RU2526511C2 - Cell-penetrating peptides and polypeptides for microorganism cells - Google Patents

Cell-penetrating peptides and polypeptides for microorganism cells Download PDF

Info

Publication number
RU2526511C2
RU2526511C2 RU2010116165/10A RU2010116165A RU2526511C2 RU 2526511 C2 RU2526511 C2 RU 2526511C2 RU 2010116165/10 A RU2010116165/10 A RU 2010116165/10A RU 2010116165 A RU2010116165 A RU 2010116165A RU 2526511 C2 RU2526511 C2 RU 2526511C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
peptide
sequence
polypeptide
cell
seq
Prior art date
Application number
RU2010116165/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010116165A (en
Inventor
Грэм Тревор ЭТТВУД
Вилльям Джон КЕЛЛИ
Эрих Хайнц АЛЬТЕРМАНН
Original Assignee
Пасторал Гринхаус Гэз Рисерч Лтд
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 Пасторал Гринхаус Гэз Рисерч Лтд filed Critical Пасторал Гринхаус Гэз Рисерч Лтд
Priority claimed from PCT/NZ2008/000247 external-priority patent/WO2009041830A2/en
Publication of RU2010116165A publication Critical patent/RU2010116165A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2526511C2 publication Critical patent/RU2526511C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to genetic engineering and can be used for methane-producing cell permeability control. What is prepared is a polypeptide able to permeate into a methane-producing cell and to increase its permeability, characterised by an amino acid sequence SEQ ID NO:117, 118 or 119 or being at least 90% identical to the above sequence, or at least 15 sequential amino acids of the above sequence. What is also prepared is a polynucleotide coding the above polypeptide cloning and expressing vectors used for producing host cells producing the polypeptide or used for the vector replication. The polypeptide can contain a fluorescent tag on an N-terminal amino acid residue.
EFFECT: invention enables providing higher methane-producing cell permeability.
18 cl, 35 dwg, 3 ex

Description

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИRELATED APPLICATIONS

По настоящей заявке испрашивается приоритет заявки США № 60/975104, поданной 25 сентября 2007, заявки США № 60/989840, поданной 22 ноября 2007 и заявки США № 60/989841, поданной 22 ноября 2007, содержание каждой из которых включено в настоящее описание в качестве ссылки в полном объеме.This application claims priority of US application No. 60/975104, filed September 25, 2007, US application No. 60/989840, filed November 22, 2007, and US application No. 60/989841, filed November 22, 2007, the contents of each of which are incorporated into this description by as a link in full.

Область, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к композициям и способам доставки ингибирующих молекул в микробные клетки, в частности метанопродуцирующие клетки. В особенности, настоящее изобретение относится к сигнальным пептидам и полипептидам, содержащим эти пептиды, а также полинуклеотидам, которые кодируют эти пептиды или полипептиды. Настоящее изобретение также относится к векторам экспрессии и клеткам-хозяевам для получения этих пептидов или полипептидов. Настоящее изобретение дополнительно относится к способам определения, направленной доставки, проникновения и ингибирования микробных клеток, в особенности, метанопродуцирующих клеток, с использованием описанных пептидов или полипептидов, полинуклеотидов, векторов экспрессии и клеток-хозяев.The present invention relates to compositions and methods for the delivery of inhibitory molecules to microbial cells, in particular methane-producing cells. In particular, the present invention relates to signal peptides and polypeptides containing these peptides, as well as polynucleotides that encode these peptides or polypeptides. The present invention also relates to expression vectors and host cells for the production of these peptides or polypeptides. The present invention further relates to methods for determining the targeted delivery, penetration and inhibition of microbial cells, in particular methane-producing cells, using the described peptides or polypeptides, polynucleotides, expression vectors and host cells.

Предпосылки к созданию изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

В Новой Зеландии сельскохозяйственная деятельность является причиной большинства выбросов парниковых газов. Следовательно, уменьшение сельскохозяйственного выброса парниковых газов является важным для соблюдения обязательств Новой Зеландией Киотского протокола. В соответствии с этим протоколом требуется сократить парниковые газы до уровней 1990 к концу первого периода обязательства (2008-2012). К концу этого срока группы аграрного сектора и правительство Новой Зеландии утвердили исследовательский консорциум по парниковым газам (Pastoral Greenhouse Gas Research Consortium (PGGRC)) для установления способов уменьшения выбросов парниковых газов сельского хозяйства Новой Зеландии.In New Zealand, agricultural activity accounts for the majority of greenhouse gas emissions. Therefore, reducing agricultural greenhouse gas emissions is important for New Zealand's compliance with the Kyoto Protocol. Under this protocol, greenhouse gases are required to be reduced to 1990 levels by the end of the first commitment period (2008-2012). Towards the end of this period, the Agricultural Sector Groups and the Government of New Zealand approved the Pastoral Greenhouse Gas Research Consortium (PGGRC) to identify ways to reduce New Zealand's agricultural greenhouse gas emissions.

Важной частью деятельности PGGRC было исследование в отношении уменьшения выбросов метана с новозеландских пастбищ. Уменьшение выбросов метана от жвачных животных представляет коммерческий интерес по двум причинам. Во-первых, несоблюдение обязательств по Киотскому протоколу заставит правительство приобретать квоты на выброс углерода. В настоящее время стоимость этого оценивается в $350 миллионов. Во-вторых, образование метана приводит к потере 8-12% общей энергии, производимой в рубце. Эта энергия могла быть использована, вместо этого, для улучшения продуктивности жвачного животного.An important part of PGGRC's activity was research on methane emissions from New Zealand pastures. Reducing methane emissions from ruminants is of commercial interest for two reasons. First, non-compliance with Kyoto commitments will force the government to acquire carbon credits. Currently, the cost of this is estimated at $ 350 million. Secondly, the formation of methane leads to a loss of 8-12% of the total energy produced in the rumen. This energy could be used, instead, to improve the productivity of the ruminant.

Метан продуцируется в рубце микроорганизмами, называемыми метанопродуцентами, которые являются частью таксономического типа Euryarchaeota в царстве Archaea. Большинство метаногенов растут в CO2 и H2, как единственных источниках энергии, но некоторые могут использовать для роста ацетат или метильные соединения. В рубце существует несколько различных родов метанопродуцентов archaea, но виды рода Methanobrevibacter, в особенности, M. ruminantium и M. smithii считаются преобладающими метанопродуцентами у жвачных животных Новой Зеландии. M. ruminantium в настоящее время является предметом проекта секвенирования генома, финансируемого PGGRC. Этот проект представляет собой первое секвенирование генома метанопродуцентов рубца, и его целью является улучшение понимания биологии Methanobrevibacter для обнаружения мишеней для ингибирования образования метана.Methane is produced in the rumen by microorganisms called methane producers, which are part of the taxonomic type Euryarchaeota in the kingdom of Archaea . Most methanogens grow in CO 2 and H 2 as the only sources of energy, but some can use acetate or methyl compounds for growth. There are several different genera of archaea methane producers in the rumen, but species of the genus Methanobrevibacter , in particular M. ruminantium and M. smithii, are considered to be the predominant methane producers in ruminants of New Zealand. M. ruminantium is currently the subject of a genome sequencing project funded by PGGRC. This project represents the first sequencing of the genome of rumen methane producers, and its goal is to improve understanding of the biology of Methanobrevibacter to detect targets for inhibiting the formation of methane.

Для уменьшения продукции метана в рубце требуется ингибирование метанопродуцентов или инактивация их пути образования метана. Способом ингибирования образования метана является доставка специфических ингибирующих молекул в клетки метанопродуцентов. Это может достигаться, например, соединением ингибирующих молекул с проникающими в клетку пептидами. В микробных клетках сигнальные пептиды опосредуют транслокацию внеклеточных белков из внутренней среды клетки во внешнюю, и подходят для переноса ингибирующих молекул. Следовательно, было бы полезным идентифицировать сигнальные пептиды, которые обладают способностью проникать в клетки метанопродуцентов и доставлять ингибиторы.Inhibition of methane producers or inactivation of their methane production pathway is required to reduce the production of methane in the rumen. A method of inhibiting the formation of methane is the delivery of specific inhibitory molecules into the cells of methane producers. This can be achieved, for example, by combining inhibitory molecules with peptides entering the cell. In microbial cells, signal peptides mediate the translocation of extracellular proteins from the cell’s internal environment to the external one, and are suitable for the transfer of inhibitory molecules. Therefore, it would be useful to identify signal peptides that have the ability to penetrate the cells of methane producers and deliver inhibitors.

Сигнальные пептиды, или сигнальные последовательности, обычно включены в белки-предшественники, секретируемые из прокариотических и эукариотических клеток. Сигнальные пептиды являются частью проникающего в клетку удлинения на N-конце предшественника. Первичная аминокислотная последовательность сигнальных пептидов не является консервативной, за исключением сайта расщепления для сигнальной пептидазы (von Heijne, 1985). Кроме того, сигнальные пептиды обладают структурными сходствами. Сигнальные пептиды обычно включают от одного до пяти положительно заряженных N-концевых аминокислотных остатков (n-область) за которыми следуют от 10 до 15 гидрофобных аминокислотных остатков (h-область). Остаток глицина или пролина обычно расположен в пределах гидрофобного домена, а остаток (остатки) треонина и/или серина образуют полярный домен (c-область) рядом с сайтом расщепления (Inouye and Halegoua, 1980; Vlasuk et al., 1983, von Heijne, 1985).Signal peptides, or signal sequences, are typically included in precursor proteins secreted from prokaryotic and eukaryotic cells. Signal peptides are part of the cell-penetrating extension at the N-terminus of the precursor. The primary amino acid sequence of signal peptides is not conserved, except for the cleavage site for signal peptidase (von Heijne, 1985). In addition, signal peptides have structural similarities. Signal peptides typically include one to five positively charged N-terminal amino acid residues (n-region) followed by 10 to 15 hydrophobic amino acid residues (h-region). The glycine or proline residue is usually located within the hydrophobic domain, and the threonine and / or serine residue (s) form the polar domain (c region) near the cleavage site (Inouye and Halegoua, 1980; Vlasuk et al., 1983, von Heijne, 1985).

Была предложена петлевая модель транслокации сигнального пептида (Inouye et al., 1977; Inouye and Halagoua, 1980) посредством которой положительно заряженный N-конец сигнального пептида взаимодействует с отрицательно заряженной внутренней поверхностью клеточной мембраны. Гидрофобный домен затем погружается в гидрофобный липидный бислой мембраны путем образования петли. Эта петля в конечном итоге включает сайт расщепления, который подвергается воздействию сигнальной пептидазы для удаления сигнального пептида. Одним из препятствий для ингибирования или ограничения образования метана является способность доставлять ингибирующие компоненты в клетки метанопродуцентов. Таким образом, существует необходимость в идентификации сигнальных пептидов, которые способны присоединяться к клеточным мембранам и переносить молекулы через липидный бислой, в подходящих носителях для ингибиторов клеток.A loop model of signal peptide translocation has been proposed (Inouye et al., 1977; Inouye and Halagoua, 1980) by which the positively charged N-terminus of the signal peptide interacts with the negatively charged inner surface of the cell membrane. The hydrophobic domain is then immersed in a hydrophobic lipid bilayer membrane by looping. This loop ultimately includes a cleavage site that is exposed to signal peptidase to remove the signal peptide. One of the obstacles to inhibiting or limiting the formation of methane is the ability to deliver inhibitory components to the cells of methane producers. Thus, there is a need for the identification of signal peptides that are able to attach to cell membranes and transfer molecules through the lipid bilayer, in suitable carriers for cell inhibitors.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Изобретение относится к выделенному сигнальному пептиду или полипептиду, содержащему этот пептид, который содержит по меньшей мере одну аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172. В отдельном аспекте, этот пептид или полипептид содержит по меньшей мере одну аминокислотную последовательность KKLIIILLLLILLLSI последовательности SEQ ID NO:117, или по меньшей мере одну аминокислотную последовательность KKIIIILLLLILLLISI последовательности SEQ ID NO:119. В другом аспекте, этот пептид или полипептид содержит фрагмент, например, содержащий по меньшей мере одну аминокислотную последовательность, содержащую аминокислоты 3-14, 3-16, или 2-16 последовательности SEQ ID NO:117, или по меньшей мере одну аминокислотную последовательность, содержащую аминокислоты 3-15, 3-17, или 2-17 последовательности SEQ ID NO:119. В дополнительном аспекте, этот пептид или полипептид содержит фрагмент, содержащий по меньшей мере одну консервативную коровую последовательность последовательности SEQ ID NO:1-172, описанной в настоящей заявке. Еще в одном дополнительном аспекте, этот пептид или полипептид кодируется по меньшей мере фрагментом полинуклеотида, выбранного из группы, состоящей из SEQ ID NO:173-341 или SEQ ID NO:342-533.The invention relates to an isolated signal peptide or polypeptide containing this peptide, which contains at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172. In a particular aspect, the peptide or polypeptide comprises at least one amino acid sequence KKLIIILLLLILLLSI of the sequence SEQ ID NO: 117, or at least one amino acid sequence KKIIIILLLLILLLISI of the sequence SEQ ID NO: 119. In another aspect, the peptide or polypeptide comprises a fragment, for example, containing at least one amino acid sequence comprising amino acids 3-14, 3-16, or 2-16 of the sequence SEQ ID NO: 117, or at least one amino acid sequence, containing amino acids 3-15, 3-17, or 2-17 of the sequence of SEQ ID NO: 119. In an additional aspect, this peptide or polypeptide contains a fragment containing at least one conserved core sequence of the sequence SEQ ID NO: 1-172 described in this application. In yet a further aspect, the peptide or polypeptide is encoded by at least a polynucleotide fragment selected from the group consisting of SEQ ID NO: 173-341 or SEQ ID NO: 342-533.

Настоящее изобретение также относится к выделенному полинуклеотиду, содержащему кодирующую последовательность по меньшей мере одного сигнального пептида или полипептида, содержащего этого пептид. В одном аспекте, этот полинуклеотид содержит кодирующую последовательность по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172. В особом аспекте, полинуклеотид содержит кодирующую последовательность по меньшей мере одной аминокислотной последовательности KKLIIILLLLILLLSI последовательности SEQ ID NO:117, или кодирующую последовательность по меньшей мере одной аминокислотной последовательности KKIIIILLLLILLLISI последовательности SEQ ID NO:119. В другом аспекте, полинуклеотид содержит фрагмент кодирующей последовательности, например, кодирующую последовательность по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, содержащей аминокислоты 3-14, 3-16, или 2-16 последовательности SEQ ID NO:117, или кодирующую последовательность по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, содержащей аминокислоты 3-15, 3-17, или 2-17 последовательности SEQ ID NO:119. В дополнительном аспекте, полинуклеотид содержит фрагмент кодирующей последовательности, например, нуклеотидной последовательности, кодирующей по меньшей мере одну консервативную коровую последовательность, описанной в настоящей заявке последовательности SEQ ID NO:1-172.The present invention also relates to an isolated polynucleotide containing the coding sequence of at least one signal peptide or polypeptide containing the peptide. In one aspect, the polynucleotide comprises a coding sequence of at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172. In a particular aspect, the polynucleotide comprises a coding sequence of at least one amino acid sequence KKLIIILLLLILLLSI of the sequence SEQ ID NO: 117, or a coding sequence of at least one amino acid sequence KKIIIILLLLILLLISI of the sequence SEQ ID NO: 119. In another aspect, the polynucleotide comprises a fragment of a coding sequence, for example, a coding sequence of at least one amino acid sequence comprising amino acids 3-14, 3-16, or 2-16 of SEQ ID NO: 117, or a coding sequence of at least one amino acid a sequence containing amino acids 3-15, 3-17, or 2-17 of the sequence of SEQ ID NO: 119. In an additional aspect, the polynucleotide comprises a fragment of a coding sequence, for example, a nucleotide sequence encoding at least one conserved core sequence described in the sequence SEQ ID NO: 1-172.

В дополнительном аспекте, настоящее изобретение относится к выделенному полинуклеотиду, содержащему последовательность нуклеиновой кислоты, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO:173-341 или SEQ ID NO:342-533. В особом аспекте, этот полинуклеотид содержит последовательность нуклеиновой кислоты SEQ ID NO:531, 532 или 533. В другом аспекте, полинуклеотид представляет собой фрагмент или олигонуклеотид, например, содержащий последовательность нуклеиновой кислоты, протяженностью от нуклеотидов 7-42, 7-48 или 4-48 последовательности SEQ ID NO:531, 532 или 533. Кроме того, изобретение охватывает выделенный полинуклеотид или его фрагмент, который гибридизируется с любой из последовательностей нуклеиновой кислоты SEQ ID NO:173-341 или SEQ ID NO:342-533. Настоящее изобретение дополнительно охватывает выделенный полинуклеотид, содержащий комплементарную, обратно комплементарную, обратную последовательность или их фрагменты, любой из последовательностей нуклеиновой кислоты, кодирующих сигнальный пептид или полипептид, содержащий этот пептид.In a further aspect, the present invention relates to an isolated polynucleotide comprising a nucleic acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 173-341 or SEQ ID NO: 342-533. In a particular aspect, the polynucleotide comprises a nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 531, 532 or 533. In another aspect, the polynucleotide is a fragment or oligonucleotide, for example, comprising a nucleic acid sequence extending from nucleotides 7-42, 7-48 or 4 -48 sequences of SEQ ID NO: 531, 532 or 533. In addition, the invention encompasses an isolated polynucleotide or fragment thereof that hybridizes to any of the nucleic acid sequences of SEQ ID NO: 173-341 or SEQ ID NO: 342-533. The present invention further encompasses an isolated polynucleotide comprising a complementary, backward complementary, reverse sequence or fragments thereof, any of the nucleic acid sequences encoding a signal peptide or polypeptide containing the peptide.

Настоящее изобретение относится к вектору экспрессии, содержащему полинуклеотид, который содержит кодирующую последовательность по меньшей мере одного сигнального пептида или полипептида, содержащего этот пептид. В одном аспекте, вектор экспрессии содержит кодирующую последовательность по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, выбранной из группы, состоящей из последовательностей SEQ ID NO:1-172. В особом аспекте, вектор экспрессии содержит кодирующую последовательность по меньшей мере одной аминокислотной последовательности KKLIIILLLLILLLSI последовательности SEQ ID NO:117, или кодирующую последовательность по меньшей мере одной аминокислотной последовательности KKIIIILLLLILLLISI последовательности SEQ ID NO:119. В другом аспекте, вектор экспрессии содержит кодирующую последовательность по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, протяженностью от аминокислот 3-14, 3-16 или 2-16 последовательности SEQ ID NO:117, или кодирующую последовательность по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, содержащей аминокислоты 3-15, 3-17, или 2-17 последовательности SEQ ID NO:119. Еще в одном аспекте, настоящее изобретение относится к клетке-хозяину, например, микробной клетке-хозяину, содержащей по меньшей мере один вектор экспрессии.The present invention relates to an expression vector containing a polynucleotide that contains the coding sequence of at least one signal peptide or polypeptide containing this peptide. In one aspect, the expression vector comprises a coding sequence of at least one amino acid sequence selected from the group consisting of sequences of SEQ ID NO: 1-172. In a particular aspect, the expression vector comprises a coding sequence of at least one amino acid sequence KKLIIILLLLILLLSI of the sequence SEQ ID NO: 117, or a coding sequence of at least one amino acid sequence KKIIIILLLLILLLISI of the sequence SEQ ID NO: 119. In another aspect, the expression vector comprises a coding sequence of at least one amino acid sequence extending from amino acids 3-14, 3-16 or 2-16 of SEQ ID NO: 117, or a coding sequence of at least one amino acid sequence containing amino acids 3 -15, 3-17, or 2-17 of the sequence of SEQ ID NO: 119. In yet another aspect, the present invention relates to a host cell, for example, a microbial host cell containing at least one expression vector.

Настоящее изобретение в частности относится к антителу, направленному на пептид, полипептид, или полинуклеотид, описанный в настоящей заявке. В определенных аспектах, это антитело направлено по меньшей мере на одну последовательность сигнального пептида, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172, или его модифицированную последовательность. В альтернативных аспектах, антитело направлено по меньшей мере на фрагмент последовательности сигнального пептида, например, консервативную коровую последовательность последовательности, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172. В дополнительном аспекте, это антитело связывается с полипептидом, содержащим последовательность сигнального пептида любой из последовательностей SEQ ID NO: 1-172. В альтернативных аспектах, это антитело направлено по меньшей мере на фрагмент полинуклеотида, выбранного из группы, состоящей из SEQ ID NO:173-341 или SEQ ID NO:342-533, или его комплементарную или модифицированную последовательность. В другом аспекте, антитело содержит одно или несколько слияний или конъюгатов по меньшей мере с одним клеточным ингибитором, например, соединениями против образования метана (например, бромэтансульфоновой кислотой), антителами и фрагментами антител, литическими ферментами, пептид-нуклеиновыми кислотами, антимикробными пептидами и другими антибиотиками, описанными подробно в настоящей заявке.The present invention in particular relates to an antibody directed to the peptide, polypeptide, or polynucleotide described in this application. In certain aspects, the antibody is directed to at least one signal peptide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172, or a modified sequence thereof. In alternative aspects, the antibody is directed to at least a fragment of a signal peptide sequence, for example, a conserved core sequence of a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172. In an additional aspect, this antibody binds to a polypeptide containing the signal peptide sequence of any of the sequences of SEQ ID NO: 1-172. In alternative aspects, the antibody is directed to at least a polynucleotide fragment selected from the group consisting of SEQ ID NO: 173-341 or SEQ ID NO: 342-533, or a complementary or modified sequence thereof. In another aspect, the antibody comprises one or more fusions or conjugates with at least one cellular inhibitor, for example, anti-methane compounds (e.g. bromoethanesulfonic acid), antibodies and antibody fragments, lytic enzymes, peptide nucleic acids, antimicrobial peptides and other antibiotics described in detail in this application.

Настоящее изобретение также относится к модифицированным сигнальным пептидам и полипептидам, содержащим эти пептиды, и антителам, направленным на эти пептиды или полипептиды, включая биологически активные изменения, фрагменты, варианты и производные, описанные в настоящей заявке. Также описаны полинуклеотиды, кодирующие эти модифицированные пептиды или полипептиды, а также изменения, фрагменты, варианты и производные описанных полинуклеотидов, векторов экспрессии, содержащих эти последовательности нуклеиновых кислот, и клетки-хозяева, содержащие эти векторы. В особых аспектах, в композициях и способах по изобретению используются эти модифицированные полинуклеотиды, полипептиды или антитела, или соответствующие векторы экспрессии или клетки-хозяева. В конкретных аспектах, пептиды или полипептиды получены в виде слияний или конъюгатов по меньшей мере с одним клеточным ингибитором, например, соединениями против образования метана (например, бромэтансульфоновой кислотой), антителами и фрагментами антител, литическими ферментами, пептид-нуклеиновыми кислотами, антимикробными пептидами и другими антибиотиками, описанными подробно в настоящей заявке.The present invention also relates to modified signal peptides and polypeptides containing these peptides and antibodies directed to these peptides or polypeptides, including biologically active changes, fragments, variants and derivatives described in this application. Also described are polynucleotides encoding these modified peptides or polypeptides, as well as changes, fragments, variants and derivatives of the described polynucleotides, expression vectors containing these nucleic acid sequences, and host cells containing these vectors. In particular aspects, the modified polynucleotides, polypeptides or antibodies, or the corresponding expression vectors or host cells, are used in the compositions and methods of the invention. In specific aspects, the peptides or polypeptides are obtained in the form of fusions or conjugates with at least one cellular inhibitor, for example, anti-methane compounds (e.g. bromoethanesulfonic acid), antibodies and antibody fragments, lytic enzymes, peptide nucleic acids, antimicrobial peptides and other antibiotics described in detail in this application.

Изобретение дополнительно относится к композиции, содержащей выделенный сигнальный пептид (например, по меньшей мере один из SEQ ID NO:1-172, или их модифицированную последовательность) или полипептид, содержащий этот пептид, или антитело, направленное на этот пептид или полипептид. Также описана композиция, содержащая выделенный полинуклеотид (например, по меньшей мере один из SEQ ID NO:173-341 или SEQ ID NO:342-533, или их комплементарную или модифицированную последовательность). Дополнительно описана композиция, которая содержит вектор экспрессии, или клетка-хозяин, содержащая вектор экспрессии, в соответствии с настоящим изобретением. Композиция может содержать любые биологически активные изменения, фрагменты, варианты и производные, описанные в настоящей заявке. Композиции дополнительно могут содержать по меньшей мере один клеточный ингибитор, и могут быть получены, например, в виде фармацевтических композиций или в виде добавок к пище, в частности, компонентов кормов для жвачных животных.The invention further relates to a composition containing an isolated signal peptide (for example, at least one of SEQ ID NO: 1-172, or a modified sequence thereof) or a polypeptide containing this peptide, or an antibody directed to this peptide or polypeptide. Also described is a composition containing an isolated polynucleotide (for example, at least one of SEQ ID NO: 173-341 or SEQ ID NO: 342-533, or a complementary or modified sequence thereof). Additionally described is a composition that contains an expression vector, or a host cell containing an expression vector, in accordance with the present invention. The composition may contain any biologically active changes, fragments, variants and derivatives described in this application. The compositions may additionally contain at least one cellular inhibitor, and can be obtained, for example, in the form of pharmaceutical compositions or in the form of food additives, in particular, components of feed for ruminants.

В особом аспекте, изобретение относится к композиции по изобретению как части набора для определения и/или измерения, или направленной доставки, проникновения и/или ингибирования микробных клеток, в особенности, клеток метанопродуцентов, в соответствии с описанными способами. Эти наборы содержат: a) по меньшей мере одну композицию, описанную в настоящей заявке; и b) необязательно, инструкции по применению, например, по направленной доставке или проникновению в клетки или ингибированию клеточного роста, или репликации для метанопродуцентов или других микроорганизмов. В особых аспектах, пептид или полипептид, содержит по меньшей мере одну аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172, или ее модифицированную последовательность.In a particular aspect, the invention relates to a composition of the invention as part of a kit for determining and / or measuring, or targeted delivery, penetration and / or inhibition of microbial cells, in particular methane producer cells, in accordance with the described methods. These kits contain: a) at least one composition described herein; and b) optionally, instructions for use, for example, for targeted delivery or penetration into cells or inhibition of cell growth or replication for methane producers or other microorganisms. In particular aspects, the peptide or polypeptide comprises at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172, or a modified sequence thereof.

Настоящее изобретение относится к способу получения сигнального пептида или полипептида, содержащего этот пептид, указанный способ предусматривает: a) культивирование вектора экспрессии или клетки-хозяина, содержащей вектор экспрессии, который содержит кодирующую последовательность по меньшей мере одного сигнального пептида или полипептида, содержащего этот пептид в условиях, подходящих для экспрессии этого пептида или полипептида; и b) извлечение пептида или полипептида из культуры. Также описаны способы получения описанных композиций. В особых аспектах, пептид или полипептид содержит по меньшей мере одну аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172, или ее модифицированную последовательность.The present invention relates to a method for producing a signal peptide or polypeptide containing this peptide, the method comprises: a) culturing an expression vector or host cell containing an expression vector that contains the coding sequence of at least one signal peptide or polypeptide containing this peptide in conditions suitable for expression of this peptide or polypeptide; and b) recovering the peptide or polypeptide from the culture. Methods for preparing the described compositions are also described. In particular aspects, the peptide or polypeptide comprises at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172, or a modified sequence thereof.

Настоящее изобретение также относится к способу получения сигнального пептида или полипептида, содержащего этот пептид, который содержит слияние или конъюгат по меньшей мере с одним клеточным ингибитором, например, соединениями против образования метана (например, бромэтансульфоновой кислотой), антителами и фрагментами антител, литическими ферментами, пептид-нуклеиновыми кислотами, противомикробными пептидами и другими антибиотиками, подробно описанными в настоящей заявке. Такой способ предусматривает: a) культивирование вектора экспрессии или клетки-хозяина, содержащей вектор экспрессии, который содержит кодирующую последовательность по меньшей мере одного пептида или полипептида в условиях, подходящих для экспрессии пептида или полипептида; b) образования слияния или конъюгата (например, путем экспрессии слитой последовательности или химического конъюгата с клеточным ингибитором); и c) извлечение слияния или конъюгата. В особых аспектах, сигнальный пептид или полипептид содержит по меньшей мере одну аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172, или ее модифицированную последовательность.The present invention also relates to a method for producing a signal peptide or polypeptide containing this peptide, which contains a fusion or conjugate with at least one cellular inhibitor, for example, compounds against the formation of methane (e.g. bromoethanesulfonic acid), antibodies and antibody fragments, lytic enzymes, peptide-nucleic acids, antimicrobial peptides and other antibiotics described in detail in this application. Such a method comprises: a) culturing an expression vector or host cell containing an expression vector that contains the coding sequence of at least one peptide or polypeptide under conditions suitable for expression of the peptide or polypeptide; b) the formation of a fusion or conjugate (for example, by expression of a fused sequence or chemical conjugate with a cell inhibitor); and c) recovering a fusion or conjugate. In particular aspects, the signal peptide or polypeptide comprises at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172, or a modified sequence thereof.

Настоящее изобретение относится к способу проникновения в микробную клетку, в частности, клетку метанопродуцент, предусматривающему: a) необязательно, получение или выделение по меньшей мере одного сигнально пептида или полипептида, содержащего этот пептид; и b) контактирование клетки с сигнальными пептидом или полипептидом. В особом аспекте, пептид или полипептид содержит по меньшей мере одну аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 1-172, или ее модифицированную последовательность. В дополнительных аспектах, пептид или полипептид содержит слияние или конъюгат по меньшей мере с одним клеточным ингибитором, например, одним или несколькими соединениями против образования метана (например, бромэтансульфоновой кислотой), антителами и фрагментами антител, литическими фрагментами, пептид-нуклеиновыми кислотами, антимикробными пептидами или другими антибиотиками, описанными подробно в настоящей заявке.The present invention relates to a method for penetrating into a microbial cell, in particular, a methanogen producer cell, the method comprising: a) optionally, obtaining or isolating at least one signal peptide or polypeptide containing this peptide; and b) contacting the cell with a signal peptide or polypeptide. In a particular aspect, the peptide or polypeptide comprises at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172, or a modified sequence thereof. In further aspects, the peptide or polypeptide comprises a fusion or conjugate with at least one cellular inhibitor, for example, one or more anti-methane compounds (e.g. bromoethanesulfonic acid), antibodies and antibody fragments, lytic fragments, peptide nucleic acids, antimicrobial peptides or other antibiotics described in detail in this application.

Настоящее изобретение также относится к способу ингибирования микробной клетки (например, ингибирования роста или репликации), в частности, клетки метанопродуцентов, предусматривающему: a) необязательно, получение или выделение по меньшей мере сигнального пептида или полипептида, содержащего этот пептид, который дополнительно содержит по меньшей мере один клеточный ингибитор; и b) контактирование клетки с сигнальным пептидом или полипептидом. В особом аспекте, пептид или полипептид содержит по меньшей мере одну аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 1-172, или ее модифицированную последовательность. В дополнительном аспекте клеточный ингибитор выбран из соединений против образования метана (например, бромэтансульфоновой кислоты), антител и фрагментов антител, литических ферментов, пептид-нуклеиновых кислот, антимикробных пептидов и других антибиотиков, подробно описанных в настоящей заявке.The present invention also relates to a method for inhibiting a microbial cell (e.g., inhibiting growth or replication), in particular methane producer cells, the method comprising: a) optionally, obtaining or isolating at least a signal peptide or polypeptide containing this peptide, which further comprises at least at least one cell inhibitor; and b) contacting the cell with a signal peptide or polypeptide. In a particular aspect, the peptide or polypeptide comprises at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172, or a modified sequence thereof. In an additional aspect, the cellular inhibitor is selected from compounds against the formation of methane (e.g. bromoethanesulfonic acid), antibodies and antibody fragments, lytic enzymes, peptide nucleic acids, antimicrobial peptides and other antibiotics described in detail in this application.

Настоящее изобретение также относится к способу ингибирования микробной клетки (например, ингибирования роста или репликации), в частности, клетки метанопродуцента, предусматривающему: a) необязательно, получение или выделение по меньшей мере одного сигнального пептида или полипептида, содержащего этот пептид, который дополнительно содержит по меньшей мере один клеточный ингибитор; и b) контактирование клетки с сигнальным пептидом или полипептидом. В особом аспекте, пептид или полипептид содержит по меньшей мере одну аминокислотную последовательность из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172, или их модифицированных последовательностей. В дополнительном аспекте, клеточный ингибитор выбран из соединений против образования метана (например, бромэтансульфоновой кислоты), антител и фрагментов антител, литических ферментов, пептид-нуклеиновых кислот, антимикробных пептидов и других антибиотиков, подробно описанных в настоящей заявке.The present invention also relates to a method for inhibiting a microbial cell (e.g., inhibiting growth or replication), in particular a methanogen cell, comprising: a) optionally, obtaining or isolating at least one signal peptide or polypeptide containing this peptide, which further comprises at least one cellular inhibitor; and b) contacting the cell with a signal peptide or polypeptide. In a particular aspect, the peptide or polypeptide contains at least one amino acid sequence from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172, or modified sequences thereof. In an additional aspect, the cell inhibitor is selected from compounds against the formation of methane (e.g. bromoethanesulfonic acid), antibodies and antibody fragments, lytic enzymes, peptide nucleic acids, antimicrobial peptides and other antibiotics described in detail in this application.

