A G Y L Q G P N V N L E E K I D V V P I E P H AN Q L V A G Y L Q G P N V N L E E K I D V V P I E P H A L F L G I H G G K M C L S C V K S G D E T R L Q L E A VL F L G I H G G K M C L S C V K S G D E T R L Q L E A V N I T D L S E N R K Q D K R F A F I R S D S G P T T S FN I T D L S E N R K Q D K R F A F I R S D S G P T T S F E S A A C P G W F L C T A M E A D Q P V S L T N M P D EE S A A C P G W F L C T A M E A D Q P V S L T N M P D E G V M V T K F Y F Q E D E,G V M V T K F Y F Q E D E, где Х обозначает R или Р.where X is R or R. 10. Ингибитор интерлейкина-1 по п.8 или 9, отличающийся тем, что клетка-хозяин является бактериальной клеткой.10. An interleukin-1 inhibitor according to claim 8 or 9, characterized in that the host cell is a bacterial cell. 11. Ингибитор интерлейкина-1 по п.10, отличающийся тем, что клетка-хозяин является клеткой Escherichia coli.11. The interleukin-1 inhibitor of claim 10, wherein the host cell is an Escherichia coli cell. 12. Ингибитор интерлейкина-1 по п.8 или 9, отличающийся тем, что клетка-хозяин является клеткой млекопитающего.12. An interleukin-1 inhibitor according to claim 8 or 9, characterized in that the host cell is a mammalian cell. 13. Ингибитор интерлейкина-1 по п.12, отличающийся тем, что клетка-хозяин является клеткой СНО.13. The interleukin-1 inhibitor of claim 12, wherein the host cell is a CHO cell. 14. Ингибитор интерлейкина-1 по любому из пп.8-13, отличающийся тем, что имеет тип гликозилирования, отличный от типа гликозилирования человеческого мочевого IL-li, или является негликозилированным.14. An interleukin-1 inhibitor according to any one of claims 8 to 13, characterized in that it has a glycosylation type different from the glycosylation type of human urinary IL-li, or is non-glycosylated. 15. Молекула ДНК, кодирующая ингибитор интерлейкина-1, имеющая нуклеотидную последовательность, соответствующую аминокислотной последовательности ингибитора IL-1, его фрагмента или гомолога по п.8.15. A DNA molecule encoding an interleukin-1 inhibitor having a nucleotide sequence corresponding to the amino acid sequence of an IL-1 inhibitor, a fragment thereof or a homologue of claim 8. 16. Молекула ДНК по п.15, нуклеотидная последовательность которой соответствует аминокислотной последовательности16. The DNA molecule according to clause 15, the nucleotide sequence of which corresponds to the amino acid sequence (X) P S G R K S S K M Q A F R I W D V N Q K T F Y L R N(X) P S G R K S S K M Q A F R I W D V N Q K T F Y L R N N Q L V A G Y L Q G P N V N L E E K I D V V P I E P H AN Q L V A G Y L Q G P N V N L E E K I D V V P I E P H A L F L G I H G G K M C L S C V K S G D E T R L Q L E A VL F L G I H G G K M C L S C V K S G D E T R L Q L E A V N I T D L S E N R K Q D K R F A F I R S D S G Р Т Т S FN I T D L S E N R K Q D K R F A F I R S D S G R T T S F E S A A C P G W F L C T A M E A D Q P V S L T N M P D EE S A A C P G W F L C T A M E A D Q P V S L T N M P D E G V M V T K F Y F Q E D E,G V M V T K F Y F Q E D E, где Х обозначает R или Р.where X is R or R. 17. Рекомбинантный экспрессирующий вектор, содержащий регуляторный элемент, оперативно связанный с молекулой ДНК по п.15 или 16 и необходимый для экспрессии указанной молекулы в клетке-хозяине.17. A recombinant expression vector containing a regulatory element operably linked to a DNA molecule according to claim 15 or 16 and necessary for expression of the indicated molecule in the host cell. 18. Вектор по п.17, отличающийся тем, что клетка-хозяин является бактериальной клеткой или клеткой млекопитающего.18. The vector according to 17, characterized in that the host cell is a bacterial or mammalian cell. 19. Способ получения ингибитора интерлейкина-1, включающий трансформацию клетки животного рекомбинантным экспрессирующим вектором по п.17, выращивание трансформированной клетки в условиях, обеспечивающих экспрессию молекулы ДНК, содержащейся в векторе, и выделение конечного продукта.19. A method for producing an interleukin-1 inhibitor, comprising transforming an animal cell with the recombinant expression vector according to claim 17, growing the transformed cell under conditions that allow expression of the DNA molecule contained in the vector, and isolating the final product. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что ингибитор интерлейкина-1 имеет тип гликозилирования, отличный от типа гликозилирования человеческого мочевого IL-li, или является негликозилированным.20. The method according to claim 19, wherein the interleukin-1 inhibitor has a glycosylation type different from the glycosylation type of human urinary IL-li, or is non-glycosylated. 21. Способ по п.19, отличающийся тем, что рекомбинантный экспрессирующий вектор имеет промотор иной, чем промотор природного IL-1 ингибитора, оперативно связанный с молекулой ДНК по п.15.21. The method according to claim 19, wherein the recombinant expression vector has a promoter other than the natural IL-1 inhibitor promoter operably linked to a DNA molecule according to claim 15.
RU99102976/13A 1988-05-27 1999-02-11 Interleukin-1 inhibitor, method for production thereof, dna molecule encoding interleukin-1 inhibitor, and precursor thereof RU2286388C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US19991588A 1988-05-27 1988-05-27
US07/199,915 1988-05-27
US23871388A 1988-08-31 1988-08-31
US07/238,713 1988-08-31