Настоящее изобретение также относится к способу определения и/или измерения уровней сигнального пептида или соответствующего полипептида или полинуклеотида, предусматривающему: 1) контактирование образца, полученного от индивида, с антителом, направленным на сигнальный пептид (например, по меньшей мере, одного из SEQ ID NO:1-172, или их модифицированных последовательностей) или соответствующий полипептид или полинуклеотид; и 2) определение наличия или уровней антительного комплекса, образованного с сигнальным пептидом или соответствующим полипептидом или полинуклеотидом в образце. Такие способы также могут быть использованы для определения и/или измерения уровней микробных клеток, в частности, клеток метанопродуцентов.The present invention also relates to a method for determining and / or measuring levels of a signal peptide or corresponding polypeptide or polynucleotide, comprising: 1) contacting a sample obtained from an individual with an antibody directed to a signal peptide (e.g., at least one of SEQ ID NO : 1-172, or their modified sequences) or the corresponding polypeptide or polynucleotide; and 2) determining the presence or levels of an antibody complex formed with a signal peptide or corresponding polypeptide or polynucleotide in a sample. Such methods can also be used to determine and / or measure the levels of microbial cells, in particular methane producer cells.

Настоящее изобретение также относится к способу определения и/или измерения уровней сигнальной последовательности полинуклеотида (например, кодирующей последовательности сигнального пептида, или соответствующей кодирующей последовательности полипептида), предусматривающему: 1) контактирование образца, полученного от индивида, с комплементарным полинуклеотидом (например, последовательностью, комплементарной любой из последовательностей SEQ ID NO:173-341, или их модифицированным последовательностям); и 2) определение наличия или уровней гибридизационного комплекса, образованного с сигнальной последовательностью полинуклеотида в этом образце. Такие способы также могут быть использованы для определения и/или измерения уровней микробных клеток, в частности, клеток метанопродуцентов.The present invention also relates to a method for determining and / or measuring levels of a polynucleotide signal sequence (e.g., a coding sequence of a signal peptide, or a corresponding coding sequence of a polypeptide), comprising: 1) contacting a sample obtained from an individual with a complementary polynucleotide (e.g., a sequence complementary any of the sequences of SEQ ID NO: 173-341, or their modified sequences); and 2) determining the presence or levels of a hybridization complex formed with the polynucleotide signal sequence in this sample. Such methods can also be used to determine and / or measure the levels of microbial cells, in particular methane producer cells.

В особых аспектах, в способах по изобретению используются in vivo или in vitro компоненты экспрессии. В других аспектах, в способах используются пептиды или полипептиды, продуцируемые рекомбинантными, синтетическими или полусинтетическими способами, или пептиды или полипептиды, продуцируемые эндогенными способами.In particular aspects, the methods of the invention utilize in vivo or in vitro expression components. In other aspects, the methods utilize peptides or polypeptides produced by recombinant, synthetic or semi-synthetic methods, or peptides or polypeptides produced by endogenous methods.

Другие аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения описаны ниже.Other aspects and embodiments of the present invention are described below.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретные варианты его осуществления и со ссылкой на чертежи.The present invention is described with reference to specific embodiments thereof and with reference to the drawings.

ФИГ. 1A-1C: Сравнение геномов метанобактерий (ФИГ. 1A); статистика генома M. ruminantium (ФИГ. 1B); гены, предположительно вовлеченные в образование метана у видов метанобактерий (ФИГ. 1C).FIG. 1A-1C: Comparison of the genomes of methanobacteria (FIG. 1A); genome statistics of M. ruminantium (FIG. 1B); genes allegedly involved in the formation of methane in species of methanobacteria (FIG. 1C).

ФИГ. 2: Выравнивание сигнального пептида Methanobrevibacter ruminantium. Коровая консервативная область каждого пептида показана жирным шрифтом.FIG. 2: Alignment of the signal peptide of Methanobrevibacter ruminantium . The conserved cortical region of each peptide is shown in bold.

ФИГ. 3A: Белковая последовательность logo из 102 последовательностей, созданная с использованием LogoBar. ФИГ. 3B: Белковая последовательность logo из 102 последовательностей, созданная с использованием LogoBar, показывающая наиболее консервативные аминокислотные остатки. ФИГ. 3C: Коровая консенсусная последовательность сигнального белка для M. ruminantium. ФИГ. 3D: Аминокислотная последовательность M. ruminantium проникающего в клетку пептида с добавлением N-концевого лизин-флуоресцеина.FIG. 3A: A 102-sequence logo protein sequence created using the LogoBar. FIG. 3B: A 102 protein logo logo sequence created using the LogoBar showing the most conserved amino acid residues. FIG. 3C: Crustal consensus signal protein sequence for M. ruminantium . FIG. 3D: Amino acid sequence of M. ruminantium cell penetrating peptide with the addition of an N-terminal lysine-fluorescein.

ФИГ. 4: Проницаемость в клетки M. ruminantium пептида, меченого флуоресцином.FIG. 4: Permeability in cells of M. ruminantium fluorescein-labeled peptide.

ФИГ. 5: Диаграмма Венна, показывающая предварительные определения сигнального пептида SignalP 3.0-HMM, с использованием трех различных моделей для M. ruminantium сигнальной последовательности M1093 ORFеомы.FIG. 5: Venn diagram showing preliminary definitions of the SignalP 3.0-HMM signal peptide using three different models for the M. ruminantium signal sequence of the M1093 ORFome.

ФИГ. 6: Гены M. ruminantium и соответствующие показатели сигнальных пептидов.FIG. 6: M. ruminantium genes and corresponding indicators of signal peptides.

ФИГ. 7: Гены M. ruminantium и соответствующие сигнальные пептиды.FIG. 7: M. ruminantium genes and corresponding signal peptides.

ФИГ. 8: Кодирующие последовательности сигнальных пептидов с ФИГ. 7.FIG. 8: Coding sequences of signal peptides of FIG. 7.

ФИГ. 9: Кодирующие последовательности сигнальных пептидов с ФИГ. 7, с кодонами, оптимизированными для экспрессии в E. coli. FIG. 9: Coding sequences of signal peptides of FIG. 7, with codons optimized for expression in E. coli.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

ОпределенияDefinitions

«Измененные» последовательности нуклеиновых кислот, кодирующие сигнальные пептиды, в контексте настоящего изобретения, включают последовательности с делециями, вставками или заменами различных нуклеотидов, приводящие в результате к полинуклеотиду, который кодирует те же или функционально эквивалентные пептиды. Кодируемый пептид также может быть «измененным» и содержать делеции, вставки или замены аминокислотных остатков, которые дают молчащее изменение и приводят к функционально эквивалентному пептиду. Преднамеренные аминокислотные замены могут быть сделаны на основе сходства в полярности, заряде, растворимости, гидрофобности, гидрофильности, и/или амфипатической природы остатков, при условии сохранения биологической активности (например, ассоциации с клеткой или проникновения в клетку), или иммуногенной активности этого пептида. Например, отрицательно заряженные аминокислоты могут включать аспарагиновую и глутаминовую кислоту; положительно заряженные аминокислоты могут включать лизин и аргинин; и аминокислоты с незаряженными полярными концевыми группами, имеющими сходные значения гидрофобности, могут включать лейцин, изолейцин и валин, глицин и аланин, аспарагин и глутамин, серин и треонин, и фенилаланин и тирозин."Altered" nucleic acid sequences encoding signal peptides, in the context of the present invention, include sequences with deletions, insertions or substitutions of various nucleotides, resulting in a polynucleotide that encodes the same or functionally equivalent peptides. The encoded peptide may also be “modified” and contain deletions, insertions or substitutions of amino acid residues that produce a silent change and result in a functionally equivalent peptide. Intentional amino acid substitutions can be made based on similarities in the polarity, charge, solubility, hydrophobicity, hydrophilicity, and / or amphipathic nature of the residues, provided that biological activity (e.g., association with the cell or penetration into the cell) is preserved, or the immunogenic activity of this peptide. For example, negatively charged amino acids may include aspartic and glutamic acid; positively charged amino acids may include lysine and arginine; and amino acids with uncharged polar terminal groups having similar hydrophobicity values may include leucine, isoleucine and valine, glycine and alanine, asparagine and glutamine, serine and threonine, and phenylalanine and tyrosine.

«Аминокислотная последовательность» в контексте настоящего изобретения, относится к олигопептиду, пептиду, полипептиду или белковой последовательности, или их фрагментам, и к природным, рекомбинантным, синтетическим или полусинтетическим молекулам. Последовательности по изобретению (например, SEQ ID NO:1-172) содержат по меньшей мере 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 15, 17, 19, или 22 аминокислоты, предпочтительно, по меньшей мере 5-10, 5-15, 10-15, 12-15, 15-17, 17-19 или 17-22 аминокислот, и, предпочтительно, сохраняют биологическую активность (например ассоциацию с клеткой или проникновение в клетку) или иммунологическую активность (например, по меньшей мере один сайт связывания с антителом) исходной последовательности. В тех случаях, когда «аминокислотная последовательность», цитируемая в настоящем описании, относится к аминокислотной последовательности молекулы природного пептида или полипептида, считается, что аминокислотная последовательность и подобные термины не ограничивают аминокислотную последовательность до полной, природной аминокислотной последовательности, связанной с полноразмерной молекулой."Amino acid sequence" in the context of the present invention, refers to an oligopeptide, peptide, polypeptide or protein sequence, or fragments thereof, and to natural, recombinant, synthetic or semi-synthetic molecules. The sequence of the invention (for example, SEQ ID NO: 1-172) contain at least 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 15, 17, 19, or 22 amino acids, preferably at least 5 -10, 5-15, 10-15, 12-15, 15-17, 17-19 or 17-22 amino acids, and preferably retain biological activity (e.g., association with a cell or penetration into a cell) or immunological activity (e.g. at least one antibody binding site) of the original sequence. In cases where the “amino acid sequence” cited in the present description refers to the amino acid sequence of a molecule of a natural peptide or polypeptide, it is believed that the amino acid sequence and similar terms do not limit the amino acid sequence to a complete, natural amino acid sequence linked to a full-sized molecule.

«Амплификация» в контексте настоящего изобретения, относится к получению дополнительных копий последовательности нуклеиновой кислоты и в основном проводится с помощью методик полимеразной цепной реакции (ПЦР), хорошо известных из уровня техники (Dieffenbach, C. W. and G. S. Dveksler (1995) PCR Primer, a Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Plainview, NY)."Amplification" in the context of the present invention refers to the production of additional copies of a nucleic acid sequence and is mainly carried out using polymerase chain reaction (PCR) techniques well known in the art (Dieffenbach, CW and GS Dveksler (1995) PCR Primer, a Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Plainview, NY).

Термин «антитело» следует понимать в самом широком смысле и предполагается включение интактных моноклональных антител и поликлональных антител. Этот термин также охватывает фрагменты и производные антител, при условии, что они демонстрируют желаемую биологическую активность. Антитела охватывают молекулы иммуноглобулинов и иммунологически активные части молекул иммуноглобулинов (Ig), т.е., молекулы, которые содержат антиген-связывающий сайт, который специфически связывается (иммунологически взаимодействует) с антигеном. Антитела включают, но не только, поликлональные, моноклональные, химерные, одноцепочечные, Fc, Fab, Fab', и Fab2 фрагменты и экспрессионную библиотеку Fab.The term “antibody” should be understood in its broadest sense and the inclusion of intact monoclonal antibodies and polyclonal antibodies is contemplated. The term also encompasses antibody fragments and derivatives, provided that they exhibit the desired biological activity. Antibodies encompass immunoglobulin molecules and immunologically active parts of immunoglobulin (Ig) molecules, i.e., molecules that contain an antigen-binding site that specifically binds (immunologically interacts) with the antigen. Antibodies include, but are not limited to, polyclonal, monoclonal, chimeric, single chain, Fc, Fab, Fab ', and Fab 2 fragments and the Fab expression library.

Молекулы антитела относятся к любому из классов IgG, IgM, IgA, IgE, и IgD, которые отличаются друг от друга природой тяжелой цепи, находящейся в молекуле. Эти молекулы также включают подклассы, такие как IgG1, IgG2, и другие. Легкая цепь может представлять собой каппа цепь или лямбда цепь. Ссылка в настоящем описании на антитела включает ссылку на все классы, подклассы и типы. Также включены химерные антитела, например, моноклональные антитела или их фрагменты, которые специфичны более чем к одному источнику, например, одной или более, последовательностям мыши, человека или жвачного животного. Дополнительно включены антитела верблюдовых или нанотела. Будет понятно, что каждая ссылка на «антитела» или любой подобный термин, в настоящем описании включает интактные антитела, а также любые их фрагменты, измерения, производные или варианты.Antibody molecules belong to any of the classes of IgG, IgM, IgA, IgE, and IgD, which differ from each other by the nature of the heavy chain located in the molecule. These molecules also include subclasses such as IgG1, IgG2, and others. The light chain may be a kappa chain or a lambda chain. The reference in the present description to antibodies includes a reference to all classes, subclasses and types. Also included are chimeric antibodies, for example, monoclonal antibodies or fragments thereof that are specific for more than one source, for example, one or more, mouse, human, or ruminant sequences. Additionally included camelid antibodies or nanobodies. It will be understood that each reference to “antibodies” or any similar term, as used herein, includes intact antibodies, as well as any fragments, measurements, derivatives or variants thereof.

Термины «биологически активный» или «функциональный», в контексте настоящего описания, относится к пептиду или полипептиду, сохраняющему одну или несколько структурных, иммуногенных или биохимических функций (например, ассоциацию с клеткой или проникновение в клетку) природной последовательности. В качестве одного примера, функциональная последовательность включает по меньшей мере одну из коровых консервативных областей, описанных в настоящей заявке.The terms “biologically active” or “functional”, as used herein, refers to a peptide or polypeptide that retains one or more structural, immunogenic or biochemical functions (eg, association with a cell or penetration into a cell) of a natural sequence. As one example, a functional sequence includes at least one of the conserved conserved regions described herein.

Термины «клеточный ингибитор» или «ингибитор», в контексте настоящего писания, относится к средствам, которые снижают или блокируют рост или репликацию микробных клеток, в особенности клеток метанопродуцентов. Клеточный ингибитор может действовать для снижения или блокировки, например, клеточного деления. Ингибитор может снижать или блокировать, например, синтез ДНК, синтез РНК, синтез белка, или пост-трансляционные модификации. Ингибитор также может снижать или блокировать активность ферментов, вовлеченных в каскад образования метана. Ингибитор может делать мишенью клетку для распознавания компонентами иммунной системы. Ингибирование клетки также включает уничтожение клетки и клеточную гибель, например, в результате лизиса, апоптоза, некроза, и т.д. Подходящие ингибиторы включают, но не только, соединения против образования метана (например, бромэтансульфоновую кислоту), антитела и фрагменты антител, литические ферменты, пептид-нуклеиновые кислоты, антимикробные пептиды и другие антибиотики, подробно описанные в настоящей заявке.The terms “cell inhibitor” or “inhibitor,” as used herein, refers to agents that reduce or block the growth or replication of microbial cells, especially methanogen producing cells. A cell inhibitor can act to reduce or block, for example, cell division. An inhibitor can reduce or block, for example, DNA synthesis, RNA synthesis, protein synthesis, or post-translational modifications. An inhibitor can also reduce or block the activity of enzymes involved in the methane formation cascade. An inhibitor can target a cell for recognition by components of the immune system. Cell inhibition also includes cell killing and cell death, for example, by lysis, apoptosis, necrosis, etc. Suitable inhibitors include, but are not limited to, anti-methane compounds (e.g., bromoethanesulfonic acid), antibodies and antibody fragments, lytic enzymes, peptide nucleic acids, antimicrobial peptides and other antibiotics described in detail herein.

Термины «комплементарный» или «комплементарность», в контексте настоящего изобретения, относится к природному связыванию полинуклеотидов в пермиссивных солевых и температурных условиях путем спаривания оснований. Для последовательности A-G-T, комплементарной последовательностью является T-C-A, обратно комплементарная последовательность представляет собой A-C-T, и обратная последовательность представляет собой T-G-A. Комплементарность между двумя одноцепочечными молекулами может быть частичной, при которой только некоторые из нуклеиновых кислот связываются, или может быть полной, когда существует абсолютная комплементарность между одноцепочечными молекулами. Степень комплементарности между цепями нуклеиновых кислот оказывает существенные воздействия на эффективность и прочность гибридизации между цепями нуклеиновых кислот. Это имеет особое значение в реакциях амплификации, которые зависят от связывания между цепями нуклеиновых кислот и в создании и применении молекул РНК.The terms "complementary" or "complementarity", in the context of the present invention, refers to the natural binding of polynucleotides under permissive salt and temperature conditions by base pairing. For the A-G-T sequence, the complementary sequence is T-C-A, the backward complementary sequence is A-C-T, and the reverse sequence is T-G-A. The complementarity between two single-stranded molecules can be partial, in which only some of the nucleic acids bind, or can be complete when there is absolute complementarity between single-stranded molecules. The degree of complementarity between nucleic acid chains has significant effects on the efficiency and strength of hybridization between nucleic acid chains. This is of particular importance in amplification reactions, which depend on the binding between nucleic acid chains and in the creation and use of RNA molecules.

Термин «производное» в контексте настоящего изобретения относится к химической модификации нуклеиновой кислоты, кодирующей сигнальный пептид, или нуклеиновой кислоты, комплементарной ей. Такие модификации включают, например, замену водорода алкилом, ацилом, или аминогруппой. В предпочтительных аспектах, производное нуклеиновой кислоты кодирует пептид, который сохраняет биологическую или иммунологическую функцию природной молекулы. Производный пептид представляет собой пептид, который модифицирован путем гликозилирования, пэгилирования или любым аналогичным способом, который сохраняет одну или несколько биологических функций (например, ассоциацию с клеткой или проникновение в клетку) или иммуногенную функцию последовательности, производным которой он является.The term "derivative" in the context of the present invention refers to the chemical modification of a nucleic acid encoding a signal peptide, or a nucleic acid complementary to it. Such modifications include, for example, replacing hydrogen with an alkyl, acyl, or amino group. In preferred aspects, the nucleic acid derivative encodes a peptide that retains the biological or immunological function of a naturally occurring molecule. A derived peptide is a peptide that is modified by glycosylation, pegylation, or any similar method that retains one or more biological functions (e.g., association with a cell or penetration into a cell) or an immunogenic function of a sequence that it is derived from.

Термин «гомология» в контексте настоящего изобретения относится к степени комплементарности. Гомология может быть частичной (т.е. идентичность менее 100%) или полной (т.е. 100% идентичность). Частично комплементарную последовательность, которая по меньшей мере частично ингибирует гибридизацию идентичной последовательности с целевой нуклеиновой кислотой, называют с использованием функционального термина «по существу гомологичная». Ингибирование гибридизации полностью комплементарной последовательности с целевой последовательностью может быть исследовано с помощью гибридизационного анализа (Саузерн или нозерн блот, гибридизация в растворе и подобное) в условиях низкой жесткости. По существу гомологичная последовательность или гибридизационный зонд будет конкурировать за связывание или ингибировать связывание полностью гомологичной последовательности с целевой последовательностью в условиях низкой жесткости. Нельзя сказать, что условия низкой жесткости таковы, что допускается неспецифическое связывание; условия низкой жесткости требуют, чтобы связывание двух последовательностей друг с другом было специфичным (т.е. селективным) взаимодействием.The term "homology" in the context of the present invention refers to the degree of complementarity. Homology may be partial (i.e., identity less than 100%) or complete (i.e., 100% identity). A partially complementary sequence that at least partially inhibits the hybridization of an identical sequence with a target nucleic acid is called using the functional term “substantially homologous”. Inhibition of hybridization of a fully complementary sequence to a target sequence can be investigated by hybridization analysis (Southern or Northern blot, solution hybridization and the like) under conditions of low stringency. A substantially homologous sequence or hybridization probe will compete for or inhibit the binding of a fully homologous sequence to the target sequence under conditions of low stringency. This is not to say that low stringency conditions are such that non-specific binding is allowed; low stringency conditions require that the binding of two sequences to each other be a specific (i.e., selective) interaction.

Термин «гибридизация» в контексте настоящего изобретения относится к любому процессу, посредством которого цепь нуклеиновой кислоты связывается с комплементарной цепью посредством спаривания оснований.The term "hybridization" in the context of the present invention refers to any process by which a nucleic acid strand binds to a complementary strand via base pairing.

«Вставка» или «добавление» в контексте настоящего изобретения относится к изменению в аминокислотной или нуклеотидной последовательности, приводящему к добавлению одного или нескольких аминокислотных остатков или нуклеотидов, соответственно, по сравнению с природной молекулой.“Insertion” or “addition” in the context of the present invention refers to a change in the amino acid or nucleotide sequence, resulting in the addition of one or more amino acid residues or nucleotides, respectively, compared with a natural molecule.

«Метанопродуцент» в контексте настоящего изобретения относится к микроорганизмам, которые продуцируют газ метан, которые включают Methanobrevibacter, Methanothermobacter, Methanomicrobium, Methanobacterium, и Methanosarcina. Характерные метанопродуценты включают, но не только, Methanobrevibacter ruminantium, Methanobrevibacter smithii, Methanobrevibacter acididurans, Methanobrevibacter thaueri, Methanobacterium bryantii, Methanobacterium formicicum, Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter wolfeii, Methanosphaera stadtmanae, Methanomicrobium mobile, Methanosarcina barkeri, Methanosarcina mazei, Methanococcoides burtonii, и Methanolobus taylorii. Все рода и виды метанопродуцентов охватываются этим термином."Methanoproducer" in the context of the present invention refers to microorganisms that produce methane gas, which include Methanobrevibacter , Methanothermobacter , Methanomicrobium , Methanobacterium , and Methanosarcina . Typical metanoprodutsenty include, but not limited to, Methanobrevibacter ruminantium, Methanobrevibacter smithii, Methanobrevibacter acididurans, Methanobrevibacter thaueri, Methanobacterium bryantii, Methanobacterium formicicum, Methanothermobacter marburgensis, Methanothermobacter wolfeii, Methanosphaera stadtmanae, Methanomicrobium mobile, Methanosarcina barkeri, Methanosarcina mazei, Methanococcoides burtonii, and Methanolobus taylorii . All genders and species of methane producers are covered by this term.

«Микробные» клетки в контексте настоящего изобретения относятся к природным или генетически модифицированным микробным клеткам, в том числе архебактериям, таким как метанопродуценты, галофилы и термоацидофилы, и эубактериям, таким как цианобактерии, спирохеты, протеобактерии, а также грамположительным и грамотрицательным бактериям."Microbial" cells in the context of the present invention relate to natural or genetically modified microbial cells, including archebacteria, such as methanoproducers, halophiles and thermoacidophils, and eubacteria, such as cyanobacteria, spirochetes, proteobacteria, as well as gram-positive and gram-negative bacteria.

Термин «модифицированная» относится к измененным последовательностям и к фрагментам, вариантам и производным последовательностей, описанных в настоящем изобретении.The term “modified” refers to altered sequences and to fragments, variants and derivatives of the sequences described in the present invention.

«Последовательность нуклеиновой кислоты» или «нуклеотидная последовательность» в контексте настоящего изобретения относится к последовательности полинуклеотида, олигонуклеотида или их фрагментам, и к ДНК или РНК природного, рекомбинантного, синтетического или полусинтетического происхождения, которая может быть односпиральной или двухспиральной, и может представлять смысловую или антисмысловую цепь, и кодирующие или некодирующие области. Последовательности по настоящему изобретению наиболее предпочтительно включают последовательности, кодирующие полипептид (например, SEQ ID NO:173-341 или 342-533, или их комплементарные или модифицированные последовательности), которые содержат по меньшей мере 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 45, 51, 57 или 66 нуклеотидов, предпочтительно, по меньшей мере от 15 до 30, от 15 до 45, от 30 до 45, от 36 до 45, от 45 до 51, от 51 до 57, или от 51 до 66 нуклеотидов, или по меньшей мере 100 нуклеотидов, или по меньшей мере 1000 нуклеотидов. Будет понятно, что каждая ссылка на «последовательность нуклеиновой кислоты» или «нуклеотидную последовательность» в настоящем изобретении будет включать нативную полноразмерную последовательность (например, SEQ ID NO:173-341 или 342-533), а также любые ее комплементнарные последовательности, фрагменты, изменения, производные или варианты.A "nucleic acid sequence" or "nucleotide sequence" in the context of the present invention refers to a sequence of a polynucleotide, oligonucleotide or fragments thereof, and to DNA or RNA of natural, recombinant, synthetic or semi-synthetic origin, which may be single-stranded or double-stranded, and may be semantic or antisense strand, and coding or non-coding regions. The sequences of the present invention most preferably include sequences encoding a polypeptide (for example, SEQ ID NO: 173-341 or 342-533, or their complementary or modified sequences) that contain at least 15, 18, 21, 24, 27, 30 , 33, 36, 39, 45, 51, 57 or 66 nucleotides, preferably at least 15 to 30, 15 to 45, 30 to 45, 36 to 45, 45 to 51, 51 to 57 , or from 51 to 66 nucleotides, or at least 100 nucleotides, or at least 1000 nucleotides. It will be understood that each reference to a “nucleic acid sequence” or “nucleotide sequence” in the present invention will include a native full-length sequence (for example, SEQ ID NO: 173-341 or 342-533), as well as any of its complementary sequences, fragments, changes, derivatives or variations.

Термин «олигонуклеотид» относится к последовательности нуклеиновой кислоты, содержащей по меньшей мере 6, 8, 10, 12, 15, 18, 21, 25, 27, 30 или 36 нуклеотидов, или по меньшей мере от 12 до 36 нуклеотидов, или по меньшей мере от 15 до 30 нуклеотидов (например, по меньшей мере фрагмент последовательностей SEQ ID NO:173-341 или 342-533, или их комплементарная последовательность), которая может быть использована в ПЦР амплификации, секвенировании или гибридизационных анализах. В контексте настоящего изобретения олигонуклеотид по существу является эквивалентным терминам «амплимеры», «праймеры», «олигомеры», «олиги» и «зонды», как обычно определено в данной области.The term "oligonucleotide" refers to a nucleic acid sequence containing at least 6, 8, 10, 12, 15, 18, 21, 25, 27, 30 or 36 nucleotides, or at least 12 to 36 nucleotides, or at least at least 15 to 30 nucleotides (for example, at least a fragment of the sequences of SEQ ID NO: 173-341 or 342-533, or a complementary sequence thereof) that can be used in PCR amplification, sequencing or hybridization assays. In the context of the present invention, the oligonucleotide is essentially equivalent to the terms “amplifiers”, “primers”, “oligomers”, “oligomers” and “probes”, as commonly defined in this field.

Термин «полинуклеотид», используемый в единственном или множественном числе, в основном относится к любой последовательности нуклеиновой кислоты, например, любому полирибонуклеотиду или полидезоксирибонуклеотиду, которые могут представлять собой немодифицированную РНК или ДНК, или модифицированную РНК или ДНК. Этот термин включает, без ограничения, одноцепочечную и двухцепочечную ДНК, ДНК, содержащую односпиральные и двухспиральные области, односпиральную и двухспиральную РНК и РНК, содержащую односпиральные и двухспиральные области, гибридные молекулы, содержащие ДНК и РНК, которые могут быть односпиральными или, чаще, двухспиральными, или содержат односпиральные и двухспиральные области. Также включены РНК или ДНК, содержащие трехспиральные области, или как РНК, так и ДНК. В особенности, включены мРНК, кДНК и геномные ДНК, и любые их фрагменты. Этот термин включает ДНК и РНК, которые содержат одно или несколько модифицированных оснований, таких как оснований, меченых тритием, или необычных оснований, таких как инозин. Полинуклеотиды по настоящему изобретению могут охватывать кодирующие или некодирующие последовательности, или смысловые или антисмысловые последовательности, или iРНК, такие как siРНК. Будет понятно, что каждая ссылка на «полинуклеотид» или подобный термин в контексте настоящего изобретения, будет включать полноразмерные последовательности, а также любые их комплементарные последовательности, фрагменты, измерения, производные или варианты.The term "polynucleotide", used in the singular or plural, generally refers to any nucleic acid sequence, for example, any polyribonucleotide or polydeoxyribonucleotide, which may be unmodified RNA or DNA, or a modified RNA or DNA. This term includes, without limitation, single-stranded and double-stranded DNA, DNA containing single-stranded and double-stranded regions, single-stranded and double-stranded RNA and RNA, containing single-stranded and double-stranded regions, hybrid molecules containing DNA and RNA, which can be single-stranded or, more often, double-stranded , or contain single and double helical regions. Also included are RNA or DNA containing three-helix regions, or both RNA and DNA. In particular, mRNA, cDNA and genomic DNA, and any fragments thereof are included. This term includes DNA and RNA that contain one or more modified bases, such as tritium labeled bases, or unusual bases, such as inosine. Polynucleotides of the present invention can encompass coding or non-coding sequences, or sense or antisense sequences, or iRNAs, such as siRNAs. It will be understood that each reference to a “polynucleotide” or similar term in the context of the present invention will include full-length sequences, as well as any complementary sequences, fragments, measurements, derivatives or variants thereof.

«Пептид-нуклеиновая кислота» или «ПНК» в контексте настоящего изобретения относится к антисмысловой молекуле, или противогенному средству, которая содержит основания, связанные посредством пептидного скелета."Peptide-nucleic acid" or "PNA" in the context of the present invention refers to an antisense molecule, or an antigenic agent that contains bases linked by a peptide skeleton.

Термин «жвачное животное» в контексте настоящего изобретения относится к животным, у которых имеется рубец как особый тип пищеварительного органа. Жвачные животные включают, но не только, крупный рогатый скот, овец, коз, быков, лосей, карибу и оленей.The term "ruminant" in the context of the present invention refers to animals that have a scar as a special type of digestive organ. Ruminants include, but are not limited to, cattle, sheep, goats, bulls, moose, caribou, and deer.

«Сигнальные пептиды» в контексте настоящего изобретения относятся к выделенным пептидам по изобретению, полученным из любых видов, предпочтительно микроорганизмов, из любого источника, природного ли, синтетического, полусинтетического или рекомбинантного. В особенности, сигнальный пептид может быть получен из клеток метанопродуцентов, таких как клетки Methanobrevibacter, в частности, клеток M. ruminantium, или M. smithii. Для рекомбинатного получения сигнальный пептид по изобретению может быть получен из микробных или эукариотических клеток, например, Escherichia, Streptomyces, Bacillus, Salmonella, дрожжей, клеток насекомых, таких как Drosophila, клеток животных, таких как клетки COS и CHO, или клеток растений. Будет понятно, что каждая ссылка на «пептид» в контексте настоящего изобретения будет включать полноразмерную последовательность (например, SEQ ID NO:1-172), а также ее любые изменения, фрагменты, производные или варианты.“Signal peptides” in the context of the present invention refers to the isolated peptides of the invention obtained from any species, preferably microorganisms, from any source, whether natural, synthetic, semisynthetic or recombinant. In particular, the signal peptide can be obtained from methanogen producing cells, such as Methanobrevibacter cells, in particular M. ruminantium , or M. smithii cells. For recombinant production, the signal peptide of the invention can be obtained from microbial or eukaryotic cells, for example, Escherichia , Streptomyces , Bacillus , Salmonella , yeast, insect cells such as Drosophila , animal cells such as COS and CHO cells, or plant cells. It will be understood that each reference to a “peptide” in the context of the present invention will include a full-length sequence (for example, SEQ ID NO: 1-172), as well as any changes, fragments, derivatives or variants thereof.

Термины «условия жесткости» или «жесткость» в контексте настоящего изобретения относятся к условиям гибридизации, определяемым нуклеиновой кислотой, солью и температурой. Эти условия хорошо известны из уровня техники и могут быть изменены в порядке для идентификации или выявления идентичных или родственных полинуклеотидных последовательностей. Смотри, например, Sambrook, J. et al. (1989) Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Plainview, NY, and Ausubel, F. M. et al. (1989) Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York, NY. Многочисленные эквивалентные условия, предусматривающие либо низкую, либо высокую жесткость, зависят от таких факторов, как длина и природа последовательности (ДНК, РНК, нуклеотидный состав), природы мишени (ДНК, РНК, нуклеотидный состав), окружающих условий (в растворе или иммобилизованы на твердом субстрате), концентрации солей или других компонентов (например, формамида, декстран сульфата и/или полиэтиленгликоля), и температуры реакций (в пределах интервала примерно от 5°C ниже температуры плавления зонда примерно до 20°C-25°C ниже температуры плавления). Один или несколько факторов могут быть изменены для создания условий либо низкой, либо высокой жесткости, отличных от перечисленных выше условий, но эквивалентных им.The terms “stringency conditions” or “stringency” in the context of the present invention refer to hybridization conditions defined by nucleic acid, salt and temperature. These conditions are well known in the art and can be modified in order to identify or identify identical or related polynucleotide sequences. See, for example, Sambrook, J. et al. (1989) Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Plainview, NY, and Ausubel, F. M. et al. (1989) Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York, NY. Numerous equivalent conditions involving either low or high stringency depend on factors such as length and nature of the sequence (DNA, RNA, nucleotide composition), nature of the target (DNA, RNA, nucleotide composition), environmental conditions (in solution or immobilized on solid substrate), the concentration of salts or other components (e.g. formamide, dextran sulfate and / or polyethylene glycol), and the reaction temperature (within a range of about 5 ° C below the melting point of the probe to about 20 ° C-25 ° C below temperature ur melting). One or more factors can be modified to create conditions of either low or high rigidity, different from the conditions listed above, but equivalent to them.

Термин «индивид» включает людей и животных, не относящихся к людям. Животные, не относящиеся к людям, включают, но не только, птиц и млекопитающих, таких как жвачные животные, и, в частности, мышей, кроликов, кошек, собак, свиней, овец, коз, коров и лошадей.The term "individual" includes humans and animals that are not related to humans. Non-human animals include, but are not limited to, birds and mammals such as ruminants, and in particular mice, rabbits, cats, dogs, pigs, sheep, goats, cows and horses.

Термины «по существу очищенный» или «выделенный» в контексте настоящего изобретения относится к последовательностям нуклеиновых или аминокислот, которые выделены из их клеточной, рекомбинантной или синтетической среды, и по меньшей мере на 60% свободны, предпочтительно на 75% свободны, и наиболее предпочтительно по меньшей мере на 90% свободны или по меньшей мере на 99% свободны от других компонентов, с которыми они связаны в клеточной, рекомбинантной или синтетической среде.The terms "substantially purified" or "isolated" in the context of the present invention refers to nucleic or amino acid sequences that are isolated from their cellular, recombinant or synthetic medium, and are at least 60% free, preferably 75% free, and most preferably at least 90% free or at least 99% free of other components with which they are associated in a cellular, recombinant or synthetic medium.

«Трансформация» в контексте настоящего изобретения описывает процесс, посредством которого экзогенная ДНК входит и изменяет клетку-реципиент. Это может происходить в природных или искусственных условиях с использованием различных способов, хорошо известных в данной области. Трансформация может основываться на любом известном способе вставки последовательностей чужеродных нуклеиновых кислот в прокариотическую или эукариотическую клетку-хозяин. Способ выбирают, исходя из типа трансформируемой клетки-хозяина, и он может включать, но не только, вирусное инфицирование, электропорацию, тепловой шок, липофекцию и бомбардировку частицами. Такие «трансформированные» клетки включают стабильно трансформированные клетки, в которых вставленная ДНК способна к репликации либо в виде автономно реплицирующейся плазмиды, либо как часть хромосомы хозяина. Они также включают клетки, которые транзиторно экспрессируют вставленную ДНК или РНК в течение ограниченных периодов времени."Transformation" in the context of the present invention describes a process by which exogenous DNA enters and modifies a recipient cell. This can occur under natural or artificial conditions using various methods well known in the art. The transformation may be based on any known method of inserting sequences of foreign nucleic acids into a prokaryotic or eukaryotic host cell. The method is selected based on the type of transformable host cell, and it may include, but not limited to, viral infection, electroporation, heat shock, lipofection, and particle bombardment. Such "transformed" cells include stably transformed cells in which the inserted DNA is capable of replication either as an autonomously replicating plasmid or as part of a host chromosome. They also include cells that transiently express inserted DNA or RNA for limited periods of time.

«Вариант» пептида или полипептида в контексте настоящего изобретения относится к аминокислотной последовательности, которая изменена одной или несколькими аминокислотами. Вариант полинуклеотида изменен одним или несколькими нуклеотидами. Вариант может приводить к получению «консервативных» изменений, при которых замещенная аминокислота обладает аналогичными структурными или химическими свойствами, например, замена лейцина изолейцином. Реже, вариант может приводить к получению «неконсервативных» изменений, например, замена глицина триптофаном. Аналогичные незначительные изменения также могут включать аминокислотные делеции или вставки, или и то, и другое. Руководство по определению, какие аминокислотные остатки могут быть заменены, вставлены или удалены без потери биологической или иммуногенной активности, можно найти, используя компьютерные программы, хорошо известные в данной области, например, программное обеспечение LASERGENE (DNASTAR).A “variant” of a peptide or polypeptide in the context of the present invention refers to an amino acid sequence that is altered by one or more amino acids. A polynucleotide variant is altered by one or more nucleotides. A variant may result in “conservative” changes in which the substituted amino acid has similar structural or chemical properties, for example, replacing leucine with isoleucine. Less commonly, an option may result in “non-conservative” changes, such as replacing glycine with tryptophan. Similar minor changes may also include amino acid deletions or insertions, or both. Guidance on determining which amino acid residues can be replaced, inserted or removed without loss of biological or immunogenic activity can be found using computer programs well known in the art, for example, LASERGENE (DNASTAR) software.

Настоящее изобретение также охватывает варианты, которые по меньшей мере сохраняют одну биологическую активность (например, ассоциацию с клеткой или проникновение в клетку) или функциональную активность пептида или полипептида. Предпочтительным вариантом является вариант, последовательность которого по меньшей мере на 80%, и более предпочтительно, по меньшей мере на 90%, идентична описанной последовательности. Наиболее предпочтительным вариантом является вариант, последовательность которого по меньшей мере на 95%, по меньшей мере на 97%, по меньшей мере на 98%, по меньшей мере на 99%, по меньшей мере на 99,5%, по меньшей мере на 99,8%, или по меньшей мере на 99,9% идентична последовательности, описанной в настоящем изобретении. Процент идентичности определяется путем выравнивания двух сравниваемых последовательностей, как описано ниже, определения числа идентичных остатков в выравненной части, деления этого числа на общее число остатков в последовательности по изобретению (искомой), и умножения этого результата на 100. Подходящей программой выравнивания является AlignX (Vector NTI).The present invention also encompasses variants that retain at least one biological activity (eg, association with a cell or penetration into a cell) or functional activity of a peptide or polypeptide. A preferred embodiment is one whose sequence is at least 80%, and more preferably at least 90%, identical to the described sequence. The most preferred option is one whose sequence is at least 95%, at least 97%, at least 98%, at least 99%, at least 99.5%, at least 99 , 8%, or at least 99.9% identical to the sequence described in the present invention. The percentage of identity is determined by aligning the two compared sequences, as described below, determining the number of identical residues in the aligned part, dividing this number by the total number of residues in the sequence of the invention (desired), and multiplying this result by 100. A suitable alignment program is AlignX (Vector NTI).

Описание изобретенияDescription of the invention

Метан образуется в передней части пищеварительного тракта жвачных животных метанопродуцентами, которые действуют как конечные восстановители углерода в системе рубца. Многостадийный путь образования метана хорошо освещен, главным образом из изучения метанопродуцентов не жвачных животных, но адаптации, которые позволяют метанопродуцентам расти и персистировать в рубце, не совсем понятны. Methanobrevibacter ruminantium является известным метанопродуцентом у новозеландских жвачных животных. Как описано в настоящей заявке, размер предварительной геномной последовательности M. ruminantium составляет приблизительно 3,0 Mb, и содержание GC составляет 33,68%. В качестве важного сведения, было обнаружено, что геном M. ruminantium содержит последовательности сигнальных пептидов для использования в направленной доставке и проникновения в клетки. Настоящее изобретение, следовательно, относится к сигнальным пептидам, в том числе тем, которые содержат SEQ ID NO:1-172, а также полипептидам, содержащим эти пептиды, и их изменениям, фрагментам, вариантам и производным.Methane is formed in the front of the digestive tract of ruminants by methane producers, which act as the final carbon reducers in the rumen system. The multi-stage pathway for methane production is well illuminated, mainly from the study of methane producers of non-ruminant animals, but the adaptations that allow methane producers to grow and persist in the rumen are not entirely understood. Methanobrevibacter ruminantium is a well-known methanogen producer in New Zealand ruminants. As described in this application, the size of the preliminary genomic sequence of M. ruminantium is approximately 3.0 Mb, and the content of GC is 33.68%. As important information, it was found that the M. ruminantium genome contains signal peptide sequences for use in targeted delivery and penetration into cells. The present invention therefore relates to signal peptides, including those that contain SEQ ID NO: 1-172, as well as polypeptides containing these peptides, and their changes, fragments, variants and derivatives.

Настоящее изобретение относится к применению этих пептидов или полипептидов для направленной доставки и проникновения в микробные клетки, в особенности, клетки метанопродуцентов. Настоящее изобретение дополнительно относится к применению пептидов или полипептидов для ингибирования роста или репликации таких клеток. Пептиды и полипептиды по настоящему изобретению могут быть экспрессированы и использованы в различных анализах для определения их биологической активности. Эти пептиды и полипептиды могут быть использованы для крупномасштабного синтеза и протоколов выделения, например, для коммерческого получения. Такие пептиды и полипептиды могут быть использованы для индукции антител, для выделения соответствующих последовательностей антител, и для количественного определения уровней аминокислотных последовательностей.The present invention relates to the use of these peptides or polypeptides for targeted delivery and penetration into microbial cells, in particular methane producer cells. The present invention further relates to the use of peptides or polypeptides for inhibiting the growth or replication of such cells. The peptides and polypeptides of the present invention can be expressed and used in various assays to determine their biological activity. These peptides and polypeptides can be used for large-scale synthesis and isolation protocols, for example, for commercial production. Such peptides and polypeptides can be used to induce antibodies, to isolate appropriate antibody sequences, and to quantify levels of amino acid sequences.

Полипептиды по настоящему изобретению также могут быть использованы в качестве композиций, например, фармацевтических композиций, и в качестве добавок к корму, например, компонентов корма для жвачных животных. Пептиды и полипептиды по настоящему изобретению также приносят пользу здоровью. Например, в аспектах, связанных со здоровьем, ингибиторы метанопродуцентов могут быть использованы для возвращения энергии индивиду, которая обычно теряется в виде метана. В конкретных аспектах, устройства медленного высвобождения в рубце могут быть использованы совместно с пептидами, полипептидами и композициями (например, фармацевтическими композициями и добавкам к кормам) по настоящему изобретению.The polypeptides of the present invention can also be used as compositions, for example, pharmaceutical compositions, and as feed additives, for example, feed components for ruminants. The peptides and polypeptides of the present invention also benefit health. For example, in health-related aspects, methane-producing inhibitors can be used to restore energy to an individual, which is usually lost as methane. In specific aspects, rumen slow-release devices can be used in conjunction with the peptides, polypeptides and compositions (e.g., pharmaceutical compositions and feed additives) of the present invention.

Пептиды и полипептиды по настоящему изобретению содержат по меньшей мере одну последовательность, выбранную из группы, состоящей из: (a) пептидов или полипептидов, содержащих по меньшей мере одну аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172, или ее изменений, фрагментов, вариантов или производных; (b) пептидов или полипептидов, содержащих функциональный домен (например, консервативную коровую область, описанную в настоящей заявке) по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172, или ее изменений, фрагментов, вариантов или производных; и (c) пептидов или полипептидов, содержащих по меньшей мере конкретно указанное количество смежных остатков по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172, или ее изменений, фрагментов, вариантов или производных. Все эти последовательности вместе в настоящем описании называются пептидами и полипептидами по настоящему изобретению. В одном варианте осуществления, изобретение относится к выделенному пептиду или полипептиду, содержащему аминокислотную последовательность по меньшей мере одну из SEQ ID NO:1-172.The peptides and polypeptides of the present invention contain at least one sequence selected from the group consisting of: (a) peptides or polypeptides containing at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172, or its changes, fragments, variants or derivatives; (b) peptides or polypeptides containing a functional domain (for example, a conservative core region described herein) of at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172, or changes, fragments, variants thereof or derivatives; and (c) peptides or polypeptides containing at least a specific amount of contiguous residues of at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOS: 1-172, or changes, fragments, variants or derivatives thereof. All of these sequences together in the present description are called peptides and polypeptides of the present invention. In one embodiment, the invention relates to an isolated peptide or polypeptide containing the amino acid sequence of at least one of SEQ ID NO: 1-172.

Настоящее изобретение также относится к полинуклеотидам, которые кодируют по меньшей мере один сигнальный пептид, в том числе SEQ ID NO:1-172, а также полипептидам, содержащим такие пептиды, и их изменениям, фрагментам, вариантам или производным.The present invention also relates to polynucleotides that encode at least one signal peptide, including SEQ ID NO: 1-172, as well as to polypeptides containing such peptides, and their changes, fragments, variants or derivatives.

Настоящее изобретение охватывает применение этих полинуклеотидов для получения векторов экспрессии и клеток-хозяев для направленной доставки и проникновения в микробные клетки, в особенности клетки метанопродуцентов. Настоящее изобретение дополнительно охватывает применение этих полинуклеотидов для ингибирования роста или репликации таких клеток. Выделенные полинуклеотиды по настоящему изобретению также применимы в картировании генома, в физическом картировании и в клонировании генов более или менее родственных бактерий. Зонды, полученные с использованием полинуклеотидов по настоящему изобретению, могут быть использованы для выявления наличия и изучения профилей экспрессии генов в любом организме, имеющем достаточно гомологичные ДНК и РНК последовательности в их клетках, используя методики, которые хорошо известны в данной области, такие как слот-блоттинг или анализы на микрочипах. Праймеры, полученные с использованием полинуклеотидов по настоящему изобретению, могут быть использованы для секвенирования и ПЦР амплификаций.The present invention encompasses the use of these polynucleotides for the production of expression vectors and host cells for targeted delivery and penetration into microbial cells, especially methane producing cells. The present invention further encompasses the use of these polynucleotides to inhibit the growth or replication of such cells. The isolated polynucleotides of the present invention are also useful in genome mapping, physical mapping, and in cloning genes of more or less related bacteria. The probes obtained using the polynucleotides of the present invention can be used to detect the presence and study of gene expression profiles in any organism that has sufficiently homologous DNA and RNA sequences in their cells using techniques that are well known in the art, such as slot microchip blotting or analysis. Primers prepared using the polynucleotides of the present invention can be used for sequencing and PCR amplifications.

Полинуклеотиды по настоящему изобретению также могут быть использованы в качестве композиций, например, фармацевтических композиций, и в качестве кормовых добавок, например, компонентов корма для жвачных животных. Полинуклеотиды по настоящему изобретению также приносят пользу здоровью. Для такого применения полинуклеотиды могут быть представлены в виде векторов экспрессии или клеток-хозяев, содержащих векторы экспрессии. В конкретных аспектах, могут быть использованы устройства медленного высвобождения в рубце совместно с полинуклеотидами, векторами, клетками-хозяевами и композициями (например, фармацевтическими композициями и кормовыми добавками) по настоящему изобретению.The polynucleotides of the present invention can also be used as compositions, for example, pharmaceutical compositions, and as feed additives, for example, feed components for ruminants. Polynucleotides of the present invention also benefit health. For such use, polynucleotides can be presented as expression vectors or host cells containing expression vectors. In specific aspects, rumen slow release devices may be used in conjunction with polynucleotides, vectors, host cells, and compositions (e.g., pharmaceutical compositions and feed additives) of the present invention.

Полинуклеотиды по настоящему изобретению содержат по меньшей мере одну последовательность, выбранную из группы, состоящей из: (a) последовательностей, содержащих кодирующую последовательность по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172, или ее изменений, фрагментов, вариантов или производных; (b) комплементарных последовательностей, обратных последовательностей и обратно комплементарных кодирующим последовательностям по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172, или ее изменений, фрагментов, вариантов или производных; (c) открытых рамок считывания, содержащихся в кодирующей последовательности по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172, или их изменений, фрагментов, вариантов или производных; (d) функциональных доменов (например, коровых консервативных областей, описанных в настоящей заявке) кодирующей последовательности по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172, или ее изменений, фрагментов, вариантов или производных; и (e) последовательностей, содержащих по меньшей мере конкретно указанное количество смежных остатков кодирующей последовательности по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172, или ее изменений, фрагментов, вариантов или производных. Также представлены олигонуклеотидные зонды и праймеры. Все эти полинуклеотидные и олигонуклеотидные зонды и праймеры вместе в настоящем описании называются полинуклеотидами по настоящему изобретению. В одном варианте осуществления, настоящее изобретение охватывает выделенный полинуклеотид, содержащий кодирующую последовательность по меньшей мере одной аминокислотной последовательности, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO:1-172.The polynucleotides of the present invention contain at least one sequence selected from the group consisting of: (a) sequences containing the coding sequence of at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172, or changes thereof , fragments, variants or derivatives; (b) complementary sequences, reverse sequences, and backward complementary to coding sequences of at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172, or changes, fragments, variants or derivatives thereof; (c) open reading frames contained in the coding sequence of at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172, or changes, fragments, variants or derivatives thereof; (d) functional domains (e.g., conserved conserved regions described herein) of a coding sequence of at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOS: 1-172, or changes, fragments, variants or derivatives thereof; and (e) sequences containing at least a specific amount of contiguous residues of a coding sequence of at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOS: 1-172, or changes, fragments, variants or derivatives thereof. Oligonucleotide probes and primers are also provided. All of these polynucleotide and oligonucleotide probes and primers together in the present description are called polynucleotides of the present invention. In one embodiment, the present invention encompasses an isolated polynucleotide comprising a coding sequence of at least one amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-172.

Специалистам в данной области будет понятно, что как результат вырожденности генетического кода, может быть получено множество нуклеотидных последовательностей, кодирующих пептиды по настоящему изобретению, до некоторой степени несущие минимальную гомологию в отношении нуклеотидных последовательностей любого известного и природного гена. Следовательно, в настоящем изобретении рассматриваются все без исключения возможные варианты нуклеотидной последовательности, которая могла быть получена путем выбора сочетаний, исходя из возможных выборов кодонов. Эти сочетания получают в соответствии со стандартным триплетным генетическим кодом, применительно к природным аминокислотным последовательностям, и все такие варианты считаются описанными особо.It will be understood by those skilled in the art that as a result of the degeneracy of the genetic code, a plurality of nucleotide sequences encoding the peptides of the present invention can be obtained, to some extent carrying minimal homology to the nucleotide sequences of any known and natural gene. Therefore, the present invention considers all, without exception, possible variants of the nucleotide sequence that could be obtained by selecting combinations based on possible choices of codons. These combinations are obtained in accordance with the standard triplet genetic code, in relation to natural amino acid sequences, and all such variants are considered specifically described.

Нуклеотидные последовательности, которые кодируют сигнальные пептиды или полипептиды, или их модифицированные последовательности, предпочтительно способны гибридизироваться с нуклеотидной последовательностью природной последовательности в соответственно выбранных условиях жесткости. Однако, может быть предпочтительным получить нуклеотидные последовательности, кодирующие пептид или его производные, обладающие по существу иной частотой использования кодона. Кодоны могут быть выбраны для повышения скорости, при которой экспрессия этого пептида происходит в конкретном прокариотическом или эукариотическом хозяине в соответствии с частотой, с которой конкретные кодоны используются этим хозяином. Например, кодоны могут быть оптимизированы для экспрессии в E. coli, например, в соответствии с SEQ ID NO:342-533. Другие причины для изменения в значительной степени нуклеотидной последовательности, кодирующей пептиды и ее производные без изменения кодируемых аминокислотных последовательностей, включают получение РНК транскриптов, обладающих более желаемыми свойствами, такими как более длительный период полужизни, чем у транскриптов, полученных из природной последовательности.The nucleotide sequences that encode signal peptides or polypeptides, or their modified sequences, are preferably able to hybridize to the nucleotide sequence of a natural sequence under suitably selected stringency conditions. However, it may be preferable to obtain nucleotide sequences encoding a peptide or its derivatives having a substantially different codon usage frequency. Codons can be selected to increase the rate at which expression of this peptide occurs in a particular prokaryotic or eukaryotic host in accordance with the frequency with which specific codons are used by that host. For example, codons can be optimized for expression in E. coli , for example, in accordance with SEQ ID NO: 342-533. Other reasons for substantially altering the nucleotide sequence encoding the peptides and its derivatives without altering the encoded amino acid sequences include obtaining RNA transcripts having more desirable properties, such as a longer half-life, than transcripts derived from a natural sequence.

Настоящее изобретение также охватывает получение последовательностей ДНК, или их фрагментов, которые кодируют пептиды или полипептиды, или их модифицированные последовательности, исключительно путем синтетической химии. После получения синтетическая последовательность может быть встроена в любой из многих доступных векторов экспрессии и клеточные системы, с использованием реактивов, которые хорошо известны в данной области. Более того, синтетическая химия может быть использована для введения мутаций в последовательность, кодирующую пептид или полипептид, или любые их изменения, варианты, производные или фрагменты. Изобретение также охватывает полинуклеотидные последовательности, которые способны гибридизироваться с заявленными нуклеотидными последовательностями, и, в частности, показанными в SEQ ID NO:173-341 или 342-533, или их комплементами, в различных условиях жесткости, как описано у Wahl, G. M. и S. L. Berger (1987; Methods Enzymol. 152:399-407) и Kimmel, A. R. (1987; Methods Enzymol. 152:507-511).The present invention also encompasses the production of DNA sequences, or fragments thereof, that encode peptides or polypeptides, or their modified sequences, exclusively by synthetic chemistry. Once obtained, the synthetic sequence can be integrated into any of the many available expression vectors and cell systems using reagents that are well known in the art. Moreover, synthetic chemistry can be used to introduce mutations into a sequence encoding a peptide or polypeptide, or any changes, variants, derivatives or fragments thereof. The invention also encompasses polynucleotide sequences that are capable of hybridizing with the claimed nucleotide sequences, and, in particular, shown in SEQ ID NO: 173-341 or 342-533, or their complements, under different stringency conditions, as described by Wahl, GM and SL Berger (1987; Methods Enzymol. 152: 399-407) and Kimmel, AR (1987; Methods Enzymol. 152: 507-511).

Способы секвенирования ДНК, которые хорошо известны и в основном доступны в данной области, и могут быть использованы для практического осуществления любого из вариантов осуществления настоящего изобретения. В способах могут использоваться такие ферменты, как Klenow фрагмент ДНК полимеразы I, SEQUENASE (U.S. Biochemical Corp, Cleveland, OH), Taq полимераза (Perkin Elmer), термостабильная T7 полимераза Amersham Pharmacia Biotech (Piscataway, NJ), или сочетания полимераз и корректирующих экзонуклеаз, таких как находящиеся в системе ELONGASE Amplification System, продаваемой Life Technologies (Gaithersburg, MD). Предпочтительно, этот процесс автоматизирован, такими устройствами, как Hamilton Micro Lab 2200 (Hamilton, Reno, NV), Peltier Thermal Cycler (PTC200; MJ Research, Watertown, MA) ABI Catalyst и 373 и 377 DNA Sequencers (Perkin Elmer), или Genome Sequencer 20TM (Roche Diagnostics).DNA sequencing methods that are well known and generally available in the art, and can be used to practice any of the embodiments of the present invention. Enzymes such as Klenow DNA polymerase I fragment, SEQUENASE (US Biochemical Corp, Cleveland, OH), Taq polymerase (Perkin Elmer), thermostable T7 polymerase Amersham Pharmacia Biotech (Piscataway, NJ), or a combination of polymerases and correcting exonucleases can be used in the methods. such as those on the ELONGASE Amplification System sold by Life Technologies (Gaithersburg, MD). Preferably, this process is automated by devices such as Hamilton Micro Lab 2200 (Hamilton, Reno, NV), Peltier Thermal Cycler (PTC200; MJ Research, Watertown, MA) ABI Catalyst and 373 and 377 DNA Sequencers (Perkin Elmer), or Genome Sequencer 20 TM (Roche Diagnostics).

Последовательности нуклеиновой кислоты, кодирующие эти пептиды, могут быть удлинены с использованием неполной нуклеотидной последовательности и с применением различных способов, известных в данной области для выявления вышележащих последовательностей, таких как промоторы и регуляторные элементы. Например, в одном способе, который может быть применен, ПЦР «сайт-рестрикции», используются универсальные праймеры для поиска неизвестной последовательности, смежной с известным локусом (Sarkar, G. (1993) PCR Methods Applic. 2:318-322). В частности, геномную ДНК сначала амплифицировали в присутствии праймера к линкерной последовательности и праймера, специфичного для известного участка. Амплифицированные последовательности затем подвергали второму раунду ПЦР с тем же линкерным праймером и другим специфичным праймером, находящимся внутри первого. Продукты каждого раунда ПЦР транскрибированы с подходящей РНК-полимеразой с последующим использованием обратной транскриптазы.Nucleic acid sequences encoding these peptides can be extended using an incomplete nucleotide sequence and using various methods known in the art to identify upstream sequences, such as promoters and regulatory elements. For example, in one method that can be used, restriction site PCR, universal primers are used to search for an unknown sequence adjacent to a known locus (Sarkar, G. (1993) PCR Methods Applic. 2: 318-322). In particular, genomic DNA was first amplified in the presence of a primer to a linker sequence and a primer specific for a known site. The amplified sequences were then subjected to a second round of PCR with the same linker primer and another specific primer located inside the first. The products of each round of PCR are transcribed with a suitable RNA polymerase followed by reverse transcriptase.

Системы капиллярного электрофореза, которые являются коммерчески доступными, могут быть использованы для анализа размера или подтверждения нуклеотидной последовательности секвенирования или продуктов ПЦР. В частности, в капиллярном секвенировании могут использоваться текучие полимеры для электрофоретического разделения, четыре различных флуоресцентных красителя (по одному на каждый нуклеотид), которые активируются лазером, и определение испускаемых длин волн с помощью телекамеры на приборах с зарядовой связью. Выходная/интенсивность светового излучения может быть преобразована в электрический сигнал, с использованием соответствующего программного обеспечения (например, GENOTYPER и Sequence NAVIGATOR, Perkin Elmer) и весь процесс от загрузки образцов до компьютерного анализа и электронного отображения данных может контролироваться компьютером. Капиллярный электрофорез особенно предпочтителен для секвенирования небольших частей ДНК, которые могут находиться в ограниченных количествах в конкретном образце.Capillary electrophoresis systems that are commercially available can be used to analyze the size or confirmation of the nucleotide sequence of sequencing or PCR products. In particular, in capillary sequencing, flowing polymers for electrophoretic separation, four different fluorescent dyes (one for each nucleotide) that are activated by a laser, and the determination of the emitted wavelengths using a charge-coupled camera can be used. The output / light intensity can be converted into an electrical signal using appropriate software (e.g. GENOTYPER and Sequence NAVIGATOR, Perkin Elmer) and the whole process from loading samples to computer analysis and electronic data display can be controlled by a computer. Capillary electrophoresis is particularly preferred for sequencing small parts of DNA, which may be in limited quantities in a particular sample.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения, полинуклеотиды или их фрагменты, которые кодируют пептиды или полипептиды, могут быть использованы в рекомбинантных молекулах ДНК для направления экспрессии пептидов, полипептидов или их модифицированных последовательностей, в соответствующих клетках-хозяевах. Вследствие присущей генетическому коду вырожденности, могут быть получены другие последовательности ДНК, которые кодируют по существу такую же или функционально эквивалентную аминокислотную последовательность, и эти последовательности могут быть использованы для клонирования и экспрессии сигнальных пептидов или полипептидов. Нуклеотидные последовательности по настоящему изобретению могут быть сконструированы с использованием способов, в основном известных в данной области для изменения последовательностей, кодирующих аминокислоты, по целому ряду причин, в том числе, но не только, изменения, которые модифицируют клонирование, процессинг и/или экспрессию генного продукта. ДНК шаффлинг путем случайной фрагментации и ПЦР пересборки фрагментов гена и синтетических олигонуклеотидов, могут быть использованы для конструирования нуклеотидных последовательностей. Например, сайт-направленный мутагенез может быть использован для вставки новых сайтов рестрикции, изменения профилей гликозилирования, изменения предпочтения кодонов, введения мутаций, и так далее.In another embodiment of the present invention, polynucleotides or fragments thereof that encode peptides or polypeptides can be used in recombinant DNA molecules to direct the expression of peptides, polypeptides or their modified sequences in appropriate host cells. Due to the inherent degeneracy of the genetic code, other DNA sequences can be obtained that encode essentially the same or functionally equivalent amino acid sequence, and these sequences can be used for cloning and expression of signal peptides or polypeptides. The nucleotide sequences of the present invention can be constructed using methods generally known in the art for changing amino acid coding sequences for a variety of reasons, including but not limited to modifications that modify the cloning, processing and / or expression of gene product. DNA shuffling by random fragmentation and PCR reassembly of gene fragments and synthetic oligonucleotides can be used to construct nucleotide sequences. For example, site-directed mutagenesis can be used to insert new restriction sites, change glycosylation profiles, change codon preferences, introduce mutations, and so on.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения, природные, модифицированные или рекомбинантные последовательности нуклеиновой кислоты, кодирующие пептиды или полипептиды, могут быть лигированы с гетерологичной последовательностью для кодирования слитого белка. Например, может быть целесообразным кодировать химерную последовательность, которая может распознаваться коммерчески доступным антителом. Слитый белок также может быть сконструирован, таким образом, чтобы содержать сайт расщепления, распложенный между пептидом или полипептидом по изобретению и гетерологичной последовательностью белка, таким образом, чтобы пептид или полипептид можно было отщепить и очистить от гетерологичной части.In another embodiment of the present invention, natural, modified, or recombinant nucleic acid sequences encoding peptides or polypeptides may be ligated to a heterologous sequence to encode a fusion protein. For example, it may be appropriate to encode a chimeric sequence that can be recognized by a commercially available antibody. A fusion protein can also be designed to contain a cleavage site between the peptide or polypeptide of the invention and the heterologous protein sequence, so that the peptide or polypeptide can be cleaved and purified from the heterologous portion.

В другом варианте осуществления, последовательности, кодирующие пептиды или полипептиды, могут быть синтезированы, целиком или частично, с помощью химических способов, хорошо известных в данной области (смотри Caruthers, M. H. et al. (1980) Nucl. Acids Res. Symp. Ser. 215-223, Horn, T. et al. (1980) Nucl. Acids Res. Symp. Ser. 225-232). Альтернативно, сам пептид или полипептид может быть получен с помощью химических способов для синтеза аминокислотной последовательности или ее фрагмента. Например, пептидный синтез можно проводить с использованием различных твердофазных способов (Roberge, J. Y. et al. (1995) Science 269:202-204; Merrifield J. (1963) J. Am. Chem. Soc. 85:2149-2154) и автоматизированный синтез может достигаться, например, с помощью синтезатора пептидов ABI 431A Peptide Synthesizer (Perkin Elmer). Различные фрагменты пептидов или полипептидов могут быть химически синтезированы отдельно и объединены с использованием химических способов для получения полноразмерной молекулы.In another embodiment, the sequences encoding the peptides or polypeptides can be synthesized, in whole or in part, using chemical methods well known in the art (see Caruthers, MH et al. (1980) Nucl. Acids Res. Symp. Ser. 215-223, Horn, T. et al. (1980) Nucl. Acids Res. Symp. Ser. 225-232). Alternatively, the peptide or polypeptide itself can be prepared using chemical methods to synthesize an amino acid sequence or fragment thereof. For example, peptide synthesis can be carried out using various solid phase methods (Roberge, JY et al. (1995) Science 269: 202-204; Merrifield J. (1963) J. Am. Chem. Soc. 85: 2149-2154) and automated synthesis can be achieved, for example, using an ABI 431A Peptide Synthesizer (Perkin Elmer). Various fragments of peptides or polypeptides can be chemically synthesized separately and combined using chemical methods to obtain a full-sized molecule.