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU4894343 Division 1989-05-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2286388C2 true RU2286388C2 (en) 2006-10-27

Family

ID=37438787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99102976/13A RU2286388C2 (en) 1988-05-27 1999-02-11 Interleukin-1 inhibitor, method for production thereof, dna molecule encoding interleukin-1 inhibitor, and precursor thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2286388C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2563830C2 (en) * 2011-02-08 2015-09-20 Эббви Инк. Treating osteoarthritis and pain

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIAO ЕТ AL., Journal of Immunology, 134, p.3882-3886, 1985. ROBERTS ЕТ AL., Journal of Experimental Medicine, 163, p.511-519, 1986. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2563830C2 (en) * 2011-02-08 2015-09-20 Эббви Инк. Treating osteoarthritis and pain

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0541920B1 (en) Interleukin-1 inhibitors
US6599873B1 (en) Interleukin-1 inhibitors, compositions, and methods of treatment
KR100230156B1 (en) Tumor necrosis factor inhibitor and method obtaining the same
DK172763B1 (en) Isolated interleukin-1 (IL-1) inhibitor or precursor polypeptide thereto, isolated DNA molecule encoding it, vector and
JPS6163295A (en) Production of immune interferon
WO1990008777A1 (en) HUMAN DERIVED MONOCYTE ATTRACTING PURIFIED PROTEIN PRODUCT USEFUL IN A METHOD OF TREATING INFECTION AND NEOPLASM IN HUMAN BODY, AND THE CLONING OF FULL LENGTH cDNA THEREOF
US6143866A (en) Tumor necrosis factor (TNF) inhibitor and method for obtaining the same
RU2286388C2 (en) Interleukin-1 inhibitor, method for production thereof, dna molecule encoding interleukin-1 inhibitor, and precursor thereof
AU633831C (en) Interleukin-1 inhibitors
IE83721B1 (en) Interleukin-1 inhibitors
IE20030600A1 (en) Interleukin-1 inhibitors
PL164003B1 (en) Method of obtaining an inhibitor of il-1
IE19950317A1 (en) Interleukin-1 inhibitors