Вновь синтезированный пептид или полипептид может быть выделен с помощью препаративной высокоэффективной жидкостной хроматографии (например, Creighton, T. (1983) Proteins Structures and Molecular Principles, WH Freeman and Co., New York, NY). Состав синтетических пептидов или полипептидов может быть подтвержден с помощью аминокислотного анализа или секвенирования (например, с помощью методики расщепления по Эдману; Creighton, supra). Дополнительно, аминокислотная последовательность пептида или полипептида, или любая ее часть, может быть изменена во время прямого синтеза и/или объединена с помощью химических способов с последовательностями из других белков, или любыми их частями, для получения модифицированной молекулы.The newly synthesized peptide or polypeptide can be isolated using preparative high performance liquid chromatography (e.g. Creighton, T. (1983) Proteins Structures and Molecular Principles, WH Freeman and Co., New York, NY). The composition of synthetic peptides or polypeptides can be confirmed by amino acid analysis or sequencing (for example, using the Edman cleavage technique; Creighton, supra). Additionally, the amino acid sequence of the peptide or polypeptide, or any part thereof, can be changed during direct synthesis and / or combined using chemical methods with sequences from other proteins, or any parts thereof, to obtain a modified molecule.

Для экспрессии биологически активных пептидов, нуклеотидные последовательности, кодирующие пептид или функциональные эквиваленты, могут быть встроены в соответствующий вектор экспрессии, т.е. вектор, который содержит необходимые элементы для транскрипции и трансляции встроенной кодирующей последовательности. Способы, которые хорошо известны специалистам в данной области, могут быть использованы для конструирования векторов экспрессии, содержащих последовательности, кодирующие этот пептид и соответствующие транскрипционные и трансляционные контрольные элементы. Эти способы включают in vitro технологии рекомбинантных ДНК, синтетические способы, и генетическую рекомбинацию in vivo. Такие технологии описаны у Sambrook, J. et al. (1989) Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Plainview, NY, и Ausubel, F. M. et al. (1989) Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York, NY.For the expression of biologically active peptides, nucleotide sequences encoding a peptide or functional equivalents can be inserted into the corresponding expression vector, i.e. a vector that contains the necessary elements for transcription and translation of the built-in coding sequence. Methods that are well known to those skilled in the art can be used to construct expression vectors containing sequences encoding this peptide and the corresponding transcriptional and translational control elements. These methods include in vitro recombinant DNA technologies, synthetic methods, and in vivo genetic recombination. Such technologies are described by Sambrook, J. et al. (1989) Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Plainview, NY, and Ausubel, FM et al. (1989) Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York, NY.

Целый ряд векторов экспрессии/систем хозяев может быть использован для содержания и экспрессии последовательностей, кодирующих пептиды по изобретению. Они включают, но не только, микроорганизмы, такие как бактерии, трансформированные рекомбинантным бактериофагом, плазмиду или векторы экспрессии космидной ДНК; дрожжи, трансформированные дрожжевыми векторами экспрессии; клеточные системы насекомых, инфицированных вирусными векторами экспрессии (например, бакуловирусом); системы клеток растений, трансформированных вирусными векторами экспрессии (например, вирусом мозаики цветной капусты, CaMV; вирусом табачной мозаики, TMV) или бактериальными векторами экспрессии (например, Ti или pBR322 плазмидами); или системы клеток животных. Для бактерий, подходящие плазмиды включают pET, pRSET, pTrcHis2, и pBAD плазмиды от Invitrogen, pET и pCDF плазмиды от Novagen, и DirectorTM плазмиды от Sigma-Aldrich. Для метанопродуцентов, подходящие плазмиды включают, но не только, pME2001, pMV15, и pMP1. В частности, Escherichia coli может быть использована с вектором экспрессии pET. Настоящее изобретение не ограничивается использованным вектором экспрессии или клеткой-хозяином.A variety of expression vectors / host systems can be used to contain and express sequences encoding the peptides of the invention. They include, but are not limited to microorganisms, such as bacteria transformed with a recombinant bacteriophage, a plasmid or cosmid DNA expression vectors; yeast transformed with yeast expression vectors; cellular systems of insects infected with viral expression vectors (e.g., baculovirus); plant cell systems transformed with viral expression vectors (e.g., cauliflower mosaic virus, CaMV; tobacco mosaic virus, TMV) or bacterial expression vectors (e.g. Ti or pBR322 plasmids); or animal cell systems. For bacteria, suitable plasmids include pET, pRSET, pTrcHis2, and pBAD plasmids from Invitrogen, pET and pCDF plasmids from Novagen, and Director TM plasmids from Sigma-Aldrich. For methane producers, suitable plasmids include, but are not limited to, pME2001, pMV15, and pMP1. In particular, Escherichia coli can be used with the pET expression vector. The present invention is not limited to the expression vector used or the host cell.

«Контрольные элементы» или «регуляторные последовательности» представляют собой нетранслируемые области векторов-энхансеров, промоторов 5' и 3' нетранслируемых областей, которые взаимодействуют с клеточными белками хозяина для осуществления транскрипции и трансляции. Такие элементы могут варьировать по силе и специфичности. В зависимости от используемой векторной системы и хозяина, может быть использовано любое количество подходящих транскрипционных и трансляционных элементов, в том числе конститутивных и индуцибельных промоторов. Например, при клонировании в бактериальные системы, могут быть использованы индуцибельные промоторы, такие как гибридный lacZ промотор BLUESCRIPT фагемиды (Stratagene, LaJolla, CA) или pSPORT1 плазмиды (Life Technologies) и подобные. Полигедриновый промотор бакуловируса может быть использован в клетках насекомых. Промоторы или энхансеры, полученные из геномов клеток растений (например, теплового шока, RUBISCO, и гены запасных белков) или из вирусов растений (например, вирусные промоторы или лидерные последовательности) могут быть клонированы в этот вектор.“Control elements” or “regulatory sequences” are untranslated regions of enhancer vectors, 5 ′ and 3 ′ promoters of untranslated regions that interact with host cell proteins to transcribe and translate. Such elements may vary in strength and specificity. Depending on the vector system and host used, any number of suitable transcriptional and translational elements, including constitutive and inducible promoters, can be used. For example, when cloning into bacterial systems, inducible promoters, such as the hybrid lacZ promoter BLUESCRIPT phagemids (Stratagene, LaJolla, CA) or pSPORT1 plasmids (Life Technologies) and the like, can be used. The polyhedrin promoter of baculovirus can be used in insect cells. Promoters or enhancers derived from plant cell genomes (e.g., heat shock, RUBISCO, and storage protein genes) or from plant viruses (e.g., viral promoters or leader sequences) can be cloned into this vector.

В бактериальных системах, количество векторов экспрессии может быть выбрано в зависимости от применения этого пептида. Например, в тех случаях, когда необходимы большие количества пептида, могут быть использованы векторы, которые направляют высокий уровень экспрессии слитых белков, которые легко очистить. Такие векторы включают, но не только, многофункциональные E. coli клонирующие и экспрессирующие векторы, такие как BLUESCRIPT (Stratagene), в которых последовательность, кодирующая пептид, может быть лигирована в вектор в рамке с последовательностями для аминоконцевого Met и последующих 7 остатков β-галактозидазы, так, чтобы образовался гибридный белок; pIN векторы (Van Heeke, G. и S. M. Schuster (1989) J. Biol. Chem. 264:5503-5509); и подобные.In bacterial systems, the number of expression vectors can be selected depending on the use of this peptide. For example, in cases where large amounts of peptide are needed, vectors that direct a high level of expression of fusion proteins that are easy to clean can be used. Such vectors include, but are not limited to, multifunctional E. coli cloning and expression vectors, such as BLUESCRIPT (Stratagene), in which the peptide coding sequence can be ligated into a vector in frame with sequences for the amino terminal Met and subsequent 7 β-galactosidase residues so that a fusion protein is formed; pIN vectors (Van Heeke, G. and SM Schuster (1989) J. Biol. Chem. 264: 5503-5509); and the like.

pGEX векторы (Promega, Madison, WI) также могут быть использованы для экспрессии чужеродных пептидов в виде слитых белков с глутатион S-трансферазой (GST). В основном, такие слитые белки являются растворимыми и могут быть легко очищены от лизированных клеток, путем адсорбции на глутатион-агарозные бусы с последующей элюцией в присутствии свободного глутатиона. Белки, полученные в таких системах, могут быть созданы содержащими сайты расщепления гепарин, тромбин или фактор Xa протеазой, так, чтобы клонированный пептид, представляющий интерес, мог быть освобожден от GST части по желанию. В дрожжах, Saccharomyces cerevisiae, может быть использован ряд векторов, содержащих конститутивные или индуцибельные промоторы, такие как альфа фактор, алкогольоксидаза, и PGH. Для обзора, смотри Ausubel et al. (supra) и Grant et al. (1987) Methods Enzymol. 153:516-544.pGEX vectors (Promega, Madison, WI) can also be used to express foreign peptides as fusion proteins with glutathione S-transferase (GST). Basically, such fusion proteins are soluble and can be easily purified from lysed cells by adsorption on glutathione-agarose beads, followed by elution in the presence of free glutathione. Proteins obtained in such systems can be created containing heparin, thrombin, or factor Xa protease cleavage sites so that the cloned peptide of interest can be freed from the GST portion as desired. In yeast, Saccharomyces cerevisiae , a number of vectors containing constitutive or inducible promoters such as alpha factor, alcohol oxidase, and PGH can be used. For a review, see Ausubel et al. (supra) and Grant et al. (1987) Methods Enzymol. 153: 516-544.

Специфические сигналы инициации также могут быть использованы для достижения более эффективной трансляции последовательностей, кодирующих пептиды по изобретению. Такие сигналы включают стартовый кодон ATG и смежные последовательности. В случаях, когда последовательности, кодирующие пептид, их стартовый кодон и вышележащие последовательности встроены в соответствующий вектор экспрессии, дополнительные транскрипционные или трансляционные контрольные сигналы могут не понадобиться. Однако в случаях, когда встроена только кодирующая последовательность, или ее фрагмент, должны быть предоставлены экзогенные трансляционные контрольные сигналы, включая стартовый кодон ATG. Более того, стартовый кодон должен находиться в правильной рамке считывания для обеспечения трансляции всей вставки. Экзогенные трансляционные элементы и стартовые кодоны могут быть различного происхождения, как природного, так и синтетического. Эффективность экспрессии может быть увеличена путем включения энхансеров, которые соответствуют используемой конкретной клеточной системе, такие, которые описаны в литературе (Scharf, D. et al. (1994) Results Probl. Cell Differ. 20:125-162).Specific initiation signals can also be used to achieve more efficient translation of sequences encoding the peptides of the invention. Such signals include the ATG start codon and adjacent sequences. In cases where the sequences encoding the peptide, their start codon and overlying sequences are inserted into the corresponding expression vector, additional transcriptional or translational control signals may not be necessary. However, in cases where only the coding sequence, or a fragment thereof, is inserted, exogenous translational control signals, including the ATG start codon, must be provided. Moreover, the start codon must be in the correct reading frame to ensure translation of the entire insert. Exogenous translation elements and starting codons can be of various origins, both natural and synthetic. Expression efficiency can be increased by including enhancers that are appropriate for the particular cell system used, such as those described in the literature (Scharf, D. et al. (1994) Results Probl. Cell Differ. 20: 125-162).

Кроме того, штамм клетки-хозяина может быть выбран по его способности модулировать экспрессию встроенных последовательностей или процессировать экспрессированный пептид или полипептид желаемым образом. Такие модификации последовательности включают, но не только, ацетилирование, карбоксилирование, гликозилирование, фосфорилирование, липидирование и ацилирование. Пост-трансляционный процессинг, который расщепляет «препро» форму пептида или полипептида, также может быть использован для облегчения правильного встраивания, образования складчатой структуры и/или функции. Различные клетки-хозяева, которые имеют специфический клеточный механизм и характерные механизмы пост-трансляционных активностей, доступны из Американской коллекции типовых культур (ATCC; Bethesda, MD) и могут быть выбраны для обеспечения правильной модификации и процессинга последовательности. Особые клетки-хозяева включают, но не только, клетки метанопродуценты, такие как клетки Methanobrevibacter, в частности, клетки M. ruminantium, или M. smithii. Клетки-хозяева, представляющие интерес, включают, например, Rhodotorula, Aureobasidium, Saccharomyces, Sporobolomyces, Pseudomonas, Erwinia и Flavobacterium; или другие организмы, такие как Escherichia, Lactobacillus, Bacillus, Streptomyces, и подобные. Особые клетки-хозяева включают Escherichia coli, которая особенно подходит для использования в настоящем изобретении, Saccharomyces cerevisiae, Bacillus thuringiensis, Bacillus subtilis, Streptomyces lividans, и подобные.In addition, the strain of the host cell can be selected by its ability to modulate the expression of the inserted sequences or process the expressed peptide or polypeptide in the desired manner. Such sequence modifications include, but are not limited to, acetylation, carboxylation, glycosylation, phosphorylation, lipidation and acylation. Post-translational processing, which cleaves the “prepro” form of the peptide or polypeptide, can also be used to facilitate proper incorporation, formation of a folded structure and / or function. Various host cells that have a specific cellular mechanism and characteristic mechanisms of post-translational activities are available from the American Type Culture Collection (ATCC; Bethesda, MD) and can be selected to ensure the correct modification and processing of the sequence. Specific host cells include, but are not limited to, methanogen producing cells, such as Methanobrevibacter cells, in particular M. ruminantium , or M. smithii cells. Host cells of interest include, for example, Rhodotorula , Aureobasidium , Saccharomyces , Sporobolomyces , Pseudomonas , Erwinia and Flavobacterium ; or other organisms such as Escherichia , Lactobacillus , Bacillus , Streptomyces , and the like. Particular host cells include Escherichia coli , which is particularly suitable for use in the present invention, Saccharomyces cerevisiae , Bacillus thuringiensis , Bacillus subtilis , Streptomyces lividans , and the like.

Существуют некоторые методики введения нуклеиновых кислот в эукариотические клетки, культивированные in vitro. Эти методики включают химические способы (Felgner et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 84:7413 7417 (1987); Bothwell et al., Methods for Cloning and Analysis of Eukaryotic Genes, Eds., Jones and Bartlett Publishers Inc., Boston, Mass. (1990), Ausubel et al., Short Protocols in Molecular Biology, John Wiley and Sons, New York, NY (1992); и Farhood, Annal. NY Acad. Sci., 716:23 34 (1994)), применение протопластов (Bothwell, supra) или электрических импульсов (Vatteroni et al., Mutn. Res., 291:163 169 (1993); Sabelnikov, Prog. Biophys. Mol. Biol., 62: 119 152 (1994); Bothwell et al., supra; и Ausubel et al., supra), применение аттенуированных вирусов (Davis et al., J. Virol. 1996, 70(6), 3781 3787; Brinster et al. J. Gen. Virol. 2002, 83(Pt 2), 369 381; Moss, Dev. Biol. Stan., 82:55 63 (1994); and Bothwell et al., supra), а также физические способы (Fynan et al., supra; Johnston et al., Meth. Cell Biol., 43(Pt A):353 365 (1994); Bothwell et al., supra; and Ausubel et al., supra).There are several techniques for introducing nucleic acids into eukaryotic cells cultured in vitro . These techniques include chemical methods (Felgner et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 84: 7413 7417 (1987); Bothwell et al., Methods for Cloning and Analysis of Eukaryotic Genes, Eds., Jones and Bartlett Publishers Inc., Boston, Mass. (1990), Ausubel et al., Short Protocols in Molecular Biology, John Wiley and Sons, New York, NY (1992); and Farhood, Annal. NY Acad. Sci., 716: 23 34 (1994)), the use of protoplasts (Bothwell, supra) or electrical impulses (Vatteroni et al., Mutn. Res., 291: 163 169 (1993); Sabelnikov, Prog. Biophys. Mol. Biol., 62: 119 152 (1994); Bothwell et al., Supra; and Ausubel et al., Supra), the use of attenuated viruses (Davis et al., J. Virol. 1996, 70 (6), 3781 3787; Brinster et al. J. Gen Virol. 2002, 83 (Pt 2), 369 381; Moss, Dev. Biol. Stan., 82:55 63 (1994); and Bothwell et al., Supra), as well as physical methods (F ynan et al., supra; Johnston et al., Meth. Cell Biol., 43 (Pt A): 353 365 (1994); Bothwell et al., supra; and Ausubel et al., supra).

Успешная доставка нуклеиновых кислот в ткани животных может достигаться с помощью катионных липосом (Watanabe et al., Mol. Reprod. Dev., 38:268 274 (1994)), прямой инъекцией “голой” ДНК или РНК в мышечную ткань животного (Robinson et al., Vacc., 11:957 960 (1993); Hoffman et al., Vacc. 12:1529 1533; (1994); Xiang et al., Virol., 199:132 140 (1994); Webster et al., Vacc., 12:1495 1498 (1994); Davis et al., Vacc., 12:1503 1509 (1994); Davis et al., Hum. Molec. Gen., 2:1847 1851 (1993); Dalemans et al. Ann NY Acad. Sci. 1995, 772, 255 256. Conry, et al. Cancer Res. 1995, 55(7), 1397-1400), и эмбрионы (Naito et al., Mol. Reprod. Dev., 39:153 161 (1994); и Burdon et al., Mol. Reprod. Dev., 33:436 442 (1992)), внутримышечной инъекцией самореплицирующихся РНК вакцин (Davis et al., J Virol 1996, 70(6), 3781 3787; Balasuriya et al. Vaccine 2002, 20(11 12), 1609 1617) или внутрикожной инъекцией ДНК, используя технологию «генной пушки» (Johnston et al., supra).Successful delivery of nucleic acids to animal tissue can be achieved using cationic liposomes (Watanabe et al., Mol. Reprod. Dev., 38: 268 274 (1994)), by direct injection of naked DNA or RNA into the muscle tissue of the animal (Robinson et al., Vacc., 11: 957 960 (1993); Hoffman et al., Vacc. 12: 1529 1533; (1994); Xiang et al., Virol., 199: 132 140 (1994); Webster et al. , Vacc., 12: 1495 1498 (1994); Davis et al., Vacc., 12: 1503 1509 (1994); Davis et al., Hum. Molec. Gen., 2: 1847 1851 (1993); Dalemans et al. Ann NY Acad. Sci. 1995, 772, 255 256. Conry, et al. Cancer Res. 1995, 55 (7), 1397-1400), and embryos (Naito et al., Mol. Reprod. Dev., 39: 153 161 (1994); and Burdon et al., Mol. Reprod. Dev., 33: 436 442 (1992)), by intramuscular injection of self-replicating RNA vaccines (Davis et al., J Virol 199 6, 70 (6), 3781 3787; Balasuriya et al. Vaccine 2002, 20 (11 12), 1609 1617) or by intracutaneous injection of DNA using the gene gun technology (Johnston et al., Supra).

Целый ряд протоколов для определения и измерения экспрессии пептидов или полипептидов по изобретению, с использованием либо поликлональных, либо моноклональных антител, специфичных к этому белку, известен из уровня техники. Примеры включают твердофазный иммуноферментный анализ (ELISA), радиоиммуноанализ (RIA), и активированную флуоресценцией сортировку клеток (FACS). Иммунологический анализ на основе моноклональных антител с двумя сайтами может быть использован с моноклональными антителами, реакционноспособными в отношении двух неинтерферирующих эпитопов пептида или полипептида, но также может быть использован анализ конкурентного связывания. Эти и другие анализы описаны, среди прочего, у Hampton, R. et al. (1990; Serological Methods, a laboratory Manual, APS Press, St Paul, MN) и Maddox, D. E. et al. (1983; J. Exp. Med. 158:1211-1216).A number of protocols for determining and measuring the expression of the peptides or polypeptides of the invention using either polyclonal or monoclonal antibodies specific for this protein are known in the art. Examples include enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), radioimmunoassay (RIA), and fluorescence-activated cell sorting (FACS). A two-site monoclonal antibody immunoassay can be used with monoclonal antibodies reactive with two non-interfering epitopes of a peptide or polypeptide, but a competitive binding assay can also be used. These and other assays are described, inter alia, by Hampton, R. et al. (1990; Serological Methods, a laboratory Manual, APS Press, St Paul, MN) and Maddox, D. E. et al. (1983; J. Exp. Med. 158: 1211-1216).

Целый ряд меток и способов конъюгации известен специалистам в данной области и может быть использован в различных анализах нуклеиновых кислот и аминокислот. Способы получения меченных гибридизационных или ПЦР зондов для выявления последовательностей, связанных с полинуклеотидами, включают олигомечение, ник-трансляцию, концевое мечение или ПЦР амплификацию с использованием меченного нуклеотида. Альтернативно, последовательности, кодирующие этот пептид или любые полипептиды, содержащие этот пептид, или любые их модифицированные последовательности, могут быть клонированы в вектор для получения мРНК зонда. Такие векторы известны в данной области, являются коммерчески доступными и могут быть использованы для синтеза РНК зондов in vitro путем добавления соответствующей РНК полимеразы, такой как T7, T3 или SP6 и меченых нуклеотидов. Эти методики можно проводить, используя целый ряд коммерчески доступных наборов Amersham Pharmacia Biotech, Promega, и US Biochemical. Подходящие репортерные молекулы или метки, которые могут быть использованы для облегчения выявления, включают радионуклиды, ферменты, флуоресцентные, хемилюминесцентные или хромогенные агенты, такие как субстраты, кофакторы, ингибиторы, магнитные частицы и подобные.A number of labels and conjugation methods are known to those skilled in the art and can be used in various nucleic acid and amino acid analyzes. Methods for producing labeled hybridization or PCR probes for detecting sequences associated with polynucleotides include oligolabeling, nick translation, end tagging, or PCR amplification using labeled nucleotide. Alternatively, sequences encoding this peptide or any polypeptides containing this peptide, or any modified sequences thereof, can be cloned into a vector to obtain a probe mRNA. Such vectors are known in the art, are commercially available, and can be used to synthesize RNA probes in vitro by adding the appropriate RNA polymerase, such as T7, T3 or SP6 and labeled nucleotides. These techniques can be carried out using a variety of commercially available kits from Amersham Pharmacia Biotech, Promega, and US Biochemical. Suitable reporter molecules or labels that can be used to facilitate detection include radionuclides, enzymes, fluorescent, chemiluminescent, or chromogenic agents such as substrates, cofactors, inhibitors, magnetic particles, and the like.

Векторы экспрессии или клетки-хозяева, трансформированные векторами экспрессии, могут быть культивированы в условиях, подходящих для экспрессии и извлечения пептида или полипептида из культуры. Эта культура может содержать компоненты для in vitro или in vivo экспрессии. Компоненты in vitro экспрессии включают компоненты для лизатов ретикулоцитов кролика, лизаты E. coli, и экстракты зародышей пшеницы, например, системы Expressway™ или RiPs от Invitrogen, системы GenelatorTM от iNtRON Biotechnology, EcoPro™ или системы STP3™ от Novagen, системы TNT® Quick Coupled от Promega, и системы EasyXpress от QIAGEN. Пептиды или полипептиды, полученные из культуры, могут быть секретированы или содержаться внутриклеточно в зависимости от используемой последовательности и/или вектора. Как будет понятно специалистам в данной области, векторы экспрессии, которые кодируют эти пептиды или полипептиды предпочтительно конструируют так, чтобы они содержали сигнальные последовательности с непосредственной секрецией этого пептида через прокариотическую или эукариотическую клеточную мембрану.Expression vectors or host cells transformed with expression vectors can be cultured under conditions suitable for expression and extraction of the peptide or polypeptide from the culture. This culture may contain components for in vitro or in vivo expression. Components of in vitro expression include components for rabbit reticulocyte lysates, E. coli lysates, and wheat germ extracts, for example, Invitrogen Expressway ™ or RiPs, Genelator iNtRON Biotechnology, EcoPro ™ or Novagen STP3 ™, TNT® Quick Coupled by Promega, and EasyXpress by QIAGEN. Peptides or polypeptides derived from culture can be secreted or contained intracellularly depending on the sequence and / or vector used. As will be appreciated by those skilled in the art, expression vectors that encode these peptides or polypeptides are preferably designed to contain signal sequences that directly secrete this peptide through a prokaryotic or eukaryotic cell membrane.

Другие конструкции могут включать аминокислотный домен, который будет облегчать очистку пептида или полипептида. Такие домены включают, но не только, металл хелатирующие пептиды, такие как модули гистидин-трипрофан (например, 6X-HIS (SEQ ID NO: 514)), которые позволяют проводить очистку на иммобилизованных металлах, домены белка А, которые позволяют проводить очистку на иммобилизованном иммуноглобулине, и домен, используемый в системе удлинения/аффинной очистки FLAG® (Immunex Corp., Seattle, WA). Подходящие эпитопные метки включают 3XFLAG®, HA, VSV-G, V5, HSV, GST, GFP, MBP, GAL4, и β-галактозидазу. Подходящие плазмиды включают плазмиды, содержащие биотиновую метку (например, PinPoint™ плазмиды от Promega), кальмодулин связывающий белок (например, pCAL плазмиды от Stratagene), стрептавидин связывающий белок (например, InterPlay™ плазмиды от Stratagene), метку c-myc или FLAG® (например, плазмиды иммунопреципитации от Sigma-Aldrich), или гистидиновую метку (например, QIAExpress плазмиды от QIAGEN).Other constructs may include an amino acid domain that will facilitate the purification of the peptide or polypeptide. Such domains include, but are not limited to, metal chelating peptides, such as histidine-triprofan modules (e.g. 6X-HIS (SEQ ID NO: 514)), which allow purification on immobilized metals, protein A domains, which allow purification on immobilized immunoglobulin; and the domain used in the FLAG® extension / affinity purification system (Immunex Corp., Seattle, WA). Suitable epitope labels include 3XFLAG®, HA, VSV-G, V5, HSV, GST, GFP, MBP, GAL4, and β-galactosidase. Suitable plasmids include plasmids containing a biotin tag (e.g., PinPoint ™ plasmids from Promega), calmodulin binding protein (e.g. pCAL plasmids from Stratagene), streptavidin binding protein (e.g. InterPlay ™ plasmids from Stratagene), c-myc or FLAG® tag (e.g., Sigma-Aldrich immunoprecipitation plasmids), or a histidine tag (e.g., QIAExpress plasmid from QIAGEN).

Для облегчения очистки может быть использована расщепляемая линкерная последовательность, например, специфичную в отношении фактора Xa или энтерокиназы (Invitrogen, San Diego, CA). Например, этот вектор может включать один или более линкеров между доменом очистки и пептидом или полипептидом. В одном аспекте, вектор экспрессии может обеспечивать экспрессию слитого белка, содержащего пептид или полипептид по настоящему изобретению, и нуклеиновую кислоту, кодирующую 6 остатков гистидина (SEQ ID NO: 514), стоящих впереди тиоредоксина или сайта расщепления энтерокиназой. Остатки гистидина облегчают очистку на IMAC (аффинная хроматография с иммобилизованным ионом металла, описанная у Porath, J. et al. (1992) Prot. Exp. Purif. 3: 263-281), тогда как сайт расщепления энтерокиназой обеспечивает средство очистки пептида или полипептида из слитого белка. Рассмотрение векторов, которые содержат слитые белки, представлено у Kroll, D. J. et al. (1993; DNA Cell Biol. 12:441-453).To facilitate purification, a cleavable linker sequence, for example, specific for factor Xa or enterokinase (Invitrogen, San Diego, CA), can be used. For example, this vector may include one or more linkers between the purification domain and the peptide or polypeptide. In one aspect, the expression vector can provide expression of a fusion protein containing a peptide or polypeptide of the present invention and a nucleic acid encoding 6 histidine residues (SEQ ID NO: 514) upstream of a thioredoxin or enterokinase cleavage site. Histidine residues facilitate IMAC purification (affinity chromatography with immobilized metal ion described by Porath, J. et al. (1992) Prot. Exp. Purif. 3: 263-281), while the enterokinase cleavage site provides a means for purifying the peptide or polypeptide from fusion protein. A review of vectors that contain fusion proteins is presented by Kroll, D. J. et al. (1993; DNA Cell Biol. 12: 441-453).

Антитела по настоящему изобретению могут быть получены с использованием способов, в основном известных из уровня техники, например, для использования в очистке или диагностических способах. В частности, очищенные пептиды, полипептиды или полинуклеотиды могут быть использованы для получения антител в соответствии с общеизвестными протоколами. Такие антитела могут включать, но не только, поликлональные, моноклональные, химерные и одноцепочечные антитела, Fab фрагменты и фрагменты, полученные с помощью Fab экспрессионной библиотеки. Нейтрализующие антитела (т.е., антитела, которые ингибируют функцию), являются особенно предпочтительными для использования в настоящем изобретении.Antibodies of the present invention can be obtained using methods generally known in the art, for example, for use in purification or diagnostic methods. In particular, purified peptides, polypeptides or polynucleotides can be used to produce antibodies in accordance with well-known protocols. Such antibodies may include, but are not limited to, polyclonal, monoclonal, chimeric and single chain antibodies, Fab fragments and fragments obtained using the Fab expression library. Neutralizing antibodies (i.e., antibodies that inhibit function) are particularly preferred for use in the present invention.

Для получения антител различные хозяева, в том числе, козы, кролики, крысы, мыши, люди и другие, могут быть иммунизированы путем введения пептида, полипептида, полинуклеотида или любого их фрагмента, который обладает иммуногенными свойствами. В зависимости от типа хозяина, могут быть использованы различные адъюванты для усиления иммунологической реакции. Такие адъюванты включают, но не только, адъювант Фрейнда, минеральные гели, такие как гидроксид алюминия, и поверхностно-активные вещества, такие как лизолецитин, плюрониловые полиолы, полианионы, пептиды, масляные эмульсии, гемоцианин лимфы улитки и динитрофенол. Среди адъювантов, используемых у людей, особенно предпочтительными являются БЦЖ (бациллы Кальмета-Герена) и Corynebacterium parvum.For the production of antibodies, various hosts, including goats, rabbits, rats, mice, humans, and others, can be immunized by the administration of a peptide, polypeptide, polynucleotide, or any fragment thereof that has immunogenic properties. Depending on the type of host, various adjuvants may be used to enhance the immunological response. Such adjuvants include, but are not limited to, Freund's adjuvant, mineral gels such as aluminum hydroxide, and surfactants such as lysolecithin, pluronyl polyols, polyanions, peptides, oil emulsions, cochlear lymphocytes hemocyanin and dinitrophenol. Among the adjuvants used in humans, BCG (Calmett-Guerin bacilli) and Corynebacterium parvum are particularly preferred.

Предпочтительно, чтобы пептиды, полипептиды или фрагменты, используемые для индукции антител, имели аминокислотную последовательность, содержащую по меньшей мере пять аминокислот, и более предпочтительно по меньшей мере 10 аминокислот. Также предпочтительно, чтобы они были идентичны части аминокислотной последовательности природного белка, и они могли содержать всю аминокислотную последовательность небольшой природной молекулы. Короткие отрезки аминокислот могут быть слиты с таковыми другого белка, например, гемоцианином лимфы улитки, и антителом, полученным против этой химерной молекулы.Preferably, the peptides, polypeptides or fragments used for the induction of antibodies have an amino acid sequence containing at least five amino acids, and more preferably at least 10 amino acids. It is also preferred that they are identical to part of the amino acid sequence of a natural protein, and that they can contain the entire amino acid sequence of a small natural molecule. Short stretches of amino acids can be fused with those of another protein, for example, snail lymph hemocyanin, and an antibody obtained against this chimeric molecule.

Моноклональные антитела могут быть получены. с использованием любой методики, которая обеспечивает получение молекул антител с помощью стабильной клеточной линии в культуре. Эти методики включают, но не только, гибридомную технологию, гибридомную технологию В-клеток человека и EBV-гибридомную технологию (Kohler, G. et al. (1975) Nature 256:495-497; Kozbor, D. et al. (1985) J. Immunol. Methods 81:31-42; Cote, R. J. et al. (1983) Proc. Natl. Acad. Sci. 80:2026-2030; Cole, S. P. et al. (1984) Mol. Cell Biol. 62:109-120). Антитела также могут быть получены путем индукции in vivo продукции в популяции лимфоцитов или путем скрининга библиотек иммуноглобулинов или панелей высокоспецифичных связывающих реагентов, как описано в литературе (Orlandi, R. et al. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. 86:3833-3837; Winter, G. et al. (1991) Nature 349:293-299).Monoclonal antibodies can be obtained. using any technique that produces antibody molecules using a stable cell line in culture. These techniques include, but are not limited to, hybridoma technology, human B cell hybridoma technology, and EBV hybridoma technology (Kohler, G. et al. (1975) Nature 256: 495-497; Kozbor, D. et al. (1985) J. Immunol. Methods 81: 31-42; Cote, RJ et al. (1983) Proc. Natl. Acad. Sci. 80: 2026-2030; Cole, SP et al. (1984) Mol. Cell Biol. 62: 109-120). Antibodies can also be obtained by inducing in vivo production in a lymphocyte population or by screening immunoglobulin libraries or panels of highly specific binding reagents, as described in the literature (Orlandi, R. et al. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. 86: 3833 -3837; Winter, G. et al. (1991) Nature 349: 293-299).

Кроме того, могут быть использованы методики для очистки «химерных антител», например, объединение генов антител для получения молекулы с соответствующей антигенной специфичностью и биологической активностью (Morrison, S. L. et al. (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. 81:6851-6855; Neuberger, M.S. et al. (1984) Nature 312:604-608; Takeda, S. et al. (1985) Nature 314:452-454). Альтернативно, методики, описанные для получения одноцепочечных антител, могут быть адаптированы, с использованием способов, известных в данной области, для получения специфичных одноцепочечных антител. Антитела с родственной специфичностью, но другого идиотипного состава, могут быть получены путем цепьевого шаффлинга из случайных комбинаторных библиотек иммуноглобулинов (Burton D. R. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. 88:11120-3).In addition, techniques can be used to purify “chimeric antibodies,” for example, combining antibody genes to produce molecules with appropriate antigenic specificity and biological activity (Morrison, SL et al. (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. 81: 6851 -6855; Neuberger, MS et al. (1984) Nature 312: 604-608; Takeda, S. et al. (1985) Nature 314: 452-454). Alternatively, the procedures described for preparing single chain antibodies can be adapted using methods known in the art to produce specific single chain antibodies. Antibodies with related specificity, but of a different idiotype composition, can be obtained by chain shuffling from random combinatorial libraries of immunoglobulins (Burton D. R. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. 88: 11120-3).

Специалистам в данной области, к которой относится настоящее изобретение, будут понятны термины «диатела» и «триатела». Они представляют собой молекулы, которые содержат вариабельный домен тяжелой цепи (VH), соединенный с вариабельным доменом легкой цепи (VL) коротким пептидным линкером, который является слишком коротким, чтобы была возможность образования пары между двумя доменами на одной и той же цепи. Это способствует спариванию с комплементарными доменами одной или нескольких других цепей, и стимулирует образование димерных или тримерных молекул с двумя или более функциональными антигенсвязывающими сайтами. Полученные в результате молекулы антител могут быть моноспецифичными или мультиспецифичными (например, биспецифичными в случае диател). Такие молекулы антител могут быть получены из двух или более антител, с использованием методологии, стандартной в области, к которой относится настоящее изобретение; например, как описано у Todorovska et al. (Design and application of diabodies, triabodies and tetrabodies for cancer targeting. J. Immunol. Methods. 2001 Feb 1;248(1-2):47-66).Specialists in this field to which the present invention relates, the terms "diatel" and "triatel" will be understood. They are molecules that contain a heavy chain variable domain (VH) coupled to a light chain variable domain (VL) by a short peptide linker that is too short to allow pairing between two domains on the same chain. This promotes pairing with the complementary domains of one or more other chains, and stimulates the formation of dimeric or trimeric molecules with two or more functional antigen-binding sites. The resulting antibody molecules can be monospecific or multispecific (for example, bispecific in the case of diabodies). Such antibody molecules can be obtained from two or more antibodies, using a methodology standard in the field to which the present invention relates; for example, as described by Todorovska et al. (Design and application of diabodies, triabodies and tetrabodies for cancer targeting. J. Immunol. Methods. 2001 Feb 1; 248 (1-2): 47-66).

Также могут быть получены фрагменты антител, которые содержат специфические сайты связывания. Например, такие фрагменты включают, но не только, F(ab')2 фрагменты, которые могут быть получены путем расщепления пепсином молекулы антитела, и Fab фрагменты, которые могут быть получены путем восстановления дисульфидных мостиков фрагментов F(ab')2. Альтернативно, экспрессионные библиотеки Fab могут быть сконструированы для возможности быстро и несложно осуществлять идентификацию моноклональных Fab фрагментов с желаемой специфичностью (Huse, W. D. et al. (1989) Science 254:1275-1281).Antibody fragments that contain specific binding sites can also be obtained. For example, such fragments include, but are not limited to, F (ab ') 2 fragments that can be obtained by pepsin cleavage of the antibody molecule, and Fab fragments that can be obtained by restoring the disulfide bridges of F (ab') 2 fragments. Alternatively, Fab expression libraries can be designed to be able to quickly and easily identify monoclonal Fab fragments with the desired specificity (Huse, WD et al. (1989) Science 254: 1275-1281).

Различные иммуноанализы могут быть использованы для скрининга для идентификации антител, обладающих специфичностью связывания. Многочисленные протоколы для конкурентного связывания или количественных радиоиммуноанализов с использованием либо поликлональных, либо моноклональных антител с установленными специфичностями, хорошо известны в данной области. Такие иммуноанализы обычно включают измерение образования комплекса между пептидом, полипептидом или полинуклеотидом и специфичным к нему антителом. Иммунологический анализ на основе моноклональных антител с двумя сайтами с использованием моноклональных антител, реакционно-способных в отношении двух неинтерферирующих эпитопов, является предпочтительным, но также может быть использован анализ конкурентного связывания (Maddox, supra).Various immunoassays can be used for screening to identify antibodies with binding specificity. Numerous protocols for competitive binding or quantitative radioimmunoassays using either polyclonal or monoclonal antibodies with established specificities are well known in the art. Such immunoassays typically include measuring the formation of a complex between a peptide, polypeptide or polynucleotide and an antibody specific for it. Immunological analysis based on monoclonal antibodies with two sites using monoclonal antibodies reactive against two non-interfering epitopes is preferred, but a competitive binding assay (Maddox, supra) can also be used.

Сигнальные пептиды, описанные в настоящем изобретении, обладают способностью входить в клетки и, следовательно, подходят в качестве молекул носителей для доставки ингибирующих молекул в микробные клетки. Химические реакции для соединения аминокислот и соединений, хорошо разработаны и ряд различных типов молекул может быть соединен с сигнальным пептидом. Самые распространенные способы соединения основываются на наличии свободных амино (альфа-амино или Lys), сульфгидрильных (Cys), или карбоксильных групп (Asp, Glu, или альфа-карбоксил). Способы соединения могут быть использованы для соединения пептида с клеточным ингибитором через карбокси- или аминоконцевой остаток. В некоторых случаях последовательность включает многочисленные остатки, которые могут взаимодействовать выбранным химизмом. Это может быть использовано для получения мультимеров, содержащих более одного клеточного ингибитора. Альтернативно, пептид или полипептид может быть укорочен или выбран таким образом, чтобы реакционно-способные остатки были расположены либо на амино, либо на карбоксильном конце последовательности.The signal peptides described in the present invention have the ability to enter cells and, therefore, are suitable as carrier molecules for the delivery of inhibitory molecules to microbial cells. The chemical reactions for combining amino acids and compounds are well developed and a number of different types of molecules can be coupled to a signal peptide. The most common connection methods are based on the presence of free amino (alpha-amino or Lys), sulfhydryl (Cys), or carboxyl groups (Asp, Glu, or alpha-carboxyl). Connection methods can be used to connect the peptide to a cellular inhibitor via a carboxy or amino terminal residue. In some cases, the sequence includes numerous residues that may interact with the selected chemistry. This can be used to obtain multimers containing more than one cellular inhibitor. Alternatively, the peptide or polypeptide may be shortened or selected so that the reactive residues are located either at the amino or carboxyl end of the sequence.

Например, репортерная молекула, такая как флуоресцеин, может быть специально включена в остаток лизина (Ono et al., 1997) с использованием N-α-Fmoc--1-(4,4-диметил-2,6 диоксоциклогекс-1-илиден-3-метилбутил)-L-лизина во время пептидного синтеза. После синтеза сложные эфиры 5- и 6-карбоксифлуоресцеинсукцинимидила могут быть соединены, после чего 4,4-диметил-2,6 диоксоциклогекс-1-илиден удаляют путем обработки гидразином. Следовательно, соединение ингибирующей молекулы с сигнальным пептидом или полипептидом может осуществляться путем включения остатка лизина в проникающую последовательность, затем взаимодействием с подходящим производным клеточным ингибитором.For example, a reporter molecule, such as fluorescein, can be specifically included in the lysine residue (Ono et al., 1997) using N - α -Fmoc- -1- (4,4-dimethyl-2,6 dioxocyclohex-1- ylidene-3-methylbutyl) -L-lysine during peptide synthesis. After synthesis, 5- and 6-carboxyfluoresceinsuccinimidyl esters can be combined, after which 4,4-dimethyl-2,6 dioxocyclohex-1-ylidene is removed by treatment with hydrazine. Therefore, the coupling of an inhibitory molecule with a signal peptide or polypeptide can be accomplished by incorporating a lysine residue in the penetrating sequence, then by reaction with a suitable derivative cell inhibitor.

Также может быть использован EDC (1-этил-3-(3-диметиламинопропил) карбодиимида гидрохлорид) или карбодиимидный способ соединения. Карбодиимиды могут активировать карбоксильные группы боковой цепи аспарагиновой и глутаминовой кислоты, а также карбоксиконцевую группу, чтобы сделать их реакционно-способными участками для соединения с первичными аминами. Активированные пептиды перемешивают с клеточным ингибитором для получения конечного конъюгата. Если клеточный ингибитор активирован первым, методом EDC клеточный ингибитор будет соединяться через N-концевой альфа амин и, возможно, через амин в боковой цепи Lys, если присутствует в последовательности.An EDC (1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride) or carbodiimide compound method can also be used. Carbodiimides can activate the carboxyl groups of the side chain of aspartic and glutamic acid, as well as the carboxy-terminal group, to make them reactive sites for connection with primary amines. The activated peptides are mixed with a cellular inhibitor to obtain the final conjugate. If the cell inhibitor is activated first, by EDC, the cell inhibitor will be linked via the N-terminal alpha amine and, possibly, through the amine in the Lys side chain, if present in the sequence.

Сложный эфир м-малеимидобензоил-N-гидроксисукцинимида (MBS) представляет собой гетеробифункциональный реагент, который может быть использован для соединения пептидов с клеточными ингибиторами через цистеины. Соединение происходит с тиоловой группой остатков цистеина. Если выбранная последовательность не содержит Cys, обычным является расположение остатка Cys на N- или C-конце для получения высококонтролируемого соединения пептида с клеточным ингибитором. Для целей синтеза, для цистеина может быть целесообразным расположение на N-конце пептида. MBS особенно подходит для использования в настоящем изобретении.M-maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide ester (MBS) is a heterobifunctional reagent that can be used to couple peptides to cellular inhibitors via cysteines. The connection occurs with the thiol group of cysteine residues. If the selected sequence does not contain Cys, it is common to place the Cys residue at the N- or C-terminus to obtain a highly controlled compound of the peptide with a cellular inhibitor. For synthesis purposes, for cysteine it may be appropriate to position the peptide at the N-terminus. MBS is particularly suitable for use in the present invention.

Глутаральдегид может быть использован в качестве бифункционального связующего реагента, который соединяет два соединения через их аминогруппы. Глутаральдегид обеспечивает спейсер высокой гибкости между пептидом и клеточным ингибитором для подходящей презентации. Глутаральдегид является очень реакционно-способным соединением и будет взаимодействовать с Cys, Tyr, и His до ограниченной степени. Способ глутаральдегидных сшивок особенно подходит в тех случаях, когда пептид содержит только одну свободную аминогруппу на его аминоконце. В тех случаях, когда пептид содержит более одной свободной аминогруппы, могут быть образованы крупные мультимерные комплексы.Glutaraldehyde can be used as a bifunctional binding reagent that connects two compounds through their amino groups. Glutaraldehyde provides a highly flexible spacer between the peptide and the cell inhibitor for a suitable presentation. Glutaraldehyde is a very reactive compound and will interact with Cys, Tyr, and His to a limited extent. The glutaraldehyde crosslinking method is particularly suitable when the peptide contains only one free amino group at its amino terminus. In cases where the peptide contains more than one free amino group, large multimeric complexes can be formed.

В одном аспекте, пептиды или полипептиды по настоящему изобретению могут быть слиты (например, путем клонирования внутри рамки) или сшиты (например, путем химического соединения) с клеточными ингибиторами, такими как антимикробные средства. Среди этих средств включены антимикробные пептиды, например, бактерицидный/усиливающий проницаемость белок, катионные антимикробные белки, лизозимы, лактоферрины и кателицидины (например, из нейтрофилов; см., например, Hancock and Chapple, 1999, Antimicrob. Agents Chemother. 43:1317-1323; Ganz and Lehrer, 1997, Curr. Opin. Hematol. 4:53-58; Hancock et al., 1995, Adv. Microb. Physiol. 37:135-175). Антимикробные пептиды дополнительно включают дефенсины (например, из эпителиальных клеток или нейтрофилов) и тромбоцитарные микробиоцидные белки (смотри, например, Hancock and Chapple, 1999, Antimicrob. Agents Chemother. 43:1317-1323). Дополнительные антимикробные пептиды включают, но не только, грамицидин S, бацитрацин, полимиксин B, тахиплезин, бактенецин (например, бактенецин крупного рогатого скота), раналексин, цекропин A, индолицидин (например, индолицидин крупного рогатого скота), и низин (например, бактериальный низин).In one aspect, the peptides or polypeptides of the present invention can be fused (e.g., by cloning within the frame) or crosslinked (e.g., by chemical coupling) with cellular inhibitors, such as antimicrobial agents. Among these agents are antimicrobial peptides, for example, a bactericidal / penetration enhancing protein, cationic antimicrobial proteins, lysozymes, lactoferrins and cathelicidins (for example, from neutrophils; see, for example, Hancock and Chapple, 1999, Antimicrob. Agents Chemother. 43: 1317-- 1323; Ganz and Lehrer, 1997, Curr. Opin. Hematol. 4: 53-58; Hancock et al., 1995, Adv. Microb. Physiol. 37: 135-175). Antimicrobial peptides further include defensins (for example, from epithelial cells or neutrophils) and platelet microbicidal proteins (see, for example, Hancock and Chapple, 1999, Antimicrob. Agents Chemother. 43: 1317-1323). Additional antimicrobial peptides include, but are not limited to, gramicidin S, bacitracin, polymyxin B, tachyplezin, bactenecin (e.g., cattle bactenecin), ranalexin, cecropin A, indolicidin (e.g., cattle indolicidin), and nisin (e.g., bacterial lowlands).

В качестве противомикробных средств также включены ионофоры, которые облегчают перенос иона (например, натрия), через липидный барьер, такой как клеточная мембрана. Двумя ионофорными соединениями, особенно подходящими для настоящего изобретения, являются RUMENSINTM (Eli Lilly) и Lasalocid (Hoffman LaRoche). Другие ионофоры включают, но не только, салиномицин, авопарцин, аридцин и актапланин. Другие противомикробные средства включают Monensin™ и азитромицин, метронидазол, стрептомицин, канамицин и пенициллин, а также, в целом, ß-лактамы, аминогликозиды, макролиды, хлорамфеникол, новобиоцин, рифампин и флуорохинолоны (см., например, Horn et al., 2003, Applied Environ. Microbiol. 69:74-83; Eckburg et al., 2003, Infection Immunity 71:591-596; Gijzen et al., 1991, Applied Environ. Microbiol. 57:1630-1634; Bonelo et al., 1984, FEMS Microbiol. Lett. 21:341-345; Huser et al., 1982, Arch. Microbiol. 132:1-9; Hilpert et al., 1981, Zentbl. Bakteriol. Mikrobiol. Hyg. 1 Abt Orig. C 2:21-31).Ionophores are also included as antimicrobial agents that facilitate the transfer of an ion (e.g., sodium) through a lipid barrier such as a cell membrane. Two ionophore compounds particularly suitable for the present invention are RUMENSIN (Eli Lilly) and Lasalocid (Hoffman LaRoche). Other ionophores include, but are not limited to, salinomycin, avoparcin, aridcin, and actaplanin. Other antimicrobials include Monensin ™ and azithromycin, metronidazole, streptomycin, kanamycin and penicillin, as well as, in general, ß-lactams, aminoglycosides, macrolides, chloramphenicol, novobiocin, rifampin and fluoroquinolones (see, for example, 2003 Horn et al. , Applied Environ. Microbiol. 69: 74-83; Eckburg et al., 2003, Infection Immunity 71: 591-596; Gijzen et al., 1991, Applied Environ. Microbiol. 57: 1630-1634; Bonelo et al., 1984, FEMS Microbiol. Lett. 21: 341-345; Huser et al., 1982, Arch. Microbiol. 132: 1-9; Hilpert et al., 1981, Zentbl. Bakteriol. Mikrobiol. Hyg. 1 Abt Orig . C 2: 21-31).

Особенно эффективными ингибиторами являются соединения, которые блокируют или препятствуют образованию метана, в том числе бромэтансульфоновая кислота, например, 2-бромэтансульфоновая кислота (BES) или их соли, например, натриевая соль. Молибдат натрия (Mo) является ингибитором восстановления сульфата, и может быть использован с бромэтансульфоновой кислотой. Другие соединения против метанообразования включают, но не только, нитрат, формиат, метилфторид, хлороформ, хлоралгидрат, сульфат натрия, этилен и ненасыщенные углеводороды, ацетилен, жирные кислоты, такие как линолевая и цис-олеиновая кислота, насыщенные жирные кислоты, такие как бегеновая и стеариновая кислота, а также лумазин (например, 2,4-птеридиндион). Дополнительные соединения включают 3-бромпропансульфонат (BPS), пропионовую кислоту и этил 2-бутиноат.Particularly effective inhibitors are compounds that block or inhibit the formation of methane, including bromoethanesulfonic acid, for example 2-bromoethanesulfonic acid (BES), or their salts, for example, sodium salt. Sodium molybdate (Mo) is an inhibitor of sulfate reduction, and can be used with bromoethanesulfonic acid. Other anti-methane compounds include, but are not limited to, nitrate, formate, methyl fluoride, chloroform, chloral hydrate, sodium sulfate, ethylene and unsaturated hydrocarbons, acetylene, fatty acids such as linoleic and cis-oleic acid, saturated fatty acids such as behenic and stearic acid, as well as lumazine (for example, 2,4-pteridinedione). Additional compounds include 3-bromopropanesulfonate (BPS), propionic acid, and ethyl 2-butinoate.

Дополнительно включенными в качестве противомикробных агентов являются литические ферменты, в том числе лизоцим, эндолизин, лизоцим, лизин, фаговый лизин, мурализин, мурамидаза, и виролизин. Подходящие ферменты демонстрируют способность к гидролизу специфических связей в клеточной стенке бактерий. Конкретные литические ферменты включают, но не только, глюкозаминидазы, которые гидролизуют гликозидные связи между аминосахарами (например, N-ацетилмураминовой кислотой и N-ацетилглюкозамином) пептидогликана, амидазы, которые расщепляют N-ацетилмурамоил-L-аланинамидную связь между гликановой цепью и поперечно-сшивающим пептидом, и эндопептидазы, которые гидролизуют межпептидную связь (например, цистеиновые эндопептидазы) и эндоизопептидазы, которые воздействуют на псевдомуреин метанопродуцентов семейства Methanobacteriacaea.Additionally included as antimicrobial agents are lytic enzymes, including lysozyme, endolysin, lysozyme, lysine, phage lysine, muralizin, muramidase, and virolisin. Suitable enzymes demonstrate the ability to hydrolyze specific bonds in the bacterial cell wall. Specific lytic enzymes include, but are not limited to, glucosaminidases, which hydrolyze glycosidic bonds between amino sugars (e.g., N-acetylmuramic acid and N-acetylglucosamine) of peptidoglycan, amidases that cleave the N-acetylmuramoyl-L-alaninamide cross-linking glycane chain a peptide, and endopeptidases that hydrolyze an interpeptide bond (e.g., cysteine endopeptidases) and endo isopeptidases that act on the pseudo-murein of methanogen producers of the Methanobacteriacaea family.

Дополнительно, ПНК включены в качестве противомикробных средств. ПНК представляют собой гибридные пептид-нуклеиновые кислоты, в которых фосфатный скелет был заменен ахиральным и нейтральным скелетом, образованным из N-(2-аминоэтил)-глициновых единиц (смотри, например, Eurekah Bioscience Collection. PNA and Oligonucleotide Inhibitors of Human Telomerase. G. Gavory and S. Balasubramanian, Landes Bioscience, 2003). Основания A, G, T, C присоединяются к аминоазоту скелета через метиленкарбонильные связи (P.E. Nielsen et al., Science 1991. 254: 1497-1500; M. Egholm et al., Nature 1993. 365: 566-568). ПНК связывают комплементарные последовательности с высокой специфичностью и более высокой аффинностью относительно аналогичных ДНК или РНК (M. Egholm et al., supra). Гибриды ПНК/ДНК или ПНК/РНК также демонстрируют более высокую термическую стабильность по сравнению с соответствующими дуплексами ДНК/ДНК или ДНК/РНК (M. Egholm et al., supra). ПНК также обладают высокой химической и биологической стабильностью вследствие неприродного амидного скелета, который не распознается нуклеазами или протеазами (V. Demidov et al., Biochem Pharmacol 1994. 48: 1310-1313). Обычно ПНК представляют собой по меньшей мере 5 оснований в длину, и включают концевой лизин. ПНК могут быть пэгилированы для дополнительного увеличения продолжительности их жизни (Nielsen, P. E. et al. (1993) Anticancer Drug Des. 8:53-63).Additionally, PNA are included as antimicrobial agents. PNAs are hybrid peptide nucleic acids in which the phosphate backbone has been replaced by an achiral and neutral backbone formed from N- (2-aminoethyl) glycine units (see, for example, Eurekah Bioscience Collection. PNA and Oligonucleotide Inhibitors of Human Telomerase. G Gavory and S. Balasubramanian, Landes Bioscience, 2003). Bases A, G, T, C are attached to the amino nitrogen of the skeleton via methylene carbonyl bonds (P.E. Nielsen et al., Science 1991. 254: 1497-1500; M. Egholm et al., Nature 1993. 365: 566-568). PNAs bind complementary sequences with high specificity and higher affinity for similar DNA or RNA (M. Egholm et al., Supra). PNA / DNA or PNA / RNA hybrids also exhibit higher thermal stability than the corresponding DNA / DNA or DNA / RNA duplexes (M. Egholm et al., Supra). PNA also have high chemical and biological stability due to the unnatural amide skeleton, which is not recognized by nucleases or proteases (V. Demidov et al., Biochem Pharmacol 1994. 48: 1310-1313). Typically, PNAs are at least 5 bases in length, and include terminal lysine. PNAs can be pegylated to further increase their lifespan (Nielsen, P. E. et al. (1993) Anticancer Drug Des. 8: 53-63).

В одном конкретном аспекте, пептиды или полипептиды по изобретению могут быть слиты (например, клонированием внутри рамки) или сшиты (например, путем химического соединения) с клеточными ингибиторами, такими как антитела или их фрагменты. Антитела или фрагменты антител могут быть направлены на микробные клетки или конкретно клетки метанопродуцентов, или один или несколько компонентов клетки. Например, белки клеточной поверхности, например, рецепторы, могут быть мишенью. Включены молекулы иммуноглобулинов и иммунологически активные части молекул иммуноглобулинов (Ig), т.е. молекул, которые содержат антигенсвязывающий сайт, который специфически связывается (иммунологически взаимодействует) с антигеном.In one specific aspect, the peptides or polypeptides of the invention can be fused (e.g., by cloning within the frame) or crosslinked (e.g., by chemical coupling) with cellular inhibitors, such as antibodies or fragments thereof. Antibodies or antibody fragments can be directed to microbial cells, or specifically methanogen producing cells, or one or more cell components. For example, cell surface proteins, such as receptors, can be targeted. Included are immunoglobulin molecules and immunologically active parts of immunoglobulin (Ig) molecules, i.e. molecules that contain an antigen-binding site that specifically binds (immunologically interacts) with the antigen.

Пептиды или полипептиды по изобретению находят практическое применение в направленной доставке в микробную клетку, в частности, клетку метанопродуцента. В некоторых аспектах, пептиды и полипептиды могут быть использованы для связывания с клеточной стенкой или мембраной и/или проницаемости в клетку. Как таковые, пептиды или полипептиды могут быть использованы для транзиторного или длительного присоединения к клетке, или для пенетрации клеточной стенки или мембраны и/или накопления во внеклеточном окружении. Понятно, что пептиды, полипептиды, а также соответствующие полинуклеотиды, векторы экспрессии, клетки-хозяева и антитела по изобретению могут быть использованы для направления на различные микроорганизмы, например, Methanobrevibacter ruminantium, который является обычным метанопродуцентом у жвачных животных, и Methanobrevibacter smithii, который является широко распространенным метанопродуцентом у людей. Для осуществления направленного действия, микробную клетку можно привести в контакт с сигнальным пептидом или полипептидом, содержащим этот пептид, выделенным из одного или нескольких природных источников, или полученным с помощью векторов экспрессии и/или клеток-хозяев, или синтетической или полусинтетической химии, как подробно описано в настоящей заявке. В конкретных аспектах, пептид или полипептид доставляется индивидам в виде композиции, подробно описанной в настоящей заявке, например, посредством использования устройства для медленного высвобождения у жвачных животных.The peptides or polypeptides of the invention find practical use in targeted delivery to a microbial cell, in particular a methane producer cell. In some aspects, peptides and polypeptides can be used to bind to a cell wall or membrane and / or permeability into a cell. As such, peptides or polypeptides can be used for transient or prolonged attachment to a cell, or for penetration of a cell wall or membrane and / or accumulation in an extracellular environment. It is understood that peptides, polypeptides, as well as corresponding polynucleotides, expression vectors, host cells, and antibodies of the invention can be used to target various microorganisms, for example, Methanobrevibacter ruminantium , which is a common methane producer in ruminants, and Methanobrevibacter smithii , which is a widespread methane producer in humans. For targeted action, the microbial cell can be brought into contact with a signal peptide or polypeptide containing this peptide, isolated from one or more natural sources, or obtained using expression vectors and / or host cells, or synthetic or semi-synthetic chemistry, as described in detail described in this application. In specific aspects, the peptide or polypeptide is delivered to individuals in the form of the composition described in detail in this application, for example, by using a device for slow release in ruminants.

В некоторых вариантах осуществления, полипептид слит или сшит с клеточным ингибитором, например, соединением против образования метана (например, бромэтансульфоновой кислотой), антителом или фрагментом антитела, литическим ферментом, пептид-нуклеиновой кислотой, антимикробным пептидом, или другим антибиотиком. Этот пептид-ингибитор или полипептид-ингибитор доставляется индивиду в виде композиции для ингибирования роста или репликации микробных клеток, в частности, клеток метанопродуцентов. Эта композиция содержит, например: a) выделенный сигнальный пептид или полипептид, содержащий этот пептид, или его изменение, фрагмент, вариант или производное; b) выделенный полинуклеотид, или его изменение, фрагмент, вариант или производное; c) вектор экспрессии, содержащий этот полинуклеотид; или d) клетку-хозяин, содержащий этот вектор экспрессии. Композиции по изобретению могут быть особым образом упакованы как часть наборов для направленной доставки, проникновения и/или ингибирования микробных клеток, в особенности, клеток метанопродуцентов, в соответствии с описанными способами. Эти наборы содержат по меньшей мере одну композицию, представленную в настоящем описании и инструкции по применению для проницаемости в клетки или ингибирования клеточного роста или репликации метанопродуцентов или других микроорганизмов.In some embodiments, the polypeptide is fused or crosslinked with a cellular inhibitor, for example, an anti-methane compound (e.g., bromoethanesulfonic acid), an antibody or antibody fragment, a lytic enzyme, a peptide nucleic acid, an antimicrobial peptide, or other antibiotic. This inhibitor peptide or inhibitor polypeptide is delivered to the individual in the form of a composition for inhibiting the growth or replication of microbial cells, in particular methane producing cells. This composition contains, for example: a) an isolated signal peptide or polypeptide containing the peptide, or a change, fragment, variant or derivative thereof; b) an isolated polynucleotide, or a change, fragment, variant or derivative thereof; c) an expression vector containing this polynucleotide; or d) a host cell containing this expression vector. The compositions of the invention may be specially packaged as part of kits for the targeted delivery, penetration and / or inhibition of microbial cells, in particular methane producer cells, in accordance with the described methods. These kits contain at least one composition provided herein and instructions for use for cell permeability or inhibition of cell growth or replication of methane producers or other microorganisms.

В качестве дополнительного варианта осуществления изобретение относится к фармацевтической композиции в сочетании с фармацевтически приемлемым носителем, для использования с любым из способов, описанных выше. Такие фармацевтические композиции могут содержать сигнальный пептид или полипептид, содержащий этот пептид, в сочетании с клеточным ингибитором. Альтернативно, фармацевтические композиции могут содержать вектор экспрессии или клетку-хозяин, подробно описанные в настоящей заявке. Композиции могут быть введены отдельно или в сочетании по меньшей мере с одним другим средством, таким как стабилизирующее соединение, которое может быть введено в любом стерильном, биосовместимом фармацевтическом носителе, в том числе, но не только, физиологическом растворе, забуференном физиологическом растворе, декстрозе или воде. Композиции можно вводить индивиду отдельно или в сочетании с другими средствами, лекарствами (например, противомикробными средствами), или гормонами.As an additional embodiment, the invention relates to a pharmaceutical composition in combination with a pharmaceutically acceptable carrier, for use with any of the methods described above. Such pharmaceutical compositions may contain a signal peptide or a polypeptide containing this peptide in combination with a cellular inhibitor. Alternatively, the pharmaceutical compositions may contain an expression vector or a host cell, described in detail in this application. The compositions may be administered alone or in combination with at least one other agent, such as a stabilizing compound, which may be administered in any sterile, biocompatible pharmaceutical carrier, including, but not limited to, physiological saline, buffered saline, dextrose, or water. Compositions can be administered to an individual alone or in combination with other agents, drugs (eg, antimicrobials), or hormones.

Помимо активных ингредиентов, эти фармацевтические композиции могут содержать подходящие фармацевтически приемлемые носители, содержащие эксципиенты и вспомогательные вещества, которые облегчают обработку активных соединений в препараты, которые могут быть использованы фармацевтически. Дополнительные подробности по технологии получения и введения можно найти в последней редакции Remington's Pharmaceutical Sciences (Maack Publishing Co., Easton, PA). Фармацевтические композиции, используемые в настоящем изобретении, могут быть введены любыми путями, включая, но не только, пероральный, внутривенный, внутримышечный, внутриартериальный, интрамедуллярный, интратекальный, внутрижелудочковый, чрескожный, подкожный, внутрибрюшинный, интраназальный, энтеральный, местный, подъязычный или ректальный способ.In addition to the active ingredients, these pharmaceutical compositions may contain suitable pharmaceutically acceptable carriers containing excipients and excipients that facilitate the processing of the active compounds into preparations that can be used pharmaceutically. Further details on the production and administration technology can be found in the latest edition of Remington's Pharmaceutical Sciences (Maack Publishing Co., Easton, PA). The pharmaceutical compositions used in the present invention can be administered by any means, including, but not limited to, oral, intravenous, intramuscular, intra-arterial, intramedullary, intrathecal, intraventricular, percutaneous, subcutaneous, intraperitoneal, intranasal, enteric, local, sublingual or .

Фармацевтические композиции для перорального введения могут быть получены с использованием фармацевтически приемлемых носителей, хорошо известных из уровня техники, в дозах, подходящих для перорального введения. Такие носители позволяют получать фармацевтические композиции в виде таблеток, пилюль, драже, капсул, жидкостей, гелей, сиропов, суспензий и подобного для приема внутрь. Фармацевтические препараты для перорального применения могут быть получены путем объединения активных соединений с твердым эксципиентом, необязательно измельчения полученной в результате смеси, и обработки смеси гранул, с последующим добавлением подходящих вспомогательных веществ, при желании, для получения таблеток или ядер драже. Подходящими эксципиентами являются углеводные или белковые наполнители, такие как сахара, в том числе, лактоза, сахароза, маннитол или сорбитол; крахмал из кукурузы, пшеницы, риса, картофеля, или других растений; целлюлоза, например, метилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза или карбоксиметилцеллюлоза натрия; камеди, в том числе, аравийская и трагакантовая; и белки, такие как желатин и коллаген. При желании, могут быть добавлены дезинтегранты или солюбилизаторы, такие как поперечносшитый поливинилпирролидон, агар, альгиновая кислота, или ее соль, такая как альгинат натрия.Pharmaceutical compositions for oral administration can be prepared using pharmaceutically acceptable carriers well known in the art at dosages suitable for oral administration. Such carriers provide pharmaceutical compositions in the form of tablets, pills, dragees, capsules, liquids, gels, syrups, suspensions, and the like for oral administration. Pharmaceutical preparations for oral administration can be obtained by combining the active compounds with a solid excipient, optionally grinding the resulting mixture, and processing the mixture of granules, followed by the addition of suitable excipients, if desired, to obtain tablets or dragee cores. Suitable excipients are carbohydrate or protein excipients, such as sugars, including lactose, sucrose, mannitol or sorbitol; starch from corn, wheat, rice, potatoes, or other plants; cellulose, for example methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose or sodium carboxymethyl cellulose; gums, including Arabian and tragacanth; and proteins such as gelatin and collagen. If desired, disintegrants or solubilizers, such as crosslinked polyvinylpyrrolidone, agar, alginic acid, or a salt thereof, such as sodium alginate can be added.

Фармацевтические препараты, которые могут быть использованы перорально, включают капсулы, удобные для глотания, изготовленные из желатина, а также мягкие, запечатанные капсулы, изготовленные из желатина, и покрытие, такое как глицерин или сорбит. Удобные для глотания капсулы могут содержать активные ингредиенты, смешанные с наполнителем или связующими, такими как лактоза или крахмалы, смазывающие вещества, такие как тальк или стеарат магния, и, необязательно, стабилизаторы. В мягких капсулах, активные соединения могут быть растворены или суспендированы в подходящих жидкостях, таких как жирные масла, жидкость или жидкий полиэтиленгликоль со стабилизаторами или без них. Ядра драже могут быть использованы в сочетании с подходящими покрытиями, такими как концентрированные растворы сахаров, которые также могут содержать аравийскую камедь, тальк, поливинилпирролидон, карбопол гель, полиэтиленгликоль и/или диоксид титана, растворы глазури и подходящие органические растворители или смеси растворителей. Красители или пигменты могут быть добавлены к покрытиям таблеток или драже для идентификации продукта или для характеристики количества активного вещества, т.е. дозы.Pharmaceutical formulations that can be used orally include easy-to-swallow capsules made from gelatin, as well as soft, sealed capsules made from gelatin, and a coating such as glycerol or sorbitol. Easy-to-swallow capsules may contain active ingredients mixed with a filler or binders, such as lactose or starches, lubricants, such as talc or magnesium stearate, and, optionally, stabilizers. In soft capsules, the active compounds may be dissolved or suspended in suitable liquids, such as fatty oils, liquid or liquid polyethylene glycol with or without stabilizers. Dragee cores may be used in combination with suitable coatings, such as concentrated sugar solutions, which may also contain gum arabic, talc, polyvinylpyrrolidone, carbopol gel, polyethylene glycol and / or titanium dioxide, glaze solutions and suitable organic solvents or solvent mixtures. Dyes or pigments may be added to the tablets or dragee coatings to identify the product or to characterize the amount of active substance, i.e. doses.

Фармацевтические композиции, подходящие для парентерального введения, могут быть получены в водных растворах, предпочтительно в физиологически совместимых буферах, таких как раствор Хэнкса, раствор Рингера, или физиологически забуференный солевой раствор. Водные инъекционные суспензии могут содержать вещества, которые повышают вязкость суспензии, такие как карбоксиметилцеллюлоза натрия, сорбит или декстран. Дополнительно, суспензии активных соединений могут быть получены в виде соответствующих масляных инъекционных суспензий. Подходящие липофильные растворители или носители включают жирные масла, такие как кунжутное масло, или сложные эфиры синтетических жирных кислот, такие как этилолеат или триглицериды, или липосомы. Нелипидные поликатионные аминополимеры также могут быть использованы для доставки. Необязательно, суспензия также может содержать подходящие стабилизаторы или средства, которые повышают растворимость соединений для возможности получать растворы высокой концентрации. Для местного или назального введения, в композиции используют пенетранты, соответствующие конкретному барьеру, подлежащему пенетрации. Такие пенетранты в основном известны из уровня техники.Pharmaceutical compositions suitable for parenteral administration can be prepared in aqueous solutions, preferably in physiologically compatible buffers, such as Hanks's solution, Ringer's solution, or physiologically buffered saline. Aqueous injection suspensions may contain substances that increase the viscosity of the suspension, such as sodium carboxymethyl cellulose, sorbitol or dextran. Additionally, suspensions of the active compounds may be prepared as appropriate oily injection suspensions. Suitable lipophilic solvents or carriers include fatty oils, such as sesame oil, or synthetic fatty acid esters, such as ethyl oleate or triglycerides, or liposomes. Non-lipid polycationic amino polymers can also be used for delivery. Optionally, the suspension may also contain suitable stabilizers or agents that increase the solubility of the compounds to enable the preparation of high concentration solutions. For topical or nasal administration, penetrants corresponding to the particular barrier to be penetrated are used in the composition. Such penetrants are generally known in the art.

Фармацевтические композиции по настоящему изобретению могут быть получены способом, известным в данной области, например, путем обычного перемешивания, растворения, грануляции, изготовления драже, отмучивания, эмульгирования, инкапсулирования, включения, или процессами лиофилизации. Фармацевтическая композиция может быть представлена в виде соли и может быть образована со многими кислотами, в том числе, но не только, соляной, серной, уксусной, молочной, винной, яблочной, янтарной и т.д. Соли имеют тенденцию быть более растворимыми в водных или других протонных растворителях, чем соответствующие формы свободных оснований. В других случаях, предпочтительным препаратом может быть лиофилизированный порошок, который может содержать любое или все из следующего: 1-50 мМ гистидина, 0,1%-2% сахарозы и 2-7% маннитола, при pH в интервале от 4,5 до 5,5, объединенный с буфером до использования. После получения фармацевтических композиций, они могут быть помещены в соответствующий контейнер и снабжены этикеткой для лечения указанного состояния. Для применения композиции по изобретению такая этикетка содержала бы количество, частоту и способ введения.The pharmaceutical compositions of the present invention can be obtained by a method known in the art, for example, by conventionally mixing, dissolving, granulating, making dragees, eluting, emulsifying, encapsulating, incorporating, or lyophilizing processes. The pharmaceutical composition can be presented in the form of salt and can be formed with many acids, including, but not limited to, hydrochloric, sulfuric, acetic, dairy, tartaric, malic, succinic, etc. Salts tend to be more soluble in aqueous or other protic solvents than the corresponding free base forms. In other cases, the preferred preparation may be lyophilized powder, which may contain any or all of the following: 1-50 mM histidine, 0.1% -2% sucrose and 2-7% mannitol, at a pH in the range from 4.5 to 5.5, combined with buffer before use. After receiving the pharmaceutical compositions, they can be placed in an appropriate container and labeled for the treatment of this condition. For use of the composition of the invention, such a label would contain an amount, frequency and route of administration.

Фармацевтические композиции, подходящие для использования в настоящем изобретении, включают композиции, в которых активные ингредиенты содержатся в эффективном количестве для достижения заданной цели. Для любого соединения, терапевтически эффективную дозу можно определить сначала либо в клеточных исследованиях, например, в микробных клетках, или, в частности, в клетках метанопродуцентов, или на животных моделях, обычно мышах, кроликах, собаках или свиньях, или у жвачных видов животных, таких как овцы, крупный рогатый скот, олени и козы. Животная модель также может быть использована для определения подходящего диапазона концентраций и пути введения. Такая информация затем может быть использована для определения подходящих доз и путей введения индивиду. Нормальные количества дозы могут варьировать от 0,1 до 100000 микрограммов, вплоть до суммарной дозы около 1 г, в зависимости от пути введения. Руководство, касающееся конкретных доз и способов доставки, представлено в литературе и в основном доступно для специалистов, практикующих в данной области. Специалисты в данной области будут использовать другие составы для полинуклеотидов, чем для пептидов или полипептидов. Аналогично, доставка полинуклеотидов или полипептидов будет особой для конкретных клеток, условий, локализаций и т.д.Pharmaceutical compositions suitable for use in the present invention include compositions in which the active ingredients are contained in an effective amount to achieve the intended purpose. For any compound, a therapeutically effective dose can be determined first either in cell studies, for example, in microbial cells, or in particular in methane producer cells, or in animal models, usually mice, rabbits, dogs or pigs, or in ruminant species of animals, such as sheep, cattle, deer and goats. An animal model can also be used to determine the appropriate concentration range and route of administration. Such information can then be used to determine appropriate doses and routes of administration to the individual. Normal dose amounts can vary from 0.1 to 100,000 micrograms, up to a total dose of about 1 g, depending on the route of administration. Guidance on specific dosages and delivery methods is provided in the literature and is generally available to practitioners in the art. Specialists in this field will use other compositions for polynucleotides than for peptides or polypeptides. Similarly, the delivery of polynucleotides or polypeptides will be specific to specific cells, conditions, locations, etc.

Лекарственные средства, основанные на пептидах и полипептидах широко известны, и способы получения таких композиций являются общепринятыми в уровне техники. Приводимые в качестве примера пептидные и полипептидные лекарственные средства и их получение описано, например, для денилейкин дифитокса, октеотида, вапреотида, ланреотида, пептидов серий RC-3940, декапептила, лупрона, золадекса, цетрореликса (смотри, например, Lu et al., 2006, AAPS J 8:E466-472), гемоцидинов, стафопенов (см., например, Dubin et al., 2005, Acta Biochemica Polonica, 52:633-638), а также индолицидина, дефенсинов, лантибиотиков, микроцидина B17, гистатинов и маганина (см., например, Yeaman and Yount, 2003, Pharmacol Rev 55:27-55). Общее руководство по пептидным и полипептидным лекарственным средствам также можно найти у Degim et al., 2007, Curr Pharm Des 13:99-117 и Shai et al., 2006, Curr Prot Pept Sci, 7:479-486. Одобренные в последнее время лекарственные средства на основе пептидов включают Hematide™ (синтетическое средство на пептидной основе, стимулирующее эритропоэз, Affymax, Inc.), эксенатид (синтетический экзендин-4, Amylin/Eli Lilly), натрекор (незиритид, натриуретический пептид, Scios), пленаксис (абареликс, Praecis Pharmaceuticals), и SecreFlo (секретин, Repligen).Peptide and polypeptide based drugs are widely known, and methods for preparing such compositions are generally accepted in the art. Exemplary peptide and polypeptide drugs and their preparation are described, for example, for denileukin diphitox, octeotide, vapreotide, lanreotide, peptides of the RC-3940 series, decapeptil, lupron, zoladex, cetrorelix (see, for example, Lu et al., 2006 , AAPS J 8: E466-472), hemocidins, staphopenes (see, e.g., Dubin et al., 2005, Acta Biochemica Polonica, 52: 633-638), as well as indolicidin, defensins, lantibiotics, microcidin B17, histatin and maganine (see, e.g., Yeaman and Yount, 2003, Pharmacol Rev 55: 27-55). General guidance on peptide and polypeptide drugs can also be found in Degim et al., 2007, Curr Pharm Des 13: 99-117 and Shai et al., 2006, Curr Prot Pept Sci, 7: 479-486. Recently approved peptide-based drugs include Hematide ™ (a peptide-based synthetic drug, stimulating erythropoiesis, Affymax, Inc.), exenatide (synthetic exendin-4, Amylin / Eli Lilly), natrekor (neziritide, natriuretic peptide, Scios) , plenaxis (Abarelix, Praecis Pharmaceuticals), and SecreFlo (secretin, Repligen).

Точная доза будет определяться практикующим специалистом, с учетом факторов, связанных с индивидом, для которого требуется лечение. Дозу и введение устанавливают для обеспечения достаточных уровней активного агента или для поддержания желаемого эффекта. Факторы, которые могут быть приняты во внимание, включают тяжесть патологического состояния, общее состояние здоровья индивида, возраст, массу тела и пол индивида, рацион питания, время и частоту введения, сочетание(я) лекарственных средств, реакции чувствительности и толератности/ответа на лечение. Фармацевтические композиции длительного действия можно вводить каждые 3 - 4 дня, каждую неделю или однократно каждые две недели в зависимости от периода полужизни и скорости выведения конкретной композиции.The exact dose will be determined by the practitioner, taking into account factors associated with the individual for whom treatment is required. Dose and administration are established to provide sufficient levels of the active agent or to maintain the desired effect. Factors that can be taken into account include the severity of the pathological condition, the general state of the individual’s health, age, body weight and gender of the individual, diet, time and frequency of administration, drug combination (s), sensitivity and tolerance / response to treatment . Long-acting pharmaceutical compositions can be administered every 3 to 4 days, every week or once every two weeks, depending on the half-life and the rate of excretion of a particular composition.

Особенно подходят для композиций по изобретению (например, фармацевтических композиций) составы или механизмы медленного высвобождения. Например, внутрирубцовые устройства включают, но не только, Time Capsule™ Bolus от Agri-Feeds Ltd., New Zealand, первоначально разработанные в AgResearch Ltd., New Zealand, как описано в WO 95/19763 и NZ 278977, и CAPTEC фирмой Nufarm Health & Sciences, отделом Nufarm Ltd., Auckland, New Zealand, как описано в AU 35908178, PCT/AU81/100082, и Laby et al., 1984, Can. J. Anim. Sci. 64 (Suppl.), 337-8, каждая из которых включена в настоящее описание в качестве ссылки. В качестве конкретного примера, устройство может включать пружину и поршень, который проталкивает композицию к отверстию на конце сосуда.Especially suitable for the compositions of the invention (e.g., pharmaceutical compositions) are slow release formulations or mechanisms. For example, intra-scar devices include, but are not limited to, Time Capsule ™ Bolus from Agri-Feeds Ltd., New Zealand, originally developed by AgResearch Ltd., New Zealand, as described in WO 95/19763 and NZ 278977, and CAPTEC by Nufarm Health & Sciences, a division of Nufarm Ltd., Auckland, New Zealand, as described in AU 35908178, PCT / AU81 / 100082, and Laby et al., 1984, Can. J. Anim. Sci. 64 (Suppl.), 337-8, each of which is incorporated herein by reference. As a specific example, the device may include a spring and a piston that pushes the composition toward the hole at the end of the vessel.

В качестве дополнительного варианта осуществления, настоящее изобретение относится к композиции для водной добавки, например, орошающей композиции или кормовой добавки, например, добавки к корму для жвачных животных, для использования с любым из способов, рассмотренных выше. В конкретных аспектах, кормовая добавка содержит по меньшей мере одно съедобное растительное вещество и пептид или полипептид по настоящему изобретению. Альтернативно, кормовая добавка содержит по меньшей мере одно съедобное растительное вещество и полипептид или пептид, или полинуклеотид, кодирующий пептид или полипептид, описанный в настоящей заявке, например, в виде вектора экспрессии или клетки-хозяина, содержащей вектор экспрессии. В частности, композиция дополнительно включает клеточный ингибитор, слитый или соединенный с полученной в результате последовательностью. Предпочтительный растительный материал включает любой из сена, травы, зерна или кормовой крупы, например, бобовые, сено, травяное сено, кукурузный силос, силос из злаковых культур, бобовый силос, кукурузное зерно, овес, ячмень, дробину, пивная дробина, соевую муку и муку из семян хлопчатника. В частности, силос из злаковых культур применим в качестве кормовой композиции для жвачных животных. Растительный материал может быть генетически модифицирован, таким образом, чтобы он содержал один или несколько компонентов по изобретению, например, один или несколько полипептидов или пептидов, полинуклеотидов или векторов.As a further embodiment, the present invention relates to a composition for an aqueous additive, for example, an irrigation composition or a feed additive, for example, a feed for ruminants, for use with any of the methods discussed above. In specific aspects, the feed additive comprises at least one edible plant substance and the peptide or polypeptide of the present invention. Alternatively, the feed additive contains at least one edible plant substance and a polypeptide or peptide or polynucleotide encoding the peptide or polypeptide described herein, for example, as an expression vector or a host cell containing an expression vector. In particular, the composition further includes a cell inhibitor fused or linked to the resulting sequence. Preferred plant material includes any of hay, grass, grain or forage cereals, for example, legumes, hay, grass hay, corn silage, cereal silo, bean silo, corn grain, oats, barley, grains, beer pellets, soy flour and cottonseed flour. In particular, cereal silage is useful as a feed composition for ruminants. The plant material may be genetically modified so that it contains one or more components of the invention, for example, one or more polypeptides or peptides, polynucleotides or vectors.

В другом варианте осуществления, антитела, которые специфически связываются с пептидами, полипептидами или полинуклеотидами по настоящему изобретению, могут быть использованы для определения присутствия микроорганизмов, в особенности, метанопродуцентов, или в анализах для мониторинга уровней таких микроорганизмов. Антитела, подходящие для диагностических целей, могут быть получены таким же образом, как описано выше. Диагностические исследования включают способы, в которых используется антитело и метка для выявления пептида или полипептида в жидкостях организма человека или экстрактах клеток или тканей. Антитела могут быть использованы с модификацией или без модификации и могут быть помечены путем соединения их, либо ковалентно, либо нековалентно, с репортерной молекулой. Может быть использован целый ряд репортерных молекул, которые известны из уровня техники, некоторые из которых описаны выше.In another embodiment, antibodies that specifically bind to the peptides, polypeptides or polynucleotides of the present invention can be used to determine the presence of microorganisms, in particular methane producers, or in assays to monitor the levels of such microorganisms. Antibodies suitable for diagnostic purposes can be obtained in the same manner as described above. Diagnostic tests include methods that use an antibody and label to detect a peptide or polypeptide in human body fluids or extracts of cells or tissues. Antibodies can be used with or without modification and can be labeled by combining them, either covalently or non-covalently, with a reporter molecule. A variety of reporter molecules that are known in the art can be used, some of which are described above.

Ряд протоколов для измерения уровней пептида, полипептида или полинуклеотида известен в данной области (например, ELISA, RIA, FACS, и блоттинг), и обеспечивают основу для определения наличия или уровней микроорганизма, в особенности, метанопродуцентов. Нормальные или стандартные уровни, установленные путем объединения жидкостей организма или клеточных экстрактов, взятых у здоровых индивидов, например, здоровых людей или жвачных животных, с антителом в условиях, подходящих для образования комплекса. Величина стандартного комплексообразования может быть определена количественно различными способами, но, предпочтительно, фотометрическим способом. Количества пептида, полипептида или полинуклеотида, экспрессируемого у индивида, и в обработанных образцах (например, образцах от индивидов, прошедших обработку), сравнивают со стандартными значениями. Отклонение между стандартными значениями и значениями, полученными у индивида, устанавливает параметры для определения присутствия или уровней микроорганизма.A number of protocols for measuring the levels of a peptide, polypeptide or polynucleotide are known in the art (e.g., ELISA, RIA, FACS, and blotting), and provide a basis for determining the presence or levels of a microorganism, especially methane producers. Normal or standard levels established by combining body fluids or cell extracts taken from healthy individuals, such as healthy people or ruminants, with an antibody under conditions suitable for complexation. The standard complexation can be quantified by various methods, but preferably by a photometric method. The amounts of the peptide, polypeptide or polynucleotide expressed in the individual and in the processed samples (for example, samples from the individuals who have undergone processing) are compared with standard values. The deviation between the standard values and the values obtained from the individual sets the parameters for determining the presence or levels of the microorganism.

В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения, полинуклеотиды могут быть использованы для диагностических целей с использованием конкретных гибридизационных и/или амплификационных методик. Полинуклеотиды, которые могут быть использованы, включают олигонуклеотиды, комплементарные РНК и ДНК молекулы и ПНК. Полинуклеотиды могут быть использованы для выявления и количественного анализа генной экспрессии в образцах, в которых экспрессия может коррелировать с присутствием или уровнями микроорганизма. Диагностический анализ может быть использован для проведения различия между отсутствием, присутствием и изменением уровней микроорганизмов и для мониторинга уровней во время терапевтического вмешательства.In a specific embodiment of the present invention, polynucleotides can be used for diagnostic purposes using specific hybridization and / or amplification techniques. Polynucleotides that may be used include oligonucleotides, complementary RNAs and DNA molecules and PNAs. Polynucleotides can be used to identify and quantify gene expression in samples in which expression may correlate with the presence or levels of the microorganism. Diagnostic analysis can be used to distinguish between the absence, presence and change of levels of microorganisms and to monitor levels during therapeutic intervention.

В одном аспекте, гибридизация с ПЦР зондами может быть использована для идентификации последовательностей нуклеиновых кислот, в особенности геномных последовательностей, которые кодируют пептиды или полипептиды по настоящему изобретению. Специфичность зонда, получен ли он из высокоспецифичной области, например, 10 уникальных нуклеотидов в 5'-регуляторной области, или менее специфичной области, например, в 3'-кодирующей области, и жесткости гибридизации или амплификации (максимальной, высокой, промежуточной или низкой) будет определять, идентифицирует ли зонд только природные последовательности, аллели, или родственные последовательности. Зонды также могут быть использованы для выявления родственных последовательностей, и предпочтительно должны содержать по меньшей мере 50% нуклеотидов из любой из кодирующих последовательностей. Гибридизационные зонды предмета изобретения могут представлять собой ДНК или РНК и происходить из нуклеотидной последовательности SEQ ID NO:173-341 или 342-533, или комплементов, или их модифицированных последовательностей, или из геномных последовательностей, включая промотор, энхансерные элементы, и интроны природной последовательности.In one aspect, hybridization with PCR probes can be used to identify nucleic acid sequences, especially genomic sequences that encode the peptides or polypeptides of the present invention. The specificity of the probe, whether it is obtained from a highly specific region, for example, 10 unique nucleotides in the 5'-regulatory region, or a less specific region, for example, in the 3'-coding region, and the rigidity of hybridization or amplification (maximum, high, intermediate or low) will determine if the probe identifies only natural sequences, alleles, or related sequences. Probes can also be used to detect related sequences, and preferably should contain at least 50% of the nucleotides from any of the coding sequences. Hybridization probes of the subject invention can be DNA or RNA and come from the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 173-341 or 342-533, or complements, or their modified sequences, or from genomic sequences, including the promoter, enhancer elements, and introns of the natural sequence .

Способы получения специфических гибридизационных зондов для ДНК включают клонирование последовательностей нуклеиновой кислоты в векторы для получения зондов мРНК. Такие векторы известны из уровня техники, коммерчески доступны и могут быть использованы для синтеза РНК зондов in vitro путем добавления соответствующих РНК полимераз и соответствующих меченых нуклеотидов. Гибридизационные зонды могут быть мечены рядом репортерных групп, например, радионуклидами, такими как 32P или 35S, или ферментными метками, такими как щелочная фосфатаза, соединенная с зондом через системы соединения авидин/биотин, и подобные. Полинуклеотиды могут быть использованы в Саузерн или нозерн анализе, дот-блоттинге или других мембранных методиках; в ПЦР методах; или в тест-полосках, стержнях, ELISA анализах, или микрочипах с использованием жидкостей или тканей из биоптатов индивида для выявления присутствия или уровней микроорганизма. Такие качественные и количественные способы известны в данной области.Methods for producing specific DNA hybridization probes include cloning nucleic acid sequences into vectors to obtain mRNA probes. Such vectors are known in the art, commercially available, and can be used for in vitro synthesis of RNA probes by adding the corresponding RNA polymerases and the corresponding labeled nucleotides. Hybridization probes can be labeled with a number of reporter groups, for example, radionuclides, such as 32 P or 35 S, or enzyme labels, such as alkaline phosphatase, coupled to the probe via avidin / biotin coupling systems, and the like. Polynucleotides can be used in Southern or Northern analysis, dot blotting or other membrane techniques; in PCR methods; or in test strips, rods, ELISA assays, or microarrays using liquids or tissues from an individual's biopsy specimens to detect the presence or levels of the microorganism. Such qualitative and quantitative methods are known in the art.

В особом аспекте, последовательности нуклеиновой кислоты могут применяться в различных анализах, меченые стандартными способами и добавленные в жидкость или образец ткани от индивида в условиях, подходящих для гибридизации и/или амплификации. После соответствующего периода инкубирования, образец промывают, и сигнал измеряют и сравнивают со стандартной величиной. Если величина сигнала в тестируемом образце значительно изменяется по сравнению с величиной сигнала контрольного образца, присутствие измененных уровней нуклеотидных последовательностей в образце указывает на присутствие или уровни микроорганизма. Такие анализы также могут быть использованы для оценки эффективности конкретного режима лечения в исследованиях на животных, в клинических испытаниях или при мониторинге лечения индивида.In a particular aspect, nucleic acid sequences can be used in various assays, labeled by standard methods and added to a liquid or tissue sample from an individual under conditions suitable for hybridization and / or amplification. After an appropriate incubation period, the sample is washed and the signal is measured and compared with a standard value. If the signal value in the test sample varies significantly compared to the signal value of the control sample, the presence of altered levels of nucleotide sequences in the sample indicates the presence or levels of the microorganism. Such analyzes can also be used to evaluate the effectiveness of a particular treatment regimen in animal studies, in clinical trials, or when monitoring an individual’s treatment.

Для обеспечения основы для диагностики присутствия или уровней микроорганизма, устанавливают нормальный или стандартный профиль экспрессии. Это может осуществляться путем объединения жидкостей организма или клеточных экстрактов, взятых от здоровых индивидов, с полинуклеотидом или его фрагментом, в условиях, подходящих для гибридизации и/или амплификации. Стандартные уровни могут быть количественно определены путем сравнения уровней, полученных от здоровых индивидов с уровнями из эксперимента, в котором используется известное количество по существу очищенного полинуклеотида. Стандартные значения, полученные из нормальных образцов, можно сравнить со значениями, полученными из образцов от индивидов, прошедших обработку против микробного роста. Отклонение между стандартными значениями и значениями индивида используют для установления присутствия или уровней микроорганизма.To provide a basis for diagnosing the presence or levels of a microorganism, a normal or standard expression profile is established. This can be done by combining body fluids or cell extracts taken from healthy individuals with a polynucleotide or fragment thereof, under conditions suitable for hybridization and / or amplification. Standard levels can be quantified by comparing levels obtained from healthy individuals with levels from an experiment in which a known amount of substantially purified polynucleotide is used. The standard values obtained from normal samples can be compared with the values obtained from samples from individuals who underwent treatment against microbial growth. The deviation between the standard values and the values of the individual is used to establish the presence or levels of the microorganism.

После идентификации микроорганизма и начала осуществления протокола обработки, гибридизацию и/или амплификационные анализы можно повторять регулярно для определения начала снижения уровня экспрессии у индивида по сравнению с уровнем, который наблюдается у нормального индивида. Результаты, полученные из последующих анализов, могут быть использованы для демонстрации эффективности лечения на протяжении периода времени в интервале от нескольких дней до месяцев.After the microorganism has been identified and the treatment protocol has been started, hybridization and / or amplification analyzes can be repeated regularly to determine if the expression level in an individual begins to decrease compared to that observed in a normal individual. The results obtained from subsequent analyzes can be used to demonstrate the effectiveness of treatment over a period of time ranging from several days to months.

Конкретные диагностические применения для олигонуклеотидов, полученных из последовательностей нуклеиновых кислот, могут включать применение ПЦР. Такие олигомеры могут быть синтезированы химически, получены ферментативно или получены in vitro. Олигомеры предпочтительно будут состоять из двух нуклеотидных последовательностей, одной со смысловой ориентацией (5'.fwdarw.3') и другой с антисмысловой ориентацией (3'.fwdarw.5'), применяемых в оптимизированных условиях для идентификации специфического гена или состояния. Те же два олигомера, набор олигомеров для гнездовой ПЦР, или даже вырожденный пул олигомеров можно использовать в менее строгих условиях для выявления и/или количественного анализа близкородственных ДНК или РНК последовательностей.Specific diagnostic applications for oligonucleotides derived from nucleic acid sequences may include the use of PCR. Such oligomers can be synthesized chemically, obtained enzymatically or obtained in vitro . Oligomers will preferably consist of two nucleotide sequences, one with a sense orientation (5'.fwdarw.3 ') and the other with an antisense orientation (3'.fwdarw.5') used under optimized conditions to identify a specific gene or condition. The same two oligomers, a set of oligomers for nested PCR, or even a degenerate pool of oligomers can be used in less stringent conditions to identify and / or quantify closely related DNA or RNA sequences.

Способы, которые также могут быть использованы для количественного анализа экспрессии, включают радиоактивно меченые или биотинилированные нуклеотиды, ко-амплификацию контрольной нуклеиновой кислоты и стандартные кривые, на которые интреполированы результаты экспериментов (Melby, P. C. et al. (1993) J. Immunol. Methods, 159:235-244; Duplaa, C. et al. (1993) Anal. Biochem. 229-236). Скорость количественного анализа многочисленных образцов может быть увеличена путем проведения этого исследования в формате ELISA, где олигомер, представляющий интерес, находится в различных разведениях и спектрофотометрический или колориметрический ответ дает быстрое количественное определение.Methods that can also be used for quantitative analysis of expression include radioactively labeled or biotinylated nucleotides, co-amplification of a control nucleic acid, and standard curves on which experimental results are interpolated (Melby, PC et al. (1993) J. Immunol. Methods, 159: 235-244; Duplaa, C. et al. (1993) Anal. Biochem. 229-236). The speed of quantitative analysis of multiple samples can be increased by conducting this study in the ELISA format, where the oligomer of interest is in various dilutions and the spectrophotometric or colorimetric response gives a quick quantitative determination.

В дополнительных вариантах осуществления, олигонуклеотиды или более длинные фрагменты, полученные из любых полинуклеотидов, описанных в настоящей заявке, могут быть использованы в качестве мишеней в микрочипе. Микрочип может быть использован для мониторинга уровня экспрессии огромного числа генов одновременно (для получения образа транскрипта), и для идентификации генетических вариантов, мутаций и полиморфизмов. Эта информация может быть использована для определения функции гена, для понимания генетической основы заболевания, для диагностики заболевания и для развития и мониторинга активностей терапевтических средств. В одном варианте осуществления, микрочип получают и используют в соответствии со способами, известными в данной области, например, описанными в заявке PCT WO 95/11995 (Chee et al.), Lockhart, D. J. et al. (1996; Nat. Biotech. 14: 1675-1680) и Schena, M. et al. (1996; Proc. Natl. Acad. Sci. 93: 10614-10619).In further embodiments, oligonucleotides or longer fragments derived from any polynucleotides described herein can be used as targets in a microchip. The microchip can be used to monitor the expression level of a huge number of genes simultaneously (to obtain a transcript image), and to identify genetic variants, mutations, and polymorphisms. This information can be used to determine gene function, to understand the genetic basis of a disease, to diagnose a disease, and to develop and monitor the activities of therapeutic agents. In one embodiment, a microchip is prepared and used in accordance with methods known in the art, for example, those described in PCT Application WO 95/11995 (Chee et al.), Lockhart, D. J. et al. (1996; Nat. Biotech. 14: 1675-1680) and Schena, M. et al. (1996; Proc. Natl. Acad. Sci. 93: 10614-10619).

В одном аспекте олигонуклеотиды могут быть синтезированы на поверхности микрочипа, с использованием методики химического соединения и прибора чернильно-струйного нанесения, например, описанного в заявке PCT WO95/251116 (Baldeschweiler et al.). В другом аспекте матрица «с координатной сеткой» аналогичная дот или слот блоту (HYBRIDOT apparatus, Life Technologies) может быть использована для систематизирования и соединения фрагментов кДНК или олигонуклеотидов с поверхностью субстрата, с использованием вакуумной системы, термического, УФ, механического способа или способа химического связывания. Еще в одном аспекте, матрица может быть получена вручную, или путем использования доступных устройств, материалов и приборов (в том числе многоканальных микродозаторов или робототехнических инструментов; Brinkmann, Westbury, N.Y.) и может содержать 8, 24, 96, 384, 1536 или 6144 олигонуклеотидов, или любую другую кратную величину от 2 до 1000000, которая подходит для эффективного использования коммерчески доступного применения технических средств.In one aspect, oligonucleotides can be synthesized on the surface of a microarray using a chemical coupling technique and an inkjet application device, such as described in PCT Application WO95 / 251116 (Baldeschweiler et al.). In another aspect, a “grid” matrix similar to a dot or slot blot (HYBRIDOT apparatus, Life Technologies) can be used to systematize and connect fragments of cDNA or oligonucleotides to the surface of a substrate using a vacuum system, thermal, UV, mechanical or chemical methods binding. In another aspect, the matrix can be obtained manually, or by using available devices, materials, and devices (including multichannel microdosers or robotic tools; Brinkmann, Westbury, NY) and may contain 8, 24, 96, 384, 1536, or 6144 oligonucleotides, or any other multiple of from 2 to 1,000,000, which is suitable for the effective use of commercially available technical means.

Для проведения анализа образца с использованием микрочипов, полинуклеотиды экстрагируют из биологического образца. Биологические образцы могут быть получены из любой жидкости организма (крови, мочи, слюны, мокроты, желудочного сока и т.д.), культивированных клеток, биоптатов или других тканевых препаратов. Для получения зондов полинуклеотиды, экстрагированные из образца, используют для получения последовательностей нуклеиновых кислот, которые комплементарны нуклеиновым кислотам на микрочипе. Если микрочип состоит из кДНК, антисмысловые РНК являются подходящими зондами. Следовательно, в одном аспекте, мРНК используют для получения кДНК, которая, в свою очередь и в присутствии флуоресцентных нуклеотидов, используется для получения фрагментов или антисмысловых РНК зондов. Эти флуоресцентно меченные зонды инкубируют с микрочипом, так, чтобы последовательности зонда гибридизировались с кДНК олигонуклеотидами микрочипа. В другом аспекте последовательности нуклеиновых кислот, используемые в качестве зондов, могут содержать полинуклеотиды, фрагменты и комплементарные или антисмысловые последовательности, полученные с использованием ферментов рестрикции, ПЦР способов и наборов олигомечения (Amersham Pharmacia Biotech), хорошо известных в области гибридизационной технологии.To analyze a sample using microarrays, polynucleotides are extracted from a biological sample. Biological samples can be obtained from any body fluid (blood, urine, saliva, sputum, gastric juice, etc.), cultured cells, biopsy specimens, or other tissue preparations. To obtain probes, polynucleotides extracted from a sample are used to obtain nucleic acid sequences that are complementary to nucleic acids on a microchip. If the microchip consists of cDNA, antisense RNAs are suitable probes. Therefore, in one aspect, mRNA is used to obtain cDNA, which, in turn, in the presence of fluorescent nucleotides, is used to obtain fragments or antisense RNA probes. These fluorescently labeled probes are incubated with the microchip, so that the probe sequences hybridize with the cDNA of the microchip oligonucleotides. In another aspect, the nucleic acid sequences used as probes may contain polynucleotides, fragments, and complementary or antisense sequences obtained using restriction enzymes, PCR methods, and oligolabeling kits (Amersham Pharmacia Biotech) well known in the field of hybridization technology.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения, пептиды или полипептиды по изобретению или их функциональные или иммуногеные фрагменты или олигопептиды, могут быть использованы для скрининга библиотек соединений в любом из целого ряда способов скрининга лекарственных средств. Фрагмент, используемый в таком скрининге, может быть свободным в растворе, фиксирован на твердой подложке, перенесен на клеточную поверхность или расположен внутриклеточно. Можно измерить образование связывающих комплексов, между пептидом или полипептидом и тестируемым веществом.In another embodiment of the present invention, the peptides or polypeptides of the invention, or their functional or immunogenic fragments or oligopeptides, can be used to screen libraries of compounds in any of a variety of drug screening methods. The fragment used in such a screening can be free in solution, fixed on a solid substrate, transferred to the cell surface or located intracellularly. The formation of binding complexes between the peptide or polypeptide and the test substance can be measured.

Одна методика скрининга лекарственных средств, которая может быть использована, предусматривает высокопроизводительный скрининг соединений, имеющих аффинность связывания в отношении пептида или полипептида, представляющего интерес, как описано в опубликованной заявке PCT WO 84/03564. В этом способе большое количество различных небольших тестируемых соединений синтезируют на твердом субстрате, например, пластиковых штифтах, или некоторых других поверхностях. Тестируемые соединения приводят во взаимодействие с пептидом или полипептидом, или его фрагментами, и промывают. Связанный пептид или полипептид затем выявляют способами, хорошо известными в данной области. Очищенный пептид или полипептид также может быть нанесен непосредственно на планшеты для использования в упомянутых выше способах скрининга лекарственных средств. Альтернативно, не нейтрализующие антитела могут быть использованы для захвата пептида и иммобилизации его на твердой подложке.One drug screening technique that can be used involves high throughput screening for compounds having binding affinity for a peptide or polypeptide of interest, as described in PCT published application WO 84/03564. In this method, a large number of various small test compounds are synthesized on a solid substrate, for example, plastic pins, or some other surfaces. Test compounds are reacted with a peptide or polypeptide, or fragments thereof, and washed. The bound peptide or polypeptide is then detected by methods well known in the art. The purified peptide or polypeptide may also be applied directly to the tablets for use in the aforementioned drug screening methods. Alternatively, non-neutralizing antibodies can be used to capture the peptide and immobilize it on a solid support.

В другом способе, можно использовать конкурентные анализы для скрининга лекарственных средств, в которых нейтрализующие антитела способные связываться с пептидом или полипептидом, специфически конкурируют с тестируемым соединением за связывание с этим пептидом или полипептидом. Таким образом, антитела могут быть использованы для выявления присутствия тестируемого соединения, которое делит с антителом один или несколько антигенсвязывающих сайтов.In another method, competitive assays can be used to screen drugs in which neutralizing antibodies capable of binding to a peptide or polypeptide specifically compete with a test compound for binding to this peptide or polypeptide. Thus, antibodies can be used to detect the presence of a test compound that shares one or more antigen binding sites with an antibody.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Примеры, описанные в настоящей заявке, предназначены для иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения. Другие варианты осуществления, способы и типы анализов находятся в пределах компетенции специалистов в области молекулярной диагностики и не нуждаются в подробном описании. Другие варианты осуществления в объеме уровня техники считаются частью этого изобретения.The examples described in this application are intended to illustrate embodiments of the present invention. Other options for implementation, methods and types of analysis are within the competence of specialists in the field of molecular diagnostics and do not need a detailed description. Other embodiments within the scope of the prior art are considered part of this invention.

ПРИМЕР 1: Материалы и методыEXAMPLE 1: Materials and Methods

Оценка размера геномаGenome Size Estimation

Штамм Methanobrevibacter ruminantium M1T (DSM1093) выращивали в среде BY+ (минимальная среда, Joblin et al., 1990), которая состоит из [г/л] NaCl (1), KH2PO4 (0,5), (NH4)2SO4 (0,25), CaCL2.2H2O (0,13), MgSO4.7H2O (0,2), K2HPO4 (1), осветленной рубцовой жидкости (300 мл), dH2O (360 мл), NaHCO3 (5), резазурина (0,2 мл), L-цистеин-HCl (0,5), экстракта дрожжей (2), и раствора следовых элементов Balch (10 мл) (добавленные следовые элементы; Balch et al., 1979), который состоит из (г/л) нитрилтрехуксусной кислоты (1,5), MgSO4.7H2O (3), MnSO4.H2O (0,5), NaCl (1), FeSO4.7H2O (0,1), CoCl2.6H2O (0,1), CaCl2 (0,1), ZnSO4.7H2O (0,1), CuSO4.5H2O (0,01), AlK(SO4)2.12H2O (0,01), H3BO3 (0,01), Na2MoO4.2H2O (0,01), NiSO4.6H2O (0,03), Na2SeO3 (0,02), и Na2Wo4.2H2O (0,02). Геномную ДНК экстрагировали, используя способ измельчения замораживанием. Клетки собирали центрифугированием, и клеточный дебрис помещали в предварительно охлажденную ступку, замораживали жидким азотом, и осторожно растирали в мелкий порошок, используя предварительно охлажденную стерильную ступку и пестик. Гомогенаты клеток погружали в агарозные пробки, и последующие манипуляции проводили в этих пробках для уменьшения физической фрагментации геномной ДНК. Расщепления проводили эндонуклеазами рестрикции, и фрагменты ДНК отделяли, используя гель-электрофорез в градиенте пульсирующего поля (PFGE).The Methanobrevibacter ruminantium M1 T strain (DSM1093) was grown in BY + medium (minimal medium, Joblin et al., 1990), which consists of [g / L] NaCl (1), KH 2 PO 4 (0.5), (NH 4 ) 2 SO 4 (0.25), CaCL 2 .2H 2 O (0.13), MgSO 4 .7H 2 O (0.2), K 2 HPO 4 (1), clarified scar fluid (300 ml), dH 2 O (360 ml), NaHCO 3 (5), resazurin (0.2 ml), L-cysteine-HCl (0.5), yeast extract (2), and Balch trace element solution (10 ml) (added trace elements; Balch et al., 1979), which consists of (g / l) nitrile triacetic acid (1.5), MgSO 4 .7H 2 O (3), MnSO 4 .H 2 O (0.5), NaCl (1), FeSO 4 .7H 2 O (0,1), CoCl 2 .6H 2 O (0,1), CaCl 2 (0,1), ZnSO 4 .7H 2 O (0,1), CuSO 4 .5H 2 O (0.01), AlK (SO 4 ) 2 .12H 2 O (0.01), H 3 BO 3 (0.01), Na 2 MoO 4 .2H 2 O (0.01), NiSO 4 .6H 2 O (0.03), Na 2 SeO 3 (0.02), and Na 2 Wo 4 .2H 2 O (0.02). Genomic DNA was extracted using the method of grinding by freezing. Cells were harvested by centrifugation, and cell debris was placed in a pre-chilled mortar, frozen with liquid nitrogen, and carefully ground into a fine powder using a pre-chilled sterile mortar and pestle. Cell homogenates were immersed in agarose plugs, and subsequent manipulations were performed in these plugs to reduce the physical fragmentation of genomic DNA. Cleavages were performed with restriction endonucleases, and DNA fragments were separated using pulsed field gradient gel electrophoresis (PFGE).

Клонирование и секвенирование ДНКDNA cloning and sequencing

ДНК генома M. ruminantium была секвенирована Agencourt Biosciences Corporation (Massachusetts, USA) с помощью клонирующего подхода стохастических геномных фрагментов (Fleischmann et al., 1995) и Macrogen Corporation (Rockville, MD, USA) с помощью пиросеквенирования. Библиотеки ДНК M. ruminantium конструировали в Escherichia coli путем случайного физического разрушения геномной ДНК и отделения фрагментов гель-электрофорезом. Крупные фрагменты в дипазоне 40 Kb извлекали из геля и использовали для получения крупной вставочной фосмидной библиотеки. Фрагменты ДНК в диапазоне от 2 до 4 Kb извлекали и использовали для получения небольшой вставочной плазмидной библиотеки. Клоны, полученные как из больших, так и из небольших вставочных библиотек, выращивали, их фосмидную или плазмидную ДНК извлекали и секвенировали, используя технологию высокопроизводительного секвенирования. Соответствующие клоны секвенировали для получения, теоретически, 8 кратного охвата генома M. ruminantium. Пиросеквенирование проводили на произвольно расщепленных фрагментах геномной ДНК с получением конечного теоретического 10 кратного охвата.The DNA of the M. ruminantium genome was sequenced by Agencourt Biosciences Corporation (Massachusetts, USA) using the cloning approach of stochastic genomic fragments (Fleischmann et al., 1995) and Macrogen Corporation (Rockville, MD, USA) using pyrosequencing. M. ruminantium DNA libraries were constructed in Escherichia coli by random physical disruption of genomic DNA and separation of fragments by gel electrophoresis. Large fragments in the range of 40 Kb were extracted from the gel and used to obtain a large insert phosmid library. DNA fragments in the range from 2 to 4 Kb were extracted and used to obtain a small insert plasmid library. Clones obtained from both large and small insertion libraries were grown, their phosmid or plasmid DNA was extracted and sequenced using high-throughput sequencing technology. The corresponding clones were sequenced to theoretically obtain 8-fold coverage of the M. ruminantium genome. Pyrosequencing was performed on randomly split genomic DNA fragments with a final theoretical 10-fold coverage.

Сборка и анализ последовательностиAssembly and sequence analysis

Последовательности ДНК выравнивали для нахождения перекрываний последовательностей и собирали в непрерывные (контиг) последовательности, используя Paracel Genome Assembler (Paracel Inc, CA, USA) и Staden package (Staden et al., 1998) в сочетании с последовательностью, как из стандартных, так и инвертированных ПЦР. Контиги анализировали, используя искатель открытой рамки считывания (ORF) GLIMMER (Gene Locator Interpolated Markov Model ER, Salzberg et al., 1998) и каждую ORF анализировали, с помощью BLAST (Basic Local Alignment Search Tool (Altschul et al., 1997) относительно пополняемых нуклеотидных и белковых баз данных Национального центра биотехнологической информации (NCBI).DNA sequences were aligned to find overlapping sequences and assembled into continuous (contig) sequences using the Paracel Genome Assembler (Paracel Inc, CA, USA) and the Staden package (Staden et al., 1998) in combination with both standard and inverted PCR. Contigs were analyzed using the finder of the open reading frame (ORF) GLIMMER (G ene L ocator I nterpolated M arkov M odel ER, Salzberg et al., 1998) and each ORF were analyzed by BLAST (B asic L ocal A lignment S earch T ool (Altschul et al., 1997) regarding the replenished nucleotide and protein databases of the National Center for Biotechnological Information (NCBI).

Контиги из 8 кратной предварительной последовательности соединяли случайным образом путем искусственного соединения последовательностей для получения «псевдомолекулы», и представляли на рассмотрение в Институт геномных исследований (TIGR, DC, USA) для автоаннотации. Контиги, собранные в результате 10 кратного пиросеквенирования, повторно анализировали с помощью GLIMMER, и ORF автоаннотировали с использованием GAMOLA (Global Annotation of Multiplexed On-site Blasted DNA sequences; Altermann and Klaenhammer, 2003). Автоматизированные аннотации впоследствии проверяли вручную. ORF классифицировали по функции, используя базу данных кластеров ортологичных белков (COG) (порог 1e-02) (Tatusov et al., 2001).Contigs of an 8-fold preliminary sequence were randomly joined by artificially joining sequences to obtain a “pseudomolecule,” and submitted to the Institute for Genomic Research (TIGR, DC, USA) for auto annotation. Contigs collected by 10-fold pyrosequencing were re-analyzed using GLIMMER, and ORFs were auto-annotated using GAMOLA (Global Annotation of Multiplexed On-site Blasted DNA sequences; Altermann and Klaenhammer, 2003). Automated annotations were subsequently verified manually. ORFs were classified by function using an orthologous protein (COG) cluster database (threshold 1e-02) (Tatusov et al., 2001).

Белковые мотивы определяли с помощью HMMER (hypertext transfer protocol://hmmer.wustl.edu), используя библиотеки PFAM HMM и TIGRFAM, и общее и локальное выравнивание (hypertext transfer protocol://pfam.wustl.edu) и стандартные и фрагментарные модели TIGRFAM HMM (hypertext transfer protocol://www.tigr.org/TIGRFAMs), соответственно (порог 1e-02). тРНК идентифицировали, используя TRNASCAN-SE (Lowe and Eddy, 1997) и нуклеотидные повторы идентифицировали, используя пакет программ KODON (Applied Maths, Austin, TX, USA) и REPUTER (Kurtz and Schleiermacher, 1999). Геномный атлас визуализаций составляли, используя GENEWIZ (Jensen et al., 1999). Путь реконструкций из прогнозируемого M. ruminantium ORFеома проводили в сочетании с KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, Kanehisa et al., 2004) базы данных «on-line», используя программное обеспечение собственной разработки (PathwayVoyager; Altermann and Klaenhammer, 2005).Protein motifs were determined using HMMER (hypertext transfer protocol: //hmmer.wustl.edu), using the PFAM HMM and TIGRFAM libraries, and general and local alignment (hypertext transfer protocol: //pfam.wustl.edu) and standard and fragment models TIGRFAM HMM (hypertext transfer protocol: //www.tigr.org/TIGRFAMs), respectively (threshold 1e-02). tRNAs were identified using TRNASCAN-SE (Lowe and Eddy, 1997) and nucleotide repeats were identified using the KODON software package (Applied Maths, Austin, TX, USA) and REPUTER (Kurtz and Schleiermacher, 1999). A genomic atlas of visualizations was compiled using GENEWIZ (Jensen et al., 1999). The reconstruction path from the predictedM. ruminantium ORFeoma was performed in combination with KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, Kanehisa et al., 2004) on-line databases using proprietary software (PathwayVoyager; Altermann and Klaenhammer, 2005).

Идентификация сигнального пептидаSignal Peptide Identification

К настоящему времени отсутствует модель сигнального пептида для Archaea. Существует просто лишь немного экспериментально верифицированных секреторных белков, доступных для Archaea для формирования специфичной модели. По этой причине, последовательности открытых рамок считывания (ORF) анализировали на наличие сигнальных пептидов, используя SignalP Version 3.0 (Bendtsen et al., 2004), подготовленную в отношении грамположительных, грамотрицательных и эукариотических моделей. SignalP-HMM (скрытая марковская модель) использовали для проведения различия между ORF сигнального пептида и несигнального пептида, тогда как SignalP-NN (нейронные сети) использовали для предварительного определения сайтов расцепления, как описано Emanuelsson et al., 2007.There is currently no signal peptide model for Archaea . There are just a few experimentally verified secretory proteins available for Archaea to form a specific model. For this reason, open reading frame (ORF) sequences were analyzed for the presence of signal peptides using SignalP Version 3.0 (Bendtsen et al., 2004), prepared for gram-positive, gram-negative and eukaryotic models. SignalP-HMM (Hidden Markov Model) was used to distinguish between the ORF of the signal peptide and the non-signal peptide, while SignalP-NN (neural networks) was used to preliminarily determine the cleavage sites, as described by Emanuelsson et al., 2007.

SignalP прогнозирует присутствие и локализацию сайтов расщепления сигнальных пептидов в аминокислотных последовательностях из различных организмов. Этот способ включает предварительное определение сайтов расщепления и предварительное определение сигнального пептида/несигнального пептида на основе сочетания нескольких искусственных нейрональных сетей и скрытых марковских моделей. Последовательности сигнального пептида, идентифицированные из грамположительных наборов данных, выравнивали и вычисляли консенсусную последовательность, используя программу AlignX Vector NTI (версия 9.1.0, Invitrogen Corporation). Консервативное гидрофобное ядро идентифицировали путем анализа аминокислотной гидрофобности.SignalP predicts the presence and localization of signal peptide cleavage sites in amino acid sequences from various organisms. This method includes the preliminary determination of cleavage sites and the preliminary determination of the signal peptide / non-signal peptide based on a combination of several artificial neural networks and hidden Markov models. Signal peptide sequences identified from gram-positive data sets were aligned and consensus sequences were calculated using the AlignX Vector NTI software (version 9.1.0, Invitrogen Corporation). A conservative hydrophobic core was identified by analysis of amino acid hydrophobicity.

Консенсусный набор данных идентифицировали из всех трех моделей SignalP, и соответствующие последовательности сигнальных пептидов выравнивали, используя ClustalW (Larkin et al., 2007), и обрабатывали, используя BioEdit (hypertext transfer protocol://world wide web.mbio.ncsu.edu/BioEdit/bioedit.html). Белковую последовательность logo (ФИГ. 3A) получали, используя LogoBar (Perez-Bercoff et al., 2006) для представления информации, находящейся в этом множественном выравнивании последовательностей. В этом исследовании ORF, содержащие сигнальный пептид и три или более трансмембранных доменов, считались мембранными белками и были исключены из дальнейших анализов. Лучший Y-критерий из каждой из трех моделей принимали за предполагаемый сайт расщепления (ФИГ. 6). Оптимизированную частоту использования кодона (ФИГ. 9) вычисляли, используя собственный perl script: opt_codons.pl (Altermann, E) на основе таблицы кодонов Escherichia coli K12.A consensus data set was identified from all three SignalP models, and the corresponding signal peptide sequences were aligned using ClustalW (Larkin et al., 2007) and processed using BioEdit (hypertext transfer protocol: // world wide web.mbio.ncsu.edu/ BioEdit / bioedit.html). The logo protein sequence (FIG. 3A) was obtained using the LogoBar (Perez-Bercoff et al., 2006) to represent the information contained in this multiple sequence alignment. In this study, ORFs containing a signal peptide and three or more transmembrane domains were considered membrane proteins and were excluded from further analyzes. The best Y-criterion from each of the three models was taken as the putative cleavage site (FIG. 6). The optimized codon usage frequency (FIG. 9) was calculated using a proprietary perl script: opt_codons.pl (Altermann, E) based on the codon table of Escherichia coli K12.

Пептидный синтез и флуоресцентное мечениеPeptide synthesis and fluorescence labeling

Коровый консенсусный пептид был синтезирован коммерчески, с использованием Invitrogen's custom peptide service (Invitrogen NZ Ltd). Этот пептид синтезировали с помощью Fmoc химии в небольшом масштабе (10-12 мг) и очищали с помощью HPLC до чистоты >95%. Этот пептид метили флуоресцином на N-концевом лизине (K).The core consensus peptide was synthesized commercially using Invitrogen's custom peptide service (Invitrogen NZ Ltd). This peptide was synthesized using Fmoc chemistry on a small scale (10-12 mg) and purified using HPLC to a purity> 95%. This peptide was labeled with fluorescein on an N-terminal lysine (K).

Исследование клеточной проницаемостиCell Permeability Test

Вхождение меченного пептида в клетки M. ruminantium сопровождалось флуоресцентным анализом. Культуру M. ruminantium выращивали в 10 мл среды BY+ и собирали центрифугированием при 10000×g в течение 10 мин при 4°C. Клетки переносили в 1,5 мл полипропиленовые пробирки Eppendorf и промывали в 1 мл TE буфера (10 мМ Tris-HCl, 1 мМ этилендиаминтетрауксусной кислоты, pH 8) и собирали центрифугированием в микроцентрифуге при 13000×g в течение 10 мин при 4°C. Клетки (приблизительно 1×108) ресуспендировали в общем объеме 200 мкл TE буфера и добавляли 20 мкг флуоресцентно меченного пептида. Эту смесь инкубировали в течение 30 минут при 37°C, а затем центрифугировали при 13000×g в течение 10 мин при 4°C. Жидкость над клеточным дебрисом оставляли, и составляли фракцию супернатанта. Клеточный дебрис промывали 3 раза 200 мкл TE буфера, путем повторного ресуспендирования клеток в буфере, и центрифугировали при 13000×g в течение 10 мин при 4°C.The entry of the labeled peptide into M. ruminantium cells was accompanied by fluorescence analysis. A culture of M. ruminantium was grown in 10 ml of BY + medium and collected by centrifugation at 10,000 × g for 10 min at 4 ° C. Cells were transferred to 1.5 ml Eppendorf polypropylene tubes and washed in 1 ml TE buffer (10 mM Tris-HCl, 1 mM ethylenediaminetetraacetic acid, pH 8) and collected by centrifugation in a microcentrifuge at 13,000 × g for 10 min at 4 ° C. Cells (approximately 1 × 10 8 ) were resuspended in a total volume of 200 μl of TE buffer and 20 μg of fluorescently labeled peptide was added. This mixture was incubated for 30 minutes at 37 ° C, and then centrifuged at 13000 × g for 10 min at 4 ° C. The liquid over the cell debris was left and the supernatant fraction was made up. Cell debris was washed 3 times with 200 μl TE buffer, by resuspending the cells in the buffer, and centrifuged at 13000 × g for 10 min at 4 ° C.

Промывочные растворы собирали и составляли клеточную промывочную фракцию. Клеточный дебрис, оставшийся после третьей промывки, ресуспендировали в 200 мкл TE буфера, содержащего 1% додецилсульфата натрия. Клетки центрифугировали при 13000×g в течение 10 мин при 4°C для осаждения клеток, и жидкость над клетками собирали и составляли клеточно-ассоциированную фракцию. Оставшийся клеточный дебрис замораживали в жидком N2, и клетки физически разрушали, путем измельчения замороженного дебриса стеклянной палочкой. Полученный в результате клеточный гомогенат центрифугировали при 20000×g в течение 30 мин при 4°C. Жидкость над дебрисом собирали и представляли внутриклеточную фракцию, тогда как оставшееся осажденное вещество ресуспендировали в TE буфере и представляли фракцию клеточной стенки/мембраны. Флуоресценцию в каждой из этих фракций измеряли, герметическим закрытием образца каждой фракции в стеклянном капилляре, и измеряли излучаемую флуоресценцию при 510-533 нм относительно флуоресцентно меченных пептидных стандартов, используя флуоресцентный датчик (Канал 1) Lightcycler (Roche).Wash solutions were collected and the cell wash fraction was made up. The cell debris remaining after the third wash was resuspended in 200 μl of TE buffer containing 1% sodium dodecyl sulfate. Cells were centrifuged at 13,000 × g for 10 min at 4 ° C to pellet the cells, and liquid above the cells was collected and constituted the cell-associated fraction. The remaining cell debris was frozen in liquid N 2 , and the cells were physically destroyed by grinding the frozen debris with a glass rod. The resulting cell homogenate was centrifuged at 20,000 × g for 30 min at 4 ° C. The liquid above the debris was collected and the intracellular fraction was represented, while the remaining precipitated substance was resuspended in TE buffer and the cell wall / membrane fraction was represented. The fluorescence in each of these fractions was measured by hermetically closing a sample of each fraction in a glass capillary, and the emitted fluorescence was measured at 510-533 nm relative to the fluorescently labeled peptide standards using a fluorescent sensor (Channel 1) Lightcycler (Roche).

ПРИМЕР 2: результаты экспериментовEXAMPLE 2: experimental results

Оценка размера генома M. ruminantium путем расщепления ферментами рестрикции геномной ДНК, и определение размеров фрагментов посредством PFGE, показала одну хромосому приблизительно 2,5-2,9 Mb. Начальное секвенирование больших и маленьких вставочных клонов (6-кратных) и сборка последовательности в контиги, показало, что область генома 40 Kb была высоко представлена (>20 раз), особенно в пределах небольшой вставочной библиотеки. Из-за этого большого искажения последовательности, проводили дополнительное секвенирование (2-кратный теоретический охват генома) только для больших вставочных клонов с получением на выходе конечного 8-кратного охвата в результате секвенирования по Сенгеру. 8-кратную фазовую последовательность собирали в 756 контигов, которые соединялись посредством 105 каркасов. Дальнейшее пиросеквенирование проводили до дополнтительного ~10-кратного охвата и включения этих последовательностей в сборку, приводящую в результате к количеству контигов, снижающемуся до 27. Последующее закрытие разрывов, с использованием технологий инвертированной ПЦР и ПЦР длинных фрагментов, снижало количество контигов до 14.Estimation of the genome size of M. ruminantium by digestion with restriction enzymes of genomic DNA, and the determination of fragment sizes by PFGE, showed one chromosome of approximately 2.5-2.9 Mb. The initial sequencing of large and small insertion clones (6-fold) and the assembly of the sequence into contigs showed that the 40 Kb genome region was highly represented (> 20 times), especially within a small insertion library. Due to this large distortion of the sequence, additional sequencing (2-fold theoretical genome coverage) was performed only for large insertion clones with the final 8-fold coverage resulting from Senger sequencing. The 8-fold phase sequence was assembled into 756 contigs, which were connected via 105 scaffolds. Further pyrosequencing was carried out until an additional ~ 10-fold coverage and inclusion of these sequences in the assembly, resulting in a number of contigs decreasing to 27. Subsequent closing of the breaks using inverted PCR and PCR technology of long fragments, reduced the number of contigs to 14.

Объединенная длина 14-контиг последовательности указывает на то, что геном немного больше (2937347 пар нуклеотидов), чем размер по оценкам PFGE (ФИГ. 1A) и значительно больше, чем у его ближайшего родственника, M. smithii (1,9 Mb). %G+C 32,64% близок к указанному диапазону от 27,5% до 31,6%, описанному для штаммов M. ruminantium (Balch et al, 1979). Анализ последовательности предполагает 2239 ORF и общее число попаданий в семейства белков (TIGRFam и PFam) и кластеры ортологичных групп (Clusters of Orthologous Groups (COG)) представлены на ФИГ. 1B. Представлены все гены, предположительно вовлеченные в образование метана из H2+CO2 и формиата (ФИГ. 1C). Однако черновая последовательность M. ruminantium лишена системы метилкоэнзим редуктазы II (mcr II или mrt). У других метанопродуцентов, кластер mcrII кодирует изофермент метил CoM редуктазу I, фермент, который активируется во время роста при высоких парциальных давлениях H2 (Reeve et al., 1997). H2 быстро используется в рубце и не накапливается до высоких уровней, поэтому, по-видимому, M. ruminantium адаптирована использовать низкие уровни H2 только через систему mcr I.The combined length of the 14-contig sequence indicates that the genome is slightly larger (2937347 nucleotides) than the size estimated by PFGE (FIG. 1A) and significantly larger than that of its closest relative, M. smithii (1.9 Mb). % G + C 32.64% is close to the indicated range from 27.5% to 31.6% described for M. ruminantium strains (Balch et al, 1979). The sequence analysis assumes 2239 ORF and the total number of hits in the protein family (TIGRFam and PFam) and clusters of orthologous groups (Clusters of Orthologous Groups (COG)) are presented in FIG. 1B. All genes presumably involved in the formation of methane from H 2 + CO 2 and formate are presented (FIG. 1C). However, the draft sequence of M. ruminantium lacks the methyl coenzyme reductase II system ( mcr II or mrt ). In other metanoprodutsentov, mcrII cluster encodes methyl CoM reductase isozyme I, an enzyme that is activated during the growth at high partial pressures of H 2 (Reeve et al., 1997). H 2 is quickly used in the rumen and does not accumulate to high levels, therefore, M. ruminantium is apparently adapted to use low H 2 levels only through the mcr I system.

Всего 169 сигнальных пептидов, содержащих ORF, было идентифицировано в геноме M. ruminantium. (ФИГ. 7). Из них 102 сигнальных пептида было идентифицировано с помощью всех трех моделей SignalP, и аминокислотные последовательности этих сигнальных пептидов выравнивали (ФИГ. 2) и получали белковую последовательность logo (ФИГ. 3A). Была идентифицирована коровая последовательность 17 гидрофобных аминокислот (KKIIIILLLLILLLISI; SEQ ID NO:119). SignalP-HMM рассчитывает вероятность содержания в этой последовательности сигнального пептида. Вероятность этого сигнального пептида составляет величину от 0 до 1, с установленной величиной отсечки 0,5 для проведения различия между сигнальным пептидом и несигнальным пептидом для этого анализа. SignalP-NN Y-критерий дает наилучшую оценку места расщепления SP (ФИГ. 6). Y-критерий определяется как среднее геометрическое C-критерия (raw cleavage site score) и выровненного наклона S-критерия (критерий сигнального пептида), полученных с помощью SignalP-NN. Y-критерий представляет собой величину от 0 до 1 с более высокими показателями, указывающими на правильное прогнозирование сайта расщепления.A total of 169 signal peptides containing ORF were identified in the M. ruminantium genome. (FIG. 7). Of these, 102 signal peptides were identified using all three SignalP models, and the amino acid sequences of these signal peptides were aligned (FIG. 2) and the logo protein sequence (FIG. 3A) was obtained. A core sequence of 17 hydrophobic amino acids has been identified (KKIIIILLLLILLLISI; SEQ ID NO: 119). SignalP-HMM calculates the probability of the content of a signal peptide in this sequence. The probability of this signal peptide is from 0 to 1, with a set cutoff value of 0.5 to distinguish between the signal peptide and the non-signal peptide for this analysis. SignalP-NN Y-criterion gives the best estimate of the SP cleavage site (FIG. 6). The Y-criterion is defined as the geometric mean C-criterion (raw cleavage site score) and the aligned slope of the S-criterion (signal peptide criterion) obtained using SignalP-NN. The Y-criterion is a value from 0 to 1 with higher rates indicating the correct prediction of the cleavage site.

Консенсусную аминокислотную последовательность (ФИГ. 3C) синтезировали и конъюгировали с флуоресцентной меткой флуоресцеином через дополнительный N-концевой остаток лизина (ФИГ. 3D), получая конечную длину пептида 17 аминокислот. Очищенный FITC-пептид тестировали на проницаемость в клетки M. ruminantium (ФИГ. 4). В анализе клеточной проницаемости M. ruminantium 23,5% пептида, осталось в супернатанте неприсоединенным к клеткам через 30 минут при 37°C. Еще 3,4% пептида могло быть удалено из клеток 3 промываниями буфером. Приблизительно 62,9% пептида было восстановлено после 1% SDS экстракции клеток, указывая на то, что большая часть пептида была ассоциирована с клетками. Из оставшегося пептида, 5,8% было обнаружено во внутриклеточной фракции и 4,4% было связано с фракцией клеточной стенки/мембраны. Следовательно, 5,8% исходного пептида (эквивалент 1,16 мкг) было способно связываться с M. ruminantium и пройти через клеточную мембрану, чтобы войти в цитоплазму клетки, что представляет приблизительно 2,3×106 пептидных молекул на клетку.The consensus amino acid sequence (FIG. 3C) was synthesized and conjugated with a fluorescent label fluorescein through an additional N-terminal lysine residue (FIG. 3D) to obtain a final peptide length of 17 amino acids. The purified FITC peptide was tested for permeability in M. ruminantium cells (FIG. 4). In the analysis of cell permeability of M. ruminantium, 23.5% of the peptide remained in the supernatant unattached to the cells after 30 minutes at 37 ° C. An additional 3.4% of the peptide could be removed from the cells by 3 washes with buffer. Approximately 62.9% of the peptide was recovered after 1% SDS cell extraction, indicating that most of the peptide was associated with cells. Of the remaining peptide, 5.8% was found in the intracellular fraction and 4.4% was associated with the cell wall / membrane fraction. Therefore, 5.8% of the original peptide (equivalent to 1.16 μg) was able to bind to M. ruminantium and pass through the cell membrane to enter the cell cytoplasm, which represents approximately 2.3 × 10 6 peptide molecules per cell.

ПРИМЕР 3: ОбзорEXAMPLE 3: Overview

Methanobrevibacter ruminantium выбрали для секвенирования генома, вследствие доминирования в рубце при различных условиях питания (исходя из данных культивирования и молекулярного определения), доступности культур, удобства для рутинного выращивания в условиях лаборатории, и сравнительно большого количества предварительных исследований и первоисточников, доступных по этому организму. Значительному числу последовательностей у M. ruminantium была присвоена функция, и таким образом, была возможность получить подробную картину образа жизни этого микроорганизма в рубце. Зависимость M. ruminantium от простых субстратов (H2+CO2, формиат) и его взаимодействие с окружением рубца через поверхностные белки и экзополисахариды являются мишенями для ингибирования. Данные по этим последовательностям поясняют метаболизм этого организма и его взаимодействие с другими микроорганизмами, и указывают на консервативные системы и компоненты среди метанопродуцентов, которые могут быть инактивированы для предотвращения или уменьшения образования метана в рубце. Methanobrevibacter ruminantium was chosen for genome sequencing, due to dominance in the rumen under various nutritional conditions (based on cultivation data and molecular determination), accessibility of cultures, convenience for routine cultivation in a laboratory, and a relatively large number of preliminary studies and primary sources available for this organism. A significant number of sequences in M. ruminantium was assigned a function, and thus, it was possible to obtain a detailed picture of the lifestyle of this microorganism in the rumen. The dependence of M. ruminantium on simple substrates (H 2 + CO 2 , formate) and its interaction with the environment of the rumen through surface proteins and exopolysaccharides are targets for inhibition. Data on these sequences explain the metabolism of this organism and its interaction with other microorganisms, and indicate conservative systems and components among methane producers that can be inactivated to prevent or reduce the formation of methane in the rumen.

СсылкиReferences

Altermann E, Klaenhammer TR (2005) PathwayVoyager: pathway mapping using the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) database. BMC Genomics 6:60-66.Altermann E, Klaenhammer TR (2005) Pathway Voyager: pathway mapping using the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) database. BMC Genomics 6: 60-66.

Altermann, E., and T. R. Klaenhammer. 2003. GAMOLA: a new local solution for sequence annotation and analyzing draft and finished prokaryotic genomes. Omics 7:161-169.Altermann, E., and T. R. Klaenhammer. 2003. GAMOLA: a new local solution for sequence annotation and analyzing draft and finished prokaryotic genomes. Omics 7: 161-169.

Altschul SF, Madden TL, Schaffer AA, Zhang J, Zhang Z, Miller W, Lipman DJ (1997) Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Research 25, 3389-3402.Altschul SF, Madden TL, Schaffer AA, Zhang J, Zhang Z, Miller W, Lipman DJ (1997) Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Research 25, 3389-3402.

Balch WE, Fox GE, Magrum LJ, Woese CR, Wolfe RS (1979) Methanogens: reevaluation of a unique biological group. Microbiological Reviews 43, 260-296.Balch WE, Fox GE, Magrum LJ, Woese CR, Wolfe RS (1979) Methanogens: reevaluation of a unique biological group. Microbiological Reviews 43 , 260-296.

Baresi, L. and Bertani, G. 1984. Isolation of a bacteriophage for a methanogenic bacterium. In Abstracts of the Annual Meeting of the American Society for Microbiology. Washington DC: American Society for Microbiology, p. 133.Baresi, L. and Bertani, G. 1984. Isolation of a bacteriophage for a methanogenic bacterium. In Abstracts of the Annual Meeting of the American Society for Microbiology . Washington DC: American Society for Microbiology, p. 133.

Bendtsen, J.D., Nielsen, H., von Heijne, G. and Brunak, S. 2004. Improved prediction of signal peptides: SignalP 3.0. J Mol Biol. 16(4):783-95.Bendtsen, J.D., Nielsen, H., von Heijne, G. and Brunak, S. 2004. Improved prediction of signal peptides: SignalP 3.0. J Mol Biol. 16 (4): 783-95.

Bickle, T. A. and D. H. Kruger. 1993. Biology of DNA restriction. Microbiol. Rev. 57:434-450.Bickle, T. A. and D. H. Kruger. 1993. Biology of DNA restriction. Microbiol. Rev. 57: 434-450.

Bult CJ, et al. (1996) Complete genome sequence of the methanogenic archaeon, Methanococcus jannaschii. Science 273, 1058-1073.Bult CJ, et al. (1996) Complete genome sequence of the methanogenic archaeon, Methanococcus jannaschii . Science 273 , 1058-1073.

Coutinho PM, Henrissat B (1999) Carbohydrate-active enzymes: an integrated database approach. In 'Recent Advances in Carbohydrate Bioengineering' (Eds HJ Gilbert, G Davies, B Henrissat and B Svensson) pp. 3-12 (The Royal Society of Chemistry, Cambridge) (Carbohydrate Active Enzymes database, http://www.cazy.org/).Coutinho PM, Henrissat B (1999) Carbohydrate-active enzymes: an integrated database approach. In 'Recent Advances in Carbohydrate Bioengineering' (Eds HJ Gilbert, G Davies, B Henrissat and B Svensson) pp. 3-12 (The Royal Society of Chemistry, Cambridge) (Carbohydrate Active Enzymes database, http://www.cazy.org/).

Delcher AL, Harmon D, Kasif S, White O, Salzberg SL (1999) Improved microbial gene identification with GLIMMER. Nucleic Acids Research 27, 4636-4641.Delcher AL, Harmon D, Kasif S, White O, Salzberg SL (1999) Improved microbial gene identification with GLIMMER. Nucleic Acids Research 27 , 4636-4641.

Emanuelsson, O., Brunak, S., von Heijne, G. and Nielsen, H. 2007. Locating proteins in the cell using TargetP, SignalP and related tools. Nat Protoc. 2(4):953-71.Emanuelsson, O., Brunak, S., von Heijne, G. and Nielsen, H. 2007. Locating proteins in the cell using TargetP, SignalP and related tools. Nat Protoc. 2 (4): 953-71.

Fleischmann et al., 1995. Whole-genome random sequencing and assembly of Haemophilus influenzae Rd Science 269:496-512.Fleischmann et al., 1995. Whole-genome random sequencing and assembly of Haemophilus influenzae Rd Science 269: 496-512.

Fricke WF, Seedorf H, Henne A, Kruer M, Liesegang H, Hedderich R, Gottschalk G, Thauer RK (2006) The genome sequence of Methanosphaera stadtmanae reveals why this human intestinal archaeon is restricted to methanol and H2 for methane formation and ATP synthesis. Journal of Bacteriology 188, 642-658.Fricke WF, Seedorf H, Henne A, Kruer M, Liesegang H, Hedderich R, Gottschalk G, Thauer RK (2006) The genome sequence of Methanosphaera stadtmanae reveals why this human intestinal archaeon is restricted to methanol and H 2 for methane formation and ATP synthesis. Journal of Bacteriology 188 , 642-658.

Galagan et al. 2002. The genome of Methanosarcina acetivorans reveals extensive metabolic and physiological diversity. Genome Res. 12:532-542.Galagan et al. 2002. The genome of Methanosarcina acetivorans reveals extensive metabolic and physiological diversity. Genome Res. 12: 532-542.

Godde JS, Bickerton A (2006) The repetitive DNAe called CRISPRs and their associated genes: evidence of horizontal transfer among prokaryotes. Journal of Molecular Evolution 62, 718-729.Godde JS, Bickerton A (2006) The repetitive DNAe called CRISPRs and their associated genes: evidence of horizontal transfer among prokaryotes. Journal of Molecular Evolution 62, 718-729.

Haft DH, Selengut J, Mongodin EF, Nelson KE (2005) A guild of 45 CRISPR-associated (Cas) protein families and multiple CRISPR/Cas subtypes exist in prokaryotic genomes. PLoS Computational Biology 1:474-483.Haft DH, Selengut J, Mongodin EF, Nelson KE (2005) A guild of 45 CRISPR-associated (Cas) protein families and multiple CRISPR / Cas subtypes exist in prokaryotic genomes. PLoS Computational Biology 1: 474-483.

Hamilton, P. T. and J. N. Reeve. 1985. Sequence divergence of an archaebacterial gene cloned from a mesophilic and a thermophilic methanogen. J. Mol. Evol. 22:351-360.Hamilton, P. T. and J. N. Reeve. 1985. Sequence divergence of an archaebacterial gene cloned from a mesophilic and a thermophilic methanogen. J. Mol. Evol. 22: 351-360.

Jansen R, Embden JD, Gaastra W, Schouls LM (2002) Identification of genes that are associated with DNA repeats in prokaryotes. Molecular Microbiology 43, 1565-1575.Jansen R, Embden JD, Gaastra W, Schouls LM (2002) Identification of genes that are associated with DNA repeats in prokaryotes. Molecular Microbiology 43, 1565-1575.

Jansen R, van Embden JD, Gaastra W, Schouls LM (2002) Identification of a novel family of sequence repeats among prokaryotes. OMICS: A journal of integrative biology 6, 23-33.Jansen R, van Embden JD, Gaastra W, Schouls LM (2002) Identification of a novel family of sequence repeats among prokaryotes. OMICS: A journal of integrative biology 6 , 23-33.

Jensen, L. J., Friis, C. and Ussery, D. W. 1999 Three views of microbial genomes. Res. Microbiol. 150, 773-777.Jensen, L. J., Friis, C. and Ussery, D. W. 1999. 1999 Three views of microbial genomes. Res. Microbiol. 150, 773-777.

Joblin KN, Naylor GE, Williams AG (1990) Effect of Methanobrevibacter smithii on xylanolytic activity of anaerobic ruminal fungi. Applied and Environmental Microbiology 56, 2287-2295.Joblin KN, Naylor GE, Williams AG (1990) Effect of Methanobrevibacter smithii on xylanolytic activity of anaerobic ruminal fungi. Applied and Environmental Microbiology 56 , 2287-2295.

Kanehisa M, Goto S, Kawashima S, Okuno Y, Hattori M (2004) The KEGG resource for deciphering the genome. Nucleic Acids Research 32, D277-D280.Kanehisa M, Goto S, Kawashima S, Okuno Y, Hattori M (2004) The KEGG resource for deciphering the genome. Nucleic Acids Research 32, D277-D280.

Kiener, A., Konig, H., Winter, J. and Leisinger, T. 1987. Purification and use of Methanobacterium wolfei pseudomurein endopeptidase for lysis of Methanobacterium thermoautotrophicum . J. Bacteriol. 169, 1010-1016.Kiener, A., Konig, H., Winter, J. and Leisinger, T. 1987. Purification and use of Methanobacterium wolfei pseudomurein endopeptidase for lysis of Methanobacterium thermoautotrophicum . J. Bacteriol. 169, 1010-1016.

Knox, M. R. and Harris, J. E. 1986. Isolation and characterisation of a bacteriophage of Methanobrevibacter smithii. In Abstracts of the XIV International Congress on Microbiology. Manchester: International Union of Microbiological Societies.Knox, MR and Harris, JE 1986. Isolation and characterization of a bacteriophage of Methanobrevibacter smithii . In Abstracts of the XIV International Congress on Microbiology . Manchester: International Union of Microbiological Societies.

Kurtz S, Schleiermacher C (1999) REPuter: fast computation of maximal repeats in complete genomes. Bioinformatics 15, 426-427.Kurtz S, Schleiermacher C (1999) REPuter: fast computation of maximal repeats in complete genomes. Bioinformatics 15, 426-427.

Larkin, M.A., Blackshields, G., Brown, N.P., Chenna, R., McGettigan, P.A., McWilliam, H., Valentin, F., Wallace, I.M., Wilm, A., Lopez, R., Thompson, J.D., Gibson, T.J. and Higgins, D.G. Clustal W and Clustal X version 2.0. Bioinformatics 23(21):2947-8.Larkin, MA, Blackshields, G., Brown, NP, Chenna, R., McGettigan, PA, McWilliam, H., Valentin, F., Wallace, IM, Wilm, A., Lopez, R., Thompson, JD, Gibson, TJ and Higgins, D.G. Clustal W and Clustal X version 2.0. Bioinformatics 23 (21): 2947-8.

Lowe TM, Eddy SR (1997) tRNAscan-SE: a program for improved detection of transfer RNA genes in genomic sequence. Nucleic Acids Research 25, 955-964.Lowe TM, Eddy SR (1997) tRNAscan-SE: a program for improved detection of transfer RNA genes in genomic sequence. Nucleic Acids Research 25, 955-964.

Loenen, W. and N. Murray. 1986. Modification enhancement by restriction alleviation protein (Ra1) of bacteriophage lambda. J. Mol. Biol. 190:11-22.Loenen, W. and N. Murray. 1986. Modification enhancement by restriction alleviation protein (Ra1) of bacteriophage lambda. J. Mol. Biol. 190: 11-22.

Lucchini, S., F. Desiere, and H. Brussow. 1999. Comparative genomics of Streptococcus thermophilus phage species supports a modular evolution theory. J. Virol. 73:8647-8656.Lucchini, S., F. Desiere, and H. Brussow. 1999. Comparative genomics of Streptococcus thermophilus phage species supports a modular evolution theory. J. Virol. 73: 8647-8656.

Luo, Y. N., Pfister, P., Leisinger, T. and Wasserfallen, A. 2002. Pseudomurein endoisopeptidases PeiW and PeiP, two moderately related members of a novel family of proteases produced in Methanothermobacter strains. FEMS Microbiol. Lett. 208, 47-51.Luo, YN, Pfister, P., Leisinger, T. and Wasserfallen, A. 2002. Pseudomurein endoisopeptidases PeiW and PeiP, two moderately related members of a novel family of proteases produced in Methanothermobacter strains . FEMS Microbiol. Lett. 208, 47-51.

Makarova, K. S., Aravind, L. and Koonin, E. V. 1999. A superfamily of archaeal, bacterial, and eukaryotic proteins homologous to animal transglutaminases. Protein Sci. 8, 1714-1719.Makarova, K. S., Aravind, L. and Koonin, E. V. 1999. A superfamily of archaeal, bacterial, and eukaryotic proteins homologous to animal transglutaminases. Protein Sci. 8, 1714-1719.

Makarova KS, Grishin NVShabalina, SA, Wolf YI, Koonin EV (2006) A putative RNA-interference-based immune system in prokaryotes: computational analysis of the predicted enzymatic machinery, functional analogies with eukaryotic RNAi, and hypothetical mechanisms of action. Biology Direct 1:7-32.Makarova KS, Grishin NVShabalina, SA, Wolf YI, Koonin EV (2006) A putative RNA-interference-based immune system in prokaryotes: computational analysis of the predicted enzymatic machinery, functional analogies with eukaryotic RNAi, and hypothetical mechanisms of action. Biology Direct 1: 7-32.

New Zealand Statistics 2005 (www.stats.govt.nz)New Zealand Statistics 2005 (www.stats.govt.nz)

New Zealand's Greenhouse Gas Inventory 1990 - 2004. The National Inventory Report and Common Reporting Format. (2006) Ministry for the Environment. hypertext transfer protocol://www.mfe.govt.nz/publications/climate/nir-apr06/nir-apr06.pdf.New Zealand's Greenhouse Gas Inventory 1990-2004. The National Inventory Report and Common Reporting Format. (2006) Ministry for the Environment. hypertext transfer protocol: //www.mfe.govt.nz/publications/climate/nir-apr06/nir-apr06.pdf.

Nielsen, H. Engelbrecht, J. Brunak S. and von Heijne, G. 1997 Identification of prokaryotic and eukaryotic signal peptides and prediction of their cleavage sites. Prot. Eng., 10:1-6.Nielsen, H. Engelbrecht, J. Brunak S. and von Heijne, G. 1997 Identification of prokaryotic and eukaryotic signal peptides and prediction of their cleavage sites. Prot. Eng., 10: 1-6.

Ono, M., Wada, Y., Wu, Y., Nemori, R., Jinbo, Y., Wang, H., Lo, K. M., Yamaguchi, N., Brunkhorst, B., Otomo, H. et al. (1997) FP-21399 blocks HIV envelope protein mediated membrane fusion and concentrates in lymph nodes. Nat. Biotechnol. 15, 343-348.Ono, M., Wada, Y., Wu, Y., Nemori, R., Jinbo, Y., Wang, H., Lo, KM, Yamaguchi, N., Brunkhorst, B., Otomo, H. et al . (1997) FP-21399 blocks HIV envelope protein mediated membrane fusion and concentrates in lymph nodes. Nat. Biotechnol. 15, 343-348.

Pérez-Bercoff, A., Koch, J. and Bürglin, T.R. 2006. LogoBar: bar graph visualization of protein logos with gaps. Bioinformatics 22(1):112-4.Pérez-Bercoff, A., Koch, J. and Bürglin, T.R. 2006. LogoBar: bar graph visualization of protein logos with gaps. Bioinformatics 22 (1): 112-4.

Rawlings, N. D., Morton, F. R. and Barrett, A. J. 2006. MEROPS: the peptidase database. Nucleic Acids Res. 34, D270-D272.Rawlings, ND, Morton, FR and Barrett, AJ 2006. MEROPS : the peptidase database. Nucleic Acids Res. 34, D270-D272.

Reeve JN, Nolling J Morgan RM, Smith DR (1997) Methanogenesis: genes, genomes and who's on first? Journal of Bacteriology 179, 5975-5986.Reeve JN, Nolling J Morgan RM, Smith DR (1997) Methanogenesis: genes, genomes and who's on first? Journal of Bacteriology 179 , 5975-5986.

Samuel BS, Hansen EE, Manchester JK, Coutinho PM, Henrissat B, Fulton R, Latreille P, Kim K, Wilson RK, Gordon JI (2007) Genomic adaptations of Methanobrevibacter smithii to the human gut. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 104, 10643-10648.Samuel BS, Hansen EE, Manchester JK, Coutinho PM, Henrissat B, Fulton R, Latreille P, Kim K, Wilson RK, Gordon JI (2007) Genomic adaptations of Methanobrevibacter smithii to the human gut. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 104 , 10643-10648.

Salzberg et al., 1998. Microbial gene identification using interpolated Markov models. Nucleic Acids Res. 26:544-8.Salzberg et al., 1998. Microbial gene identification using interpolated Markov models. Nucleic Acids Res. 26: 544-8.

Smith et al., 1997. Complete genome sequence of Methanobacterium thermoautotrophicum deltaH: functional analysis and comparative genomics J. Bacteriol. 179:7135-7155.Smith et al., 1997. Complete genome sequence of Methanobacterium thermoautotrophicum delta H: functional analysis and comparative genomics J. Bacteriol. 179: 7135-7155.

Smith PH, Hungate RE (1958) Isolation and characterization of Methanobacterium ruminantium n. sp. Journal of Bacteriology 75, 713-718.Smith PH, Hungate RE (1958) Isolation and characterization of Methanobacterium ruminantium n. sp. Journal of Bacteriology 75, 713-718.

Staden R, Beal KF, Bonfield JK (1998) The Staden Package. Methods in Molecular Biology: Bioinformatics Methods and Protocols 132, 115-130.Staden R, Beal KF, Bonfield JK (1998) The Staden Package. Methods in Molecular Biology: Bioinformatics Methods and Protocols 132 , 115-130.

Tatusov RL, Natale DA, Garkavtsev IV, Tatusova TA, Shankavaram UT, Rao BS, Kiryutin B, Galperin MY, Fedorova ND, Koonin EV (2001) The COG database: new developments in phylogenetic classification of proteins from complete genomes Nucleic Acids Research 29, 22-28.Tatusov RL, Natale DA, Garkavtsev IV, Tatusova TA, Shankavaram UT, Rao BS, Kiryutin B, Galperin MY, Fedorova ND, Koonin EV (2001) The COG database: new developments in phylogenetic classification of proteins from complete genomes Nucleic Acids Research 29 , 22-28.

von Heijne, G. 1985. Signal sequences: The limits of variation J. Mol. Biol. 184, 99-105.von Heijne, G. 1985. Signal sequences: The limits of variation J. Mol. Biol. 184, 99-105.

Все публикации и патенты, упомянутые в представленном выше описании, включены в качестве ссылки.All publications and patents mentioned in the above description are incorporated by reference.

Там, где ссылка представленного выше описания дана к целым числам, имеющим известные эквиваленты, эти эквиваленты включены как отдельно указанные.Where reference to the above description is given to integers having known equivalents, these equivalents are included as separately indicated.

Хотя настоящее изобретение было описано применительно к особенно предпочтительным вариантам осуществления, должно быть понятно, что настоящее изобретение, как заявлено, не должно ненадлежащим образом ограничиваться такими особыми вариантами осуществления.Although the present invention has been described in relation to particularly preferred embodiments, it should be understood that the present invention, as claimed, should not be inappropriately limited to such specific embodiments.

Понятно, что дополнительные модификации могут быть проведены в отношении настоящего изобретения, как описано в настоящей заявке, без отклонения от сущности и объема изобретения.It is understood that further modifications may be made with respect to the present invention, as described herein, without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (18)

1. Выделенный полипептид или пептид, который способен проникать в метан-продуцирующую клетку, характеризующийся аминокислотной последовательностью SEQ ID NO:117, 118 или 119.1. The selected polypeptide or peptide that is able to penetrate into a methane-producing cell characterized by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 117, 118 or 119. 2. Выделенный полипептид или пептид, который способен проникать в метан-продуцирующую клетку, характеризующийся:
a) аминокислотной последовательностью, которая по меньшей мере на 90% идентична SEQ ID NO:117;
b) аминокислотной последовательностью, которая по меньшей мере на 95% идентична SEQ ID NO:118; или
c) аминокислотной последовательностью, которая по меньшей мере на 90% идентична SEQ ID NO:119.
2. An isolated polypeptide or peptide that is able to penetrate into a methane-producing cell, characterized by:
a) an amino acid sequence that is at least 90% identical to SEQ ID NO: 117;
b) an amino acid sequence that is at least 95% identical to SEQ ID NO: 118; or
c) an amino acid sequence that is at least 90% identical to SEQ ID NO: 119.
3. Выделенный полипептид или пептид, который способен проникать в метан-продуцирующую клетку, характеризующийся:
a) по меньшей мере 15 последовательно расположенными аминокислотами последовательности SEQ ID NO:117 или 118; или
b) по меньшей мере 15 последовательно расположенными аминокислотами последовательности SEQ ID NO:119.
3. An isolated polypeptide or peptide that is able to penetrate into a methane-producing cell characterized by:
a) at least 15 consecutive amino acids of the sequence of SEQ ID NO: 117 or 118; or
b) at least 15 consecutive amino acids of the sequence of SEQ ID NO: 119.
4. Выделенный полинуклеотид, который кодирует полипептид или пептид, который способен проникать в метанпродуцирующую клетку, характеризующийся:
a) нуклеотидной последовательностью, которая кодирует аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO:117, 118 или 119; или
b) нуклеотидной последовательностью, комплементарной последовательности (a).
4. The selected polynucleotide that encodes a polypeptide or peptide that is able to penetrate into a methane producing cell, characterized by:
a) a nucleotide sequence that encodes an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 117, 118 or 119; or
b) a nucleotide sequence complementary to the sequence (a).
5. Выделенный полинуклеотид, который кодирует полипептид или пептид, который способен проникать в метанпродуцирующую клетку, характеризующийся:
a) нуклеотидной последовательностью, которая кодирует аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO:117;
b) нуклеотидной последовательностью, которая кодирует аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 95% идентична последовательности SEQ ID NO:118;
c) нуклеотидной последовательностью, которая кодирует аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO:119; или
d) нуклеотидной последовательностью, комплементарной последовательности по любому из (a)-(c).
5. The selected polynucleotide that encodes a polypeptide or peptide that is able to penetrate into a methane producing cell, characterized by:
a) a nucleotide sequence that encodes an amino acid sequence that is at least 90% identical to the sequence of SEQ ID NO: 117;
b) a nucleotide sequence that encodes an amino acid sequence that is at least 95% identical to the sequence of SEQ ID NO: 118;
c) a nucleotide sequence that encodes an amino acid sequence that is at least 90% identical to the sequence of SEQ ID NO: 119; or
d) a nucleotide sequence complementary to any one of (a) to (c).
6. Выделенный полинуклеотид, который кодирует полипептид или пептид, который способен проникать в метанпродуцирующую клетку, характеризующийся:
a) нуклеотидной последовательностью, которая кодирует 15 последовательно расположенных аминокислот последовательности SEQ ID NO:117 или 118;
b) нуклеотидной последовательностью, которая кодирует по меньшей мере 15 последовательно расположенных аминокислот последовательности SEQ ID NO:119; или
c) нуклеотидной последовательностью, комплементарной последовательности по любому из (a) или (b).
6. The selected polynucleotide that encodes a polypeptide or peptide that is able to penetrate into a methane producing cell, characterized by:
a) a nucleotide sequence that encodes 15 consecutive amino acids of the sequence SEQ ID NO: 117 or 118;
b) a nucleotide sequence that encodes at least 15 consecutive amino acids of the sequence of SEQ ID NO: 119; or
c) a nucleotide sequence complementary to a sequence according to any one of (a) or (b).
7. Выделенный полинуклеотид, который кодирует полипептид или пептид, который способен проникать в метанпродуцирующую клетку, характеризующийся нуклеотидной последовательностью SEQ ID NO:511, 512 или 513 или нуклеотидной последовательностью, комплементарной им.7. The selected polynucleotide that encodes a polypeptide or peptide that is able to penetrate into a methane producing cell characterized by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 511, 512 or 513 or a nucleotide sequence complementary to them. 8. Клонирующий вектор, который содержит полинуклеотид по любому из пп.4-7, или полинуклеотид, который кодирует полипептид или пептид по любому из пп.1-3.8. A cloning vector that contains a polynucleotide according to any one of claims 4 to 7, or a polynucleotide that encodes a polypeptide or peptide according to any one of claims 1 to 3. 9. Вектор экспрессии, который содержит полинуклеотид по любому из пп.4-7, или полинуклеотид, который кодирует полипептид или пептид по любому из пп.1-3.9. An expression vector that contains a polynucleotide according to any one of claims 4 to 7, or a polynucleotide that encodes a polypeptide or peptide according to any one of claims 1 to 3. 10. Клетка-хозяин, трансформированная вектором по п.8 или 9, для продукции полипептида или пептида по любому из пп.1-3, или полинуклеотида по любому из пп.4-7.10. A host cell transformed with a vector according to claim 8 or 9, for the production of a polypeptide or peptide according to any one of claims 1 to 3, or a polynucleotide according to any one of claims 4 to 7. 11. Клетка-хозяин для репликации вектора по п.8 или п.9, трансформированная вектором по п.8 или 9.11. A host cell for replicating a vector according to claim 8 or claim 9, transformed with a vector according to claim 8 or 9. 12. Клетка-хозяин по п.10 или 11, которая выбрана из прокариотической клетки или клетки метанопродуцента.12. The host cell of claim 10 or 11, which is selected from a prokaryotic cell or methanogen cell. 13. Клетка-хозяин по п.12, которая выбрана из Escherichia coli и Methanobrevibacter ruminantium, включая Methanobrevibacter ruminantium штамм M1T (DSM1093).13. The host cell of claim 12, which is selected from Escherichia coli and Methanobrevibacter ruminantium, including Methanobrevibacter ruminantium strain M1 T (DSM1093). 14. Конъюгированная молекула или слитая молекула, которая способна проникать в метанпродуцирующую клетку и которая содержит полипептид или пептид по любому из пп.1-3 и флуоресцентную метку на N-концевом аминокислотном остатке.14. A conjugated molecule or a fusion molecule that is capable of penetrating into a methane producing cell and which contains the polypeptide or peptide according to any one of claims 1 to 3 and a fluorescent label at the N-terminal amino acid residue. 15. Способ повышения проницаемости метанпродуцирующей клетки, который включает: приведение этой клетки в контакт с полипептидом или пептидом по любому из пп.1-3.15. A method of increasing the permeability of a methane producing cell, which includes: bringing this cell into contact with a polypeptide or peptide according to any one of claims 1 to 3. 16. Способ повышения проницаемости метанпродуцирующей клетки, включающий: приведение этой клетки в контакт с конъюгированной молекулой или слитой молекулой по п.14.16. A method of increasing the permeability of a methane producing cell, comprising: bringing this cell into contact with a conjugated molecule or a fusion molecule according to claim 14. 17. Способ по п.16, в котором клетка представляет собой Methanobrevibacter ruminantium.17. The method according to clause 16, in which the cell is a Methanobrevibacter ruminantium. 18. Способ по п.17, в котором клетка представляет собой Methanobrevibacter ruminantium штамм M1T (DSM1093). 18. The method according to 17, in which the cell is a Methanobrevibacter ruminantium strain M1 T (DSM1093).
RU2010116165/10A 2007-09-25 2008-09-25 Cell-penetrating peptides and polypeptides for microorganism cells RU2526511C2 (en)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US97510407P 2007-09-25 2007-09-25
US60/975,104 2007-09-25
US98984107P 2007-11-22 2007-11-22
US98984007P 2007-11-22 2007-11-22
US60/989,841 2007-11-22
US60/989,840 2007-11-22
PCT/NZ2008/000247 WO2009041830A2 (en) 2007-09-25 2008-09-25 Cell-permeabilising peptides and polypeptides for microbial cells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010116165A RU2010116165A (en) 2011-11-10
RU2526511C2 true RU2526511C2 (en) 2014-08-20

Family

ID=44996578

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010116162/10A RU2520738C2 (en) 2007-09-25 2008-09-25 PHAGE φ-mru POLYNUCLEOTIDES AND POLYPEPTIDES AND THEIR APPLICATION
RU2010116165/10A RU2526511C2 (en) 2007-09-25 2008-09-25 Cell-penetrating peptides and polypeptides for microorganism cells

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010116162/10A RU2520738C2 (en) 2007-09-25 2008-09-25 PHAGE φ-mru POLYNUCLEOTIDES AND POLYPEPTIDES AND THEIR APPLICATION

Country Status (2)

Country Link
BR (1) BRPI0817228A2 (en)
RU (2) RU2520738C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022055902A3 (en) * 2020-09-08 2022-04-21 Curie Co. Inc. Compositions and methods of use thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996000308A2 (en) * 1994-06-24 1996-01-04 Hunter Robert M Method and apparatus for extracting precious metals
WO2002077183A2 (en) * 2001-03-21 2002-10-03 Elitra Pharmaceuticals, Inc. Identification of essential genes in microorganisms
US6617156B1 (en) * 1997-08-15 2003-09-09 Lynn A. Doucette-Stamm Nucleic acid and amino acid sequences relating to Enterococcus faecalis for diagnostics and therapeutics
RU2269525C2 (en) * 2000-08-10 2006-02-10 Бритиш Биотех Фармасьютикалс Лимитед Antibacterial agent

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE262349T1 (en) * 1993-10-19 2004-04-15 Commw Scient Ind Res Org METHOD FOR IMPROVING THE FOOD CONSUMPTION OF RUMINANTS OR RUMINANT-LIKE ANIMALS
WO1998007830A2 (en) * 1996-08-22 1998-02-26 The Institute For Genomic Research COMPLETE GENOME SEQUENCE OF THE METHANOGENIC ARCHAEON, $i(METHANOCOCCUS JANNASCHII)
US5985907A (en) * 1998-08-12 1999-11-16 Health Research, Inc. Method for inhibiting growth of methanogens

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996000308A2 (en) * 1994-06-24 1996-01-04 Hunter Robert M Method and apparatus for extracting precious metals
US6617156B1 (en) * 1997-08-15 2003-09-09 Lynn A. Doucette-Stamm Nucleic acid and amino acid sequences relating to Enterococcus faecalis for diagnostics and therapeutics
RU2269525C2 (en) * 2000-08-10 2006-02-10 Бритиш Биотех Фармасьютикалс Лимитед Antibacterial agent
WO2002077183A2 (en) * 2001-03-21 2002-10-03 Elitra Pharmaceuticals, Inc. Identification of essential genes in microorganisms

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE GENBANK N ZP_01872031, размещено 19.06.2007, найдено он-лайн [15.11.2012] в БД "NCBI". *
SAMUEL B.S. ET AL., Genomic and metabolic adaptations of Methanobrevibacter smithii to the human gut, PNAS, 2007, v.104, n.25, p. 10643 " 10648. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022055902A3 (en) * 2020-09-08 2022-04-21 Curie Co. Inc. Compositions and methods of use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010116162A (en) 2011-11-10
BRPI0817228A2 (en) 2015-06-16
RU2010116165A (en) 2011-11-10
RU2520738C2 (en) 2014-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11926647B2 (en) Vaccines and vaccine components for inhibition of microbial cells
RU2526511C2 (en) Cell-penetrating peptides and polypeptides for microorganism cells
AU2019203617B2 (en) Vaccines and vaccine components for inhibition of microbial cells
AU2014213519B2 (en) Vaccines and vaccine components for inhibition of microbial cells

Legal Events

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

Effective date: 20180926